高亮度导光板结构及边缘型背光源的制作方法

1.本发明涉及导光板和边缘型背光源技术领域，尤其涉及一种高亮度导光板结构及应用其制成的边缘型背光源。


背景技术：

2.lcd液晶显示器不属于自发光型的显示装置，它需要借助背光源才能达到显示功能。边缘型背光源(也称为边光型背光源或侧光型背光源)因具备厚度更薄、亮度均匀性优异等特点而被广泛应用于lcd液晶显示器中。
3.对于边缘型背光源，其常规结构为：见附图1所示，主要包括导光板a5、光源2、光学膜片3和反射膜4，其中，所述导光板a5具有呈板状的基体部分，所述基体部分由具有比空气折射率高很多的透明合成树脂材料(如pmma等亚克力树脂)构成，所述基体部分与液晶面板呈平行相向设置，并具有沿x轴方向延伸的短边和沿y轴方向延伸的长边，且借由所述基体部分的长边和短边可实现对所述导光板a5进行定向，具体可参阅附图2所示。另外，在所述基体部分的背面上还设置有用来提高亮度的网点结构，所述网点结构常规采取若干点状的光学元件a，即：见附图3所示，光学元件a的直径在0.03mm～0.1mm之间、高度在0.003mm～0.01mm之间，其表面可以是镜面，也可以是粗糙面等。所述光源2(如led)被配置在所述导光板a5的侧边上(如所述基体部分的短边侧)，且所述光源2的出光面厚度被优控为与所述导光板a5的厚度相同，从所述光源2射出的光，会从导光板a5的所述基体部分的一个侧面(又称为入光面a50)向所述基体部分内部入射，然后经所述基体部分内部导光、以及由设定在所述基体部分背面(又称为光反射面a51)上的所述网点结构均匀化后，成为面状光并从所述基体部分的正面(又称为光发出面a52)射出；其中，基于附图1所示的所述光源2的安装位置，所述入光面a50为所述基体部分上并与所述光源2射出的光直接面对的短边侧面，且所述入光面a50还可被设置为能使镜面、粗糙面、棱镜面等形状；所述光反射面a51与所述光发出面a52呈相背对设置，且所述光发出面a52亦可被设置为镜面、棱镜面等形状。所述光学膜片3被配置在所述导光板a5(所述基体部分)的正面上，且所述光学膜片3具有使射出至该正面的光均匀化、减少亮度不均匀的功效；另外，所述光学膜片3可包含棱镜片、扩散片、偏光片或光控膜片等，且所述光学膜片3的数量没有限制、根据产品需求来定。所述反射膜4被配置在所述导光板a5(所述网点结构)的背面上，用于使泄露至该背面的光返回到所述导光板内，从而提高光的利用效率。
4.由上述可知，所述网点结构是所述导光板a5的关键部件，其除了具有容易加工优点外，还可实现对接收到的光一边散射一边扩散，避免出现明暗不均的现象，使得从所述导光板a5射出的光具有更自然的特征。但是，在所述网点结构中，为了有效使光折射立起而使用的受光面，选择了点状光学元件上并与所述光源2相反的面，但是又基于点状光学元件的外形，这个面的利用效率较低(即受光面积较小)，从而对提高光的亮度的效果有限。
5.有鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

6.为了克服上述缺陷，本发明提供了一种高亮度导光板结构及边缘型背光源，不仅结构新颖、合理、易加工制作，特别还很好的提高经所述导光板输出的光的亮度。
7.本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高亮度导光板结构，包括基体部和若干用于提高光亮度的光学元件，所述基体部由透明树脂材料制成、并呈板状，且所述基体部具有用于接收光源射出的光的入光面、与所述入光面相邻接的光反射面、以及亦与所述入光面相邻接并同时与所述光反射面呈相背对布置的光发出面，若干所述光学元件相互独立的固定设置于所述光反射面上；每一所述光学元件各具有供与所述光反射面贴合固连的贴合面、以及相对所述贴合面倾斜设置并能够对进入导光板内的光线进行折射的折光斜面，且所述折光斜面的一段边缘为沿弧形延伸的棱线。
8.作为本发明的进一步改进，每一所述光学元件中，所述折光斜面均朝向光源设置，即所述折光斜面与所述入光面呈相对布置。
9.作为本发明的进一步改进，所述基体部为矩形板状，且所述基体部的两个短边侧面均被用作为所述入光面；
10.每一所述光学元件中，所述折光斜面为两个，两个所述折光斜面分别与两个所述入光面相对布置，且两个所述折光斜面还呈镜像对称布置。
11.作为本发明的进一步改进，每一所述光学元件中，两个所述折光斜面的一端分别与所述贴合面的相对两侧共边连接，两个所述折光斜面的另一端相交于一底端部。
12.作为本发明的进一步改进，以该导光板的水平放置状态为基准，所述光反射面和所述光发出面均为水平布置的矩形面，且所述光反射面还位于所述光发出面的下方；
13.相应的，每一所述光学元件中，所述贴合面为水平布置的平行四边形面，其具有两个分别与所述入光面相平行的第一边、以及两个相平行的第二边；两个所述折光斜面分别自所述贴合面的两个所述第一边朝下倾斜延伸形成，且两个所述折光斜面的下端相交于所述底端部。
14.作为本发明的进一步改进，每一所述光学元件中还具有辅助斜面a和辅助斜面b，所述辅助斜面a和所述辅助斜面b分别自所述贴合面的两个所述第二边朝下倾斜延伸形成，且所述辅助斜面a和所述辅助斜面b的下端亦均相交于所述底端部，所述辅助斜面a和所述辅助斜面b还分别与两个所述折光斜面共边连接。
15.作为本发明的进一步改进，每一所述光学元件均为不规则四棱锥形状。
16.作为本发明的进一步改进，每一所述光学元件中，每一所述折光斜面的周边缘均被划分成三段，分别为第一段边缘、第二段边缘和第三段边缘；其中，所述第一段边缘即为所述贴合面的一所述第一边，所述第二段边缘即为所述折光斜面与所述辅助斜面a之间的共用边，且该共用边为沿直线形延伸的棱线，所述第三段边缘为从所述第一段边缘远离所述第二段边缘的一端沿着弧形延伸至所述第二段边缘远离所述第一段边缘的一端的棱线。
17.作为本发明的进一步改进，每一所述折光斜面中，所述第二段边缘相对于所述贴合面的第二边的倾斜角度为10
°
～20
°
，所述第二段边缘相对于所述贴合面的第一边的倾斜角度为15
°
～30
°
；所述第三段边缘的弧弦相对于所述贴合面的第一边的倾斜角度为15
°
～30
°
。
18.作为本发明的进一步改进，每一所述光学元件中，所述贴合面的第一边及第二边
的长度均分别为0.03～0.1mm。
19.作为本发明的进一步改进，所述底端部与所述贴合面之间的垂直距离为0.005～0.015mm。
20.作为本发明的进一步改进，若干所述光学元件呈行列矩阵式设置在所述光反射面上，且每相邻两行中的多个所述光学元件呈错位分布，以及每相邻两列中的多个所述光学元件亦呈错位分布；另外，所述光反射面上且未设置所述光学元件的部位采用镜面或者粗糙面。
21.本发明还提供了一种边缘型背光源，包括导光板、光源、光学膜片和反射膜，其中，所述导光板采用本发明所述的导光板结构，所述光源设置于所述导光板的所述入光面上，所述光学膜片设置于所述导光板的所述光发出面上，所述反射膜设置于所述导光板的所述光反射面上。
22.本发明的有益效果是：1)通过对所述光学元件结构进行改进创新，优化配置了折光斜面，并同时采用弧形棱线设计来最大化的扩大折光斜面的受光面积，从而可很好的提高经所述导光板输出的光的亮度。2)所述光学元件的结构新颖、合理，易加工制作，适于加工生产。
附图说明
23.图1为现有技术中边缘型背光源的分解结构示意图；
24.图2为现有技术中导光板处于第一视角下的结构示意图；
25.图3为现有技术中导光板处于第二视角下的局部结构示意图；
26.图4为本发明所述高亮度导光板的结构示意图；
27.图5为图4所示a部的放大结构示意图；
28.图6为本发明所述高亮度导光板的所述基体部的结构示意图；
29.图7为本发明所述高亮度导光板的所述光学元件处于第一视角下的立体结构示意图；
30.图8为本发明所述高亮度导光板的所述光学元件处于第二视角下的立体结构示意图；
31.图9为本发明所述高亮度导光板的所述光学元件处于第三视角下的立体结构示意图；
32.图10为本发明所述高亮度导光板的所述光学元件的仰视结构示意图；
33.图11为本发明所述高亮度导光板的所述光学元件处于第一视角下的侧视结构示意图；
34.图12为本发明所述高亮度导光板的所述光学元件处于第二视角下的侧视结构示意图；
35.图13为本发明所述高亮度导光板的所述光学元件处于第三视角下的侧视结构示意图；
36.图14为本发明所述高亮度导光板的所述光学元件处于第四视角下的侧视结构示意图。
37.结合附图，作以下说明：
38.1、导光板；10、基体部；101、入光面；102、光反射面；
39.103、光发出面；11、光学元件；110、贴合面；111、辅助斜面a；112、折光斜面；1121、第一段边缘；1122、第二段边缘；1123、第三段边缘；113、底端部；114、辅助斜面b；2、光源；3、光学膜片；4、反射膜；5、导光板a；50、入光面a；51、光反射面a；52、光发出面a。
具体实施方式
40.以下结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。
41.实施例1：
42.本实施例1提供了一种高亮度导光板结构，其具体结构可参阅附图4至附图14所示。
43.首先参阅附图4至附图6所示，该高亮度导光板结构包括基体部10和若干用于提高光亮度的光学元件11，所述基体部10由透明树脂材料制成、并呈板状，且所述基体部10具有用于接收光源射出的光的入光面101、与所述入光面101相邻接的光反射面102、以及亦与所述入光面101相邻接并同时与所述光反射面102呈相背对布置的光发出面103，若干所述光学元件11相互独立的固定设置于所述光反射面102上；特别的，本实施例1对所述光学元件11结构进行改进创新，具体可参阅附图7至附图9所示，每一所述光学元件11各具有供与所述光反射面102贴合固连的贴合面110、以及相对所述贴合面110倾斜设置并能够对进入导光板内的光线进行折射以使得光线立起来的折光斜面112，且所述折光斜面112的一段边缘为沿弧形延伸的棱线，这样可实现在所述基体部10与现有导光板基体部分的外形及尺寸保持相同的条件下，所述折光斜面112的受光面积得以增大，进而很好的提高了经所述导光板输出的光的亮度。
44.以下对所述光学元件11的具体结构进行详细描述。
45.继续参阅附图7至附图9所示，本实施例1中，每一所述光学元件11中的所述折光斜面112均朝向光源设置，即所述折光斜面112与所述入光面101呈相对布置，以更好地接收到进入导光板内的光线。
46.并且，基于所述基体部10为矩形板状，即所述基体部10具有正面、与正面呈相背布置的背面、两个长边侧面和两个短边侧面，其中所述基体部10的正面被用作为所述光发出面103，所述基体部10的背面被用作为所述光反射面102，所述基体部10的两个短边侧面均被用作为所述入光面101；因而，本实施例1中，每一所述光学元件11中的所述折光斜面112被配置为两个，两个所述折光斜面112分别与两个所述入光面101相对布置，且两个所述折光斜面112还呈镜像对称布置。
47.进一步的，每一所述光学元件11中，两个所述折光斜面112与所述贴合面110之间的连接关系及相对位置关系为：
48.每一所述光学元件11中，两个所述折光斜面112的一端分别与所述贴合面110的相对两侧共边连接，两个所述折光斜面112的另一端相交于一底端部113。进一步具体描述为：以该导光板的水平放置状态为基准，见附图6所示，所述光反射面102和所述光发出面103均为水平布置的矩形面，且所述光反射面102还位于所述光发出面103的下方；相应的，每一所述光学元件11中，所述贴合面110为水平布置的平行四边形面(如可优选为矩形)，其具有两个分别与所述入光面101相平行的第一边、以及两个相平行的第二边；两个所述折光斜面
112分别自所述贴合面110的两个所述第一边朝下倾斜延伸形成，且两个所述折光斜面112的下端相交于所述底端部113。根据产品设计需求，所述底端部113可以为一个曲面，也可以为一个点，本专利在此不作过多限制。
49.更进一步具体描述为：请参阅附图10所示，每一所述光学元件11中，每一所述折光斜面112的周边缘均被划分成三段，分别为第一段边缘1121、第二段边缘1122和第三段边缘1123；其中，所述第一段边缘1121即为所述贴合面110的一所述第一边，所述第二段边缘1122即为所述折光斜面112与所述辅助斜面a111之间的共用边(关于所述辅助斜面a111的描述见下述)，且该共用边为沿直线形延伸的棱线，所述第三段边缘1123为从所述第一段边缘1121远离所述第二段边缘1122的一端沿着弧形延伸至所述第二段边缘1122远离所述第一段边缘1121的一端的棱线。
50.并且在每一所述折光斜面112中，所述第二段边缘1122相对于所述贴合面110的第二边的倾斜角度y为10
°
～20
°
(可参阅附图11所示)，所述第二段边缘1122相对于所述贴合面110的第一边的倾斜角度β为15
°
～30
°
(可参阅附图12所示)；所述第三段边缘1123的弧弦相对于所述贴合面110的第一边的倾斜角度α为15
°
～30
°
(可参阅附图12所示)。通过优控上述倾斜角度，既可有效对进入导光板内的光线进行折射、以使得光线立起来，又可有效防止加工时光学元件破损。
51.另外，在每一所述光学元件11中，所述贴合面110的第一边及第二边的长度均分别为0.03～0.1mm；所述底端部113与所述贴合面110之间的垂直距离为0.005～0.015mm。
52.此外，继续参阅附图7至附图9所示，每一所述光学元件11中还具有辅助斜面a111和辅助斜面b114，所述辅助斜面a111和所述辅助斜面b114分别自所述贴合面110的两个所述第二边朝下倾斜延伸形成，且所述辅助斜面a111和所述辅助斜面b114的下端亦均相交于所述底端部113，以及，所述辅助斜面a111和所述辅助斜面b114还分别与两个所述折光斜面112共边连接。由此也可得出：每一所述光学元件11均为倒立放置的不规则四棱锥形状。通过配置所述辅助斜面a111及所述辅助斜面b114，一方面是为了便于对光学元件进行加工制作，避免光学元件破损；另一方面则可对进入导光板内的光线进行辅助折射/反射作用。
53.以下对若干所述光学元件11于所述光反射面102上的布局进行说明。
54.本实施例1中，若干所述光学元件11呈行列矩阵式设置在所述光反射面102上，且每相邻两行中的多个所述光学元件11呈错位分布，以及每相邻两列中的多个所述光学元件11亦呈错位分布；另外，所述光反射面102上且未设置所述光学元件11的部位采用镜面或者粗糙面，具体根据产品需求来定。
55.实施例2：
56.本实施例2提供了一种边缘型背光源，其具体结构相似于附图1示出的现有边缘型背光源结构。
57.本实施例2提供的边缘型背光源包括导光板1、光源2、光学膜片3和反射膜4，其中，所述导光板1采用实施例1所制的导光板结构(这是本实施例2区别于现有技术的最主要不同点)，所述光源2设置于所述导光板1的所述入光面101上，所述光学膜片3设置于所述导光板1的所述光发出面103上，所述反射膜4设置于所述导光板1的所述光反射面102上。
58.综上所述，本发明通过对导光板、特别是光学元件结构进行改进创新，优化配置了折光斜面，并同时采用弧形棱线设计来最大化的扩大折光斜面的受光面积，从而可很好的
提高经所述导光板输出的光的亮度。另外，所述光学元件及所述导光板的结构新颖、合理，易加工制作，适于加工生产。
59.在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是以上描述仅是本发明的较佳实施例而已，本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

技术特征：
1.一种高亮度导光板结构，包括基体部(10)和若干用于提高光亮度的光学元件(11)，所述基体部(10)由透明树脂材料制成、并呈板状，且所述基体部(10)具有用于接收光源射出的光的入光面(101)、与所述入光面(101)相邻接的光反射面(102)、以及亦与所述入光面(101)相邻接并同时与所述光反射面(102)呈相背对布置的光发出面(103)，若干所述光学元件(11)相互独立的固定设置于所述光反射面(102)上；其特征在于：每一所述光学元件(11)各具有供与所述光反射面(102)贴合固连的贴合面(110)、以及相对所述贴合面(110)倾斜设置并能够对进入导光板内的光线进行折射的折光斜面(112)，且所述折光斜面(112)的一段边缘为沿弧形延伸的棱线。2.根据权利要求1所述的高亮度导光板结构，其特征在于：每一所述光学元件(11)中，所述折光斜面(112)均朝向光源设置，即所述折光斜面(112)与所述入光面(101)呈相对布置。3.根据权利要求2所述的高亮度导光板结构，其特征在于：所述基体部(10)为矩形板状，且所述基体部(10)的两个短边侧面均被用作为所述入光面(101)；每一所述光学元件(11)中，所述折光斜面(112)为两个，两个所述折光斜面(112)分别与两个所述入光面(101)相对布置，且两个所述折光斜面(112)还呈镜像对称布置。4.根据权利要求3所述的高亮度导光板结构，其特征在于：每一所述光学元件(11)中，两个所述折光斜面(112)的一端分别与所述贴合面(110)的相对两侧共边连接，两个所述折光斜面(112)的另一端相交于一底端部(113)。5.根据权利要求4所述的高亮度导光板结构，其特征在于：以该导光板的水平放置状态为基准，所述光反射面(102)和所述光发出面(103)均为水平布置的矩形面，且所述光反射面(102)还位于所述光发出面(103)的下方；相应的，每一所述光学元件(11)中，所述贴合面(110)为水平布置的平行四边形面，其具有两个分别与所述入光面(101)相平行的第一边、以及两个相平行的第二边；两个所述折光斜面(112)分别自所述贴合面(110)的两个所述第一边朝下倾斜延伸形成，且两个所述折光斜面(112)的下端相交于所述底端部(113)。6.根据权利要求5所述的高亮度导光板结构，其特征在于：每一所述光学元件(11)中还具有辅助斜面a(111)和辅助斜面b(114)，所述辅助斜面a(111)和所述辅助斜面b(114)分别自所述贴合面(110)的两个所述第二边朝下倾斜延伸形成，且所述辅助斜面a(111)和所述辅助斜面b(114)的下端亦均相交于所述底端部(113)，所述辅助斜面a(111)和所述辅助斜面b(114)还分别与两个所述折光斜面(112)共边连接。7.根据权利要求6所述的高亮度导光板结构，其特征在于：每一所述光学元件(11)均为不规则四棱锥形状。8.根据权利要求6所述的高亮度导光板结构，其特征在于：每一所述光学元件(11)中，每一所述折光斜面(112)的周边缘均被划分成三段，分别为第一段边缘(1121)、第二段边缘(1122)和第三段边缘(1123)；其中，所述第一段边缘(1121)即为所述贴合面(110)的一所述第一边，所述第二段边缘(1122)即为所述折光斜面(112)与所述辅助斜面a(111)之间的共用边，且该共用边为沿直线形延伸的棱线，所述第三段边缘(1123)为从所述第一段边缘(1121)远离所述第二段边缘(1122)的一端沿着弧形延伸至所述第二段边缘(1122)远离所述第一段边缘(1121)的一端的棱线。
9.根据权利要求8所述的高亮度导光板结构，其特征在于：每一所述折光斜面(112)中，所述第二段边缘(1122)相对于所述贴合面(110)的第二边的倾斜角度为10
°
～20
°
，所述第二段边缘(1122)相对于所述贴合面(110)的第一边的倾斜角度为15
°
～30
°
；所述第三段边缘(1123)的弧弦相对于所述贴合面(110)的第一边的倾斜角度为15
°
～30
°
。10.根据权利要求5所述的高亮度导光板结构，其特征在于：每一所述光学元件(11)中，所述贴合面(110)的第一边及第二边的长度均分别为0.03～0.1mm。11.根据权利要求5所述的高亮度导光板结构，其特征在于：所述底端部(113)与所述贴合面(110)之间的垂直距离为0.005～0.015mm。12.根据权利要求1所述的高亮度导光板结构，其特征在于：若干所述光学元件(11)呈行列矩阵式设置在所述光反射面(102)上，且每相邻两行中的多个所述光学元件(11)呈错位分布，以及每相邻两列中的多个所述光学元件(11)亦呈错位分布；另外，所述光反射面(102)上且未设置所述光学元件(11)的部位采用镜面或者粗糙面。13.一种边缘型背光源，其特征在于：包括导光板(1)、光源(2)、光学膜片(3)和反射膜(4)，其中，所述导光板(1)采用权利要求1-12中任一项所述的导光板结构，所述光源(2)设置于所述导光板(1)的所述入光面(101)上，所述光学膜片(3)设置于所述导光板(1)的所述光发出面(103)上，所述反射膜(4)设置于所述导光板(1)的所述光反射面(102)上。

技术总结
本发明公开了一种高亮度导光板结构及边缘型背光源，导光板包括基体部和若干光学元件，基体部由透明树脂材料制成并呈板状，基体部具有入光面、与入光面相邻接的光反射面、及亦与入光面相邻接并与光反射面呈相背对布置的光发出面，若干光学元件相互独立的固设于光反射面上；每一光学元件各具有供与光反射面贴合固连的贴合面、及相对贴合面倾斜设置并能对进入导光板内的光线进行折射的折光斜面，且折光斜面的一段边缘为沿弧形延伸的棱线，这样能最大化的扩大折光斜面的受光面积，进而提高经导光板输出的光的亮度。相应的，采用该导光板的边缘型背光源亦具备优异的高亮度性能。的边缘型背光源亦具备优异的高亮度性能。的边缘型背光源亦具备优异的高亮度性能。


技术研发人员：山口勝 見村知哉
受保护的技术使用者：伟时电子股份有限公司
技术研发日：2023.04.18
技术公布日：2023/8/21