CN109239833B - 背光单元和包括该背光单元的显示装置 - Google Patents

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Abstract

提供了一种背光单元和一种包括该背光单元的显示装置。所述背光单元包括：光源单元，包括点光源；以及导光板，设置在从光源单元发射的光的路径上，其中，多个分割图案被限定在导光板中。多个分割图案透射从光源单元发射的光的一部分并反射从光源单元发射的光的剩余部分，并且多个分割图案同心地布置在导光板上并且围绕光源单元。

Description

背光单元和包括该背光单元的显示装置
本申请要求于2017年7月10日提交的第10-2017-0087330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
发明涉及一种背光单元和一种包括该背光单元的显示装置。
背景技术
随着多媒体的发展，显示装置的重要性已经增加。因此，诸如液晶显示器(“LCD”)和有机发光显示器(“OLED”)的各种类型的显示装置已经被广泛地应用于各种电子装置中。
显示装置可以分为三维立体图像显示装置和二维图像显示装置。三维立体图像显示装置与二维图像显示装置的不同之处在于三维立体图像显示装置向观看者提供真实的图像信息或者向观看者提供图像信息与深度信息。用于再现三维立体图像的方法可以包括立体视法、全息图像法和全景成像法。这里，在全息图像法中，当观看者观看通过使用激光作为光源产生的全息图像时，观看者可以在不佩戴特殊眼镜的情况下观看或感受像真实物体一样的立体图像。因此，全息图像法被认为是高立体效果并且能够允许观看者感觉立体图像而不疲劳的方法。
全息图像法使用记录和再现通过将从物体反射的光(物体波)和具有相干性的光(基准波)进行叠加而获得的干涉信号的原理。将干涉图案记录在膜上的技术称为全息图，所述干涉图案通过利用具有高相干性的激光与物体碰撞而散射的物体波与从另一方向入射的基准波接触来形成。这里，当物体波和基准波彼此相遇时，通过干涉形成干涉图案。在这种情况下，通过利用参考光来照射这样的干涉图案而将记录在全息图中的信息恢复成三维图像的技术被称为全息图像法。
发明内容
发明的实施例涉及用于将点光源立即转换为面光源的背光单元以及包括该背光单元的显示装置。
发明的另一实施例涉及用于在维持光的相干性的状态下产生面光源的背光单元以及包括该背光单元的显示装置。
发明的又一实施例涉及具有光效率改善的薄的厚度的背光单元以及包括该背光单元的显示装置。
根据发明的示例性实施例，一种背光单元包括：光源单元，包括点光源；以及导光板，设置在从光源单元发射的光的路径上，其中，多个分割图案被限定在导光板中。在这样的实施例中，多个分割图案透射从光源单元发射的光的一部分并反射从光源单元发射的光的剩余部分，并且多个分割图案同心地布置在导光板上并且围绕光源单元。
根据发明的示例性实施例，一种显示装置包括：显示面板；背光单元，向显示面板提供光，其中，背光单元包括光源单元以及设置在从光源单元发射的光的路径上的导光板。在这样的实施例中，导光板包括多个分割图案，所述多个分割图案透射从光源单元发射的光的一部分并反射从光源单元发射的光的剩余部分，并且所述多个分割图案同心地布置在导光板上并且围绕光源单元。
附图说明
通过参照附图详细描述发明的示例性实施例，发明的以上和其它特征将变得更清楚，在附图中：
图1是根据发明的实施例的显示装置的示意性分解透视图；
图2是沿图1的线I1-I1′截取的剖视图；
图3是示出图2中示出的第一分割图案至第三分割图案的放大图；
图4A和图4B是用于解释在图2中示出的分割图案的边缘中产生的散射噪声的剖视图；
图5是示出图2中示出的第一分割图案至第k分割图案的透视图；
图6是示出在导光板的厚度方向上观看图2中示出的第一分割图案至第k分割图案的平面图；
图7是示出在导光板的厚度方向上观看图2中示出的第一分割图案至第k分割图案的可选实施例的平面图；
图8是示出在导光板的厚度方向上观看图2中示出的第一分割图案至第k分割图案的另一可选实施例的平面图；
图9是沿图8的线II1-II1′截取的剖视图；
图10至图12是示出在导光板的厚度方向上观看图2中示出的第一分割图案至第k分割图案的其它可选实施例的平面图；
图13是沿图12的线III1-III1′截取的剖视图；
图14是示出在导光板的厚度方向上观看图2中示出的第一分割图案至第k分割图案的又一可选实施例的平面图；
图15A、图15B、图16A和图16B是示出在导光板的厚度方向上观看图2中示出的第一分割图案至第三分割图案的其它可选实施例的剖视图。
具体实施方式
现在，在下文中将参照附图更充分地描述发明，在附图中示出了各种实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式来实现，并且不应被解释为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完整的，并且将向本领域技术人员充分地传达发明的范围。同样的附图标记始终表示同样的元件。
在附图中，为了清楚和描述的目的，可以夸大层、膜、面板、区域等的尺寸和相对尺寸。此外，同样的附图标记指示同样的元件。
当元件或层被称为“在”另一元件或层“上”、“连接到”或“结合到”另一元件或层时，该元件或层可以直接在所述另一元件或层上、直接连接到或结合到所述另一元件或层，或者可以存在中间元件或层。然而，当元件或层被称为“直接在”另一元件或层“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一元件或层时，则不存在中间元件或层。为了本公开的目的，“X、Y和Z中的至少一个/种”和“从由X、Y和Z组成的组中选择的至少一个/种”可以解释为仅X、仅Y、仅Z或者X、Y和Z中的两个/种或更多个/种的任意组合，诸如，以XYZ、XYY、YZ和ZZ为例。
尽管这里可以使用术语第一、第二等来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语用于将一个元件、组件、区域、层和/或部分与另一元件、组件、区域、层和/或部分区分开。因此，在不脱离公开的教导的情况下，下面讨论的第一元件、组件、区域、层和/或部分可以被命名为第二元件、组件、区域、层和/或部分。
为了描述的目的，可以在这里使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“下”、“在……上方”和“上”等的空间相对术语，由此来描述如附图中示出的一个元件或特征与另一(另一些)元件或特征的关系。空间相对术语意图包括除了附图中描绘的方位之外设备在使用、操作和/或制造中的不同方位。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为“在”其它元件或特征“下方”或“之下”的元件或特征随后将被定位为“在”所述其它元件或特征“上方”。因此，示例性术语“在……下方”可以包括上方和下方两种方位。此外，设备可被另外定位(例如，旋转90度或者在其它方位)，如此，相应地解释这里使用的空间相对描述语。
这里使用的术语是为了描述具体实施例的目的，而不意图限制。如这里所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一个(种、者)”和“所述(该)”也意图包括复数形式。此外，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”以及它们的变型时，说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组，但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。“或”指“和/或”。如这里所使用的，术语“和/或”包括一个或更多个相关所列项的任何组合和全部组合。
这里参照作为理想化示例性实施例和/或中间结构的示意图的剖视图来描述各种示例性实施例。如此，将预期例如由制造技术和/或公差引起的图示的形状变化。因此，这里公开的示例性实施例不应该解释为局限于具体示出的区域的形状，而是解释为包括例如由制造引起的形状上的偏差。例如，示出为矩形的注入区域将通常在其边缘处具有倒圆的或弯曲的特征和/或注入浓度梯度，而不是从注入区域到非注入区域的二元变化。同样的，由注入形成的埋区域可以引起在埋区域与发生注入的表面之间的区域中的一些注入。因此，附图中示出的区域在本质上是示意性的，它们的形状不意图示出装置的区域的实际形状，并且不意图进行限制。
如这里使用的“大约”或“近似”包括所述的值，并且意味着：考虑到所涉及的测量和与具体量的测量相关的误差(即，测量系统的局限性)，在由本领域普通技术人员所确定的具体值的可接受偏差的范围内。例如，“大约”可以指在一个或更多个标准偏差内，或者在所述值的±30％、±20％、±10％、±5％内。
除非另有定义，否则这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。除非这里明确地如此定义，否则术语(诸如在通用字典中定义的术语)应该被解释为具有与其在相关领域的背景下的含义一致的含义，并且将不以理想化或过度形式化的含义对它们进行解释。
在下文中，将参照附图描述发明的示例性实施例。
图1是根据发明的实施例的显示装置10的示意性分解透视图。
参照图1，显示装置10的实施例可以包括显示面板100和背光单元200。尽管附图中未示出，但是显示装置10还可以包括通常包括在显示装置中的其它常规元件(例如，窗构件、后壳体和前壳体等)。这里，为了便于描述，将省略这些常规元件的任何详细描述，并且将主要描述显示面板100和背光单元200。
显示面板100是用于显示图像的面板。显示面板100可以利用从背光单元200接收的光来显示图像。在实施例中，显示面板100可以显示三维立体图像。
在实施例中，显示面板100可以是液晶显示面板。在这样的实施例中，显示面板100可以包括第一基底110、第二基底120和液晶层130。第一基底110和第二基底120可以彼此背对或彼此面对地设置。液晶层130置于第一基底110与第二基底120之间。
在实施例中，第一基底110可以是透明绝缘基底。在这样的实施例中，透明绝缘基底可以包括玻璃基底、石英基底或透明树脂基底。包括第i(i为1或更大的自然数)扫描线SLi的多条扫描线、包括第j(j为1或更大的自然数)数据线DLj的多条数据线以及包括连接到第i扫描线SLi和第j数据线DLj的像素(在下文中，被称为(i，j)像素PXij)的多个像素可以布置在第一基底110上。为了便于说明，在图1中，用实线示出了第i扫描线SLi、第j数据线DLj和(i，j)像素PXij。
第i扫描线SLi可以在第一方向d1上延伸。第j数据线DLj可以在不同于第一方向d1的第二方向d2上延伸。在这样的实施例中，第i扫描线SLi和第j数据线DLj彼此绝缘。在这样的实施例中，第一方向d1和第二方向d2可以彼此交叉。
(i，j)像素PXij可以包括开关元件TR、像素电极PE、液晶电容器Clc和存储电容器Cst。
在实施例中，开关元件TR可以是诸如薄膜晶体管的三端子元件。在开关元件TR中，控制电极可以与第i扫描线SLi电连接，一个电极可以与第j数据线DLj电连接。开关元件TR的另一电极可以与像素电极PE电连接。
开关元件TR可以响应于从第i扫描线SLi接收的扫描信号而导通，以向像素电极PE提供从第j数据线DLj接收的数据信号。在实施例中，(i，j)像素PXij可以包括单一开关元件，但发明不限于此。可选地，(i，j)像素PXij可以包括两个或更多个开关元件。
液晶电容器Clc可以限定或形成在像素电极PE与接收共电压Vcom的共电极之间。虽然在附图中未示出，但在实施例中，共电极可以设置在第二基底120上以与像素电极PE叠置。这里，术语“叠置”指在两个电极彼此邻近设置时在两个电极之间发生电容耦合的程度的位置关系。
在实施例中，存储电容器Cst可以限定或形成在像素电极PE与接收存储电压Vst的存储线之间。可选地，可以省略存储电容器Cst。
第二基底120可以设置为面对第一基底110。第二基底120可以包括透明玻璃或透明塑料或者由透明玻璃或透明塑料制成。在实施例中，第二基底120可以包括与第一基底110的材料相同的材料或者由与第一基底110的材料相同的材料制成。在实施例中，除了前述的共电极之外，在第二基底120上还可以设置有多个滤色器(例如，红色滤色器、绿色滤色器和蓝色滤色器)和黑矩阵。
液晶层130包括多个液晶分子。在实施例中，多个液晶分子可以具有负介电各向异性。在这样的实施例中，当在液晶层130中不产生电场时，多个液晶分子可以布置在垂直于第一基底110的方向上。在这样的实施例中，当在第一基底110与第二基底120之间产生电场时，多个液晶分子可以通过在特定方向上旋转或倾斜来改变提供到液晶层130的光的偏振。
在实施例中，虽然在附图中未示出，但是显示装置10还可以包括：数据驱动器，用于向第j数据线DLj提供数据信号；扫描驱动器，用于向第i扫描线SLi提供扫描信号；以及时序控制器，用于控制扫描驱动器和数据驱动器的操作。不具体限制数据驱动器、扫描驱动器和时序控制器中的每个的布置。
接下来，将描述背光单元200。
背光单元200可以向显示面板100提供具有特定区域的波长的光。背光单元200可以包括光源单元210、导光板220和反射片230。为了便于说明，在图1中通过虚线简要示出光源单元210和导光板220。
光源单元210包括发射光的光源。在实施例中，光源是点光源。虽然在图1中未示出，但是用于使从光源单元210发射的光扩散的光扩散单元(240，参照图2)可以设置在光源单元210与导光板220之间。稍后将参照图2更详细地描述这种构造。
导光板220引导在其中行进的光或者改变从光源单元210提供到导光板220的光的路径，并且将光提供到显示面板100。在实施例中，导光板220可以包括第一分割图案SP1至第k分割图案SPk(k为1或更大的自然数)。第一分割图案SP1至第k分割图案SPk可以在平面上相对于光源单元210同心地布置。稍后将更详细地描述这种构造。
这里，导光板220指其中第一分割图案SP1至第k分割图案SPk布置在导光基底LGS(参照图5)上的整体构造。在实施例中，导光板220可以包括诸如丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂或聚甲基丙烯酸甲酯(“PMMA”)的具有高折射率的透明树脂。导光板220的形状和尺寸不限于图1中示出的形状和尺寸，并且可以基于显示面板100的形状进行各种修改。
导光板220可以接收从光源单元210发射的光，改变通过其行进的光的路径，然后将光提供到显示面板100。在这样的实施例中，虽然光源单元210如上所述为点光源，但是提供到显示面板100的光由于导光板220引起的光路径的改变而与面光源对应。在这样的实施例中，背光单元200可以将点光源立即转换为面光源，并且将转换后的光提供到显示面板100。
导光板220可以将从光源单元210发射的光的路径转换为基本上垂直的方向，以将光提供到显示面板100。在实施例中，第一分割图案SP1至第k分割图案SPk可以将提供到导光板220的光的一部分的路径转换成垂直方向，以将光提供到显示面板100。将参照图2和图3更详细地描述这些特征。
返回参照图1，反射片230设置在导光板220下。反射片230可以将从导光板220反射的光反射回导光板220的内部。在可选实施例中，可以省略反射片230。
图2是沿图1的线I1-I1′截取的剖视图。图3是示出图2中示出的第一分割图案至第三分割图案的放大图。为了便于说明，在图2中，未示出图1中示出的一些组件(例如，液晶层130)。
参照图2和图3，背光单元200的实施例可以包括光源单元210、导光板220、反射片230和光扩散单元240。在下文中，将沿从光源单元210发射的光的路径来描述包括在背光单元200中的组件。
光源单元210可以向导光板220的一个侧边发射光。在实施例中，导光板220包括设置在沿第一方向d1延伸的位置处的一个侧边以及沿第一方向d1延伸并在第二方向d2上与所述一个侧边相对设置的另一侧边。这样的侧边被限定为在导光板220的长度方向(或第一方向d1)上的一个侧边和另一侧边。在一个实施例中，例如，光源单元210可以设置在导光板220的长度方向上的所述一个侧边与所述另一侧边之间的中心处。
在这样的实施例中，导光板220包括设置在沿第二方向d2延伸的位置处的一个侧边和与所述一个侧边相对设置的另一侧边。这样的侧边被限定为在导光板220的宽度方向(或第二方向d2)上的一个侧边和另一侧边。在实施例中，如图1中所示，光源单元210可以设置在导光板220的宽度方向上的所述一个侧边与所述另一侧边之间的中心处。
在实施例中，光源单元210可以包括光源211和印刷电路板212。光源211向导光板220发射光。这里，光源211指点光源。这里，点光源不由光源的数量或种类限定，而由与导光板220的关系限定。更具体地，当比较导光板220的宽度和从光源211发射的光的宽度时，如果从光源211发射的光的宽度远小于导光板220的宽度，则光源211可以被定义为点光源。在一个实施例中，例如，即使当光源211包括多个发光二极管(“LED”)时，从多个LED发射的光的宽度也可以远小于导光板220的宽度，使得多个LED可以被视为点光源。
然而，光源211的种类不必局限于LED。在可选实施例中，光源211可以是例如激光二极管(“LD”)、激光器或灯等。在下文中，为了便于描述，将详细描述显示装置10包括含有作为光源211的单个LED的光源单元210的实施例，但不限于此。
光源211可以设置在印刷电路板212上。印刷电路板212包括导电图案。光源211通过导电图案接收电信号，并且可以基于电信号向导光板220发射光。印刷电路板212的形状和印刷电路板212上的光源211的设置结构不限于图2中示出的形状和设置结构。
虽然在附图中未示出，但光源单元210还可以包括散热板。散热板可以设置在印刷电路板212下以将从光源211或印刷电路板212产生的热散发到外部。
光扩散单元240可以设置在光源单元210与导光板220之间。光扩散单元240可以将从光源单元210发射的光转换为漫射光。在实施例中，光扩散单元240可以延伸从光源单元210入射的光的行进宽度，并将具有延伸的行进宽度的光传输到导光板220。在实施例中，漫射光可以在平面上具有半球形形状。
不具体限制光扩散单元240的种类，只要从光源单元210发射的光能够被转换为漫射光即可。在一个实施例中，例如，光扩散单元240可以是负透镜。在实施例中，在光扩散单元240由单个透镜构成的情况下，负透镜可以具有凹透镜形状。
导光板220改变从光扩散单元240提供的漫射光的路径，并且将该漫射光提供到显示面板100。在实施例中，导光板220透射一部分漫射光并反射剩余部分的漫射光。在这样的实施例中，导光板220可以包括稍后将描述的第一分割图案SP1至第k分割图案SPk。在下文中，由L1a表示透射光，由L1b表示反射光。
在实施例中，如上所述，第一分割图案SP1至第k分割图案SPk可以在平面上相对于光源211同心地布置(参照图1)。将参照图2更详细地描述剖面上的第一分割图案SP1至第k分割图案SPk。
在实施例中，第一分割图案SP1至第k分割图案SPk可以不彼此间隔开。在这样的实施例中，第一分割图案SP1至第k分割图案SPk可以彼此直接接触。第一分割图案SP1至第k分割图案SPk中的每个可以包括分光部、入射表面和平坦部。虽然在附图中未示出，但在可选实施例中，第一分割图案SP1至第k分割图案SPk可以包括彼此间隔开预定距离的两个相邻的分割图案。
在下文中，将详细描述第一分割图案SP1至第k分割图案SPk中的第三分割图案SP3。
第三分割图案SP3可以包括分光部SP3a、入射表面SP3b和平坦部SP3c。在实施例中，分光部SP3a可以在剖面中具有三角形形状。在实施例中，分光部SP3a可以朝向显示面板100(参照图1)突出。在实施例中，平坦部SP3c可以基于入射表面SP3b与分光部SP3a对称。在这样的实施例中，平坦部SP3c可以在剖面中具有倒三角形形状。
在实施例中，分光部SP3a和平坦部SP3c可以由彼此相同的工艺形成。在这样的实施例中，分光部SP3a和平坦部SP3c可以包括彼此相同的材料或由彼此相同的材料形成。
入射表面SP3b被限定为光被提供到的表面，或被限定为使分光部SP3a和平坦部SP3c区分开的表面。因此，分光部SP3a和平坦部SP3c可以共享入射表面SP3b。在实施例中，入射表面SP3b可以与分光部SP3a一体地形成。
入射到入射表面SP3b上的光的一部分行进通过入射表面SP3b，并且光的剩余部分被入射表面SP3b反射以提供到显示面板100。反射光L1b可以被反射为垂直于透射光L1a，并且可以被提供到显示面板100。
在实施例中，分割图案SPi(i为大于或等于1并且小于或等于k的自然数)使入射到其入射表面SPib上的光的一部分透射，并且使所述光的剩余部分反射。在这样的实施例中，反射光L1b可以相对于提供在分割图案SPi的入射表面SPib上的光沿基本上垂直的方向发射。在这样的实施例中，由于第一分割图案SP1至第k分割图案SPk中的每个包括平坦部与分光部，所以可以确保导光板220的平坦度。在可选实施例中，第一分割图案SP1至第k分割图案SPk中的每个可以不包括平坦部。
将参照图3更详细地描述第一分割图案SP1至第三分割图案SP3。
参照图3，在实施例中，第一分割图案SP1至第k分割图案SPk中的每个可以具有彼此相同的形状。因此，在这样的实施例中，第一分割图案SP1至第三分割图案SP3中的每个在剖面中的厚度h1及其宽度w1可以彼此相等。在这样的实施例中，第一分割图案SP1至第三分割图案SP3中的每个在剖面中的宽度w1与其厚度h1相等。因此，第一分割图案SP1至第三分割图案SP3中的每个可以具有等腰三角形的形状，该等腰三角形具有彼此相等的底(图3中的宽度w1)和高(图3中的厚度h1)。
在这样的实施例中，第一分割图案SP1至第三分割图案SP3的入射表面SP1b至SP3b与其底表面的角a可以彼此相同。不具体限制入射表面SP1b至SP3b中的每个的角a，只要入射在第一分割图案SP1至第三分割图案SP3上的光被允许在垂直方向上反射并且被提供到显示面板100即可。在一个实施例中，例如，入射表面SP1b至SP3b中的每个的角a可以是大约45°。
第一分割图案SP1至第三分割图案SP3中的每个的宽度w1和厚度h1彼此相同，例如，可以在大约1毫米(mm)至大约3mm的范围内。将参照图4更详细地描述这种构造。
图4A和图4B是用于解释图2中示出的分割图案的边缘中产生的散射噪声的剖视图。这里，图4A示出图2中示出的第一分割图案SP1至第三分割图案SP3的剖面形状。图4B示出第一参考分割图案RSP1至第五参考分割图案RSP5的剖面形状。
参照图4A，第一分割图案SP1至第三分割图案SP3在剖面上的宽度w1的总和(或总宽度)可以由3×w1表示。参照图4B，第一参考分割图案RSP1至第五参考分割图案RSP5在剖面上的宽度w2的总和(或总宽度)可以由5×w2表示。这里，假设第一分割图案SP1至第三分割图案SP3在剖面上的宽度w1的总和(3×w1)等于第一参考分割图案RSP1至第五参考分割图案RSP5在剖面上的宽度w2的总和(5×w2)。因此，基于相同的宽度，图4B中的分割图案的数量比图4A中的分割图案的数量大。
如上所述，分割图案在剖面上的宽度(w1或w2)与分割图案在剖面上的厚度(h1或h2)基本上相同。因此，与图4A中示出的第一分割图案SP1至第三分割图案SP3相比，图4B中示出的第一参考分割图案RSP1至第五参考分割图案RSP5相对较薄。这意味着包括第一参考分割图案RSP1至第五参考分割图案RSP5的背光单元的厚度比包括第一分割图案SP1至第三分割图案SP3的背光单元200的厚度薄。
然而，参照图4A，第一分割图案SP1至第三分割图案SP3可以在其各个边缘A处产生散射噪声Ln1至Ln3。类似地，参照图4B，第一参考分割图案RSP1至第五参考分割图案RSP5可以在它们的各个边缘A处产生散射噪声RLn1至RLn5。散射噪声导致从背光单元200发射的光的均匀性及其光效率劣化。从光均匀性和光效率的角度来看，图4A的情况优于图4B的情况。
这意味着散射噪声的产生和背光单元200的薄化彼此处于权衡关系。因此，在发明的实施例中，显示装置10可以以这样的方式构造：考虑到背光单元200的厚度和散射噪声的产生二者，第一分割图案SP1至第三分割图案SP3中的每个分割图案在剖面上的宽度w1和厚度h1被设定为具有在大约1mm至大约3mm的范围内的值。在这样的实施例中，基本上使散射噪声的产生最小化，并且使得背光单元200是基本上薄的(例如，具有大约5mm或更小的厚度)。
图5是示出图2中示出的第一分割图案至第k分割图案的透视图。图6是示出在导光板的厚度方向上观看图2中示出的第一分割图案至第k分割图案的平面图。然而，在图5的情况下，为了清楚地示出分光部的形状，省略了平坦部。
参照图5和图6，沿第二方向d2延伸的假想中心线c1被限定为与光源单元210叠置。在实施例中，第一分割图案SP1至第k分割图案SPk可以围绕光源211同心地布置。在这样的实施例中，由第一分割图案SP1至第k分割图案SPk限定的同心圆可以全部具有同一中心。这里，光源单元210可以设置在由第一分割图案SP1至第k分割图案SPk限定的同心圆的中心处或者叠加在由第一分割图案SP1至第k分割图案SPk限定的同心圆的中心上。
在这样的实施例中，如上所述，第一分割图案SP1至第k分割图案SPk沿同心圆的圆弧延伸，并且同心圆的圆弧从光源211沿第二方向d2逐渐增大。在实施例中，第一分割图案SP1至第k分割图案SPk的宽度w1可以全部彼此相同。
在实施例中，从具有点光源的光源单元210发射的光在沿第一分割图案SP1至第k分割图案SPk的布置形式的径向方向上行进。在这样的实施例中，光的一部分可以通过分光部在竖直方向上反射，以被提供到显示面板100，并且光的剩余部分可以穿过分光部。
根据发明的实施例，显示装置10可以在维持光的相干性的状态下将点光源转换为面光源。在这样的实施例中，从具有点光源的光源单元210发射的光被提供到具有第一分割图案SP1至第k分割图案SPk的导光板220，使得点光源可以立即转换为面光源，并且可以将光提供到显示面板100。
根据发明的实施例，显示装置10可以将点光源立即转换为面光源，而不需要使用单独的全息光学元件(“HOE”)或衍射光学元件。在这样的实施例中，由于背光单元200包括设置有第一分割图案SP1至第k分割图案SPk的导光板220而不需要使用单独的HOE或衍射光学元件，所以可以基本减小背光单元200的厚度。
在这样的实施例中，从具有点光源的光源单元210发射的光根据第一分割图案SP1至第k分割图案SPk的布置形式在径向方向上行进，使得点光源可以在维持光的相干性的状态下转换为面光源。
在实施例中，图2、图5和图6中示出的第一分割图案SP1至第k分割图案SPk的数量和同心圆的直径等不限于附图中示出的情况。在这样的实施例中，只要从具有点光源的光源单元210发射的光在离心方向上行进，使得点光源被有效地转换为面光源，则设置光源单元210的位置不限于特定的位置或图5和图6中示出的位置。
在下文中，将参照图7至图16描述导光板220的可选实施例。在图7至图16中，将使用附图标记220a至220f指示导光板220的可选实施例。在下文中将省略以上参照图1至图5描述的相同元件或同样元件的任何重复性详细描述。图7、图8、图10、图11、图12和图14是示出在导光板的厚度方向上观看导光板的可选实施例的平面图。
图7是示出在导光板的厚度方向上观看图2中示出的第一分割图案至第k分割图案的可选实施例的平面图。
参照图7，在实施例中，导光板220a还可以包括第k+1分割图案SPk+1和第k+2分割图案SPk+2。
在下文中将详细描述第k+1分割图案SPk+1和第k+2分割图案SPk+2的布置关系。在这样的实施例中，导光板220a包括设置在沿第一方向d1延伸的位置处的一个侧边和与所述一个侧边相对设置的另一侧边。如上所述，这样的侧边被限定为在导光板220a的长度方向上的一个侧边和另一侧边。
在这样的实施例中，导光板220a包括设置在沿第二方向d2延伸的位置处的一个侧边和与所述一个侧边相对设置的另一侧边。如上所述，这样的侧边被限定为在导光板220a的宽度方向上的一个侧边和另一侧边。
在实施例中，如图7中所示，第一分割图案SP1至第k分割图案SPk可以与导光板220a的长度方向上的另一侧边接触，但可以不与导光板220a的宽度方向上的一个侧边和另一侧边接触。在这样的实施例中，第k+1分割图案SPk+1和第k+2分割图案SPk+2可以与导光板220a的长度方向上的一个侧边和导光板220a的宽度方向上的一个侧边和另一侧边接触。在这样的实施例中，当沿第k+1分割图案SPk+1和第k+2分割图案SPk+2绘制同心圆时，每个同心圆的直径大于导光板220a的长度。
在这样的实施例中，除了第一分割图案SP1至第k分割图案SPk之外，导光板220a还包括与第k分割图案SPk相邻的第k+1分割图案SPk+1以及与第k+1分割图案SPk+1相邻的第k+2分割图案SPk+2。因此，可以改善在整个导光板220a中沿垂直方向发射到显示面板100的光的均匀性。
在这样的实施例中，如图7中所示，第k+1分割图案SPk+1和第k+2分割图案SPk+2附加地设置在导光板220a上。然而，发明不限于此。在这样的实施例中，可以根据从导光板220a发射的光的均匀性、显示面板100的形状和导光板220a的形状等各种修改附加的分割图案的数量。
图8是示出在导光板的厚度方向上观看图2中示出的第一分割图案至第k分割图案的另一可选实施例的平面图。图9是沿图8的线II1-II1′截取的剖视图。
参照图8和图9，第一分割图案SPE1至第k分割图案SPEk可以位于导光板220b上。
第一分割图案SPE1至第k分割图案SPEk可以在平面上围绕光源单元210同心地布置。在这样的实施例中，由第一分割图案SPE1至第k分割图案SPEk形成的同心圆可以全部具有同一中心。在这样的实施例中，光源单元210可以叠加在中心上或设置在中心处。
在实施例中，如图8中所示，第一分割图案SPE1至第k分割图案SPEk在剖面上的宽度可以彼此不同。将描述在一个实施例中的第一分割图案SPE1至第三分割图案SPE3。
在实施例中，如图8中所示，第一分割图案SPE1可以在剖面上具有第一宽度t1，第二分割图案SPE2可以在剖面上具有第二宽度t2，第三分割图案SPE3可以在剖面上具有第三宽度t3。在这样的实施例中，第一宽度至第三宽度(t1至t3)可以彼此不同。在实施例中，第二宽度t2可以大于第一宽度t1，并且第三宽度t3可以大于第二宽度t2。在这样的实施例中，同心圆的尺寸越大，第一分割图案SPE1至第k分割图案SPEk在剖面上的宽度越大。因此，第k分割图案SPEk在剖面上的第k宽度tk可以比第一分割图案SPE1至第k-1分割图案SPEk-1中的每个分割图案在剖面上的宽度大。在这样的实施例中，如图9中所示，分割图案在剖面上的宽度(例如，t1至t3)中的至少一个可以与分割图案在剖面上的厚度h3不同。
在这样的实施例中，第一分割图案SPE1至第k分割图案SPEk在剖面上的宽度可以不完全彼此不同，并且至少两个分割图案在剖面上的宽度可以彼此相同。在另一实施例中，第一分割图案SPE1至第k分割图案SPEk在剖面上的厚度可以不完全相同，并且至少两个分割图案在剖面上的厚度可以彼此相同。
在这样的实施例中，第k+1分割图案SPEk+1和第k+2分割图案SPEk+2可以附加地设置在导光板220b上。因此，可以改善在整个导光板220b中沿垂直方向发射到显示面板100的光的均匀性。
图10至图12是示出在导光板的厚度方向上的图2中示出的第一分割图案至第k分割图案的其它可选实施例的平面图。
参照图10，在实施例中，第一分割图案SPF1至第k分割图案SPFk可以设置在导光板220c上。第一分割图案SPF1至第k分割图案SPFk在剖面上的宽度可以随着远离光源单元210而变大，并且各个分割图案在剖面上的宽度可以彼此不同。在这样的实施例中，第一分割图案SPF1至第k分割图案SPFk可以不形成同心圆。
参照图11，在可选实施例中，第一分割图案SPG1至第k分割图案SPGk可以位于导光板220d上。第一分割图案SPG1至第k分割图案SPGk在剖面上的宽度可以随着远离光源单元210而变小，并且各个分割图案在剖面上的宽度可以彼此不同。在这样的实施例中，第一分割图案SPG1至第k分割图案SPGk可以不形成同心圆。
图13是沿图12的线III1-III1′截取的剖视图。
参照图12和图13，在另一可选实施例中，第一分割图案SPH1至第k分割图案SPHk可以设置在导光板220e上。第一分割图案SPH1至第k分割图案SPHk可以围绕光源单元210同心地布置。在这样的实施例中，光源单元210可以设置在导光板220e的中心处。
在这样的实施例中，具有点光源的光源单元210被设置为与第一分割图案SPH1至第k分割图案SPHk的中心叠置，并且该中心可以位于导光板220e的中心处。
在下文中，将更详细地描述在这样的实施例中从光源单元210发射的光的路径。
在这样的实施例中，如图13中所示，背光单元200还包括光扩散单元240。光源单元210位于导光板220e的中心处，并且可以在所有方向上发射光。从光源单元210发射的光可以提供到光扩散单元240。光扩散单元240设置在导光板220e下，更具体地，光扩散单元240可以设置在光源单元210与导光板220e之间。
光扩散单元240可以收集从光源单元210发射的光并将收集的光提供到导光板220e。不具体限制光扩散单元240的种类，只要光扩散单元240收集从光源单元210发射的光并将收集的光提供到导光板220e即可。
第一分割图案SPH1至第k分割图案SPHk可以改变从光源211提供的光的路径并将光提供到显示面板100。在下文中，为了便于描述，将作为参考详细描述第一分割图案SPH1。在这样的实施例中，第一分割图案SPH1反射提供到入射表面SPH1b的光的一部分以产生反射光L1b，并透射所述光的剩余部分以产生透射光L1a。在这样的实施例中，反射光L1b可以在与提供到入射表面SPH1b的光基本垂直的方向上发射到显示面板100，并且可以提供到显示面板100。在这样的实施例中，透射光L1a可以穿过入射表面SPH1b并在径向方向上行进。因此，从光源单元210发射的光在维持光的相干性的状态下转换为面光源。在这样的实施例中，第一分割图案SPH1至第k分割图案SPHk中的每个分割图案在剖面上的厚度和宽度可以是大约1mm或更小。
图14是示出在导光板的厚度方向上观看图2中示出的第一分割图案至第k分割图案的又一可选实施例的平面图。
参照图14，在实施例中，第一分割图案SPI1至第k分割图案SPIk布置在导光板220f上，并且第一分割图案SPI1至第k分割图案SPIk中的每个在导光板220f上可以具有完整的圆形形状。虽然在图14中示出了导光板220f的尺寸被放大，但当导光板220f的尺寸减小到图1中示出的导光板220的尺寸时，可以减小第一分割图案SPI1至第k分割图案SPIk在剖面上的宽度。
图15A、图15B、图16A和图16B是示出在导光板的厚度方向上观看图2中示出的第一分割图案至第三分割图案的其它可选实施例的剖视图。在下文中，将作为参考详细描述图15A、图15B、图16A和图16B中的第一分割图案至第三分割图案。在这样的实施例中，第一分割图案至第三分割图案的构造与其余分割图案的构造基本相同，并且将省略其任何重复性详细描述。在这样的实施例中，图15A、图15B、图16A和图16B中示出的相同的元件或同样的元件已经采用与以上用于描述图2中示出的第一分割图案至第三分割图案的实施例的附图标记相同的附图标记来标记。在图15A和图15B中，为了便于说明，未示出平坦部SP1c至SP3c。
参照图15A，第一分割图案SP1至第三分割图案SP3还可以分别包括涂层SP1d、SP2d和SP3d。涂层SP1d、SP2d和SP3d可以被设置为分别围绕第一分光部SP1a至第三分光部SP3a。
在实施例中，涂层SP1d、SP2d和SP3d可以包括金属材料。在这样的实施例中，金属材料可以包括例如铝(Al)、银(Ag)或金(Au)。在这样的实施例中，涂层SP1d、SP2d和SP3d分别设置在第一分光部SP1a至第三分光部SP3a上，从而调节第一分割图案SP1至第三分割图案SP3的透射率和反射率。因此，在这样的实施例中，可以有效地控制从导光板220入射到显示面板100上的光的均匀性。
在实施例中，如图15A中所示，涂层SP1d、SP2d和SP3d的厚度全部彼此相同，但发明不限于此。在可选实施例中，对于第一分光部SP1a至第三分光部SP3a中的每者，涂层SP1d、SP2d和SP3d的厚度不同，从而控制从导光板220入射到显示面板100上的光的均匀性。
参照图15B，第一分割图案SP1至第三分割图案SP3还可以包括涂层SP1d、SP2d和SP3d以及中性密度滤光器SP1e、SP2e和SP3e。在这样的实施例中，涂层SP1d、SP2d和SP3d的厚度可以全部彼此相同。在这样的实施例中，具有相同厚度的涂层SP1d、SP2d和SP3d共同地形成，并且在第一分割图案SP1至第三分割图案SP3中的每个上还设置有中性密度滤光器SP1e、SP2e或SP3e，从而改善从导光板220入射到显示面板100上的光的均匀性。
参照图16A，在另一可选实施例中，第一分割图案SP1′至第三分割图案SP3′的平坦部SP1f至SP3f的材料以及其分光部SP1a至SP3a的材料可以彼此不同。在这样的实施例中，平坦部SP1f至SP3f与分光部SP1a至SP3a可以通过彼此不同的工艺来形成。
在一个实施例中，例如，在首先形成分光部SP1a至SP3a之后，可以以填充分光部SP1a至SP3a之间的间隙的方式来形成平坦部SP1f至SP3f。
在这样的实施例中，即使平坦部SP1f至SP3f和分光部SP1a至SP3a通过不同的工艺或不同的材料形成，平坦部SP1f至SP3f和分光部SP1a至SP3a的折射率也基本上彼此相同。
参照图16B，在另一可选实施例中，第一分割图案SP1″至第三分割图案SP3″包括分光部SP1a至SP3a以及入射表面SP1b至SP3b，但是可以不包括图3中示出的平坦部SP1c至SP3c。在这样的实施例中，导光板220还可以包括例如折射匹配层等的单独的结构以确保平坦度。
如上所述，根据发明的实施例，点光源被有效地转换为面光源。
在这样的实施例中，在维持光的相干性的状态下产生面光源。
在这样的实施例中，有效地减小背光单元的厚度，并且显著改善背光单元的光效率。
发明不应被解释为局限于在此所阐述的示例性实施例。相反，提供这些示例性实施例使得本公开将是彻底的和完整的，并且将向本领域技术人员充分地传达发明构思。
虽然已经参照发明的示例性实施例具体示出并描述了发明，但是本领域普通技术人员将理解的是，在不脱离由权利要求限定的发明的精神或范围的情况下，可以在其中进行形式和细节上的各种改变。

Claims (20)

1.一种背光单元，所述背光单元包括：
光源单元，包括点光源；以及
导光板，设置在从所述光源单元发射的光的路径上，其中，多个分割图案被限定在所述导光板中，
其中，
所述多个分割图案透射从所述光源单元发射的所述光的一部分，并且反射从所述光源单元发射的所述光的剩余部分，
所述多个分割图案同心地布置在所述导光板上并且围绕所述光源单元，
所述多个分割图案中的每个分割图案包括具有入射表面的分光部以及涂层，从所述光源单元发射的所述光入射在所述入射表面上，并且
在每个分隔图案的与所述导光板的厚度方向平行的剖面中，所述涂层完全围绕所述分光部。
2.根据权利要求1所述的背光单元，其中，
所述分光部具有三角形形状。
3.根据权利要求2所述的背光单元，其中，
所述多个分割图案中的每个分割图案还包括与所述分光部对称的平坦部。
4.根据权利要求1所述的背光单元，其中，
所述导光板包括在长度方向上彼此相对的两个侧边，并且
所述光源单元设置在所述导光板的在所述两个侧边之间的中心处。
5.根据权利要求1所述的背光单元，其中，
所述光源单元向所述导光板的中心提供光。
6.根据权利要求1所述的背光单元，其中，
所述多个分割图案中的至少两个分割图案在剖面上的宽度彼此相同。
7.根据权利要求1所述的背光单元，其中，
所述多个分割图案中的至少两个分割图案在剖面上的厚度彼此相同。
8.根据权利要求1所述的背光单元，所述背光单元还包括：
光扩散单元，设置在所述光源单元与所述导光板之间。
9.根据权利要求1所述的背光单元，其中，
所述点光源包括发光二极管。
10.一种显示装置，所述显示装置包括：
显示面板；
背光单元，向所述显示面板提供光，
其中，所述背光单元包括：光源单元；以及导光板，设置在从所述光源单元发射的光的路径上，并且
所述导光板包括多个分割图案，所述多个分割图案透射从所述光源单元发射的所述光的一部分并且反射从所述光源单元发射的所述光的剩余部分，
所述多个分割图案同心地布置在所述导光板上并且围绕所述光源单元，
所述多个分割图案中的每个分割图案包括具有入射表面的分光部以及涂层，从所述光源单元发射的所述光入射在所述入射表面上，并且
在每个分隔图案的与所述导光板的厚度方向平行的剖面中，所述涂层完全围绕所述分光部。
11.根据权利要求10所述的显示装置，其中，
所述分光部朝向所述显示面板突出。
12.根据权利要求11所述的显示装置，其中，
所述分光部具有三角形形状。
13.根据权利要求11所述的显示装置，其中，
所述分光部包括所述入射表面和与所述入射表面接触的底表面，并且
所述入射表面与所述底表面之间的角为45°。
14.根据权利要求11所述的显示装置，其中，
所述分光部在剖面上的宽度在1毫米至3毫米的范围内。
15.根据权利要求11所述的显示装置，其中，
所述多个分割图案中的每个分割图案还包括与所述分光部对称的平坦部。
16.根据权利要求15所述的显示装置，其中，
所述分光部与所述平坦部包括彼此不同的材料。
17.根据权利要求10所述的显示装置，其中，
所述光源单元包括点光源，并且
提供到所述显示面板的所述光为面光源。
18.根据权利要求10所述的显示装置，其中，
所述多个分割图案的在剖面上的宽度和厚度全部彼此相同。
19.根据权利要求10所述的显示装置，其中，
所述光源单元包括发光二极管。
20.根据权利要求10所述的显示装置，其中，
所述光源单元设置在所述导光板下，并且
所述光源单元向所述导光板的中心提供所述光。
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