本實用新型涉及一種雙面異向同心圓弧曲線排列的微棱鏡陣列導光板，尤其是應用雙面異向同心圓弧曲線結構的微結構導光板。

背景技術：

LED光源具有發(fā)光效率高、耗電量少、使用壽命長，安全可靠性強等優(yōu)點。由于LED的體積較小，熱量集中，其熱流密度遠高于普通光源，多個LED疊加放置時，其熱量密度更高，導致溫度升高，發(fā)光強度逐漸降低，嚴重影響其使用壽命。按照光源入射方式的不同，LED導光板分為直下式和側入式兩種。本實用新型涉及一種使用雙面異向同心圓弧曲線結構的側入式微結構導光板。側入式導光板將LED光源放置在導光板左右兩側，布局的調整大大減少LED的使用。目前已有的單面同心圓弧曲線微透鏡陣列導光板在適配單側單個LED發(fā)光光源時，存在很嚴重的照射暗區(qū)，大大降低了導光板的光學亮度和出光均勻度。

為了解決現(xiàn)有主流技術的缺點，本實用新型設計出了一種雙面異向同心圓弧曲線排列的微棱鏡陣列導光板，采用上下兩面對稱排布的同心圓弧曲線微棱鏡陣列結構，LED光源對稱照射，覆蓋照射暗區(qū)，光源LED燈個數(shù)少，導光效率更高，發(fā)光均勻度更好。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是在保證減少背光源中LED發(fā)光光源個數(shù)的同時，利用雙面異向排列的圓弧曲線微棱鏡陣列結構，最大限度的利用LED光源發(fā)射的光線，提高導光板的導光效率和出光均勻度，減小背光模組整體的尺寸大小，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保高效的目標。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種雙面異向同心圓弧曲線排列的微棱鏡陣列導光板，包括導光板基板，所述導光板基板的左、右兩側設置有作為入光面的左側面和右側面，上表面和下表面分別設置有以相應光源位置或所述入光面中心位置為圓心的同心圓弧曲線狀規(guī)律排列的上表面微棱鏡陣列和下表面微棱鏡陣列，所述的上表面微棱鏡陣列和下表面微棱鏡陣列結構完全相同且相互反向設置。

進一步地，所述導光板基板的長度為50~80mm，寬度為50~80mm，相應的LED光源與導光板基板側面之間的距離為0.5mm~2mm且與所述導光板基板的大小成正比。

進一步地，所述上表面微棱鏡陣列和下表面微棱鏡陣列的單個微棱鏡橫截面為非對稱的V型溝槽結構，包括靠近相應LED光源的入光側面和遠離相應LED光源的背光側面，所述入光側面與法線的夾角大于背光側面與法線的夾角。

進一步地，所述入光側面與法線的夾角為60~85°，所述背光側面與法線的夾角為45~70°。

進一步地，所述上表面微棱鏡陣列和下表面微棱鏡陣列的各個微棱鏡的深度相同或者從相應光源一側到導光板基板另一側逐漸線性遞增。

進一步地，所述微棱鏡陣列結構的深度的取值范圍為100~300μm。

進一步地，所述上表面微棱鏡陣列和下表面微棱鏡陣列的相鄰兩個微棱鏡的間距相同或者從相應光源一側到導光板基板另一側依次非線性遞減。

進一步地，相鄰兩個微棱鏡的間距的取值范圍為50~1000μm。

進一步地，所述導光板基板的材料為光學級亞克力板或石英玻璃板。

相比現(xiàn)有技術，本實用新型在導光板基板的上下兩面分別制作同心圓弧曲線排列的微棱鏡陣列結構，保證和光源距離相等的地方，出光面亮度一致，表面的微棱鏡陣列兩側面結構，微棱鏡的間距，微棱鏡的深度按照嚴格的配光設計，微棱鏡凹凸不平的結構破壞了光在導光板內部傳輸?shù)穆窂?，從而打破了光的全反射條件使光從導光板的上面射出，從而達到導光的效果。由于LED燈本身存在照明發(fā)射角，照射暗區(qū)自然存在，但是雙面異向排列的微棱鏡陣列結構互相填補的照明暗區(qū)，使得導光板出光面的光學亮度更高，導光均勻度更好。

附圖說明

圖1為本實用新型設計的導光板三維形貌示意圖。

圖2為本實用新型設計的導光板截面結構示意圖。

圖3為單個LED光源照射暗區(qū)示意圖。

圖中所示：1-右側LED光源；2-上表面微棱鏡陣列；3-左側LED光源；4-下表面微棱鏡陣列；5-導光板基板；6-照射暗區(qū)；7-照射暗區(qū)；8-上表面；9-下表面；10-右側面；11-左側面；12-入光側面；13-背光側面。

具體實施方式

為了更好理解本實用新型，下面結合附圖和實施例對本實用新型做進一步的說明，但是本實用新型要求保護的范圍并不局限于實施例表示的范圍。

如圖1所示，一種雙面異向同心圓弧曲線排列的微棱鏡陣列導光板，包括材料為光學級亞克力板或石英玻璃板的導光板基板5，所述導光板基板5的左、右兩側設置有作為入光面的左側面11和右側面10，上表面8和下表面9分別設置有以相應光源位置或所述入光面中心位置為圓心的同心圓弧曲線狀規(guī)律排列的上表面微棱鏡陣列2和下表面微棱鏡陣列4，所述的上表面微棱鏡陣列2和下表面微棱鏡陣列4結構完全相同且相互反向設置。

在導光板基板5的左側面11和右側面10分別放置一個左側LED光源3和右側LED光源1，右側LED光源1放置在右側面10的中心位置，右側LED光源1正對于右側面10照射。同樣的左側LED光源3放置在左側面11的中心位置，左側LED光源3正對于左側面11照射。導光板基板5的上表面8為出光表面，其上面加工有以右側面線中心點o為圓心或者以右側LED光源1位置為圓心的一系列同心圓弧曲線排列的上表面微棱鏡陣列2，上表面微棱鏡陣列2由右側面10開始一直延伸到左側面11為止。導光板基板5的下表面9為反光表面，其上面加工有以左側面線中心點為圓心或者以左側LED光源3位置為圓心的一系列同心圓弧曲線排列的下表面微棱鏡陣列4，下表面微棱鏡陣列4由左側面11開始一直延伸到右側面10為止，并且在下表面9上涂有高反光材料。

如圖2所示，右側LED光源1與右側面10之間存在間隙L₁，左側LED光源3與左側面11之間也存在間隙L₂， L₁和L₂的大小相等，并隨導光板基板5尺寸的增大而增大，其取值范圍在0.5mm~2mm之間。對于上表面微棱鏡陣列2和下表面微棱鏡陣列4來說，單個微棱鏡由入光側面12和背光側面13組成，兩側面采用非對稱結構，入光側面12與法線之間的夾角α始終大于背光側面13與法線之間的夾角β，入光側面12與法線之間的夾角α為60~85°，背光側面13與法線之間的夾角β為45~70°。上表面微棱鏡陣列2的微棱鏡深度h由右側面10到左側面11逐漸線性增大，取值為100~300μm。相鄰兩個微棱鏡之間的間距L₃由右側面10到左側面11逐漸非線性減小，取值為50~1000μm。下表面微棱鏡陣列4的微棱鏡深度h由左側面11到右側面10逐漸線性增大，取值為100~300μm。相鄰兩個微棱鏡之間的間距L₄由左側面11到右側面10逐漸非線性遞減，取值為50~1000μm。上表面微棱鏡陣列2和下表面微棱鏡陣列4的結構完全相同。本實施例導光效率82.39%，導光均勻度78.45%。

在本實用新型的另一實施例中，所述上表面微棱鏡陣列2和下表面微棱鏡陣列4的各個微棱鏡的深度相同，所述上表面微棱鏡陣列2和下表面微棱鏡陣列4的相鄰兩個微棱鏡的間距相同，本實施例的導光效率導光效率71.64%導光均勻度73.44%。

如圖3所示的單個LED光源照射暗區(qū)示意圖，根據(jù)光的傳輸散射理論，當光從光密介質射入光疏介質時，光的入射角達到一定角度即臨界角時，不再有折射光線射出，此時光在光疏介質和光密介質交界面發(fā)生全反射。將光源安裝在導光板基板兩側時，只有靠近光源的一小塊區(qū)域沒有達到光的全反射條件而使光從板的頂面和底面折射出，大部分的光在在導光板基板內發(fā)生全反射而向前傳播，所以只有靠近光源的很小的一部分區(qū)域發(fā)光，而大部分區(qū)域沒有光射出而呈現(xiàn)較暗的狀態(tài)，不能實現(xiàn)均光的效果。

圖3的右側LED光源1放置在導光板的右側，LED光源1發(fā)射的光線剖面角密度成lambertian角度分布，并在導光板內向前傳輸。由于LED光源發(fā)射光線成固定角度，使用單面同心圓弧曲線微棱鏡陣列導光板時，在靠近右側面10的出光表面8上存在兩個明顯的照射暗區(qū)6和7，嚴重影響導光板的導光效率和出光均勻度，其導光效率60.11%，導光均勻度68.31%。為了覆蓋掉出光表面8上的照射暗區(qū)6和7，本實用新型設計使用雙面異向同心圓弧曲線微棱鏡陣列結構，上下兩面同心圓弧曲線微棱鏡相互補充暗區(qū)光線，提高導光板的導光效率和出光均勻度。

本實用新型的上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而并非是對本實用新型的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型權利要求的保護范圍之內。