本實(shí)用新型涉及一種雙面異向同心圓弧曲線排列的微棱鏡陣列導(dǎo)光板，尤其是應(yīng)用雙面異向同心圓弧曲線結(jié)構(gòu)的微結(jié)構(gòu)導(dǎo)光板。

背景技術(shù)：

LED光源具有發(fā)光效率高、耗電量少、使用壽命長(zhǎng)，安全可靠性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。由于LED的體積較小，熱量集中，其熱流密度遠(yuǎn)高于普通光源，多個(gè)LED疊加放置時(shí)，其熱量密度更高，導(dǎo)致溫度升高，發(fā)光強(qiáng)度逐漸降低，嚴(yán)重影響其使用壽命。按照光源入射方式的不同，LED導(dǎo)光板分為直下式和側(cè)入式兩種。本實(shí)用新型涉及一種使用雙面異向同心圓弧曲線結(jié)構(gòu)的側(cè)入式微結(jié)構(gòu)導(dǎo)光板。側(cè)入式導(dǎo)光板將LED光源放置在導(dǎo)光板左右兩側(cè)，布局的調(diào)整大大減少LED的使用。目前已有的單面同心圓弧曲線微透鏡陣列導(dǎo)光板在適配單側(cè)單個(gè)LED發(fā)光光源時(shí)，存在很嚴(yán)重的照射暗區(qū)，大大降低了導(dǎo)光板的光學(xué)亮度和出光均勻度。

為了解決現(xiàn)有主流技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)出了一種雙面異向同心圓弧曲線排列的微棱鏡陣列導(dǎo)光板，采用上下兩面對(duì)稱排布的同心圓弧曲線微棱鏡陣列結(jié)構(gòu)，LED光源對(duì)稱照射，覆蓋照射暗區(qū)，光源LED燈個(gè)數(shù)少，導(dǎo)光效率更高，發(fā)光均勻度更好。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是在保證減少背光源中LED發(fā)光光源個(gè)數(shù)的同時(shí)，利用雙面異向排列的圓弧曲線微棱鏡陣列結(jié)構(gòu)，最大限度的利用LED光源發(fā)射的光線，提高導(dǎo)光板的導(dǎo)光效率和出光均勻度，減小背光模組整體的尺寸大小，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保高效的目標(biāo)。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種雙面異向同心圓弧曲線排列的微棱鏡陣列導(dǎo)光板，包括導(dǎo)光板基板，所述導(dǎo)光板基板的左、右兩側(cè)設(shè)置有作為入光面的左側(cè)面和右側(cè)面，上表面和下表面分別設(shè)置有以相應(yīng)光源位置或所述入光面中心位置為圓心的同心圓弧曲線狀規(guī)律排列的上表面微棱鏡陣列和下表面微棱鏡陣列，所述的上表面微棱鏡陣列和下表面微棱鏡陣列結(jié)構(gòu)完全相同且相互反向設(shè)置。

進(jìn)一步地，所述導(dǎo)光板基板的長(zhǎng)度為50~80mm，寬度為50~80mm，相應(yīng)的LED光源與導(dǎo)光板基板側(cè)面之間的距離為0.5mm~2mm且與所述導(dǎo)光板基板的大小成正比。

進(jìn)一步地，所述上表面微棱鏡陣列和下表面微棱鏡陣列的單個(gè)微棱鏡橫截面為非對(duì)稱的V型溝槽結(jié)構(gòu)，包括靠近相應(yīng)LED光源的入光側(cè)面和遠(yuǎn)離相應(yīng)LED光源的背光側(cè)面，所述入光側(cè)面與法線的夾角大于背光側(cè)面與法線的夾角。

進(jìn)一步地，所述入光側(cè)面與法線的夾角為60~85°，所述背光側(cè)面與法線的夾角為45~70°。

進(jìn)一步地，所述上表面微棱鏡陣列和下表面微棱鏡陣列的各個(gè)微棱鏡的深度相同或者從相應(yīng)光源一側(cè)到導(dǎo)光板基板另一側(cè)逐漸線性遞增。

進(jìn)一步地，所述微棱鏡陣列結(jié)構(gòu)的深度的取值范圍為100~300μm。

進(jìn)一步地，所述上表面微棱鏡陣列和下表面微棱鏡陣列的相鄰兩個(gè)微棱鏡的間距相同或者從相應(yīng)光源一側(cè)到導(dǎo)光板基板另一側(cè)依次非線性遞減。

進(jìn)一步地，相鄰兩個(gè)微棱鏡的間距的取值范圍為50~1000μm。

進(jìn)一步地，所述導(dǎo)光板基板的材料為光學(xué)級(jí)亞克力板或石英玻璃板。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型在導(dǎo)光板基板的上下兩面分別制作同心圓弧曲線排列的微棱鏡陣列結(jié)構(gòu)，保證和光源距離相等的地方，出光面亮度一致，表面的微棱鏡陣列兩側(cè)面結(jié)構(gòu)，微棱鏡的間距，微棱鏡的深度按照嚴(yán)格的配光設(shè)計(jì)，微棱鏡凹凸不平的結(jié)構(gòu)破壞了光在導(dǎo)光板內(nèi)部傳輸?shù)穆窂?，從而打破了光的全反射條件使光從導(dǎo)光板的上面射出，從而達(dá)到導(dǎo)光的效果。由于LED燈本身存在照明發(fā)射角，照射暗區(qū)自然存在，但是雙面異向排列的微棱鏡陣列結(jié)構(gòu)互相填補(bǔ)的照明暗區(qū)，使得導(dǎo)光板出光面的光學(xué)亮度更高，導(dǎo)光均勻度更好。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的導(dǎo)光板三維形貌示意圖。

圖2為本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的導(dǎo)光板截面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為單個(gè)LED光源照射暗區(qū)示意圖。

圖中所示：1-右側(cè)LED光源；2-上表面微棱鏡陣列；3-左側(cè)LED光源；4-下表面微棱鏡陣列；5-導(dǎo)光板基板；6-照射暗區(qū)；7-照射暗區(qū)；8-上表面；9-下表面；10-右側(cè)面；11-左側(cè)面；12-入光側(cè)面；13-背光側(cè)面。

具體實(shí)施方式

為了更好理解本實(shí)用新型，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明，但是本實(shí)用新型要求保護(hù)的范圍并不局限于實(shí)施例表示的范圍。

如圖1所示，一種雙面異向同心圓弧曲線排列的微棱鏡陣列導(dǎo)光板，包括材料為光學(xué)級(jí)亞克力板或石英玻璃板的導(dǎo)光板基板5，所述導(dǎo)光板基板5的左、右兩側(cè)設(shè)置有作為入光面的左側(cè)面11和右側(cè)面10，上表面8和下表面9分別設(shè)置有以相應(yīng)光源位置或所述入光面中心位置為圓心的同心圓弧曲線狀規(guī)律排列的上表面微棱鏡陣列2和下表面微棱鏡陣列4，所述的上表面微棱鏡陣列2和下表面微棱鏡陣列4結(jié)構(gòu)完全相同且相互反向設(shè)置。

在導(dǎo)光板基板5的左側(cè)面11和右側(cè)面10分別放置一個(gè)左側(cè)LED光源3和右側(cè)LED光源1，右側(cè)LED光源1放置在右側(cè)面10的中心位置，右側(cè)LED光源1正對(duì)于右側(cè)面10照射。同樣的左側(cè)LED光源3放置在左側(cè)面11的中心位置，左側(cè)LED光源3正對(duì)于左側(cè)面11照射。導(dǎo)光板基板5的上表面8為出光表面，其上面加工有以右側(cè)面線中心點(diǎn)o為圓心或者以右側(cè)LED光源1位置為圓心的一系列同心圓弧曲線排列的上表面微棱鏡陣列2，上表面微棱鏡陣列2由右側(cè)面10開始一直延伸到左側(cè)面11為止。導(dǎo)光板基板5的下表面9為反光表面，其上面加工有以左側(cè)面線中心點(diǎn)為圓心或者以左側(cè)LED光源3位置為圓心的一系列同心圓弧曲線排列的下表面微棱鏡陣列4，下表面微棱鏡陣列4由左側(cè)面11開始一直延伸到右側(cè)面10為止，并且在下表面9上涂有高反光材料。

如圖2所示，右側(cè)LED光源1與右側(cè)面10之間存在間隙L₁，左側(cè)LED光源3與左側(cè)面11之間也存在間隙L₂， L₁和L₂的大小相等，并隨導(dǎo)光板基板5尺寸的增大而增大，其取值范圍在0.5mm~2mm之間。對(duì)于上表面微棱鏡陣列2和下表面微棱鏡陣列4來說，單個(gè)微棱鏡由入光側(cè)面12和背光側(cè)面13組成，兩側(cè)面采用非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，入光側(cè)面12與法線之間的夾角α始終大于背光側(cè)面13與法線之間的夾角β，入光側(cè)面12與法線之間的夾角α為60~85°，背光側(cè)面13與法線之間的夾角β為45~70°。上表面微棱鏡陣列2的微棱鏡深度h由右側(cè)面10到左側(cè)面11逐漸線性增大，取值為100~300μm。相鄰兩個(gè)微棱鏡之間的間距L₃由右側(cè)面10到左側(cè)面11逐漸非線性減小，取值為50~1000μm。下表面微棱鏡陣列4的微棱鏡深度h由左側(cè)面11到右側(cè)面10逐漸線性增大，取值為100~300μm。相鄰兩個(gè)微棱鏡之間的間距L₄由左側(cè)面11到右側(cè)面10逐漸非線性遞減，取值為50~1000μm。上表面微棱鏡陣列2和下表面微棱鏡陣列4的結(jié)構(gòu)完全相同。本實(shí)施例導(dǎo)光效率82.39%，導(dǎo)光均勻度78.45%。

在本實(shí)用新型的另一實(shí)施例中，所述上表面微棱鏡陣列2和下表面微棱鏡陣列4的各個(gè)微棱鏡的深度相同，所述上表面微棱鏡陣列2和下表面微棱鏡陣列4的相鄰兩個(gè)微棱鏡的間距相同，本實(shí)施例的導(dǎo)光效率導(dǎo)光效率71.64%導(dǎo)光均勻度73.44%。

如圖3所示的單個(gè)LED光源照射暗區(qū)示意圖，根據(jù)光的傳輸散射理論，當(dāng)光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)，光的入射角達(dá)到一定角度即臨界角時(shí)，不再有折射光線射出，此時(shí)光在光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)交界面發(fā)生全反射。將光源安裝在導(dǎo)光板基板兩側(cè)時(shí)，只有靠近光源的一小塊區(qū)域沒有達(dá)到光的全反射條件而使光從板的頂面和底面折射出，大部分的光在在導(dǎo)光板基板內(nèi)發(fā)生全反射而向前傳播，所以只有靠近光源的很小的一部分區(qū)域發(fā)光，而大部分區(qū)域沒有光射出而呈現(xiàn)較暗的狀態(tài)，不能實(shí)現(xiàn)均光的效果。

圖3的右側(cè)LED光源1放置在導(dǎo)光板的右側(cè)，LED光源1發(fā)射的光線剖面角密度成lambertian角度分布，并在導(dǎo)光板內(nèi)向前傳輸。由于LED光源發(fā)射光線成固定角度，使用單面同心圓弧曲線微棱鏡陣列導(dǎo)光板時(shí)，在靠近右側(cè)面10的出光表面8上存在兩個(gè)明顯的照射暗區(qū)6和7，嚴(yán)重影響導(dǎo)光板的導(dǎo)光效率和出光均勻度，其導(dǎo)光效率60.11%，導(dǎo)光均勻度68.31%。為了覆蓋掉出光表面8上的照射暗區(qū)6和7，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)使用雙面異向同心圓弧曲線微棱鏡陣列結(jié)構(gòu)，上下兩面同心圓弧曲線微棱鏡相互補(bǔ)充暗區(qū)光線，提高導(dǎo)光板的導(dǎo)光效率和出光均勻度。

本實(shí)用新型的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本實(shí)用新型所作的舉例，而并非是對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。