導光板和背光單元的製作方法
2023-05-30 07:37:26 2
導光板和背光單元的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種導光板和背光單元，更特別地，涉及一種導光板和背光單元，其中，所述導光板包括：光入射部，從位於導光板的側面的光源發出的光入射到所述光入射部，並且所述光入射部被形成多個圖案，其中，所述多個圖案形成為使得密布圖案區和稀疏圖案區周期性地重複，並且所述密布圖案區和所述稀疏圖案之間的圖案密度漸變地變化，從而在不影響亮度的情況下提高亮度均勻性。
【專利說明】導光板和背光單元
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種用於液晶顯示器的導光板，並且涉及一種包括該導光板的背光單 J Li 〇
【背景技術】
[0002] 作為光學顯示裝置，液晶顯示器（可以縮寫為"LCD"）是間接發光型的。因為它自 身不能發光，所以通過使用附加的光源來顯示圖像。液晶顯示器包括作為光源元件的背光 單元（可以縮寫為"BLU"），光源元件對決定LCD的總體亮度和均勻度來說是重要的。
[0003] 典型的BLU的例子包括冷陰極螢光燈（CCFL)或外部電極螢光燈（EEFL)。目前，發 光二極體（LED)的使用急劇增加。發光二極體在以下方面有優勢：節能，高亮度，在特定條 件下局部控制亮度以最大化能量效率，高對比度從而獲得出色的圖像質量，以及由於不含 水銀（Ag)而具有的環保特性。
[0004] BLU包括布置在其下表面或側面的光源。在光源布置在BLU的下表面時，設置擴散 板來提高光均勻度。另一方面，在光源布置在BLU的側面時，設置導光板來調整光路使從側 面入射的光向前行進，並且還使光被均勻地射出。此外，在導光板或擴散板上放置了擴散片 和稜鏡片，使得光被聚集而向前行進，並且使得光是均勻的，然後到達液晶面板。然而，反射 片設置在導光板或擴散板的下面，使得從光路偏離而未到達液晶面板的光被再次反射從而 提商光源的利用效率。
[0005] 具有布置在其下端的整個表面上的LED的直接型BLU可以顯示高圖像質量，但是 由於使用大量的LED所以很昂貴。使用大量的LED可能導致能量消耗高、發熱量高以及使 產品耐用性不希望地變差。此外，擴散板以預定間隔布置，使得布置在BLU背面的LED不能 被從前面看見，並且因此，直接型BLU比邊緣型BLU相對而言更厚，因此有設計方面的缺點。
[0006] 因此，具有布置在BLU側面的LED光源的邊緣型BLU具有廣泛的應用範圍。
[0007] 通過將光源附接到BLU的至少一個側面，邊緣型BLU被製造為使用導光板而使光 向前行進。與直接型BLU相比，邊緣型BLU具有較少數量的LED，因此降低了 BLU的價格、發 熱量和厚度。然而，邊緣型BLU具有相對較低的亮度，而無法實現圖像的局部控制功能。
[0008] 近來，進行了解決邊緣型BLU的問題的許多嘗試。例如，可以提高LED的發光量來 增強亮度。另外，導光板的上側面可以被賦予例如稜鏡、柱狀圖案或微透鏡陣列（MLA)圖案 等的圖案，使從導光板的側面入射而通過導光板出射到前面的光的量增加，從而提高亮度。
[0009] 此外，在導光板的下端經過絲網印刷、雷射工藝或機械工藝的情況下，從側面入射 的光可以以更大的總光量均勻地出射到前面。近來，正在進行對印刷工藝的全面研究。
[0010] 按照傳統工藝，導光板經過鏡面處理，使得在光從導光板的側面入射到該導光板 的情況下，儘可能多的光可以向前行進，其中光源位於導光板的側面處。鏡面處理是用於最 小化表面粗糙度從而最大化入射光量的處理。由於這種表面處理，所以布置在靠近LED的 導光板的上側面非常亮，而兩個相鄰的LED之間的中部會很暗，因此，產生了特定位置看起 來更亮的一些熱點。當從上方觀察導光板時，導光板的更靠近LED的部分和其它部分之間 的亮度差很大，並且因此均勻度變差。因此，還要額外使用例如擴散片的光學片，這使亮度 不希望地變差。
[0011] 為了解決這些問題，在光入射部上進行了用於形成各種圖案的鋸齒處理，其中，所 述光入射部是導光板的放置LED的位置以及光進行入射的位置。儘管可能發生總光量減少 的情況，但是可以提高均勻度從而改善圖像質量。
[0012] 然而，當按照傳統技術使用雷射工藝或機械工藝形成圖案時，它們可能導致光損 失，並且均勻度的提高可能受到限制。需要解決這些問題。
[0013] 通常，上部圖案例如是形成在導光板的上側面上的柱狀、稜鏡或微透鏡陣列，所述 上部圖案用於反射從側面入射的光從而提高亮度。此外，在使用絲網印刷、雷射工藝或機械 工藝在導光板的下側面形成下圖案時，在光的內全反射的過程中，從側面入射的光可能與 下圖案相衝突，從而使光的行進方向轉向所述導光板的前面。
[0014] 按照傳統技術，光入射部經過鏡面處理，大量的光被無損失地接收，其中，所述光 入射部是光從光源入射到的所述導光板的側面。然而，入射光徑直地傳播到導光板的與所 述光入射部相對的另一側。因此，光入射部包括與光源對應的亮區和除亮區以外的暗區。在 光入射部中，亮區和暗區明顯地不同，並且因此在亮區中的熱點比周圍區域更亮。為了改善 亮度均勻度，需要在導光板的上側面上形成多於所需的多個擴散片。
[0015] 因此，近來開發了被配置為使得光入射部通過鋸齒處理被形成多個圖案的導光 板。此外，由於形成在其光入射部上的這些圖案，這種導光板使入射到其中的光能被廣泛地 擴散，從而與沒有這些圖案的導光板（圖1)相比，亮度均勻度得到提高。
[0016] 然而，由於入射到光入射部的光的量很大程度取決於光源所在的位置，甚至當通 過鋸齒處理在導光板的整個光入射部形成多個圖案時，也很難期待光擴散性能通過均勻形 成的圖案隨著入射光的量而發生變化，並且因此限制了亮度均勻度的提高。
【發明內容】
[0017] 技術問題
[0018] 相應地，針對現有技術中出現的上述問題而做出本發明，並且，本發明的一個目標 是提供一種導光板，其中，可以調整形成在導光板的光入射部上的圖案的密度和大小，從而 提高BLU的亮度均勻度。
[0019] 技術方案
[0020] 為了實現上述目標，本發明的第一優選實施例提供一種導光板，所述導光板包括： 光入射部，從位於所述導光板的側面的光源發出的光入射到所述光入射部，並且所述光入 射部被形成多個圖案，其中所述多個圖案形成為從具有最大圖案密度的位置到具有最小圖 案密度的位置漸變，並且從具有最小圖案密度的位置到具有最大圖案密度的位置漸變。
[0021] 在這個實施例中，所述多個圖案可以根據由以下關係式I定義的圖案之間的距離 漸變地形成。
[0022] (I)
[0023] 在這之中，b_或bnin是相鄰圖案之間的距離，是相鄰圖案之間的最短距離，b_ 是相鄰圖案之間的最長距離，[b/]^是取決於n-1的重複單元，其中，當重複n-1次時，b n 按序列進行改變，其中，η是不小於2的整數。
[0024] 在這個實施例中，所述多個圖案可以是微透鏡圖案或柱狀圖案。
[0025] 在這個實施例中，所述圖案可以是微透鏡圖案，並且其中bmin和bmax可以由以下關 系式II和III定義。
[0026] bmin>(l/10)xr (II)
[0027] bmax<20xr (III)
[0028] 在這之中，是相鄰圖案之間的最短距離，b_是相鄰圖案之間的最長距離，並且 2r是微透鏡圖案的橫截面直徑。
[0029] 在這個實施例中，所述微透鏡圖案可以具有1 μ m至1mm的橫截面直徑（2r)。
[0030] 在這個實施例中，所述圖案可以具有由以下關係式IV定義的圖案周期（b)。
[0031]
【權利要求】
1. 一種導光板，所述導光板包括：光入射部，從位於導光板的側面的光源發出的光入 射到所述光入射部，並且所述光入射部被形成多個圖案， 其中，所述多個圖案形成為從具有最大圖案密度的位置到具有最小圖案密度的位置漸 變，並且從具有最小圖案密度的位置到具有最大圖案密度的位置漸變。
2. 根據權利要求1所述的導光板，其中，所述多個圖案根據由以下關係式I定義的圖案 之間的距離漸變地形成： bminWU. (I) 其中bmin和b_是相鄰圖案之間的距離，bmin是相鄰圖案之間的最短距離，b_是相鄰圖 案之間的最長距離，[b/]^是取決於n-1的重複單元，其中，當重複n-1次時，1^按序列進 行改變，其中，η是不小於2的整數。
3. 根據權利要求1所述的導光板，其中，所述多個圖案為微透鏡圖案或柱狀圖案。
4. 根據權利要求1所述的導光板，其中，所述多個圖案為微透鏡圖案，並且bmin和bmax 由以下關係式II和III定義： bmin>(l/10)xr (II) bfflax<20xr (III) 其中，bmin是相鄰圖案之間的最短距離，bmax是相鄰圖案之間的最長距離，並且2r是微 透鏡圖案的橫截面直徑。
5. 根據權利要求4所述的導光板，其中，所述微透鏡圖案具有1 μ m至1mm的橫截面直 徑（2r)。
6. 根據權利要求1所述的導光板，其中，所述多個圖案具有由以下關係式IV定義的圖 案周期（b):
其中，a是光源周期，b是圖案周期，所述圖案周期是具有最大圖案密度的位置之間的 周期或具有最小圖案密度的位置之間的周期。
7. 根據權利要求1所述的導光板，其中，所述多個圖案為正圖案或負圖案。
8. 根據權利要求1所述的導光板，其中，在密布圖案區中的圖案的大小大於在稀疏圖 案區中的圖案的大小。
9. 一種導光板，所述導光板包括：光入射部，從位於所述導光板的側面的光源發出的 光入射到所述光入射部，並且所述光入射部被形成多個圖案， 其中，所述光入射部包括與光源相對應的亮區和除亮區以外的暗區，並且所述亮區具 有多個圖案而所述暗區沒有圖案。
10. 根據權利要求9所述的導光板，其中，所述多個圖案具有由以下關係式V定義的圖 案周期（c):
其中，a是光源周期，c是圖案周期，所述圖案周期是選自圖案形成區的圖案開始位置、 圖案中間位置和圖案結束位置的位置之間的周期。
11. 根據權利要求9所述的導光板，其中，所述多個圖案為具有1 μ m至3mm的直徑的正 半球微透鏡圖案或負半球微透鏡圖案。
12. 根據權利要求9所述的導光板，其中，所述多個圖案為具有10 μ m至10mm的長度的 正柱狀圖案或負柱狀圖案。
13. 根據權利要求1或9所述的導光板，其中，所述導光板包括選自由以下材料組成的 組中的任意一種材料製成：聚碳酸脂樹脂、聚苯乙烯樹脂、丙烯酸樹脂、烯烴樹脂，以及這些 材料的共聚物、混合物、衍生物。
14. 一種背光單兀，所述背光單兀包括權利要求1或9所述的導光板。
【文檔編號】G02B6/10GK104145199SQ201380011877
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2013年2月28日 優先權日:2012年2月29日
【發明者】崔官民, 杜俊吉, 張泰甲, 金敃廷 申請人:可隆工業株式會社