CN1896838A - 背光单元和具有该背光单元的液晶显示器 - Google Patents

背光单元和具有该背光单元的液晶显示器 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种背光单元。该背光单元包括点光源电路板和点光源组行，该点光源组行由多个按行排列在点光源电路板上的点光源组组成。另外，至少一部分点光源组具有相对于彼此不同的旋转角度。

Description

背光单元和具有该背光单元的液晶显示器
本申请要求于2005年7月14日提交的第2005-0063925号韩国专利申请的利益，因此该申请的公开通过引用全部包含在此。
                        技术领域
本发明涉及一种背光单元和具有该背光单元的液晶显示器，更具体地讲，涉及一种在其中调整点光源的布置以提高其的色彩均匀性的背光单元以及具有该背光单元的液晶显示器。
                        背景技术
近来，已经开发了平板显示装置，例如，液晶显示器(LCD)、等离子体显示面板(PDP)和有机发光二极管(OLED)，来代替传统的显示器如阴极射线管(CRT)。
例如，LCD包括LCD面板，LCD面板具有薄膜晶体管(TFT)基底、滤色器基底和置于两个基底之间的液晶。由于LCD面板本身不发光，所以为了提供光，LCD可包括位于TFT基底背面的背光单元。可根据液晶的取向来调整来自背光单元的光的透射率。LCD面板和背光单元可容纳在机壳中。
根据背光单元的光源位置，背光单元可分为边缘式背光单元或直下式背光单元。边缘式背光单元将光源设置在导光板的侧面，并且通常用于相对小的LCD，如在膝上电脑和桌上型电脑中使用的LCD。边缘式背光单元提供的光具有良好的均匀性和良好耐久性，适用于薄框架的LCD。
然而，由于大尺寸LCD的需求增大，用于LCD的直下式背光单元的使用也同样增大。直下式背光单元通过在LCD面板的背面设置多个光源对LCD的整个表面提供光。此外，通过利用多个光源，与边缘式背光单元相比，直下式背光单元可对LCD提供高亮度等级。然而，由传统的直下式背光单元提供的亮度等级通常不够均匀。
LED是一种点光源，与线光源(例如，灯)相比，它已经被认为是更适于直下式背光单元使用的光源。直下式背光光源还包括包含多个点光源组的点光源行，其中，所述点光源组提供白光。这些点光源组按行布置在点光源电路板上。
然而，由于通过背光单元的点光源发射的颜色特性的偏差，而致使上述传统的背光单元提供的色彩不够均匀。结果，当用户观看LCD时会看到水平条纹或垂直条纹。
因此，需要一种能够提高色彩均匀性的背光单元。
                        发明内容
根据本发明的实施例，提供了一种背光单元。背光单元包括点光源电路板和点光源组行，该点光源组行由多个按行排列在点光源电路板上的点光源组成。另外，至少一部分点光源组具有相对于彼此不同的旋转角度。
根据本发明的实施例，相邻的点光源组之间的旋转角度的差是规则的。
根据本发明的实施例，点光源组已经被旋转到规则的方向。
根据本发明的实施例，在所述点光源组行的两端侧上的点光源组之间的旋转角度的差是大约180度。
根据本发明的实施例，所述点光源组的旋转方向相对于所述点光源组行的中心相反。
根据本发明的实施例，在所述点光源组行的两端侧上的点光源组具有相同的旋转角度。
根据本发明的实施例，还包括相互平行布置的多个相邻的点光源组行。
根据本发明的实施例，将布置在所述相邻的点光源组行中的点光源组彼此错开地布置。
根据本发明的实施例，在所述相邻的点光源组行中的一个中的点光源组被布置为旋转，在所述相邻的点光源组行中的另一个中的点光源组被布置为不旋转。
根据本发明的实施例，所述点光源组包括三个点光源，其中，所述三个点光源中的每个发射与另一个不同的颜色。
根据本发明的实施例，以三角形形状布置所述三个点光源。
根据本发明的实施例，所述点光源组包括蓝色点光源、红色点光源和一对绿色点光源。
根据本发明的实施例，以菱形形状布置所述点光源组，其中，所述一对的绿色点光源彼此相对布置。
根据本发明的实施例，相邻的点光源组之间的旋转角度的差是大约180度。
根据本发明的实施例，沿所述点光源组的布置方向串联地布置一对绿色点光源。
根据本发明的另一实施例，提供了一种背光单元。所述背光单元包括点光源电路板和排列在所述点光源电路板上的多个点光源组。而且，至少一部分所述点光源组具有相对于彼此不同的旋转角度。
根据本发明的另一实施例，提供了一种液晶显示器。所述的液晶显示器包括：液晶显示面板；点光源电路板，布置在液晶显示面板的背面；点光源组行，包括按行排列在所述点光源电路板上的多个点光源组。此外，至少一部分所述点光源组具有相对于彼此不同的旋转角度。
根据本发明的另一实施例，提供了一种布置点光源的方法。所述方法包括：提供点光源电路板；形成多个具有相对于彼此不同的旋转角度的点光源组，设置点光源组以将点光源排列在所述电路板上。
                        附图说明
通过下面结合附图进行的详细描述，可更详细地理解本发明的优选实施例，其中：
图1是根据本发明的第一实施例的液晶显示器的分解透视图；
图2是根据本发明的第一实施例的液晶显示器的剖视图；
图3是用于示出根据本发明第一实施例的发光二极管的布置的视图；
图4至图11是用于示出根据本发明的第二实施例至第九实施例的发光二极管的布置的视图。
                    具体实施方式
以下，将参照附图更详细更充分地描述本发明的优选实施例，本发明的优选实施例显示在附图中。然而，本发明可以以不同的形式实施，并不应被理解为受在此提出的实施例的限制。
将描述使用LED作为点光源的示例性实施例。然而，本发明也可被应用于其他类型的点光源。
现在将详细说明本发明的示例性实施例，其实例显示在附图中，在附图中，相同的标号始终表示相同的元件。
将参照图1至图3来描述本发明的第一实施例。
图1是根据本发明第一实施例的液晶显示器的分解透视图，图2是根据本发明第一实施例的液晶显示器的剖视图，图3是示出了根据本发明第一实施例的发光二极管的布置的视图。
LCD 1包括LCD面板20、光调节部件30、反射板40和LED电路板51，光调节部件30、反射板40和LED电路板51顺序地设置在LCD面板20的背面。LCD 1还包括一个或多个LED器件60，所述的一个或多个LED器件60位于LED电路板51上并与反射板40的LED孔41对应布置。
LCD面板20、光调节部件30、反射板40和LED电路板51容纳在上机壳10和下机壳70之间。
LCD面板20包括：TFT基底21，TFT形成在其上；滤色器基底22，面向TFT基底21。LCD面板20还包括：密封剂23，粘附两个基底21和22并形成单元间隙；液晶层24，被两个基底21和22以及密封剂23包围。根据本发明第一实施例的LCD面板20以具有长边和短边的矩形形状形成。而且，LCD面板20控制液晶层24的取向，从而在液晶面板20上形成图像。然而，由于LCD面板20本身不发光，所以由设置在LCD面板20背面的LED器件60对LCD面板20提供光。
驱动部件25设置在TFT基底21的侧面上，用于将驱动信号施加到LCD面板20。驱动部件25包括柔性印刷电路(FPC)26、位于柔性印刷电路26上的驱动芯片27和连接在柔性印刷电路26的侧面的印刷电路板(PCB)28。这里，图1所示的驱动部件25是薄膜覆晶(COF)型。然而，可以使用其他类型的驱动部件，例如，TCP(载带封装)型或COG(玻璃覆晶)型。可选择地，驱动部件25可形成在TFT基底21上形成导线的位置上。
设置在LCD面板20背面的光调节部件30可包括漫射板31、棱镜膜32和保护膜33。
漫射板31包括基板和具有在基板上形成的珠子的涂层。漫射板31漫射来自LED器件60的光，从而提高LCD 1的亮度的均匀性。
三角形棱镜以预定的队列位于棱镜膜32上。棱镜膜32将被漫射板31漫射的光聚集在垂直于LCD面板20的表面的方向上。通常，使用两个棱镜膜32，在棱镜膜32上形成的微棱镜相对于彼此形成预定的角度。穿过棱镜膜32的光垂直地行进，从而形成均匀的亮度分布。另外，反射偏振膜可与棱镜膜32一起使用。可选择地，在其它实施例中，可仅使用反射偏振膜而不使用棱镜膜32。
位于光调节部件30的顶部的保护膜33保护可易损坏而划伤的棱镜膜32。
反射板40位于LED电路板51上没有放置LED器件60的区域上。另外，一个或多个LED孔41对应于LED电路板51上的LED器件60的布置形成在反射板40中。在本实施例中，这一系列LED孔41包括8个平行行，其中，以规则的间隔设置具有13个LED孔41的一行和具有12个LED孔41的另一行。因此，一对上述的行就占据了1/4。相邻行之间的LED孔41相对于彼此交错布置。具有3个LED 60的LED器件组61被设置在每个LED孔41中。LED孔41可稍微大于LED器件组61而形成。
反射板40反射向下传播的光并将反射的光引导至漫射板31。例如，反射板40可由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚碳酸脂(PC)形成，和/或例如，涂覆有银(Ag)或铝(Al)。另外，反射板40形成有足够的厚度，以防止它由于由LED器件60产生的热而导致的变形或收缩。
在这个实施例中，LED电路板51为延长的条形，以规则的间隔平行布置8个LED电路板51。设置每个LED电路板51的长度方向平行于矩形形状的LCD面板20的长边。相对长的LED电路板51a和相对短的LED电路板51b交替地设置。因为LED器件60可产生大量的热，所以LED电路板51可由例如主要由具有优良热传导性的铝形成。LCD 1还可包括热管、散热片、冷却扇，或用于去除由LED器件60产生的热的其它冷却装置。
横过LCD面板20的整个背面，来设置位于LED电路板51上的LED器件60。LED器件60包括：芯片63，用于产生光；引线64，用于将芯片63与LED电路板51连接；塑料模制框65，用于容纳引线64并支撑芯片63；硅66和球状物67，它们位于芯片63的上方。例如，球形物67可由聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)制成。
根据球形物67的形状，LED器件60可为侧发光型或顶部发光型，其中，在侧发光型LED器件中，光主要被发射到LED器件的侧面，在顶部发光型LED器件中，光主要被发射到LED器件的上面。侧发光型LED器件对LCD1提供的色彩均匀性高但是亮度差，而顶部发光型LED器件对LCD 1提供高亮度但色彩均匀性差。根据本发明的某些实施例，LED器件60的布置是可以改变的，从而可提高LCD 1的色彩均匀性。因此，例如，顶部发光型LED器件60可用于提高LCD 1的亮度。
LED器件60包括LED器件组61，并且布置在LED电路板51上。LED器件组61包括红LED 60a、绿LED 60c和蓝LED 60b。包括LED 60a、60b、60c的这些LED器件组61均以直线布置在LED电路板51上并形成三角形。
布置在LED电路板51上的LED器件组61由LED器件组行62形成。LED组行62包括LED器件组行62a和LED器件组行62b。LED器件组行62a布置在长的LED电路板51a上，并包括13个LED器件组61。LED器件组行62b布置在短的LED电路板51b上并包括12个LED器件组61。在LED器件组行62中，LED器件组61以规则的间隔布置。而且，相邻的LED器件组行62的LED器件组61彼此交叉布置。
参照图3，下面将描述LED器件组行62中LED器件60的布置。
在布置在LED器件组行62a中的LED器件组61中，相邻的LED器件组61的各旋转角度θ不同。旋转角度θ表示LED器件组61的旋转程度。例如，将旋转角度θ限定为连接线“a”和垂直线“b”之间的角度。这里，连接线“a”是LED器件组61的中心和绿LED 60c的中心之间的直线，垂直线“b”是垂直于LED器件组行62的延伸方向的直线。相邻的LED器件组61的各旋转角度θ不同，从而由于平行位移，相邻的LED器件组61不会互相叠置。
设置在LED器件组行62a中的LED器件组61沿LED电路板51a从左到右以顺时针方向旋转。相邻的LED器件组61之间的旋转角度θ的差是有规则的。LED器件组61以大约15度的角度旋转，从而在设置在LED器件组行62a的两端侧上的LED器件组61之间的旋转角度的差为15×(13-1)，即，180度。换句话说，设置在LED器件组行62a的两端侧上的LED器件组61关于LED器件组行62a的中心对称。
另外，设置在LED器件组行62b上的LED器件组61沿着LED电路板51b从左到右以顺时针方向旋转，该旋转角度的和为大约180度。
可通过旋转LED器件组61来改变各LED器件组61的LED 60a、60b、60c的方向，以防止这些LED器件组61将仅一种颜色聚焦到仅一个方向。现在将详细说明红LED 60a。
在LED器件组行62a的左侧，红LED 60a朝上。然而，LED器件60的位置越靠右，红LED 60a顺时针方向旋转的就越多。最终，在LED器件组行62a的右侧，红LED 60a朝下。用户最好识别从三种LED 60a、60b、60c中的LED 60a发射的光。因此，用户可以将按直线布置的红LED 60a识别为带状线。在本发明的这个实施例中，红LED 60a的方向在LED器件组行62中是变化的，从而减少了用户将红LED 60a识别为线的机率。
另一方面，如果LED器件组61不旋转，从而LED器件组61相互具有相同的旋转角度，则相对于用户的视角，色彩是不均匀的。例如，在左侧，用户可识别呈绿色的颜色，而在右侧，用户可识别呈红色的颜色。不同的是，在本发明的该实施例中，旋转角度θ是变化的，从而可减少上述的情况发生。
在本发明的该实施例中，所有的LED器件组行62以相同的方向旋转。然而，一些LED器件组行62可以以不同的方向旋转。例如，相邻的LED器件组行62之一以顺时针方向旋转，而另一个可以以逆时针方向旋转。
另外，在本发明的这个实施例中，各个LED器件组61的旋转角度θ是规则的，但是也可以是不规则的。
图4是用于示出根据本发明的第二实施例的发光二极管的布置的视图。
布置在LED器件组行62a上的LED器件组61已经如先前的实施例一样被旋转。然而，布置在LED器件组行62b上的LED器件组61没有被旋转。
如果LED器件组行62a包括13个LED器件组61，则13个LED器件组61中的每个以大约180/(13-1)度，即，大约15度旋转，以使得旋转角度的和为大约180度。
另一方面，如果LED器件组行62b包括12个LED器件组61，则12个LED器件组61中的每个以大约180/(12-1)度，即，大约16.3636…度旋转，以使得旋转角度的和为大约180度。因此，旋转角度不是整数。在这种情况下，LED电路板51的设计会更为复杂。在本发明的该实施例中，设置在短的LED电路板51b上的LED器件组61没有旋转，以避免LED电路板51的复杂设计。然而，由于设置在长的LED电路板51a上的LED器件组61已经旋转，所以提高了色彩的均匀性。
图5是示出根据本发明第三实施例的LED的布置的视图。
相对的LED器件组61的旋转方向关于LED器件组行62a的中心相反。换言之，LED器件组行62a的左侧顺时针方向旋转，而LED器件组行62a的右侧逆时针方向旋转。具有奇数个LED器件组61的LED器件组行62a的中心是第七个LED器件组61的中心。另外，具有偶数个LED器件组61的LED器件组行62b的中心是第六个LED器件组61和第七个LED器件组61之间的中心。
根据本发明的该实施例，可左右对称地布置LED器件60。另一方面，然而，布置在LED器件组行62b的中心部分的红LED 60a会导致LCD的色彩均匀性变差。这里，在本实施例中，可调整LED器件60和LCD面板20之间的间隔来防止LCD的色彩均匀性变差。
图6是示出根据本发明第四实施例的LED的布置的视图。
LED器件组61的旋转角度为大约30度，LED器件组行62中的LED器件组61的旋转角度的和为大约360度。因此，布置在LED器件组行62的两端侧的LED器件组61具有相同的旋转角度。
在本发明的该实施例中，所有的LED器件组行62都具有相同的旋转角度和，但是在其它实施例中，LED器件组行62可各具有不同的旋转角度和。
图7是示出根据本发明第五实施例的LED的布置的视图。
在本发明的该实施例中，所有的LED电路板51具有相同的长度，并且布置在LED电路板51上的LED器件组61的数量相同。另外，将属于相邻的LED器件组行62之一的LED器件组61中的每个布置得与属于另一个相邻LED器件组行62的各个LED器件组61相对应。此外，在相邻的LED器件组行62中相互对应的LED器件组61也相互具有不同的旋转角度。
图8是示出根据本发明第六实施例的LED的布置的视图。
LED电路板51具有相同的长度，并且布置在LED电路板51上的LED器件组61的数量相同。每个LED器件组行62的旋转角度的和为大约180度。相互错开布置相邻的LED电路板51，因此布置在LED器件组行62上的LED器件组61也相互错开布置。
图9是示出根据本发明第七实施例的LED的布置的视图。
各LED器件组行62a、62b的布置和LED器件组61的数量与本发明的第一实施例中LED器件组行62a、62b的布置和LED器件组61的数量相同。然而，在本实施例中，将各个LED器件组行62a、62b布置在两个LED电路板51c和51d上。当LCD 1的尺寸变大时，LED电路板51的长度也变大。如果将LED器件组行62a、62b布置在多个LED电路板51c、51d上，则可减小LED电路板51的长度。因此，简化了LED电路板51c、51d的制造和处理。
图10是示出根据本发明第八实施例的LED的布置的视图。
LED器件组61包括一个红LED 60a、一个蓝LED 60b和一对绿LED 60c。以菱形形状布置LED 60a、60b、60c，在这种布置中，一对绿LED 60c彼此相对布置。
相邻的LED器件组61之间的旋转角度差为大约180度。因此，一对绿LED 60c沿LED器件组行62的延伸方向串联地布置，而红LED 60a和蓝LED60b中的每个沿LED器件组行62相互交替地布置。
图11是示出根据本发明第九实施例的LED的布置的视图。
LED器件组61包括一个红LED 60a、一个蓝LED 60b和一对绿LED 60c。以菱形形状布置LED 60a、60b、60c，在这种布置中，一对绿LED 60c彼此相对布置。
相邻的LED器件组61之间的旋转角度是大约90度。因此，平行于LED器件组行62的延伸方向和横过LED器件组行62的延伸方向串联布置成对的绿LED 60c，并且成对的绿LED 60c相对于彼此沿LED器件组行62交替它们的位置。
在前述的实施例中，LED器件组61包括三个LED 60或四个LED 60。然而，本发明并不限于前述的实施例。另外，LED器件组61中的LED 60的颜色组成可与本发明的上述实施例不同。
已经描述了本发明的示例性实施例，还指出本领域的技术人员应该容易地知道，在不脱离由权利要求的边界和范围限定的本发明的精神和范围的情况下，可以做出各种修改。

Claims (18)

1、一种背光单元，包括：
点光源电路板；
点光源组行，包括按行排列在所述点光源电路板上的多个点光源组，其中，至少一部分所述点光源组具有相对于彼此不同的旋转角度。
2、根据权利要求1所述的背光单元，其中，相邻的点光源组之间的旋转角度的差是规则的。
3、根据权利要求1所述的背光单元，其中，所述点光源组的旋转方向是规则的。
4、根据权利要求3所述的背光单元，其中，在所述点光源组行的两端侧上的点光源组之间的旋转角度的差是大约180度。
5、根据权利要求1所述的背光单元，其中，所述点光源组的旋转方向相对于所述点光源组行的中心相反。
6、根据权利要求5所述的背光单元，其中，在所述点光源组行的两端侧上的点光源组具有相同的旋转角度。
7、根据权利要求1所述的背光单元，还包括相互平行布置的多个相邻的点光源组行。
8、根据权利要求7所述的背光单元，其中，将布置在所述相邻的点光源组行中的点光源组彼此错开地布置。
9、根据权利要求7所述的背光单元，其中，在所述相邻的点光源组行中的一个中的点光源组被布置为旋转，在所述相邻的点光源组行中的另一个中的点光源组被布置为不旋转。
10、根据权利要求1所述的背光单元，其中，所述点光源组包括三个点光源，其中，所述三个点光源中的每个发射与另一个不同的颜色。
11、根据权利要求10所述的背光单元，其中，以三角形形状布置所述三个点光源。
12、根据权利要求1所述的背光单元，其中，所述点光源组包括蓝色点光源、红色点光源和一对绿色点光源。
13、根据权利要求12所述的背光单元，以菱形形状布置所述点光源组，其中，所述一对的绿色点光源彼此相对布置。
14、根据权利要求13所述的背光单元，其中，相邻的点光源组之间的旋转角度的差是大约180度。
15、根据权利要求13所述的背光单元，其中，沿所述点光源组的布置方向串联地布置一对绿色点光源。
16、一种背光单元，包括：
点光源电路板；
多个点光源组，排列在所述点光源电路板上，其中，至少一部分所述的点光源组具有相对于彼此不同的旋转角度。
17、一种液晶显示器，包括：
液晶显示面板；
点光源电路板，布置在液晶显示器的背面；
点光源组行，包括按行排列在所述点光源电路板上的多个点光源组，其中，至少一部分所述点光源组具有相对于彼此不同的旋转角度。
18、一种布置点光源的方法，包括：
提供点光源电路板；
形成多个具有相对于彼此不同的旋转角度的点光源组，设置点光源组以将点光源排列在所述电路板上。
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