CN101435951B - 导光和散射板以及含有该导光和散射板的显示装置 - Google Patents

导光和散射板以及含有该导光和散射板的显示装置 Download PDF

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Abstract

在背光显示面板中提供了一种单片导光和散射板，以接收来自一个或多个边缘光源的输入光，并引导所接收的光遍及该板，从而向着位于导光和散射板之上的成像平面相当均匀的向上反射且相当均匀的分布。在一个实施例中，导光和散射板具有：光接收表面，边缘光源所产生的光入射到该光接收表面上；顶部主表面，与光接收表面相邻，并且在该顶部主表面上形成沿第一方向延伸的多个第一突起，其中第一突起具有部分椭圆形状的横截面。所述板还具有底部主表面，在该底部主表面中限定反射凹坑，以将光朝着顶部主表面向上反射。

Description

导光和散射板以及含有该导光和散射板的显示装置
本申请要求2007年11月12日向韩国知识产权局提出的韩国专利申请No.10-2007-0114992的优先权，其内容整体合并于此以作参考。
技术领域
本公开涉及一种导光和散射板以及含有该导光和散射板的显示装置，更为具体的，涉及一种可以改善装配有背光组件的显示装置(例如，液晶显示(LCD)装置)的亮度和亮度均匀性的导光板，以及含有该导光板的显示装置。
背景技术
广泛应用于液晶显示(LCD)装置的背光组件是能够对LCD装置的亮度和外观产生影响的重要元件。背光组件分为直接式(direct-type)背光驱动组件和边缘式(edge-type)背光驱动组件，其中后者包括边缘安装光源、接收从边缘安装光源发出的光的导光板、以及各种光学薄片如棱镜片、漫射片和保护膜。然而，这种背光组件通常含有一系列具有不同折射率的光传播介质(例如，层)，由于光通过所有的介质并且穿过每个界面时都折射一部分光，从而使得这些介质之间的界面导致相当数量的光损耗。此外，由于背光组件通常包括很多单独的光学薄片，因此该背光组件的装配相对难以管理，其中，由于单独部件的数量众多以及对其中每个部件进行处理所需的开销，使得背光组件的制造成本通常很高。
尤其是，若背光组件使用具有高亮度和高色彩表现力的点光源，例如发光二极管(LED)，可导致热点现象，即，明亮和黑暗部分(相长增强和相消干涉)都可见。
发明内容
本发明公开的方面包括提供一种导光板，其可以提供用于显示图像的适当光学特性，并且无需光学薄片就可以改善亮度均匀性，以及提供一种含有该导光板的显示装置。但是，本公开的方面不限于在此所述的具体实施例。
根据本公开的一方面，提供了一种显示装置，包括：显示面板；边缘安装光源；以及单片式导光和散射板，该导光和散射板将边缘安装光源所产生的光沿着平行波导进行引导，并且将所引导的光重定向到显示面板的方向，且将重定向的光散射到显示面板上。其中，导光板板包括：光接收表面，边缘安装光源产生的光入射到该光接收表面上；第一表面，与光接收表面相邻，并且在该第一表面上限定多个彼此平行、沿第一方向纵向延伸的第一突起(波导)；以及第二表面，面向第一表面，并且在该第二表面中形成多个反射结构(例如，凹坑)。在一个实施例中，第一突起具有部分椭圆形的横截面，其中横截面是沿垂直于第一方向的平面获取的，并且每个椭圆的短轴平行于第一表面，且长轴垂直于第一表面。
导光板还可以包括多个间隔部分，其规则地或是周期性地插在第一突起之间，并且平行于第一突起纵向延伸。
间隔部分可以具有平坦表面、凸起表面和凹陷表面中的至少一种。
间隔部分沿着垂直于第一方向的平面可以具有部分圆形的横截面。
椭圆可具有短轴半径a和长轴半径，且圆可具有半径r，所述短轴半径a与所述半径r满足如下关系：r<a。
第一突起自假想水平表面起的高度可以大于间隔部分自假想水平表面起的高度。
在一对连续的间隔部分之间可以形成一个或多个紧邻的第一突起，且在一对连续的第一突起之间可以形成一个或多个紧邻的间隔部分。
在光接收表面附近形成的间隔部分可以具有凸起表面和凹陷表面中的至少一种，且其他间隔部分可以具有平坦表面。
间隔部分的宽度可小于第一突起宽度的五分之一。
椭圆可具有短轴半径a和长轴半径b，所述短轴半径a与所述长轴半径b满足如下关系：1<b/a<4。
导光板还可以包括多个三角形突起图案，所述三角形突起图案形成在第一表面上且平行于第一突起延伸，且沿着垂直于第一方向的平面具有三角形棱镜形状的横截面。
第一突起可以形成在第一表面上与垂直于光接收表面、第一表面和第二表面的导光板任一侧面相邻的部分上，以及三角形图案可以与第一突起平行地形成在第一突起之间。
导光板一侧上的第一突起宽度之和可以是导光板厚度的2倍或更多倍。
三角形图案和第一突起可以彼此平行的交替排列。
显示面板可以包括多个像素，并且第一突起的间距可以小于或等于像素的间距。
显示装置还可以包括棱镜片，所述棱镜片形成在导光板和显示面板之间，且在该棱镜片上形成多个棱镜图案，其中第一突起的间距小于棱镜图案的间距。
导光板还可以包括一个或多个光反射凹坑，其插入在从板的底部表面突出的第二突起之间。
第二突起可以平行于第一突起、与第一突起沿相同的方向延伸。
光源可以包括点光源，例如发光二极管。
根据本公开的另一方面，提供了一种导光板，包括：光接收表面；第一表面，所述第一表面与光接收表面相邻，且在该第一表面上形成沿垂直于光接收表面的方向延伸的多个第一突起；第二表面，所述第二表面面向第一表面，且在该第二表面上形成多个第二突起，其中第一突起沿着平行于光接收表面的平面具有部分椭圆形状的横截面，所述椭圆具有平行于第一表面的短轴和垂直于第一表面的长轴。
导光板还可以包括在第一突起之间与第一突起平行的形成的多个间隔部分。
间隔部分的宽度可以小于第一突起宽度的五分之一。
椭圆可以具有短轴半径a和长轴半径b，所述短轴半径a与所述长轴半径b满足如下关系：1<b/a<4。
导光板还可以包括一个或多个反射图案，所述反射图案形成在第二突起之间，且包括面向光接收表面的至少一个反射表面。
第二突起可以平行于第一突起、与第一突起沿相同的方向延伸。在下面的详细描述中，本公开的其他方面将更为清晰。
附图说明
通过参考附图详细描述示例性实施例，本发明公开的上述和其他方面与特征更加显而易见，其中：
图1示出了根据一示例性实施例的液晶显示(LCD)装置的分解透视图；
图2A示出了根据第一示例性实施例的导光板的透视图；
图2B示出了沿着图2A中IIb-IIb’线的剖视图；
图2C示出了沿着图2A中IIc-IIc’线的剖视图；
图2D示出了沿着图2A中IIb-IIb’线的详细剖视图；
图3A示出了根据第二示例性实施例的导光板的透视图；
图3B示出了沿着图3A中IIIb-IIIb’线的剖视图；
图4A示出了根据另一示例性实施例的导光板的透视图；
图4B示出了沿着图4A中IVb-IVb’线的剖视图；
图4C示出了沿着图4A中IVb-IVb’线的详细剖视图；
图5A示出了根据另一示例性实施例的导光板的透视图；
图5B示出了沿着图5A中Va-Va’线的剖视图；
图6A示出了根据另一示例性实施例的导光板的透视图；
图6B示出了沿着图6A中VIa-VIa’线的剖视图；
图7示出了根据另一示例性实施例的导光板的透视图；
图8A示出了根据另一示例性实施例的导光板的透视图；
图8B示出了沿着图8A中VIIIa-VIIIa’线的剖视图；
图9A示出了根据另一示例性实施例的导光板的透视图；
图9B示出了沿着图9A中IXa-IXa’线的剖视图；
图10A到10C示出了图2A到2D的示例性实施例中的导光板亮度特性的计算机仿真结果彩色编码图；
图11示出了图2A到2D的示例性实施例中导光板上第一突起的间距与显示面板像素的间距之间的关系图；
图12示出了图2A到2D的示例性实施例中导光板上第一突起的间距与棱镜片上棱镜图案的间距之间的关系图；
图13A示出了在图2A到2D的示例性实施例中导光板的第一突起中发生的光学现象的图；
图13B示出了根据对比示例的导光板的第一突起中发生的光学现象的图；以及
图14A到14C示出了具有不同形状第一突起的导光板的光学特性的计算机仿真结果彩色编码图。
具体实施方式
现在，通过参考示出了示例性实施例的附图，更为全面地公开本发明。
图1示出了根据示例性实施例的液晶显示(LCD)装置1的分解透视图。参见图1，LCD装置1包括借助于光来显示图像的显示面板组件10、为显示面板组件10提供光的背光组件20、以及容纳并固定显示面板组件10和背光组件20的框架单元30。
显示面板组件10包括显示图像的显示面板110和驱动显示面板110的驱动单元120。显示面板110包括薄膜晶体管(TFT)基板112、滤色器基板112、以及插在TFT基板112和滤色器基板112之间的液晶层(未示出)。驱动单元120布置在TFT基板112的一侧。驱动单元120包括多个柔性印刷电路板(FPCB)121、安装在各个FPCB121上的多个驱动芯片122、以及与FPCB121相连接的印刷电路板(PCB)123。驱动单元120可以采用薄膜覆晶(chip-on-film)的方法加工。可选的，驱动单元120可以采用带载封装(TCP)的方法或是玻璃覆晶(COG)的方法加工。所有或是一些驱动芯片122可以在TFT基板112的TFT(未示出)形成期间进行加工。
为显示面板110提供光的背光组件20布置在显示面板110的背侧。背光组件20包括光源210、布置在光源210和显示面板110之间并且将光源210产生的光传送到显示面板110的导光板220、布置在导光板220和显示面板110之间并且将从导光板220发出的光向显示面板110折射和传送的棱镜片230、漫射光的漫射片240、以及布置在导光板220的背侧并且向上反射漏光的反射片250。光源210可以包括边缘安装点光源，例如发光二极管(LED)。可选的，如荧光灯之类的长线型灯(未示出)可以用作边缘安装光源210。导光板220具有光发射表面227，该表面设置成使入射在导光板220边缘上的光能够在显示面板110的整个表面上均匀传送。导光板210还具有相对表面228，其位于光发射表面227的相对侧。在导光板210的光发射表面227和/或相对表面228上，可以加工出具有预定形状的多个图案，这将在后文中详细描述。背光组件20可以布置在显示面板110的前侧，并且如果需要，棱镜片230、漫射片240和反射片250的位置和结构可以更改。
框架单元30包括：容纳背光组件20的底部框架330；布置在背光组件20和显示面板110之间，固定背光组件20且引导显示面板110位置的模制框架320；以及覆盖显示面板110前面的顶部框架310，以便支撑背光组件20和显示面板110。
下文中，通过参考附图2A到2D，详细地描述根据本发明公开的示例性实施例的导光板。
图2A示出了根据第一示例性实施例由透明材料(例如，塑料)制作并成型的导光板220a的透视图，该透明材料具有比空气大的预定折射率，图2B示出了沿着图2A中IIb-IIb’线的第一剖视图，图2C示出了沿着图2A中IIc-IIc’线的剖视图，以及图2D示出了沿着图2A中IIb-IIb’线的另一详细剖视图。
参见图2A到图2C，导光板220a包括具有多个光发射表面部分227a的上部主表面，其中每个光输出表面部分227a包括与邻近的平坦部分222a毗邻、且延伸到高于平坦部分222a的凸出的第一突起221。导光板220a在其至少一边上还包括面向可边缘安装光源(未示出)的光接收表面224。在一个实施例中，第一突起221在垂直于光接收表面224平面的方向上纵向延伸，从而限定了部分圆柱或是部分椭圆的延伸。换句话说，当沿着平行于光接收表面224的平面的横截面(例如，图2B、2D)观察时，第一突起221可分别具有部分椭圆形或是部分圆形的横截面。如上所述，多个平坦的间隔部分222a插在第一突起221之间。
仍参见图2A到图2C，导光板220a包括下部主表面228，在该表面上加工有多个凸出的第二突起223。第二突起223可以与第一突起221在相同的延伸方向上延伸，并且如图2B中所示，第一和第二凸出的突起221、223之间可以是一一对应的。下部主表面228还可以包括多个光折射切口，于此称之为反射图案225a，其中后者插在第二突起223之间，这在图2A可以更好的观察。参见图2C，每个反射图案225a具有较为接近光接收表面224、并以第一角度(θ1)面向光接收表面224的第一反射表面226a。在一个实施例中，按矩形棱镜的形状，将反射图案225在底部表面228中雕刻成凹陷区。可选的，可以以成适当角度的反射金属印刷图案的形式，在底部表面228上形成反射图案225，以便提供所需的光反射功能。
参见图2C的实施例，导光板220a成型为包括多个反射区2251和2252，这些反射区是V型的，且以凹陷图案的形式形成在导光板220a的下表面228上。反射区2251和2252中的每一个分别具有与表面224较近的第一反射表面2261以及与表面224较远的第二反射表面2262。为了改善光反射效率，可以将第一反射表面2261的基角θ1和第二反射表面2262基角θ2设置为满足如下关系：θ1≤θ2。反射区2251、2252等离主光输入或接收表面224越远，相应反射区的反射光图案的亮度趋于越低。因此，根据本公开，并为了改进离光接收表面224较远位置处的反射光图案的亮度，将较远反射区(例如，2252)的相应高度(例如，H2)设为大于较近反射图案(例如，2251)的高度(例如，H1)。在一个实施例中，导光板220a由包括聚碳酸酯(PC)系树脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)系树脂、甲基丙烯酸酯-苯乙烯(MS)共聚物中至少之一的塑料形成。
参见图2D，在一类实施例中，第一突起221的横截面具有假想椭圆E的一部分的形状。假想椭圆E的短轴(短轴半径：a)平行于假想水平表面H，该假想水平表面H在第一突起221和间隔部分222a之间的交界间延伸，并且假想椭圆E的长轴(长轴半径：b)垂直于假想水平表面H。理想地，第一突起221的横截面具有假想椭圆E的一部分的形状。然而，由于工艺余量，第一突起221在与间隔部分222a的交界处可以部分具有尖角(angular)横截面而非圆角(round filet)横截面。为了改善亮度均匀性，假想椭圆E的短轴半径a和长轴半径b可以满足如下关系：1<b/a<4。在其实施中，如果假想椭圆E满足如下关系：a<b/2，那么假想椭圆E的表面可以用四阶多项式近似。另一方面，如果假想椭圆E满足如下关系：a>b/2，那么假想椭圆E的表面可以用椭圆函数或四阶或更高阶多项式近似。从虚拟水平表面H到虚拟椭圆E顶点Z的高度h可以小于椭圆E的长轴半径b。一对相邻的第一突起221之间的距离，即，间隔部分222a的宽度d，可以等于或是小于第一突起221宽度w的五分之一。更为具体的，宽度d可以等于或小于宽度w的十分之一。即，一对相邻的第一突起221的顶点Z之间的距离，即第一突起221的间距p，可以满足如下关系：p＝w+d，其中d<2。
下文中，通过参考附图3A和3B，详细地描述根据本发明的第二示例性实施例的导光板。
图3A示出了根据第二示例性实施例的导光板220B的透视图，以及图3B示出了沿着图3A中IIIb-IIIb’线的剖视图。在图2A到2D、图3A和3B中，相同的参考符号代表相同的元件，因此其详细描述略过。
参见图3A和3B，导光板220b包括在多个第一突起221之间以凹陷形式形成的多个圆形间隔部分222b、以及形成为半球状凹陷图案的多个反射图案225b。
如图所示，圆形间隔部分222b凹进光发射表面227b。间隔部分222b在与第一突起221相同的方向延伸，并且平行于第一突起221。沿着平行于光接收表面224且垂直于第一突起221延伸方向的平面，间隔部分222b可以具有部分圆形或部分椭圆形的横截面。
在相对(底部)表面228上，形成一个或多个第二突起223，该相对(底部)表面228在该板中光发射表面227b的对侧。在第二突起223之间形成多个反射图案225b。每个反射图案225b包括面向且更接近光接收表面224的前反射表面226b。如图所示，反射图案225b凹进相对表面228中。与光接收表面224较远的反射图案225b的直径可以大于与光接收表面224较近的反射图案225b的相应直径，以便补偿随着与光接收表面224距离的增加而产生的亮度衰减。然而，反射图案225b的形状并不限于图3A和3B中所示的半球形凹陷。也就是说，例如，反射图案225b可以加工成其他形状的凹陷或是反射金属所形成的反射突起。
下文中，通过参考附图4A到4C，详细地描述根据第三示例性实施例的导光板。
图4A示出了根据第三示例性实施例的导光板220的透视图，图4B示出了沿着图4A中IVb-IVb’线的剖视图，以及图4C示出了沿着图4A中IVb-IVb’线的详细剖视图。在图2A到2D和图4A到4C中，相同的参考符号代表相同的元件，因此其详细描述略过。
参见图4A到4C，导光板220c包括多个第一突起221、加工成插入在第一突起221之间并且从光发射表面227c突出的多个凸起的间隔部分222c、以及在相对表面228上例如以金字塔形空洞的形式形成的多个反射图案225c。相对表面228在光发射表面227c的对侧。
间隔部分222c以突起的形式形成在光发射表面227c上。间隔部分222c可以与第一突起221在相同的方向上延伸，并且因而可以平行于第一突起221。沿着平行于光接收表面224且垂直于第一突起221延伸方向的平面，间隔部分222c可以具有部分圆形或部分椭圆形的横截面。
在相对表面228上形成一个或多个第二突起223，并且在第二突起223之间形成金字塔形的反射图案225c。每个反射图案225c具有三角形的反射表面226c。与光接收表面224较远的反射图案225c的反射表面226c的面积，可以大于与光接收表面224较近的反射图案225c的反射表面226c的相应面积。
参见图4C，第一突起221的横截面具有假想椭圆E的一部分的形状。假想椭圆E的短轴(短轴半径：a)平行于假想水平表面H’，该假想水平表面H’在第一突起221和间隔部分222c间的交界之间延伸，并且假想椭圆E的长轴(长轴半径：b)垂直于假想水平表面H’。
间隔部分222c具有半径为r的假想圆C的一部分的形状。第一突起221从假想水平表面H’起的高度h1可以大于间隔部分222c从假想水平表面H’起的高度h2。高度h2可以小于假想圆C的半径r。
假想圆C的半径r可以小于假想椭圆E的短轴半径a。
下文中，通过参考附图5A和5B，详细地描述根据另一示例性实施例的导光板。
图5A示出了根据另一示例性实施例的导光板220d的透视图，以及图5B示出了沿着图5A中Vb-Vb’线的剖视图。在图4A到4C、图5A和5B中，相同的参考符号代表相同的元件，因此其详细描述略过。
参见图5A和5B，导光板220d包括多个第一突起221和多个间隔部分222d。更为具体的，可以在一对连续的第一突起221之间形成一个或多个凸起图案形式的间隔部分222d。间隔部分222d可以与第一突起221在相同的方向上延伸。沿着平行于光接收表面224且垂直于第一突起221延伸方向的平面，间隔部分222d可以具有几乎为半圆形或半椭圆形的横截面。
更为具体的，可以在一对相邻的第一突起221之间形成一个或多个突起形式的间隔部分222d，并且间隔部分的横截面可以具有部分圆形或部分椭圆形的形状。如有必要的话，在一对相邻的第一突起221之间形成的间隔部分222d的形状和间隔部分222d的数量可以改变。例如，根据光源的位置和类型，第一突起221和间隔部分222d的形状可以改变。
间隔部分222d的宽度可以改变，以提供可被视为适当的不同光效。例如，可以在一对相邻的第一突起221之间形成一个或多个凸起图案形式的间隔部分222d，并且根据光源的类型和位置，在一对相邻的第一突起221之间形成的间隔部分222d的数量可以在导光板220d的不同部分之间改变。
下文中，通过参考附图6A和6B，详细地描述根据另一示例性实施例的导光板。
图6A示出了根据另一示例性实施例的导光板220e的透视图，以及图6B示出了沿着图6A中VIb-VIb’线的剖视图。在图4A到4C、图6A和6B中，相同的参考符号代表相同的元件，因此其详细描述略过。
参见图6A和6B，导光板220e包括加工成凸起图案的多个第一突起221’。第一突起221’在垂直于光接收表面224的方向上延伸。第一突起221’的横截面可以具有部分圆形或部分椭圆形的形状。如图所示，两个或三个第一突起221’和两个或三个间隔部分222e可以交替地排列。
下文中，通过参考附图7，详细地描述根据另一示例性实施例的导光板。
图7示出了根据另一示例性实施例的导光板220f的透视图。在图4A到4C和图7中，相同的参考符号代表相同的元件，因此其详细描述略过。
参见图7，导光板220f包括多个间隔部分222f。每个间隔部分222f包括凸起的部分和平坦的部分。导光板220f还包括面向光源(未示出)的光接收表面224、光发射表面227f、以及在光发射表面227f上形成的多个第一突起221。光发射表面227f与光接收表面224相邻。第一突起221可以在垂直于光接收表面224的方向上延伸。间隔部分222f可以布置在第一突起221之间。间隔部分222f靠近光接收表面224的部分可以加工成凸起的图案，而间隔部分222f远离光接收表面224的部分可以加工成非凸起的平坦图案。然而，本发明公开不限于图7中所示。即，间隔部分222f靠近光接收表面224的部分可以加工成凹陷的图案，而间隔部分222f远离光接收表面224的部分可以加工成凸起的图案。根据相应光源的类型、位置和形状，间隔部分222f的形状可以改变，以提供所需的折射光的均匀分布。
下文中，通过参考附图8A和8B，详细地描述根据另一示例性实施例的导光板。
图8A示出了根据另一示例性实施例的导光板220g的透视图，以及图8B示出了沿着图8A中VIIIb-VIIIb’线的剖视图。在图4A到4C、图8A和8B中，相同的参考符号代表相同的元件，因此其详细描述略过。
参见图8A和8B，导光板220g包括都在光发射表面227g上形成的多个第一突起221g和多个三角形图案322。更为具体的，导光板220g还包括面向光源(未示出)的光接收表面224，以及在光发射表面227g上形成的第一突起221g和三角形图案322。光发射表面227g与光接收表面224相邻。第一突起221g可以在垂直于光接收表面224的方向上延伸。第一突起221g可以在导光板220g中与导光板220g的侧表面229a或是侧表面229b相邻的部分上形成。侧表面229a和229b垂直于光接收表面224、光发射表面227g、以及面向光发射表面227g的相对表面228。沿着平行于光接收表面224的平面，第一突起221g的横截面可以是部分椭圆。更为具体的，第一突起221g上部的横截面可以具有部分椭圆的形状，而第一突起221g下部的横截面可以具有尖角的形状。即，第一突起221g的横截面可以具有顶部为圆形的三角形形状。可以在第一突起221g之间形成三角形图案322。即，可以在导光板220g的两侧上形成第一突起221g，并且可以在第一突起221g之间形成三角形图案322。
第一突起221g的功用是去除由于侧表面229a和229b上的框架被光发射表面227g反射而在输出光中可能产生的黑暗部分。为此，导光板220g一侧上的第一突起221g的宽度之和可以是导光板220g的宽度大2倍或更多倍。
下文中，通过参考附图9A和9B，详细地描述根据另一示例性实施例的导光板。
图9A示出了根据另一示例性实施例的导光板220h的透视图，以及图9B示出了沿着图9A中IXb-IXb’线的剖视图。在图4A到4C、图9A和9B中，相同的参考符号代表相同的元件，因此其详细描述略过。
参见图9A和9B，导光板220h包括在光发射表面227h上交替形成的多个第一突起221g和多个三角形图案322。沿着平行于光接收表面224的平面，第一突起221g可以是部分椭圆。更为具体的，第一突起221g上部的横截面可以具有部分椭圆的形状，而第一突起221g下部的横截面可以具有尖角的形状。即，第一突起221g的横截面可以具有顶部为圆形的三角形形状。可以在第一突起221g之间形成三角形图案322。第一突起221g和三角形图案322可以彼此平行的延伸，并且在光发射表面227h上交替排列。
图10A到10C示出了图2A到2D的实施例中导光板220a的亮度特性的计算机仿真结果的彩色编码图，图11示出了导光板220a的第一突起221的间距p与显示面板110的像素113的间距p’之间的关系图，以及图12示出了间距p与棱镜片230上一对相邻的棱镜图案231的间距p”之间的关系图。
图10A到10C示出了计算机仿真结果的空间亮度图表，该结果是在光学工具的协助下，通过模拟第一突起221的宽度w与间隔部分222a的宽度d的比例(w：d)从10：1变成10：2以及从10：2变成10：5时产生的亮度偏差而获得的。更为具体的，图10A到10C示出了对于第一突起221的宽度w与间隔部分222a的宽度d的不同比例，在导光板220a的光接收表面224附近区域的亮度分布图。图10A中的亮度分布比图10B或10C中的亮度分布更为均匀。即，参见图10A中的亮度分布，黑暗部分和明亮部分均匀分布，而不是集中在某个区域。参见下面的表1，随着第一突起221的宽度w与间隔部分222a的宽度d的比例的增加，亮度偏差R(每单位长度)减小，即，亮度均匀性增加。
表1
 
w:d 10:1 10:2 10:5
亮度偏差R 7.828548 8.740752 11.63732
参见图11，显示面板110包括多个像素113。每个像素113具有红(R)、绿(G)和蓝(B)单元。为了减少光干涉导致的噪声，突起221的间距p可以小于而不是等于像素区域的间距p’(即，相邻像素113间的宽度)。由于每个像素113具有R、G和B单元，所以间距p’可以等于R、G和B单元加在一起的宽度。
参见图12，为了减少光干涉导致的噪声，间距p可以小于或等于相应棱镜片230上棱镜图案的间距p”。
图13A示出了在图2A到2D的示例性实施例中在导光板220a的第一突起221中发生的光学现象的图，以及图13B示出了根据对比示例在导光板的第一突起221d中发生的光学现象的图。图14A到14C示出了具有如各附图中所示的不同形状第一突起221的导光板200的光学特性的彩色编码计算机仿真结果。
参见图2A，通过光接收表面224入射到导光板220a上的一部分光碰到反射图案225的反射表面226，并因而向着导光板220a的光发射表面227行进。然后，光通过穿越第一突起221而被折射。此后，发出折射光。这样，可以向导光板220a的光发射表面227的前面发出相当数量的光。
参见图13A和13B，具有部分圆形或部分椭圆形横截面的第一突起221，比具有三角形横截面的第一突起221d，可以更广泛的散射光。因此，第一突起221比第一突起221d更适于应用在混光操作中，并且可以比第一突起221d提供更好的亮度均匀性。
图14A到14C示出了计算机仿真结果的彩色编码空间亮度图表，该结果是使用光学工具，通过模拟沿着具有三角形第一突起(A)的导光板200、具有半圆形第一突起(B)的导光板200以及具有半椭圆形第一突起(C)的导光板200中的XY平面的亮度均匀性而获得的。通过比较图14A到14C中的空间亮度图标，可以看到，明亮部分和黑暗部分在图14A的导光板200中的分布，比在图14B或14C的导光板200中的分布更为均匀。通过参考下面的表2，这变得更加显而易见。
表2
 
横截面形状 三角形(A) 半圆形(B) 半椭圆形(C)
亮度偏差R’ 9.648759 8.363411 7.70808
参见表2，对于三角形第一突起(A)，亮度偏差R’(每单位长度)大约为9.65，对于半圆形第一突起(B)大约为8.36，以及对于半椭圆形第一突起(C)大约为7.71。即，参见表2，同第一突起221具有尖角横截面时如三角形第一突起(A)相比，当第一突起221具有圆形横截面时如半圆形第一突起(B)或是半椭圆形第一突起(C)，亮度偏差R’更小。此外，同第一突起221具有部分圆形横截面时如半圆形第一突起(B)相比，当第一突起221具有部分椭圆形横截面时如半椭圆形第一突起(C)，亮度偏差更小。即，当第一突起221具有部分椭圆形的横截面时，第一突起221可以提供高的亮度均匀性。因此，无需例如漫射片或棱镜片之类的光学薄片，LCD装置1的导光板220也可以提供高的亮度均匀性，并且即使使用LED作为光源，也可以减少热点现象。
根据本发明公开，在导光板的光发射表面上形成了具有部分椭圆形横截面的多个突起图案。因此，无需额外的光处理片，就可以实现很好的光学特性。此外，由于这里公开的概念还适于应用在除LCD背光之外的混光操作中，因此在其他的应用中可以使用所公开的导光板来减少热点现象。
尽管通过参考示例性实施例，具体的展示并描述了在此公开的发明概念，但是本领域的普通技术人员根据以上内容应理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种变化。

Claims (23)

1.一种显示装置，包括：
显示面板；
光源；和
将光源产生的光引导到显示面板的导光板，所述导光板包括：光接收表面，光源产生的光入射到该光接收表面上；第一表面，与光接收表面相邻，且在该第一表面上形成沿第一方向延伸的多个第一突起；以及第二表面，面向第一表面，且在该第二表面上形成多个第二突起，
其中，第一突起沿着垂直于第一方向的平面包括部分椭圆形状的横截面，所述椭圆具有平行于第一表面的短轴和垂直于第一表面的长轴；以及
其中，第二突起平行于第一突起并与第一突起沿相同的方向延伸。
2.根据权利要求1中所述的显示装置，其中，导光板还包括在第一突起之间形成的多个间隔部分，以及所述第一突起是彼此平行延伸并形成的。
3.根据权利要求2中所述的显示装置，其中，间隔部分具有平坦表面、凸出表面和凹陷表面中的至少一种。
4.一种显示装置，包括：
显示面板；
光源；和
将光源产生的光引导到显示面板的导光板，所述导光板包括：光接收表面，光源产生的光入射到该光接收表面上；第一表面，与光接收表面相邻，且在该第一表面上形成沿第一方向延伸的多个第一突起；以及第二表面，面向第一表面，且在该第二表面上形成多个第二突起，
其中，第一突起沿着垂直于第一方向的平面包括部分椭圆形状的横截面，所述椭圆具有平行于第一表面的短轴和垂直于第一表面的长轴；
其中，导光板还包括在第一突起之间形成的多个间隔部分，以及所述第一突起是彼此平行延伸并形成的；以及
其中，间隔部分沿着垂直于第一方向的平面具有部分圆形状的横截面。
5.根据权利要求4中所述的显示装置，其中，椭圆具有短轴半径a和长轴半径，且圆具有半径r，所述短轴半径a与所述半径r满足如下关系：r＜a。
6.根据权利要求5中所述的显示装置，其中，第一突起自假想水平表面平面起的高度大于间隔部分自假想水平表面平面起的高度。
7.根据权利要求2中所述的显示装置，其中，在一对相邻的间隔部分之间形成一个或多个第一突起，且在一对相邻的第一突起之间形成一个或多个间隔部分。
8.根据权利要求2中所述的显示装置，其中，靠近光接收表面形成的间隔部分具有凸起表面和凹陷表面中的至少一种，且其他间隔部分具有平坦表面。
9.根据权利要求2中所述的显示装置，其中，间隔部分的宽度小于第一突起宽度的五分之一。
10.根据权利要求1中所述的显示装置，其中，椭圆具有短轴半径a和长轴半径b，所述短轴半径a与所述长轴半径b满足如下关系：1＜b/a＜4。
11.一种显示装置，包括：
显示面板；
光源；和
将光源产生的光引导到显示面板的导光板，所述导光板包括：光接收表面，光源产生的光入射到该光接收表面上；第一表面，与光接收表面相邻，且在该第一表面上形成沿第一方向延伸的多个第一突起；以及第二表面，面向第一表面，且在该第二表面上形成多个第二突起，
其中，第一突起沿着垂直于第一方向的平面包括部分椭圆形状的横截面，所述椭圆具有平行于第一表面的短轴和垂直于第一表面的长轴；以及
其中，导光板还包括多个三角形图案，所述三角形图案平行于第一突起形成在第一表面上，且沿着垂直于第一方向的平面具有三角形棱镜形状的横截面。
12.根据权利要求11中所述的显示装置，其中，第一突起形成在第一表面的与垂直于光接收表面、第一表面和第二表面的导光板任一侧面相邻的部分上，以及三角形图案与第一突起平行地形成在第一突起之间。
13.根据权利要求12中所述的显示装置，其中，导光板一侧上的第一突起宽度之和是导光板厚度的2倍或更多倍。
14.根据权利要求11中所述的显示装置，其中，三角形图案和第一突起彼此平行的交替排列。
15.根据权利要求1中所述的显示装置，其中，显示面板包括多个像素，并且第一突起的间距小于或等于像素的间距。
16.根据权利要求1中所述的显示装置，还包括棱镜片，所述棱镜片形成在导光板和显示面板之间，且在该棱镜片上形成多个棱镜图案，
其中第一突起的间距小于棱镜图案的间距。
17.根据权利要求1中所述的显示装置，其中，导光板还包括一个或多个反射图案，所述反射图案形成在第二突起之间，且包括面向光接收表面的至少一个反射表面。
18.根据权利要求1中所述的显示装置，其中，光源是点光源。
19.一种导光板，包括：
光接收表面；
第一表面，所述第一表面与光接收表面相邻，且在该第一表面上形成沿垂直于光接收表面的方向延伸的多个第一突起；
第二表面，所述第二表面面向第一表面，且在该第二表面上形成多个第二突起；
其中，第一突起沿着平行于光接收表面的平面具有部分椭圆形状的横截面，所述椭圆具有平行于第一表面的短轴和垂直于第一表面的长轴；以及
第二突起平行于第一突起并与第一突起沿相同的方向延伸。
20.根据权利要求19中所述的导光板，还包括在第一突起之间形成的多个间隔部分，并且第一突起彼此平行地形成。
21.根据权利要求20中所述的导光板，其中，间隔部分的宽度小于第一突起宽度的五分之一。
22.根据权利要求19中所述的导光板，其中，椭圆具有短轴半径a和长轴半径b，所述短轴半径a与所述长轴半径b满足如下关系：1＜b/a＜4。
23.根据权利要求19中所述的导光板，还包括一个或多个反射图案，所述反射图案形成在第二突起之间，且包括面向光接收表面的至少一个反射表面。
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