CN1847954A

CN1847954A - 发光簇和直接发光型背光单元以及液晶显示装置

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Publication number: CN1847954A
Application number: CNA2006100591172A
Authority: CN
Inventors: 卢知焕; 赵泰熙; 王种敏; 金洙君
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2005-03-14
Filing date: 2006-03-14
Publication date: 2006-10-18
Anticipated expiration: 2026-03-14
Also published as: KR20060100197A; KR100708147B1; CN100468171C; NL1031367A1; US7553046B2; NL1031367C2; US20060205242A1

Abstract

本发明公开了一种发光簇、具有该发光簇的直接发光型背光单元、以及具有该背光单元的液晶显示装置。所述发光簇包括五个发光装置，所述五个发光装置包括两个产生第一颜色光的第一发光装置、两个产生第二颜色光的第二发光装置和一个产生第三颜色光的第三发光装置，其中所述五个发光装置以第一发光装置的第一个、第二发光装置的第一个、第三发光装置、第一发光装置的第二个和第二发光装置的第二个的顺序排列。

Description

发光簇和直接发光型背光单元以及液晶显示装置

技术领域

本发明涉及一种背光单元和具有其的液晶显示(LCD)装置，且更具体而言，涉及一种发光簇，具有该发光簇的直接发光型背光单元，以及具有该背光单元的液晶显示装置。

背景技术

LCD装置是平板显示器，且是光接收型显示器，其不自发光但利用来自外部的入射光来形成图像。背光单元安装于LCD装置的背侧，且将光辐射到液晶面板上。

根据光源的配置，可以将背光单元分为直接发光型背光单元和边缘发光型发光单元，直接发光型发光单元将从直接安装在LCD装置下的多个光源发射的光辐射到液晶面板上，边缘发光型发光单元将从安装在光导板(LGP)的侧壁的光源发射的光传输到液晶面板上。

在直接发光型背光单元中，发射兰伯特(Lambertian)光的发光二极管(LED)可以被用作点光源。

图1显示了常规直接发光型背光单元中的LED的设置，其中使用LED作为点光源。参考图1，将LED簇5排列在印刷电路板(PCB)1上来形成多个行。每个LED簇5包括两个产生红光R的LED 5R、两个产生绿光G的LED 5G和一个产生蓝光B的LED 5B，以实现合适色温的白光。五个LED5R、5G和5B以R、G、B、G、R的顺序排列为一行。于是，由每个LED簇5产生了大致的白光。

LED簇5在PCB1上设置为行，且分开了预定的距离D’。LED簇5之间的距离D’一般大于每个LED簇5中的LED 5R、5G和5B之间的距离d’。LED簇5之间的距离D’相应于放置在一个LED簇5的最后位置中的LED和放置在下一个LED簇5的第一位置中的LED之间的距离。行之间的距离远远大于每个行中LED 5R、5G和5B之间的距离d’。

在具有如上所述的LED的排列的常规的背光单元中，红LED 5R设置于两个LED簇5的相对端。于是，如图1中的长方形框所示，出现了红LED5R相邻的部分。

在如上所述的常规LED排列中，由于红LED 5R相邻的部分的存在，所以在垂直于LED行的方向上形成了红光线。

图2是从图1的LED设置获得的白光仅提取红光而探测到的光强的曲线图。在图2中，水平轴代表沿行的位置，且垂直轴代表任意单位的红光的强度。在图2的曲线图中存在多个峰。该峰代表了红光线的存在。

由于红光线的存在，需要较厚的漫射板来均匀地混合颜色。如此，增加了背光单元的厚度。

发明内容

本发明提供了一种发光簇、具有其的背光单元和具有该背光单元的LED装置，在发光簇中改善了LED的排列，使得当将多个发光簇排列为多个行时，产生相同颜色光的LED彼此不相邻。

根据本发明的一方面，提供有一种发光簇，所述发光簇包括五个发光装置，该五个发光装置包括两个产生第一颜色光的第一发光装置、两个产生第二颜色光的第二发光装置和一个产生第三颜色光的第三发光装置，其中第一发光装置之一、第二发光装置之一、第三发光装置、第一发光装置之一和第二发光装置之一依序排列。

第一和第二发光装置的任意一个可以产生绿光，另一个发光装置可以产生红光，且第三发光装置可以产生蓝光。

第一到第三发光装置可以是LED或有机LED(OLED)。

根据本发明的一方面，提供有一种背光单元，所述背光单元包括排列在基板上以形成多个行的的多个发光簇，其中每个发光簇包括五个发光装置，该五个发光装置包括两个产生第一颜色光的第一发光装置、两个产生第二颜色光的第二发光装置和一个产生第三颜色光的第三发光装置，其中第一发光装置之一、第二发光装置之一、第三发光装置、第一发光装置之一和第二发光装置之一依序排列。

发光簇可以被分开，使得存在相应于发光簇中的发光装置之间的距离的能设置一个发光装置的区域。

背光单元还可以包括漫射和透射来自发光装置的入射光的第一透射漫射板。

背光单元还可以包括：光板；和反射镜图案，其形成于所述光板的一个表面上且反射直接来自所述发光装置的光。。

背光单元还可以包括：至少一个用于提高从第一透射漫射板发射的光的方向性的亮度增强膜，和用于提高偏振效率的偏振增强膜。

根据本发明的另一方面，提供有一种LCD装置，所述LCD装置包括：液晶面板；和将光辐射到液晶面板上的背光单元。

附图说明

参考附图，通过详细描述本发明的示范性实施例，本发明的以上和其他方面将变得更加明显，在附图中：

图1显示了常规直接发光型背光单元的LED的排列，在背光单元中使用LED作为点光源；

图2是从图1的LED排列获得的白光仅提取红光而探测到的光强的曲线图；

图3显示了当使用了根据本发明的示范性实施例的发光簇时直接发光型背光单元的发光装置的排列；

图4是部分的图3的发光簇放大图；

图5A示出了排列发光装置的常规技术；

图5B示出了根据本发明的示范性实施例的发光装置的排列技术；

图6是通过使用根据本发明的示范性实施例的本发明的发光簇而形成的具有图3的发光装置的排列的直接发光型背光单元的示意图；

图7是根据本发明的另一示范性实施例的图6的发光装置之一的示意图；以及

图8是根据本发明的示范性实施例的具有背光单元的LCD装置的示意图。

具体实施方式

现将详细参考本发明的实施例，在附图中示出了本发明的示例。在附图中通篇相似的附图标记指示相似的元件。通过参考附图在以下描述了示范性实施例来说明本发明。

图3显示了当使用了根据本发明的示范性实施例的发光簇30时直接发光型背光单元的发光装置的排列，且图4是部分的图3的发光簇30放大图。

参考图3和4，根据本发明的发光簇30包括五个发光装置，发光装置包括两个产生绿光G的第一发光装置30G、两个产生红光R的第二发光装置30R和一个产生蓝光B的第三发光装置30B。在每个发光簇30中顺序排列了第一发光装置30G、第二发光装置30R、第三发光装置30B、第一发光装置30G和第二发光装置30R顺序排列。即，发光簇30具有其中以G、R、B、G和R的顺序将五个发光装置排列为一行的的配置。于是，在每个发光簇30中大致产生了大致的白光。

在图3和4和以下的描述中，描述并示出了将发光簇30的五个发光装置从左到右以G、R、B、G和R的顺序排列的情形。或者，五个发光装置可以以相反的顺序排列。即，发光簇30的五个发光装置可以以R、G、B、R和G的顺序从左到右排列。

当发光簇30在基板10上排列以形成多个行时，获得了图3中所示的发光装置的排列。在该情形，每个发光簇30形成了行，且可以以G、R、B、R和R的顺序从左到右排列为一行。图3显示了其中在每个行上排列十三个发光簇30以形成七个行的示例。

与现有技术不同，当将具有上述排列的发光簇30排列以形成行时，产生相同颜色光的发光装置设置得在每个行上彼此不相邻。

发光簇30可以设置于基板10上以分开固定的距离D来形成行。发光簇30之间的距离D是放置在一个发光簇30的最后位置中的发光装置和放置在下一个发光簇30的第一位置中的发光装置之间的距离。行之间的距离远大于每个发光簇30中发光装置30R、30G和30B之间的距离d。

发光簇30被分开，使得存在其中相应于发光簇30中的发光装置之间的距离d设置一个发光装置的区域。其中设置一个发光装置的区域是一个发光簇30的最后发光装置和下一个发光簇30的第一发光装置之间的区域。

因此，当每个发光簇30中的发光装置之间的距离为d时，发光簇30可以分开相应于约2d的宽度的距离D(即，D≈2d)。

在该情形，在每行中可以将第一发光装置30G之间的距离和第二发光装置30R之间的距离大致保持固定。

现将描述排列LED的常规技术和根据本发明的排列发光装置的技术。

参考图1和5A，在排列LED的常规技术中，因为发光簇5包括五个以R、G、B、G和R的顺序排列的LED，即使当设置发光簇5使得能设置一个发光装置的区域存在，两个相邻发光簇5中的红色LED之间的距离也小于不同颜色的LED之间的距离。

设定每个发光簇5中的相邻LED之间的距离是距离d’，而相邻发光簇5之间的距离是距离D’(＝2d’)。

在该情形，放置在一个发光簇5的最后位置中的红LED 5R1和放置在下一个发光簇5的第一位置中的红LED 5R2之间的距离D’是2d’。然而，绿LED 5G1和5G2之间彼此最接近的距离是4d’，且蓝LED 5B之间的距离是6d’。

另外，每个发光簇5内的红LED之间的距离是4d’，且绿LED之间的距离是2d’。

在排列LED的常规技术中，在两个相邻的发光簇5中，红LED之间的距离小于其它颜色的LED之间的距离，且在相邻的发光簇5的端部的红LED彼此相邻。如此，红线存在于相应于发光簇5之间的区域的位置。另外，在发光簇5的行中，红LED分别以2d’、4d’、2d’和4d’的距离设置，且绿LED分别以4d’、2d’、4d’和2d’的距离设置。即，每个红LED和绿LED没有以固定的距离设置。

另一方面，当根据本发明的多个发光簇30以行排列时，如图5B所示，不同颜色的发光装置没有彼此相邻放置，且红光发光装置和绿光发光装置可以大致固定的距离设置。

参考图5B，设定每个发光簇30的发光装置分开了相等的距离d，且具有长度D(＝2d)的区域存在于发光簇30的每个相邻对之间。

在该情形，发光簇30内的红光发光装置之间的距离Rd1是3d。另外，设置于一个发光簇30的最后位置中的红光发光装置30R1和在下一个发光簇30中的最接近的红光发光装置30R2之间的距离为3d。类似地，发光簇30内的绿光发光装置之间的距离Gd1是3d。另外，设置于发光簇30的第一位置中的绿光发光装置30G2和在前一个发光簇30中的最接近的绿光发光装置30G1之间的距离Gd2为3d。蓝光发光装置30以相同的距离6d设置。

以该方法，每个红光发光装置和绿光发光装置可以分别以固定的距离设置，例如3d。另外，在一个发光簇30中使用的相同总数量的绿光发光装置和红光发光装置以相同的距离成行设置。

在根据本发明的发光簇30和具有其的背光单元中，发光装置30R、30G和30B可以是发射兰伯特光的LED，或OLED。

当根据本发明排列发光装置时，因为产生相同颜色光的发光装置没有在一行中彼此相邻设置，所以没有形成特定颜色线。另外，红光发光装置、绿光发光装置和蓝光发光装置可以被分别以固定的距离设置。

于是，在根据本发明的发光簇30和具有其的直接发光型背光单元中，可以获得更加均匀的光，使得可以相应地使用小厚度的漫射板。

图6是通过使用根据本发明的图3的发光装置的排列的直接发光型背光单元的示意图。

参考图3和6，背光单元10包括多个在基板10上排列为行的发光簇30。每个发光簇30包括五个以G、R、B、G和R的顺序排列的发光装置30R、30G和30B，如以上参考图3、4和5B所述。其后，发光簇30排列在基板10上以形成多个行来构成表面光源的情形，如图3所示，被称为发光装置排列。

背光单元100还可以包括放置在发光装置或排列上方的透射漫射板140以漫射和透射入射光。

基板10用作其上安装发光簇30的基底。基板10可以为印刷电路板(PCB)，其中属于发光簇30的五个发光装置30R、30G和30B排列且电连接。例如，具有好的导热性的金属核印刷电路板(MCPCB)可以被用作基板10。驱动发光簇30的PCB可以与基板10分开提供。

发光装置30R、30G和30B可以分别包括产生光的发光芯片31R、31G和31B以及校准来自发光芯片31R、31G和31B的入射光的校准器33。图6显示了其中校准器33形成为穹顶形状的示例。

取代穹顶形状的校准器33，如图7所示，发光装置30R、30G和30B可以包括侧反射器35，其允许入射光大致在侧向行进。

参考图7，侧发射器35包括由透明材料制成的透明体。例如，侧发射器35可以包括：相对于侧发射器35的中心轴C倾斜的漏斗形状的反射表面36；相对于侧发射器35的中心轴C倾斜的第一折射表面37，以允许从反射表面36反射的入射光被折射和透射；以及凸起形状的第二折射表面39，从底表面到第一折射表面37延伸。从发光芯片31R、31G或31B发射且入射到侧发射器35的反射表面36的光从反射表面36反射，引导到第一折射表面37，通过第一折射表面37透射且大致在侧向行进。另外，从发光芯片31R、31G或31B发射且入射到凸起形状的第二折射表面39的光通过折射表面39透射且大致在侧向行进。

侧发射器35可以形成为各种形状，只要从发光芯片31R、31G和31B发射的光大致在侧向发射。

或者，每个发光装置30R、30G和30B可以仅包括发光芯片31R、31G和31B而没有校准器。

透射漫射板140设置在背光单元100的下部分100a的上方的预定距离d处。透射漫射板140漫射和透射入射光。

如果透射漫射板140过于接近发光装置排列，放置发光簇30的区域可能比其它区域更亮，从而降低了亮度均匀度。然而，随着透射漫射板30进一步与发光装置分开，背光单元100的厚度增加。于是，透射漫射板140和背光单元100的下部分100a之间的距离d可以被界定为最小，同时保证可以通过漫射来均匀地混合光。

背光单元100还可以包括用于提高从透射漫射板140发射的光的方向性的亮度增强膜150。另外，背光单元100还可以包括用于提高偏振效率的偏振增强膜170。

亮度增强膜150折射并会聚从透射漫射板140发射的光来提高光的方向性，由此提高亮度。

偏振增强膜170透射例如p偏振光且反射s偏振光，使得发射的光为单一偏振的光，例如p偏振光。

具有背光单元100的LCD装置包括在背光单元100上的液晶面板。液晶面板允许单一线性偏振光入射到液晶面板的液晶层上，且利用电场来改变液晶取向的方向，由此通过改变透过液晶层的光的偏振来显示图像。

因为当入射到液晶面板上的光是单一偏振的时可以增加发光效率，所以当背光单元100被提供有如上所述的偏振增强膜170时，可以提高发光效率。

允许入射光被向上漫射和反射的的反射漫射板110可以形成于基板10上。反射漫射板110可以放置在行之间。

背光单元100还可以包括形成于光板130的一个表面上的反射镜图案120来反射光并且防止来自发光装置30R、30G和30B的光直接向上行进且被反射。反射镜图案120相应于发光簇30的排列。在该情形，当从上观看背光单元10时，光点或颜色不能从设置发光装置30R、30G和30B的部分看到。

其上形成有反射镜图案120的光板130可以由透明PMMA制成，其在没有任何改变的情况下透射入射光。或者，光板130可以为透射漫射板。

在后者的情形，反射镜图案120和发光装置30R、30G和30B可以从彼此分开预定的距离。为了保持该分离，光板130可以由支撑135支撑。支撑135相对于反射漫射板110或基板10支撑光板130。

当将透射漫射板用作光板130时，因为与仅提供透射漫射板140时相比发生了更多的光的漫射，所以可以减小透射漫射板140和发光装置30R、30G和30B之间的距离，即透射漫射板140和背光单元100的下部分100a之间的距离，且由此可以减小背光单元的厚度。

在背光单元100中，因为由于发光装置的排列特定，颜色的光线不产生，所以与现有技术相比可以使用更小厚度的漫射板，且可以减小背光单元100的厚度。如此，使用背光单元100作为表面光源，可以减小LCD装置的厚度。

图8是根据本发明的示范性实施例的具有背光单元的LCD装置的示意图。参考图8，LCD装置包括背光单元100和设置于背光单元100上的液晶面板300。液晶面板300连接到驱动电路。液晶面板300的详细配置以及由电路驱动进行的显示操作在本领域中是公知的，因此省略了其详细描述和图示。

如上所述，在根据本发明的发光簇和包括由使用该发光簇形成的多个行的直接发光型背光单元中，产生相同颜色光的发光装置没有彼此相邻。于是，预定颜色光的线不存在。于是，可以使用薄的漫射板，且可以实现具有小厚度的背光单元以及具有其的LCD装置。

虽然参考本发明的示范性实施例具体显示和描述了本发明，然而本领域的一般技术人员可以理解在不脱离由权利要求所界定的本发明的精神和范围的情况下，可以作出形式和细节上的不同变化。

本申请要求于2005年6月23日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2005-0054502以及于2005年3月14日在美国专利商标局提交的美国临时申请No.60/661,036的优先权，其公开的全部内容引入于此作为参考。

Claims

1、一种发光簇，包括五个发光装置，所述五个发光装置包括两个产生第一颜色光的第一发光装置、两个产生第二颜色光的第二发光装置和一个产生第三颜色光的第三发光装置，其中所述五个发光装置以第一发光装置的第一个、第二发光装置的第一个、第三发光装置、第一发光装置的第二个和第二发光装置的第二个的顺序排列。

2、根据权利要求1的发光簇，其中所述第一颜色光是绿光，所述第二颜色光是红光，且所述第三颜色光是蓝光。

3、根据权利要求1的发光簇，其中所述第一颜色光是红光，所述第二颜色光是绿光，且所述第三颜色光是蓝光。

4、根据权利要求1的发光簇，其中所述第一到第三发光装置是发光二极管或有机发光二极管。

5、一种背光单元，包括排列在基板上以形成多个行的多个发光簇，

其中每个发光簇包括五个发光装置，所述五个发光装置包括两个产生第一颜色光的第一发光装置、两个产生第二颜色光的第二发光装置和一个产生第三颜色光的第三发光装置，其中所述五个发光装置以第一发光装置的第一个、第二发光装置的第一个、第三发光装置、第一发光装置的第二个和第二发光装置的第二个的顺序排列。

6、根据权利要求5的背光单元，其中所述第一颜色光是绿光，所述第二颜色光是红光，且所述第三颜色光是蓝光。

7、根据权利要求5的背光单元，其中所述第一颜色光是红光，所述第二颜色光是绿光，且所述第三颜色光是蓝光。

8、根据权利要求5的背光单元，其中所述第一到第三发光装置是发光二极管或有机发光二极管。

9、根据权利要求5的背光单元，其中在每个行中，每个第一发光装置与随后的第一发光装置分开预定的距离，且每个第二发光装置与随后的第二发光装置分开所述预定的距离。

10、根据权利要求5的背光单元，还包括漫射和透射来自所述发光装置的入射光的第一透射漫射板。

11、根据权利要求10的背光单元，还包括：

光板；和

反射镜图案，形成于所述光板的一个表面上且反射直接来自所述发光装置的光。

12、根据权利要求10的背光单元，还包括：至少一个用于提高从所述第一透射漫射板发射的光的方向性的亮度增强膜，和用于提高偏振效率的偏振增强膜。

13、一种液晶显示装置，包括：

液晶面板；和

将光辐射到所述液晶面板上的背光单元，

其中所述背光单元包括包括排列在基板上以形成多个行的多个发光簇，且

14、根据权利要求13的液晶显示装置，其中所述第一颜色光是绿光，所述第二颜色光是红光，且所述第三颜色光是蓝光。

15、根据权利要求13的液晶显示装置，其中所述第一颜色光是红光，所述第二颜色光是绿光，且所述第三颜色光是蓝光。

16、根据权利要求13的液晶显示装置，其中所述第一到第三发光装置是发光二极管或有机发光二极管。

17、根据权利要求13的液晶显示装置，其中在每个行中，每个第一发光装置与随后的第一发光装置分开预定的距离，且每个第二发光装置与随后的第二发光装置分开所述预定的距离。

18、根据权利要求13的液晶显示装置，还包括漫射和透射来自所述发光装置的入射光的第一透射漫射板。

19、根据权利要求18的液晶显示装置，还包括：

光板；和

20、根据权利要求18的液晶显示装置，还包括：至少一个用于提高从所述第一透射漫射板发射的光的方向性的亮度增强膜，和用于提高偏振效率的偏振增强膜。