專(zhuān)利名稱(chēng)：導(dǎo)光板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種導(dǎo)光板，并且更具體地，涉及一種能夠?qū)?lái)自光源的入射光束均勻地分布到其整個(gè)表面的導(dǎo)光板。
背景技術(shù)：
時(shí)至今日，已經(jīng)具有了各種類(lèi)型的薄板顯示裝置，其中，主流就是液晶顯示器(LCD)。
LCD被應(yīng)用到包括薄板壁掛式電視、筆記本電腦、臺(tái)式計(jì)算機(jī)的顯示器、導(dǎo)航裝置、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、移動(dòng)電話、和游戲系統(tǒng)的各種裝置。構(gòu)成LCD顯示裝置的液晶不能獨(dú)立發(fā)光，并且響應(yīng)于接收的電信號(hào)簡(jiǎn)單地傳輸或遮擋光。
因此，為了在LCD上顯示信息，需要一種稱(chēng)作背光件的獨(dú)立表面發(fā)光裝置，用于從背面照射LCD。這種背光件需要以高亮度均勻地照射LCD，并形成均勻的表面光源，這是產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)重要方面。
傳統(tǒng)背光件包括光源、導(dǎo)光板、擴(kuò)散片、棱鏡、和保護(hù)片。對(duì)于它的光源，通常使用諸如冷陰極熒光燈(CCFL)的熒光燈或者LED(由于其重量輕且尺寸小，所以LED被廣泛用于小型顯示裝置)。導(dǎo)光板用于將來(lái)自光源的光束均勻地向上引導(dǎo)。擴(kuò)散片散射光，以實(shí)現(xiàn)均勻的亮度。棱鏡垂直和水平地折射光來(lái)收集光，從而提高亮度。保護(hù)片防止外界物質(zhì)進(jìn)入棱鏡的槽并且防止刮傷其表面。
此外，導(dǎo)光板具有安裝在其下表面的反射片，用于反射照射到導(dǎo)光板底部的光，從而提高光效率。這些組件被安裝到框架中的LCD基板處。
這里，光源朝向?qū)Ч獍宓囊粋?cè)發(fā)射光，并且導(dǎo)光板通過(guò)其一側(cè)接收來(lái)自光源的光，以使光向前發(fā)射。
現(xiàn)在，在下文中將參照附圖解釋傳統(tǒng)的導(dǎo)光板。
圖1是示出具有在導(dǎo)光板旁邊設(shè)置LED的傳統(tǒng)導(dǎo)光板的正視圖，以及圖2是示出光從LED到導(dǎo)光板的路徑的放大視圖。
圖1和圖2示出的導(dǎo)光板10具有在其下部邊緣附近設(shè)置的多個(gè)LED(點(diǎn)光源之一)。由于空氣和導(dǎo)光板10之間的折射率差異，所以以預(yù)定的角度折射從LED 20入射并引導(dǎo)到導(dǎo)光板10的側(cè)端的光束，從而使光束入射到導(dǎo)光板10中。結(jié)果，來(lái)自LED 20的入射光束形成了分布，其中，垂直(沿法線)入射到導(dǎo)光板的光入射部的光束具有最大的密度(concentration)，并且密度隨著入射角相對(duì)法線在左側(cè)和右側(cè)向90度角增加而降低。即，在相同平面上導(dǎo)光板10垂直于LED 20的部分比從LED 20向垂直角度的左側(cè)或右側(cè)偏移的其他部分更亮。
圖3是具有從多個(gè)LED入射的光束的傳統(tǒng)導(dǎo)光板的正視圖。
LED 20比導(dǎo)光板10的寬度小很多，因此為了照射導(dǎo)光板10的整個(gè)部分，在導(dǎo)光板10的一側(cè)以預(yù)定的間隔設(shè)置多個(gè)LED 20。
當(dāng)向每個(gè)LED 20供電，并且光束入射到導(dǎo)光板10時(shí)，與每個(gè)LED 20最接近的部分(即，直接垂直于LED 20的部分)形成亮點(diǎn)12，而離每個(gè)LED 20最遠(yuǎn)的部分(即，在左側(cè)和右側(cè)傾斜遠(yuǎn)離LED的部分)形成暗點(diǎn)14。
交替的亮點(diǎn)12和暗點(diǎn)14影響了作為背光件的重要品質(zhì)之一的均勻性。通過(guò)這種導(dǎo)光板制造出的LCD具有亮度不均勻的混合區(qū)域，指的是從光入射面到光束均勻混合的部分所形成的區(qū)域，因此其不適于使用?；旌蠀^(qū)域越大導(dǎo)致屏幕的可用部分越小。
不必說(shuō)，與導(dǎo)光板下端具有相同寬度的LED 20將解決這種不均勻的問(wèn)題。然而，很難制造具有與導(dǎo)光板10下端寬度相對(duì)應(yīng)的寬度的LED?？蛇x地，可沿光入射面密集地設(shè)置更大量的LED 20，然而這樣增加了制造成本。
為了克服這些問(wèn)題，在韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第10-0484536號(hào)中提供了一種在其光入射部分處具有凹透鏡形式的凹陷部以散射入射光束的導(dǎo)光板。
然而，難以在導(dǎo)光板的側(cè)面形成每一個(gè)均具有相同尺寸的多個(gè)凹陷部。這種結(jié)構(gòu)擴(kuò)寬了入射光束的入射角，但使其難以將入射光束折射到導(dǎo)光板的寬度方向。因此，傳統(tǒng)技術(shù)也局限于提高入射到導(dǎo)光板的光束的均勻性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明用于解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問(wèn)題，因此本發(fā)明特定實(shí)施例的目的在于提供一種導(dǎo)光板，其可以改進(jìn)入射光束的均勻性，而不增加LED的尺寸或數(shù)量，以更寬的角度分布入射光，以及需要降低制造成本的簡(jiǎn)單制造工藝。
根據(jù)用于實(shí)現(xiàn)該目的的本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種導(dǎo)光板，其包括在入射光束的路徑中形成的至少一個(gè)通孔(throughhole)，其在導(dǎo)光板的側(cè)面以預(yù)定間隔遠(yuǎn)離光入射面。
通孔垂直于入射光束的路徑延伸。
導(dǎo)光板至少包括兩個(gè)通孔，以在每個(gè)光源的附近形成通孔組。
通孔組的通孔沿導(dǎo)光板的光入射面排列。
這里，每個(gè)通孔以0.1mm至1.0mm的間隔遠(yuǎn)離另一相鄰?fù)自O(shè)置，并且每個(gè)包括通孔的通孔組以0.3mm至10.0mm的長(zhǎng)度排列。
此外，通孔具有圓形或橢圓形的橫截面，優(yōu)選地，通孔具有0.1mm至1.5mm的直徑。
此外，優(yōu)選地，以0.1mm至3.03mm的間隔遠(yuǎn)離導(dǎo)光板的光入射面來(lái)形成通孔。


本發(fā)明的上述和其他的目標(biāo)、特征和其他優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述而變得更加顯而易見(jiàn)，在附圖中圖1是示出具有與導(dǎo)光板相鄰設(shè)置的LED的傳統(tǒng)導(dǎo)光板的正視圖；圖2是示出入射到傳統(tǒng)導(dǎo)光板的光束的光程的放大視圖；
圖3是示出具有來(lái)自多個(gè)LED的入射光束的傳統(tǒng)導(dǎo)光板的正視圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)光板的光入射面的放大正視圖；圖5是示出入射到根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)光板的光束路徑的部分正視圖；圖6是示出穿過(guò)根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)光板的通孔的光束路徑的放大視圖；圖7是示出傳統(tǒng)導(dǎo)光板的仿真結(jié)果的圖片；圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)光板的仿真結(jié)果的圖片；以及圖9是示出在具有只在其一部分中形成的通孔的導(dǎo)光板中的入射光束的圖片。
具體實(shí)施例方式
下列描述將參照附圖示出根據(jù)本發(fā)明的用于均勻分布入射光束的導(dǎo)光板的實(shí)施例。
圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)光板的光入射面的放大正視圖。
如圖4所示，根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)光板100接收來(lái)自設(shè)置在側(cè)面的多個(gè)LED 200的光束，并具有在入射光束的路徑中形成的通孔(或至少一個(gè)通孔)110，其以預(yù)定間隔遠(yuǎn)離光束入射到其上的表面，即，光入射面102。在該實(shí)施例中，以預(yù)定間隔遠(yuǎn)離導(dǎo)光板100的下端設(shè)置LED 200，但LED 200不限于其相對(duì)于導(dǎo)光板100的位置?？蛇x地，可根據(jù)其用法或用戶(hù)的選擇，將LED 200設(shè)置在導(dǎo)光板100的相對(duì)側(cè)或上端。
此外，在該實(shí)施例中，LED 200被用作將光發(fā)射到導(dǎo)光板100的光源，但光源可包括能夠發(fā)光的任意結(jié)構(gòu)，例如，冷陰極熒光燈(CCFL)。
沿垂直于光束路徑的導(dǎo)光板的厚度方向排列通孔110。在每個(gè)LED 200附近設(shè)置的至少兩個(gè)通孔構(gòu)成通孔組。通孔組的多個(gè)通孔可以如圖4所示的沿導(dǎo)光板100的光入射面呈行排列，或者呈曲線(例如，弧形)或兩個(gè)或多個(gè)行排列。
圖5是示出入射到根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)光板100中的光束路徑的部分正視圖。
如圖5所示，當(dāng)對(duì)LED 200供電時(shí)，LED 200以預(yù)定角度向?qū)Ч獍?00的光入射面102發(fā)射光束。此時(shí)，因?yàn)閷?dǎo)光板100具有比空氣更高的折射率，所以根據(jù)斯涅爾定律，穿過(guò)導(dǎo)光板100的光入射面102入射的每條光束L在形成較小入射角的方向(即，靠近垂直于光入射面的線)上折射。將光發(fā)射到根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)光板100的LED 200的結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)LED 20的結(jié)構(gòu)相同。同樣，穿過(guò)光入射面102的光束的折射以與傳統(tǒng)導(dǎo)光板100相同的方式發(fā)生。因此，這里不提供進(jìn)一步的解釋。
隨著穿過(guò)光入射面102入射到導(dǎo)光板100的光束L穿過(guò)通孔110并傳播到導(dǎo)光板100的各個(gè)部分，光束L被折射以廣泛地散布。入射到每個(gè)通孔110的光束具有不同的亮度分布，但隨著光束穿過(guò)通孔110而廣泛地散布，以到達(dá)導(dǎo)光板100的中心部分。因此，在穿過(guò)通孔110之后，高分布和低分布的光束被均勻地混合，從而在導(dǎo)光板100的各個(gè)部分均產(chǎn)生均勻的亮度。
由通孔110折射的光束廣泛地分布到光束在與水平方向相反的方向上傳播的范圍，因此在每個(gè)LED 200之間不會(huì)形成暗點(diǎn)14。具體地，在從每個(gè)LED 200射出的光的顏色不同的情況下，本發(fā)明的導(dǎo)光板100對(duì)均勻混合光束尤其有效。
此外，當(dāng)使用本發(fā)明的導(dǎo)光板100來(lái)制造顯示裝置時(shí)，混合區(qū)域小于使用傳統(tǒng)導(dǎo)光板10的傳統(tǒng)顯示裝置的混合區(qū)域，從而允許更大的顯示屏幕。
下面，將參照?qǐng)D6詳細(xì)解釋隨著來(lái)自LED 200的光束穿過(guò)通孔110而廣泛分布的條件。
圖6是示出當(dāng)入射到導(dǎo)光板100時(shí)穿過(guò)通孔110的光束路徑的放大視圖。
當(dāng)入射到通孔110時(shí)導(dǎo)向通孔110的光束被折射一次，并且當(dāng)離開(kāi)通孔110時(shí)其再次被折射。
此時(shí)，根據(jù)與光束接觸的通孔110入射點(diǎn)的不同，，隨著通過(guò)通孔110，光束的折射角也隨之發(fā)生變化。如圖6所示，當(dāng)光束穿過(guò)通孔110圓周表面上的特定入射點(diǎn)時(shí)，在通孔110的中心部分，當(dāng)進(jìn)入通孔110和離開(kāi)通孔110時(shí)，其相對(duì)于入射點(diǎn)的切線形成直角，因此不發(fā)生折射而直接向前傳播。當(dāng)進(jìn)入通孔110和離開(kāi)通孔110時(shí)，穿過(guò)通孔110的圓周左或右部的光束與圓周表面傾斜相交，因此被折射兩次。
例如，指向通孔110左部的光束進(jìn)入通孔110，到達(dá)低折射率的介質(zhì)中，因此在逆時(shí)針?lè)较蛞愿蟮慕嵌日凵涞降驼凵渎实慕橘|(zhì)(即，通孔110)中。
然后，離開(kāi)通孔110的光束進(jìn)入高折射率介質(zhì)，因此以更小的角度折射到高折射率的介質(zhì)(即，導(dǎo)光板100)中。這里，考慮到圓周表面的切線，逆時(shí)針折射使得光束以更小的角度入射。從而，當(dāng)進(jìn)入通孔110時(shí)通過(guò)通孔左部入射的光束被逆時(shí)針折射一次，并且當(dāng)離開(kāi)通孔110時(shí)被再次逆時(shí)針折射。
另一方面，與上述原理相同，當(dāng)進(jìn)入通孔110時(shí)在通過(guò)通孔110右部入射的光束被順時(shí)針折射一次，并且當(dāng)離開(kāi)通孔110時(shí)被再次以順時(shí)針?lè)较蛘凵洹Ｍㄟ^(guò)通孔110右部入射的光束被折射兩次的相同原理適用于通過(guò)通孔110左部入射的光束的情況，因此省略詳細(xì)描述。
如上所述，穿過(guò)通孔110的光束在離開(kāi)通孔110時(shí)比進(jìn)入通孔110時(shí)被更廣泛地散布。結(jié)果，在導(dǎo)光板100的整個(gè)部分中的照度均勻。
在具有形成在光入射面上的凹陷部(recess)的傳統(tǒng)導(dǎo)光板的情況下，入射到導(dǎo)光板中的光束僅在凹陷部被折射一次。然而，在根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)光板100中，當(dāng)進(jìn)入通孔110時(shí)光束被第一次折射，以及當(dāng)離開(kāi)通孔110時(shí)該光束被第二次折射，從而顯著地提高了光散布效率。
這里，如果每個(gè)通孔110之間的間隔太窄，則將破壞通孔110的形狀，妨礙光束以預(yù)定的角度折射。如果通孔110之間的間隔太寬，則過(guò)多的光從相鄰?fù)?10之間通過(guò)。因此，優(yōu)選地，一個(gè)通孔110與另一個(gè)相鄰?fù)?10之間具有0.1mm至1.0mm的間隔。
此外，具有在其中排列的通孔110的通孔組的長(zhǎng)度W(見(jiàn)圖4)過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致制造工藝很難，并具有破壞形成有通孔110的導(dǎo)光板的一部分的風(fēng)險(xiǎn)。相反地，具有在其中排列的通孔110的通孔組的長(zhǎng)度W過(guò)短會(huì)使光的折射效應(yīng)惡化。因此，優(yōu)選地，通孔110以0.3mm至10.0mm的長(zhǎng)度排列成通孔組。
在用戶(hù)希望通過(guò)以特定的角度折射光束來(lái)得到特定的照明效果的情況下，可將在根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)光板中形成的通孔110設(shè)置為具有橢圓形或多邊形的橫截面。為了均勻分布入射光束，優(yōu)選地，將通孔110設(shè)置為具有圓形橫截面，即，如該實(shí)施例中的圓柱形。這里，通孔110的直徑太大會(huì)使通孔110的數(shù)量減少，從而導(dǎo)致散布光的角度變窄。通孔110的直徑太小會(huì)導(dǎo)致困難的制造工藝。因此，優(yōu)選地，通孔110具有0.1mm至1.5mm的直徑。
此外，通孔110與光入射面102之間的距離D(見(jiàn)圖4)過(guò)長(zhǎng)可導(dǎo)致更窄的可用面積。相反地，通孔110與光入射面102之間的距離D過(guò)短可導(dǎo)致通孔110連接到光入射面或者破壞光入射面102的平面度(flatness)。因此，優(yōu)選地，以0.1mm至3.0mm的間隔距離光入射面102形成通孔110。
圖7是示出具有入射到其中的光束的傳統(tǒng)導(dǎo)光板仿真結(jié)果的圖片，圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的具有入射到其中的光束的導(dǎo)光板仿真結(jié)果的圖片，以及圖9是入射到具有僅在其一部分中形成的通孔的導(dǎo)光板中的光束的圖片。
如圖7所示，在使用傳統(tǒng)導(dǎo)光板10制造的顯示裝置中，隨著光的入射，在顯示屏幕上交替地形成亮點(diǎn)12和暗點(diǎn)14。相反地，在使用根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)光板100制造的顯示裝置中，隨著光的入射，不管LED 200的數(shù)量和位置，顯示屏幕均呈現(xiàn)均勻的亮度，表現(xiàn)出提高的產(chǎn)品質(zhì)量。
通過(guò)使用顯示裝置所用的本發(fā)明的導(dǎo)光板100舉例說(shuō)明仿真，但本發(fā)明的導(dǎo)光板100不局限為用于顯示裝置，并且可應(yīng)用到各種照明裝置、發(fā)光裝置、和顯示裝置。
如圖9所示，只在導(dǎo)光板的一部分中形成通孔之后，通過(guò)運(yùn)行裝置使性能的區(qū)別更加明顯。圖9所示的導(dǎo)光板具有只在其右半部分中形成的通孔。因此，在導(dǎo)光板的左半部分中清晰地顯示出亮點(diǎn)和暗點(diǎn)，而在具有其中形成有通孔的導(dǎo)光板的右半部分中亮點(diǎn)和暗點(diǎn)相對(duì)模糊，呈現(xiàn)出更小的混合光束的混合區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)光板能夠在不增加光源的數(shù)量和大小的情況下提高入射到其中的光的均勻性，以更寬的角度分布入射光以減小混合區(qū)域，以及以簡(jiǎn)單的制造工藝生產(chǎn)以降低制造成本。
此外，根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)光板可制造更寬的顯示屏幕，并通過(guò)調(diào)節(jié)通孔的形狀來(lái)調(diào)節(jié)光的折射角，從而更簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)各種照明效果。
雖然已經(jīng)參照優(yōu)選實(shí)施例示出和描述了本發(fā)明，但是對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，顯而易見(jiàn)地在不背離由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可以做出更改和改變。
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)光板，光束穿過(guò)所述導(dǎo)光板的一側(cè)入射，其包括至少一個(gè)通孔，形成在所述入射光束的路徑中，以預(yù)定間隔遠(yuǎn)離在所述導(dǎo)光板的所述側(cè)面的光入射面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光板，其中，所述通孔垂直于所述入射光束的所述路徑延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光板，其中，所述光束從至少兩個(gè)光源入射到所述導(dǎo)光板中，以及所述導(dǎo)光板包括至少兩個(gè)通孔，所述至少兩個(gè)通孔被配置以在每個(gè)所述光源的附近形成通孔組。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的導(dǎo)光板，其中，所述通孔組的所述通孔沿所述導(dǎo)光板的所述光入射面排列。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光板，其中，所述通孔中的每一個(gè)均以0.1mm至1.0mm的間隔遠(yuǎn)離另一個(gè)相鄰?fù)自O(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光板，其中，包括所述通孔的所述通孔組中的每一個(gè)均以0.3mm至10.0mm的長(zhǎng)度排列。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光板，其中，所述通孔具有圓形或橢圓形的橫截面。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的導(dǎo)光板，其中，所述通孔具有0.1mm至0.5mm的直徑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光板，其中，以0.1mm至3.0mm的間隔遠(yuǎn)離所述導(dǎo)光板的所述光入射面形成所述通孔。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種能夠?qū)墓庠慈肷涞墓馐植嫉狡湔麄€(gè)表面的導(dǎo)光板。導(dǎo)光板具有形成在入射光束路徑中的至少兩個(gè)通孔，以預(yù)定間隔遠(yuǎn)離光入射面。垂直于入射光束的路徑形成通孔，并沿導(dǎo)光板的光入射面排列。根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)光板在不增加光源的數(shù)量或大小的情況下可提高入射光的均勻性，從而以更寬的角度分布入射光，并減小光混合區(qū)域。以簡(jiǎn)單的制造工藝生產(chǎn)導(dǎo)光板，降低了制造成本。
文檔編號(hào)G02B6/00GK1967295SQ20061013818
公開(kāi)日2007年5月23日 申請(qǐng)日期2006年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月17日
發(fā)明者樸鐘辰, 安寅杰 申請(qǐng)人:三星電機(jī)株式會(huì)社