CN101520167B - 背光单元和包括该背光单元的液晶显示设备 - Google Patents

背光单元和包括该背光单元的液晶显示设备 Download PDF

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Abstract

背光单元和包括该背光单元的液晶显示设备。一种灯导向件包括：水平部；至少一个支撑部，其从所述水平部的正面伸出；多个保持部，其位于所述水平部的正面上，所述多个保持部中的每一个对灯进行保持并且相对于所述水平部扭转；以及从所述水平部的背面伸出的至少一个结合部。

Description

背光单元和包括该背光单元的液晶显示设备
技术领域
本发明涉及用于液晶显示(LCD)设备的背光单元，更具体地，涉及灯导向件、包括该灯导向件的背光单元和包括该背光单元的液晶显示设备。
背景技术
本申请要求2008年2月28日提交的韩国专利申请No.2008-0018354的优先权，此处以引证的方式并入其全部内容。
虽然已经将阴极射线管(CRT)广泛地用作用于电视机、测量仪器或信息终端的显示设备，但是由于CRT很大的重量和体积，因此难以将它应用于尺寸和重量减少的电子产品。近来，由于与CRT相比具有更优的薄外形和轻重量，诸如液晶显示(LCD)设备、等离子显示面板(PDP)、电致发光显示设备(ELD)和场致发射显示(FED)设备的平板显示器(FPD)已经成为研究和开发的对象。
在各种显示设备中，由于LCD设备在运动图像的显示质量和对比度方面的优势，因此已经将它们广泛用于笔记本型计算机、监视器和电视机。LCD设备包括液晶面板，该液晶面板具有相对的两个基板以及在两个基板之间的液晶层。由于LCD设备是使用外部光显示图像的不发光显示设备，因此LCD设备进一步包括液晶面板下面的背光单元，作为附加光源。
根据液晶面板和背光单元的灯之间的位置关系，将背光单元分类为侧光型和直下型。侧光型背光单元包括导光板和设置在导光板一侧或两侧的至少一个灯。直下型背光单元包括设置在多个光学片下面的多个灯。此外，直下型背光单元不需要反射和折射光的导光板(LGP)，并且对液晶面板的显示尺寸没有限制。因此，直下型背光单元已广泛地应用于尺寸超过约20英寸的LCD设备。
图1是示出根据相关技术的包括直下型背光单元的液晶显示设备的截面图。在图1中，通过机械元件将液晶面板10和背光单元20集成在LCD设备中。因此，LCD设备包括液晶面板10、背光单元20、底架50、主框架30和顶架40。将液晶面板10设置在背光单元20上方，主框架30围绕液晶面板10和背光单元20的侧表面。顶架40围绕液晶面板10的前边缘表面，底架50包裹背光单元20的背面。用主框架30将顶架40和底架50结合。
液晶面板10包括第一基板12、第二基板14以及第一基板12与第二基板14之间的液晶层(未示出)。虽然未在图1中示出，但是驱动电路连接到液晶面板10的一侧，并且向液晶面板10的后部弯曲。
背光单元20包括反射片22、多个灯24、散射板29和多个光学片26。将反射片22设置在底架50上方。将多个灯24平行地设置在反射片22上方，散射板29覆盖多个灯24。将多个光学片26设置在散射板29上方。虽然未在图1中示出，但是可通过灯导向件对多个灯24进行固定和支撑。灯导向件对散射板29和多个光学片26进行支撑，来保持散射板29与多个灯24之间的均匀间距。此外，灯导向件避免因冲击而使多个灯24摇摆和破损。
图2是示出根据相关技术的液晶显示设备的直下型背光单元的截面图。在图2中，将反射片22和灯导向件60顺序地设置在底架50上方。通过反射片22和底架50的多个通孔将灯导向件60与底架50结合。通过灯导向件60对多个灯24进行保持并固定。此外，将散射板29和多个光学片26设置在多个灯24上方。
灯导向件60包括水平部62、支撑部68、保持部66和结合部64。由于具有锥形的支撑部68从水平部62的正面向上伸出，来支撑散射板29和多个光学片26，因此将各个灯24与散射板29之间的间距保持均匀。水平部62的正面上的保持部66对各个灯24进行保持并固定。此外，保持部66包括具有开放部分的环形。结合部64从水平部62的背面向下伸出，并且通过反射片22和底架50的多个通孔插入。
由于LCD设备的尺寸增大，因此LCD设备的薄外形已经成为最近研究和开发的对象。例如，建议了在散射板29与各个灯24之间具有减小的第一距离d1和在反射片22与各个灯24之间具有减小的第二距离d2的LCD设备。然而，由于减小的第一距离d1和第二距离d2，该LCD设备具有缺点。例如，来自背光单元的光可能具有灯导向件60的阴影带。当通过散射板29对来自各个灯24的光进行散射时，由于在散射板29的正面的全反射，产生彼此分离的多个虚像。具体地，包裹和阻挡各个灯24的部分外表面的灯导向件60的保持部66产生相应的虚像。由于将灯导向件60的水平部62沿垂直线设置，因此与灯导向件60的保持部66所保持的相邻灯24的阻挡部分相对应的虚像彼此交叠，并且由于光损失形成具有相对低亮度的阴影带。结果，阴影带导致LCD设备的显示图像的瑕疵(stain)。
图3是示出根据相关技术的背光单元的亮度分布图像的图。在图3中，由于与相邻灯24(图2的)相对应的虚像彼此交叠，因此在背光单元的亮度分布图像中产生阴影带，并且降低了包括背光单元的LCD设备的显示质量。
发明内容
因此，本发明涉及一种灯导向件和包括该灯导向件的液晶显示设备，其能够基本上克服因相关技术的局限和缺点带来的一个或更多个问题。
本发明的目的是提供一种去除了阴影带的背光单元。
本发明的另一个目的是提供一种具有薄外形和提高的显示质量的液晶显示设备。
本发明的附加特征和优点将在下面的描述中描述且将从描述中部分地显现，或者可以通过本发明的实践来了解。通过书面的说明书及其权利要求以及附图中特别指出的结构可以实现和获得本发明的目的和其他优点。
为了实现这些和其他优点，按照本发明的目的，作为具体和广义的描述，一种灯导向件包括：水平部；至少一个支撑部，其从所述水平部的正面伸出；以及多个保持部，其位于所述水平部的正面上，所述多个保持部中的每一个对灯进行保持并且相对于所述水平部扭转。
在另一方面，一种背光单元包括：多个灯；多个灯导向件，所述多个灯导向件中的每一个包括：水平部；至少一个支撑部，其从所述水平部的正面伸出；以及多个保持部，其位于所述水平部的正面上，所述多个保持部中的每一个保持所述多个灯中的每一个并且相对于所述水平部扭转；以及一对侧支架，其固定并支撑所述多个灯中的每一个的相对端部。
在又一方面，一种液晶显示设备包括：底架；多个灯，其位于所述底架的上方；多个灯导向件，所述多个灯导向件中的每一个包括：水平部；至少一个支撑部，其从所述水平部的正面伸出；以及多个保持部，其位于所述水平部的正面上，所述多个保持部中的每一个保持所述多个灯中的每一个并且相对于所述水平部扭转；一对侧支架，其固定并支撑所述多个灯中的每一个的相对端部；液晶面板，其位于所述多个灯的上方；主框架，其围绕所述液晶面板的侧表面；以及顶架，其围绕所述液晶面板的前边缘表面，其中通过所述主框架将所述顶架和所述底架结合以在其中包括所述液晶面板。
附图说明
附图被包括在本说明书中以提供对本发明的进一步理解，并结合到本说明书中且构成本说明书的一部分，附图示出了本发明的实施方式。
图1是示出根据相关技术的包括直下型背光单元的液晶显示设备的截面图；
图2是示出根据相关技术的液晶显示设备的直下型背光单元的截面图；
图3是示出根据相关技术的背光单元的亮度分布图像的图；
图4是示出根据本发明的实施方式的液晶显示设备的分解立体图；
图5是示出根据本发明的实施方式的液晶显示设备的截面图；
图6A和图6B分别是示出根据本发明的实施方式的液晶显示设备的背光单元的立体图和平面图；
图7是示出根据本发明的实施方式的液晶显示设备的背光单元的平面图；
图8是示出根据本发明的实施方式的液晶显示设备的背光单元的亮度分布图像的图；
图9是示出根据本发明的另一实施方式的背光单元的平面图；
图10是示出根据本发明的又一实施方式的背光单元的平面图；以及
图11是示出根据本发明的再一实施方式的背光单元的平面图。
具体实施方式
下面将详细描述实施方式，在附图中示例出了其示例。在可能的情况下，相似的标号用于代表相同或类似部件。
图4是示出根据本发明的实施方式的液晶显示设备的分解立体图。
在图4中，液晶显示(LCD)装置包括底架150、背光单元120、液晶面板110、主框架130和顶架140。
液晶面板110包括第一基板112、第二基板114以及第一基板112与第二基板114之间的液晶层(未示出)。虽然未在图4中示出，但是在被称为下基板或阵列基板的第一基板112的内表面上形成选通线和数据线。选通线与数据线交叉来限定像素区，并且薄膜晶体管(TFT)连接到选通线和数据线。在像素区中形成连接到TFT的像素电极。此外，在被称为上基板或滤色基板的第二基板114的内表面上形成黑底和滤色层。黑底可与选通线、数据线和TFT相对应。滤色层包括分别与像素区相对应的红、绿和蓝滤色器。在黑底和滤色层上形成公共电极。
通过载带封装(TCP)或柔性印刷电路板(FPC)将数据驱动单元117a和选通驱动单元117b连接到液晶面板110的相邻两侧。数据驱动单元117a在各帧中向数据线施加图像信号，选通驱动单元117b向选通线顺序地施加TFT的导通/截止信号。数据和选通驱动单元117a和117b向主框架130的侧表面或底架150的背面弯曲。在第一基板112和第二基板114的外表面上分别形成第一和第二偏振板。当通过选通驱动单元117b的导通/截止信号将连接到选通线的TFT导通时，向像素电极提供数据驱动单元117a的图像信号。通过在像素电极与公共电极之间产生的电场对液晶层进行重新设置，并且对液晶层的透射率进行调整来显示图像。
将背光单元120设置在液晶面板110下面，来向液晶面板110提供光。背光单元120包括反射片122、多个灯124、多个灯导向件160、—对侧支架128、散射板129和多个光学片126。将反射片122设置在底架150上方，并且将光从多个灯124向液晶面板110反射。例如，反射片122可包括铝(Al)。多个灯124在反射片122上方彼此平行且隔开。例如，多个灯可包括冷阴极荧光灯(CCFL)、热阴极荧光灯(HCFL)及外部电极荧光灯(EEFL)的其中一种。此外，所述一对侧支架128对多个灯124中的每一个的相对端部进行固定和支撑，多个灯导向件160对多个灯124中的每一个的中间部分进行固定和保持。通过底架150中的多个第一通孔151和反射片122中的多个第二通孔123，将多个灯导向件160中的每一个与底架150和反射片122结合。此外，将多个灯导向件160中的每一个设置为与多个灯124中的每一个构成约10°到约80°的角度，优选地为约40°到约50°。
将散射板129设置在多个灯124上方，将多个光学片126设置在散射板129上方。散射板129对光进行散射，来提高亮度的均匀性。例如，散射板129可在其上表面或下表面上包括透镜图案或棱镜图案。或者，散射板129可包括第一层和第二层的双层结构，其具有不同折射率以在界面产生折射效果。多个光学片126可包括散射片、棱镜片和保护片，来提高来自多个灯124的光的效率。结果，通过散射板129和多个光学片126向液晶面板110提供从多个灯124发射的并在反射片122上反射的光，并且当光穿过散射板129和多个光学片126时，光的亮度变得均匀。
将背光单元120和液晶面板110顺序地设置在底架150上方，主框架130围绕背光单元120和液晶面板110的侧表面。顶架140围绕液晶面板110的前边缘表面，底架150包裹背光单元120的背面。底架150可具有矩形，底架150的两个相对侧边可弯曲。此外，顶架140可在截面图中具有“L”形。通过主框架130将顶架140和底架150结合，以在其中包括液晶面板110和背光单元120。
图5是示出根据本发明的实施方式的液晶显示设备的截面图。
在图5中，液晶显示(LCD)设备包括液晶面板110、背光单元120、底架150、主框架130和顶架140。与根据相关技术的LCD设备相比，减少了散射板129与各个灯124之间的第一距离D1以及反射片122与各个灯124之间的第二距离D2。因此，LCD设备具有更薄的外形。虽然未在图5中示出，但是散射板129可在其上表面或下表面上具有透镜图案或棱镜图案，或者可具有折射率不同的第一层和第二层的双层结构。结果，通过散射板129对来自多个灯24的光进行散射，并且提高了背光单元的亮度均匀性，由此避免诸如显示图像的瑕疵的恶化。
而且，由于将多个灯导向件中的每一个设置为与多个灯中的每一个构成约10°到约80°的角度，优选地为约40°到约50°，因此与单个灯导向件所保持的相邻灯相对应的虚像不彼此交叠，使得可以在根据本发明的LCD设备中避免阴影带。
图6A和图6B分别是示出根据本发明的实施方式的液晶显示设备的背光单元的立体图和平面图。
在图6A中，将灯导向件160设置在反射片122(图5的)上方。灯导向件160包括水平部162、支撑部168、第一和第二保持部166a和166b、以及结合部164。水平部162具有矩形板状，并且用作灯导向件160的主体。由于具有锥形的支撑部168从水平部162的正面向上伸出来支撑散射板129(图5的)和多个光学片126(图5的)，因此将各个灯124与散射板129之间的间距保持均匀，并且避免了散射板129的弯曲。支撑部168可具有大于第一和第二保持部166a和166b中的每一个的、从水平部162的正面开始的高度。此外，结合部164从水平部162的背面向下伸出，并且通过反射片122和底架150(图5的)的多个通孔插入，由此将灯导向件160固定到底架150上。例如，灯导向件160可包括至少两个结合部164，并且各个结合部164具有弯曲部分。
另外，在另一个实施方式中可将结合部与塑料的反射片或底架一体形成，并且当底架由反射材料形成时可省去反射片。因此，在另一个实施方式中，在没有反射片的包括与结合部相对应的突出部分的底架上，可形成包括水平部、支撑部和保持部的灯导向件。
底架150包括多个第一通孔151(图4的)，反射片122包括多个第二通孔123(图4的)。多个第一通孔151和多个第二通孔123与多个灯导向件160的结合部164相对应。因此，将结合部164插入多个第二通孔123和多个第一通孔151中的每一个，由此将灯导向件固定到底架150上。
水平部162的正面上的第一和第二保持部166a和166b中的每一个保持并固定各个灯124。第一和第二保持部166a和166b中的每一个包括具有开放部分的环形。如图6B所示，将各个灯124沿第一方向x1设置，将灯导向件160的水平部162沿第二方向x2设置以与第一方向x1构成第一角度α。因此，第一和第二保持部166a和166b相对于水平部162扭转了第二角度β(＝90°-α)。例如，第一角度α在约10°到约80°的范围内，优选地为约40°到约50°。由于将灯124的长轴沿第一方向x1设置，并将水平部162的长轴沿第二方向x2设置，因此第一和第二保持部166a和166b的正面的法线与第一方向x1平行，并且与第二方向x2构成第一角度α。结果，将多个灯导向件
Figure G2008101869362D0008103252QIETU
设置为使得水平部162的长轴与第一方向x1构成第一角度α。
图7是示出根据本发明的实施方式的液晶显示设备的背光单元的平面图。
在图7中，将多个灯124设置在反射片122上方。多个灯124彼此平行并且隔开。多个灯导向件160保持并固定多个灯124。例如，单个灯导向件160可保持并固定至少两个相邻灯124。此外，可将多个灯导向件160交替地设置在各个灯124的一个侧部。例如，可通过四个灯导向件160固定八个灯124。第一灯导向件160a可保持第一和第二灯124a和124b的左侧部，第三灯导向件160c可保持第五和第六灯124e和124f的左侧部。此外，第二灯导向件160b可保持第三和第四灯124c和124d的右侧部，并且第四灯导向件160d可保持第七和第八灯124g和124h的右侧部。
由于将多个灯导向件160中的每一个设置为使得水平部162(图6B的)的长轴与各个灯124的长轴构成约10°到约80°的第一角度，优选地为约40°到约50°，因此不将单个灯导向件160的第一和第二保持部166a和166b(图6B的)沿垂直线设置，并且与第一和第二保持部166a和166b所保持的相邻灯124相对应的虚像不彼此交叠。例如，与保持第一灯124a的第一灯导向件160a的第一保持部166a相对应的虚像不和与保持第二灯124b的第一灯导向件160a的第二保持部166b相对应的虚像交叠。
另外，由于将多个灯导向件160交替地设置在各个灯124的一个侧部，因此不将相邻的灯导向件160沿垂直线设置，并且与相邻的灯导向件160所保持的相邻灯124相对应的虚像不彼此交叠。例如，与保持第二灯124b的第一灯导向件160a的第二保持部166b相对应的虚像不和与保持第三灯124c的第二灯导向件160b的第一保持部166a相对应的虚像交叠。结果，在背光单元中避免了具有相对低亮度的阴影带。
而且，由于通过多个灯导向件160将散射板129(图5的)与各个灯124之间的间距保持均匀，因此提高了散射效率。而且，由于通过多个灯导向件160固定多个灯124，因此避免了多个灯124的摇摆和破损。此外，由于通过多个灯导向件160支撑散射板129和多个光学片126(图5的)，因此避免了散射板129和多个光学片126的弯曲。
在另一个实施方式中，可将多个灯导向件160设置为使得多个灯导向件160中的两个不形成垂直线。
图8是示出根据本发明的实施方式的液晶显示设备的背光单元的亮度分布图像的图。
在图8中，由于各个灯导向件的水平部相对于各个灯扭转形成约10°到约80°的第一角度，优选地为约40°到约50°，并且将多个灯导向件交替地设置，因此避免由于与相邻灯的保持部相对应的虚像的交叠而产生的阴影带。可根据多个灯的数量来确定多个灯导向件的数量。此外，各个灯导向件的第一和第二保持部可以具有各种形状。例如，第一和第二保持部中的每一个可以具有“Y”形或“U”形。另外，可根据单个灯导向件所包括的保持部的数量来改变多个灯导向件的数量。而且，可在另一个实施方式中改变结合部的数量和形状。
虽然第一到第四灯导向件160a到160d中的各个水平部的长轴与图7中第一方向x1的正部分构成第一角度α，但是在另一个实施方式中第一到第四灯导向件160a到160d的水平部的长轴可与第一方向x1的正部分和负部分的其中之一构成第一角度α。图9到11是示出根据本发明的另一个实施方式的液晶显示设备的背光单元的平面图。
在图9中，将多个灯224设置在反射片222上方，多个灯导向件260保持并固定多个灯224。例如，第一到第四灯导向件260a到260d中的每一个的水平部可与负第一方向-x1构成第一角度α。
在图10中，将多个灯324设置在反射片322上方，多个灯导向件360保持并固定多个灯324。例如，第一和第三灯导向件360a和360c中的每一个的水平部可与正第一方向+x1构成第一角度α，第二和第四灯导向件360b和360d中的每一个的水平部可与负第一方向-x1构成第一角度α。
在图11中，将多个灯424设置在反射片422上方，多个灯导向件460保持并固定多个灯424。例如，第一和第三灯导向件460a和460c中的每一个的水平部可与负第一方向-x1构成第一角度α，第二和第四灯导向件460b和460d中的每一个的水平部可与正第一方向+x1构成第一角度α。
因此，在根据本发明的液晶显示设备中，由于灯导向件的水平部相对于灯扭转形成第一角度，因此与相邻灯的保持部相对应的虚像不彼此交叠，并且避免了亮度分布图像的阴影带。结果，提高了背光单元的均匀性和亮度。另外，由于通过灯导向件将散射板与灯之间的间距保持均匀，因此获得了均匀的面光源。此外，由于通过灯导向件稳定地保持并固定灯，因此避免了灯的摇摆和破损。
对于本领域技术人员而言很明显，在不偏离本发明的精神或范围的条件下，可以在本发明的背光单元和包括该背光单元的液晶显示设备中做出各种修改和变型。因而，本发明在落入所附权利要求及其等同物的范围内的条件下旨在涵盖本发明的修改和变型。

Claims (16)

1.一种灯导向件，该灯导向件包括：
水平部；
至少一个支撑部，其从所述水平部的正面伸出；以及
多个保持部，其位于所述水平部的正面上，所述多个保持部中的每一个对灯进行保持并且相对于所述水平部扭转；
其中所述水平部的长轴与所述灯的长轴的正部分和负部分的其中之一构成10°到80°的角度。
2.根据权利要求1所述的灯导向件，该灯导向件还包括从所述水平部的背面伸出的至少一个结合部。
3.根据权利要求1所述的灯导向件，其中，所述至少一个支撑部相对于所述水平部的正面的高度大于所述多个保持部中的每一个相对于所述水平部的正面的高度。
4.根据权利要求1所述的灯导向件，其中所述多个保持部中的每一个呈具有开放部的环形。
5.根据权利要求1所述的灯导向件，其中所述至少一个支撑部呈锥形。
6.一种背光单元，该背光单元包括：
多个灯；
多个灯导向件，所述多个灯导向件中的每一个包括：
水平部；
至少一个支撑部，其从所述水平部的正面伸出；以及
多个保持部，其位于所述水平部的正面上，所述多个保持部中的每一个保持所述多个灯中的每一个并且相对于所述水平部扭转；以及
一对侧支架，其固定并支撑所述多个灯中的每一个的相对端部；
其中所述水平部的长轴与所述多个灯中的每一个的长轴的正部分和负部分的其中之一构成10°到80°的角度。
7.根据权利要求6所述的背光单元，该背光单元还包括从所述水平部的背面伸出的至少一个结合部。
8.根据权利要求6所述的背光单元，其中将所述多个灯导向件交替地设置在所述多个灯中的每一个的一个侧部。
9.根据权利要求8所述的背光单元，其中所述多个灯导向件包括第一到第四灯导向件，并且所述多个灯包括各具有相对的第一侧部和第二侧部的第一到第八灯，其中所述第一灯导向件保持所述第一灯和第二灯的第一侧部，所述第二灯导向件保持所述第三灯和第四灯的第二侧部，所述第三灯导向件保持所述第五灯和第六灯的第一侧部，并且所述第四灯导向件保持所述第七灯和第八灯的第二侧部。
10.根据权利要求6所述的背光单元，该背光单元还包括：
反射片，其位于所述多个灯的下方；
散射板，其位于所述多个灯的上方；以及
多个光学片，其位于所述散射板的上方。
11.根据权利要求10所述的背光单元，其中所述散射板在其上表面和下表面中的至少一个上包括透镜图案和棱镜图案中的一个。
12.根据权利要求10所述的背光单元，其中所述散射板包括具有不同折射率的第一层和第二层的双层结构。
13.一种液晶显示设备，该液晶显示设备包括：
底架；
多个灯，其位于所述底架的上方；
多个灯导向件，所述多个灯导向件中的每一个包括：
水平部；
至少一个支撑部，其从所述水平部的正面伸出；以及
多个保持部，其位于所述水平部的正面上，所述多个保持部中的每一个保持所述多个灯中的每一个并且相对于所述水平部扭转；
一对侧支架，其固定并支撑所述多个灯中的每一个的相对端部；
液晶面板，其位于所述多个灯的上方；
主框架，其围绕所述液晶面板的侧表面；以及
顶架，其围绕所述液晶面板的前边缘表面，其中通过所述主框架将所述顶架和所述底架结合以在其中包括所述液晶面板；
其中所述水平部中的每一个的长轴与所述多个灯中的每一个的长轴的正部分和负部分的其中之一构成10°到80°的角度。
14.根据权利要求13所述的液晶显示设备，其中所述多个灯导向件中的每一个还包括从所述水平部的背面伸出的至少一个结合部，所述至少一个结合部与所述底架结合。
15.根据权利要求13所述的液晶显示设备，该液晶显示设备还包括：
反射片，其位于所述底架与所述多个灯之间；
散射板，其位于所述多个灯的上方；以及
多个光学片，其位于所述散射板的上方。
16.根据权利要求13所述的液晶显示设备，其中将所述多个灯导向件交替地设置在所述多个灯中的每一个的一个侧部。
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