專利名稱：背光單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種背光單元，更具體地，涉及一種使用光導(dǎo)板(LGP)和點(diǎn)光源的邊緣光背光單元。
背景技術(shù)：
通常，將平板顯示器大體上分為光發(fā)射顯示器和光接收顯示器。光發(fā)射平板顯示器包括陰極射線管、等離子顯示器、電子發(fā)射裝置和熒光顯示器等。
由于如液晶顯示器的光接收類型平板顯示器不是通過(guò)自身發(fā)射光線而是通過(guò)從外部接收光線來(lái)形成圖像，因此，不能在黑暗的地方看到圖像。所以，在光接收類型平板顯示器裝置的后表面處安裝發(fā)光用的背光單元。該背光單元已經(jīng)被使用在例如發(fā)光布告板的面光源裝置以及例如液晶顯示器裝置的光接收顯示器中。
根據(jù)光源的布置方式可將背光單元分為直射光背光單元和邊緣光背光單元。直射光背光單元如此設(shè)計(jì)將多個(gè)燈直接安裝在LCD的下方，以便直接向液晶板發(fā)光。邊緣光背光單元如此設(shè)計(jì)將燈安裝在光導(dǎo)板的側(cè)壁處，以便向光導(dǎo)板的一側(cè)發(fā)光并將光透射給液晶板。
更具體地，邊緣光類型將線光源或者點(diǎn)光源用作光源。典型地，將冷陰極熒光燈(CCFL)用作線光源，將發(fā)光二極管(LED)用作點(diǎn)光源。冷陰極熒光燈能夠以很高的光亮度和均勻性發(fā)射很強(qiáng)的白光。而且，冷陰極熒光燈能夠?qū)崿F(xiàn)裝置的大尺寸設(shè)計(jì)。但是，由于冷陰極熒光燈通過(guò)高頻AC信號(hào)得以操作并具有較窄的操作溫度范圍而具有缺陷。和冷陰極熒光燈相比，發(fā)光二極管在光亮度和均勻性方面具有較低的性能，但是其通過(guò)DC信號(hào)操作并具有較長(zhǎng)的使用壽命和較寬的操作溫度范圍。此外，發(fā)光二極管能夠內(nèi)置制造。
光導(dǎo)板被用于邊緣光背光單元。當(dāng)來(lái)自線光源或點(diǎn)光源的輸出光被輸入給背光單元的邊緣并入射到光導(dǎo)板上時(shí)，該光導(dǎo)板將入射光轉(zhuǎn)變?yōu)楸砻婀獠⒃诖怪狈较驅(qū)⑵漭敵?。光?dǎo)板由具有高光透射率的材料制成，諸如像聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的丙烯基透明樹脂或烯烴基透明樹脂。此外，也可在光導(dǎo)板上形成散射構(gòu)圖或全息構(gòu)圖，這樣，輸入給背光單元的邊緣并入射到光導(dǎo)板上的光被輸出到光出射面。
圖1是使用點(diǎn)光源的邊緣光類型的傳統(tǒng)背光單元的透視圖。圖2是圖1中邊緣光背光單元的剖視圖。參照?qǐng)D1，在光導(dǎo)板10的邊緣11處安裝有三個(gè)用作點(diǎn)光源的發(fā)光二極管20。在光導(dǎo)板10的下表面處形成全息構(gòu)圖30，以便將來(lái)自發(fā)光二極管20的輸出光向光出射面12。
發(fā)光二極管20向光導(dǎo)板10的邊緣11發(fā)光。該發(fā)光二極管20是點(diǎn)光源。如圖3所示，每個(gè)發(fā)光二極管20發(fā)射方位角相對(duì)光軸在±90度范圍內(nèi)的光。方位角被稱為輻射角，在該方位角處的光強(qiáng)度為光強(qiáng)度的最大值Imax的一半。在使用發(fā)光二極管的情況下，以±45°的輻射角發(fā)光。
從發(fā)光二極管20輸出并穿過(guò)邊緣11的光入射到光導(dǎo)板10上，并最終入射到全息構(gòu)圖30上。具有衍射柵格結(jié)構(gòu)的全息構(gòu)圖30將入射光改變表面光，并使該表面光穿過(guò)作為光出射面12的光導(dǎo)板10上表面，所述衍射柵格機(jī)構(gòu)形成為和光軸21垂直。當(dāng)光以90°入射到全息構(gòu)圖30上時(shí)，該全息構(gòu)圖30能夠以最高的效率發(fā)射光。此外，隨著入射到全息構(gòu)圖30上的光的入射方位角的分布減小，可以在光出射面12處獲得均勻的光亮度。如果光出射面12的光亮度不均勻，顯示屏顯示有污跡。在大約1厘米的狹窄范圍內(nèi)，大約0.9的亮度變化就會(huì)被作為污跡檢測(cè)到。但是，當(dāng)亮度從顯示屏的中心向邊緣部分逐漸變化時(shí)，大約0.8的亮度變化也不會(huì)被作為污跡檢測(cè)到。所以，需要亮度的均勻度大于0.8。具體地，為了得到高質(zhì)量的圖像，需要兩度的均勻度大于0.9。
圖4示出圖1中的傳統(tǒng)背光單元輸出的光的分布。從安裝發(fā)光二極管20的邊緣11開始，順序地將光導(dǎo)板10分為三部分，即近部分40、中部分50和遠(yuǎn)部分60，示出了輸出光的分布。參照?qǐng)D4，和近部分40相比，中部分50和遠(yuǎn)部分60具有更寬的光輸出分布。
圖5示出圖1所示邊緣光類型背光單元的光出射面12處的亮度。圖中，垂直軸代表光亮度，水平軸代表半最大值全寬(FWHM)，該圖示出了光出射面12處的光出射角度。從左到右的三條曲線C1、C2和C3分別代表近部分40、中部分50和遠(yuǎn)部分60的亮度。參照?qǐng)D5，可以看出，近部分40的亮度大于中部分50和遠(yuǎn)部分60的亮度。近部分40的半最大值全寬為20°/20°，而中部分50和遠(yuǎn)部分60的半最大值全寬為20°/35°，比近部分40的寬。20°/35°的情況下，第一角度“20°”和第二角度“35°”分別指代X方向和Y方向的半最大值全寬。
導(dǎo)致出現(xiàn)光亮度不規(guī)律的原因在于入射到全息構(gòu)圖30上的入射光的入射方位角的分布在近部分40、中部分50和遠(yuǎn)部分60中各不相同，這樣，在三個(gè)部分中，全息構(gòu)圖30的光發(fā)射效率和出射光的出射方位角的分布不同。輸入給光導(dǎo)板10的光的方位角越大，光出射面12的光亮度就越不均勻。
如上所述的問題不僅出現(xiàn)在具有散射構(gòu)圖的光導(dǎo)板中，而且也出現(xiàn)在具有全息構(gòu)圖的光導(dǎo)板中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種光源光背光單元，其中，來(lái)自點(diǎn)光源的輸出光的方位角被減小并隨后入射到光導(dǎo)板上，從而提高光出射面的光亮度的均勻性。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種背光單元，包括光導(dǎo)板；至少一個(gè)在光導(dǎo)板的邊緣處發(fā)射光的點(diǎn)光源；以及，位于點(diǎn)光源和光導(dǎo)板之間的折射件，用于將點(diǎn)光源發(fā)射出的光向點(diǎn)光源的光軸折射，從而減小入射到光導(dǎo)板上的光的方位角。
該折射件包括棱鏡陣列，其中重復(fù)排列V形的棱鏡構(gòu)圖，棱鏡構(gòu)圖的頂點(diǎn)對(duì)著光導(dǎo)板的邊緣。優(yōu)選地，棱鏡頂點(diǎn)的角度范圍落在80度到120度的范圍內(nèi)。
該折射件還包括安裝在點(diǎn)光源和光導(dǎo)板之間的透明件，該棱鏡陣列被制造成棱鏡片的形式并被附連到該透明件上。
優(yōu)選地，折射件還包括防止光沿著光源的光軸在某一區(qū)域被棱鏡構(gòu)圖全部反射的透明部分。該透明部分可以通過(guò)除去相對(duì)光源的光軸預(yù)定角度內(nèi)的棱鏡構(gòu)圖而形成為棱鏡陣列的形式?；蛘?，該透明部分可以通過(guò)相對(duì)光源的光軸除去預(yù)定角度內(nèi)的棱鏡陣列部分而形成。優(yōu)選地，在如下的范圍之間決定透明部分的寬度入射到光導(dǎo)板上的光的半最大值全寬(FWHM)為最小值的范圍和光通量/球面度為最大值的范圍。透明部分可以形成為允許點(diǎn)光源發(fā)射的、相對(duì)點(diǎn)光源的光軸在±12°范圍內(nèi)的光穿過(guò)。可以將折射件和光導(dǎo)板形成為一體。
在光導(dǎo)板上形成具有衍射柵格結(jié)構(gòu)的全息構(gòu)圖。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種背光單元，包括光導(dǎo)板和至少一個(gè)在光導(dǎo)板的邊緣處發(fā)射光的點(diǎn)光源；其中，折射件形成在光導(dǎo)板中，以便通過(guò)將點(diǎn)光源反射的光向點(diǎn)光源的光軸折射而減小入射到光導(dǎo)板上的光的方位角。
該折射件包括安裝在光導(dǎo)板內(nèi)的中空部分，用以沿著垂直方向、在距離對(duì)著點(diǎn)光源的光導(dǎo)板邊緣預(yù)定距離處穿過(guò)光導(dǎo)板；和安裝在對(duì)著點(diǎn)光源的中空部分的邊緣處棱鏡陣列，其中，重復(fù)排列V形棱鏡構(gòu)圖，且棱鏡構(gòu)圖的頂點(diǎn)對(duì)著中空部分。
優(yōu)選地，棱鏡頂點(diǎn)的角度落在從80°到120°的范圍內(nèi)。
優(yōu)選地，折射件還包括防止光沿著光源的光軸在某一區(qū)域被棱鏡構(gòu)圖全部反射的透明部分。該透明部分可以通過(guò)除去相對(duì)光源的光軸預(yù)定角度內(nèi)的棱鏡構(gòu)圖而形成為棱鏡陣列的形式。優(yōu)選地，在如下的范圍之間決定透明部分的寬度入射到光導(dǎo)板上的光的半最大值全寬(FWHM)為最小值的范圍和光通量/球面度為最大值的范圍。透明部分可以形成為允許點(diǎn)光源發(fā)射的、相對(duì)點(diǎn)光源的光軸在±12°范圍內(nèi)的光穿過(guò)?？梢詫⒄凵浼凸鈱?dǎo)板形成為一體。
在光導(dǎo)板上形成具有衍射柵格結(jié)構(gòu)的全息構(gòu)圖。


通過(guò)下文結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的描述，本發(fā)明的上述和其他的優(yōu)點(diǎn)和方面將變得明了。附圖中圖1是使用點(diǎn)光源的傳統(tǒng)邊緣光背光單元的簡(jiǎn)要透視圖；圖2是圖1中的邊緣光背光單元的剖視圖；圖3是示出發(fā)光二極管(LED)發(fā)生的光的方位角的視圖；圖4是示出圖1中的傳統(tǒng)背光單元發(fā)射的光的分布的視圖；圖5是示出圖1中的傳統(tǒng)背光單元的光出射面的光亮度的視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的背光單元的簡(jiǎn)要透視圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的、圖6中的背光單元的俯視圖；圖8是測(cè)量突出部分的寬度的裝置的俯視圖；圖9是示出透明部分的寬度和穿過(guò)棱鏡陣列的光量之間的關(guān)系的視圖；圖10示出穿過(guò)棱鏡陣列的光的折射；圖11是示出從發(fā)光二極管射出并入射到棱鏡陣列上的光的方位角和在改變棱鏡頂點(diǎn)角度的情況下從該棱鏡陣列輸出的光的方位角之間的關(guān)系的視圖；圖12和13分別是示出圖1中的傳統(tǒng)背光單元的近部分和遠(yuǎn)部分處的光亮度的測(cè)量結(jié)果的視圖；圖14和15分別是示出圖6中的根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的背光單元的近部分和遠(yuǎn)部分處的光亮度的測(cè)量結(jié)果的視圖；圖16是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的背光單元的俯視圖；和圖17是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的背光單元的俯視圖。
具體實(shí)施例方式
圖6是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的背光單元的簡(jiǎn)要透視圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的、圖6中的背光單元的俯視圖。
參照?qǐng)D6和圖7，作為點(diǎn)光源的三個(gè)發(fā)光二極管(LED)120沿著光導(dǎo)板110的邊緣111安裝，并且在光導(dǎo)板110和發(fā)光二極管120之間安裝棱鏡陣列200。而且，在每個(gè)近軸區(qū)域內(nèi)都安裝透明部分202，該透明部分中沒有形成棱鏡構(gòu)圖201，發(fā)光二極管120的光軸121穿過(guò)各個(gè)透明部分。在光導(dǎo)板110的下表面形成全息構(gòu)圖130。
該光導(dǎo)板110由透射材料制成，尤其是具有大約1.49的折射率和1.19的比重的丙烯基透明樹脂?；蛘撸摴鈱?dǎo)板可以由比重為1.0的烯烴基樹脂制成，以便減輕光導(dǎo)板110的重量。該光導(dǎo)板通常具有大約2-3mm的厚度，并可以具有楔形的形狀，這樣，光導(dǎo)板110的厚度可以從光入射的邊緣向相對(duì)邊緣減小，從而減輕其重量。光導(dǎo)板110的尺寸有賴于安裝在光出射面112上的圖像顯示器(未示出)的尺寸，所述圖像顯示器例如液晶顯示器(LCD)。
如前所述，該發(fā)光二極管120指的是用作點(diǎn)光源的發(fā)光二極管。如圖3所示，該發(fā)光二極管120發(fā)射的光相對(duì)光軸在±90°的范圍內(nèi)。當(dāng)光強(qiáng)度為光強(qiáng)度的最大值Imax的一半時(shí)，該光的角度被稱為輻射角。通常，發(fā)光二極管的輻射角在大約±45°的范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，該光導(dǎo)板110包括沿著其邊緣111設(shè)置的三個(gè)發(fā)光二極管120，但是發(fā)光二極管的數(shù)目并不受限。換言之，可以根據(jù)光導(dǎo)板110的尺寸和背光單元的所需亮度增加發(fā)光二極管的數(shù)目。此外，發(fā)光二極管還可以安裝在光導(dǎo)板110的另一邊緣處。
全息構(gòu)圖130是接收入射到光導(dǎo)板110的邊緣111上的光并將光發(fā)射給光出射面112的裝置的一個(gè)示例。參照?qǐng)D6，全息構(gòu)圖130可以制造成衍射柵格的結(jié)構(gòu)，其具有0.4μm的間距和0.2μm的深度。除了全息構(gòu)圖13外，光導(dǎo)板110還可以包括將入射光在垂直方向上散射并經(jīng)過(guò)出射面112將光發(fā)射到背光單元外部的散射構(gòu)圖。散射構(gòu)圖的特性為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，因此省略其說(shuō)明。
棱鏡陣列200是構(gòu)成將各個(gè)發(fā)光二極管120發(fā)出的光向光軸121折射的折射件的元件，并通過(guò)如圖6所示地沿著光導(dǎo)板110的邊緣111重復(fù)布置V形棱鏡構(gòu)圖201而制造成。棱鏡構(gòu)圖201的頂點(diǎn)指向光導(dǎo)板110的邊緣111?？紤]到減小入射到光導(dǎo)板110上的光的方位角的范圍，決定棱鏡構(gòu)圖201的頂點(diǎn)角度。該棱鏡陣列200可以通過(guò)切割或者利用丙烯基透明樹脂或烯烴基透鏡樹脂注模而形成，所述材料也是形成光導(dǎo)板110的材料。
發(fā)光二極管120發(fā)射的光在近軸區(qū)域附近的一部分可能會(huì)被全部反射到棱鏡陣列200上。在這種情況下，入射到光導(dǎo)板110上的光量減少，結(jié)果，光出射面112的亮度降低。為了防止亮度的降低，該折射件還包括透明部分202，其能夠防止光在沿著光源光軸的區(qū)域被全部反射。如圖6所示，透明部分202可以通過(guò)在相對(duì)光源光軸的預(yù)定角度內(nèi)除去棱鏡構(gòu)圖而形成在棱鏡陣列中。或者，盡管圖中未示出，透明部分202還可通過(guò)在相對(duì)光源光軸的一定角度內(nèi)除去棱鏡陣列的一部分而形成。
優(yōu)選地，將透明部分的寬度形成為相對(duì)各個(gè)發(fā)光二極管120的光軸121具有一定的寬度。優(yōu)選地，透明部分202的寬度如此決定使得光相對(duì)發(fā)光二極管120的光軸121以大約±12°的角度穿過(guò)透明部分202。但是，通常，透明部分202的寬度可以在考慮到光通量/球面度、半最大值全寬(FWHM)和總光通量的情況下經(jīng)驗(yàn)地決定。
圖8示出用以測(cè)量透明部分的最佳寬度的裝置。參照?qǐng)D8，兩個(gè)棱鏡陣列210和220以距離d1彼此隔開布置，透明部分230位于這些棱鏡210和220之間，并且發(fā)光二極管240以距離d2遠(yuǎn)離這些棱鏡陣列210和220的左側(cè)。發(fā)光二極管240的光軸241穿過(guò)距離d1的一半d1/2的點(diǎn)。在這種情況下，當(dāng)發(fā)光二極管240發(fā)射光并且該光穿過(guò)這些棱鏡陣列210和220時(shí)，在改變這些棱鏡陣列210和220之間距離d1的同時(shí)測(cè)量光量。
圖9是示出當(dāng)棱鏡陣列210、220和發(fā)光二極管240之間的距離d2是5mm時(shí)棱鏡陣列210和220之間的距離d1和穿過(guò)這些棱鏡陣列210和220的光量之間關(guān)系。曲線C4、C5和C6分別指代總光通量、光的半最大值全寬以及穿過(guò)這些棱鏡陣列210、220和透明部分230的光通量/球面度。優(yōu)選地，決定透明部分230的寬度，以便得到高的總光通量、高的光通量/球面度和低的半最大值全寬。參照?qǐng)D9，當(dāng)距離d1為5mm時(shí)，透明部分230的最佳寬度d2為2mm。在這種情況下，穿過(guò)透明部分230的光相對(duì)發(fā)光二極管240的光軸241形成±12度的角度A6。
下文中，將說(shuō)明圖6中根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的背光單元的操作。
參照?qǐng)D7，發(fā)光二極管120發(fā)射的光入射到棱鏡陣列200上。如上所述，作為點(diǎn)光源的發(fā)光二極管120向棱鏡陣列200發(fā)射方位角在±90°內(nèi)的光。但是，發(fā)光二極管120發(fā)射的光的絕大部分落在光輻射角A1內(nèi)，因此，在圖7中僅示出了輻射角A1的范圍。
當(dāng)光穿過(guò)具有不同折射率的介質(zhì)的邊界時(shí)，光被折射并且入射角也因此不同于透射角。此外，當(dāng)光順序穿過(guò)折射率小的介質(zhì)和折射率大的介質(zhì)時(shí)，透射光被折射成比入射光更加靠近法線。換言之，透射角小于入射角。相反地，如果光順序穿過(guò)折射率大的介質(zhì)和折射率小的介質(zhì)，透射出的光線被折射成比入射光更加遠(yuǎn)離法線，該法線垂直于介質(zhì)之間的邊界。因此，透射角大于入射角。棱鏡陣列200使用穿過(guò)具有不同折射率的介質(zhì)的光的折射。
圖10示出穿過(guò)棱鏡陣列200的光的折射的細(xì)節(jié)。參照?qǐng)D10，棱鏡陣列200布置成是其頂點(diǎn)204指向光導(dǎo)板110，并且，折射率小于棱鏡陣列200的介質(zhì)、例如空氣位于發(fā)光二極管120和棱鏡陣列200之間和棱鏡陣列200和光導(dǎo)板110之間。
發(fā)光二極管120發(fā)射輻射角為A1的光L1，該光入射到棱鏡陣列200的入射平面206。光L1順序穿過(guò)折射率小的介質(zhì)和折射率大的介質(zhì)。即，當(dāng)光L1穿過(guò)入射平面206時(shí)，光L1被向垂直于入射平面206的法線P1折射，然后變成輻射角為A2的光L2。光L2入射到斜面203上，即其順序穿過(guò)折射率大的介質(zhì)和折射率小的介質(zhì)。當(dāng)L2穿過(guò)斜面203時(shí)，其被折射成為遠(yuǎn)離垂直斜面203的法線P2，并變成輻射角為A3的光L3。該光L3作為光L1和L2的折射光入射到光導(dǎo)板110上并變成輻射角為A4的光L4。此處，A1＞A2＞A3＞A4。因此，入射到光導(dǎo)板110上的光L4的輻射角A4比發(fā)光二極管120發(fā)射的光L1的輻射角A1小一個(gè)角度，該角度是角B1、B2和B3的和。如果需要，光L2可以平行于光軸121。
綜上所述，當(dāng)光入射到棱鏡陣列200上時(shí)，近軸區(qū)域的光穿過(guò)透明部分，但是其他的光在向棱鏡構(gòu)圖201行進(jìn)的過(guò)程中被折射。如圖7所示，光的折射導(dǎo)致輻射角A1減小到A4。
圖11是示出從發(fā)光二極管120射出并入射到棱鏡陣列200上的光的方位角和在改變棱鏡陣列200的頂點(diǎn)角度205的情況下從該棱鏡陣列200輸出的光的方位角之間的關(guān)系的視圖。具體地，圖11示出了在棱鏡陣列200的頂點(diǎn)角度分別為80°、90°、100°、110°和120°以及背光單元不采用棱鏡陣列200的情況下，入射光的方位角和出射光的方位角之間的關(guān)系。圖11顯示使用棱鏡陣列200時(shí)的出射光方位角范圍小于不使用棱鏡陣列200時(shí)的情況。例如，如果頂點(diǎn)角度205為90°，所有以0°-50°入射到棱鏡陣列200上的光將會(huì)在±15°的范圍內(nèi)輸出給棱鏡陣列200。
穿過(guò)棱鏡陣列200并入射到光導(dǎo)板110上的光被形成在光導(dǎo)板110的下表面上的全息構(gòu)圖130衍射，并透射到光出射面112。
圖12和13是分別示出圖1中的傳統(tǒng)背光單元的近部分和遠(yuǎn)部分的亮度的視圖。圖14和15是分別示出圖6中的根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的背光單元的近部分和遠(yuǎn)部分的亮度的視圖。參照?qǐng)D12和13，遠(yuǎn)部分的亮度分布比近部分的亮度分布更廣泛，參照?qǐng)D14和15，近部分140的亮度分布和遠(yuǎn)部分150的亮度分布幾乎一樣。即，根據(jù)本發(fā)明，入射到光導(dǎo)板110上的光的方位角通過(guò)使用棱鏡陣列200而得以減小。鑒于此，入射到全息構(gòu)圖130上的光的方位角的分布在近部分140和遠(yuǎn)部分150幾乎一樣。通過(guò)這種方式，可以將光出射面112的亮度調(diào)整均勻。此外，根據(jù)第一實(shí)施例的透明部分202允許所有靠近(reach)發(fā)光二極管120的光不經(jīng)反射便穿過(guò)透明部分202。所以，使用透明部分202可以增加光透射性，并進(jìn)一步提高光出射面112的亮度。
實(shí)驗(yàn)顯示根據(jù)第一實(shí)施例的背光單元的光出射面112的亮度比傳統(tǒng)背光單元的光出射面的亮度高達(dá)約15％。
圖16示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的背光單元。參照?qǐng)D16，該背光單元包括棱鏡陣列300，在該棱鏡陣列中，將棱鏡片320附連到條形透明件310上。透明件310可以通過(guò)切割材料或?qū)Σ牧线M(jìn)行注模而制成，所述材料也用于制造圖6的光導(dǎo)板110。棱鏡片320通過(guò)在透明基片上形成棱鏡結(jié)構(gòu)而形成。例如，棱鏡結(jié)構(gòu)可以通過(guò)在PET膜上涂覆丙烯基樹脂而形成。根據(jù)第二實(shí)施例的背光單元還可以包括透明部分330，其用以防止光在沿著光源的光軸的區(qū)域被棱鏡構(gòu)圖全部反射。和根據(jù)第一實(shí)施例的背光單元類似，可以通過(guò)除去相對(duì)光源的光軸在預(yù)定角度內(nèi)的棱鏡構(gòu)圖而在棱鏡陣列中形成透明部分330。或者，盡管圖中未示出，可以通過(guò)除去相對(duì)光源的光軸在預(yù)定角度內(nèi)的棱鏡陣列部分形成透明部分330。
圖17是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的背光單元。圖17所示背光單元包括和光導(dǎo)板500一體的棱鏡陣列400。參照?qǐng)D17，在光導(dǎo)板500中形成中空部分410，并使該部分沿著垂直方向以離開光導(dǎo)板500的邊緣501預(yù)定的距離穿過(guò)光導(dǎo)板500。棱鏡陣列400安裝在中空部分410的左側(cè)，在該棱鏡陣列中重復(fù)地布置頂點(diǎn)對(duì)著中空部分410的V形棱鏡構(gòu)圖。中空部分410的內(nèi)部填充有例如空氣的介質(zhì)，該介質(zhì)的折射率小于光導(dǎo)板500或棱鏡陣列400的折射率。根據(jù)第三實(shí)施例的背光單元還包括透明部分420，其用以防止光在沿著光源的光軸的區(qū)域被棱鏡構(gòu)圖全部反射，和根據(jù)第一實(shí)施例的背光單元類似。可以通過(guò)除去相對(duì)光源光軸在預(yù)定角度內(nèi)的棱鏡構(gòu)圖而在棱鏡陣列中形成透明部分420。可以通過(guò)切割過(guò)程或者注模過(guò)程制造光導(dǎo)板500，從而使其和棱鏡陣列400一體。
根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例和第三實(shí)施例的背光單元具有和根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的背光單元相同的操作效果。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的背光單元具有如下優(yōu)點(diǎn)首先，入射到光導(dǎo)板上的光的方位角被減小，這使得入射到全息構(gòu)圖上的入射光的方位角具有均勻的分布。結(jié)果，透射到光出射面的光強(qiáng)度分布變得均勻，從而增加了光出射面的亮度的均勻性。
第二，靠近光源光軸的光可以穿過(guò)透明部分，從而防止背光單元的亮度被劣化。
第三，如果使用全息構(gòu)圖，就可以通過(guò)均勻地保持入射到全息構(gòu)圖上的光方位角而使輸出到光出射面上的光的效率最大化。在這種情況下，光出射面的亮度也被提高。
盡管參照附圖詳細(xì)說(shuō)明和示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離有權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍的條件下，可以對(duì)本發(fā)明的形式和細(xì)節(jié)進(jìn)行各種修改。
權(quán)利要求
1.一種背光單元，包括光導(dǎo)板；至少一個(gè)在光導(dǎo)板的邊緣發(fā)射光的點(diǎn)光源；以及折射件，其設(shè)置在點(diǎn)光源和光導(dǎo)板之間，用以向著點(diǎn)光源的光軸折射點(diǎn)光源發(fā)射的光，從而減小入射到光導(dǎo)板上的光的方位角。
2.如權(quán)利要求1所述的背光單元，其中，折射件包括棱鏡陣列，在該棱鏡陣列中重復(fù)地布置V形棱鏡構(gòu)圖，該棱鏡構(gòu)圖的頂點(diǎn)對(duì)著光導(dǎo)板的邊緣。
3.如權(quán)利要求1所述的背光單元，其中，折射件還包括安裝在點(diǎn)光源和光導(dǎo)板之間的透明件，并且，所述棱鏡陣列制成棱鏡片的形式并被附連到透明件上。
4.如權(quán)利要求1所述的背光單元，其中，棱鏡頂點(diǎn)的角度范圍落在從80°到120°的范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求2所述的背光單元，其中，折射件還包括透明部分，該透明部分防止光在沿著光源的光軸的區(qū)域內(nèi)被棱鏡構(gòu)圖完全反射。
6.如權(quán)利要求5所述的背光單元，其中，所述透明部分通過(guò)除去相對(duì)光源的光軸在預(yù)定角度范圍內(nèi)的棱鏡構(gòu)圖而形成在棱鏡陣列中。
7.如權(quán)利要求5所述的背光單元，其中，所述透明部分通過(guò)除去相對(duì)光源的光軸在預(yù)定角度范圍內(nèi)的棱鏡構(gòu)圖的一部分而形成。
8.如權(quán)利要求5所述的背光單元，其中，在入射到光導(dǎo)板上的光的半最大值全寬為最小值的范圍和光通量/球面度為最大值的范圍之間決定透明部分的寬度。
9.如權(quán)利要求5所述的背光單元，其中，形成的所述透明部分用以允許點(diǎn)光源發(fā)射的、相對(duì)點(diǎn)光源的光軸在±12°的范圍內(nèi)的光穿過(guò)。
10.如權(quán)利要求5所述的背光單元，其中，折射件和光導(dǎo)板結(jié)合成為一體。
11.如權(quán)利要求1所述的背光單元，其中，在光導(dǎo)板上形成有具有衍射柵格結(jié)構(gòu)的全息構(gòu)圖。
12.一種背光單元，包括光導(dǎo)板；和至少一個(gè)在光導(dǎo)板的邊緣處發(fā)射光的點(diǎn)光源，其中，在光導(dǎo)板中形成有折射件，從而通過(guò)將點(diǎn)光源發(fā)射的光向點(diǎn)光源的光軸折射來(lái)減小入射到光導(dǎo)板上的光的方位角。
13.如權(quán)利要求12所述的背光單元，其中，所述折射件包括中空部分，其形成在光導(dǎo)板內(nèi)，在垂直方向上、在對(duì)著點(diǎn)光源并距離光導(dǎo)板的邊緣預(yù)定距離處穿過(guò)光導(dǎo)板；以及棱鏡陣列，其安裝在中空部分對(duì)著點(diǎn)光源的邊緣處，在該棱鏡陣列中重復(fù)地布置V形棱鏡構(gòu)圖，且棱鏡構(gòu)圖的頂點(diǎn)對(duì)著中空部分。
14.如權(quán)利要求13所述的背光單元，其中，棱鏡頂點(diǎn)的角度落在從80°到120°的范圍內(nèi)。
15.如權(quán)利要求13所述的背光單元，其中，折射件還包括透明部分，該部分用以防止在沿著光源的光軸的區(qū)域內(nèi)的光被棱鏡構(gòu)圖完全反射。
16.如權(quán)利要求13所述的背光單元，其中，通過(guò)除去相對(duì)光源的光軸在預(yù)定角度范圍內(nèi)的棱鏡陣列而在棱鏡陣列中形成透明部分。
17.如權(quán)利要求15所述的背光單元，其中，在入射到光導(dǎo)板上的光的半最大值全寬為最小值的范圍和光通量/球面度為最大值的范圍之間決定透明部分的寬度。
18.如權(quán)利要求15所述的背光單元，其中，形成的透明部分用以允許點(diǎn)光源發(fā)射的、相對(duì)點(diǎn)光源的光軸在±12°的范圍內(nèi)的光穿過(guò)。
19.如權(quán)利要求12所述的背光單元，其中，在光導(dǎo)板上形成具有衍射柵格結(jié)構(gòu)的全息構(gòu)圖。
全文摘要
本發(fā)明公開一種背光單元。該背光單元包括光導(dǎo)板；至少一個(gè)在光導(dǎo)板的邊緣觸發(fā)射光的點(diǎn)光源；以及折射件，其設(shè)置在點(diǎn)光源和光導(dǎo)板之間，用以向著點(diǎn)光源的光軸折射點(diǎn)光源發(fā)射的光，從而減小入射到光導(dǎo)板上的光的方位角。折射件包括棱鏡陣列，在該棱鏡陣列中重復(fù)地布置V形棱鏡構(gòu)圖，該棱鏡構(gòu)圖的頂點(diǎn)對(duì)著光導(dǎo)板的邊緣。折射件還包括透明部分，該透明部分防止光在沿著光源的光軸的區(qū)域內(nèi)被棱鏡構(gòu)圖完全反射。
文檔編號(hào)F21Y101/02GK1499264SQ20031011411
公開日2004年5月26日 申請(qǐng)日期2003年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月4日
發(fā)明者金鎮(zhèn)煥, 崔桓榮, 李文圭, 李水美, 崔振承, 閔池泓 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社