CN103576381A - 背光单元及具有该背光单元的显示装置 - Google Patents

背光单元及具有该背光单元的显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种背光单元及具有该背光单元的显示装置。背光单元包括发射光的光源以及与光源相邻设置的导光板。导光板包括入射表面、出射表面、反射表面和多个透镜突起,光入射到入射表面,通过入射表面入射的光从出射表面出射,反射表面面对出射表面以反射入射的光,多个透镜突起设置在出射表面上。反射表面包括与入射表面邻近并相对于出射表面倾斜的倾斜表面。

Description

背光单元及具有该背光单元的显示装置
该专利申请要求于2012年8月3日在韩国知识产权局提交的第10-2012-0085384号韩国专利申请的优先权,该韩国专利申请的内容通过引用全部包含于此。
技术领域
本公开的实施例涉及一种背光单元和一种显示装置。更具体地讲,本公开的实施例涉及一种能够减小其总厚度的背光单元和一种具有该背光单元的显示装置。
背景技术
通常,平板显示装置包括显示图像的显示面板、将光提供给显示面板的背光单元以及容纳背光单元的底座。
背光单元可以分为边光式背光单元或直下式背光单元。边光式背光单元比直下式背光单元薄。因此,移动显示单元通常采用边光式背光单元。
发明内容
本公开的实施例提供了一种能够减小其总厚度的背光单元。
本公开的实施例提供了一种具有所述背光单元的显示装置。
发明构思的实施例提供了一种背光单元,该背光单元包括发射光的光源以及与光源相邻设置的导光板。导光板包括入射表面、出射表面、反射表面和多个透镜突起,光入射到入射表面,通过入射表面入射的光从出射表面出射,反射表面面对出射表面以反射入射的光,多个透镜突起设置在出射表面上。反射表面包括与入射表面邻近并相对于出射表面倾斜的倾斜表面。
发明构思的实施例提供了一种显示装置,该显示装置包括:显示单元,显示图像;背光单元,将光提供给显示单元;以及容置容器,容纳背光单元。
背光单元包括发射光的光源以及与光源相邻设置的导光板。导光板包括入射表面、出射表面、反射表面和多个透镜突起,光入射到入射表面,通过入射表面入射的光从出射表面出射,反射表面面对出射表面以反射入射的光,多个透镜突起设置在出射表面上。反射表面包括与入射表面邻近并相对于出射表面倾斜的倾斜表面。
发明构思的另外的实施例提供了一种背光单元,该背光单元包括导光板,导光板包括第一入射表面、出射表面和反射表面,光入射到第一入射表面上,通过第一入射表面入射的光从出射表面出射,反射表面面对出射表面以反射入射的光。出射表面包括与第一入射表面相邻的第一区域和与第一区域相邻的第二区域,沿与第一入射表面的纵向方向垂直的第一方向延伸的多个透镜突起设置在第二区域上。第二区域包括第一透镜区域和第二透镜区域,在第一透镜区域中,每个透镜突起具有半圆锥形形状,在第二透镜区域中,每个透镜突起具有半圆柱形形状。
根据以上内容,导光板的反射表面包括与入射表面邻近设置并相对于出射表面倾斜的倾斜表面,因此,导光板的光所入射过程的区域可以增大,并且显示装置的总厚度可以减小。
另外,设置在导光板的出射表面上的多个透镜突起可以防止入射到导光板的光通过导光板的侧表面泄漏。因此,可以提高背光单元的光效率。
另外,多个透镜突起的高度和直径随着距入射表面的距离的增大而线性地增大,从而防止了光入射区域中的光泄漏。
附图说明
图1是根据本公开示例性实施例的显示装置的分解透视图。
图2是图1中示出的导光板和发光二极管的平面图。
图3是沿图2中示出的线I-I′截取的剖视图。
图4是突起部分的平面图。
图5是沿图4中示出的线II-II′和III-III′截取的以示出突起部分的剖视图。
图6是当设置在第一透镜区域中的突起部分具有与设置在第二透镜区域中的突起部分的形状相同的形状时亮度作为导光板中的位置的函数的曲线图。
图7是亮度作为导光板中的距入射表面的起始点的距离的函数的曲线图。
图8是根据第一透镜区域的宽度亮度作为导光板中的距入射表面的起始点的距离的函数的曲线图。
图9是图1中示出的导光板的透视图。
图10是沿图9中示出的线IV-IV′截取的剖视图。
图11是沿图9中示出的线V-V′截取的剖视图。
图12示出了当突起部分形成在导光板的出射表面上时入射到导光板的光的入射效率。
图13示出了入射到在导光板的出射表面上没有突起部分的导光板的光的入射效率。
图14是示出倾斜平面的倾斜角度和其中存在倾斜平面的区域的宽度的剖视图。
图15是导光板的平面图。
图16是沿图15中示出的切割线B-B′测量的平均亮度的曲线图。
图17是光入射效率作为倾斜角的函数的曲线图。
图18是亮度和光入射效率作为倾斜平面的宽度的函数的曲线图。
图19A和图19B示出了根据突起的曲率传播的光的通路。
图20是导光板的平面图。
图21是沿图20中示出的假想线A-A′测量的亮度的曲线图。
图22是导光板和发光二极管的后视图。
图23是沿图22中示出的线VI-VI′截取的剖视图。
图24是根据本公开示例性实施例的反射板的剖视图。
图25是根据本公开另一示例性实施例的反射板的剖视图。
图26是光所入射到的区域中的亮度根据反射板的形状的曲线图。
图27是根据本公开另一示例性实施例的导光板和反射板的剖视图。
图28是沿图1中示出的线VII-VII′截取的剖视图。
图29是根据本公开另一示例性实施例的显示装置的剖视图。
图30是根据本公开另一示例性实施例的背光单元的平面图。
图31是沿图30中示出的线VIII-VIII′截取的剖视图。
具体实施方式
将理解的是,当元件或层被称作“在”另一元件或层“上”、“连接到”或“结合到”另一元件或层时,它可以直接在所述另一元件或层上、直接连接到或直接结合到所述另一元件或层,或者可以存在中间元件或层。同样的标号可以始终表示同样的元件。
在下文中,将参照附图详细地解释本公开的示例性实施例。然而,本公开不限于以下实施例,而是可以包括在本公开的技术范围内的各种改变、代替和/或变型。
图1是根据本公开示例性实施例的显示装置的分解透视图。
参照图1,显示装置1000包括显示单元100、背光单元200、模框架400和底座500。
当在平面图中观察时,显示装置1000为具有短边和长边的矩形形状。短边的方向被称作第一方向D1,长边的方向被称作第二方向D2。第二方向D2基本上与第一方向D1垂直。另外,底座500、背光单元200、模框架400和显示单元100沿着基本上与第一方向D1和第二方向D2的平面正交的第三竖直方向D3顺序地堆叠。
显示单元100包括显示图像的显示面板106、将驱动信号施加到显示面板106的一个或多个驱动器芯片108以及电连接到显示面板106的印刷电路板110。
显示面板106包括第一基底102、结合到第一基底102以面对第一基底102的第二基底104以及设置在第一基底102和第二基底104之间的液晶层(未示出)。例如,图1示出了液晶显示面板作为显示面板106,但显示面板106不限于液晶显示面板。
第一基底102包括以矩阵形式布置的多个像素,每个像素包括沿一个方向延伸的栅极线(未示出)、沿另一方向延伸并在与栅极线交叉的同时与栅极线绝缘的数据线(未示出)以及像素电极(未示出)。另外,每个像素包括连接到栅极线、数据线和像素电极的薄膜晶体管(未示出)。
第二基底104包括红色、绿色和蓝色的彩色像素(未示出)以及面对像素电极的共电极。可选择地,彩色像素和共电极可以设置在第一基底102上,而不是设置在第二基底104上。液晶层包括根据形成在像素电极和共电极之间的电场的强度排列的液晶分子,液晶分子控制来自背光单元200的穿过其的光的透射率,从而显示期望图像。
当在平面图中观察时,驱动器芯片108连接到第一基底102的至少一侧以将数据信号施加到数据线。驱动器芯片108响应于外部信号来产生施加到显示面板106的数据线的数据信号。外部信号由印刷电路板110提供并包括例如图像信号、控制信号、驱动电压等的各种信号。
第一基底102包括设置在第一基底102的与驱动器芯片108所在一侧不同的一侧上的栅极驱动电路,以将栅极信号施加到栅极线。栅极驱动电路可以通过用于形成显示面板106的薄膜沉积工艺来形成。因此,栅极驱动电路可以嵌在显示面板中。
作为另一示例性实施例,可以将驱动器芯片108构造为包括数据驱动器芯片和栅极驱动器芯片,并且可以通过玻璃上芯片工艺(chip on glass process)将驱动器芯片108安装在第一基底102上。
印刷电路板110通过多个带载封装体(TCP)109电连接到显示面板106。在每个TCP109上安装一个驱动器芯片108。TCP109弯曲以围绕底座500的侧表面。
印刷电路板110可以设置在底座500的下面。在这种情况下,显示装置1000还可以包括设置在底座500下面的保护壳(未示出),以保护印刷电路板110。虽然未在图1中示出,但印刷电路板110可以设置在底座500的侧壁上。
背光单元200包括产生光的光源部件210以及将由光源部件210发射的光导向显示单元100的导光板200。
在本示例性实施例中,背光单元200可以是但不限于边光式背光单元。背光单元200的光源部件210设置在背光单元200的下面并将光提供给导光板220的至少一个侧表面,导光板220将光导向显示单元100。
导光板220包括沿第一方向D1延伸的第一侧表面221、基本上与第一侧表面221平行的第二侧表面222、沿第二方向D2延伸的第三侧表面223以及基本上与第三侧表面223平行的第四侧表面224。在本示例性实施例中,光源部件210可以与导光板220的第三侧表面223相邻地定位以沿第二方向D2延伸。这样,在下文中,第三侧表面223将被称作导光板220的入射表面。
光源部件210包括沿入射表面223顺序地布置的多个发光二极管211。光源部件210还包括上面安装有发光二极管211的支撑膜212。发光二极管211设置在支撑膜212上并沿第二方向D2相互分隔开。
背光单元200还包括设置在导光板220与显示单元100之间的多个光学片230以及设置在导光板220下面的反射板240。
光学片230包括漫射光的漫射片以及会聚光以改善从导光板220出射的光的亮度和视角的至少一个聚光片。虽然未在图1中示出,但光学片230还可以包括作为光学片230的最上面的片设置的保护片。反射板240设置在导光板220的下面,并将从导光板220泄漏的光反射成入射到导光板220。
底座500包括上面安装有背光单元200的底部502、沿第三方向D3从底部502向上延伸的侧壁504以及覆盖部分506,覆盖部分506沿着基本上与底部502平行的方向从侧壁504向内延伸以覆盖光源部件210。
模框架400设置在显示单元100与背光单元200之间以支撑显示面板106。模框架400包括支撑显示面板106的支撑部分410以及从支撑部分410沿第三方向D3延伸的侧壁420。如图1中所示,支撑部分410的与光源部件210相邻的部分以及侧壁420的一部分被去除以暴露底座500的覆盖部分506。因此,显示面板106的一部分在与光源部件210相邻的在下文中被称作光入射区域的区域中安装在覆盖部分506上。
双面胶带(未示出)可以设置在显示面板106与覆盖部分506之间。这样,显示面板106可以通过双面胶带固定到覆盖部分506。
另外,还可以将固定带(未示出)附着到显示面板106的边缘以将显示面板106固定到模框架400。
虽然未在图1中示出,但是显示装置1000还可以包括结合到底座500以相互面对并覆盖显示面板106的边缘的顶座(未示出)。
图2是图1中示出的导光板和发光二极管的平面图,图3是沿图2中示出的线I-I′截取的剖视图。
参照图2和图3,导光板220包括沿显示装置1000的第一方向D1延伸的第一侧表面221、基本上与第一侧表面221平行的第二侧表面222、沿显示装置1000的第二方向D2延伸的第三侧表面223以及基本上与第三侧表面223平行的第四侧表面224。
例如,发光二极管211被定位为与导光板220的第三侧表面223(即,入射表面)相邻。发光二极管211发射光,导光板220通过其第三侧表面223接收光。即,第三侧表面223用作入射表面,基本上与第三侧表面223平行的第四侧表面224用作相对表面。
导光板220还包括通过入射表面223入射的光从其发射的出射表面225以及面对出射表面以反射入射光的反射表面226。
反射表面226包括基本上与出射表面225平行的第一平坦表面226a、与入射表面223邻近的倾斜表面226b以及将倾斜表面226b与入射表面223连接的第二平坦表面226c,其中,倾斜表面226b从第一平坦表面226a向入射表面223延伸并相对于出射表面225倾斜。倾斜表面226b是这样倾斜的,即,倾斜表面226b距出射表面225的距离随着倾斜表面226b接近于入射表面223而增大。第二平坦表面226c设置在倾斜表面226b与入射表面223之间并且基本上与出射表面225平行。
倾斜表面226b相对于第二平坦表面226c倾斜的角度α(在下文中,称作倾斜角)在大约2度至大约5度的范围内。随着倾斜表面226b的倾斜角α增大,导光板220的与光源部件210相邻的光入射区域中的光泄漏增大。因此,将倾斜表面226b的倾斜角α设置成大约2度至大约5度以防止光泄漏。
导光板220还包括形成在出射表面225上的多个透镜突起227。
例如,出射表面225可以分为从入射表面223开始顺序地布置的第一区域A1和第二区域A2。在这种情况下,突起227可以仅设置在第二区域A2中而不设置在第一区域A1中。在本示例性实施例中,第二区域A2包括第一透镜区域RA1和第二透镜区域RA2。
突起227包括在第一透镜区域RA1中沿着与入射表面223的纵向方向D2垂直的方向延伸的多个半圆锥状突起以及在第二透镜区域RA2中沿着与入射表面223的纵向方向垂直的方向延伸的多个半圆柱状突起。具体地讲,突起227的高度和直径在第一透镜区域RA1中随着距入射表面223的距离的增加而增大。
图4是突起的平面图,图5是沿图4中示出的线II-II′和III-III′截取的以示出突起的剖视图。
参照图4和图5,每个突起227的沿入射表面223的纵向方向D2的截面为半圆形状。将突起227的高度和直径分别称作“h”和“d”,每个突起227的高度h和直径d在第一透镜区域RA1中相对于距第一区域A1的距离线性地增大。突起227的高度h的增大比率与突起227的直径d的增大比率相同,从而突起227的h/d比值在第一透镜区域RA1中不变。
另外,每个突起227在第二透镜区域RA2中具有不变的高度h和不变的直径d。例如,突起227的高度与直径比在第一透镜区域RA1和第二透镜区域RA2中相同。
然而,作为另一示例性实施例,突起227可以在第二透镜区域RA2中具有半圆锥形状。即,突起227的高度h和直径d可以在第二透镜区域RA2中相对于距第一区域A1的距离的增加而增大。
图6是当设置在第一透镜区域中的突起具有与设置在第二透镜区域中的突起的形状相同的形状时亮度作为导光板中的位置的函数的曲线图。在图6中,x轴表示在导光板220上距入射表面223的距离,y轴表示亮度。另外,第一曲线G1表示在突起227的高度h和直径d分别为大约7微米和大约100微米时的亮度,第二曲线G2表示在突起227的高度h和直径d分别为大约8微米和大约100微米时的亮度,第三曲线G3表示在突起227的高度h和直径d分别为大约10微米和大约100微米时的亮度,第四曲线G4表示在突起227的高度h和直径d分别为大约10微米和大约50微米时的亮度。
参照图6,当第一透镜区域RA1和第二透镜区域RA2具有形状相同的突起227时,亮度在导光板220的光入射区域中增大,从而发生光泄漏。
具体地讲,随着突起227的高度h增大而直径d不变(例如,大约100微米),光入射区域中的亮度增大。另外,随着突起227的直径d减小而高度h不变(例如,大约10微米),光入射区域中的亮度增大。因此,光泄漏随着突起部分227的曲率的增大而增加。
图7是亮度作为导光板中的距入射表面223的距离的函数的曲线图。在图7中,x轴表示距导光板220的入射表面223的距离,y轴表示亮度。另外,第一种情况的第五曲线G5表示在第一透镜区域RA1从距导光板220的入射表面223大约0mm延伸至距导光板220的入射表面223大约50mm时的亮度,第二种情况的第六曲线G6表示在第一透镜区域RA1从距导光板220的入射表面223大约3.5mm延伸至距导光板220的入射表面223大约50mm时的亮度,第三种情况的第七曲线G7表示在第一透镜区域RA1从距导光板220的入射表面223大约2.5mm延伸至距导光板220的入射表面223大约50mm时的亮度。
参照图7,在第一种情况下的第一透镜区域RA1的起始位置是出射表面225与导光板220的入射表面223接触的位置。然而,在第二种情况和第三种情况下,第一透镜区域RA1的起始点分别距入射表面223向内分隔大约3.5mm和大约2.5mm的距离。
如通过第五曲线G5、第六曲线G6和第七曲线G7所示出的,第一种情况的光入射区域中的亮度大于第二种情况和第三种情况的光入射区域中的亮度。即,当将第一透镜区域RA1的起始点设置为与导光板220的入射表面223的接触位置时,发生光泄漏。
因此,当将没有突起部分227的第一区域A1设置在第一透镜区域RA1与入射表面223之间时,可以防止光泄漏。
图8是根据第一透镜区域的沿方向D1的宽度亮度作为导光板中的距入射表面223的距离的函数的曲线图。在图8中,x轴表示距导光板220的入射表面223的距离,y轴表示亮度。另外,第四种情况的第八曲线G8表示在第一透镜区域RA1从距导光板220的入射表面223大约2.5mm延伸至距导光板220的入射表面223大约10mm时的亮度,第五种情况的第九曲线G9表示在第一透镜区域RA1从距导光板220的入射表面223大约3.5mm延伸至距导光板220的入射表面223大约50mm时的亮度,第六种情况的第十曲线G10表示在第一透镜区域RA1从距导光板220的入射表面223大约2.5mm延伸至距导光板220的入射表面223大约22.5mm时的亮度。
参照图8,第一透镜区域RA1在第四种情况下具有大约7.5mm的宽度,在第五种情况下具有大约46.5mm的宽度,在第六种情况下具有大约20mm的宽度。在这种情况下,第一透镜区域RA1的宽度表示沿与入射表面223的纵向方向垂直的方向的宽度。
随着第一透镜区域RA1的宽度减小,形成在第一透镜区域RA1中的突起227的斜率增大。即,当第一透镜区域RA1较窄(例如,如第四种情况中的大约7.5mm)时,突起227的斜率增加得较快,从而突起227的高度h能够在大约7.5mm的宽度内达到期望的高度。当第一透镜区域RA1较宽(例如,如第五种情况中的大约46.5mm)时,突起227的斜率没那么陡峭。
如通过第八曲线G8、第九曲线G9和第十曲线G10所示出的,在第一透镜区域RA1较窄(例如,大约7.5mm)时,第四种情况的光入射区域中的亮度增大,从而导致光泄漏。
再参照图3,第一透镜区域RA1的沿方向D1的宽度表示为“a”,第一透镜区域RA1中的突起部分227的最大高度表示为“b”,通过由下面的等式表示的“b”与“a”之比来限定角θ:
等式(1):tan(θ)=b/a
如上所述,为了防止光泄漏,突起部分227的斜率应该平缓。为此,可以将突起部分227形成为使得“θ”小于0.03度,或者相当于,tan(θ)小于大约5.2×10-4
图9是图1中示出的导光板的透视图,图10是沿图9中示出的线IV-IV′截取的剖视图,图11是沿图9中示出的线V-V′截取的剖视图。
参照图9和图10,导光板220包括设置在其出射表面225上的透镜突起227。根据本示例性实施例,透镜的形状是半圆形的透镜形状,但透镜的形状不限于半圆形的透镜形状。即,透镜的形状可以是半椭圆形形状。
出射表面225分为从入射表面223顺序地布置的第一区域A1和第二区域A2。突起227仅设置在第二区域A2中,而没有设置在第一区域A1中。在本示例性实施例中,第二区域A2包括第一透镜区域RA1和第二透镜区域RA2。
突起227在第一透镜区域RA1中具有沿着与入射表面223的纵向方向D2垂直的方向D1延长的半圆锥形形状,并且在第二透镜区域RA2中具有沿着与入射表面223的纵向方向D2垂直的方向D1延长的半圆柱形形状。具体地讲,每个突起227的高度和直径在第一透镜区域RA1中随着突起部分227距入射表面223的距离的增加而增大。
如图10中所示,第一透镜区域RA1中的导光板220的突起227的沿入射表面223的方向D2的截面具有半圆形形状。
如图11中所示,第二透镜区域RA2中的导光板220的突起227的沿入射表面223的方向D2的截面具有半圆形形状。第二透镜区域RA2中的突起227的高度h和直径d大于第一透镜区域RA1中的突起227的高度h和直径d。
具体地讲,多个突起227设置在第一透镜区域RA1和第二透镜区域RA2中,突起227在第二透镜区域RA2中沿入射表面223的方向D2连续地布置而没有相互分隔开。然而,由于第一透镜区域RA1中的突起227的直径d小于第二透镜区域RA2中的突起227的直径d,所以在第一透镜区域RA1中的突起227之间可以存在平坦表面,即,出射表面225的一部分。
图12示出了当突起形成在导光板的出射表面上时入射到导光板的光的入射效率,图13示出了入射到在导光板的出射表面上没有突起的导光板的光的入射效率。这里,光的入射效率是指从相对表面224出射的光的量与通过入射表面223入射的光的量之比。
参照图12,发光二极管211与入射表面223相邻地设置并沿入射表面223的方向D2布置。图12示出了在突起227形成在出射表面225上时在例如位于中心部分的三个发光二极管的一些发光二极管开启之后从发光二极管211发射的光的光通路。
图13示出了在突起227没有形成在出射表面225上时在发光二极管211之中的位于中心部分的一些发光二极管(例如,三个发光二极管)开启之后从发光二极管211发射的光的光通路。
参照图12和图13,当形成有突起227时,传播到导光板220的第一侧表面221和第二侧表面222的光的量少于在没有形成突起227时传播到第一侧表面221和第二侧表面222的光的量。另外,当形成有突起227时,传播到面对入射表面223的相对表面224(即,第四侧表面)的光的量多于在没有形成突起227时传播到相对表面224的光的量。
另外,当在出射表面225上形成突起227时,可以减少通过第一侧表面221和第二侧表面222泄漏的光的量,提高从导光板220的出射表面225出射的光的量。
存在突起 不存在突起
入射表面(第三侧表面) 100% 100%
第一侧表面和第二侧表面 3.1% 13.7%
前表面(出射表面) 87.24% 76.9%
如表中所示,在入射到入射表面223的光之中,当存在突起227时通过第一侧表面221和第二侧表面222泄漏的光的量为大约3.1%,但是当不存在突起227时通过第一侧表面221和第二侧表面222泄漏的光的量为大约13.7%。另外,当存在突起227时,从前表面225(即,出射表面)出射的光的量为大约87.24%,但是当不存在突起227时从前表面225(即,出射表面)出射的光的量为大约76.9%。即,通过第一侧表面221和第二侧表面222泄漏的光的量减少了大约4倍,从前表面225(即,出射表面)出射的光的量提高了大约10%。
即,当在出射表面225上形成突起227时,可以增大导光板220的前部亮度,从而改善了背光单元200的光效率。
图14是示出倾斜平面的倾斜角度和其中存在倾斜平面的区域的宽度的剖视图。
参照图14,导光板220的反射表面226包括基本上与出射表面225平行的第一平坦表面226a、与第一平坦表面226a相邻并相对于出射表面225倾斜的倾斜表面226b以及将倾斜表面226b与入射表面223连接的第二平坦表面226c。倾斜表面226b是这样倾斜的,即,倾斜表面226b距出射表面225d距离随着倾斜表面226b接近于入射表面223而增大。
导光板220在与第二平坦表面226c对应的区域中具有第一厚度t1。即,第一厚度t1等于第二平坦表面226c与出射表面225之间的距离t1。导光板220的厚度在与倾斜表面226b对应的区域中逐渐减小,并且在与第一平坦表面226a对应的区域中不变。换句话说,导光板220在第一平坦表面226a的区域中具有第二厚度t2,第二厚度t2等于第一平坦表面226a与出射表面225之间的距离,并且小于第一厚度t1。例如,第一厚度t1可以为大约0.54mm,第二厚度t2可以为大约0.4mm。
倾斜表面226b将第一平坦表面226a和第二平坦表面226c连接。当将三角形限定为包括倾斜表面226b作为其直角三角形的斜边时,三角形的底边对应于倾斜表面226b的沿第一方向D1的宽度。在本示例性实施例中,倾斜表面226b的宽度在大约1.3mm至大约2.5mm的范围内。三角形的高度对应于第一厚度t1与第二厚度t2之差。另外,虽然斜边的长度可以改变,但三角形的高不变。
在这种情况下,随着倾斜表面226b的倾斜角从第一角度α1减小到第二角度α2和小于第二角度α2的第三角度α3时,倾斜表面226b的斜率变得更平缓。倾斜角对应于三角形的底边与三角形的斜边之间的角度。由于三角形的高保持不变,所以三角形的底边的长度随着倾斜角的增大而减小。
如果倾斜表面226b的宽度减小到小于大约0.1mm,则光入射区域中的光泄漏增大。这意味着光泄漏随着倾斜表面226b的斜率的增大而增大,因此,倾斜表面226b的倾斜角可以在大约2度至大约5度的范围内。
图15是导光板的平面图,图16是沿图15中示出的切割线B-B′测量的平均亮度的曲线图。图17是光入射效率作为倾斜角的函数的曲线图,图18是亮度和光入射效率作为其中形成有倾斜平面的区域的宽度的函数的曲线图。
参照图15和图16,切割线B-B′表示导光板220的从入射表面223向相对表面224的剖面的方向,导光板220的出射表面225相对于假想线A分为有效发光区域AE和无效发光区域NAE。即,将入射表面223和假想线A之间的区域限定为无效发光区域NAE,将假想线A和相对表面224之间的区域限定为有效发光区域AE。
图16是在有效发光区域AE中线B-B′上的点与假想线A之间的平均亮度的曲线图。在图16中,第十一曲线G11表示在倾斜表面226b的宽度为大约1.0mm时线B-B′上的点的平均亮度,第十二曲线G12表示在倾斜表面226b的宽度为大约1.3mm时线B-B′上的点的平均亮度,第十三曲线G13表示在倾斜表面226b的宽度为大约1.6mm时线B-B′上的点的平均亮度,第十四曲线G14表示在倾斜表面226b的宽度为大约2.5mm时线B-B′上的点的平均亮度。
如图16中所示,当倾斜表面226b的宽度为大约1.0mm时,在假想线A的位置处的平均亮度最高。具体地讲,在倾斜表面226b的宽度为大约1.3mm(G12)时假想线A处的平均亮度与在倾斜表面226b的宽度为大约2.5mm(G14)时假想线A处的平均亮度之间的差异较小。然而,当倾斜表面226b的宽度为大约1.0mm(G11)时,假想线A处的平均亮度为大约3500勒克斯(lux)。
如图17中所示,作为倾斜表面226b的倾斜角的函数的光入射效率存在大约1%的差异。另外,如图18中所示,作为倾斜表面226b的宽度的函数的光入射效率存在大约1%的差异。因此,作为倾斜表面226b的入射角的函数的光入射效率与作为倾斜表面226b的宽度的函数的光入射效率之间的差异较小。
然而,如图16和图18中所示,当倾斜表面226b的宽度减小到小于1.0mm时,平均亮度急剧增加。在图18中,第十五曲线G15表示光入射效率作为倾斜表面226b的宽度的函数,第十六曲线G16表示亮度作为倾斜表面226b的宽度的函数。
在本示例性实施例中,倾斜表面226b的宽度可以大于或等于大约1.3mm,倾斜角α可以为从大约2度至大约5度,以提供斜率平缓的倾斜表面226b,从而防止由亮度增加导致的光泄漏。
图19A和图19B示出了根据突起的曲率传播的光的通路。图19A中的突起227具有大约8微米的第一高度h1以及大约160微米的第一直径d1,图19B的突起具有大约20微米的第二高度h2以及大约72.5微米的第二直径d2。
参照图19A和图19B,随着突起227的曲率增大,从导光板220出射的光的角展度减小,从而光没有传播到第一侧表面221和第二侧表面222。因此,随着突起227的曲率增大,导光板220的光效率提高。
然而,当突起227的曲率增大时,在导光板220的光入射区域中的光泄漏可能增大。
图20是导光板的平面图,图21是根据突起的曲率沿图20中示出的假想线A-A′测量的亮度的曲线图。在图21中,第十七曲线G17表示在每个突起227具有大约10微米的高度和大约50微米的直径时的第七种情况下的亮度,第十八曲线G18表示在每个突起227具有大约10微米的高度和大约100微米的直径时的第八种情况下的亮度,第十九曲线G19表示在每个突起227具有大约5微米的高度和大约100微米的直径时的第九种情况下的亮度。
参照图20和图21,比较其中突起227具有大约10微米的相同的高度的第七种情况和第八种情况,在突起227的直径相对大的第八种情况下的假想线A-A′处的亮度小于在突起227的直径相对小的第七种情况下的假想线A-A′处的亮度。另外,当比较其中突起227具有大约100微米的相同的直径的第八种情况和第九种情况时,在突起227相对低的第九种情况下的假想线A-A′处的亮度小于在突起227相对高的第八种情况下的假想线A-A′的位置处的亮度。
如上所述,增大突起227的曲率提高了光入射区域中的亮度。因此,可以设定突起227的曲率来防止光泄漏。例如,突起227可以具有小于或等于大约8微米的高度以及大于或等于大约100微米的直径,以将光入射区域中的亮度减小至小于大约1500勒克斯。
图22是导光板和发光二极管的后视图,图23是沿图22中示出的线VI-VI′截取的剖视图。
参照图22和图23,反射图案226d形成在导光板220的反射表面226上。反射图案226d反射通过导光板220的入射表面223入射的光,使得光传播到出射表面225。
然而,当透镜形状的突起227形成在出射表面225上并且倾斜表面226d形成在反射表面226上时,可能发生热斑现象,其中,在导光板220的有效发光区域AE中,在两个相邻的发光二极管211之间的区域中出现较高的亮度。因此,可以改变反射图案226d的密度以防止热斑现象被观察者察觉。
例如,反射图案226d可以形成在反射表面226上以对应于导光板220的有效发光区域AE。
在有效发光区域AE中,将两个相邻的发光二极管211之间的较亮的区域称作区域C1,当与周围区域中的反射图案226d的密度比较时,反射图案226d在区域C1中具有相对低的密度。
例如,反射图案226d可以印刷在导光板220的反射表面226上或者通过处理反射表面226来形成。
图24是根据本公开示例性实施例的反射板的剖视图。
参照图24,反射板240设置在导光板220的下面。具体地讲,反射板240设置在导光板220的反射表面226的第一平坦表面226a的下面,并且具有基本上与第一平坦表面226a和出射表面225平行的平板形状。例如,反射板240可以是但不限于高度反射的铝片。因此,反射板240对通过第一平坦表面226a泄漏的光进行反射。
图25是根据本公开另一示例性实施例的反射板的剖视图。
参照图25,根据另一示例性实施例的反射板241设置在第一平坦表面226a、倾斜表面226b和第二平坦表面226c的下面,并且在倾斜表面226b的区域中部分地倾斜。因此,反射板241对通过第一平坦表面226a、倾斜表面226b和第二平坦表面226c泄漏的光进行反射。
图26是光所入射到的区域中的亮度根据反射板的形状的曲线图。在图26中,x轴表示在光入射区域和相对区域中距导光板220的中心点的距离,y轴表示亮度。第二十曲线G20表示在使用图24中示出的反射板240时的亮度分布,第二十一曲线G21表示在使用图25中示出的反射板241时的亮度的亮度分布。
如图26中所示,当反射板241延伸到倾斜表面226b和第二平坦表面226c时,光入射区域的亮度小于在反射板240对应于第一平坦表面226a时的光入射区域的亮度。
如上所述,反射板241可以设置在第一平坦表面226a、倾斜表面226b和第二平坦表面226c的下面,以防止光入射区域中的光泄漏。
图27是根据本公开另一示例性实施例的导光板和反射板的剖视图。
参照图27,如果反射板240设置在导光板220的第一平坦表面226a的下面,则可以对导光板220的倾斜表面226b进行分散处理(dispersion-treat)。具体地讲,通过使用分散剂对倾斜表面226b进行分散处理,从而防止光入射区域中的亮度增大。
在这种情况下,虽然反射板240没有延伸到倾斜表面226b和第二平坦表面226c,但是也可以防止光泄漏。
图28是沿图1中示出的线VII-VII′截取的剖视图。
参照图28,背光单元200容纳在底座500的底部502上。光源部件210容纳在由底部502、侧壁504和覆盖部分506限定的容置空间中。
光源部件210的支撑膜212通过反射带215固定到底座500的底部502。反射带215包括白色材料,从而反射从导光板220泄漏的光。
导光板220容纳在底座500中,从而导光板220的入射表面223与光源部件210相邻地设置。反射板240设置在导光板220与底部502之间。反射板240设置在导光板220的第一平坦表面226a的下面。
光学片230设置在导光板220上。光学片230包括四个片。具体地讲,光学片230包括一个漫射片、两个棱镜片和一个保护片。
还可以在底座500的覆盖部分506的内侧表面上设置反射片250,以覆盖与导光板220的无效发光区域NAE对应的出射表面225。反射片250可以防止光泄露出无效发光区域NAE。
显示面板106设置在覆盖部分506上。双面胶带510设置在覆盖部分506与显示面板106之间,以将显示面板106固定到覆盖部分506。另外,在双面胶带510和显示面板106之间还设置有缓冲膜520,以保护显示面板106免受外部冲击。
如图28中所示,底座500的底部502相对于导光板220部分地凹进。底部502的凹进的起始点比第一平坦表面226a的起始点更接近导光板220的中心部分。另外,底部502的凹进深度与导光板220的第一厚度t1和第二厚度t2(在图14中示出)之间的差相关。
由于底部502的凹进,使得在底座500的后表面中产生组件容置空间550。例如电池600的组件可以容纳在组件容置空间550中。
因此,诸如电池600的附加组件不会增加显示装置1000的总厚度。
图29是根据本公开另一示例性实施例的显示装置的剖视图。在图29中,相同的标号表示图1至图28中的相同元件,因此,将省略对相同元件的详细描述。
参照图29,背光单元20容纳在底座500的底部502上。光源部件215容纳在由底部502、侧壁504和覆盖部分506限定的容置空间中。
根据本示例性实施例,光源部件215包括支撑基底214和安装在支撑基底214上的多个发光二极管213。设置支撑基底214使得其上面安装有发光二极管213的表面基本上平行于导光板220的入射表面223。
导光板220容纳在底座500中,使得导光板200的入射表面223与光源部件215相邻地设置。反射板241设置在导光板220与底部502之间。
反射板241设置在导光板220的第一平坦表面226a、倾斜表面226b和第二平坦表面226c的下面。因此,反射板241对通过第一平坦表面226a、倾斜表面226b和第二平坦表面226c泄漏的光进行反射。
如图29中所示,底座500的底部502相对于导光板220部分地凹进,因此,在底座500的后表面中产生组件容置空间550。例如电池600的组件可以容纳在组件容置空间500中。因此,诸如电池600的附加组件不会增大显示装置1000的总厚度。
图30是根据本公开另一示例性实施例的背光单元的平面图,图31是沿图30中示出的线VIII-VIII′截取的剖视图。
参照图30和图31,根据另一示例性实施例的背光单元包括与导光板220的第三侧表面223相邻地设置的多个第一发光二极管211以及与导光板220的第四侧表面224相邻地设置的多个第二发光二极管213。在本示例性实施例中,第三侧表面223可以称作第一入射表面,第四侧表面224可以称作第二入射表面。
导光板220的出射表面225分为从第一入射表面223至第二入射表面224顺序地布置的第一区域A1、第二区域A2和第三区域A3。第二区域A2包括第一透镜区域RA1、第二透镜区域RA2和第三透镜区域RA3。
第一透镜区域RA1与第一区域A1相邻,第三透镜区域RA3与第三区域A3相邻,第二透镜区域RA2位于第一透镜区域RA1与第三透镜区域RA3之间。
导光板220包括形成在第二区域A2中的突起227。具体地讲,在第一区域A1和第三区域A3中没有突起227。
例如,突起227在第一透镜区域RA1和第三透镜区域RA3中具有半圆锥形形状,在第二透镜区域RA2中具有半圆柱形形状。
即,突起227的高度和直径在第一透镜区域RA1中随着距第一入射表面223的距离的增大而增大。另外,突起227的高度和直径在第三透镜区域RA3中随着距第二入射表面224的距离的增大而增大。
在本示例性实施例中,突起227的形状和尺寸与参照图1至图28所描述的突起227的形状和尺寸相同,因此,将省略对其的详细描述以避免冗余。
根据本示例性实施例,导光板220的反射表面226包括基本上与出射表面225平行的第一平坦表面226a、与第一入射表面223邻近的第一倾斜表面226b、将第一倾斜表面226b与第一入射表面223连接的第二平坦表面226c、与第二入射表面224邻近的第二倾斜表面226e以及将第二倾斜表面226e与第二入射表面224连接的第三平坦表面226f,其中,第一倾斜表面226b从第一平坦表面226a向第一入射表面223延伸并相对于出射表面225倾斜,第二倾斜表面226e从第一平坦表面226a向第二入射表面224延伸并相对于出射表面225倾斜。
第一倾斜表面226b是这样倾斜的,即,第一倾斜表面226b距出射表面225的距离随着第一倾斜表面226b接近于第一入射表面223而增大。第二平坦表面226c设置在第一倾斜表面226b与入射表面223之间并且基本上与出射表面225平行。
第二倾斜表面226e是这样倾斜的,即,第二倾斜表面226e距出射表面225的距离随着第二倾斜表面226e接近于第二入射表面224而增大。第三平坦表面226f设置在第二倾斜表面226e与第二入射表面224之间并且基本上与出射表面225平行。
第一倾斜表面226b和第二倾斜表面226e的形状与如上所述的倾斜表面226b的形状相似,因此,将省略对其的详细描述以避免冗余。
虽然已描述了本公开的示例性实施例,但理解的是,本公开不应该局限于这些示例性实施例,而是在不脱离由权利要求书所保护的本公开的精神和范围内,本领域普通技术人员能够做出各种改变和变形。

Claims (33)

1.一种背光单元,所述背光单元包括:
光源,发射光;以及
导光板,包括入射表面、出射表面、反射表面和多个透镜突起,光入射到入射表面,通过入射表面入射的光从出射表面出射,反射表面面对出射表面以反射入射的光,所述多个透镜突起设置在出射表面上,其中,反射表面包括与入射表面邻近并相对于出射表面倾斜的倾斜表面。
2.如权利要求1所述的背光单元,其中,出射表面分为从入射表面顺序地布置的第一区域和第二区域,所述多个透镜突起设置在第二区域中。
3.如权利要求2所述的背光单元,其中,第二区域包括第一透镜区域和第二透镜区域,在第一透镜区域中,每个透镜突起具有半圆锥形形状并沿与入射表面的纵向方向垂直的第一方向延伸,在第二透镜区域中,每个透镜突起具有半圆柱形形状并沿与入射表面的纵向方向垂直的第一方向延伸。
4.如权利要求3所述的背光单元,其中,在第一透镜区域中的透镜突起与第二透镜区域中的透镜突起连接。
5.如权利要求4所述的背光单元,其中,第一透镜区域中的每个透镜突起的高度和直径随着距出射表面的第一区域的距离的增大而增大。
6.如权利要求4所述的背光单元,其中,每个透镜突起在第二透镜区域中具有不变的高度和不变的直径。
7.如权利要求4所述的背光单元,其中,在第一透镜区域中和在第二透镜区域中的每个透镜突起的高度与直径之比相同。
8.如权利要求2所述的背光单元,其中,倾斜表面倾斜使得倾斜表面距出射表面的距离随着倾斜表面接近于入射表面而增大。
9.如权利要求8所述的背光单元,其中,反射表面还包括第一平坦表面和第二平坦表面,第一平坦表面与出射表面平行,第二平坦表面设置在入射表面与倾斜表面之间并与出射表面平行。
10.如权利要求8所述的背光单元,其中,导光板还包括设置在反射表面上的反射图案,以将通过入射表面入射的光反射到出射表面。
11.如权利要求10所述的背光单元,其中,光源包括沿入射表面的纵向方向布置的多个发光二极管,第二区域的位于两个相邻发光二极管之间的子区域中的反射图案的密度低于第二区域的与发光二极管对应的子区域中的反射图案的密度。
12.如权利要求1所述的背光单元,所述背光单元还包括设置在反射表面下面的反射板,以将从反射表面泄漏的光反射到出射表面。
13.如权利要求12所述的背光单元,其中,反射板包括与出射表面平行的平板部分。
14.如权利要求13所述的背光单元,其中,导光板还包括分布在倾斜表面中的分散剂。
15.如权利要求13所述的背光单元,其中,反射板包括设置在倾斜表面下面的倾斜部分。
16.一种显示装置,所述显示装置包括:
显示单元,显示图像;
背光单元,将光提供给显示单元;以及
容置容器,容纳背光单元,背光单元包括发射光的光源以及导光板,导光板包括入射表面、出射表面、反射表面和多个透镜突起,光入射到入射表面,通过入射表面入射的光从出射表面出射,反射表面面对出射表面以反射入射的光,所述多个透镜突起设置在出射表面上,其中,反射表面包括与入射表面邻近并相对于出射表面倾斜的倾斜表面。
17.如权利要求16所述的显示装置,其中,出射表面分为从入射表面顺序地布置的第一区域和第二区域,所述多个透镜突起设置在第二区域中。
18.如权利要求17所述的显示装置,其中,第二区域包括第一透镜区域和第二透镜区域,在第一透镜区域中,每个透镜突起具有半圆锥形形状并沿与入射表面的纵向方向垂直的第一方向延伸,在第二透镜区域中,每个透镜突起具有半圆柱形形状并沿与入射表面的纵向方向垂直的第一方向延伸,透镜突起在第一透镜区域中的高度随着距入射表面的距离的增大而增大。
19.如权利要求17所述的显示装置,其中,倾斜表面倾斜使得倾斜表面距出射表面的距离随着倾斜表面接近于入射表面而增大。
20.如权利要求19所示的显示装置,其中,导光板还包括设置在反射表面上的反射图案,以将通过入射表面入射的光反射到出射表面。
21.如权利要求20所述的显示装置,其中,光源包括沿入射表面的纵向方向布置的多个发光二极管,第二区域的位于两个相邻发光二极管之间的子区域中的反射图案的密度低于第二区域的与发光二极管对应的子区域中的反射图案的密度。
22.如权利要求16所述的显示装置,其中,背光单元还包括设置在反射表面下面的反射板,以将通过反射表面泄漏的光反射到出射表面。
23.如权利要求22所述的显示装置,其中,反射板具有与出射表面平行的平板形状,导光板还包括分布在倾斜表面中的分散剂。
24.如权利要求16所述的显示装置,其中,容置容器包括:
底部,其上安装有背光单元;
侧壁,从底部延伸出;以及
覆盖部分,从侧壁延伸以与底部平行,从而覆盖光源。
25.如权利要求24所述的显示装置,其中,容置容器的底部向导光板部分地凹进,以与容置容器的后表面一起提供组件容置空间。
26.一种背光单元,所述背光单元包括:
导光板,包括第一入射表面、出射表面和反射表面,光入射到第一入射表面上,通过第一入射表面入射的光从出射表面出射,反射表面面对出射表面以反射入射的光;以及
光源,与第一入射表面相邻,
其中,出射表面包括与第一入射表面邻近的第一区域和与第一区域相邻的第二区域,沿与第一入射表面的纵向方向垂直的第一方向延伸的多个透镜突起设置在第二区域上,
其中,第二区域包括第一透镜区域和第二透镜区域,在第一透镜区域中,每个透镜突起具有半圆锥形形状,在第二透镜区域中,每个透镜突起具有半圆柱形形状。
27.如权利要求26所述的背光单元,其中,第一透镜区域中的每个透镜突起的高度和直径随着距出射表面的第一区域的距离的增大而增大,每个透镜突起在第二透镜区域中具有不变的高度和不变的直径。
28.如权利要求27所述的背光单元,其中,第一透镜区域中的透镜突起与第二透镜区域中的透镜突起连接。
29.如权利要求26所述的背光单元,其中,导光板还包括与第一入射表面相对的第二入射表面,出射表面还包括在第二区域与第二入射表面之间的第三区域,第二区域还包括与第三区域相邻的第三透镜区域,其中,第三透镜区域中的每个透镜突起的高度和直径随着距出射表面的第三区域的距离的增大而增大。
30.如权利要求26所述的背光单元,其中,导光板的反射表面包括:
第一平坦表面,与出射表面平行;
第一倾斜表面,与第一平坦表面相邻并相对于出射表面倾斜,其中,第一倾斜表面倾斜使得第一倾斜表面距出射表面的距离随着第一倾斜表面接近于第一入射表面而增大。
31.如权利要求30所述的背光单元,其中,导光板的反射表面还包括第二平坦表面,第二平坦表面设置在第一入射表面与第一倾斜表面之间并与出射表面平行。
32.如权利要求30所述的背光单元,其中,导光板还包括与第一入射表面相对的第二入射表面,反射表面还包括与第二入射表面相邻的第三平坦表面以及位于第一平坦表面与第三平坦表面之间的第二倾斜表面,其中,第二倾斜表面倾斜使得第二倾斜表面距出射表面的距离随着第二倾斜表面接近于第二入射表面而增大。
33.如权利要求26所述的背光单元,所述背光单元还包括:
反射图案,设置在反射表面上以将通过第一入射表面入射的光反射到出射表面,其中,第二区域的位于两个相邻发光二极管之间的子区域中的反射图案的密度低于第二区域的与发光二极管对应的子区域中的反射图案的密度,
其中,光源与导光板的第一入射表面相邻并包括沿第一入射表面的纵向方向布置的多个发光二极管。
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