[发明专利]具有降低了的色分离的包括偏振转向薄膜的背光单元

说明书

技术领域

本发明主要涉及一种包括导光板和转向薄膜部件以提高亮度的背光单元，特别涉及一种导光板，该导光板发射不同波长的不同主角度的光，并提供偏振光的输出，以及通过使用包含不同颜色的独立光源的光源来减少色分离。

背景技术

液晶显示器(LCD)在成本和性能方面继续提高，成为许多电脑、仪器、和娱乐设施的首选显示类型。用于传统的便携式电脑显示器的透射型LCD是一种背光型显示器，该显示器具有一个为了向外朝向LCD直射光的光提供表面，该光提供表面放置于LCD后面。人们已经采取两种基本途径中的一种来迎接提供一种合适的具有充分均匀的亮度然而维持紧凑及低廉的成本的背光装置的挑战。在第一种途径中，光提供表面用来提供高度散射的、大体上遵循朗伯分布的光分布，该光分布具有覆盖广泛角度范围内的大体上恒定的亮度。按照此第一种途径，为了达到增加轴上的和近轴的亮度的目的，采用多个的增亮膜，以改变一部分具有朗伯分布的光的方向，从而提供更为准直的照明。在所提议的增亮膜的解决方案中有，例如，美国专利No.5,592,332(尼西奥(Nishio)等人)；美国专利No.6,111,696(阿仑(Allen)等人)；以及美国专利No.6,280,063(佛恩(Fong)等人)中所描述的方案。上面所引用的专利中所描述的，例如增亮膜(BEF)的解决方案，提供了一些覆盖宽视角的增亮方法。

提供背光照明的第二种途径使用导光板(LGP)，该导光板接收来自放置于侧面的灯或其他光源的入射光，并采用全内反射(TIR)在内部引导这些光，从而覆盖狭窄角度范围的光自LGP发射出来。自LGP的输出的光典型地具有相对于法线相当陡的角度，例如70度或者更大。通过此第二种途径，采用转向薄膜，一种光变向部件，来改变自LGP输出的朝向法线的发射光的方向。定向转向薄膜被广泛地称为光变向部件或光变向薄膜，诸如可从纽约鲍德温克莱瑞克斯(Clarex)公司得到的提供有HSOT(Highly Scattering Optical Transmission高散射光学传输)的导光板，提供了一种改进的解决方案以向这种类型显示器提供均匀的背光，而不需要漫射膜或制造中的点式打印。HSOT导光板和其它类型的定向转向薄膜使用以不同组合方式组合的棱镜结构阵列，以改变光从导光板向法线，或者朝向其它合适的目标角度的方向，该目标角度相对于二维表面典型地靠近法线。作为一个例子，美国专利No.6,746,130(奥卡瓦(Ohkawa))描述了一种用于LGP照明的作为转向薄膜的光控制薄片。

参考图1，图1示出了在显示装置100中的导光板10的全部功能。来自光源12的光入射在入射表面18上并射入导光板10，该导光板10是如图所示的典型的楔形。光在导光板10里传播，直到不再满足全内反射(TIR)的情况，然后可以从反射表面142反射，在输出表面16上从导光板中射出。接着这个光线到达转向薄膜122，并且该光线被引导为照明光栅装置120，诸如LCD或其它类型的空间光调制器或其它调制该光线的二维背光元件。为了在大多数情况下最优化的观看，发射光应该覆盖一个与法线V成相对狭窄角度的范围。偏振器124应当放置在照明路径上，以向光栅装置120提供用于调制的合适的偏振光。但是，因为光在通过转向薄膜122之后实质上是非偏振的，或最多具有一些小角度的偏振，所以偏振器124必须吸收大约一半的光。为了克服这个问题，通常在吸收性的偏振器124和转向薄膜122之间设置一个反射型偏振器125。

在科伊克(Koike)等人的名为“Surface light source device with polarizationfunction”的美国专利Nos.5,982,540和6,172,809中公开了一种反射型偏振器。科伊克等人的‘540和‘809的公开示出了一种表面光源装置，其具有导光板、一个或多个偏振分离板、光向调节器(实质上是转向薄膜)和偏振变换器。该偏振分离板是一种反射型偏振器125。科伊克等人的‘540的公开中所描述的偏振分离板利用布鲁斯特角来分离照明的S-和P-偏振元件。虽然这种方法提供了一些光的偏振，但是它仅仅提供了一种许多传统的反射型偏振薄膜的替代品。这种解决方案仍然需要额外使用一个或多个分离偏振器薄膜。而且，科伊克等人的‘540和‘809中所公开的方法需要用于偏振分离板的材料的折射率n在狭窄范围内，基于来自导光板的光的入射角。