CN204116760U - 具有用于提高亮度的led光源的室内外液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

液晶显示装置包括背光源单元、液晶面板、第一亮度上升膜及第二亮度上升膜。背光源单元向上部照射光。液晶面板配置在背光源单元的上部接收光，利用液晶的特性显示影像。第一亮度上升膜配置在背光源单元与液晶面板之间，通过沿x轴方向形成的第一棱镜部提高亮度。第二亮度上升膜配置在背光源单元与第一亮度上升膜之间，通过沿y轴方向形成的第二棱镜部提高亮度，其折射率大于第一亮度上升膜的折射率。

Description

具有用于提高亮度的LED光源的室内外液晶显示装置
技术领域
本实用新型涉及一种利用发光二极管(light-emitting diode；LED)显示影像的液晶显示装置，尤其涉及通过向具有光学各向异性的液晶入射LED生成的光显示影像的液晶显示装置。 
背景技术
通常，液晶显示装置包括具有用于显示影像的液晶的液晶面板以及为了向所述液晶面板提供光而向所述液晶面板照射光的背光源(back light)单元。 
其中，所述液晶面板包括：薄膜晶体管(Thin Film Transistor；以下称为TFT)基板、滤色镜(Color Filter；以下称为CF)基板及液晶，其中TFT基板为了显示影像而具有以TFT结构为基础的多个像素，CF基板与所述TFT基板相对且具有用于显现影像颜色的CF，液晶介于所述TFT基板与所述CF基板之间，所述背光源单元包括利用半导体特性生成光的LED及一侧配置有所述LED，向所述液晶面板引导所述LED生成的光的导光板。 
此时，所述液晶显示装置还可以包括反射板，所述反射板将从所述导光板的下部射出的光重新反射至所述液晶面板，以实现光的有效利用。在这种情况下，所述液晶显示装置通过所述反射板将从室外射入的太阳光重新反射至所述液晶面板，因此能够提高亮度。 
并且，所述液晶显示装置还可以包括扩散片及棱镜片(Prism Sheet)，所述扩散片配置在所述导光板与所述液晶面板之间，用于扩散射从所述导光板的上部射出的光，所述棱镜片用于聚光从所述扩散片扩散的光。 
但是，现有棱镜片由向一个方向延伸形成的具有一个棱镜图形的一张膜构成，因此无法聚光从所述扩散片向垂直于所述一个方向的方向射出的光。 
实用新型内容
技术问题 
本实用新型的目的为提供一种不仅聚光从室内/外任何方向入射的所有光，还最小化通过全反射消散的光，从而能够进一步提高亮度的液晶显示装置。 
技术方案 
为达成上述目的，根据本实用新型一个特征的液晶显示装置包括背光源单元、液晶面板、第一亮度上升膜及第二亮度上升膜。所述背光源单元向上部照射光。所述液晶面板配置在所述背光源单元的上部接收光，利用液晶的特性显示影像。所述第一亮度上升膜配置在所述背光源单元与所述液晶面板之间，通过沿x轴方向形成的第一棱镜部提高亮度。所述第二亮度上升膜配置在所述背光源单元与所述第一亮度上升膜之间，通过沿y轴方向形成的第二棱镜部提高亮度，其折射率大于所述第一亮度上升膜的折射率。 
根据本实用新型一个实施例的所述第二亮度上升膜可以包括：基膜，其上部形成有所述第二棱镜部；以及涂层，其形成于所述基膜的底面，折射率大于所述第一亮度上升膜的折射率。此时，所述涂层的厚度可以为所述基膜的厚度的0.004至0.008倍。 
根据本实用新型一个实施例，其特征可以是所述第二亮度上升膜的折射率为所述第一亮度上升膜的折射率的1.01至1.06倍，大于所述第一亮度上升膜的折射率。 
根据本实用新型一个实施例的液晶显示装置还可以包括：第一偏光膜及第二偏光膜，其分别配置在所述液晶面板与所述第一亮度上升膜之间及所述液晶面板的上部；以及高级偏光膜(Advanced Polarizer Film)，其配置在所述第一亮度上升膜与所述第一偏光膜之间，通过调节所述光的偏光轴提高通过所述第一偏光膜的光量。此时，所述高级偏光膜与所述第一偏光膜可以形成一体结构。 
根据本实用新型一个实施例的液晶显示装置还可以包括：反射防止部，其配置在所述第二偏光膜的上部，使从所述背光源单元的相反方向入射的外部光部分透过或全部透过。 
技术效果 
根据这种液晶显示装置，将两张具有互相垂直的第一棱镜部及第二棱镜部的第一亮度上升膜及第二亮度上升膜层叠在背光源单元与液晶面板之间，从而能够聚集所有从背光源单元向任何方向射出的光，因此能够提高亮度。 
并且，所述第二亮度上升膜的折射率大于所述第一亮度上升膜的折射率， 以最小化从所述背光源单元射出的光中因发生全反射而消散的光，因此能够进一步提高亮度。 
附图说明
图1为根据本实用新型一个实施例的液晶显示装置的分解立体图； 
图2为组装图1所示液晶显示装置后沿Ⅰ-Ⅰ线剖切的剖面图； 
图3为放大显示图2所示A部分的剖面图； 
图4为从概念上显示在室内检测图1所示液晶显示装置的亮度的装置的示意图； 
图5为从概念上显示在室外检测图1所示液晶显示装置的亮度的装置的示意图。 
具体实施方式
以下参照附图详细说明根据本实用新型实施例的液晶显示装置。本实用新型可做多种变更，可具有多种形态，以下在附图中显示特定实施例并在说明书中进行详细说明。但是，这并非对本实用新型限定在特定的公开形态，本领域的普通技术人员应当理解：还包括不脱离本实用新型的技术主题及技术方案范围的所有变更、等同物及替代物。另外，在说明附图时对类似的构成要素采用了类似的附图标记。为了本实用新型的明确性，比实际放大显示附图中构成要素的尺寸。 
第一、第二等用语可用于说明多种构成要素，但所述构成要素不得限定于所述用语。所述用语仅使一个构成要素区别于其他构成要素。例如，在不脱离本实用新型技术方案的前提下，可以把第一构成要素命名为第二构成要素，类似地，也可以把第二构成要素命名为第一构成要素。 
本申请中所使用的用语只是为了说明特定的实施例，而并非限定本实用新型。若无另行定义，则单数的表现形式应理解为还包括复数的表现形式。本申请中“包括”或“具有”等用语用于说明存在说明书中所记载的特征、数、步骤、工作、构成要素、构件或其组合，而并非预先排除一个或一个以上的其他特征、数、步骤、工作、构成要素、构件或其组合的存在或附加可能性。 
另外，除非另有定义，在本说明书中使用的包括技术用语或科学用语在内的所有用语均表示与本领域普通技术人员的通常理解相同的意思。通常使用的事先定义过的用语，应解释为与相关技术的文章脉络相一致的意思，除非在本说明书中明确定义，不得解释为怪异或过于形式性的意思。 
图1为根据本实用新型一个实施例的液晶显示装置的分解立体图，图2为组装图1所示液晶显示装置后沿Ⅰ-Ⅰ线剖切的剖面图，图3为放大显示图2所示A部分的剖面图。 
如图1至图3所示，根据本实用新型一个实施例的液晶显示装置1000包括背光源(back light)单元100、反射板200、第一亮度上升膜300、第二亮度上升膜400、扩散片500、液晶面板600、第一偏光膜700、第二偏光膜800及反射防止部900。 
所述背光源单元100向上部照射光。所述背光源单元100可以是边缘(edge)型，以适应小型或纤薄的电子显示装置。具体来讲，所述背光源单元100可以包括发光二极管(Light Emitting Diode；以下称为LED)110及导光板120，其中LED110利用半导体特性生成光，能够长时间使用，所述导光板120的至少一侧面配置有所述LED110，向上部引导所述LED110生成的光。 
可以根据所述液晶显示装置1000的尺寸，在所述导光板120的一侧配置一列预定个数的所述LED110。不同于此，为了提高照射至所述导光板120的光量，可以将所述LED110配置在所述导光板120中相对的两个侧面或三个侧面。并且，所述LED110可以以元件形式独立配置，也可以以多个LED构成的组件(package)形式配置。 
为了均匀地扩散所述LED110生成并被引导的光，可以在所述导光板120的上面形成光点图形(dot pattern，未示出)。为了有效引导从所述LED110入射的光，这种导光板120可以由诸如聚甲基丙烯酸甲酯(Poly Methyl Methacrylate；PMMA)之类的树脂材料形成。 
所述反射板200配置在所述背光源单元100的导光板120下部。所述反射板200向上部反射所述LED110向所述导光板120入射的光中向所述导光板120的下部射出的光，以尽可能增加射向所述导光板120的上部的光。因此，能够从根本上提高所述液晶显示装置1000显示的影像的亮度。 
所述第一亮度上升膜300配置在所述导光板120的上部。所述第一亮度上升 膜300包括沿x轴方向形成于第一基膜310的上部面的第一棱镜部320，以使从所述导光板120射出的光沿y轴方向向上部聚光。 
进一步地，为了使所述第一棱镜部320有效聚光所述光，顶部的角度约88至92度、顶的高度约24至26μm、顶的间距(pitch)约48至52μm为优选。并且，更为优选的是使所述第一棱镜部320的顶部的角度、高度及间距分别为约90度、25μm及50μm。这种第一棱镜部320可以由具有能够保持预定形态的预定硬度、良好加工性的丙烯酸(acrylic)树脂材料形成。 
并且，为了稳定地支撑所述第一棱镜部320的形态，优选的是使所述第一基膜310的厚度t1为约247至253μm，更为优选的厚度t1是250μm。因此，所述第一亮度上升膜300的整体厚度可以是所述第一基膜310的厚度t1与所述第一棱镜部320的高度之和，即约272至282μm，优选厚度可以是约277μm。这种第一基膜310可以由具有良好加工性的聚酯(polyester)树脂材料形成。 
所述第二亮度上升膜400配置在所述导光板120与所述第一亮度上升膜300之间。所述第二亮度上升膜400包括沿垂直于所述第一棱镜部320的沿y轴方向形成于第二基膜410的上部面的第二棱镜部420，以使从所述导光板120射出的光沿x轴方向向上部聚光，使之入射到所述第一亮度上升膜300。在此，所述第二基膜410及所述第二棱镜部420除所述第二棱镜部420的形成方向垂直于所述第一棱镜部320的形成方向之外，其余结构与所述第一基膜310及所述第一棱镜部320相似，因此省略相关重复说明。 
如上所述，通过将两张具有相互垂直的第一棱镜部320、第二棱镜部420的第一亮度上升膜300及第二亮度上升膜400层叠在所述背光源单元100的上部，能够聚光从所述背光源单元100向任意方向射出的所有光，因此能够进一步提高将要配置在所述第一亮度上升膜300的上部的液晶面板600的亮度。 
可以使得所述第二亮度上升膜400的折射率大于所述第一亮度上升膜300的折射率。这时，从所述导光板120射出的光的折射角在所述第二亮度上升膜400与所述第一亮度上升膜300之间大幅改变，发生全反射的光中大部分被配置于其下部的反射板200反射并重新向上部射出，因此能够最小化向侧方消散的光。因此，能够实现进一步提高亮度的效果。 
其中，当所述第二亮度上升膜400的折射率不足第一亮度上升膜300的折射率的1.01倍且大于所述第一亮度上升膜300的折射率时，在与所述第一亮度上 升膜300之间的折射角度过小，因此无法使发生全反射的光绝大部分反射到所述反射板200，故不优选，而当超过约1.06倍、大于所述第一亮度上升膜300的折射率时，大部分光在与所述第一亮度上升膜300之间发生全反射，故不优选。因此，优选的是使所述第二亮度上升膜400的折射率为所述第一亮度上升膜300的折射率的约1.01至1.06倍。并且，更为优选的是使所述第二亮度上升膜400的折射率为所述第一亮度上升膜300的约1.03倍。例如，当所述第一亮度上升膜300的折射率为约1.54时，所述第二亮度上升膜400的折射率可以是1.59。 
为了实现这种折射率，可以在所述第二亮度上升膜400中第二基膜410的底面追加形成涂层430。为了易于在所述第二基膜410的底面形成所述涂层430，所述涂层430可以由与所述第二基膜410类似的树脂材料形成。此时，为了实现上述说明的范围的折射率，优选的是使所述涂层430的厚度t3为所述第二基膜410的厚度t2的约0.004至0.008倍。例如，当所述第二基膜410的厚度t2为约247至253μm时，所述涂层430的厚度t3可以是约1至2μm，优选的可以是约1.5μm。并且，所述涂层430可能使得所述第二亮度上升膜400的收缩率比所述第一亮度上升膜300约小35％。 
所述扩散片500配置在所述第一亮度上升膜300的上部。所述扩散片500扩散通过所述第一亮度上升膜300及第二亮度上升膜400聚光的光使得亮度全面均匀。其目的在于使影像以全面均匀的亮度显示在将要配置在上部的液晶面板600上。为此，可以在所述扩散片500的至少一面上形成用于扩散的光点图形(未示出)，或者在其内部形成微珠(bead)。 
并且，当所述液晶显示装置1000中所述背光源单元100与以下将要说明的显示影像的液晶面板600之间的距离极小或大面积化时，为了进一步提高光扩散功能，还可以在所述导光板120与所述第二亮度上升膜400之间配置与所述扩散片500的结构相同的第二扩散片(未示出)。 
所述液晶面板600配置在所述扩散片500的上部。所述液晶面板600利用具有光学特性的液晶(未示出)和从所述扩散片500射出的光显示实质性影像。所述液晶面板600包括第一基板610、与第一基板610相对地结合且其中间载有所述液晶的第二基板620。 
所述第一基板610是作为开关元件的薄膜晶体管(Thin Film Transistor： 以下称为TFT)为矩阵形态的TFT基板。所述TFT的各源极(source)端子及栅极(gate)端子分别与数据线及栅极线连接，漏极(drain)端子与由透明导电材料构成的像素电极连接。 
所述第二基板620是用于显现颜色的RGB像素构成薄膜形态的滤色基板。所述第二基板620上形成有由透明导电材料形成的共用电极。并且，可以在所述液晶面板600上连接控制栅极信号与数据信号的驱动电路部(未示出)，以通过电调节所述液晶得到影像。 
所述第一偏光膜700及第二偏光膜800分别配置在所述液晶面板600与所述扩散片500之间及所述液晶面板600的上部。所述第一偏光膜700及第二偏光膜800具有相互垂直的偏光轴。并且，透过所述第一偏光膜700的偏光轴的光中，一部分在透过根据所述影像控制的液晶时发生连续变换并透过所述第二偏光膜800，从而能够得到所述影像。 
并且，所述液晶显示装置1000还可以包括高级偏光膜(Advanced Polarizer Film)950，其在所述扩散片500与所述第一偏光膜700之间通过调节从所述扩散片500扩散的光的偏光轴，使得更多光量通过所述第一偏光膜700，以提高亮度。在此，所述高级偏光膜950可以以一体式结构粘贴在所述第一偏光膜700上，以确保基本不影响所述液晶显示装置1000的整体厚度。 
所述反射防止部900配置在所述第二偏光膜800的上部。所述反射防止部900防止从外部入射到所述液晶面板600的光的反射，尤其防止亮度明显大于所述液晶面板600显示的影像的亮度的太阳光的反射，使大部分如实透过。在此，所述反射防止部900使绝大部分太阳光透过，因此不仅能够防止太阳光的散射及反射造成所述液晶面板600显示的影像不清晰、辨识度下降的问题，而且由于通过所述反射板200重新反射透过所述反射防止部900的光使得射向所述液晶面板600，因此还能够通过太阳光进一步提高所述液晶面板600的亮度。在此，可以使所述反射防止部900是确保太阳光整体不反射而是如实透过的结构。 
另外，可以使所述反射防止部900的结构不同于上述使太阳光透过的结构，在此可以形成使得太阳光向四周分散，以使用户识别不到反射的太阳光，以准确地识别所述液晶面板600的影像。此时，可以将所述反射防止部900的分散太阳光的功能集成在所述第二偏光膜800上，以去除所述反射防止部900。 
以下，在室内及室外利用图4及图5所示的装置实际检测本实用新型的液晶显示装置1000的亮度确认其效果。 
图4为从概念上显示在室内检测图1所示液晶显示装置的亮度的装置的示意图，图5为从概念上显示在室外检测图1所示液晶显示装置的亮度的装置的示意图。 
如图1及图4所示，在室内检测本实用新型的液晶显示装置1000的装置10包括提供暗室空间的暗室部12、检测所述液晶显示装置1000射出的画面光的光检测部14、在所述光检测部14与所述液晶显示装置1000之间调节视角范围的光调节部16及在所述液晶显示装置1000的背面支撑所述液晶显示装置1000的支撑部18。 
在此，利用所述室内用检测装置10检测根据本实用新型实施例的液晶显示装置1000与根据比较例的液晶显示装置的亮度，得到如下表1所示的结果。 
根据所述比较例的液晶显示装置包括：液晶显示面板、利用半导体特性生成侧面光的LED背光源单元、配置在所述LED面板的下部，向所述液晶显示面板引导所述背光源单元发出的光的导光板、重新向所述液晶显示面板反射从所述导光板的下部射出的光，以有效利用光的反射板、配置在所述导光板与所述液晶显示面板之间扩散从所述导光板的上部射出的光的扩散片、以及用于聚光从所述扩散片扩散的光的棱镜片，其中液晶显示面板包括：TFT基板、与所述TFT基板相对且具有用于显现影像颜色的滤色镜(Color Filter；以下称为CF)的CF基板、以及介于所述TFT基板与所述CF基板之间的液晶。 
【表1】 
由表1可知，根据本实用新型实施例的液晶显示装置1000相比于根据比较例的液晶显示装置，在相同条件下亮度上升了约110％。若与根据比较例的商业亮度基准约600nit的液晶显示装置1000相比，可以根据上述表1的室内亮度的平均上升率110％预测出最终检测到的本实用新型实施例的液晶显示装置的室内亮度为约1，260nit。 
如图1及图5所示，在室外检测本实用新型的液晶显示装置1000的装置20 包括：放置所述液晶显示装置1000的工作台22、向放置在所述工作台22上的液晶显示装置1000照射相当于太阳光的约8万lux的光的光照射部24及在所述液晶显示装置1000的上部检测被所述液晶显示装置1000反射的光的亮度的光检测部26。 
其中，所述光照射部24以垂直于所述液晶显示装置1000的轴为基准，以约30度的入射角照射，所述光检测部26从以所述轴为基准相对于所述光照射部14的位置中构成约15度的位置进行检测。其原因在于，当从与上述角度不同的其他角度入射或检测时会引起所述液晶显示装置1000的表面反射，无法准确检测亮度。 
在此，利用所述室外用检测装置20检测根据本实用新型实施例的液晶显示装置1000与根据所述比较例的液晶显示装置的亮度，得到如下表2所示的结果。 
【表2】 
由表2可知，根据本实用新型实施例的液晶显示装置1000相比于根据比较例的液晶显示装置，在相同条件下亮度上升了约163％。并且，若与根据比较例的商业亮度基准约600nit的液晶显示装置相比，可以根据上述表2的室外亮度的平均上升率163％预测出最终检测到的根据本实用新型实施例的液晶显示装置的室外亮度为约1，578nit。 
产业上的可应用性 
如上所述，本实用新型的液晶显示装置通过由于本实用新型的结构而上升的亮度补偿当在所述液晶面板的上部配置用于用户输入信息的触摸面板时所衰减的亮度约22至24％，因此能够灵活地应用到触摸面板用液晶显示装置上。 
并且，本实用新型的液晶显示装置能够积极应用到当配置在其上部没有追加背光源单元的其他液晶显示装置时，可通过上升的亮度使得所述其他液晶显示装置显示追加影像的复合(multi dual)液晶显示装置上。所述复合液晶显示装置中本实用新型液晶显示装置1000实现背景影像，所述其他液晶 显示装置实现本影像，能够提供立体感，因此能够应用到广告或信息传递领域。并且，本实用新型不仅可以应用于边缘型液晶显示装置，还可以应用于具有配置在显示面板正下方的直下式LED及具有扩散板的直下式液晶显示装置。 
以上参照本实用新型的优选实施例对本实用新型进行了详细说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以在不脱离本实用新型的技术方案及技术领域的前提下对本实用新型进行修改及变更。 

Claims (7)

1.一种液晶显示装置，其特征在于，包括：
背光源单元，其向上部照射光；
液晶面板，其配置在所述背光源单元的上部接收所述光，并且利用液晶的特性显示影像；
第一亮度上升膜，其配置在所述背光源单元与所述液晶面板之间，通过沿x轴方向形成的第一棱镜部提高亮度；以及
第二亮度上升膜，其配置在所述背光源单元与所述第一亮度上升膜之间，通过沿y轴方向形成的第二棱镜部提高亮度，其折射率大于所述第一亮度上升膜的折射率。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第二亮度上升膜包括：
基膜，其上部形成有所述第二棱镜部；以及
涂层，其形成于所述基膜的底面，折射率大于所述第一亮度上升膜的折射率。
3.根据权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于：
所述涂层的厚度为所述基膜的厚度的0.004至0.008倍。
4.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：
所述第二亮度上升膜的折射率为所述第一亮度上升膜的折射率的1.01至1.06倍，大于所述第一亮度上升膜的折射率。
5.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，还包括：
第一偏光膜及第二偏光膜，其分别配置在所述液晶面板与所述第一亮度上升膜之间及所述液晶面板的上部；以及
高级偏光膜，其配置在所述第一亮度上升膜与所述第一偏光膜之间，通过调节所述光的偏光轴提高通过所述第一偏光膜的光量。
6.根据权利要求5所述的液晶显示装置，其特征在于：
所述高级偏光膜与所述第一偏光膜形成一体结构。
7.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，包括：
第一偏光膜及第二偏光膜，其分别配置在所述液晶面板与所述第一亮度上升膜之间及所述液晶面板的上部；以及
反射防止部，其配置在所述第二偏光膜的上部，使从所述背光源单元的相反方向入射的外部光部分透过或全部透过。
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