CN101761826B - 背光单元和具有该背光单元的液晶显示设备 - Google Patents

背光单元和具有该背光单元的液晶显示设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有均匀亮度(光照度)的背光单元。所述背光单元包括：以固定间隔设置的多个光源；散射板，其设置在光源上，以首次散射从光源发射的光；以及散射片，其被构造为二次散射来自散射板的首次散射光，其中散射片的表面被分成第一区和第二区，第一区与光源相对，并且第二区包括透镜图案部分。

Description

背光单元和具有该背光单元的液晶显示设备
技术领域
本公开涉及适于实现均匀亮度(或光照度(luminance))的背光单元以及具有该背光单元的LCD设备。
背景技术
本申请要求2008年12月23日提交的韩国专利申请No.10-2008-0132719的优先权，此处以引证的方式并入其全部内容。
液晶显示(LCD)设备由于其诸如轻质、纤薄、低驱动电压等等特点，其应用领域有扩大化的趋势。这种趋势通过LCD设备已经应用于办公自动化设备、音频设备、视频设备等等的方式被证实。根据应用于多个控制开关的图像信号，LCD设备控制光的透射量，以显示画面。
LCD设备是非自发光的，其包括背光单元以将光照射到显示画面的LCD面板的后表面。背光单元根据其光源的布置，被分类为侧光型或直下型。
侧光型背光单元包括位于LCD面板一个边缘的光源。而且，侧光型背光单元使用导光板将由光源发射的光施加到LCD面板的整个表面上。另一方面，直下型背光单元包括多个与LCD面板的后表面相对设置的光源。这些多个光源直接把光施加到LCD面板的后表面。和侧光型背光单元相对比，直下型背光单元具有诸如更高的亮度以及多个光源的更广泛的发射维度的优点。
另外，背光单元的尺寸对应于LCD设备的尺寸增大而变大。因此，直下型背光单元通常应用于LCD设备。采用直下型背光单元的LCD设备一般使多个光源设置为以固定间隔与LCD面板的后表面分离。
然而，由于多个光源被设置为刚好在LCD面板的下面，包括直下型背光单元的LCD设备使得多个光源被投影成足以在LCD面板上用裸眼可见。
为解决这一问题，LCD设备可以增加光源和设置于其上的散射板之间的距离。在这种情况下，可以改善设置了光源的区域与没有设置光源的区域之间亮度差异。换而言之，LCD设备能够获得均匀亮度。另一方面，难以纤薄地制造包括直下型背光单元的LCD设备。
发明内容
因此，本实施方式涉及一种背光单元以及具有该背光单元的LCD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。
本发明实施方式的一个目的是提供一种具有均匀亮度(或光照度)的背光单元以及具有该背光单元的LCD设备。
本发明实施方式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实施方式的实践来了解。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实施方式的优点。
根据本发明实施方式的一个普通方面，一种背光单元包括：以固定间隔设置的多个光源；散射板，其设置在光源上，以首次散射从光源发射的光；以及散射片，其被构造为二次散射来自散射板的首次散射光，其中散射片的表面被分成第一区和第二区，第一区与光源相对，并且第二区包括透镜图案部分。
根据本发明实施方式的另一方面的LCD设备包括：液晶显示面板；多个光源，其以固定间隔设置在液晶显示面板的下方；散射板，其设置在光源上，以首次散射从光源发射的光；以及散射片，其被构造为二次散射来自散射板的首次散射光，其中散射片的表面被分成第一区和第二区，第一区与光源相对，并且第二区包括透镜图案部分。
在对下面的附图和详细描述的研究之后，其他系统、方法、特征和优点对于本领域的技术人员来说将是或将变得明显。意欲将这种附加的系统、方法、特征和优点包括在本描述中，使其落入在本发明的范围之内，并且得到下面的权利要求的保护。本部分中任何内容不应作为对那些权利要求的限制。结合本实施方式，下面讨论其他的方面和优点。应当理解，本公开的上述一般描述和下述详细描述是示例性和说明性的，且旨在提供所要求保护的本公开的进一步解释。
附图说明
附图被包括在本申请中以提供对本发明实施方式的进一步理解，并结合到本申请中且构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施方式，且与说明书一起用于解释本公开。附图中：
图1是示出了根据本公开的实施方式的具有直下型背光单元的LCD设备的分解立体图；
图2是示出了如图1所示的具有直下型背光单元的LCD设备沿着I-I’线提取的截面图；
图3是对应于图2所示的A部分的直下型背光单元的一部分的放大截面图；
图4是示出了图1至图3所示的散射片的表面的平面图；以及
图5是对本发明实施方式的具有散射片的背光单元的光照度(或亮度)和光照度均匀性进行测量的数据表的图表。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的实施方式，在附图中例示出了其示例。在下文中介绍的这些实施方式被提供作为示例，以向本领域的普通技术人员传达其精神。因此，这些实施方式以不同的形式来实施，由此不限于在此所描述的这些实施方式。另外，为了便于说明附图，设备的尺寸和厚度可能被夸大地表示。在可能的情况下，相同的标号在包括附图的本公开中代表相同或类似部件。
图1是示出了根据本公开的实施方式的具有直下型背光单元的LCD设备的分解立体图。图2是示出了如图1所示的具有直下型背光单元的LCD设备沿着I-I’线提取的截面图；
参考图1和图2，根据本公开的第一实施方式的LCD设备包括用于显示图像的LCD面板110、设置在LCD面板110的后表面上并且向LCD面板110提供光的背光单元120、以及与背光单元120结合并且支撑LCD面板110的边缘的面板引导部100。
尽管在图中没有详细示出，但是LCD面板110包括被结合为彼此相对并在其间保持均匀单元间隙的薄膜晶体管(TFT)阵列基板和滤色器基板，以及夹在两基板之间的液晶层。TFT阵列基板包括形成在其上的多条选通线、与多条选通线交叉形成的多条数据线、以及形成在选通线与数据线的各个交叉处的TFT。
选通驱动器印刷电路板(PCB)111设置在LCD面板110的一个边缘，并且数据驱动器PCB 112设置在LCD面板110的另一边缘。选通驱动器PCB 111向选通线施加扫描信号。数据驱动器PCB 112向数据线施加数据信号。在这种情况下，选通驱动器PCB 111和数据驱动器PCB 112通过膜上芯片(COF)的方式电连接至LCD面板110。COF可以用带载封装(TCP)来替换。
现在仅针对于包括在至少为20英寸的LCD设备中的直下型背光单元来说明本公开的第一实施方式。
背光单元120包括朝上开放的底盖180、在底盖180上以固定间隔彼此分离设置的多个光源150、设置在多个光源150上并且首次散射光的散射板135、设置在散射板135上并且二次散射和会聚光的光学片130、以及设置在多个光源150下方的反射片170。反射片170朝着LCD面板110反射从光源向下行进的光。
背光单元120包括设置在多个光源150的两个端部处的第一和第二光源驱动部分160a和160b、设置在多个光源150的两个端部处的第一和第二支撑侧部140a和140b。第一和第二光源驱动部分160a和160b向多个光源150施加驱动信号。为此，第一光源驱动部分160a包括第一驱动PCB 162a，以及设置在第一驱动PCB 162a上并与多个光源150的一个端部相连的第一插座164a。类似地，第二光源驱动部分160b也包括第二驱动PCB 162b，以及设置在第二驱动PCB 162b上并与多个光源150的另一个端部相连的第二插座164b。第一和第二支撑侧部140a和140b将从光源150发射出来的光引导至LCD面板110的边缘区域并且支撑散射片135和光学片130。光源150可以包括CCFL(冷阴极荧光灯)、EEFL(外部电极荧光灯)或LED(发光二极管)。
散射板135首次散射光并且将首次散射的光导向光学片130。虽然附图中并未示出，但是在散射板135的后表面上形成反射图案。
光学片130包括二次分散来自散射板135的首次散射光的散射片133、将来自散射片133的二次散射光朝着LCD面板110会聚的会聚片132、以及设置在会聚片132上并保护该会聚片132的保护片131。本实施方式的散射片133被分为分别与多个光源150相面对的第一区和不与多个光源150相对的第二区。透镜图案形成于第二区。透镜图案防止或最小化多个光源150所位于的区域与不位于的区域之间的光照度差异。
现在将参考图3和图4解释这样的散射片133。
图3是对应于图2所示的A部分的直下型背光单元的一部分的放大截面图。图4是示出了根据本公开的另一实施方式的散射片的平面图。图5是表示本实施方式的具有散射片的背光单元的光照度和光照度均匀性的图表。
如图3和图4所示，本实施方式的直下型背光单元将散射片133的表面分为与多个光源150相面对的第一区a1和不与多个光源150相对的第二区a2。散射片133包括分别设置在第二区a2的透镜图案部分。各个透镜图案部分包括分散在丙烯酸树脂层201上的多个透镜202。
更具体地，散射片133包括基片200、形成在基片200上并与第二区a2相对的透镜图案部分、以及形成在基片200的后表面上的散射图案层203。基片200可以由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚碳酸酯(PC)形成。虽然在图中未示出，但是各个透镜202具有约5μm至100μm的间距范围(pitch range)并且以球形而形成在丙烯酸树脂层201上。而且，各个透镜202优选地形成为从丙烯酸树脂层201的表面突起了约为2.5μm至50μm的高度范围。不与透镜图案部分相对的第一区a1和与透镜图案部分相对的第二区a2的宽度比优选地设为1∶8。
虽然透镜202形成为球形，但是本实施方式并不仅限于此。换而言之，包括在本实施方式中的透镜也能够形成为多面体形、椭圆形等中的任意一种形状。
通过在基片200的第二区a2上喷射混有多个透镜202的丙烯酸树脂材料，并通过硬化所喷射的丙烯酸树脂材料，来形成透镜图案部分。硬化工序可根据所使用的丙烯酸树脂材料的种类来选择性地使用热硬化法或UV硬化法。
图5是与不包括透镜图案部分的第一区a1和各个均包括透镜图案部分的第二区a2的宽度比相对应的、对根据本发明实施方式的直下型背光单元的亮度和亮度均匀性进行测量的数据表的图表。如图5所示，显然，在区域宽度比为1∶8处所有亮度和亮度均匀性都能够均衡地改善。
如上所述，根据本公开的实施方式的包括直下型背光单元的LCD设备将散射片133限定为与光源150相对的第一区a1和不与光源150相对的第二区a2。而且，LCD设备使透镜图案部分仅形成在散射片133的表面的第二区a2上。因此，LCD设备能够改善整体亮度并且能够获得均匀的亮度。结果，LCD设备能够防止设置了光源的区域与未设置光源的区域之间的亮度差异。
尽管仅针对于上述实施方式而对本公开进行了有限的说明，但是本领域普通技术人员应当理解，本公开不限于这些实施方式，而可以在不偏离本公开的精神的情况下做出各种变化或修改。因此，本公开的范围应仅由所附的权利要求及其等同物来确定。

Claims (6)

1.一种背光单元，该背光单元包括：
以固定间隔设置的多个光源；
散射板，其设置在光源上，以首次散射从光源发射的光；以及
散射片，其被构造为二次散射来自散射板的首次散射光，
其中散射片的表面被分成第一区和第二区，第一区与光源相对，并且第二区包括透镜图案部分，
其中所述透镜图案部分形成在所述散射片的上表面上，
其中所述透镜图案部分包括丙烯酸树脂层和形成在所述丙烯酸树脂层上的多个球形透镜，
其中所述第一区由平坦结构构成，
其中第一区和第二区的在与所述光源的长度垂直的方向上的宽度比被限定为1：8。
2.根据权利要求1所述的背光单元，其中透镜的间距范围是5μm至100μm。
3.根据权利要求1所述的背光单元，其中透镜从丙烯酸树脂层的表面露出的高度范围是2.5μm至50μm。
4.一种液晶显示设备，该液晶显示设备包括：
液晶显示面板；
多个光源，其以固定间隔设置在液晶显示面板的下方；
散射板，其设置在光源上，以首次散射从光源发射的光；以及
散射片，其被构造为二次散射来自散射板的首次散射光，
其中散射片的表面被分成第一区和第二区，第一区与光源相对，并且第二区包括透镜图案部分，
其中所述透镜图案部分形成在所述散射片的上表面上，
其中所述透镜图案部分包括丙烯酸树脂层和形成在所述丙烯酸树脂层上的多个球形透镜，
其中所述第一区由平坦结构构成，
其中第一区和第二区的在与所述光源的长度垂直的方向上的宽度比被限定为1：8。
5.根据权利要求4所述的液晶显示设备，其中透镜的间距范围是5μm至100μm。
6.根据权利要求4所述的液晶显示设备，其中透镜从丙烯酸树脂层的表面露出的高度范围是2.5μm至50μm。
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