CN101509618B - 背光单元和使用该背光单元的液晶显示器 - Google Patents

背光单元和使用该背光单元的液晶显示器 Download PDF

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Abstract

背光单元以及采用该背光单元的液晶显示器，本发明的背光单元能够将由于外部冲击对光学片造成的损坏降至最低。该背光单元包括具有多个光源的光源单元，容纳所述光源单元并具有第一突起的底壳，固定于所述底壳的两个开放的短边以支撑所述光源单元并具有第二突起的支撑边，以及位于所述光源单元上并具有插入所述第一突起的第一长孔和插入所述第二突起的第二长孔的光学片单元，其中所述第一和第二长孔具有哑铃形状，该哑铃形状中弯曲部分的直径大于第一和第二突起所穿过的直线部分的宽度。

Description

背光单元和使用该背光单元的液晶显示器
技术领域
本发明涉及背光单元，更具体地涉及将由于外部冲击而引起的光学片的损坏降至最低的背光单元，以及采用该背光单元的液晶显示器。
背景技术
本申请要求2008年2月15日在韩国提交的专利申请No.10-2008-0014196的优先权，在此以引证的方式并入其全部内容。
总体而言，目前由于液晶显示器(LCD)较轻，较薄以及以较低能耗驱动的特点，其应用范围得到扩大。因而，LCD正普遍用于办公自动化设备，音频/视频设备等。LCD根据施加到以矩阵形式排列的多个控制开关上的视频信号来控制光束的透过量，由此在其屏幕上显示期望的图像。
由于LCD不是自发光显示装置，就需要例如背光等光源。用于LCD的背光单元分为直接型背光单元和边缘型背光单元。边缘型背光单元构造为使得光源置于平面面板的外侧，并且利用透明导光学片使光源发出的光入射到液晶面板的整个表面。直接型背光单元构造为使得光源置于液晶面板的背面，以直接照射液晶面板的整个表面。与边缘型背光单元比较，直接型背光单元优点在于可使用多个光源以增强亮度并扩宽光发射表面。需要大型液晶面板的LCD电视通常采用直接型背光单元。
参考图1和图2，直接型背光单元包括向液晶面板发射光的光源单元10，用于容纳光源单元10的底壳20，安装在底壳20的两个斜面上并支撑光源单元10的支撑边30，以及顺序地层叠在光源单元10上的漫射器40和光学片。
底壳20包括底面20a，在一个方向上从底面20a延伸出来并相互面对的斜面20b，以及在一个方向上从斜面20b延伸出来并使漫射器40和光学片50能在其上层叠的上表面20c。在底壳20的上表面20c上形成有第一突起22，以防止漫射器40和光学片50的晃动并对它们进行引导。在支撑边30的上表面32上形成有第二突起34，也用于防止漫射器40和光学片50的晃动并对它们进行引导。
漫射器40将从光源单元10入射的光向液晶面板的前侧进行漫射，由此使射向液晶面板的光强度分布均匀。漫射器40由第一突起22和第二突起34引导，以置于底壳20的上表面20c和支撑边30的上表面32上。
光学片50用于使由漫射器40漫射的光垂直于液晶面板，从而提高光效率。光学片50包括一个或更多个漫射片和一个或更多个棱镜片。此外，光学片50包括第一耳部52和第二耳部54，以将光学片固定于底壳20的上表面20c和支撑边30的上表面32上，其中各第一耳部52具有长孔52a，各第二耳部54具有长孔54a。利用形成于底壳20的上表面20c上的第一突起22来固定第一耳部52的第一长孔52a，而利用形成于支撑边30的上表面32上的第二突起32来固定第二耳部54的第二长孔54a。在此，第一长孔52a和第二长孔54a与第一突起22和第二突起34以点接触方式或以非常狭窄的接触面积来接触。
对于具有此类背光单元的LCD，如果在运输LCD时从外部施加冲击ST，则如图3a所示，冲击ST于第一长孔52a或第二长孔54a的直线部分A1与弯曲部分A2相接的点P1处造成应力集中。如图3b所示，应力集中导致光学片50的特定点P1破裂。在光学片50的长孔52a和54a处产生的破裂会妨碍光学片50适当安装于底壳20的上表面20c和支撑边30的上表面32上，使得光学片50晃动，这样使得发生破裂时所产生的碎屑(颗粒)进入液晶面板，从而降低了显示质量。
发明内容
本发明一方面提供一种能够将由于外部冲击对光学片造成的损坏降至最低的背光单元，以及采用该背光单元的液晶显示器(LCD)。
本发明另一方面提供一种能够防止由于光学片破裂而可能引起的显示质量劣化的背光单元，以及采用该背光单元的液晶显示器(LCD)。
在一方面，背光单元包括具有多个光源的光源单元，容纳所述光源单元并具有第一突起的底壳，固定于所述底壳的两个开放的短边以支撑所述光源单元并具有第二突起的支撑边，以及位于所述光源单元上并具有插入所述第一突起的第一长孔和插入所述第二突起的第二长孔的光学片单元，其中所述第一长孔和所述第二长孔具有哑铃形状，该哑铃形状中弯曲部分的直径大于所述第一突起和所述第二突起穿过的直线部分的宽度。
所述第一突起可形成于所述底壳的面向所述光学片单元的上表面上，所述第二突起可形成于所述支撑边的面向所述光学片单元的上表面上，并且所述第一突起和所述第二突起可具有圆柱体形状或多边形柱体形状。
所述第一长孔可形成于所述光学片单元的长边上的第一耳部处，并且所述第二长孔可形成于所述光学片单元的短边上的第二耳部处。
所述光学片单元可具有如下结构：一个或更多个漫射片和一个或更多个棱镜片层叠，并且所述第一耳部和所述第二耳部设置在各个漫射片和棱镜片上。
所述光学片单元可具有如下结构：一个或更多个漫射片和一个或更多个棱镜片层叠，并且所述第一耳部和所述第二耳部设置在所层叠的片的最上一层处。
在另一方面，一种液晶显示器，其包括：背光单元，该背光单元包括具有多个光源的光源单元，容纳所述光源单元并具有第一突起的底壳，固定于所述底壳的两个开放的短边以支撑所述光源单元并具有第二突起的支撑边，以及位于所述光源单元上并具有插入第一突起的第一长孔和插入第二突起的第二长孔的光学片单元；以及液晶显示面板，其利用从所述背光单元射入的光来显示图像，其中所述第一长孔和所述第二长孔具有哑铃形状，该哑铃形状中弯曲部分的直径大于所述第一突起和所述第二突起穿过的直线部分的宽度。
附图说明
附图帮助更好地理解本发明，并构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施例，并与说明书一起解释本发明的原理。
在附图中：
图1是根据相关技术的直接型背光单元的分解立体图。
图2示出了根据相关技术的光学片固定于底壳和支撑边的上表面上的状态。
图3a示出了由于外部冲击引起应力集中的现象。
图3b示出了由于应力集中而引起的光学片的特定部分损坏(破裂)的现象。
图4是根据本发明的示例性实施方式的液晶显示器(LCD)的分解立体图。
图5是组装状态下的图4所示LCD的部分截面图。
图6示出了根据本发明的示例性实施方式的光学片固定于底壳和支撑边的上表面上的状态。
图7a示出了第一和第二耳部的结构的一个实例。
图7b示出了第一和第二耳部的结构的另一实例。
图8示出了减小或消除由外部冲击引起的应力集中。
具体实施方式
下面将参考附图描述本发明的示例性实施方式。
图4是根据本发明的示例性实施方式的液晶显示器(LCD)的分解立体图，图5是组装状态下的图4所示LCD的部分截面图，图6示出了根据本发明的示例性实施方式的光学片固定于底壳和支撑边的上表面上的状态。
参考图4和图5，根据本发明的示例性实施方式的液晶显示器(LCD)包括支撑主体100，层叠在支撑主体100中的背光单元200和液晶面板170，以及覆盖液晶面板170的边缘和支撑主体100的斜面的顶壳180。
顶壳180被制造为矩形带状，具有斜面部分和以直角弯折的平面部分。顶壳180被构造为覆盖液晶面板170和面板引导件160的边缘。
支撑主体100为模制产品，包括模制为阶梯面的内侧壁面，该内侧壁面上层叠了背光单元200和液晶面板170。
液晶面板170包括滤色器阵列基板170a和薄膜晶体管(TFT)阵列基板170b。在滤色器阵列基板170a和TFT阵列基板170b之间以有源矩阵方式排列液晶单元，并且TFT安装于各个液晶单元中以切换视频信号。由于各个液晶单元的折射率根据视频信号变化，从而将对应于视频信号的图像显示于液晶面板170上。在液晶面板170的TFT阵列基板170b上连接有选通带载封装(gate tape carrier package)172(其上安装有选通IC(集成电路)以生成选通信号)，以及数据带载封装174(其上安装有数据IC以生成数据信号)。
面板引导件160包括覆盖液晶面板的斜面的矩形框，以及从矩形框的内壁伸出一定长度以使液晶面板170可以安装到该矩形框上的安装部分。面板引导件160层叠在支撑主体100上，以支撑液晶面板170。
背光单元200包括向液晶面板170发射光的多个灯110，与各个灯110的两端连接的多个灯座114，位于该多个灯110的背面并容纳该多个灯110和多个灯座114的底壳120，安装于底壳120的两个开放边处以支撑多个灯110的支撑边130，位于该多个灯上的漫射器140，以及位于漫射器140上的光学片150。
可使用CCFL(冷阴极荧光灯)或外置电极型荧光灯来作为灯110。各个灯110包括玻璃管，存在于玻璃管中的惰性气体，以及安装于玻璃管的两个端部的阴极和阳极。玻璃管中充满惰性气体，玻璃管的内壁上涂覆有磷光体。灯110由灯引导件(未示出)固定，从而位于底壳120上。同时，除了灯110，也可将LED(发光二极管)阵列或包括LED和灯的混合阵列用作背光。多个灯座114与多个灯的边缘连接，以固定并支撑灯110。
漫射器140将从灯110入射的光向液晶面板的前侧漫射，由此使射向液晶面板的光的强度分布均匀。漫射器140由第一和第二突起122和134引导，并位于底壳120的上表面120c和支撑边130的上表面132上。漫射器140可由PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)或玻璃制成，以防止由灯110产生的热量引起变形。
光学片150用于使由漫射器140漫射的光垂直于液晶面板，由此提高光效率。光学片150可包括两个漫射片和两个棱镜片。光学片150包括第一耳部152(各第一耳部具有哑铃形状的第一长孔152a)以及第二耳部154(各第二耳部具有哑铃形状的第二长孔154a)，以将光学片固定于底壳120的上表面120c和支撑边130的上表面132上。第一耳部152位于光学片150的长边，而第二耳部154位于光学片150的短边。如图6所示，用形成于底壳120的上表面120c上的第一突起122来固定形成于第一耳部152上的哑铃形状的第一长孔152a，并且用形成于支撑边130的上表面132上的第二突起134来固定形成于第二耳部154上的哑铃形状的第二长孔154a。在此，把第一长孔152a和第二长孔154a形成为哑铃形状的原因是减小或消除由外部冲击可能造成的应力集中。这将参考图8来详细说明。光学片150由PET(聚对苯二甲酸乙二酯)材料制成。第一耳部152和第二耳部154可形成于各个光学片处(如图7a所示)，或仅形成于最接近液晶面板的最上层光学片处(如图7b所示)。如果如图7a所示，第一耳部152和第二耳部154形成于各个光学片处，则光学片150可相对更牢固地固定，但不利的是光学片的加工和组装工艺变得复杂。如果如图7b所示第一耳部152和第二耳部154仅形成于最上层光学片处，则可简化光学片的加工和组装工艺，但是相对而言光学片不能牢固地固定。
底壳120位于多个灯110的背面，以容纳并支撑多个灯110和多个灯座114。底壳120包括底面120a，在一个方向上从底面120a延伸出来并彼此面对的斜面120b，以及在一个方向上从斜面120b延伸以使漫射器140和光学片150能层叠并固定于其上的上表面120c。斜面120b和上表面120c仅形成于底壳120的两个长边处，而不形成于底壳120的两个短边处。底壳120的两个短边为开放的。第一突起122形成于底壳120的上表面120c上，以防止漫射器140和光学片150晃动，并引导漫射器140和光学片150。第一突起122可形成为具有圆柱体形状或例如三角柱体形状或方柱体形状等的多边柱体形状。反射片115附接在底壳120的底面120a和斜面120b上。反射片115由反光材料制成，并通过双面胶带粘接在底壳120的底面120a和斜面120b上。反射片115将从多个灯110行进到底壳120的光向液晶面板170反射，由此提高向液晶面板170发射的光的效率。
支撑边130包括插入多个灯座114的凹凸部分(凹进和凸出形式)，并与底壳120的两个短边结合。第二引导突起134形成于支撑边130的上表面132上，以防止漫射器140和光学片150晃动，并引导漫射器140和光学片150。第二突起134可具有圆柱体形状或例如三角柱体形状或方柱体形状等的多边柱体形状。支撑边130支撑多个灯110，漫射器140，以及光学片150，并将从多个灯110行进到底壳120的两个短边的光向液晶面板反射，由此提高向液晶面板170发射的光的效率。
图8示出了减小或消除由外部冲击引起的应力集中。
参考图8，根据本发明的示例性实施方式，哑铃形状的长孔152a和154a形成于光学片150的耳部152和154，使得弯曲部分A2的直径D1大于直线部分A1的宽度D2。因此，即使在运输时从外部施加冲击ST，也可显著地减小长孔152a和154a的直线部分A1与弯曲部分A2相接的点P2处可能产生的应力集中。这是因为由外部冲击ST产生的应力集中点分散于长孔152a和154a的弯曲部分A2的从直线部分A1与弯曲部分A2相接的点P2开始的所有点上。长孔152a和154a的弯曲部分A2的直径大于相关技术中的直径，由此提高了分散应力集中点的效果。由此，由于这样的分散应力集中点的效果，根据本发明的示例性实施方式的光学片150不容易由外部冲击造成损坏(破裂)。
如上所述，根据本发明的示例性实施方式的背光单元和采用该背光单元的LCD具有如下优点：因为光学片具有弯曲部分的直径大于直线部分的宽度的哑铃形状的长孔，因而可以分散相对于外力的应力集中点，由此能够明显减小由运输过程中的外部冲击可能引起的对光学片的损坏。因此，根据本发明的示例性实施方式的背光单元和采用该背光单元的LCD可防止由光学片的破裂现象引起的显示质量的劣化。
尽管结合目前认为可行的示例性实施方式描述了本发明，然而应理解本发明不限于所公开的实施方式，相反的是，本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同结构。

Claims (10)

1.一种背光单元，该背光单元包括：
光源单元，其具有多个光源；
底壳，其容纳所述光源单元并具有第一突起；
支撑边，其固定于所述底壳的两个开放的短边以支撑所述光源单元，并具有第二突起；以及
光学片单元，其位于所述光源单元上，并具有插入所述第一突起的第一长孔和插入所述第二突起的第二长孔，
其中所述第一长孔和所述第二长孔具有哑铃形状，该哑铃形状中弯曲部分的直径大于所述第一突起和所述第二突起穿过的直线部分的宽度。
2.根据权利要求1所述的背光单元，其中所述第一突起形成于所述底壳的面向所述光学片单元的上表面上，所述第二突起形成于所述支撑边的面向所述光学片单元的上表面上，并且所述第一突起和所述第二突起具有圆柱体形状或多边形柱体形状。
3.根据权利要求1所述的背光单元，其中所述第一长孔形成于所述光学片单元的长边上的第一耳部处，并且所述第二长孔形成于所述光学片单元的短边上的第二耳部处。
4.根据权利要求3所述的背光单元，其中所述光学片单元具有如下结构：一个或更多个漫射片和一个或更多个棱镜片层叠，并且所述第一耳部和所述第二耳部设置于各个漫射片和棱镜片上。
5.根据权利要求3所述的背光单元，其中所述光学片单元具有如下结构：一个或更多个漫射片和一个或更多个棱镜片层叠，并且所述第一耳部和所述第二耳部设置于所层叠的片的最上一层处。
6.一种液晶显示装置，该装置包括：
背光单元，该背光单元包括：具有多个光源的光源单元，容纳所述光源单元并具有第一突起的底壳，固定于所述底壳的两个开放的短边以支撑所述光源单元并具有第二突起的支撑边，以及位于所述光源单元上并具有插入第一突起的第一长孔和插入第二突起的第二长孔的光学片单元；以及
液晶面板，其利用从所述背光单元射入的光来显示图像，
其中所述第一长孔和所述第二长孔具有哑铃形状，该哑铃形状中弯曲部分的直径大于所述第一突起和所述第二突起穿过的直线部分的宽度。
7.根据权利要求6所述的装置，其中所述第一突起形成于所述底壳的面向所述光学片单元的上表面上，所述第二突起形成于所述支撑边的面向所述光学片单元的上表面上，并且所述第一突起和所述第二突起具有圆柱体形状或多边形柱体形状。
8.根据权利要求6所述的装置，其中所述第一长孔形成于所述光学片单元的长边上的第一耳部处，并且所述第二长孔形成于所述光学片单元的短边上的第二耳部处。
9.根据权利要求8所述的装置，其中所述光学片单元具有如下结构：一个或更多个漫射片和一个或更多个棱镜片层叠，并且所述第一耳部和所述第二耳部设置于各个漫射片和棱镜片上。
10.根据权利要求8所述的装置，其中所述光学片单元具有如下结构：一个或更多个漫射片和一个或更多个棱镜片层叠，并且所述第一耳部和所述第二耳部设置于所层叠的片的最上一层处。
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