[發(fā)明專利]具有擴(kuò)散結(jié)構(gòu)的光轉(zhuǎn)向塊

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110128442.0
• 申請日: 2011-03-30
• 公開（公告）號: CN102305372A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 洪琪;R·P·布爾德萊斯;W·麥肯納
• 申請（專利權(quán)）人: SKC哈斯顯示器薄膜有限公司
• 主分類號: F21S8/00
• 分類號: F21S8/00;F21V5/08;G02F1/13357
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 沙永生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種顯示器照明，更具體地涉及一種用于將點(diǎn)光源的光耦合到聚合物光導(dǎo)薄膜的光學(xué)光轉(zhuǎn)向塊。

背景技術(shù)

與其它類型的顯示器相比，透射液晶顯示器(LCD)面板提供了一種緊湊、重量輕的替代選擇，但是需要某種背光照明以提供用于進(jìn)行調(diào)制的光。LCD和相似的顯示器的背光照明通常由相對于觀察者來說設(shè)置在LCD面板后的發(fā)光面提供，從一個或更多光源發(fā)出的光通過所述LCD面板進(jìn)行轉(zhuǎn)向。光提供面的一個例子是光導(dǎo)板(LGP)。該LGP作為波導(dǎo)，采用全內(nèi)反射以使來自沿著其邊緣設(shè)置的一個或多個光源的入射光轉(zhuǎn)向。在LGP上設(shè)置某種表面功能元件以導(dǎo)出內(nèi)反射光以及使該光線轉(zhuǎn)向顯示面板。授權(quán)給Goto等人的美國專利第5,999,685號“光導(dǎo)板和使用該光導(dǎo)板的表面光源(LIGHT?GUIDE?PLATE?AND?SURFACE?LIGHT?SOURCE?USING?THE?LIGHT?GUIDE?PLATE)”，給出了一種采用LGP的照明裝置的實(shí)例。

在Goto等人公開的內(nèi)容所給出的諸多解決方案的缺陷是傳統(tǒng)光導(dǎo)板的相對厚度和整體體積。傳統(tǒng)的LGP通常超過了LCD面板自身的厚度。大屏幕顯示器的出現(xiàn)，如LCD電視，以及更緊湊的固體光源的發(fā)展，如發(fā)光二極管(LED)，需要提供比現(xiàn)有設(shè)計(jì)具有更薄的截面，更輕的重量以及更具有撓性的LGP的解決方案。隨著顯示器在尺寸上持續(xù)變大以及更有撓性的基板的使用的增加，形成了對厚度接近1mm的更有撓性的LGP的增長的需求。

人們已經(jīng)為LGP裝置提出了許多的解決方案，這些方案更適合于小型化和撓性更大的顯示器。但是，目前所提出的解決方案具有內(nèi)在的缺陷，進(jìn)而限制了它們的使用或者很難進(jìn)行制造。例如，提出了形成在LGP表面中的各種光導(dǎo)出功能元件。然而，許多已經(jīng)提出的光導(dǎo)出元件的幾何外形需要采用如注塑成型或熱壓成型等制造方法。這些制造方法比較適用于較厚的材料，但隨著LGP的厚度的減小，制造困難增加且無法實(shí)用。例如，提出的許多解決方案均需要具有90度垂直壁的表面光導(dǎo)出結(jié)構(gòu)。不管什么方法，采用已知的塑料材料很難制造所需尺寸的這種程度的銳角。還有其它的需要相對高的高度與寬度比的功能元件，由于相似的原因，這些功能元件很難制造。雖然這種結(jié)構(gòu)在理論上能夠很好地發(fā)揮作用以及能夠制造，但是，它們所帶來的制造問題使得提出的許多設(shè)計(jì)對于大規(guī)模生產(chǎn)來說變得不切實(shí)際。人們很少將注意力轉(zhuǎn)向如何經(jīng)濟(jì)地大規(guī)模制造具有尖銳角側(cè)壁的光導(dǎo)出功能元件的LGP。

更進(jìn)一步地，采用LED作為光源的LCD電視通常使用厚LGP，在LGP的外圍設(shè)置頂部發(fā)光LED。該設(shè)置在LGP外圍的頂部發(fā)光LED通常位于邊框下方。該邊框用于覆蓋和吸收LED產(chǎn)生的沒有耦合進(jìn)LGP/LED界面的多余的光。因此，LED產(chǎn)生的沒有耦合的光沒有用于LCD照明而浪費(fèi)掉了。

現(xiàn)有技術(shù)的LED背光組件通常采用打開的側(cè)部發(fā)射LED或頂部發(fā)射LED作為光導(dǎo)板的光源。為了提高現(xiàn)有技術(shù)的背光單元組件的光耦合效率，LED的輸出需要在光導(dǎo)板的輸入表面的150微米范圍內(nèi)。LED的輸出表面和光導(dǎo)板的輸入表面之間相對小的距離產(chǎn)生兩大問題。首先，LED的熱量可能隨著時(shí)間的推移使輸入表面扭曲從而降低光耦合效率。其次，LED輸出和光導(dǎo)板輸入之間的距離的變化產(chǎn)生了不利的輸入到光導(dǎo)板的光量的變化，從而增加了光導(dǎo)板輸出的變化。

雖然使用LED作為LC面板的光源能夠允許LED根據(jù)圖像內(nèi)容整體調(diào)光以減少LCD電視的整體的功率消耗，但是這些側(cè)面發(fā)光LED電視通常由于LED設(shè)置在周邊位置而不能進(jìn)行局部動態(tài)的調(diào)光。由于小組的LED可以根據(jù)圖像內(nèi)容進(jìn)行調(diào)光，與整體性調(diào)光相比，LED的局部調(diào)光已經(jīng)證實(shí)可以進(jìn)一步減少LED照明LCD電視的總體功率消耗。進(jìn)一步的局部調(diào)光與整體調(diào)光相比還可以顯著地提高顯示的圖像的對比度。

因此，人們認(rèn)識到，他們需要提供允許使用撓性材料的光導(dǎo)面的解決方法，其可以生產(chǎn)相對薄的外形尺寸，其設(shè)計(jì)為可以大量制造以及可以進(jìn)行局部調(diào)光。更進(jìn)一步的，認(rèn)識到需要提高光導(dǎo)板的光學(xué)均勻性以及替代的LED耦合機(jī)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種用于LCD顯示器的集成背光照明組件，其包括：多個固態(tài)體光源，用來提供點(diǎn)光源；多個光導(dǎo)膜，其具有設(shè)置在所述多個固態(tài)光源之間的光轉(zhuǎn)向區(qū)域，以將點(diǎn)光源的光轉(zhuǎn)向和擴(kuò)展為均勻的光平面，設(shè)置在相對的光導(dǎo)膜之間的光轉(zhuǎn)向塊，該光轉(zhuǎn)向塊包括頂蓋部和底部，該底部相對于頂蓋部垂直對準(zhǔn)，其中，所述底部具有至少一個光轉(zhuǎn)向功能元件。

附圖說明

圖1是采用本發(fā)明的光導(dǎo)膜的顯示器裝置。

圖2顯示了一個實(shí)施方式的光導(dǎo)膜的透視圖。