CN101004253A - 光导板和采用该光导板的显示装置 - Google Patents

光导板和采用该光导板的显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种光导板和采用该光导板的显示装置。所述光导板包括：入射表面，其面对以预定距离间隔的多个光源；至少一个暗部分减少单元，其形成在入射表面上一对相邻的光源之间和该入射表面的两个边缘上，并且反射从光源入射的光，以减少暗部分单元的生成；上表面，其透射一部分入射光和反射余下的入射光；和下表面，其面对上表面，并且反射从入射表面和暗部分减少单元入射的光。光导板包括暗部分减少单元，以减小光源和光源之间的距离，从而减小了由暗部分引起的屏幕无用部分的尺寸。

Description

光导板和采用该光导板的显示装置
技术领域
本发明涉及在光入射区域中减少暗部分生成的光导板和采用该光导板的显示装置。
背景技术
液晶显示器通常是接收光型显示器，常用于便携式电脑、台式电脑、LCD电视和移动通讯终端，其不能通过自身发光形成图像，而是选择性地发射从外部光源诸如安装在液晶显示器后面的背光单元辐射的照明光。
背光单元根据光源的排列分为直光型背光单元和边光型背光单元。直光型背光单元包括多个灯，其直接安装在液晶显示器的下面，直接发光至液晶显示器上。
直光型背光单元的光源可以安装在宽表面上所希望的位置，这样就很适合于大屏幕显示器，如大于30英寸的LCD TV。由于边光型背光单元安装在光导板的侧面，其适合于如监视器或者蜂窝式电话一类的小型或中型显示器。
图1是传统边光型背光单元的透视图。参照图1，安装在光导板(LGP)20一侧的发光装置(LED)10发射光，并且发射的光经LGP20透射至液晶显示板上。LGP20的下表面15是一个反射面，用以向显示板反射光。从LED10发出的光经LGP20转变成表面光，并且穿过LGP20的上表面出射。
图2示出了从LED10发出的光穿过LGP20。参照图2，由于从光源发出的光较少到达，在LGP20的入射表面上生成了具有低亮度的暗部分D。图3示出了根据LED10的入射角的发光效率。LED10的发光效率从0°下降到90°。换句话说，从LED发出的大部分光向前出射，从而向侧面发射的光相对较少。因此，如图2所示，存在暗部分D，即从LED10发射的光很少到达的区域。暗部分D引起了不均匀的亮度，从而导致了显示质量的下降。因此，在相距LED10的距离d、生成暗部分D的区域不包括在屏幕中。也就是说，不包括暗部分D的区域被用作有效屏幕25。相距LED10距离d的区域是不使用的，因此难于使背光单元最小化。
发明内容
本发明提供了减少光很少到达的暗部分的生成以达到均匀亮度的光导板，和采用该光导板的显示装置。
根据本发明的一个方面，提供了一种光导板，所述光导板包括：入射表面，面对多个相隔预定距离的光源；至少一个暗部分减少单元，其形成在一对相邻的光源之间的入射表面上和该入射表面的两个边缘上，并且反射来自光源的入射光以减少暗部分的生成；上表面，其透射一部分入射光，并反射余下的入射光；和下表面，其与上表面相对，并且反射来自入射表面和暗部分减少单元的入射光。
暗部分减少单元可以是从入射表面向下表面倾斜的凹槽。
暗部分减少单元可以形成为弯曲面或者具有多个平面。
暗部分减少单元可以是半圆锥形或者半球形。
暗部分减少单元可以是半锥体形。
暗部分减少单元可以关于垂直中心线对称。
暗部分减少单元的入射表面上的顶点可以与上表面相分隔。
还可以包括设置在面对光源的入射表面上并散射来自光源的入射光的散射单元。
每个散射单元具有锯齿图案。
根据本发明的另一个方面，提供了一种显示装置，所述显示装置包括：多个光源；光导板，包括：面对光源的入射表面；至少一个暗部分减少单元，其形成在一对相邻的光源之间的入射表面上和该入射表面的两个边缘上，并且反射来自光源的入射光以减少暗部分的生成；上表面，其透射一部分入射光，并反射余下的入射光；和下表面，其与上表面相对，并且反射来自入射表面和暗部分减少单元的入射光；和显示板，其利用来自光导板的光形成图像。
附图说明
参照附图，通过详细描述其中的示范性实施例，本发明上述及其它的特征和优点将变得更加显明，其中：
图1是用于传统背光单元中的光导板的透视图；
图2示出了在图1中的光导板中产生的暗部分；
图3示出了根据传统发光装置(LED)的发射角的发光效率；
图4是根据本发明实施例的光导板的透视图；
图5示出了图4中光导板入射表面上的光路径；
图6是展示在图4中的光导板的改进实例；
图7A是根据本发明另一个实施例的光导板的透视图；
图7B示出了图7A中光导板入射表面上的光路径；
图8是包括根据本发明实施例的散射图案的光导板的透视图；
图9A示出了图1中光导板入射表面上的光亮度及光前进方向的亮度；
图9B示出了包括散射图案的传统光导板入射表面上的光亮度；
图9C示出了图8中光导板入射表面上的光亮度及光前进方向的亮度；和
图10是根据本发明实施例的显示装置的截面图。
具体实施方式
现在将参照附图更全面地描述本发明，在附图中展示了本发明的示范性实施例。
图4是根据本发明实施例的光导板110的透视图。参照图4，光导板110包括面对以预定距离隔开的多个光源100的入射表面102和暗部分减少单元105。光导板110把从形成在光导板110侧面上的光源100接收到的光引导到屏幕上(未显示)，并且包括向屏幕透射一部分入射光并反射余下光的上表面109和面对上表面109并反射入射光的下表面107。
暗部分减少单元105减少了暗部分的生成，从光源100发出的光相对较少地到达暗部分，且暗部分由从入射表面102和下表面107之间倾斜延伸的凹槽形成。暗部分减少单元105可以弯曲成诸如半圆锥型或者半球型的形状。暗部分减少单元105关于如图5中所示的垂直中线C对称，且顶点106存在于垂直中心线C上。由于暗部分减少单元105是对称的，来自光源100的光对称性地反射，并且因此能够提高亮度的均匀性。而且，顶点106也与上表面109相隔预定的距离，这样就避免了由于暗部分减少单元105引起的上表面109的有效表面的减少。
光源100可以是(例如)发光二极管，并且通过发光窗口101发光。从光源100发射的光穿过入射表面102，并向前面和侧面行进。向侧面行进的一部分光通过暗部分减少单元105反射，并且向上表面109继续行进。向上继续行进的光透射通过上表面109，或者被反射到下表面107。来自光源100的侧向行进的一部分光经暗部分减少单元105向上表面109反射，从而光被提供到暗部分减少单元105的上方区域。因此抑制了暗部分的生成。
暗部分减少单元105设置在光较少到达的区域，即在光源100之间的入射表面上和入射表面102的两个边缘上。至少一个暗部分减少单元105形成在每对相邻的光源100之间，多个暗部分减少单元105可以形成，如图6所示。
在本发明的一个实施例中，暗部分减少单元105’具有如图7A所示的平侧面，例如，半锥形。在图7A中暗部分减少单元105’被示为半锥形，但是其形状可以是具有多于三个三角形面的任一多角形。每个暗部分减少单元105’具有顶点106’，顶点106’设置为与上表面109相隔以预定的距离。如图7B所示，从光源100的发光窗口101发出的一部分光行进到上表面109，而光的其它部分向侧向行进。侧向行进的一部分光由暗部分减少单元105’反射，朝向上表面109。一部分光透射通过上表面109，其余的光被反射至下表面107。上表面109具有取决于光导板100的折射率和光导板100的外部的介质的折射率之间的差值的临界角。以小于临界角的角度入射的光被透射，而以大于临界角的角度入射的光被反射。暗部分减少单元105’形成在光源100之间的入射表面上和入射表面102的两个边缘上。
参照图8，光导板110还包括散射单元120，其设置在对应光源100的位置上，并且散射入射到与光源100相对的入射表面102上的光。散射单元120侧向散射从光源100接收到的光来调节亮度。即，来自光源100的光经散射单元120向前面和侧面折射和反射，一部分向侧面行进的光由暗部分减少单元105或者105’被反射至上表面，从而抑制了暗部分的生成。
穿过入射表面102的光由下表面107和上表面109反射，并且继续行进到与入射表面102相对的表面112。从入射表面102继续行进到表面112的一部分光透射穿过上表面109，向显示板(图10中170)继续行进，显示板稍后将作描述。
图9A示出了当光通过传统的LED被辐射至光导板(LGP)时，传统光导板的入射表面在x方向及z方向(从入射表面至与入射表面相对的面的方向)上的光亮度。
图9B示出了当光导板仅包括散射单元120时，传统光导板的入射表面在X方向和Z方向上的光亮度。尽管形成了散射单元120，但是仍存在LEDs之间亮度相对较低的部分。
图9C示出了当暗部分减少单元105形成在LED100之间的入射表面上而形成面对LED100的散射单元120时，根据本发明实施例的光导板入射表面在x方向和z方向上的亮度。在x方向上的亮度均匀，暗部分减少。
图10是根据本发明实施例的显示装置的截面图。参照图10，显示装置包括背光单元150和用该背光单元150辐射的光形成图像的显示板170。背光单元150包括光源100和将光源100辐射的光引导至显示板170的光导板110。
散射光的散射板153和归正光路径的第一和第二棱镜片155和157设置在光导板110和显示板170之间。第一和第二棱镜片155和157彼此交叉，折射并聚焦来自散射板153的光以提高光的方向性，从而增加了亮度，减小了光的入射角。
显示板170可以是液晶板。在这种情况下，偏振增强膜160还包括上面的第二棱镜片157，即亮度增强膜。偏振增强膜160可以例如透射P偏振光和反射S偏振光，从而透射大部分作为P偏振光的入射光。
在图10中，光源100形成在光导板110的一侧上。然而，为了提供更多的光，光源100也可以形成在两侧上。当光源100形成在两侧上时，暗部分减少单元形成在光导板110的每个入射表面上。
如上所述，根据本发明的光导板包括暗部分减少单元，以减小光源和光导板之间的距离，从而减小了由暗部分引起的屏幕的无用表面。因此，包括光导板的显示装置可以被简化，并且有效地应用到移动电话或小型终端上。
虽然本发明参照其中的示范性实施例已经进行了详细的展示和描述，但是本领域的技术人员会认识到，可以对其在形式和细节上进行各种变化，而不脱离如权利要求限定的本发明的精神和范围。

Claims (21)

1、一种光导板，包括：
入射表面，面对以预定距离间隔的多个光源；
至少一个暗部分减少单元，其形成在所述入射表面上一对相邻所述光源之间和所述入射表面的两个边缘上，并且反射从所述光源入射的所述光，以减少所述暗部分的生成；
上表面，其透射一部分入射光，并反射余下的所述入射光；和
下表面，其面对所述上表面，并且反射从所述入射表面和暗部分减少单元入射的所述光。
2、如权利要求1所述的光导板，其中所述暗部分减少单元是从所述入射表面向所述下表面倾斜的凹槽。
3、如权利要求2所述的光导板，其中所述暗部分减少单元形成为弯曲表面。
4、如权利要求3所述的光导板，其中所述暗部分减少单元是半圆锥形或者半球形。
5、如权利要求2所述的光导板，其中所述暗部分减少单元具有多个平面。
6、如权利要求4所述的光导板，其中所述暗部分减少单元是半锥体形。
7、如权利要求1所述的光导板，其中所述暗部分减少单元关于垂直中心线对称。
8、如权利要求1所述的光导板，其中所述暗部分减少单元的所述入射表面上的顶点与所述上表面隔开。
9、如权利要求1所述的光导板，还包括散射单元，其设置在面对所述光源的所述入射表面上，并且散射来自所述光源的所述入射光。
10、如权利要求1所述的光导板，其中每个所述散射单元具有锯齿图案。
11、一种显示装置，包括：
多个光源；
光导板，包括：
入射表面，面对所述光源；
至少一个暗部分减少单元，其形成在所述入射表面上一对相邻的所述
光源之间和所述入射表面的两个边缘上，并且反射从光源入射的所述光，
以减少所述暗部分的生成；
上表面，其透射一部分入射光，并且反射余下的所述入射光；和
下表面，其面对所述上表面，并且反射从所述入射表面和暗部分减少单元入射的所述光；和
显示板，其利用来自所述光导板的所述光形成图像。
12、如权利要求11所述的显示装置，还包括散射板，其形成在所述光导板的上方，并且散射和透射入射光。
13、如权利要求11所述的显示装置，其中所述暗部分减少单元是从所述入射表面向所述下表面倾斜的凹槽。
14、如权利要求11所述的显示装置，其中所述暗部分减少单元形成为弯曲表面。
15、如权利要求14所述的显示装置，其中所述暗部分减少单元是半圆锥形或者半球形。
16、如权利要求11所述的显示装置，其中所述暗部分减少单元具有多个平面。
17、如权利要求16所述的显示装置，其中所述暗部分减少单元是半锥体形。
18、如权利要求11所述的显示装置，其中所述暗部分减少单元关于垂直中心线对称。
19、如权利要求11所述的显示装置，其中所述暗部分减少单元的所述入射表面上的顶点与所述上表面隔开。
20、如权利要求11所述的显示装置，还包括散射单元，其设置在面对所述光源的所述入射表面上，并且散射来自所述光源的所述入射光。
21、如权利要求11所述的显示装置，其中所述散射单元具有锯齿状图案。
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