TWI758976B - 光路控制元件、背光單元及顯示裝置 - Google Patents

光路控制元件、背光單元及顯示裝置 Download PDF

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Abstract

本發明的實施例涉及一種光路控制元件、背光單元和顯示裝置，透過在一個或多個光源上設置包含位於光通過的表面上並位於與各光源相對應的第一雕刻圖案，以及位於光入射的表面上並位於光源之間的區域的第二雕刻圖案的光路控制元件，能夠改善引導和擴散從光源發出的光的功能。據此，透過增加光源之間的距離並使熱點得以防止，亮度均勻性得以改善，可以減少光源的數量，並提供一種產生改善圖像品質的背光單元。

Description

光路控制元件、背光單元及顯示裝置
本發明係關於一種光路控制元件、背光單元及顯示裝置。
隨著資訊社會的發展，對顯示影像之顯示裝置的需求不斷增長。近日已發展且運用了各式類型的顯示裝置，例如液晶顯示裝置、有機發光顯示裝置及量子點顯示裝置等。
顯示裝置可以包含顯示面板，其中排列有多個子像素，以及用以驅動排列於子像素內的元件的不同種類的驅動電路。根據顯示裝置的種類，顯示裝置可設置向顯示面板提供光的背光單元。
背光單元可包含多個光源及數個光學元件等。此外，背光單元通常係位於顯示面板顯示圖像的表面的反側，使得背光單元可向顯示面板提供光。
因此，包含於顯示面板的背光單元可導致顯示裝置厚度的增加。此外，當減少背光單元的厚度以減少顯示裝置的厚度時，由於無在光源及顯示面板之間形成足夠的間隙，因此可導致影像品質被降低的問題。
根據本發明之實施例，提供一種方法，在減少向面板提供光的背光單元的厚度的情況下，改善了藉由背光單元發光的面板的影像品質。
根據本發明之實施例，提供一種方法，在減少包含於背光單元的光源數量，且不增加背光單元厚度的情況下，維持藉由背光單元發光的面板的影像品質。
根據本發明的一觀點，提供了一種背光單元，包含：多個光源，設置於印刷電路上；以及一光路控制元件，位於該些光源中至少一者上方，該光路控制元件包含多個第一雕刻圖案，該些第一雕刻圖案各位於該光路控制元件的一頂面上且各位於與該些光源中的全部或至少一部分重疊的區域，並且該光路控制元件包含多個第二雕刻圖案，該些第二雕刻圖案位於該光路控制元件的一底面上且各位於與該些光源重疊的多個區域除外的區域。
根據本發明的另一觀點，提供了一種背光單元，包含：多個光源，位於一印刷電路上；一光源保護元件，位於該些光源中至少一者上且圍繞該些光源中至少一者的一外表面的至少一部分；以及一光轉換膜，位於該光源保護元件上且包含設置於該光轉換膜的一下部的一光擴散層以及設置於該光轉換膜的一上部的多個光擴散圖案。
根據本發明的更一觀點，提供了一種顯示裝置，包含：根據前述實施例的一背光單元；以及一面板，設置於該背光單元上方並接收來自該背光單元的光。
根據本發明的更一觀點，提供了一種光路控制元件，包含：多個第一雕刻圖案，位於一光路控制元件的一第一表面上；以及 多個第二雕刻圖案，位於該光路控制元件的一第二表面上，該第二表面是該第一表面的一相反表面，且位於除了與該些第一雕刻圖案重疊的區域之外的一個或多個區域。
根據本發明的實施例，透過在包括在背光單元中的一個或多個光源上設置包含一個或多個光轉換圖案或一個或多個光擴散圖案的光轉換膜，能夠改善由背光單元照亮的面板上的圖像品質，同時降低背光單元的厚度。
根據本發明的實施例，透過在一個或多個光源上設置光路控制元件，該光路控制元件包含形成在光進入對應於光源的區域的表面的相反表面上的第一雕刻圖案，以及形成在光離開光源之間的區域的表面的相反表面上的第二雕刻圖案，可以改善光擴散性能，增加光源之間的距離，並保持由背光單元照明的面板上的圖像品質。
以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。
在對本發明的例子或實施例的以下描述中，將參考附圖，在附圖中透過說明的方式展示了可以實施的具體例子或實施例，並且在附圖中，即使在不同的附圖中顯示了彼此不同的組件，也可以使用相同的參考數字和符號來指定相同或類似的組件。此外，在下面對本發明的例子或實施例的描述中，當確定描述可能會使本發明的某些實施例中的主題相當不清楚時，將省略對包含在此的公知功能和組件的詳細描述。本文使用的諸如「包含」、「具有」、「包含」、「構成」、「組成」和「形成」等術語一般是為了允許添加其他組件，除非這些術語與「僅」一起使用。本文所用的單數形式旨在包含複數形式，除非上下文另有明確說明。
術語，如「第一」、「第二」、「A」、「B」、「(A) 」或「(B)」，可在此用於描述本發明的元素。這些術語中的每一個都不是用來定義元素的本質、順序、序列或數量等，而只是用來將相應的元素與其他元素區分開來。
當提到第一元件「與第二元件連接或耦合」、「接觸或重疊」等時，應當解釋為，不僅第一元件可以「直接連接或耦合」或「直接接觸或重疊」第二元件，而且第三元件也可以「穿插」在第一元件和第二元件之間，或者第一元件和第二元件可以透過第四元件相互「連接或耦合」、「接觸或重疊」等。在此，第二元素可以包含在兩個或多個元素中的至少一個中，這些元素「彼此連接或耦合」、「接觸或重疊」等。
當使用諸如「之後」、「隨後」、「下一步」、「之前」等時間相對術語來描述要素或配置的過程或操作，或操作、加工、製造方法中的流程或步驟時，這些術語可用於描述非連續或非順序的過程或操作，除非同時使用「直接」或「立即」等術語。
此外，當提到任何尺寸、相對尺寸等時，應考慮到某一元素或特徵的數值或相應的資訊(如級別、範圍等)包含一個公差或誤差範圍，即使在沒有說明相關說明的情況下，也可能由各種因素(如工藝因素、內部或外部影響、雜訊等)引起。此外，術語「可能」完全包含了術語「可以」的所有含義。
圖1是示出根據本發明的實施例的顯示裝置100的方塊圖。
參照圖1，顯示裝置100包含：顯示面板110，包含主動區域A/A和非主動區域N/A；用於驅動顯示面板110的閘極驅動電路120、資料驅動電路130和控制器140等。
可以在顯示面板110中佈置多條資料線DL和多條閘極線GL，並且可以在由資料線DL和閘極線GL的交叉點定義的區域中佈置多個子像素SP。
閘極驅動電路120由控制器140控制，透過依次向佈置在顯示面板110中的多個閘極線GL輸出掃描訊號來控制多個子像素的驅動時序。
閘極驅動電路120可以包含一個或多個閘極驅動器積體電路GDIC。根據驅動方案，閘極驅動電路120可以位於顯示面板110的一側或兩側，例如：左側或右側、頂部或底部、左側及右側、或者是頂部及底部。
每個閘極驅動器積體電路GDIC可以以磁帶自動鍵合(Tape Automated Bonding，TAB)類型或玻璃上晶片(Chip On Glass，COG)類型連接到顯示面板110的焊盤，例如鍵合焊盤，或者以閘極在面板(Gate In Panel，GIP)類型直接設置在顯示面板110上。在某些情況下，閘極驅動器積體電路GDIC可以被設置為集成到顯示面板110中。每個閘極驅動器積體電路GDIC可以以晶片在膜(Chip On Film，COF)類型實現，該晶片安裝在連接到顯示面板110的膜上。
資料驅動電路130從控制器140接收圖像資料，然後將接收的圖像資料轉換成類比資料電壓。資料驅動電路130根據施加透過閘極線GL的掃描訊號的時序向各資料線DL輸出資料電壓，並使各子像素SP發出與圖像資料一致的光。
資料驅動電路130可以包含一個或多個源極驅動器積體電路SDIC。
每個源極驅動器積體電路SDIC可以包含移位暫存器、閂鎖電路、數位類比轉換器、輸出緩衝器等。
每個源極驅動器積體電路SDIC可以以磁帶自動接合(TAB)類型或玻璃上晶片(COG)類型連接到顯示面板110的焊盤，例如接合焊盤，或者直接位於顯示面板110上。在某些情況下，源極驅動器積體電路SDIC可以被設置為集成到顯示面板110中。每個源極驅動器積體電路SDIC可以以Chip On Film(COF)類型實現。在這種情況下，每個源極驅動器積體電路SDIC可以安裝在與顯示面板110連接的膜上，並透過膜上的線與顯示面板110電連接。
控制器140向閘極驅動電路120和資料驅動電路130提供數個控制訊號，控制閘極驅動電路120和資料驅動電路130的操作。
控制器140可以安裝在印刷電路板(PCB)、軟性印刷電路板(FPC)等上，並透過印刷電路板(PCB)、軟性印刷電路板(FPC)等與閘極驅動電路120和資料驅動電路130電連接。
控制器140使閘極驅動電路120根據每一幀處理的時序輸出掃描訊號，將從外部裝置或圖像提供源輸入的圖像資料轉換為資料驅動電路130使用的資料訊號形式，然後將轉換產生的圖像資料輸出到資料驅動電路130。
控制器140除了接收圖像資料外，還接收來自其他裝置、網絡或系統(例如主機系統)的數種類型的時序訊號，包含垂直同步訊號VSYNC、水平同步訊號HSYNC、輸入資料致能訊號DE、時脈訊號CLK等。
控制器140可以利用從主機系統等外部接收到的數種時序訊號產生數種控制訊號，並將產生的訊號輸出到閘極驅動電路120和資料驅動電路130。
例如，為了控制閘極驅動電路120，控制器140輸出數種類型的閘極控制訊號GCS，包含閘極啟動脈衝GSP、閘極移位時脈GSC、閘極輸出致能訊號GOE等。
在此，閘極啟動脈衝GSP用於控制包含在閘極驅動電路120中的一個或多個閘極驅動器積體電路GDIC的操作的啟動時序。閘極移位時脈GSC是通常輸入到一個或多個閘極驅動器積體電路GDIC的時脈訊號，用於控制掃描訊號的移位時序。閘極輸出致能訊號GOE用於指示一個或多個閘極驅動器積體電路GDIC的時序資訊。
此外，為了控制資料驅動電路130，控制器140輸出包含來源啟動脈衝SSP、來源取樣時脈SSC、來源輸出致能訊號SOE等數種資料控制訊號DCS。
在此，來源啟動脈衝SSP用於控制包含在資料驅動電路130中的一個或多個源極驅動器積體電路SDIC的資料取樣啟動時序。來源取樣時脈SSC是用於控制各源極驅動器積體電路SDIC的資料取樣時序的時脈訊號。來源輸出致能訊號SOE用於控制資料驅動電路130的輸出時序。
如此的顯示裝置100還可以包含電源管理積體電路，用於向顯示面板110、閘極驅動電路120、資料驅動電路130等提供數種類型的電壓或電流，或者用於控制要提供的數種類型的電壓或電流。
每個子像素SP可以是由每個閘極線GL和每個資料線DL的交點所定義的區域。根據顯示裝置100的類型，液晶或發光元件可設置於子像素SP中。
例如，作為液晶顯示裝置的顯示裝置100可以包含向顯示面板110照明的背光單元等光源裝置，而液晶可以設置於顯示面板110的子像素SP中。該顯示裝置100可以根據圖像資料和顯示圖像，透過向各子像素SP施加資料電壓所產生的電場來調整液晶的排列，從而產生亮度。
圖2示出了根據本發明的實施例，包含在顯示裝置100中的背光單元結構的一個例子。
參照圖2，顯示裝置100可以包含顯示面板110，以及設置於顯示面板110下方並向顯示面板110提供背光的背光單元。
例如，背光單元可以包含設置於印刷電路230上的多個光源240。印刷電路230可被設置以透過第一膠粘帶220與板210的上表面粘合。
在此，根據顯示裝置100的類型，板210可以是蓋底。此外，用於支撐顯示面板110的壩體280可以設置在板210上，並且設置在光源240、光學元件等的區域之外。
光源240可以包含發射光的發光體241，以及一個或多個電極242，用於驅動發光體241的訊號被施加到該電極上。
如此的光源240可以是例如發光二極體(LED)、迷你LED、μLED或類似的光源。據此，由於安裝在印刷電路230上的光源240可以具有晶片型，因此可以減少背光單元的厚度。
如此的光源240可以發出白光，並且在某些情況下，可以發出特定波長帶的光。例如，光源240可以發射藍光，並且可以向顯示面板110提供由設置於光源240上方的光學元件激發藍光所產生的白光。
反射板260可以被設置在印刷電路230上。反射板260可被設置為透過第二膠粘帶250與印刷電路230的上表面粘合。
反射板260可以包含多個孔，並且光源240可以位於包含在反射板260中的該些孔中的至少一個孔內。也就是說，提供反射功能的反射板260可以位於光源240未位於印刷電路230上的區域的至少一部分。
在此，當使用具有晶片型的光源240時，由於光源240的尺寸可能很小，所以反射板260的高度可以比光源240大。意即，反射板260的上表面可以設置在比位於孔中的光源240的上部更高的位置。
因此，從光源240側向移動的光可以從反射板260的側表面反射，然後向背光單元的前表面移動；透過這樣，可以進一步提高背光單元的發光效率。
此外，在某些情況下，可在印刷電路230上設置塗覆反射膜(coated reflective film)。
也就是說，可以在印刷電路230的前表面或除了設置至少一個光源240的區域以外的區域上設置反射膜；因此，可以使結果的發光效率提高。
在這種情況下，印刷電路230上的塗覆反射膜可以取代反射板260的功能，或者可以與反射板260一起設置以提供反射功能。
光源保護元件270可以設置在反射板260的至少一個孔內和反射板260上。
光源保護元件270可以例如由樹脂形成。
當光源保護元件270由樹脂形成時，光源保護元件270可以透過在印刷電路230上設置多個光源240的區域的邊緣區域或印刷電路230的外部設置隔牆，並在隔牆內沉積樹脂而形成。
此外，在某些情況下，位於反射板260的第一孔中的第一光源保護元件270和位於與第一孔相鄰的第二孔中的第二光源保護元件270可以相互獨立的結構安裝。也就是說，由於光源保護元件270被設置為露出反射板260的上表面，因此位於光源保護元件270上的光學元件可以直接設置在光源保護元件270和反射板260上。
光源保護元件270可以保護多個光源240中的一個或多個，並提供漫射光源240發出的光的功能。也就是說，光源保護元件270可以直接接觸光源240，以保護光源240，並提供引導光線的功能。
基膜310可以設置於光源保護元件270上，基膜310可以是例如聚碳酸酯(PC)或聚對苯二甲酸乙二酯(PET)等透明膜。多個光轉換圖案320可以設置於基膜310的上表面或下表面中的至少一個上。
在此，包含基膜310和光轉換圖案320的配置可以被視為光轉換膜300。
該些光轉換圖案320可以是控制光的行進路徑的光控制圖案，且設置於基膜310的底面上分別對應於多個光源240的多個位置。
也就是說，每個光轉換圖案320的至少一部分可以被設置為與每個光源240重疊，並且當考慮到光的擴散特性時，被設置為與一區域重疊，其中該區域包含光源240所處的區域。
例如，每個光轉換圖案320可以被設置成對應於在反射板260中形成的孔。此外，在部分情況下，光轉換圖案320的面積可以與反射板260的孔的面積相同。在另一個實施例中，光轉換圖案320的面積(區域)可以小於或大於包含在反射板260中的孔的面積(區域)，這取決於從光源240發射的光的強度、光源240和光轉換圖案320之間的距離等。
光轉換圖案320可以具有預定的反射率，並且可以散射、反射、繞射或透射從光源240發射的部分光。
光路改變圖案410可以對從光源240發射的部分光進行垂直方向或傾斜方向的散射、反射、繞射。此外，光轉換圖案320可以是允許從光源240發射的部分光透射的光控制圖案。
例如，光路改變圖案410可以散射從光源240發射的光，並使光沿垂直方向或傾斜方向傳播。在另一個實施例中，光路改變圖案410可以透過反射從光源240發射的光並使反射光再次被反射板260反射，從而使光向光源240之間的區域移動。
也就是說，透過將光轉換圖案320設置在從光源240發出的光的強度最強的區域中，能夠減小設置光源240的區域(光量相對較大的區域)和多個光源240之間的區域(光量相對較小的區域)等的亮度差。
因此，透過利用光轉換圖案320調整從光源240發射的光的移動方向，可以改善背光單元的照明所呈現的圖像品質。即，從光源240發射的光被光轉換圖案320散射、反射、繞射或透射；因此，可以改善背光單元的亮度均勻性。
擴散板400可以設置在基膜310上，以擴散透過基膜310的底面入射的光。
顏色轉換片500可以被設置在擴散板400上，以改變從光源240發射的光的波長範圍。此外，一個或多個光學片600可以被設置在顏色轉換片材600上。例如，棱鏡片610、擴散片620等可以安裝在顏色轉換片500上。
在此，擴散板400和顏色轉換片500所處的相對位置係可以互換。
擴散板400可以擴散穿過基膜310的光。
顏色轉換片500可以使特定波長帶的光響應於入射光而發射。
例如，當光源240發射第一波長帶(如藍光)的光時，顏色轉換片500可以使第二波長帶(如綠光)的光和第三波長帶(如紅光)的光響應於入射光而發射。據此，可以透過顏色轉換片500向顯示面板110提供白色波長範圍的光。
在某些情況下，如此的顏色轉換片500可以僅設置於擴散板400的部分區域上。
例如，當光源240發射藍光時，顏色轉換片500可以只設置於顯示面板110中的藍色子像素所在區域對應的區域以外的區域。也就是說，未透過顏色轉換片500的光可以到達顯示面板110的藍色子像素SP。
如此的顏色轉換片500可以不依賴於光源240地設置。
例如，當光源240發射白光時，或者當發射綠光和紅光的顏色轉換膜塗覆在從發射藍光的光源240發射的光排出的表面上時，或者類似情況下，顏色轉換片500可以不被設置。
如此，根據本發明的實施例，透過包含基膜310，在其上設置至少一個位於對應光源240的光轉換圖案320，以及光學元件，可以提供能夠滿足圖像品質的背光單元，同時降低背光單元的厚度。
此外，設置於基膜310上的光轉換圖案320可以採用各種結構。
圖3示出了根據本發明的實施例，包含在光轉換膜300中的光轉換圖案320的結構實例。
參照圖3，印刷電路230可以設置在板210上，並且多個光源240可以設置在印刷電路230上。此外，反射板260可以設置在除了光源240設置在印刷電路230上的區域之外的至少一部分區域中。
在此，光源240可以是例如發光二極體(LED)，並且包含包含n型半導體層、主動層和p型半導體層的發光體241，以及一個或多個電極242。
光源保護元件270可以設置在多個光源240和反射板260上。
可以在光源保護元件270上設置基膜310，並且可以在基膜310的底面上對應光源240的各個位置設置光轉換圖案320。此外，擴散板400、顏色轉換片500、光學片700等可以設置在基膜310上。
設置於基膜310的底面上的光轉換圖案320可以實現在基膜310上印刷具有阻擋光的特性的材料。
例如，光轉換圖案320可以以在基膜310上印刷二氧化鈦(TiO2)墨水的方法設置。當光轉換圖案320使用TiO2並且由一個層形成時，對應的反射率可以是60-70%。此外，吸收/透射率可以是30-40%。
此外，設置於基膜310底面的光轉換圖案320可以由單層或多層形成。
例如，光轉換圖案320可以由兩層形成，在這種情況下，對應的反射率可以是70-80%。此外，吸收/透射率可以是20-30％。然而，根據本發明的實施例，光轉換圖案320的反射率不限於此。例如，當包含在光轉換圖案320中的TiO2的含量增加時，或者設置於其中的光轉換圖案320的層的厚度增加時，光轉換圖案320的反射率可以增加，並且光轉換圖案320的透射率可以降低。
此外，如圖3所示，在某些情況下，設置於基膜310的底面上的光轉換圖案320可以由三層形成。
如此的光轉換圖案320可以使用在基膜310上印刷三次阻擋光的材料的方法來實現，且要印刷的光阻擋材料的面積可以變得更窄。此外，透過將光轉換圖案320所在的基膜310設置在光源保護元件270上，使光轉換圖案320面向光源保護元件270，光轉換圖案320可以設置在光源240上。
據此，每個光轉換圖案320的區域可以從頂面向基膜310的底面逐漸變窄，並且光轉換圖案320的中心區域的厚度可以大於其邊緣區域的厚度。
也就是說，由於從光源240在垂直方向上發射的光具有最強的強度，因此可以形成光轉換圖案320的中心區域具有較大的厚度。
如此一來，透過在光源240上設置光轉換圖案320使它們能夠在平面圖中相互重疊，能夠使從光源240發出的光在垂直方向上的行進路徑發生改變，且能夠防止在光源240所在的區域產生熱點。
設置於其上的光轉換圖案320的基膜310可以透過粘合層290結合在光源保護元件270上。
粘合層290可以是例如光學膠(Optical Clear Adhesive，OCA)。
此外，粘合層290可以設置於除了光轉換圖案320設置於基膜310的底面的區域以外的至少一部分區域。
據此，粘合層290可以不設置於光轉換圖案320所設置的區域中，在光轉換圖案320和光源保護元件270之間可以存在空氣縫(或空氣層)。
此外，光轉換圖案320的橫向部分和粘合層290可以相互間隔。
由於空氣縫被設置在光轉換圖案320和光源保護元件270之間，從光轉換圖案320側向移動的光可能被空氣縫反射。
也就是說，從光轉換圖案320側向移動的光線可能會被折射率低的空氣層以較大的折射角移動，或者可能從空氣層反射。此外，由於從空氣層反射的光可以被反射板260再次反射，然後可以從背光單元中退出，因此，可以在支援光轉換圖案320的光阻擋功能或光路變化功能的同時提高發光效率。
如此，透過在與光源240相對應的位置設置光轉換圖案320和空氣縫的結構，在防止產生熱點的同時，能夠提高背光單元的發光效率。
此外，設置於基膜310的底面上的光轉換圖案320可以根據光轉換圖案320所設置的位置不同而形成。
圖4和5示出了根據本發明的實施例，根據包含在光轉換膜300中的光轉換圖案320的位置的結構示例。
圖4示出了根據光轉換圖案320的結構透過背光單元照明的亮度的例子。在此，EX1表示當光轉換圖案320以統一的結構設置時測量的亮度的示例，EX2表示當光轉換圖案320根據位置以不同的結構設置時測量的亮度的示例。
如圖4的EX1所示，當設置於背光單元的邊緣區域的光轉換圖案320a和設置於其中心區域的光轉換圖案320d具有彼此相同的結構時，背光單元的邊緣區域的亮度可以表現得相對較低。
也就是說，由於向背光單元的邊緣區域提供光的光源的數量相對較少，因此，當設置具有相同位準的光遮擋能力的光轉換圖案320時，與背光單元的中心區域的亮度相比，邊緣區域的亮度可以相對降低。
據此，如圖4的EX2所示，當設置於背光單元的邊緣區域的光轉換圖案320a和設置於其中心區域的光轉換圖案320d係設置以具有不同的結構時，能夠使背光單元的邊緣區域的亮度防止降低，進而使整個亮度均勻。
例如，光路變化圖案可以設置成使設置於背光單元的邊緣區域的光轉換圖案320a的厚度T1小於設置於背光單元的中心區域的光轉換圖案320d的厚度T2。
在另一個實施例中，光轉換圖案320可以設置成使設置於背光單元的邊緣區域相鄰的光轉換圖案320b中最厚的部分的面積W1小於光轉換圖案320d中最厚的部分的面積W2。也就是說，光轉換圖案320可以被設置成使設置於背光單元的邊緣區域或鄰近邊緣區域的光轉換圖案320a或410b中具有高光阻擋能力的部分的面積變小。
此外，光轉換圖案320可以被設置成使光轉換圖案320的厚度從中心區域向背光單元的邊緣區域逐漸減小或光轉換圖案320中最厚的部分的面積逐漸減小。
此外，在部分情況下，光源240的數量或光源240之間的距離可以設置成在背光單元的中心區域和邊緣區域中係不同，或者不同的光轉換圖案320可以設置在背光單元的中心區域和邊緣區域中。
圖5示出了另一種結構，其中光轉換圖案320設置於基膜310的底面上。
在本實施例中，設置於背光單元的邊緣區域的光源240之間的距離可以小於設置於背光單元的中心區域的光源240之間的距離。也就是說，設置於背光單元的邊緣區域的光源240可以更緊密地佈置，從而使背光單元的邊緣區域的亮度和中心區域的亮度可以變得均勻。
此外，由於設置於基膜310的底面的光轉換圖案320與光源240係相對應，因此設置於背光單元的邊緣區域的光轉換圖案320之間的距離可能不同於設置於背光單元的中心區域的光轉換圖案320之間的距離。
例如，設置於背光單元的邊緣區域的光轉換圖案320之間的第一方向的距離D1可以小於設置於背光單元的中心區域的光轉換圖案320之間的第一方向的距離D2。此外，設置於背光單元邊緣區域的光轉換圖案320之間的第二方向的距離D3可以小於設置於背光單元中心區域的光轉換圖案320之間的第二方向的距離D4。舉例而言，第一方向可以與第二方向垂直。
此外，設置於背光單元的邊緣區域的光轉換圖案320的尺寸、厚度等可以與設置於背光單元的中心區域的光轉換圖案320的尺寸、厚度等不同。
例如，如圖5所示，設置於背光單元邊緣區域的光轉換圖案320e或410f的尺寸S1可以小於設置於背光單元中心區域的光轉換圖案320g的尺寸S2。
在另一個實施例中，如上所述，光轉換圖案320可以具有多層結構，在這種情況下，設置於背光單元的邊緣區域的光轉換圖案320e或410f的厚度，或光轉換圖案320e或410f具有最大厚度的部分的區域可以小於設置於背光單元的中心區域的光轉換圖案320g的厚度，或光轉換圖案320g具有最大厚度的部分的區域。
也就是說，透過將設置於背光單元的邊緣區域的光轉換圖案320e和410f配置為具有小尺寸，可以將光轉換圖案320e和410f配置為與各光源240相對應，各光源240彼此之間的間隔較窄。據此，能夠防止在對應於背光單元的邊緣區域的光源240的位置上產生熱點。
此外，透過降低從背光單元的邊緣區域的光源240發出的光被阻擋的位準，根據本發明的實施例的顯示裝置的背光單元能夠增加從背光單元發出的光的量，並且能夠防止背光單元的邊緣區域的亮度降低，進而能夠實現背光單元的整個區域的均勻亮度。
如此，透過將光轉換圖案320的結構配置為背光源單元的各個區域不同，能夠防止背光源單元的邊緣區域的亮度降低，並且能夠提高亮度均勻性。透過如上所述設置光轉換圖案320的結構，能夠防止在背光單元處產生熱點，提高背光單元的整個區域的亮度均勻性。
在此，雖然透過包含光轉換圖案320的光轉換膜300可以提高由背光單元照射的面板上的圖像品質，但由於要求光轉換圖案320與各自的光源240相對應地設置，因此在製造工藝上可能會出現問題。
根據本發明的實施例，提供了一種光轉換膜300，該光轉換膜300可使光轉換圖案易於設置，同時改善由背光單元照射的面板的圖像品質。
圖6示出了根據本發明的實施例的光轉換膜300的另一個例子。
參照圖6，光源保護元件270可以被設置在光源240上。此外，光轉換膜300可以設置在光源保護元件270上。
光轉換膜300可以包含基膜310、設置於基膜310底面的光擴散層330和設置於基膜310頂面的光擴散圖案340。
基膜310可以由聚合物，例如PC或PET，或玻璃形成。此外，設置於基膜310的底面上的光擴散層330是用於首先擴散從一個或多個光源240發射的光的層，例如，包含散射劑的層，例如珠子或類似物。
設置於基膜310的頂面的光擴散圖案340是用於擴散透過基膜310的光的圖案，例如，在保持一定的或恆定的形狀的同時排列樹脂或類似物的圖案。
例如，光擴散圖案340可以具有錐體形狀。在另一個例子中，光擴散圖案340可以具有棱鏡形狀。
此外，光擴散圖案340的各自尺寸可以是相等的，或者如圖6所示，彼此尺寸不同的光擴散圖案340可以混合設置。
也就是說，光擴散圖案340可以具有相等的形狀，並且以相等的間隔設置在基膜310的頂面上。另外，光擴散圖案340可以具有兩個或更多的形狀，在這種情況下，具有彼此不同形狀的光擴散圖案340可以被設置在基膜310的頂面上彼此相交。
圖7示出了根據本發明的實施例中，圖6所示的光轉換膜300中包含的光擴散圖案340的結構實例。
參照圖7，如圖7(a)所示，光擴散圖案340的形狀可以是三角形截面，相應的頂角Φ的大小可以是90度，也可以大於或小於90度。在某些情況下，兩個或多個彼此具有不同頂角的光擴散圖案340可以設置於基膜310的頂面。
光擴散圖案340的長度L可以根據光源240和光轉換膜300之間的距離等來確定。例如，光擴散圖案340的長度L可以小於或等於100μm；然而，本發明的實施例不限於此。
如圖7(b)所示，光擴散圖案340可以包含第一部分341，其中光擴散圖案340具有規則形狀，以及第二部分342，其中光擴散圖案340在其一個或多個側表面具有特定形狀。
在另一個例子中，如圖7(c)所示，光擴散圖案340可以具有透鏡結構。
一個或多個光擴散圖案340的形狀不限於上述例子，並且可以具有各種形狀。
如此，透過在光源保護元件270上設置包含光擴散層330和光擴散圖案340的光轉換膜300，能夠使光在改變從一個或多個光源240發射的光的行進路徑的同時充分擴散，進而能夠提高由背光單元照明的面板的圖像品質。
另外，由於在基膜310的表面的整個區域上設置有一個或多個光擴散圖案340，進而不需要與一個或多個光源240相對應，因此，可以容易地進行光轉換膜300的設置工序。
此外，具有多層結構的光轉換膜300可以設置在光源保護元件270上，也可以不設置光轉換膜300而直接將一個或多個光擴散圖案340設置在光源保護元件270上。
圖8和圖9繪示根據本發明的實施例的光轉換膜300的進一步例子。8和9示出了根據本發明的實施例的光轉換膜300的進一步例子。
參照圖8，光源保護元件270可以設置在一個或多個光源240上，並且光轉換膜300可以設置在光源保護元件270上。
包含在光轉換膜300中的至少一個光擴散層和一個或多個光擴散圖案可以具有多層結構。
例如，如圖8所示，光轉換膜300可以包含第一基膜311和第二基膜312。第一光擴散層331可以設置於第一基膜311的底面上，第二光擴散層332可以設置於第二基膜312的底面上。一個或多個光擴散圖案340可以設置於第二基膜312的頂面。
在另一個實施例中，一個或多個光擴散圖案340可以設置於第一基膜311的頂面和第二基膜312的頂面。
如此，透過設置具有多層結構的光擴散層或光擴散圖案340，能夠使用光轉換膜300提高光擴散性能。
此外，在某些情況下，為了使設置光轉換膜300所引起的厚度最小化，可以直接在光源保護元件270上設置一個或多個光擴散圖案340。
參照圖9，光源保護元件270可以設置在一個或多個光源240上，並且形狀相同的光擴散圖案340可以設置在光源保護元件270上。
例如，光擴散圖案340可以透過固化樹脂形成。
據此，能夠透過固化樹脂使光源保護元件270上的光擴散圖案340具有相等的形狀，或者透過在由樹脂形成的光源保護元件270的頂面形成相等的形狀來設置一個或多個光擴散圖案340。
因此，透過在光源保護元件270上設置一個或多個光擴散圖案340，能夠充分擴散從一個或多個光源240發射的光，同時使背光單元的厚度最小化，進而改善由背光單元照明的面板的圖像品質。
另外，代替提供導光功能的光源保護元件270，透過在一個或多個光源240上設置至少一個提供導光和擴散功能的光學元件，能夠提高從一個或多個光源240發出的光的更多擴散性能。
圖10和圖11示出了根據本發明的實施例的背光單元結構的進一步例子。
參照圖10和圖11，背光單元可以包含多個光源240，以及位於光源240上的光路控制元件700。
雖然在圖10和圖11中未示出，但是光學元件，例如擴散板400、顏色轉換片500、光學片600等，可以設置在光路控制元件700上。
光源240可以設置在印刷電路230上。
反射板260可以被設置在印刷電路230上不存在光源240的區域中。在另一個例子中，當在印刷電路230上塗覆反射膜時，可以不設置分開的反射板260。在另一個例子中，反射板260可以設置於塗覆的反射膜上。
當設置反射板260時，反射板260可以具有多個孔，光源240可以設置在各個孔內。此外，光源保護元件270可以設置在反射板260的孔內，並被設置為包圍光源240。
在此，光源保護元件270的頂面和反射板260的頂面可以設置在一個相同的平面上。例如，在一些實施例中，光源保護元件270的頂面和反射板260的頂面可以彼此共面coplanar)。
此外，光路控制元件700可以設置在光源保護元件270和反射板260上。
光路控制元件700可以被設置為接觸光源保護元件270的頂面，並且光路控制元件700的折射率和光源保護元件270的折射率可以是相同的。因此，從一個或多個光源240發射的光可以穿過光路控制元件700和光源保護元件270。
當反射板260未被設置時，一個或多個光源保護元件270可以被設置在印刷電路230的表面的整個區域上，並且光路控制元件700可以被設置在一個或多個光源保護元件270上。在另一個例子中，光路控制元件700可以直接設置於一個或多個光源240上，或者具有光路控制元件700環繞光源240的外表面的結構。也就是說，光路控制元件700和光源保護元件270可以一體形成。在一些示例中，當反射板260和光源保護元件270不設置於其中時，光路控制元件700可以形成在反射板260和光源保護元件270的板中。在這些情況下，光路控制元件700可以直接在一個或多個光源240上並與之接觸。
光路控制元件700可包含至少一個雕刻圖案，該雕刻圖案在作為光離開的表面(或 "第一表面")的頂面和作為光進入的表面(或 "第二表面")的底面上。
例如，多個第一雕刻圖案710可以設置於光路控制元件700的頂面上對應於光源240的各自區域中。
第一雕刻圖案710可以設置於與光源240所在區域重疊的區域中。也就是說，第一雕刻圖案710可以被設置為對應於各自的光源240，並且每個第一雕刻圖案710的平面上的區域可以等於光源240的區域，或者大於或小於光源240的區域。此外，每個第一雕刻圖案710的平面上的面積可以與光源240所設置的反射板260的孔的面積相同，或者比孔的面積大或小。
第一雕刻圖案710的寬度可以從光路控制元件700的頂面向其內部區域變小；然而，本發明的實施例不限於此。例如，第一雕刻圖案710可以是錐體形狀。也就是說，在某些情況下，如圖11所示，第一雕刻圖案710可以具有類似於半球形的形狀。此外，還可以考慮第一雕刻圖案710向光路控制元件700內突出的其他形狀。
可將具有小於光路控制元件700的折射率的材料置於第一雕刻圖案710的內部。例如，可以在第一雕刻圖案710的內部填充空氣。
由於光源保護元件270具有與光路控制元件700相同的折射率，因此從光源240發射的光可以透過光源保護元件270進入光路控制元件700。
此外，已經進入光路控制元件700的光可以從位於光路控制元件700的頂面的第一雕刻圖案710反射、折射、繞射或散射。此外，在一些情況下，一些光可以從光路控制元件700向上方向穿過第一雕刻圖案710。
也就是說，從一個或多個光源240發射的大部分光的行進路徑可以透過第一雕刻圖案710來改變，其中具有折射率較小的光路控制元件700的折射率的材料被設置在其中。
此外，多個第二雕刻圖案720可以設置於光源240之間、光路控制元件700的底面上。
第二雕刻圖案720可以設置於除了在平面圖中第二雕刻圖案720與光源240重疊的區域之外的區域中。此外，第二雕刻圖案720可以設置於除了在平面圖中第二雕刻圖案720與反射板260的孔重疊的區域之外的區域。
第二雕刻圖案720中的每一個可以設置於光源240之間的每一個區域中，或者在某些情況下，兩個或多個第二雕刻圖案720可以設置於光源240之間的每一個區域中。此外，當一個第二雕刻圖案720設置於兩個光源240之間時，第二雕刻圖案720與其中一個光源240之間的距離可以與第二雕刻圖案720與另一個光源240之間的距離相同。
第二雕刻圖案720的寬度可以從光路控制元件700的底面向其內部區域變窄。例如，第二雕刻圖案720可以是錐體形狀；然而，本發明的實施例不限於此。在另一個實施例中，如圖11所示，第二雕刻圖案720可以具有類似半球形的形狀。
可將具有小於光路控制元件700的折射率的材料設置於第二雕刻圖案720的內部。例如，可以在第二雕刻圖案720的內部填充空氣。
據此，當從一個或多個光源240發射的光從至少一個第一雕刻圖案710等反射後到達第二雕刻圖案720時，光可以被反射、折射、繞射或散射。據此，光可以從第二雕刻圖案720沿向上方向移動。
在某些情況下，一些光可以朝向第二雕刻圖案720的內部移動。在這種情況下，已經進入第二雕刻圖案720內部的光可以被位於第二雕刻圖案720下方的反射板260反射。
因此，由於從光源240發射的光的行進路徑被形成在光路控制元件700的頂面上的第一雕刻圖案710改變，所以在光源240所在區域內具有高強度的光可以向上行進；因此，可以防止產生熱點。
此外，透過增加設置於光源240之間的第二雕刻圖案720所在區域的向上方向的光量，能夠提高背光單元各區域的亮度均勻性。
由於可以提高光路控制元件700的引導和擴散光的性能，因此可以增加光源240之間的距離DL 。
此外，由於可以在增加光源240之間的距離的同時保持圖像品質，因此可以減少包含在背光單元中的光源240的數量，並且可以提供具有增強圖像品質的背光單元。
此外，由於由光路控制元件700提供導光和擴散功能，因此可以減少或簡化包含在背光單元中的光學元件的數量或由光學元件產生的配置，並且可以提高由背光單元照射的面板的圖像品質。
包含在光路控制元件700中的第一雕刻圖案710的形狀、規格等可以與第二雕刻圖案720的形狀、規格等相同或不同。此外，設置於第一雕刻圖案710內部的材料可以與設置於第二雕刻圖案720內部的材料相同或不同。
也就是說，可以根據光源240之間的距離、或從光源240發射的光的強度、光路控制元件700的厚度或類似的情況來設計各種雕刻圖案的形狀或尺寸。
圖12A至13C示出了根據本發明的實施例的光路控制元件700的第一雕刻圖案的光的行進路徑。圖12A至12D示出了根據第一雕刻圖案710的形狀的光的行進路徑，並且圖13A至13C顯示了根據設置於第一雕刻圖案710內部的材料的折射率的光的行進路徑。
圖12A顯示了當第一雕刻圖案710的頂角θ為約50度時到達第一雕刻圖案710的光的行進路徑。這裡，頂點角可以指在第一雕刻圖案710的橫截面上測量的角度。
當第一雕刻圖案710的頂角θ約為50度時，作為箭頭1201表示的區域，可以看出，透射與第一雕刻圖案710重疊的區域的光的強度顯著降低。但是，作為箭頭1202表示的區域，可以看出，在第一雕刻圖案710周圍傳播的光的減弱效果比較小。
圖12B顯示了當第一雕刻圖案710的頂角θ約為80度時，光到達第一雕刻圖案710的行進路徑。
當第一雕刻圖案710的頂角θ為80度左右時，可以看出，作為箭頭1203所表示的區域，在與第一雕刻圖案710重疊的區域內阻擋光線的效果比較大，但作為箭頭1204所表示的區域，在第一雕刻圖案710周圍行駛的光線的減少效果比較小。
圖12C顯示了當第一雕刻圖案710的頂角θ約為110度時，光到達第一雕刻圖案710的行進路徑。
也就是說，圖12A和圖12B表示第一雕刻圖案710的頂角小於直角的情況，圖12C表示第一雕刻圖案710的頂角大於直角的情況。
當第一雕刻圖案710的頂角θ約為110度時，作為箭頭1205所表示的區域，可以看到，與第一雕刻圖案710重疊的區域內的部分光可以從光路控制元件700中退出，即向上行進。作為由箭頭1206表示的區域，可以看到，在第一雕刻圖案710周圍移動的光的減少效果係明顯大。
圖12D示出了當第一雕刻圖案710具有類似於半球形的形狀時，光的行進路徑，可以看出，雖然產生了光的減弱效果，但與上述例子相比，減弱效果相對較小。
如此，可以看出，在第一雕刻圖案710重疊的區域或第一雕刻圖案710周圍的區域中，光的強度根據第一雕刻圖案710的形狀、大小等而變化。
據此，可以根據控制光的行進路徑的目的來確定第一雕刻圖案710的形狀、大小等，圖12C所示的提供光的行進路徑的第一雕刻圖案710的結構可以適合於在光源240上擴散具有最強強度的光的目的。
圖13A至13C顯示了當第一雕刻圖案710的頂角約為80度時，根據設置於第一雕刻圖案710內部的材料的折射率的光的行進路徑。
圖13A顯示了設置折射率為1.4或更高的材料（如PMMA或類似材料）時的光的移動路徑。圖13B顯示了當具有1.4或更少折射率的材料被設置時的光的移動路徑。此外，圖13C顯示了當設置折射率為1的空氣時的光的移動路徑。
如圖13A至13C所示，可以看出，由於在第一雕刻圖案710中配置了具有較小折射率的材料，因此到達第一雕刻圖案710的光的強度的降低效果較大。
據此，透過在光路控制元件700上設置一個或多個其他光學元件，進而使第一雕刻圖案710內部充滿空氣，能夠提高透過第一雕刻圖案710的光擴散性能。
此外，在某些情況下，透過在光路控制元件700上設置上述光轉換膜300，能夠增強光路控制的效果。
圖14進一步示出了根據本發明的實施例的背光單元結構的另一個例子。
參照圖14，光源保護元件270可以安裝在光源240上，並且反射板260可以安裝在光源未安裝的區域中。在此，光源保護元件270的頂面和反射板260的頂面可以設置在一個相同的平面上。
此外，光路控制元件700可以設置在光源保護元件270和反射板260上。
光路控制元件700可以包含形成在光路控制元件700的頂面且位於與光源240對應的區域中的多個第一雕刻圖案710。在此，第一雕刻圖案710表示在上述例子中具有約110度的頂角的例子。
光路控制元件700可以包含形成在光路控制元件700的底面上且位於光源240之間的多個第二雕刻圖案720。
由於在光路控制元件700的頂面上形成的第一雕刻圖案710的頂角約為110度，因此，圍繞第一雕刻圖案710行進的光的還原效果(reduction effect)可能比較大。此外，部分光可以從第一雕刻圖案710向上行進。
在此，包含光轉換圖案320的光轉換膜300可以設置在光路控制元件700上。
據此，從光路控制元件700向上方向行進的光透過第一雕刻圖案710可以到達至少一個光轉換圖案320，然後被反射、折射、繞射或散射。此外，一些光可以從光轉換圖案320在向上的方向上行進。
如此，透過將第一雕刻圖案710的頂角配置為大於直角，在減小第一雕刻圖案710周圍的光行進區域的強度的同時，透過使從第一雕刻圖案710向上行進的光的路徑透過光轉換圖案320發生改變，因此，能夠有效地擴散從光源240發出的光。
此外，根據本發明的實施例，透過在光路控制元件700的頂面相鄰的區域和在光路控制元件700的內部相鄰的區域內設置各自不同的第一雕刻圖案710，能夠增強光路控制元件700的導光和擴散功能。
圖15進一步示出了根據本發明的實施例的背光單元結構的另一個例子。
參照圖15，光源保護元件270、反射板260等可以被設置在印刷電路230上，光源240設置在該電路上。此外，光路控制元件700可以設置在光源保護元件270和反射板260上。
光路控制元件700可以包含形成在光路控制元件700的頂面且位於與光源240對應的區域內的多個第一雕刻圖案710，以及形成在光路控制元件700的底面且位於光源240之間的多個第二雕刻圖案720。
第一雕刻圖案710的寬度可以從光路控制元件700的頂面朝向其內部區域變小。第二雕刻圖案720的寬度可以從光路控制元件700的底面向其內部區域變小。
在此，第一雕刻圖案710的寬度減小的程度可以根據位置不同而不同。
例如，當光路控制元件700的頂面為P0點時，第一雕刻圖案710的寬度可以從P0點向位於光路控制元件700內部的P1點以第一比率減小。這裡，第一比率可以是指第一雕刻圖案710的寬度基於單位深度而減小的程度。
此外，第一雕刻圖案710的寬度可以從P1點到比P1點更接近光路控制元件700的內部區域的P2點以第二比率減小。這裡，第二比值可以小於第一比值。
也就是說，第一雕刻圖案710的寬度可以從P0點向P1點以相對較大的比例減小，從P1點向P2點以相對較小的比例減小。
據此，根據第一雕刻圖案710的形狀，可以在P0點和P1點之間形成的第一雕刻圖案710的頂角可以是大的，根據第一雕刻圖案710的形狀，可以在P1點和P2點之間形成的第一雕刻圖案710的頂角可以是小的。
因此，向著第一雕刻圖案710重疊的區域傳播的光的強度可以透過第一雕刻圖案710在P1點和P2點之間形成小頂角的形狀而降低。
此外，透過第一雕刻圖案710在P0點和P1點之間形成大頂角的形狀，向第一雕刻圖案710周圍的區域傳播的光的強度可以降低。
圖16示出了根據本發明的實施例中，由圖15中所示的光路控制元件700導致的光的行進路徑。
參照圖16，可以看到，朝向第一雕刻圖案710重疊的區域和第一雕刻圖案710周圍的區域傳播的光的強度降低，到達第一雕刻圖案710的光被擴散並引導向光路控制元件700的內部。
據此，可以降低從第一雕刻圖案710向上傳播的光的強度，並且可以防止產生熱點。
在到達第一雕刻圖案710之後，引導向光路控制元件700內部的光可以被反射、折射、繞射或散射，然後，向光源240之間的區域移動。
由於第二雕刻圖案720是用於從光路控制元件700向上提供光的結構，因此第二雕刻圖案720的寬度可以向光路控制元件700的內部區域均勻地減小。
另外，可以在第二雕刻圖案720內部填充空氣，或者在第二雕刻圖案720內部設置折射率小於光路控制元件700的折射率的材料。
圖17進一步示出了根據本發明的實施例的背光單元結構的另一個例子。
參照圖17，光源保護元件270可以設置在光源240上，反射板260可以設置在光源未設置的區域，光路控制元件700可以設置在反射板260和光源保護元件270上。
多個第一雕刻圖案710可以被設置在光路控制元件700的頂表面上。多個第二雕刻圖案720可以被設置在光路控制元件700的底面上。
在此，可以將具有比光路控制元件700的折射率更小的折射率的材料置於第二雕刻圖案720的內部。
另外，第一雕刻圖案710內部可以填充空氣。
據此，設置於第二雕刻圖案720內部的材料的折射率可以大於設置於第一雕刻圖案710內部的材料的折射率，並且可以小於光路控制元件700的折射率。
如上所述，空氣可以存在於第二雕刻圖案720的內部；然而，本發明的實施例不限於此。例如，光路控制元件700可以在具有類似於第二雕刻圖案720的形狀且具有低折射率的材料被設置在反射板260上之後被設置。
也就是說，設置於第二雕刻圖案720內部的材料可以根據製造或設置光路控制元件700的方法從各種材料中選擇。此外，第二雕刻圖案720的頂角的大小可以獨立於第一雕刻圖案710的頂角的大小來確定。
圖18A至19C示出了根據本發明的實施例的光路控制元件700的第二雕刻圖案720的光的行進路徑。18A至19C示出了根據本發明的實施例的光路控制元件700的第二雕刻圖案720的光的行進路徑。
圖18A至18D顯示了根據第二雕刻圖案720的形狀的光的行進路徑，而圖19A至19C示出了根據設置於第二雕刻圖案720內部的材料的折射率的光的行進路徑。
圖18A示出了當第二雕刻圖案720的頂角θ為約50度時到達第二雕刻圖案720的光的行進路徑。圖18B顯示了當第二雕刻圖案720的頂角θ為約80度時的光的行進路徑，圖18C顯示了當第二雕刻圖案720的頂角θ為約110度時的光的行進路徑。此外，圖18D顯示了當第二雕刻圖案720的形狀類似於半球形、橢圓形或類似的形狀時，光的行進路徑。
如圖18A至18D所示，可以看出，在所有的第二雕刻圖案720的例子中，都產生了使光線離開的效果。特別是，可以看出，在圖18A至18C所示的結構中，引起光離開的效果為大。
此外，圖19A至19C顯示了當第二雕刻圖案720的頂角約為80度時，根據設置於第二雕刻圖案720內部的材料的折射率的光的行進路徑。
圖19A顯示了當具有1.4或更多折射率的材料設置於第二雕刻圖案720內部時到達第二雕刻圖案720的光的行進路徑。圖19B顯示了當折射率為1.4或更低的材料設置於第二雕刻圖案720內部時的光的行進路徑，並且圖19C顯示了當折射率為1、空氣的材料設置於第二雕刻圖案720內部時的光的行進路徑。
如圖19A至19C所示，可以看出當設置於第二雕刻圖案720內部的材料的折射率小於第二雕刻圖案720的折射率時，可以提高使光退出的效果。
據此，第二雕刻圖案720的形狀、設置於第二雕刻圖案720內部的材料的種類等，可以考慮到這樣的第二雕刻圖案720如何容易實現等，可以獨立於第一雕刻圖案710的尺寸等來確定。
這樣的光路控制元件700可以使用固體聚合物或類似物形成，並設置於光源240上。
此外，光路控制元件700可以使用液體聚合物設置在光源240上。
圖20示出了根據本發明的實施例的光路控制元件700的製造方法的一個例子。
參照圖20，反射板260可以設置在印刷電路230上，在其上安裝光源240。
然後，可在光源240和反射板260上沉積液體樹脂。
在此，可以預先將具有比液體樹脂低的折射率並具有第二雕刻圖案720的形狀的元件設置在第二雕刻圖案720所在的部分。在另一個例子中，可以設置具有第二雕刻圖案720的形狀並且包含元件內部的空隙的元件。
如此，透過在形成第二雕刻圖案720的元件設置後沉積液體樹脂，可以容易地形成第二雕刻圖案720。
另外，在將液體樹脂沉積在光源240和反射板260上的狀態下，可以使用壓印模具2000形成第一雕刻圖案710。
據此，可以使用液體樹脂形成包含第一雕刻圖案710和第二雕刻圖案720的光路控制元件700。
在此，由於液體樹脂沉積在光源240和反射板260上，因此，可以由液體樹脂形成設置於光源240上的光源保護元件270。即，可以在光路控制元件700的底面形成突起701，因此，可以代替光源保護元件270。
根據本發明的實施例，透過在光源240上設置用於改變光的行進路徑的光轉換圖案320，或者在光源240上設置包含光擴散層330和光擴散圖案340的光轉換膜300，能夠防止產生熱點，並改善背光單元中的亮度均勻性。
可替代地，透過在光出的表面上設置包含位於與光源240相對應的第一雕刻圖案710和位於光入的表面上的光源240之間的第二雕刻圖案720的光路控制元件700，能夠進一步提高引導和/或擴散從光源240向上發射的光的性能。
據此，透過增加光源240之間的距離，並使得能夠防止熱點和改善亮度均勻性，能夠減少包含在背光單元中的光源240的數量，並提供產生改善圖像品質的背光單元。
上述描述的提出是為了使本領域的通常知識者能夠製造和使用本發明的技術思想，並且是在特定應用及其要求的背景下所提供。對所描述的實施例的各種修改、補充和替換對於本領域的通常知識者來說將是顯而易見的，在不背離本發明的精神和範圍的情況下，在此所定義的一般原則可以應用於其它實施例和應用。上述描述和附圖提供了本發明的技術思想的一個例子，僅用於說明目的。意即，所揭露的實施例是為了說明本發明的技術思想的範圍。因此，本發明的範圍並不限於所示的實施例，而是要給予符合請求項的最廣泛的範圍。本發明的保護範圍應根據以下請求項進行解釋，其等效範圍內的所有技術思想均應解釋為包含在本發明的範圍內。
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。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。
100:顯示裝置 110:顯示面板 120:閘極驅動電路 130:資料驅動電路 140:控制器 210:板 220:第一膠粘帶 230:印刷電路 240:光源 241:發光體 242:電極 250:第二膠粘帶 260:反射板 270:光源保護元件 280:壩體 290:粘合層 300:光轉換膜 310:基膜 311:第一基膜 312:第二基膜 320(320a~320g):光路變化圖案 330:光擴散層 331:第一光擴散層 332:第二光擴散層 340:光擴散圖案 341:第一部分 342:第二部分 400:擴散板 500:顏色轉換片 600:光學片 610:棱鏡片 620:擴散片 700:光路控制元件 701:突起 710:第一雕刻圖案 720:第二雕刻圖案 1201~1206:箭頭 2000:壓印模具 T1、T2:厚度 W1、W2:面積 DL:資料線 GL:閘極線 A/A:主動區域 N/A:非主動區域 SP:子像素 S1、S2:尺寸 D1~D4:距離 L:長度 DL :距離 Φ:頂角 Θ:頂角 P0、P1、P2:點 EX1、EX2:示例
圖1繪示根據本發明實施例的顯示裝置之結構圖。 圖2繪示根據本發明實施例的背光單元。 圖3繪示根據本發明實施例的包含於光轉換膜的光轉換圖案之結構。 圖4及5繪示根據本發明實施例的根據包含於光轉換膜的光轉換圖案位置之結構。 圖6繪示根據本發明的實施例的光轉換膜的另一個例子。 圖7繪示根據本發明的實施例，圖6所示的光轉換膜中包含的光擴散圖案的結構的一個例子。 圖8及9繪示根據本發明的實施例的光轉換膜的進一步例子。 圖10及11繪示根據本發明的實施例的背光單元結構的進一步例子。 圖12A至13C繪示根據本發明的實施例的光路控制元件的第一雕刻圖案的光的行進路徑。 圖14進一步繪示根據本發明的實施例的背光單元結構的另一個例子。 圖15進一步繪示根據本發明的實施例的背光單元結構的另一個例子。 圖16繪示了根據圖15所示的本發明的實施例由光路控制元件導致的光的行進路徑。 圖17進一步繪示根據本發明的實施例的背光單元結構的另一個例子。 圖18A至19C繪示根據本發明的實施例的光路控制元件的第二雕刻圖案的光的行進路徑。 圖20繪示根據本發明的實施例的光路控制元件的製造方法的一個例子。
100:顯示裝置
110:顯示面板
120:閘極驅動電路
130:資料驅動電路
140:控制器
A/A:主動區域
N/A:非主動區域
SP:子像素
DL:資料線
GL:閘極線

Claims (19)

  1. 一種背光單元，包含：多個光源，設置於印刷電路上；一光路控制元件，位於該些光源中至少一者上方，該光路控制元件包含多個第一雕刻圖案，該些第一雕刻圖案各位於該光路控制元件的一頂面上且各位於與該些光源中的全部或至少一部分重疊的區域，並且該光路控制元件包含多個第二雕刻圖案，該些第二雕刻圖案位於該光路控制元件的一底面上且各位於與該些光源重疊的多個區域除外的區域；以及一光轉換膜，該光轉換膜包含位於該光路控制元件上的多個光轉換圖案，該光轉換圖案位於與該些光源一者或多個的全部或至少部分重疊的區域內，並使多個入射光的一個或多個行進路徑發生改變。
  2. 根據請求項1所述的背光單元，其中該些第一雕刻圖案的一寬度從該光路控制元件的該頂面朝該光路控制元件的一內部區域變小。
  3. 根據請求項2所述的背光單元，其中一第一比率不同於一第二比率，其中在該第一比率，該些第一雕刻圖案的該寬度基於從該光路控制元件的該頂面朝向位於該光路控制元件內部的一第一點的一單位深度而減小；而在該第二比率，該些第一雕刻圖案的該寬度基於從該第一點朝向比該第一點更接近該光路控制元件該內部區域的一第二點的該單位深度而減小。
  4. 根據請求項3所述的背光單元，其中該第一比率大於該第二比率。
  5. 根據請求項1所述的背光單元，其中該些第二雕刻圖案的一寬度從該光路控制元件的該底面向該光路控制元件的一內部區域變小。
  6. 根據請求項1所述的背光單元，其中該些第二雕刻圖案係設置於除了與該些第一雕刻圖案重疊的多個區域之外的一個或多個區域中。
  7. 根據請求項1所述的背光單元，其中位於該些第二雕刻圖案內部的材料的折射率係小於該光路控制元件的折射率，且大於或等於位於該些第一雕刻圖案內部的材料的折射率。
  8. 根據請求項1所述的背光單元，其中空氣係填充在該些第一雕刻圖案內部和該些第二雕刻圖案內部。
  9. 根據請求項1所述的背光單元，更包含一光源保護元件，位於該些光源和該光路控制元件的一者或多個之間，且該光源保護元件具有與該光路控制元件的折射率相同的折射率。
  10. 根據請求項9所述的背光單元，其中，該光路控制元件和該光源保護元件是一體形成的。
  11. 根據請求項9所述的背光單元，更包含一反射板，位於該印刷電路上，且包含多個孔，該些孔定位以與各光源相對應，其中該光源保護元件位於包含在該反射板中的該些孔中每一者的內部，其中該光源保護元件的一頂面和該反射板的一頂面係設置在一相同的平面上。
  12. 根據請求項11所述的背光單元，其中，該些第二雕刻圖案係設置於除了與包含在該反射板中的該些孔重疊的區域之外的一個或多個區域中。
  13. 根據請求項1所述的背光單元，其中該些光轉換圖案中每一者與該些第一雕刻圖案中每一者的全部或至少一部分重疊，且該些光轉換圖案中每一者係設置於除了與該些第二雕刻圖案重疊的區域之外的一個或多個區域。
  14. 一種背光單元，包含：多個光源，設置於印刷電路上；一光路控制元件，位於該些光源中至少一者上方，該光路控制元件包含多個第一雕刻圖案，該些第一雕刻圖案各位於該光路控制元件的一頂面上且各位於與該些光源中的全部或至少一部分重疊的區域，並且該光路控制元件包含多個第二雕刻圖案，該些第二雕刻圖案位於該光路控制元件的一底面上且各位於與該些光源重疊的多個區域除外的區域；以及一光轉換膜，該光轉換膜包含位於該光路控制元件上且位於該光轉換膜的一下部的一光擴散層，以及多個光擴散圖案，位於該光轉換膜的一上部。
  15. 一種背光單元，包含：多個光源，位於一印刷電路上；一光源保護元件，位於該些光源中至少一者上且圍繞該些光源中至少一者的一外表面的至少一部分；以及一光轉換膜，位於該光源保護元件上且包含設置於該光轉換膜的一下部的一光擴散層以及設置於該光轉換膜的一上部的多個光擴散圖案。
  16. 一種顯示裝置，包含：根據請求項1至15一者的一背光單元；以及一面板，設置於該背光單元上方並接收來自該背光單元的光。
  17. 一種光路控制元件，包含：多個第一雕刻圖案，位於一光路控制元件的一第一表面上； 多個第二雕刻圖案，位於該光路控制元件的一第二表面上，該第二表面是該第一表面的一相反表面，且位於除了與該些第一雕刻圖案重疊的區域之外的一個或多個區域；以及一光轉換膜，該光轉換膜包含位於該光路控制元件上且位於該光轉換膜的一下部的一光擴散層，以及多個光擴散圖案，位於該光轉換膜的一上部。
  18. 根據請求項18所述的光路控制元件，其中該些第一雕刻圖案的一寬度從該第一表面朝向該光路控制元件的一內部區域變小，並且該些第二雕刻圖案的一寬度從該第二表面朝向該光路控制元件的該內部區域變小。
  19. 根據請求項19所述的光路控制元件，其中一第一比率不同於一第二比率，其中在該第一比率，該些第一雕刻圖案的該寬度基於從該光路控制元件的該頂面朝向位於該光路控制元件內部的一第一點的一單位深度而減小；而在該第二比率，該些第一雕刻圖案的該寬度基於從該第一點朝向比該第一點更接近該光路控制元件該內部區域的一第二點的該單位深度而減小；以及該第二雕刻圖案的一寬度基於從該第二表面朝向該光路控制元件該內部區域的該單位深度而減小的一比率為恆定。
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