新型微结构导光板及其显示模组的制作方法

本实用新型涉及的是一种显示设备领域的技术，具体是一种新型微结构导光板及其显示模组。

背景技术：

现有导光板一般使用PMMA材料，可以通过印刷、射出、热压、喷墨等方式在背面123制备网点14，导光板1结构通常为长方体，入光面121与出光面122垂直，如图1和图2所示。

当侧入式光源2射入导光板1后，在PMMA和空气界面会发生反射和折射，在网点14处会发生散射。导光板1折射率n＝1.47～1.53，而空气折射率n＝1，根据斯涅尔定律(Snell′s Law)，发生全反射的临界角φ约为41°。当入射角I>41°时，在PMMA和空气界面发生全反射，光可以一直在导光板内反射、向前传播。如图3所示，从LED出射的光线L1、L2，出射角分别为60°和30°，光线入射导光板后，其折射光线与法线的角度分别为71°和55°，远大于全反射的临界角41°，光线可在导光板1的出光面122和背面123无损失的向远光侧传播。通过导光板背面网点设计，当光线射入到网点上时，光线发生散射，从而控制部分光线从导光板正面射出，实现背光效果，如图3中光线L3所示。根据网点14大小和密度调节出光的大小，从而实现均匀出光。

目前导光板1已经广泛应用于采用液晶显示屏的背光模组中，如手机、笔记本、显示器、电视机等。图4为采用现有结构导光板的液晶模组截面结构图，包括：模组前框(未示出)、液晶玻璃3、胶框(未示出)、光学膜片4、导光板1、反射膜7、侧入式光源2和后壳8。反射膜7和导光板1依次放置在后壳腔体内，后壳8作为结构支撑及部分外观功能。该液晶模组整机厚度较厚，成本较高，而且背板一般为金属或者塑胶件，其颜色单一，很难制作不同的外观效果。目前显示器正向薄型化方向发展，为了实现显示模组的超薄设计，通常需要降低导光板1的厚度，而导光板1厚度降低后，与之匹配的LED厚度也要降低，只能采用超薄LED，但超薄LED的亮度无法满足大尺寸TV对于高亮度的需求；同时PMMA变薄后，容易变形，导致入光不均匀，容易出现局部漏光。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提出了一种新型微结构导光板及其显示模组，通过在导光板的入光侧设置横向延伸、纵向排布的微结构，增加入光效率，降低光学损失，以便实现显示模组的超薄设计。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型涉及一种新型微结构导光板，包括导光板本体和微结构区，其中，微结构区设置于导光板本体的入光侧，包括若干微结构；

所述微结构在横向延伸、长度与导光板本体的入光侧的宽度相同，并沿导光板厚度方向排布、形成波浪形或锯齿形。

优选地，所述微结构区与导光板本体入光侧可通过透明光学胶粘结。

优选地，所述微结构区于高度方向设有上、下搭接层，所述上、下搭接层分别与导光板本体入光侧的出光面和背面粘结或卡合。

所述微结构横截面的形状为弓形或三角形，面向或背对导光板本体入光侧设置。

优选地，所述微结构横截面为半圆形，圆弧半径在0.01mm～1mm之间。

进一步优选地，所述微结构设置在板状结构、块状结构上，通过印刷、射出、压印等方式成型。

所述导光板本体与微结构区采用相同材质制成，所述材质为透明有机塑料或透明无机非金属材料；

优选地，所述透明有机塑料选自PMMA、PC和MS中任意一种；

优选地，所述透明无机非金属材料选自玻璃、石英和水晶中任意一种，进一步优选地，采用穿透率＞90％的光学玻璃。

本实用新型涉及基于上述新型微结构导光板的显示模组，包括从上至下依次设置的液晶玻璃、光学膜片、导光板和反射膜，其中，液晶玻璃与光学膜片隔空设置，光学膜片与导光板隔空设置或通过透明光学胶粘结，导光板和反射膜通过透明光学胶粘结，导光板入光侧设有侧入式光源。

所述透明光学胶的折射率n＝1～1.47。

技术效果

与现有技术相比，本实用新型通过在导光板的入光侧设置横向延伸、纵向排布的微结构，增大了LED射入导光板的入射角，增加了入光和传输效率，降低了光学损失，有效解决入光侧LED漏光问题；基于上述结构在液晶模组制程中省略金属背板或塑料背板的设计，简化了结构，在确保光学和画面品质的前提下，实现超薄的结构设计，美观大方。

附图说明

图1为现有导光板立体结构示意图；

图2为图1的侧视图；

图3为现有导光板导光原理图；

图4为现有液晶显示模组结构示意图；

图5为实施例1的立体结构示意图；

图6为图5的侧视图；

图7为实施例1导光原理图；

图8a为基于实施例1的一种液晶显示模组结构示意图；

图8b为基于实施例1的一种液晶显示模组结构示意图；

图9为实施例2的结构示意图；

图10为实施例3的结构示意图；

图11为实施例4的结构示意图；

图12为实施例4另一种微结构区侧视图；

图13为现有导光板水平方向和垂直方向的亮度趋势模拟图；

图14为实施例1导光板水平方向和垂直方向的亮度趋势模拟图；

图中：导光板1、侧入式光源2、液晶玻璃3、光学膜片4、空气层5、透明光学胶6、反射膜7、后壳8、微结构区11、导光板本体12、搭接层13、网点14、微结构111、入光侧121、出光面122、背面123。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本实用新型进行详细描述。

实施例1

如图5和图6所示，本实施例涉及一种新型微结构导光板1，包括微结构区11和导光板本体12，其中，微结构区11设置于导光板本体12的入光侧，包括若干微结构111，导光板本体12在背面124设有若干网点14；

所述微结构111在横向延伸、长度与导光板本体12的宽度相同，并沿导光板厚度方向形成波浪形。

本实施例微结构区11中微结构111采用半圆柱结构，半圆柱结构经雕刻、涂胶再转印得到。

所述微结构区11从上至下可采用渐变尺寸的微结构111，类似菲涅尔透镜结构；LED不同出射角度的光线，经过渐变的微结构后，进入导光板本体的光线其入射角度均匀，能够实现全光线在导光板本体内的全反射传播。

所述微结构区11与导光板本体12均采用高透光率玻璃制成。

如图8a和图8b所示，本实施例涉及一种基于上述新型微结构导光板1的显示模组，包括从上至下依次设置的液晶玻璃3、光学膜片4、导光板1和反射膜7，其中，液晶玻璃3与光学膜片4隔空设置，光学膜片4与导光板1隔空设置或通过透明光学胶粘结，导光板1和反射膜7通过透明光学胶6粘结，导光板1入光侧设有侧入式光源2，所述侧入式光源2采用超薄LED灯灯条。本实施例中导光板1和反射膜7通过透明光学胶6粘结，透明光学胶6的折射率n＝1.3，全反射临界角达到60.7°，远大于现有结构41°的全反射临界角。但是，如果不带微结构的导光板与反射膜贴合，LED射入的光线将不会在导光板与透明光学胶的界面发生全反射，光线无法无损的向前传输，造成光线直接从入光侧的出光面折射出来，造成漏光和光学损失。

本实施例中LED的设置角度与现有技术图3的角度一致，出射光线L1和L2的角度分别为30°和60°，如图7所示，光线进入导光板1的微结构区11后，其折射光线与法线的角度分别增加到72°和68°，满足导光板1和反射膜7全贴合后对于光线全反射的要求，出射光线L1和L2发生全反射、无损失地向远光侧传播，实现导光；相对于导光板1与反射膜7未贴合的结构，降低了显示模组厚度。再比较现有技术导光板与反射膜全贴合的光学模拟结果图13以及本实施例导光板与反射膜全贴合的模拟结果图14，可以看到，LED入射光线在水平方向上的亮度差异，现有技术导光板在入光侧亮度较高，实际产品在入光侧有亮斑和漏光现象，而采用本实用新型的微结构导光板，在LED入光侧亮度偏低，靠近远光侧亮度有增加，在入光侧不存在亮斑，光线可以往远光侧传输，导光效率大大提升。

实施例2

如图9所示，本实施例与实施例1的区别之处在于，所述微结构区11的横截面为楔形结构；微结构区11上下斜面分别与导光板本体12入光侧的出光面122和背面123相连、夹角均为钝角，当LED出射光学传输到上下斜面后，其反射光线与出光面122和背面123的入射角度更大，光线更容易向远光侧传输。

实施例3

如图10所示，本实施例与实施例1的区别之处在于，所述微结构区11与导光板本体12采用分离式结构，并通过透明光学胶6粘结；采用分离式结构，有利于降低成本，避免微结构成型失败或缺陷造成整块导光板报废。

所述微结构区11采用平板结构，半圆柱形微结构111设置在平板结构上。

实施例4

如图11所示，本实施例中微结构区11与导光板本体12亦采用分离式结构，所述微结构区11于高度方向设有上、下搭接层13，所述上、下搭接层13分别与导光板本体12入光侧的出光面122和背面123粘结；所述微结构区11与导光板本体12入光侧设有间隙。

所述微结构111在纵向连续延伸呈锯齿形，设置于微结构区11的出光侧；所述微结构区11截面呈椭圆形，先汇聚光源出射光线，再经微结构111射出，使得光线入射角更大，可以传输更远。

如图12所示，所述微结构区11亦可采用平板结构。

需要强调的是：以上仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。