CN1847890A - 导光板、背光组件、显示装置及导光板的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种导光板，其包括：具有用于分离光线的第一光部和第二光部的第一光径改变部分的第一光学构件，以及具有对应于第一光径改变部分的第二光径改变部分的第二光学构件。第一光学构件对于光线的第一光部具有第一折射率并且对于光线的第二光部具有第二折射率，而第二光学构件对于第一光部和第二光部具有第一折射率。因而，可以提高显示装置所显示的图像的亮度和亮度均匀度，并且可以减少该显示装置的多种部件。

Description

导光板、背光组件、显示装置 及导光板的制造方法
本申请要求2005年4月15日提交的韩国专利申请第2005-31549号的优先权，其全部内容结合于此以供参考。
技术领域
本发明涉及一种导光板、一种具有该导光板的背光组件、一种具有该背光组件的显示装置、以及该导光板的制造方法。更具体地说，本发明涉及一种具有提高的亮度和减小的尺寸的导光板、一种具有该导光板的背光组件、一种具有该背光组件的显示装置、以及制造该导光板的方法。
背景技术
通常，显示装置，如阴极射线管(CRT)显示装置、液晶显示装置(LCD)、等离子显示面板、以及有机发光二极管(OLED)显示器，将在信息处理装置中处理的数据进行转换并利用转换后的数据来显示图像。
LCD装置利用液晶的电学特性和光学特性来显示图像。由于其显示面板自身不发光，因此LCD装置需要光源。此外，LCD装置需要光学构件来改善发自光源的光线的亮度均匀度。该光学构件包括多个构件，如改善光线亮度均匀度的导光板(light guide plate)、反射从导光板漏出的光线的反射板(reflecting plate)以及提高来自导光板的光线的亮度的光学片(optical sheet)。该光学片包括用于提高亮度的增亮膜(brightness enhancing film)和聚光用的棱镜片(prism sheet)。
但是，由于光学片设置在导光板上，所以增大了LCD装置的体积，延长了LCD装置的组装时间，并且增加了LCD装置的制造成本。
发明内容
本发明提供了一种亮度增强并且尺寸减小的导光板。
本发明还提供了一种适用于制造上述导光板的方法。
本发明还提供了一种具有上述导光板的背光组件。
本发明还提供了一种具有上述背光组件的显示装置。
在本发明的一个示例性实施例中，导光板包括第一光学构件和第二光学构件。该第一光学构件对于光线的第一光部具有第一折射率并且对于光线的第二光部具有第二折射率；而在第一光学构件上的第二光学构件对于光线的第一光部和第二光部具有第一折射率。
在本发明的另一个实施例中，提供了如下的一种制造导光板的方法：形成第一光学构件，其对于光线的第一光部具有第一折射率并且对于光线的第二光部具有第二折射率。在上述第一光学构件上形成第二光学构件，该第二光学构件对于光线的第一光部和第二光部具有第一折射率。
在本发明又一个实施例中，背光组件包括发出具有第一光部和第二光部的光线的光源、导光板、以及光转换(light converting)构件。
该背光组件的导光板包括：第一光学构件，其具有用于分离光线的第一光部和第二光部的第一光径改变部分(light path-changingportion)；以及第二光学构件，其具有对应于第一光径改变部分的第二光径改变部分。第一光学构件对于光线的第一光部具有第一折射率，并且对于光线的第二光部具有第二折射率，而在第一光学构件上的第二光学构件对于光线的第一光部和第二光部具有第一折射率。光转换构件将来自导光板的光线的第二光部转换成第一光部。
在本发明另一个实施例中，显示装置包括发出具有第一光部和第二光部的光线的光源、导光板、光转换构件、以及显示面板。
该导光板包括：第一光学构件，其具有用于分离光线的第一光部和第二光部的第一光径改变部分；以及第二光学构件，其具有对应于第一光径改变部分的第二光径改变部分。该第一光学构件对于光线的第一光部具有第一折射率，并且对于光线的第二光部具有第二折射率，而在第一光学构件上的第二光学构件对于光线的第一光部和第二光部具有第一折射率。光转换构件将来自导光板的光线的第二光部转换成第一光部。光转换构件反射第二光部，以将其转换为第一光部。显示面板利用光线的第一光部显示图像。
根据上述实施例，从导光板漏出的光线被反射向显示面板，使得从导光板射向显示面板的光线量增多。结合了该导光板的显示面板上所显示的图像的亮度和亮度均匀度可以得到提高，并且可以省去该显示装置的很多部件。
附图说明
结合附图参照下面的详细描述，本发明的上述优点和其他优点将显而易见，附图中：
图1是示出根据本发明的导光板的示例性实施例的剖面分解图；
图2是示出与图1所示的示例性第二光学构件组合的示例性第一光学构件的剖面图；
图3是示出根据本发明的导光板的另一个示例性实施例的剖面分解图；
图4是示出与图3所示的示例性第二光学构件组合的第一光学构件的剖面图；
图5是示出根据本发明的导光板的另一个示例性实施例的剖面图；
图6是示出根据本发明的导光板的另一个示例性实施例的剖面分解图；
图7和8是示出根据本发明的导光板的第一光学构件和第二光学构件的示例性实施例的剖面图；
图9是示出根据本发明的具有光径改变部分的第一光学构件的另一个示例性实施例的剖面图；
图10是示出与图9所示的第一光学构件接合的第二光学构件的剖面图；
图11是示出与图10中所示的第一光学构件接合的示例性基膜(base film)的剖面图；
图12是示出根据本发明在第一光学构件上形成的光径改变部分的另一个示例性实施例的剖面图；
图13是示出在图12所示的第一光学构件上形成的示例性第二光学构件的剖面图；
图14是示出与图13所示的第一光学构件接合的示例性基膜的剖面图；
图15是示出根据本发明的背光组件的示例性实施例的剖面图；
图16是示出根据本发明的显示装置的示例性实施例的剖面图。
具体实施方式
应该说明的是，当提到一个元件或者层“位于”、“连接到”、或者“接合到”另一元件或层时，该元件可以是直接位于、连接或接合到另一元件或层或者存在中间元件或层。相反地，当提到一个元件“直接位于”、“直接连接到”或者“直接接合到”另一元件或层时，则不存在中间元件或层。所有附图中，相同的附图标记指相同的元件。此处所用的词语“和/或”包括一个或者更多所列相关项的任何一个以及全部组合。
应该理解的是，虽然此处会使用第一、第二等术语来描述各种元件、组成部分、区域、层和/或部分，但是这些元件、组成部分、区域、层和/或部分不应受到这些术语的限定。这些术语仅用于区别一个元件、组成部分、区域、层、或部分与另一个区域、层、或部分。因此，以下讨论的第一元件、组成部分、区域、层和/或部分可以被称为第二元件、组成部分、区域、层和/或部分而不违背本发明的教导。
如图所示，空间相关术语，如“紧贴其下”、“位于其下”、“下部”、“之上”、“上部”及类似术语，在此可便于描述一个元件或部分与另一个元件或部分的关系。应该理解的是，空间相关术语除了涵盖图中描述的方位之外，还用来涵盖装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中装置被翻转，位于其他元件“之下”或“紧贴其下”的元件或部分将改变方位，变为位于其他元件或部分“之上”。因此，示例性术语“之下”既包含了之上的方位，又包含了之下的方位。该装置也可以是其他定位(旋转90度或者其他方位)并且此处所用的空间相关描述词也相应地解释。
此处所用术语仅出于描述具体实施例的目的，并不用于限制本发明。除非上下文另外明确指出，此处所用的单数形式，“一个”和“所述”也意欲包括复数形式。可以进一步理解为，当本说明书中使用了术语“包括”和/或“包括了”时，说明存在所述部分、整体(integers)、步骤、操作、元件、和/或组成部分，但并不排除存在或附加一个或多个其它的部分、整体(integers)、步骤、操作、元件、组成部分和/或它们的组。
除非另外定义，此处所用的所有术语(包括技术性的和科学性的术语)的意义均与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的意义相同。可以进一步理解，如在常用词典中定义的术语的含义应该被解释为与其在相关领域的文章中的所用含义一致，并且除非此处有明确定义，不应该以想当然地或者过于严格地进行解释。
以下将参照附图对本发明进行详细地解释。
图1是示出根据本发明导光板的示例性实施例的剖面分解图。图2是与图1所示的示例性第二光学构件组合的示例性第一光学构件的剖面图。
参照图1和图2，导光板300包括第一光学构件100和第二光学构件200。
第一光学构件100的形状基本呈矩形板状，尽管其他形状也可包括在这些实施例的范围内。第一光学构件100包括四个侧面104、第一表面105、以及面向第一表面105的第二表面106。在所述实施例中，第一表面105与第二表面106基本平行。第一光学构件100的实例可包括聚萘二甲酸乙二醇酯树脂(polyethylene naphthalateresin)，尽管其他具有相似性能的材料也包括在这些实施例的范围内。相对于第一光学构件100扩展之前的最初长度来说，第一光学构件100的拉伸比在约200％到约700％之间。
当第一光学构件100被拉伸(延展)时，射入第一光学构件100的光线103的第一光部101(例如通过边缘型发光背光组件的侧面104)在第一光学构件100与空气之间的界面处以第一折射率被折射，而光线103的第二光部102在第一光学构件100与空气之间的界面处以第二折射率被折射，这里的第一光学构件100与空气之间的界面可以为第一表面105。第一折射率和第二折射率可以是不同的。当第一光学构件100包括聚萘二甲酸乙二醇酯树脂时，第一光部101对于空气的第一折射率为约1.57，而第二光部102对于空气的第二折射率为约1.85。
第一光学构件100的其他实例可包括基于聚碳酸酯的树脂(聚碳酸酯类树脂)(polycarbonate-based resin)、基于聚磺酸酯的树脂(polysulfonate-based resin)、基于聚甲基丙烯酸甲酯的树脂(polymethylmethacrylate-based resin)、基于聚苯乙烯的树脂(polystylene-based resin)、基于聚氯乙烯的树脂(polyvinylchloride-based resin)、基于聚乙烯醇的树脂(polyvinylalcohol-based resin)、基于聚降冰片烯的树脂(polynorbornene-based resin)、基于聚萘二甲酸乙二醇酯的树脂(plolyethylenenaphthalate-based resin)等。
参照图1和2，第二光学构件200置于第一光学构件100的第一表面105上。第二光学构件200的形状基本呈矩形膜状，尽管其他与第一光学构件100的形状相匹配的形状也包括在这些实施例的范围内。第二光学构件200包括四个侧面204、面向并叠加在第一光学构件100的第一表面105上的第三表面205、以及与第三表面205相反的第四表面206。第三表面205基本平行于第四表面206。
第二光学构件200对于光线103的第一光部101和第二光部102具有第一折射率，或者具有至少基本相同的第一折射率。
当第一光学构件100对于第一光部101和第二光部102分别具有第一折射率和第二折射率，而第二光学构件200对于第一光部101和第二光部102只具有第一折射率时，入射到第一光学构件100的第一光部101不会从第一光学构件100和第二光学构件200之间的界面被折射或反射，这里的界面由相对第二光学构件的第三表面205的第一光学构件100的第一表面105所限定。相反，由于第一和第二折射率之间的差异，第二光部102从第一光学构件100和第二光学构件200之间的界面被折射或反射。
因此，当第二光学构件200的第三表面205置于第一光学构件100的第一表面105上时，光线的第一光部101和第二光部102可彼此分离。
应该理解，所有的材料都折射光线，也就是说，改变光线的角度。材料折射能力的测定一般用折射率。光在不同的介质中以不同的速度传播。当光从一种介质进入另一种介质时，其路径被改变、弯曲，则称其被折射(diffracted)。介质的折射率越高，光线在空气与介质之间的界面处的弯曲角度越大。对于给定的一对材料来说，折射率为常数。折射率可以被定义为光线在第一材料中的传播速度除以光线在第二材料中的传播速度的值。入射光线在第一材料中，折射光线在第二材料中。根据定义，真空的折射率为1，因此本发明实施例中在导光板中所使用的材料的折射率均大于1。
同样，需要进一步理解的是，对于具有不同频率的光线，即彩色光，材料的折射率并不是不变的。因此，不同频率的光线以不同的角度被折射。频率越高，光线在给定的材料中传播越慢。折射率随着光线频率的增加而增大。
再次参照图2，第二光部102可转换为第一光部101以提高来自导光板300的第一光部101的亮度，如通过置于第二表面106之下或靠近第二表面106的反射板反射第二光部102(第二光部102在第二表面106处射出第一光学构件100)，下面将进一步进行描述。
图3是根据本发明的导光板的另一个示例性实施例的剖面分解图。图4是与图3所示的示例性第二光学构件组合的示例性第一光学构件的剖面图。在图3和4中，除附加了第一光径改变部分和第二光径改变部分外，所示的导光板具有与图1和2中所示的导光板同样的功能和结构，因此对于该导光板的任何进一步的重复性的描述都被省略。
参照图3和4，导光板300的第一光学构件100包括第一光径改变部分110而第二光学构件200包括第二光径改变部分210。第一光径改变部分110和第二光径改变部分210均可包括如图所示的多个部分。
在面向第二光学构件200的第一光学构件100的第一表面105上形成第一光径改变部分110。在面向第一表面105的第二光学构件200的第三表面205上形成第二光径改变部分210。因此，第一表面105和第三表面205就不是平面表面，因为第一光径改变部分110和第二光径改变部分210将它们各自的表面中断了。
在所述实施例中，第一光径改变部分110具有凹入的形状，而第二光径改变部分210具有凸起的形状。但是，第一光径改变部分110可具有多种形状例如，但不限于，凹穴、凸起及其类似形状。同样，第二光径改变部分210可具有多种互补的形状例如，但不限于，凸起、凹穴等。
在其他的实施例中，第一光径改变部分110可具有各种凹入的形状，如圆锥形、三棱锥形、四棱锥形、多棱锥形等。第二光径改变部分210可具有与第一光径改变部分相组合的凸起的形状。也就是说，第一光径改变部分110和第二光径改变部分210相匹配，使得包括第一光径改变部分110的第一表面105与包括第二光径改变部分210的第三表面205无缝地贴合(或接平无缝)。换句话说，第一光径改变部分110和第二光径改变部分210的其中之一包括凹部(female portion)，而另外一个包括凸部(male portion)。另一方面，第一光径改变部分110可在其第一表面105上形成凹槽。也就是说，第一光径改变部分110可以允许具有各种不同形状的剖面，例如半圆形或者半椭圆形。在本实施例中，第一光径改变部分110具有范围在约10埃到约1000埃之间的曲率，优选地，在约50埃到约500埃之间。在一个实施例中，第一光径改变部分110和第二光径改变部分210可以从第一侧面104、204延伸到相反的第二侧面104、204。也就是说，第一光径改变部分110和第二光径改变部分210可以纵向延伸穿过表面105、205。可选地，第一光径改变部分110和第二光径改变部分210可横穿表面105、205形成波纹形图案。在任意一个实施例中，第一光径改变部分110和第二光径改变部分210均被排列在表面105和205上，使得当第三表面205与第一表面105处于邻接关系时，它们彼此对准套入在嵌套配置中。
相对于第一光学构件100的第一光径改变部分110和接合到第一光径改变部分的第二光学构件200的第二光径改变部分120，第一光部101的光径与第二光部102的光径完全分开。
具体地，第一光学构件100对于光线103的第一光部101具有第一折射率并且对于光线103的第二光部102具有第二折射率，而第二光学构件200对于光线103的第一光部101和第二光部102仅具有第一折射率。因此，光线103的第一光部101不经过折射和/或反射就可以通过在第一光学构件100和第二光学构件200之间的第一光径改变部分110和第二光径改变部分210。
相反地，射入第一光学构件100的光线103的第二光部102在第一光学构件100和第二光学构件200之间的界面处被折射或反射，这是因为第一光学构件100对于光线103的第二光部102具有第二折射率，而第二光学构件200对于第一光部101和第二光部102仅具有第一折射率。
图5是示出根据本发明的导光板的另一个示例性实施例的剖面图。在图5中，除了第一光径改变部分和第二光径改变部分外，所示的导光板与图3和4中所示的导光板具有同样的功能和结构，因此对于该导光板的任何进一步的重复描述都被省略。
参照图5，导光板300的第一光学构件100包括第一光径改变部分120，而第二光学构件200包括第二光径改变部分220。
在面向第二光学构件200的第三表面205的第一光学构件100的第一表面105上形成第一光径改变部分120。在面向第一表面105的第二光学构件200的第三表面205上形成第二光径改变部分220。
在所述实施例中，第一光径改变部分120具有凹入的形状，而第二光径改变部分220具有凸起的形状。也就是说，第一光径改变部分120包括形成在第一表面105的凹槽。在剖面图中，第一光径改变部分120具有V形形状，并且第一光径改变部分120的内角度数在约20度到约60度之间，优选为约40度。在剖面图中，第二光径改变部分220具有互补的V形凸起，形成这样的形状以与第一光径改变部分120紧密接合。在表面105、205上可分别分散地布置多个部分120和220。同样，虽然示出了部分120、220穿过从第一侧面104、204到相反侧面的表面105、205具有相同的形状，但是应当理解，部分120、220的形状的大小可以改变。
光线103的第一光部101不经过折射和/或反射就可以通过在第一光学构件100和第二光学构件200之间的界面，这是因为第一光学构件100对于光线103的第一光部101具有第一折射率并且第二光学构件200对于光线103的第一光部101和第二光部102具有第一折射率。
相反地，第一光学构件100对于光线103的第二光部102具有第二折射率，而第二光学构件200对于第二光部102具有第一折射率。因此，光线103的第二光部102从第一光学构件100和第二光学构件200之间的界面处被折射或反射，这里的界面由第一光学构件100的第一表面105与第二光学构件200的第三表面205之间的接合处来确定。
射入导光板300的光线103的第二光部102在第一光学构件100和第二光学构件200之间的界面处被反射，使得被反射的第二光部102基本垂直射入第一光学构件100的第二表面106。因此，第二光部102可通过第二表面106。
图6是根据本发明的导光板的另一个示例性实施例的剖面分解图。在图6中，除基体(base body)和粘附构件外，所示的导光板与图3和4中所示的导光板具有同样的功能和结构，因此对于该导光板的任何进一步的重复描述都被省略。
参照图6，导光板300包括第一光学构件100、第二光学构件200、基体250、以及粘附构件260。为了强化导光板的强度并改善其光学性能，在第一光学构件100上形成基膜或者基体250。
在所示出的实施例中，基体250具有与第一光学构件100基本相同的矩形板状形状，并且基体250支撑第一光学构件100和第二光学构件200。如果第一光学构件100和第二光学构件200具有与所示出的矩形板状形状不同的形状，那么基体250也可相应地具有与第一光学构件100和第二光学构件200的形状互补的形状。
基体250可包含聚甲基丙烯酸甲酯，并对于光线103的第一光部101和第二光部102具有第一折射率。例如，第一光学构件100对于光线103的第一光部101具有约1.57的折射率，而基体250具有约1.49的折射率。
为了将第一光学构件粘附到基体250上，在第一光学构件的第二表面106与基体250之间设置粘附构件260。粘附构件260的实例可包括粘附材料和可光固化材料(light curable material)。
粘附构件260通过将粘附构件260的表面252固定到基体250上的方式将基体250粘附到第一光学构件100。在本实施例中，粘附构件260对于光线103的第一光部101和第二光部102具有一个折射率。粘附构件260对于光线103的第一光部101具有约1.55的折射率，因此，粘附构件260的折射率与第一光学构件110的第一折射率基本相等。
当具有第一光部101和第二光部102的光线103依次通过基体250、粘附构件260、导光板300上的第一光学构件100和第二光学构件200时，例如在直接发光型背光组件中，第一光部101依次通过基体250、粘附构件260、第一光学构件100、以及第二光学构件200并从光学构件100的第四表面206射出。
然而，光线103的第二光部102从第一光学构件100与第二光学构件200之间的界面处(如由第一表面105和第三表面205所确定)被反射，然后被反射的第二光部102依次通过粘结构件260和基体250。
第二光部102在通过基体250之后，在导光板300外部被转换为第一光部101，例如通过置于靠近基体250的反射构件反射第二光部102的方法。
图7和8为剖面图，示出了根据本发明的导光板的第一光学构件和第二光学构件的示例性实施例。
参照图7和8，形成用于导光板的第一光学构件100。
为了形成第一光学构件100，将聚萘二甲酸乙二醇酯树脂注射模制以形成厚度为约400微米的薄膜体100a。在本实施例中，薄膜体100a可包括约5％的分散剂，如碳酸钙(CaCO3)、氢氧化硅酸镁(含水硅酸镁，滑石)等。虽然所述薄膜体100a的厚度约400微米，但是其厚度可以可选地在约350微米至约450微米之间。在约130摄氏度加热薄膜体100a，而加热后的薄膜体100a在预定的方向机械拉伸(延展)。薄膜体100a具有取决于其拉伸(延展)长度的拉伸比，并且相对于薄膜体100a的最初长度，该拉伸比在约200％至约700％之间。例如，当拉伸比为200％时，那么薄膜体100a的长度为薄膜体100a最初长度的两倍。
在本实施例中，薄膜体100a在130摄氏度的温度下拉伸，直至相对于其原始大小拉伸(延展)约500％，由此形成第一光学构件100。无论是在边缘型(边光式，edge type)背光组件中还是在直接型(直下式，direct type)背光组件中，拉伸后的第一光学构件100对于入射到第一光学构件100的光线的第一光部101和第二光部102具有不同的折射率。也就是说，第一光学构件100对于第一光部101和第二光部102分别具有第一折射率和第二折射率。在本实施例中，第一折射率为约1.57，而第二折射率为约1.85。
参照图8，在第一光学构件上形成第二光学构件以形成导光板300。第二光学构件200包含一种透明材料并且对于光线103的第一光部101和第二光部102具有与第一光学构件100的第一折射率相同或大致相同的折射率。也就是说，当第一光学构件100对于光线103的第一光部101具有约为1.57的第一折射率时，那么第二光学构件200对于第一光部101和第二光部102具有约1.57的折射率。
第二光学构件200包括光交联聚合物溶液，该溶液包括引发剂(initiator)、可光聚合单体(photopolymerizeable monomer)或低聚物(oligomer)。当第二光学构件200暴露于紫外线时，在第一光学构件100与第二光学构件200之间可形成永久粘附层，并且可以选择性地调节光线的折射率和透光率。因此，丙烯酸系紫外线可固化树脂可包括：可光聚合单体，如丙烯酸酯系(acrylate-based)、环氧-丙烯酸酯系(epoxy acrylate-based)、聚酯-丙烯酸酯系(polyesteracrylate-based)和聚氨酯-丙烯酸酯系(urethane acrylate-based)等；可光聚合引发剂，如苯乙酮类、二苯甲酮类、噻吨酮类等；以及相对于可固化树脂重量百分数为约0.01到约2的低聚物。
因此，当具有第一光部101和第二光部102的光线射入导光板300时，光线103的第一光部101通过导光板300的第一光学构件100与第二光学构件200之间的界面，光线103的第二光部101从第一光学构件100与第二光学构件200之间的界面处被反射，这里的界面是由第一光学构件100的第一表面105与第二光学构件200的第三表面205的接触面形成的。也就是说，第一光部101和第二光部102在第一光学构件100与第二光学构件200之间的界面处彼此分离。
为了增大在第一光部101的光径与第二光部102的光径之间的角度，可以如图3-6所示的实施例那样(但并未限定于此)，在第一光学构件100和第二光学构件200之间的界面处形成凹穴、沟槽或者凹凸形。
图9是根据本发明的具有光径改变部分的第一光学构件的另一个示例性实施例的剖面图。图10是与图9所示的第一光学构件接合的示例性第二光学构件的剖面图。在图9和10中，相同的附图标记指与图3和4中相同的元件，因此，对于相同元件的详细描述被省略。
参照图9和10，在拉伸比为约500％的第一光学构件100上形成第一光径改变部分110。在第一光学构件100上形成的第一光径改变部分110可具有凹穴或沟槽。具体地说，在第一光学构件100上形成的第一光径改变部分110可具有剖面轮廓为半圆形的凹穴或者剖面为半圆形的沟槽。
当在第一光学构件100上形成的第一光径改变部分110具有半圆形沟槽时，可利用具有半圆形金刚石的切割机和铣床来形成第一光径改变部分110。在本实施例中，半圆形凹穴的宽度为约300微米。
表1
  液晶显示装置1   液晶显示装置2
  亮度1(13点)   330nit   329nit
  亮度2(4点)   334nit   334nit
  亮度均匀度   73.1％   73.1％
  亮度效率   100％   99.8％
如表1所示，液晶显示装置1和液晶显示装置2分别表示传统液晶显示装置和根据本发明实施例的液晶显示装置。
使用液晶显示装置1来测定亮度、亮度均匀度以及亮度效率，液晶显示装置1使用了17英寸液晶显示面板、反射式偏光增亮膜、棱镜膜(prism film)、扩散片、导光板和灯。
根据本发明的液晶显示装置2的亮度、亮度均匀度以及亮度效率通过使用这样一种显示装置来测定，该显示装置采用了其上形成有第一光学构件和第二光学构件的导光板、17英寸液晶显示面板和灯。
根据测量结果，液晶显示装置1的亮度、亮度均匀度和亮度效率与液晶显示装置2的亮度、亮度均匀度和亮度效率基本相同。因此，即使在液晶显示装置2中未使用棱镜片(prism sheet)、反射式偏光增亮膜(dual brightness enhancement film)和扩散片，当液晶显示装置使用本发明的导光板时该液晶显示装置2也可显示高质量的图像。
第二光学构件200接合到形成有第一光径改变部分110的第一光学构件100上，使得第一光径改变部分110被第二光径改变部分210所覆盖。
图11是与图10所示的第一光学构件接合的一个基膜(basefilm)的剖面图。
参照图11，为了加强导光板300的强度并改善其光学特性，在第一光学构件100上形成基膜或基体250。该基体250通过具有可光固化材料如可紫外光固化材料的粘附构件260粘附到第一光学构件100上。
图12是根据本发明在第一光学构件上形成的光径改变部分的另一个示例性实施例的剖面图。图13是在图12所示的第一光学构件上形成的第二光学构件的剖面图。
参照图12和13，在第一光学构件100上形成第一光径改变部分120。在第一光学构件100上形成的第一光径改变部分120可具有凹穴或沟槽。具体地说，在第一光学构件100上形成的第一光径改变部分120可具有剖面轮廓为V形的凹穴或者剖面轮廓为V形的沟槽。
当在第一光学构件100上形成的第一光径改变部分120具有V形沟槽时，可利用使用V形金刚石的切割机和铣床来形成第一光径改变部分120。在本实施例中，第一光径改变部分120的V形凹穴(凹进处)的宽度约为300微米。
表2
  液晶显示装置1   液晶显示装置2
  亮度1(13点)   331nit   330nit
  亮度2(5点)   336nit   332nit
  亮度均匀度   73.1％   73.1％
  亮度效率(13点)   100％   99.8％
如表2所示，液晶显示装置1和液晶显示装置2分别表示传统液晶显示装置和根据本发明实施例的液晶显示装置。
使用液晶显示装置1来测量亮度，亮度均匀度以及亮度效率，液晶显示装置1使用17英寸液晶显示面板、反射式偏光增亮膜、棱镜膜(prism film)、扩散片、导光板和灯。
根据本发明的液晶显示装置2的亮度、亮度均匀度以及亮度效率通过使用这样的显示装置来测量，该显示装置使用其上形成有第一光学构件和第二光学构件的导光板、17英寸液晶显示面板和灯。
根据测量结果，液晶显示装置1的亮度、亮度均匀度和亮度效率与液晶显示装置2的亮度、亮度均匀度和亮度效率基本相同。因此，即使在液晶显示装置2中未使用棱镜片、反射式偏光增亮膜和扩散片，当液晶显示装置使用本发明的导光板时该液晶显示装置2也可显示高质量的图像。
图14是与图13所示的第一光学构件接合的基体的剖面图。
参照图14，为了加强导光板300的强度并改善其光学特性，在第一光学构件100上形成基膜或基体250。该基体250通过具有可光固化材料如可紫外光固化材料的粘附构件260粘附到第一光学构件100上。
图15是根据本发明的背光组件的示例性实施例的剖面图。
参照图15，背光组件600包括导光板300、光源400、以及反射板550。
背光组件600的光源400发出用于显示图像的光线103。光源400可包括诸如发光二极管(“LED”)的点光源，或者诸如冷阴极荧光灯(“CCFL”)的面光源。同样，当以边缘型(边光式)发光背光组件示出时，光源400也可设置在基体250和反射板550之间，以形成直接(直下)发光型背光组件。
自光源400发出的光线103可包括诸如初波(P波)的第一光部101和诸如次波(S波)的第二光部102。
导光板300包括具有第一光径改变部分110的第一光学构件100、具有第二光径改变部分210的第二光学构件200、基体250以及粘附构件260。
第一光学构件100对于发自光源400的光线103的第一光部101具有第一折射率并且对于发自光源400的光线103的第二光部102具有第二折射率。
第二光学构件200对于发自光源400的光线103的第一光部101和第二光部102具有第一折射率。
因此，光线103的第一光部101通过第一光学构件100与第二光学构件200之间的界面，而第二光部102在第一光学构件100和第二光学构件200之间的界面处被折射或反射，这里的界面由相对第三表面205的第一表面105的邻接处来确定。
基体250具有与第一光学构件100基本相同的矩形板状形状或者其他互补的形状，并且基体250支撑第一光学构件100和第二光学构件200。
基体250可包括聚甲基丙烯酸甲酯，并且基体250具有与第一折射率基本相同的折射率。也就是说，当第一光学构件100的第一折射率为约1.57时，基体250的折射率为约1.49，因此基本与第一折射率相同。
为了将基体250粘附到第一光学构件100上，在基体250和第一光学构件100之间形成粘附构件260。该粘附构件260可包含将基体250粘附到第一光学构件100上的粘附材料和可光固化材料如可紫外光固化树脂。
将基体250粘附到第一光学构件100上的粘附构件260具有第一折射率。
当具有第一光部101和第二光部102的光线103射入具有基体250、粘附构件260、第一光学构件100以及第二光学构件200的导光板300时，第一光部101依次通过在基体250、粘附构件260、第一光学构件100和第二光学构件200之间的界面，并且从第二光学构件200的第四表面206射出。第二光部102在第一光学构件100和第二光学构件200之间的界面被反射，并通过粘附构件260和基体250。
光线103的第二光部102从导光板300射出后转换为第一光部101。
反射板550反射来自基体250的光线103的第一光部101，使得第一光部101射入导光板300。
反射板550反射来自导光板300的基体250的光线103的第二光部102，使得第二光部102转换为第一光部101。被转换的第二光部102作为第一光部101射入导光板300。
图16是根据本发明的显示装置的示例性实施例的剖面图。
参照图16，显示装置800包括背光组件600和显示面板700。
背光组件600包括导光板300、光源400和反射板550。
背光组件600的光源400发出用于显示图像的光线103。光源400可包括诸如LED的点光源，或者诸如CCFL的面光源。当以边缘发光型(边光式)背光组件600来示出时，背光组件600可以可选地包括位于基体250与反射板550之间的光源400，以形成直接发光型背光组件。
自光源400发出的光线103可包括诸如初波的第一光部101和诸如次波的第二光部102。
导光板300包括具有第一光径改变部分110的第一光学构件100、具有第二光径改变部分210的第二光学构件200、基体250以及粘附构件260。
第一光学构件100对于发自光源400的光线103的第一光部101具有第一折射率并且对于发自光源400的光线103的第二光部102具有第二折射率。
第二光学构件200对于发自光源400的光线103的第一光部101和第二光部102具有第一折射率。
因此，光线103的第一光部101通过第一光学构件100与第二光学构件200之间的界面，而第二光部在第一光学构件100和第二光学构件200之间的界面处被折射或反射，这里的界面由相对第三表面205的第一表面105的邻接处来确定，其中第一表面105包括第一光径改变部分110，第三表面205包括第二光径改变部分210。
基体250具有与第一光学构件100基本相同的矩形板状形状或者其他互补的形状，基体250支撑第一光学构件100和第二光学构件200。
基体250可包括聚甲基丙烯酸甲酯，并且基体250具有与第一折射率基本相同的折射率。也就是说，当第一光学构件100的第一折射率为约1.57时，基体250的折射率为约1.49，因此基本与第一折射率相同。
为了将基体250粘附到第一光学构件100上，在基体250和第一光学构件100之间形成粘附构件260。该粘附构件260可包含将基体250粘附到第一光学构件100上的粘附材料和可光固化材料如可紫外光固化树脂。
将基体250粘附到第一光学构件100上的粘附构件260具有第一折射率。
当具有第一光部101和第二光部102的光线103射入具有基体250、粘附构件260、第一光学构件100以及第二光学构件200的导光板300时，第一光部101依次通过在基体250、粘附构件260、第一光学构件100和第二光学构件200之间的界面，并且通过第二光学构件200的第四表面206射出。第二光部102从第一光学构件100和第二光学构件200之间的界面被反射，并通过粘附构件260和基体250。
光线103的第二光部102从导光板300射出后转换为第一光部101。
反射板550反射来自基体250的光线103的第一光部101，使得第一光部101射入导光板300。
反射板550反射来自导光板300的基体250的光线103的第二光部102，使得第二光部102转换为第一光部101。被转换的第二光部102作为第一光部101射入导光板300。
因此，只有光线103的第一光部101从导光板300射出，并且从导光板300射出的第一光部101被施加到面向导光板300的第二光学构件200的第四表面206的显示面板700上。
显示面板700包括薄膜晶体管(TFT)基板710、液晶层720、以及滤色基板730。
TFT基板710面向滤色基板730，而液晶层720置于薄膜晶体管基板710与滤色基板730之间。
TFT基板710包括多个成矩阵结构排列的像素区域，并且像素电极分别在这些像素区域中形成。每个像素电极均被电连接至一个TFT。
面向TFT基板710的滤色基板730分别包括面向像素区域的彩色滤光片，并且面向像素电极的共电极在彩色滤光片上形成。
根据上述，从导光板漏出的光线被反射到显示面板，使得从导光板射到显示面板的光线量增多。因此，可提高显示面板上所显示的图像的亮度和亮度均匀性，并且可减少该显示装置的很多部件。
尽管已经描述了本发明的示例性实施例，应该理解，这些示例性实施例并不限定本发明，对于本领域的技术人员来说，在所附的权利要求书所述的本发明的精神和保护范围内，本发明可以有各种改变和修改。

Claims (41)

1.一种导光板，包括：
第一光学构件，其对于光线的第一光部具有第一折射率并且对于所述光线的第二光部具有第二折射率；以及
第二光学构件，其对于所述第一光部和第二光部具有所述第一折射率，所述第二光学构件形成在所述第一光学构件上。
2.根据权利要求1所述的导光板，其中，所述第二折射率不同于所述第一折射率。
3.根据权利要求1所述的导光板，其进一步包括：在所述第一光学构件中的第一光径改变部分，用于分离所述光线的所述第一光部和所述第二光部；并进一步包括对应于所述第一光径改变部分的所述第二光学构件中的第二光径改变部分。
4.根据权利要求3所述的导光板，其进一步包括：在所述第一光学构件表面上的多个第一光径改变部分和在所述第二光学构件表面上的多个第二光径改变部分。
5.根据权利要求4所述的导光板，其中，所述第一光径改变部分横穿所述第一光学构件的所述表面呈波纹形图案排列。
6.根据权利要求3所述的导光板，其中，所述第一光径改变部分具有与所述第一光学构件基本相同的长度。
7.根据权利要求3所述的导光板，其中，所述第二光径改变部分与所述第一光径改变部分嵌套，并且其中，具有所述第一光径改变部分的所述第一光学构件的表面与具有所述第二光径改变部分的所述第二光学构件的表面无缝地贴合。
8.根据权利要求3所述的导光板，其中，所述第一光径改变部分具有凹穴，而所述第二光径改变部分具有对应于所述凹穴的凸起。
9.根据权利要求8所述的导光板，其中，所述第一光径改变部分的内部是部分曲线状的。
10.根据权利要求8所述的导光板，其中，所述第一光径改变部分具有V形形状，并且该V形形状的内角在约20度至约50度之间。
11.根据权利要求8所述的导光板，其中，所述第一光径改变部分具有圆锥形凹穴，而所述第二光径改变部分具有接合到所述圆锥形凹穴的圆锥形状。
12.根据权利要求1所述的导光板，其中，所述第一光学构件进一步包括基膜。
13.根据权利要求12所述的导光板，其中，所述基膜的折射率与所述第一光学构件对于所述光线的第一光部的所述第一折射率基本相同。
14.根据权利要求12所述的导光板，其中，所述基膜包括聚甲基丙烯酸甲酯。
15.根据权利要求12所述的导光板，其中，所述第一光学构件通过粘附构件粘附于所述基膜。
16.根据权利要求15所述的导光板，其中，所述粘附构件进一步包括暴露于光线时固化的可光固化材料。
17.根据权利要求16所述的导光板，其中，所述粘附构件及所述第二光学构件具有基本相同的折射率。
18.根据权利要求16所述的导光板，其中，用于固化所述可光固化材料的所述光线为紫外光。
19.根据权利要求1所述的导光板，其中，所述第一光学构件包括至少一种选自以下材料所构成的组中的材料，这些材料包括基于聚碳酸酯的树脂、基于聚磺酸酯的树脂、基于聚甲基丙烯酸甲酯的树脂、基于聚苯乙烯的树脂、基于聚氯乙烯的树脂、基于聚乙烯醇的树脂、基于聚降冰片烯的树脂和基于聚萘二甲酸乙二醇酯的树脂。
20.根据权利要求1所述的导光板，其中，所述第一光学构件的拉伸比在约200％至700％之间。
21.根据权利要求1所述的导光板，其中，所述第一光学构件包括聚萘二甲酸乙二醇酯，并且所述第一折射率为约1.57而所述第二折射率为约1.85。
22.根据权利要求1所述的导光板，其中，射入所述第一光学构件中的所述光线的第二光部从所述第一光学构件和所述第二光学构件之间的界面处反射并通过所述第一光学构件射出，而射入所述第一光学构件的所述光线的第一光部通过所述第二光学构件射出。
23.根据权利要求1所述的导光板，其中，所述第一光部为初波而所述第二光部为次波。
24.一种制造导光板的方法，所述方法包括：
形成第一光学构件，其对于光线的第一光部具有第一折射率，并且对于光线的第二光部具有第二折射率；以及
在所述第一光学构件上形成第二光学构件，所述第二光学构件对于所述第一光部和第二光部具有所述第一折射率。
25.根据权利要求24所述的方法，进一步包括将所述第一光学构件通过可光固化粘附构件粘附于基板。
26.根据权利要求24所述的方法，进一步包括形成具有第一光径改变部分的所述第一光学构件以及形成具有第二光径改变部分的所述第二光学构件，所述第一光径改变部分和所述第二光径改变部分将所述第一光部和所述第二光部彼此分离。
27.根据权利要求26所述的方法，其中，所述第一光径改变部分具有凹穴或者沟槽。
28.根据权利要求26所述的方法，进一步包括使用半圆形切割设备来形成所述第一光径改变部分。
29.根据权利要求26所述的方法，进一步包括使用V形切割设备来形成所述第一光径改变部分。
30.根据权利要求24所述的方法，其中，形成所述第一光学构件的步骤包括：
形成薄膜体；以及
加热所述薄膜体以在预定方向使所述薄膜体拉伸。
31.根据权利要求30所述的方法，其中，所述薄膜体具有约200％至约700％的拉伸比。
32.根据权利要求30所述的方法，其中，在所述薄膜体拉伸后所述薄膜体的厚度在约380微米至约400微米之间。
33.根据权利要求30所述的方法，进一步包括在约130摄氏度至约150摄氏度的温度下形成所述薄膜体。
34.根据权利要求30所述的方法，进一步包括从以下材料构成的组中选择至少一种材料用于薄膜体，这些材料包括基于聚碳酸酯的树脂、基于聚磺酸酯的树脂、基于聚甲基丙烯酸甲酯的树脂、基于聚苯乙烯的树脂、基于聚氯乙烯的树脂、基于聚乙烯醇的树脂、基于聚降冰片烯的树脂和基于聚萘二甲酸乙二醇酯的树脂。
35.根据权利要求30所述的方法，其中，所述薄膜体进一步包括扩散剂。
36.根据权利要求35所述的方法，其中，所述扩散剂包括碳酸钙(CaCO3)和氢氧化硅酸镁(滑石)。
37.一种背光组件，包括：
光源，用于发出具有第一光部和第二光部的光线，
导光板，包括：
第一光学构件，其具有第一光径改变部分以分离所述光线的第一光部和第二光部，所述第一光学构件对于所述光线的第一光部具有第一折射率，并且对于所述光线的第二光部具有第二折射率；和
第二光学构件，其具有对应于所述第一光径改变部分的第二光径改变部分，所述第二光学构件对于所述第一光部和所述第二光部具有所述第一折射率，所述第二光学构件形成在所述第一光学构件上；以及
光转换构件，其用于将来自所述导光板的所述光线的所述第二光部转换成所述第一光部。
38.根据权利要求37所述的背光组件，其中，所述第一光学构件进一步包括通过粘附构件粘附于所述第一光学构件的基膜。
39.根据权利要求37所述的背光组件，其中，所述光转换构件包括反射板。
40一种显示装置，包括：
光源，用于发出具有第一光部和第二光部的光线；
导光板，包括：
第一光学构件，其具有第一光径改变部分以分离所述光线的第一光部和第二光部，所述第一光学构件对于所述光线的第一光部具有第一折射率，并且对于所述光线的第二光部具有第二折射率；和
第二光学构件，其具有对应于所述第一光径改变部分的第二光径改变部分，所述第二光学构件对于所述第一光径改变部分和所述第二光径改变部分具有所述第一折射率，所述第二光学构件形成在所述第一光学构件上；
光转换构件，用于将来自所述导光板的所述光线的所述第二光部转换成所述第一光部；以及
显示面板，其利用所述光线的第一光部显示图像。
41.根据权利要求40所述的显示装置，其中，所述第一光学构件进一步包括通过粘附构件粘附于所述第一光学构件的基膜。
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