CN111208671A - 背光单元 - Google Patents

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Abstract

一种背光单元包括：发光模块，包括基板、设置在所述基板上的多个点光源和设置为覆盖各个点光源的多个光学透镜；以及设置在所述发光模块上以与所述多个光学透镜的至少一些部分接触的光学片。

Description

背光单元
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年11月21日在韩国知识产权局递交的韩国专利申请10-2018-0144570的优先权和权益，该韩国专利申请的全部公开内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开大体上涉及显示设备，并且更具体地涉及背光单元和具有该背光单元的显示设备。
背景技术
一般而言，显示设备包括用于产生图像的显示面板和用于向显示面板供应光的背光单元。显示面板通过调整从背光单元提供的光的透射率来显示图像。
背光单元可被分类为用于从显示面板的边缘侧向显示面板供应光的边缘式(edgetype)背光单元或用于在显示面板的背侧或后侧向显示面板供应光的直下式(directtype)背光单元。
直下式背光单元具有高的光利用效率、易操作、对显示面板的尺寸没有限制以及相对低的价格。
发明内容
实施例的各方面针对一种直下式背光单元(也称为直下背光单元)，在该直下式背光单元中，光学片被设置为与发光模块的光学透镜接触。
实施例的各方面针对一种具有该直下式背光单元的显示设备。
根据本公开的一实施例，提供一种背光单元，包括：发光模块，包括基板、设置在所述基板上的多个点光源以及设置为覆盖各个点光源的多个光学透镜；和设置在所述发光模块上以与所述多个光学透镜的至少一些部分接触的光学片。
所述光学片可包括与所述多个光学透镜中的至少一些光学透镜的表面的部分接触(例如，直接接触)的扩散层。
所述多个光学透镜中的每个可包括形成为从该光学透镜的所述表面突出的至少一个突起。
所述至少一个突起可与所述扩散层接触。
所述至少一个突起在竖直方向上的长度可以为1mm或更小。
所述至少一个突起在水平方向上的最大长度可以为2mm或更小。
所述光学片可进一步包括：设置在所述扩散层上的棱镜层；和设置在所述棱镜层上的保护层。
所述光学片可进一步包括：设置在所述扩散层上的第一阻挡层；和设置在所述第一阻挡层上的光转换层。
所述光转换层可包括用于转换光的波长的多个量子点。
所述光学片可进一步包括：设置在所述光转换层上的第二阻挡层；设置在所述第二阻挡层上的棱镜层；和设置在所述棱镜层上的保护层。
所述发光模块可进一步包括设置在所述基板上的反射层，所述反射层不与所述光学透镜重叠。
所述多个点光源中的每个可包括至少一个发光二极管。
根据本公开的一实施例，提供一种显示设备，包括：光学透镜模块，包括多个点光源和设置为覆盖各个点光源的多个光学透镜；光学片；和显示面板，所述光学片在所述显示面板和所述多个光学透镜之间并与所述多个光学透镜的至少一些部分接触。
所述光学透镜模块和所述光学片可构成直下式背光单元。
所述光学片可包括与所述多个光学透镜中的至少一些光学透镜的表面的部分接触(例如，直接接触)的扩散层。
所述多个光学透镜中的每个可包括形成为从该光学透镜的所述表面突出的至少一个突起。
所述至少一个突起可与所述扩散层接触。
所述显示面板可包括：设置在所述光学片上的第一基板；设置在所述第一基板上的第二基板；以及介于所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层。
附图说明
现在将在下文中参考附图更充分地描述示例实施例；然而，示例实施例可以以不同的形式体现并且不应被解释为限于本文阐述的实施例。相反，这些实施例被提供以使本公开将是透彻和完整的，并且将把示例实施例的范围充分传达给本领域技术人员。
在绘制的图中，为了例示清楚起见，尺寸可能被夸大。将理解，当元件被称为在两个元件“之间”时，它可以为该两个元件之间的唯一元件，或者也可存在一个或多个中间元件。相同的附图标记始终指代相同的元件。
图1为示意性示出根据本公开的一实施例的显示设备的分解透视图。
图2A为示出图1的显示设备的一示例的剖视图。
图2B为示出图2A的显示设备中包括的发光模块的一示例的平面图。
图3为示出图1的显示设备中包括的背光单元的一示例的剖视图。
图4为示出图1的显示设备中包括的背光单元的一示例的剖视图。
图5为示出图1的显示设备中包括的背光单元的一示例的剖视图。
图6为示出图1的显示设备中包括的背光单元的一示例的剖视图。
具体实施方式
在下文中，参考附图更详细地描述示例性实施例，以使本领域技术人员可以容易地实施本公开。本公开可以以各种不同的形式实现，并且不限于本说明书中描述的示例性实施例。
在所有附图中，相同的部件由相同的附图标记标示，并且它们的重复描述可不再被提供。
另外，附图中示出的诸如层或区域的每个部件的尺寸和厚度仅仅为了更好的理解和易于描述被示出，但是本公开不限于此。为了清楚表达，若干部分和区域的厚度可能被夸大。在整个说明书中使用的术语“层”可包括膜、片、板等，它们中的每个均具有恒定的宽度和厚度。
图1为示意性示出根据本公开的一实施例的显示设备的分解透视图。图2A为示出图1的显示设备的一示例的剖视图。图2B为示出图2A的显示设备中包括的发光模块的一示例的平面图。
参见图1至图2B，显示设备1000可包括背光单元BLU和显示面板300，背光单元BLU包括发光模块100和光学片200。
背光单元BLU可被配置为使得光源部、多个光学元件和多个电学元件被容纳在框架10中。背光单元BLU可以是直下式背光单元(也称为直下背光单元)。
具体而言，光源部可被配置为具有多个点光源。例如，多个发光二极管封装件可以以设定或预定的距离被安装在为条式印刷电路板的基板120上来形成点光源。点光源(例如，发光二极管封装件)的数量可根据显示面板300的尺寸、发光二极管的输出、显示设备1000所需的亮度等而改变。
发射白光的白光发光二极管封装件可用作点光源，或者彼此组合并设置的红光发光二极管封装件、绿光发光二极管封装件和蓝光发光二极管封装件可用作点光源。发光二极管封装件可以为具有尺寸相对大的发光表面的高强度或超高强度发光二极管封装件。发光二极管封装件可以例如是发射绿色和品红色的光的高颜色再现性发光二极管封装件。
在一实施例中，一个发光二极管封装件可包括一个或多个发光二极管或发光二极管芯片。在下文中，发光二极管封装件将被描述为发光二极管140。
发光模块100可包括基板120、设置在基板120上且用发光二极管140实现的多个点光源、设置在基板120上的反射层160以及设置为覆盖发光二极管140的光学透镜180。
反射层160反射从发光二极管140发射的光和由光学透镜180或另一结构反射的光，并且允许光最终朝显示面板300前进，从而提高光效率。
在一实施例中，可在发光二极管140和光学透镜180所位于的反射层160的位置处钻孔，以使发光二极管140和光学透镜180可被安装在基板120上。例如，如图2B所示，反射层160不与发光二极管140和光学透镜180重叠。
反射层160可被配置为具有一个或多个反射层。例如，反射层160可被配置为具有一般反射层(诸如，白色反射膜)和/或高反射性反射层(诸如，银反射膜)。
光学透镜180被安装为使得从为点光源的发光二极管140发射的光不集中在发光二极管140的发光表面上方，而是可均匀分散在整个显示面板300。用于确保整个显示面板300的亮度均匀性的光学透镜180被安装为覆盖发光二极管140，并且折射和散射从发光二极管140发射的光。
在一实施例中，光学透镜180的数量可对应于发光二极管140(即，发光二极管封装件)的数量，并且光学透镜180可被安装在基板120上以分别覆盖发光二极管140。
在一实施例中，光学透镜180可通过从光学透镜180的底表面向下延伸的至少一个支腿被附接到基板120。例如，光学透镜180可被设置为与基板120和发光二极管140中的每个间隔开设定或预定的距离。
光学透镜180可由诸如聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和/或硅的透明材料形成。
光学片200可被设置在光学透镜180上。在一实施例中，光学片200可被设置为与光学透镜180的至少部分接触。
在一实施例中，光学片200可包括扩散层220、棱镜层240和保护层260。
扩散层220可将穿过光学透镜180的光扩散以形成发射具有比穿过光学透镜180的光的亮度更均匀的亮度的光的面光源。在一实施例中，扩散层220可在其与光学透镜180接触的底表面处包括多个不规则的不平坦部。从光学透镜180入射的光可通过不平坦部被扩散并散射。
在一实施例中，扩散层220可由诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚碳酸酯(PC)和/或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的光学透明树脂形成。此外，在一实施例中，扩散层220可在其中包括多个散射颗粒。散射颗粒可由丙烯酸树脂、苯乙烯树脂和/或类似物形成。
扩散层220的底表面的至少一部分可与光学透镜180的表面的部分直接接触。在一实施例中，扩散层220可与多个光学透镜180中的至少一些光学透镜180的表面的部分接触。相应地，扩散层220可由多个光学透镜180支撑。
相关领域的直下式背光单元BLU具有其中单独的支撑构件围绕光学透镜180设置以确保发光二极管140和扩散层220之间的光学距离的结构。支撑构件用于阻止或防止扩散层220移动并支撑扩散层220。然而，支撑构件对背光单元BLU的亮度均匀性具有负面影响，并且包括扩散层220的光学片200仅使用支撑构件不被完全固定到发光模块100上。
根据本公开的实施例的直下式背光单元BLU具有其中光学透镜180和扩散层220彼此直接接触而使得一个或多个光学透镜180可用作支撑构件的结构。因此，包括扩散层220的光学片200可被稳定地固定，并且支撑构件的配置可被移除。另外，在具有不平坦部的扩散层220和光学透镜(例如，一层光学透镜)180之间仍存在空气层，从而光学透镜180可稳定地执行光扩散和散射功能。
进一步，该直下式背光单元BLU的光学片200和反射层160之间的距离OD减小，从而该直下式背光单元BLU和具有该直下式背光单元BLU的显示设备1000的厚度可减小。例如，光学片200和反射层160之间的距离OD可被控制到约5mm或更小。因此，具有该直下式背光单元BLU的显示设备1000可被实现为尺寸相对纤薄或薄。
棱镜层240可被设置在扩散层220上。棱镜层240用于调节由扩散层220均等地扩散的光的前进方向并使光聚集，从而增加光的亮度。例如，棱镜层240可包括多个棱镜层，该多个棱镜层包括在不同方向上延伸的棱镜。
棱镜层240可由诸如PET、PP、PC和/或PMMA的光学透明树脂形成。
保护层260可保护光学片200免受外部冲击或异物的引入。保护层260可被设置在棱镜层240上。
在一实施例中，为了提高显示设备1000的光效率，用于通过偏振光选择性反射将由显示面板300的偏振层310吸收的光分量转换成透射通过偏振层310的光的反射偏振层(也称为“反射偏振膜”)可被定位为背光单元BLU的最上层。
光学片200可不包括上述各个层220、240和260中的一些。另外，包括在光学片200中的上述各个层220、240和260中的一些可被配置为具有多层。此外，光学片200可进一步包括具有其它适当特性的光学层。
显示面板300可包括第一基板320、第二基板340和在第一基板320与第二基板340之间的液晶层330。在一示例中，显示面板300可以为液晶显示面板。
在一实施例中，显示面板300可包括提供薄膜晶体管和像素电极的第一基板320、提供公共电极和滤色器的第二基板340和设置在第一基板320与第二基板340之间的液晶层330。
显示面板300可通过沿着像素电极与公共电极之间产生的电场重新排列的液晶分子来显示灰度的灰度级。包括在液晶层330中的液晶分子可通过像素电极和公共电极之间产生的电场以面内转换(IPS)模式、面线转换(PLS)模式、边缘场转换(FFS)模式等被驱动。
在一实施例中，偏振层310和350可分别被设置在显示面板300的顶表面和底表面上。例如，第一偏振层310可被设置第一基板320的底表面上，并且第二偏振层350可被设置在第二基板340的顶表面上。在一实施例中，第一偏振层310和第二偏振层350可以以偏振膜的形式被提供。
然而，这仅仅是例示性的，并且显示设备1000可具有第一偏振层310和第二偏振层350中的仅一个。
在一实施例中，第一偏振层310和第二偏振层350的偏振轴线可彼此正交。
如上所述，根据本公开的实施例的背光单元BLU和具有该背光单元BLU的显示设备1000可具有其中光学透镜180和扩散层220彼此直接接触的结构。因此，背光单元BLU和具有该背光单元BLU的显示设备1000的厚度可在显示质量不劣化的情况下大幅减小。
图3为示出图1的显示设备中包括的背光单元的一示例的剖视图。
除了光学片的部分配置和光学透镜的部分配置之外，根据该实施例的背光单元与图2A中示出的背光单元基本上相同。因此，与图2A中示出的背光单元的部件相同或对应的部件由相同的附图标记标示，并且它们的重复描述可不再被提供。
参见图2A和图3，背光单元BLU可包括发光模块100和光学片201。
发光模块100可包括基板120、设置在基板120上且用发光二极管140实现的多个点光源、设置在基板120上的反射层160以及设置为覆盖发光二极管140的光学透镜181。
在一实施例中，基板120可包括凹部，光学透镜181的支腿185被插入该凹部中。光学透镜181包括从其底表面向下延伸的至少一个支腿185。光学透镜181的支腿185可被插入基板120的凹部中。相应地，光学透镜181可被稳定地固定。
光学片201可包括扩散层220、设置在扩散层220上的第一阻挡层225以及设置在第一阻挡层225上的光转换层230。
扩散层220的底表面可与光学透镜181接触。扩散层220可在其与光学透镜181接触的底表面处包括多个不规则的不平坦部。
第一阻挡层225可阻止将诸如氧气的气体和湿气引入到光转换层230中。第一阻挡层225可包括聚合物、玻璃和/或介电材料。例如，第一阻挡层225可包括聚合物和/或氧化物(诸如氧化硅、氧化钛和/或氧化铝)，但是本公开不限于此。
光转换层230可包括用于转换光的波长的多个量子点。量子点改变光的波长段，并且将具有不同波长段的光组合，然后发射组合的光。当量子点的尺寸减小时，量子点产生具有短波长的光，并且当量子点的尺寸增加时，量子点产生具有长波长的光。
光转换层230可包括具有各种适当尺寸的量子点，相应地，可从光转换层230发射具有各种适当波长段的光。
在一实施例中，从光转换层230辐射的光可以为白光。具体而言，从发光二极管140发射的光可以为蓝光。蓝光可通过光转换层230的量子点被转换成白光。然而，这仅仅是例示性的，并且从发光二极管140发射的光和从光转换层230辐射的光不限于此。
棱镜层240和保护层260可被顺序地设置在光转换层230上。
图4为示出图1的显示设备中包括的背光单元的一示例的剖视图。
除了光学片的部分配置之外，根据该实施例的背光单元与图3中示出的背光单元基本上相同。因此，与图3中示出的背光单元的部件相同或对应的部件由相同的附图标记标示，并且它们的重复描述可不再被提供。
参见图3和图4，背光单元BLU可包括发光模块100和光学片202。
与图3的光学片201相比，光学片202可进一步包括设置在光转换层230和棱镜层240之间的第二阻挡层235。
第二阻挡层235可阻止将诸如氧气的气体和湿气引入到光转换层230中。第二阻挡层235可包括与第一阻挡层225基本上相同的材料。
图5为示出图1的显示设备中包括的背光单元的一示例的剖视图。
除了光学透镜的部分配置之外，根据该实施例的背光单元与图2A中示出的背光单元基本上相同。因此，与图2A中示出的背光单元的部件相同或对应的部件由相同的附图标记标示，并且它们的重复描述可不再被提供。
参见图2A和图5，直下式背光单元BLU可包括发光模块100和光学片200。
发光模块100可包括基板120、设置在基板120上且用发光二极管140实现的多个点光源、设置在基板120上的反射层160以及设置为覆盖发光二极管140的光学透镜182。
在一实施例中，光学透镜182可包括形成为从光学透镜182的表面向上突出的至少一个突起PR。突起PR可从光学透镜182的顶表面朝光学片200突出。突起PR可与扩散层220接触。
突起PR可在光学透镜182的制造过程中与光学透镜182一体地形成。例如，具有突起PR的光学透镜182可由具有其中凸透镜的一部分突出的形状的模具形成。
尽管图5中示出在光学透镜182处形成两个突起PR的情况，但是突起PR的数量不限于此。
突起PR可与扩散层220直接接触，并支撑和固定包括扩散层220的光学片200。相应地，与其中单独的支撑构件被设置以固定光学片200的结构相比，光学片200可被稳定地支撑和固定。
在一实施例中，突起PR在竖直方向(例如，法线方向或纵向方向)DR2上的长度L2可以为1mm或更小。光学透镜182的中心处的顶表面可通过突起PR与扩散层220间隔开。例如，光学透镜182的中心处的顶表面可以与扩散层220隔开1mm或更小。相应地，具有与光学透镜182和扩散层220的折射率不同的折射率的空气层位于光学透镜182和扩散层220之间，从而从光学透镜182导向显示面板300的光可更广泛地扩散。
在一实施例中，突起PR在水平方向(例如，纬度方向)DR1上的最大长度L1可以为约2mm或更小。例如，当突起PR具有圆柱形形状时，突起PR在水平方向DR1上的最大直径可以为约2mm。
然而，这仅仅是例示性的，并且突起PR的数量、形状、尺寸和位置不限于此。例如，突起PR的位置和尺寸可被确定为使得突起PR和由突起PR引起的亮度变化不被观察到。
如上所述，根据本公开的实施例的背光单元BLU和具有该背光单元BLU的显示设备1000可包括：包括突起PR的光学透镜182和与光学透镜182直接接触的扩散层220。相应地，光学片200可由多个突起PR更稳定地支撑并被固定至多个突起PR，并且可移除不必要的支撑构件。进一步，从光学透镜182导向扩散层220的光可通过突起PR更广泛地扩散。
另外，该直下式背光单元BLU的光学片200和反射层160之间的距离OD1减小，从而该直下式背光单元BLU和具有该直下式背光单元BLU的显示设备1000的厚度可大幅减小。
图6为示出图1的显示设备中包括的背光单元的一示例的剖视图。
除了光学透镜的部分配置之外，根据该实施例的背光单元与图5中示出的背光单元基本上相同。因此，与图5中示出的背光单元的部件相同或对应的部件由相同的附图标记标示，并且它们的重复描述可不再被提供。
参见图5和图6，直下式背光单元BLU可包括发光模块100。
在一实施例中，光学透镜183可包括形成为从其表面向上突出的至少一个突起PR。突起PR可从光学透镜183的顶表面朝光学片200突出。突起PR可与扩散层220接触。
如图6所示，光学透镜183可包括形成在其顶表面的中心处以与扩散层220接触的突起PR。突起PR可与扩散层220直接接触，并支撑和固定包括扩散层220的光学片200。相应地，与其中单独的支撑构件被设置以固定光学片200的结构相比，光学片200可被稳定地支撑和固定。进一步，从光学透镜183导向扩散层220的光可通过突起PR更广泛地扩散。
另外，该直下式背光单元BLU的光学片200和反射层160之间的距离减小，从而该直下式背光单元BLU和具有该直下式背光单元BLU的显示设备1000的厚度可大幅减小。
根据本公开，背光单元和具有该背光单元的显示设备可具有直下式背光单元结构，在该直下式背光单元结构中，包括扩散层的光学片与光学透镜直接接触。相应地，光学片由发光模块更稳定地支撑并被固定至发光模块，从而可移除不必要的支撑构件。
进一步，直下式背光单元的光学片和反射层之间的距离可减小，并且具有高强度的均匀背光可被输出。因此，直下式背光单元和具有该直下式背光单元的显示设备的厚度可大幅减小，并且可确保具有高质量的背光的输出。
将理解，当元件或层被称为在另一元件或层“上”、“连接至”另一元件或层、“联接至”另一元件或层、或与另一元件或层“相邻”时，它可直接在另一元件或层上、直接连接至另一元件或层、直接联接至另一元件或层、或与另一元件或层直接相邻，或者可存在一个或多个中间元件或层。相比之下，当元件或层被称为“直接在”另一元件或层“上”、“直接连接至”另一元件或层、“直接联接至”另一元件或层、或与另一元件或层“紧邻”时，不存在中间元件或层。
当描述本发明构思的实施例时，“可”的使用是指“本发明构思的一个或多个实施例”。
如本文所使用的，术语“基本上”、“约”和类似术语用作近似术语而不用作程度术语，并且旨在说明本领域普通技术人员将认识到的测量或计算值的固有偏差。此外，本文记载的任何数值范围旨在包括所记载的范围内包含的相同数值精度的所有子范围。例如，“1.0至10.0”的范围旨在包括所记载的最小值1.0和所记载的最大值10.0之间(且包括1.0和10.0)的所有子范围，也就是说，具有等于或大于1.0的最小值和等于或小于10.0的最大值的所有子范围，诸如，例如2.4至7.6。本文所记载的任何最大数值限制旨在包括其中包含的所有较低数值限制，并且本说明书中所记载的任何最小数值限制旨在包括其中包含的所有较高数值限制。相应地，申请人保留修改本说明书(包括权利要求)的权利，以明确记载本文明确记载的范围内包含的任何子范围。
如本文所使用的，术语“使用”和“被使用”可分别被认为与术语“利用”和“被利用”同义。
本文已经公开示例实施例，尽管采用了特定术语，但它们仅在一般和描述性的意义上被使用和解释，并且不是为了限制的目的。在一些情况下，如在本申请提交起对本领域普通技术人员显而易见的是，结合具体实施例描述的特征、特性和/或元件可单独使用，或与结合其它实施例描述的特征、特性和/或元件组合使用，除非另外特别指出。相应地，本领域技术人员将理解，在不脱离如所附权利要求及其等效物所阐述的本公开的精神和范围的情况下，可做出形式和细节上的各种改变。

Claims (10)

1.一种背光单元，包括：
发光模块，包括基板、在所述基板上的多个点光源以及设置为覆盖各个点光源的多个光学透镜；和
在所述发光模块上以与所述多个光学透镜的至少一些部分接触的光学片。
2.如权利要求1所述的背光单元，其中所述光学片包括与所述多个光学透镜中的至少一些光学透镜的表面的部分接触的扩散层。
3.如权利要求2所述的背光单元，其中所述多个光学透镜中的每个包括从该光学透镜的所述表面突出的至少一个突起。
4.如权利要求3所述的背光单元，其中所述至少一个突起与所述扩散层接触。
5.如权利要求3所述的背光单元，其中所述至少一个突起在竖直方向上的长度为1mm或更小。
6.如权利要求3所述的背光单元，其中所述至少一个突起在水平方向上的最大长度为2mm或更小。
7.如权利要求2所述的背光单元，其中所述光学片进一步包括：
在所述扩散层上的棱镜层；和
在所述棱镜层上的保护层。
8.如权利要求2所述的背光单元，其中所述光学片进一步包括：
在所述扩散层上的第一阻挡层；和
在所述第一阻挡层上的光转换层。
9.如权利要求8所述的背光单元，其中所述光转换层包括用于转换光的波长的多个量子点。
10.如权利要求8所述的背光单元，其中所述光学片进一步包括：
在所述光转换层上的第二阻挡层；
在所述第二阻挡层上的棱镜层；和
在所述棱镜层上的保护层。
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