CN1892355A - 背光单元和具有它的液晶显示器件 - Google Patents

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Abstract

一种用于液晶显示器件的背光单元包括向液晶显示面板发射多种单色光的一个或者多个发光器件、以及分别粘接在该发光器件的第一和第二表面上以将该发光器件发射的光反射到该发光器件的侧表面的第一和第二反射器，该第一表面面对该液晶显示面板，而第二表面面对与该液晶显示面板相对的方向。

Description

背光单元和具有它的液晶显示器件
本申请要求享受于2005年6月30日提交的韩国专利申请No.58561/2005的优先权，这里将其全文引入作为参考。
技术领域
本发明涉及液晶显示器件，特别是涉及背光单元和具有该背光单元的液晶显示器件，其当在液晶显示器件中采用背光灯作为发光器件时能够使图象质量的劣化最小化。
背景技术
各种便携式电子设备，例如移动电话、个人数字助理(PDA)、笔记本等一直在研发之中。这样，在平板显示设备例如液晶显示器(LCD)、等离子体显示面板(PDP)、场致发光显示器(FED)、和真空荧光显示器(VFD)的发展中存在一个需求，即，要提供诸如紧凑结构、轻重量、和低功耗的必需特征。在这些平板显示设备中，LCD因它们易于驱动并且它们出色的显示图象的能力而被广泛使用。
LCD设备通过调整透过具有各向异性折射率的液晶层的光的量而将图象显示在屏幕上。为了在LCD设备中显示图象，要求有背光(也即光源)将光供应到LCD设备的液晶层。通常，该背光可以分为两种类型，根据光源(或者灯)位置的不同，也即，侧向(侧面或者边缘)型背光和直下型背光。
在侧向型背光中，灯设置在LCD面板的侧面，从而将光供应到液晶层，而在直下型背光中，灯设置在LCD面板的下部，从而直接将光供应到液晶层。另外，侧向型背光设置在LCD面板的侧面(或者边缘)，以便利用反射器或者导光板将光供应到液晶层。因此，侧向型背光能够在笔记本等要求薄的显示设备中采用。
然而，因为灯设置在LCD面板的侧面，因此对大尺寸的LCD面板就难于采用侧向型背光。而且，因为光是通过导光板提供的，因此难于获得高级别的亮度。因而，不能将侧向型背光应用到大尺寸的LCD TV中。
相反，因为在直下型背光中光是直接从灯供应到液晶层，由此获得高级别的亮度，所以直下型背光能够应用到大的LCD中。因而，直下型背光能够用于LCD TV。
对于背光灯，可以采用自发光的发光器件例如发光二极管(LED)代替荧光灯。这种发光器件发射R、G和B单色光(也即单一色彩)。因而，一旦采用这种发光器件作为背光，就能够有利地获得高的彩色再现率(colorreproduction rate)和最小的驱动(工作)功率。
图1示出采用发光器件作为背光灯的现有技术LCD的结构。如图1所示，LCD设备包括LCD面板3和安装在LCD面板3后表面的背光10。图象能够显示在LCD面板3上，该面板包括均为由透明材料例如玻璃制成的下基板3a和上基板3b、和介于其间的液晶层(未示出)。特别地，尽管图中未示出，但是下基板3a因为其上形成有驱动设备例如薄膜晶体管和像素电极，往往称为薄膜晶体管(TFT)基板。上基板3a因为其上形成有滤色器层而往往称为滤色器基板。在下基板3a的侧向(侧面或者边缘)表面提供驱动电路单元5，以将电信号施加给形成于该下基板3a上的薄膜晶体管和像素电极。
此外，背光10包括：安装在LCD面板3的下侧向(侧面或者边缘)表面、向LCD面板3发射并且提供光的多个发光器件11；将从每个发光器件11发出的光导向LCD面板3的导光板15；反射从每个发光器件11发出的光、由此提高发光效率的反射器17。
此外，在导光板15的上部可以提供的散射板(未示出)，以便漫射光并且为LCD面板3提供均匀的光分布。
在背光10的侧向(侧面或边缘)位置提供有多个作为发射R、G和B单色光的R、G和B发光器件的发光器件11，每个发光器件11之间具有一定间隔。这多个发光器件11排成两行或者多行(也即两或者多行或列)。R、G和B单色光(单一色彩)分别从每一个R、G和B发光器件中发出。各个R、G和B单色光颜色混合(组合)起来，形成所谓的白光，之后通过导光板15将该白光提供给LCD面板3。
然而，具有上述结构的现有技术的背光可能具有下列问题。如图2所示，发光器件11在背光10的侧壁12(侧面或者边缘)排列成多行(例如在图2中为简单起见仅仅示出两行)。这里，R、G和B发光器件以连续的顺序安装。引导从每一个发光器件11中发出的每一种R、G和B单色光(单色)，使之或者直接入射到导光板15上，或者经其下部的反射器17反射。
当从每个R、G和B发光器件11中发射出的单色光经反射器17反射时，在接近或者邻近发光器件11处反射的该单色光其强度大于其它发射或者反射的光的强度。因而，提供给LCD面板3的所有的单色光由于单色光的每种类型的强度不同(也即直接提供给或者反射到LCD面板3的R、G和B光)而没有完全转换成白光，其最终引起LCD面板3中所显示的图象的质量的不想要的劣化。
发明内容
因而，本发明致力于一种背光单元和具有其的液晶显示器件，其基本上克服了因现有技术的局限性和缺陷引起的一个或者多个问题。
本发明的一个目的是提供一种背光单元和具有其的液晶显示器件，其通过设置向LCD面板散射和反射光的侧面发射型发光器件而向LCD面板供应均匀混合的白光。
本发明的另一目的是提供一种背光单元和具有其的液晶显示器件，使得供应到LCD面板的R、G和B单色光中没有被适当地混合成白光的量达到最小。
本发明附加的特征和优点将在随后的说明书中陈述，并且从该说明中会部分地变得显而易见，或者可以通过实践本发明而获知。本发明的这些目的和其它优点将通过在书面说明书及其权利要求书以及附图中特别指出的结构而得以实现和获得。
为了实现这些和其它的优点和与本发明的目的一致，如同具体和广义描述的，一种用于液晶显示器件的背光单元包括：发射光的多个发光器件和置于发光器件下面以使该光朝液晶面板反射的反射器，该反射器具有槽，槽具有侧壁，侧壁具有倾斜角。
在一个实施例的另一方面中，一种液晶显示器件包括：液晶显示面板，将光从该发光器件的侧表面供应到该液晶显示面板的多个发光器件，和置于每个发光器件下方并且在每个发光器件的下表面处倾斜以将每个发光器件发射的光反射到该LCD面板的反射器。
在一个实施例的另一方面中，一种用于液晶显示器件的背光单元包括向液晶显示面板发射多种单色光的一个或者多个发光器件，和粘接在这些发光器件的第一表面上的第一反射器，该第一反射器用于混合从该一个或者多个发光器件发射的所述多种单色光，以产生均匀的白光，由此消除未混合的单色光，并且将该均匀的白光导向该液晶面板，该第一表面面对与该液晶显示面板相对的方向。
在一个实施例的又一方面中，一种液晶显示器件包括具有第一和第二基板的液晶显示面板，向该液晶显示面板发射多种单色光的一个或者多个发光器件，和粘接在这些发光器件的第一表面上的第一反射器，用于混合从该一个或者多个发光器件发射的这多种单色光，以产生均匀的白光，由此消除未混合的单色光，并且将该均匀的白光导向该液晶面板，该第一表面正对着与该液晶显示面板相对的方向。
可以理解，前述一般性的描述和后面详细的描述都是示例性和解释性的，本发明打算提供如权利要求的进一步的解释。
附图说明
附图提供了对本发明进一步的理解，其与该说明书结合并且构成其一部分，图示了本发明的实施例，连同说明书一起用于解释本发明原理。在图中：
图1是用于示出现有技术的液晶显示器件的结构的示意图；
图2是用于示出根据现有技术、来自发光器件位于其侧向表面的背光装置的光的反射的示意性局部放大图；
图3是用于示出具有根据本发明一实施例的背光单元的液晶显示器件的示例性结构的示意图；
图4是图3中区域A的放大图；
图5是用于示出当反射器以平行的方式形成时R、G和B单色光在该反射器邻近于发光器件处的反射的视图；
图6是用于示出根据本发明另一实施例的背光单元结构的视图；
图7A和7B是用于示出根据本发明另一实施例的背光单元的局部放大图；以及
图8是用于示出根据本发明另一实施例的背光单元的局部放大图。
具体实施方式
现在对本发明的优选实施例进行详细的讨论，其例子示于附图中。
图3是用于示出根据本发明一实施例的液晶显示器件的示例性背光单元的示意图。如图3所示，液晶显示器件101包括液晶显示(LCD)面板103和向其提供光的背光单元110。LCD面板103包括下基板103a和上基板103b，它们都由透明材料诸如玻璃制成并且包括介于其间的液晶层(未示出)。因为下基板103a上形成有薄膜晶体管和像素电极，所以下基板103a也称为薄膜晶体管(TFT)基板。因为上基板103b上形成有滤色器层，所以上基板103b称为滤色器基板。可以在下基板103a的侧向(侧面或者边缘)表面提供驱动电路单元105，以便将合适的信号施加给形成于下基板103a上的每个薄膜晶体管和每个像素电极。
背光单元110可以安装(或者以其它方式粘接或者提供)在LCD面板3的下面(或者下方或者下部)以便向其供应光，其可以包括：置于LCD面板103下面的多个发光器件111(诸如发光二极管)；合适地安装在发光器件111和LCD面板103之间以将光导向LCD面板103的导光板115。另外，可以将反射器117适当地安装在每个发光器件111的下面(或者下方或者下部)，以将每个发光器件111发出的光反射到LCD面板103，从而导致发光效率的提高。
尽管在图中没有示出，但是在背光单元110中可以进一步包括各种光学元件诸如散射板和散射片，以便散射导光板115上部的光并且允许到达LCD面板103的光的均匀分布。
多个发光器件111可以设置在LCD面板103的下面以发射R、G和B单色光(单色)。与图1所示的现有技术的背光结构——其中发光器件是安装在背光组件的侧向(侧面或者边缘)部位——不同，在本发明的一个实施例中，发光器件111是布置在LCD面板103的下面(或者下方或者下部)。换句话说，在现有技术的背光中安装的是侧向型发光器件，而在根据本发明一实施例的背光单元中布置的是直下型发光器件111。
本发明一实施例的发光器件111可以认为是侧面发射型发光器件。如图4所示，可以将每个发光器件111形成为具有弯曲的形状(部位或者区域)，以允许其某个侧面部位具有特定的曲率。因而，当R、G和B单色光从发光器件111中发射出来时，光在具有这种曲率的表面发生散射。因而，由于R、G和B单色光从发光器件111的侧面发射出来，因此可以将本发明的发光器件111称为(直下型)侧面发射型发光器件。
根据本发明一实施例的一个或者多个直下型发光器件111具有特定的形状轮廓或者截面，其实质上提高了光从发光器件111中发射出来的方式。如可以参照图3到图6所解释的，发光器件111的该特定形状的轮廓或者截面可以具有向内相对收缩的部分(也即具有至少一个凹入的弯曲壁的槽)。这样，整体形状象烤面包的典型面包或者面包片的截面。另外，在一个或者多个发光器件111(或者邻近)可以附加地粘接或者提供也具有特定形状(如图4、5和6所示)的一个或者多个反射器117、118(以后将具体描述)，以进一步提高发光效率。
如图4所示，反射体118可以形成在(或者粘接在)一个或者多个侧面发射型发光器件111的上表面上。为了使得发射到除发光器件111的弯曲侧面的部分(诸如发光器件111的平的顶表面)的光的量最小化，反射体118反射所有的可能朝发光器件111的上表面发射的R、G和B单色光(单色)，以此将这些光朝着其侧表面散射并且发射回去。
因此，因为所有的R、G和B单色光从根据本发明一个实施例的发光器件111的侧表面发射出去，所以与现有技术的发光器件结构相比，该发射的R、G和B单色光中的每种能够更容易地混合在一起(组合)。结果，与现有技术的背光相比，向LCD面板103能够提供更多的白光。
另外，反射器117可以形成于一个或者多个发光器件111的下面(或者下方或者下表面)。反射器117可以具有一种将每个发光器件111发出的R、G和B单色光朝导光板115反射的形状，由此额外地提高LCD面板103的照射效率。如图4所示，可以将反射器117形成为具有倾斜的部分，该部分相对于发光器件111的下表面形成角度θ。再参照图3，反射器117的该倾斜部分可以在所有的发光器件111的下面(或者下方)形成。因而，反射器117从其轮廓来看可以具有之字形或者波纹形截面。
因而，波纹形反射器117可以具有倾斜部分，其相对于发光器件111的下表面一些角度或者在将光引导到所要入射的LCD面板103的入射表面内。这个特征能够使得(从每个发光器件111附近的部分)直接朝LCD面板103反射并且入射到LCD面板103的R、G和B光中没有适当地混合(组合)起来形成白光的量达到最小。
换句话说，波纹形反射器117具有峰部和凹部，并且每个发光器件111都位于峰部处。相对于一个峰部，两个邻近的凹部的相对壁部(也即两个邻近槽的相对侧面)从峰部向下倾斜。也即，这些槽的壁部以特定的角度形成，从而提高了从发光器件111发射出的光的反射。因而，从一发光器件111发射出的光中的一些光进入这些槽内并且在其成角部分反射。相比图1的现有技术的反射器17，这种波纹形反射器117导致亮度性能的提高。
图5示出具有平行的、平的或者板状的形状的反射器517的一实施例，其对应于每个发光器件511的下表面或者入射到LCD面板103的表面。通过使用这种平反射器517，从邻近每个发光器件511的部分所反射的每种R、G和B单色光能够具有比图4的波纹形反射器117更强的强度。因而，一旦将每个R、G和B单色光与其它R、G和B单色光的混合(组合)，所形成的白光的量可能不是最佳，并且这种非最佳白光(和/或没有适当地组合的R、G和B单色光)被直接供应到LCD面板103。这是因为反射的R、G和B单色光的强度比具有侧向型发光器件(如图1所示)的现有技术的背光的强度更弱。因而，在本发明一实施例中所提供(反射)的R、G和B单色光使得混合(组合)得以改善，由此更有利于白光的形成。然而，即使将平的反射器517安装得基本上平行于每个发光器件111的下表面或者平行于LCD面板103的入射表面，该R、G和B单色光或者具有特定颜色的不是白光的光(两者都具有恒定的强度)也可能仍然不想要地入射到LCD面板103上。
再参照图4，因为波纹形反射器117具有槽，这些槽具有某一成角(angled)的部分，所以从一发光器件111发射向反射器117的R、G和B单色光可能不会与平的反射器517一样直接反射。来自一发光器件111的R、G和B单色光最终经波纹形反射器117的下一个相邻的发光器件111的相邻的槽的相对倾斜部分反射。然而，该R、G和B单色光的强度是足够弱的，从而允许与其它单色光有更适当的混合(组合)。这样，该R、G和B单色光能够适当地组合为白光，并且更有效地供应给LCD面板103。
如上所解释的，本发明一实施例，通过采用具有其壁以角度θ倾斜的槽的波纹形反射器117，从每个发光器件111发射的R、G和B单色光得以改善。因此，反射器117的倾斜角θ可以形成为具有任何合适的角度，只要从每个发光器件111发射的R、G和B单色光以改善的方式发生反射。
然而，在根据本发明一实施例的背光单元110中的反射器不必形成为如上参照图4所述的倾斜形(槽)。如图6所示，可以在一个或者多个发光器件611的下面(下方)提供具有台阶部分的波纹形反射器617。在这种情况下，可以将台阶形反射器617设在发光器件611下面(下方)，与之直接接触(如图6所示)或者在其间具有一个间隙(距离)。在这种结构中，从背光110发射的R、G和B单色光经该台阶形反射器617反射的比率减小了，因而光的强度比现有技术中的变弱了。因而，能够将R、G和B单色光以改善的方式混合(组合)，并且因而能够向LCD面板103供应更有效的白光。
图7A和7B示出本发明另一实施例。如图7A和7B所示，在靠近发光器件711的反射器717的表面上形成多个凸起717a和717b。从发光器件711发射的单色光经凸起717a和717b散射，从而与从其它发光器件发射的其它单色光混合。结果，所得到的白光能够供给液晶显示面板。凸起717a和717b可以与反射器717作为单体而一体地形成。换句话说，凸起717a和717b由与反射器717相同的材料形成。此外，凸起717a和717b可以独立于反射器717形成。也即，将反射性凸起717a和717b粘接在反射器717上。
将凸起717a和717b置于一区域，在该区域从发光器件711发射并且经反射器717反射的单色光不与来自相邻的发光器件711的光混合。因而，设置凸起717a和717b的该区域可以与相邻的发光器件711之间的间隙以及反射器717和液晶显示面板之间的距离相关。尽管凸起717a和717b可以形成为例如图7A和7B中的形状，但是它们可以形成为各种形状，只要它们起到产生均匀白光的作用。
图8是用于示出本发明又一实施例的视图。在这个实施例中，在靠近发光器件811的一区域中设置散射元件820，在所述区域中从发光器件811发射并且经反射器817反射的单色光没有与从相邻的发光器件811适当地混合。来自发光器件811的单色光经散射元件820散射，从而与来自其它的发光器件的其它单色光混合。通过这种散射元件，该单色光就与来自其它发光器件的单色光混合，由此将白光提供给液晶显示器件。如图8所示，尽管散射元件820在反射器817上是平的，但是散射元件820的形状不限于这种特定的形状。例如，在这个实施例中可以使用具有各种形状的散射凸起来散射单色光。
如上所述，关于本发明这些实施例的背光单元，在LCD面板下面(下方)提供多个侧面发射型发光器件，并且可以在发光器件下面(下方)提供具有合适的槽(也即峰部和凹部)的波纹形反射器(诸如117、617)以及散射元件，以便提高从发光器件反射的R、G和B单色光的反射。因此，能够向LCD面板供应更有效产生的白光，因而这使得要在LCD面板上显示的图象的质量劣化最小。
对本领域所属技术人员来说，显然，在不背离本发明精神和范围的前提下，在本发明的背光单元和具有该背光单元的液晶显示器件中能够进行各种修改和变化。因而，本发明意在覆盖本发明的这些修改和变化，只要它们落在所附权利要求及其等效物的范围内。

Claims (24)

1.一种用于液晶显示器件的背光单元，包括：
发射光的多个发光器件；以及
置于发光器件下面以使该光朝液晶面板反射的反射器，该反射器具有槽，槽具有侧壁，侧壁具有倾斜角。
2.根据权利要求1所述的背光单元，其特征在于，该发光器件包括发光二极管。
3.根据权利要求1所述的背光单元，其特征在于，该发光器件是侧面发射型发光器件。
4.根据权利要求1所述的背光单元，其特征在于，还包括置于每个发光器件上方以反射朝该发光器件的顶表面发射的光的反射体。
5.根据权利要求1所述的背光单元，其特征在于，还包括位于该发光器件上方以将每个发光器件发射的光导向该液晶显示面板的导光板。
6.根据权利要求5所述的背光单元，其特征在于，还包括位于该导光板上方以提高由该导光板引导的光的光学特性的至少一光学元件。
7.一种液晶显示器件，包括：
液晶显示面板；
将光从该发光器件的侧表面提供到该液晶显示面板的多个发光器件；以及
置于每个发光器件下方并且在每个发光器件的下表面处倾斜以将每个发光器件发射的光反射到该液晶显示面板的反射器。
8.根据权利要求7所述的器件，其特征在于，该发光器件包括发光二极管。
9.根据权利要求7所述的器件，其特征在于，还包括位于每个发光器件上方以将每个发光器件发射的光导向该液晶显示面板的导光板。
10.根据权利要求7所述的器件，其特征在于，该反射器具有在该发光器件的下表面处的台阶部分。
11.一种用于液晶显示器件的背光单元，包括：
向液晶显示面板发射多种单色光的一个或者多个发光器件；以及
粘接在这些发光器件的第一表面上的第一反射器，该第一反射器用于混合从该一个或者多个发光器件发射的所述多种单色光，以产生均匀的白光，由此消除未混合的单色光，并且将该均匀的白光导向该液晶面板，该第一表面面对与该液晶显示面板相对的方向。
12.根据权利要求11所述的背光单元，其特征在于，第一反射器具有用以混合多种单色光的不平坦的表面。
13.根据权利要求11所述的背光单元，其特征在于，还包括粘接在该发光器件的第二表面上的第二反射器，该第二表面面对该液晶显示面板。
14.根据权利要求11所述的背光单元，其特征在于，还包括位于该发光器件和该液晶显示面板之间的导光板。
15.根据权利要求13所述的背光单元，其特征在于，还包括位于该导光板和该液晶显示面板之间的至少一光学元件。
16.根据权利要求15所述的背光单元，其特征在于，该至少一光学元件包括散射板和散射片之一。
17.根据权利要求11所述的背光单元，其特征在于，还包括位于第一反射器上方的散射元件。
18.一种液晶显示器件，包括：
具有第一基板和第二基板的液晶显示面板；
向该液晶显示面板发射多种单色光的一个或者多个发光器件；以及
粘接在这些发光器件的第一表面上的第一反射器，该第一反射器用于混合从该一个或者多个发光器件发射的所述多种单色光，以产生均匀的白光，由此消除未混合的单色光，并且将该均匀的白光导向该液晶面板，该第一表面面对与该液晶显示面板相对的方向。
19.根据权利要求18所述的液晶显示器件，其特征在于，第一反射器具有用以混合这多种单色光的不平坦的表面。
20.根据权利要求18所述的液晶显示器件，其特征在于，还包括位于该发光器件和该液晶显示面板之间的导光板。
21.根据权利要求18所述的液晶显示器件，其特征在于，还包括位于该导光板和该液晶显示面板之间的至少一光学元件。
22.根据权利要求21所述的液晶显示器件，其特征在于，该至少一光学元件包括散射板和散射片之一。
23.根据权利要求18所述的液晶显示单元，其特征在于，还包括粘接在该发光器件的第二表面上的第二反射器，该第二表面面对该液晶显示面板。
24.根据权利要求18所述的液晶显示单元，其特征在于，还包括位于第一反射器上方的散射元件。
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