改良的导光结构、模具、复合导光结构及装置论文和设计-杨宏

全文摘要

本实用新型公开了一种改良的导光结构，其包括导光基体，该导光基体具有相互背对的第一表面和第二表面以及入光面，该第一表面上设置有凸起和\/或凹下结构，该凸起和\/或凹下结构包括第一、第二面，该第一面为倾斜设置的圆形或椭圆形面，该第二面为弧形面，该第一面与所述第一表面相交且形成的夹角θ＜90°，该第二面与第一面及第一表面同时相交，所述第二面与第一表面相交形成的夹角β≤90°，且θ＜β。藉由本实用新型的设计，可以显著提升导光板、导光膜等导光材料的出光面辉度。本实用新型还提供了基于所述导光结构的模具、背光结构及显示装置等。

主设计要求

1.一种改良的导光结构，包括导光基体，所述导光基体具有第一表面、第二表面以及连接该第一表面和第二表面的入光面，所述第一表面与第二表面相互背对设置，所述第一表面上设置有凸起和\/或凹下结构；其特征在于：所述凸起和\/或凹下结构包括第一面和第二面，所述第一面为倾斜设置的圆形或椭圆形面，所述第二面为弧形面，所述第一面与所述第一表面相交且形成的夹角＜90°，所述第二面与第一面及第一表面同时相交，所述第二面与第一表面相交形成的夹角≤90°，且所述第二面与第一表面之间形成的夹角大于所述第一面与第一表面之间形成的夹角。

设计方案

2.根据权利要求1所述的改良的导光结构，其特征在于：所述第一面朝向所述入光面设置；和\/或，所述第二表面为出光面，所述入光面垂直于所述第一表面和第二表面设置；和\/或，所述第一面为倾斜设置的椭圆形面；和\/或，所述第二面为圆弧面。

3.根据权利要求1所述的改良的导光结构，其特征在于：所述第二面与第一面相交的边围合形成所述第一面的周线；和\/或，所述第一面上距离第一表面最远的点与第一表面的距离为1～100μm。

4.根据权利要求1所述的改良的导光结构，其特征在于：所述第二面与第一表面相交的边在第一表面上围合为圆形或椭圆形图形。

5.根据权利要求4所述的改良的导光结构，其特征在于：所述圆形或椭圆形图形的最大直径为20～200μm。

6.根据权利要求1所述的改良的导光结构，其特征在于：所述基体为平板状、楔形板状或局部表面呈现为楔形面的导光板或导光膜；和\/或，所述基体的出光面上设置有光学微结构；和\/或，所述基体的出光面上还设置有光扩散层。

7.一种模具，包括至少两个模仁，其特征在于：所述至少两个模仁配合形成用于成型权利要求1-6中任一项所述改良导光结构的模腔。

8.一种复合导光结构，其特征在于包括权利要求1-6中任一项所述改良导光结构以及光学膜，所述光学膜的一侧面具有光学微结构，且所述光学膜的该一侧面与导光基体的出光面结合。

9.如权利要求8所述的复合导光结构，其特征在于：所述光学膜具有的光学微结构与形成在所述导光基体出光面上的光学微结构相互配合。

10.一种装置，包括光源及导光结构，所述光源对应于导光结构的入光面设置，所述导光结构的与第一表面相背的第二表面为出光面，其特征在于：所述导光结构采用权利要求1-6中任一项所述的改良导光结构。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种导光板，具体涉及一种改良的导光板网点结构、高辉度导光板及背光结构等，属于光学技术领域。

背景技术

目前在一些背光模组中是将发光光源设于液晶面板侧后方的背板边缘，光源发出的光线从导光板一侧的入光面进入导光板，经反射和扩散后从导光板出光面出射，以形成面光源提供给液晶面板。

为了增加光照均匀度及光照强度，一般在导光板(LGP)底面上设置网点，该些网点的作用就是改变光线的传播方向。

参阅图1a-图3b，目前导光板1的网点结构通常采用圆形网点(外凸形网点1’、内凹型网点1”)或圆环形网点1”’，其主要是采用热压、激光或射出工艺制备成型。但现有的这些导光板网点结构局限于其形状，对光线是扩散型反射(参阅图4)，因此无法进一步提升导光板的正面辉度。

尽管业界也有众多研究人员提出了其它类型的导光板网点结构，但其对于光线的利用率都较低，因此需要在背光结构中增设多种光学材料例如扩散片、复合膜片、反射片等与导光板配合(参阅图5)，但这无疑增加了工艺难度和成本，且也导致背光结构的结构复杂化，厚度等亦进一步增大。

发明内容

本实用新型的主要目的在于提供一种改良的导光结构，以克服现有技术中的不足。

本实用新型的其它目的还在于提供一种改良的导光结构的模具、复合导光结构及装置等。

为实现前述发明目的，本实用新型采用的技术方案包括：

本实用新型实施例提供了一种改良的导光结构，包括导光基体，所述导光基体具有第一表面、第二表面以及连接该第一表面和第二表面的入光面，所述第一表面与第二表面相互背对设置，所述第一表面上设置有凸起和\/或凹下结构；所述凸起和\/或凹下结构包括第一面和第二面，所述第一面为倾斜设置的圆形或椭圆形面，所述第二面为弧形面，所述第一面与所述第一表面相交且形成的夹角＜90°，所述第二面与第一面及第一表面同时相交，所述第二面与第一表面相交形成的夹角≤90°，且所述第二面与第一表面之间形成的夹角大于所述第一面与第一表面之间形成的夹角。

本实用新型实施例还提供了一种模具，包括至少两个模仁，所述至少两个模仁配合形成用于成型所述改良导光结构的模腔。

本实用新型实施例还提供了一种复合导光结构，包括所述改良导光结构以及光学膜，所述光学膜的一侧面具有光学微结构，且所述光学膜的该一侧面与导光基体的出光面结合。

本实用新型实施例还提供了一种装置，包括光源及所述改良导光结构，所述光源对应于导光结构的入光面设置，所述导光结构的与第一表面相背的第二表面为出光面。

较之现有技术，本实用新型通过对导光体的网点结构进行改良设计，以最大程度修正光线于导光板等导光结构内的行进角度，使得入光光线在导光网点的结构面即形成固定方向反射，继而还可沿固定角度将光线导入与导光结构搭配的光学膜片等光学组件内，搭配这些光学组件的修正角度，从而达到显著提升背光结构正面辉度的效果。

为了能更进一步了解本实用新型的特征以及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。

附图说明

下面结合附图，通过对本实用新型的具体实施方式详细描述，将使本实用新型的技术方案及其它有益效果显而易见。

图1a-图1b是现有的一种导光板网点的结构示意图及局部放大示意图。

图2a-图2b是现有的一种导光板网点的结构示意图及局部放大示意图。

图3a-图3b是现有的一种导光板网点的结构示意图及局部放大示意图。

图4是现有的一种导光板的工作原理示意图。

图5是现有的一种背光结构的结构示意图。

图6a-图6d是本实用新型实施例中一种导光板网点的右视图、后视图、俯视图及立体图。

图7a-图7c是本实用新型实施例中一种导光板的结构示意图、局部放大示意图及剖面结构示意图。

图8a-图8c是本实用新型实施例中另一种导光板的结构示意图、局部放大示意图及剖面结构示意图。

图9是本实用新型实施例中一种导光板的工作原理示意图。

图10a-10c分别是本实用新型实施例中三种导光板的结构示意图。

图11a-11b分别是本实用新型实施例中两种导光板的出光面结构示意图。

图12a-12b分别是本实用新型实施例中一种背光结构的剖面结构、分解结构示意图。

附图标记说明：导光板1’、外凸形网点1’、内凹型网点1”、圆环形网点1”’、导光板1、椭圆形倾斜平面101、圆弧面102、导光板底面110、导光板顶面120、导光板入光面130、光源2、反射片3、背板4、扩散片5、复合膜片6、上胶框7、逆棱镜复合膜8。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型所采取的技术手段及其效果，以下结合本实用新型的优选实施例及其附图进行详细描述。

本实用新型实施例的一个方面提供的一种改良的导光结构包括导光基体，所述导光基体具有第一表面、第二表面以及连接该第一表面和第二表面的入光面，所述第一表面与第二表面相互背对设置，所述第一表面上设置有凸起和\/或凹下结构；所述凸起和\/或凹下结构包括第一面和第二面，所述第一面为倾斜设置的圆形或椭圆形面，所述第二面为弧形面，所述第一面与所述第一表面相交且形成的夹角＜90°，所述第二面与第一面及第一表面同时相交，所述第二面与第一表面相交形成的夹角≤90°，且所述第二面与第一表面之间形成的夹角大于所述第一面与第一表面之间形成的夹角。

优选的，所述第一面为倾斜设置的椭圆形面。

优选的，所述第二面为圆弧面。

在一些实施方案中，所述第一面朝向所述入光面设置。

在一些实施方案中，所述第二表面为出光面，所述入光面垂直于所述第一表面和第二表面设置。

在一些实施方案中，所述第二面与第一面相交的边围合形成所述第一面的周线。

在一些实施方案中，所述第一面上距离第一表面最远的点与第一表面的距离优选为1～100μm。

在一些实施方案中，所述第二面与第一表面相交的边在第一表面上围合为圆形或椭圆形图形。

进一步地，所述圆形或椭圆形图形的最大直径优选为20～200μm。

在一些实施方案中，所述基体为平板状、楔形板状或局部表面呈现为楔形面的导光板或导光膜，且不限于此。

在一些实施方案中，所述基体的出光面上设置有光学微结构。

在一些实施方案中，所述基体的出光面上还设置有光扩散层。

更为具体地，请参阅图6a-图6d所示，在本实用新型的一个典型实施例中，一种导光板网点是凹设在导光板1的底面110(设其为基准面，并定义为第一表面)上的，其包括椭圆形倾斜平面101(定义为第一面)、圆弧面102(定义为第二面)。其中，椭圆形倾斜平面101与基准面之间形成的夹角θ＜90°，圆弧面102与基准面之间形成的夹角β≤90°，θ＜β。

其中，该椭圆形倾斜平面101上距离基准面最远的点在该椭圆形倾斜平面101与圆弧面102相交的边上，且该点与基准面的距离a为1～100μm。

其中，该圆弧面102与基准面相交的边在第一表面上围合为圆形或椭圆形图形。该圆形或椭圆形图形的最大直径b为20～200μm。

需说明的是，对于前述实施例所述的导光板网点，其亦可以被设置为具有对应形态的凸起结构，并可凸设在导光板的底面(与出光面相背对设置)上。

当然，从利于导光板与反光板的配合、减少背光结构厚度等方面考虑，采用将导光板网点凹设在导光板底面上的方案可能是比较优选的。

再请参阅图7a-图7c，以具有图6a-图6d所示网点的导光板1为例，其具有一底面110、一顶面120、一入光面130，其中底面110上凹设有多个导光网点10，这些网点可以阵列形式分布或者其他合适形态分布。其中，光线沿箭头所示方向射入导光板，并接触到网点10的斜面而反射至作为出光面的顶面120。

再请参阅图8a-图8c，本实用新型实施例中的另一种导光板1可以具有一底面110、一顶面120、一入光面130，其中底面110上凸设有多个网点10’，这些网点也可以阵列形式分布或者其他合适形态分布。其中，光线沿箭头所示方向射入导光板，并接触到网点10’的斜面而反射至作为出光面的顶面120。

另请参阅图9，以图7a-图7c所示导光板为例，其在工作时，底面可以与反光板3配合，光源2发射的光线射入导光板后，于导光网点10的斜面上反射，再从顶面(出光面)射出。更具体地，其中第一面101为靠近入光面的光接收面，其可以一次接收到更多的光线继而反射到出光面上。而第二面102与第一表面呈现一定的倾角，接收的光线也可以一次反射到出光面上，从而还可进一步提升正面辉度。

因本实用新型实施例的网点结构具有前述的特殊形状设计，可以以最大程度修正光线的行进角度，使得入射光线在网点的结构面即形成固定方向反射，进而可以达成显著提升正面辉度的效果，即，使得导光板为超高辉度导光板(Super Bright LGP)。

本实用新型实施例的前述导光板亦可是薄膜形态的，即，可以认为是导光膜。其也可以搭配其它光学膜或光学材料形成复合光学结构。

本实用新型实施例的前述导光板、导光膜的材质可以是业界已知的，例如可以是PMMA、PC、MS、PS、PET、PVA、PI等材料，其可以通过注塑、热压、UV压印，3D打印，激光镭射加工，挤出成型，胶黏，精密涂布等多种工艺制成。

相应的，为制得本实用新型实施例的前述导光板，本领域人员可以依据常规技术设计模具。例如，可以设计包括至少两个模仁的模具，该至少两个模仁配合形成用于成型所述导光体的模腔。

本实用新型实施例的前述导光板的整体外形可以是多种的，例如，参阅图10a-图10c，其可以是平板、楔形板、局部楔形板等。本实用新型实施例所述的网点在以上类型板材上不限正、反面皆可加工。另外，本实用新型实施例的导光板除包括本实用新型所述的网点结构之外，亦可依据实际应用的需要搭配其它形式的网点，例如已知的圆形网点、圆环形网点等。

本实用新型实施例的前述导光板的出光面120可以是镜面或具有合适的光学微结构，例如V-CUT微结构型、R-CUT微结构型等(参阅图11a、11b)。该出光面上的光学微结构排布方式可是包含基础矩阵式以外的多种式样。同时，这些光学微结构的水平面纹路角度及排布方式可根据光学需求进行调整。例如，优选的，光学微结构的纹路可以垂直于光源(参阅图12b示意方向)。具体可以参考《导光板微结构型式的设计与模拟验证》(李保安，天津大学硕士论文，2008年)等文献。

本实用新型实施例提供的前述导光板还可与光学膜(例如逆棱镜复合膜)组配形成复合导光结构。在一实施例中，具有本实用新型网点结构的前述导光板出光面搭配光学微结构时，可与光学膜(例如逆棱镜复合膜)组配成复合导光结构。此导光板出光面微结构功能可将光线沿视向方向修正聚集，在提升导光板正面亮度的同时，使其保持光线的均匀性；导光板出光面出射光线经过逆棱镜光学膜的下表面棱镜结构(参阅图12a箭头所示方向)，可将导光板小角度出射光线进一步修正提升至视向角度，再搭配以逆棱镜复合膜的扩散层，使光视向方向亮度提升且均一性表现俱佳，从而实现一张膜的背光结构，节省扩散膜及其他棱镜膜片。

优选的，所述逆棱镜复合膜上的棱镜纹路和导光板出光面上的光学微结构的纹路角度相互垂直(参阅图12b)，如此可以进一步提升正面辉度。

本实用新型实施例提供的前述导光板可组装为背光结构。例如，本实用新型实施例提供的一种背光结构可以包括光源及所述导光板，所述光源对应于导光板的入光面设置，所述导光板的与第一表面(底面)相背的第二表面(顶面)为出光面。

进一步地，请参阅图12a-图12b，在一具体实施例中，一种背光结构包括所述导光板1、框体(上胶框)7、背板4、逆棱镜复合膜8、光源2、反射片3等。所述导光板1、逆棱镜复合膜8、反射片3被安装在所述框体7与背板4组合形成的安装空间内。所述逆棱镜复合膜与所述导光体的出光面配合设置。所述光源2设置在该安装空间外，其可以是多个点光源(如LED)组成的灯条等。

相较于现有技术中需在背光结构中设置多种光学膜片搭配的设计，该实施例中只需以下表面具有棱镜结构的逆棱镜复合膜8搭配本实用新型具有特殊网点结构的导光板形成背光结构，使得膜片数量减少为一张，降低背光整体厚度，同时提升背光整体亮度。其中，所述逆棱镜复合膜具有的棱镜结构与形成在所述导光体出光面上的光学微结构的纹路相互垂直。

另外，还可在逆棱镜复合膜的出光面上设置光扩散涂层等。

显然的，此种设计还可进一步减少背光结构的整体厚度，降低其组装难度和整体成本。

本实用新型实施例还提供了包含所述导光体或所述背光结构的显示装置。所述显示装置可以是液晶显示装置，其包括液晶面板和与之配合的背光结构，而其组装方式可以是业界已知的。应当理解，上述实施例仅为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

设计图

改良的导光结构、模具、复合导光结构及装置论文和设计

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