导光元件和包括导光元件的背光单元以及制造导光元件和背光单元的方法

专利名称：导光元件和包括导光元件的背光单元以及制造导光元件和背光单元的方法
技术领域：
本发明涉及导光元件和包括导光元件的背光单元。尤其，本发明涉 导光元件的背光单元。
背景技术：
例如，通过显示设备的照明设备，可以使用导光元件来接收来自照 明设备的光源的光以及引导所接收的光，为的是把亮度分布均匀的光提 供给显示设备的显示面板。例如，平板显示设备(例如，液晶显示器
(LCD))可以包括照明设备，例如，可以包括导光元件的背光单元 (BUJ)。
例如，在信息和通信工业中，有改进显示设备的要求。尤其需要， 例如，更高分辨率的、更轻的、更薄的和/或功耗更小的显示设备。开 发这种改进的显示设备的一个可能方法是提供更薄的、更轻的BLU和/ 或能够提供亮度分布更均匀,的光的改进的导光元件。
例如，当今广泛使用的一类平板显示器是薄膜晶体管-液晶显示器 (TFT-LCD)。这种TFT-LCD可以包括在两个基板之间提供液晶的LCD 面板、位于LCD面板下部作为照明设备的BLU以及驱动LCD面板的LCD 驱动IC (LDI) 。 BLU单元可以包括，例如，光源、导光元件以及包括 漫射片和棱镜片的光学片。
光源可能会把不均匀分布的线性光提供给导光元件。通常，导光元 件对不均匀分布的线性光进行修正，并且输出光学上均匀分布的平面
光。然而，传统导光元件达不到输出均匀分布的线性光的目的。例如， 与实质上沿相应光源的零度照射角安排的部分导光元件相比较，在照明
设备的光源之间和紧邻照明设备的光源的部分导光元件可能提供较少 的光，即，看起来较暗。
尤其，通常，当来自光源的光的照射角增加时，光强度减小。通常， 在靠近光源的导光元件的一部分处，光的漫射也较弱。因此，例如，在 通过相当大的照射角和/或超过光的照射角接收来自光源的光的部分 导光元件处，从导光元件输出的光的强度可能不具有均匀的亮度分布。 这种不均匀性的结果是，在靠近光源处，来自导光元件的光的亮度分布 可以包括亮线、亮区域和/或暗区域，即，亮线/区域效应。在导光元 件没有与光源单元的光源重叠或没有与之对准的导光元件的那部分 处，这种亮线/区域效应可能是特別显著的。当把亮度分布不均匀的光 提供给显示设备时，会影响显示设备的图像质量。
由于导光元件的这种缺点，在向显示设备提供亮度分布更均匀的光
的尝试中，使用这种导光元件的BLU可以包括多个光学片，例如，漫射 片和棱镜片。然而，提供附加的光学片会增加，例如，BLU的成本、重 量和/或大小。

发明内容
本发明的目的是提供一种导光元件和包括这种导光元件的背光单 元，实质上克服了由于现有技术的限制和缺点而引起的一个或多个问题。
因此，本发明实施例的一个特征是提供能够引导光的一种导光元 件，与传统导光元件相比，可以输出具有更均勻的亮度分布的光。
因此，本发明实施例的 一个独立的特征是提供只使用 一 片棱镜片作 为光学件的BLU。
因此，本发明实施例的一个独立的特征是提供能够引导光的导光元 件以输出具有亮度分布完全均勻的光。
因此，本发明实施例的 一 个独立的特征是提供更薄和/或更亮的
BLU。
因此，本发明实施例的一个独立的特征是提供LCD设备的背光单元
和制造背光单元的导光元件的方法，能够通过提供完全均匀和高亮度的
光来提高LCD设备的显示和/或质量。
因此，本发明实施例的一个独立的特征是提供一种导光元件，可以 使用导光元件的第一凹槽来改变从光源照射的光的分布，同时使用导光 元件的多个凸出物(projection)增加光的漫射，/人而可以向例如显示 面板提供亮度实质上或完全均匀分布的光。
因此，本发明实施例的一个独立的特征是提供形成导光元件的一种 方法，该方法可以使用切削刀(bite)对硬度相对较低并且形成在^^莫芯 上的金属层进行加工，为的是减少和/或防止对切削刀的损伤，同时精 确地控制形成在导光元件上的第 一和/或第二凹槽的宽度和/或深 度。
通过下列各过程可以实现本发明的上述或其它特征和优点中的至 少一项提供用于引导从光源单元接收到的光的导光元件，光源单元向 导光元件照射光，导光元件包括导光元件第一侧上的多个第一凹槽，第 一凹槽沿第一方向延伸，以及从第一凹槽的表面凸出的多个第一凸出 物。
导光元件可以在导光元件的第二侧上包括多个第二凹槽，其中第二 凹槽可以沿实质上与第一方向垂直的第二方向延伸。导光元件可以包括 形成在第二凹槽的表面上的多个第二凸出物。第二凹槽可以具有实质上 V形的横截面。第二凹槽可以具有约0, 0005 mm到约0. 01 mm的深度、 具有约90°到约120°倾斜角的第一面以及具有约30°到约45°倾斜 角的第二面中的至少一项。可以按约0.01 mm到约0.1 mm的间距来安 排第二凹槽。第一方向可以实质上与来自光源的光的零度照射角垂直。
第一凸出物可以具有点状凸出形状、半球六面体形状以及多边形六 面体形状中的至少一种。离开光源越远，每单位像素的第一凸出物的密
度可能减少，以致与离光源更远的单位像素相比，与光源接近的像素可 以与较高密度的第一凸出物相关联。第一凸出物可以具有约0.001誦 到约O. 1 mm的直径和/或约0. 001 mm到约O. 01 mm的高度。导光元件 可以包括树脂。
导光元件可以包括丙烯酸树脂和/或聚碳酸酯树脂。可以在导光元
件上不均匀地设置第一凸出物。第一凹槽可以具有约0. 001 mm到约0. 01 匪的深度、具有约0.5°到约10。的倾斜角的第一面和/或具有约10 °到约30°的倾斜角的第二面。可以按约0. 03 mm到约0. 3 mm的间距 来安排第一凹槽。第一凹槽可以具有实质上V形的横截面形状。
通过提供包括显示面板的显示设备的背光单元(BLU)可以实现本 发明的上述和其它特征和优点中的至少一项，背光单元包括光源、光学 件以及安排成接收来自光源的光的导光元件，导光元件可以包括在导光 元件第一侧上的多个第一凹槽，第一凹槽沿第一方向延伸；以及从第一 凹槽的表面凸出的多个第一凸出物，其中导光元件可以向光学件引导和 /或提供从光源接收到的光，以及光学件可以把导光元件提供的光提供 给显示设备的显示面板。
光源可以包括冷阴极荧光管和/或LED。 BLU可以包括反射件，用 于把入射在其上的光反射到导光元件，其中反射件和光学件可以把导光 元件夹在它们之间。光学件可以包括棱镜片，棱镜片可以包括形成在其 表面上的多个凹槽。
通过提供一种方法可以实现本发明的上述或其它特征和优点中的 至少一项，该方法用于制造引导从光源接收到的光的导光元件，导光元 件包括在导光元件第一侧上的多个第一凹槽，第一凹槽沿第一方向延 伸；以及从第一凹槽的表面凸出的多个第一凸出物，该方法可以包括在 模芯的表面上形成金属层，在金属层上形成形状与第一凹槽的形状相对 的第一图案，制造第一模子，第一模子包括形状与第一图案的形状相对 的第二图案，在包括第二图案的第一模子的表面上形成多个凸出图案， 使用第 一模子制造第二模子，第二模子包括形状与第二图案的形状相对 的以及形状与多个凸出图案的形状相对的第三图案，以及使用第二模子 使与第二图案的形状和多个凸出图案的形状对应的第一凹槽或第二凹
槽中之一模制成型。
金属层可以包括至少一种硬度比模芯的硬度低的金属。可以通过无 电镀l臬(electroless nickel plating)方法来形成金属层。可以-使用切
削刀来形成在金属层上形成的第一图案。可以通过微透镜阵列(micro lens array)工艺来形成第一模子的凸出图案。 -


通过本发明示范性实施例的详细描述以及参考附图，熟悉本领域普 通技术的人员将更明白本发明的上述和其它特征，其中
图1示出根据本发明一个或多个方面使用背光单元和导光元件的示 范性实施例的示范性LCD设备的部件的分解透视图2A和图2B分别示出据本发明一个或多个方面的导光元件的第一 和第二示范性实施例的顶视透碎见图2C示出图1中所示的导光元件和光源的第三示范性实施例沿y -方向取得的横截面图3A示出导光元件的示范性实施例的一部分沿x-方向取得的部 分横截面图，包括有凸出物形成在其上的第 一 凹槽的示范性实施例；
图3B示出导光元件的示范性实施例的一部分沿y-方向取得的部 分横截面图，包括有凸出物形成在其上的第二凹槽的示范性实施例；
图4示出阵列的平面图5示出形成在导光元件的各个部分上的凸出物密度之间基于各个 部分离开光源单元的距离的一般关系曲线图6示出据本发明一个或多个方面包括背光单元的LCD设备的光强 度和视角之间的关系曲线图7A到7F示出在制造据本发明一个或多个方面的导光元件的方法 的第 一 示范性实施例期间得到的最终结构的截面图；以及
图8A到8D示出在制造据本发明一个或多个方面的导光元件的第二 示范性实施例期间得到的最终结构的截面图。
具体实施例方式
这里全面结合2006年7月4日于韩国知识产权局提交的题为"液晶 显示装置的背光单元以及制造液晶显示装置的导光元件的方法
(Backlight Unit of a Liquid Crystal Display Device and Method for Fabricating a Light Guide Member of the Same)" 的韩国专 利申请第10 - 2006 - 0062732号作为参考。
现在将在示出本发明的示范性实施例的下文中参考附图更充分地 描述本发明。然而，可以在不同形式下实施本发明，并且不应该把这里 的阐述的实施例解释为限制。而是，提供这些实施例，以致本揭示将是 透彻和完整的，并且把本发明的范围充分地传达给熟悉本领域的技术人
口贝。
在附图中，为了说明清楚起见，可能夸大了层和区域的尺寸。还应 该理解，当指一个元件在另一个元件"上"时，该元件可以直接处于其 它元件上，或也可以存在居间元件。此外，应该理解，当指一个元件在 另一个元件"下"时，该元件可以直4妄在下面，也可以存在一个或多个 居间元件。此外，还要理解，当指一个元件在两个元件之间时，在两个 元件之间可以只有一个元件，或者也可以存在一个或多个居间元件。在 整个说明中，相同的标号指相同的元件。在下面的描述中，除非另行指 明，所提及的"第一，，、"第二，，等只是用于识别不同的元件和/或不 同元件的特征，特征可以具有或可以不具有相同的值。
图1示出示范性液晶显示(LCD)设备分解透视图，作为示范性设
备，^使用根据本发明一个或多个方面的背光的示范性实施例和导光元件
的示范性实施例。
参考图1， LCD设备可以包括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上显示图像。
LCD面板10Q可以包括彼此相对设置的两个基板、提供在两个基板 之间的液晶层以及，例如，通过以矩阵方式安排在基板上的多根栅极线 和数据线定义的像素区域(未示出)。在与形成在其上的栅极线和数据 线的交叉部分对应的基板之一的各个部分上，可以形成薄膜晶体管和像 素电极(未示出)。每个像素电极可以连接到各自的薄膜晶体管，并且 每个薄膜晶体管可以分别控制提供给各个像素的信号。可以在另 一个基 板上形成滤色器(未示出)和公共电极(未示出)。可以在每个基板的
外侧提供偏振薄膜(未示出)。
BLU 130可以包括导光元件131、光源单元132、光学件134、以及 反射件133。光源单元132可以向导光元件131提供光。导光元件131 可以改变从光源单元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。
光学件134可以收集和反射具有均匀亮度分布的光，有助于增强显 示设备的亮度和/或只允许预定入射角的光通过。例如，光学件134可 以包括实质上只允许垂直光通过的棱镜片，而可以使其它入射角的光在 再次反射回光学件134之前反射到反射件133，直到光垂直地通过光学 件134到LCD面板100。
导光元件131可以改变集中在其上的多个小区域上的光的分布，从 而可以在相对更大的区域(例如，相对于多个小区域)和/或，例如， 导光元件的第二侧的整个区域上，提供均匀的光。导光元件131可以具 有薄板状的形状，例如，立方体形状。例如，导光元件1M可以包括诸 如丙烯酸或聚碳酸酯等的透明树脂。
导光元件131可以包括第一侧l51、第二侧l52、第三侧l53和第 四侧154。 第一侧151和第二侧152可以;波此相对，而第三侧l53和第 四侧154可以彼此相对。尤其，第三侧153和第四侧154可以在第一侧 151和第二侧152之间延伸和一起接触第一侧151和第二侧l52的各个 部分。导光元件131的第一侧151,例如，反射侧，可以面对BLU 130 的反射件133,而导光元件131的第二侧152，例如，出口侧，可以面 对光学件134。
光源单元132可以包括设置在导光元件1'31的一侧或多侧，例如， 第三侧153，上的一个或多个光源1Ma以及把从光源1Ma照射的光反 射回导光元件131的一个或多个反射面板132b。可以使用诸如发白光的 发光二极管(LED)之类的点光源作为光源13h，并且可以根据导光元 件131的尺寸来安排一个或多个光源。BLU可以使用例如冷阴极荧光灯 (CCFL)和/或LED作为光源132a。通常可以在用于较大尺寸显示设备 的BLU中使用CCFL,通常可以在用于较小尺寸显示设备的BLU中使用
LED。
在所示出的BLU的示范性实施例中，把光源132a安排在导光元件的 单侧，即，第三侧153上。即，在本发明的实施例中，导光元件131可 以只接收来自一侧，例如，导光元件131的第三侧153,的光。然而， 本发明的实施例不局限于这种配置。
光学件134可以包括棱镜片。在本发明的实施例中，光学件134可 以只包括棱镜片。在本发明的实施例中，光学件134可以不包括漫射片。 参考图1,光学件134可以包括形成在面对导光元件131的侧面139上 的一个或多个凹槽135。通过漫射和收集从导光元件131入射以垂直方 向射向例如LCD面板100上的光，光学件134的棱镜片可以有助于提高 光的垂直方向性。
导光元件可以包括第一凹槽136和/或第二凹槽137。第一凹槽l36 可以在导光元件131的第一侧151上沿第一方向，例如，x-方向，延伸。 第一方向实质上可以垂直于从BLU 130的光源132a发射的光的零度照 射角。第二凹槽137可以在导光元件的第二侧l52上沿第二方向， 例如，y-方向，延伸。第二方向实质上可以平行于从BLU 130的光源132a 发射的光的零度照射角。第一凹槽136和第二凹槽13:可以沿实质上相 互正交的方向延伸。当把光提供给一侧或多侧，例如，导光元件131的 第三侧153时，可以通过第一和第二凹槽l36、 l"来改变接收到的光 的光径和分布。
第一凹槽136和/或第二凹槽137可以是实质上V形的凹槽。尤其， 在本发明的实施例中，不管第一凹槽136和/或第二凹槽137的深度和 /或宽度，第一凹槽136和/或第二凹槽137分别从沿第二方向和第一
不局限于这种结构。例如，在本发明的实施例中，可以在导光元件131 的第二侧152上形成第一凹槽136,在导光元件131的第一侧Ul上形 成第二凹槽137。
在本发明的实施例中，可以在导光元件131的一侧或多侧上形成凸 出物138。例如，在本发明的实施例中，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可以具有各种图案，例如， 点状凸出图案、半球六面体图案以及多边形六面体图案等。
图2A示出据本发明一个或多个方面的导光元件231的第一示范性 实施例的顶视透视图。在图2A所示的示范性实施例中，导光元件231可 以包括导光元件231的第二侧152上的多个第一凹槽136、导光元件231 的第一侧151上的多个第二凹槽137以及第一凹槽136上的多个凸出 物138。
图2B示出据本发明一个或多个方面的导光元件331的第二示范性 实施例的顶视透视图。在图2B所示的示范性实施例中，导光元件331可 以包括导光元件331的第一侧151上的多个第一凹槽136、导光元件331 的第二侧152上的多个第二凹槽137以及第二凹槽137上的多个凸出 物138。
图2C示出图1中所示的导光元件431和光源的第三示范性实施例 沿y-方向取得的横截面图。在图2C所示的示范性实施例中，导光元件 431可以包括导光元件431的第二侧152上的多个第二凹槽137、导光 元件431的第一侧151上的多个第一凹槽以及第一凹槽l36上的多个 凸出物138。
图3A示出导光元件的示范性实施例的一部分沿x-方向取得的部 分横截面图，包括有凸出物形成在其上的第一凹槽的示范性实施例。在 导光元件的实施例中，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，如图3A所示， 可以形成第一凹槽136使之具有约0. 03 mm到约O. 3 mm的间距Pl、约 0.001 mm到约O. 01 mm的深度Dl、约0. 5°到约10°的前角6 1、以及 约10°到约30°的后角6 2。凸出物138可以具有约0. 001 mm的第一 高度HI和/或约0. 005 mm到约0. 05 mm的第一直径Rl。
图3B示出导光元件的示范性实施例的一部分沿y-方向取得的部 分横截面图，包括有凸出物形成在其上的第二凹槽的示范性实施例。在 本发明的实施例中，第二凹槽137可以沿第二方向，例如，y-方向，延 伸，而凸出物138可以从第二凹槽137凸出，例如，如图3B所示，可
以形成第二凹槽137使之具有约0. 01 mm到约0. 1 mm的间距P2、约 0.0005 mm到约O. 01 mm的深度D2、约90°到约120°的左和右角6 3、 以及约90°到约120°的垂直角6 4。凸出物138可以具有约0. 001 mm 到约0. lmm的第二高度H2和/或约0.005 mm到约0. 05 mm的第二直径 R2。
例如，凸出物138可以按不均匀的间距安排在第一和/或第二凹槽 136、 137的表面171、 172、 173、 174上和/或导光元件，例如，131、 231、 331、 431的表面上。.除非特别指明，特征的描述可以应用于导光 元件，例如，131、 231、 331、 431的任何示范性实施例。在本发明的实 施例中，可以安排凸出物138,以致远离光源单元132时(即，远离导 光元件，例如，131、 231、 331、 431的第三侧153时)每单位像素的凸 出物138的数量可以减少。
在本发明的实施例中，例如，可以根据下面公式1表示的关系，把 凸出物138安排在导光元件131的第一侧151和/或第二侧152上。
CS= (DS + MI) x10 (单位mm)
其中CS可以是单位像素(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之间的最小距离。
参考图4,例如，假设单位像素的大小CS是0.6x0.6 mm,凸出物 138的大小DS是0. 05 mm,而凸出物138之间的最小:J巨离MI是0, 01鹏。 对于具有10%密度的单位像素，可以安排10个凸出物l38，同时保持 凸出物138之间的最小距离MI。对于具有100%密度的单位像素，可以 安排100个凸出物138，同时保持凸出物138之间的最小距离MI。
图5示出形成在导光元件的各个部分上的凸出物密度之间基于各个 部分离开光源单元的距离的一般关系曲线图。如图5所示，凸出物138 的密度在靠近光源单元132的一部分导光元件131处(即，光接纳部分 处)可以是约50%或更小，而在远离光源单元132的一部分导光元件 131处(例如，与光接纳部分相对处)，可以按0%或约0%的密度来 安排。因此，在本发明的实施例中，凸出物l38的密度随远离光源单元
132 (即，离开导光元件131的第三侧153)而减少。可以用图5所示的 区域A中的非线性曲线来表示凸出物138的密度变化。
下面参考图l描述导光元件131的示范性操作。可以从光源单元132 向导光元件131发射光。例如，来自光源132a的光可以向导光元件131 的第一侧151发射。然后可以通过使用本发明的一个或多个方面的导光 元件131引导来自光源单元132的光，并且提供给LCD面板.100。
从光源132a辐射的光可以经由入射面，例如，导光元件131的第三 侧153，入射到导光元件131里面。从光源单元132辐射的光可以按与 光的辐射角有关的强度入射。
通过第一和/或第二凹槽136、 137可以使一部分入射光发射到导 光元件131的第二侧152。在最终引导到光学件134之前，光的其它部 分可以在导光元件131内部前进和/或从导光元件131的第一侧151射 出。
可以通过，例如，第一和/或第二凹槽136、 137和/或凸出物138 来引导射出导光元件131的光的出射角，以致可以按恒定的或实质上恒 定的方向来收集、提供和/或引导光，并且可以具有实质上均匀的和/ 或完全均匀的亮度分布。即，在本发明的实施例中，第一凹槽136和/ 或第二凹槽137使在恒定的方向上收集光成为可能，而凸出物l38同时 使入射光实质上或全部通过凸出物138散射成为可能，以致射出导光元 件的光(例如，提供给光学件134的光)可以是实质上和/或完全均匀 的。
可以向导光元件131的第一侧151发射入射光的其它部分，并且可 以在通过反射件133反射和引导到导光元件131之前从例如，导光元件 131的第一侧151射出。然后反射件133反射的光可以射出导光元件131 的第二侧152,同时保持射出光的均匀的和/或实质上均匀的亮度分布 以及实质上恒定的和/或恒定的方向。在恒定的或实质上恒定的方向上
侧152,发射到光学件134的棱镜片。然后，光沿第三方向例如，z方 向，通过光学件134的棱镜片的凹槽135均匀地和/或实质上均匀地发
射到一个表面，例如，LCD面板100的整个表面。
图6示出据本发明一个或多个方面包括背光单元的LCD设备的光强 度和视角之间的关系曲线图。参考图6,曲线C表示从使用本发明一个 或多个方面的LCD设备测量的强度，而曲线B表示从使用传统背光单元 和/或导光元件的LCD设备测量的强度，比较曲线A和B，可以理解， 在使用本发明一个或多个方面的LCD设备中，提高了取决于视角的对比 度。
下面描述使用本发明一个或多个方面制造导光元件，例如，131， 的方法的示范性实施例。图7A到7E示出在制造据本发明一个或多个方 面的导光元件的方法的第一示范性实施例期间得到的最终结构的截面 图。
参考图7A,可以准备含有例如具有相当高石更度的金属(例如，Stavax 或Sus等)的模芯200。可以在模芯200的表面上形成包括例如，硬度 比模芯200的硬度低的金属(例如，镍)的金属层210。金属层210可 以具有约0.05 mm到约0.2 mm的厚度。可以j吏用，例如，无电镀l臬方 法来形成金属层210。
参考图7B，可以在金属层210上形成第一图案210a。第一图案H0a 的形状可以与第一和/或第二凹槽136、 137的形状相对。可以使用例
如，切削刀(未示出)来形成第一图案noa，该切削刀可以用例如，金
刚石等来制造。因此，可以形成第一图案210a使之具有实质上或完全 与每个第一凹槽136和/或第二凹槽1"的形状(诸如图^和3B中示 出的第一凹槽136和第二凹槽I"的形状)相对的形状。例如，第一图 案210a的大小可以与上述间距P1和P2的深度D1和D2以及角度91、
02、 e3和94 5^应。
参考图7C，使用形成在金属层210上的第一图案nOa来制造包括 形状与第一图案210a相对的第二图案"0a的第一压模"0。
参考图7D，可以在包括第二图案"0a的第一压模"0的表面上形 成多个第一凸出图案230。可以使用，例如，可应用于半导体器件制造 工艺的微透镜阵列(MU)工艺等来形成第一凸出图案230。
1
即，例如，在可以在其上形成第二图案220a的第一压模220的表面 上，可以形成光刻胶。然后可以使用预定的掩模使光刻胶曝光和/或显 影以形成光刻胶凸出图案。然后可以使用，例如，逆流工艺(reflow process),在例如半球形式的第一凸出图案230中形成光刻胶凸出图 案。
参考图7E,可以使用例如，图7D所示的第一压才莫220来制造包括 形状与第二图案220a相对的第三图案240a以及形状与第一凸出图案 230相对的第二凸出图案240b的第二压模240。
参考图7F,使用模制方法以及图7E所示的第二压模240,可以在导 光元件131的表面上形成包括凸出物138的多个第一或第二凹槽136、 137，它们可以具有薄的立方体的形状，并且可以包括透明树脂，例如， 丙烯酸或聚碳酸酯等。如上所述，第一或第二凹槽的形状可以与形成在 第二压模240上的第三图案240a和第二凸出图案MOb相对应。
图8A到8D示出在制造据本发明一个或多个方面的导光元件的第二 示范性实施例期间得到的最终结构的截面图。
参考图8A,可以准备包括，例如，具有相当高石更度的金属(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的硬度低的金属(例如，镍)的金属层310。金 属层310可以具有约0. 05 mm到约0. 2 mm的厚度。可以使用，例如， 无电镀镍方法来形成金属层310。
参考图8B,可以在金属层310上形成相对的图案310a。可以通过使 用切削刀(未示出)的加工方法使相对的图案310a的形状与V-凹槽 136或137的形状相对，该切削刀可以用例如，金刚石等来制造。因此， 相对的图案310a的形状实质上或完全与每个第一凹槽l36和/或第二 凹槽137的形状(诸如图3A和3B中示出的第一凹槽l36和第二凹槽I" 的形状)相对。例如，相对的图案310a的大小可以与上述间距P1和P2 的深度D1和D2以及角度ei、 92、 93和e4对应。
参考图8C,在可以在其上形成相对的图案310a的金属层310的表 面上，可以形成多个相对的图案310b。可以通过，例如，蚀刻金属层
310或用固态激光器使金属层310的各个部分熔化来形成相对的凸出图 案310b。
参考图8D，在可以具有例如薄的立方体形状的以及可以包括透明树 脂(例如，丙烯酸和/或聚碳酸酯等)的导光元件131的表面上，可以 形成多个第一或第二凹槽136或137。第一或第二凹槽136、 137的形状 可以与相对的图案310a的形状相对，而凸出物138的形状可以与相对 的凸出图案310b的形状相对。因此，可以使用，例如，模制方法来形 成第一和/或第二凹槽136、 137,如图8C所示，所述模制方法使用包 括相对的图案310a和相对的凸出图案310b的金属层310。
当用切削刀直接对包括具有相当高硬度的金属的模芯200、 300进 行加工时，由于模芯200和300的硬度会导致损坏切削刀。在本发明的 实施例中，可以在模芯200、 300的表面上形成石更度相对较低的金属层 210和310，并且可以使用切削刀对金属层210、 310加工，从而减少和 /或防止损坏切削刀，并且精确地控制第一和第二凹槽136、 137的宽 度和/或深度。
可以通过图3A、 3B、 4和5以及//^式1的说明来确定沿第一方向， 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。虽然如上 所述的形成导光元件131的方法的示范性实施例只特别描述了形成在导 光元件的一侧包括凸出物138的第一或第二凹槽136、 137,但是可以使 用上面参考图7A- 7B和8A- 8D所述的示范性方法的一个或多个方面， 可以在导光元件131的另一侧形成有或没有凸出物180的另外的第一或 第二凹槽136、 137。
虽然可以描述涉及示范性LCD设备的导光元件和背光单元的示范性 实施例，但是本发明的实施例不局限于使用LCD设备。此外，虽然对作 为示范性照明设备的"背光单元"作了参考，但是通常把这种单元称为 "背光，，单元是因为可以把它们安排在显示面板的后面。然而，本发明 的各个方面不局限于这种安排和/或使用。
这里已经揭示了本发明的示范性实施例，虽然使用了特定的术语， 但是只是在一般和描述的意义上来使用和解释它们的，并不作为限制。 例如，当已经在本发明的实施例中示出V-凹槽时，数量、大小之间的关
系和/或第一凸出物相对于第一凹槽的关系比凹槽本身的形状要重要
得多。尽管V-凹槽是实现图案的最有效的方式，凹槽可以是曲线形的和 /或具有平坦的底部的，而不是v-形的。因此，熟悉本领域普通技术的
人员可以理解，可以作出形式上和细节上的各种^f奮改而不偏离由下列4又 利要求书阐明的本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种导光元件，用于引导从光源单元接收到的光，所述光源单元向导光元件照射光，所述导光元件包括在导光元件第一侧上的多个第一凹槽，第一凹槽沿第一方向延伸；以及从第一凹槽的表面凸出的多个第一凸出物。
2. 如权利要求1所述的导光元件，其特征在于，还包括在所述导 光元件第二侧上的多个第二凹槽，所述第二凹槽沿实质上与第一方向垂 直的第二方向延伸。
3. 如权利要求2所述的导光元件，其特征在于，还包括形成在所 述第二凹槽表面上的多个第二凸出物。
4. '如权利要求2所述的导光元件，其特征在于，所述第二凹槽具 有实质上V形的横截面。
5. 如权利要求2所述的导光元件，其特征在于，所述第二凹槽具 有约0. 0005 mm到约0. 01 mm的深度、具有约90°到约U0。倾斜角的 第一面以及具有约30。到约45°倾斜角的第二面中的至少一项。
6. 如权利要求2所述的导光元件，其特征在于，按约O. 01 mm到 约0. 1 mm的间距来安排所述第二凹槽。
7. 如权利要求1所述的导光元件，其特征在于，所述第一方向实 质上与来自光源的光的零度照射角垂直。
8. 如权利要求1所述的导光元件，其特征在于，所述第一凸出物 具有点状凸出形状、半球六面体形状以及多边形六面体形状中的至少一 种。
9.如权利要求l所述的导光元件，其特征在于，离开光源越远，每 单位像素的所述第 一 凸出物的密度减少，以致与离光源更远的单位像素 相比，与光源接近的像素可以与所述第一凸出物的较高的密度相关联。
10. 如权利要求1所述的导光元件，其特征在于，所述第一凸出物 具有约0. 001 mm到约0. 1 mm的直径和约0. 001 mm到约0. 01 mm的高 度的至少一项。
11. 如权利要求1所述的导光元件，其特征在于，所述导光元件包 括树脂。
12. 如权利要求1所述的导光元件，其特征在于，所述导光元件包 括丙烯酸树脂和/或聚碳酸酯树脂。
13. 如权利要求1所述的导光元件，其特征在于，在所述导光元件 上不均匀地设置所述第一凸出物。
14. 如权利要求1所述的导光元件，其特征在于，所述第一凹槽具 有约0. 001 mm到约0. 01 mm的深度、具有约0."到约10°的倾斜角 的第一面和具有约IO。到约30°的倾斜角的第二面中的至少一项。
15. 如权利要求1所述的导光元件，其特征在于，按约O. (nmm到 约0. 3 mm的间距来安排所述第一凹槽。
16. 如权利要求l所述的导光元件，其特征在于，所述第一凹槽具 有实质上V形的横截面形状。
17. —种包括显示屏面板的显示设备的背光单元(BLU),所述背光单元包括 光源；光学件；以及安排成接收来自光源的光的导光元件，导光元件包括 在导光元件第一侧上的多个第一凹槽，第一凹槽沿第一方向延伸；以及 从第一凹槽的表面凸出的多个第一凸出物，其中导光元件向光学件引导和提供从光源接收到的光，以及光学件 把导光元件提供的光提供给显示设备的显示面板。 '
18. 如权利要求17所述的背光单元，其特征在于，所述光源包括 冷阴极焚光管和/或LED。
19. 如权利要求17所述的背光单元，其特征在于，还包括反射件， 用于把入射在其上的光反射到导光元件，反射件和光学件将导光元件夹 在它们之间。
20. 如权利要求17所述的背光单元，其特征在于，所述光学件包 括梭镜片，所述棱镜片包括形成在其表面上的多个凹槽。
21. —种制造用于引导从光源接收到的光的导光元件的方法，所述 导光元件包括导光元件第 一侧上的多个第 一 凹槽，第 一 凹槽沿第 一方向 延伸，以及从第一凹槽的表面凸出的多个第一凸出物，所述方法包括下 列步骤在模芯的表面上形成金属层；在金属层上形成形状与第 一 凹槽的形状相对的第 一 图案； 制造第一模子，所述第一模子包括形状与所述第一图案的形状相对 的第二图案；在包括所述第二图案的所述第一模子的表面上形成多个凸出图案；使用所述第 一模子制造第二模子，所述第二模子包括形状与所述第 二图案的形状相对的以及形状与所述多个凸出图案的形状相对的第三 图案；以及使用所述第二模子使与所述第二图案的形状和所述多个凸出图案 的形状对应的所述第 一 凹槽或所述第二凹槽中之一模制成型。
22. 如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述金属层包括硬 度比所述模芯的硬度低的至少 一种金属。
23. 如权利要求21所述的方法，其特征在于，通过无电镀镍方法 来形成所述金属层。
24. 如权利要求21所述的方法，其特征在于，使用切削刀来形成 在金属层上形成的所述第一图案。
25. 如权利要求21所述的方法，其特征在于，通过微透镜阵列工 艺来形成所述第一模子的所述凸出图案。
全文摘要
一种用于引导从光源单元接收到的光的导光元件，所述光源单元向导光元件照射光，所述导光元件可以包括在导光元件第一侧上的多个第一凹槽，第一凹槽沿第一方向延伸；以及从第一凹槽的表面凸出的多个第一凸出物。
文档编号B29D11/00GK101105549SQ200710129030
公开日2008年1月16日 申请日期2007年6月29日 优先权日2006年7月4日
发明者李东昊, 李尚勋, 赵元基, 郑钟教, 阴喜赞, 韩玩洙, 高互锡 申请人:三星Sdi株式会社