[发明专利]具有包括基本上相同的微透镜的二维图案的导光板

说明书

技术领域

本发明主要涉及一种导光板，尤其涉及一种具有由基本上相同的微透镜组成的二维微图案的导光板，以减少由离散光源引起的不希望有的热斑缺陷。

背景技术

液晶显示器(LCD)持续在成本和性能方面不断改进，正在变为许多电脑、仪器和娱乐应用的一种优选的显示类型。典型的LCD移动电话、笔记本和监视器包括导光板，其用于接收来自光源的光且使光横跨导光板近乎均匀地再分布。光源，传统上是长直线型冷阴极荧光灯，已经演化为多个离散光源，例如发光二极管(LED)。在一给定尺寸的LCD中，LED的数目已经被持续地减少以降低成本。因此，LED的节距变得更大，这导致更明显的热斑问题(即，在LCD的可视区域的头几个毫米内，LED附近的光比LED之间的光多)。热斑问题发生是由于来自离散LED的光非均匀地进入导光板，也就是说，在LED附近比LED之间分配了更多的光。许多导光板(LGP)已经打算抑制热斑问题。一些LGP在它们的边缘具有连续的凹槽，例如在美国专利号7,097,341(Tsai)中公开的那些。一些LGP在它们的光输出表面上具有两组不同节距的直线型凹槽。一些LGP具有两组或更多组不同的尺寸的点。另外的LGP可以组合不同尺寸的凹槽和点。

虽然现有技术的导光板能够在一定程度上抑制热斑问题，但是由于那些LGP的批量生产过程中的复杂性，它们仍然不令人满意。因此，还需要可以易于制造且能够抑制热斑问题的导光板。

发明内容

本发明提供一种导光板，包括：输入表面，其用于接收来自多个离散光源的光；输出表面，用于发射光；以及与输出表面相对的底面，其中输出表面和底面的至少一个具有微图案，微图案包括多个基本上相同的微透镜，每个微透镜具有一宽度、一长度和一方向角；并且其中，微透镜的面密度D(x，y)在第一方向即平行于长度方向的y轴方向和第二方向即平行于宽度方向的x轴方向相对于在起始线y0和终止线之间的y而变化，在起始线y0处的面密度D(x，y＝y0)在最小值Dmin和最大值Dmax之间变化，以使得Dmin≥1％以及100≥Dmax/Dmin≥2，以及其中面密度D(x，y)在x轴方向上按节距P重复，以使得D(x，y)＝D(x+P，y)。

本发明进一步提供了一种包括多个LED和导光板的背光单元，其中导光板包括：输入表面，用于接收来自多个离散光源的光；输出表面，用于发射光；以及与输出表面相对的底面，其中输出表面和底面的至少一个具有微图案，微图案包括多个基本上相同的微透镜，每个微透镜具有一宽度、一长度和一方向角；并且其中，微透镜的面密度D(x，y)在第一方向即平行于长度方向的y轴方向和第二方向即平行于宽度方向的x轴方向相对于在起始线y0和终止线之间的y而变化，在起始线y0处的面密度D(x，y＝y0)在最小值Dmin和最大值Dmax之间变化，以使得Dmin≥1％以及100≥Dmax/Dmin≥2，以及其中面密度D(x，y)在x轴方向上按节距P重复，以使得D(x，y)＝D(x+P，y)。

附图说明

图1示出了包括包含本发明的导光板的多个光学元件的典型的LCD的侧视图；

图2A示出了多个微透镜，它们中的一些基本上相同且有益于本发明；

图2B示出了多个微透镜，说明了面密度；

图3示意性示出了根据本发明的导光板的顶视图；及

图4示意性示出了根据比较实施例的导光板的顶视图。

具体实施方式

图1示意性示出了包括LCD面板25和背光单元28的LCD显示装置30的侧视图。背光单元28包括多个光学元件，所述多个光学元件包括一个或两个棱镜膜20、20a、一个或两个漫射膜24、24a、底部反射膜22、顶部反射膜26和导光板(LGP)10。导光板10不同于其它光学元件，是由于它通过其入射表面18接收一个或多个光源12发射的光，通过其底面17、端面14、输出表面16、侧面15a、15b(未示出)以及反射膜22改变光的方向，且最终向其它光学元件提供相对均匀的光。目标亮度均匀性是通过控制底面17和/或输出表面16上的微透镜100(有时被称为离散元件或者光提取器)的密度、尺寸、和/或方向来实现的。顶部反射膜26典型地覆盖LGP10大约2到5毫米以允许改进光的混合。它具有高反射内表面26a。顶部反射膜26有时候可以具有黑色外表面26b，因此其被称为黑胶带。典型地，从A点评估热斑，A点位于反射膜26的端部。从A点向右就是可视区域。

根据本发明的导光板10具有二维微图案，其包括多个基本上相同的微透镜，微透镜的密度在二维方向上变化。下文描述了“基本上相同的微透镜”和微透镜的密度。