本發明涉及顯示技術領域,尤其涉及一種導光板及其制備方法、背光源模組、顯示裝置。
背景技術:
背光源是液晶顯示器不可或缺的組成部分,用于為顯示面板提供光源,其中,側入式背光源(Back Light Unit,簡稱BLU)廣泛應用于中小尺寸的液晶顯示器中。
對于側入式背光源來說,從光源發出的光經導光板下表面的網點反射后,形成為顯示面板提供光源的面光源,然而,射到網點上的光源只占到光源出射光的很少一部分,因而導致導光板的光取出率不高,從而使得液晶顯示器的亮度低,功耗高。
技術實現要素:
本發明的實施例提供一種導光板及其制備方法、背光源模組、顯示裝置,可提高側入式背光源模組中導光板的光取出率。
為達到上述目的,本發明的實施例采用如下技術方案:
第一方面,提供一種導光板,包括光出射面、與所述光出射面相對的底面、以及鄰接于所述光出射面和所述底面之間的多個側面;所述多個側面中的至少一個側面為入光面;所述入光面為弧形面;所述弧形面向所述導光板的外側凸出;所述弧形面用于使平行于所述光出射面入射的光線向所述底面傾斜。
優選的,所述入光面與所述底面相交處,其切平面與所述光出射面垂直。
進一步優選的,所述弧形面的度數為1°~3°。
優選的,所述導光板為平板形導光板。
優選的,所述多個側面中的兩個相對側面為入光面。
第二方面,提供一種背光源模組,包括第一方面所述的導光板;光源設置在所述導光板的入光面一側。
優選的,所述光源為LED燈條。
第三方面,提供一種顯示裝置,包括第二方面所述的背光源模組。
第四方面,提供一種導光板的制備方法,包括:形成導光板本體,所述導光板本體包括光出射面、與所述光出射面相對的底面、以及鄰接于所述光出射面和所述底面之間的多個側面。
通過機械加工工藝將至少一個側面制作為弧形面,形成導光板;所述弧形面向所述導光板的外側凸出;所述弧形面用于使平行于所述光出射面入射的光線向所述底面傾斜。
第五方面,提供一種導光板的制備方法,包括:通過注塑成型工藝形成導光板,所述導光板包括光出射面、與所述光出射面相對的底面、以及鄰接于所述光出射面和所述底面之間的多個側面;所述多個側面中的至少一個側面為弧形面,且所述弧形面向所述導光板的外側凸出;所述弧形面用于使平行于所述光出射面入射的光線向所述底面傾斜。
本發明實施例提供一種導光板及其制備方法、背光源模組、顯示裝置,通過將導光板的入光面設置為弧形面,且弧形面向導光板外側凸出,使得平行于光出射面的光線經入光面折射后,向導光板的底面傾斜一定角度,從而使更多的光線直接射到導光板的網點上,避免平行于光出射面的光線在導光板中反復反射甚至永久性反射,可提高側入式背光源模組中導光板的光取出率,當使用所述導光板的背光源模組應用于顯示裝置時,可以提高顯示裝置的亮度,并降低功耗。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案,下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發明實施例提供的一種導光板的側視示意圖一;
圖2為本發明實施例提供的一種導光板的側視示意圖二;
圖3為本發明實施例提供的一種導光板的側視示意圖三;
圖4為本發明實施例提供的一種導光板的側視示意圖四;
圖5為本發明實施例提供的一種用于計算弧形面度數的示意圖;
圖6為本發明實施例提供的一種背光源模組的結構示意圖一;
圖7為本發明實施例提供的一種背光源模組的結構示意圖二;
圖8為本發明實施例提供的一種制備導光板的流程示意圖;
圖9為本發明實施例提供的一種導光板本體的側視示意圖。
附圖標記:
01-背板;02-膠框;03-反射片;04-導光板;05-光學膜片;06-光源;11-入光面;12-光出射面;13-底面;14-網點;20-切平面。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖,對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。
本發明實施例提供一種導光板04,如圖1-4所示,包括光出射面12、與光出射面12相對的底面13、以及鄰接于光出射面12和底面13之間的多個側面;多個側面中的至少一個側面為入光面11;入光面11為弧形面;所述弧形面向導光板04的外側凸出;所述弧形面用于使平行于光出射面12入射的光線向底面13傾斜。
在此基礎上,導光板04還包括設置在底面13靠近光出射面12一側的網點14,網點14可以起到勻光的作用,使從導光板04光出射面12出射的光線更加均勻。
其中,導光板04的材料可以是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、環烯的熱可塑性樹脂、聚碳酸酯(PC)等樹脂中的一種。其中,環烯的熱可塑性樹脂可以是環烯烴聚合物(COP)。
需要說明的是,第一,不對導光板04的形狀進行限定,例如可以是平板形(如圖1所示)、楔形(如圖2所示)、喇叭口形(如圖3所示)等形狀中的任意一種。
第二,對于弧形面的度數,只要能使平行于光出射面12入射的光線向導光板04的底面13傾斜即可。
此處,弧形面和與其相鄰的側面的相交線,可看作圓上的弧,弧兩端與圓心所構成的圓心角的度數,即為弧形面的度數。
本發明實施例提供一種導光板04,通過將導光板04的入光面11設置為弧形面,且弧形面向導光板04外側凸出,使得平行于光出射面12的光線經入光面11折射后,向導光板04的底面13傾斜一定角度,從而使更多的光線直接射到導光板04的網點14上,避免平行于光出射面12的光線在導光板04中反復反射甚至永久性反射,可提高側入式背光源模組中導光板04的光取出率,當使用所述導光板04的背光源模組應用于顯示裝置時,可以提高顯示裝置的亮度,并降低功耗。
優選的,如圖1-4所示,入光面11與底面13相交處,其切平面20與光出射面12垂直。
本發明實施例中,由于入光面11為向導光板04外側凸出的弧形面,且弧形面用于使平行于光出射面12入射的光線向底面13傾斜,使得導光板04光出射面12的長度比底面13的長度小,而在弧形面度數一定的情況下,通過使弧形面與底面13相交處的切平面20與光出射面12垂直,可在保證導光板04厚度的基礎上,對導光板04光出射面12的長度影響最小,從而使得導光板04光出射面12的長度與底面13的長度之間的差值最小。
進一步優選的,弧形面的度數為1°~3°。
需要說明的是,對于不同材料的導光板04,由于其折射率不同,因而,弧形面的度數也不相同。其中,折射率越大,導光板04弧形面的度數越小。
此外,弧形面的度數還與導光板04的長度及厚度有關。
其中,對于平板形導光板,若導光板04多個側面中的一個側面為入光面11,則底面13和光出射面12之間的垂直距離為導光板04的厚度,入光面11與底面13的相交線到與入光面11相對的側面的垂直距離為導光板04的長度;若導光板04多個側面中的兩個相對側面為入光面11,則導光板04的厚度仍為底面13和光出射面12之間的垂直距離,兩個入光面11與底面13的相交線之間的垂直距離為導光板04的長度。
對于楔形導光板,底面13與入光面11的相交線到光出射面12的垂直距離為導光板04的厚度,其長度與平板形導光板中有一個側面為入光面11的計算方法一致,在此不再贅述。
對于喇叭口形導光板,不管導光板04中有一個側面為入光面11或有兩個相對側面為入光面11,底面13和光出射面12之間的垂直距離中較大的值為導光板04的厚度,其長度計算方法與平板形導光板一致,在此不再贅述。
本發明實施例中,由于越靠近且平行于光出射面12入射的光線,越不易直接射到導光板04的網點14上,因此,當入光面11與底面13相交處的切平面20與光出射面12垂直時,在弧形面的度數1°~3°的范圍內,根據導光板04材料、長度、以及厚度的不同,通過折射定律的計算,合理設置弧形面的度數,可使直接射到導光板04網點14上的光線最多。
如圖5所示,當入光面11與底面13相交處的切平面20與光出射面12垂直時,入光面11與光出射面12的相交線為第一相交線,入光面11在第一相交線處的法線與平行于光出射面12入射的光線形成的夾角即入射角α,由于弧形面弧兩端與圓心的連線所構成的圓心角θ和入射角α互為同位角,因此,二者的度數相等,進而入射角α與弧形面的度數也相等。
由于越靠近且平行于光出射面12入射的光線,越不易直接射到導光板04的網點14上,其中,從第一相交線處入射的平行于光出射面12的光線,最不易直接射到導光板04的網點14上,因此,選擇第一相交線處的入射角α進行計算,以保證從第一相交線處入射的平行于光出射面12的光線可直接射到導光板04的網點14上,進而使得直接射到導光板04網點14上的光線最多。
其中,在導光板04的折射率為n,厚度為t,長度為L,入射角為α的情況下,第一相交線處平行于光出射面12入射的光線經入光面11折射后,與入光面11在第一相交線處的法線形成的夾角即折射角β,第一相交線處平行于光出射面12入射的光線經入光面11折射后與光出射面12的夾角為γ,上述參數具有如下關系:α=β+γ,
在已知導光板04折射率n、厚度t、以及長度L的情況下,可根據以上公式求得入射角α的值,即弧形面的度數。
示例的,若導光板04的材料為聚甲基丙烯酸乙酯,其折射率n=1.49,導光板04的厚度t=0.58mm,導光板04的長度L=110mm。由此可知,進而計算出α=1.51°,即弧形面的度數為1.51°時,可以直接射到導光板04網點14上的光線最多。
利用光學模擬軟件對現有技術中導光板的光效和本發明中導光板04的光效進行光度分析,其中,當現有技術中的導光板應用于背光源模組時,背光源模組上的平均亮度為1432nit,而在相同條件下,當本發明中的導光板應用于背光源模組時,背光源模組上的平均亮度為1546nit,其增益約為7.96%。
在上述導光板04的長度、材料不變的條件下,當導光板04的厚度t=0.5mm時,同理計算出α=1.42°,即弧形面的度數為1.51°時,可以直接射到導光板04網點14上的光線最多。
利用光學模擬軟件對現有技術中導光板的光效和本發明中導光板04的光效進行光度分析,當現有技術中的導光板應用于背光源模組時,背光源模組上的平均亮度為1436nit;而在相同條件下,當本發明中的導光板04應用于背光源模組時,背光源模組上的平均亮度為1557nit,其增益約為8.43%。
其中,光學模擬軟件可以是speos。
由此可見,本發明的導光板04相較于現有技術的導光板,在光源06及其他條件均相同的情況下,可以獲得能量更高的面光源,在一定程度上提高了導光板04的光取出率。
優選的,如圖1和圖4所示,導光板04為平板形導光板。
本發明實施例中,相較于楔形導光板,平板形導光板結構更加穩定,有利于VIB(Vibbation)震動測試和長途運輸;相較于喇叭口形導光板,平板形導光板應用于背光源模組時,可以降低整個背光源模組的厚度。
優選的,如圖4所示,多個側面中的兩個相對側面為入光面11。
本發明實施例通過將多個側面中的兩個相對側面設置為入光面11,當使用所述導光板04的背光源模組應用于顯示裝置時,可進一步提高顯示裝置的亮度。
本發明實施例還提供一種背光源模組,如圖6和圖7所示,包括前述任一實施例所述的導光板04;光源06設置在導光板04的入光面11一側。
其中,光源06可以是發光二極管(Light-Emitting Diode,簡稱LED)燈條,或者冷陰極熒光燈(Cold Cathode Fluorescent Lamps,簡稱CCFL)。
此處,如圖6所示,當導光板04的側面中有一個側面為入光面11時,光源06設置在此入光面11一側;如圖7所示,當導光板04的側面中有兩個相對的面為入光面11時,光源06分別設置在兩個入光面11一側。
在此基礎上,如圖6和圖7所示,所述背光源模組還包括背板01、膠框02、以及設置在背板01上的光學膜片05。其中,導光板04設置在背板01與光學膜片05之間,光學膜片05設置在導光板04的出光側。此外,還可以包括設置在背板01與導光板04之間的反射片03。
本發明實施例提供一種背光源模組,通過將背光源模組中導光板04的入光面11設置為弧形面,且弧形面向導光板04外側凸出,使得平行于導光板04光出射面12的光線經入光面11折射后,向導光板04的底面13傾斜一定角度,從而使更多的光線直接射到導光板04的網點14上,避免平行于光出射面12的光線在導光板04中反復反射甚至永久性反射,可提高導光板04的光取出率,當所述背光源模組應用于顯示裝置時,可以提高顯示裝置的亮度,并降低功耗。
優選的,光源06為LED燈條。
本發明實施例中,采用LED燈條作為光源06,有利于背光源模組散熱及導光板04的薄型化設計,并且,相較于CCFL,LED具有節能、環保、輕薄、以及發光效率高等優點。
本發明實施例還提供一種顯示裝置,包括前述實施例所述的背光源模組。
本發明實施例提供一種顯示裝置,具有與前述背光源模組相同的技術效果,在此不再贅述。
本發明實施例還提供一種導光板04的制備方法,如圖8所示,包括如下步驟:
S10、如圖9所示,形成導光板本體,所述導光板本體包括光出射面12、與光出射面12相對的底面13、以及鄰接于光出射面12和底面13之間的多個側面(圖示的導光板本體僅以平板形導光板為例)。
此處,所述導光板本體可通過機械加工或注塑的方式形成。其中,機械加工的方式包括裁切和拋光。
S20、通過機械加工工藝將至少一個側面制作為弧形面,形成導光板04;所述弧形面向導光板04的外側凸出;弧形面用于使平行于光出射面12入射的光線向底面13傾斜。
此處,若導光板04多個側面中的一個側面為弧形面,當導光板04應用于背光源模組時,這個弧形面可作為導光板04的入光面11。
若導光板04多個側面中的兩個相對側面為弧形面,當導光板04應用于背光源模組時,兩個相對的弧形面都可作為導光板04的入光面11。
本發明實施例提供一種導光板04的制備方法,具有與前述導光板04相同的技術效果,在此不再贅述。
本發明實施例還提供一種導光板04的制備方法,包括:通過注塑成型工藝形成導光板04,導光板04包括光出射面12、與光出射面12相對的底面13、以及鄰接于光出射面12和底面13之間的多個側面;多個側面中的至少一個側面為弧形面,且弧形面向導光板04的外側凸出;弧形面用于使平行于光出射面12入射的光線向底面13傾斜。
本發明實施例提供一種導光板04的制備方法,具有與前述導光板04相同的技術效果,在此不再贅述。
以上所述,僅為本發明的具體實施方式,但本發明的保護范圍并不局限于此,任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內,可輕易想到變化或替換,都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此,本發明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。