TWI723531B - 顯示用背光裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明涉及顯示裝置用背光裝置,其特徵在於,包括:光源模組,在基板上安裝有多個光源,用於向上述光源模組的上部射出光;導光部,覆蓋上述光源並與上述基板相結合,用於透射上述光源的光,且由透明原材料製成;第一立體圖案,在與上述光源的位置相對應的位置填充於上述導光部的上部面的凹版腔或塗敷於上述導光部的上部面的凹版腔,使得上述光源的垂直成分的光向傾斜方向反射;以及反射片,介於上述基板和上述導光部之間,使得從上述第一立體圖案射的光得到反射,並向上述導光部的上部面射出。
Description
本發明關於顯示用背光裝置。
一般情況下,顯示裝置作為接收影像訊號來進行顯示的裝置,包括電視機(TV)或顯示器,而作為用於顯示影像的機構,正在利用液晶顯示裝置(LCD:Liquid Crystal Display Device)、有機發光裝置(OLED:Organic Light Emitting Display)、電漿顯示裝置(PDP:Plasma Display Panel)等多種裝置。
不同於其他顯示裝置,液晶顯示裝置(LCD)其本身無法進行發光,因而如果想要顯示高品質的圖像,就必須設置額外的外部光源。因此,液晶顯示裝置除了液晶板之外,還需要包括面光源的背光單元,使得背光單元向液晶面板均勻地供給高亮度的光源,從而體現圖像。像這樣,背光單元是指液晶顯示裝置之類的用於實現顯示裝置的圖像的表面照明裝置,並且,根據配置光源的位置,分為直接照明類型(Direct Lighting type)或邊緣照明類型(Edge Lighting type)背光單元。作為背光單元的光源,主要使用具有小型、低耗電、高可靠性等優點的發光二極體(Light Emitting Diode,以下稱之為“LED”)。
圖1為表示先前技術的直接照明類型背光裝置的主要結構的剖視圖。
直接照明類型背光裝置在基板11上安裝有多個LED元件12,在與LED元件12相隔開的上部配置有透光部件13,並在透光部件13的下部面中,在與LED元件12相對應的位置形成有反射圖案14。反射圖案14可以由多種原材料的反射物質印刷在透光部件13來形成,或者透光部件13的表面
以具有反射功能的方式實現圖案化來形成。
這種先前技術的直接照明類型背光裝置因反射圖案形成簡單的平面結構而具有高斯(Gaussian)形態的反射特性。即,從LED元件射出的光藉助反射圖案14來向下側得到反射,而向下側反射的光重新藉助反射片15來向上側得到反射,並向上下側方向無限反復進行反射。此時,反射圖案及反射片具有約92%的反射率,在光每次進行反射的過程中,發生約8%的光損耗,因此,反射次數越多,光損耗越增加。因此,現有的背光裝置因簡單的平面結構的反射圖案而使光的反射次數增加,因此,存在具有高的光損耗率的問題。
並且,在先前技術的背光裝置為了體現超薄型背光裝置而縮小LED元件和反射圖案之間的光徑(OD)的情況下,需要增加反射圖案的大小或密度,因此,存在進一步增加光損耗率的問題。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
韓國公開專利10-2017-0066974號(2017年06月15日申請公開,光擴散板及包括其的顯示裝置)。
本發明為了解決如上所述的問題而提出,本發明的目的在於,在直接照明類型的背光結構中,提供既可以藉助反射圖案來提高光均勻度,又可以使光損耗最小化的背光裝置。
本發明的另一目的在於,提供既不會出現光損耗,又有利於超薄型的背光裝置。
用於實現如上所述的目的的本發明的背光裝置的特徵在於,包
括:光源模組,在基板上安裝有多個光源,用於向上述光源模組的上部射出光;導光部,覆蓋上述光源並與上述基板相結合,用於透射上述光源的光,且由透明原材料製成;第一立體圖案,在與上述光源的位置相對應的位置填充於上述導光部的上部面的凹版腔或塗敷於上述導光部的上部面的凹版腔,使得上述光源的垂直成分的光向傾斜方向反射;以及反射片,介於上述基板和上述導光部之間,使得從上述第一立體圖案射的光得到反射,並向上述導光部的上部面射出。
並且,本發明的特徵在於,上述第一立體圖案呈具有傾斜結構的反射面的倒錐體形狀。
並且,本發明的特徵在於,上述反射面包括:第一反射面,具有第一傾斜;以及第二反射面,具有不同於上述第一傾斜的第二傾斜。
並且,本發明的特徵在於,上述反射面包括曲面形狀。
並且,本發明的特徵在於,還包括第二立體圖案,上述第二立體圖案在上述光源之間填充於上述導光部的下部面的凹版腔或塗敷於上述導光部的下部面的凹版腔,用於反射從上述第一立體圖案反射的光。
並且,本發明的特徵在於,上述第一立體圖案和上述第二立體圖案呈相對於上下方向相互對置的形狀。
並且,本發明的特徵在於,還包括光擴散層,上述光擴散層形成於上述導光部的上部面。
並且,本發明的特徵在於,上述光擴散層包括光圖案,上述光圖案形成於上述光擴散層的上部面。
如上所述構成的本發明由導光部的上部面的反射圖案形成3D立體形狀,使得反射圖案和反射片之間的光反射變得最小,從而既可以使反射引起的光損耗最小化,又可以提高光均勻度。
11:基板
12:LED元件
13:透光部件
14:反射圖案
15:反射片
100:光源模組
110:基板
120:LED元件
200:導光部
200a:出光面
210:空腔
300:反射片
400:立體圖案
400-1:第一立體圖案
400-2:第二立體圖案
410、420:反射面
500:光擴散層
510:光圖案
圖1為表示先前技術的直接照明類型背光裝置的主要結構的剖視圖。
圖2a及圖2b為表示本發明第一實施例的背光裝置的主要結構的剖視圖。
圖3a及圖3b為表示本發明第二實施例的背光裝置的主要結構的剖視圖。
圖4為表示本發明第三實施例的背光裝置的主要結構的剖視圖。
本發明及通過實施本發明來實現的技術問題將通過以下所述的多個較佳的實施例來變得明確。參照以下所附的圖式來詳細觀察本發明的較佳的實施例。
後述的本實施例的差異應被理解為互不排斥的事項。即,需要理解的是,在不脫離本發明的技術思想及範圍的情況下,所記載的特徵形狀、結構及特性可以涉及一實施例來體現為其他實施例,各個所公開的實施例內的個別結構要素的位置或配置可以發生變更,並且,在圖式中,類似的元件符號在多個方面指稱相同或類似的功能,長度、面積、厚度等以及其形態可以為了便於說明而以誇張的方式表達。在本實施例的說明中,內、外、上、下等表達作為相互表示相對性的位置或方形等的,其技術含義不應局限於詞典上的含義。
圖2a及圖2b為表示本發明第一實施例的背光裝置的主要結構的剖視圖。
參照這些圖式,本實施例的背光裝置包括:光源模組100,在基板110上安裝有多個LED元件120;導光部200,對LED元件120進行密
封,並在基板110上以規定的厚度形成;反射片300,介於基板110和導光部200之間;以及立體圖案400,形成於導光部200的上部面。並且,雖然未圖示,但背光裝置還包括配置於導光部200的上部的光學片,並且在光學片的上部配置液晶面板來構成顯示裝置。
在如上所述的結構的背光單元中,從LED元件120射出的點光源的光一邊經過導光部200,一邊得到擴散及散射,並藉助導光部200的上部的立體圖案400來向下側的斜線方向得到反射,之後重新反復進行在下側的反射片300得到反射的過程,並轉換為整體均勻的面光源的光,從而從導光部200的上部面的出光面200a射出。
具體觀察如下,光源模組100作為背光裝置的光源,LED元件120以朝橫向、豎向、對角線或任意方向形成規定間隔的方式在基板110上安裝多個。在基板110印刷有規定的電路,LED元件120包括朝向上側照射光的頂視圖(top view)方式的元件。從各LED元件120射出的光向導光部200的內部入射。
導光部200一邊對LED元件120進行密封,一邊吸收LED元件120的光,並且,在向導光部200的整個區域擴散所吸收的光後,引導向上部面射出。導光部200可通過使用光源模組100作為插入物的注塑成型(injection molding)或點膠成型(dispensing molding)或熱熔成型(hot melt molding)等步驟與光源模組100形成為一體型。因此,從LED元件120射出的光無需經由空氣層而直接向導光部200入射,從而還可以防止由折射率差異引起的空氣層中的光損耗。
並且,導光部200由具有高透明性的原材料構成,使得內部的光損耗最小化,作為一例,可以由包含Glass、Sapphire、PMMA、PUA、PET、PI、PO、PVC、PC、PE、PP、PS、Si、SiOx、Al、Al2Ox、ZnO、POE、EVA、環氧基中的一種以上的透明原材料構成(x為任意的自然數)。
反射片300配置於基板110和導光部200之間,即,基板110的上部面,並且,分布於導光部200的內部或在立體圖案400中重新向上側反射向下側反射的光,從而向導光部的上部面的出光面200a射出。反射片300可以由具有高反射率的薄片或膜與基板110的上部面相結合或由具有高反射率的物質塗敷於基板110的上部面來形成。
立體圖案400向側面反射從LED元件120向垂直上側射出的光,從而在導光部200的整個區域射出均勻亮度的光。立體圖案400形成於導光部200的上部面,並在與LED元件120的位置相對應的位置與導光部200相結合。即,立體圖案400在以1:1的比例與各LED元件120相對應的位置位於LED元件120的垂直上部,並在導光部200的上部面朝橫向、豎向、對角線或任意方向形成規定間隔來形成多個。立體圖案400可以由具有高反射率的物質塗敷於導光部200的上部面來形成。
並且,較佳地,立體圖案400形成3D結構的立體形狀來具有傾斜結構的反射面410,而用於此的立體圖案400的縱向剖面呈倒錐體形狀。其中,倒錐體形狀是指越朝向下側,直徑越相對變窄,使得光能夠朝向側面傾斜方向反射的形狀,頂角可呈具有規定曲率的彎曲形狀,並包括半球形或半橢圓形。並且,立體圖案400的橫截面可呈圓形、四邊形、多邊形等多種形狀。
這種立體圖案400可以在導光部200的上部面以凹陷的方式形成凹版的空腔(cavity)210內填充光反射物質來形成。構成立體圖案400的光反射物質可包含Ag、TiO2、ZnO、Si、SiO2、Al2O3、Al中的一種以上。並且,如圖2a所示,立體圖案400可以在空腔210的內部的所有區域填滿光反射物質,或者如圖2b所示,立體圖案400可以沿著表面塗敷而成。
在具有如上所述結構的立體圖案400的背光裝置中,從LED元件120向垂直上側射出的光L1在立體圖案400的反射面410向傾斜方向反射
之後L2,在反射片300重新得到反射,並向立體圖案400之間的出光面200a射出L3。因此,本實施例的背光裝置使從LED元件120向垂直上側射出的光得到反射的過程實現最小化來射出,從而使反射過程中出現的光損耗最小化。並且,由於本實施例的背光裝置即使厚度變薄,也不會出現由反射引起的光損耗,因此,既有利於背光裝置的超薄化,又可以呈現高的亮度。在本實施例的背光裝置中,LED元件120和立體圖案400可形成0.05mm至20mm的間隔。
圖3a及圖3b為表示本發明第二實施例的背光裝置的主要結構的剖視圖。本實施例的背光單元的特徵在於,立體圖案400形成多級結構,並在導光部200的上部面還形成光擴散層500,而光源模組100、導光部200及反射片300的結構因與第一實施例相同,因而省略詳細的說明。
本實施例的立體圖案400包括:第一反射面410,具有規定的傾斜;以及第二反射面420,具有不同於第一反射面410的傾斜。此時,第二反射面420從第一反射面410延伸,並且,雖然在本實施例中例示出了具有2級反射面410、420的立體圖案400,但可以具有3級以上的多級結構,反射面410、420也可以形成曲面形狀。像這樣具有不同傾斜的多個反射面410、420的立體圖案400可使LED元件120的光向多個角度反射,從而進一步提高向出光面射出的光的均勻度。
並且,光擴散層500以規定的厚度形成於包括立體圖案400的導光部200的上部面,並擴散從導光部200射出的光來射出更為均勻的光。可以在導光部200的上部面塗敷混合有光擴散劑的透明樹脂來形成光擴散層500。
並且,如圖3b所示,可在光擴散層500的上部面形成光圖案510。光圖案510可以控制所射出的光的射出角,並可以形成點形狀、棱柱形狀、網紋形狀等多種形狀。
圖4為表示本發明第三實施例的背光裝置的主要結構的剖視圖。在本實施例的背光裝置中,立體圖案400在LED元件120之間更形成於導光部200的下部面。即,如圖所示,背光裝置包括導光部200的上部面的第一立體圖案400-1和導光部200的下部面的第二立體圖案400-2。第一立體圖案400-1在LED元件120的垂直上部形成於導光部200的上部面,第二立體圖案400-2在LED元件之間形成於導光部200的下部面。此時,第一立體圖案400-1和第二立體圖案400-2可呈朝向上下方向相互對稱的形狀。
在如上所述構成的背光裝置中,從LED元件120向垂直上側射出的光在第一立體圖案400-1中一邊形成傾斜,一邊向下側反射,所反射的光的一部分一邊藉助第二立體圖案400-2來形成傾斜,一邊向上側反射,之後通過導光部200的上部面的出光面200a來射出。因此,在本實施例的背光裝置中,由於從LED元件120射出的光在導光部200的上下部面的兩面向傾斜方向反射,因此,可以進一步減少反射次數來減少光損耗,並射出更為均勻的光。
如上所述,雖然示出本發明的例示性的實施例進行了說明,但本發明所屬技術領域的普通技術人員可以實施多種變形和其他實施例。這種變形和其他實施例均被發明要求保護範圍所考慮和包含,從而視為不脫離本發明的真正的宗旨和範圍。
100:光源模組
110:基板
120:基板
200:導光部
200a:出光面
300:反射片
400:立體圖案
410:反射面
Claims (8)
- 一種顯示用背光裝置,包括: 光源模組,在基板上安裝有多個光源,用於向所述光源模組的上部射出光; 導光部,覆蓋所述光源並與所述基板相結合,用於透射所述光源的光,且由透明原材料製成; 第一立體圖案,在與所述光源的位置相對應的位置填充於所述導光部的上部面的凹版腔或塗敷於所述導光部的上部面的凹版腔,使得所述光源的垂直成分的光向傾斜方向反射;以及 反射片,介於所述基板和所述導光部之間,使得從所述第一立體圖案射的光得到反射,並向所述導光部的上部面射出。
- 如請求項1所述之顯示用背光裝置,其中,所述第一立體圖案呈具有傾斜結構的反射面的倒錐體形狀。
- 如請求項2所述之顯示用背光裝置,其中,所述反射面包括: 第一反射面,具有第一傾斜;以及 第二反射面,具有不同於所述第一傾斜的第二傾斜。
- 如請求項2所述之顯示用背光裝置,其中,所述反射面包括曲面形狀。
- 如請求項1所述之顯示用背光裝置,其還包括第二立體圖案,所述第二立體圖案在所述光源之間填充於所述導光部的下部面的凹版腔或塗敷於所述導光部的下部面的凹版腔,用於反射從所述第一立體圖案反射的光。
- 如請求項5所述之顯示用背光裝置,其中,所述第一立體圖案和所述第二立體圖案呈相對於上下方向相互對置的形狀。
- 如請求項1所述之顯示用背光裝置,其中還包括光擴散層,所述光擴散層形成於所述導光部的上部面。
- 如請求項7所述之顯示用背光裝置,其中,所述光擴散層包括光圖案,所述光圖案形成於所述光擴散層的上部面。
Applications Claiming Priority (2)
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