CN209784579U - 一种导光板及背光模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种导光板及背光模组。该导光板包括入光面、出光面和底面，出光面与底面相对设置，入光面与出光面和底面连接，入光面包括多个类弧面，相邻类弧面之间为平面；类弧面朝向导光板的本体凹陷；每个类弧面包括两个曲面以及位于两个光曲面之间的平面。本实用新型提供的技术方案可以减小灯间暗区以及角落暗区。

Description

一种导光板及背光模组

技术领域

本实用新型实施例涉及显示技术领域，尤其涉及一种导光板及背光模组。

背景技术

液晶显示面板本身不具发光性，因此，需要给液晶显示面板提供一面光源装置，如背光模组，背光模组根据光源的位置可以分为侧入式、直下型和中空型。

其中，传统侧入式背光模组通常选用发光二极管(Light Emitting Diode，LED)作为背光源，由于LED工作时会发散出较大的热量，且背光模组的入光侧空间狭小不利于散热，因此易堆积热量导致背光模组内的环境温度偏高，进而引起死灯、导光板膜片翘曲等问题。为保证背光模组的安全性，现有技术中，通常会减少LED的设计数量以减少发热量，但是会导致灯间暗区和角落暗区的问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种导光板及背光模组，以实现减小灯间暗区以及角落暗区。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种导光板，该导光板包括：

入光面、出光面和底面，出光面与底面相对设置，入光面与出光面和底面连接；

入光面包括多个类弧面，相邻类弧面之间为平面；类弧面朝向导光板的本体凹陷；每个类弧面包括两个曲面以及位于两个光曲面之间的平面。

可选地，相邻类弧面之间的平面与类弧面的平面之间的垂直距离为0.5-0.8mm。

可选地，类弧面的平面上还设置有光线会聚单元。

可选地，光线会聚单元为柱状凸面结构，柱状凸面结构的凸起方向与类弧面的凹陷方向相反。

可选地，类弧面的平面的面积与类弧面的面积的比值小于三分之一，光线会聚单元在类弧面的平面上的垂直投影的面积小于或等于类弧面的平面的面积。

可选地，曲面还设置有光线发散单元。

可选地，光线发散单元包括多个相对于曲面的凸起结构和/或凹陷结构。

可选地，光线发散单元包括棱镜结构。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种背光模组，该背光模组包括：

多个背光源和任意实施例所述的导光板；

背光源位于导光板的入光面一侧；多个背光源一一对应设置在多个类弧面内，且背光源的中心与类弧面的平面正对。

可选地背光源与导光板满足如下公式：

sina*n₁＝sinb*n₂；

D*tana＝(L/2)-(H/cotb)

其中，H为背光源的发光面与相邻类弧面之间的平面之间的垂直距离；D为显示面板的中框遮蔽边缘与相邻类弧面之间的平面之间的垂直距离；L为相邻两个背光源之间的距离；n₁为空气折射率；n₂为导光板折射率；最邻近边界的背光源的边缘与边界的垂直连线为S1，a为S1与入光面的法线之间的夹角；b为入射光线与入光面的法线的夹角为a时，入射光在导光板中的折射角。

本实用新型通过在导光板的入光面上设置多个类弧面，使得当背光源与类弧面一一正对设置时，每个类弧面中的两个曲面分别发散与之对应设置的背光源的两个边缘发出的光，从而增大背光源的边缘发出的光在导光板中的折射角，解决现有技术中由于相邻背光源之间间距较大到来的灯影暗区以及角落暗区的问题，实现减小灯影暗区以及角落暗区的效果。

附图说明

图1是现有技术提供的一种背光模组的示意图；

图2是本实用新型提供的一种导光板的俯视示意图；

图3是图2提供的导光板的立体示意图；

图4是本实用新型提供的类弧面的工作原理图；

图5是本实用新型提供的另一种导光板的俯视示意图；

图6是图5提供的导光板的立体示意图

图7是本实用新型提供的又一种导光板的俯视示意图；

图8是图7提供的导光板的立体示意图；

图9是本实用新型提供的再一种导光板的立体示意图；

图10是本实用新型实施例的提供的一种背光模组的示意图；

图11是本实用新型提供的一种类弧面定位原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

图1是现有技术提供的一种背光模组的示意图。参见图1，该背光模组包括背光源11和导光板12，背光源11正对导光板12的入光面设置，背光源11发出的光进入导光板12后发生折射，但是，由于背光源11的出射光具有一定的出射角度，使得在导光板12上出现灯间暗区122和角落暗区121，且灯间暗区122和角落暗区121均超出了显示面板的中框遮蔽边缘线13，则在显示面板的显示区会出现多个暗区。

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种导光板，图2是本实用新型提供的一种导光板的俯视示意图，图3是图2提供的导光板的立体示意图。参见图2和图3，该导光板包括入光面、出光面和底面，出光面与底面相对设置，入光面与出光面和底面连接，入光面包括多个类弧面22，相邻类弧面22之间为平面21，类弧面22朝向导光板的本体凹陷；每个类弧面22包括两个曲面221以及位于两个光曲面221之间的平面222。

其中，入光面用来接收背光源发出的光，出光面以及底面均与入光面连接，且出光面和底面相对，图2以及图3示例性的示出导光板具有一个入光面，出光面与入光面垂直，但并非对本申请导光板结构的限定，在其他技术方案中，还可以设置导光板具有多个入光面，例如导光板具有两个入光面，该两个入光面相对设置。

图4是本实用新型提供的类弧面的工作原理图。参见图4，背光源与类弧面一一对应，且背光源的中心与类弧面的中心正对设置，为清楚地将本申请的技术方案与现有技术的方案进行对比，用虚线表示背光源的边缘发出的光线入射到平面上时的折射光线，实线表示背光源的边缘发出的光线入射到曲面上时的折射光线。具体的，背光源的边缘发出的光线入射到类弧面的曲面221时，相比于入射到现有技术中的平面导光板，入射角增大，根据折射定律可知，出射角也相应增大，使得灯间暗区和角落暗区减小，当灯间暗区和角落暗区减小至显示面板的中框遮蔽边缘线13内时，则在显示面板的显示区不会出现暗区。此外，类弧面的平面221对背光源发出的光线不产生发散作用，使得到导光板接收到能量相对集中的光线，进而保证导光板的发光亮度。

本实用新型通过在导光板的入光面上设置多个类弧面，使得当背光源与类弧面一一正对设置时，每个类弧面中的两个曲面分别发散与之对应设置的背光源的两个边缘发出的光，使得灯影暗区以及角落暗区减小至显示面板的中框遮蔽边缘线内，并且类弧面的平面保证导光板接收到能量相对集中的光线，解决灯影暗区以及角落暗区的问题，实现减小灯影暗区以及角落暗区，同时保证发光亮度的效果。

在上述技术方案的基础上，可选地，类弧面的平面上还设置有光线会聚单元。光线汇聚单元的具体设置方式有多种，下面就典型示例进行说明，但并非对本申请的限定。

图5是本实用新型提供的另一种导光板的俯视示意图，图6是图5提供的导光板的立体示意图。参见图5和图6，光线会聚单元为柱状凸面结构223，柱状凸面结构223的凸起方向与类弧面的凹陷方向相反。其中，柱状凸面结构223从导光板的出光面延伸至导光板的底面，图5中示例性的示出了柱状凸面结构223在导光板的出光面上的投影为弧形，在其它技术方案中，还可以为U形。需要说明的是，图5仅示例性的示出类弧面的平面222上设置有一个柱状凸面结构，且柱状凸面结构在类弧面的平面222上的垂直投影的面积与类弧面的平面222的面积相同，但并非对本申请的限定，在类弧面的平面222上设置的柱状凸面结构223的个数，柱状凸面结构223在类弧面的平面222上的垂直投影的面积，本领域技术人员可根据实际情况设定。

这样设置的好处在于，柱状凸面结构223能够将入射到其上的光线会聚，从而进一步提高导光板的发光亮度。

可选地，类弧面的平面的面积与类弧面的面积的比值小于三分之一，光线会聚单元在类弧面的平面上的垂直投影的面积小于或等于类弧面的平面的面积。这样设置可以避免光线汇聚单元过大导致背光源出射的光线中大部分光线到达会聚单元被会聚，而较少部分的光线到达类弧面的曲面被发散，进行影响导光板的出光均匀性。

在上述技术方案的基础上，可选地，类弧面的曲面上还设置有光线发散单元。光线发散单元的具体设置方式有多种，下面就典型示例进行说明，但并非对本申请的限定。

图7是本实用新型提供的又一种导光板的俯视示意图，图8是图7提供的导光板的立体示意图。参见图3和图4，光线发散单元包括棱镜结构224。具体的，在类弧面的曲面上设置至少一个棱镜结构224，棱镜结构224相对于类弧面的曲面可以是凸起的，也可以是凹陷的，棱镜结构224从导光板的出光面延伸至导光板的底面，在导光板的出光面上的垂直投影可以为三角形、梯形或扇形等。棱镜结构224还可以沿平行于导光板的出光面，从类弧面的曲面与导光板的平面的边界处延伸至该类弧面的曲面与类弧面的平面的交界处，垂直于其延伸方向的横截面的形状可以为三角形、梯形或扇形等。需要说明的是，棱镜结构224的形状、尺寸以及设置数量本领域技术人员可根据实际情况设定，本申请对此不作限定。

这样设置的好处在于，棱镜结构224能够发散入到其上的光线，增强类弧面对背光源的边缘发出的光线的发散能力，从而进一步减小灯影暗区以及角落暗区的面积。

图9是本实用新型提供的再一种导光板的立体示意图。参见图9，光线发散单元包括多个相对于曲面的凸起结构(图9未示出)和/或凹陷结构225。具体的，在类弧面的曲面上设置至少一个凸起结构和/或凹陷结构225，棱镜结构在类弧面的曲面上的投影可以是圆形或三角形等规则图形，也可以是不规则图形。可以理解的是，当在类弧面的曲面上设置凹陷结构225时，只需要将带有与该凹陷结构225相同形状的模具压印在类弧面的曲面上即可，工艺相对简单。

可选地，凸起结构的直径小于0.05mm，凹陷结构225的直径小于0.05mm，相邻凸起结构和/或凸起结构之间的间距小于0.1mm。

这样设置的好处在于，凸起结构和/或凸起结构能够增强类弧面对背光源的边缘发出的光线的发散能力，从而进一步减小灯影暗区以及角落暗区的面积。

在上述技术方案的基础上，可选地，相邻类弧面之间的平面与类弧面的平面之间的垂直距离为0.5-0.8mm。

其中，相邻类弧面之间的平面与类弧面的平面之间的垂直距离越大，类弧面的曲面对入射光线的折射角度越大，越有利于改善灯影暗区和角落暗区的问题，但是，导光板的到光面与背光源之间的垂直距离越大，背光源的光能损失越大，导光板的出光亮度越小，而导光板的出光亮度是衡量导光板性能的一重要参数，此外，当相邻类弧面之间的平面与类弧面的平面之间的垂直距离过大导致类弧面的平面接近显示面板的中框遮蔽边缘时，从显现面板的显示区可能会看到该类弧面凹陷，影响显示面板的显示效果。因此，需要合理设置相邻类弧面之间的平面与类弧面的平面之间的垂直距离，当该垂直距离在上述范围内时，既可以较小灯影暗区和角落暗区，又可以保证背光源的光能利用率。

图10是本实用新型实施例的提供的一种背光模组的示意图，该背光模组包括：多个背光源11和本实用新型任一实施例所述的导光板，背光源11位于导光板的入光面一侧；多个背光源11一一对应设置在多个类弧面内，且背光源11的中心与类弧面的平面正对。

该背光模组包括上述所述的任一种导光板，因而该背光模组具备相应的功能和有益效果。

可以理解的是，相对于现有技术，该背光模组不仅减少了背光源的数量，从而改善散热，降低成本，还避免了灯影暗区和角落暗区出现在中框遮蔽边缘外，保证了出光质量。此外，类弧面可以通过精加工裁切抛光实现，也可以通过模具注塑实现，技术成熟，加工简单。

继续参见图10，在上述技术方案的基础上，可选地，类弧面的平面上还设置有光线会聚单元；光线会聚单元的边缘与背光源的中心的连线与垂直于类弧面的平面的方向之间的夹角C小于45°。这样设置可以保证光线会聚单元的尺寸不致过大，进而影响类弧面的曲面扩大背光源的光能分布角度。

图11是本实用新型提供的一种类弧面定位原理图。背光源与导光板满足如下公式：

sina*n₁＝sinb*n₂；

D*tana＝(L/2)-(H/cotb)

其中，H为背光源的发光面与相邻类弧面之间的平面之间的垂直距离；D为显示面板的中框遮蔽边缘与相邻类弧面之间的平面之间的垂直距离；L为相邻两个背光源之间的距离；n₁为空气折射率；n₂为导光板折射率；最邻近边界的背光源的边缘与边界的垂直连线为S1，a为S1与入光面的法线之间的夹角；b为入射光线与入光面的法线的夹角为a时，入射光在导光板中的折射角。

具体的，继续参见图10，类弧面的两个曲面与导光板的出光面相交，交线为两段曲线，该两段曲面为同一圆周上的两段圆弧，且弧长相同，将两段圆弧之间缺失的圆弧段补全，则可连接为一段圆弧226。H、D、L、n₁以及n₂为已知量，根据上述两个公式可以计算得出a和b的值，进而计算出圆弧226的两个边界点A和B，即确定出圆弧226上的两点，相邻类弧面之间的平面与类弧面的平面之间的垂直距离可以近似看作圆弧226的中点到相邻类弧面之间的平面的垂直距离，即确定出圆弧226上的中点，从而通过该三点确定圆弧226的设计参数，再通过类弧面的平面的面积与所述类弧面的面积的比值确定出类弧面的设计参数。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种导光板，其特征在于，包括：

入光面、出光面和底面，所述出光面与所述底面相对设置，所述入光面与所述出光面和所述底面连接；

所述入光面包括多个类弧面，相邻所述类弧面之间为平面；所述类弧面朝向所述导光板的本体凹陷；每个所述类弧面包括两个曲面以及位于两个光曲面之间的平面。

2.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，所述相邻所述类弧面之间的平面与所述类弧面的平面之间的垂直距离为0.5-0.8mm。

3.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，所述类弧面的平面上还设置有光线会聚单元。

4.根据权利要求3所述的导光板，其特征在于，所述光线会聚单元为柱状凸面结构，所述柱状凸面结构的凸起方向与所述类弧面的凹陷方向相反。

5.根据权利要求3所述的导光板，其特征在于，所述类弧面的平面的面积与所述类弧面的面积的比值小于三分之一，所述光线会聚单元在所述类弧面的平面上的垂直投影的面积小于或等于所述类弧面的平面的面积。

6.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，所述曲面还设置有光线发散单元。

7.根据权利要求6所述的导光板，其特征在于，所述光线发散单元包括多个相对于所述曲面的凸起结构和/或凹陷结构。

8.根据权利要求6所述的导光板，其特征在于，所述光线发散单元包括棱镜结构。

9.一种背光模组，其特征在于，包括：

多个背光源和权利要求1-8任一项所述的导光板；

所述背光源位于所述导光板的入光面一侧；多个所述背光源一一对应设置在多个所述类弧面内，且所述背光源的中心与所述类弧面的平面正对。

10.根据权利要求9所述的背光模组，其特征在于，

所述背光源与所述导光板满足如下公式：

sina*n₁＝sinb*n₂；

D*tana＝(L/2)-(H/cotb)

其中，H为所述背光源的发光面与所述相邻所述类弧面之间的平面之间的垂直距离；D为显示面板的中框遮蔽边缘与所述相邻所述类弧面之间的平面之间的垂直距离；L为相邻两个所述背光源之间的距离；n₁为空气折射率；n₂为导光板折射率；最邻近边界的所述背光源的边缘与所述边界的垂直连线为S1，a为S1与所述入光面的法线之间的夹角；b为入射光线与所述入光面的法线的夹角为a时，所述入射光在所述导光板中的折射角。