CN101737669A

CN101737669A - 背光单元

Info

Publication number: CN101737669A
Application number: CN200910151194A
Authority: CN
Inventors: 安相铉
Original assignee: LG Display Co Ltd
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 2008-11-14
Filing date: 2009-07-29
Publication date: 2010-06-16
Also published as: US20100124047A1; TW201019015A; KR20100054700A; US8167473B2; TWI403805B

Abstract

公开了一种能实现薄化并能防止斑点缺陷的背光单元。该背光单元包括以固定的间隔布置的多个LED、设置在所述LED之下并构造成反射光的反射片、设置在所述LED上并构造成扩散光的扩散板、和在所述扩散板的上表面上沿着所述扩散板的一侧的中央的对角线方向形成的多个倒金字塔状图案。所述多个LED包括以Z字形布置的多个奇数行LED和多个偶数行LED。

Description

背光单元

本申请要求2008年11月14日提交的韩国专利申请No.10-2008-0113668的优先权，其在这里全部结合作为参考。

技术领域

本公开内容涉及一种能实现薄化(slimness)并防止斑点缺陷(staindefect)的背光单元。

背景技术

有这样一个趋势，即，由于诸如轻重量、薄化、低驱动电压等这样的特点，液晶显示(LCD)器件正在扩宽它们的应用领域。这一趋势以LCD器件已应用于办公自动化设备、音频设备、视频设备等的方式得到明显的证明。为了显示画面，LCD器件根据施加给多个控制开关的图像信号控制光的透过量。

不是自发光的LCD器件包括将光照射在显示画面的LCD面板的后表面上的背光单元。根据其光源的设置(disposition)，背光单元要么归为边缘型(edge type)，要么归为直下型(direct type)。

边缘型背光单元包括设置在与LCD面板的一侧对应的位置中的光源。而且，边缘型背光单元使用导光板将从光源发射的光照射到LCD面板的整个表面上。另一方面，直下型背光单元包括与LCD面板的后表面相对布置的多个光源。这些多个光源直接将光施加给LCD面板的后表面。因为使用多个光源，所以直下型背光单元与边缘型背光单元相比，具有更高的亮度和更宽的发光表面。此外，相应于LCD器件的增大的尺寸，这种背光单元的尺寸变得更大。鉴于这些特点，直下型背光单元广泛用在LCD器件中。

这种直下型背光单元在包括光源的区域与不包括光源的区域之间产生亮度差。这是由这样的构造导致的，即，在该构造中，多个光源在LCD面板的后表面上以固定间隔布置。为了校正它，LCD器件中包含的现有技术的直下型背光单元增加光源与设置在光源之上的扩散板之间的距离(或间隙)。因此，现有技术的直下型背光单元能防止在包括光源的区域与不包括光源的区域之间的亮度差。换句话说，现有技术的直下型背光单元能实现均匀的亮度。

然而，为了实现均匀的亮度，大尺寸LCD器件中使用的直下型背光单元必需在光源与扩散板之间保持足够的距离(或间隙)。因此，现有技术的直下型背光单元使得很难开发尺寸薄得足以满足消费者的需求的LCD器件。

此外，近来在背光单元中用作光源的发光二极管(LED)大大增大(intensify)了其中设置有LED的区域与未设置有LED的区域之间的亮度差。由于该原因，在使用具有LED的直下型背光单元的LCD器件所显示的图像上产生了斑点缺陷。

发明内容

因此，本公开内容的实施方式涉及一种背光单元，其基本上克服了由于现有技术的限制和缺点而导致的一个或多个问题。

该实施方式的一个目的是提供一种能实现薄化并防止斑点缺陷的背光单元。

在下面的描述中将列出各实施方式的其它的特征和优点，且通过所述描述，其一部分将是显而易见的，或者可从各实施方式的实践领会到。通过所写说明书及这里的权利要求(所要求保护的技术方案)以及附图中特别指出的结构可实现和获得各实施方式的优点。

根据本公开内容一个实施方式的一般方面，背光单元可包括：以固定的间隔布置的多个LED；设置在这些LED之下并构造成反射光的反射片；设置在这些LED上并构造成扩散光的扩散板(diffusion plate)；和以凹雕(intaglio)形式形成在所述扩散板的上表面上的多个倒金字塔状图案，其中所述多个倒金字塔状图案沿着与相对于所述扩散板的一侧倾斜大于0°的角度的倾斜线平行的各条线布置，并且其中所述多个LED包括多个奇数行LED和多个偶数行LED，且奇数行中的两个相邻LED与偶数行中相应的两个相邻LED构成平行四边形。

此外，倒金字塔状图案的一个侧表面可相对于扩散板的侧表面倾斜大约45°的角度。

另外，扩散板可由包含环烯烃聚合物(Cyclo Olefin Polymer)(COP)和环烯烃共聚物(Cyclo Olefin Co-polymer)(COC)中的一种树脂材料和散布(dispersing)颗粒的混合物形成。

再有，倒金字塔状图案的底部可被截(cut)成以平坦(planar)结构的形式形成，其中所述底部与扩散板的上表面相对。

此外，倒金字塔状图案的顶部的宽度可在大约50到100μm的范围内，且所述顶部位于扩散板的上表面上。

另外，倒金字塔状图案的凹雕深度可在大约20到50μm的范围内。

再有，两个相邻的倒金字塔状图案的中心之间的间距可在大约50到100μm的范围内。

此外，彼此相邻的倒金字塔状图案之间的距离可在10μm以下。

还有，扩散板的厚度可在大约1到2mm的范围内。

另外，扩散板的后表面与反射片的上表面之间的距离可在大约3到8mm的范围内。

再有，同一行的相邻的奇数行LED之间的距离可在大约34mm以下。

此外，同一行的相邻的偶数行LED之间的距离可在大约34mm以下。

还有，在不同行上相邻的奇数行LED之间的距离可在大约40mm以下。

另外，在不同行上相邻的偶数行LED之间的距离可在大约40mm以下。

应理解的是，在不脱离本公开内容精神的范围下，各种变化或修改或它们的重组对本领域的普通技术人员来说是可能的。

根据下面的附图和详细描述的解释，其他系统、方法、特征和优点对于本领域技术人员来说将是显而易见的或将变得显而易见。意在使所有这些另外的系统、方法、特征和优点都包含在本说明书中、在本发明的范围内、并由随后的权利要求(所要求保护的技术方案)所保护。这部分任何东西都不应认为是对那些权利要求(所要求保护的技术方案)的限制。下面结合各实施方式讨论进一步的方面和优点。应当理解，本发明前面的一般性描述和下面的详细描述都是典型性的和解释性的，意在提供如所要求保护的公开内容的进一步的解释。

附图说明

所包括用来提供各实施方式的进一步理解并结合在内组成本申请一部分的附图，图解了本发明的实施方式并与说明书一起用于解释本公开内容。在附图中：

图1是显示根据本公开内容一个实施方式的直下型LCD器件的分解透视图；

图2是显示沿图1的线I-I’的直下型LCD器件的断面图；

图3是显示图1中的扩散板的平面图；

图4是显示沿图3的线II-II’的扩散板的断面图；

图5是显示根据本公开内容另一个实施方式的扩散板的断面图；和

图6是显示根据本公开内容一个实施方式的设置在扩散板之下的光源单元的一部分的平面图。

具体实施方式

现在将详细参照本公开内容的各实施方式进行描述，附图中图解了其实例。为了将其思想传达给本领域普通技术人员，提供此后引入的这些实施方式作为实例。因此，这些实施方式可以以不同的形式实施，从而并不限于这里所述的这些实施方式。而且，为了附图中的简便起见，器件的尺寸和厚度可能表示成被夸大了(exaggerated)。在任何可能的地方，在包括附图的整个公开内容中将使用相同的参考数字表示相同或相似的部件。

图1是显示根据本公开内容一个实施方式的直下型LCD器件的分解透视图。图2是显示沿图1的线I-I’的直下型LCD器件的断面图。参照图1和2，根据本公开内容一个实施方式的直下型LCD器件包括构造成显示图像的LCD面板110和设置成将光照射在LCD面板110的后表面上的背光单元120。

LCD面板110包括彼此相对设置并结合成在其间保持一盒间隙的薄膜晶体管基板111和滤色器(color filter)基板113、以及夹在基板111与113之间的液晶层。薄膜晶体管基板111包括多条栅线、多条数据线和多个晶体管。栅线和数据线彼此交叉并限定(define)像素。每个晶体管都设置在栅线和数据线的交叉处。滤色器基板113包括黑矩阵和多个滤色器。每个滤色器都形成在各自的像素上。黑矩阵形成在与栅线、数据线和薄膜晶体管相对的滤色器的边缘上。

LCD器件还包括设置在LCD面板110一侧上的数据驱动单元115和设置在LCD面板110另一侧上的栅驱动单元117。数据驱动单元115给LCD面板110上的数据线施加数据信号。在一个水平周期(horizontal period)中，栅驱动单元117给LCD面板110上的栅线顺序施加扫描信号并迫使与各条栅线连接的薄膜晶体管导通(或激活(activated))。这种数据和栅驱动单元115和117安装在印刷电路板(PCBs)上。而且，数据和栅驱动单元115和117借助带载封装(tape carrier packages)(TCPs)118与LCD面板110电连接。

现在将解释可应用于至少20英寸的大尺寸LCD器件的根据本公开内容一个实施方式的直下型背光单元。

按照顺序，现在将对根据本公开内容的一个实施方式的背光单元作为一直下型的背光单元进行解释，其可应用于至少20英寸的大尺寸LCD器件。

背光单元120包括具有敞开的(opened)上表面的底盖180、以固定的间隔布置在底盖180上的多个光源单元160、设置在多个光源单元160上的扩散板150、设置在扩散板150上的光学片140和设置在多个光源单元160之下的反射片170。扩散板150用于扩散光。光学片140迫使光扩散和会聚。反射片170将从光源单元160向下传播的光朝向LCD面板110反射。

多个光源单元160的每一个光源单元都包括印刷电路板(PCB)161和以固定的间隔安装在PCB 161上的多个LED 163。PCB 161包括从外部接收光源驱动信号的导电图案。各LED 163被布置成形成三角形结构。然而，根据本实施方式的各LED 163的排布构造并不限于此。实际上，各LED 163可以以各种构造进行布置，这些构造包括以四个为一组布置LED的四边形(quad)构造。

扩散板150扩散从LED 163发射的光。为此，扩散板150包括形成在其上的多个倒金字塔状图案。

扩散板150由诸如环烯烃聚合物(COP)或环烯烃共聚物(COC)之类的树脂材料形成。因COP和COC具有优良的耐热和抗湿特性并具有优良的穿透(transparent)性和电特性，使得很难用热去改变由COP或者COC形成的扩散板150。而且，因为COP和COC在熔融状态下可非常好地流动，所以很容易精确地形成由COP或COC形成的扩散板150。此外，因为COP和COC每个都具有比一般的(商业上的或其他的)树脂的整体密度(entiredensity)低至少15％的整体密度，所以COP或者COC形成的扩散板150能大大减小背光单元120或LCD器件的总重量。另外，因为COP和COC具有优良的硬度，所以与一般的丙烯酸树脂比起来，由COP或COC形成的扩展板150难于打破或者破裂。

换句话说，COP或COC的扩散板150具有诸如容易形成精确的图案、轻重量和高硬度之类的几个特征。因此，本发明各实施方式的背光单元和LCD器件能够改善斑点缺陷并且能够更薄。另外，由于扩散板150是以单层结构形成的，所以能够大量生产扩散板150。

在扩散板150的上表面上以凹雕的形式形成倒金字塔状图案。这些倒金字塔状图案以能防止由于在背光单元120中使用各LED 163作为光源而发生的斑点缺陷的构造而布置。更具体地，这些倒金字塔状图案沿与相对于扩散板150的一侧倾斜大于0°的一定角度的倾斜线平行的各条线布置。优选地，这些倒金字塔状图案可沿在扩散板150的一个侧部的中心以45°角倾斜的方向形成。

反射片170的上表面与扩散板150分开3到8mm之间的距离。换句话说，扩散板150的后表面与反射片170的上表面之间的距离在3到8mm的范围内。这样，LCD器件可具有纤薄(slim)得也足以能实现本实施方式的背光单元120的薄化的结构。

在上述构造的背光单元120中，从LED 163发射的光首次被扩散板150的倒金字塔状图案扩散。该首次被扩散的光在照射到LCD面板110上之前借助光学片140再次被扩散和会聚。更具体地说，通过光学片140的棱镜片再次处理来自扩散板150的所述首次被扩散的光。因此，LCD器件可进一步防止产生斑点现象。

在本公开内容一个实施方式的LCD器件中包括具有倒金字塔状图案的这种扩散板150，所述倒金字塔状图案以凹雕形式形成并沿着在扩散板150的一个侧部的中央的对角线方向布置。因此，使用各LED 163作为其光源的LCD器件可防止斑点缺陷。更具体地，根据本公开内容一个实施方式的使用具有倒金字塔状凹雕图案的背光单元的LCD器件，与包含现有技术的背光单元的LCD器件相比，在普通视觉能看到的斑点缺陷方面有至少约80％的改进，并且在亮度方面有至少约7％的改进。

本实施方式的扩散板150可由包含COP(环烯烃聚合物)和COC(环烯烃共聚物)中的一种树脂材料和适当比例的散布颗粒的混合物形成。这样，与现有技术的扩散板相比，扩散板150可进一步提高其大规模生产能力和薄化度。

图3是显示图1中的扩散板的平面图。图4是显示沿图3的线II-II’所取的扩散板的断面图。如图3中所示，根据本公开内容一个实施方式的扩散板包括沿着与相对于扩散板150的一侧倾斜大于0°的一定角度的倾斜线平行的各条线布置的多个倒金字塔状图案151。扩散板150在大约1到2mm的厚度范围内。

倒金字塔状图案151的侧表面在以与扩散板150的侧表面成45°角倾斜的方向上从扩散板150的上表面向下延伸。这样，倒金字塔状图案151以凹入形状的凹雕结构形成在扩散板150的上表面上。换句话说，倒金字塔状图案151每个都具有宽度向内变窄的结构。此外，倒金字塔状图案151每个都具有以平坦结构形成的底部。因此，倒金字塔状图案151的底部将称作平坦表面153。

倒金字塔状图案151的宽度w1在大约50到100μm的范围内，倒金字塔状图案151的凹雕深度h1在大约20到50μm的范围内。而且，倒金字塔状图案151之间的间距p1具有大约50到100μm的范围。此外，彼此相邻的倒金字塔状图案151之间的距离d1在10μm以下。

图5是显示根据本公开内容另一个实施方式的扩散板的断面图。如图5中所示，根据本公开内容另一个实施方式的扩散板250包括以凹雕结构形成的多个倒金字塔状图案251。倒金字塔状图案251的底部以反顶点(inverseapex)结构形成。

倒金字塔状图案251的宽度w2在大约50到100μm的范围内，倒金字塔状图案251的凹雕深度h2在大约20到50μm的范围内。而且，倒金字塔状图案251的间距p2具有大约50到100μm的范围。此外，彼此相邻的倒金字塔状图案251之间的距离d2在10μm以下。

图6是显示根据本公开内容一个实施方式的设置在扩散板之下的光源单元的一部分的平面图。如图6中所示，本实施方式的光源单元160包括以三角形的排布“t”装在PCB 161上的多个LED 163。

该多个LED 163包括多个奇数行LED 163a和多个偶数行LED 163b。该多个奇数行LED 163a和多个偶数行LED 163b彼此相对以Z字形布置。换句话说，奇数行中两个相邻的LED与偶数行中相应的两个相邻的LED构成平行四边形。该多个奇数行LED 163a以固定的间隔布置。类似地，该多个偶数行LED 163b也以固定的间隔布置。

更具体地说，同一行的相邻的奇数行LED 163a之间的距离d3在大约34mm以下。同一行的相邻的偶数行LED 163b之间的距离等于奇数行LED163a之间的距离d3。不同行的相邻的不同奇数行LED 163a之间的距离d4在大约40mm以下。不同行的相邻的不同偶数行LED 163b之间的距离等于彼此相邻的不同奇数行LED 163a之间的距离d4。奇数行LED 163a距一位置的距离d5在大约20mm以下，该位置在相邻的偶数行LED 163b之间并与该奇数行LED163a相对。奇数行LED 163a距另一位置的距离d6在大约17mm以下，该另一位置在该奇数行LED163a与相邻的奇数行LED 163a之间并与相邻的偶数行LED 163b相对。

这样，可以最优地设计各LED 163的排布构造，从而实现背光单元和LCD器件的理想的薄化度。最优化的LED排布构造与扩散板(图4中的150或图5中的250)一起使得更可能实现背光单元和LCD器件的理想的薄化度并防止斑点现象。

更具体地说，为了防止由各LED 163导致的斑点缺陷，根据如上所述的两个实施方式的扩散板150和250可包括诸如Si珠子这样的散布颗粒(没有示出)，其半径为大约2μm。这些颗粒的量大约是现有技术扩散板的颗粒的量的2-3倍。扩散板150或250中包含的散布颗粒初次使各LED 163的亮度分布变均匀。而且，扩散板150或250迫使其上表面上的倒金字塔状图案151或251第二次使前面被均衡过(equalized)的亮度分布均衡。这是由下面的事实导致的，即，倒金字塔状图案151或251根据它们面对的方向和它们的排布，在各LED 163之间的各间距空间(pitch space)中复制(reproduce)(或实现)各LED的图像。

尽管没有参照附图详细解释，但为了移除设置在扩散板150或250上的扩散片，可在数量上控制扩散板150或250中包含的散布颗粒。在该情形下，可更薄地制造背光单元和LCD器件。

在扩散板150或250上还可层叠多个扩散片(没有示出)。该多个扩散片第三次使亮度分布均衡。此外，在扩散片上可层叠多个棱镜片(没有示出)。这些棱镜片第四次使亮度分布均衡为更均匀的状态。这是由下面的事实导致的，即，棱镜片再次复制在各LED 163之间的各间距空间中复制的各LED163的图像。因而，双倍的LED图像复制使设置有各LED的区域与未设置有LED的区域之间的亮度差最小化。

如上所述，根据本公开内容实施方式的LED器件包括以凹雕结构形成有倒金字塔状图案151或251的扩散板150或250。这些倒金字塔状图案沿扩散板150或250的一个侧部的中央的对角线方向布置。因此，LCD器件可防止由各LED导致的斑点缺陷。

尽管仅关于上述的各实施方式有限地解释了本公开内容，但本领域普通技术人员应当理解，本公开内容并不限于这些实施方式，而是在不脱离本公开内容的精神的情况下，各种变化或其修改都是可能的。因此，本公开内容的范围应仅由所附的权利要求(所要求保护的技术方案)及其等价物确定。

Claims

1.一种背光单元，包括：

多个LED，所述多个LED以固定的间隔布置；

反射片，所述反射片设置在所述LED之下并构造成对光进行反射；

扩散板，所述扩散板设置在所述LED上并构造成对光进行扩散；和

多个倒金字塔状图案，所述多个倒金字塔状图案以凹雕形式形成在所述扩散板的上表面上，其中所述多个倒金字塔状图案沿着与相对于所述扩散板的一侧以大于0°的角度倾斜的倾斜线平行的各条线布置；并且

其中所述多个LED包括多个奇数行LED和多个偶数行LED，且奇数行中的两个相邻LED与偶数行中相应的两个相邻LED构成平行四边形。

2.根据权利要求1所述的背光单元，其中所述倒金字塔状图案的一个侧表面相对于所述扩散板的侧表面以大约45°的角度倾斜。

3.根据权利要求1所述的背光单元，其中所述扩散板由包含环烯烃聚合物和环烯烃共聚物中的一种树脂材料和散布颗粒的混合物形成。

4.根据权利要求1所述的背光单元，其中所述倒金字塔状图案的底部被截成以平坦结构形成，并且其中所述底部与所述扩散板的上表面相对。

5.根据权利要求1所述的背光单元，其中所述倒金字塔状图案的顶部的宽度在大约50到100μm的范围内，并且所述顶部位于所述扩散板的上表面上。

6.根据权利要求1所述的背光单元，其中所述倒金字塔状图案的凹雕深度在大约20到50μm的范围内。

7.根据权利要求1所述的背光单元，其中两个相邻的倒金字塔状图案的中心之间的间距在大约50到100μm的范围内。

8.根据权利要求1所述的背光单元，其中彼此相邻的倒金字塔状图案之间的距离在10μm以下。

9.根据权利要求1所述的背光单元，其中所述扩散板的厚度在大约1到2mm的范围内。

10.根据权利要求1所述的背光单元，其中所述扩散板的后表面与所述反射片的上表面之间的距离在大约3到8mm的范围内。

11.根据权利要求1所述的背光单元，其中同一行的相邻的奇数行LED之间的距离在大约34mm以下。

12.根据权利要求1所述的背光单元，其中同一行的相邻的偶数行LED之间的距离在大约34mm以下。

13.根据权利要求1所述的背光单元，其中在不同行上相邻的奇数行LED之间的距离在大约40mm以下。

14.根据权利要求1所述的背光单元，其中在不同行上相邻的偶数行LED之间的距离在大约40mm以下。