专利名称：集成导光板和包括该集成导光板的背光单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示器(LCD)中使用的集成导光板和包括所述集成导光板的背光单元。
背景技术：
通常，LCD包括两个玻璃板和布置在其中的液晶，且通过使液晶分子排列随所施加的电流改变来产生明亮和黑暗的单元来产生图像。因为与等离子显示面板(PDP)、场发射显示器(FED)或有机电致发光显示器(OELD)不同，LC自己不能发光，所以IXD需要提供平面光的背光单元。图1为显示现有技术的IXD中背光单元整体结构的透视示意图。参照图1，背光单元包括光源11、反射片12、导光板13、扩散片14、第一和第二棱镜片15和16、亮度增强膜17和保护膜18。此处，光源11可为由选自但不限于GaAlAS、AlfeJn、 AlGalnP.AlGalnPAs和GaN中一种制成的发光二极管(LED)，或冷阴极荧光灯(CCFL)，一种放电灯。导光板将从光源11发射的线状光和点状光转换为均勻的平面光。扩散片14扩散从导光板13发出的光。反射片12布置在导光板13下面，且反射从导光板13下面射出的光，使得该光再次进入导光板13。第一和第二棱镜片15和16彼此垂直排列，并聚集已经通过扩散片14的光。亮度增强膜17起到提高经第一和第二棱镜片15和16聚集过的光的亮度的作用。然而，现有技术的背光单元具有以下问题，因为导光板13和反射片12之间存在空气间隙，所以光源11产生的内部热和潮湿的外部环境造成会在反射器片12上出现斑点。同时，因为当前显示器市场的趋势是趋向纤薄，所以背光单元需要比现有产品更薄。本发明背景技术中所公开的信息仅用于增加对本发明背景的了解，且不应被认为此信息构成了本领域技术人员已知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面提供了纤薄的集成导光板和包括所述集成导光板的背光单元。本发明还提供了具有优异耐湿性的集成导光板和包括所述集成导光板的背光单兀。在本发明的一个方面中，所述集成导光板包括导光板。所述导光板通过导光形成平面光。反射镜整体形成在导光板的底面上，且反射已向下通过所述导光板的光，使得所述光再次进入导光板。所述反射镜包括形成在所述导光板底面上的缓冲层，和形成在所述缓冲层上的反射层。所述反射层反射已向下通过所述导光板的光，使得所述光再次进入所述导光板。保护层形成在所述反射层的底面上，并保护所述反射层。所述缓冲层增强所述反射层和所述导光板之间的结合力。根据本发明的实施方式，所述集成导光板和包括所述集成导光板的背光单元具有以下优点，可将所述背光单元的结构设计为纤薄的，因为所述反射镜作为涂层整体形成在所述导光板上。此外，所述集成导光板和包括所述集成导光板的背光单元具有以下优点，它们在潮湿环境中具有优异的耐潮湿性，因为所述反射镜和所述导光板之间没有空气间隙，且所述反射镜具有所述保护层来包括所述反射层。本发明的方法和装置具有其它特征和优点，它们从并入本文的附图和以下本发明的具体实施方式
中是明显的，或在附图和具体实施方式
中描述，附图和具体实施方式
一起用于解释本发明的某些原理。
图1为显示现有技术的IXD中背光单元整体结构的透视示意图；图2是显示本发明一个示例性实施方式的背光单元的截面图；图3A和;3B为说明图2所示的集成导光板的截面图；且图4A至4D为显示光反射率随集成导光板反射层的厚度变化的曲线图。
具体实施例方式现将详细说明本发明的多个实施方式，其实例在附图中说明并描述如下。尽管将结合示例性实施方式来描述本发明，应理解本说明书不是要将本发明限于那些示例性实施方式。相反，本发明不仅是要涵盖示例性实施方式，而且还涵盖可包含在由所附权利要求限定的本发明精神和范围内的多种置换、修改、等价形式和其它实施方式。图2是显示本发明一个示例性实施方式的背光单元的截面图，且图3A和;3B为说明图2所示的集成导光板的截面图。如图2所示，本实施方式的背光单元包括集成导光板21、扩散片22、棱镜片23和亮度增强片M。集成导光板21起到将从光源发出的线状光或点状光转换为平面光的作用，且使平面光朝向扩散片22射出。如图3A和;3B所示，根据本发明特定方面，集成导光板21包括导光板211和反射镜212。反射镜212作为涂层整体形成在导光板211的底面上。导光板211通过引导从光源发出的线状光或点状光形成均勻的平面光。导光板 211可由选自但不限于丙烯酸类、聚氨酯丙烯酸酯(UA)、环氧丙烯酸酯(EA)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚碳酸酯(PC)中的一种制成。如图3A所示，点211a的图案可形成在导光板211上，以反射正在通过导光板211 的光。在一个实施例中，可设定点211a的数量，使得它们的直径随着离光源距离的增加而增加，以使来自光源的光可被散射和不规则地反射以保持均勻的亮度。在另一个实施例中， 如图:3B所示，可形成凹凸结构211b的图案，以反射通过导光板211的光。凹凸结构211b 可通过干法或湿法蚀刻形成，其截面可为如三角形、矩形、五边形或椭圆形。可设定凹凸结构211b，使得它们的大小随着离光源距离的增加而增加，以使来自光源的光可被散射并无规则地反射以保持均勻的亮度。在一个实施例中，导光板211可通过以下方法制备将紫外线(UV)固化树脂涂布在具有预定厚度的丙烯酸树脂板上，将具有凹凸图案的母模(master)从上压到该丙烯酸树脂板上，且在预定条件下用UV线辐射该板，使得凹凸结构被复制到丙烯酸树脂板上。在另一个实施方式中，导光板可通过将母模辊(master roll)热轧到具有预定厚度的丙烯酸树脂板上来制造。母模辊可通过将具有凹凸图案的母模粘结到辊的外表面上，或通过直接在辊的外表面上形成具有凹凸图案的母模来获得。凹凸图案被复制在树脂板的表面上。在另一个实施例中，导光板211可通过在由如PMMA或PC制成的板的底面上印刷光扩散材料的点图案来制造。反射镜212是整体形成在导光板211底面上的涂层。反射镜212起到反射已向下通过导光板211的光的作用，使得光再次进入导光板211。现有技术的反射片(图1的附图标记1 是包括含反射材料的树脂组合物的单独的片的形式，而本实施方式的反射镜 212可经由物理气相沉积，如溅射、电子束蒸镀、热蒸镀、分子束外延或氢化物气相外延以薄膜形式形成。此外，本实施方式的反射镜212可经由化学气相沉积，如金属有机化学气相沉积(MOCVD)、等离子体增强的化学气相沉积(PECVD)、大气压化学气相沉积(APCVD)、低压化学气相沉积(LPCVD)和超高真空化学气相沉积(UHV CVD)以薄膜形式形成。如图3A和3B所示，反射镜212包括缓冲层212a、反射层212b和保护层212。缓冲层21 形成在导光板211下方，且起到增强反射层212b和导光板211之间结合力的作用。如果没有缓冲层212a，反射层会很容易从导光板上剥离，因此耐久性显著降低。缓冲层 21 可由钛(Ti)或Ti合金制成。反射层212b起到反射已向下通过导光板211的光的作用，使得所述光再次进入导光板211。反射层212b可由选自如但不限于银(Ag)、铝(Al)、铜(Cu)和金(Au)中的金属制成。优选反射层212b的厚度范围为70nm至200 μ m。如果反射层212b的厚度小于70nm， 则反射性差。如果厚度大于200 μ m,则反射层212b中产生应力，因此反射层212b中出现裂纹。此外，沉积时间增加，因此产率下降且成本增加。保护层212c形成在反射层212b下方，且用作防止反射层212b被外部环境如热和潮湿环境氧化的抗氧化层。如果没有保护层212c，金属反射层会受腐蚀，因此显著丧失其反射功能。在一个实施例中，保护层212c由选自但不限于二氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)、二氧化锡(SnO2)、氧化铌(Nb2O5)和氧化铝(Al2O3)制成。如图3A和:3B所示，本实施方式的集成导光板具有纤薄的结构，且在导光板211和反射镜212之间没有任何空气间隙，且即使在潮湿环境中也具有优异的耐潮湿性，这是因为反射镜212包括保护反射层212b的保护层212c。再回到图2，扩散片22扩散射出集成导光板21的光。在一个实施例中，扩散片22 包括基膜、形成在基膜上表面上的扩散层，和形成在基膜底面面上的抗阻挡层。基膜由选自但不限于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)和聚氯乙烯(PVC)的聚合物材料制成。光扩散珠分布在扩散层和抗阻挡层中。此处，入射光的量和扩散率根据扩散层中分布的光扩散珠的大小和密度变化。抗反射层中分布的珠小且均勻，因此扩散光的功能很弱。抗阻挡层保护布置在扩散片22下面的集成导光板21，并防止因静电而粘附杂质。棱镜23聚集已向上通过扩散片22的光。棱镜片23包括基膜和形成在基膜上表面上的凹凸结构。基膜由选自但不限于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)和聚氯乙烯(PVC)制成。亮度增强片M用于增强被棱镜片23聚集过的光的亮度。在一个实施例中，亮度增强片M可为从3M获得的双层亮度增强膜(DBEF)或亮度增强膜(BEF)。以下描述由通过在不同地改变集成导光板结构时测量背光单元光亮度所得的结果组成，所述背光单元包括根据本发明的集成导光板、扩散片、棱镜片和亮度增强片。表 1
集成导光板的结构亮度(Lux)对比例PMMA LGP+空气间隙+反射器片2800实施例1点图案印刷的PMMALGP+反射镜2600实施例2具有凹凸结构的PMMA LGP+反射镜2900注)LGP:导光板分别制造实施例1和2，使得背光单元的集成导光板包括PMMA导光板和整体形成在导光板底面上的反射镜。实施例1的导光板上印有点图案，而实施例2的导光板上形成有凹凸结构。如上表1所示，实施例1和2的背光单元的光亮度分别为^OOlux和^OOlux，这
与现有技术背光单元的亮度类似。图4A至4D为显示光反射率随集成导光板反射层的厚度变化的图。此处所用的反射层由Ag制成。图4A显示当集成导光板的反射层厚度为70nm时，可见光和红外(IR)带中光的反射率为96%或更高。图4B显示当集成导光板的反射层厚度为200nm时，可见光和顶带中光的反射率为97%或更高。图4C显示当集成导光板的反射层厚度为1 μ m时，可见光和顶带中光的反射率为98%或更高。图4D显示当集成导光板的反射层厚度为200 μ m时，可见光和顶带中光的反射率为98%或更高。本发明的具体示例性实施方式的上述描述是为了例证和说明的目的。这些描述并不是穷尽的，或限制本发明为所公开的准确形式，很明显，在上述教导下可以进行许多修饰和变化。选择和描述这些示例性实施方式是为了解释本发明的某些原则和其实际应用，从而使本领域技术人员能够制备和利用本发明的各种示例性实施方式，并对其进行各种改变和修饰，并运用这些改变和修饰。本发明的范围意在由所附的权利要求书和其等价形式所限定。
权利要求
1.一种集成导光板，包括导光板，其中所述导光板通过导光形成平面光；和整体形成在所述导光板底面上的反射镜，所述反射镜包括缓冲层、反射层和保护层， 其中所述缓冲层形成在所述导光板底面上，并增强所述反射层和所述导光板之间的结合力，所述反射层形成在所述缓冲层的底面上，并反射已向下通过所述导光板的光，使所述光再次进入所述导光板，且所述保护层形成在所述反射层的底面上，并保护所述反射层。
2.如权利要求1所述的集成导光板，其中所述缓冲层由钛或钛合金制成。
3.如权利要求1所述的集成导光板，其中所述反射层由金属制成。
4.如权利要求3所述的集成导光板，其中所述金属是选自由银、铝、铜和金组成的组中的一种。
5.如权利要求1所述的集成导光板，其中所述反射层具有70nm至200μ m范围内的厚度。
6.如权利要求1所述的集成导光板，其中所述保护层由二氧化钛、氧化锌、二氧化锡、 氧化铌和氧化铝组成的组中的一种制成。
7.如权利要求1所述的集成导光板，其中所述导光板在底面上具有点图案，其中所述点图案散射光。
8.如权利要求7所述的集成导光板，其中随着离光源距离的增加所述点图案的点的直径增加。
9.如权利要求1所述的集成导光板，其中所述导光板在底面上具有凹凸结构，其中所述凹凸结构散射光。
10.如权利要求9所述的集成导光板，其中随着离光源距离的增加所述凹凸结构的直径增加。
11.一种背光单元，包括如权利要求1所述的集成导光板。
全文摘要
集成导光板和包括所述集成导光板的背光单元。所述集成导光板包括通过导光形成平面光的导光板，和整体形成在所述导光板底面上的反射镜。所述反射层反射已向下通过所述导光板的光，使得所述光再次进入导光板。所述反射镜包括形成在所述导光板底面上的缓冲层，和形成在所述缓冲层底面上的反射层。所述反射层反射已向下通过所述导光板的光，使得所述光再次进入导光板。保护层形成在所述反射层的底面上，并保护所述反射层。
文档编号G02B1/10GK102262261SQ20111014696
公开日2011年11月30日 申请日期2011年5月27日 优先权日2010年5月28日
发明者朴东炫, 朴大出, 林珍成, 金锡源 申请人:三星康宁精密素材株式会社