CN102095129A - 背光单元及具有该背光单元的液晶显示器 - Google Patents

Abstract

公开了一种被扫描驱动的背光单元。背光单元包括用于发光的光源；以及与光源平行设置并用于把从光源发出的点光转换成两维光的导光板。导光板包括多个空气孔，所述空气孔以固定间隔布置并用于按照具有固定间隔宽度的块的方式对该光源的光进行引导。

Description

背光单元及具有该背光单元的液晶显示器

本申请要求2009年12月11日提交的韩国专利申请10-2009-0123566的优先权，因此援引其全部内容作为参考。

技术领域

本发明涉及一种背光单元，更具体地，涉及一种可被扫描驱动的背光单元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，正被广泛地应用在大范围的应用中。另外，为了满足用户的需求，LCD可以制造成具有更大的屏幕、更薄和消耗更少的能量。这样的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。根据光源的位置，背光单元可以分为边缘型(edge type)和直射型(direct type)。

这种边缘型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。边缘型背光单元具有良好的光均匀性、长的寿命和使LCD更薄的优点。

随着LCD扩大到大于20英寸的尺寸，开始集中对直射型背光单元进行研究。直射型背光单元使光直接地照射到LCD面板的整个表面。为此，直射型背光单元包括在散射板的下表面上布置的多个光源。因为直射型背光单元具有比边缘型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因为长寿命、低能耗、小尺寸、优越的耐用性等特点而广泛地用在背光单元中。

边缘型背光单元一般包括在其侧面上布置的多个LED和与多个LED平行设置的导光板。近来，为了防止残留图像的产生，边缘型背光单元被配置成被以扫描模式驱动。这种扫描模式背光单元把屏幕(例如，LCD面板)划分成沿着一个方向布置的多个块，并给这些块顺序地提供光。

为此，常规扫描模式背光单元使位于其一侧的多个LED按照预定时间间隔顺序地发光。此外，常规背光单元利用导光板把多个LED发出的光导入LCD面板上的划分的块。但是，当LED发出的光进入导光板时，被漫反射。因此，难以按照扫描模式驱动背光单元。

另一方面，为了把光导入每个划分的块，在常规LCD中正在使用在上下表面上形成有引导图案的导光板。图案化的导光板也难以防止光的漫反射。

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可被扫描驱动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，背光单元包括用于发光的光源；以及与该光源平行地设置并用于把从该光源发出的点光转换成两维光的导光板。导光板包括多个空气孔，所述空气孔以固定间隔布置并用于按照具有固定宽度的块的方式对该光源的光进行引导。

根据本发明的另一方面的LCD包括液晶显示面板；设置在液晶显示面板下方并用于发光的光源；以及与该光源平行地设置并用于把从该光源发出的点光转换成两维光的导光板。导光板包括多个空气孔，所述空气孔以固定间隔布置并用于按照具有固定宽度的块的方式对该光源的光进行引导。

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、特征和优点将会或将变得显而易见。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

所包括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是示出本发明的实施例的LCD的分解的透视图；

图2是放大示出图1中的导光板的“A”部分的透视图；

图3是示出图1中的LED和导光板的结构的平面图；

图4是示出本发明的另一实施例的LED和导光板的结构的平面图；

图5是示出本发明的再一实施例的LED和导光板的结构的平面图；

图6是示出进入常规导光板的光的图形；以及

图7是示出进入本发明的实施例的导光板的光的图形。

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具体体现，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尺寸和厚度。只要可能，就在包括附图的整个说明书中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分。

图1是示出本发明的实施例的LCD的分解的透视图。图2是放大示出图1中的导光板的“A”部分的透视图。图3是示出图1中的LED和导光板的结构的平面图。

参照图1到3，本发明的实施例的LCD包括显示图像的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给LCD面板110提供光。

LCD面板110包括彼此相对设置并在之间维持均匀的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包括彼此交叉形成的多条栅极线和多条数据线以及在多条栅极线和多条数据线的交叉处形成的薄膜晶体管。彼此交叉的多条栅极线和多条数据线限定像素。薄膜晶体管分别与每个都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PCB 115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PCB 115依靠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包括具有敞开上表面的盒形底盖170、设置在底盖170的内侧的PCB 151和加载在PCB 151上的多个白色LED 153。背光单元120还包括与多个白色LED 153平行设置并把点入射光转换成两维光的导光板140、设置在导光板140下方并把从导光板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还包括由矩形边框形状的铸模材料构成的支撑主体。支撑主体用于容纳PCB 151、白色LED 153、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包括散射片、会聚片和保护片。散射片用于散射光。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。

PCB 151用于防止会由在白色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构成。白色LED 153可设计成表面贴装型(SMT)和板上芯片(COB)中的一种。

导光板140由聚甲基丙烯酸甲酯(poly methyl methacrylate(PMMA))制成。此外，导光板140包括互相分隔开的多个空气孔143。

多个空气孔143以从导光板140的一个侧面延伸到另一相对表面的狭缝形状形成。多个空气孔143用来把入射光从导光板140的一个表面引导至另一相对表面。换句话说，多个空气孔143改变了光的方向。这就导致以下结果：因为空气孔的折射率不同于导光板140的材料的折射率，所以多个空气孔143将进入导光板140的入射面的入射光折射。每个空气孔143形成在与相邻的LED 153之间的区域相对的入射面141上。

本发明描述了仅布置在导光板140的一个侧面上的多个LED 153，但是本发明并不限于此。可选地，背光单元可以包括布置在导光板140的至少两个侧面上的多个LED。

因为多个空气孔143相对在LED之间的隔开的间距布置，所以空气孔143的数量可以随着LED的数量发生变化。此外，相邻的空气孔143之间的隔开距离可以随着LED 153的尺寸发生变化。因此，空气孔143的数量和空气孔143之间的间距取决于LED 153的数量和LED 153之间的隔开距离。可以利用采用了气压力的挤压工艺来制造具有这样的空气孔143的导光板140。

如此，本发明中所包含的导光板140具有多个空气孔143，这些空气孔143形成为从一个侧面延伸到另一相对侧面。这样，利用多个空气孔143，导光板140能够逐块地分别引导多个LED 153发出的光。因此，当用扫描模式驱动背光单元时，导光板140可以防止光的漫反射。

换句话说，在导光板140中形成的多个空气孔143通过使光折射而改变了光的方向。因此，可以提高以扫描模式驱动的边缘型背光单元的稳定性。

图4是示出本发明的另一实施例的LED和导光板的结构的平面图。图5是示出本发明的再一实施例的LED和导光板的结构的平面图。

如图4中所示，另一实施例的导光板240包括以比第一实施例的导光板140的空气孔之间的间距更长的间距布置的多个空气孔243。更具体地，多个LED 253两个一组地相对布置在空气孔240之间的每个区域中。如图4中所示的在导光板240中形成的空气孔243之间的间距可以根据用于背光单元的扫描驱动模式的划分的块的尺寸来调整。

如图5中所示，再一实施例的导光板340包括相对每个LED 353形成的多个空气孔343以及相对LED 353之间的每个区域形成的多个空气孔343。换句话说，与第一实施例的导光板140的空气孔相比，该再一实施例的导光板340中的空气孔343在相同方向上彼此更靠近地布置。如图5中所示的在导光板340中形成的空气孔343之间的间距可以根据用于背光单元的扫描驱动模式的划分的块的尺寸来调整。

图6是示出进入常规导光板的光的图形。图7是示出进入本发明的实施例的导光板的光的图形。

参照图6，常规导光板使LED射出的光线在其光入射部分处被漫反射。按照不同的方式，如图7所示，表明了进入当前实施例的导光板的光入射部分的光被多个空气孔折射，并直线行进。换句话说，本发明的导光板改变了光的方向并使光的漫反射最小化。因此，导光板能够逐块地分别引导光。

虽然仅在考虑上述实施例的情况下对本发明进行了有限的说明，但是所属领域技术人员应该理解，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 (14)

1.一种背光单元，包括：

用于发光的光源；以及

与所述光源平行地设置并用于把从所述光源发出的点光转换成两维光的导光板，

其中所述导光板包括多个空气孔，所述空气孔以固定间隔布置并用于按照具有固定宽度的块的方式对所述光源的光进行引导。

2.根据权利要求1所述的背光单元，其中所述多个空气孔从所述导光板的一个侧面延伸到另一相对侧面。

3.根据权利要求1所述的背光单元，其中所述多个空气孔以狭缝形状形成。

4.根据权利要求1所述的背光单元，其中所述光源包括多个发光二极管，并且每个空气孔形成在与所述发光二极管之间的各个区域相对的导光板上。

5.根据权利要求4所述的背光单元，其中所述空气孔之间的距离取决于所述光源之间的距离和所述光源的数量。

6.根据权利要求1所述的背光单元，其中所述光源包括多个发光二极管，并且所述空气孔相对所述发光二极管以及相对相邻光源之间的区域形成。

7.根据权利要求1所述的背光单元，其中所述光源包括与所述空气孔之间的区域相对的多个发光二极管。

8.一种液晶显示器，包括：

液晶显示面板；

设置在所述液晶显示面板下方并用于发光的光源；以及

与所述光源平行地设置并用于把从所述光源发出的点光转换成两维光的导光板，

其中所述导光板包括多个空气孔，所述空气孔以固定间隔布置并用于按照具有固定宽度的块的方式对所述光源的光进行引导。

9.根据权利要求8所述的液晶显示器，其中所述多个空气孔从所述导光板的一个侧面延伸到另一相对侧面。

10.根据权利要求8所述的液晶显示器，其中所述多个空气孔以狭缝形状形成。

11.根据权利要求8所述的液晶显示器，其中所述光源包括多个发光二极管，并且每个空气孔形成在与所述发光二极管之间的各个区域相对的导光板上。

12.根据权利要求11所述的液晶显示器，其中所述空气孔之间的距离取决于所述光源之间的距离和所述光源的数量。

13.根据权利要求8所述的液晶显示器，其中所述光源包括多个发光二极管，并且所述空气孔相对所述发光二极管以及相对相邻光源之间的区域形成。

14.根据权利要求8所述的液晶显示器，其中所述光源包括与所述空气孔之间的区域相对的多个发光二极管。

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