專利名稱：導(dǎo)光板及背光模組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種導(dǎo)光板及背光模組，特別是關(guān)于一種可提升光能利用率的導(dǎo)光板及背光模組。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著液晶顯示器的彩色化及大型化，其應(yīng)用領(lǐng)域更為廣泛，如筆記本式計(jì)算機(jī)、各種臺(tái)式計(jì)算機(jī)及液晶電視等。因?yàn)橐壕э@示模組是一種非自發(fā)光顯示裝置，其顯示主要通過(guò)控制外部光源所發(fā)出光束的通過(guò)或者不通過(guò)來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此通常需要相應(yīng)的背光或者前光模組，該背光或者前光模組可將外部光源所發(fā)出的光束導(dǎo)向顯示面板，實(shí)現(xiàn)顯示功能。
請(qǐng)參閱圖1，是一種現(xiàn)有技術(shù)背光模組10，主要由光源11、導(dǎo)光板12、擴(kuò)散板13、棱鏡板組合14及反射板16組成。該導(dǎo)光板12包括一入射面121、一出射面122和一底面123，其中，該入射面121接收與其相對(duì)的光源11發(fā)出的光束，并將該光束導(dǎo)入導(dǎo)光板12內(nèi)部，該底面123將該導(dǎo)入光束反射、散射，形成沿各方向均勻分散的散射光束，該出射面122將該均勻分散的光束導(dǎo)出導(dǎo)光板12，導(dǎo)向液晶顯示面板(圖未示)。該底面123對(duì)光束的散射是通過(guò)網(wǎng)點(diǎn)124實(shí)現(xiàn)，該網(wǎng)點(diǎn)124可利用印刷方式，將高反射率不吸光的材料如二氧化鈦(TiO2)以圓形或方形擴(kuò)散點(diǎn)的形式印制于該底面123。該網(wǎng)點(diǎn)124可改變?cè)搶?dǎo)光板12內(nèi)部傳播光線的行進(jìn)方向，破壞其全反射條件，并通過(guò)控制該網(wǎng)點(diǎn)124的分布，使光線由該導(dǎo)光板12的出光面122均勻射出，實(shí)現(xiàn)對(duì)液晶顯示面板(圖未示)的均勻照明。
請(qǐng)參閱圖2，是另一種現(xiàn)有技術(shù)的導(dǎo)光板22，該導(dǎo)光板22的底面223上具有凹槽224，該凹槽224可由射出成型或熱壓成型及其它方法制成，其通過(guò)反射、折射破壞該導(dǎo)光板22內(nèi)部傳播光束的全反射條件，并通過(guò)控制該凹槽224的形狀、高度或其間隔距離，使光線由該導(dǎo)光板22的出光面222均勻射出。
上述兩種現(xiàn)有技術(shù)的導(dǎo)光板僅對(duì)入射到底面的光線進(jìn)行散射，而平行于底面的光線則被材料本身吸收或由其它表面射出，并且被散射的光線向不同方向傳輸，只有被散射到導(dǎo)光板正上方的光線由導(dǎo)光板的出光面射出，而其它光線被材料本身吸收或由其它表面射出，因而導(dǎo)光板的光能利用率較低。

發(fā)明內(nèi)容為解決現(xiàn)有技術(shù)背光模組中導(dǎo)光板的光能利用率較低的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種具有較高光能利用率的導(dǎo)光板。
為解決現(xiàn)有技術(shù)背光模組的光能利用率較低的問(wèn)題，本發(fā)明還提供一種具有較高光能利用率的背光模組。
本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是提供一種導(dǎo)光板，其具有一底面及至少一入光面，該導(dǎo)光板包括多個(gè)導(dǎo)光單元，該多個(gè)導(dǎo)光單元沿遠(yuǎn)離該導(dǎo)光板入光面的方向排列，任意相鄰兩導(dǎo)光單元具有相異的折射率，該導(dǎo)光單元間的分界面與該入光面相傾斜。
本發(fā)明導(dǎo)光板的入光面進(jìn)一步設(shè)置有光柵結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明導(dǎo)光板的出光面進(jìn)一步設(shè)置有條型或金字塔型突起。
本發(fā)明還提供一種背光模組，其包括一導(dǎo)光板、一反射板以及至少一光源，該導(dǎo)光板包括一出光面，一與該出光面相對(duì)的底面及至少一與該出光面相連的入光面，該反射板相對(duì)該底面設(shè)置，該光源相對(duì)該入光面設(shè)置，該導(dǎo)光板包括多個(gè)導(dǎo)光單元，該多個(gè)導(dǎo)光單元沿遠(yuǎn)離該導(dǎo)光板入光面的方向相堆疊排列，相鄰兩導(dǎo)光單元具有相異的折射率，該導(dǎo)光單元間的分界面與該入光面相傾斜。
本發(fā)明的背光模組進(jìn)一步在導(dǎo)光板的出光面設(shè)置一偏振分離元件，在導(dǎo)光板的底面與反射板之間設(shè)置一偏振轉(zhuǎn)化元件。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的導(dǎo)光板由多個(gè)導(dǎo)光單元堆疊排列而成，利用改變相鄰兩導(dǎo)光單元間的折射率差及該兩導(dǎo)光單元間分界面的傾斜角度，控制光線在該分界面上的反射與折射，使該導(dǎo)光板內(nèi)部傳輸所有光線由該導(dǎo)光板的出光面均勻射出，從而克服了現(xiàn)有技術(shù)的散射現(xiàn)象所造成的光能損失。本發(fā)明導(dǎo)光板的入光面設(shè)置的光柵結(jié)構(gòu)可通過(guò)衍射效應(yīng)進(jìn)一步提升入光效率。本發(fā)明導(dǎo)光板的出光面突起結(jié)構(gòu)可對(duì)出射光線進(jìn)行匯聚，提高垂直于該導(dǎo)光板出光面方向的出光輝度。本發(fā)明的背光模組所包括的偏振分離元件及偏振轉(zhuǎn)化元件可將原本被液晶面板(圖未示)的偏光片吸收的部份偏振光轉(zhuǎn)化為可通過(guò)偏光片的偏振光，從而提升背光模組的光能利用率。

圖1是一種現(xiàn)有技術(shù)背光模組的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是另一種現(xiàn)有技術(shù)導(dǎo)光板的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明導(dǎo)光板第一實(shí)施方式的工作示意圖。
圖4是本發(fā)明導(dǎo)光板第一實(shí)施方式的入光面的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是本發(fā)明導(dǎo)光板第二實(shí)施方式的入光面的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是本發(fā)明導(dǎo)光板第三實(shí)施方式的出光面的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7是本發(fā)明背光模組第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8是本發(fā)明背光模組第二實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖3，是本發(fā)明導(dǎo)光板第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。該導(dǎo)光板32具有一入光面321及一底面323，該導(dǎo)光板32內(nèi)部包括多個(gè)導(dǎo)光單元320，該導(dǎo)光單元320的材質(zhì)可以是甲基丙烯酸樹(shù)脂、聚丙烯酸樹(shù)脂、聚碳酸酯、聚乙烯樹(shù)脂中的兩種，也可以選擇兩種以上的材料，或者上述材料的不同混合材料。該多個(gè)導(dǎo)光單元320沿遠(yuǎn)離該導(dǎo)光板32入光面321的方向排列，相鄰的兩導(dǎo)光單元具有相異的折射率，該導(dǎo)光單元320的分界面324與該入光面321相傾斜，由該導(dǎo)光板32的入光面321入射的光線經(jīng)該分界面324產(chǎn)生折射和反射，其第i層分界面的透射率Ti和反射率Ri可以表示為Ri＝|γp,i|2+|γs,i|2；Ti＝|tp,i|2+|ts，i|2
其中γp,1=-ni+1cosθi-nicosθi+1ni+1cosθi+nicosθi+1;]]>γs,1=-ni+1cosθi+1-nicosθini+1cosθi+1+nicosθi;]]>tp,1=-2nicosθini+1cosθi+nicosθi+1;]]>ts,1=-2nicosθini+1cosθi+1+nicosθi;]]>γsi、γp，i分別表示S偏振光及P偏振光于第i層分界面324的反射系數(shù)，ts，i、tp，i分別表示S偏振光及P偏振光于第i層分界面324的透射系數(shù)。本發(fā)明可通過(guò)調(diào)整各導(dǎo)光單元320的折射率以及各分界面324的角度，可使該導(dǎo)光板30內(nèi)部的光線由該導(dǎo)光板30的出光面322均勻出射。
請(qǐng)參閱圖4，本發(fā)明導(dǎo)光板42的入光面可進(jìn)一步設(shè)置為光柵結(jié)構(gòu)44，使光線有效進(jìn)入該導(dǎo)光板42，并可控制光線的行進(jìn)方向。
請(qǐng)參閱圖5，本發(fā)明導(dǎo)光板52的入光面可進(jìn)一步設(shè)置為圓弧形表面56，可使光線進(jìn)一步集中。
請(qǐng)參閱圖6，本發(fā)明導(dǎo)光板62的出光面622可進(jìn)一步設(shè)置為突起結(jié)構(gòu)624，可以使出射光線向該出光面622的垂直方向匯聚，該突起結(jié)構(gòu)624可以是條型突起或者金字塔型突起。
請(qǐng)參閱圖7，是本發(fā)明背光模組70的第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。該背光模組70包括光源71、導(dǎo)光板72、擴(kuò)散板73、棱鏡板74及反射板76。該導(dǎo)光板72包括一入光面721及一底面723，該該導(dǎo)光板72內(nèi)部包括多個(gè)導(dǎo)光單元720，該導(dǎo)光單元720的材質(zhì)可以是甲基丙烯酸樹(shù)脂、聚丙烯酸樹(shù)脂、聚碳酸酯、聚乙烯樹(shù)脂中的兩種，也可以選擇兩種以上的材料，或者上述材料的不同混合材料。該多個(gè)導(dǎo)光單元720沿遠(yuǎn)離該導(dǎo)光板72的入光面721方向排列，相鄰兩導(dǎo)光單元具有相異的折射率，該導(dǎo)光單元720的分界面724，該分界面724是一平面，與該入光面721相傾斜，由該導(dǎo)光板72的入光面721入射的光線經(jīng)該分界面724產(chǎn)生折射及反射。通過(guò)調(diào)整各導(dǎo)光單元720的折射率以及各分界面724的角度，可使該導(dǎo)光板72內(nèi)部光線由該導(dǎo)光板72的出光面722均勻出射。
請(qǐng)參閱圖8，是本發(fā)明背光模組第二實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。該背光模組80除包括光源81、導(dǎo)光板82、反射板86外，其進(jìn)一步在該導(dǎo)光板82的出光面822設(shè)置一偏振分離元件88，在該導(dǎo)光板82的底面823與該反射板86之間設(shè)置一偏振轉(zhuǎn)化元件87，該偏振分離元件82可以是3M公司(Minnesota Mining andManufacturing Company)生產(chǎn)的多層膜式反射偏振片(DualBrightness Enhance Film，DBEF)，該偏振轉(zhuǎn)化元件87是四分之一波片。由該導(dǎo)光板82的入光面821入射的光線被具有不同折射率的導(dǎo)光元件820的分界面824折射與反射，經(jīng)由出光面822出射，該出射光線為自然光，其入射到該偏振分離元件88，該偏振分離元件88使其中一偏振方向的偏振光透射，而垂直該偏振方向的偏振光反射，該反射光線進(jìn)入該導(dǎo)光板82，并經(jīng)該偏振轉(zhuǎn)化元件87的位相延遲及該反射板86反射轉(zhuǎn)化為可由該偏振分離元件88透射的光線，該背光模組80可使原本被液晶面板(圖未示)的偏光片吸收的部份偏振光轉(zhuǎn)化為可通過(guò)該偏光片的偏振光，進(jìn)而提升背光模組的出光效率。該偏振分離元件88還可以采用膽固醇式反射偏振片與四分之一波片相配合實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)光板，其具有一底面及至少一入光面，其特征在于該導(dǎo)光板內(nèi)部進(jìn)一步包括多個(gè)導(dǎo)光單元，該多個(gè)導(dǎo)光單元沿遠(yuǎn)離該導(dǎo)光板入光面的方向排列，任意相鄰的兩導(dǎo)光單元具有相異的折射率，該導(dǎo)光單元間的分界面與該入光面相傾斜。
2.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光板，其特征在于該多個(gè)導(dǎo)光單元是至少兩種折射率相異的樹(shù)脂材料。
3.如權(quán)利要求2所述的導(dǎo)光板，其特征在于該多個(gè)導(dǎo)光單元是甲基丙烯酸樹(shù)脂、聚丙烯酸樹(shù)脂、聚碳酸酯、聚乙烯樹(shù)脂中至少兩種或其混合材質(zhì)。
4.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光板，其特征在于該分界面是一平面。
5.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光板，其特征在于該導(dǎo)光板的入光面具有光柵結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光板，其特征在于該導(dǎo)光板的入光面是向該導(dǎo)光板內(nèi)側(cè)凹陷的圓弧結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光板，其特征在于該導(dǎo)光板的出光面具有突起結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求7所述的導(dǎo)光板，其特征在于該突起結(jié)構(gòu)是平行于該入光面的條型突起或金字塔型突起結(jié)構(gòu)。
9.一種背光模組，其包括一導(dǎo)光板，其包括一出光面，一與該出光面相對(duì)的底面及至少一與該出光面相連的入光面；一反射板，其相對(duì)該底面設(shè)置；至少一光源，其相對(duì)該入光面設(shè)置；其特征在于該導(dǎo)光板內(nèi)部進(jìn)一步包括多個(gè)導(dǎo)光單元，該多個(gè)導(dǎo)光單元沿遠(yuǎn)離該導(dǎo)光板的入光面方向相堆疊排列，相鄰兩導(dǎo)光單元具有相異的折射率，該導(dǎo)光單元間的分界面與該入光面相傾斜。
10.如權(quán)利要求9所述的背光模組，其特征在于該多個(gè)導(dǎo)光單元是至少兩種折射率相異的樹(shù)脂材料。
11.如權(quán)利要求10所述的背光模組，其特征在于該多個(gè)導(dǎo)光單元的材質(zhì)是甲基丙烯酸樹(shù)脂、聚丙烯酸樹(shù)脂、聚碳酸酯、聚乙烯樹(shù)脂中至少兩種或其混合材質(zhì)。
12.如權(quán)利要求9所述的背光模組，其特征在于該背光模組進(jìn)一步包括一偏振分離元件及一偏振轉(zhuǎn)化元件，該偏振反射元件設(shè)置與該導(dǎo)光板的出光面，該偏振轉(zhuǎn)化元件設(shè)置與該導(dǎo)光板的底面與該反射板之間。
13.如權(quán)利要求12所述的背光模組，其特征在于該偏振分離元件是一多層膜式反射偏振片或一膽固醇式反射偏振片。
14.如權(quán)利要求12所述的背光模組，其特征在于該偏振轉(zhuǎn)化元件是一四分之一波片。
全文摘要
一種導(dǎo)光板及背光模組，該導(dǎo)光板具有一底面、至少一入光面及多個(gè)導(dǎo)光單元。該多個(gè)導(dǎo)光單元沿遠(yuǎn)離該導(dǎo)光板入光面方向相堆疊排列，相鄰的兩導(dǎo)光單元具有相異的折射率，該導(dǎo)光單元間的分界面與該入光面相傾斜。該導(dǎo)光板可提升背光模組的光能利用率。
文檔編號(hào)G02B5/02GK1782802SQ20041007730
公開(kāi)日2006年6月7日 申請(qǐng)日期2004年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月4日
發(fā)明者卓宏升, 楊秋蓮 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 群創(chuàng)光電股份有限公司