專利名稱：光學板的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于IXD或OLED中的復合光學板。
背景技術：
用于LCD (液晶顯示屏)中的液晶不是一種自身產生光的發(fā)光材料，而是一種光球材料(photospheric material)，來自外部的一些光由該材料進行調制，從而在屏幕上顯現(xiàn)圖像。因此，IXD器件要求有單獨的光源，即背光單元，以便將光照射在IXD板上。能夠從液晶模塊的后表面輻射光的任何復合體都被稱作背光單元(BLU)或背光組件。根據(jù)光源相對于顯示屏表面的位置，背光單元(BLU) —般可以分為邊緣型BLU和直接型BLU，對于邊緣型BLU，將燈安裝在液晶板的側面，從而向液晶層提供光，對于直接型 BLU，將燈安裝在液晶板的下方，從而直接向液晶層提供光。根據(jù)邊緣型BLU，將燈安裝在液晶板的側面，從而通過反射板和導光板向液晶層提供光。因此，邊緣型BLU的厚度薄，從而主要用于中小面積的液晶板，諸如筆記本計算機等。根據(jù)直接型BLU，從燈射出的光直接提供給液晶層。因此，直接型BLU能夠用于大面積液晶板，并且能夠獲得高的亮度。所以，直接型背光主要用來制造用于LCD TV的液晶板。圖1是示意圖，示出了常規(guī)IXD背光單元的結構。參看圖1，所述常規(guī)IXD背光單元包括光源10、導光板20、兩個擴散片30(第一擴散片用于對來自所述光源的光進行散射，而第二擴散片用于對第一擴散片所散射的光進行散射，以增強所述光的均勻性)、以及亮度增強膜(BEF) 40 (用于增強所述第一和第二擴散片所散射的光的亮度)。另外，常規(guī)LCD背光單元還可以包括反射板50、塑膠框(mold frame，未示出)以及保護片(未示出)。屏幕圖像的質量依賴于邊緣型BLU或直接型BLU中產生的光的光學特性。所以， 光學板是這樣的部件，BLU所發(fā)出的光經(jīng)過該光學板后變得均勻而明亮。具體說，與其它顯示設備相比，LCD具有薄、輕、功耗低以及驅動電壓低的優(yōu)點，因此，IXD已廣泛地用在各種工業(yè)領域中。然而，為此目的，減少了燈的數(shù)目，并且使用了 LED BLU。所以，BLU中的光學板急切地需要擴散和亮度功能上的提高。目前，如圖2所示的隨機分布有珠體并使用UV樹脂形成的增益-擴散板(gain-diffuse plate)用作同時既滿足亮度特性又滿足擴散特性的光學板。然而，盡管在持續(xù)地進行開發(fā)以提高亮度和擴散功能，但所述常規(guī)的隨機型增益擴散板仍不能滿足LCD中低功耗、高亮度和高擴散特性的要求。原因是，由于所述珠體是隨機分布的，因此很難根據(jù)所述珠體的大小來控制光學特性。所述不利之處是由透鏡的填充因子(packing factor)和垂度(sag，透鏡高度/透鏡直徑)的不可控制性引起的，而所述透鏡的堆積因子和垂度對亮度特性和擴散特性而言是最重要的因素。于是，目前要求形狀規(guī)則的增益擴散板，但大面積的增益擴散板幾乎還沒有商業(yè)化。原因是，形狀規(guī)則或圖形規(guī)則的板的使用會使莫爾現(xiàn)象發(fā)生，這是IXD板上的重復的周期性所致，這種情況反過來導
3致LCD板的亮度降低和屏幕圖像的不均衡，并且這種情況限制了圖形規(guī)則的板的應用。另外，諸如熒光燈、白熾燈等燈泡在家中用作光源。因此光的質量不好，并且由于這些燈泡是在普通使用的交流電頻率下工作，因此會造成晃眼，引起使用者眼睛的疲勞。為了減小上述的不利之處，需要一種能夠提高燈泡亮度、減小眼睛疲勞并且通過放置在光出口處而防止弱視的光學板。

發(fā)明內容
技術問題因此，本發(fā)明提出一種實質性地解決由于現(xiàn)有技術的限制和缺點而導致的一個或多個問題的復合光學板。本發(fā)明要解決的技術問題不限于上述問題，本領域中的技術人員從下面的描述中會清楚地認識到從此前并未提出的任何其它技術問題。技術方案本發(fā)明的一個目標是，全部或部分地解決至少一個或多個上述問題和/或缺點， 并至少提供下面要描述的優(yōu)點。為了全部或部分地實現(xiàn)至少上述目標，并與本發(fā)明的目標一致，如具體實施和概括描述的，提供一種復合光學板，用來通過形狀規(guī)則的光學板中的透鏡的光學設計來防止莫爾圖形，并通過形成不同尺寸的光學板透鏡使亮度最大化。在本發(fā)明的一個總的方面，提供一種復合光學板，其包括具有多個透鏡而形成圖形的光學板，其中，任一透鏡的中心與相鄰透鏡的中心之間的距離(透鏡間距)大于1微米而小于30微米。在本發(fā)明的另一個總的方面，提供一種復合光學板，其包括兩個或多個光學板，其中包括具有多個透鏡而形成圖形、并且任一透鏡的中心與相鄰透鏡的中心之間的距離(透鏡間距)大于1微米而小于30微米的一個或多個光學板。在本發(fā)明的一些示例性實施例中，所述透鏡間距可以大于1微米而小于30微米的所述光學板為上板，并且下板的透鏡直徑與所述上板的透鏡直徑的比值可以大于2而小于 1000。在本發(fā)明的一些示例性實施例中，透鏡高度與所述透鏡直徑的比值可以大于0.3 而小于0.6。在本發(fā)明的一些示例性實施例中，透鏡圖形形成之前所述光學板表面的面積相對于所述透鏡圖形所占據(jù)的面積的比值(填充因子)可以為大于70%而小于95%。在本發(fā)明的又一總的方面，提供一種復合光學板，其包括具有多個透鏡而形成圖形的光學板，其中，在相鄰透鏡之間形成分離空間，并且在該分離空間中形成凹曲部。在本發(fā)明的一些示例性實施例中，所述凹曲部為與所述光學板的主體以及與所述透鏡的表面相切的圓形或橢圓形。在本發(fā)明的一些示例性實施例中，所述圓的直徑或所述橢圓的長軸長度和短軸長度可以為大于0.1微米而小于1000微米。在本發(fā)明的一些示例性實施例中，透鏡排列可以為微透鏡陣列或雙面凸透鏡陣列。在本發(fā)明的一些示例性實施例中，所述透鏡的水平截面的形狀可以為圓形或多角形。在本發(fā)明的一些示例性實施例中，所述透鏡的霾可以為大于65%而小于95%。技術效果如前面所描述的，本發(fā)明的有益效果在于，通過形狀規(guī)則的光學板中的透鏡的光學設計能夠防止莫爾現(xiàn)象，并通過形成不同尺寸的透鏡能夠使亮度最大化。本發(fā)明的另一個有益效果在于，每個光學板上的透鏡按規(guī)則圖形排列并且在透鏡之間形成凹曲部，從而消除了亮線、增強了光的擴散和散射，并實現(xiàn)了非常好的光均勻性， 由此能夠降低薄型LCD的制造成本。本發(fā)明的再一個有益效果在于，通過減少或去除用于光的均勻化的擴散片的數(shù)目，以及通過使用霾值大于65%的微透鏡陣列來消除亮線，能夠降低背光單元的制造成本， 能夠使背光單元薄化。


圖1和圖2是示意圖，示出了現(xiàn)有技術所述的背光單元的結構以及隨機方法中的透鏡排列；圖3是概念圖，示出了本發(fā)明所述的復合光學板的基本部分；圖4和圖5示出了通過本發(fā)明所述的復合光學板去除莫爾現(xiàn)象以及增強亮度；圖6是示意圖，示出了本發(fā)明的在透鏡排列上的不同實施例。
具體實施例方式下面將參考附圖詳細描述本發(fā)明的結構和操作。為了簡短清楚起見，省略公知的功能、配置或構造的詳細描述，以避免用不必要的細節(jié)使本發(fā)明的描述費解。本發(fā)明的主題是，提供一種具有透鏡的復合光學板，其中所述多個透鏡的透鏡間距為1 30微米，由此可以消除莫爾現(xiàn)象(moire phenomenon)并使亮度最大化。圖3是概念圖，示出了本發(fā)明的一個示例性實施例所述的復合光學板的剖面。復合光學板可以包括一種光學板，在該光學板上排列有透鏡間距為1 30微米的透鏡。優(yōu)選地，兩個或多個具有規(guī)則排列的透鏡的光學板層疊起來。然而，所述透鏡也可以是不規(guī)則排列的。進一步優(yōu)選地，本示例性實施例描述了一種結構，在該結構中層疊有上板和下板。這里所描述的透鏡間距是指任一透鏡的中心與相鄰透鏡的中心之間的距離(Pi)。本發(fā)明的所述示例性實施例所述的復合光學板具有上板和下板，該上板和下板上規(guī)則排列有透鏡，其中，每個光學板的透鏡間距優(yōu)選為1 30微米。如果所述透鏡是規(guī)則排列的，那么會嚴重地發(fā)生莫爾現(xiàn)象。不過，透鏡間距在1 30微米的范圍內時會顯著地減小莫爾現(xiàn)象，但在其它范圍內則不會。上板100是用于防止莫爾現(xiàn)象的板，并且該上板具有形狀規(guī)則以及間距規(guī)則的透鏡，其中，每個透鏡110基本上和優(yōu)選地形成為具有透鏡間距1 30微米。在上板100的下方，放置有具有規(guī)則排列的透鏡的下板200，其中，該下板的每個透鏡210基本上和優(yōu)選地形成為透鏡間距為1 30微米。所述下板的功能是，使本發(fā)明所述的復合光學板的亮度特性最大化，其中，形成在下板200上的每個透鏡的尺寸優(yōu)選為上板100上的每個透鏡的尺寸的兩倍或更大。就是說，優(yōu)選地，所述上板的透鏡直徑(A)與所述下板的透鏡直徑(B)之比(A/B)為2或更大。排列在所述上板和下板上的透鏡的垂度 (透鏡高度/透鏡直徑)優(yōu)選為大于0. 3但小于0. 6。每個板上的透鏡優(yōu)選地形成為填充因子大于70%但小于95%。具有上板和下板的復合光學板用來獲得復合功能，其中，上板用來消除莫爾現(xiàn)象， 而下板用來使亮度最大化。就是說，由于規(guī)則圖形的層疊結構之故，使用本發(fā)明所述的復合光學板能夠避免莫爾現(xiàn)象，并且能使亮度最大化。因此，所述復合光學板能夠用于低功耗的、環(huán)保的以及薄型的背光單元。圖4示出了使用本發(fā)明所述的復合光學板的基于透鏡間距的莫爾現(xiàn)象。就是說， 在背光單元上使用各種透鏡尺寸的結果是，從該結果證實，當透鏡間距小于30微米時，實質上觀察不到莫爾現(xiàn)象。圖5示出了使用本發(fā)明所述的復合光學板所獲得的亮度改善，其中，可以看到，與常規(guī)增益擴散板相比亮度增加了約8%，該結果等同于或優(yōu)于常規(guī)棱鏡板的結果。所述亮度的提高是本發(fā)明所述的復合光學板的層疊結構所致，其中，在本發(fā)明所述的復合光學板的層疊結構中，具有互不相同的透鏡尺寸的圖形規(guī)則的光學板層疊起來。本發(fā)明所述的復合光學板中的透鏡的規(guī)則圖形可以設置為各種形狀。參看圖6，本發(fā)明所述的透鏡的規(guī)則圖形可以形成為各個同樣尺寸的透鏡的重復排列(在相鄰透鏡之間沒有空間)(參見圖幻，或者在相鄰透鏡之間的空間中可以形成凹曲部。圖6(a)為示意圖，示出了根據(jù)本發(fā)明所述在相鄰透鏡之間形成有分離空間并且該分離空間形成有凹曲部。在一種情形中，分離空間形成在相鄰透鏡之間，該分離空間的底部表面(B)是平的，使得從LCD中的背光單元發(fā)出的光以較直的方式穿過該底部表面，從而使所述發(fā)出的光是非均勻的(亮線)。本發(fā)明所述的復合光學板的公開用于消除上述非均勻光(亮線)。就是說，可以做出一個垂直長軸為“a”且水平短軸為“b”的虛構橢圓體，以與第一透鏡的接觸點(Tl)、第二透鏡的接觸點(1 以及底部的接觸點CH)接觸，其中，所述透鏡、所述虛構橢圓體和所述底部之間的空間被填充，以形成通過第一透鏡上的接觸點、 第二透鏡上的接觸點和底部上的接觸點的凹曲部。如圖6(b)和6(c)所示，通過調節(jié)形成在透鏡之間的所述分離空間中的所述虛構橢圓體的長軸“a”和短軸“b”，本發(fā)明所述的彎曲部可以變?yōu)榍蛐?，并且該長軸和短軸的各自的長度優(yōu)選地調節(jié)在0. 1微米 1000微米的范圍內。原因是，如果所述長軸和短軸的各自的長度偏離了所述給定的范圍，那么，對透鏡所要求的亮度特性實質上就得不到滿足，并且霾(haze)也得不到滿足。就是說，形成在所述透鏡之間的分離空間中的所述虛構橢圓體可以通過調節(jié)長軸“a”和短軸“b”的長度而形成虛構球體，并且可以形成通過所述第一透鏡、所述第二透鏡和所述底部的接觸點的凹曲部。形成在相鄰透鏡之間的凹曲部具有分散光的作用，正與具有集光特性的凸式結構相反。所以，光的擴散和散射以及光的均勻性能夠得到進一步加強。本發(fā)明所述的復合光學板中的透鏡的排列可以是微透鏡陣列或雙面凸透鏡陣列。 此外，每個透鏡的水平截面的形狀可以是圓形或多角形。此時，所述透鏡的霾優(yōu)選在65% 95%的范圍內，由此，亮線的去除效率可以被最大化。
6
盡管參考示例性實施例具體示出和描述了本發(fā)明，但總的創(chuàng)造性概念不限于上述實施例。本領域中的普通技術人員會理解，在不偏離由下面的權利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以在其中做出形式和細節(jié)上的各種改變和變型。工業(yè)實用性本發(fā)明的工業(yè)實用性在于，使用具有多層結構的復合光學板，能夠使莫爾現(xiàn)象最小化，而使亮度最大化。本發(fā)明的另外的工業(yè)實用性在于，即使在直接型背光單元中，也能夠減少用于光的均勻化的擴散片的數(shù)目，并且在實現(xiàn)薄型化的同時能夠降低每個單元的制造成本。
權利要求
1.一種復合光學板，包括具有形成圖形的多個透鏡的光學板，其中，任一透鏡的中心與相鄰透鏡的中心之間的距離，即，透鏡間距，大于1微米而小于30微米。
2.一種復合光學板，包括兩個或多個光學板，其中包括一個或多個權利要求1所述的光學板。
3.根據(jù)權利要求2所述的復合光學板，其特征在于，所述透鏡間距大于1微米而小于 30微米的所述光學板為上板，并且下板的透鏡直徑與所述上板的透鏡直徑的比值大于2而小于1000。
4.根據(jù)權利要求1所述的復合光學板，其特征在于，透鏡高度與所述透鏡直徑的比值大于0.3而小于0.6。
5.根據(jù)權利要求3所述的復合光學板，其特征在于，透鏡圖形形成之前所述光學板表面的面積相對于所述透鏡圖形所占據(jù)的面積的比值，即，填充因子，為大于70%而小于 95%。
6.根據(jù)權利要求1所述的復合光學板，其特征在于，所述透鏡的霾為大于65%而小于 95%。
7.一種復合光學板，包括具有形成圖形的多個透鏡的光學板，其中，在相鄰透鏡之間形成分離空間，并且在該分離空間中形成凹曲部。
8.根據(jù)權利要求7所述的復合光學板，其特征在于，所述凹曲部為與所述光學板的主體以及與所述透鏡相切的圓形或橢圓形。
9.根據(jù)權利要求7所述的復合光學板，其特征在于，所述圓的直徑或所述橢圓形的長軸長度和短軸長度為大于0.1微米而小于1000微米。
10.根據(jù)權利要求7所述的復合光學板，其特征在于，透鏡排列為微透鏡陣列或雙面凸透鏡陣列。
11.根據(jù)權利要求7所述的復合光學板，其特征在于，所述透鏡的水平截面的形狀為圓形或多角形。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種復合光學板，其特征在于，層疊兩個或多個規(guī)則排列有微透鏡并且透鏡間距均為1～30微米的光學板，以防止莫爾現(xiàn)象，并且形成具有不同尺寸透鏡的亮度增強板，以使亮度最大化。
文檔編號G02F1/1335GK102472844SQ201080035848
公開日2012年5月23日 申請日期2010年8月12日 優(yōu)先權日2009年8月12日
發(fā)明者張祐榮, 曺守鉉, 李相汎, 金鉉埈 申請人:Lg伊諾特有限公司