一种导光板及其网点设计方法技术

本发明专利技术公开了一种导光板及其网点设计方法，所述导光板包括上出光面、下出光面和入光面，所述上出光面或下出光面上布置多个网点，所述网点为凹点或凸点，所述网点包括顶面、底面和光线调控面，所述网点由顶面、底面和光线调控面围成，所述光线调控面由多段不同倾角的斜面组成，每段斜面的倾角根据LED发光特性、位置、尺寸、基于折射定律及能量叠加原理设计得到。本发明专利技术结合LED的发光特性、位置、尺寸等对导光板网点进行针对性设计，导光板网点的光线调控面具有多个斜面，能获得较高的亮度和均匀性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种导光板及其网点设计方法


[0001]本专利技术涉及导光板
，特别是涉及一种导光板及其网点设计方法。

技术介绍

[0002]液晶材料自身不发光，需要背光提供照明光线。为了减少背光模组的厚度，通常将发光二极管（Light emitting diode，LED）放在液晶屏的侧边，就需要导光板将LED发出的光线从平行于液晶屏方向转为垂直于液晶屏方向。导光板对光线的转向功能是通过表面的网点实现的。光线进入导光板后，通过网点破坏光线在导光板内部的全反射。网点的形状对于亮度和照明面光源的均匀性等具有较大影响。
[0003]现有的导光板网点通常为圆台、棱锥、棱柱、椭球等，通常是通过一次性加工形成一个连续的光线调控面，通过实际样品的效果对形貌进行不断改进，以提升亮度和均匀性。但其光线调控面都是连续的，或是一个斜面，或是一个半球面。而且网点的设计不结合LED的发光特性、位置、尺寸等，具有效果差、改版成本高、开发周期长的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种导光板及其网点设计方法，结合LED的发光特性、位置、尺寸等对导光板网点进行针对性设计，导光板网点的光线调控面具有多个斜面，能获得较高的亮度和均匀性。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种导光板，包括上出光面、下出光面和入光面，所述上出光面或下出光面上布置多个网点，所述网点为凹点或凸点，所述网点包括顶面、底面和光线调控面，所述网点由顶面、底面和光线调控面围成，所述光线调控面由多段不同倾角的斜面组成，每段斜面的倾角根据LED发光特性、位置、尺寸、基于折射定律及能量叠加原理设计得到。
[0006]进一步地，所述顶面和底面对应网点的长边直径范围20μm~65μm，短边直径范围0μm~25μm。
[0007]进一步地，所述网点为凹点时，所述凹点的深度为5μm~25μm，所述网点为凸点时，所述凸点的高度为5μm~25μm。
[0008]本专利技术还提供一种导光板的网点设计方法，应用于上述的导光板，根据LED发光特性、位置、尺寸、基于折射定律及能量叠加原理设计光线调控面的斜面的倾角，具体包括以下步骤：S1，设定单个网点的长边直径为L1，短边直径为L2，网点斜面分段数为N，则网点斜面每段的横向固定距离；每段之间的交点为P
n
，n=0~N
‑
1，第n段斜面的倾角为α
n
；S2，设定起始网点到导光板侧边的距离为D
dot
，LED到导光板侧边的距离为D
LED
；S3，设定LED光源的高度为H
LED
，导光板厚度为H
LGP
；
S4，将LED光源离散为M个点光源，每个点光源标记为LED
m
，m=1~M；S5，设定第m个LED点光源发出的光线到达网点第n个交点的光线出射角为θ
mn
，进入导光板的位置为P
mn
；P
mn
到P
n
的垂直距离为p
mn1
；P
mn
到LED
m
的垂直距离为p
mn2
；该光线与水平方向夹角为β
mn
；S6，设定导光板的折射率为n
1，
空气的折射率为n0；依据折射定律求得全反射角γ；S7，将m=1~M带入如下公式（1）进行循环，得到第一段斜面的倾角α0的范围，标记为（α
0min
，α
0max
）；；S8，将（α
0min
，α
0max
）离散化，每个离散角度标记为α
0k
，得到：；S9，对于每个α
0k
，计算每个LED点光源达到第一段最上点和最下点的角度，判断是否满足全反射，累加满足全反射光线的能量，能量最大时的α
0k
则为第一段的倾角；S10，重复步骤S7
‑
S9，确定每段斜面的倾角。
[0009]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供的导光板及其网点设计方法，在导光板的表面设置网点，结合LED的发光特性、位置、尺寸等对导光板网点进行针对性设计，导光板网点的光线调控面具有多个斜面，不同斜面的夹角对于光线的调控具有重要的影响，本专利技术采用数学推导的方式计算出夹角的范围，并根据能量叠加原理确定最佳倾角，在同种密度分布下，使得入射面入射的光源最大程度地从出光面射出，提升亮度的同时有效改善出光均匀性；此外，本专利技术对光线调控面进行分段设计，可以根据具体的模组参数设计形貌，适用模组范围广，同时能有效提高能量利用率，减少优化过程，缩短研发周期，节约成本。
附图说明
[0010]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0011]图1为本专利技术实施例导光板的结构示意图；图2a为本专利技术实施例网点的设计参数示意图；图2b为本专利技术实施例网点的光线走向示意图；图3a为现有一段式网点的照度分布图；图3b为本专利技术实施例网点调控面为五段的照度分布图；附图标记说明：10、导光板；11、网点；101、上出光面；102、下出光面；103、入光面。
具体实施方式
[0012]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0013]本专利技术的目的是提供一种导光板及其网点设计方法，结合LED的发光特性、位置、尺寸等对导光板网点进行针对性设计，导光板网点的光线调控面具有多个斜面，能获得较高的亮度和均匀性。
[0014]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0015]如图1所示，本专利技术提供的一种导光板10，包括上出光面101、下出光面102和入光面103，所述上出光面101或下出光面102上布置多个网点，所述网点11为凹点或凸点，所述网点11包括顶面、底面和光线调控面，所述网点由顶面、底面和光线调控面围成，所述光线调控面由多段不同倾角的斜面组成，每段斜面的倾角根据LED发光特性、位置、尺寸、基于折射定律及能量叠加原理设计得到。
[0016]示例地，所述导光板10采用玻璃板，所述入光面103位于所述玻璃板的右侧。上出光面101位于所述玻璃板的上面，下出光面102位于所述玻璃板的下面。
[0017]示例地，所述顶面和底面均为圆形。所述顶面和底面对应网点的长边直径范围20μm~65μm，短边直径范围0μm~25μm。此外，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种导光板，包括上出光面、下出光面和入光面，其特征在于，所述上出光面或下出光面上布置多个网点，所述网点为凹点或凸点，所述网点包括顶面、底面和光线调控面，所述网点由顶面、底面和光线调控面围成，所述光线调控面由多段不同倾角的斜面组成，每段斜面的倾角根据LED发光特性、位置、尺寸、基于折射定律及能量叠加原理设计得到。2.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，所述顶面和底面对应网点的长边直径范围20μm~65μm，短边直径范围0μm~25μm。3.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，所述网点为凹点时，所述凹点的深度为5μm~25μm，所述网点为凸点时，所述凸点的高度为5μm~25μm。4.一种导光板的网点设计方法，应用于权利要求1
‑
3任一所述的导光板，其特征在于，根据LED发光特性、位置、尺寸、基于折射定律及能量叠加原理设计光线调控面的斜面的倾角，具体包括以下步骤：S1，设定单个网点的长边直径为L1，短边直径为L2，网点斜面分段数为N，则网点斜面每段的横向固定距离每段之间的交点为P
n
，n=0~N
‑
1，第n段斜面的倾角为α
n
；S2，设定起始网点到导光板侧边的距离为D
dot
，LED到导光板侧边的距离为D
LED
；S3，设定LED光源的高度为H
LED
，导光板厚度为H
LGP

【专利技术属性】
技术研发人员：冯奇斌，李可敬，吕国强，王梓，俞良，许启民，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：