CN216979537U - 超薄型背光单元 - Google Patents

Abstract

超薄型背光单元包括：导光板；光源，设置在导光板的一侧；第一光学片模块，设置在导光板的上部；和第二光学片模块，设置在第一光学片模块的上部，第一光学片模块包括：第一基底膜；和第一聚光部，形成于第一基底膜，沿着从光源射出光的方向连续地反复排列有第一单位聚光体，第一单位聚光体包括第一入光面和第一对光面，第二光学片模块包括：第二基底膜；和第二聚光部，排列有形成于第二基底膜的四角锥形状的第二单位聚光体，第二单位聚光体包括：第二入光面，与光源相向；第二对光面，与第二入光面对置地设置在与第二入光面相向的位置处；和两个侧光面，连接第二入光面和第二对光面来形成四角锥。

Description

超薄型背光单元

技术领域

本实用新型涉及背光单元，更详细而言涉及仅由两片光学片构成的超薄型背光单元。

背景技术

近几年，正在大量使用平板显示面板，其中代表性的是液晶显示装置(LCD)。

通常，所述液晶显示装置(LCD)不同于以往的阴极射线管方式(CRT)，需要向整个画面提供均匀的光的背光单元。

背光单元具备作为线光源的灯、反射所述灯的光的反射部以及光学片模块，从而将所述灯的光变更为面光源来投射到画面。此时，光源相邻地配置在导光部的侧面上，从而将渗透至反射部的内部的光传递至上部，传递的所述光被光学片模块扩散和聚光。

以往的背光单元如图1和图2所示，从光源1射出的光通过导光板2被传递至上部，传递到上部的光通过扩散片3被扩散之后，通过设置在上部的多个光学片4、4′被传递至液晶面板。根据情况，在所述光学片4、4′的上部还可以具备追加的扩散片3′。

这种以往的光学片模块构成为层叠了多个扩散片及聚光片来将灯的点光源变更为面光源。

但是，近几年开发出的显示面板其厚度逐渐变薄，由此实际上要求背光模块自身的厚度也要实现薄型。

作为这种研究的一例，参照韩国公开专利2011-0076373，其形成为不具备单独的扩散片，而是聚光片具有单独的珠子，从而构成为可以扩散从下部传递的光。

但是，在该情况下，单纯仅通过聚光片所包括的珠子很难充分扩散光，因而存在亮度不均匀的问题。

即，在为了单纯减小光学片模块的厚度而去除扩散片的情况下，亮度会变得不均匀，存在可靠性问题并且无法实现充分的扩散，从而会产生视角变窄的问题。

因此，实现背光单元的薄型化的同时，需要开发出可以充分补偿亮度和视角的结构。

【在先技术文献】

【专利文献】

韩国公开专利第2011-0076373号

实用新型内容

本实用新型用于解决如上所述的现有技术中的问题，提供一种不具备单独的扩散片而是仅由两片光学片构成的超薄型背光单元。

本实用新型的目的并不限于此，本领域技术人员从以下的记载应当能够理解未提及的其他目的。

为了达成如上所述的本实用新型的目的，超薄型背光单元可以包括：导光板；光源，设置在所述导光板的一侧；第一光学片模块，设置在所述导光板的上部；以及第二光学片模块，设置在所述第一光学片模块的上部，所述第一光学片模块包括：第一基底膜，是使光透过的片形态；以及第一聚光部，形成于所述第一基底膜，沿着从所述光源射出光的方向连续地反复排列有第一单位聚光体，所述第一单位聚光体包括与所述光源相向且倾斜地形成的第一入光面以及在所述第一入光面的上部与所述第一入光面相接且朝向与所述第一入光面相反的方向倾斜的第一对光面，所述第二光学片模块包括：第二基底膜，是使光透过的片形态；以及第二聚光部，排列有形成于所述第二基底膜的四角锥形状的第二单位聚光体，所述第二单位聚光体包括：第二入光面，与所述光源相向；第二对光面，与所述第二入光面对置地设置在与所述第二入光面相向的位置处；以及两个侧光面，连接所述第二入光面和所述第二对光面来使所述第二单位聚光体形成四角锥形状。

(实用新型效果)

本实用新型涉及的背光单元具有如下的效果。

第一，仅由两张光学片构成背光单元，从而具有背光单元的厚度非常薄的优点。

第二，一个光学片由四角锥形状的单位聚光体构成，可以将从多个方向入射的光控制为期望范围内的射出角。

由此，仅通过两张光学片也可以在无亮度降低的情况下构成有效地输出光的背光单元。

第三，可以实现部分光的控制。

本实用新型涉及的超薄型背光单元将单位聚光体的四角锥形状根据位置而形成得不同，从而可以根据光学片模块的位置分别控制不同的光。由此，可以在角部和中心部等分别不同地控制光的射出角，可以实现有效的光输出。

本实用新型的效果并不限于以上所述的效果，本领域技术人员应当能够从权利要求书的记载明确理解未提及的其他效果。

附图说明

图1是表示具备现有技术的光学片模块的背光单元的分解立体图。

图2是表示具备现有技术的光学片模块的背光单元的分解立体图。

图3是表示具备本实用新型涉及的光学片模块的背光单元的分解立体图。

图4是本实用新型涉及的背光单元和第二光学片模块的放大图。

图5是表示本实用新型涉及的背光单元的光射出角的剖视图和图表。

符号说明：

1、100：光源；2、200：导光板；3：扩散片；300：第一光学片模块；310：第一基底膜；320：第一聚光部；322：第一入光面；324：第一对光面；4：聚光片；400：第二光学片模块；410：第二基底膜；420：第二聚光部；421：第二入光面；422：第二对光面；423a、423b：侧光面；421′：第二入光面投射三角形；423a′：侧光面投射三角形。

具体实施方式

参照附图，说明实施例。在本实施例的说明中，对于同一构成使用同一名称和同一符号，并省略对其的附加说明。

此外，在本实用新型的实施例的说明中，需要预先说明的是，对于具有同一功能的构成要素仅仅是使用同一名称和同一符号而已，实质上与现有技术并不完全相同。

此外，在本实用新型的实施例中所使用的用语仅仅是为了说明特定的实施例而使用，并非要限制本实用新型。单数的表述在文中没有明确不同的表达时包括多个的表述。

此外，在本实用新型的实施例中，应理解“包括”或“具有”等用语是指代说明书上所记载的特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或它们的组合的存在，并不是预先排出一个或其以上的其他特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或它们的组合的存在或者附加可能性。

以下，参照图3至图5，详细说明本实用新型的优选实施例。

图3是表示具备本实用新型涉及的光学片模块的背光单元的分解立体图。

以下，利用图3，具体说明本实用新型涉及的背光单元。

液晶显示装置必须具备向液晶面板提供光的背光单元(BLU：Back Light Unit)。本实用新型涉及的背光单元大致由光源100、导光板200、第一光学片模块300以及第二光学片模块400。

所述光源100通常由产生光的发光体构成，在所述导光板200的一侧部产生光，所产生的所述光被所述导光板200反射而在朝向所述第一光学片模块300的方向上被传递。

并且，所述第一光学片模块300对从所述光源100产生的光进行聚光，从而在朝向所述第二光学片模块400的方向上将其传递。

在此，所述第一光学片模块300由朝向一方向突出的三棱镜片形态形成，从而反射所传递的光来将其折射至上部。

此外，所述第二光学片模块400由多个四角锥突出的棱镜片形态形成，从而将从所述第一光学片模块300传递的光进一步折射来将其传递至上部。

如上所述的本实用新型涉及的背光单元通过三棱镜形态的第一光学片模块300和具备四角锥形态的突出部的第二光学片模块400的构成，即使不具备单独的扩散层，也可以在无亮度降低的情况下均匀地扩散光。

利用图4，更详细观察所述第一光学片模块300时，第一光学片模块300大致包括第一基底膜310以及第一聚光部320，所述第一基底膜310由使光透过的平板形态的膜形成。

具体而言，本实用新型涉及的第一基底膜310通常使用容易使从下部传递的光透过的透光性膜，在所述第一基底膜310的上表面形成使光折射来将其聚光的第一聚光部320，从而与第一基底膜310一体化地形成第一聚光部320。

在此，所述第一聚光部320是通过用于将从下部传递的光折射的多个第一单位聚光体320a形成的图案，所述第一单位聚光体320a越朝向上部其横截面越减小，并且沿着所述第一基底膜310的上表面连续地反复排列所述第一单位聚光体320a。

并且，所述第一聚光部320将通过所述导光板200传递的光朝向上部方向聚光来进行传递。此时，第一基底膜310单纯执行使光透过来将其传递至上部的作用。

具体而言，所述第一聚光部320由在所述第一基底膜310的上部连续地形成的多个第一单位聚光体320a构成，并且所述第一单位聚光体320a包括朝向所述光源100的方向与所述光源100相向的第一入光面322以及与所述第一入光面322对置而位于所述第一入光面322的相反方向上的第一对光面324。

所述第一入光面322形成为在所述第一单位聚光体320a中沿着横向且在朝向所述光源100的方向上与所述光源100相向。

此时，如图4所示，所述第一单位聚光体320a形成为从所述第一基底膜310上朝向上部突出的角柱形态，所述第一入光面322与后述的所述第一对光面324一起形成为朝向上部方向倾斜且最上部相接。

在本实施例中，如图所示，所述第一聚光部320在所述第一基底膜310的上部具备多个所述第一单位聚光体320a，沿着纵向朝向远离所述光源100的方向连续地配置多个所述第一单位聚光体320a。

此时，如图4所示，所述横向表示与远离光源的纵向及上部方向垂直的方向，上部方向表示在所述导光板200层叠所述第一聚光部320的方向。

如上所述，所述第一单位聚光体320a形成为越朝向上部其横截面面积越小，所述第一入光面322倾斜且被配置在与所述光源100相向的方向上。

在此，所述第一对光面324被配置成在与上述的所述第一入光面322相反的方向上倾斜，并且所述第一对光面324形成为最上部与所述第一入光面322的最上部相接。

当然，也可以根据光源100的种类和配置等，与纵向平行地配置所述第一入光面322和所述第一对光面324。

接着，详细观察配置在所述第一光学片模块300的上部的第二光学片模块400。

第二光学片模块400大致包括第二基底膜410以及第二聚光部420，所述第二基底膜410由使光透过的平板形态的膜形成。

具体而言，本实用新型涉及的第二光学片模块400的第二基底膜410通常使用可容易使从下部传递的光透过的透光性膜，在所述第二基底膜410的上表面形成折射光来将其汇聚的第二聚光部420，从而与第二基底膜410一体化地形成第二聚光部420。

在此，所述第二聚光部420是由用于折射从第一光学片模块300传递的光的多个第二单位聚光体420a形成的图案，所述第二单位聚光体420a越朝向上部其横截面面积越小，并且连续反复地沿着所述第二基底膜410的上表面排列多个所述第二单位聚光体420a。

并且，所述第二聚光部420将通过所述第一光学片模块300传递的光朝向上部方向聚光来进行传递。此时，第二基底膜410单纯执行使光透过来将其传递至上部的作用。

具体而言，所述第二聚光部420由在所述第二基底膜410的上部连续地形成的多个所述第二单位聚光体420a构成，所述第二单位聚光体420a由四角锥形状构成，包括与所述光源100相向的第二入光面421以及与所述第二入光面421对置而位于所述第二入光面421的相反方向上的第二对光面422。此外，如所述图4所示，包括连接所述第二入光面421和所述第二对光面422而形成四角锥的两个侧光面423a、423b。

所述第二单位聚光体420a由四角锥的形状构成，优选将相向的两个所述侧光面423a、423b形成为对称且相同，并且优选所述第二入光面421和所述第二对光面422由等边三角形形成。

此外，优选形成所述第二入光面421的三角形的等边长度比形成所述第二对光面422的三角形的等边长度短。

因此，四角锥形状的第二单位聚光体420a的四个面相遇的顶点相对于构成所述四角锥的底面的四边形的中心被配置成沿着纵向更靠近光源100。

在与导光板200对应的区域配置多个以如上所述的形态构成的四角锥形态的第二单位聚光体420a，从而构成第二光学片模块400。另一方面，优选配置成所述第二单位聚光体420a与相邻的各第二单位聚光体420a共用一边。

所述第二光学片模块400可以变更第二单位聚光体420a的形状来变更从所述第一光学片模块300传递的光的折射率。

如在前所述，所述第二光学片模块400的第二单位聚光体420a的四角锥包括由等边三角形构成的第二入光面421、由三角形构成的两个侧光面423a、423b以及由等边三角形构成的第二对光面422。

此时，将由经过四角锥形状的第二单位聚光体420a的四个面相遇的顶点C且与所述第二入光面421的底边平行并且与第二单位聚光体420a的底面垂直的面形成的三角形称为第二入光面投射三角形421′。此外，将由经过四角锥形状的第二单位聚光体420a的四个面相遇的顶点C且与所述侧光面423a、423b的底边平行并且与第二单位聚光体420a的底面垂直的面形成的三角形称为侧光面投射三角形423a′。

可以利用如上述那样定义的第二入光面投射三角形421′以及侧光面投射三角形423a′，定义所述第二单位聚光体420a的四角锥形状。

具体而言，可以通过第二入光面投射三角形421′的顶角B、高度h、侧光面投射三角形423a′的底角之中更远离光源100的第一底角A、构成四角锥的长方形底面的纵向长度a和横向长度b来进行定义。

通常，位于一侧面的光源100的射出光通过导光板200被传递至上部从而可被由三棱镜片形态构成的第一光学片模块300折射的折射量不足以在显示区域产生充分的亮度和光扩散。

对此，在现有技术中，层叠多个三棱镜片和多个光扩散片构成了背光单元，以便可以执行亮度的增大和光扩散。

但是，本实用新型的特征在于，利用如前所述那样的四角锥形状的光学片模块来有效地追加通过了一个三棱镜片的光的折射率，从而最小化亮度的减小，同时可以产生充分的光扩散。

四角锥形状的光学片模块具有利用四个面来使从多个方向入射的光在预定区域内的光路径上折射并射出的效果，从而仅通过一个三棱镜片和一个四角锥形状的光学片模块就可以在无亮度降低的情况下有效地扩散光来将其射出到画面。

此外，在现有技术中，需进一步具备单独的扩散片，因此亮度会减小，但是在本实用新型中，在无单独的扩散片的情况下可以利用四角锥形状的光学片来扩散光，从而与现有的构成相比具有亮度进一步上升的效果。

在前说明了第二光学片模块400的第二单位聚光体420a均为相同形状的情况，但是射出光的特性根据导光板的位置而不同，因此第二单位聚光体420a的四角锥形状当然也可以根据与导光板对应的位置而以各种形态变更。

通过图5，观察具体的一实施例。

图5的(a)表示包括光源100、导光板200、所述导光板200的上部的第一光学片模块300以及所述第一光学片模块300的上部的第二光学片模块400的背光单元。

此时，在构成四角锥形状的第二光学片模块400的第二单位聚光体420a时，将第二入光面投射三角形421′的顶角B构成为90°，将第二入光面投射三角形421′的高度h构成为10μm，将侧光面投射三角形423a′的底角中的更远离光源100的第一底角A的大小构成为45°，将底面的纵向长度a和横向长度b分别构成为20μm。此外，将第一光学片模块300和第二光学片模块400的折射率设定为1.6。

图5的(b)表示仿真了如上所述那样构成的背光单元的射出角大小的结果。在此，横轴表示折射角theta_i(也可以用θ_i表示)，纵轴表示第一光学片模块300的折射角theta(Prism)(也可以用θ_Prism表示)和第二光学片模块400的折射角theta(Prism+MLAS)(也可以用θ_Prism+MLAS表示)。

如图5的(b)所示，所述构成涉及的背光单元可以在65°～85°之间形成基于导光板200的折射角theta_i，从而可以在±5°以内控制第二光学片模块400的折射角theta(Prism+MLAS)。

具体而言，参照图5的(a)，可以通过如下的数学式计算出与基于导光板的折射角theta_i相关的第一光学片模块300的折射角Theta(prism)。

∴Theta(prism)(或θ_Prism)＝45°-β

β＝sin^-1(n_p×sin(α))

α＝45°-θ′

θ′＝sin^-1(sin(θ_i)/n_p)

其中，n_p＝第一光学片模块300的折射率。

此外，参照图5的(a)，可以通过如下的数学式计算出与第一光学片模块300的折射角theta(prism)相关的第二光学片模块400的折射角theta(Prism+MLAS)。

∴Theta(prism+MLAS)(或θ_Prism+MLAS)＝A-β′

β′＝sin^-1(n_m×sin(α′))

α′＝A-θ_o′

θ_o′＝sin^-1(sin(θ_prism)/n_m)

其中，A是侧光面投射三角形423a′的底角之中更远离光源100的第一底角A的大小，n_m＝第二光学片模块400的折射率。

在所述数学式中，n_p表示第一光学片模块300的折射率，n_m表示第二光学片模块400的折射率，n_p可以根据第一基底膜310的厚度、第一入光面322及第一对光面324的形状及大小以及它们的材质而不同。

此外，如前所述，n_m可以改变第二基底膜410的厚度、构成第二聚光部420的第二入光面421、第二对光面422及侧光面423a、423b的形状以及它们的材质来变更。

如上所述，在利用具备四角锥形状的突出部的第二光学片模块400的情况下，仅通过两张光学片模块就可以构成性能出色的背光单元。

如以上所述，本实用新型涉及的背光单元仅由两张光学片构成，从而具有可以将其厚度形成得非常薄的优点。本领域技术人员应当能够理解在不变更其技术思想和必要特征的情况下可以以其他具体的形态实施本实用新型。

因此，应理解上述的实施例在所有方面都是例示，并不是限定性的。应解释本实用新型的范围并非通过以上的详细说明而是通过权利要求书来确定，从权利要求书的含义、范围以及等同概念导出的所有变更或变形的形态包括于本实用新型的范围内。

Claims (5)

1.一种超薄型背光单元，其特征在于，包括：

导光板；

光源，设置在所述导光板的一侧；

第一光学片模块，设置在所述导光板的上部；以及

第二光学片模块，设置在所述第一光学片模块的上部，

所述第一光学片模块包括：第一基底膜，是使光透过的片形态；以及第一聚光部，形成于所述第一基底膜，沿着从所述光源射出光的方向连续地反复排列有第一单位聚光体，所述第一单位聚光体包括与所述光源相向且倾斜地形成的第一入光面以及在所述第一入光面的上部与所述第一入光面相接且朝向与所述第一入光面相反的方向倾斜的第一对光面，

所述第二光学片模块包括：第二基底膜，是使光透过的片形态；以及第二聚光部，排列有形成于所述第二基底膜的四角锥形状的第二单位聚光体，

所述第二单位聚光体包括：第二入光面，与所述光源相向；第二对光面，与所述第二入光面对置地设置在与所述第二入光面相向的位置处；以及两个侧光面，连接所述第二入光面和所述第二对光面来使所述第二单位聚光体形成四角锥形状。

2.根据权利要求1所述的超薄型背光单元，其特征在于，

所述第二入光面和所述第二对光面是等边三角形，

所述两个侧光面是相同形状的三角形，

形成所述第二入光面的三角形的等边长度小于形成所述第二对光面的三角形的等边长度，

所述四角锥形状的所述第二单位聚光体的四个面相遇的顶点与所述四角锥的底面的中心点相比更靠近所述光源。

3.根据权利要求2所述的超薄型背光单元，其特征在于，

将由经过所述第二单位聚光体的四个面相遇的顶点且与所述第二入光面的底边平行并且与所述第二单位聚光体的底面垂直的面形成的三角形设为第二入光面投射三角形，并且

将由经过所述第二单位聚光体的四个面相遇的所述顶点且与所述两个侧光面的底边平行并且与所述第二单位聚光体的底面垂直的面形成的三角形设为侧光面投射三角形时，

所述第二入光面投射三角形的顶角是90°，

所述侧光面投射三角形的两个底角之中距所述光源更远的底角的大小是45°，

所述第二单位聚光体的高度是10μm，

所述第二单位聚光体的底面由正方形形成，且该正方形的一边的长度是20μm。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的超薄型背光单元，其特征在于，

由所述第一光学片模块引起的光的折射角theta(Prism)满足以下的数学式1至数学式4：

theta(prism)＝45°-β 数学式1

β＝sin^-1(n_p×sin(α)) 数学式2

α＝45°-θ′ 数学式3

θ′＝sin^-1(sin(θ_i)/n_p) 数学式4

其中，n_p＝所述第一光学片模块的折射率，θ_i是由所述导光板引起的折射角。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的超薄型背光单元，其特征在于，

由所述第二光学片模块引起的光的折射角theta(Prism+MLAS)满足以下的数学式1至数学式4：

theta(prism+MLAS)＝A-β′ 数学式1

β′＝sin^-1(n_m×sin(α′)) 数学式2

α′＝A-θ_o′ 数学式3

θ_o′＝sin^-1(sin(θ_prism)/n_m) 数学式4

其中，A是将由经过所述第二单位聚光体的四个面相遇的顶点且与所述两个侧光面的底边平行并且与所述第二单位聚光体的底面垂直的面形成的三角形设为侧光面投射三角形时，所述侧光面投射三角形的两个底角之中距所述光源更远的底角的大小，n_m＝所述第二光学片模块的折射率，θ_prism是所述第一光学片模块的折射角。

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