CN1743914A - 设有改进导光板的背光源组件、及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及设置有改进的导光板的背光源组件以及设置有该背光源组件的显示装置。其中背光源组件包括光源，用于发射光；以及导光板，用于引导从光源射出的光。将多个棱镜沿其纵向不连续地形成在导光板的表面上。

Description

设有改进导光板的 背光源组件、及显示装置
相关申请的交叉引用
本申请要求2004年8月30日提交的韩国专利申请第10-2004-0068408的优先权，其内容全部结合于此供参考。
技术领域
本发明涉及设置有导光板(LGP)的背光源组件及设置有该背光源组件的显示装置，特别涉及设置有改进的LGP(其可不使用光学薄片)的背光源组件及设置有该背光源组件的显示装置。
背景技术
最近，由于半导体技术的发展，具有改进工作特性的小型并轻型的平板显示器的需求与日俱增。
在平面显示器中，与现有的阴极射线管(CRT)相比，液晶显示器(“LCD’)具有较小的尺寸，较轻的重量，以及较小的消耗。由于这些特性，LCD被广泛地应用于几乎所有的需要显示装置的信息处理装置。
在典型的LCD中，通过向液晶分子的分子排列施加电压，来改变分子排列。影响液晶单元的光学特性，例如双折射性、旋光性、二色性、及光学散射特性等的分子排列中的这种变化转换成视觉变化。由此，典型的LCD是利用液晶单元的光学调制显示信息的接接收光型显示装置。
诸如LCD的接收光型显示装置接收来自背光源组件的光并且将图像显示在液晶显示面板上。背光源组件包括灯、LGP、以及多个光学薄片。LGP将从灯射出的光引导经过导光薄片以改进亮度。随后将具有改进亮度的光提供给显示面板。
背光源组件的光学薄片通常包括散射薄片、两个棱镜薄片、及反射薄片。散射薄片均匀地散射通过LGP的光，并且当通过集中光来改进正面的亮度时，棱镜薄片改进视角。反射薄片覆盖多个形成在棱镜薄片表面上的棱形突起。
由于将多个光学薄片应用在显示装置中，进行制造和组装光学薄片的多个工序，因此增加了成本。特别地，由于在不增加装置宽度和/或重量的情况下不能使用多个光学薄片，所以很难生产消费者要求薄且重量轻的小型装置(例如，手机或笔记本式计算机)。此外，很难一次将多个光学薄片组装在一起并且当光通过多个光学薄片时，会增加光损失。
发明内容
本发明提供了一种背光源组件，其包括光源，用于射出光；以及LGP，用于引导从光源射出的光。在LGP的表面上沿其纵向形成不连续的多个棱镜。
本发明的其余特征将在以下的描述中进行阐释，并且部分地通过以下的描述将会显而易见，或者通过本发明的实践而获得。
本发明公开了一种背光源组件，其包括光源，用于射出光；以及导光板，用于引导从光源中射出的光；其中，将多个棱镜沿纵向不连续地排列在导光板的表面上。
本发明公开了一种背光源组件，其包括光源，用于射出光；以及导光板，用于引导从光源中射出的光；其中，将多个棱镜单元不连续地排列在导光板的表面上。
应该明了上述的概述以及以下的详细说明都是示范性的和解释性的，并且将要提供对所要保护的本发明的进一步地解释。
附图说明
附图可提供对本发明的进一步地理解，并且被包括在内作为说明书的组成部分，其示出了本发明的实施例，并且和说明书一起用来解释本发明的原理，其中：
图1是根据本发明第一实施例的设置有背光源组合件的显示装置的分解立体图；
图2是根据第一实施例的设置有背光源组合件的显示装置的组装立体图；
图3是根据第一实施例的设置在背光源组件中的LGP的后面立体图；
图4是沿图2的AA线截取的剖面图；
图5是根据本发明第二实施例的设置在背光源组件中的LGP的后面立体图；
图6是根据本发明第三实施例的设置在背光源组件中的LGP的后面立体图；
图7A及图7B分别是根据本发明实验例和根据现有技术的比较例的背光源组件的光剖面图。
具体实施方式
通过以下参照附图和优选实施例的详细说明，可以对本发明有着更加深入地理解。本发明可以多种不同的形式来实现，并且本发明不应局限于在此描述的具体实施方式。此外，在此所描述的具体实施例方式是为了能够完全彻底地理解本发明，并且对于本领域的普通技术人员来说能够完全体会本发明的宗旨。在附图中，为清楚起见，可将层和区域的尺寸和相对尺寸扩大。
下面，参照图1至图6说明根据本发明的实施例。本发明的实施例仅为了说明本发明，本发明并不局限于此。
图1示出了没有设置光学薄片的显示装置100的分解立体图。
图1示出的显示装置100包括用于提供光源的背光源组件70和用于显示图像的面板单元50。通过组装于此的顶盘(top chassis)60将背光源组件70以及面板单元50连接在一起。背光源组件70引导光并提高其亮度，并随后将光提供给面板单元50。将面板单元组件40设置在背光源组件70上以控制用于显示图像的面板单元50。
面板组件40包括面板单元50、驱动器IC包43和44，以及印刷电路板(“PCB”)42。例如，驱动器IC包可为薄膜封装(TCP)或将芯片直接封装到柔性线路板上(COF)。
面板单元50在其上显示图像并且包括至少一个面板。例如，如图1所示，面板单元包括两个面板51和53。优选地，非发射显示装置的LCD包括两个面板。
面板单元50包括TFT(薄膜晶体管)阵列面板51，该TFT阵列面板具有多个TFT；位于TFT阵列面板51对面的滤色器面板53；以及设置在其间的液晶层(未示出)。
TFT阵列面板51包括透明玻璃基片和多个像素电极(未示出)、多个TFT(未示出)、以及多个设置在基片上的信号线(未示出)。将像素电极设置成阵列并且可由诸如氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)的透明半导体或诸如Al和Ag的反射金属组成。信号线包括栅极线(未示出)和数据线(未示出)。各TFT具有与栅极线中的一个连接(例如，耦合)的栅极，与数据线中的一个连接(例如，耦合)的源极，以及与像素电极中的一个连接(例如，耦合)的漏极。
面板单元50的数据线和栅极线与PCB 42连接(例如，耦合)，数据线和栅极线分别从其接收数据信号和栅极信号。根据来自栅极线的栅极信号打开或关闭TFT，以分别向像素电极传输信号。
另外，滤色器面板53包括多个面对像素电极的滤色器(未示出)、以及共电极(未示出)，其由诸如ITO或IZO的透明半导体组成，覆盖滤色器面板53的整个表面。共电极接收共电压，并且像素电极和共电极之间的电压差在液晶层中形成电场。该电场确定在液晶层中的液晶分子的方向并因此确定通过液晶层的光的透射率。驱动器IC包43和44传输用于控制面板单元50的多个控制信号。数据驱动器IC包44与设置在面板单元50上的多个数据线连接(例如，耦合)，并且数据驱动器IC包43与设置在面板单元50上的多个栅极线连接(例如，耦合)。
在面板单元组件40的下面设置背光源组件70以向面板单元50提供基本上均匀的光。
通过上部模板框架62和下部模板框架66将背光源组件70固定(例如，结合)。背光源组件70可包括用于射出光的光源72；用于将从光源72射出的光引导到面板单元50的LGP 10；位于LGP 10的下面以反射从光源72射出的光的反射薄片76；以及覆盖并保护光源72的光源盖74。将背光源组件70的元件容纳在(例如，包含)在底盘64中。
尽管，图1中所示的光源为灯，但是灯仅仅是光源的一个实例，并且本发明并不局限于此。例如，光源可包括多个发光二极管。
PCB 42设置在顶盘60和下部模板框架66之间。并且将PCB 42设置在底盘64上。
可将用于向光源72供电的变换器(未示出)和操作板(未示出)设置在底盘64的后侧。变换器将外部电力转变为恒定电压电平，并随后将该电力提供给电源72。操作板将模拟数据变换为数字数据并将数字数据提供给面板单元50。通过保护壳将变换器和操作板覆盖以保护它们。
如图1所示，显示装置100不包括光学薄片。因此面板单元50与LGP 10彼此直接面对。由于这种结构，可直接将通过LGP 10的光在不通过其它元件的情况下提供给面板单元40，从而使光损失最小化并且增加亮度。下面，参照图1的放大的圆，说明改进的LGP10。
图1的放大的圆示出了LGP 10的发光表面110的边缘部分。在LGP 10的发光表面110上形成多个棱镜101，并且可将它们沿一个方向排布。在图1中，尽管多个棱镜101沿Y轴方向形成，其基本上垂直于光源72，但是本发明并不局限在此。例如，多个棱镜可沿另一方向形成。
形成在LGP 10上的棱镜101基本上与包括在传统的显示装置的光学薄片中的棱镜薄片的作用相同。即，在LGP 10的发光表面110上形成棱镜101，因此，当光从LGP 10的发光表面110基本上垂直射出时，光会汇聚。这样，提高了亮度并且相比于传统的显示装置，该显示装置可显示更加清晰的图像。
优选地，棱镜101的顶角(vertical angle)α实际上是直角，以使聚光效果最大化，其提高了亮度。
可在形成在LGP 10的发光表面110上的棱镜101上设置(镀coat)保护膜103，以防止棱镜101损坏。保护膜103与包括在光学薄片中的保护薄片作用相同。保护膜103可由诸如PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)的树脂组成，因此有效地保护了棱镜101。
图2是图1所示的显示装置100的组装图。
由于，包括在显示装置100中的LGP(虚线)与光学薄片的作用基本上相同，因此显示装置100可能比传统的LCD更薄并且更轻。即，由于光学薄片不包括在显示装置100中，显示装置100的厚度约减少0.5mm并且其重量约减少30g。所以可将本发明应用于便携式笔记本式计算机(notebook)或其它小型装置中。
图3示出LGP 10的后面。LGP 10包括光源72和光源盖74。
由于在面对发光表面120的表面上不连续地形成多个棱镜105，LGP 10可更有效地聚光。例如，如图3所示，在许多地方可部分地切割多个棱镜105。
参照图1，可在LGP 10的发光表面上沿Y轴方向形成棱镜。因此，形成在发光表面110上的棱镜三维地穿过(cross)形成在底面120上的多个棱镜105。形成在LGP 10的发光表面110上的棱镜和形成在LGP 10的底面120上棱镜105之间的角度基本上为直角。如图1所示，LGP 10的底面120面对发光表面110。光基本上从形成于底面120上的多个棱镜105直接射向形成于发光表面上的多个棱镜。通过形成在发光表面上的多个棱镜将从底面120射出的光汇聚并将其射到面板单元，其提高了光的亮度。
可将保护膜103镀在棱镜105上以防止或基本防止其损坏。保护膜103可有诸如PMMA的树脂组成。尽管图3示出了镀有保护膜103的棱镜105，但是保护膜不是必须的。
将从光源72射到LGP 10的光的全反射角维持在大约42°至大约45°。优选地，将从光源72射出的反射角维持在大约43°，从而可使光垂直射到LGP 10的发光表面。下面参照图4说明在从光源72中射出光的路径。
在图4中，应用多个箭头描绘光的路径。从光源72射出的光通过LGP 10。因此多个棱镜可微细地形成在LGP 10表面上，因此为方便起见，在图4中可将它们省略。
将从光源72射出的光传输到LGP 10的底面，在该底面上反射薄片76反射光的一部分。此外，由于设置在LGP 10的底面上的多个棱镜，一些光在LGP 10中全反射并且其它的光基本上垂直传输到LGP 10的发光表面并通过形成在LGP 10发光表面上的棱镜汇聚，随后传输到面板单元50。
由于LGP 10直接面对面板单元50，因此可将提高亮度的光提供给面板单元50而不产生光损失。特别是，因为没有光学薄片，不需要容纳光学薄片的空间，因此可以简化制造工序并且降低背光源组件的原始成本。
图5示出了本发明第二实施例的包括在背光源组件中的LGP20的后面。在LGP 20的底面220上不连续(不均匀)地形成多个棱镜25。如图5所示，在LGP 20的底面220上多个棱镜单元25彼此分离。
将多个棱镜205设置在一起以形成棱镜单元25。在LGP 20的底面220上形成多个棱镜单元25并且彼此分离。
由于光源72的距离增加，从光源72射出的并且沿Y轴方向传输的光的量会降低。因此，优选地，随着光源72距离的增加，更加密集地形成棱镜单元25，以将光尽可能地反射到发光表面220上。
由于，棱镜单元25基本上为圆形(例如，点状)，因此可以提高诸如亮线、倾斜方向上的漏光，以及暗区域的外观质量，并且由于容易控制光，可提高光的亮度的均匀性。
图5所示的放大的圆为沿着BB线的棱镜单元25的剖面图。在棱镜单元25设置有具有不同高度的多个棱镜205。可选择性地，棱镜单元25可设置为与各棱镜205具有相同的高度。
棱镜单元25可包括多个基本上为圆形的片，其分离地形成在LGP 20的底面220上。随后，设置基本上为圆形的片以在棱镜单元25中形成多个棱镜205。沿X方向设置包括在各棱镜单元25中的多个棱镜205，这些棱镜设置在LGP 20的发光表面220的相对表面上。如图1所示，还可沿Y轴设置形成在LGP 20的发光表面上的多个棱镜205，棱镜205可三维地穿过包括在形成于底面220上的各棱镜单元25中的多个棱镜205。本领域技术人员可以容易理解棱镜单元的特定的制造方法，因此，为了方便起见，省略对其的详细说明。
由于在LGP 20的底面220上设置棱镜单元25，在LGP 20的底面220上射出的光基本上均匀地散射。此外，由于光基本上垂直传输到LGP 20的发光表面，因此提高了光的亮度。
图6示出了根据本发明第三实施例的设置在背光源组件中的LGP 30的后面。多个棱镜单元35设置在LGP 30的底面320上。
图6的放大的圆示出了沿着线CC截取的棱镜单元35的剖面图。如图6的放大的圆中所示，将突起片307设置在LGP 30的底面320上，并且在其上设置各棱镜单元35。
彼此可分离地设置多个突起片307，并且一旦将多个突起片307设置在LGP 30的底面320上，多个棱镜305形成在各突起片307上。因此，可很容易地制造棱镜单元35。本领域技术人员可以容易理解棱镜单元的特定的制造方法，因此，为了方便起见，省略对其的详细说明。
由于在LGP 30的底面320上设置棱镜单元25，在LGP 30的底面320上射出的光基本上均匀地散射。此外，由于光基本上垂直传输到LGP 30的发光表面，提高了光的亮度。
下面通过本发明的实验例详细说明本发明。该本发明实验例仅是本发明的示例而已，本发明并不局限在此。
实验例
本发明的实验涉及根据本发明实施例的背光源组件。从本发明的实验模拟中获取光的剖面(profile)，实验模拟的特定条件仅仅是常规的条件，本领域技术人员可以容易理解模拟实验的特定条件，因此，为了方便起见，省略对其的详细说明。
实验例1
背光源组合件包括LGP，在其中，将没有保护膜的棱镜不规则地设置在LGP的发光表面。测量从背光源组件射出的光的剖面并且用图7A的虚线示出其结果。如图7A所示，将光汇聚在正面并且以大约0°射出，光的亮度相对很高。
实验例2
背光源组合件包括LGP，在其中，将带有保护膜的多个棱镜不连续(例如，不均匀)地设置在LGP的发光表面上。测量从背光源组件射出的光的剖面并且用图7A的实线示出其结果。如图7A所示，将光汇聚在正面并且以大约0°射出，光的亮度相对很高。由于保护膜，根据实验例2的光的亮度低于根据实验例1的光的亮度。
比较例
在比较例中，本实验适用于设置有光学薄片和传统LGP的背光源组件。从本发明的实验模拟中获取光的剖面。由于，实验模拟的条件与本发明的实验例的条件相同，故省略对其的详细说明。
在下文中，将详细地说明比较例。
比较例1
本实验适用于设置有LGP而没有设置光学薄片的背光源组件。与传统的LGP相类似，多个图样设置在LGP的底面。测量从背光源组件射出的光的剖面。图7B的双点虚线示出实验结果。如图7B所示，光从背光源组合件中以大约80°倾斜角射出。
比较例2
本实验适用于设置有LGP以及只有散射薄片作为光学薄片的背光源组件。与传统的LGP相类似，多个图样设置在LGP的底面。测量从背光源组件射出的光的剖面。图7B的单点虚线示出了实验结果。如图7B所示，光从背光源组合件中以大约40°倾斜角射出。
比较例3
本实验适用于设置有LGP和包括有散射薄片以及棱镜薄片的光学薄片的背光源组件。与传统的LGP相类似，多个图样设置在LGP的底面。测量从背光源组件射出的光的剖面。图7B的虚线示出实验结果。如图7B所示，从背光源组合件中射出的光汇聚在大约0°。
比较例4
本实验适用于设置有LGP和包括有散射薄片、棱镜薄片、以及保护薄片的光学薄片的背光源组件。与传统的LGP相类似，多个图样设置在LGP的底面。测量从背光源组件射出的光的剖面。图7B的实线示出了实验结果。如图7B所示，从背光源组合件中射出的光汇聚在大约0°。由于保护膜，根据比较例4的光的亮度低于根据比较例4的光的亮度。
如上所述，本实验例相对传统比较例提高了从光的亮度。在这里，根据本实验的从背光源组件中射出的光的亮度相对传统背光源组件提高了约30％。
在传统的背光源组件中，当光经过LGP和包括有散射薄片、棱镜薄片、及保护薄片的光学薄片时，会产生光损失。相反地，在本发明的背光源组件中，由于光只通过LGP和镀在LGP上的保护膜，所以光损失小于传统的背光源组件。因此本发明改进了光的亮度并且降低了光损失。此外，本发明增加了视角，从而提高了显示装置的图像质量。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (24)

1.一种背光源组件，包括：
光源，用于射出光；以及
导光板，用于引导从所述光源射出的光；
其中，沿纵向在所述导光板上不连续地设置有多个棱镜。
2.根据权利要求1所述的背光源组件，其中，所述导光板的发光面包括多个不连续地设置在其上的棱镜。
3.根据权利要求2所述的背光源组件，其中，所述导光板的发光面包括多个设置在其上的棱镜。
4.根据权利要求3所述的背光源组件，其中，设置在所述发光面的所述棱镜穿过设置在面对所述发光面的表面上的所述棱镜。
5.根据权利要求3所述的背光源组件，其中，设置在面对所述发光面的表面上的所述棱镜沿一个方向设置。
6.根据权利要求3所述的背光源组件，其中，所述棱镜基本上形成直角。
7.根据权利要求1所述的背光源组件，其中，将护膜设置在所述棱镜上。
8.一种背光源组件，包括：
光源，用于发射光；以及
导光板，用于引导从所述光源射出的光；
其中，将多个棱镜单元设置导所述导光板的表面上。
9.根据权利要求8所述的背光源组件，其中，所述多个棱镜单元包括近似圆形。
10.根据权利要求8所述的背光源组件，其中，将所述棱镜单元设置在突出片上，所述突出片设置在面对所述导光板的发光面的表面上。
11.根据权利要求8所述的背光源组件，其中，不连续地设置所述多个棱镜单元。
12.一种显示装置，包括：
面板单元，用于显示图像；以及
权利要求1中的所述背光源组件。
13.一种显示装置，包括：
面板单元，用于显示图像；以及
权利要求8的所述背光源组件。
14.根据权利要求13所述的显示装置，其中，所述多个棱镜单元不连续地设置在面对所述导光板的发光面的表面上。
15.根据权利要求14所述的显示装置，其中，多个棱镜设置在所述导光板的发光面上。
16.根据权利要求15所述的显示装置，其中，设置在所述发光面的所述棱镜穿过设置在面对所述发光面的所述表面上的所述棱镜。
17.根据权利要求16所述的显示装置，其中，将所述棱镜设置在一起以形成至少一个棱镜单元。
18.根据权利要求17所述的显示装置，其中，包括在设置于面对所述导光板的所述发光面的所述表面上的各棱镜单元中的多个棱镜沿一个方向设置。
19.根据权利要求18所述的显示装置，其中，所述棱镜基本上形成直角。
20.根据权利要求13所述的显示装置，其中，将所述棱镜设置在一起以形成所述棱镜单元，所述多个棱镜单元彼此分离。
21.根据权利要求20所述的显示装置，其中，将所述多个棱镜设置在突出片上，所述突出片在面对所述导光板的所述发光面的所述表面上形成。
22.根据权利要求13所述的显示装置，其中，所述棱镜单元包括近似圆形。
23.根据权利要求13所述的显示装置，其中，保护膜设置在所述棱镜单元上。
24.根据权利要求13所述的显示装置，其中，所述面板单元面对所述导光板。
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