专利名称：导光板及背光模组的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种导光板及背光模组，特别是关于一种可提升光能利用率的导光板及背光模组。
背景技术：
近年来，随着液晶显示器的彩色化及大型化，其应用领域更为广泛，如笔记本式计算机、各种台式计算机及液晶电视等。因为液晶显示模组是一种非自发光显示装置，其显示主要通过控制外部光源所发出光束的通过或者不通过来实现，因此通常需要相应的背光或者前光模组，该背光或者前光模组可将外部光源所发出的光束导向显示面板，实现显示功能。
请参阅图1，是一种现有技术背光模组10，主要由光源11、导光板12、扩散板13、棱镜板组合14及反射板16组成。该导光板12包括一入射面121、一出射面122和一底面123，其中，该入射面121接收与其相对的光源11发出的光束，并将该光束导入导光板12内部，该底面123将该导入光束反射、散射，形成沿各方向均匀分散的散射光束，该出射面122将该均匀分散的光束导出导光板12，导向液晶显示面板(图未示)。该底面123对光束的散射是通过网点124实现，该网点124可利用印刷方式，将高反射率不吸光的材料如二氧化钛(TiO2)以圆形或方形扩散点的形式印制于该底面123。该网点124可改变该导光板12内部传播光线的行进方向，破坏其全反射条件，并通过控制该网点124的分布，使光线由该导光板12的出光面122均匀射出，实现对液晶显示面板(图未示)的均匀照明。
请参阅图2，是另一种现有技术的导光板22，该导光板22的底面223上具有凹槽224，该凹槽224可由射出成型或热压成型及其它方法制成，其通过反射、折射破坏该导光板22内部传播光束的全反射条件，并通过控制该凹槽224的形状、高度或其间隔距离，使光线由该导光板22的出光面222均匀射出。
上述两种现有技术的导光板仅对入射到底面的光线进行散射，而平行于底面的光线则被材料本身吸收或由其它表面射出，并且被散射的光线向不同方向传输，只有被散射到导光板正上方的光线由导光板的出光面射出，而其它光线被材料本身吸收或由其它表面射出，因而导光板的光能利用率较低。
发明内容为解决现有技术背光模组中导光板的光能利用率较低的问题，本发明提供一种具有较高光能利用率的导光板。
为解决现有技术背光模组的光能利用率较低的问题，本发明还提供一种具有较高光能利用率的背光模组。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是提供一种导光板，其具有一底面及至少一入光面，该导光板包括多个导光单元，该多个导光单元沿远离该导光板入光面的方向排列，任意相邻两导光单元具有相异的折射率，该导光单元间的分界面与该入光面相倾斜。
本发明导光板的入光面进一步设置有光栅结构。
本发明导光板的出光面进一步设置有条型或金字塔型突起。
本发明还提供一种背光模组，其包括一导光板、一反射板以及至少一光源，该导光板包括一出光面，一与该出光面相对的底面及至少一与该出光面相连的入光面，该反射板相对该底面设置，该光源相对该入光面设置，该导光板包括多个导光单元，该多个导光单元沿远离该导光板入光面的方向相堆叠排列，相邻两导光单元具有相异的折射率，该导光单元间的分界面与该入光面相倾斜。
本发明的背光模组进一步在导光板的出光面设置一偏振分离元件，在导光板的底面与反射板之间设置一偏振转化元件。
与现有技术相比，本发明的导光板由多个导光单元堆叠排列而成，利用改变相邻两导光单元间的折射率差及该两导光单元间分界面的倾斜角度，控制光线在该分界面上的反射与折射，使该导光板内部传输所有光线由该导光板的出光面均匀射出，从而克服了现有技术的散射现象所造成的光能损失。本发明导光板的入光面设置的光栅结构可通过衍射效应进一步提升入光效率。本发明导光板的出光面突起结构可对出射光线进行汇聚，提高垂直于该导光板出光面方向的出光辉度。本发明的背光模组所包括的偏振分离元件及偏振转化元件可将原本被液晶面板(图未示)的偏光片吸收的部份偏振光转化为可通过偏光片的偏振光，从而提升背光模组的光能利用率。
图1是一种现有技术背光模组的结构示意图。
图2是另一种现有技术导光板的结构示意图。
图3是本发明导光板第一实施方式的工作示意图。
图4是本发明导光板第一实施方式的入光面的结构示意图。
图5是本发明导光板第二实施方式的入光面的结构示意图。
图6是本发明导光板第三实施方式的出光面的结构示意图。
图7是本发明背光模组第一实施方式的结构示意图。
图8是本发明背光模组第二实施方式的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图3，是本发明导光板第一实施方式的结构示意图。该导光板32具有一入光面321及一底面323，该导光板32内部包括多个导光单元320，该导光单元320的材质可以是甲基丙烯酸树脂、聚丙烯酸树脂、聚碳酸酯、聚乙烯树脂中的两种，也可以选择两种以上的材料，或者上述材料的不同混合材料。该多个导光单元320沿远离该导光板32入光面321的方向排列，相邻的两导光单元具有相异的折射率，该导光单元320的分界面324与该入光面321相倾斜，由该导光板32的入光面321入射的光线经该分界面324产生折射和反射，其第i层分界面的透射率Ti和反射率Ri可以表示为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分别表示S偏振光及P偏振光于第i层分界面324的反射系数，ts，i、tp，i分别表示S偏振光及P偏振光于第i层分界面324的透射系数。本发明可通过调整各导光单元320的折射率以及各分界面324的角度，可使该导光板30内部的光线由该导光板30的出光面322均匀出射。
请参阅图4，本发明导光板42的入光面可进一步设置为光栅结构44，使光线有效进入该导光板42，并可控制光线的行进方向。
请参阅图5，本发明导光板52的入光面可进一步设置为圆弧形表面56，可使光线进一步集中。
请参阅图6，本发明导光板62的出光面622可进一步设置为突起结构624，可以使出射光线向该出光面622的垂直方向汇聚，该突起结构624可以是条型突起或者金字塔型突起。
请参阅图7，是本发明背光模组70的第一实施方式的结构示意图。该背光模组70包括光源71、导光板72、扩散板73、棱镜板74及反射板76。该导光板72包括一入光面721及一底面723，该该导光板72内部包括多个导光单元720，该导光单元720的材质可以是甲基丙烯酸树脂、聚丙烯酸树脂、聚碳酸酯、聚乙烯树脂中的两种，也可以选择两种以上的材料，或者上述材料的不同混合材料。该多个导光单元720沿远离该导光板72的入光面721方向排列，相邻两导光单元具有相异的折射率，该导光单元720的分界面724，该分界面724是一平面，与该入光面721相倾斜，由该导光板72的入光面721入射的光线经该分界面724产生折射及反射。通过调整各导光单元720的折射率以及各分界面724的角度，可使该导光板72内部光线由该导光板72的出光面722均匀出射。
请参阅图8，是本发明背光模组第二实施方式的结构示意图。该背光模组80除包括光源81、导光板82、反射板86外，其进一步在该导光板82的出光面822设置一偏振分离元件88，在该导光板82的底面823与该反射板86之间设置一偏振转化元件87，该偏振分离元件82可以是3M公司(Minnesota Mining andManufacturing Company)生产的多层膜式反射偏振片(DualBrightness Enhance Film，DBEF)，该偏振转化元件87是四分之一波片。由该导光板82的入光面821入射的光线被具有不同折射率的导光元件820的分界面824折射与反射，经由出光面822出射，该出射光线为自然光，其入射到该偏振分离元件88，该偏振分离元件88使其中一偏振方向的偏振光透射，而垂直该偏振方向的偏振光反射，该反射光线进入该导光板82，并经该偏振转化元件87的位相延迟及该反射板86反射转化为可由该偏振分离元件88透射的光线，该背光模组80可使原本被液晶面板(图未示)的偏光片吸收的部份偏振光转化为可通过该偏光片的偏振光，进而提升背光模组的出光效率。该偏振分离元件88还可以采用胆固醇式反射偏振片与四分之一波片相配合实现。
权利要求
1.一种导光板，其具有一底面及至少一入光面，其特征在于该导光板内部进一步包括多个导光单元，该多个导光单元沿远离该导光板入光面的方向排列，任意相邻的两导光单元具有相异的折射率，该导光单元间的分界面与该入光面相倾斜。
2.如权利要求1所述的导光板，其特征在于该多个导光单元是至少两种折射率相异的树脂材料。
3.如权利要求2所述的导光板，其特征在于该多个导光单元是甲基丙烯酸树脂、聚丙烯酸树脂、聚碳酸酯、聚乙烯树脂中至少两种或其混合材质。
4.如权利要求1所述的导光板，其特征在于该分界面是一平面。
5.如权利要求1所述的导光板，其特征在于该导光板的入光面具有光栅结构。
6.如权利要求1所述的导光板，其特征在于该导光板的入光面是向该导光板内侧凹陷的圆弧结构。
7.如权利要求1所述的导光板，其特征在于该导光板的出光面具有突起结构。
8.如权利要求7所述的导光板，其特征在于该突起结构是平行于该入光面的条型突起或金字塔型突起结构。
9.一种背光模组，其包括一导光板，其包括一出光面，一与该出光面相对的底面及至少一与该出光面相连的入光面；一反射板，其相对该底面设置；至少一光源，其相对该入光面设置；其特征在于该导光板内部进一步包括多个导光单元，该多个导光单元沿远离该导光板的入光面方向相堆叠排列，相邻两导光单元具有相异的折射率，该导光单元间的分界面与该入光面相倾斜。
10.如权利要求9所述的背光模组，其特征在于该多个导光单元是至少两种折射率相异的树脂材料。
11.如权利要求10所述的背光模组，其特征在于该多个导光单元的材质是甲基丙烯酸树脂、聚丙烯酸树脂、聚碳酸酯、聚乙烯树脂中至少两种或其混合材质。
12.如权利要求9所述的背光模组，其特征在于该背光模组进一步包括一偏振分离元件及一偏振转化元件，该偏振反射元件设置与该导光板的出光面，该偏振转化元件设置与该导光板的底面与该反射板之间。
13.如权利要求12所述的背光模组，其特征在于该偏振分离元件是一多层膜式反射偏振片或一胆固醇式反射偏振片。
14.如权利要求12所述的背光模组，其特征在于该偏振转化元件是一四分之一波片。
全文摘要
一种导光板及背光模组，该导光板具有一底面、至少一入光面及多个导光单元。该多个导光单元沿远离该导光板入光面方向相堆叠排列，相邻的两导光单元具有相异的折射率，该导光单元间的分界面与该入光面相倾斜。该导光板可提升背光模组的光能利用率。
文档编号G02B5/02GK1782802SQ20041007730
公开日2006年6月7日 申请日期2004年12月4日 优先权日2004年12月4日
发明者卓宏升, 杨秋莲 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 群创光电股份有限公司