CN102086995A

CN102086995A - 背光单元及具有该背光单元的液晶显示器

Info

Publication number: CN102086995A
Application number: CN2010105460164A
Authority: CN
Inventors: 宋永基; 金俊亨
Original assignee: LG Display Co Ltd
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 2009-12-08
Filing date: 2010-11-11
Publication date: 2011-06-08
Anticipated expiration: 2030-11-11
Also published as: US8508693B2; US20110134369A1; CN102086995B; KR20110064743A; KR101604497B1

Abstract

本发明公开了一种设置有改进的外观和均匀亮度的背光单元以及具有该背光单元的液晶显示器。该背光单元包括光源和用于第一次反射和第二次反射来自光源的光并将反射的光转换成两维光的导光板。所述导光板的一个侧部提供足以容纳该光源的底切空间。

Description

背光单元及具有该背光单元的液晶显示器

相关申请的交叉参考

本申请要求2009年12月8日提交的韩国专利申请10-2009-0121459的优先权，因此援引该专利申请的全部内容作为参考。

技术领域

本发明涉及一种背光单元，更具体地，涉及一种适于提供改进的外观和均匀亮度的背光单元以及具有该背光单元的液晶显示器(LCD)。

背景技术

阴极射线管(CRT)对应于广泛使用的显示器中的一种。CRT主要用作TV、测量装置、信息终端等的监视器。但是，CRT的笨重的重量和巨大的尺寸已经是制造小型、轻量电子产品的主要障碍。

换句话说，在当前的小型、轻量电子产品的趋势下，CRT具有重量和尺寸方面的限制。在这种情况下，利用电-光效应的LCD、利用气体放电的等离子体显示面板(PDP)、利用电致发光效应的电致发光显示器(ELD)等有望替代CRT。

在这些替代显示器中，LCD正在被积极地研究着。此外，因为LCD的诸如轻、薄和低能耗的优点，正被逐渐地使用在大范围的应用中。另外，为了满足用户的需求，LCD正被制造成具有更大的屏幕、更薄、和消耗更少的能量。这种LCD通过控制透过液晶的光量来显示图像。

与CRT不同，LCD不是自发光显示器。这样，LCD包括在LCD面板的背面设置的背光单元。背光单元包括提供显示图像所需要的光的单独光源。根据光源的布置，背光单元可以分为侧光式(edge type)或直下式(direct type)。

这种侧光式背光单元主要应用于相对小尺寸的LCD，例如膝上型电脑和桌上型电脑的监视器。直下式背光单元具有良好的光均匀性、更长的使用年限和使LCD更薄的优点。

随着LCD增大到20英寸以上的尺寸，开始集中对直下式背光单元进行研究。直下式背光单元使光直接地照射到LCD面板的整个表面。为此，直下式背光单元包括在扩散板的下表面上布置的多个光源。因为直下式背光单元具有比侧光式背光单元更高的光效率，所以它主要用于需要高亮度的大尺寸LCD。

背光单元使用等离子体型光源作为光源，例如冷阴极荧光灯(CCFL)、热阴极荧光灯(HCFL)、外部电极荧光灯(EEFL)、外部和内部电极荧光灯(EIFL)等。或者，背光单元使用发光二极管(LED)作为光源。特别地，LED因其长寿命、低能耗、小尺寸、优越的耐用性等特点而广泛地使用在背光单元中。

包含在侧光式背光单元中的LED用作点光源。这样，每个LED必须具有有限的发射角。因此，被配置成包含LED的侧光式背光单元具有在设置LED的区域和未设置LED的区域之间产生亮度差的缺点。这种亮度差源于以下事实：在设置LED的区域上和未设置LED的区域上分别产生了亮部分和暗部分。

此外，侧光式背光单元必须设置有容纳LED所需要的临界侧边空间。另外，侧光式背光单元必须将LED设置成与导光板隔开固定距离。因此，很难将与占据中心部分的显示区域之外的LCD的边缘区域相对应的非显示区域降低到临界尺寸以下。

发明内容

因此，本发明涉及一种基本上消除了因为现有技术的限制和缺点而导致的一个或多个问题的LCD。

本发明的目的在于提供一种适于提供改进的外观和均匀亮度的背光单元及具有该背光单元的LCD。

在下面的描述中将列出本发明的其它的特征和优点，这些特征和优点的一部分从所述描述将显而易见，或者可从本发明的实施中领会到。通过书面的说明书、权利要求和附图中特别指出的结构可实现和获得本发明的这些优点。

根据本发明的一个概括方面，一种背光单元包括光源和用于第一次反射和第二次反射来自该光源的光并将反射的光转换成两维光的导光板。所述导光板的一个侧部提供足以容纳该光源的底切空间。

本发明的另一方面的LCD包括：液晶显示面板；设置在该液晶显示面板下方的光源；以及用于第一次反射和第二次反射来自该光源的光并将反射的光转换成两维光的导光板。所述导光板的一个侧部提供足以容纳光源的底切空间。

一旦对下面的附图和详细描述进行分析，对于所属领域技术人员而言，其他系统、方法、特征和优点将是或将变得显而易见。包括在该描述中的这些其他的系统、方法、特征和优点落在本发明的范围内，并受到所附权利要求的保护。这些部分中没有什么内容应该作为这些权利要求的限制。以下，将结合实施例对进一步的方面和优点进行讨论。应该理解，本发明前面的概括描述和下面的详细描述都是示例性和说明性的，旨在提供所要求保护的本发明的进一步说明。

附图说明

所包含的用于提供对实施例的进一步理解的附图组成本申请的一部分，图示了本发明的实施方式，并与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：

图1是示出根据本发明的实施例的LCD的分解透视图；

图2是放大示出图1中的导光板的“A”部分的透视图；

图3是示出沿着图1中的I-I’线截取的背光单元的截面图；以及

图4是示出根据本发明的另一实施例的LCD的截面图。

具体实施方式

现在将对本发明的实施例进行详细说明，这些实施例的一些实例在所附附图中示出。为了向所属领域的普通技术人员传达它们的精神，下文中介绍的这些实施例将作为实例提供。因此，这些实施例可以按照不同的形式实施，所以并不限于这里所描述的这些实施例。此外，为了方便，可以在附图中放大部件的大小和厚度。在任何可能的情况下，在包括附图的整个说明书中使用相同的参考标记来表示相同或相似的部件。

图1是示出根据本发明的实施例的LCD的分解透视图。图2是放大示出图1中的导光板的“A”部分的透视图。图3是示出沿着图1中的I-I’线截取的背光单元的截面图。

参照图1到图3，本发明的实施例的LCD包括用于显示图像的LCD面板110和设置在LCD面板110下方的背光单元120。背光单元120向LCD面板110提供光。

LCD面板110包括彼此相对设置并组合成保持它们之间的均匀盒间隙的滤色器基板111和薄膜晶体管基板113。LCD面板110还包括夹在两个基板之间的液晶层(未示出)。

虽然在附图中没有详细示出，但是现在将对滤色器基板111和薄膜晶体管基板113进行详细描述。薄膜晶体管基板113包括形成为彼此交叉的多条栅极线和多条数据线以及形成在多条栅极线和多条数据线的交叉处的薄膜晶体管。彼此交叉的多条栅极线和多条数据线限定像素。薄膜晶体管分别与均被包含在像素中的像素电极连接。另一方面，滤色器基板111包括：与像素相对的红色、绿色和蓝色滤色器、形成每个滤色器的边缘的黑矩阵、以及覆盖滤色器和黑矩阵的公共电极。黑矩阵遮盖栅极线、数据线和薄膜晶体管。

LCD还包括在LCD面板110的边缘附近设置的驱动器印刷电路板(PCB)115。驱动器PCB115把驱动信号施加给LCD面板110上的栅极线和数据线。为此，驱动器PCB115使用COF(膜上芯片)117与LCD面板110电连接。可以用带载封装(TCP)代替COF 117。

设置在LCD面板110下方的背光单元120包括具有未封上表面的盒形底盖170、设置在底盖170的内侧的光源封装150和将从光源封装150发出的点光转换成两维光的导光板140。背光单元120还包括设置在导光板140下方并将从导光板140向下行进的光朝向LCD面板110反射的反射片160以及设置在导光板140上方并使来自导光板140的入射光散射和会聚的光学片130。

虽然在附图中没有示出，但是背光单元120还包括由铸模材料制成的矩形边框形状的支撑主体。支撑主体用于容纳光源封装150、导光板140、光学片130和反射片160。此外，支撑主体与底盖170组合在一起。

光学片130包括扩散片、会聚片和保护片。扩散片用于散射光。会聚片用于使被散射的光会聚。保护片用来保护在会聚片上形成的会聚图案。

光源封装150包括PCB 151和在PCB 151上以固定间隔装载的多个LED153。PCB 151用于防止会由在LED 153中产生的热引起的缺陷。为此，PCB 151由适于快速散热的良好的导热金属材料制成。

导光板140由聚甲基丙烯酸甲酯(poly methyl methacrylate)制成。虽然在附图中没有详细示出，但是导光板140形成为楔形，其距离面对光源封装150的光入射面越远而变得越薄。

导光板140邻近光源封装150的一个侧部形成适于使来自光源封装150的入射光混合的结构。

更特别地，导光板140包括设置有底切空间141的一个侧部，该底切空间足以容纳光源封装150(更特别地，LED 153)。底切空间141通过以阶梯形状切去导光板140的侧部的下部而形成。底切空间141沿着该侧部从与该侧部相接的又一侧面向另一相对侧面延伸。

导光板140还包括第一圆形反射面143和第二圆形反射面145，它们在与底切空间141相对的导光板140的上表面边缘上形成并第一次反射来自光源封装150的光。第一圆形反射面143具有相对于第二圆形反射面145的对称曲率。这样，第一圆形反射面143和第二圆形反射面145之间的边界线与光源封装150的发光面的纵向中心线(更特别地，LED阵列的纵向中心轴)相对。第一圆形反射面143沿着导光板140的向外方向(或者朝向一个侧面)第一次反射来自光源封装150的光。相反，第二圆形反射面145沿着导光板140的向内方向(或者朝向另一相对侧面)第一次反射来自光源封装150的光，以使向内反射的光转换成两维光。

导光板140的侧部还包括倾斜面147，倾斜面147自导光板的侧面向下倾斜并第二次反射来自第一圆形反射面143的第一次反射的光。倾斜面147沿着导光板140的向内方向(或者朝向另一相对侧面)第二次反射来自第一圆形反射面143的第一次反射的光。在制造导光板140时，该倾斜面147与第一圆形反射面143和第二圆形反射面145一起联合导光板140形成一个单体。

此外，即使在附图中没有示出，反射材料可以涂覆在第一圆形反射面143和第二圆形反射面145上，或者反射片可以附接到第一圆形反射面143和第二圆形反射面145。同样地，反射材料可以涂覆在包括倾斜面147的导光板的侧面上，或者另一反射片可以附接到包括倾斜面147的导光板140的侧面。

如此，根据本发明的实施例的导光板140包括用于将设置在导光板140下方的LED 153发出的光第一次反射或第二次反射的第一圆形反射面143和第二圆形反射面145以及倾斜面147。这样，可以使布置LED 153的区域中的亮度均匀。

此外，根据本发明的导光板140的一个侧部的下部被切去单个阶梯形状，并且该侧部设有足以容纳LED 153的底切空间141。这样，背光单元不受限于LED 153(或者光源封装150)的尺寸。因此，与LCD的边缘对应的非显示区域可被减小到小于LED 153(或者光源封装150)所引起的限制。此外，可以提高LCD的外观质量。

图4是示出根据本发明的另一实施例的背光单元的截面图。如图4中所示，除了导光板240之外，另一实施例的背光单元按照与第一实施例的背光单元相同的方式构成。将用相同的附图标记和名称来表示与第一实施例的元件相同的另一实施例的元件。此外，将省略与第一实施例重复的另一实施例的说明。

根据本发明的另一实施例，导光板240包括设置有底切空间241的一个侧部，该底切空间足以容纳具有LED 153的光源封装150。底切空间241通过以单个阶梯形状切去导光板240的侧部的下部而形成。底切空间241沿着该侧部从与该侧部相接的又一侧面向另一相对侧面延伸。

导光板240还包括第一倾斜面243和第二倾斜面245，它们在与底切空间241相对的导光板240的上表面边缘上形成并第一次反射来自光源封装150中的LED 153的光。第一倾斜面243形成为相对于第二倾斜面245对称倾斜。这样，第一倾斜面243和第二倾斜面245之间的边界线与光源封装150的发光面的纵向中心线(更特别地，LED阵列的纵向中心轴)相对。第一倾斜面243沿着导光板240的向外方向(或者朝向一个侧面)第一次反射来自光源封装150中的LED 153的光。相反，第二倾斜面245沿着导光板240的向内方向(或者朝向另一相对侧面)第一次反射来自光源封装150中的LED 153的光，以使向内反射的光转换成两维光。

导光板240的侧部还包括第二次反射来自第一倾斜面243的第一次反射的光的第三倾斜面247和第四倾斜面249。第三倾斜面247和第四倾斜面249沿着导光板240的向内方向(或者朝向另一相对侧面)第二次反射来自第一倾斜面243的第一次反射的光。第三倾斜面247形成为相对于第四倾斜面249对称倾斜。这样，第三倾斜面247和第四倾斜面249之间的边界线构成为从导光板240的侧面向外凸出。在制造导光板240时，这些第一到第四倾斜面243、245、247和249联合导光板240形成一个单体。

虽然在附图中没有示出，但是反射材料可以涂覆在所有第一到第四倾斜面243、245、247和249上。可选地，反射片可以附接到所有第一到第四倾斜面243、245、247和249。

如上所述，根据本发明的另一实施例的导光板240包括用于将设置在导光板240下方的LED 153发出的光第一次反射或第二次反射的第一到第四倾斜面243、245、247和249。因此，可以使布置LED 153的区域中的亮度均匀。

此外，根据另一实施例的导光板240的一个侧部的下部被切去单个阶梯形状，并且该侧部设有足以容纳LED 153的底切空间。因此，背光单元不受限于LED 153的尺寸。因此，与LCD的边缘对应的非显示区域可被减小到小于LED 153所引起的限制。此外，可以提高LCD的外观质量。

虽然仅在考虑上述实施例的情况下对本发明进行了限制性说明，但是所属领域普通技术人员应该理解，本发明并不限于这些实施例，在不背离本发明的精神的情况下，本发明的各种变化或修改是可以的。因此，本发明的范围应该仅由所附权利要求及其等同物来决定。

Claims

1.一种背光单元，包括：

光源；以及

用于第一次反射和第二次反射来自所述光源的光并将反射的光转换成两维光的导光板，

其中所述导光板的一个侧部提供足以容纳所述光源的底切空间。

2.根据权利要求1所述的背光单元，其中所述导光板包括形成在所述侧部的上表面上并用于第一次反射所述光源发出的光的第一圆形反射面和第二圆形反射面。

3.根据权利要求2所述的背光单元，其中所述第一圆形反射面形成为相对于所述第二圆形反射面曲率对称。

4.根据权利要求2所述的背光单元，其中所述第一圆形反射面和所述第二圆形反射面之间的边界部分与所述光源的中心轴相对。

5.根据权利要求2所述的背光单元，其中来自所述第二圆形反射面的第一次反射的光朝向所述导光板的向内方向行进。

6.根据权利要求2所述的背光单元，其中所述导光板还包括形成在所述侧部的侧面上并用于朝向所述导光板的向内方向反射来自所述第一圆形反射面的第一次反射的光的倾斜面。

7.根据权利要求1所述的背光单元，其中所述导光板包括形成在所述侧部的上表面上并用于第一次反射所述光源发出的光的第一倾斜面和第二倾斜面。

8.根据权利要求7所述的背光单元，其中所述第一倾斜面相对于所述第二倾斜面对称地形成。

9.根据权利要求7所述的背光单元，其中所述第一倾斜面和所述第二倾斜面之间的边界部分与所述光源的中心轴相对。

10.根据权利要求7所述的背光单元，其中来自所述第二倾斜面的第一次反射的光朝向所述导光板的向内方向行进。

11.根据权利要求7所述的背光单元，其中所述导光板还包括形成在所述侧部的侧面上并用于朝向所述导光板的向内方向第二次反射来自所述第一倾斜面的第一次反射的光的第三倾斜面和第四倾斜面。

12.根据权利要求7所述的背光单元，其中所述第三倾斜面相对于所述第四倾斜面对称地形成。

13.根据权利要求11所述的背光单元，其中所述第三倾斜面和所述第四倾斜面之间的边界部分构成为自所述导光板的侧部向外凸出。

14.一种液晶显示器，包括：

液晶显示面板；

设置在所述液晶显示面板下方的光源；以及

15.根据权利要求14所述的液晶显示器，其中所述导光板包括形成在所述侧部的上表面上并用于第一次反射所述光源发出的光的第一圆形反射面和第二圆形反射面。

16.根据权利要求15所述的液晶显示器，其中所述第一圆形反射面相对于所述第二圆形反射面曲率对称。

17.根据权利要求15所述的液晶显示器，其中所述导光板还包括形成在所述侧部的侧面上并用于朝向所述导光板的向内方向反射来自所述第一圆形反射面的第一次反射的光的倾斜面。

18.根据权利要求14的液晶显示器，其中所述导光板包括形成在所述侧部的上表面上并用于第一次反射所述光源发出的光的第一倾斜面和第二倾斜面。

19.根据权利要求18所述的液晶显示器，其中所述第一倾斜面相对于所述第二倾斜面对称地形成。

20.根据权利要求18所述的液晶显示器，其中所述导光板还包括形成在所述侧部的侧面上并用于朝向所述导光板的向内方向第二次反射来自所述第一倾斜面的第一次反射的光的第三倾斜面和第四倾斜面。