CN111090194A

CN111090194A - 背光单元

Info

Publication number: CN111090194A
Application number: CN201911011048.1A
Authority: CN
Inventors: 尹炳瑞; 黄星龙; 金种焕; 沈成圭
Original assignee: Samsung Display Co Ltd
Current assignee: Samsung Display Co Ltd
Priority date: 2018-10-24
Filing date: 2019-10-23
Publication date: 2020-05-01
Also published as: US20200132908A1; KR20200047837A

Abstract

本发明涉及背光单元。该背光单元包括：导光板；低折射层，设置在导光板上；光学转换层，设置在低折射层上；光源，与导光板的侧表面相邻；以及多个光学图案，设置在导光板下方，在与侧表面交叉的第一方向上延伸，并且设置在与第一方向交叉的第二方向上。当在第一方向上从平面图观察时，光学图案中的每个光学图案具有四边形形状。

Description

背光单元

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年10月24日提交的第10-2018-0127503号韩国专利申请的优先权以及所有权益，该申请的全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本文中的公开涉及一种背光单元以及包括该背光单元的显示设备。

背景技术

通常，显示设备包括使用光来显示图像的显示面板，以及设置在显示面板下方并且向显示面板提供光的背光单元。显示面板包括用于显示图像的多个像素。像素可以通过调整从背光单元提供的光的透射率来显示图像。

背光单元可以被分类为边缘型背光单元和直下型背光单元。边缘型背光单元典型地包括导光板以及与导光板的一侧邻近设置的光源。导光板的一侧可以被限定为光入射部分，并且从光源产生的光通过导光板的光入射部分被提供到该导光板。

发明内容

在使用边缘型背光单元的显示设备中，导光板中的光入射部分的光密度最高。因此，通过导光板的与光入射部分邻近的预定部分而向上发射的光量会增加。因此，光在导光板的与光入射部分邻近的预定部分处被泄漏的地方，可能会发生漏光现象，导致光效率降低。

本公开用以提供一种背光单元以及包括该背光单元的显示设备，该背光单元在导光板的与光入射部分相邻的预定部分中具有减少的漏光。

本发明实施例提供一种背光单元，该背光单元包括：导光板；低折射层，设置在导光板上；光学转换层，设置在低折射层上；光源，与导光板的侧表面相邻；以及多个光学图案，设置在导光板下方，在与侧表面交叉的第一方向上延伸，并且设置在与第一方向交叉的第二方向上，其中，当在第一方向上从平面图观察时，光学图案中的每个光学图案具有四边形形状。

在本发明的实施例中，一种背光单元包括：导光板；低折射层，设置在导光板上；光学转换层，设置在低折射层上；光源，与导光板的侧表面相邻；基层，设置在导光板下方；以及多个光学图案，从基层向下突出，其中，光学图案在与侧表面交叉的第一方向上延伸并且布置在与第一方向交叉的第二方向上，其中，当在第一方向上从平面图观察时，光学图案中的每个光学图案具有四边形形状。

在本发明的实施例中，一种显示设备包括：显示面板；导光板，设置在显示面板下方；低折射层，设置在显示面板与导光板之间；光学转换层，设置在显示面板与低折射层之间；光源，与导光板的侧表面邻近；以及多个光学图案，设置在导光板下方，在与侧表面交叉的第一方向上延伸，并且布置在与第一方向交叉的第二方向上，其中，当在第一方向上从平面图观察时，光学图案中的每个光学图案具有四边形形状。

附图说明

根据以下结合附图对示例性实施例的描述，本发明的这些和/或其他特征将变得显而易见并且更加容易理解，其中：

图1是根据本发明的实施例的显示设备的透视图；

图2是示出图1中所示的像素的配置的图；

图3是图1中所示的光学转换层的剖视图；

图4是示出在图1中所示的导光板的下表面上设置的光学层的平面图；

图5是沿图4的线I-I'截取的剖视图；

图6是图5中所示的光学层的一部分的放大图；

图7是用于描述图4中所示的光学层的功能的图；

图8A、图8B和图8C是用于描述在比较光学层中的第一光的折射的图；

图9A、图9B、图9C和图9D是根据本发明的实施例的用于描述在光学层中的第一光的折射的图；

图10是示出在设置有比较光学层的导光板中测量的亮度与在设置有根据本发明的实施例的光学层的导光板中测量的亮度的曲线图；以及

图11至图14是示出根据本发明的可替代实施例的光学层的配置的图。

具体实施方式

现在将在下文中参考其中示出了各种实施例的附图来更充分地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同的形式来体现，并且不应被解释为限于本文所阐述的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是详尽且完整的，并且将把本发明的范围充分地传达给本领域技术人员。

相同的附图标记自始至终指代相同的元件。此外，在附图中，为了有效描述，部件的厚度、比例和尺寸被夸大。

将理解，当诸如层、区域或基板的元件被称为在另一元件“上”时，该元件可以直接在另一元件上，或者可以存在中间元件。相反，术语“直接地”意味着没有中间元件。

本文所使用的术语仅是为了描述特定实施例的目的，而并不旨在进行限制。如本文所使用的，单数形式“一”和“该”旨在包括包含“至少一个”的复数形式，除非上下文另有明确指示。“或”意味着“和/或”。“至少A和B”意味着“A和/或B”。“和/或”包括由相关部件限定的一种或多种组合中的全部。

将理解，术语“第一”和“第二”在本文中被用于描述各种部件，但是这些部件不应受到这些术语的限制。上述术语仅被用于将一个部件与另一个部件区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，第一部件可以被称为第二部件，反之亦然。除非上下文另有明确规定，否则单数表达包括复数表达。

另外，诸如“下”、“下侧””、“上”和“上侧”等术语被用于描述图中所示的配置关系。这些术语基于图中所示的方向被描述为相对概念。

考虑到讨论中的测量和与特定量的测量相关联的误差(即，测量系统的限制)，本文所使用的“约”或“近似”包括在由本领域普通技术人员所确定的特定值的可接受偏差范围内的规定的值和平均数。

除非另外限定，否则本文所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属的领域中的技术人员所通常理解的术语相同的含义。此外，诸如在通常使用词典中限定的术语的术语应被解释为具有与在相关技术领域的语境中的含义一致的含义，并且不以理想化或过于正式的意义来解释术语，除非它们在本文中被明确限定。

在本发明的各种实施例中，术语“包括”或“包含”指定属性、区域、固定数量、步骤、过程、元件和/或部件，但并不排除其他属性、区域、固定数量、步骤，过程、元件和/或部件。

在下文中，参考附图来更详细地描述本发明的实施例。

图1是根据本发明的实施例的显示设备的透视图。

参考图1，根据本发明的显示设备100的实施例包括显示面板DP、栅极驱动单元GD、数据驱动单元DD、印刷电路板PCB、以及背光单元BLU。显示面板DP可以具有矩形形状，该矩形形状具有在第一方向DR1上的短边和在与第一方向DR1交叉的第二方向DR2上的长边。然而，显示面板DP的形状可以不限于此。

背光单元BLU可以产生具有第一颜色的第一光，将第一光转换为具有第二颜色的第二光，并且将转换后的第二光提供到显示面板DP。背光单元BLU可以是边缘型背光单元。显示面板DP可以使用从背光单元BLU提供的第二光来显示图像。所显示的图像可以通过显示面板DP的上表面被输出给用户。第一颜色可以是蓝色，并且第二颜色可以是白色。

显示面板DP包括第一基板SUB1、面对第一基板SUB1的第二基板SUB2、以及设置在第一基板SUB1与第二基板SUB2之间的液晶层LC。第一基板SUB1和第二基板SUB2可以具有矩形形状，该矩形形状具有在第一方向DR1上的短边和在第二方向DR2上的长边。

图1示出了其中液晶显示面板作为显示面板DP包括液晶层LC的实施例。然而，本发明不限于此，并且诸如电泳显示面板和电润湿显示面板的用于显示图像的各种显示面板可以被用作显示面板DP。

多个像素PX、多条栅极线GL1至GLm以及多条数据线DL1至DLn可以设置在第一基板SUB1上。这里，m和n是自然数。为了便于说明和描述，图1中示出了单个像素PX，但是多个像素PX可以实质地设置在第一基板SUB1上。

栅极线GL1至GLm和数据线DL1至DLn可以彼此绝缘并且彼此交叉。栅极线GL1至GLm可以在第二方向DR2上延伸，并且可以连接到栅极驱动单元(例如，栅极驱动器或栅极驱动电路)GD。数据线DL1至DLn可以在第一方向DR1上延伸，并且可以连接到数据驱动单元(例如，数据驱动器或数据驱动电路)DD。像素PX可以连接到栅极线GL1至GLm和数据线DL1至DLn。

栅极驱动单元GD可以设置在第一基板SUB1的与第一基板SUB1的短边中的一个短边邻近的预定部分上。栅极驱动单元GD可以与像素PX的晶体管同时形成，并且可以以非晶硅薄膜晶体管(“TFT”)栅极驱动电路(“ASG”)或者氧化硅TFT栅极驱动器(“OSG”)的形式安装在第一基板SUB1上。

然而，本发明不限于此，并且栅极驱动单元GD可以由多个驱动芯片形成，并且可以通过带载封装(“TCP”)方法被安装在柔性印刷电路板FPC上以连接到第一基板SUB1。可替代地，栅极驱动单元GD的驱动芯片可以通过玻璃上芯片(“COG”)方法被安装在第一基板SUB1上。

数据驱动单元DD可以包括安装在柔性印刷电路板FPC上的多个源驱动芯片S-IC。图1中示出了4个源驱动芯片S-IC和4个柔性印刷电路板FPC被提供的实施例，但是源驱动芯片S-IC和柔性印刷电路板FPC的数量不限于此，并且可以依据显示面板DP的大小来进行各种修改。

柔性印刷电路板FPC的一侧可以连接到第一基板SUB1的一侧。第一基板SUB1的一侧可以由第一基板SUB1的长边中的任意一个长边限定。柔性印刷电路板FPC的与柔性印刷电路板FPC的一侧相对的另一侧可以连接到印刷电路板PCB。源驱动芯片S-IC可以通过柔性印刷电路板FPC被连接到第一基板SUB1和印刷电路板PCB。

时序控制器(未示出)可以设置在印刷电路板PCB上。时序控制器可以以集成电路芯片的形式被安装在印刷电路板PCB上。时序控制器可以通过柔性印刷电路板FPC被连接到栅极驱动单元GD和数据驱动单元DD。时序控制器可以输出栅极控制信号、数据控制信号以及图像数据。

栅极驱动单元GD可以从时序控制器接收栅极控制信号，并且可以响应于栅极控制信号而产生多个栅极信号。栅极驱动单元GD可以顺序输出栅极信号。栅极信号可以通过栅极线GL1至GLm被提供到像素PX。

数据驱动单元DD可以从时序控制器接收图像数据和数据控制信号。数据驱动单元DD可以响应于数据控制信号而产生并输出与图像数据相对应的模拟数据电压。数据电压可以通过数据线DL1至DLn被提供到像素PX。

像素PX可以响应于通过栅极线GL1至GLm提供的栅极信号而通过数据线DL1至DLn来接收数据电压。当像素PX显示与数据电压相对应的灰度级时，显示面板DP可以显示图像。

在实施例中，背光单元BLU可以包括光源LS、导光板LGP、低折射层LRL、光学转换层LCL、光学片OS、以及光学层OL。导光板LGP、低折射层LRL、光学转换层LCL、光学片OS和光学层OL可以具有矩形形状，该矩形形状具有在第一方向DR1上的短边和在第二方向DR2上的长边。在下文中，与由第一方向DR1和第二方向DR2限定的平面大致垂直的方向由第三方向DR3限定。

光源LS与导光板LGP的在第一方向DR1上彼此面对的相对侧表面S1和S2中的一个侧表面S1邻近设置，以面对导光板LGP的一个侧表面S1。导光板LGP的相对侧表面S1和S2限定导光板LGP的长边，并且导光板LGP的一个侧表面S1可以是导光板LGP的长边之一。

光源LS可以在第二方向DR2上延伸。光源LS产生第一光，并且第一光可以发射到导光板LGP的一个侧表面S1。导光板LGP的一个侧表面S1可以限定光入射部分，并且导光板LGP的与导光板LGP的一个侧表面S1相对的另一个侧表面S2可以限定光聚焦部分。在下文中，将使用与一个侧表面S1相同的符号来指代光入射部分，并且还将使用与另一个侧表面S2相同的符号来指代光聚焦部分。

光源LS可以包括在第二方向DR2上延伸的光源基板LSB、以及设置在光源基板LSB上的多个光源单元LSU。光源单元LSU可以在第二方向DR2上以规则间隔设置。光源单元LSU可以被设置为面对导光板LGP的一个侧表面S1。光源LS产生第一光，并且第一光可以被提供到导光板LGP的一个侧表面S1上。

导光板LGP可以包括透明塑料或玻璃。导光板LGP可以设置在显示面板DP下方。导光板LGP的上表面和下表面可以在由第一方向DR1和第二方向DR2限定的平面上。因此，第三方向DR3可以是与导光板LGP的上表面和下表面垂直的方向。导光板LGP可以将从光源单元LSU提供的第一光引导到设置有显示面板DP的向上方向。

低折射层LRL可以设置在显示面板DP与导光板LGP之间。光学转换层LCL可以设置在显示面板DP与低折射层LRL之间。低折射层LRL可以设置在导光板LGP上以接触导光板LGP的上表面。光学转换层LCL可以设置在低折射层LRL上以接触低折射层LRL的上表面。

在实施例中，低折射层LRL可以比导光板LGP具有更小的折射率。在这样的实施例中，其中在低折射层LRL比导光板LGP具有更小的折射率的情况下，朝向导光板LGP的上表面行进的一些光可以在导光板LGP与低折射层LRL之间的界面处全反射。在这样的实施例中，取决于第一光被发射的角度，第一光可以被提供到低折射层LRL，或者可以在导光板LGP与低折射层LRL之间的界面处全反射。全反射光可以朝向导光板LGP的光聚焦部分S2行进。

提供到低折射层LRL的光可以被提供到光学转换层LCL。光学转换层LCL可以将第一光转换为第二光，并且将第二光输出到上部。第二光可以在光学转换层LCL中漫反射并且可以被发射到光学转换层LCL的上部。

光学转换层LCL可以包括用于将蓝色光转换为白色光的多个量子点。光学转换层LCL可以比导光板LGP具有更高的折射率。在光学转换层LCL中转换的第二光可以被提供到光学片OS。

在一个实施例中，例如，导光板LGP的折射率可以是约1.5，低折射层LRL的折射率可以是约1.25，并且光学转换层LCL的折射率可以是约1.6。

光学片OS可以设置在显示面板DP与光学转换层LCL之间。光学片OS可以包括漫反射片(未示出)以及设置在漫反射片上的棱镜片(未示出)。

漫反射片可以将从光学转换层LCL提供的第二光漫反射。棱镜片可以使在漫反射片中漫反射的第二光会聚在垂直于平面的向上方向上。穿过棱镜片的第二光可以在向上方向上朝向显示面板DP前进，具有均匀的亮度分布。

光学层OL可以设置在导光板LGP下方。光学层OL可以与导光板LGP具有相同的折射率。光学层OL可以将提供到导光板LGP的与一个侧表面S1邻近的预定部分的第一光引导向光聚焦部分S2。稍后将更详细地描述这种配置。

图2是示出图1中所示的像素的配置的图。

为了便于说明和描述，在图2中示出了连接到第i条栅极线GLi和第j条数据线DLj的像素PX，并且显示面板DP的其他像素PX的配置将与图2中所示的像素PX的配置相同。

参考图2，像素可以包括连接到第i条栅极线GLi和第j条数据线DLj的晶体管TR、连接到晶体管TR的液晶电容器Clc、以及与液晶电容器Clc并列连接的存储电容器Cst。可替代地，可以省略存储电容器Cst。这里，i和j是自然数。

晶体管TR可以设置在第一基板SUB1上。晶体管TR可以包括连接到第i条栅极线GLi的栅电极(未示出)、连接到第j条数据线DLj的源电极(未示出)、以及连接到液晶电容器Clc和存储电容器Cst的漏电极(未示出)。

液晶电容器Clc可以包括设置在第一基板SUB1上的像素电极PE、设置在第二基板SUB2上的公共电极CE、以及设置在像素电极PE与公共电极CE之间的液晶层LC。液晶层LC可以用作电介质。像素电极PE可以连接到晶体管TR的漏电极。

在实施例中，像素电极PE可以具有如图2所示的非狭缝结构，但是本发明不限于此。可替代地，像素电极PE可以具有狭缝结构，该狭缝结构包括十字形分支部分以及从该十字形分支部分径向延伸的多个分支部分。

公共电极CE可以设置在第二基板SUB2的整个下部上。然而，本发明不限于此，并且可替代地，公共电极CE可以设置在第一基板SUB1上。在这样的实施例中，像素电极PE和公共电极CE中的至少一个可以包括狭缝。

存储电容器Cst可以包括像素电极PE、可由从存储线(未示出)延伸的分支部分限定的存储电极(未示出)、以及设置在像素电极PE与存储电极之间的绝缘层。存储线可以设置在第一基板SUB1上，并且可以设置在与栅极线GL1至GLm相同的层中。存储电极可以部分地与像素电极PE重叠。

像素PX还可以包括用于表示红色、绿色和蓝色中的一种的滤色器CF。在实施例中，如图2所示，滤色器CF可以设置在第二基板SUB2上。然而，本发明不限于此，并且可替代地，滤色器CF可以设置在第一基板SUB1上。

晶体管TR可以响应于通过第i条栅极线GLi提供的栅极信号而导通。经由第j条数据线DLj接收的数据电压可以通过导通的晶体管TR被提供到液晶电容器Clc的像素电极PE。公共电压可以施加到公共电极CE。

由于数据电压和公共电压的电压电平的差异，可以在像素电极PE与公共电极CE之间产生电场。液晶层LC的液晶分子可以由在像素电极PE与公共电极CE之间产生的电场驱动。通过由电场驱动的液晶分子来调节透光率，从而可以显示出图像。

具有恒定电压电平的存储电压可以被施加到存储线。然而，本发明不限于此，并且存储线可以接收公共电压。存储电容器Cst可以用于对液晶电容器Clc的充电量进行补偿。

图3是图1中所示的光学转换层的剖视图。

参考图3，在实施例中，光学转换层LCL包括第一阻挡层BR1、设置在第一阻挡层BR1上的第二阻挡层BR2、设置在第一阻挡层BR1与第二阻挡层BR2之间的树脂RN、以及容纳或分散在树脂RN中的多个量子点QD。

第一阻挡层BR1和第二阻挡层BR2可以包括无机材料。第一阻挡层BR1和第二阻挡层BR2以及树脂RN可以比导光板LGP具有更大的折射率。以上提到的光学转换层LCL的折射率(例如，约1.6)可以为树脂RN的折射率，并且第一阻挡层BR1和第二阻挡层BR2可以具有比树脂RN的折射率更大的折射率。

光学转换层LCL可以包括依据光源LS的类型而具有彼此不同的大小的量子点QD，以产生白色光。在一个实施例中，例如，当光源LS产生蓝色光L1时，光学转换层LCL可以包括具有吸收蓝色波长带中的光并发射绿色波长带中的光的大小的量子点QD、以及具有吸收蓝色波长带的光以发射红色波长带中的光的大小的量子点QD。

量子点QD可以吸收从光源LS提供的蓝色光并将蓝色光转换成绿色波长带中的光或红色波长带中的光。在这样的实施例中，蓝色光的一部分可以未被量子点QD吸收。因此，蓝色波长带中的光、绿色波长带中的光和红色波长带中的光可以在光学转换层LCL中彼此混合，以产生为白色光的第二光L2。在这样的实施例中，量子点QD可以漫反射第二光L2。由量子点QD漫反射的第二光L2可以被提供到光学片OS。

图4是示出在图1中所示的导光板的下表面上设置的光学层的平面图。图5是沿图4的线I-I'截取的剖视图。

参考图4和图5，光学层OL可以是片状的并且可以被附接到导光板LGP的下表面。光学层OL可以包括基层BS以及从设置在导光板LGP下方的基层BS突出的多个光学图案OP。基层BS和光学图案OP可以具有与导光板LGP相同的折射率。

基层BS可以接触导光板LGP的下表面。光学图案OP可以从基层BS向下突出。基层BS和光学图案OP可以彼此一体地被形成为单个整体且不可分割的单元。在一个实施例中，例如，在单个片的一侧上形成与光学图案OP相对应的预定图案之后，可以将该单个片附接到导光板LGP的下表面。

光学图案OP可以在与导光板LGP的一个侧表面S1交叉的方向上延伸。与一个侧表面S1交叉的方向可以是第一方向DR1，并且第一方向DR1可以大致垂直于一个侧表面S1。光学图案OP可以在第二方向DR2上彼此间隔开。

当在第一方向DR1上从平面图观察时，光学图案OP中的每个光学图案OP可以具有四边形形状或四角形形状。在一个实施例中，例如，当在第一方向DR1上从平面图观察时，光学图案OP可以具有倒梯形形状。因此，光学图案OP中的每个光学图案OP可以包括彼此平行的上侧和下侧以及由倾斜表面限定的相对的斜侧。光学图案OP中的每个光学图案OP相对于第二方向DR2的宽度可以朝向下部变小。

然而，本发明不限于此。在这样的实施例中，光学图案OP中的每个光学图案OP具有四边形形状，并且可以对光学图案OP的四边形形状进行各种修改。稍后将参考图11至图14来更详细地描述光学图案OP的各种四边形形状。

光学图案OP的数量可以大于光源单元LSU的数量。预定数量的光学图案OP可以对应于一个光源单元LSU而设置在导光板LGP下方。在图4和图5中，示出了其中设置有8个光源单元LSU和24个光学图案OP的一个实施例，但是光源单元LSU的数量和光学图案OP的数量不限于此。

图6是图5中所示的光学层的一部分的放大图。

为了便于说明和描述，在图6中放大并示出了其中设置有两个光学图案OP的光学层OL的一部分。

参考图6，在实施例中，由倒梯形的相对斜侧限定的光学图案OP中的每个光学图案OP的相对侧表面SL1和SL2可以彼此对称。在一个实施例中，例如，相对侧表面SL1和SL2中的第一侧表面SL1可以是与第二方向DR2形成预定倾斜角θs的倾斜表面。与第一侧表面SL1相对的第二侧表面SL2可以是与第一侧表面SL1对称的倾斜表面。倾斜角θs可以小于约90度。在实施例中，倾斜角θs可以大于或等于约60度且小于约90度。

光学图案OP中的每个光学图案OP的宽度WT可以由在第二方向DR2上的第一侧表面SL1和第二侧表面SL2的上端之间的距离限定。光学图案OP中的每个光学图案OP的厚度TH可以由在第三方向DR3上的光学图案OP中的每个光学图案OP的上表面和下表面之间的距离限定。

在实施例中，如图6中所示，光学图案OP中的每个光学图案OP的宽度WT可以大于光学图案OP中的每个光学图案OP的厚度TH。然而，本发明不限于此，并且可替代地，光学图案OP中的每个光学图案OP的宽度WT可以小于光学图案OP中的每个光学图案OP的厚度TH。在一个实施例中，例如，光学图案OP中的每个光学图案OP的宽度WT可以在约10微米(μm)至约300μm的范围内。光学图案OP中的每个光学图案OP的厚度TH可以在约3μm至约50μm的范围内。

在实施例中，由从第h个光学图案OP的第一侧表面SL1的上端到第(h+1)个光学图案OP的第一侧表面SL1的上端的距离限定的、在第二方向DR2上的光学图案OP的间距PIT可以在约20μm至约500μm的范围内。在图6中，第h个光学图案OP可以是设置在左侧的光学图案OP，第(h+1)个光学图案OP可以是设置在右侧的光学图案OP。

图7是用于描述图4中所示的光学层的功能的图。

在下文中，将参考由第一方向DR1和第二方向DR2限定的二维平面来描述第一光L1的行进方向。

参考图7，光源单元LSU1、LSU2和LSU3中的第一光源单元LSU1和第二光源单元LSU2被接通，并且在第一光源单元LSU1和第二光源单元LSU2中产生的第一光L1可以被提供到或者被发射到导光板LGP。被提供在导光板LGP中的第一光L1可以被提供在光学图案OP中或者由光学图案OP引导。

在第一光源单元LSU1中产生的第一光L1可以被提供在与第一光源单元LSU1邻近的3个光学图案OP1中(下文中，也将被称为第一光学图案OP1)。被提供在第一光学图案OP1中的第一光L1可以被第一光学图案OP1中的每个第一光学图案OP1的第一侧表面SL1和第二侧表面SL2反射，并且可以在第一光学图案OP1中的每个第一光学图案OP1中在第一方向DR1上行进。因此，在第一光源单元LSU1中产生的第一光L1可以被引导到由第一光学图案OP1限定的特定区。

在第二光源单元LSU2中产生的第一光L1可以被提供在与第二光源单元LSU2邻近的3个光学图案OP2中(下文中，也将被称为第二光学图案OP2)。被提供在第二光学图案OP2中的第一光L1可以被第二光学图案OP2中的每个第二光学图案OP2的第一侧表面SL1和第二侧表面SL2反射，并且可以在第二光学图案OP2中的每个第二光学图案OP2中在第一方向DR1上行进。因此，在第二光源单元LSU2中产生的第一光L1可以被引导到由第二光学图案OP2限定的特定区。

在这样的实施例中，由于第三光源单元LSU3处于关闭状态，因此第一光L1可以不被从第三光源单元LSU3提供到与第三光源单元LSU3邻近的3个光学图案OP3(下文中，也将被称为第三光学图案OP3)。然而，在第二光源单元LSU2中产生的第一光L1的一部分可以被提供到第三光学图案OP3。但是，由于第三光源单元LSU3被关闭，因此设置有第三光学图案OP3的区域的亮度可以相对低于设置有第一光学图案OP1和第二光学图案OP2的区域的亮度。

局部调光是通过将显示面板DP划分为预定块并根据要在块中的每个块中显示的图像的亮度来选择性地控制与块相对应的光源单元LSU的操作来限定的。在一个实施例中，例如，显示面板DP可以包括与第一光学图案OP1重叠的第一块、与第二光学图案OP2重叠的第二块、以及与第三光学图案OP3重叠的第三块。

在实施例中，基于对要显示的图像进行分析的结果，要在显示面板DP的第一块和第二块上显示的图像的亮度可以为高，并且要在显示面板DP的第三块上显示的图像的亮度可以为低。在这样的实施例中，通过接通第一光源单元LSU1和第二光源单元LSU2并且关闭第三光源单元LSU3，可以沿着第一光学图案OP1和第二光学图案OP2来引导第一光L1。因此，第一块和第二块的亮度可以为高，并且第三块的亮度可以为低。

如果未提供光学图案OP，则第一光L1可能不会以特定区为单位被引导，而是可能会漫反射到导光板LGP的所有区。因此，可能无法有效地执行局部调光。在实施例中，通过如本文所描述的布置光学图案OP，第一光L1可以通过与光学图案OP相对应的特定区单元(例如，显示面板DP的块单元)被引导，使得可以基于特定区单元来控制亮度。

为了便于说明和描述，尽管图7中示出了第一光源单元LSU1、第二光源单元LSU2和第三光源单元LSU3，但是其他的光源单元LSU也可以根据相应块的亮度来选择性地进行操作以执行局部调光。

图8A、图8B和图8C是用于描述在比较光学层中的第一光的折射的图。

在图8A中，示出了在第一方向DR1上观察到的导光板LGP和比较或传统的光学层OL'的预定部分。在图8B中，示出了在第一方向DR1上观察到的比较光学层OL'的一个比较光学图案OP'的剖视图。在图8C中，示出了在第二方向DR2上观察到的导光板LGP和比较光学层OL'的预定部分。

除了图8A和图8C中的比较光学图案OP'之外，光源单元LSU、导光板LGP、低折射层LRL和光学转换层LCL可以与图1中所示的本发明实施例的光源单元LSU、导光板LGP、低折射层LRL和光学转换层LCL相同。因此，将省略除了图8A和图8C中的比较光学图案OP'之外的其他配置的描述。

参考图8A，设置在导光板LGP下方的比较光学层OL'可以包括多个比较光学图案OP'。比较光学图案OP'可以具有向下突出的凸起形状。因此，比较光学图案OP'中的每个比较光学图案OP'的下表面可以具有弯曲的表面。在光源单元LSU中产生的第一光L1可以通过一个侧表面S1被提供到比较光学图案OP'。

参考图8B，比较光学图案OP'的折射率大于空气层AIR的折射率，并且第一光L1可以在比较光学图案OP'与空气层AIR之间的界面处反射。由于比较光学图案OP'的下表面具有弯曲的表面，因此朝向比较光学图案OP'的第一光L1在比较光学图案OP'与空气层AIR之间的界面处被反射并且可以在向上方向上行进。

参考图8C，导光板LGP的与一个侧表面S1相邻的预定部分可以由第一部分PT1限定。被提供在第一部分PT1中的第一光L1可以在比较光学图案OP'与空气层AIR之间的界面处反射并且在向上方向上行进。在向上方向上行进的第一光L1可以朝向第一部分PT1与低折射层LRL之间的界面行进。

取决于低折射层LRL的折射率和导光板LGP的折射率，第一光L1的入射角θ1可以小于全反射临界角θc。因此，在透射过第一部分PT1与低折射层LRL之间的界面之后，第一光L1可以通过低折射层LRL被提供到光学转换层LCL。第一光L1可以在光学转换层LCL中被转换为第二光L2并且可以被向上发射。

当在光源单元LSU中产生的第一光L1被提供到导光板LGP时，在光入射部分S1处的光密度可以是最高的。穿过一个侧表面S1的第一光L1不被引导向光聚焦部分S2，而是被比较光学图案OP'反射以在第一部分PT1处被发射。由于光入射部分S1的光密度是最高的，因此通过第一部分PT1输出的光量也可以是极大的。

由于通过第一部分PT1输出的光量变大，因此第一部分PT1的亮度可以变得高于导光板LGP的其他部分的亮度。因此，从导光板LGP发射的光的均匀性可能会被降低。这种现象可以被限定为漏光现象，其中第一光L1在第一部分PT1中被泄漏。

图9A、图9B、图9C和图9D是用于描述根据本发明的实施例的光学层中的第一光的折射的图。

在图9A中，示出了在第一方向DR1上观察到的导光板LGP和光学层OL的预定部分。在图9B中，示出了在第一方向DR1上观察到的一个光学图案OP的剖视图。

在图9C中，示出了在第三方向DR3上观察到的一个光学图案OP的预定部分。图9C中所示的光学图案OP的预定部分可以是光学图案OP的与一个侧表面S1邻近的预定部分。在图9D中，示出了在第二方向DR2上观察到的导光板LGP和光学层OL的预定部分。

参考图9A，在光源单元LSU中产生的第一光L1可以被提供到导光板LGP。由于光学层OL具有与导光板LGP相同的折射率，因此被提供在导光板LGP中的第一光L1可以通过导光板LGP被提供到光学层OL。

参考图9B和图9C，第一光L1被提供到光学图案OP并且在第二侧表面SL2与空气层AIR之间的界面的第一反射点RP1处被反射。在第一反射点RP1处反射的第一光L1可以朝向光学图案OP的底表面BTS行进，并且可以在底表面BTS与空气层AIR之间的界面的第二反射点RP2处被反射。

在第二反射点RP2处反射的第一光L1可以朝向第一侧表面SL1行进，并且可以在第一侧表面SL1与空气层AIR之间的界面的第三反射点RP3处被反射。如图9C所示，当在第三方向DR3上观察时，第一光L1可以在第一反射点RP1、第二反射点RP2和第三反射点RP3中的每一个反射点处反射，并且可以沿着第一方向DR1行进。

参考图9D，被提供到第一部分PT1的第一光L1可以在第一反射点RP1、第二反射点RP2和第三反射点RP3中的每一个反射点处反射，并且可以在向上方向上行进。在向上方向上行进的第一光L1可以不被提供到导光板LGP的第一部分PT1，并且可以被提供到导光板LGP的、比第一部分PT1更远离一个侧表面S1的第二部分PT2。

由于比较光学图案OP'具有弯曲的表面，因此第一光L1可以被反射并朝向第一部分PT1的上表面提供。但是，由于光学图案OP具有四边形或梯形形状，因此第一光L1可以被第一侧表面SL1和第二侧表面SL2反射，并且可以被提供到第二部分PT2，其中第一侧表面SL1和第二侧表面SL2与第二方向DR2形成预定角度θs并且具有平坦的倾斜表面。

图9D中所示的第一光L1的入射角θ2可以大于图8C中所示的第一光L1的入射角θ1。在这样的实施例中，第一光L1的入射角θ2可以大于全反射临界角θc。因此，第一光L1可以在导光板LGP的第二部分PT2与低折射层LRL之间的界面处全反射，并且然后可以朝向光聚焦部分S2行进。在这样的实施例中，第一光L1在第二部分PT2处被反射并且被引导向光聚焦部分S2而不是通过第一部分PT1被发射，使得第一部分PT1的漏光现象可以被减少。

在实施例中，如上所述，显示设备100将被提供在第一部分PT1中的第一光L1引导向光聚焦部分S2而不是在第一部分PT1中发射光，使得漏光现象可以被减少并且光均匀性可以被改善。

图10是示出在设置有比较光学层的导光板中测量到的亮度和在设置有根据本发明实施例的光学层的导光板中测量到的亮度的曲线图。

第一曲线G1示出了在设置有比较光学层OL'的导光板LGP处测量的亮度。第二曲线G2示出了根据本发明实施例的在设置有光学层OL的导光板LGP处测量到的亮度。

在图10中，横轴表示距离(单位：mm)，纵轴表示亮度(单位：nit)。在图10中，导光板LGP的一个侧表面S1被设定为0，横轴上的距离表示距导光板LGP的一个侧表面S1的距离。这里，导光板LGP的长度可以是大约1400mm，但是为了便于说明和描述，在图10中示出了约达400mm的导光板LGP的亮度。

参考图10，在第一曲线G1中，亮度可以随着邻近导光板LGP的一个侧表面S1而增加。说明性地，第一部分PT1可以由导光板LGP的、从导光板LGP的一个侧表面S1至100mm的一部分来限定。因此，如上所述，在第一部分PT1中泄漏的光量增加，使得漏光可能会增加。

然而，参考第二曲线G2，可以示出第一部分PT1的光量小于第一曲线G1的光量。也就是说，当光学层OL设置在导光板LGP下方时，从第一部分PT1泄漏的光量减少，使得漏光可以被减少。结果，与第一曲线G1相比，在第二曲线G2中光均匀性可以被改善。

为了便于说明和描述，在图11至图14中示出光学层OL1至OL4的可替代实施例中的每个可替代实施例的剖面。在下文中，将关注于与图5和图6中所示的光学层OL不同的配置来描述图11至图14中所示的光学层OL1至OL4的实施例的配置，并且相同的部件由相同的附图标记指代。

参考图11，在可替代实施例中，光学层OL1可以包括基层BS以及从基层BS突出的多个光学图案OP1_1。光学图案OP1_1可以具有倒梯形形状。

在这样的实施例中，光学图案OP1_1可以在第二方向DR2上彼此接触而不是彼此间隔开。在一个实施例中，例如，光学图案OP1_1之中彼此相邻的光学图案OP1_1的相对侧表面SL1和SL2的上端可以彼此接触。在这样的实施例中，第h个光学图案OP1_1的第二侧表面SL2的上端可以接触第(h+1)个光学图案OP1_1的第一侧表面SL1的上端。

参考图12，在另一可替换实施例中，光学层OL2可以包括基层BS以及从基层BS突出的多个光学图案OP2_1。光学图案OP2_1可以具有四边形或四角形形状。在一个实施例中，例如，光学图案OP2_1具有倒梯形形状，并且光学图案OP2_1中的每个光学图案OP2_1的相对侧表面SL1_1和SL2_1可以彼此不对称。

在这样的实施例中，光学图案OP2_1中的每个光学图案OP2_1相对于第二方向DR2的宽度可以朝向下部变小。光学图案OP2_1中的每个光学图案OP2_1的第一侧表面SL1_1可以垂直于第二方向DR2延伸。光学图案OP2_1中的每个光学图案OP2_1的第二侧表面SL2_1可以是与第二方向DR2形成倾斜角θs的倾斜表面。

参考图13，在另一可替换实施例中，光学层OL3可以包括基层BS以及从基层BS突出的多个光学图案OP3_1。在一个实施例中，例如，光学图案OP3_1具有倒梯形形状，并且光学图案OP3_1中的每个光学图案OP3_1的相对侧表面SL1_2和SL2_2可以彼此不对称。

光学图案OP3_1可以具有与图12中所示的光学图案OP2_1相反的形状。在一个实施例中，例如，光学图案OP3_1中的每个光学图案OP3_1的第一侧表面SL1_2可以是与第二方向DR2形成倾斜角θs的倾斜表面。光学图案OP3_1中的每个光学图案OP3_1的第二侧表面SL2_2可以垂直于第二方向DR2延伸。

参考图14，在另一可替换实施例中，光学层OL4可以包括基层BS以及从基层BS突出的多个光学图案OP4_1。光学图案OP4_1具有四方形形状，并且可以具有矩形剖面形状。因此，光学图案OP4_1中的每个光学图案OP4_1的第一侧表面SL1_3和第二侧表面SL2_3可以垂直于第二方向DR2延伸。

在这样的实施例中，图11至图14中所示的光学图案OP1_1至OP4_1的相对侧表面SL1至SL1_3和SL2至SL2_3没有弯曲的表面并且具有平坦的表面，如在图5和图6中所示的光学图案OP中那样，第一光L1被反射并继续行进到第二部分PT2。

根据本发明的实施例，具有四边形或四角形形状的光学图案被设置或限定在导光板下方，并且被提供在导光板的与光入射部分相邻的第一部分中的光可以被引导向光聚焦部分，而不是通过光学图案在第一部分中被发射。因此，可以减少第一部分处的漏光，并且可以改善光均匀性。

尽管已经描述了本发明的一些示例性实施例，但是应理解，本发明不应限于这些示例性实施例，并且本领域普通技术人员可以在下文要求保护的本发明的精神和范围内进行各种变更和修改。

Claims

1.一种背光单元，包括：

导光板；

低折射层，设置在所述导光板上；

光学转换层，设置在所述低折射层上；

光源，与所述导光板的侧表面相邻；以及

多个光学图案，设置在所述导光板下方，在与所述侧表面交叉的第一方向上延伸，并且设置在与所述第一方向交叉的第二方向上，

其中，当在所述第一方向上从平面图观察时，所述光学图案中的每个光学图案具有四边形形状。

2.根据权利要求1所述的背光单元，进一步包括：

基层，设置在所述导光板下方，

其中，所述光学图案从所述基层向下突出。

3.根据权利要求2所述的背光单元，其中，

所述基层与所述导光板的下表面接触，并且

所述基层和所述光学图案彼此一体地形成为单个整体且不可分割的单元。

4.根据权利要求2所述的背光单元，其中，所述基层和所述光学图案中的每一个具有与所述导光板的折射率相等的折射率。

5.根据权利要求1所述的背光单元，其中，当在所述第一方向上从所述平面图观察时，所述光学图案中的每个光学图案具有倒梯形形状。

6.根据权利要求5所述的背光单元，其中，由所述倒梯形形状的斜侧限定的所述光学图案中的每个光学图案中的相对侧表面彼此对称。

7.根据权利要求6所述的背光单元，其中，所述相对侧表面中的第一侧表面是倾斜的，并且与所述第二方向形成大于或等于60度且小于90度的角度。

8.根据权利要求6所述的背光单元，其中，由所述相对侧表面的上端之间的距离限定的、在所述第二方向上的所述光学图案中的每个光学图案的宽度大于在垂直于所述导光板的下表面的第三方向上的、所述光学图案中的每个光学图案的厚度。

9.根据权利要求6所述的背光单元，其中，由所述相对侧表面的上端之间的距离限定的、在所述第二方向上的所述光学图案中的每个光学图案的宽度小于在垂直于所述导光板的下表面的第三方向上的、所述光学图案中的每个光学图案的厚度。

10.根据权利要求6所述的背光单元，其中，

由所述相对侧表面的上端之间的距离限定的、在所述第二方向上的所述光学图案中的每个光学图案的宽度在10微米至300微米的范围内，并且

在垂直于所述导光板的下表面的第三方向上的、所述光学图案中的每个光学图案的厚度在3微米至50微米的范围内。

11.根据权利要求6所述的背光单元，其中，由所述光学图案之中从第h个光学图案的第一侧表面的上端到第h+1个光学图案的第一侧表面的上端的距离限定的、在所述第二方向上的所述光学图案的间距在20微米至500微米的范围内，其中h是自然数。

12.根据权利要求1所述的背光单元，其中，

所述光源包括在所述第二方向上布置的多个光源单元，并且

所述光学图案的数量大于所述光源单元的数量。

13.根据权利要求1所述的背光单元，其中，

所述低折射层接触所述导光板的上表面，并且

所述光学转换层接触所述低折射层的上表面。

14.根据权利要求13所述的背光单元，其中，

所述低折射层具有比所述导光板的折射率更小的折射率，并且

所述光学转换层具有比所述导光板的所述折射率更大的折射率。

15.根据权利要求1所述的背光单元，其中，

所述光源产生具有第一颜色的第一光，并且

所述光学转换层将所述第一光转换为具有第二颜色的第二光。

16.根据权利要求1所述的背光单元，其中，所述光学图案在所述第二方向上彼此间隔开。