TW201124779A - Backlight unit and liquid crystal display device having the same - Google Patents

Description

201124779 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種背光單元，尤其係關於一種能夠被掃描驅 動之背光單元及具有該背光單元之液晶顯示（LCD)裝置。 【先前技術】 相當於一種顯示裝置的陰極射線管（CRT)已被廣泛地使用。 陰極射線管主要用作電視機、測量設備、資訊終端及其它裝置之 監視器。然而’由於陰極射線管的重量沈且尺寸大，因而已不利 於製造小而輕的電子產品。 換句話說’陰極射線管的重量和尺寸已經對當今電子產品向 小而輕發展之趨勢構成了限制。在此情形下，使用電光效應的液 晶顯示裝置’使用氣體放電的電漿顯示面板（PDP)，使用電致發 光效應的電致發光顯示（ELD)裝置等等顯示裝置已被期待用來 替代陰極射線管。 在這些可替代的顯示裝置中，液晶顯示裝置正在被積極地研 發。並且，由於液晶顯示裝置具有輕、薄及功率消耗低之優點， 因此其已被逐漸應用於多種領域。此外，液晶顯示裝置可被製造 成甚至具有更大的螢幕、更薄且消耗更少的功率，藉以滿足使用 者的需求。上述的液晶顯示裝置係可透過控制從液晶中透射出的 光線量來顯示影像。 液晶顯示裝置與陰極射線管不同，其並非是一種自發光顯示 201124779 裝置因此，液晶顯示裝置的液晶顯示面板之後表面上設置有背 光單疋。背光單元包含可提供用細示影像所必需的光線的單獨 的統。背光單元可根才康光源的配置而分為ϋ緣型背光單元或直 接型背光單元。 上述邊緣型背料元係主要應用於尺寸相對較小的液晶顯示 裝置，例如膝上型電腦及台式電腦的監視器中。邊緣型背光單元 具有良好的發光均勻性’較長的使用壽命，以及製造更薄的液晶 • 顯示裝置的優點。 隨著液晶顯示裝置的尺寸被擴大到20英寸以上，直接型背光 單元已開始被針地研發。直接㈣光單元可迫使光線直接入射 到液sa顯7Γ；面板的整個表面上。為此，直接型背光單元係包含複 數個排列於擴散板的下表面上的光源。由於直接型背光單元比邊 緣型背光單元具有更高的發級能，因此其主要顧於需要高亮 度的大尺寸液晶顯示裝置中。 ❶ … 背光杈正動態超文本鏈結標示語言（HTML)編輯部件尼特係 採用電聚型光源，例如冷陰極螢光燈（CCFL)、熱陰極勞光燈 (HCFL)、外部電極螢光燈（EEFL)、夕卜部及内部電極榮光燈 (EIFL)或其它螢铋作為光源。作為選擇，背光單元使用發光 -極體（LED)作為光源。特別是，發光二極體由於其具有較長 的使用壽命、較低的耗電量、較小的尺寸、優越的耐用性等特點 而被廣泛應用於背光單元。 201124779 邊緣型背光單元通常包含排列於其側表面上的複數個發光二 極體，以及平行於複數個發光二極體設置的光導板。近來，為了 防止產生殘留影像，邊緣型背光單元已配置成係以掃描方式加以 驅動。此掃描方式的背光單元係將螢幕（例如，液晶顯示面板） 劃分成複數個沿一個方向排列的區塊並依序地向這些區塊施加光 線。 為此，普通的掃描方式的背光單元將使位於其一侧的複數個 發光二極體依序地在-個尺寸©定的區域内發光。並且，普通的 背光單元係使用光導板將從複數個發光二極體發出的光線引導至 液曰曰,、’具示面板上的劃分後的區塊。然而，當從發光二極體中發出 的光線進入光導板中時會被擴散性地反射。由此，在掃描方式中 驅動背光單元是非常困難的。 另方面，為了將光線引導至每一劃分後的區塊，在普通的 液曰曰‘’員示褒置巾係使用其上表面及下表面上形成有導向圖案的光 導板°同樣’對於圖案化的光導板來說，其也難以避免光線的擴 散反射。 【發明内容】 习因此本發明之實施例在於提出一種能夠從實質上克服由於 s技術之局限及缺點而導致的一個或多個問題的液晶顯示裝 置。 知例之一目的在於提供一種能夠被掃描驅動之背光單元 201124779 以及具有此背光單元之液晶顯示裝置。 本發明其他的韻和優簡在如下之綱書巾加關述，並 '且可以透過本㈣之如下朗得以部分地理解，或者可以從本發 明的實踐中得出。本發明之優點可以透過本發明所記載之說明書 及申請專利範圍中特別指明之結構並結合圖示部分得以實現和獲 得。 本發明之-方面所提供的背光單元包含㈣發光的光源以及 籲平行於光源設置的光導板，光導板用以將從光源射入的點狀光轉 換為平面光。光導板包含複數個簡定間隔排列的氣密層，氣密 層用以在具有固疋間隔之寬度的區塊中引導從光源中發出的光 線。 本發明之另一方面所提供的液晶顯示裝置包含液晶顯示面 板，設置於液晶顯示面板之反面上並用以發光的光源，以及平行 ❶於光源設置的並用以將從光源進入的點狀光轉換為平面光的光導 板。光導板包含複數個以固定間隔排列的氣密層，氣密層用以在 具有固定間隔之寬度的區塊中引導從光源中發出的光線。 對於本領域之技術人員來說，可透過如下之附圖及詳細說明 對本發明之其他系統、方法、特徵和優點加以理解❶本發明的這 些其他的系統、方法、特徵和優點係包含於這些說明之中，並未 超出本發明之範圍，且由隨後之申請專利範圍所保護。在此部分 中沒有什麼會構成對這些申請專利範圍的限制。下面還將結合實 7 201124779 專利範圍 【實施方式】 施例進-步描述本發明之其它形態及優點。可以理解的是，如 所述的本發明之贿說明轉制述的本㈣之詳吨明^ 有絲性和解釋性的，叙是為了進—步揭示本發明之申請 現在將對關巾所麵的本發明之實施例進行詳細說明。下 面這些作為實例卿出的實施例是為了將本發明之精神傳達給本 領域之普通技術人員。因此，這些實施例可能具有不同的形狀， 但並不以此為限。並且，出於關中方便之考慮裝置的尺寸及 厚度可能會被誇大地表示。只要有可能，在這些關中所使用的 相同的參考標號均代表相同或同類部件。 「第1圖」為本發明—實施例之液晶顯示裝置的分解透視圖。 「第2圖」為「第！圖」中光導板之部w的放大透視圖。「第 3圖」為「第1圖」中發光二極體及光導板之構造的平面圖。 月參考第1圖」至「第3圖」，本發明一實施例之液晶顯示 裝置包含用以顯示影像的液晶顯示面板11()，以及^置於液晶顯示 面板110之下的背光單纟跡背光單元⑶可將光線施加至液晶 顯示面板110。 液晶顯示面板11G包対色片絲U1及_電晶體基板 113 ’/慮色片基板lu與薄膜電晶體基板⑴彼此相對設置並相結 合，藉以於之間保持相同的單元間㉝> 液晶顯示面板UG還包含 201124779 介於兩層基板之間的液晶層（附圖中未示出）。 儘管在附圖中未詳細示出’現在仍將詳細描述濾色片基板iii 及薄膜電晶體基板113。薄膜電晶體基板113包含相互交叉的複數 個間極線及複數個 > 料、線，並且在複數個閘極線與複數個資料線 的交又點形成有薄職晶體。相互交又的複數個難線及複數個 資料線定義了畫素。賴電晶體係分別連接至晝素電極，每一畫 素電極包含於畫素中。另一方面，濾色片基板U1包含：相對於 • 畫素之紅、綠、藍滤色片；設置成每-遽色片之邊緣的黑色矩陣； 以及形成為覆蓋濾色片及黑色矩陣之通用電極。黑色矩陣係形成 閘極線、資料線及薄膜電晶體之屏蔽。 液晶顯示裝置還包含由液晶顯示面板11〇之邊緣設置而成的 驅動器印刷電路板（PCB) 115。驅動器印刷電路板115可將驅動 訊號施加至液晶顯示面板11〇上的閘極線及資料線。為此，驅動 ^ 器印刷電路板115係透過COF (薄膜上晶片）in之方式電連接 至液晶顯示面板110。此COF (薄膜上晶片）117可由帶式載體封 裝（TCP)替換。 設置於液晶顯示面板110之下的背光單元120包含：具有開 放的上表面的盒形底蓋170’設置於底蓋17〇之内側的印刷電路板 151 ’以及複數個裝載於印刷電路板ι51上的白色發光二極體 153。背光單元120還包含··與複數個白色發光二極體153平行設 置並且用以將斑點狀的入射光轉變為平面光的光導板14〇,設置於 201124779 光導板140之下並且用以將從光導板140向下行進的光線向著液 晶顯示面板110反射的反射薄片160’以及設置於光導板14〇之上 方並且用以分散和會聚從光導板140入射之光線的光學薄片13〇。 儘管附圖中未示出，背光單元120還包含由模型材料形成的 矩形邊緣形狀之支撐主體。支撐主體係用以收容印刷電路板 15卜白色發光二極體153、光導板140、光學薄片13〇及反射薄 片160。並且，支撐主體係與底蓋17〇相結合。 儘管附圖中未示出，光學薄片130包含擴散薄片、會聚薄片 及保護薄片。擴散薄片係用以使光線分散。會聚薄片係用以使分 散的光線會聚。保護薄片係用以保護形成於會聚薄片上的會聚圖 案。 印刷電路板151係可用以防止由白色發光二極體153中所產 生之熱量而導致的缺陷。為此，印刷電路板151係由適於快速散 心熱量之優良的導熱性金屬材料形成。白色發光二極體可配 置成表面安裝型（SMT)與板上晶片（COB)中的一種。 光導板140係由聚曱基丙烯酸甲酯（pMMA)形成。並且， 光導板140包含複數個彼此分隔開的氣密層143。 複數個氣密^ 143係形成從光導板14〇之一侧表面延伸至另 一側表面的狹縫形狀。複數個氣密層143制以將人射光從光導 板140之一側表面引導至另一側表面。換句話說，複數個氣密層 143改善了光線的方向。這是由以下事實所引起的，即，複數個氣 201124779 密層143由於其折射率與光導板14〇之材料的折射率不同，因而 會反射進入光導板140之入射表面的入射光。每一氣密層143係 形成於與相鄰的發光二極體153之間的區域相對應的入射表面 141之上。 本發明實施例之揭露僅僅將複數個發光二極體153排列於光 導板140之一側表面之上，但並非以此為限。作為選擇，背光單 元也可包含複數個排列於光導板140之至少兩侧表面上的發光二 _ 極體。 由於氣密層143係對應於發光二極體之間的分隔間隙排列， 因此氣密層143的數量可隨發光二極體之數量而變化。並且，相 鄰的氣密層143之間的分隔距離可隨發光二極體153的尺寸而變 化。因此’氣密層143的數量以及氣密層143之間的距離依賴於 發光二極體153的數量以及發光二極體153之間的分隔間隙。具 ❶有上述氣密層丨43的光導板140可透過使用空氣壓力之擠壓製程 加以製造。 如此’包含於本揭露中的光導板140係配設有複數個從光導 板之一側表面延伸至另一側表面而形成的氣密層143。照此，光導 板140能夠透過使用複數個氣密層143的區塊將從複數個發光二 極體153中發出的光線區分地加以引導。 換句話說，複數個形成於光導板140中氣密層143透過折射 光線改善了光線的方向。因此，能夠提高配置成以掃描方式加以 11 201124779 驅動的邊緣型背光單元之可靠性。 「第4圖」為本發明之另一實施例的發光二極體及光導板之 構造的平面圖。「第5圖」為本發明之又一實施例的發光二極體及 光導板之構造的平面圖。 如「第4圖」中所示，依據本發明另一實施例之光導板24〇 也包含複數個氣密層243,這些氣密層243以相比於第一實施例之 光導板140之氣密層間的間隔更為長的間隔排列。更準確地說， 複數個發光二極體253係在氣密層243之間的每個區域中相對地 # 排列成兩排。如「第4圖」中所示的形成於光導板240中的氣密 層243之間的間隔能夠依據用於背光單元之掃描驅動方式的劃分 後的區塊之尺寸加以調整。 如「第5圖」中所示，依據本發明又一實施例之光導板34〇 包含複數個氣密層343 ’這些氣密層343係相對於各發光二極體 353及發光二極體353之間的各區域形成。換句話說，本發明又一 實施例之光導板340中氣密層343與第一實施例之光導板140中鲁 的氣密層相比，其在相同方向上彼此排列的更加接近。在「第5 圖」中所示的形成於光導板340中的氣密層343之間的間隔能夠 依據用於背光單元之掃描驅動方式的劃分後的區塊之尺寸加以調 整。 「第6圖」為光線進入普通的光導板之圖形示意圖。「第7圖」 為光線進入本發明之實施例的光導板之圖形示意圖。 12 201124779 如「第6圖」所示，普通的光導板使得從發光二極體中發出 的光線在其光線入射部分被擴散地加以反射。而如「第7圖」所 示，顯然進入到本發明實施例之光導板的光線入射部分的光線可 以一種不同的方式透過複數個氣密層而被折射並垂直地行進。換 句話說，本發明實施例之光導板改善了光線的方向並使光線的擴 散反射最小化。因此’光導板能夠區分地引導區塊中的光線。 雖然本發明以前述之實施例揭露如上’然其並非用以限定本 • 發明’任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍内， 當可作些許之更動與潤飾。因此，本發明之專利保護範圍須視本 說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 第1圖為本發明一實施例之液晶顯示裝置的分解透視圖； 第2圖為第1圖中光導板之部分，/ A，/的放大透視圖； ❶ 第3圖為第1圖中發光二極體及光導板之構造的平面圖； 第4圖為本發明之另一實施例的發光二極體及光導板之構造 的平面圖； $ 5 _為本發明之另-實施例的發光二極體及光導板之構造 的平面圖； $ 6圖為光線進入一普通光導板之圖形示意圖；以及 第7圖為光線進入本發明之實施例的光導板之圖形示意圖。 13 201124779 【主要元件符號說明】 110 液晶顯不面板 111 濾色片基板 113 薄膜電晶體基板 115 驅動器印刷電路板 117 COF (薄膜上晶片） 120 背光單元 130 光學薄片 140 光導板 141 入射表面 143 氣密層 151 印刷電路板 153 白色發光二極體 160 反射薄片 170 底蓋 240 光導板 243 氣密層 253 發光二極體 340 光導板 343 氣密層 353 發光二極體

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Claims (1)

1. 201124779 七、申請專利範圍： 1. 一種背光單元’係包含： 一用以發光的光源；以及 一平行於該光源設置的並用以將從該光源進入的點狀光 轉換為平面光的光導板， 其中，該光導板包含複數個以固定間隔排列的氣密層，並 且該等氣密層用以在具有固定間隔之寬度的區塊中引導從該 φ 光源發出的光線》 2. 如請求項1所述之背光單元，其中複數個氣密層係從該光導板 之一側表面延伸至另一侧表面。 3. 如請求項1所述之背光單元，其中複數個氣密層係形成一狹長 形狀。 4. 如請求項1所述之背光單元’其中該光源包含複數個發光二極 體’並且每-氣密層係相對於該等發光二極體之間的各個區域 • 形成於該光導板之上。 5. 如請求項4所述之背光單元，其中該等氣密層之間的距離係取 決於光源之間的距離及光源的數量。 6. 如明求項1所述之背光單^，其中該光源包含複數個發光二極 體並且違等亂密層係相對於該等發光二極體及相鄰光源之間 的區域形成。 7. 如θ求項1所述之背光單元，其中該光源包含複數個與該等氣 15 201124779 密層之間的區域相對的發光二極體。 8. —種液晶顯示裝置，係包含： 一液晶顯示面板； 設置於該液晶顯示面板之反面上並用以發光的光源；以及 一平行於該光源設置的並用以將從該光源進入的點狀光 轉換為平面光的光導板， 其中’該光導板包含複數個以固定間隔排列的氣密層，並 且該等氣密層用以在具有固定間隔之寬度的區塊中引導從該 光源發出的光線。 9. 如凊求項8所述之液晶顯示裝置，其中複數個氣密層係從該光 導板之一側表面延伸至另一側表面。 10. 如請求項8所述之液晶顯示裝置，其中複數個氣密層係形成一 狹長形狀。 U.如睛求項8所述之液晶顯示裝置，其中該光源包含複數個發光 二極體，並且每一氣密層係相對於該等發光二極體之間的各個 區域形成於該光導板之上。 12.如請求項11所述之液晶顯示裝置，其中該等氣密層之間的距 離係取決於光源之間的距離及光源的數量。 13·如凊求項8所述之液晶顯示裝置，其中該光源包含複數個發光 二極體’並且該等氣密層係相對於該等發光二極體及相鄰光源 之間的區域形成。 201124779 14.如請求項8所述之液晶顯示裝置，其中該光源包含複數個與該 等氣密層之間的區域相對的發光二極體。 ❶ 17