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CN105353441A - 一种采用pmma材质且出光面具有大圆点结构的导光板 - Google Patents

一种采用pmma材质且出光面具有大圆点结构的导光板 Download PDF

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CN105353441A
CN105353441A CN201510776783.7A CN201510776783A CN105353441A CN 105353441 A CN105353441 A CN 105353441A CN 201510776783 A CN201510776783 A CN 201510776783A CN 105353441 A CN105353441 A CN 105353441A
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light
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light guide
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郭志强
程媛媛
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Chongqing Light Transform Optoelectronics Co Ltd
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Chongqing Light Transform Optoelectronics Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种采用PMMA材质且出光面具有大圆点结构的导光板，包括透光板，所述透光板具有将光束导入透光板内的入光面、将光束从透光板内导出的出光面以及与出光面相对的底面，所述透光板采用PMMA材质，所述透光板的出光面上设置有多个与透光板一体成型的球形凸起，球形凸起的直径为0.675-0.70mm，球形凸起的高度为0.315-0.35mm，所述球形凸起呈行列状均匀分布，相邻两个球形凸起之间的间距为0.285-0.30mm。本发明根据导光板材质的不同对球形凸起的直径、高度和间距等参数进行了优化，提高了导光板的光通过率和散射效果，保证了导光板发出面光源的光源辉度，从而提高了背光系统的整体光学性能。

Description

一种采用PMMA材质且出光面具有大圆点结构的导光板
技术领域
本发明属于背光系统技术领域，特别是涉及一种背光系统用的导光板。
背景技术
由于液晶显示器的液晶本身不具有发光特性，因而，为达到显示效果，需给液晶显示器面板提供一面光源装置，如背光系统，其作用在于向液晶显示器面板供应辉度充分并且分布均匀的面光源。
现有技术的背光系统主要由光源、导光板、反射板、扩散板与棱镜板组成，该光源可设置在导光板一侧或两相对侧并将光线发射至该导光板，该导光板的作用在于引导光线传输方向，使光线从导光板的出光面均匀出射；反射板相对该导光板的底面设置，以将从导光板底面出射的光线再次反射入该导光板内，提高光线的利用率；扩散板与棱镜板相对导光板的出光面依次设置，以使从导光板出射的光线分布更加均匀，进而提高液晶显示器面板的辉度与均匀性。
背光系统中扩散板的作用是为了使出射的光束充分散射并达到辉度的均匀化，但是，在背光系统中设置扩散板，材料成本高，组装过程复杂，耗费工时及人力成本，且导光板与扩散板之间存在传递界面，该传递界面会造成一定量的光损耗，导致辉度降低，影响背光系统的整体光学性能。为了解决此问题，目前出现了一种具有扩散导光板，导光板的出光面上设置有多个球形凸起，通过球形凸起的弧形曲面对出光面发出的光束进行散射，以达到降低背光系统组装成本和减少光损耗的目的，但这种导光板存在的不足是：球形凸起的直径、高度和间距等参数会直接影响导光板的光通过率和对光束的散射效果，但目前出现的导光板并未对相关参数进行优化，因此光通过率和散射效果较差。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中导光板的光通过率和散射效果较差的技术问题，提供一种光通过率和散射效果较好的导光板。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：提供一种导光板，包括透光板，所述透光板具有将光束导入透光板内的入光面、将光束从透光板内导出的出光面以及与出光面相对的底面，所述透光板采用PMMA材质，所述透光板的出光面上设置有多个与透光板一体成型的球形凸起，球形凸起的直径为0.675-0.70mm，球形凸起的高度为0.315-0.35mm，所述球形凸起呈行列状均匀分布，相邻两个球形凸起之间的间距为0.285-0.30mm。
相对现有技术，本发明的导光板，具有以下有益效果：透光板的出光面具有多个球形凸起，该多个球形凸起的弧形曲面可对一定入射角范围的光束进行散射，使得导光板本身具有扩散功能，节约了组装背光系统时所需扩散板的成本；同时球形凸起与透光板采用同种材料，并且一体成型，因此球形凸起与透光板之间不存在光传递界面，光损耗降低；另外，本发明根据导光板材质的不同对球形凸起的直径、高度和间距等参数进行了优化，提高了导光板的光通过率和散射效果，保证了导光板发出面光源的光源辉度，从而提高了背光系统的整体光学性能。
附图说明
图1显示为本发明的导光板的侧视图。
图2显示为本发明的导光板球形凸起的分布示意图。
图3显示为本发明的导光板光束出射光路图。
元件标号说明
10—透光板；11—入光面；12—出光面；13—底面；20—球形凸起。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
实施例1
如图1和图2所示，本发明的导光板包括透光板10，透光板10的形状为平板形，其材料是透明的合成树脂或玻璃。透光板10包括入光面11、出光面12和底面13，其中，入光面11用于接收光源（图中未画出）发出的光束并将其导入透光板10内，出光面12则将入射的光束导出透光板10，底面13为镜面，并且底面13与出光面12相对设置。
出光面11上设置有多个球形凸起20，多个球形凸起20呈行列状均匀分布于出光面11上，且大小保持一致。透光板10的材料采用PMMA（PolyMethylMethAcrylate，聚甲基丙烯酸甲酯），球形凸起20的材料也采用PMMA，并且透光板10与球形凸起20一体成型，这样透光板10与球形凸起20之间不存在光传递界面，光损耗降低。球形凸起20的形状是半球形或部分球形（部分球形指的是界面弧度小于180°的球体结构）。
球形凸起20的直径和高度尺寸应适中，过大会增大导光板的厚度，影响光通过率，过小会影响导光板对光束的散射效果，经过实际测试发现，导光板采用PMMA材质时，球形凸起20的直径在0.675-0.70mm为宜，球形凸起20的高度在0.315-0.35mm为宜；另外，球形凸起20之间的间距应适中，间距过大会使得球形凸起的数量减少，影响导光板对光束的散射效果，间距过小会使光束之间发生相互干涉，经过实际测试发现，导光板采用PMMA材质时，若球形凸起20呈行列状分布，同行或同列的两个相邻球形凸起之间的间距在0.285-0.30mm为宜。
在本实施例中，球形凸起20为部分球形，球形凸起20的直径为0.675mm，球形凸起20的高度为0.315mm，同行或同列的两个相邻球形凸起20之间的间距为0.285mm。
如图3所示，如透光板10的出光面12未设置球形凸起时，由底面13散射及反射的光束30相对于透光板10的出光面以a角入射，当a角小于全反射角时，该光束30经出光面12以b角出射。本实施例在透光板10的出光面设置球形凸起20，则该光束30经球形凸起20的弧形曲面全反射后，又相对弧形曲面以c角入射，当c角小于全反射角时，光束30经弧形曲面以d角出射。该光束30由折射率为n（n>1）高折射率介质导光板进入折射率为1的空气介质，折射公式为：n=sini/sinr，其中，n为高折射率介质的折射率，n>1，i为出射角，r为入射角，可知，光束30经弧形曲面出射后与垂直线的夹角大于光束30经出光面出射后与垂直线的夹角，即球形凸起20的弧形曲面相对透光板10的出光面在一定角度范围内具有散光功能，该入射角范围取决于PMMA材料的折射率与弧形曲面的弧度等因素。同时，在球形凸起直径一定的情况下，弧形曲面的弧度逐渐增大，则凸出的高度逐渐加深，光束30的出射角将逐渐增大，散射效果也将更加显著。
实施例2
本实施例与实施例1的结构基本相同，不同点在于：球形凸起20为半球形，球形凸起20的直径为0.68mm，球形凸起20的高度为0.34mm，同行或同列的两个相邻球形凸起20之间的间距为0.29mm。
实施例3
本实施例与实施例1的结构基本相同，不同点在于：球形凸起20为半球形，球形凸起20的直径为0.70mm，球形凸起20的高度为0.35mm，同行或同列的两个相邻球形凸起之间的间距为0.30mm。
本发明还提供了一种背光系统，该背光系统采用了上述导光板，导光板上具有多个球形凸起20，该多个球形凸起的弧形曲面可对一定入射角范围的光束进行散射，使得导光板本身具有扩散功能，节约了组装背光系统时所需扩散板的成本；同时球形凸起与透光板采用同种材料，并且一体成型，因此球形凸起与透光板之间不存在光传递界面，光损耗降低；另外，本发明根据导光板材质的不同对球形凸起的直径、高度和间距等参数进行了优化，提高了导光板的光通过率和散射效果，保证了导光板发出面光源的光源辉度，从而提高了背光系统的整体光学性能。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.一种采用PMMA材质且出光面具有大圆点结构的导光板，包括透光板，所述透光板具有将光束导入透光板内的入光面、将光束从透光板内导出的出光面以及与出光面相对的底面，其特征在于：所述透光板采用PMMA材质，所述透光板的出光面上设置有多个与透光板一体成型的球形凸起，球形凸起的直径为0.675-0.70mm，球形凸起的高度为0.315-0.35mm，所述球形凸起呈行列状均匀分布，相邻两个球形凸起之间的间距为0.285-0.30mm。
2.根据权利要求1所述的一种采用PMMA材质且出光面具有大圆点结构的导光板，其特征在于：所述球形凸起的形状为半球形或部分球形。
3.根据权利要求1所述的一种采用PMMA材质且出光面具有大圆点结构的导光板，其特征在于：所述球形凸起的大小保持一致。
4.一种背光系统，包括导光板，其特征在于：所述导光板采用如权利要求1-3中任一项所述的导光板。
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