CN1713054A - 背光单元及使用该背光单元的液晶显示器件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种背光单元,该背光单元包括:至少一灯以及位于该至少一灯上方的多个光学片,该多个光学片具有微镜片。
Description
本申请要求享有2004年6月23日在韩国递交的申请号为2004-47254的韩国专利申请的优先权,在此引用其全部内容作为参考。
技术领域
本发明涉及一种背光单元,尤其涉及一种背光单元及使用该背光单元的液晶显示(LCD)器件。
背景技术
目前,LCD器件由于其重量轻、体积小和低功耗等而被用作下一代显示器件。通常,LCD器件为不发光显示器件,其利用设于两基板之间的液晶材料的光学各向异性特性,利用折射率差异而显示图像。
在通常使用的各种类型LCD器件中,有源矩阵LCD(AM-LCD)器件由于其分辨率高和显示动态图像方面的优越性而得到了广泛研发。AM-LCD器件包括在各像素区中作为开关器件的薄膜晶体管(TFT)、各像素区中的像素电极以及用作公共电极的第二电极。两基板中的一个包括矩阵形式的多条栅线和与多条栅线交叉以限定多个像素区的多条数据线。具有连接到栅线的栅极、连接到数据线的源极以及与源极分隔开的漏极的薄膜晶体管位于各像素区内。具体而言,薄膜晶体管位于栅线和数据线的交叉点附近。为了驱动LCD器件,顺序驱动栅线并且同时通过向薄膜晶体管的源极施加数据电压而驱动数据线,从而在薄膜晶体管处于导通(ON)状态时施加数据电压。
图1示出了按照现有技术的AM-LCD器件的示意图。如图1所示,LCD板2包括多条栅线GL1到GLm(m为正的固定数)和与多条栅线GL1到GLm交叉以限定多个像素区P1到Pn的多条数据线DL1到DLn(n为正的固定数)。栅驱动器6、数据驱动器4和伽马电压发生器8设置在LCD板2的外侧,使得栅驱动器6连接到多条栅线GL1到GLm,数据驱动器4连接到多条数据线DL1到DLn,并且伽马电压发生器8连接到数据驱动器4。或者,数据驱动器4可以包括伽马电压发生器8。尽管未示出,形成LCD板2包括形成第一基板上的薄膜晶体管和连接到该薄膜晶体管的像素电极、形成第二基板上的滤色片和该滤色片上的公共电极、粘结第一和第二基板以及将液晶层注入到第一和第二基板之间。图2示出了按照现有技术的LCD器件的透视图。如图2所示,LCD板2包括第一基板15、与第一基板相对的第二基板17以及设在第一基板15和第二基板17之间的液晶层13。在第二基板17上形成滤色片21并且在滤色片21上形成公共电极19。在第一基板15上形成多个薄膜晶体管T。薄膜晶体管T位于限定在图像显示单元中的像素区P内。在第一基板15上形成多条栅线29和与多条栅线29相交叉的多条数据线31。各条栅线29和各条数据线31连接到薄膜晶体管T。多个像素电极46设置在多个像素区P中。各像素电极46连接到各薄膜晶体管T。
在第一基板15上方和第二基板17下方分别设置有第一和第二偏振器23和25。
来自位于LCD板2下方的背光单元(未示出)的偏振光通过偏振器23被偏振并且传输到液晶层13。当向液晶层13施加电压时,改变了液晶层13的排列。具体地说,改变了液晶层13的折射率,从而通过极化(polarization)获得期望的图像。
图3示出了LCD器件的截面图,其用于说明现有技术LCD器件的偏振器对光的偏振。图4示出了现有技术LCD器件中图3所示的第一和第二偏振器的第一吸收轴和第二吸收轴方向的x-y坐标图。如图3所示,对应于常黑模式的LCD板2在关(OFF)状态时具有黑亮度。位于第一基板15下方的第一偏振器23的第一吸收轴与位于第二基板17上方的第二偏振器25的第二吸收轴以大约90度(88度到92度)彼此垂直设置。
虽然未示出,第一吸收轴和第二吸收轴分别与第一偏振器23的第一偏振轴和第二偏振器25的第二偏振轴垂直。
来自背光(未示出)的第一光线A包括除0、90、180和270度之外的所有角度,而来自背光的第二光线B包括0、90、180和270度的角度。当第一光线A进入LCD板2时,在LCD板处于黑状态时,该第一光线A不会通过第一和第二偏振器23和25透过LCD板。这是因为第一光线A的方向对应于第一吸收轴和第二吸收轴其中之一。换句话说,当第一光线A进入LCD板2时,LCD板2在黑状态下不发生漏光现象。相反,当第二光线B进入LCD板2时,第二光线B不会完全被LCD板2吸收,而会在黑状态下发生漏光现象。
图5A和5B示出了图3所示的现有技术LCD器件的亮度分布图。来自背光单元的第一和第二光线A和B的亮度分布通常为圆形或者椭圆形。来自背光单元的一些第二光线B在关(OFF)状态下透过现有技术LCD器件。因此,现有技术LCD器件的黑亮度增加,从而降低该LCD器件的对比度。
发明内容
因此,本发明提供一种背光单元及使用该背光单元的LCD器件,其能够基本上克服由于现有技术的局限和缺点而产生的一个或者多个问题。
本发明的一个目的在于提供一种通过控制光线亮度分布而改善图像质量的背光单元。
本发明的另一目的在于提供一种使用通过控制光线亮度分布而改善图像质量的背光单元的液晶显示器件。
本发明的附加特征和优点将在下面的描述中进行阐述,其中一部分将从描述中变得明显,或者可以通过对本发明的实践获得。本发明的目的和其它优点将通过在文字说明书、权利要求书以及附图中指出的结构实现和获得。
为了获得这些和其它优点并按照本发明的目的,作为具体和广泛的描述,一种背光单元包括至少一灯以及位于该至少一灯上方的多个光学片,所述多个光学片具有微镜片(micro-lens)。
按照另一方面,一种液晶显示器件包括:液晶显示板,该液晶显示板具有第一基板、与第一基板相面对的第二基板以及设在第一基板和第二基板之间的液晶层;第一基板上方的第一偏振器,该第一偏振器具有第一吸收轴;第二基板下方的第二偏振器,该第二偏振器具有与第一吸收轴交叉的第二吸收轴;以及第二偏振器下方的背光单元,该背光单元具有至少一灯和微镜片。
按照再一方面,一种液晶显示器件,包括:液晶显示板,该液晶显示板具有第一基板、与第一基板相面对的第二基板以及设在第一和第二基板之间的液晶层;第一基板上方的第一偏振器,该第一偏振器具有第一吸收轴;第二基板下方的第二偏振器,该第二偏振器具有与第一吸收轴交叉的第二吸收轴;以及第二偏振器下方的背光单元,该背光单元具有至少一灯和该至少一灯上方的多个光学片,所述多个光学片具有一微镜片,以增加来自背光单元对应于第一偏振器和第二偏振器的吸收轴的光的亮度,以减少在黑状态下的亮度。
可以理解上述概括性描述和下面的详细描述都是示例性和解释性的,并且意欲提供对本发明的进一步解释。
附图说明
所包括的附图用于进一步理解本发明,其包括在说明书中并且作为说明书的一部分,示出了本发明点具体实施方式并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。
图1示出了按照现有技术的AM-LCD器件的示意图;
图2示出了按照现有技术的LCD器件的透视图;
图3示出了LCD器件的截面图,其用于说明现有技术LCD器件的偏振器对光线的偏振;
图4示出了现有技术LCD器件中图3所示的第一和第二偏振器的吸收轴方向的x-y坐标图;
图5A和5B示出了图3所示的现有技术LCD器件的亮度分布图;
图6示出了按照本发明一实施方式的背光单元的透视图;
图7示出了包括按照本发明一实施方式的背光单元的LCD器件的平面图;
图8示出了按照本发明实施方式的LCD器件的示意性亮度分布图;以及
图9示出了按照本发明另一实施方式的具有多个凸透镜的微镜片的平面图。
具体实施方式
下面参照附图所示的实施例详细描述本发明的实施方式。一旦可能,附图中使用的相同参考标记表示相同或者类似的部分。
图6示出了按照本发明一实施方式的背光单元的透视图。图7示出了包括按照本发明一实施方式的背光单元的LCD器件的平面图。图8示出了按照本发明实施方式的LCD器件的亮度分布示意图。例如,该背光单元为直下型背光,其中多个灯位于LCD器件的正下方。
在图6到图8中,背光单元50包括多个灯52和位于多个灯52上方的多个光学片54、56和58。多个光学片中的一个为微镜片54。微镜片54可以是位于LCD器件和另一光学片之间的光学片。微镜片54包括多个凸透镜54a,各凸透镜54a具有十字交叉形状。特别地,各凸透镜54a包括第一半圆柱镜和与第一半圆柱镜交叉的第二半圆柱镜。各凸透镜54a包括第一轴55a和第二轴55b。第二轴55b可以比第一轴55a短。第一轴55a对应于灯52的长度方向。例如,微镜片54可以由例如是合成树脂的透明材料形成。
如图7所示,LCD器件100包括LCD板60、位于LCD板60下方的第一偏振器72、位于LCD板60上方的第二偏振器74以及位于第一偏振器72下方的背光单元。第一偏振器72具有第一吸收轴,第二偏振器具有与第一吸收轴交叉的第二吸收轴。尽管未示出,LCD板60包括第一基板、与第一基板面对的第二基板以及设在第一和第二基板之间的液晶层。具有多个灯52和位于灯52上方的多个光学片54、56和58的背光单元50位于LCD板60下方。顶光学片为微镜片54,其位于第一偏振器72和另一光学片56之间。
如图8所示,调节微镜片56增加来自背光单元对应于第一偏振器72和第二偏振器74的吸收轴的光线的亮度分布以减小在黑状态下的亮度,从而减少漏光。微镜片54重新定向或者聚集光线,使得来自背光单元的光线的亮度分布具有对应于第一偏振器72和第二偏振器74吸收轴的十字交叉形状分布,以减小黑状态下的亮度。因此,来自背光单元并朝向LCD板60照射的光线分布基本平行于第一和第二偏振器72和74的吸收轴,并且因此减少了引起黑亮度增加的光线。这样,可以通过减少以不平行于第一和第二偏振器72和74的吸收轴的其它所有角度进入LCD板60的光量降低黑亮度并且获得高的对比度。
图9示出了按照本发明另一实施方式的具有多个凸透镜的微镜片的平面图。微镜片54包括多个具有第一轴55a和比第一轴55a短的第二轴55b的凸透镜54a。这里,第一轴55a的方向对应于灯52(图6)的长度方向。按照本发明的背光单元和使用该背光单元的LCD器件通过在常黑模式下重新定向施加到液晶显示板的光线以减少漏光而改善了对比度。此外,由于通过增加光学片,例如微镜片减少了黑亮度,可以获得改善的图像质量。
对于本领域的技术人员来说很明显,在不脱离本发明的精神和范围内还可以对本发明的液晶显示器件做出各种各样的修改和变型。因此,本发明意欲覆盖落入所附权利要求以及等同物范围内的各种修改和变型。
Claims (20)
1、一种背光单元,包括:
至少一灯;以及
位于所述至少一灯上方的多个光学片,该多个光学片具有微镜片。
2、按照权利要求1所述的背光单元,其特征在于,所述微镜片包括多个凸透镜,并且各多个凸透镜具有十字交叉形状。
3、按照权利要求2所述的背光单元,其特征在于,所述多个凸透镜中的每一个包括第一半圆柱镜和与该第一半圆柱镜交叉的第二半圆柱镜。
4、按照权利要求2所述的背光单元,其特征在于,所示多个凸透镜包括第一轴和比该第一轴短的第二轴,所述第一轴对应于所述至少一灯的长度方向。
5、按照权利要求1所述的背光单元,其特征在于,所述背光单元为直下型背光单元。
6、按照权利要求1所述的背光单元,其特征在于,所述微镜片为所述多个光学片中的顶光学片。
7、按照权利要求1所述的背光单元,其特征在于,所述微镜片由透明材料形成。
8、按照权利要求7所述的背光单元,其特征在于,所述透明材料为合成树脂。
9、一种液晶显示器件,包括:
液晶显示板,该液晶显示板具有第一基板、与所述第一基板相面对的第二基板以及设在所述第一基板和第二基板之间的液晶层;
位于所述第一基板上方的第一偏振器,该第一偏振器具有第一吸收轴;
位于所述第二基板下方的第二偏振器,该第二偏振器具有与所述第一吸收轴交叉的第二吸收轴;以及
位于所述第二偏振器下方的背光单元,该背光单元具有至少一灯和微镜片。
10、按照权利要求9所述的器件,其特征在于,所述微镜片包括多个凸透镜,多个凸透镜中的每一个具有十字交叉形状。
11、按照权利要求10所述的器件,其特征在于,所示多个凸透镜包括第一轴和比该第一轴短的第二轴,所述第一轴对应于所述至少一灯的长度方向。
12、按照权利要求10所述的器件,其特征在于,所述多个凸透镜的每个包括第一半圆柱镜和与该第一半圆柱镜交叉的第二半圆柱镜。
13、按照权利要求10所述的器件,其特征在于,所述多个凸透镜的每个增加了来自所述背光单元对应于第一偏振器和第二偏振器的吸收轴的光线亮度,以减小黑状态下的亮度。
14、按照权利要求9所述的器件,其特征在于,所述背光单元对应于直下型背光单元。
15、按照权利要求10所述的器件,其特征在于,所述微镜片位于第一偏振器和多个光学片中的另一个之间。
16、按照权利要求9所述的器件,其特征在于,所述微镜片包括透明材料。
17、按照权利要求16所述的器件,其特征在于,所述透明材料包括合成树脂。
18、一种液晶显示器件,包括:
液晶显示板,该液晶显示板具有第一基板、与第一基板相面对的第二基板以及设在第一和第二基板之间的液晶层;
位于所述第一基板上方的第一偏振器,该第一偏振器具有第一吸收轴;
位于所述第二基板下方的第二偏振器,该第二偏振器具有与所述第一吸收轴交叉的第二吸收轴;以及
位于所述第二偏振器下方的背光单元,该背光单元具有至少一灯和该至少一灯上方的多个光学片,所述多个光学片具有用于增加来自所述背光单元对应于所述第一偏振器和第二偏振器的吸收轴的光线亮度的微镜片,以减小黑状态下的亮度。
19、按照权利要求18所述的器件,其特征在于,所述多个凸透镜包括第一轴和比该第一轴短的第二轴,所述第一轴对应于所述至少一灯的长度方向。
20、按照权利要求18所述的器件,其特征在于,所述多个凸透镜中的每个包括第一半圆柱镜和与该第一半圆柱镜交叉的第二半圆柱镜。
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