CN109387900A - 可调节出射光角度的导光板、背光模组以及液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供可调节出射光角度的导光板、背光模组以及液晶显示装置，该导光板包括光入射面、反射面、出射面、光源对侧面和位于所述反射面以及所述出射面之间的两个平行侧面，该反射面设有从光入射面到光源对侧面呈下降趋势且由密到疏设置的阶梯状微结构，所述阶梯状微结构包括第一平面以及与该平面呈锐角设置的第二平面，第一平面的宽度沿光入射面到光源对侧面的方向逐渐增加，第二平面的宽度沿光入射面到光源对侧面的方向逐渐减小。本发明所提供的导光板通过选择第一与第二平面之间的夹角角度，将入射至光源对侧面反射膜上的入射光调整出射角度后从出射面射出，实现导光板出射光朝向光源侧的聚集，适应各种液晶显示模组及满足各种视觉需求。

Description

可调节出射光角度的导光板、背光模组以及液晶显示装置
技术领域
本发明涉及背光模组领域，特别是涉及可调节出射光角度的导光板、背光模组以及液晶显示装置。
背景技术
随着液晶显示器在手机、车载显示器、个人数字助理以及电视机等应用领域的拓展，对以导光板为主的背光技术提出了更高要求。比如：车载背光源中要求导光板的光的出射方向靠近灯源一侧，符合可视角度方向。这对背光源出射光的方向和角度有了更高的要求。然而目前背光源模组中，常用的几种导光板形状，例如喇叭口导光板(如图6所示)、平板导光板(如图7所示)、楔形导光板(如图8所示)，其光线均是从LED射出，经导光板全反射或网点的折射等，最后从远离光源的一侧射出。从光的出射角度可看出，上述导光板的设计并没有考虑角度的整体控制，因此从导光板出射面的出射光都是呈现远离光源方向，最好的现象也是出射光与法线重合，不能以靠近光源的角度射出，并不适合所有的液晶显示模组。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种可调节出射光角度的导光板、背光模组以及液晶显示装置，可适用于各种现有技术的液晶显示模组，适合各种视觉需要。
本发明提供的可调节出射光角度的导光板，所述导光板包括光入射面、反射面、出射面、光源对侧面，和位于所述反射面以及所述出射面之间的两个平行侧面，所述导光板的反射面设有从光入射面到光源对侧面呈下降趋势的阶梯状微结构，所述阶梯状微结构从光入射面到光源对侧面由密到疏的设置，所述阶梯状微结构包括第一平面以及与第一平面呈锐角设置的第二平面，所述第一平面的宽度沿光入射面到光源对侧面的方向逐渐增加，所述第二平面的宽度沿光入射面到光源对侧面的方向逐渐减小。
设置在导光板光入射面一侧的光源发射光传播到光源对侧面经由光源对侧面反射，该股反射光的强度从光源对侧面到光源侧是逐渐减弱的，因此第一平面的宽度光入射面到光源对侧面的方向逐渐增加，所述第二平面的宽度沿光入射面到光源对侧面的方向逐渐减小的结构能使得从光源对侧面反射回的反射光射出导光板后的出射光更均匀。
所述光入射面的宽度小于光源对侧面的宽度。
进一步的，所述第一平面为与导光板出射面平行的平行面，所述第二平面向光入射面倾斜。
进一步的，所述第一平面与第二平面之间的锐角设置为0°～40°，较为优选的，该锐角为5°～15°。
进一步的，所述第一平面为与水平面呈夹角设置的第一斜面，所述第二平面向光入射面倾斜，所述第二平面与第一斜面呈锐角设置。由此可以更好地促使光源的发射光从导光板内传输到光源对侧面。
进一步的，所述第一斜面与水平面的夹角＜10°，所述第一斜面与第二平面之间的锐角设置为0°～40°，较为优选的，该锐角为5°～15°。
锐角角度设置在上述范围内，可以控制从导光板出射面射出的出射光其出射方向靠近光源方向，锐角角度越小，光线将会越朝向光源，具体角度的确定将根据不同液晶显示模组的亮度需求而定。
具有上述结构的导光板其反射面设有若干网点。网点的设置可以将反射光进一步扩散反射。
本发明还提供背光模组，包括光源、扩散膜以及具有如前所述结构的可调节出射光角度的导光板，所述光源设置在所述导光板的光入射面一侧，所述扩散膜设置在所述导光板的出射面之上。
进一步的，所述背光模组还包括反射膜，所述反射膜包括两个本体，分别为第一本体以及第二本体，第一本体设于靠近所述导光板反射面的底面，第二本体设于靠近所述导光板光源对侧面的侧面，射至第二本体上的光线反射到所述阶梯状微结构上，再反射至出射面。
本发明还提供液晶显示装置，其包括如前所述的背光模组。因液晶显示装置的背光模组包括上述结构的导光板，因此可以根据导光板反射面上阶梯状微结构两平面间的锐角角度设置，控制出射光的出射角度，获得预期的视觉亮度效果。
相较于现有技术，本发明具有如下技术效果：
1)本发明的可调节出射光角度的导光板在其反射面上设置从入光侧到出光侧由密到疏的阶梯状微结构，能将光源发射光经由导光板的光入射面至导光板的光源对侧面之后再经由阶梯状微结构反射，实现从导光板出射面射出的出射光其方向角度靠近光源方向，以适应各种液晶显示模组的视觉需求。
2)本发明的可调节出射光角度的导光板，其阶梯状微结构由互成锐角的第一平面以及朝向光入射面倾斜的第二平面构成，经由反射膜反射的光线再经由第二平面反射后的出射光可以朝向光源侧聚集，通过调节第一平面与第二平面的锐角设置角度，可以满足不同液晶显示装置对光源侧方向的亮度需求。
3)相较于传统的将光源设于楔形导光板宽度较厚的一侧而言，本发明所提供的具有前述结构导光板的背光模组，其将反射膜的第二本体设置在光源对侧面一侧，该第二本体对从光入射面入射至导光板内的光束反射回导光板内时，增大了入射光的入射范围，改善了“灯眼”现象。
4)与此同时，本发明导光板的光源对侧面的宽度相对于光入射面的宽度，注塑时不仅可以从导光板光入射面侧进胶，还可以从光源对侧面进胶，因此在注塑时可以选择的进胶位置更多，简化了生产工艺，利于导光板的注塑成型，克服了进胶效果不良而产生的气泡、白线、斑纹之类的技术缺陷。
附图说明
图1为本发明可调节出射光角度的导光板整体结构示意图。
图2为图1标注B处放大示意图。
图3为本发明具有图1所示导光板结构的背光模组的整体结构示意图。
图4为本发明导光板与反射膜的结构示意图及其光线传输示意图。
图5为本发明导光板设有网点的结构示意图及其光线传输示意图。
图6为现有技术中喇叭口导光板的结构示意图。
图7为现有技术中平板导光板的结构示意图。
图8为现有技术中楔形导光板的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
实施例1
如图1所示，可调节出射光角度的导光板400，包括光入射面410、反射面420、出射面430、光源对侧面440和其余两个侧面，所述其余两个侧面平行设置，且分别连接所述反射面420和出射面430，所述导光板400的反射面420设有从光入射面410到光源对侧面440呈下降趋势的阶梯状微结构，所述阶梯状微结构沿光入射面向光源对侧面的方向由密到疏的设置。
如图2所示，该阶梯状微结构包括与导光板出射面430平行的第一平面421以及与该第一平面呈锐角设置的第二平面422，所述第二平面422向光入射面410倾斜，所述第一平面421和第二平面422之间呈夹角A1设置，A1为锐角，该锐角角度为5°。
实施例2
如图3所示，背光模组，包括铁框100、置于铁框100内的胶框200、以及置于胶框200内的具有实施例1结构所述的可调节出射光角度的导光板400、反射膜300、FPC500、LED600、固定胶700、扩散膜800及光学膜片900。所述FPC500与LED600固定连接，并且所述LED600设置在导光板的光入射面410一侧，所述反射膜300包括两个本体，分别为第一本体310以及第二本体320，第一本体310设于靠近导光板400反射面420的底面，第二本体320设于靠近导光板400光源对侧面440的侧面，扩散膜800设置在导光板出射面上，扩散膜上方还设置有该光学膜片900，诚然，在此基础上，还可以在扩散膜上设置下增光膜、上增光膜和棱镜膜等膜片。
如图4所示，光源LED600发出的光通过光源对侧面440旁的反射膜300的第二本体320反射回导光板400内，该反射回的光束经阶梯状微结构的第二平面422反射至导光板400的出射面430形成出射光，此反射出导光板400的出射光610的方向朝向光源一侧，即法线α的左侧。
在本实施例2中以及实施例1所提供的可调节出射光角度的导光板400结构中，所述夹角A1为5°，从而由第二平面422反射至出射面430的出射光610与导光板400出射面430上法线α的夹角即第二夹角A2大于等于0°，小于45°。
在本实施例2所提供的背光模组结构中，由于光源发出的光大部分经过靠近光源对侧面440的第二本体320反射，因此越靠近光源对侧面440的位置，光线强度越大，光量也更多；反之，越远离光源对侧面440的位置，光线强度越小，光量也更少。因而为了进一步地使出射光610的亮度更为均匀，越靠近光源对侧面440的第一平面421越宽，第二平面422的长度越短，越远离光源对侧面440的第一平面421越窄，第二平面422的长度越长。
由于反射面420上相对光源不同的距离处，其到达的光线强弱和光量大小也有所不同，因此，最终产生的亮度也可能不同。因此，将所述导光板400反射面420的阶梯状微结构从光入射面410到光源对侧面440由密到疏的设置,达到了对不同位置的光线的反射效果和相对出射面430会聚效果的调节，使得整体上会聚到出射面430的出射光610亮度更为均匀，由此，显示器面板上的显示效果更好。
请参阅图5，所述导光板400上的反射面430设有若干网点423，则法线α左右两侧均有均匀光线射出，以法线α方向为基准方向，形成一个类似圆锥状或者圆台状的出光区域，适用各种视觉需要。
综上所述，本发明所提供的可调节出射光角度的导光板在其反射面上设置从光入射面到光源对侧面由密到疏的阶梯状微结构，并且反射膜的一部分设置在导光板光源对侧面旁以进行光反射，借有阶梯状微结构中倾斜设置的第二平面将反射膜反射光呈角度地反射，使最终出光方向靠近光源方向，以满足不同视觉方向的需求。
当然，对于阶梯状微结构而言，第一平面还可以为与水平面呈＜10°设置的第一斜面，其与第二平面之间的锐角角度范围在0°～40°的范围内具体选择，只要保证由第二平面反射至出射面的出射光与导光板出射面上法线的夹角即第二夹角大于等于0°，小于45°即可，具体以不同的液晶显示装置近光源侧的亮度需求而定。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可调节出射光角度的导光板，其特征在于，所述导光板包括光入射面、反射面、出射面、光源对侧面和位于所述反射面以及所述出射面之间的两个平行侧面，所述导光板的反射面设有从光入射面到光源对侧面呈下降趋势的阶梯状微结构，所述阶梯状微结构从光入射面到光源对侧面由密到疏的设置，所述阶梯状微结构包括第一平面以及与第一平面呈锐角设置的第二平面，所述第一平面的宽度沿光入射面到光源对侧面的方向逐渐增加，所述第二平面的宽度沿光入射面到光源对侧面的方向逐渐减小。
2.根据权利要求1所述的可调节出射光角度的导光板，其特征在于，所述第一平面为与导光板出射面平行的平行面，所述第二平面向光入射面倾斜。
3.根据权利要求1或2所述的可调节出射光角度的导光板，其特征在于，所述锐角设置为0°～40°。
4.根据权利要求1所述的可调节出射光角度的导光板，其特征在于，所述第一平面为与水平面呈锐角设置的第一斜面，所述第二平面向光入射面倾斜，所述第二平面与第一斜面呈锐角设置。
5.根据权利要求4所述的可调节出射光角度的导光板，其特征在于，所述第一斜面与水平面的夹角＜10°，所述锐角设置为0°～40°。
6.根据权利要求3或5所述的可调节出射光角度的导光板，其特征在于，所述导光板上的反射面上设有若干网点。
7.根据权利要求所述6的可调节出射光角度的导光板，其特征在于，所述导光板的光源对侧面的宽度大于光入射面的宽度。
8.背光模组，包括光源、扩散膜，其特征在于，还包括如权利要求1-7中任一项所述的可调节出射光角度的导光板，所述光源设置在所述导光板的光入射面一侧，所述扩散膜设置在所述导光板的出射面之上。
9.根据权利要求8所述的背光模组，其特征在于，还包括反射膜，所述反射膜包括第一本体以及第二本体，所述第一本体设于靠近所述导光板反射面的底面，所述第二本体设于靠近所述导光板光源对侧面的侧面，射至第二本体上的光线反射到所述阶梯状微结构上，再反射至出射面。
10.液晶显示装置，其特征在于，包括权利要求8或9所述的背光模组。
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