專利名稱：用于tft-lcd背光單元的包括楔形后棱鏡的導(dǎo)光面板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于液晶顯示器的背光單元的導(dǎo)光面板。
背景技術(shù)：
由于液晶顯示器(LCD)不是發(fā)射裝置，因而其必須設(shè)置有背光單元作 為發(fā)光光源。這樣，通過(guò)調(diào)節(jié)從背光單元發(fā)射的光的透射量，影像等被顯示 在具有以預(yù)定圖樣布置的液晶的液晶面板上。
LCD根據(jù)液晶的布置可被分為扭曲向列(TN )型和平面轉(zhuǎn)換(IPS )型。 TN型LCD的視角比IPS類LCD差。不過(guò)，TN型LCD由于具有優(yōu)良的透 射率而適用于需要前向可見度的LCD。另一方面，雖然IPS型LCD與TN 型LCD相比具有優(yōu)良的視角，但具有較低的透射率，這使整體亮度降低。
因此，需要根據(jù)操作環(huán)境、與液晶布置方式相關(guān)的LCD面板種類和其 它外部因素增強(qiáng)LCD在特定角度的亮度或補(bǔ)償特定位置的亮度。
傳統(tǒng)上，反射式偏光增亮膜(DBEF)和擴(kuò)散反射偏光膜(DRPF)已用 于補(bǔ)償亮度或改善視角。然而，這些膜導(dǎo)致背光單元的整體厚度增加以及制 造成本增加，由此使采用這種膜的LCD產(chǎn)品的竟?fàn)幜ο陆怠?br> 因此，需要一種在不使用這些膜的情況下改善LCD亮度和視角的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題
本發(fā)明針對(duì)上述問(wèn)題，且本發(fā)明的一方面提供一種用于LCD背光單元 的導(dǎo)光面板，該導(dǎo)光面板能調(diào)節(jié)特定位置的可見度和特定角度的視角。 技術(shù)方案
根據(jù)本發(fā)明的第一方面， 一種用于LCD背光單元的導(dǎo)光面板包括主體，
4該主體包括用于接收入射光的側(cè)面、用于發(fā)射光的前面以及后面，其中，所 述后面形成有幾何圖樣，該幾何圖樣具有設(shè)置在其中的楔型后棱鏡，所述楔 型后棱鏡中的每一個(gè)具有預(yù)定的曲率半徑。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面， 一種用于LCD背光單元的導(dǎo)光面板包括主體， 該主體包括用于接收入射光的側(cè)面、用于發(fā)射光的前面以及后面，其中，所 述后面形成有幾何圖樣，該幾何圖樣具有設(shè)置在其中的楔型后棱鏡，所述楔 型后棱鏡中的每一個(gè)具有多邊形形狀的豎直截面。
有益效果
根據(jù)本發(fā)明，所述用于LCD背光單元的導(dǎo)光面板使對(duì)應(yīng)于顯示器需求 的視角的分布優(yōu)化，由此能夠有效使用背光單元的光源。此外，根據(jù)本發(fā)明， 所述導(dǎo)光面板可形成有具有低制造成本的細(xì)薄厚度，并且尤其是滿足符合 TCO ' 03標(biāo)準(zhǔn)的光學(xué)特性，同時(shí)在去除用于傳統(tǒng)導(dǎo)光面板的DBEF和DRPF 的情況下確保高亮度和良好的視角特性。


圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于LCD背光單元的導(dǎo)光面板的透視
圖2至5是點(diǎn)棱鏡320的實(shí)例的俯視圖6是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的用于LCD背光單元的導(dǎo)光面板的透視
圖7和8是(圖1中)導(dǎo)光面板的主體300的仰視圖，其中例示出條狀 圖樣520的示例性布置；和
圖9至12是圖1的點(diǎn)棱鏡320和圖6的條狀棱鏡520的放大豎直截面圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于LCD背光單元的導(dǎo)光面板的透視圖。
參見圖1，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于LCD背光單元導(dǎo)光面板30總 體上由透明丙烯酸材料制成，這種材料具有高強(qiáng)度、不易破裂或變形、輕質(zhì) 以及對(duì)可見光呈現(xiàn)高透射率。導(dǎo)光面板30包括主體300、前棱鏡210和點(diǎn) 棱鏡320。
主體300包括用于接收入射光的側(cè)面301、連接到側(cè)面301并面對(duì)LCD 面板(未示出)的前面303以及連接到側(cè)面301并面對(duì)前面303的后面305。
術(shù)語(yǔ)"側(cè)面301"在詞匯上是指物體的側(cè)部，但在此被限定為從光源306 發(fā)射的光進(jìn)入導(dǎo)光面板所通過(guò)的表面。在圖1中，側(cè)面301是指鄰近光源 306的兩個(gè)相反側(cè)。
前面303和后面305是來(lái)自光源306經(jīng)由側(cè)面301進(jìn)入導(dǎo)光面板的光發(fā) 出的側(cè)面。前面303和后面305均;故連^t妄到側(cè)面301，并由i殳置在主體300 內(nèi)的內(nèi)部表面和對(duì)于主體300外表面的外部表面構(gòu)成。
前面303形成有前棱鏡210,每個(gè)前棱鏡210具有預(yù)定的截面形狀，并 用于使通過(guò)主體300發(fā)射的光均勻衍射、折射和漫射。
前棱鏡210在前面303上以規(guī)則間隔形成，并具有被設(shè)置為平行于來(lái)自 光源的光的入射方向，即圖1中的Q方向的縱向
為了改善光的均勻度和可見度，前棱鏡210不是緊密布置，而是以規(guī)則 間隔布置。
換句話說(shuō)，當(dāng)以規(guī)則間隔相互分開的前棱鏡210使從主體300發(fā)射的光 沿傾斜于面向?qū)Ч饷姘?0的LCD面板(未示出)衍射、折射和漫射時(shí)，光 通過(guò)由這種規(guī)則間隔限定的分離面(即各前棱鏡之間的間隙)被垂直于LCD 面板(未示出)引導(dǎo)，由此進(jìn)一步改善到達(dá)LCD面板的光的均勻度。
將相應(yīng)的前棱鏡210的縱向設(shè)置為與Q方向重合的原因在于將前棱鏡 210設(shè)置成垂直于將在后面305上形成的棱鏡，如下所述。
作為示例性實(shí)施例，前棱鏡210具有三角形豎直截面，并在圖1中被設(shè) 置成相互之間設(shè)置有分離面。不過(guò)，應(yīng)注意的是，所述分離面被提供用于改善從主體300發(fā)射的光的方向性，并因而可在必要時(shí)省略。
而且，雖然前棱鏡210在圖1中具有三角形截面，不過(guò)應(yīng)注意的是，前 棱鏡210可具有各種形狀，而不限于三角形截面。例如，前棱鏡210可具有 梯形形狀或倒槽形狀，其具有尖形頂點(diǎn)(pointed vertex )并在每一側(cè)上具有 預(yù)定的曲率半徑。
前棱鏡210可形成在前面303的靠近LCD面板(未示出)的內(nèi)部表面 或外部表面上。
在主體300的前面303上，前棱鏡210與設(shè)置在前棱鏡210之間的分離 面的面積比優(yōu)選在l: 0.5至l: IO之間。如果該面積比超過(guò)l，則光的書亍射 和漫射被破壞而導(dǎo)致亮度降低。
而且，前棱鏡210的高寬比優(yōu)選在0.3至0.6的范圍內(nèi)。
返回圖1,后面305形成有以規(guī)則間隔豎直和水平設(shè)置的幾何圖樣。在 此，其中形成有棱鏡的點(diǎn)將被稱為點(diǎn)棱鏡320。雖然在圖l中顯示圓形的點(diǎn) 棱鏡320，不過(guò)應(yīng)注意的是，本發(fā)明不限于這種結(jié)構(gòu)。
圖2至5是例示點(diǎn)棱鏡320的實(shí)例的俯視圖。如圖2至5所示，構(gòu)成幾 何圖樣的點(diǎn)棱鏡320可具有圓形(圖2)、橢圓形(圖3)、菱形(圖4) 和矩形(圖5)的形狀或其組合。幾何圖樣320具有隨其距側(cè)面的距離增大 而增大的尺寸和密度，并包括形成在其中的后棱鏡322。
雖然點(diǎn)棱鏡320的形狀可修改為各種形式，不過(guò)點(diǎn)棱鏡320在此優(yōu)選具 有如圖3所示的橢圓形形狀。
當(dāng)點(diǎn)棱鏡320具有如圖3所示的橢圓形形狀時(shí)，短半徑(b)與長(zhǎng)半徑 (a)的比優(yōu)選在0.5到0.9的范圍內(nèi)。
特別地，橢圓形點(diǎn)棱鏡320的短半徑(b)與長(zhǎng)半徑(a)的比優(yōu)選在 0.5至0.9的范圍內(nèi)可歸因于以下事實(shí)光學(xué)特性優(yōu)良，且在0.5至0.9的范 圍內(nèi)能解決與可見度相關(guān)的問(wèn)題。
圖6是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的用于LCD背光單元的導(dǎo)光面板的透視參見圖6，主體300的后面305形成有條狀圖樣，該條狀圖樣以規(guī)則間 隔設(shè)置并由包括后棱鏡322的條狀棱鏡520構(gòu)成。
該條狀圖樣的寬長(zhǎng)比優(yōu)選在1: IOOO至I: 50000的范圍內(nèi)，條狀圖樣 520的高度(h2)與寬度(w2)比優(yōu)選在0.3 0.9的范圍內(nèi)。
多個(gè)條狀棱鏡520形成在后面305上并被設(shè)計(jì)具有隨條狀棱鏡到接收入 射光的側(cè)面的距離增大而增大的寬度。條狀棱鏡520包括形成在其中的后棱 鏡322。
不過(guò)，所希望的是，條狀棱鏡520形成為不接近側(cè)面。也就是說(shuō)，如果 條狀棱鏡520形成為接近側(cè)面，則光通過(guò)條狀棱鏡520散射并由此形成亮線。
進(jìn)一步地，后棱鏡322形成在條狀棱鏡520的表面上，從而具有垂直于 光入射方向的纟從向。
圖7和8是(圖1中)導(dǎo)光面板的主體300的仰視圖，其中例示條狀圖 樣520的示例性布置。
圖7是例示在來(lái)自光源306(見圖1 )的光通過(guò)相反的側(cè)面進(jìn)入主體300 的情況下條狀棱鏡520的布置的仰視圖。在這種情況下，條狀棱鏡520的條 狀圖樣具有的寬度隨相反的側(cè)面301到其中心的距離增大而增大。
所述寬度隨距接收入射光的側(cè)面301的距離增大而增大的這種結(jié)構(gòu)是 基于以下事實(shí)距側(cè)面301的距離越遠(yuǎn)，則光達(dá)到的量越少。因此，用于折 射和反射光的條狀圖樣520具有增大的尺寸，由此改善光的折射率和反射 率，而無(wú)論到達(dá)光的量是否較少。
圖8是例示在來(lái)自光源306 (見圖1)的光通過(guò)一個(gè)側(cè)面進(jìn)入主體300 的情況下條狀棱鏡520的布置的仰視圖。
如圖8所示，在光通過(guò)一個(gè)側(cè)面301進(jìn)入主體300的情況下，條狀棱鏡 520的圖樣具有的寬度隨該側(cè)面到另 一側(cè)的距離增大而增大。
即使對(duì)于圖7和8中的結(jié)構(gòu)，希望條狀棱鏡520形成為不接近該側(cè)面， 如前所述。
圖9至12是圖1的點(diǎn)棱鏡320和圖6的條狀棱鏡520的放大豎直截面
8圖。
參見圖9至12，點(diǎn)棱鏡320和條狀棱鏡520分別形成有具有預(yù)定豎直 截面的后棱鏡322。
在此，形成在點(diǎn)棱鏡320和條狀棱鏡520的表面上的后棱鏡322優(yōu)選具 有垂直于從光源的發(fā)光方向(Q方向)的縱向，從而用于實(shí)現(xiàn)正確的光衍射、 折射、和漫射。
進(jìn)一步地，如前所述，后棱鏡322優(yōu)選被設(shè)置為垂直于前棱鏡210的縱 向(Q方向)。也就是說(shuō)，當(dāng)后棱鏡322使光衍射、折射和漫射時(shí)，光的均 勻折射和衍射通過(guò)使后棱鏡322垂直于前棱鏡210的縱向的這種布置可更有 利地實(shí)現(xiàn)。
參見圖9和10,后棱鏡322具有楔型豎直截面，該楔型豎直截面在每 一側(cè)具有預(yù)定的曲率半徑。
也就是說(shuō)，后棱鏡322的豎直截面包括尖形頂點(diǎn)和具有預(yù)定的曲率半徑 (r!和r2)的凹形(圖9)或凸形(圖10)側(cè)面。
在此，如圖9和10所示的凹形側(cè)面和凸形側(cè)面的情況下，曲率半徑(r! 和r2)均優(yōu)選比間距(P),即各后棱鏡322之間的距離大。
間距(P)與曲率半徑(r!和r2)之比優(yōu)選地在1: l至l: IO的范圍內(nèi)。
參見圖11和12，后棱鏡322具有多邊形形狀的楔型豎直截面。
在此，多邊形側(cè)面可以是對(duì)稱的或非對(duì)稱的。
圖11和12例示一個(gè)具有四個(gè)角的對(duì)稱的多邊形后棱鏡322,其中圖11 顯示向內(nèi)彎曲的多邊形棱鏡322，而圖12顯示向外彎曲的多邊形棱鏡322。
多邊形后棱鏡322具有的拐角和內(nèi)角(0i、 e2、 03和64)優(yōu)選在60至 120度的范圍內(nèi)。
通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，即后棱鏡322的截面在每一側(cè)面具有預(yù)定的曲率半徑或 為凹形或凸形多邊形截面，如圖9至12所示，可以優(yōu)化對(duì)應(yīng)于顯示裝置目 的的背光單元的光學(xué)特性，例如，通過(guò)收集來(lái)自背光單元的光提高LCD的 亮度、通過(guò)來(lái)自背光單元的光的散射擴(kuò)大視角。進(jìn)一步地，如圖9和IO所示的曲率半徑和如圖11和12所示的多邊形
截面的角度(e。 e2、 63和04)可被調(diào)節(jié)，以對(duì)應(yīng)于顯示裝置的應(yīng)用適當(dāng)調(diào) 節(jié)從背光單元發(fā)射的光的散射角。
根據(jù)本發(fā)明，用于LCD背光單元的導(dǎo)光面板使對(duì)應(yīng)于顯示器需求的視
角的分布優(yōu)化，由此能夠有效使用背光單元的光源。此外，根據(jù)本發(fā)明，導(dǎo)
光面板可形成有具有低制造成本的細(xì)薄厚度，并且尤其滿足符合TCO '03 標(biāo)準(zhǔn)的光學(xué)特性，同時(shí)在去除用于傳統(tǒng)導(dǎo)光面板的DBEF和DRPF的情況下 確保高亮度和良好的視角特性。
權(quán)利要求
1、一種用于液晶顯示器的導(dǎo)光面板，包括用于接收入射光的側(cè)面、用于反射光的后面和用于發(fā)射光的前面，其中，所述后面形成有幾何圖樣，所述幾何圖樣具有設(shè)置在其中的楔型后棱鏡，所述楔型后棱鏡中的每一個(gè)具有預(yù)定的曲率半徑。
2、 一種用于液晶顯示器的導(dǎo)光面板，包括用于接收入射光的側(cè)面、用于反射光的后面和用于發(fā)射光的前面，其中，所述后面形成有幾何圖樣，所述幾何圖樣具有設(shè)置在其中的楔型 后棱鏡，所述楔型后棱鏡中的每一個(gè)具有多邊形形狀的豎直截面。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的導(dǎo)光面板，其中，所述幾何圖樣具有選 自圓形、橢圓形、菱形、矩形及其組合的形狀，并具有隨所述幾何圖樣到所 述側(cè)面的距離增大而增大的尺寸或密度。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的導(dǎo)光面板，其中，所述幾何圖樣具有條 形形狀，所述條形形狀具有隨所述幾何圖樣到所述側(cè)面的距離增大而增大的寬度。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光面板，其中，所述后棱鏡具有凸形或凹 形的楔形形狀的豎直截面。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的導(dǎo)光面板，其中，所述后棱鏡具有凸形或凹 形的多邊形形狀的豎直截面。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光面板，其中，所述后棱鏡之間的距離與 所述曲率半徑的比在l: 1~1: IO的范圍內(nèi)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的導(dǎo)光面板，其中，所述多邊形形狀具有60 120度的內(nèi)角。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的導(dǎo)光面板，其中，所述后棱鏡具有垂直 于朝向所述側(cè)面的光的入射方向設(shè)置的縱向。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的導(dǎo)光面板，其中，所述前面形成有具有預(yù)定截面的前棱鏡。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的導(dǎo)光面板，其中，所述前棱鏡在縱向上垂 直于所述后棱鏡。
12、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的導(dǎo)光面板，其中，所述前棱鏡被設(shè)置成相 互之間限定有分離面。
13、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的導(dǎo)光面板，其中，所述前棱鏡與分離面的 面積比在1: 0.5~1: IO的范圍內(nèi)。
14、 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的導(dǎo)光面板，其中，所述前棱鏡的高度(h2) 與寬度(w2)的比在0.3 ~ 0.6的范圍內(nèi)。
全文摘要
在此公開一種用于LCD背光單元的導(dǎo)光面板。該導(dǎo)光面板包括主體，該主體具有用于接收入射光的側(cè)面、用于發(fā)射光的前面以及后面。所述后面形成有具有預(yù)定的曲率半徑的楔型后棱鏡。所述后棱鏡形成在以預(yù)定平面形狀在后面上構(gòu)成圖樣的內(nèi)部表面上。所述導(dǎo)光面板具有改善的亮度和視角特性，并滿足符合TCO′03標(biāo)準(zhǔn)的光學(xué)特性。
文檔編號(hào)G02B6/00GK101583889SQ200780049915
公開日2009年11月18日 申請(qǐng)日期2007年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月15日
發(fā)明者周成炫, 李星勛, 池哲求, 鄭伍溶 申請(qǐng)人:第一毛織株式會(huì)社