專利名稱：導(dǎo)光元件和包括導(dǎo)光元件的背光單元以及制造導(dǎo)光元件和背光單元的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及導(dǎo)光元件和包括導(dǎo)光元件的背光單元。尤其，本發(fā)明涉 導(dǎo)光元件的背光單元。
背景技術(shù)：
例如，通過顯示設(shè)備的照明設(shè)備，可以使用導(dǎo)光元件來接收來自照 明設(shè)備的光源的光以及引導(dǎo)所接收的光，為的是把亮度分布均勻的光提 供給顯示設(shè)備的顯示面板。例如，平板顯示設(shè)備(例如，液晶顯示器
(LCD))可以包括照明設(shè)備，例如，可以包括導(dǎo)光元件的背光單元 (BUJ)。
例如，在信息和通信工業(yè)中，有改進(jìn)顯示設(shè)備的要求。尤其需要， 例如，更高分辨率的、更輕的、更薄的和/或功耗更小的顯示設(shè)備。開 發(fā)這種改進(jìn)的顯示設(shè)備的一個(gè)可能方法是提供更薄的、更輕的BLU和/ 或能夠提供亮度分布更均勻,的光的改進(jìn)的導(dǎo)光元件。
例如，當(dāng)今廣泛使用的一類平板顯示器是薄膜晶體管-液晶顯示器 (TFT-LCD)。這種TFT-LCD可以包括在兩個(gè)基板之間提供液晶的LCD 面板、位于LCD面板下部作為照明設(shè)備的BLU以及驅(qū)動(dòng)LCD面板的LCD 驅(qū)動(dòng)IC (LDI) 。 BLU單元可以包括，例如，光源、導(dǎo)光元件以及包括 漫射片和棱鏡片的光學(xué)片。
光源可能會(huì)把不均勻分布的線性光提供給導(dǎo)光元件。通常，導(dǎo)光元 件對(duì)不均勻分布的線性光進(jìn)行修正，并且輸出光學(xué)上均勻分布的平面
光。然而，傳統(tǒng)導(dǎo)光元件達(dá)不到輸出均勻分布的線性光的目的。例如， 與實(shí)質(zhì)上沿相應(yīng)光源的零度照射角安排的部分導(dǎo)光元件相比較，在照明
設(shè)備的光源之間和緊鄰照明設(shè)備的光源的部分導(dǎo)光元件可能提供較少 的光，即，看起來較暗。
尤其，通常，當(dāng)來自光源的光的照射角增加時(shí)，光強(qiáng)度減小。通常， 在靠近光源的導(dǎo)光元件的一部分處，光的漫射也較弱。因此，例如，在 通過相當(dāng)大的照射角和/或超過光的照射角接收來自光源的光的部分 導(dǎo)光元件處，從導(dǎo)光元件輸出的光的強(qiáng)度可能不具有均勻的亮度分布。 這種不均勻性的結(jié)果是，在靠近光源處，來自導(dǎo)光元件的光的亮度分布 可以包括亮線、亮區(qū)域和/或暗區(qū)域，即，亮線/區(qū)域效應(yīng)。在導(dǎo)光元 件沒有與光源單元的光源重疊或沒有與之對(duì)準(zhǔn)的導(dǎo)光元件的那部分 處，這種亮線/區(qū)域效應(yīng)可能是特別顯著的。當(dāng)把亮度分布不均勻的光 提供給顯示設(shè)備時(shí)，會(huì)影響顯示設(shè)備的圖像質(zhì)量。
由于導(dǎo)光元件的這種缺點(diǎn)，在向顯示設(shè)備提供亮度分布更均勻的光
的嘗試中，使用這種導(dǎo)光元件的BLU可以包括多個(gè)光學(xué)片，例如，漫射 片和棱鏡片。然而，提供附加的光學(xué)片會(huì)增加，例如，BLU的成本、重 量和/或大小。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種導(dǎo)光元件和包括這種導(dǎo)光元件的背光單 元，實(shí)質(zhì)上克服了由于現(xiàn)有技術(shù)的限制和缺點(diǎn)而引起的一個(gè)或多個(gè)問題。
因此，本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)特征是提供能夠引導(dǎo)光的一種導(dǎo)光元 件，與傳統(tǒng)導(dǎo)光元件相比，可以輸出具有更均勻的亮度分布的光。
因此，本發(fā)明實(shí)施例的 一個(gè)獨(dú)立的特征是提供只使用 一 片棱鏡片作 為光學(xué)件的BLU。
因此，本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)獨(dú)立的特征是提供能夠引導(dǎo)光的導(dǎo)光元 件以輸出具有亮度分布完全均勻的光。
因此，本發(fā)明實(shí)施例的 一 個(gè)獨(dú)立的特征是提供更薄和/或更亮的
BLU。
因此，本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)獨(dú)立的特征是提供LCD設(shè)備的背光單元
和制造背光單元的導(dǎo)光元件的方法，能夠通過提供完全均勻和高亮度的
光來提高LCD設(shè)備的顯示和/或質(zhì)量。
因此，本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)獨(dú)立的特征是提供一種導(dǎo)光元件，可以 使用導(dǎo)光元件的第一凹槽來改變從光源照射的光的分布，同時(shí)使用導(dǎo)光 元件的多個(gè)凸出物(projection)增加光的漫射，/人而可以向例如顯示 面板提供亮度實(shí)質(zhì)上或完全均勻分布的光。
因此，本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)獨(dú)立的特征是提供形成導(dǎo)光元件的一種 方法，該方法可以使用切削刀(bite)對(duì)硬度相對(duì)較低并且形成在^^莫芯 上的金屬層進(jìn)行加工，為的是減少和/或防止對(duì)切削刀的損傷，同時(shí)精 確地控制形成在導(dǎo)光元件上的第 一和/或第二凹槽的寬度和/或深 度。
通過下列各過程可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述或其它特征和優(yōu)點(diǎn)中的至 少一項(xiàng)提供用于引導(dǎo)從光源單元接收到的光的導(dǎo)光元件，光源單元向 導(dǎo)光元件照射光，導(dǎo)光元件包括導(dǎo)光元件第一側(cè)上的多個(gè)第一凹槽，第 一凹槽沿第一方向延伸，以及從第一凹槽的表面凸出的多個(gè)第一凸出 物。
導(dǎo)光元件可以在導(dǎo)光元件的第二側(cè)上包括多個(gè)第二凹槽，其中第二 凹槽可以沿實(shí)質(zhì)上與第一方向垂直的第二方向延伸。導(dǎo)光元件可以包括 形成在第二凹槽的表面上的多個(gè)第二凸出物。第二凹槽可以具有實(shí)質(zhì)上 V形的橫截面。第二凹槽可以具有約0, 0005 mm到約0. 01 mm的深度、 具有約90°到約120°傾斜角的第一面以及具有約30°到約45°傾斜 角的第二面中的至少一項(xiàng)?？梢园醇s0.01 mm到約0.1 mm的間距來安 排第二凹槽。第一方向可以實(shí)質(zhì)上與來自光源的光的零度照射角垂直。
第一凸出物可以具有點(diǎn)狀凸出形狀、半球六面體形狀以及多邊形六 面體形狀中的至少一種。離開光源越遠(yuǎn)，每單位像素的第一凸出物的密
度可能減少，以致與離光源更遠(yuǎn)的單位像素相比，與光源接近的像素可 以與較高密度的第一凸出物相關(guān)聯(lián)。第一凸出物可以具有約0.001誦 到約O. 1 mm的直徑和/或約0. 001 mm到約O. 01 mm的高度。導(dǎo)光元件 可以包括樹脂。
導(dǎo)光元件可以包括丙烯酸樹脂和/或聚碳酸酯樹脂。可以在導(dǎo)光元
件上不均勻地設(shè)置第一凸出物。第一凹槽可以具有約0. 001 mm到約0. 01 匪的深度、具有約0.5°到約10。的傾斜角的第一面和/或具有約10 °到約30°的傾斜角的第二面?？梢园醇s0. 03 mm到約0. 3 mm的間距 來安排第一凹槽。第一凹槽可以具有實(shí)質(zhì)上V形的橫截面形狀。
通過提供包括顯示面板的顯示設(shè)備的背光單元(BLU)可以實(shí)現(xiàn)本 發(fā)明的上述和其它特征和優(yōu)點(diǎn)中的至少一項(xiàng)，背光單元包括光源、光學(xué) 件以及安排成接收來自光源的光的導(dǎo)光元件，導(dǎo)光元件可以包括在導(dǎo)光 元件第一側(cè)上的多個(gè)第一凹槽，第一凹槽沿第一方向延伸；以及從第一 凹槽的表面凸出的多個(gè)第一凸出物，其中導(dǎo)光元件可以向光學(xué)件引導(dǎo)和 /或提供從光源接收到的光，以及光學(xué)件可以把導(dǎo)光元件提供的光提供 給顯示設(shè)備的顯示面板。
光源可以包括冷陰極熒光管和/或LED。 BLU可以包括反射件，用 于把入射在其上的光反射到導(dǎo)光元件，其中反射件和光學(xué)件可以把導(dǎo)光 元件夾在它們之間。光學(xué)件可以包括棱鏡片，棱鏡片可以包括形成在其 表面上的多個(gè)凹槽。
通過提供一種方法可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述或其它特征和優(yōu)點(diǎn)中的 至少一項(xiàng)，該方法用于制造引導(dǎo)從光源接收到的光的導(dǎo)光元件，導(dǎo)光元 件包括在導(dǎo)光元件第一側(cè)上的多個(gè)第一凹槽，第一凹槽沿第一方向延 伸；以及從第一凹槽的表面凸出的多個(gè)第一凸出物，該方法可以包括在 模芯的表面上形成金屬層，在金屬層上形成形狀與第一凹槽的形狀相對(duì) 的第一圖案，制造第一模子，第一模子包括形狀與第一圖案的形狀相對(duì) 的第二圖案，在包括第二圖案的第一模子的表面上形成多個(gè)凸出圖案， 使用第 一模子制造第二模子，第二模子包括形狀與第二圖案的形狀相對(duì) 的以及形狀與多個(gè)凸出圖案的形狀相對(duì)的第三圖案，以及使用第二模子 使與第二圖案的形狀和多個(gè)凸出圖案的形狀對(duì)應(yīng)的第一凹槽或第二凹
槽中之一模制成型。
金屬層可以包括至少一種硬度比模芯的硬度低的金屬?？梢酝ㄟ^無 電鍍l臬(electroless nickel plating)方法來形成金屬層?？梢?使用切
削刀來形成在金屬層上形成的第一圖案?？梢酝ㄟ^微透鏡陣列(micro lens array)工藝來形成第一模子的凸出圖案。 -
通過本發(fā)明示范性實(shí)施例的詳細(xì)描述以及參考附圖，熟悉本領(lǐng)域普 通技術(shù)的人員將更明白本發(fā)明的上述和其它特征，其中
圖1示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)方面使用背光單元和導(dǎo)光元件的示 范性實(shí)施例的示范性LCD設(shè)備的部件的分解透視圖2A和圖2B分別示出據(jù)本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)方面的導(dǎo)光元件的第一 和第二示范性實(shí)施例的頂視透碎見圖2C示出圖1中所示的導(dǎo)光元件和光源的第三示范性實(shí)施例沿y -方向取得的橫截面圖3A示出導(dǎo)光元件的示范性實(shí)施例的一部分沿x-方向取得的部 分橫截面圖，包括有凸出物形成在其上的第 一 凹槽的示范性實(shí)施例；
圖3B示出導(dǎo)光元件的示范性實(shí)施例的一部分沿y-方向取得的部 分橫截面圖，包括有凸出物形成在其上的第二凹槽的示范性實(shí)施例；
圖4示出陣列的平面圖5示出形成在導(dǎo)光元件的各個(gè)部分上的凸出物密度之間基于各個(gè) 部分離開光源單元的距離的一般關(guān)系曲線圖6示出據(jù)本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)方面包括背光單元的LCD設(shè)備的光強(qiáng) 度和視角之間的關(guān)系曲線圖7A到7F示出在制造據(jù)本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)方面的導(dǎo)光元件的方法 的第 一 示范性實(shí)施例期間得到的最終結(jié)構(gòu)的截面圖；以及
圖8A到8D示出在制造據(jù)本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)方面的導(dǎo)光元件的第二 示范性實(shí)施例期間得到的最終結(jié)構(gòu)的截面圖。
具體實(shí)施例方式
這里全面結(jié)合2006年7月4日于韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的題為"液晶 顯示裝置的背光單元以及制造液晶顯示裝置的導(dǎo)光元件的方法
(Backlight Unit of a Liquid Crystal Display Device and Method for Fabricating a Light Guide Member of the Same)" 的韓國(guó)專 利申請(qǐng)第10 - 2006 - 0062732號(hào)作為參考。
現(xiàn)在將在示出本發(fā)明的示范性實(shí)施例的下文中參考附圖更充分地 描述本發(fā)明。然而，可以在不同形式下實(shí)施本發(fā)明，并且不應(yīng)該把這里 的闡述的實(shí)施例解釋為限制。而是，提供這些實(shí)施例，以致本揭示將是 透徹和完整的，并且把本發(fā)明的范圍充分地傳達(dá)給熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人
口貝。
在附圖中，為了說明清楚起見，可能夸大了層和區(qū)域的尺寸。還應(yīng) 該理解，當(dāng)指一個(gè)元件在另一個(gè)元件"上"時(shí)，該元件可以直接處于其 它元件上，或也可以存在居間元件。此外，應(yīng)該理解，當(dāng)指一個(gè)元件在 另一個(gè)元件"下"時(shí)，該元件可以直4妄在下面，也可以存在一個(gè)或多個(gè) 居間元件。此外，還要理解，當(dāng)指一個(gè)元件在兩個(gè)元件之間時(shí)，在兩個(gè) 元件之間可以只有一個(gè)元件，或者也可以存在一個(gè)或多個(gè)居間元件。在 整個(gè)說明中，相同的標(biāo)號(hào)指相同的元件。在下面的描述中，除非另行指 明，所提及的"第一，，、"第二，，等只是用于識(shí)別不同的元件和/或不 同元件的特征，特征可以具有或可以不具有相同的值。
圖1示出示范性液晶顯示(LCD)設(shè)備分解透視圖，作為示范性設(shè)
備，^使用根據(jù)本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)方面的背光的示范性實(shí)施例和導(dǎo)光元件
的示范性實(shí)施例。
參考圖1， LCD設(shè)備可以包括LCD面板100和BLU 130。 BLU 130可
以向LCD面板IOO提供光，以致可以在LCD面板100上顯示圖像。
LCD面板10Q可以包括彼此相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)基板、提供在兩個(gè)基板 之間的液晶層以及，例如，通過以矩陣方式安排在基板上的多根柵極線 和數(shù)據(jù)線定義的像素區(qū)域(未示出)。在與形成在其上的柵極線和數(shù)據(jù) 線的交叉部分對(duì)應(yīng)的基板之一的各個(gè)部分上，可以形成薄膜晶體管和像 素電極(未示出)。每個(gè)像素電極可以連接到各自的薄膜晶體管，并且 每個(gè)薄膜晶體管可以分別控制提供給各個(gè)像素的信號(hào)?？梢栽诹?一個(gè)基 板上形成濾色器(未示出)和公共電極(未示出)?？梢栽诿總€(gè)基板的
外側(cè)提供偏振薄膜(未示出)。
BLU 130可以包括導(dǎo)光元件131、光源單元132、光學(xué)件134、以及 反射件133。光源單元132可以向?qū)Ч庠?31提供光。導(dǎo)光元件131 可以改變從光源單元132提供的光的分布。反射件133可以把在其上接 收到的光反射回LCD面板100。
光學(xué)件134可以收集和反射具有均勻亮度分布的光，有助于增強(qiáng)顯 示設(shè)備的亮度和/或只允許預(yù)定入射角的光通過。例如，光學(xué)件134可 以包括實(shí)質(zhì)上只允許垂直光通過的棱鏡片，而可以使其它入射角的光在 再次反射回光學(xué)件134之前反射到反射件133，直到光垂直地通過光學(xué) 件134到LCD面板100。
導(dǎo)光元件131可以改變集中在其上的多個(gè)小區(qū)域上的光的分布，從 而可以在相對(duì)更大的區(qū)域(例如，相對(duì)于多個(gè)小區(qū)域)和/或，例如， 導(dǎo)光元件的第二側(cè)的整個(gè)區(qū)域上，提供均勻的光。導(dǎo)光元件131可以具 有薄板狀的形狀，例如，立方體形狀。例如，導(dǎo)光元件1M可以包括諸 如丙烯酸或聚碳酸酯等的透明樹脂。
導(dǎo)光元件131可以包括第一側(cè)l51、第二側(cè)l52、第三側(cè)l53和第 四側(cè)154。 第一側(cè)151和第二側(cè)152可以;波此相對(duì)，而第三側(cè)l53和第 四側(cè)154可以彼此相對(duì)。尤其，第三側(cè)153和第四側(cè)154可以在第一側(cè) 151和第二側(cè)152之間延伸和一起接觸第一側(cè)151和第二側(cè)l52的各個(gè) 部分。導(dǎo)光元件131的第一側(cè)151,例如，反射側(cè)，可以面對(duì)BLU 130 的反射件133,而導(dǎo)光元件131的第二側(cè)152，例如，出口側(cè)，可以面 對(duì)光學(xué)件134。
光源單元132可以包括設(shè)置在導(dǎo)光元件1'31的一側(cè)或多側(cè)，例如， 第三側(cè)153，上的一個(gè)或多個(gè)光源1Ma以及把從光源1Ma照射的光反 射回導(dǎo)光元件131的一個(gè)或多個(gè)反射面板132b?？梢允褂弥T如發(fā)白光的 發(fā)光二極管(LED)之類的點(diǎn)光源作為光源13h，并且可以根據(jù)導(dǎo)光元 件131的尺寸來安排一個(gè)或多個(gè)光源。BLU可以使用例如冷陰極熒光燈 (CCFL)和/或LED作為光源132a。通?？梢栽谟糜谳^大尺寸顯示設(shè)備 的BLU中使用CCFL,通常可以在用于較小尺寸顯示設(shè)備的BLU中使用
LED。
在所示出的BLU的示范性實(shí)施例中，把光源132a安排在導(dǎo)光元件的 單側(cè)，即，第三側(cè)153上。即，在本發(fā)明的實(shí)施例中，導(dǎo)光元件131可 以只接收來自一側(cè)，例如，導(dǎo)光元件131的第三側(cè)153,的光。然而， 本發(fā)明的實(shí)施例不局限于這種配置。
光學(xué)件134可以包括棱鏡片。在本發(fā)明的實(shí)施例中，光學(xué)件134可 以只包括棱鏡片。在本發(fā)明的實(shí)施例中，光學(xué)件134可以不包括漫射片。 參考圖1,光學(xué)件134可以包括形成在面對(duì)導(dǎo)光元件131的側(cè)面139上 的一個(gè)或多個(gè)凹槽135。通過漫射和收集從導(dǎo)光元件131入射以垂直方 向射向例如LCD面板100上的光，光學(xué)件134的棱鏡片可以有助于提高 光的垂直方向性。
導(dǎo)光元件可以包括第一凹槽136和/或第二凹槽137。第一凹槽l36 可以在導(dǎo)光元件131的第一側(cè)151上沿第一方向，例如，x-方向，延伸。 第一方向?qū)嵸|(zhì)上可以垂直于從BLU 130的光源132a發(fā)射的光的零度照 射角。第二凹槽137可以在導(dǎo)光元件的第二側(cè)l52上沿第二方向， 例如，y-方向，延伸。第二方向?qū)嵸|(zhì)上可以平行于從BLU 130的光源132a 發(fā)射的光的零度照射角。第一凹槽136和第二凹槽13:可以沿實(shí)質(zhì)上相 互正交的方向延伸。當(dāng)把光提供給一側(cè)或多側(cè)，例如，導(dǎo)光元件131的 第三側(cè)153時(shí)，可以通過第一和第二凹槽l36、 l"來改變接收到的光 的光徑和分布。
第一凹槽136和/或第二凹槽137可以是實(shí)質(zhì)上V形的凹槽。尤其， 在本發(fā)明的實(shí)施例中，不管第一凹槽136和/或第二凹槽137的深度和 /或?qū)挾?，第一凹?36和/或第二凹槽137分別從沿第二方向和第一
不局限于這種結(jié)構(gòu)。例如，在本發(fā)明的實(shí)施例中，可以在導(dǎo)光元件131 的第二側(cè)152上形成第一凹槽136,在導(dǎo)光元件131的第一側(cè)Ul上形 成第二凹槽137。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，可以在導(dǎo)光元件131的一側(cè)或多側(cè)上形成凸 出物138。例如，在本發(fā)明的實(shí)施例中，可以在第一凹槽1!36或第二凹
槽137中之一上形成凸出物138。凸出物138可以具有各種圖案，例如， 點(diǎn)狀凸出圖案、半球六面體圖案以及多邊形六面體圖案等。
圖2A示出據(jù)本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)方面的導(dǎo)光元件231的第一示范性 實(shí)施例的頂視透視圖。在圖2A所示的示范性實(shí)施例中，導(dǎo)光元件231可 以包括導(dǎo)光元件231的第二側(cè)152上的多個(gè)第一凹槽136、導(dǎo)光元件231 的第一側(cè)151上的多個(gè)第二凹槽137以及第一凹槽136上的多個(gè)凸出 物138。
圖2B示出據(jù)本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)方面的導(dǎo)光元件331的第二示范性 實(shí)施例的頂視透視圖。在圖2B所示的示范性實(shí)施例中，導(dǎo)光元件331可 以包括導(dǎo)光元件331的第一側(cè)151上的多個(gè)第一凹槽136、導(dǎo)光元件331 的第二側(cè)152上的多個(gè)第二凹槽137以及第二凹槽137上的多個(gè)凸出 物138。
圖2C示出圖1中所示的導(dǎo)光元件431和光源的第三示范性實(shí)施例 沿y-方向取得的橫截面圖。在圖2C所示的示范性實(shí)施例中，導(dǎo)光元件 431可以包括導(dǎo)光元件431的第二側(cè)152上的多個(gè)第二凹槽137、導(dǎo)光 元件431的第一側(cè)151上的多個(gè)第一凹槽以及第一凹槽l36上的多個(gè) 凸出物138。
圖3A示出導(dǎo)光元件的示范性實(shí)施例的一部分沿x-方向取得的部 分橫截面圖，包括有凸出物形成在其上的第一凹槽的示范性實(shí)施例。在 導(dǎo)光元件的實(shí)施例中，第一凹槽136可以沿第一方向，例如，x-方向， 延伸，而凸出物138可以/人第一凹槽136凸出，例如，如圖3A所示， 可以形成第一凹槽136使之具有約0. 03 mm到約O. 3 mm的間距Pl、約 0.001 mm到約O. 01 mm的深度Dl、約0. 5°到約10°的前角6 1、以及 約10°到約30°的后角6 2。凸出物138可以具有約0. 001 mm的第一 高度HI和/或約0. 005 mm到約0. 05 mm的第一直徑Rl。
圖3B示出導(dǎo)光元件的示范性實(shí)施例的一部分沿y-方向取得的部 分橫截面圖，包括有凸出物形成在其上的第二凹槽的示范性實(shí)施例。在 本發(fā)明的實(shí)施例中，第二凹槽137可以沿第二方向，例如，y-方向，延 伸，而凸出物138可以從第二凹槽137凸出，例如，如圖3B所示，可
以形成第二凹槽137使之具有約0. 01 mm到約0. 1 mm的間距P2、約 0.0005 mm到約O. 01 mm的深度D2、約90°到約120°的左和右角6 3、 以及約90°到約120°的垂直角6 4。凸出物138可以具有約0. 001 mm 到約0. lmm的第二高度H2和/或約0.005 mm到約0. 05 mm的第二直徑 R2。
例如，凸出物138可以按不均勻的間距安排在第一和/或第二凹槽 136、 137的表面171、 172、 173、 174上和/或?qū)Ч庠?，例如?31、 231、 331、 431的表面上。.除非特別指明，特征的描述可以應(yīng)用于導(dǎo)光 元件，例如，131、 231、 331、 431的任何示范性實(shí)施例。在本發(fā)明的實(shí) 施例中，可以安排凸出物138,以致遠(yuǎn)離光源單元132時(shí)(即，遠(yuǎn)離導(dǎo) 光元件，例如，131、 231、 331、 431的第三側(cè)153時(shí))每單位像素的凸 出物138的數(shù)量可以減少。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，例如，可以根據(jù)下面公式1表示的關(guān)系，把 凸出物138安排在導(dǎo)光元件131的第一側(cè)151和/或第二側(cè)152上。
CS= (DS + MI) x10 (單位mm)
其中CS可以是單位像素(正方形)的大小，DS可以是凸出物l38 的大小(R)，而MI可以是凸出物138之間的最小距離。
參考圖4,例如，假設(shè)單位像素的大小CS是0.6x0.6 mm,凸出物 138的大小DS是0. 05 mm,而凸出物138之間的最小:J巨離MI是0, 01鵬。 對(duì)于具有10%密度的單位像素，可以安排10個(gè)凸出物l38，同時(shí)保持 凸出物138之間的最小距離MI。對(duì)于具有100%密度的單位像素，可以 安排100個(gè)凸出物138，同時(shí)保持凸出物138之間的最小距離MI。
圖5示出形成在導(dǎo)光元件的各個(gè)部分上的凸出物密度之間基于各個(gè) 部分離開光源單元的距離的一般關(guān)系曲線圖。如圖5所示，凸出物138 的密度在靠近光源單元132的一部分導(dǎo)光元件131處(即，光接納部分 處)可以是約50%或更小，而在遠(yuǎn)離光源單元132的一部分導(dǎo)光元件 131處(例如，與光接納部分相對(duì)處)，可以按0%或約0%的密度來 安排。因此，在本發(fā)明的實(shí)施例中，凸出物l38的密度隨遠(yuǎn)離光源單元
132 (即，離開導(dǎo)光元件131的第三側(cè)153)而減少?？梢杂脠D5所示的 區(qū)域A中的非線性曲線來表示凸出物138的密度變化。
下面參考圖l描述導(dǎo)光元件131的示范性操作?？梢詮墓庠磫卧?32 向?qū)Ч庠?31發(fā)射光。例如，來自光源132a的光可以向?qū)Ч庠?31 的第一側(cè)151發(fā)射。然后可以通過使用本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面的導(dǎo)光 元件131引導(dǎo)來自光源單元132的光，并且提供給LCD面板.100。
從光源132a輻射的光可以經(jīng)由入射面，例如，導(dǎo)光元件131的第三 側(cè)153，入射到導(dǎo)光元件131里面。從光源單元132輻射的光可以按與 光的輻射角有關(guān)的強(qiáng)度入射。
通過第一和/或第二凹槽136、 137可以使一部分入射光發(fā)射到導(dǎo) 光元件131的第二側(cè)152。在最終引導(dǎo)到光學(xué)件134之前，光的其它部 分可以在導(dǎo)光元件131內(nèi)部前進(jìn)和/或從導(dǎo)光元件131的第一側(cè)151射 出。
可以通過，例如，第一和/或第二凹槽136、 137和/或凸出物138 來引導(dǎo)射出導(dǎo)光元件131的光的出射角，以致可以按恒定的或?qū)嵸|(zhì)上恒 定的方向來收集、提供和/或引導(dǎo)光，并且可以具有實(shí)質(zhì)上均勻的和/ 或完全均勻的亮度分布。即，在本發(fā)明的實(shí)施例中，第一凹槽136和/ 或第二凹槽137使在恒定的方向上收集光成為可能，而凸出物l38同時(shí) 使入射光實(shí)質(zhì)上或全部通過凸出物138散射成為可能，以致射出導(dǎo)光元 件的光(例如，提供給光學(xué)件134的光)可以是實(shí)質(zhì)上和/或完全均勻 的。
可以向?qū)Ч庠?31的第一側(cè)151發(fā)射入射光的其它部分，并且可 以在通過反射件133反射和引導(dǎo)到導(dǎo)光元件131之前從例如，導(dǎo)光元件 131的第一側(cè)151射出。然后反射件133反射的光可以射出導(dǎo)光元件131 的第二側(cè)152,同時(shí)保持射出光的均勻的和/或?qū)嵸|(zhì)上均勻的亮度分布 以及實(shí)質(zhì)上恒定的和/或恒定的方向。在恒定的或?qū)嵸|(zhì)上恒定的方向上
側(cè)152,發(fā)射到光學(xué)件134的棱鏡片。然后，光沿第三方向例如，z方 向，通過光學(xué)件134的棱鏡片的凹槽135均勻地和/或?qū)嵸|(zhì)上均勻地發(fā)
射到一個(gè)表面，例如，LCD面板100的整個(gè)表面。
圖6示出據(jù)本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)方面包括背光單元的LCD設(shè)備的光強(qiáng) 度和視角之間的關(guān)系曲線圖。參考圖6,曲線C表示從使用本發(fā)明一個(gè) 或多個(gè)方面的LCD設(shè)備測(cè)量的強(qiáng)度，而曲線B表示從使用傳統(tǒng)背光單元 和/或?qū)Ч庠腖CD設(shè)備測(cè)量的強(qiáng)度，比較曲線A和B，可以理解， 在使用本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)方面的LCD設(shè)備中，提高了取決于視角的對(duì)比 度。
下面描述使用本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)方面制造導(dǎo)光元件，例如，131， 的方法的示范性實(shí)施例。圖7A到7E示出在制造據(jù)本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)方 面的導(dǎo)光元件的方法的第一示范性實(shí)施例期間得到的最終結(jié)構(gòu)的截面 圖。
參考圖7A,可以準(zhǔn)備含有例如具有相當(dāng)高石更度的金屬(例如，Stavax 或Sus等)的模芯200?？梢栽谀Ｐ?00的表面上形成包括例如，硬度 比模芯200的硬度低的金屬(例如，鎳)的金屬層210。金屬層210可 以具有約0.05 mm到約0.2 mm的厚度?？梢詊吏用，例如，無電鍍l臬方 法來形成金屬層210。
參考圖7B，可以在金屬層210上形成第一圖案210a。第一圖案H0a 的形狀可以與第一和/或第二凹槽136、 137的形狀相對(duì)?？梢允褂美?br>
如，切削刀(未示出)來形成第一圖案noa，該切削刀可以用例如，金
剛石等來制造。因此，可以形成第一圖案210a使之具有實(shí)質(zhì)上或完全 與每個(gè)第一凹槽136和/或第二凹槽1"的形狀(諸如圖^和3B中示 出的第一凹槽136和第二凹槽I"的形狀)相對(duì)的形狀。例如，第一圖 案210a的大小可以與上述間距P1和P2的深度D1和D2以及角度91、
02、 e3和94 5^應(yīng)。
參考圖7C，使用形成在金屬層210上的第一圖案nOa來制造包括 形狀與第一圖案210a相對(duì)的第二圖案"0a的第一壓模"0。
參考圖7D，可以在包括第二圖案"0a的第一壓模"0的表面上形 成多個(gè)第一凸出圖案230。可以使用，例如，可應(yīng)用于半導(dǎo)體器件制造 工藝的微透鏡陣列(MU)工藝等來形成第一凸出圖案230。
1
即，例如，在可以在其上形成第二圖案220a的第一壓模220的表面 上，可以形成光刻膠。然后可以使用預(yù)定的掩模使光刻膠曝光和/或顯 影以形成光刻膠凸出圖案。然后可以使用，例如，逆流工藝(reflow process),在例如半球形式的第一凸出圖案230中形成光刻膠凸出圖 案。
參考圖7E,可以使用例如，圖7D所示的第一壓才莫220來制造包括 形狀與第二圖案220a相對(duì)的第三圖案240a以及形狀與第一凸出圖案 230相對(duì)的第二凸出圖案240b的第二壓模240。
參考圖7F,使用模制方法以及圖7E所示的第二壓模240,可以在導(dǎo) 光元件131的表面上形成包括凸出物138的多個(gè)第一或第二凹槽136、 137，它們可以具有薄的立方體的形狀，并且可以包括透明樹脂，例如， 丙烯酸或聚碳酸酯等。如上所述，第一或第二凹槽的形狀可以與形成在 第二壓模240上的第三圖案240a和第二凸出圖案MOb相對(duì)應(yīng)。
圖8A到8D示出在制造據(jù)本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)方面的導(dǎo)光元件的第二 示范性實(shí)施例期間得到的最終結(jié)構(gòu)的截面圖。
參考圖8A,可以準(zhǔn)備包括，例如，具有相當(dāng)高石更度的金屬(例如， Stavax或Sus等)的模芯300。然后可以在模芯300的表面上形成包括 例如，硬度比模芯300的硬度低的金屬(例如，鎳)的金屬層310。金 屬層310可以具有約0. 05 mm到約0. 2 mm的厚度?？梢允褂茫?， 無電鍍鎳方法來形成金屬層310。
參考圖8B,可以在金屬層310上形成相對(duì)的圖案310a?？梢酝ㄟ^使 用切削刀(未示出)的加工方法使相對(duì)的圖案310a的形狀與V-凹槽 136或137的形狀相對(duì)，該切削刀可以用例如，金剛石等來制造。因此， 相對(duì)的圖案310a的形狀實(shí)質(zhì)上或完全與每個(gè)第一凹槽l36和/或第二 凹槽137的形狀(諸如圖3A和3B中示出的第一凹槽l36和第二凹槽I" 的形狀)相對(duì)。例如，相對(duì)的圖案310a的大小可以與上述間距P1和P2 的深度D1和D2以及角度ei、 92、 93和e4對(duì)應(yīng)。
參考圖8C,在可以在其上形成相對(duì)的圖案310a的金屬層310的表 面上，可以形成多個(gè)相對(duì)的圖案310b?？梢酝ㄟ^，例如，蝕刻金屬層
310或用固態(tài)激光器使金屬層310的各個(gè)部分熔化來形成相對(duì)的凸出圖 案310b。
參考圖8D，在可以具有例如薄的立方體形狀的以及可以包括透明樹 脂(例如，丙烯酸和/或聚碳酸酯等)的導(dǎo)光元件131的表面上，可以 形成多個(gè)第一或第二凹槽136或137。第一或第二凹槽136、 137的形狀 可以與相對(duì)的圖案310a的形狀相對(duì)，而凸出物138的形狀可以與相對(duì) 的凸出圖案310b的形狀相對(duì)。因此，可以使用，例如，模制方法來形 成第一和/或第二凹槽136、 137,如圖8C所示，所述模制方法使用包 括相對(duì)的圖案310a和相對(duì)的凸出圖案310b的金屬層310。
當(dāng)用切削刀直接對(duì)包括具有相當(dāng)高硬度的金屬的模芯200、 300進(jìn) 行加工時(shí)，由于模芯200和300的硬度會(huì)導(dǎo)致?lián)p壞切削刀。在本發(fā)明的 實(shí)施例中，可以在模芯200、 300的表面上形成石更度相對(duì)較低的金屬層 210和310，并且可以使用切削刀對(duì)金屬層210、 310加工，從而減少和 /或防止損壞切削刀，并且精確地控制第一和第二凹槽136、 137的寬 度和/或深度。
可以通過圖3A、 3B、 4和5以及//^式1的說明來確定沿第一方向， 例如，x-方向，延伸的第一凹槽136的大小以及沿第二方向，例如，y-方向，延伸的第二凹槽137的大小和/或凸出物138的大小。雖然如上 所述的形成導(dǎo)光元件131的方法的示范性實(shí)施例只特別描述了形成在導(dǎo) 光元件的一側(cè)包括凸出物138的第一或第二凹槽136、 137,但是可以使 用上面參考圖7A- 7B和8A- 8D所述的示范性方法的一個(gè)或多個(gè)方面， 可以在導(dǎo)光元件131的另一側(cè)形成有或沒有凸出物180的另外的第一或 第二凹槽136、 137。
雖然可以描述涉及示范性LCD設(shè)備的導(dǎo)光元件和背光單元的示范性 實(shí)施例，但是本發(fā)明的實(shí)施例不局限于使用LCD設(shè)備。此外，雖然對(duì)作 為示范性照明設(shè)備的"背光單元"作了參考，但是通常把這種單元稱為 "背光，，單元是因?yàn)榭梢园阉鼈儼才旁陲@示面板的后面。然而，本發(fā)明 的各個(gè)方面不局限于這種安排和/或使用。
這里已經(jīng)揭示了本發(fā)明的示范性實(shí)施例，雖然使用了特定的術(shù)語， 但是只是在一般和描述的意義上來使用和解釋它們的，并不作為限制。 例如，當(dāng)已經(jīng)在本發(fā)明的實(shí)施例中示出V-凹槽時(shí)，數(shù)量、大小之間的關(guān)
系和/或第一凸出物相對(duì)于第一凹槽的關(guān)系比凹槽本身的形狀要重要
得多。盡管V-凹槽是實(shí)現(xiàn)圖案的最有效的方式，凹槽可以是曲線形的和 /或具有平坦的底部的，而不是v-形的。因此，熟悉本領(lǐng)域普通技術(shù)的
人員可以理解，可以作出形式上和細(xì)節(jié)上的各種^f奮改而不偏離由下列4又 利要求書闡明的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)光元件，用于引導(dǎo)從光源單元接收到的光，所述光源單元向?qū)Ч庠丈涔?，所述?dǎo)光元件包括在導(dǎo)光元件第一側(cè)上的多個(gè)第一凹槽，第一凹槽沿第一方向延伸；以及從第一凹槽的表面凸出的多個(gè)第一凸出物。
2. 如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光元件，其特征在于，還包括在所述導(dǎo) 光元件第二側(cè)上的多個(gè)第二凹槽，所述第二凹槽沿實(shí)質(zhì)上與第一方向垂 直的第二方向延伸。
3. 如權(quán)利要求2所述的導(dǎo)光元件，其特征在于，還包括形成在所 述第二凹槽表面上的多個(gè)第二凸出物。
4. '如權(quán)利要求2所述的導(dǎo)光元件，其特征在于，所述第二凹槽具 有實(shí)質(zhì)上V形的橫截面。
5. 如權(quán)利要求2所述的導(dǎo)光元件，其特征在于，所述第二凹槽具 有約0. 0005 mm到約0. 01 mm的深度、具有約90°到約U0。傾斜角的 第一面以及具有約30。到約45°傾斜角的第二面中的至少一項(xiàng)。
6. 如權(quán)利要求2所述的導(dǎo)光元件，其特征在于，按約O. 01 mm到 約0. 1 mm的間距來安排所述第二凹槽。
7. 如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光元件，其特征在于，所述第一方向?qū)?質(zhì)上與來自光源的光的零度照射角垂直。
8. 如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光元件，其特征在于，所述第一凸出物 具有點(diǎn)狀凸出形狀、半球六面體形狀以及多邊形六面體形狀中的至少一 種。
9.如權(quán)利要求l所述的導(dǎo)光元件，其特征在于，離開光源越遠(yuǎn)，每 單位像素的所述第 一 凸出物的密度減少，以致與離光源更遠(yuǎn)的單位像素 相比，與光源接近的像素可以與所述第一凸出物的較高的密度相關(guān)聯(lián)。
10. 如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光元件，其特征在于，所述第一凸出物 具有約0. 001 mm到約0. 1 mm的直徑和約0. 001 mm到約0. 01 mm的高 度的至少一項(xiàng)。
11. 如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光元件，其特征在于，所述導(dǎo)光元件包 括樹脂。
12. 如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光元件，其特征在于，所述導(dǎo)光元件包 括丙烯酸樹脂和/或聚碳酸酯樹脂。
13. 如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光元件，其特征在于，在所述導(dǎo)光元件 上不均勻地設(shè)置所述第一凸出物。
14. 如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光元件，其特征在于，所述第一凹槽具 有約0. 001 mm到約0. 01 mm的深度、具有約0."到約10°的傾斜角 的第一面和具有約IO。到約30°的傾斜角的第二面中的至少一項(xiàng)。
15. 如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光元件，其特征在于，按約O. (nmm到 約0. 3 mm的間距來安排所述第一凹槽。
16. 如權(quán)利要求l所述的導(dǎo)光元件，其特征在于，所述第一凹槽具 有實(shí)質(zhì)上V形的橫截面形狀。
17. —種包括顯示屏面板的顯示設(shè)備的背光單元(BLU),所述背光單元包括 光源；光學(xué)件；以及安排成接收來自光源的光的導(dǎo)光元件，導(dǎo)光元件包括 在導(dǎo)光元件第一側(cè)上的多個(gè)第一凹槽，第一凹槽沿第一方向延伸；以及 從第一凹槽的表面凸出的多個(gè)第一凸出物，其中導(dǎo)光元件向光學(xué)件引導(dǎo)和提供從光源接收到的光，以及光學(xué)件 把導(dǎo)光元件提供的光提供給顯示設(shè)備的顯示面板。 '
18. 如權(quán)利要求17所述的背光單元，其特征在于，所述光源包括 冷陰極焚光管和/或LED。
19. 如權(quán)利要求17所述的背光單元，其特征在于，還包括反射件， 用于把入射在其上的光反射到導(dǎo)光元件，反射件和光學(xué)件將導(dǎo)光元件夾 在它們之間。
20. 如權(quán)利要求17所述的背光單元，其特征在于，所述光學(xué)件包 括梭鏡片，所述棱鏡片包括形成在其表面上的多個(gè)凹槽。
21. —種制造用于引導(dǎo)從光源接收到的光的導(dǎo)光元件的方法，所述 導(dǎo)光元件包括導(dǎo)光元件第 一側(cè)上的多個(gè)第 一 凹槽，第 一 凹槽沿第 一方向 延伸，以及從第一凹槽的表面凸出的多個(gè)第一凸出物，所述方法包括下 列步驟在模芯的表面上形成金屬層；在金屬層上形成形狀與第 一 凹槽的形狀相對(duì)的第 一 圖案； 制造第一模子，所述第一模子包括形狀與所述第一圖案的形狀相對(duì) 的第二圖案；在包括所述第二圖案的所述第一模子的表面上形成多個(gè)凸出圖案；使用所述第 一模子制造第二模子，所述第二模子包括形狀與所述第 二圖案的形狀相對(duì)的以及形狀與所述多個(gè)凸出圖案的形狀相對(duì)的第三 圖案；以及使用所述第二模子使與所述第二圖案的形狀和所述多個(gè)凸出圖案 的形狀對(duì)應(yīng)的所述第 一 凹槽或所述第二凹槽中之一模制成型。
22. 如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述金屬層包括硬 度比所述模芯的硬度低的至少 一種金屬。
23. 如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，通過無電鍍鎳方法 來形成所述金屬層。
24. 如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，使用切削刀來形成 在金屬層上形成的所述第一圖案。
25. 如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，通過微透鏡陣列工 藝來形成所述第一模子的所述凸出圖案。
全文摘要
一種用于引導(dǎo)從光源單元接收到的光的導(dǎo)光元件，所述光源單元向?qū)Ч庠丈涔?，所述?dǎo)光元件可以包括在導(dǎo)光元件第一側(cè)上的多個(gè)第一凹槽，第一凹槽沿第一方向延伸；以及從第一凹槽的表面凸出的多個(gè)第一凸出物。
文檔編號(hào)B29D11/00GK101105549SQ200710129030
公開日2008年1月16日 申請(qǐng)日期2007年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月4日
發(fā)明者李東昊, 李尚勛, 趙元基, 鄭鐘教, 陰喜贊, 韓玩洙, 高互錫 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社