一种侧出光的导光板和背光模组的制作方法

1.本技术涉及led背光源领域，尤其是涉及一种侧出光的导光板和背光模组。


背景技术：

2.在手机、电脑、电视普及的今天，液晶显示技术迅速发展，液晶显示器可产生比一般的显示器更清晰、更精准的影像画质，与更真实、更饱和的色彩呈现，并且免除了笨重的显像管，体积更加扁平、轻巧，极大地节省了空间；另外，它无辐射、无闪烁，因而会使使用者眼睛感觉非常舒适。
3.而液晶本身并不发光，它显示图形或字符是它对光线调制的结果，真正起作用的是位于液晶显示器背后的背光模组，主要由光源、导光板、光学用膜片等组成，导光板将led的点光源转换为面光源，导光板上方再放置光学膜片，这些膜片起到均匀光线，并且汇聚大角度光供正面观察等作用。
4.现有的背光模组的出光角度一般都在90度左右，但在某些特殊场合不太适用，例如汽车中控屏等，由于正副驾驶坐在中控屏的左右两侧，这时候侧视观察显示效果很差，还存在有安全隐患。
5.因此，现有背光模组存在侧角度观看显示效果不佳问题。


技术实现要素：

6.为了背光模组侧角度观看显示效果不佳问题，本技术提供一种侧出光的导光板和背光模组。
7.第一方面，本技术提供的一种侧出光的导光板采用如下的技术方案：一种侧出光的导光板，包括第一入光面、第二入光面、出光面和反光面，所述第一入光面和所述第二入光面相对设置，所述出光面和所述反光面相对设置，所述反光面包括阵列排布的网点结构，所述网点结构内凹于所述导光板，包括第一反光面、第二反光面和底反光面，所述第一反光面朝向所述第一入光面和所述出光面，所述第二反光面朝向所述第二入光面和所述出光面，所述底反光面连接且包围所述第一反光面和所述第二反光面，所述底反光面朝向所述出光面。
8.通过采用上述技术方案，光线从入光面射入，经过第一反光面、第二反光面以及底反光面的反射，向出光面方向传播，当到达出光面的入射角小于特定值的时候，光线由出光面射出；当到达出光面的入射角大于特定值的时候，光线继续在导光板内反射直至满足入射角小于特定值时从出光面射出，所以仅有特定角度范围的光线可以出射，通过调整导光板的材料的折射率，可以使出射光控制期望的角度范围内，达到特定角度侧出光的效果；另外，第一入光面和第二入光面相对设置，配合第一反光面和第二反光面可以实现，第一入光面入光，出光面靠近第二入光面的方向侧出光；第二入光面入光，出光面靠近第一入光面的方向侧出光；第一入光面和第二入光面同时入光，出光面靠近第一入光面和第二入光面的方向侧同时出光的效果；网点结构使光线更加均匀地分布到整个出光面上，
避免产生明显的亮度死角或暗角。
9.优选的，所述反光面为波浪型的曲面，波浪的延伸方向与所述第一入光面平行；所述网点结构均匀对称分布于所述曲面上。
10.通过采用上述技术方案，反光面采用波浪型曲面设置，相对于平面设计，增大了反光面的面积，使之能够排布更多的网点结构，或者排布更大面积的网点结构，进而增大了第一反光面和第二反光面在反光面上的面积占比，使更多的光线能够射到第一反光面和第二反光面上，提高了反射率，提高了出射光线的精准度，达到更好的侧出光效果；另外的，反光面采用波浪型曲面的设计，提高了导光板的力学性能，在遇到弯曲翘曲时，波浪型的曲面能缓解应力集中，减小导光板发生折断损坏的风险，在曲面背光模组中有一定的实用价值。
11.优选的，所述网点结构行方向沿波浪延伸方向，列方向沿垂直波浪延伸方向阵列设置，在同一波谷的两侧设置的所述网点结构位置完全对称。
12.通过采用上述技术方案，网点结构均匀且充分的布置在波浪型的底反光面上，使光线尽可能大的通过网点结构进行反射出光，并且网点结构均匀对称的分布能够保证出光的均匀性，保证出光面靠近第一入光面方向和第二入光面方向得到精准的侧出光效果。
13.优选的，所述网点结构沿垂直于波浪延伸方向的截面为v型或者u型。
14.通过采用上述技术方案，采用v型的设计能够使第一反光面和第二反光面的面积最大化，反射效果更好；采用u型设计能够减小加工中的机器损伤，延长使用时间，节约成本。
15.优选的，所述网点结构还包括两个侧面，两个所述侧面相对设置，所述侧面连接所述第一反光面和所述第二反光面；所述侧面与底反光面的夹角范围为60度到90度。
16.通过采用上述技术方案，侧面与底反光面有60度到90度的夹角，方便网点结构的脱模。
17.优选的，所述第一反光面和所述底反光面的夹角范围为5度到40度，所述第二反光面和所述底反光面的夹角与所述第一反光面和所述底反光面的夹角相等。
18.通过采用上述技术方案，使出光面的第一入光面方向和第二入光面方向完全对称，并且通过控制第一反光面与底反光面的夹角，使出射光线的出射角度更集中于45度范围左右，在实际的应用场景中，侧方出光角度为45度的情况更多，45度出光的侧方观察视觉效果最好，例如汽车的中控屏，正副驾驶要获得最好的观察效果，属左右侧45度出光效果最佳。
19.优选的，所述侧出光的导光板还包括第三入光面和第四入光面，所述第三入光面与所述第四入光面相对设置，且均连接所述第一入光面和所述第二入光面，所述网点结构为四棱锥结构，还包括第三反光面和第四反光面，所述第三反光面朝向所述第三入光面和所述出光面，所述第四反光面朝向所述第四入光面和所述出光面。
20.通过采用上述技术方案，通过设置四个入光面，以及网点结构与之对应的四个反光面，光线由入光面射入，经由网点结构的反光面的反射和导光板的折射作用，向对应方向侧出光，使导光板实现四面侧出光的效果，同时，可以控制入光面的入光，实现指定侧的出光。
21.第二方面，本技术提供一种背光模组，采用如下的技术方案：
包括第一光源、第二光源、扩散片、上述的一种侧出光的导光板，所述第一光源设置在所述导光板的第一入光面侧，所述第二光源设置在所述导光板的第二入光面侧，所述扩散片设置在所述导光板的出光面侧，且与所述导光板的出光面平行通过采用上述技术方案，第一光源和第二光源可以提供两种方向的光源，并且两光源独立设置，可使两侧出不同的光；设置在导光板的出光面上方的扩散片能够进一步修正出射光线的角度，使出射光向期望的方向折射。
22.优选的，所述扩散片的雾度值的范围为80%-95%，所述导光板的第一反光面和所述导光板的底反光面的夹角为25度，所述导光板的第二反光面和所述导光板的底反光面的夹角为25度。
23.通过采用上述技术方案，光线进过25度的第一放光面或者第二反光面的反射作用，再经由导光板的折射和选择作用，出射光线的出射角集中在50度到60度之间，通过雾度值为80%-90%的扩散片的折射，出射光线的出射角的最终范围能够达到40度到50度。
24.优选的，所述第一光源和所述第二光源为高指向性led光源，出光角度垂直于所述导光板的第一入光面或所述导光板的第二入光面上下5度范围以内。
25.通过采用上述技术方案，相比于一般的大范围散射的led光源，高指向性的led光源的出光方向统一精准，进过导光板作用得到的出射光线的出射角度范围更窄，更加集中在期望的出射角度，侧出光效果更好。
26.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.采用两相对设置的入光面配合网点结构，实现出光面两侧出光的效果；2.采用波浪式曲面反射面，增大反射面积，使之能够增设更多网点结构，提高反射率，还能降低导光板的应力集中，降低弯曲断裂的风险；3.通过设置指定雾度的扩散片和采用高指向性的led光源，使侧出光角度范围更精确，在期望范围内的视觉效果更好。
附图说明
27.图1是本技术实施例1的导光板的立体示意图。
28.图2是本技术实施例1的导光板、网点结构的剖面示意图。
29.图3是本技术实施例1的网点结构的三视图。
30.图4是本技术实施例1的光线射在出光面的光路图。
31.图5是本技术实施例1的单侧光入射光路示意图。
32.图6是本技术实施例2的导光板的立体示意图。
33.图7是本技术实施例3的导光板的立体示意图。
34.图8是本技术实施例3的网点结构的三视图。
35.图9是本技术实施例4的背光模组单侧光入射光路示意图。
36.图10是本技术实施例5的背光模组中高指向性led出光示意图。
37.图11是本技术实施例5的背光模组单侧光入射光路示意图。
38.附图标记说明：1、第一入光面；2、第二入光面；3、反光面；4、出光面；5、网点结构；6、第一反光面；7、第二反光面；8、底反光面；9、侧面；10、第三入光面；11、第四入光面；12、第三反光面；13、第四反光面；14、第一光源；15、第二光源；16、扩散片；17、高指向性led。
具体实施方式
39.以下结合附图1-11对本技术作进一步详细说明。
40.本技术实施例公开一种侧出光的导光板。
41.实施例1参照图1，侧出光的导光板包括第一入光面1、第二入光面2、反光面3和出光面4，第一入光面1与第二入光面2相对设置，反光面3与出光面4相对设置，反光面3上阵列设置有多个网点结构5，网点结构5内凹于导光板。
42.参考图2，反光面3包括网点结构5，包括第一反光面6、第二反光面7和底反光面8，第一反光面6朝向第一入光面1和出光面4，将从第一入光面1入射的光线反射到出光面4；第二反光面7朝向第二入光面2和出光面4，将从第二入光面2入射的光线反射到出光面4；底反光面8连接第一反光面6和第二反光面7，并且包覆它们。本实施例中，设定光线通过导光板的期望出射角度为左右45度，所以第一反光面6与底反光面8的夹角范围为5度到40度，本实施例取25度，并且第二反光面7与底反光面8的夹角，和第一反光面6与底反光面8的夹角相等。
43.参考图3，从俯视图a看，网点结构5为一个内凹在导光板的结构，包括第一反光面6、第二反光面7以及两个侧面9；从侧视图b看，侧面9和底反光面8是有一定夹角的，范围在60度到90度，本实施例中取85度，这样设计的好处是方便加工导光板的脱模过程；从主视图c看，第一反光面6和第二反光面7呈v型，这样设计能够使第一反光面6和第二反光面7的面积最大化。
44.实施例1的实施原理为：参考图4，光线出射到出光面4时，由于导光板折射率的限制，存在一个全反射角a，本实施例中，采用pc材质的导光板，折射率为1.59，全反射角a为40.8度，当光线p到达出光面4处的入射角小于40.8度时，光线p可以从出光面4出射；当光线q到达出光面4处的入射角大于40.8度时，光线q将在导光板内反射，直至满足到达出光面4处的入射角小于40.8度时，才可以从出光面4出射。所以，在出光面4只有入射角在0度在40.8度的范围内的光线能够出射，再经过折射作用，得到45度左右范围的光线。
45.参考图5，图中仅示意了从第一入光面1进入的光线的出射光路图，由于本实施例中第二反光面7与底反光面8的夹角，和第一反光面6与底反光面8的夹角相等，第一入光面1与第二入光面2相对设置，所以从第二入光面2进入的光线的出射光路图与此同理，方向相反。光线由第一入光面1射入导光板，进一步传导到达第一反光面6，经过第一反光面6的反射，传播到出光面4，由于到达出光面4的入射角小于全反射角，所以可以从出光面4射出，实现出光面4靠近第二入光面2方向侧出光的效果；同理光线由第二光面侧射入，能够实现出光面4靠近第一入光面1方向侧出光的效果；由于两出光面4的射入的光线是分别独立的，所以甚至可以实现出光面4的两侧出光内容不一样的效果；另外的，网点结构5使光线更加均匀地分布到整个出光面4上，避免产生明显的亮度死角或暗角。
46.实施例2参照图6，本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例中反光面3设置为波浪型的曲面结构，波浪的两相邻波峰的距离和波峰到波谷的高度差的比值为10:1，网点结构5整列排布在反光面3上，行方向沿波浪延伸方向，列方向沿垂直波浪延伸方向，在同一个波谷
的两侧设置的网点结构5，在位置上保持完全对称。
47.实施例2的实施原理为：反光面3设计为波浪型的曲面结构，增大了反光面3的面积，这样就可以设置更多的网点结构5，或是布置面积更大的网点结构5，进而增大第一反光面6和第二反光面7的面积，让更多的光线能够通过第一反光面6和第二反光面7进行反射，提高了反射率，也提高了光线反射的精准性，能够达到更好的侧出光效果；控制波浪的两相邻波峰的距离和波峰到波谷的高度差的比值是为了让波浪型的曲面更加平缓，防止曲面过于陡峭造成光线汇聚，形成亮斑，造成不良的视觉效果和损坏导光板；对于对称均匀阵列设置的网点结构5，主要是保证出光的均匀性，防止出现亮斑或者暗角，保证出光面4靠近第一入光面1方向侧和第二入光面2侧的出光效果均匀稳定。
48.另外的，反光面3采取波浪型的曲面结构设计，在导光板发生弯曲翘曲的时候，能缓解导光板的应力集中，减低导光板发生断裂损坏的风险，在曲面屏和折叠屏的领域，有应用的价值。
49.实施例3参考图7，本实施例在实施例1基础上增设了第三入光面10和第四入光面11，并且对网点结构5做了改动，使导光板能够实现四面侧出光的效果，在平面显示屏中有很大应用前景，例如麻将、桌游等等。第三入光面10和第四入光面11相对设置，第一入光面1、第二入光面2、第三入光面10和第四入光面11连接在一起。参考图8，从俯视图a'看，网点结构5依旧为内凹于导光板的结构，是一个内凹的四棱锥结构，包括第一反光面6、第二反光面7、第三反光面12和第四反光面13，第一反光面6朝向第一入光面1和出光面4，第二反光面7朝向第二入光面2和出光面4，第三反光面12朝向第三入光面10和出光面4，第四反光面13朝向第四入光面11和出光面4，从主视图c'和侧视图b'看，四个反光面的面积相等。
50.实施例3的实施原理为：由于本实施例中的网点结构5是完全对称的结构，所以从四个入光面中任一个入射的光路图原理相同，所以，选取第一入光面1入射的光线进行讲解，光线由第一入光面1射入，在导光板内进行传播，会接触第一反光面6或者第三反光面12或者第四反光面13。
51.如果光线接触到第一反光面6，光线则会向出光面4靠近第二入光面2方向侧反射，当满足入射角小于全反射角的时候，从出光面4出射，实现出光面4靠近第二入光面2方向侧出光；如果光线接触到第三反光面12，光线则会向出光面4靠近第四入光面11方向侧反射，当满足入射角小于全反射角的时候，从出光面4出射，实现出光面4靠近第四入光面11方向侧出光；如果光线接触到第四反光面13，光线则会向出光面4靠近第三入光面10方向侧反射，当满足入射角小于全反射角的时候，从出光面4出射，实现出光面4靠近第三入光面10方向侧出光。
52.所以仅第一入光面1入光就可实现出光面4靠近第二入光面2、第三入光面10侧和第四入光面11方向侧出光；任一两侧入光就可以实现出光面4的四侧出光，当然，为了出光效果的良好，还是建议四个入光面同时入光。
53.本技术还提供一种背光模组
实施例4背光模组包括第一光源14、第二光源15、扩散片16，以及上述实施例中的侧出光的导光板。参考图9，第一光源14设置在侧出光的导光板的第一入光面1的侧边，第二光源15设置在侧出光的导光板的第二入光面2的侧面9，扩散片16设置在侧出光的导光板的出光面4的侧面9边，且与之平行。本实施例中，采用雾度为85%的扩散片16，配合侧出光的导光板的网点结构5，网点结构5中，第二反光面7与底反光面8的夹角，和第一反光面6与底反光面8的夹角相等且为25度，这样设置能够使背光模组的出射光线出射范围集中在45度左右，保证背光模组光源两侧更够获得更好的视觉效果。
54.实施例4的实施原理为：参考图9，因为背光模组两侧原理相同，本实施例仅考虑第一光源14出光，第一光源14出光由侧出光的导光板的第一入光面1侧射入，经过第一反光面6的反射作用，以及导光板的折射作用，满足入射角小于全反射角底的光线从出光面4出射，在本实施例的条件下，从侧出光的导光板出射的光线的出射角的范围集中在50度到60度，在经过扩散片16的折射作用，对光线的角度进行进一步的修正，使光线最终的出射角度集中在40度到50度。
55.实施例5参考图10，本实施例采用高指向性led17，具体的方向为垂直入光面方向上下5度范围以内，参考图11，背光模组中的第一光源14和第二光源15都采用高指向性led17，第一光源14设置在侧出光的导光板的第一入光面1的侧边，第二光源15设置在侧出光的导光板的第二入光面2的侧面9。因为光源的出光方向非常精准集中，所以通过侧出光的导光板的光线的出射角度范围也很窄，集中于45度，能实现更好的侧45度出光效果。
56.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种侧出光的导光板，其特征在于：包括第一入光面（1）、第二入光面（2）、出光面（4）和反光面（3），所述第一入光面（1）和所述第二入光面（2）相对设置，所述出光面（4）和所述反光面（3）相对设置，所述反光面（3）包括阵列排布的网点结构（5），所述网点结构（5）内凹于所述导光板，包括第一反光面（6）、第二反光面（7）和底反光面（8），所述第一反光面（6）朝向所述第一入光面（1）和所述出光面（4），所述第二反光面（7）朝向所述第二入光面（2）和所述出光面（4），所述底反光面（8）连接且包围所述第一反光面（6）和所述第二反光面（7），所述底反光面（8）朝向所述出光面（4）。2.根据权利要求1所述的一种侧出光的导光板，其特征在于：所述反光面（3）为波浪型的曲面，波浪的延伸方向与所述第一入光面（1）平行；所述网点结构（5）均匀对称分布于所述曲面上。3.根据权利要求2所述的一种侧出光的导光板，其特征在于：所述网点结构（5）行方向沿波浪延伸方向，列方向沿垂直波浪延伸方向阵列设置，在同一波谷的两侧设置的所述网点结构（5）位置完全对称。4.根据权利要求2所述的一种侧出光的导光板，其特征在于：所述网点结构（5）沿垂直于波浪延伸方向的截面为v型或者u型。5.根据权利要求1所述的一种侧出光的导光板，其特征在于：所述网点结构（5）还包括两个侧面（9），两个所述侧面（9）相对设置，所述侧面（9）连接所述第一反光面（6）和所述第二反光面（7）；所述侧面（9）与底反光面（8）的夹角范围为60度到90度。6.根据权利要求1所述的一种侧出光的导光板，其特征在于：所述第一反光面（6）和所述底反光面（8）的夹角范围为5度到40度，所述第二反光面（7）和所述底反光面（8）的夹角与所述第一反光面（6）和所述底反光面（8）的夹角相等。7.根据权利要求1所述的一种侧出光的导光板，其特征在于：所述侧出光的导光板还包括第三入光面（10）和第四入光面（11），所述第三入光面（10）与所述第四入光面（11）相对设置，且均连接所述第一入光面（1）和所述第二入光面（2），所述网点结构（5）为四棱锥结构，还包括第三反光面（12）和第四反光面（13），所述第三反光面（12）朝向所述第三入光面（10）和所述出光面（4），所述第四反光面（13）朝向所述第四入光面（11）和所述出光面（4）。8.一种背光模组，其特征在于：包括第一光源（14）、第二光源（15）、扩散片（16）、以及权利要求1至7中任意一项所述的侧出光的导光板，所述第一光源（14）设置在所述导光板的第一入光面（1）侧，所述第二光源（15）设置在所述导光板的第二入光面（2）侧，所述扩散片（16）设置在所述导光板的出光面（4）侧，且与所述导光板的出光面（4）平行。9.根据权利要求8所述的一种背光模组，其特征在于：所述扩散片（16）的雾度值的范围为80%-95%，所述导光板的第一反光面（6）和所述导光板的底反光面（8）的夹角为25度，所述导光板的第二反光面（7）和所述导光板的底反光面（8）的夹角为25度。10.根据权利要求8所述的一种背光模组，其特征在于：所述第一光源（14）和所述第二光源（15）为高指向性led（17）光源，出光角度垂直于所述导光板的第一入光面（1）或所述导光板的第二入光面（2）上下5度范围以内。

技术总结
本申请涉及LED背光源领域，尤其是涉及一种侧出光的导光板和背光模组，其包括第一入光面、第二入光面、出光面和反光面，所述第一入光面和所述第二入光面相对设置，所述出光面和所述反光面相对设置，所述反光面包括阵列排布的网点结构，所述网点结构内凹于所述导光板，包括第一反光面、第二反光面和底反光面，所述第一反光面朝向所述第一入光面和所述出光面，所述第二反光面朝向所述第二入光面和所述出光面，所述底反光面连接且包围所述第一反光面和所述第二反光面，所述底反光面朝向所述出光面。本申请具有导光板侧角度出光的效果。本申请具有导光板侧角度出光的效果。本申请具有导光板侧角度出光的效果。


技术研发人员：杨越峰 张佳奕 阮绪红 程飞
受保护的技术使用者：东莞市元立电子科技有限公司
技术研发日：2023.07.21
技术公布日：2023/10/11