[发明专利]具有高照度均匀性的背光照明显示器

说明书

技术领域

本发明涉及光学显示器，更具体地说涉及由光源从背面直接照明的液晶显示器(LCD)，例如可以用于LCD监视器和LCD电视机的液晶显示器。

背景技术

一些显示系统，例如液晶显示器(LCD)是从背面照明的。这种显示器广泛应用于多种装置中，例如膝上型计算机、手持计算器、电子表、电视机等。一些背光照明显示器包括位于显示器侧面的光源，设置光导以便将来自光源的光引导至显示面板的背面。另一些背光照明显示器，例如一些LCD监视器和LCD电视机(LCD-TV)是使用位于显示面板后方的多个光源从背面直接照明的。较大的显示器越来越普遍地采用后一种布置，这是因为要获得一定水平的显示器亮度所需的光功率需求量按照显示器尺寸的平方增加，然而沿显示器的侧面设置光源的可用空间仅随着显示器尺寸线性地增加。此外，一些显示器应用，例如LCD-TV需要显示器足够亮，以至于与其它应用相比可以在更远的距离进行观看。此外，LCD-TV的视角需要量通常与LCD监视器和手持装置的不同。

一些LCD监视器和大多数LCD-TV通常由多个冷阴极荧光灯(CCFL)从背面照明。这些光源是线性的并沿显示器的整个宽度延伸，其结果是通过由较暗区域分隔开的一系列亮带照明显示器的背面。这种照度分布是不能满足要求的，因此通常使用扩散片使LCD装置背面的照度分布平滑。

目前，LCD-TV扩散片使用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的聚合物基体，该聚合物基体具有包括玻璃、聚苯乙烯微珠和CaCO3颗粒在内的多种分散相。当暴露在灯的高温下时，这些扩散片通常会发生变形或翘曲。此外，一些扩散片具有沿其宽度空间变化的扩散特性，以便使得LCD面板背面的照度分布更均匀。这种不均匀的扩散体有时称为印刷图案扩散体。它们制造起来较昂贵，并且由于该扩散图案在组装时必须对准照明光源因而增加了制造成本。此外，需要定制化地挤出复合扩散片，以便于使扩散颗粒均匀地分散在聚合物基体中，这进一步增加了制造成本。

发明内容

本发明的一个实施例涉及具有光源单元和显示面板的直接照明显示单元，所述光源单元包括能够产生照明光的一个或多个光源。在所述光源单元和所述显示面板之间设置有扩散层。在所述扩散层和所述显示面板之间设置有第一增亮层和反射偏振片中的至少一个。在所述扩散层和所述光源单元之间设置有光转向面。所述光转向面使从所述光源单元向所述扩散层传输的照明光的至少一部分的传播方向发生改变。

本发明的另一个实施例涉及操作显示面板的方法。所述方法包括产生照明光和将所述照明光大体上导向所述显示面板。在第一结构化表面处使所述照明光转向。使转向的照明光扩散，然后传输到所述显示面板。

本发明的上述发明内容不是为了描述本发明的每个示出的实施例或每一种实施方式。附图和下述具体实施方式将更具体地说明这些实施例。

附图说明

结合附图根据以下本发明各种实施例的详细描述可以更全面地理解本发明，其中：

图1示意性示出可以使用根据本发明原理的扩散片的背光照明液晶显示装置；

图2A示意性示出具有根据本发明原理的背光源和光管理单元的光源。

图2B是示出对于不同种类的扩散片来说亮度与图2A所示光源上的位置之间的关系的曲线图，其中未使用增亮层或反射偏振片；

图2C是示出对于不同种类的扩散片来说亮度与图2A所示光源上的位置之间的关系的曲线图，其中使用了增亮层和反射偏振片；

图2D是示出实验测出的背光源的亮度变化量与通过扩散层的单程透射率之间的关系的示意图；

图3A示意性示出用于模型计算的光源模型；

图3B是示出对于通过扩散片的单程透射率的各种值来说亮度与图3A所示光源模型上的位置之间的关系的曲线图；

图3C是示出光源模型上的照度变化量与通过扩散片的单程透射率之间的关系的曲线图；

图4A示意性示出根据本发明原理的可以用于使光在进入扩散层之前转向的光转向元件的一般实施例；

图4B-4D示意性示出根据本发明原理的可以用于使光在进入扩散层之前转向的光转向面的不同示例性实施例；

图5A和图5B示意性示出用于各种实例的光转向面的不同示例性实施例；

图6A和图6B是分别示出通过不具有光转向面和具有光转向面的扩散层透射的光分布的极坐标图；

图7A示出对于各种光转向结构来说背光单元上的照度变化量与扩散体透射率之间的关系；

图7B示出对于各种光转向结构来说背光单元上的照度变化量与扩散体透射率之间的关系；