[發明專利]一種準直背光結構

在審

• 申請號: 201710567744.5
• 申請日: 2017-07-12
• 公開（公告）號: CN107329202A
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 隆弢
• 申請（專利權）人: 上海譽沛光電科技有限公司
• 主分類號: G02B6/00
• 分類號: G02B6/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及平板顯示技術領域，特別涉及一種準直背光技術。

背景技術

在平板顯示領域，背光源是液晶平板顯示器的重要組成部分，用來為液晶顯示器提供平面光源。在現有技術中背光源由光源，導光板，反射片，擴散片和棱鏡片構成，光源入射到導光板中，通過全內反射(TIR)在光波導中不斷反射，光波導的下表面上通過絲印或雕刻一系列均勻分布的網點，當光傳輸到這些網點時，全內反射的條件被破壞，光得以垂直從導光板射出，經過擴散片使背光亮度均勻，棱鏡片用于將光線約束至一個較小的發散角度，以提高背光源的出光亮度。

采用傳統技術方案的背光源，因為采用凸點或凹點散射導光板中的光線，破壞全反射條件，從導光板出射的光具有較大的發散角度，難以獲得準直度高的面光源，棱鏡片對背光出射光線的發散角度的收斂作用有限，通常可以將背光出射光線收斂在70度左右。對于一些要求高亮度，高準直度面光源的特殊應用達不到要求。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種準直背光結構，其特征在于包括光源陣列，光線準直部件和導光板。所述光源陣列包含若干LED光源，所述光線準直部件包含導光管陣列，導光管陣列由若干導光管組成，導光管具有相對設置的兩個表面，入射面和出射面，導光管入射面接收來自光源的光線，經過導光管傳輸的光線通過導光管出射面射出，導光管出射面的面積大于導光管入射面的面積。由光學擴展量(Etendue)守恒定律可知，π*A_in*(sinθ_in)²＝π*A_out*(sinθ_out)²,其中A_in，θ_in為導光管入射面面積和入射光發散角，A_out，θ_out為導光管出射面面積和出射光發散角，因為A_out>A_in,所以θ_out<θ_in。LED光源出射的光線的發散角通常在120度左右，導光管可以有效的將LED發出的光準直到很小的角度范圍。從導光管陣列出射的光線入射到導光板中，所述導光板為平板或者楔形板結構，導光板的一個表面上包含若干微結構單元，若干微結構單元具有相同的結構，微結構包含至少兩個表面，其中一個表面改變導光板中的光線的傳播方向，使光線偏折一定角度后射出導管板。

所述導光管陣列中的導光管四周表面涂布有反射層，所述導光管可以為圓形，方錐形等各種形狀。導光管可以為實芯結構，也可以為空芯結構。導光管的長度為L1,導光管入射面對角線長度為L2,滿足關系式L1≥3*L2，導光管出射面對角線長度為L3，滿足關系式L3≥2*L2。所述導光管陣列為一維陣列，導光管陣列中的導光管為等間距排列。

所述導光板包含若干微結構單元的表面涂覆有反射層。導管板為楔形板結構，具有相對設置的兩個表面，第一表面和第二表面，第一表面和第二表面之間存在一定的夾角。第一表面用于出射經過導光板的光線，第一表面是全內反射TI R表面，滿足全反射條件的光線通過第一表面在導光板內反射。第二表面包括多個線性棱鏡，多個線性棱鏡具有相同的結構和尺寸，多個線性棱鏡排列方式為周期性密排。每個線性棱鏡特征包括第一琢面和第二琢面，其中所述第一琢面與第一表面為平行設置，是全內反射TI R表面，光線通過第一琢面在導光板內反射傳播，第二琢面與第一表面之間存在一定夾角，光線在第二琢面反射后改變光線的傳播方向，通過第一表面出射。

所述導光板也可以為平板結構，具有相對平行設置的兩個表面，第一表面和第二表面。第一表面用于出射經過導光板的光線，第一表面是全內反射TI R表面，滿足全反射條件的光線通過第一表面在導光板內反射。第二表面上包含若干微結構單元，若干微結構單元按照光線傳播方向由疏到密排列。

所述導光管陣列和導光板采用注塑工藝等一體成型技術合并為一個整體，也可以為獨立的兩部分，膠合在一起。所述光源陣列中的LED光源出光面緊貼于導光管陣列中導光管的入射面。

本發明提出的準直背光結構中，導光管陣列用來準直LED光源的出射光，導光管的結構較透鏡組結構組裝更為簡單。導光板用來均勻導光管出射的光，同時改變導光管出射光線的傳播方向，使其按照特定的角度射出背光，導光板不改變導光管出射光線的發散角度。采用這種結構省去了傳統背光的反射片，擴散片，棱鏡片等膜片，使得背光結構變的簡單，同時可提高背光亮度，獲得具有高準直度，高亮度的面光源。