导光板、以及包括该导光板的背光单元和移动装置的制作方法

文档序号:11132452阅读:853来源:国知局
导光板、以及包括该导光板的背光单元和移动装置的制造方法

本申请要求2015年7月29日提交的韩国专利申请第10-2015-0107390号的权益,其通过引用并入本文中,就好像在本文中完全阐述一样。

技术领域

本发明涉及导光板、以及包括该导光板的背光单元和移动装置。



背景技术:

通常,液晶显示器(LCD)装置除了广泛用作为移动装置如移动通信终端、电子记事本、电子书、便携式多媒体播放器(PMP)、导航装置、超级移动个人计算机(UMPC)、移动电话、智能电话、平板电脑(PC)、手表电话等的显示屏幕之外,还广泛地用作各种产品如电视机(TV)、笔记本电脑、监视器等的显示屏幕。

近来,移动装置具有用于通过使用局部显示在液晶显示面板的显示屏幕上的快速执行屏幕来快速执行消息功能、电话功能、音乐再现功能、手表功能以及摄像功能的部分显示功能。

图1是用于描述由相关技术的移动装置执行的部分显示功能的图。

参照图1,相关技术的移动装置包括显示快速执行屏幕12的液晶显示面板10,以及将光25照射到液晶显示面板10的后表面上的背光单元20。

液晶显示面板10包括多个像素,并且通过将设置在所述多个像素中的每一个中的薄膜晶体管(TFT)接通在预定局部区域上显示快速执行屏幕12。

背光单元20包括设置在液晶显示面板10的后表面上的导光板21,以及包括将光照射到导光板21的一个侧表面上的多个发光二极管(LED)的光源单元23。

在相关技术的移动装置中,当执行部分显示功能时,背光单元20驱动多个LED中的全部以将光25照射到液晶显示面板10的整个后表面上,并且液晶显示面板10通过部分驱动局部地显示快速执行屏幕12。即,相关技术的移动装置通过驱动背光单元20的所有LED并且部分地驱动液晶显示面板10来显示快速执行屏幕12。

在相关技术的移动装置中,当显示快速执行屏幕12时,电力被与快速执行屏幕12无关的LED不必要地消耗。为此,由于相关技术的移动装置无法控制背光单元的部分的亮度,所以当执行部分显示功能时背光单元的所有LED被驱动,造成消耗功率增加。



技术实现要素:

因此,本发明涉及提供一种导光板、包括该导光板的背光单元和移动装置,其基本上消除了由于相关技术的限制和缺点而产生的一个或更多个问题。

本发明的一个方面涉及提供一种控制部分亮度的导光板和包括该导光板的背光单元。

本发明的另一方面涉及提供一种移动装置,其中当显示快速执行屏幕时消耗功率被最小化。

本发明的另外的优点和特征将被阐述于下面的说明中,并且由于该说明而部分地明显,或者可以从本发明的实践中获知本发明的另外的特征和优点。通过在所撰写的说明书及其权利要求中以及附图中特别指出的结构可以实现和获得本发明的这些目的和其他优点。

为了实现这些和其他优点,并且根据本发明的实施方案的目的,如本文中体现和大致描述的,提供了一种导光板,其包括:本体(211),其在本体(211)的第一侧表面处具有光入射部(210a);在本体(210)的顶侧处的上光学图案(213);以及在本体(210)的底侧处的下光学图案(215),其中下光学图案(215)是从本体(211)的底侧突出并且具有梯形形状的浮凸图案,其中该梯形形状的第一端具有第一宽度并且该梯形形状的第二端具有第二宽度,其中第一端比第二端更靠近光入射部(210a),并且其中第一宽度比第二宽度窄。

在一个或更多个实施方案中,梯形形状包括顶部图案(215a)、底部图案(215b)、下表面图案(215c)第一侧图案(215d)以及第二侧图案(215e),其中顶部图案(215a)邻近本体(211)的底侧,并且其中顶部图案(215a)具有梯形形状,该梯形形状具有第一尺寸并且包括具有第一宽度的顶侧(215a1)和具有比第一宽度窄的第二宽度的底侧(215a2)。

在一个或更多个实施方案中,顶部图案(215a)的顶侧(215a1)的第一宽度是顶部图案(215a)的底侧(215a2)的第二宽度的两倍或更大。

在一个或更多个实施方案中,顶部图案具有等角梯形形状。

在一个或更多个实施方案中,底部图案(215b)为具有比第一尺寸小的第二尺寸的梯形形状并且面对顶部图案(215a)。

在一个或更多个实施方案中,底部图案(215b)包括与顶部图案(215a)的顶侧(215a1)相一致的顶侧(215b1)和具有比第二宽度窄的第三宽度的底侧(215b2)。

在一个或更多个实施方案中,底部图案(215b)的顶侧(215b1)与底部图案(215b)的底侧(215b2)之间的长度与底部图案(215b)的顶侧(215b1)的长度相同。

在一个或更多个实施方案中,底部图案(215b)从顶部图案(215a)倾斜第一角度(θ1),其中第一角度(θ1)在4度至10度的范围内,并且其中倾斜轴与顶部图案(215a)和底部图案(215b)的顶侧(215a1,215b1)相一致。

在一个或更多个实施方案中,下表面图案(215c)面对光入射部(210a)并且设置在顶部图案(215a)的底侧(215a2)与底部图案(215b)的底侧(215b2)之间,并且从顶部图案(215a)倾斜第二角度(θ2),其中第二角度(θ2)为45度或更大,并且其中倾斜轴与顶部图案(215a)的底侧(215a2)相一致。

在一个或更多个实施方案中,下表面图案(215c)具有等角梯形形状。

在一个或更多个实施方案中,第一侧图案和第二侧图案(215d,215e)以三角形形状设置在顶部图案(215a)与底部图案(215b)之间并且是倾斜的。

在一个或更多个实施方案中,下光学图案(215)包括多个光学元件,其中在导光板(210)的第一区域中的光学元件的密度与在导光板(210)的第二区域中的光学元件的密度不同。

在一个或更多个实施方案中,下光学图案(215)的密度沿着从本体(211)的第一侧表面至本体(211)的与第一侧表面相反的第二侧表面的方向增加。

在一个或更多个实施方案中,上光学图案(213)包括沿着本体(211)的第一侧表面至本体(211)的与第一侧表面相反的第二侧表面的方向平行延伸的多个双凸透镜图案或圆棱镜图案。

在一个或更多个实施方案中,多个双凸透镜图案或圆棱镜图案中的相邻双凸透镜图案或圆棱镜图案的侧表面彼此接触。

在一个或更多个实施方案中,多个双凸透镜图案或圆棱镜图案以恒定间隔隔开,或者多个双凸透镜图案或圆棱镜图案中的设置在导光板(210)的部分照亮区域(PLA)中的第一双凸透镜图案或圆棱镜图案的间隔不同于多个双凸透镜图案或圆棱镜图案中的设置在导光板(210)的不同于部分照亮区域(PLA)的区域中的第二双凸透镜图案或圆棱镜图案的间隔。

在一个或更多个实施方案中,圆棱镜图案的宽度(W)在20μm至30μm的范围内,并且圆棱镜图案的高度(H)在4μm至10μm的范围内。

在一个或更多个实施方案中,光入射部(210a)包括侧光收集图案(217)和侧扩散图案(219),其中侧光收集图案(217)包括在与部分显示区域对应的部分照亮区域(PLA)中的多个双凸透镜图案,并且其中侧扩散图案(219)包括在部分照亮区域(PLA)的周围区域(SA)中的多个棱镜图案。

在一个或更多个实施方案中,导光板(210)还包括在本体(210)的与第一侧表面(210a)相反的第二侧表面处的非光入射部(210b)。

在一个或更多个实施方案中,导光板(210)是具有短侧和长侧的板形,其中光入射部(210a)和非光入射部(210b)在本体(211)的短侧处,或者其中光入射部(210a)和非光入射部(210b)在本体(211)的长侧处。

在一个或更多个实施方案中,本体由选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚砜、聚碳酸酯、丙烯腈苯乙烯、聚酯酰亚胺、聚甲基戊烯、聚苯乙烯、聚酰胺以及硅中的一种材料形成。

在一个或更多个实施方案中,圆棱镜图案均包括弯曲部(213b),弯曲部(213b)包括等腰三角形形状的截面表面,该截面表面包括与本体(211)的顶侧相一致的底侧,并且圆棱镜图案具有以特定曲率半径倒角的顶点。

在一个或更多个实施方案中,曲率半径在8μm至15μm的范围内。

在一个或更多个实施方案中,每一个圆棱镜图案的垂直角(VA)是钝角。

在一个或更多个实施方案中,垂直角在100度至120度的范围内。

在本发明的另一方面中,提供了一种背光单元,包括:根据本文中所述的一个或更多个实施方案的导光板(210),其中背光单元(200)配置成将光(250)选择性地照射到液晶显示面板(100)的整个显示区域上或者照射到限定在液晶显示面板(100)中的部分显示区域上;以及相邻于导光板(210)的光入射部(210a)的光源单元(220)。

在一个或更多个实施方案中,背光单元(200)还包括:在导光板(210)的底侧处的反射片(230);以及在导光板(210)的顶侧处的光学片部件(240)。

在一个或更多个实施方案中,光源单元(220)包括分成多个发光阵列组的多个LED封装件(223),其中发光阵列组中的每一个包括设置成彼此相邻的一个或更多个LED封装件(223),并且其中背光单元(200)配置成分别驱动发光阵列组中的每一个。

在本发明的另一方面中,提供了一种移动装置。

应理解,本发明的以上一般描述和以下详细描述是示例性和说明性的,并意图对要求保护的本发明提供进一步的解释。

附图说明

本申请包括附图以提供对本发明的进一步理解,附图并入本文中并且构成本申请的一部分,附图示出本发明的实施方案并且与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中:

图1是用于描述由相关技术的移动装置执行的部分显示功能的图;

图2A和图2B是用于描述由根据本发明一个实施方案的移动装置执行的部分显示功能的图;

图3是用于描述根据本发明一个实施方案的背光单元的分解透视图;

图4是沿图3的线I-I'截取的导光板的截面图;

图5是示出根据本发明的第一实施方案的导光板的前面亮度的模拟结果的图;

图6是用于描述根据本发明的第二实施方案的导光板的截面图;

图7是示出图6中所示的上光学图案的截面图;

图8是示出基于根据本发明的第二实施方案的导光板中的圆棱镜图案的垂直角的前面亮度偏差和前面亮度的模拟结果的图;

图9是示出根据本发明的第二实施方案的导光板的前面亮度的模拟结果的图;

图10是用于描述根据本发明的第二实施方案的导光板中的上光学图案的修改例的图;

图11是用于描述根据本发明的实施方案的下光学图案的导光板的后视图;

图12是示出图11中所示的下光学图案的图;

图13A至图13C是用于描述基于图11中所示的下光学图案的密度的光路的图;

图14是示出包括根据本发明的实施方案和比较例的导光板的背光单元中的前面亮度和消耗功率的模拟结果的图;

图15是用于描述根据本发明的第三实施方案的导光板的图;

图16是用于描述图15中所示的侧光收集图案的图;

图17是用于描述图15中所示的侧扩散图案的图;

图18A和图18B是示出在根据本发明的第三实施方案的导光板和根据比较例的导光板中、当所有发光二极管(LED)封装件被驱动或一些LED封装件被驱动时前面亮度的模拟结果的图;

图19是示出根据本发明的实施方案的移动装置的透视图;以及

图20是沿图19中所示的线II-II'截取的截面图。

具体实施方式

现在将详细参照本发明的示例性实施方案,其示例在附图中示出。在任何可能的情况下,在整个附图中使用相同的附图标记表示相同或相似的部件。

本说明书中描述的术语应理解如下。

本说明书中描述的术语应理解如下。如本文中所使用的,除非上下文清楚地另外指明,否则单数形式旨在包括复数形式。术语“第一”和“第二”是用于区分一个元件与其他元件,并且这些元件不应受这些术语所限。还应理解的是,在本说明书中当使用术语“包含”、“含有”、“有”、“具有”、“包括”和/或“包括有”时,指定所阐述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但不排除一个或更多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或添加。术语“至少一个”应理解为包括相关联所列项中的一个或更多个的任一个和所有组合。例如,“第一项、第二项以及第三项中的至少之一”表示从第一项、第二项和第三项中的两个或更多个提出的所有项的组合、以及第一项、第二项或第三项。术语“在…上”应解释为包括其中一个元件形成在另一元件的顶部处的情况以及此外其中在其中间设置有第三元件的情况。

下文中,将参照附图详细描述根据本发明的导光板、以及包括该导光板的背光单元和移动装置的示例性实施方案。在本说明书中,在每一个附图中添加元件的附图标记时,应注意,在任何可能的情况下,对于元件使用已经在其他附图中表示相同元件的相同的附图标记。在下面的描述中,当相关已知功能或配置的详细描述确定为会不必要地使本发明的重点模糊时,将省略详细描述。

图2A和图2B是用于描述由根据本发明一个实施方案的移动装置执行的部分显示功能的图。

参照图2A和图2B,根据本发明一个实施方案的移动装置可以包括:显示快速执行屏幕102的液晶显示面板100、以及将光250照射到与限定在液晶显示面板100中的快速执行屏幕102对应的部分显示区域(或部分驱动区域)上的背光单元200。

液晶显示面板100可以包括多个像素,并且可以通过将设置在多个像素中的每一个中的薄膜晶体管(TFT)接通来在部分显示区域上显示快速执行屏幕102。

快速执行屏幕102可以显示与部分显示应用功能如消息功能、电话功能、音乐再现功能、手表功能、摄像功能等对应的图像。如图2A中所示,根据实施方案的快速执行屏幕102可以在相对于液晶显示面板100的长侧长度方向Y的上边缘的中心部上以圆形形状显示,但不限于此。在其他实施方案中,快速执行屏幕102可以以多边形形状、心形形状、椭圆形形状等显示。根据另一实施方案,如图2B中所示,快速执行屏幕102可以在液晶显示面板100的中部上以与液晶显示面板100的长侧长度方向Y平行的矩形形状显示。在这种情况下,可以在快速执行屏幕102上分别显示与至少两个部分显示应用对应的图像。

背光单元200可以将光250照射到液晶显示面板100的整个后表面上,或者可以将光250仅照射到与限定在液晶显示面板100中的部分显示区域对应的部分照亮区域上。即,当整体驱动液晶显示面板100时,背光单元200可以将光250照射到液晶显示面板100的整个后表面上。另一方面,当根据由移动装置执行的部分显示应用功能来部分驱动液晶显示面板100时,背光单元200可以根据部分亮度控制将光250仅照射到液晶显示面板100的部分照亮区域上。

在根据本发明的实施方案的移动装置中,当根据部分显示应用功能的执行来部分驱动液晶显示面板100时,可以部分驱动背光单元200,从而减小消耗功率。

图3是用于描述根据本发明一个实施方案的背光单元200的分解透视图,图4是沿图3的线I-I'截取的导光板的截面图。

参照图3和图4,根据本发明一个实施方案的背光单元200可以包括导光板210、光源单元220、反射片230以及光学片部件240。

导光板210可以沿向上方向Z来传输从光源单元220照射到设置在一个侧表面上的光入射部210a的光。此处,光入射部210a可以是导光板210的短侧,但不限于此。在其他实施方案中,取决于光源单元220设置的位置,光入射部210a可以是导光板210的长侧。在下面的描述中,假设光入射部210a是导光板210的短侧。

根据本发明的第一实施方案的导光板210可以包括本体211、上光学图案213以及下光学图案215。

本体211可以形成为具有短侧和长侧的板形。本体211的短侧中的一侧可以限定为光入射部210a,并且本体211的短侧中的另一侧可以限定为非光入射部210b。本体211可以由选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚砜、聚碳酸酯、丙烯腈苯乙烯、聚酯酰亚胺、聚甲基戊烯、聚苯乙烯、聚酰胺以及硅中的一种材料形成。

根据一个实施方案的上光学图案213可以设置在本体211的顶部上以具有恒定的间隔,并且可以包括弯曲表面。上光学图案213可以控制入射到本体211的光入射部210a上的光的路径。上光学图案213可以增强入射到光入射部210a上的光的线性以使光行进至本体211的非光入射部210b,从而增强导光板210的部分亮度。根据一个实施方案的上光学图案213可以以凸的方式设置在本体211的顶部上以具有半圆形形状。即,上光学图案213可以包括沿着与本体211的长侧的长度对应的第二方向Y从本体211的短侧中的一侧至另一侧平行延伸的多个双凸透镜图案(换言之,透镜轴沿着Y方向延伸)。在这种情况下,相邻双凸透镜图案的侧表面可以彼此接触而彼此不间隔开。

下光学图案215可以设置在本体211的底部上以具有多边形形状。在这种情况下,下光学图案215的密度可以沿从本体211的短侧中的一侧至另一侧增加。即,下光学图案215可以具有在相邻于本体211的光入射部210a的区域中相对低的密度,以不阻挡入射到本体211的光入射部210a上的光的扩散。另外,下光学图案215的密度可以从本体211的中部至另一端逐渐增加,用于引导入射光的路径以进一步增强线性。为此,根据一个实施方案的下光学图案215可以是从本体211的底部突出以具有梯形形状的浮凸图案。下面将详细描述下光学图案215。

在导光板210中,上光学图案213进一步增强从光入射部210a行进至非光入射部210b的光的线性,并且从光入射部210a行进至非光入射部210b的光的线性通过基于下光学图案215的密度来控制光的路径进一步得到增强。因此,根据本发明的一个实施方案,由于包括在导光板210中的上光学图案213和下光学图案215的组合而增强了通过导光板210的光入射部210a入射的光的线性,从而使得能够针对多个区域中的每一个部分地输出光。

光源单元220可以设置成相邻于限定为导光板210的一个侧表面的光入射部210a,并且可以将光照射到光入射部210a上。根据一个实施方案的光源单元220可以包括安装在光源印刷电路板(PCB)221上的多个发光二极管(LED)封装件223,使用光源驱动电力来发射光,并且将光照射到导光板210的光入射部210a上。

多个LED封装件223可以以沿着与导光板210的短侧长度方向对应的第一方向X设置的间隔安装在光源PCB 221上,以面对导光板210的光入射部210a。在这种情况下,可以将相邻LED封装件223之间的间隔调整到其中在导光板210的光入射部210a中不出现由LED封装件223发射的光造成的热点的范围内。

多个LED封装件223可以基于限定在导光板210中的部分照亮区域划分成多个发光阵列组。发光阵列组中的每一个可以包括沿第一方向X彼此相邻的一个或更多个LED封装件223,并且在发光阵列组中的每一个中可以包括相同或不同数量的LED封装件223。可以根据局部调光驱动来分别驱动发光阵列组中的每一个。

根据第一实施方案,光源单元220可以包括第一发光阵列组和第二发光阵列组,第一发光阵列组和第二发光阵列组包括沿第一方向X布置的相同数量的LED封装件223。

根据第二实施方案,光源单元220可以包括沿第一方向X布置的第一发光阵列组至第三发光阵列组。例如,第一发光阵列组可以包括设置在导光板210的短侧中的一侧上的多个LED封装件,第二发光阵列组可以包括设置在导光板210的短侧的中部中的多个LED封装件,并且第三发光阵列组可以包括设置在导光板210的短侧中的另一侧上的多个LED封装件。此处,第一发光阵列组和第三发光阵列组可以包括相同数量的LED封装件223,并且第二发光阵列组可以包括与包括在第一发光阵列组和第三发光阵列组中的LED封装件223的总数量相等的LED封装件223。

根据第三实施方案,光源单元220可以包括沿第一方向X布置的第一发光阵列组至第五发光阵列组。例如,第一发光阵列组可以包括设置在导光板210的短侧中的一侧上的多个LED封装件,第二发光阵列组可以包括设置在导光板210的短侧的中部中的多个LED封装件,并且第三发光阵列组可以包括设置在导光板210的短侧中的另一侧上的多个LED封装件。另外,第四发光阵列组可以包括设置在导光板210的短侧中的另一侧上的多个LED封装件,并且第五发光阵列组可以包括设置在第二发光阵列组与第四发光阵列组之间的多个LED封装件。此处,第一发光阵列组、第二发光阵列组以及第四发光阵列组可以包括相同数量的LED封装件223,并且第三发光阵列组和第五发光阵列组可以包括比第一发光阵列组的数量多的LED封装件223。

另外,当移动装置执行部分显示应用功能时,可以使用所述多个发光阵列组来将光仅照射到包括在限定在液晶显示面板中的部分显示区域中的部分照亮区域上,并且可以基于部分照亮区域的位置来以各种方式对所述多个发光阵列组进行设置。

反射片230可以设置在导光板210的底部上并且可以将从导光板210照射的光朝向导光板210反射,从而使光损失最小化。

光学片部件240可以设置在导光板210上,并且可以包括下部扩散片241、下部棱镜片243以及上部棱镜片245,但不限于此。在其他实施方案中,光学片部件240可以包括选自扩散片、棱镜片、双亮度增强膜以及双凸透镜片中的两种或更多种元件的堆叠组合。

图5是示出根据本发明的第一实施方案的导光板的前面亮度的模拟结果的图。模拟结果是已经通过如下方式获得的结果:在其中驱动多个LED封装件中的设置在中部中的六个LED封装件以将光照射到与导光板的短侧的中心区域对应的部分照亮区域上的状态下来测量导光板的前面亮度。

如图5中所示,在根据本发明的第一实施方案的导光板中,通过驱动与液晶显示面板的快速执行屏幕102对应的一些LED封装件而照射的光由于由双凸透镜图案构成的上光学图案而具有线性,并且因此,可以看出仅在部分照亮区域PLA中输出有相对更大量的光。在这种情况下,在部分照亮区域PLA中输出的光的量已经测量为是光总量的68%,并且由于一些LED封装件被驱动,所以与其中所有LED封装件被驱动的情况相比,消耗功率减少50%。

在根据本发明一个实施方案的背光单元200中,由于导光板210的上光学图案213和下光学图案215的组合而增强了入射到导光板210的光入射部210a上的光的线性,并且因此,可以通过部分驱动光源单元220来执行对于每一个区域的部分光输出和部分亮度控制,从而控制液晶显示面板的部分亮度。即,在根据本发明一个实施方案的背光单元200中,当根据由移动装置执行的部分显示应用功能在液晶显示面板上显示快速执行屏幕时,可以通过仅驱动与液晶显示面板的部分照亮区域对应的一些LED封装件223来将光仅照射到部分照亮区域上,并且由此,防止与液晶显示面板的部分照亮区域无关的其他LED封装件223不必要地发射光(换言之,当显示快速执行屏幕时可以关断其他LED封装件)。因此,消耗功率减少,并且行进至液晶显示面板的不同于部分照亮区域的区域的光的量最小化,从而将均匀的光照射到液晶显示面板的部分照亮区域上。

图6是用于描述根据本发明的第二实施方案的导光板的截面图,图7是示出图6中所示的上光学图案的截面图。通过调整根据第一实施方案的导光板的上光学图案的结构来提供该上光学图案。因此,下文中,将仅描述根据本发明的第二实施方案的导光板的元件中的上光学图案,并且不描述其他元件。

根据另一实施方案的上光学图案213可以设置在本体211的顶部上以具有恒定的间隔,并且可以包括具有弯曲表面的棱镜形状。即,上光学图案213可以包括沿着与本体211的长侧的长度对应的第二方向Y从本体211的短侧中的一侧至另一侧平行延伸的多个圆棱镜图案(换言之,圆棱镜图案的轴沿Y方向延伸)。在这种情况下,相邻圆棱镜图案的侧表面可以彼此接触而彼此不间隔开。

圆棱镜图案可以包括具有等腰三角形的截面表面的弯曲部213b,该截面表面包括作为本体211的顶部的底侧,并且该圆棱镜图案具有相对于原点P以特定曲率半径“R”倒角的垂直角。

可以将圆棱镜图案的垂直角“VA”调整为例如100度至120度的钝角,但不限于此。在其他实施方案中,可以基于部分照亮区域的尺寸来调整圆棱镜图案的垂直角“VA”。圆棱镜图案的弯曲部213b可以具有8μm至15μm的曲率半径“R”,但不限于此。在其他实施方案中,可以基于部分照亮区域的尺寸来设置弯曲部213b。另外,可以将圆棱镜图案的宽度“W”调整为20μm至30μm,并且可以将圆棱镜图案的高度“H”调整为4μm至10μm。然而,本实施方案不限于此,并且可以基于部分照亮区域的尺寸来调整圆棱镜图案的宽度和高度。

与具有其中在导光板的光入射部中出现热点问题的双凸透镜图案相比,包括圆棱镜图案的上光学图案213使热点最小化,增强了光的线性,并且通过利用弯曲部213b的曲率将光输出至部分照亮区域。

图8是示出基于根据本发明的第二实施方案的导光板中的圆棱镜图案的垂直角的前面亮度偏差和前面亮度的模拟结果的图。此处,导光板的前面亮度与基于圆棱镜图案的垂直角的热点的模拟结果对应,并且导光板的前面亮度偏差与当基于圆棱镜图案的垂直角的最大亮度与最小亮度之差设置成在0与1之间的值时获得的模拟结果对应。

如图8中所示,在根据本发明的第二实施方案的导光板中,可以看出当圆棱镜图案的垂直角为100度至120度时热点最小化,并且当圆棱镜图案的垂直角小于100度或大于120度时,出现热点。另外,在根据本发明的第二实施方案的导光板中,可以看出当圆棱镜图案的垂直角为105度至120度时前面亮度偏差相对小,并且当圆棱镜图案小于105度或者大于120度时,前面亮度偏差相对大。因此,可以将圆棱镜图案的垂直角调整至100度至120度,使得在光入射部中出现的热点最小化并且前面亮度偏差最小化,并且例如可以调整至110度。

图9是示出根据本发明的第二实施方案的导光板的前面亮度的模拟结果的图。模拟结果已经通过在其中驱动多个LED封装件中的设置在中部中的六个LED封装件以将光照射到与导光板的中心区域对应的部分照亮区域上的状态下测量导光板的前面亮度而获得。

如图9中所示,在根据本发明的第二实施方案的导光板中,通过驱动与液晶显示面板的快速执行屏幕102对应的一些LED封装件而照射的光由于由圆棱镜图案构成的上光学图案而具有线性,并且由此,可以看出仅在部分照亮区域PLA中输出相对更大量的光。在这种情况下,在部分照亮区域PLA中输出的光的量已经测量为是光的总量的80%,并且由于一些LED封装件被驱动,所以与所有LED封装件被驱动的情况相比,消耗功率减少50%。

根据本发明的第二实施方案的导光板通过利用设置在上光学图案213中的弯曲部213b的曲率可以将光仅照射到液晶显示面板的部分照亮区域上。因此,根据本实施方案,可以通过利用设置在包括圆棱镜图案的上光学图案213中的弯曲部213b的曲率来有效地控制光输出区域,包括圆棱镜图案的上光学图案213设置在导光板210中。

另外,如图10中所示,在根据本发明的第二实施方案的导光板中,部分照亮区域PLA中的上光学图案213的间隔可以与不同于部分照亮区域PLA的周围区域中的上光学图案213的间隔不同。此处,上光学图案213可以设置成多个。与部分照亮区域PLA交叠的多个上光学图案213可以限定为第一上光学图案,并且与部分照亮区域PLA的周围区域交叠的多个上光学图案213可以限定为第二上光学图案。

第一上光学图案213可以设置成具有相对窄的间隔,并且由此,相邻第一上光学图案213的侧表面可以彼此交叠。在这种情况下,第一上光学图案213可以具有沿着从部分照亮区域PLA的边缘部EP至部分照亮区域PLA的中心部CP的方向逐渐变窄的间隔,并且由此,第一上光学图案213之间的交叠区域可以沿着从部分照亮区域PLA的边缘部EP至部分照亮区域PLA的中心部CP的方向逐渐增加。因此,由于彼此交叠的第一上光学图案213,所以入射到部分照亮区域PLA上的光不扩散到不同于部分照亮区域PLA的周围的区域,并且在部分照亮区域PLA中具有更强的线性。因此,第一上光学图案213进一步增加了入射到部分照亮区域PLA上的光的线性并且防止光扩散到不同于部分照亮区域PLA的周围的区域,从而增加了在部分照亮区域PLA中行进的光的量。

第二上光学图案213可以设置成具有相对宽的间隔D1至D7,并且由此,相邻第二上光学图案213的侧表面可以彼此间隔开。在这种情况下,第二上光学图案213可以具有沿着从部分照亮区域PLA的边缘部分EP至导光板210的长侧211a或211b的方向逐渐变宽的间隔D1至D7,并且由此,可以在第二上光学图案213之间设置包括本体211的顶部的平坦表面。因此,入射到不同于部分照亮区域PLA的区域上的光由于彼此间隔开的第二上光学图案213而可以扩散至不同于部分照亮区域PLA的区域,并且由此,当整体驱动光源时(换言之,当驱动光源单元的所有光源例如LED封装件223时),通过导光板210的整个表面输出均匀的光。

因此,在根据本发明的第二实施方案的导光板中,由于与液晶显示面板的部分照亮区域PLA对应的上光学图案213彼此交叠,所以更均匀的光输出至液晶显示面板的部分照亮区域PLA。

图11是用于描述根据本发明的实施方案的下光学图案215的导光板的后视图,图12是示出图11中所示的下光学图案215的图。在下面的描述中,当术语“侧”结合梯形形状使用时(例如,梯形形状的“顶侧”或“底侧”),这可以理解为指梯形形状的边缘(例如,顶部边缘或底板边缘)。

参照图3、图11和图12,根据本实施方案的下光学图案215可以以浮凸形式设置在本体211的底部上,并且可以附加地控制没有被上光学图案213控制的光的路径,从而进一步增强光的线性。对此,根据本实施方案的下光学图案215可以包括顶部图案215a、底部图案215b、下表面图案215c、第一侧图案215d以及第二侧图案215e。

顶部图案215a可以是本体211的底部211c并且可以为具有第一尺寸的梯形形状。即,顶部图案215a可以具有包括具有第一宽度的顶侧215a1和具有比第一宽度窄的第二宽度的底侧215a2的等角梯形形状。在这种情况下,顶侧215a1的第一宽度可以是底侧215a2的第二宽度的两倍或更大。顶部图案215a的长度和顶侧215a1与底侧215a2之间的长度均可以与顶侧215a1的长度相同。

底部图案215b可以为具有比第一尺寸小的第二尺寸的梯形形状并且面对顶部图案215a。即,底部图案215b可以具有包括顶侧215b1和底侧215b2的等角梯形形状,顶侧215b1包括顶部图案215a的顶侧215a1并且底侧215b2具有比第二宽度窄的第三宽度。底部图案215b的长度和顶侧215b1与底侧215b2之间的长度均可以与顶侧215b1的长度相同。因此,底部图案215b可以从顶部图案215a的顶侧215a1倾斜第一角度“θ1”,并且由此,底部图案215b的底侧215b2可以与本体211的底部间隔开一定高度,并且可以交叠顶部图案215a的一部分。倾斜轴可以与顶部图案215a和底部图案215b的顶侧215a1、215b1相一致。此处,可以将第一角度“θ1”调整至4度至10度用于将照射穿过本体211的内部的光朝向导光板210输出。底部图案215b可以将入射光传输至导光板210的顶部。

下表面图案215c可以面对导光板210的光入射部210a,可以以等腰梯形形状设置在顶部图案215a的底侧215a2与底部图案215b的底侧215b2之间,并且可以倾斜。在这种情况下,下表面图案215c可以从顶部图案215a的底侧215a2倾斜第二角度“θ2”。倾斜轴可以与顶部图案215a的底侧215a2相一致。此处,可以将第二角度“θ2”调整至45度或更大,使得入射穿过本体211的内部的光在没有被下表面图案215c完全反射的情况下散射。

第一侧图案215d可以以三角形形状设置在顶部图案215a的一侧与底部图案215b的一侧之间并且可以倾斜。第一侧图案215d可以引导入射穿过本体211的内部的光行进到部分照亮区域中,从而增强入射光的线性。

第二侧图案215e可以以三角形形状设置在顶部图案215a的另一侧与底部图案215b的另一侧之间以面对第一侧图案215d并且可以倾斜。第二侧图案215e可以引导入射穿过本体211的内部的光行进到部分照亮区域中,从而增强入射光的线性。

下光学图案215可以设置成密度沿着从导光板210的光入射部210a至非光入射部210b的方向逐渐增加。例如,可以沿着从导光板210的第一长侧至导光板210的第二长侧的方向成行地布置多个下光学图案215,并且可以平行地布置多个这样的行(每一个均具有多个下光学图案215),其中沿着从光入射部210a至非光入射部210b的方向,各个相邻行之间的距离逐渐减小,如图11中所示。此处,如图13A中所示,设置在相邻于本体211的光入射部210a的光入射区域中的下光学图案215可以具有相对低的密度以不阻挡入射到本体211的光入射部210a上的光的扩散。另外,如图13B和图13C中所示,从本体211的中心部至非光入射部210b设置的下光学图案215可以具有相对高的密度,用于引导扩散到本体211的光入射区域中并照射的光的路径,以进一步增强光的线性。

图14是示出包括根据本发明一个实施方案和比较例的导光板的背光单元中的前面亮度和消耗功率的模拟结果的图。此处,根据本发明一个实施方案的导光板包括:包括圆棱镜图案的上光学图案和包括多边形图案的下光学图案,并且根据比较例的导光板包括:包括圆棱镜图案的上光学图案和包括点图案的下光学图案。

参照图14,在本发明的实施方案中,可以看出当驱动一些LED封装件时,基于上光学图案的光的线性得到增强,并且下光学图案的密度和基于下光学图案的第一侧表面和第二侧表面的光的线性得到增强,从而入射到导光板上的光密集地输出到与液晶显示面板的快速执行区域(圆点线)对应的区域中。

另一方面,在比较例中,可以看出当驱动一些LED封装件时,仅提供了基于上光学图案的光的线性,并且由此,光输入到导光板的包括液晶显示面板的快速执行区域(圆点线)的整个部分照亮区域中。

因此,在本发明的一个实施方案中,由于包括多边形图案的下光学图案设置在导光板的底部上,所以有效地增加了输出到与液晶显示面板的快速执行区域(圆点线)对应的区域中的光的量。

在本发明的一个实施方案中,可以测量出与驱动所有LED封装件的情况相比消耗功率减少19.4%。在比较例中,可以测量出与驱动所有LED封装件的情况相比消耗功率减少16.9%。因此,可以看出本发明的实施方案中的消耗功率比比较例中的消耗功率进一步减少3%。

图15是用于描述根据本发明的第三实施方案的导光板的图。图16是用于描述图15中所示的侧光收集图案的图。图17是用于描述图15中所示的侧扩散图案的图。通过将侧光收集图案217和侧扩散图案219添加到根据第一实施方案或第二实施方案的导光板的光入射部中来实现根据本发明的第三实施方案的导光板。因此,在下文中,将仅描述在根据本发明的第三实施方案的导光板的元件中添加到导光板的光入射部中的侧光收集图案217和侧扩散图案219,并且不重复其他元件的描述。

参照图15和图17,侧光收集图案217可以用于在光源单元被分别驱动时控制部分照亮区域PLA的部分亮度,并且可以设置在本体211中,即,与限定在导光板210中的部分照亮区域PLA对应的光入射部210a中。此处,部分照亮区域PLA可以限定为交叠限定在液晶显示面板中的部分显示区域的区域,并且例如,可以限定为相对于本体211的短侧长度方向的短侧的中心部。

侧光收集图案217可以收集从LED封装件223直接入射的光,并且可以将所收集的光传输至部分照亮区域PLA中的长的距离,从而增加在部分照亮区域PLA中远离光入射部210a的区域中的光的量,并且使行进至部分照亮区域PLA的周围区域SA中的光的量最小化。对此,根据一个实施方案的侧光收集图案217可以包括沿着本体211的厚度方向Z从本体211的顶部至底部长地延伸(换言之,其透镜轴延伸)并且从本体211的一个侧表面平行突出的多个双凸透镜图案。

侧扩散图案219可以用于在光源单元被整体驱动时使导光板210的亮度均匀,并且可以设置在与部分照亮区域PLA的周围区域SA对应的光入射部210a中。侧扩散图案219可以使从LED封装件223直接入射的光扩散,并且可以将所扩散的光传输至部分照亮区域PLA的周围区域SA以及部分照亮区域PLA,从而增加靠近光入射部210a的区域中的光的量。对此,根据一个实施方案的侧扩散部219可以包括沿着本体211的厚度方向Z从本体211的顶部至底部长地延伸(换言之,其侧边缘延伸)并且从本体211的一个侧表面平行突出的多个棱镜图案。

图18A和图18B是示出在根据本发明的第三实施方案的导光板和根据比较例的导光板中当驱动所有发光二极管(LED)封装件或者驱动一些LED封装件时的前面亮度的模拟结果的图。

首先,如图18A中所示,在根据本发明的第三实施方案的导光板中,可以看出当驱动所有LED封装件时,入射到光入射部上的光被侧光收集图案收集以在部分照亮区域PLA中行进,并且被侧扩散图案扩散以行进至部分照亮区域PLA以及部分照亮区域PLA的周围区域,从而导光板具有完全均匀的亮度。在这种情况下,相邻于测光收集图案的区域A中的亮度由于光被侧光收集图案收集而减小,但是被通过相邻于侧光收集图案的侧扩散图案扩散并且照射的光补偿,从而导光板具有完全均匀的亮度。另外,在图18A中,导光板的中心部的亮度相对高。这是因为液晶显示面板的中心部的亮度相对高。

此外,在根据本发明的第三实施方案的导光板中,可以看出当驱动一些LED封装件时,仅入射到设置在部分照亮区域PLA中的光入射部中的侧光收集图案上的光被侧光收集图案收集以行进至部分照亮区域PLA中的长距离区域,并且由此,导光板仅在部分照亮区域PLA中具有恒定亮度。在这种情况下,可以看出相邻于侧光收集图案的区域A中的亮度由于通过使用侧光收集图案使光传输至长距离而减小,但是交叠液晶显示面板的快速执行屏幕102的部分照亮区域PLA中的亮度由于通过使用侧光收集图案使光传输至长距离而增加。因此,在本实施方案中,通过使用设置在部分照亮区域PLA中的光入射部中的侧光收集图案有效地控制仅交叠液晶显示面板的快速执行屏幕102的部分照亮区域PLA中的亮度。

如图18B中所示,根据比较例的导光板包括设置在光入射部的整个部分中的侧扩散图案。在根据比较例的导光板中,可以看出当驱动所有LED封装件时,入射到光入射部上的光被侧扩散图案扩散,并且由此,亮度在中心部中相对高。

此外,在根据比较例的导光板中,可以看出当驱动一些LED封装件时,仅入射到设置在部分照亮区域PLA中的光入射部中的侧扩散图案上的光被侧扩散图案扩散并且位于部分照亮区域PLA中的短距离区域中,并且由此,亮度在部分照亮区域PLA中完全均匀。为此,在根据比较例的导光板中,由于设置在部分照亮区域PLA中的光入射部中的侧扩散图案扩散的光,所以难以仅控制交叠液晶显示面板的快速执行屏幕102的部分照亮区域PLA的亮度。

根据本发明的第三实施方案的导光板在基于设置在光入射部210a中的侧光收集图案217限定的部分照亮区域PLA中具有相对高的亮度,并且由于设置在光入射部210a中的散射图案219,导光板在周围区域SA以及部分照亮区域PLA中具有均匀亮度。

图19是示出根据本发明的实施方案的移动装置的透视图,图20是沿图19中所示的线II-II'截取的截面图。

参照图19和图20,根据本发明一个实施方案的移动装置可以包括壳体500和液晶显示模块600。

壳体500可以包括由底部510和壳体侧壁530限定的容纳空间。壳体500可以具有顶部开放的盒形状。壳体500可以由金属材料或塑料材料形成。此处,壳体500可以由用于有效地散发在液晶显示模块600中出现的热的金属材料(例如,铝(Al)、因瓦合金、镁(Mg)等)形成。

容纳空间可以设置在壳体500的底部510上并且可以容纳液晶显示模块600。

可以在壳体500的后表面中设置至少一个系统容纳空间。可以将包括在移动装置中的系统驱动电路单元700、用于供应驱动电力的电池800、通信模块(未示出)、电力电路(未示出)、存储器(未示出)等容纳到系统容纳空间中。壳体500的后表面可以被后盖900覆盖。后盖900可以耦接至壳体500的后表面以打开或关闭用于替换电池800,但不限于此。在其他实施方案中,当移动装置使用嵌入式电池800时,后盖900可以耦接至壳体500的后表面以使其不被打开或关闭。

液晶显示模块600可以显示与从系统驱动电路单元700供应的图像信号对应的图像,或者可以检测用户触摸的位置。即,在显示模式中,液晶显示模块600可以显示与从系统驱动电路单元700供应的图像信号对应的图像。另外,在触摸感测模式中,液晶显示模块600可以检测用户触摸的位置,并且可以向系统驱动电路单元700供应与所触摸位置对应的检测信号。另外,液晶显示模块600可以在限定的部分显示区域上显示快速执行屏幕102。根据一个实施方案的液晶显示模块600可以包括背光单元200、引导架630、液晶显示面板650以及盖窗670。

背光单元200可以包括导光板210、光源单元220、反射片230以及光学片部件240。背光单元200具有与以上参照图3至图17描述的背光单元相同的配置,并且由此,不重复其详细描述。相同的附图标记指代相同的元件。

引导架630可以设置成正方带形状并且可以支承液晶显示面板650的后边缘。另外,引导架630可以包围背光单元200的侧表面,从而使背光单元200的移动最小化。根据一个实施方案的引导架630可以附接至反射片230的边缘并且可以支承液晶显示面板650的后边缘。对此,反射片230可以包括支承引导架630的底部的延伸区域。反射片230的延伸区域可以从反射片230的侧表面中的每一个延伸以交叠引导架630的底部,并且可以通过粘合剂632耦接至引导架630的底部。

引导架630可以通过面板粘合构件640物理耦接至液晶显示面板650的后边缘。此处,面板粘合构件640可以是双面带、可热固化树脂、可光固化树脂、双面粘合海绵垫等。

液晶显示面板650可以包括彼此相对接合的下基板651和上基板653,在下基板651与上基板653之间有液晶层,并且液晶显示面板650可以通过使用从背光单元200照射的光来显示特定图像。

下基板651可以是TFT阵列基板并且可以包括分别设置在其中多个栅极线(未示出)交叉多个数据线(未示出)的多个像素区域中的多个像素(未示出)。多个像素中的每一个可以包括连接至对应的栅极线和对应的数据线的TFT(未示出)、连接至TFT的像素电极、以及设置成相邻于像素电极并接收公共电压的公共电极。

可以在下基板651的下边缘中设置连接至多个信号线中的每一个的焊盘部(未示出),并且该焊盘部可以连接至面板驱动电路单元660。另外,可以在下基板651的左边缘和/或右边缘上设置用于向液晶显示面板650的栅极线供应栅极信号的栅极驱动电路。栅极驱动电路可以连接至栅极线并且可以与制造每一个像素的TFT的工艺同时地来制造。

上基板653可以包括限定交叠设置在下基板651中的每一个像素区域的开口区域的像素限定图案,以及设置在该开口区域中的滤色器。上基板653可以通过密封剂相对接合至下基板651,在上基板653与下基板651之间具有液晶层,并且上基板653可以覆盖下基板651的全部,除了下基板651的焊盘部之外。

下基板651和上基板653的至少之一可以包括用于调整液晶的预倾角的取向层(未示出)。液晶层可以设置在下基板651与上基板653之间,并且可以包括根据由施加至多个像素中的每一个的数据电压和公共电压生成的横向电场沿水平方向取向的液晶分子。

具有第一偏振轴的下偏振构件655可以附接至下基板651的后表面,并且具有交叉第一偏振轴的第二偏振轴的上偏振构件657可以附接至上基板653的前表面。

在液晶显示面板650中,在触摸感测模式中,公共电极可以用作为触摸感测电极,并且在显示模式中,公共电极可以与像素电极一起用作为液晶驱动电极。即,液晶显示面板650可以是内嵌(in-cell)触摸式液晶显示面板,并且更具体地,液晶显示面板650可以是自电容内嵌触摸式液晶显示面板。例如,内嵌触摸式液晶显示面板可以是与韩国专利申请第10-2013-0015584号中公开的触摸传感器集成的液晶显示装置的液晶显示面板,但不限于此。

面板驱动电路单元660可以连接至设置在下基板651上的焊盘部,并且液晶显示面板650的每一个像素可以根据系统驱动电路单元700的控制被驱动,从而在液晶显示面板650上显示特定颜色的图像。另外,面板驱动电路单元660可以根据系统驱动电路单元700的控制在限定在液晶显示面板650中的部分显示区域上显示快速执行屏幕102。根据一个实施方案的面板驱动电路单元660可以包括柔性电路膜661和显示器驱动集成电路(IC)663。

柔性电路膜661可以连接至设置在下基板651上的焊盘部,并且可以连接至系统驱动电路单元700。柔性电路膜661可以提供显示器驱动IC663与系统驱动电路单元700之间的接口,并且可以向焊盘部传输从显示器驱动IC 663输出的信号。

在显示模式中,显示器驱动IC 663可以通过使用从系统驱动电路单元700供应的图像数据和控制信号来驱动每一个像素。另外,在触摸模式中,显示器驱动IC 663可以通过触摸驱动线向公共电极供应触摸驱动脉冲,可以通过触摸驱动线感测由用户触摸造成的公共电极的电容变化以生成触摸位置数据,并且可以向系统驱动电路单元700供应该触摸位置数据。

系统驱动电路单元700可以对移动装置执行整体控制,并且可以向液晶显示模块600供应图像信号和控制信号。系统驱动电路单元700可以执行与从显示器驱动IC 663供应的触摸位置数据对应的应用。

在移动装置的待机模式中,系统驱动电路单元700可以执行安装在移动装置中的部分显示应用以在限定在液晶显示面板650的屏幕中的部分显示区域上显示快速执行屏幕102,并且可以分开地驱动背光单元200的光源单元220以使光仅照射到与液晶显示面板650的部分显示区域对应的部分照亮区域上。在这种情况下,当用于保护移动装置的附件盖(未示出)覆盖液晶显示面板650的屏幕时,系统驱动电路单元700可以在待机模式中驱动移动装置。

盖窗670可以覆盖液晶显示面板650的整个前表面,并且可以被壳体的壳体侧壁530支承。在这种情况下,盖窗670可以通过透明粘合剂680(例如,光学透明粘合剂(OCA)、光学透明树脂(OCR)等)物理附接至液晶显示面板650的整个前表面,从而保护液晶显示面板650免受外部影响。盖窗670可以由钢化玻璃、透明塑料、透明膜等形成。例如,盖窗670可以包括蓝宝石玻璃和大猩猩玻璃中的至少之一。作为另一示例,盖窗670可以包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚芳醚腈、聚碳酸酯、聚醚砜以及聚降冰片烯中至少之一。基于划痕和透亮度,盖窗670可以由钢化玻璃形成。

在根据本发明的一个实施方案的移动装置中,当通过部分驱动液晶显示面板100在部分显示区域上显示快速执行屏幕102时,通过部分驱动背光单元200可以将光仅照射到与液晶显示面板650的部分显示区域对应的部分照亮区域上,并且由此,在显示快速执行屏幕102时的消耗功率最小化。

如上所述,根据本发明的一个实施方案,穿过光入射部入射的光的线性由于上光学图案和下光学图案的组合而得到增强,从而提供了使得光能够部分输出的导光板。

此外,根据本发明的一个实施方案,通过利用穿过导光板的光的部分输出,光可以仅局部照射到限定在液晶显示面板中的部分显示区域上。

此外,根据本发明的一个实施方案,当通过部分驱动液晶显示面板在部分显示区域上显示快速执行屏幕时,可以通过部分驱动背光单元将光仅照射在液晶显示面板的部分显示区域上,从而使消耗功率最小化。

对于本领域技术人员明显的是,在不脱离本发明的精神或范围的情况下可以对本发明进行各种修改和变化。因此,本发明旨在覆盖落入所述权利要求极其等同内容的范围内的本发明所提供的修改和变化。

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