專利名稱：用于背光單元的光導(dǎo)板和制造光導(dǎo)板的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及一種用于背光單元的光導(dǎo)板(LGP)和該LGP的制造方法，更具體而言，涉及一種從光源接收光以使光均勻地分布在LGP上的LGP，一種包括該LGP的背光單元以及該LGP的制造方法。
背景技術(shù)：
液晶顯示器(LCD)利用一種光開關(guān)現(xiàn)象。在這種光開關(guān)現(xiàn)象中，作為一種介于固態(tài)與液體中間的材料的液晶被注入到上和下薄玻璃板之間。使用上和下玻璃板上電極之間的電壓差來控制液晶分子的取向，從而產(chǎn)生對比度。結(jié)果，利用對比度顯示圖片或圖像。
與陰極射線管(CRT)，等離子體顯示板(PDP)和場致發(fā)光顯示器(FED)不同，這種LCD是不發(fā)光的。即，在不具有光源的條件下，LCD不能顯示圖像。從而，LCD需要起光源作用的設(shè)備，以便將光均勻地輻射到信息顯示表面上。
因此，LCD需要背光單元，用于將光均勻地發(fā)射在使用透射光顯示圖像的TFT-LCD板上。
使用這種背光單元作為監(jiān)視器、筆記本計(jì)算機(jī)等中采用的TFT-LCD的光源，從而需要使用最小能量最大程度地發(fā)射明亮光的功能。此外，背光單元使光源發(fā)射出的光的亮度在LCD的整個(gè)表面上保持均勻，以便將光轉(zhuǎn)變成平面光(sheet light)。
如圖1中所示，背光單元包括光源1，LGP3，光擴(kuò)散片4，棱鏡片5，偏振膜6和反射器2。
光源1通常為陰極熒光燈(CFL)，特別是冷CFL(CCFL)，LGP3靠近光源1設(shè)置。棱鏡片5和偏振膜6相繼設(shè)置在LGP3的光發(fā)射表面上，并且反射器2被設(shè)置成與LGP3的光發(fā)射表面相對。光擴(kuò)散片4將來自LGP3的光擴(kuò)展和散射，以基本上在可設(shè)置于LGP3前面的屏幕的整個(gè)區(qū)域上保持光的亮度均勻。
在LGP3的后表面上由涂漬形成點(diǎn)圖案，以便將從光源1入射的光均勻地發(fā)射到屏幕的任何位置。在LGP3的后表面上形成的使光散射的印刷圖案稱作偽光源。從光源1發(fā)射出的光束被LGP3后表面上的點(diǎn)圖案漫射和反射，并且從LGP3的光發(fā)射表面向前發(fā)射出。
反射器2設(shè)置在LGP3的后表面上，將光源1發(fā)射出的光束反射。此處，由于光源1發(fā)射出的光束，幾乎發(fā)射光的所有部分都極大地偏離LGP3的垂直方向地發(fā)射出去。此外，光的分布發(fā)生明顯地偏離。從而，用戶從LGP3的垂直方向觀察LGP3時(shí)，常?？吹椒浅０档腖CD屏幕。
為了解決這一問題，在LGP3的前面設(shè)置棱鏡片5和偏振膜6。棱鏡片5增大了棱鏡面5前部所反射的光的亮度。偏振膜6僅透過均勻偏振光。在此情形中，偏振膜6透過P波(平行)分量(下面稱之為P波)，吸收S波(垂直)分量(下面稱之為S波)。由均勻偏振的P光波光在液晶板上形成圖像。
偏振膜6將入射到其上的光分成P和S波分量，并吸收S波分量。從而，當(dāng)與P波的大約85％的透射率相比時(shí)，S波的透射率為大約5％，入射光強(qiáng)的10％在偏振膜6中被吸收或者被反射到偏振膜6中?？梢韵氲?，通過偏振膜6入射到LCD板上的光會發(fā)生相當(dāng)大的損失。
此外，偏振膜6的單位制造成本較高。結(jié)果，整個(gè)背光單元的單位制造成本增加了。
此外，在制造背光單元時(shí)必須另外組裝偏振膜。從而，使組裝過程變得復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種不具有偏振膜的、僅發(fā)射均勻偏振光的背光單元，該背光單元的LGP，以及該LGP的制造方法。
本發(fā)明還提供一種在發(fā)射光時(shí)具有較少量光損失、組裝簡單且單位制造成本降低的背光單元，該背光單元的LGP，以及該LGP的制造方法。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面，提供一種用于背光單元的光導(dǎo)板，包括光導(dǎo)板主體，其包括接收背光源輻射出的光的入射面和將所接收的光發(fā)射出的發(fā)射面；和設(shè)置在發(fā)射面上的偏振涂層，該偏振涂層包括至少一個(gè)涂有折射率至少為2.0的無機(jī)化合物的涂層。此處，在可見光波長范圍內(nèi)，從光導(dǎo)板主體透過偏振涂層的偏振光的P波與S波的透射率之差至少為50％。
根據(jù)本發(fā)明另一方面，提供一種背光單元，包括背光源；光導(dǎo)板，其從背光源接收光并且將光發(fā)射到光導(dǎo)板的外部；與光導(dǎo)板的發(fā)射面相對地形成的反射器，用于將光導(dǎo)板發(fā)射出的光朝向發(fā)射面反射；以及光控制器，用于折射或反射光導(dǎo)板發(fā)射出的光，以將輻射到外部的光控制為均勻分布的。
根據(jù)本發(fā)明另一方面，提供一種用于背光單元的光導(dǎo)板的制造方法，包括由聚甲基丙烯酸甲酯形成包括用于接收從背光源輻射出的光的入射面和將所接收的光發(fā)射出的發(fā)射面的光導(dǎo)板主體；清潔光導(dǎo)板主體；使用硬涂漬溶液在光導(dǎo)板主體的發(fā)射表面上形成硬涂層；以及在硬涂層上形成偏振涂層。


通過參照附圖描述本發(fā)明的具體實(shí)施例，本發(fā)明的上述和其他特征和優(yōu)點(diǎn)將更加顯而易見，其中圖1是用于傳統(tǒng)背光單元的LGP的透視圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的背光單元的剖面圖；
圖3為圖2中所示的部分A的剖面圖，即根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的LGP的剖面圖；圖4的曲線表示形成偏振涂層的無機(jī)化合物與其厚度之間的關(guān)系；圖5為圖2中所示部分A的剖面圖，即根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的LGP的剖面圖；圖6的曲線表示圖5的具有偏振涂層的LGP的P和S波的透射率；圖7為圖2中所示部分A的剖面圖，即根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的LGP的剖面圖；圖8的曲線表示圖7的具有偏振涂層的LGP的P和S波的透射率；圖9為圖7中所示LGP的第一變型例的剖面圖；圖10的曲線表示圖9的具有偏振涂層的P和S波的透射率；圖11為圖7中所示的LGP的第二變型例的剖面圖；圖12的曲線表示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，具有偏振涂層的圖11第二變型例的P和S波的透射率；圖13的曲線表示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，具有偏振涂層的圖11第二變型例的P和S波的透射率；圖14的曲線表示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，圖11第二變型例的P和S波的透射率；圖15為圖7中所示LGP的第三變型例的剖面圖；圖16的曲線表示具有偏振涂層的圖15第三變型例的P和S波的透射率；以及圖17為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例用于背光單元的LGP的制造方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
圖2為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的背光單元的示意剖面圖。參照圖2，背光單元10包括棱鏡片60，LGP 30，背光源11和反射器20。液晶顯示板70等可以設(shè)置在棱鏡片60上，用于對其進(jìn)行照明。
背光源11可以為CFL，例如CCFL。不過，背光源11可以為現(xiàn)有技術(shù)中已知的其他種類的燈?，F(xiàn)在將描述從具體為CCFL的背光源11發(fā)射光的過程。如果向背光源11施加電壓，則處于背光源11內(nèi)部的電子移動到陽極。電子碰撞氬(Ar)，從而氬(Ar)被激發(fā)出多個(gè)陽離子。多個(gè)陽離子碰撞陽極，激發(fā)出二次電子。如果二次電子流動到管子內(nèi)部并開始放電，則電子碰撞汞(Hg)蒸汽，從而被電離，發(fā)射出紫外線和可見光。所發(fā)射出的紫外線激發(fā)CFL的內(nèi)壁上涂覆的熒光物質(zhì)，發(fā)射出可見光，從而輻射出光。
LGP 30靠近背光源11設(shè)置，并且通常取向?yàn)榕c背光源11成平面關(guān)系。LGP 30起到光導(dǎo)的作用，從而允許背光源11發(fā)射出的光向內(nèi)入射，從而朝向發(fā)射面(圖2中所示的上部)發(fā)射平面光，以及偏振光。
反射器20被設(shè)置成與LGP 30的發(fā)射表面相對，以將背光源11發(fā)射出的光朝向LGP 30的內(nèi)部反射。
棱鏡片60可包括片61和62(例如垂直和水平片)，如圖2中所示，或可以形成為一片。棱鏡片60增大所通過的光的亮度。換言之，棱鏡片60僅透過以某一特定角度入射的光，而將以其他角度入射的光全反射，從而使光返回棱鏡片60的下部。如上所述，返回光被反射器20反射。
包括上述元件的背光單元10可以結(jié)合或者組裝到模制框架15中。將液晶板70設(shè)置在背光單元10上，并且可由頂部機(jī)架(未示出)保護(hù)。在此情形中，頂部機(jī)架與模制框架15彼此可以結(jié)合，使得將背光單元10和液晶板70設(shè)置在頂部機(jī)架與模制框架15之間。
如圖3中所示，LGP 30包括LGP主體31和偏振涂層50。如果光從背光源11通過入射面32(圖2)入射到LGP主體31上，則LGP主體31漫射和反射入射光，使光透過發(fā)射面34(頂面)。
LGP主體31可由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)形成。PMMA是一種具有高透光性、高表面強(qiáng)度和高耐磨損性的甲基丙烯酸酯族塑料樹脂，即線性聚合物。PMMA比用于制造光學(xué)部件的ZEONEX或Topas要便宜。
偏振涂層50設(shè)置在LGP主體31的發(fā)射面34上。偏振涂層50由無機(jī)化合物形成，以使通過LGP主體31的光偏振。換言之，與傳統(tǒng)的背光單元不同，不需要附加的偏振膜(例如圖1的膜6)。
不過，PMMA在環(huán)境溫度下吸收大量濕氣，從而在噴射模塑過程中，模具釋放蠟、油或塵土易于粘到PMMA的表面上。因此，難以在PMMA上直接涂覆偏振涂層。此外，PMMA對溫度的改變很敏感。從而，為了解決這個(gè)問題且提高偏振涂層50在LGP主體31上的粘接性，可以在LGP主體31的發(fā)射面34上首先形成硬涂層40。在形成硬涂層40之后，可以在硬涂層40上形成偏振涂層50。硬涂層40可由例如LG化學(xué)有限公司制造的ST104GN-S或ST31GN-S形成。當(dāng)然，硬涂層40可以為本領(lǐng)域中已知的其他適當(dāng)材料。
本發(fā)明的LGP主體31不限于PMMA，可以由其他適當(dāng)材料諸如ZEONEX或Topas形成。在LGP主體31由ZEONEX或Topas形成時(shí)，吸濕性低于PMMA，不需要在偏振涂層50與LGP主體31之間插入硬涂層40。
選擇形成偏振涂層50的無機(jī)材料，使得在可見光波長范圍內(nèi)(即在大約400nm與大約700nm之間)，偏振涂層50的折射率至少為2.0。盡管圖3中表示出一個(gè)偏振涂層50，不過偏振涂層50可通過層疊多層來形成。
現(xiàn)在將針對包括一層或多層(即疊層)的偏振涂層50描述本發(fā)明的如圖3中所示，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例、用于背光單元的LGP 30的偏振涂層50可由單層構(gòu)成。
在此情形中，形成偏振涂層50的無機(jī)化合物具有至少為2.0的折射率，且厚度D介于大約35nm和大約85nm之間。無機(jī)化合物可以為ZrO2，HfO2，Ta2O5，TiO2，Ti3O5，Ti2O3，ZnS或ZnSe。當(dāng)在上述條件下制造偏振涂層50時(shí)，在可見光波長范圍內(nèi)(即波長處于400nm與700nm之間)，P波的透射率為大約90％或更大，S波的透射率為大約40％或更小。
可調(diào)節(jié)無機(jī)化合物的厚度，以便產(chǎn)生高偏振性質(zhì)。如果無機(jī)化合物的厚度超出或小于最佳條件，則偏振性質(zhì)惡化。結(jié)果，P波的透射率有可能小于90％，而S波的透射率大于40％。
現(xiàn)在將參照圖4描述使無機(jī)化合物形成的偏振涂層50的偏振最佳的厚度D。在偏振涂層50由HfO2形成的情形中，偏振涂層50的厚度D可處于大約70nm到大約85nm的范圍內(nèi)。在偏振涂層50由ZrO2形成的情形中，偏振涂層50的厚度D可處于大約60nm到大約80nm之間的范圍內(nèi)。在偏振涂層50由Ta2O5形成的情形中，偏振涂層50的厚度D可處于大約50nm到大約80nm的范圍內(nèi)。在偏振涂層50由TiO2形成的情形中，偏振涂層50的厚度D可處于大約40nm到大約70nm的范圍內(nèi)。在偏振涂層50由Ti3O5形成的情形中，偏振涂層50的厚度D可處于大約35nm到大約70nm的范圍內(nèi)。
如果無機(jī)化合物為Ti3O5且無機(jī)化合物的厚度小于大約35nm，則在長波長范圍內(nèi)(即650nm或更大)，S波的透射率增加到大約40％或者更大，從而偏振功能惡化。如果無機(jī)化合物的厚度超過大約70nm，則在短波長范圍內(nèi)(即大約430nm)，S波的透射率增加到大約40％或更大，從而偏振功能惡化。
可將多個(gè)涂層層疊來形成偏振涂層，從而改善偏振性質(zhì)的效率。
在此情形中，如圖5中所示，根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的LGP 30的偏振涂層150可包括涂覆在硬涂層40上的第一涂層151，和涂覆在第一涂層151上的第二涂層152。
與第二涂層152相比，第一涂層151具有更低的折射率。例如，形成第一涂層151的無機(jī)化合物可以為折射率小于2.0的Na3AlF6，MgF2，SiO2，CaF2或LaF3，形成第二涂層152的無機(jī)化合物可以為折射率超過2.0的ZrO2，HfO2，Ta2O5，TiO2，Ti3O5，Ti2O3，ZnS或ZnSe。
此處，第一涂層151與第二涂層152的折射率之差至少為0.7。例如，如果第一涂層151的折射率為1.38，則將第二涂層152形成為具有2.08或更大的折射率。
如果第一涂層151由MgF2形成，第二涂層152由Ti3O5形成，則第一涂層151的厚度介于大約170nm與大約190nm之間，第二涂層152的厚度介于大約50nm與大約70nm之間。在此情形中，如圖6中所示，在可見光波長范圍內(nèi)，偏振涂層的P波透射率為大約95％或更大，偏振涂層的S波透射率為大約30％或更小。
如圖5，7，9，11和15中所示，根據(jù)本發(fā)明另一方面、用于背光單元的LGP 230可包括由多個(gè)(例如介于2個(gè)和10個(gè)之間)層形成的偏振涂層250。
可知，偏振涂層250可由兩個(gè)或更多個(gè)(例如第一和第二)交替的涂層形成。在此情形中，交替的第一與第二涂層的折射率之差至少為0.7。在這種情況下，與第二涂層相比，第一涂層具有更高折射率，以改善偏振性能。此外，第一和第二涂層中的每一個(gè)的厚度可介于大約2nm和大約300nm之間。
在此情形中，形成第一和第二涂層其中之一的無機(jī)化合物可以為Na3AlF6，MgF2，SiO2，CaF2或LaF3。形成第一和第二涂層其中另一個(gè)的無機(jī)化合物可以為ZrO2，HfO2，Ta2O5，TiO2，Ti3O5，Ti2O3，ZnS或ZnSe。
第一和第二涂層的某些示例性組合可以為SiO2/Ta2O5組合，SiO2/TiO2組合，SiO2/Ti3O5組合，MgF2/Ta2O5組合，MgF2/TiO2組合或MgF2/Ti3O5組合。
參照圖7，偏振涂層250可由三層形成，其中有第一涂層251、第二涂層252和第三涂層253，其中將層251，252和253相繼地層疊在硬涂層40上。在此情形中，作為最下層的第一涂層251的厚度D1介于大約5nm與大約20nm之間，作為中間層的第二涂層252的厚度D2介于大約30nm與大約50nm之間，作為最上層的第三涂層253的厚度D3介于大約60nm與大約80nm之間。在此情形中，P波的透射率與S波的透射率之差最大。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在可見光波長范圍內(nèi)，如圖8中所示，圖7中所示和上面描述的偏振涂層250可透過大約100％的P波和大約30％的S波。
在圖9中所示的另一實(shí)施例中，偏振涂層250可由四層構(gòu)成，其中第一涂層351的厚度D1介于大約60nm與大約80nm之間，第二涂層352的厚度D2介于大約100nm與大約120nm之間，第三涂層353的厚度D3介于大約50nm與大約70nm之間，第四涂層354的厚度D4介于大約2nm與大約10nm之間，其中層351-354相繼地層疊在硬涂層40上。在此情形中，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在可見光波長范圍內(nèi)，如圖10中所示，偏振涂層250透過大約90％的P波和小于大約30％的S波。
如圖11中所示，偏振涂層250可由五層構(gòu)成，其中第一、第二、第三、第四和第五涂層451、452、453、454和455相繼地層疊在硬涂層40上面。
作為一個(gè)例子，第一涂層451的厚度D1介于大約2nm與大約15nm之間，第二涂層452的厚度D2介于大約30nm與大約50nm之間，第三涂層453的厚度D3介于大約3nm與大約20nm之間，第四涂層454的厚度D4介于大約5nm與大約30nm之間，第五涂層455的厚度D5介于大約50nm與大約70nm之間。在此情形中，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在可見光波長范圍內(nèi)，如圖12中所示，偏振涂層250透過大約100％的P波和大約30％的S波。
作為另一個(gè)例子，層疊在硬涂層40上的第一到第五涂層可分別具有介于大約5nm與大約20nm之間，大約30nm與大約50nm之間，大約100nm與大約120nm之間，大約160nm與大約180nm之間，和大約30nm與大約50nm之間的厚度。在此情形中，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如圖13中所示，偏振涂層250透過大約100％的P波和小于大約30％的S波。
作為另一個(gè)例子，層疊在硬涂層40上的第一到第五涂層可分別具有介于大約10nm與大約30nm之間，大約20nm與大約40nm之間，大約60nm與大約80nm之間，大約130nm與大約150nm之間，和大約50nm與大約70nm之間的厚度。在此情形中，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如圖14中所示，偏振涂層250透過大約80％或更多的P波和大約20％或更少的S波。
如圖15中所示，偏振涂層250可由六層形成，其中第一、第二、第三、第四、第五和第六涂層551、552、553、554、555和556相繼地層地在硬涂層40上。在此情形中，可通過在硬涂層40上相繼層疊厚度D1介于大約110nm與大約130nm之間的第一涂層551，厚度D2介于大約10nm與大約30nm之間的第二涂層552，厚度D3介于大約30nm與大約50nm之間的第一涂層553，厚度D4介于大約60nm與大約80nm之間的第二涂層554，厚度D5介于大約130nm與大約150nm之間的第一涂層555和厚度D6介于大約50nm與大約70nm之間的第二涂層556，形成偏振涂層250。在此情形中，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在可見光波長范圍內(nèi)，如圖16中所示，偏振涂層250透大約85％或更多的P波和大約15％或更少的S波。
圖17的流程圖表示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例LGP制造方法的步驟?，F(xiàn)在將參照圖17和3詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例用于背光單元的LGP 30的制造方法。
該方法包括提供LGP主體31的操作S1，清潔LGP主體31的操作S2，對LGP 30的發(fā)射表面34進(jìn)行硬涂覆的操作S3，和形成偏振涂層50的操作S4。
在操作S1中，由適當(dāng)材料如PMMA形成LGP主體31，從而主體31包括用于接收從背光源11(參見圖2)輻射出的光的入射面32(參見圖2)，和用于發(fā)射所接收的光的發(fā)射面34。
在操作S2中，特別是如果LGP主體31由諸如PMMA的甲基丙烯酸酯族塑料樹脂形成，則清潔LGP主體31。由于在環(huán)境溫度下PMMA吸收大量濕氣，在噴射模塑過程中和/或之后，模具釋放蠟、油或塵土常常粘到PMMA的表面上。從而，難以使用無機(jī)材料在PMMA的表面上進(jìn)行偏振涂覆。因此，為了解決這一問題，可以在硬涂覆之前執(zhí)行操作S2。
清潔操作S2可采用使用液體的超聲波清洗方法。將不會融化PMMA或損壞PMMA的液體，如純凈水，去離子水，乙醇，異丙醇(IPA)或清潔劑，設(shè)置在諸如清潔池的容器中，然后向清潔池施加超聲波。當(dāng)將LGP主體31放入清潔池中時(shí)，通過超聲波的振蕩去除粘附到LGP主體31的表面上的材料，如灰塵。
此處，可選擇超聲波頻率和液體，從而不會劃傷LGP主體31的表面。此外，可選擇清潔時(shí)間(例如不超過1分鐘)，以便減少濕氣滲入LGP主體31中。另外，當(dāng)超聲波連續(xù)地振蕩時(shí)，液體的溫度升高。此處，清潔池的溫度最好不超過大約80°。當(dāng)然，根據(jù)清潔時(shí)間、頻率、液體的種類等可選擇液體的其他適當(dāng)溫度。本發(fā)明不限于超聲波清洗方法，還可以使用本領(lǐng)域中公知的一種或多種清潔方法，諸如使用例如清潔空氣、氮等氣體的方法，使用等離子體的精細(xì)清潔方法等。
在操作S3中，將LGP主體31硬涂覆?？墒褂美缧繖C(jī)進(jìn)行硬涂覆。旋涂機(jī)通過將材料沉積到物體上并且旋轉(zhuǎn)物體，可以為平面物體涂覆一層材料。此處，旋涂機(jī)可以具有較強(qiáng)的旋轉(zhuǎn)力，以便將溶液均勻地散布到LGP主體31上。此外，在旋涂方法的情況下，利用離心力將溶液均勻地涂覆到透鏡表面上。從而，如果適當(dāng)調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)速度，則可尋找到一個(gè)或多個(gè)最佳涂覆條件。結(jié)果，可調(diào)節(jié)旋涂方法的速度保持時(shí)間，速度增加時(shí)間等。
在一個(gè)示例性旋涂過程中，將LGP主體31安裝到旋涂機(jī)中。LGP主體31的發(fā)射面34可按照某一速度旋轉(zhuǎn)，從而在其上均勻地分布液體。
預(yù)定量的溶液滴落到要被涂覆的LGP主體31的發(fā)射面34上，然后LGP主體31緩慢地旋轉(zhuǎn)。此處，如果LGP主體31開始時(shí)旋轉(zhuǎn)較快，則不能將硬溶液均勻地涂覆到LGP主體31的表面上，而會拋出LGP主體31的表面。從而，LGP主體31的旋轉(zhuǎn)速度為大約50rpm，然后當(dāng)溶液被均勻涂覆到主體31上時(shí)旋轉(zhuǎn)速度增加到大約1000rmp。第一個(gè)較低旋轉(zhuǎn)速度保證溶液被均勻涂覆，使用高速旋轉(zhuǎn)速度使溶液的均勻涂層變薄。另外，如果在LGP主體31旋轉(zhuǎn)過程中溶液滴落，則溶液可能會飛濺，導(dǎo)致在硬涂層40中產(chǎn)生空氣泡。因此，為了防止發(fā)生這一問題，可在主體31旋轉(zhuǎn)前傾注預(yù)定量溶液。
本發(fā)明不限于旋涂方法。換言之，本發(fā)明可使用多種方法，諸如將透鏡浸入包含溶液的池中，然后從池中取出透鏡的浸入方法；將溶液噴射到旋轉(zhuǎn)的透鏡上、在旋轉(zhuǎn)的透鏡上均勻地涂覆溶液的方法；以及使用小噴嘴將溶液噴射到透鏡上的噴射方法，等。
在將溶液涂覆到主體31上以后，可執(zhí)行干燥過程，將溶液硬化或固化。在干燥器中在大約80°到大約90°之間的溫度下執(zhí)行干燥過程大約2小時(shí)到大約4小時(shí)。在將溶液硬化或固化之后，可在LGP主體31上面的硬涂層40上涂覆無機(jī)化合物。
在操作S1中形成偏振涂層50。此處，可以在真空室中沉積形成偏振涂層50的無機(jī)化合物。無機(jī)化合物可以為MgF2，SiO2，Ta2O5，Ti2O3，TiO2，Ti3O5，CeO2或者多種材料的混合物。通過例如在真空狀態(tài)下熱蒸發(fā)沉積、電子槍沉積或?yàn)R射沉積這些材料，可形成無機(jī)化合物薄膜。在此情形中，如上所述，偏振涂層50可由單層或多層構(gòu)成。
如果對基板進(jìn)行硬涂覆以控制無機(jī)化合物薄膜的剝離，則可使用如上所述的蒸發(fā)方法在基板上沉積所需厚度的無機(jī)化合物薄膜，以便獲得偏振光束分裂性能。不過，可使用離子槍或先進(jìn)離子源(APS)槍來沉積更精確、耐用的薄膜，以提高薄膜的密度。結(jié)果，可增大薄膜的耐久性。
本發(fā)明的涂覆過程重點(diǎn)放在使偏振最優(yōu)化。換言之，P波的透射率必須較高，S波的透射率必須較低(即S波反射率必須較高)。從而，本發(fā)明的涂覆過程與用于減小基板與空氣之間接觸面上發(fā)生的反射以減小反射率的消反射(AR)涂覆不同。
本發(fā)明的涂層結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有涂層結(jié)構(gòu)的不同之處在于，其具有塑料/涂層/空氣結(jié)構(gòu)，即與寬度相比近似忽略高度的二維結(jié)構(gòu)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可在LGP主體上實(shí)施涂覆過程，以使光偏振。從而，與傳統(tǒng)偏振膜相比，可降低成本大約15-20％。
此外，可去除偏振膜，從而簡化組裝過程。
另外，使用本發(fā)明涂覆過程的偏振方法不利用光的吸收。從而，入射光幾乎不會損失。
盡管參照本發(fā)明的實(shí)施例具體示出和描述了本發(fā)明，不過在不偏離所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明精神和范圍的條件下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可想到形式和細(xì)節(jié)方面的多種改變。
權(quán)利要求
1.一種用于包括光源的背光單元的光導(dǎo)板，包括光導(dǎo)板主體，包括用于接收從光源輻射出的光的入射面和用于將光基本上以平面光形式發(fā)射出的發(fā)射面；和設(shè)置在發(fā)射面上且折射率至少為2.0的偏振涂層，其中，在可見光波長范圍內(nèi)，穿過偏振涂層的平面光的P波透射率與S波透射率之差至少為50％。
2.如權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)板，其中所述偏振涂層為厚度介于大約35nm到大約85nm之間的單層。
3.如權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)板，其中所述偏振涂層為選自ZrO2，HfO2，Ta2O5，TiO2，Ti3O5，Ti2O3，ZnS和ZnSe組成的組的無機(jī)化合物。
4.如權(quán)利要求3所述的光導(dǎo)板，其中所述偏振涂層為Ti3O5，且厚度介于大約35nm到大約70nm之間。
5.如權(quán)利要求2所述的光導(dǎo)板，其中所述光導(dǎo)板主體為PMMA；并且在所述光導(dǎo)板主體與偏振涂層之間插入硬涂層。
6.如權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)板，其中所述偏振涂層包括第一無機(jī)化合物形成的且具有第一折射率的第一涂層；和第二無機(jī)化合物形成的且具有第二折射率的第二涂層，第一與第二折射率之差至少為0.7。
7.如權(quán)利要求6所述的光導(dǎo)板，其中所述第一涂層的厚度介于大約170nm與大約190nm之間；且所述第二涂層的厚度介于大約50nm與大約70nm之間。
8.如權(quán)利要求6所述的光導(dǎo)板，其中所述第一無機(jī)化合物選自由Na3AlF6，MgF2，SiO2，CaF2和LaF3組成的組；并且所述第二無機(jī)化合物選自由ZrO2，HfO2，Ta2O5，TiO2，Ti3O5，Ti2O3，ZnS和ZnSe組成的組。
9.如權(quán)利要求6所述的光導(dǎo)板，其中所述光導(dǎo)板主體為PMMA；并且在所述光導(dǎo)板主體與偏振涂層之間插入硬涂層。
10.如權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)板，其中所述偏振涂層包括由交替設(shè)置的第一和第二涂層構(gòu)成的3到10層，該3到10層中的每一層具有的厚度介于大約2nm與大約300nm之間，并且其中，第一涂層的折射率與第二涂層的折射率之差至少為0.7。
11.如權(quán)利要求10所述的光導(dǎo)板，其中第一和第二涂層其中至少一個(gè)的折射率至少為2，第一和第二涂層中另一個(gè)的折射率至少為1.65。
12.如權(quán)利要求11所述的光導(dǎo)板，其中第一和第二涂層其中之一由選自由Na3AlF6，MgF2，SiO2，CaF2和LaF3組成的組的至少一種材料形成；并且第一和第二涂層中的另一個(gè)由選自由ZrO2，HfO2，Ta2O5，TiO2，Ti3O5，Ti2O3，ZnS和ZnSe組成的組的至少一種材料形成。
13.如權(quán)利要求12所述的光導(dǎo)板，其中第一和第二涂層選自由SiO2/Ta2O5，SiO2/TiO2，SiO2/Ti3O5，MgF2/Ta2O5，MgF2/TiO2和MgF2/Ti3O5組成的組。
14.如權(quán)利要求11所述的光導(dǎo)板，其中所述第一涂層具有比第二涂層更高的折射率。
15.如權(quán)利要求11所述的光導(dǎo)板，其中所述偏振涂層還包括與第一和第二涂層層疊的第三涂層；并且其中，所述第三涂層的厚度介于大約60nm與大約80nm之間，第一涂層的厚度介于大約5nm與20nm之間，第二涂層的厚度介于大約30nm與大約50nm之間。
16.如權(quán)利要求10所述的光導(dǎo)板，其中所述光導(dǎo)板主體為PMMA；并且在所述光導(dǎo)板主體與偏振涂層之間插入硬涂層。
17.一種背光單元，包括背光源；光導(dǎo)板，包括具有用于從背光源接收光的入射面和用于將光發(fā)射到外部的發(fā)射面的光導(dǎo)板主體，和折射率至少為2.0的偏振涂層，所述偏振涂層設(shè)置在所述發(fā)射面上，且由無機(jī)化合物形成；與所述發(fā)射面相對設(shè)置的反射器，用于將光朝向發(fā)射面反射；以及設(shè)置在光導(dǎo)板上的光控制器，用于將光基本均勻地分布到所述發(fā)射面的整個(gè)區(qū)域上。
18.如權(quán)利要求17所述的背光單元，其中所述偏振涂層為厚度介于大約35nm與大約85nm之間的單層。
19.如權(quán)利要求17所述的背光單元，其中所述光導(dǎo)板主體為PMMA；并且在所述光導(dǎo)板主體與偏振涂層之間插入硬涂層。
20.如權(quán)利要求17所述的背光單元，其中所述偏振涂層包括第一無機(jī)化合物形成的且具有第一折射率的第一涂層；和第二無機(jī)化合物形成的且具有第二折射率的第二涂層，第一與第二折射率之差至少為0.7。
21.如權(quán)利要求17所述的背光單元，其中所述偏振涂層包括由交替設(shè)置的第一和第二涂層構(gòu)成的3到10層，該3到10層中的每一層具有的厚度介于大約2nm與大約300nm之間，并且其中，第一涂層的折射率與第二涂層的折射率之差至少為0.7。
22.一種制造用于背光單元的光導(dǎo)板的方法，該方法包括形成包括用于接收從背光源輻射出的光的入射面，和基本垂直于入射面、將所接收的光以平面光形式發(fā)射出的發(fā)射面的光導(dǎo)板主體；清潔光導(dǎo)板主體；在所述光導(dǎo)板的發(fā)射面上形成硬涂層；以及在硬涂層上形成折射率至少為2.0的偏振涂層，所述偏振涂層由一個(gè)或多個(gè)有機(jī)化合物層構(gòu)成，并且其中，在可見光波長范圍內(nèi)，從光導(dǎo)板主體穿過偏振涂層的偏振光的P波透射率與S波透射率之差至少為50％。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其中所述清潔步驟包括將所述光導(dǎo)板主體放入含有液體的容器中；并且以超聲波頻率振蕩液體大約1分鐘。
24.如權(quán)利要求22所述的方法，其中所述的形成硬涂層的步驟包括在所述光導(dǎo)板主體上涂覆預(yù)定量的涂漬溶液；以較低速度旋轉(zhuǎn)光導(dǎo)板主體，將硬涂漬溶液均勻涂覆到光導(dǎo)板主體上；以及增大光導(dǎo)板的旋轉(zhuǎn)速度。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，在增大旋轉(zhuǎn)速度的步驟之前，還包括判斷該溶液是否被均勻涂覆到光導(dǎo)板主體上的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種光導(dǎo)板，包括該光導(dǎo)板的背光單元以及該光導(dǎo)板的制造方法。所述光導(dǎo)板包括光導(dǎo)板主體，其包括用于接收背光源輻射出的光的入射面和將所接收的光發(fā)射出的發(fā)射面；以及設(shè)置在所述發(fā)射面上面的偏振涂層，所述偏振涂層包括由折射率至少為2.0的無機(jī)化合物涂覆的至少一個(gè)涂層。此處，在可見光區(qū)域內(nèi)，從光導(dǎo)板主體穿過偏振涂層的偏振光的P波和S波的透射率之差至少為50％。
文檔編號G02B6/00GK1940674SQ20061007535
公開日2007年4月4日 申請日期2006年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月28日
發(fā)明者金成哲 申請人:三星Techwin株式會社