导光板的制作方法、导光板和背光源.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201610547580.5

申请日:

2016.07.12

公开号:

CN105954828A

公开日:

2016.09.21

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

实质审查的生效IPC(主分类):G02B 6/00申请日:20160712|||公开

IPC分类号:

G02B6/00

主分类号:

G02B6/00

申请人:

京东方科技集团股份有限公司; 京东方光科技有限公司

发明人:

陈攻关; 张起

地址:

100015 北京市朝阳区酒仙桥路10号

优先权:

专利代理机构:

北京天昊联合知识产权代理有限公司 11112

代理人:

彭瑞欣;陈源

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内容摘要

本发明提供一种导光板的制作方法、导光板和背光源,其导光板包括入光面,该制作方法包括:在入光面上形成不规则锯齿结构;其中,不规则锯齿结构的获得包括以下步骤:基于导光板的目标辉度均匀度和满足该目标辉度均匀度的背光源中各个LED灯发出的光线的辉度分布进行计算,而获得不规则锯齿结构的多个取样点;根据各个取样点之间的线性拟合关系,绘制连接各个取样点的曲线,该曲线即为不规则锯齿结构的形状。本发明提供的导光板的制作方法,其可以解决背光源两边的亮线,以及在背光源的LED灯前出现亮带的问题。

权利要求书

1.一种导光板的制作方法,所述导光板包括入光面,其特征在
于,包括:
在所述入光面上形成不规则锯齿结构;其中,所述不规则锯齿
结构的获得包括以下步骤:
基于所述导光板的目标辉度均匀度和满足该目标辉度均匀度的
背光源中各个LED灯发出的光线的辉度分布进行计算,而获得所述
不规则锯齿结构的多个取样点;
根据各个取样点之间的线性拟合关系,绘制连接各个取样点的
曲线,所述曲线即为所述不规则锯齿结构的形状。
2.根据权利要求1所述的导光板的制作方法,其特征在于,所
述基于所述导光板的目标辉度均匀度和满足该目标辉度均匀度的背
光源中各个LED灯发出的光线的辉度分布进行计算的公式为:

其中,在所述导光板垂直于其入光面的平面上建立直角坐标系,
Ly为所述不规则锯齿结构的各个取样点的纵坐标;所述取样点的横
坐标为对应所述入光面的长度方向上的位置;
L为在满足所述目标辉度均匀度的背光源中的任意一个LED灯
发出的光线中,与所述入光面相垂直的光线的长度,该长度为辉度等
高线与所述LED灯之间的竖直间距,且设定L=1;
c为以背光源中各个LED灯发出的任意一条光线建立的极坐标
系的极角,c等于所述导光板的折射角;
C为变量,根据所述入光面的长度方向上的不同位置进行取值;
n1为空气的折射率,n1=1;
n2为所述导光板的折射率。
3.根据权利要求2所述的导光板的制作方法,其特征在于,所
述导光板的材料为聚甲基丙烯酸甲酯;n2=1.48。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的导光板的制作方法,其特
征在于,所述导光板的目标辉度均匀度被设置为:在所述导光板与所
述入光面相垂直的表面上,中心区域的辉度为100%;其余区域的辉
度为90%;
所述不规则锯齿结构包括:
第一锯齿部,设置在所述入光面的中心区域;
第二锯齿部,为两个,且分别设置在所述入光面位于所述中心
区域两侧的边缘区域;
所述第二锯齿部的齿宽大于所述第一锯齿部的齿宽。
5.一种导光板,包括入光面,其特征在于,在所述入光面上设
置有不规则锯齿结构;其中,所述不规则锯齿结构采用以下方式获得:
基于所述导光板的目标辉度均匀度和满足该目标辉度均匀度的
背光源中各个LED灯发出的光线的辉度分布进行计算,而获得所述
不规则锯齿结构的多个取样点;
根据各个取样点之间的线性拟合关系,绘制连接各个取样点的
曲线,所述曲线即为所述不规则锯齿结构的形状。
6.根据权利要求5所述的导光板,其特征在于,所述基于所述
导光板的目标辉度均匀度和满足该目标辉度均匀度的背光源中各个
LED灯发出的光线的辉度分布进行计算的公式为:

其中,在所述导光板垂直于其入光面的平面上建立直角坐标系,
Ly为所述不规则锯齿结构的各个取样点的纵坐标;所述取样点的横
坐标为各个所述LED灯发出的光线对应所述入光面的长度方向上的
位置;
L为在满足所述目标辉度均匀度的背光源中的任意一个LED灯
发出的光线中,与所述入光面相垂直的光线的亮度,且以该亮度为单
位亮度,即,L=1;
c为以背光源中各个LED灯发出的任意一条光线建立的极坐标
系的极角,c等于所述导光板的折射角;
C为变量,根据所述入光面的长度方向上的不同位置进行取值;
n1为空气的折射率,n1=1;
n2为所述导光板的折射率。
7.根据权利要求6所述的导光板,其特征在于,所述导光板的
材料为聚甲基丙烯酸甲酯;n2=1.48。
8.根据权利要求5-7任意一项所述的导光板,其特征在于,所
述导光板的目标辉度均匀度被设置为:在所述导光板与所述入光面相
垂直的表面上,中心区域的辉度为100%;其余区域的辉度为90%;
所述不规则锯齿结构包括:
第一锯齿部,设置在所述入光面的中心区域;
第二锯齿部,为两个,且分别设置在所述入光面位于所述中心
区域两侧的边缘区域;
所述第二锯齿部的齿宽大于所述第一锯齿部的齿宽。
9.一种背光源,其特征在于,包括权利要求5-8所述的导光板。
10.根据权利要求9所述的背光源,其特征在于,所述背光源为
车载背光源或者中控机背光源。

说明书

导光板的制作方法、导光板和背光源

技术领域

本发明涉及显示技术领域,具体地,涉及一种导光板的制作方
法、导光板和背光源。

背景技术

对于中控机背光源和车载背光源,其导光板的入光面通常使用
锯齿结构,如图1所示,为目前的导光板入光面的锯齿结构的形状图。
由图可知,目前的锯齿结构是规则的,该锯齿本身对LED光源发出
的光线可以起到发散作用,从而有助于解除LED灯的热点(Hotspot)
不良现象。

但是,规则的锯齿结构会加重背光源两边的亮线,而且导致在
背光源的LED灯前出现亮带。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一,提出了
一种导光板的制作方法、导光板和背光源,其可以解决背光源两边的
亮线,以及在背光源的LED灯前出现亮带的问题。

为实现本发明的目的而提供一种导光板的制作方法,所述导光
板包括入光面,包括:

在所述入光面上形成不规则锯齿结构;其中,所述不规则锯齿
结构的获得包括以下步骤:

基于所述导光板的目标辉度均匀度和满足该目标辉度均匀度的
背光源中各个LED灯发出的光线的辉度分布进行计算,而获得所述
不规则锯齿结构的多个取样点;

根据各个取样点之间的线性拟合关系,绘制连接各个取样点的
曲线,所述曲线即为所述不规则锯齿结构的形状。

其中,所述基于所述导光板的目标辉度均匀度和满足该目标辉
度均匀度的背光源中各个LED灯发出的光线的辉度分布进行计算的
公式为:


其中,在所述导光板垂直于其入光面的平面上建立直角坐标系,
Ly为所述不规则锯齿结构的各个取样点的纵坐标;所述取样点的横
坐标为对应所述入光面的长度方向上的位置;

L为在满足所述目标辉度均匀度的背光源中的任意一个LED灯
发出的光线中,与所述入光面相垂直的光线的长度,该长度为辉度等
高线与所述LED灯之间的竖直间距,且设定L=1;

c为以背光源中各个LED灯发出的任意一条光线建立的极坐标
系的极角,c等于所述导光板的折射角;

C为变量,根据所述入光面的长度方向上的不同位置进行取值;

n1为空气的折射率,n1=1;

n2为所述导光板的折射率。

优选的,所述导光板的材料为聚甲基丙烯酸甲酯;n2=1.48。

优选的,所述导光板的目标辉度均匀度被设置为:在所述导光
板与所述入光面相垂直的表面上,中心区域的辉度为100%;其余区
域的辉度为90%;

所述不规则锯齿结构包括:

第一锯齿部,设置在所述入光面的中心区域;

第二锯齿部,为两个,且分别设置在所述入光面位于所述中心
区域两侧的边缘区域;

所述第二锯齿部的齿宽大于所述第一锯齿部的齿宽。

作为另一个技术方案,本发明还提供一种导光板,包括入光面,
在所述入光面上设置有不规则锯齿结构;其中,所述不规则锯齿结构
采用以下方式获得:

基于所述导光板的目标辉度均匀度和满足该目标辉度均匀度的
背光源中各个LED灯发出的光线的辉度分布进行计算,而获得所述
不规则锯齿结构的多个取样点;

根据各个取样点之间的线性拟合关系,绘制连接各个取样点的
曲线,所述曲线即为所述不规则锯齿结构的形状。

优选的,所述基于所述导光板的目标辉度均匀度和满足该目标
辉度均匀度的背光源中各个LED灯发出的光线的辉度分布进行计算
的公式为:


其中,在所述导光板垂直于其入光面的平面上建立直角坐标系,
Ly为所述不规则锯齿结构的各个取样点的纵坐标;所述取样点的横
坐标为各个所述LED灯发出的光线对应所述入光面的长度方向上的
位置;

L为在满足所述目标辉度均匀度的背光源中的任意一个LED灯
发出的光线中,与所述入光面相垂直的光线的亮度,且以该亮度为单
位亮度,即,L=1;

c为以背光源中各个LED灯发出的任意一条光线建立的极坐标
系的极角,c等于所述导光板的折射角;

C为变量,根据所述入光面的长度方向上的不同位置进行取值;

n1为空气的折射率,n1=1;

n2为所述导光板的折射率。

优选的,所述导光板的材料为聚甲基丙烯酸甲酯;n2=1.48。

优选的,所述导光板的目标辉度均匀度被设置为:在所述导光
板与所述入光面相垂直的表面上,中心区域的辉度为100%;其余区
域的辉度为90%;

所述不规则锯齿结构包括:

第一锯齿部,设置在所述入光面的中心区域;

第二锯齿部,为两个,且分别设置在所述入光面位于所述中心
区域两侧的边缘区域;

所述第二锯齿部的齿宽大于所述第一锯齿部的齿宽。

作为另一个技术方案,本发明还提供一种背光源,其包括本发
明提供的上述导光板。

优选的,所述背光源为车载背光源或者中控机背光源。

本发明具有以下有益效果:

本发明提供的导光板的制作方法,其通过在导光板的入光面上
形成不规则锯齿结构,该不规则锯齿结构是基于导光板的目标辉度均
匀度和满足该目标辉度均匀度的背光源中各个LED灯发出的光线的
辉度分布获得的,从而可以避免出现背光源两边的亮线,以及在背光
源的LED灯前出现亮带的问题。

本发明提供的导光板,其通过在导光板的入光面上设置有不规
则锯齿结构,该不规则锯齿结构是基于导光板的目标辉度均匀度和满
足该目标辉度均匀度的背光源中各个LED灯发出的光线的辉度分布
获得的,从而可以避免出现背光源两边的亮线,以及在背光源的LED
灯前出现亮带的问题。

本发明提供的背光源,其通过采用本发明提供的上述导光板,
可以避免出现背光源两边的亮线,以及在背光源的LED灯前出现亮
带的问题。

附图说明

图1为目前的导光板入光面的锯齿结构的形状图;

图2为本发明提供的导光板的制作方法的流程框图;

图3为本发明实施例采用的目标辉度均匀度的分布图;

图4为以背光源中各个LED灯发出的任意一条光线建立的极坐
标系图;

图5为绘制连接各个取样点的曲线的示意图;

图6本发明实施例获得的不规则锯齿结构的形状图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结
合附图来对本发明提供的导光板的制作方法、导光板和背光源进行详
细描述。

本发明提供的导光板的制作方法,该导光板包括入光面,其包
括:

在入光面上形成不规则锯齿结构。图2为本发明提供的导光板
的制作方法的流程框图。请参阅图2,不规则锯齿结构的获得包括以
下步骤:

S1,基于导光板的目标辉度均匀度和满足该目标辉度均匀度的
背光源中各个LED灯发出的光线的辉度分布进行计算,而获得不规
则锯齿结构的多个取样点。

S2,根据各个取样点之间的线性拟合关系,绘制连接各个取样
点的曲线,该曲线即为不规则锯齿结构的形状。

在步骤S1中,导光板的目标辉度均匀度是指,在不存在背光源
两边的亮线,以及在背光源的LED灯前出现亮带的情况下,导光板
的辉度分布。而背光源中各个LED灯发出的光线的辉度分布是根据
该目标辉度均匀度来设计。

在步骤S2中,所谓线性拟合关系,是指用连续曲线近似地刻画
或比拟平面上离散点组所表示的坐标之间的函数关系。

由上可知,只要满足导光板的目标辉度均匀度,就不存在背光
源两边的亮线,以及在背光源的LED灯前出现亮带的情况,而上述
不规则锯齿结构的形状是在满足导光板的目标辉度均匀度的前提条
件下计算获得的,从而使用该不规则锯齿结构的形状的导光板入光
面,即可达到避免出现背光源两边的亮线,以及在背光源的LED灯
前出现亮带的目的。

下面对步骤S1中不规则锯齿结构的多个取样点的计算过程进行
详细描述。具体地,以图3中示出的目标辉度均匀度的分布图为例,
导光板1的目标辉度均匀度被设置为:在导光板1与其入光面101
相垂直的表面上,中心区域A的辉度为100%;而围绕在该中心区域
周围的其余区域B的辉度为90%。满足上述目标辉度均匀度的背光
源中的任意一个LED灯2发出的多条光线的辉度等高线为曲线201。

取满足上述目标辉度均匀度的背光源中的任意一个LED灯2发
出的光线中的任意一条光线203,建立极坐标系。图4为以背光源中
各个LED灯发出的任意一条光线建立的极坐标系图。请参阅图4,
在导光板1的入光面101上,即,图4中示出的界面,光线203发生
折射。其中,n1为空气的折射率,n1=1;n2为导光板1的折射率。该
导光板1的材料通常为聚甲基丙烯酸甲酯,该材料的折射率n2=1.48。

因此,各个LED灯2发出的光线发生折射的关系为:

<mrow> <mfrac> <msub> <mi>n</mi> <mn>2</mn> </msub> <msub> <mi>n</mi> <mn>1</mn> </msub> </mfrac> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mi>cos</mi> <mi> </mi> <mi>a</mi> </mrow> <mrow> <mi>cos</mi> <mi> </mi> <mi>b</mi> </mrow> </mfrac> </mrow>

由此推导出:

<mrow> <mi>a</mi> <mo>=</mo> <mi>a</mi> <mi>r</mi> <mi>c</mi> <mi>c</mi> <mi>o</mi> <mi>s</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <mrow> <mi>cos</mi> <mi> </mi> <mi>b</mi> <mo>&times;</mo> <msub> <mi>n</mi> <mn>2</mn> </msub> </mrow> <msub> <mi>n</mi> <mn>1</mn> </msub> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

其中,a为光线的入射角;b为光线的折射角。

因为b=c,由此推导出:

<mrow> <mi>a</mi> <mo>=</mo> <mi>a</mi> <mi>r</mi> <mi>c</mi> <mi>c</mi> <mi>o</mi> <mi>s</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <mrow> <mi>cos</mi> <mi> </mi> <mi>b</mi> <mo>&times;</mo> <msub> <mi>n</mi> <mn>2</mn> </msub> </mrow> <msub> <mi>n</mi> <mn>1</mn> </msub> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mi>a</mi> <mi>r</mi> <mi>c</mi> <mi>c</mi> <mi>o</mi> <mi>s</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <mrow> <mi>cos</mi> <mi> </mi> <mi>c</mi> <mo>&times;</mo> <msub> <mi>n</mi> <mn>2</mn> </msub> </mrow> <msub> <mi>n</mi> <mn>1</mn> </msub> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

其中,c为上述极坐标系的极角。

同时,在满足目标辉度均匀度的背光源中的任意一个LED灯2
发出的光线中,与入光面101相垂直的光线202的长度L为辉度等
高线201与LED灯2之间的竖直间距,且设定该竖直间距L等于1。
而且,该光线202与入射光线之间的夹角e满足以下公式:

e=90°-C

其中,C为变量,其根据入光面101的长度方向上的不同位置进
行取值。

图5为绘制连接各个取样点的曲线的示意图。请参阅图5,在导
光板1垂直于其入光面101的平面上建立直角坐标系,在该直角坐标
系上绘制锯齿结构的多个取样点3。其中,该取样点3的横坐标为各
个LED灯2发出的光线对应入光面101的长度方向上的不同位置。

取样点3的纵坐标Ly在上述公式和推导过程的基础上,可以根
据以下计算公式获得:


然后,将取样点3绘制在图5中示出的直角坐标系中,并进行
步骤S2,根据各个取样点3之间的线性拟合关系,绘制连接各个取
样点的曲线4,该曲线4即为不规则锯齿结构的形状。

通过上述计算最终获得的不规则锯齿结构的形状如图6所示。
由图可知,若导光板1的目标辉度均匀度被设置为:在导光板1与其
入光面101相垂直的表面上,中心区域A的辉度为100%;而围绕在
该中心区域周围的其余区域B的辉度为90%。在满足该目标辉度均
匀度的前提下,不规则锯齿结构包括第一锯齿部401和第二锯齿部
402,其中,第一锯齿部401设置在入光面的中心区域;第二锯齿部
402为两个,且分别设置在入光面位于中心区域两侧的边缘区域。而
且,第二锯齿部402的齿宽大于第一锯齿部401的齿宽。这种不规则
锯齿的设计可以避免出现背光源两边的亮线,以及在背光源的LED
灯前出现亮带的问题。

作为另一个技术方案,本发明还提供一种导光板,包括入光面,
在该入光面上设置有不规则锯齿结构,该不规则锯齿结构采用以下方
式获得:

基于导光板的目标辉度均匀度和满足该目标辉度均匀度的背光
源中各个LED灯发出的光线的辉度分布进行计算,而获得不规则锯
齿结构的多个取样点;

根据各个取样点之间的线性拟合关系,绘制连接各个取样点的
曲线,所述曲线即为所述不规则锯齿结构的形状。

由于上述不规则锯齿结构的获得方式在上述技术方案中已有了
详细描述,在此不再赘述。

本发明实施例提供的导光板,其通过在导光板的入光面上设置
有不规则锯齿结构,该不规则锯齿结构是基于导光板的目标辉度均匀
度和满足该目标辉度均匀度的背光源中各个LED灯发出的光线的辉
度分布获得的,从而可以避免出现背光源两边的亮线,以及在背光源
的LED灯前出现亮带的问题。

作为另一个技术方案,本发明实施例还提供一种背光源,其包
括本发明实施例提供的上述导光板。

本发明实施例提供的背光源,其通过采用本发明实施例提供的
上述导光板,可以避免出现背光源两边的亮线,以及在背光源的LED
灯前出现亮带的问题。

优选的,上述背光源适用于车载背光源或者中控机背光源。

可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而
采用的示例性实施方式,然而本发明并不局限于此。对于本领域内的
普通技术人员而言,在不脱离本发明的精神和实质的情况下,可以做
出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

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本发明提供一种导光板的制作方法、导光板和背光源,其导光板包括入光面,该制作方法包括:在入光面上形成不规则锯齿结构;其中,不规则锯齿结构的获得包括以下步骤:基于导光板的目标辉度均匀度和满足该目标辉度均匀度的背光源中各个LED灯发出的光线的辉度分布进行计算,而获得不规则锯齿结构的多个取样点;根据各个取样点之间的线性拟合关系,绘制连接各个取样点的曲线,该曲线即为不规则锯齿结构的形状。本发明提供的导光板的。

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