CN1885072A - 光导板、背光组件和具有其的液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光导板，其包括引导入射光的主体和至少一个穿透主体部分的插入部分，其中至少一个给光导板提供光的光源插入到插入部分中。插入部分可以形成在主体的端部。主体的侧面可以凹进，以形成插入部分。光散射图案可以形成在插入部分的侧面，且插入部分的侧面基本上平行于主体的侧面。

Description

光导板、背光组件和具有其的液晶显示装置
技术领域
本发明涉及光导板、背光组件以及具有其的液晶显示(LCD)装置，更特别地是，本发明涉及可以改善亮度的光导板和具有该光导板的背光组件及LCD装置。
背景技术
与其它显示装置相比，液晶显示器(LCD)装置薄且轻，消耗较低的驱动电压及功率。因此，LCD装置广泛地用于例如笔记本电脑或蜂窝电话等装置中。
因为LCD面板不是自发光的，所以LCD装置可以包括给LCD面板提供光的背光组件。背光组件包括提供光的光源和改善从光源发出的光的亮度的光学构件。冷阴极荧光灯(CCFL)和发光二极管可以用作光源。例如，中、小尺寸的LCD装置如便携式电话包括高亮度的LED。LCD装置包括把从光源提供的光引导到LCD面板的光导板。
LED是比CCFL发射区域范围小的点光源。从LED发出的点光通过光导板的侧面进入光导板，从而光导板改变点光为面光，并给LCD面板提供平面光。
LCD装置包括印刷电路薄膜，其上形成了驱动LED的电路图案，并且LED连接到该印刷电路薄膜上。连接到印刷电路薄膜上的LED设置在光导板的侧面上。
在传统技术中，设计了LED和光导板之间的间隙，以便从LED提供的光不从光导板泄漏。然而，由于例如光导板或容纳光导板和LED的容纳容器的制造公差，因此在LED和光导板之间的间隙可能大于最初设计的构造。因此，由LED提供的一部分光没有传输到光导板，而从光导板泄漏。
因此，具有LED的背光组件的光学效率和驱动效率及具有背光组件的LCD装置的显示质量会变坏。
发明内容
本发明的实施例提供亮度特性改善的光导板、具有该光导板的背光组件和具有包括该光导板的背光组件以改善显示质量的液晶显示器(LCD)装置。
根据本发明的实施例，光导板包括用于引导入射光的主体和穿透部分主体的插入部分。给光导板提供光的光源可以插入到该插入部分中。
插入部分可以形成在主体的端部。主体的侧面可以凹进以形成插入部分。光散射图案可以形成在插入部分的侧面。而该插入部分的侧面基本上平行于主体的侧面。
光导板可以包括多个插入部分，并且该插入部分的数量可以与光源的数量相同。
根据本发明的实施例，背光组件包括产生光的光源件、给光源件提供驱动信号以驱动光源件的印刷电路板(PCB)和包括主体与插入部分的光导板。光源件可以连接到PCB上。光源件插入到光导板的插入部分中，以便光源件固定到光导板上。
光导板的插入部分可以穿过光导板的主体部分。
光导板主体部分的侧面可以凹进，以形成光导板的插入部分。光散射图案可以形成在插入部分的侧面上，并且插入部分的侧面基本上与主体的侧面平行。
光源件可以包括多个发光二极管(LED)。光导板的插入部分可以具有对应于光源件的形状和尺寸。光源件插入并固定到光导板上，从而使PCB固定到光导板上。
背光组件还可以包括设置在光导板下以反射从光导板中泄漏的光的反射板。背光组件还可以包括设置在光导板上方以改善从光导板出射的光的亮度特性的光学构件。
根据本发明的实施例，LCD装置包括显示图象的LCD面板、产生光的光源件、给光源件提供驱动信号以驱动光源件的印刷电路板(PCB)及包括主体和插入部分的光导板，其中光源件插入到光导板的插入部分，以便光源件固定到光导板上。
光源件可以包括多个LED。
光导板的插入部分可以具有对应于光源件的形状和尺寸。
光源件插入并固定到光导板上，以便PCB固定到光导板上。
LCD装置还可以包括容纳光导板和LCD面板的容纳容器。光导板还可以包括固定构件，而容纳容器还可以包括固定凹槽，固定构件插入其中。LCD装置还可以包括与容纳容器结合的上底架，以防止LCD面板从光导板的上部分开。
附图说明
结合附图，通过下面的详细描述，可以更好地理解本发明的示范性实施例，其中：
图1是图解根据本发明实施例的背光组件的分解透视图；
图2是图解根据比较实例的背光组件一部分的分解透视图；
图3是图解在组合状态下图2的背光组件的主视图；
图4是图解根据本发明实施例的背光组件的一部分的分解透视图；
图5是图解根据本发明实施例的背光组件的一部分的主视图；
图6是图解根据本发明实施例的背光组件的分解透视图；
图7是沿着图6中的I-I’线剖取的截面图；和
图8是图解根据本发明实施例的液晶显示(LCD)装置的分解透视图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示范性实施例。然而，本发明可以以许多不同形式实施，而不应解释成局限于在此阐述的实施例。图1是图解根据本发明实施例的背光组件的分解透视图。
参照图1，背光组件100包括光源件110、印刷电路板(PCB)120、光导板130、反射板140和多个光学片150。
背光组件100还包括容纳光源件110、PCB 120、光导板130、反射板140和光学片150的第一容纳容器160。
光源件110发射具有预定亮度的光，并给光导板130提供光。光源件110包括多个发光二极管(LED)111、112和113。LED 111、112和113插入到光导板130中，并且固定到光导板130上。
参照图2至5，光源件110例如通过焊接工艺连接到PCB 120上，而为驱动光源件110提供驱动信号的电路图案(未示出)形成在PCB 120上。
光源件110插入并固定到光导板130上，以便具有连接到其上的光源件110的PCB 120设置在光导板130的第一表面131上。或者，具有连接到其上的光源件110上的PCB 120可以设置在光导板130的第二表面132上。
光导板130包括例如聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl methacrylate，PMMA)或聚碳酸酯(PC)。
光导板130改变了来自设置在光导板130侧面的光源件110提供的光的路径，并且向光导板130的第二表面132发射光。用于引导光的光导图案(未示出)可以形成在光导板130上。因此，光导板130把从发光二极管发射的点光变成平面光。
多个插入部分133形成在光导板130上。该多个插入部分133容纳光源件110。
反射板140设置在光导板130下，并面对光导板130的第一表面131。反射板140把从光导板130向下漏泄的光反射到光导板130上，以改善光学效率。
在图1所描述的实施例中，可以采用具有预定厚度的反射板140。在本发明的另一个实施例中，可以采用具有薄片形式的反射片，代替反射板140。
光学片150改善从光导板130出射的光的亮度。光学片150包括(例如)偏振片、棱镜片和散射片。
第一容纳容器160包括第一容纳表面161和第二容纳表面162。第二容纳表面162对应于第一容纳表面161的背面。
第一容纳表面161容纳光学片150和液晶显示(LCD)板(未示出)。第二容纳表面162容纳光导板130、光源件110、PCB 120和反射板140。插入部分133容纳光源件110。光源件110连接到PCB 120上。
LCD面板(未示出)设置在背光组件100的上方，并且通过利用从背光组件100出射的光显示图像。
在本发明的实施例中，第一容纳容器160在第一容纳容器160的第一容纳表面161上容纳LCD面板(未示出)。第一容纳容器160在第二容纳表面162上容纳光导板130。
在本发明的另一个实施例中，光导板130可以设置在第一容纳表面161上，并且LCD面板(未示出)可以设置在光导板130的上方。换言之，光导板130和LCD面板(未示出)可以顺序地设置在相同的容纳表面上。
光导板130还可以包括固定构件134，以更稳定地固定光导板130和防止(例如)移位导致的光导板130从第一容纳容器160上分离。
第一容纳容器160还可以包括用于容纳固定构件134的固定凹槽163。
固定构件134可以具有从光导板130的侧面突出的外形。光导板130也可以包括多个设置在光导板130侧面的预定部分上的固定构件134。
例如，根据本发明的实施例，固定构件134可以形成在光导板130的所有四侧上。根据本发明的另一个实施例，固定构件134可以形成在光导板130的一侧或相对的两侧上。用于容纳固定构件134的多个固定凹槽163可以形成在第一容纳容器160上。固定凹槽163的数量可以与固定构件134的数量相同。
图2是图解根据比较实例的背光组件的一部分的分解透视图。图3是图解在组合状态下图2的背光组件的主视图。在图3中，光源件20、光导板40和第一容纳容器30相组合。
参照图2和图3，LCD装置包括PCB 10，光源件20连接到PCB 10上。光源件20包括例如多个二极管。
第一容纳容器30包括多个形成在第一容纳容器30的内表面上的凸出部分31和多个凹进部分32。凸出部分31向第一容纳容器30的里面突出，而凹进部分32形成在凸出部分31之间。
第一容纳容器30在第一容纳表面33容纳光导板40，以便光导板40面对第一容纳容器30的凸出部分31。
光源件20连接到PCB 10上。PCB 10设置成使得光源件20的二极管可以插入到凹进部分32。PCB 10设置来重叠光导板40的一部分。因而可以减小光源件20和光导板40之间的间隙。
PCB 10还可以包括防止PCB 10移位的结合部分11，从而一致地维持光源件20的位置不变。第一容纳容器30还可以包括防止PCB 10移位的容纳结合部分11的引导部分(未示出)。
当光源件20和光导板40如图2所描述进行设置时，例如PCB 10、第一容纳容器30或光导板40的制造公差导致光源件20和光导板40之间的间隙‘A’。间隙‘A’可以约为0.3mm到0.5mm。
在焊接光源件20到PCB 10的过程中可能发生的位置误差可能进一步扩大光源件20和光导板40之间的间隙‘A’。
由于在光源件20和光导板40之间的间隙‘A’，造成由光源件20提供的光泄漏，以致背光组件100的光学效率降低，并且发生背光组件100的亮度偏差。因此，LCD装置显示的图像质量降低。
图4是图解根据本发明实施例的如图1所示的背光组件的一部分的分解透视图。图5是根据本发明实施例的如图4所示的背光组件的一部分在组合状态下的主视图。在图5中，光源件110、光导板130和第一容纳容器160相组合。
参照图1、4和5，根据本发明实施例的背光组件100包括具有插入部分133的光导板130。在光导板130的制造过程中，插入部分133形成在光导板130的主体135上。每个插入部分133基本上与在背光组件100中使用的光源件110的LED具有相同的尺寸和形状。在这里，术语“主体”表示光导板130的没有形成插入部分133的一部分。
插入部分133可以形成为与光源件110的二极管的数量一样多。换言之，根据本发明的实施例，插入部分133和光源件110的二极管有相同的数量。
在本发明的实施中，每个插入部分133形成为穿透光导板130的第一表面131和第二表面132的孔。每个插入部分133的宽度基本上与对应的光源件110的LED的宽度相同。
例如，当每个LED 111、112和113的横截面是矩形时，每个插入部分133可以具有与每个LED 111、112和113的两个长边之间的距离基本上相同的第一宽度‘B’。每个插入部分133可以具有与每个LED 111、112和113的两个短边之间的距离基本上相同的第二宽度‘C’。
因为第一宽度‘B’与每个LED 111、112和113的两个长边之间的距离基本上相同，或第二宽度‘C’与每个LED 111、112和113的两个短边之间的距离基本上相同，所以光源件110可以由插入部分133支持，并且固定到光导板130上。
在一个实施例中，每个插入部分133具有与对应的LED 111、112和113的两个长边之间的距离基本上相同的宽度‘B’，从而LED 111、112和113固定到光导板130上。
光源件110例如通过焊接工艺连接到PCB 120上。光源件110插入并固定到光导板130上，以便PCB 120设置在光导板130第一表面131的侧部上。
第一容纳容器160在第一容纳表面161上容纳光导板130，同时PCB 120设置在光导板130的第一表面131侧部上，并且光源件110连接到PCB 120上。
根据本发明的实施例，因为光源件110固定到光导板130上，所以在图3中可以不出现光源件20和光导板40之间的间隙‘A’。因此，由光源件110提供的光全部可以无漏泄地散射到光导板130中，所以可以改善光学效率。
在本发明的实施例中，可以防止光源件110的移位，并且也可以防止由光源件110的移位导致的亮度偏差，所以可以改善背光组件100的亮度特性。
图6是图解根据本发明实施例的背光组件300的分解透视图。图7是沿着图6中的I-I’线剖取的截面图。
如图6所示的背光组件300与图1中的背光组件100除形成在光导板330上的插入部分333的位置和形状以外具有基本相同的结构。
参照图6和7，背光组件300包括光源件310、PCB 320和光导板330。光导板330包括插入部分333。光导板330的第一侧面336凹进，以形成插入部分333。
尽管在本发明的实施例中光导板330的第一侧面336可以凹进以形成插入部分333，但是在本发明的可选实施例中，第二侧面337、第三侧面338或第四侧面339可以凹进以形成插入部分333。
插入部分333可以穿透光导板330的第一表面331和第二表面332。用于散射入射光的光散射图案可以形成在基本上平行于光导板330的第一侧面336的插入部分333的侧面334上。
光源件310发出具有预定亮度的光，并给光导板330提供光。光源件310包括多个LED 311、312和313。LED 311、312和313插入并固定到光导板330上。在一个实施例中，插入部分333的数量与光源件310的LED 311、312和313的数量相同。
光源件310(例如)通过焊接工艺连接到PCB 320上。提供用于驱动光源件310的驱动信号的电路图案(未示出)形成在PCB 320上。
当连接到PCB 320上的光源件310插入到光导板330的插入部分333中时，PCB 320固定到光导板330的第二表面332上。作为选择，PCB 320可以固定到光导板330的第一表面331上。
因为光源件310插入并固定到光导板330上，光源件310的LED 311、312和313不能移位。因此，可以减小背光组件300的亮度偏差。
背光组件300还可以包括设置在光导板330下面的反射板340。反射板340反射从光导板330向下漏泄的光，并且把光发送到光导板330，以改善光学效率。
具有预定厚度的反射板340用于在图6和7中描述的实施例中。在另一个实施例中，可以利用具有薄片形式的反射片代替反射板340。
背光组件300还可以包括容纳光源件310、PCB 320、光导板330和反射板340的容纳容器360。
图8是图解根据本发明实施例的LCD装置的分解透视图。
参照图8，LCD装置500包括背光组件100、LCD面板组件200、第二容纳容器400和上底架450。
背光组件100与如图1、4和5所示的背光组件100有基本相同的结构。
LCD面板组件200包括LCD面板210、驱动芯片220和PCB 230。
LCD面板210包括薄膜晶体管(以下称为‘TFT’)基板211、面对TFT基板211的滤色基板212和注入在TFT基板211和滤色基板212之间的液晶层(未示出)。
TFT基板211可以为上面以矩阵式排列多个TFT(未示出)的透明玻璃基板。TFT的源极端和栅极端分别电连接到数据线和栅线上，漏极端电连接到像素电极上，其包括透明并导电的材料，例如铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)。
滤色基板212与TFT基板211分开并相对设置。用于显示预定颜色的红、绿和蓝色的像素通过薄膜工艺形成在滤色基板212上。公共电极形成在滤色基板212的前侧。公共电极包括传导并透明的材料，例如，ITO或IZO。
当TFT由于施与到TFT栅极端的电压接通时，在像素电极和公共电极之间产生电场。设置在TFT基板211和滤色基板212之间的液晶层(未示出)的液晶分子排列根据施于其上的电场而变化，然后从背光组件100出射的光的透射率相应地变化。因此，LCD面板210显示具有预定层次的图象。
对数据线和栅线施与驱动信号的驱动芯片220安装在TFT基板211的一侧上。
在一个实施例中，驱动芯片220可以包括两个或更多芯片。该两个或更多芯片包括给数据线提供数据信号的数据驱动芯片和给栅线提供栅信号的栅驱动芯片。在另一个实施例中，驱动芯片220可以包括集成数据驱动芯片和栅驱动芯片的一个芯片。例如，驱动芯片220通过玻璃上芯片(COG)工艺安装在TFT基板211的一侧上。
PCB 230可以连接到TFT基板211的一侧上，其上安装有驱动芯片220。PCB 230用控制信号控制驱动芯片220。
PCB 230包括例如用于控制从驱动芯片220到LCD面板210的驱动信号的预定时间间隔的定时控制器(未示出)和用于存储数据信号的存储器(未示出)。PCB 230可以通过例如各向异性的导电薄膜(ACF)电连接到TFT基板211上。
第二容纳容器400与第一容纳容器160结合，以防止反射板140与光导板130移位。第二容纳容器400和第一容纳容器160容纳反射板140和光导板130。多个光片150和LCD面板组件200容纳在第一容纳容器160中。包括在LCD面板组件200中的PCB 230可以沿着第二容纳容器400的外表面折叠。
上底架450包括用于露出LCD面板210的有效显示区域的开口460。上底架450覆盖LCD面板组件200的边缘部分，并与第二容纳容器400结合，以固定LCD面板210到背光组件100的上部。
上底架450防止LCD面板组件200被外部冲击损坏，并且防止LCD面板组件200与背光组件100分离。
根据本发明的实施例，采用多个LED作为光源的背光组件包括具有多个插入部分的光导板，并且LED插入到插入部分中，以固定到光导板上。因此，光不能泄漏，并且可以改善光学效率。
根据本发明的实施例，插入部分具有对应于LED的形状和尺寸，并且光源固定到插入部分上，以便光源不能移位。因此，可以减小背光组件的亮度偏差。
根据本发明的实施例，背光组件的亮度偏差减小，并改善了背光组件的光学效率，以便可以改善LCD装置显示的图像质量。
尽管参照附图已经描述了本发明的示范性实施例，但是可以理解的是，本发明不局限于这些精确实施例，本领域技术人员可以对其进行各种变化和修改，而不脱离本发明的权利要求的精神和范围。

Claims (23)

1、一种光导板，包括：
引导入射光的主体；和
穿透所述主体一部分的插入部分，其中给所述光导板提供光的光源插入到所述插入部分中。
2、如权利要求1所述的光导板，其中所述插入部分形成在所述主体的端部。
3、如权利要求1所述的光导板，其中所述主体的侧面凹进以形成所述插入部分。
4、如权利要求3所述的光导板，其中光散射图案形成在所述插入部分的侧面上，并且所述插入部分的侧面基本上平行于所述主体的侧面。
5、如权利要求1所述的光导板，其中：
所述光导板包括多个插入部分；并且
所述插入部分的数量与所述光源的数量相同。
6、一种背光组件，包括：
产生光的光源件；
给所述光源件提供驱动信号以驱动所述光源件的印刷电路板，其中所述光源件连接到所述印刷电路板上；和
包括主体和插入部分的光导板，其中：
所述印刷电路板设置在所述光导板的端部，并且
所述光源件插入到所述光导板的插入部分中。
7、如权利要求6所述的背光组件，其中所述光导板的插入部分穿透所述光导板的主体部分。
8、如权利要求6所述的背光组件，其中所述光导板的主体的侧面凹进，以形成所述光导板的插入部分。
9、如权利要求8所述的背光组件，其中光散射图案形成在所述插入部分的侧面上，并且所述插入部分的侧面基本上平行于所述主体的侧面。
10、如权利要求6所述的背光组件，其中所述光源件包括多个发光二极管。
11、如权利要求6所述的背光组件，其中所述光导板的插入部分具有对应于所述光源件的形状和尺寸。
12、如权利要求6所述的背光组件，其中所述光源件插入并固定到所述光导板，以便所述印刷电路板固定到所述光导板上。
13、如权利要求6所述的背光组件，还包括设置在所述光导板之下的反射板，以反射从所述光导板中漏泄的光。
14、如权利要求6所述的背光组件，还包括设置在所述光导板之上的光学构件，以改善从所述光导板出射的光的亮度特性。
15、一种液晶显示装置，包括：
显示图像的液晶显示面板；
设置在所述液晶显示面板之下的光源件，所述光源件给所述液晶显示面板提供光；
给所述光源件提供驱动信号以驱动所述光源件的印刷电路板，所述光源件连接到所述印刷电路板上；和
包括主体和插入部分的光导板，其中：
所述印刷电路板设置在所述光导板的端部，并且
所述光源件插入到所述光导板的插入部分中。
16、如权利要求15所述的液晶显示装置，其中所述光导板的插入部分穿透所述光导板的主体部分。
17、如权利要求15所述的液晶显示装置，其中所述光导板的主体的侧面凹进，以形成所述光导板的插入部分。
18、如权利要求17所述的液晶显示装置，其中光散射图案形成在所述插入部分的侧面上，并且所述插入部分的侧面基本上平行于所述主体的侧面。
19、如权利要求15所述的液晶显示装置，其中所述光源件包括多个发光二极管。
20、如权利要求15所述的液晶显示装置，其中所述光导板的插入部分具有对应于所述光源件的形状和尺寸，并且其中所述光源件插入并固定到所述光导板，以便所述印刷电路板固定到所述光导板上。
21、如权利要求15所述的液晶显示装置，还包括容纳所述光导板和所述液晶显示面板的容纳容器。
22、如权利要求21所述的液晶显示装置，其中所述光导板还包括固定构件，并且所述容纳容器还包括用于容纳所述固定构件的固定凹槽。
23、如权利要求21所述的液晶显示装置，还包括与所述容纳容器结合的上底架，以防止所述液晶显示面板从该光导板的上部分开。
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