显示装置制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种显示装置。该显示装置包括提供光的背光组件以及接收从背光组件提供的光以显示图像的显示面板。背光组件包括产生光的光源以及导光板。导光板通过其入射面接收由光源产生的光作为入射光并通过其出射面输出该入射光作为出射光。导光板包括第一光学图案和第二光学图案。第一光学图案对应于出射面的第一区域设置并会聚入射光。第二光学图案对应于第二区域设置并会聚出射光，第二区域相应于出射面的除了第一区域之外的剩余区域。
【专利说明】显示装置【技术领域】
[0001]本公开涉及一种显示装置。更具体地，本公开涉及一种能够使用从背光组件提供的光来显示图像的显示装置。
【背景技术】
[0002]包括非自发射显示面板的显示装置例如液晶显示器包括背光组件，非自发射显示面板使用由背光组件产生并从其提供的光来显示图像。
[0003]为改善显示装置的正面亮度，通常背光组件包括会聚光的棱镜片。棱镜片将入射到其的光折射以使得折射光在基本上垂直于棱镜片的方向上行进。因此，由于棱镜片的光学性质，显示装置的正面亮度被改善。
[0004]虽然棱镜片具有以上优越的光学特性，但是棱镜片非常地昂贵并不期望地增加采用该棱镜片的显示装置的制造成本和总成本。因此，存在降低显示装置的制造成本同时不损害显示装置的正面亮度的需求。
【发明内容】
[0005]本发明的一个或多个示范性实施例提供能够改善其正面亮度而没有采用棱镜片的显示装置。
[0006]本发明的一个或多个示范性实施例提供一种显示装置，该显示装置包括提供光的背光组件以及接收从背光组件提 供的光并显示图像的显示面板。
[0007]背光组件包括产生光的光源以及导光板。导光板通过其入射面接收由光源产生的光作为入射光并通过其出射面输出该入射光作为出射光。
[0008]导光板包括第一光学图案和第二光学图案。第一光学图案对应于出射面的第一区域设置并会聚入射光。第二光学图案对应于第二区域设置并会聚出射光，第二区域相应于出射面的除了第一区域之外的剩余区域。
[0009]根据本发明的一个或多个示范性实施例，入射光被导光板的第一光学图案会聚并且出射光被导光板的第二光学图案会聚。此外，由于第二光学图案折射入射光并通过出射面输出所折射的入射光，常规导光板的与光的输出有关的印刷图案或凹凸图案可以用第二光学图案代替。
[0010]此外，由于第二光学图案会聚出射光，所以常规背光组件中用于会聚光的棱镜片可以用第二光学图案代替。因此，棱镜片可以从背光组件省略，从而可以降低背光组件的制造成本。
[0011]此外，第一光学图案和第二光学图案设置在导光板的其余部分上并与其成一体。因此，提供的包括第一和第二光学图案的导光板可以在一步成型工艺中形成，因此导光板可以容易地制造。
【专利附图】
【附图说明】[0012]通过参照以下结合附图的详细描述，本发明的以上及其他的优点将容易变得明显，附图中:
[0013]图1是示出根据本发明的显示装置的示范性实施例的分解透视图；
[0014]图2A是示出图1中的导光板的示范性实施例的透视图；
[0015]图2B是沿图1的线Ι-截取的截面图；
[0016]图3A是沿图2A的线ΙΙ-Ι截取的截面图；
[0017]图3B是沿图2A的线ΙΙΙ-ΙΙ截取的截面图；
[0018]图4A和图4B是示出根据本发明的导光板的另一个示范性实施例的截面图；
[0019]图5A和图5B是不出根据本发明的导光板的又一个不范性实施例的截面图；
[0020]图6是示出根据本发明的显示装置的另一个示范性实施例的截面图；
[0021]图7是示出根据本发明的导光板的又一个示范性实施例的透视图；
[0022]图8A是沿图7的线IV-1V’截取的截面图；
[0023]图8B是沿图7的线V-V’截取的截面图；
[0024]图9是示出根据本发明的显示装置的又一个示范性实施例的截面图；以及
[0025]图10是示出根据本发明的显示装置的又一示范性实施例的截面图。
【具体实施方式】
[0026]将理解，当称一个元件或层在另一元件或层“上”、“连接到”或“耦接到”另一元件或层时，它可以直接在另一元件或层上、直接连接到或耦接到另一元件或层，或者可以存在居间元件或层。相反，当称一个元件“直接在”另一元件或层上、“直接连接到”或“直接耦接到”另一元件或层时，不存在居间元件或层。相似的附图标记始终指代相似的元件。如这里所用的，术语“和/或”包括一个或多个所列相关项目的任何及所有组合。
[0027]将理解，虽然这里可以使用术语第一、第二等来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受限于这些术语。这些术语仅用于将一个元件、组件、区域、层或部分与另一区域、层或部分区别开。因此，以下讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可以被称为第二元件、组件、区域、层或部分而没有背离本发明的教导。
[0028]为便于描述这里可以使用诸如“在…之下”、“在...下面”、“下”、“在…之上”、“上”等空间相对性术语以描述如附图所示的一个元件或特征与另一个(些)元件或特征之间的关系。将理解，空间相对性术语是用来概括除附图所示取向之外器件在使用或操作中的不同取向的。例如，如果附图中的器件翻转过来，被描述为“在”其他元件或特征“之下”或“下面”的元件将会在其他元件或特征的“上方”。因此，示例性术语“在...下面”就能够涵盖之上和之下两种取向。器件可以采取其他取向(旋转90度或在其他取向)，这里所用的空间相对性描述符做相应解释。
[0029]这里所用的术语仅是为了描述特定实施例的目的，并非要限制本发明。如这里所用的，除非上下文另有明确表述，否则单数形式“一”和“该”均同时旨在包括复数形式。将进一步理解的是，术语“包括”和/或“包含”，当在本说明书中使用时，指定了所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或增加。
[0030]除非另行定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)都具有本发明所属领域内的普通技术人员所通常理解的同样的含义。将进一步理解的是，诸如通用词典中 所定义的术语，除非此处加以明确定义，否则应当被解释为具有与它们在相关领域的语境 中的含义相一致的含义，而不应被解释为理想化的或过度形式化的意义。
[0031]在下文，将参照附图详细地解释本发明。
[0032]图1是示出根据本发明的显示装置的示范性实施例的分解透视图，图2A是示出图 1中的导光板的示范性实施例的透视图，图2B是沿图1的线1-1’截取的截面图。
[0033]参照图1、图2A和图2B，显示装置600包括背光组件500和显示面板520。背光组 件500产生光并提供光到显示面板，显示面板520利用来自背光组件500的光来显示图像。
[0034]在示出的示范性实施例中，显示面板520可以是液晶显示面板。在显示面板520 是液晶显示面板的情况下，显示面板520包括其上设置像素电极(未示出）的第一基板521、 其上设置公共电极(未示出）以面对像素电极的第二基板522以及插设在第一基板521和第 二基板522之间的液晶层（未示出）。显示面板520可以包括多个像素电极。然而，显示面 板520不应当限于液晶显示面板。也就是，显示面板520可以为许多不同的非自发射的显 示面板中的任一种，例如电润湿显示面板、纳米晶体显示面板等。
[0035]背光组件500包括光源100、接收容器580、反射板570、导光板550、模制框架530、 多个片540以及盖构件510。
[0036]光源100产生光。光源100包括发光二极管（LED)封装LG和印刷电路板PB，并位 于邻近导光板550的入射面S1的位置。光源100可以包括多个LED封装LG。LED封装LG 安装在印刷电路板PB上，并响应于通过印刷电路板PB提供的电源电压产生和发射光。
[0037]接收容器580包括底部585以及从底部585延伸的侧壁581以在其中容纳背光组 件500的元件。接收容器580可以认为是包括从底部585延伸的多个侧壁581以限定接收 空间。在示出的示范性实施例中，光源100设置在一个侧壁581的内侧表面上，但是不应当 限于此或由此限制。也就是说，光源100可以在背光组件500中提供为多个，多个光源100 设置在接收容器580的两个或更多侧壁581的内侧表面上。
[0038]导光板550接收由光源100产生的光。具体地，由光源100产生的光通过入射面 S1入射到导光板550,入射到导光板550的光通过导光板520的出射面S2出射。在下文， 为了说明的方便，入射到导光板550中的光被称为入射光L1,从导光板550出射的光被称为 出射光L2。
[0039]入射光L1的大部分通过导光板550的第二光学图案0P2从导光板550出射，但是 入射光L1的一部分通过导光板550的位于邻近于第二光学图案0P2的位置的第一光学图 案0P1从导光板550出射。因此，导光板550的出射面S2不应当限于第二光学图案0P2的 表面。也就是说,导光板550的出射面S2可以是导光板550的其上设置第一和第二光学图 案0P1和0P2的整个表面，诸如包括第一和第二光学图案0P1和0P2。
[0040]导光板550包括第一光学图案0P1、多个点部分（dot portion) DP以及第二光学 图案0P2。第一光学图案0P1设置在出射面S2的第一区域A1中以会聚入射光L1。在示出 的示范性实施例中，第一光学图案0P1包括第一突起P1 (参照图3A)，当在截面图看时每个 第一突起P1具有从导光板550的基平面延伸的棱镜形状，并且每个第一突起P1具有在基 本上垂直于入射面S1的第一方向D1上延伸的纵轴。
[0041]因此，当入射到导光板550的入射光L1行进到面对入射面S1的相反表面S5时，入射光LI的直线性被第一光学图案OPl改善。因而，可以减少或有效地防止入射光LI通过导光板550的第一侧表面S3和第二侧表面S4泄露。
[0042]每个点部分DP设置在与出射面S2的剩余区域相对应的第二区域A2中，第二光学图案0P2设置在多个点部分DP中的相应点部分DP上。第二光学图案0P2具有与第一光学图案OPl不同的方向性以会聚出射光L2。
[0043]在示出的示范性实施例中，第二光学图案0P2包括多个突起P2 (参照图3B)，当在截面图中看时每个突起P2具有从导光板550的基平面延伸的棱镜形状，并且每个突起P2具有在基本上垂直于第一方向Dl的第二方向D2上延伸的纵轴。因此，如图2B所示，起初在倾斜于显不面板520的方向上行进的入射光LI被第二光学图案0P2折射，因此入射光LI的路径改变使得入射光在基本上垂直于显示面板520的方向上行进。因而，可以改善显示面板520的正面亮度。
[0044]在图3A和图3B中示出的导光板550的示范性实施例中，第一区域Al中的出射面S2和第二区域A2中的出射面S2在不同的平面。第二区域A2中的出射面S2的平面比第一区域Al中的出射面S2的平面更远离导光板550的底表面BS (参照图2A)，然而，本发明不限于此或由此限制。
[0045]此外，如上所述，由于大部分入射光LI被第二光学图案0P2折射以转变为从导光板550出射的出射光L2，所以第二光学图案0P2在会聚出射光L2的同时允许入射光LI从导光板550出射。
[0046]反射板570包括光反射材料，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、铝等并设置在接收容器580的底部585和导光板550之间。因此，由光源100发射并且未指向导光板550的光被反射板570反射然后入射到导光板550。
[0047]模制框架530耦接到接收容器580，与导光板550的边缘重叠并保持导光板550在接收容器580的底部585上的位置。模制框架530的一部分基本上平行于底部585延伸，因此片540和显示面板520安装在模制框架530的该部分上。
[0048]片540设置在导光板550和显示面板520之间。在示出的示范性实施例中，片540包括散射光的散射片543和保护显示面板520的后表面的保护片541。当出射光L2在经过片540之后被提供到显示面板520时，出射光L2被片540扩散。
[0049]如上所述，第二光学图案0P2会聚出射光L2，因此从片540省略的棱镜片可以用第二光学图案0P2代替。
[0050]开口限定在盖构件510中以暴露显示面板520的显示区域，盖构件510在耦接到接收容器580时覆盖(例如，重叠)显示面板520的边缘。由于耦接到接收容器580的盖构件510，背光组件500可以稳定地容纳在接收容器580中。
[0051]图3A是沿图2A的线ΙΙ-ΙI'截取的截面图，图3B是沿图2A的线ΙΙΙ-ΙΙI'截取的截面图。
[0052]参照图2Α和图3Α，第一光学图案OPl对应于出射面S2的第一区域Al设置并包括第一突起Ρ1。
[0053]当在截面图中看时，每个第一突起Pl具有从导光板550的基平面(例如，由图3Α中的下部水平虚线指示)延伸的棱镜形状，并具有在第一方向Dl上延伸的纵轴。第一突起Pl在第二方向D2上连续地布置而没有重叠或彼此间隔开。此外，第一突起Pl的棱镜形状的上角部分(例如，顶点)的第一角度Gl在约80度至约145度的范围内。在第一角度Gl为从约80度至约145度的情况下，能够保证被第一光学图案OPl会聚的入射光LI (参照图2B)的直线性。
[0054]参照图2A和图3B，点部分DP对应于出射面S2的第二区域A2设置。点部分DP可以彼此间隔开。举例来说，点部分DP可以布置为具有行和列的矩阵形式，但是不限于此或由此限制。
[0055]在示出的示范性实施例中，当在平面图中观看时每个点部分DP具有圆形,但是不应当限于圆形的平面形状。在备选的示范性实施例中，例如，每个点部分DP可以具有多边形的平面的形状，例如三角形或矩形形状，或椭圆形平面形状。
[0056]第二光学图案0P2设置在多个点部分DP中的相应点部分DP上并包括第二突起P2。当在截面图中看时每个第二突起P2具有从导光板550的基平面(例如，由图3A中的上部的水平虚线指示)延伸的棱镜形状，并具有在第二方向D2上延伸的纵轴。此外，第二突起P2的棱镜形状的顶点的第二角度G2在约80度至约145度的范围。因此，出射光L2 (参照图2B)可以由第二光学图案0P2会聚。
[0057]参照图3B，每个点部分DP具有约10微米至约800微米的宽度DTl，该宽度在垂直于第二突起P2的纵轴的方向上取得。当宽度DTl小于约10微米时，点部分DP的制造会变得困难，因为点部分DP尺寸相对小。此外，当宽度DTl超过约800微米时，点部分DP会被用户通过显示面板520不期望地察觉。
[0058]此外，当彼此相邻的两个点部分DP的中央之间的长度被称为节距PT时，节距PT可以根据许多变量例如显示面板520的尺寸、宽度DTl的大小等来限定。
[0059]导光板550、点部分DP、第一光学图案OPl和第二光学图案0P2可以彼此一体地形成。也就是，导光板550可以为单个一体的不可分的构件。在一个示范性实施例中，当采用具有与点部分DP以及第一和第二光学图案OPl和0P2对应的雕刻图案的模塑构件时，包括点部分DP以及第一和第二光学图案OPl和0P2的一体的导光板550可以利用该模塑构件在一步成型工艺中形成。因此，根据示出的示范性实施例的导光板550可以容易地制造。
[0060]图4A和图4B是示出根据本发明的导光板的另一个示范性实施例的截面图。图4A和图4B中示出的导光板551具有与图3A和图3B中示出的导光板550相同的结构，除了第一光学图案0P1_1的第一突起Pl_l和第二光学图案0P2_1的第二突起P2_l之外。在图4A和图4B中，因此，相同的元件将被分配与图3A和图3B中的那些相同的附图标记，除了第一和第二突起Pl_l和P2_l之外，相同元件的详细说明将省略。
[0061]图4A示出导光板551的沿与第一突起Pl_l的纵轴延伸的方向垂直的方向截取的横截面。每个第一突起Pl_l具有从第一基平面延伸的棱镜形状，并且其顶点G3如图4A所示地弯曲。棱镜形状的从顶点G3延伸到棱镜形状在第一基平面处的基线的侧面可以如图4A所示为线性的，但是不限于此或由此限制。在第一突起Pl_l的顶点G3具有弯曲形状的情况下，通过顶点G3出射的出射光被散射，从而可以减少或有效地防止在显示面板520的显示区域的一部分上由出射光的会聚所引起的亮线。此外，为了有效地散射该出射光，顶点G3的曲率半径在从约I微米至约10微米的范围内，或者棱镜形状的基线长度与棱镜形状的高度的比例在从约10:1至约10:6的范围内。基线可以为棱镜形状侧面之间沿第一基平面的距离，高度可以是从基线到顶点G3垂直于基线取得的最大距离。[0062]图4B示出导光板551沿与第二突起P2_l的纵轴延伸的方向垂直的方向截取的横截面。类似于第一突起Pl_l，每个第二突起P2_l具有从第二基平面延伸的棱镜形状，并且其顶点如图4B所示地弯曲。棱镜形状的从顶点G4延伸到棱镜形状在第二基平面处的基线的侧面可以如图4B所示是线性的，但是不限于此或由此限制。第一和第二基平面彼此不同。
[0063]在第二突起P2_2的顶点G4具有弯曲形状的情况下，通过顶点G4出射的出射光被散射。此外，为了有效地散射该出射光，顶点G4的曲率半径在约I微米至约20微米的范围内。
[0064]图5A和图5B是不出根据本发明的导光板的另一个不范性实施例的截面图。
[0065]参照图5A和图5B，导光板552的第一光学图案0P1_2包括多个第一突起Pl_2，当在截面图中看时每个第一突起Pl_2具有从第一基平面延伸的透镜形状。此外，导光板552的第二光学图案0P2_2包括多个第二突起P2_2，当在截面图中看时每个第二突起P2_2具有从第二基平面延伸的透镜形状。在示出的示范性实施例中透镜形状的曲率半径在约I微米至约100微米的范围内，但是不应当限于此或者由此限制。
[0066]图6是示出根据本发明的显示装置的另一个示范性实施例的截面图。图6中示出显示装置601具有与图2B中示出的显示装置600相同的结构，除了容纳在接收容器580中的导光板550之外。在6中，因此，相同的元件将被分配与图2B中的那些相同的附图标记，相同的元件的详细说明将省略。
[0067]参照图6，导光板550容纳在包括底部585和侧壁581的接收容器580中。导光板550容纳在接收容器580中使得第一和第二光学图案OPl和0P2设置为面对反射板570和底部585。具体地，导光板550的底表面BS设置为沿与接收容器的底部585相反的方向面向上。换句话说，导光板550的底表面BS设置得比第一和第二光学图案OPl和0P2更靠近显示面板520。图6中示出的导光板550的第一和第二光学图案不受限制，可以包括图3A至5B中的示范性实施例的第一和第二光学图案的任一个。
[0068]在导光板550的底表面BS设置得比第一和第二光学图案OPl和0P2更靠近显不面板520的情况下,在导光板550中被全反射的入射光LI在通过出射面S2从导光板550出射时被第二光学图案0P2散射，然后出射的入射光LI被反射板570反射以再次经过导光板550。因而，从导光板550向上出射的出射光L2通过导光板550的底表面BS。
[0069]当入射光LI从其出射的导光板550与出射光L2到达的散射片543之间的光路的长度被称为光学距离时，该光学距离增大了经过反射板570和导光板550的光路的长度。因此，散射片543可以在足够散射该出射光L2的光学距离处。
[0070]图7是示出根据本发明的导光板的又一示范性实施例的透视图，图8A是沿图7的线IV-1V’截取的截面图，图8B是沿图7的线V-V’截取的截面图。在图7、8A和8B中，相同的附图标记表示图2A、图2B、图3A和图3B中相同的元件，因此将省略相同的元件的详细说明。
[0071]参照图7、图8A和图8B，导光板554提供有多个点凹陷DH。第二光学图案0P2设置在多个点凹陷DH中的相应点凹陷DH中。也就是说，如图3A和3B所述的点部分DP用点凹陷DH代替。在一个示范性实施例中，点凹陷DH可以通过去除导光板554在第二区域A2中的部分而形成。[0072]点凹陷DH可以彼此间隔开。举例来说，点凹陷DH可以布置为具有行和列的矩阵形式，但是不限于此或者由此限制。在图示的示范性实施例中，当在平面图中看时，每个点凹陷DH具有圆形状，但是不应限于圆形的平面形状。在备选的示范性实施例，例如，每个点凹陷DH可以具有多边形的平面形状，例如，三角形或者矩形形状，或者椭圆形的平面形状。
[0073]此外，每个点凹陷DH具有约10微米至约800微米的宽度W1。当宽度Wl小于约10微米时，点凹陷DH的制造会变得困难，因为点凹陷DH的尺寸相对小。此外，当宽度Wl超过约800微米时，点凹陷DH会被用户通过显示面板520不期望地察觉。
[0074]在图8A和图8B中示出导光板554的示范性实施例中，第一区域Al中的出射面S2和第二区域A2中的出射面S2处于不同的平面。第二区域A2中的出射面S2的平面比第一区域Al中的出射面S2的平面更靠近导光板554的底表面BS (参照图2A)，然而，本发明不限于此或者由此限制。
[0075]图9是示出根据本发明的显示装置的又一个示范性实施例的截面图，图10是示出根据本发明的显示装置的又一示范性实施例的截面图。在图9和10中相同的附图标记表示图6中相同的元件，因此将省略相同的元件的详细说明。
[0076]参照图9，显示装置602包括参照图7、图8A和图8B描述的导光板554。具体地，类似于图2B中示出显示装置600，导光板554容纳在接收容器580中使得导光板554的底表面BS设置得比导光板554的出射面S2更靠近接收容器580的底部585和反射板570。
[0077]参照图10，显示装置603包括参照图7、8A和8B描述的导光板554。导光板554容纳在接收容器580中使得导光板554的出射面S2设置得比导光板554的底表面BS更靠近接收容器580的底部585和反射板570。因此，如参照图6所述，光学距离增加，因此散射片543处于足够散射从导光板554出射的出射光L2的光学距离处。
[0078]虽然已经描述本发明的示范性实施例，但是将理解本发明不应当限于这些示范性实施例，而是本领域普通技术人员能够在本发明的精神和范围内进行各种改变和变型，本发明的范围由权利要求书限定。
[0079]本专利申请要求于2012年8月20日提交的韩国专利申请N0.10-2012-0090846的优先权，其内容通过弓I用结合于此。
【权利要求】
1.一种显示装置，包括: 背光组件，发射光；和 显示面板，接收从所述背光组件发射的光并利用所述光来显示图像，所述背光组件包括: 光源，产生所述光；和 导光板，通过其入射面接收由所述光源产生的所述光作为入射光，并通过其出射面输出所述入射光作为出射光，其中所述导光板包括: 第一光学图案，会聚所述入射光并对应于所述出射面的第一区域；和 第二光学图案，会聚所述出射光并对应于所述出射面的除了所述第一区域之外剩余的第二区域。
2.如权利要求1所述的显示装置，其中所述第二光学图案折射所述入射光并通过所述出射面输出所折射的入射光。
3.如权利要求2所述的显示装置，其中所述第一光学图案包括第一突起，所述第二光学图案包括第二突起。
4.如权利要求3所述的显示装置，其中所述第一突起在基本上垂直于所述导光板的入射面的第一方向上延伸，所述第二突起在基本上平行于所述导光板的入射面的第二方向上延伸。
5.如权利要求3所述的显示装置，其中所述导光板还包括对应于所述第二区域的点部分，所述第二光学图案在所述点部分上。
6.如权利要求5所述的显示装置，其中所述点部分的宽度在约10微米至约800微米。
7.如权利要求5所述的显示装置，其中所述导光板的所述点部分、所述第一光学图案和所述第二光学图案彼此成一体。
8.如权利要求5所述的显示装置，还包括彼此间隔开的多个点部分。
9.如权利要求3所述的显示装置，其中所述导光板还包括对应于所述第二区域的点凹陷，所述第二光学图案在所述点凹陷中。
10.如权利要求9所述的显示装置，其中所述点凹陷的宽度在约10微米至约800微米。
【文档编号】G02B6/00GK103631055SQ201310172754
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年5月10日 优先权日:2012年8月20日
【发明者】柳泰镛, 姜龙奎, 宋珉永, 李相源 申请人:三星显示有限公司