CN101788120B - 背光组件以及具有这种背光组件的显示装置 - Google Patents

背光组件以及具有这种背光组件的显示装置 Download PDF

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Abstract

公开了一种背光组件以及具有这种背光组件的显示装置。该背光组件,包括:多个LED,其中利用模制部对所述多个LED中的每个进行模制;包括底部反射器和侧面反射器的反射器,其中设置了所述多个LED;在所述侧面发射器以上的漫射片;以及设置在所述模制部和所述漫射片之间的透镜。

Description

背光组件以及具有这种背光组件的显示装置

[0001] 本申请是申请日为2006年5月18日的、申请号为2006800012483的中国专利申 请的分案申请。

技术领域

[0002] 本发明涉及一种背光组件,更具体地说涉及一种背光组件以及一种具有这种背光 组件的显示装置。

背景技术

[0003] 在图像显示装置领域中,阴极射线管(CRT)正被液晶显示装置(IXD)和等离子显 示板(PDP)所取代。

[0004] IXD是轻薄的并具有低功耗。而且,IXD不辐射有害电磁波。因为这些优点,所以 IXD被视为下一代图像显示装置。

[0005] LCD包括底基板、顶基板以及液晶层。多个薄膜晶体管(TFT)形成在底基板中,而 滤色器排列在顶基板上。液晶层插在底基板与顶基板之间。通过在两个基板之间注入液晶 来形成液晶层。

[0006] 形成在底基板中的TFT起到传输和控制电信号的作用。而且,液晶的分子结构根 据施加在其上的电压来变化,并且因此控制光的透射率。通过这些过程,受控光穿过顶基板 并且显示所需的图像。

[0007] 同时,由于IXD是通过控制入射光量来显示图像的光接收装置,所以IXD需要背光 组件,该背光组件是液晶板上发射光的光源。

[0008] 根据光源的排列,背光组件被分成直下型背光组件和侧入型背光组件。直下型背 光组件具有高的光利用率并且便于处理。而且,直下型背光组件没有屏幕尺寸的限制。因 此,直下型背光组件被广泛地用于大尺寸LCD。

[0009] 根据IXD的尺寸和用途,可适当地选择用于背光组件的外部光源。外部光源的例 子包括点光源(例如白炽灯、白卤素灯等)、线光源(例如热阴极荧光灯、冷阴极荧光灯、夕卜 部电极荧光灯等)、场致发光(EL)灯以及面光源(例如矩阵型发光二极管(LED))。

[0010] 随着显示装置尺度变大,进行了各种研究以改进用于大尺寸显示装置例如30英 寸或更大的背光组件的光效率。

发明内容

[0011] 技术问题

[0012] 本发明提供了能够改进混色度和亮度均匀性的背光组件以及使用该背光组件的 显示装置。

[0013] 技术解决方案

[0014] 根据本发明的一方面,提供一背光组件,其包括:具有多个以矩阵形成的单元LED 的发光单元,每个单元LED具有红色LED、绿色LED和蓝色LED ;多个设置在相应的单元LED 下的底部反射器;以及多个设置在相应的单元LED周围的侧面反射器。

[0015] 在本发明的另一方面,提供一背光组件,其包括:多个单元LED;多个形成在相应 的单元LED下的底部反射器;多个形成在相应的单元LED的边界的侧面反射器;以及由侧 面反射器支撑的漫射片。

[0016] 在本发明的再一方面,提供一显示装置,其包括:背光组件以及接收从背光组件所 发射的光的面板,所述背光组件具有:包括多个以矩阵形成的单元LED的发光单元,每个单 元LED都具有红色LED、绿色LED和蓝色LED ;多个设置在相应的单元LED下的底部反射器; 以及多个设置在相应的单元LED周围的侧面反射器。

[0017] 根据本发明的又一方面,提供一种背光组件,包括:多个单元LED ;多个反射器,所 述多个反射器包括多个底部反射器和多个侧面反射器,其中,每个底部反射器设置在对应 的单元LED中的所有LED下,对应的侧面反射器设置在对应的单元LED中的所有LED周围; 被所述多个侧面反射器支撑的漫射片;以及附装在所述多个单元LED上的透镜。

[0018] 根据本发明的又一方面,提供一种显示装置,包括:背光组件,所述背光组件包括: 多个单元LED;多个反射器,所述多个反射器包括多个底部反射器和多个侧面反射器,其 中,每个底部反射器设置在对应的单元LED中的所有LED下,对应的侧面反射器设置在对应 的单元LED中的所有LED周围;被所述多个侧面反射器支撑的漫射片;以及附装在所述多 个单元LED上的透镜;以及接收从所述背光组件中发出的光的面板。

[0019] 有益效果

[0020] 当提供用于图像显示的光时,根据本发明的背光组件和具有该背光组件的图像显 示装置能改进混色度和亮度均匀性。而且,能够容易地安装和设计漫射片。

附图说明

[0021] 图1是根据本发明的背光组件的截面图。

[0022] 图2是在根据本发明的背光组件中的单元LED阵列的平面图。

[0023] 图3是在根据本发明的背光组件中的单元LED阵列的透视图。

[0024] 图4至9是在根据本发明的各种实施例的背光组件中的单元LED的平面图。

[0025] 图10是描绘在根据本发明的实施例的背光组件中的侧面反射器的端部的截面 图。

[0026] 图11是描绘在根据本发明的另一实施例的背光组件中的侧面反射器的端部的截 面图。

[0027] 图12是描绘在根据本发明的另一实施例的背光组件中的侧面反射器的端部的截 面图。

[0028] 图13是描绘在根据本发明的另一实施例的背光组件中的侧面反射器的端部的截 面图。

[0029] 图14和15是在根据本发明的实施例的背光组件中的侧面反射器的平面图。

[0030] 图16是在根据本发明的另一实施例的背光组件中的凸凹化的侧面反射器和凸凹 化的底部反射器的透视图。

具体实施方式

[0031] 以下,参照附图将详细地描述本发明的实施例。

[0032] 图1是根据本发明的实施例的背光组件的截面图,以及图2和图3分别是在图1 的背光组件中的单元LED阵列的平面图和透视图。

[0033] 参照图1至3,背光组件包括具有多个以矩阵排列的单元LED的发光单元。每个单 元LED都具有红色LED15R、绿色LED15G以及蓝色LED15B。

[0034] 而且,背光组件包括多个设置在单元LED15下的底部反射器11和多个设置在单元 LED15周围的侧面反射器13。

[0035] 如图1至3中所示,单元LED15可以具有单个的红色LED15R、单个的绿色LED15G 以及单个的蓝色LED15B。

[0036] 如图4、5、7和9中所示,可设置有多个红色LED、绿色LED或者蓝色LED。

[0037] 虽然未示出,但是每个单元LED15也可具有多个红色LED、多个绿色LED以及多个 蓝色LED。

[0038] 此外,背光组件还可以包括漫射片17,该漫射片设置在具有多个单元LED15的发 光单元上。因此,由单元LED发射的光入射到漫射片17上。

[0039] 由漫射片17反射的光又由侧面反射器13和底部反射器11反射并且再次入射到 漫射片17。

[0040] 侧面反射器13可以以矩形、圆形或者椭圆形中的一种所形成。而且,侧面反射器 13和底部反射器11可以一体形成。

[0041] 图2是矩形的侧面反射器13的平面图。侧面反射器13也可以是五边形、六边形 等等。图14是圆形侧面反射器23的平面图,而图15是椭圆侧面反射器33的平面图。

[0042] 可以对侧面反射器13或者底部反射器11进行涂覆以便于漫射和反射。

[0043] 侧面反射器13和底部反射器11的反射表面可以是凸凹化的。同样,侧面反射器 13或者底部反射器11的反射表面可以是凸凹化的。

[0044] 图16是凸凹化的侧面反射器43和凸凹化的底部反射器41的透视图。

[0045] 由单元LED15向上发射的光为白光。白光通过由红色LED15R、绿色LED15G、以及 蓝色LED15B发射的光混合而成。

[0046] 本发明的背光组件在单元LED15RU5G和15B中可以具有极好的混色和亮度均匀 性的特性。而相关技术的背光组件仅仅具有一个反射器,本发明的背光组件在每个单元 LED15中都具有底部反射器11和侧面反射器13。

[0047] S卩,单元LED15被底部反射器11和侧面反射器13所包围。反射器上的入射光被 漫射以具有多个方位角。

[0048] 因此,由单元LED15发射的光的混合特性和均匀性能被改进并且增加由单元 LED15反射的各个光的反射率。而且,由于未出现光损耗,所以单元LED15可以具有高的内 反射效率。

[0049] 根据本发明的实施例,来自LED15R、15G和15B的各个颜色的光具有大于80度的 方位角。具有预定的方位角的一次光向漫射片17和侧面反射器13漫射。

[0050] 由漫射片17和侧面反射器13反射的二次光向底部反射器11和侧面反射器13漫 射。这些漫射光在底部反射器11和侧面反射器13处变成三次和四次漫射光并且接着入射 到漫射片17。由于漫射光经过这些过程,所以入射到漫射片17的光具有均匀的混色和亮 度。

[0051] 图4至9是在根据本发明的各种实施例的背光组件中的单元LED的平面图。

[0052] 图4中所示的单元LED是"1合1 (linl)方型"的单元LED并且具有排列成方形的 LED。

[0053] 图5中所示的单元LED是"1合1线型"的单元LED并且具有排列成线的LED。

[0054] 图6中所示的单元LED是"3合1板上芯片型(chip on borad) "的单元LED并且 具有模制成一体的三个LED。

[0055] 图7中所示的单元LED是"4合1板上芯片型"的单元LED并且具有模制成一体的 四个LED。

[0056] 图8中所示的单元LED是"3合3板上芯片型"的单元LED并且具有三个分开模制 的 LED。

[0057] 图9中所示的单元LED是"4合4板上芯片型"的单元LED并且具有四个分开模制 的 LED。

[0058] 如在图4中所示,每个单元LED可以具有一个红色LED、两个绿色LED、以及一个蓝 色LED。替换地,如在图6中所示,每个单元LED可以具有一个红色LED、一个绿色LED以及 一个蓝色LED。如在图6中所示,在每个单元LED中也可以模制这些LED。

[0059] -般,具有上述结构的单元LED向上发射光。在某些情况下,IXD单元可被配置来 通过在单元LED上增加透镜横向地发射光。由于该结构已公知,在此将省去详细说明。

[0060] 图10至13是示出了根据本发明的实施例的背光组件中的侧面反射器13的端部 的截面图。

[0061] 在本发明的背光组件中,漫射片17被支撑在侧面反射器13上。因此,侧面反射器 13能防止漫射片17向下弯曲。

[0062] 即,本发明的背光组件具有优点:由于侧面反射器13,设置在发光单元上的漫射 片17不会弯曲。因此,能减小漫射片17的厚度。

[0063] 在图10中所示的背光组件中,侧面反射器13的端部形成凹面形或者凹进形。

[0064] 在图11中所示的背光组件中,侦愐反射器13的端部形成三角形。

[0065] 在图12中所示的背光组件中,侦愐反射器13的端部形成平面形。

[0066] 在图13中所示的背光组件中,侧面反射器13的端部形成半圆形或者椭圆形。

[0067] 在图10、11和12中所示的背光组件的侧面反射器13中,在漫射片17上形成一区 域,来自邻近单元LED漫射的光在该区域重叠。

[0068] 即,在漫射片17上形成沿邻近单元LED内的侧面反射器13的倾斜表面的延长线 会合的区域。

[0069] 在图11中所示的背光组件的情况下,在邻近单元LED的边界、即在侧面反射器18 上的重叠区域18形成白色带。相反,在图10、12和13中所示的背光组件的情况下,在相邻 单元LED的边界处不形成白色带,因此展现出均匀的亮度。

[0070] 如在图10、12和13中所示,通过漫射片17所发射的光的亮度均匀性得到改进。

[0071] 对本领域技术人员显而易见的是在本发明中可以做出各种修改和变形。因此,如 果本发明的修改和变化落入所附的权利要求及其等同物的范围内,则本发明意图覆盖这些 修改和变化。

[0072] 工业应用性

[0073] 当提供用于图像显示的光时,根据本发明的背光组件和具有该背光组件的图像显 示装置可以改进混色度和亮度均匀性。而且,能够容易地安装和设计漫射片。

[0074] 附记:

[0075] 通过上述描述,可以看出,本申请提供以下的技术方案。

[0076] 方案1. 一种背光组件,包括:

[0077] 发光单元,包括多个以矩阵形成的单元LED,每个单元LED具有红色LED、绿色LED 和蓝色LED ;

[0078] 多个底部反射器,设置在相应的单元LED下;

[0079] 以及多个侧面反射器,设置在相应的单元LED的周围。

[0080] 方案2.根据方案1所述的背光组件,其中每个单元LED包括至少一个红色LED、至 少一个绿色LED和至少一个蓝色LED。

[0081] 方案3.根据方案1所述的背光组件,其中所述侧面反射器的反射表面具有多边 形、圆形和椭圆形中的一种。

[0082] 方案4.根据方案1所述的背光组件,其中所述侧面反射器和底部反射器中的至少 一个的反射表面是凸凹化的。

[0083] 方案5.根据方案1所述的背光组件,其中所述侧面反射器和底部反射器是一体形 成的。

[0084] 方案6.根据方案1所述的背光组件,还包括设置在所述发射光单元上的漫射片。

[0085] 方案7.根据方案6所述的背光组件,其中由所述漫射片反射的光又由所述侧面反 射器和底部反射器反射并且再次入射到所述漫射片上。

[0086] 方案8.根据方案1所述的背光组件,其中由相应的单元LED发射的光是白光。 [0087] 方案9.根据方案1所述的背光组件,其中所述LED具有大于80度的方位角。

[0088] 方案10.根据方案1所述的背光组件,其中每个形成在发光单元中的单元LED是 方形1合1型单元LED、线性1合1型单元LED、3合1C0B型单元LED、4合1C0B型单元LED、 3合3C0B型单元LED,以及4合4C0B型单元LED。

[0089] 方案11.根据方案1所述的背光组件,其中所述侧面反射器的端部具有凹面形、凹 进形、平面形、半圆形和椭圆形中的一种。

[0090] 方案12.根据方案1所述的背光组件,其中对所述底部反射器和侧面反射器进行 涂覆以便于漫射和反射。

[0091] 方案13.根据方案1所述的背光组件,还包括附装在相应单元LED上的透镜,使得 横向地发射光。

[0092] 方案14. 一种背光组件,包括:

[0093] 多个单元LED ;

[0094] 多个在相应的单元LED下形成的底部反射器;

[0095] 多个在相应的单元LED的边界形成的侧面反射器;以及

[0096] 由所述侧面反射器支撑的漫射片。

[0097] 方案15.根据方案14所述的背光组件,其中所述侧面反射器的端部具有凹面形、 凹进形、平面形、半圆形和椭圆形中的一种。

[0098] 方案16.根据方案14所述的背光组件,其中每个所述单元LED具有至少一个红色 LED、至少一个绿色LED和至少一个蓝色LED。

[0099] 方案17.根据方案14所述的背光组件,其中所述侧面反射器和所述底部反射器中 的至少一个的反射表面是凸凹化的。

[0100] 方案18.根据方案14所述的背光组件,其中在所述漫射片上形成一区域,来自邻 近单元LED的光在该区域上重叠。

[0101] 方案19. 一种显示装置,包括:

[0102] 背光组件,包括:

[0103] 发光单元,包括多个以矩阵形成的单元LED,每个所述单元LED具有红色LED、绿色 LED和蓝色LED ;

[0104] 多个底部反射器,设置在相应的单元LED下;以及

[0105] 多个侧面反射器,设置在相应的单元LED的周围;以及

[0106] 接收由所述背光组件发射的光的面板。

[〇1〇7] 方案20.根据方案19所述的显示装置,其中所述背光组件还包括由所述侧面反射 器支撑的漫射片。

Claims (14)

1. 一种背光组件,包括: 多个单元LED ; 多个反射器,所述多个反射器包括多个底部反射器和多个侧面反射器,其中,每个底部 反射器设置在对应的单元LED中的所有LED下,对应的侧面反射器设置在对应的单元LED 中的所有LED周围; 被所述多个侧面反射器支撑的漫射片;以及 附装在所述多个单元LED上的透镜; 其中所述多个侧面反射器的用于支撑所述漫射片的端部形成为凹面形。
2. 根据权利要求1所述的背光组件,其中3合3板上芯片型单元LED或4合4板上芯 片型单元LED中的每个LED被独立地模制。
3. 根据权利要求1所述的背光组件,其中所述底部反射器和所述侧面反射器一体形 成。
4. 根据权利要求1所述的背光组件,其中所述漫射片与所述侧面反射器直接接触。
5. 根据权利要求1所述的背光组件,其中3合1板上芯片型或4合1板上芯片型单元 LED中的所有LED模制成一体。
6. 根据权利要求1所述的背光组件,其中1合1方型单元LED中的所述多个LED设置 成方形。
7. 根据权利要求1所述的背光组件,其中1合1线型单元LED中的所述多个LED设置 成线形。
8. -种显示装置,包括: 背光组件,所述背光组件包括:多个单元LED ;多个反射器,所述多个反射器包括多个 底部反射器和多个侧面反射器,其中,每个底部反射器设置在对应的单元LED中的所有LED 下,对应的侧面反射器设置在对应的单元LED中的所有LED周围;被所述多个侧面反射器支 撑的漫射片;以及附装在所述多个单元LED上的透镜;以及 接收从所述背光组件中发出的光的面板; 其中所述多个侧面反射器的用于支撑所述漫射片的端部形成为凹面形。
9. 根据权利要求8所述的显示装置,其中3合3板上芯片型单元LED或4合4板上芯 片型单元LED中的每个LED被独立地模制。
10. 根据权利要求8所述的显示装置,其中所述底部反射器和所述侧面反射器一体形 成。
11. 根据权利要求8所述的显示装置,其中所述漫射片与所述侧面反射器直接接触。
12. 根据权利要求8所述的显示装置,其中3合1板上芯片型或4合1板上芯片型单元 LED中的所有LED模制成一体。
13. 根据权利要求8所述的显示装置,其中1合1方型单元LED中的所述多个LED设置 成方形。
14. 根据权利要求8所述的显示装置,其中1合1线型单元LED中的所述多个LED设置 成线形。
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