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Title:
LIGHT GUIDE PLATE AND AN EDGE-LIT BACKLIGHT MODULE APPLYING THE LIGHT GUIDE PLATE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/189103
Kind Code:
A1
Abstract:
A light guide plate and a backlight module applying the light guide plate. An upper microstructure (12) is provided on the upper surface of the light guide plate (1). A lower microstructure (14) is provided on the lower surface of the light guide plate (1). The upper and lower microstructures (12 and 14) are parallel to the propagation direction in the light guide plate (1) of a light emitted by a backlight source. The upper and lower microstructures (12 and 14) respectively are provided with several strip-shaped units cyclically and consecutively arranged, where each strip-shaped unit forms a prism, and where the strip-shaped units of the upper and lower microstructures (12 and 14) are arranged in a same direction. By having the microstructures (12 and 14) arranged on both the upper and lower surfaces, and by utilizing the combination of the upper microstructure (12) and the lower microstructure (14), the light guide plate (1) improves the collimation of the light of an LED light source after entering the light guide plate, and enhances the convergence characteristics of the light in a sub-region. An edge-lit backlight module made using the light guide plate (1) that reduces crosstalk between sub-regions, implements reduced crosstalk during backlight scanning, and improves overall 3D display effects.

Inventors:
HU CHECHANG (CN)
HE HU (CN)
Application Number:
PCT/CN2012/078259
Publication Date:
December 27, 2013
Filing Date:
July 06, 2012
Export Citation:
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Assignee:
SHENZHEN CHINA STAR OPTOELECT (CN)
HU CHECHANG (CN)
HE HU (CN)
International Classes:
G02B6/00; F21S8/00; F21V8/00
Foreign References:
CN201903665U2011-07-20
CN1979290A2007-06-13
CN1428616A2003-07-09
CN1490649A2004-04-21
US20100046249A12010-02-25
US20090251633A12009-10-08
Attorney, Agent or Firm:
COMIPS INTELLECTUAL PROPERTY OFFICE (CN)
深圳市德力知识产权代理事务所 (CN)
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Claims:
权 利 要 求

1、 一种导光板, 该导光板上表面设有上微结构, 该导光板下表面设 有下微结构, 所述上、 下微结构分别具有数个呈周期性连续排列的条状单 元, 每一条状单元形成一棱镜, 且上、 下微结构的条状单元的排列方向相 同。

2、 如权利要求 1 所述的导光板, 其中, 所述上、 下微结构的条状单 元可以依需要设置成不同的形状与规格。

3、 如权利要求 2 所述的导光板, 其中, 所述上微结构的条状单元呈 圓弧形, 所述下微结构的条状单元呈圓弧形, 所述下微结构的条状单元圓 弧的弧长及半径均小于上微结构的条状单元圓弧的弧长和半径。

4、 如权利要求 2 所述的导光板, 其中, 所述上微结构的条状单元呈 圓弧形, 所述下微结构的条状单元呈圓弧形, 所述下微结构的条状单元圓 弧的弧长及半径与上微结构的条状单元圓弧的弧长和半径相等。

5、 如权利要求 2 所述的导光板, 其中, 所述上微结构的条状单元呈 圓弧形, 所述下微结构的条状单元呈 U字形, 其由导光板的下表面向下凸 起设置。

6、 如权利要求 2 所述的导光板, 其中, 所述上微结构的条状单元呈 圓弧形, 所述下微结构的条状单元呈波浪弧形。

7、 如权利要求 2 所述的导光板, 其中, 所述上、 下微结构与背光源 所发出光线在导光板中的传播方向平行。

8、 一种导光板, 该导光板上表面设有上微结构, 该导光板下表面设 有下微结构, 所述上、 下微结构分别具有数个呈周期性连续排列的条状单 元, 每一条状单元形成一棱镜, 且上、 下微结构的条状单元的排列方向相 同;

其中, 所述上、 下微结构的条状单元可以依需要设置成不同的形状与 规格;

其中, 所述上微结构的条状单元呈圓弧形, 所述下微结构的条状单元 呈圓弧形, 所述下微结构的条状单元圓弧的弧长及半径均小于上微结构的 条状单元圓弧的弧长和半径;

其中, 所述上、 下微结构与背光源所发出光线在导光板中的传播方向 平行。

9、 一种侧入式背光模组, 包括: 背板、 设于背板内的背光源、 对应 于背光源设置于背板内的导光板、 及设于导光板底面的的反射片、 及设于 导光板顶面的光学膜片组, 所述导光板上表面设有上微结构, 该导光板下 表面设有下微结构, 所述上、 下微结构与背光源所发出光线在导光板中的 传播方向平行, 所述上、 下微结构分别具有数个呈周期性连续排列的条状 单元, 每一条状单元形成一棱镜, 且上、 下微结构的条状单元的排列方向 相同。

10、 如权利要求 9所述的侧入式背光模组, 其中, 所述上微结构的条 状单元呈圓弧形, 所述下微结构的条状单元呈圓弧形, 所述下微结构的条 状单元圓弧的弧长及半径小于或等于上微结构的条状单元圓弧的弧长和半 径。

11、 如权利要求 9所述的侧入式背光模组, 其中, 所述上微结构的条 状单元呈圓弧形, 所述下微结构的条状单元呈 U字形, 其由导光板的下表 面向下凸起设置。

Description:
导光板及应用该导光板的侧入式背光模组 技术领域

本发明涉及液晶显示器的背光模组领域, 尤其涉及一种导光板及应用 该导光板的侧入式背光模组。 背景技术

随着 LED 效率的不断提升, LED 电视背光源的设计也不断演进, 从 最初的四侧入光, 到双侧入光, 再到单侧入光, 目前开发及未来发展的方 向都将指向单短边入光方式。

另外随着 3D技术的发展, 具有 3D显示功能也逐渐成为主流, 目前 常见的 3D显示模式有快门式(Shutter Glass ) , 偏光式(FPR, Film-type Patterned Retarder )等方式。

快门式 3D , 需要通过扫描背光 ( Scanning Backlight ) 搭配面板 ( Panel )像素扫描来实现。 背光源通常会进行分区, 一条侧入式的 LED 灯条(light bar ) 被分成多区, 当面板(panel ) 第一帧信号扫描第一区 时, 第一区的 LED被点亮, 其余区关闭; 当面板(panel )信号扫描到第 二区时, 只有第二区的 LED被点亮; 同理到其他分区。 每帧都需要进行 这样的操作。 快门式 3D显示的效果由分区间的串扰(crosstalk )衡量, 串 扰越低, 显示效果越好。 而此串扰主要取决于背光分区之间的串扰及时 序 设计。

背光源分区间的串扰, 主要来自于不同分区之间的亮度影响, 最佳的 状态时, 某一区点亮时, 其余区块的背光源都呈现暗态。 如图 1 所示, 其 为现有技术中具有上微结构的导光板的侧视图 。 在导光板的上表面 (出光 面)一侧加入锯齿微结构为导光板的常见设计 。 图 1 为从光线入射一侧观 察导光板 10, 导光板 10 的上表面具有连续起伏分布的锯齿形的上微结 构

示意图。 然由图 2可看出具有上微结 的导光板 与平板导光板 2^相 比光型较为收敛, 但事实上, 尽管釆用了具有上微结构的导光板 20 光线 会被部分的收敛, 但还是会有一定程度的发散。

随着传播距离的增加, 光型发散的越大, 对其它区域的影响也最大。 如图 3 所示, 为一种常见的具有上微结构的导光板 30 的一个分区点亮时 的光场分布示意图, 当具有上微结构的导光板 30 —个分区点亮时, 随着 距离变化光型会变得较发散。 参见图 4, 其为图 3 所示光型沿着竖直方向 的亮度分布示意图, 竖直方向的亮度分布以半高宽度(FWHM ) 来表示, 左侧为入光侧。 参见图 5 , 其为图 4中不同位置的 1/2 亮度所对应的宽度 随着距离的变化示意图, 在单短边入光方式中, 呈现随着距离增大, 半高 宽度变大的趋势。 即单短边入光时远光侧的串扰较入光侧严重。 参见图 6, 其为在 3D模式下, 使用图 3的具有上微结构的导光板的背光模组上 9 个点的串扰分布示意图。 图 6 中左侧为入光侧, 可见远光侧的串扰较严 重。 发明内容

本发明的目的在于提供一种导光板, 提升光线进入导光板后光线的准 直性, 加强分区内光线的收敛特性。

本发明的另一目的在于提供一种侧入式背光模 组, 降低了分区之间的 串扰, 同时实现扫描背光时串扰的降低, 整体提升了 3D显示的效果。

为实现上述目的, 本发明提供一种导光板, 该导光板上表面设有上微 结构, 该导光板下表面设有下微结构, 所述上、 下微结构分别具有数个呈 周期性连续排列的条状单元, 每一条状单元形成一棱镜, 且上、 下微结构 的条状单元的排列方向相同。

所述上、 下微结构的条状单元可以依需要设置成不同的 形状与规格。 所述上微结构的条状单元呈圓弧形, 所述下微结构的条状单元呈圓弧 形, 所述下微结构的条状单元圓弧的弧长及半径均 小于上微结构的条状单 元圓弧的弧长和半径。

所述上微结构的条状单元呈圓弧形, 所述下微结构的条状单元呈圓弧 形, 所述下微结构的条状单元圓弧的弧长及半径与 上微结构的条状单元圓 弧的弧长和半径相等。

所述上微结构的条状单元呈圓弧形, 所述下微结构的条状单元呈 U字 形, 其由导光板的下表面向下凸起设置。

所述上微结构的条状单元呈圓弧形, 所述下微结构的条状单元呈波浪 弧形。

所述上、 下微结构与背光源所发出光线在导光板中的传 播方向平行。 本发明还提供一种导光板, 该导光板上表面设有上微结构, 该导光板 下表面设有下微结构, 所述上、 下微结构分别具有数个呈周期性连续排列 的条状单元, 每一条状单元形成一棱镜, 且上、 下微结构的条状单元的排 列方向相同;

其中, 所述上、 下微结构的条状单元可以依需要设置成不同的 形状与 规格;

其中, 所述上微结构的条状单元呈圓弧形, 所述下微结构的条状单元 呈圓弧形, 所述下微结构的条状单元圓弧的弧长及半径均 小于上微结构的 条状单元圓弧的弧长和半径;

其中, 所述上、 下微结构与背光源所发出光线在导光板中的传 播方向 平行。

本发明还提供一种侧入式背光模组, 包括: 背板、 设于背板内的背光 源、 对应于背光源设置于背板内的导光板、 及设于导光板底面的的反射 片、 及设于导光板顶面的光学膜片组, 所述导光板上表面设有上微结构, 该导光板下表面设有下微结构, 所述上、 下微结构与背光源所发出光线在 导光板中的传播方向平行, 所述上、 下微结构分别具有数个呈周期性连续 排列的条状单元, 每一条状单元形成一棱镜, 且上、 下微结构的条状单元 的排列方向相同。

所述上微结构的条状单元呈圓弧形, 所述下微结构的条状单元呈圓弧 形, 所述下微结构的条状单元圓弧的弧长及半径小 于或等于上微结构的条 状单元圓弧的弧长和半径。

所述上微结构的条状单元呈圓弧形, 所述下微结构的条状单元呈 U字 形, 其由导光板的下表面向下凸起设置。

本发明的有益效果: 本发明导光板通过在其上、 下表面均设置微结 构, 利用上微结构和下微结构的搭配组合, 提升 LED 光源进入导光板之 后光线的准直性, 加强分区内光线的收敛特性; 本发明侧入式背光模组釆 用该导光板制作而成, 降低分区之间的串扰, 同时实现背光扫描时串扰的 降低, 整体提升 3D显示的效果。

为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内 容, 请参阅以下有关本 发明的详细说明与附图, 然而附图仅提供参考与说明用, 并非用来对本发 明加以限制。 附图说明

下面结合附图, 通过对本发明的具体实施方式详细描述, 将使本发明 的技术方案及其它有益效果显而易见。

附图中,

图 1为现有技术中具有上微结构的导光板的侧视 ; 意图;

图 3 为一种现有常见的具有上微结构的导光板的一 个分区点亮时的光 场分布示意图;

图 4为图 3所示光型沿着竖直方向的亮度分布示意图;

图 5为图 4中不同位置的 1/2 亮度所对应的宽度随着距离的变化示意 图;

图 6为在 3D模式下, 使用图 3的具有上微结构的导光板的背光模组 上 9个点的串扰分布示意图;

图 7为本发明导光板第一较佳实施例的立体示意 ;

图 8为本发明导光板第二较佳实施例的立体示意 ;

图 9为本发明导光板第三较佳实施例的立体示意 ;

图 10为本发明导光板第四较佳实施例的立体示意 ;

图 11为本发明侧入式背光模组的立体示意图。 具体实施方式

为更进一步阐述本发明所釆取的技术手段及其 效果, 以下结合本发明 的优选实施例及其附图进行详细描述。

请参阅图 7, 本发明提供一种导光板 1 , 该导光板 1 上表面设有上微 结构 12, 该导光板 1 下表面设有下啟结构 14, 所述上、 下啟结构 12、 14 与背光源所发出光线在导光板 1 中的传播方向平行, 所述上、 下微结构 12、 14分别具有数个呈周期性连续排列的条状单元 每一条状单元形成一 棱镜, 且上、 下微结构 12、 14 的条状单元的排列方向相同。 上微结构形 成所述导光板 1 的出光面。 所述上、 下微结构 12、 14 与背光源所发出光 线在导光板 1 中的传播方向平行设置, 使得一个分区包括上、 下微结构 12、 14数条条状单元, 并通过导光板 1 上、 下啟结构 12、 14 的搭配组 合, 改变光线的传播方向, 可以提高光线进入导光板 1 之后光线的准直 性, 加强导光板 1 内光线的收敛特性, 从而把光线约束在一个分区内, 降 低分区间的串扰。

所述上、 下微结构 12、 14 的条状单元可以依需要设置成不同的形状 与规格。 在本实施例中, 上微结构 12 的条状单元呈圓弧形, 下微结构 14 的条状单元呈圓弧形, 所述下微结构 14 的条状单元圓弧的弧长及半径均 小于上微结构 12的条状单元圓弧的弧长。

请参阅图 8 , 本发明导光板第二较佳实施例的立体示意图, 在本实施 例中, 所述上微结构 12的条状单元呈圓弧形, 下微结构 14,的条状单元呈 圓弧形, 所述下微结构 14,的条状单元圓弧的弧长及半径与上微结构 条 状单元圓弧相等。

请参阅图 9, 本发明导光板第三较佳实施例的立体示意图, 在本实施 例中, 所述上微结构 12的条状单元呈圓弧形, 所述下微结构 14"的条状单 元呈 U字形, 其由导光板 1的下表面向下凸起设置。

请参阅图 10, 本发明导光板第四较佳实施例的立体示意图, 在本实施 例中, 所述上微结构 12 的条状单元呈圓弧形, 所述下微结构 14,"的条状 单元呈波浪弧形。

上述具体实施例中, 所述上、 下微结构 12、 14 的条状单元形状皆为 弧形, 但本领域技术人员可以理解, 所述上、 下微结构 12、 14 的条状单 元形状结构及其分布结构的变化不限于图 7至 10所示的几种类型。

请参阅图 11 , 并配合参阅图 7, 本发明还提供一种侧入式背光模组, 包括: 背板 2、 设于背板 2 内的背光源 4、 对应于背光源设置于背板 2 内 的导光板 1、 及设于导光板 1底面的的反射片 6、 及设于导光板 1顶面的 光学膜片组 8, 导光板 1上表面设有上微结构 12, 该导光板 1下表面设有 下微结构 14, 所述上、 下微结构 12、 14 与背光源所发出光线在导光板 1 中的传播方向平行, 所述上、 下微结构 12、 14 分别具有数个呈周期性连 续排列的条状单元, 每一条状单元形成一棱镜, 且上、 下微结构 12、 14 的条状单元的排列方向相同。 上微结构形成所述导光板 1 的出光面。 所述 上、 下微结构 12、 14 与背光源所发出光线在导光板 1 中的传播方向平行 设置, 使得一个分区包括上、 下微结构 12、 14数条条状单元, 并通过导 光板 1 上、 下微结构 12、 14 的搭配组合, 改变光线的传播方向, 可以提 高光线进入导光板 1 之后光线的准直性, 加强导光板 1 内光线的收敛特 性, 从而把光线约束在一个分区内, 降低分区间的串扰。

所述上、 下微结构 12、 14 的条状单元可以依需要设置成不同的形状 与规格。 如: 所述上微结构 12的条状单元呈圓弧形, 下微结构 14的条状 单元呈圓弧形, 所述下微结构 14 的条状单元圓弧的弧长及半径小于或等 于上微结构 12的条状单元圓弧的弧长。 又如: 所述上微结构 12的条状单 元呈圓弧形, 所述下微结构 14的条状单元呈 U字形, 其由导光板 1 的下 表面向下凸起设置。

综上所述, 本发明导光板通过在其上、 下表面均设置微结构, 利用上 微结构和下微结构的搭配组合, 提升 LED 光源进入导光板之后光线的准 直性, 加强分区内光线的收敛特性; 本发明侧入式背光模组釆用该导光板 制作而成, 降低分区之间的串扰, 同时实现背光扫描时串扰的降低, 整体 提升 3D显示的效果。

以上所述, 对于本领域的普通技术人员来说, 可以根据本发明的技术 方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变 形, 而所有这些改变和变形 都应属于本发明权利要求的保护范围。