一种薄形化导光结构制造技术

本发明专利技术涉及一种薄形化导光结构，包括入射光源、入光侧光耦合结构和导光结构主体，所述导光结构主体包括导光板，所述入光侧光耦合结构包括设置在导光板前端部的上倒角面和下倒角面，所述上倒角面和下倒角面的夹角为α，下倒角面与导光板下表面延长线的夹角为β，下倒角面下端点与上倒角面上端点的连线，该连线与导光板上表面法线的夹角为θ3，所述导光板前端部为导光板短边所在，所述入射光源斜置在导光板下倒角面的正下方，入射光源与下倒角面之间的间隙旁侧贴有减少光线漏出的反射片。本结构能有效降低导光板厚度。

【技术实现步骤摘要】
一种薄形化导光结构
本专利技术涉及一种薄形化导光结构。
技术介绍
近年来，液晶显示技术由于其产品体积轻薄、占用空间小、辐射低等优点,逐渐替代了传统的阴极射线管显示技术，占据了平板显示产品的主流。LCD(液晶显示器件)是一种非自发光显示器。背光模组作为LCD光源的提供者，其性能的好坏直接影响显示器的显像质量，是LCD的重要组成部分。而导光板作为背光模组中光线传播的媒介，其网点排布、外形结构以及材料属性决定了背光源的可视区域亮度、均匀性及光效。导光板进行优化设计对降低制作成本，提高现象品质有重要作用。因而，对背光源导光结构的优化研究有利于提高LCD整体质量、降低制作成本，对实际生产有一定指导作用。按照光源的位置不同可将背光模组划分为直下式和侧入式两类。在直下式背光模组中，光源位于出光面正下方。光线经过扩散板的扩散及混光作用后，以均匀面光源的形式出射。因为需要一段混光距离，直下式模组相比而言较厚；在侧入式背光模组中，光源位于导光板一侧或者多侧，从侧边进入的光线经过导光板的调制作用称为面光源。相对直下式背光源来说，侧入式背光源拥有轻量、薄型、低耗电的特色。尽管直下式LED背光源色彩还原性好，但成本较高、光均匀性较差。因而，目前中小尺寸背光模组多采用LED侧入式背光源。对于侧入式LED背光模组的研究主要集中在模组的结构设计和导光板设计上。在侧入式背光模组的生产技术中，为降低成本、减小背光模组的厚度、提高背光源的光源利用率和导光板显示区域的出光性能，需对背光模组结构及导光板设计不断改进。在背光模组结构中，为提高出光效果不断与反射膜、扩散膜、反射边膜、反射腔以及导光板表面磨砂等技术相结合，使得背光模组设计更加复杂，生产工艺也更为繁琐，降低了生产效率，一定程度上加大了背光模组的生产成本。为提高光能利用率，同时进一步实现液晶显示器的薄型化，许多研究者对背光模组中导光板结构以及光学膜片做了研究。张志伟等提出拼接菱形光源下置的导光板结构，能使光源的光线经由导光板而均匀地射出，提升整体的亮度均匀性，解决了现有背光模组因薄型化造成亮暗不均的问题。郭伟等提出导光板的入光面为圆弧形，并且所述导光板的上表面与下表面上靠近入光面的一侧分别设置第一斜面与第二斜面。提高了光线利用率，提升了光线耦合效率。因此在不损耗光线耦合效率的情况下，可以将导光板的导光部的厚度做得更薄，有利于导光板的薄型化设计。并且他们还提出导光板的入光侧面上下组合形成呈现喇叭口形状的楔形体，这种设计能够有效减小导光板的厚度，以满足液晶显示装置薄型化的要求。黄炳乐等提出了导光板网点平均密度范围的最优化研究，提高了网点优化设计的效率。为了尽可能多地耦合光能以提高光线利用率，研究中运用的LED光源截面宽度均小于导光板厚度。因为只要LED光源截面宽度大于导光板厚度，光源光能就有一部分不能进入到导光板中，这样不仅造成了能量利用率低下，而且会出现漏光现象，影响对比度。这就意味着，传统侧入式LED背光模组中导光板的厚度不能随着导光板的薄型化要求无限变小。侧入式液晶显示器中导光板的进一步薄型化实际上受到了发光源截面宽度的制约，即在保证光效率和对比度的前提下，导光板的厚度必须比发光源截面宽度大。有鉴于此，现有的液晶显示器(LCD)背光模组大多采用侧入式发光二极管(LED)作为背光源，其要求导光板厚度始终大于LED发光截面宽度。根据这种情况从而提出一种用于侧入式LED背光模组中导光板结构设计。
技术实现思路
本专利技术针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本专利技术所要解决的技术问题是提供一种薄形化导光结构，从LED入光侧结构进行改变，为了不减少LED的尺寸厚度，将原来直立式的LED斜躺与导光板下底面成一定的角度。利用几何算法和光学原理对该模块进行设计，使入光侧导光板形成特定的几何结构让光线进入导光板当中大部分能进行全反射。该结构的导光板光能利用率相对于传统结构的导光板得到明显的提高，同时也实现了导光板薄型化的目的。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种薄形化导光结构，包括入射光源、入光侧光耦合结构和导光结构主体。所述导光结构主体包括导光板，导光板的主要材质为PMMA树脂，该材质的导光板的全反射角度为43°，所述入光侧光耦合结构包括设置在导光板前端部的上倒角面和下倒角面，所述上倒角面和下倒角面的夹角为α，下倒角面与导光板下表面延长线的夹角为β，下倒角面下端点与上倒角面上端点的连线，该连线与导光板上表面法线的夹角为θ3，所述导光板前端部为导光板短边所在。所述入射光源斜置在导光板下倒角面的正下方，入射光源与下倒角面之间的间隙旁侧贴有减少光线漏出的反射片。该新型结构通过调节导光板的厚度和α、β角度以及特定的结构，在满足光线高效的利用率情况下使导光板尽可能减少厚度。进一步的，所述入射光源与下倒角面的间距为0.1mm，下倒角面的宽度大于或等于入射光源的宽度，尽可能让光线进入到导光板里面，所述入射光源呈直线型均匀排布在下倒角面的正下方。进一步的，所述下倒角面为使光线折射进入导光板的斜切平面、或为使光线聚集的凸透镜、或为使光线发散的凹透镜、或为使光线在导光板内发生全反射的自由曲面。进一步的，为使从上倒角面反射到下倒角面和导光板下表面的光线能发生全发射，所述上倒角面为斜切平面、凸透镜、凹透镜或自由曲面。尽可能提高光线的利用率。进一步的，在上倒角面设计上，到达上倒角面的光线不一定达到全反射的角度，为了使光线能反射到导光板，所述上倒角面上配置有反光层。进一步的，光线从下倒角面直接射到导光板上表面，光线与导光板上表面的法线夹角需大于或等于全反射角θ全，所述θ3角度由下式确定：θ3≥θ全=43°。进一步的，所述β的角度限定为0°≤β<43°。进一步的，所述上倒角面与下倒角面的夹角α由下式确定：，所以α角度设定为，43°≤α≤64.5°。进一步的，所述导光板的厚度与角度的推导关系根据下式来确定：H=其中，L为下倒角面入射光源光线入射面的宽度，H为导光板的厚度，根据该公式来调节各个角度来减少导光板的厚度，且提高光线在导光板当中的利用率。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本结构从LED入光侧结构进行改变，为了不减少LED的尺寸厚度，将原来直立式的LED斜躺与导光板下底面成一定的角度。利用几何算法和光学原理对该模块进行设计，使入光侧导光板形成特定的几何结构让光线进入导光板当中大部分能进行全反射。该结构的导光板光能利用率相对于传统结构的导光板得到明显的提高，同时也实现了导光板薄型化的目的。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步详细的说明。附图说明图1为本专利技术第一初始结构中导光结构主体、光耦合结构空间位置示意图以及光耦合结构角度计算示意图及光线在导光主体中进行全反射的示意图。图2为本专利技术第一初始结构中光耦合结构角度计算示意图。图3为在本专利技术第二初始结构光耦合结构空间位置示意图，将下倒角面设计为凸透镜设计图。图4为在本专利技术第三初始结构光耦合结构空间位置示意图，将下倒角面设计为凹透镜设计图。图5为在本专利技术第四初始结构光耦合结构空间位置示意图，将上倒角面设计为凹透镜设计图。图6为在本专利技术第五初始结构光耦合结构空间位置示意图，将上倒角面设计为自由曲面。图7为本专利技术第一初始结构左视图。图8为本专利技术第五初始结构左本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄形化导光结构，其特征在于：包括入射光源、入光侧光耦合结构和导光结构主体，所述导光结构主体包括导光板，所述入光侧光耦合结构包括设置在导光板前端部的上倒角面和下倒角面，所述上倒角面和下倒角面的夹角为α，下倒角面与导光板下表面延长线的夹角为β，下倒角面下端点与上倒角面上端点的连线，该连线与导光板上表面法线的夹角为θ3，所述导光板前端部为导光板短边所在，所述入射光源斜置在导光板下倒角面的正下方，入射光源与下倒角面之间的间隙旁侧贴有减少光线漏出的反射片。

【技术特征摘要】
1.一种薄形化导光结构，其特征在于：包括入射光源、入光侧光耦合结构和导光结构主体，所述导光结构主体包括导光板，所述入光侧光耦合结构包括设置在导光板前端部的上倒角面和下倒角面，所述上倒角面和下倒角面的夹角为α，下倒角面与导光板下表面延长线的夹角为β，下倒角面下端点与上倒角面上端点的连线，该连线与导光板上表面法线的夹角为θ3，所述导光板前端部为导光板短边所在，所述入射光源斜置在导光板下倒角面的正下方，入射光源与下倒角面之间的间隙旁侧贴有减少光线漏出的反射片。2.根据权利要求1所述的薄形化导光结构，其特征在于：所述入射光源与下倒角面的间距为0.1mm，下倒角面的宽度大于或等于入射光源的宽度，所述入射光源呈直线型均匀排布在下倒角面的正下方。3.根据权利要求1所述的薄形化导光结构，其特征在于：所述下倒角面为使光线折射进入导光板的斜切平面、或为使光线聚集的凸透镜、或为使光线发散的凹透镜、或为使光线在导光板内发生全反射的自由曲面。4.根据权利要求1所述的薄形化导光结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐胜，郭太良，陈恩果，叶芸，黄佳敏，缪煌辉，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建,35