本申请要求2019年6月12日提交的韩国专利申请第10-2019-0069613号的优先权以及从中获得的所有权益，该韩国专利申请的内容通过引用整体并入本文。
本公开涉及背光单元和具有该背光单元的显示设备。
背景技术：
在显示设备当中，存在一种显示设备，其需要能够产生光的背光单元，使得显示设备可以使用从背光单元发射的光来显示图像。背光单元是被配置为向包括液晶等的显示面板供给光的器件，并且包括光源以及用于将从光源发射的光传送到显示面板的导光构件。根据光源的安装位置，背光单元通常可以被分为侧光式背光单元或直下式背光单元。
技术实现要素：
在直下式背光单元中，光源位于显示区域中的光照射区域的正下方的点处，并且因此发生白斑现象，其中光源在对应的光照射区域中所在的点看起来比其他区域亮。增加导光构件的厚度同时在光源与导光构件之间插入气隙可以减少白斑现象。然而，通过这种方法，由于气隙和增加的厚度，背光单元的厚度增加，并且因此，可能难以实现薄的显示设备。
示例性实施例提供了一种包括光学构件的薄的背光单元，光学构件具有限定凹陷部分的第一层以及第二层，第二层布置在第一层上并且在其上表面上包括多个光学图案。
示例性实施例还提供了一种具有背光单元的显示设备。
根据示例性实施例，提供了一种背光单元，包括：光源阵列，包括发射光的至少一个光源及光源布置在其上的电路板；以及布置在光源阵列上的第一光学层。第一光学层包括：第一层，第一层在第一层的底部中限定至少一个凹陷部分，其中至少一个凹陷部分耦接到光源；布置在第一层上的第二层，第二层在一个方向上引导从第一层入射的光；布置在第二层的一个表面上的多个光学图案，多个光学图案选择性地发射穿过这一个表面的光；以及布置在第一层的底部上的反射层。
在示例性实施例中，凹陷部分可以具有从第一层的底部朝着第一层的顶部凹陷的形状。
在示例性实施例中，第一层可以根据区域具有至少两个不同的厚度。
在示例性实施例中，第一层可以包括用于散射从光源接收的光的至少一个光扩散颗粒。
在示例性实施例中，第二层可以包括透明材料。
在示例性实施例中，多个光学图案可以与第二层被提供为一体。
在示例性实施例中，第二层的这一个表面的至少一个区域可以包括不平坦表面。
在示例性实施例中，多个光学图案中的每个可以具有从第二层的这一个表面朝着上部分突出的形状。
在示例性实施例中，多个光学图案中的每个可以具有从第二层的这一个表面朝着下部分凹陷的形状。
在示例性实施例中，随着光学图案距离第二层的这一个表面上的与光源相对应的点越来越远，该光学图案到与其邻近的光学图案的距离可以减小。
在示例性实施例中，光学图案可以具有随着距离第二层的这一个表面上的与光源相对应的点越来越远而增大的尺寸。
在示例性实施例中，反射层可以限定与凹陷部分相对应的开口部分。开口部分可以是贯穿反射层的至少一个区域的通孔。
在示例性实施例中，第一光学层可以进一步包括布置在第一层与第二层之间的夹层。夹层可以包括压敏粘合剂(psa)或光学透明粘合剂(oca)。
在示例性实施例中，反射层、第一层和第二层可以被层压为一体以构成第一光学层。
在示例性实施例中，第一光学层可以进一步包括布置在第二层和多个光学图案上的子层。子层可以散射从光学图案入射的光。
在示例性实施例中，粘合层可以被布置在第二层与子层之间。
在示例性实施例中，第一光学层可以进一步包括布置在第二层上的颜色转换层。颜色转换层可以通过转换从多个光学图案入射的光的颜色来产生转换后的光。
在示例性实施例中，背光单元可以进一步包括布置在第一光学层上的第二光学层。第二光学层可以控制从第一光学层入射的光的前进方向。
根据示例性实施例，提供了一种显示设备，包括显示图像的显示面板以及将用于显示图像的光提供到显示面板的背光单元。背光单元包括：光源阵列，包括发射光的至少一个光源以及光源布置在其上的电路板；布置在光源阵列上的第一光学层；以及布置在第一光学层上以控制从第一光学层入射的光的前进方向的第二光学层。第一光学层包括：第一层，第一层在第一层的底部中限定至少一个凹陷部分，其中至少一个凹陷部分耦接到光源；布置在第一层上的第二层，第二层朝着显示面板引导从第一层入射的光；布置在第二层的一个表面上的多个光学图案，多个光学图案选择性地发射穿过这一个表面的光；以及布置在第一层的底部上的反射层。反射层限定与至少一个凹陷部分相对应的开口部分。
附图说明
现在将在下文中参考附图更充分地描述示例性实施例。然而，这些示例性实施例可以以不同的形式体现，并且不应当被解释为限于本文中阐述的示例性实施例。相反，提供这些示例性实施例，使得本公开将是透彻和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达示例性实施例的范围。
在附图中，为了例示清楚，尺寸可能被夸大。将理解，当一元件被称为在两个元件“之间”时，其可以是这两个元件之间的唯一元件，或者也可以存在一个或多个中间元件。贯穿全文，相同的附图标记指代相同的元件。
图1是示意性地图示根据本公开的示例性实施例的显示设备的平面图。
图2是图1中所示的显示设备的示意性分解透视图。
图3是沿图2中所示的线i-i’截取的截面图。
图4是图示在图2中所示的像素当中的一个像素中包含的部件的电连接关系的等效电路图。
图5是图示图2中所示的一个像素的平面图。
图6是沿图5中所示的线ii-ii’截取的截面图。
图7是图示从图3中所示的光源阵列发射的光朝着第一光学层前进的移动路径的截面图。
图8a是图7中所示的第一层的后透视图。
图8b是沿图8a中所示的线iii-iii’截取的截面图。
图9是图7中所示的反射层的透视图。
图10是图7中所示的第二层的透视图。
图11是示意性地图示图7中所示的光源和光学图案的设置结构的平面图。
图12a是图示根据本公开的另一示例性实施例的包括第二层的第一光学层和光源阵列的设置关系的截面图。
图12b是图示包括图12a中所示的第二层的第一光学层的一部分的透视图。
图13是图示图12a中所示的光学图案的另一示例性实施例的截面图。
图14a是图示根据本公开的又一示例性实施例的包括第二层的第一光学层和光源阵列的设置关系的截面图。
图14b是图示包括图14a中所示的第二层的第一光学层的一部分的透视图。
图15是图示图14a中所示的光学图案的另一示例性实施例的截面图。
图16是图示根据本公开的另一示例性实施例的显示设备的分解透视图。
图17是沿图16中所示的线iv-iv’截取的截面图。
图18是图示图17中所示的光源阵列和第一光学层的部分的截面图。
图19是图示根据本公开的又一示例性实施例的显示设备的分解透视图。
图20是沿图19中所示的线v-v’截取的截面图。
图21a是图示图19中所示的颜色转换层的透视图。
图21b是沿图21a中所示的线vi-vi’截取的截面图。
图22是图示图20中所示的光源阵列和第一光学层的部分的截面图。
具体实施方式
本公开可以应用各种变化和不同的形状，因此仅仅详细图示了特定示例。然而，这些示例并不局限于某些形状，而是适用于所有变化及等价物和替换。为了更好地理解，所包含的附图以各图被扩展的方式被图示。
贯穿全文，相同的附图标记指示相同的元件。在附图中，为清楚起见，可以夸大某些线、层、部件、元件或特征的厚度。将理解，虽然本文可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但这些元件不应受这些术语限制。这些术语仅仅用于将一个元件与另一元件区分开。因此，下面介绍的“第一”元件也可以被称为“第二”元件，而不背离本公开的教导。如本文所使用的，单数形式旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确指示。本文中使用的术语仅仅是为了描述具体实施例的目的，而不旨在限制。本文中使用的单数形式“一”和“该(所述)”旨在包括包含“至少一个”在内的复数形式，除非上下文另外清楚地指出。“至少一个”不被解释为限定“一”。“或”是指“和/或”。如本文中使用的，术语“和/或”包括所关联列出的项目中的一个或多个的任意和全部组合。
将进一步理解，术语“包括”和/或“包含”当在本说明书中使用时，指明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在和/或添加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组。此外，诸如层、区域、基板或板的元件被放置在另一元件“上”或“上方”的表述不仅指示该元件“直接”被放置在另一元件“上”或被放置在另一元件“正上方”的情况，而且还指示又一元件介于该元件与另一元件之间的情况。相反，诸如层、区域、基板或板的元件被放置在另一元件“下面”或“下方”的表述不仅指示该元件“直接”被放置在另一元件“下面”或被放置在另一元件“正下方”的情况，而且还指示又一元件介于该元件与另一元件之间的情况。此外，在本文中可以使用诸如“下”或“底部”以及“上”或“顶部”的相对术语来描述如附图中所示的一个元件与另一元件的关系。将理解，除附图中所示的方位以外，相对术语旨在还包括设备的不同方位。例如，如果附图中的一个附图中的设备被翻转，则描述为在其它元件“下”侧上的元件将随之被定向为在另一元件的“上”侧上。因此，取决于附图的特定方位，示例性术语“下”可以包含“下”和“上”两种方位。类似地，如果附图中的一个附图中的设备被翻转，则描述为在其它元件“下方”或“下面”的元件将随之被定向为在其它元件的“上方”。因此，示例性术语“下方”和“下面”可以包含上方和下方两种方位。
在下文中，将参考附图详细描述本公开的示例性实施例以及本领域技术人员容易理解本公开的内容所需的事项。在下面的描述中，本公开中的单数形式旨在也包含复数形式，除非上下文另外清楚地指示。
图1是示意性地图示根据本公开的示例性实施例的显示设备的平面图。图2是图1中所示的显示设备的示意性分解透视图。图3是沿图2中所示的线i-i’截取的截面图。
参考图1至图3，显示设备dd可以包括显示面板100、扫描驱动器140、数据驱动器130、驱动电路板150、触摸传感器200、背光单元300、模框400和外壳500。
显示设备dd可以包括其中显示图像的显示区域da以及在平面图中围绕显示区域da的至少一侧的非显示区域nda。在本公开的示例性实施例中，非显示区域nda可以是其中不显示图像的区域。
显示设备dd可以被提供为各种形状。在示例中，显示设备dd可以被提供为具有两对彼此平行的边的矩形板形状，但本公开不限于此。当显示设备dd被提供为矩形板形状时，两对边当中的任一对边可以被提供为比另一对边长。在下文中，为了便于描述，示出了显示设备dd被提供为具有一对长边和一对短边的矩形形状的情况。长边的延伸方向被表示为第一方向dr1，并且短边的延伸方向被表示为第二方向dr2。
显示面板100可以具有各种形状，并且具有与显示设备dd相对应的形状。具体地，显示面板100可以在第二方向dr2上具有短边，并且在与第二方向dr2交叉的第一方向dr1上具有长边。在一些示例性实施例中，显示面板100可以具有包括直边的封闭多边形形状。另外，显示面板100可以具有包括曲边的形状，诸如圆形和椭圆形。另外，显示面板100可以具有包括曲边和直边的半圆形或半椭圆形形状。
显示面板100可以包括其中显示图像的显示区域da和围绕显示区域da的至少一侧的非显示区域nda。显示面板100的显示区域da可以与显示设备dd的显示区域da相对应，并且显示面板100的非显示区域nda可以与显示设备dd的非显示区域nda相对应。
在示例性实施例中，诸如液晶显示(lcd)面板、电泳显示(epd)面板和电润湿显示(ewd)面板的非发光显示面板可以被用作显示面板100。当非发光显示面板被用作根据本公开的示例性实施例的显示设备dd的显示面板100时，显示设备dd可以包括用于将光供给到显示面板100的背光单元300。在另一示例性实施例中，诸如有机发光显示(oled)面板的自发光显示面板可以被用作显示面板100。当oled面板被用作显示面板100时，可以不提供将光供给到显示面板100的背光单元300。在下文中，为了便于描述，图示了显示面板100为lcd面板的情况。
显示面板100可以包括第一基板110、面对第一基板110的第二基板120以及提供在第一基板110与第二基板120之间的液晶层(未示出)。偏振膜(未示出)可以被提供在显示面板100的两侧中的每侧(即，第一基板110和第二基板120的外表面中的每个)上。
多个像素pxl、多条扫描线s1至sn以及多条数据线dl1至dlm可以被设置在第一基板110的显示区域da中。这里，m和n为自然数。为了便于描述，尽管在图2中仅图示了一个像素pxl，但多个像素pxl可以基本被设置在第一基板110的显示区域da中。
扫描线s1至sn和数据线dl1至dlm可以被布置成彼此交叉同时彼此绝缘。扫描线s1至sn可以分别在第一方向dr1上延伸以电连接到扫描驱动器140。数据线dl1至dlm可以分别在第二方向dr2上延伸以电连接到数据驱动器130。
像素pxl可以被布置在由彼此交叉的扫描线s1至sn和数据线dl1至dlm划分(或限定)的区域中。像素pxl可以被设置成矩阵形式以电连接到扫描线s1至sn和数据线dl1至dlm。像素pxl的设置形式没有特别限制，并且像素pxl可以被设置成各种形式。像素pxl中的每个可以包括电连接到一条扫描线和一条数据线的至少一个晶体管(未示出)以及连接到晶体管的像素电极(未示出)。
扫描驱动器140可以在第二方向dr2上被布置在与第一基板110的一侧邻近的预定区域中。扫描驱动器140可以与每个像素pxl的晶体管通过相同的工艺同时被形成，来以非晶硅tft栅(asg)驱动器电路或氧化硅tft栅(osg)驱动器电路的形式被安装在第一基板110上。然而，本公开并不限于此。在一些示例性实施例中，扫描驱动器140可以以多个驱动芯片的形式被提供并且被安装在柔性印刷电路板上，来以带载封装(tcp)的形式连接到第一基板110。在其他示例性实施例中，扫描驱动器140可以以多个驱动芯片的形式被提供，来以玻璃上芯片(cog)的形式安装在第一基板110上。
时序控制器(未示出)可以被布置在驱动电路板150上。时序控制器可以以集成电路芯片的形式被安装在驱动电路板150上，以连接到扫描驱动器140和数据驱动器130。时序控制器可以输出扫描控制信号、数据控制信号和图像数据。
扫描驱动器140可以通过控制线cl从时序控制器接收扫描控制信号。扫描驱动器140可以响应于扫描控制信号而产生多个扫描信号，并且顺序地输出产生的扫描信号。扫描信号可以通过扫描线s1至sn以行为单位被提供到像素pxl。因此，像素pxl可以以行为单位被驱动。
数据驱动器130可以包括多个源驱动芯片130a。源驱动芯片130a中的每个可以被安装在柔性电路板131上，以在第二方向dr2上连接到第一基板110的一侧处和驱动电路板150的一侧处的预定区域。也就是说，数据驱动器130可以以带载封装(tcp)的形式连接到第一基板110和驱动电路板150，但本公开并不限于此。在一些示例性实施例中，数据驱动器130的源驱动芯片130a可以以玻璃上芯片(cog)的形式被安装在第一基板110上。
数据驱动器130从时序控制器接收图像数据和数据控制信号。数据驱动器130可以响应于数据控制信号而产生并输出与图像数据相对应的数据电压。数据电压可以通过数据线dl1至dlm被传送到像素pxl。
响应于通过扫描线s1至sn传送的扫描信号，像素pxl可以通过数据线dl1至dlm被供给有数据电压。像素pxl显示与数据电压相对应的灰度，使得可以显示图像。
滤色器(未示出)以及形成在滤色器上以面对像素电极的公共电极(未示出)可以被提供在第二基板120的一个表面上，滤色器通过使用从背光单元300提供的光来实现预定颜色。滤色器可以具有红色、绿色、蓝色、青色、品红色、白色和黄色当中的任一种颜色，并且可以通过诸如沉积或涂布的工艺来形成。尽管在上述示例性实施例中描述了滤色器被布置在第二基板120上的情况，但本公开并不限于此。在一些示例性实施例中，滤色器可以被布置在第一基板110上。
通过形成在像素电极与公共电极之间的电场，液晶层中的液晶分子在特定方向上排列，使得显示面板100可以通过控制从背光单元300发射的光的透射率来显示图像。
触摸传感器200可以被布置在显示面板100的两个表面中的至少一个上。在示例中，触摸传感器200可以在图像被显示的方向上被布置在显示面板100的一个表面上，以接收用户的触摸输入。在一些示例性实施例中，触摸传感器200可以与显示面板100形成为一体。
触摸传感器200可以感测通过用户的手或单独的输入装置对显示设备dd的触摸事件。触摸传感器200可以通过使用电容方法来感测触摸事件。例如，触摸传感器200可以通过使用互电容方法或自电容方法来感测触摸输入。
在本公开的示例性实施例中，背光单元300可以在与显示图像的方向相反的方向上被布置在显示面板100的一个表面上。背光单元300可以包括光源阵列310、第一光学层320和第二光学层330。
光源阵列310可以包括印刷电路板310a和安装在印刷电路板310a上的多个光源310b。在本公开的示例性实施例中，光源310b中的每个可以包括发光二极管(led)。光源310b可以被安装在印刷电路板310a上，并且发射相同颜色的光。在示例中，光源310b可以发射蓝色的光。光源310b中的每个可以电连接到印刷电路板310a，并且接收从印刷电路板310a传送的信号(或电力)以发射光。光源310b中的每个可以形成点光源，并且可以被安装在印刷电路板310a上，以与邻近的光源310b具有相同的间隔。
第一光学层320可以位于显示面板100的下表面上，并且可以通过引导从光源阵列310发射的光而允许该光朝着显示面板100辐射。在示例中，第一光学层320可以被布置在光源阵列310与第二光学层330之间。
在本公开的示例性实施例中，第一光学层320可以包括第一层320a、第二层320b、多个光学图案323和反射层320c。
第一层320a可以被提供和/或形成在光源阵列310与第二层320b之间。第一层320a可以是通过扩散和/或散射从光源310b发射的光而允许该光前进到第二层320b中的扩散构件。在本公开的示例性实施例中，第一层320a可以在其下表面中限定多个凹陷部分321。
第一层320a可以包括能使光从其穿过的透明材料。在示例中，透明材料可以包括聚碳酸酯(pc)类材料、聚苯乙烯(ps)类材料和硅类材料中的至少一种。然而，第一层320a的材料并不限于上述材料。在一些示例性实施例中，第一层320a可以由通过扩散和/或散射从光源310b发射的光而能使该光从其穿过的材料形成，或包括这样的材料。限定凹陷部分321的第一层320a可以包括光扩散颗粒，以将从光源310b发射的光扩散和/或散射到第二层320b中。
凹陷部分321中的每个可以具有从第一层320a的一个表面(例如，下表面)朝着上部分突出的半椭圆形形状，但本公开并不限于此。在一些示例性实施例中，凹陷部分321中的每个可以以诸如半圆形形状和透镜形状的各种形状被提供。凹陷部分321可以与第一层320a被提供为一体。凹陷部分321可以具有从第一层320a的下表面朝着上部分凹陷的形状并且可以使用激光束制成。
在本公开的示例性实施例中，凹陷部分321可以被布置在第一层320a的下表面处，以分别与光源阵列310的光源310b相对应。凹陷部分321可以被布置在第一层320a的下表面处，以具有与光源310b的数量相同的数量。因此，凹陷部分321和光源310b可以被布置成形成一对一(1：1)的对。在本公开的示例性实施例中，光源310b中的每个可以被插入并耦接到对应的凹陷部分321。因此，凹陷部分321和光源310b在平面图中可以彼此重叠。
反射层320c可以被布置在第一层320a与光源阵列310之间。反射层320c可以将从第一层320a朝着反射层320c扩散和/或散射的光朝着第二层320b反射，以进一步增加朝着显示面板100提供的光量。
反射层320c可以包括反射光的材料。在示例中，反射层320c可以包括诸如ag的具有恒定反射率的导电材料，并且可以包括反射片，反射片由包括以下中的一种或两种或更多种的材料制成：聚碳酸酯类材料、聚砜类材料、聚丙烯酸酯类材料、聚苯乙烯类材料、聚氯乙烯类材料、聚乙烯醇类材料、聚降冰片烯类材料和聚酯类材料。然而，反射层320c的材料并不限于上述材料。
在本公开的示例性实施例中，反射层320c可以限定多个开口部分opn。开口部分opn中的每个可以是通过移除反射层320c的一个区域而开口的空白空间。在示例中，开口部分opn中的每个可以是穿透反射层320c的至少一个区域的通孔。
在本公开的示例性实施例中，开口部分opn可以分别限定在与第一层320a的凹陷部分321相对应的位置处。具体地，开口部分opn可以被提供为具有与第一层320a的凹陷部分321的数量相等的数量。因此，开口部分opn和凹陷部分321可以被布置成彼此一对一(1：1)地对应。如上所述，由于凹陷部分321与光源310b一对一(1：1)地对应，因此开口部分opn也可以与光源310b一对一(1：1)地对应。
第二层320b可以被布置在第一层320a与第二光学层330之间。第二层320b可以是将从第一层320a入射的光朝着显示面板100引导的导光构件。
在本公开的示例性实施例中，第二层320b可以包括作为能使光从其穿过同时具有根据温度的小的影响(或具有优异的耐热性)的透明材料中的一种的玻璃或硅材料，但本公开并不限于此。在一些示例性实施例中，第二层320b可以包括诸如作为丙烯酸透明树脂的聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)的塑料材料。在本公开的示例性实施例中，第二层320b可以包括具有优异的耐热性和80％或更高的透光率的材料。
光学图案323可以被布置在第二层320b的上表面上。光学图案323中的每个可以是朝着显示面板100选择性地发射在第二层320b中被引导或全反射的光的发光图案。光学图案323可以通过印刷工艺或注入成型工艺形成在第二层320b的上表面上。光学图案323可以具有相同的尺寸，但本公开并不限于此。在一些示例性实施例中，光学图案323可以具有彼此不同的尺寸。
光学图案323中的每个与邻近的光学图案323可以以不同的距离间隔开。在示例中，光学图案323中的每个到与其邻近的光学图案323的距离可以随着该光学图案323距离第二层320b的上表面的点(在平面图中，上表面在该点处与光源310b中的一个重叠)越来越远而减小。为了便于描述，在下面的示例性实施例中，第二层320b的上表面的该点(上表面在该点处与光源310b重叠)被称为“参考区域”。
在本公开的示例性实施例中，光学图案323中的每个可以被布置在第二层320b的上表面上，使得光学图案323与邻近的光学图案323的距离随着该光学图案323距离参考区域越来越远而减小，并且随着该光学图案323越来越邻近参考区域而增大。因此，光学图案323的密度可以根据区域而改变。在示例中，光学图案323的密度可以随着光学图案323越来越远离参考区域而越来越高，并且随着光学图案323越来越邻近参考区域而越来越低。也就是说，光学图案323可以被集中布置在第二层320b的上表面的与光源310b中的每个不重叠的一个区域中。
第二光学层330可以被布置在第一光学层320与显示面板100之间。第二光学层330可以用于控制从光源阵列310发射并且然后透过第一光学层320的光。第二光学层330可以包括顺序地堆叠的扩散片330c、聚光片330b和保护片330a。
扩散片330c可以被布置在第一光学层320与聚光片330b之间，并且扩散从第一光学层320辐射的光。聚光片330b可以被布置在扩散片330c与保护片330a之间。聚光片330b可以是棱镜片，棱镜片在与布置在其顶部上的显示面板100的平面垂直的方向上会聚从扩散片330c扩散的光。穿过聚光片330b的光的大部分可以垂直入射到显示面板100中。保护片330a可以被提供和/或形成在聚光片330b与显示面板100之间。保护片330a可以是保护聚光片330b免受外部冲击的保护片。
包括扩散片330c、聚光片330b和保护片330a的第二光学层330可以通过粘合层600耦接到第一光学层320。在本公开的示例性实施例中，粘合层600可以包括光学透明粘合剂(oca)。
尽管在上述示例性实施例中描述了第二光学层330包括一个扩散片330c、一个聚光片330b和一个保护片330a的情况，但本公开并不限于此。在一些示例性实施例中，除了扩散片330c、聚光片330b和保护片330a之外，第二光学层330可以进一步包括用于执行另一功能的光学片。此外，在一些示例性实施例中，可以在第二光学层330中省略扩散片330c、聚光片330b和保护片330a当中的一个或多个光学片。另外，在一些示例性实施例中，特定类型的光学片可以在第二光学层330中被提供为多个，并且可以根据应用产品的目的来改变光学片的堆叠顺序。因此，本公开在光学片的数量以及光学片在第二光学层330中的堆叠顺序方面没有特别限制。此外，在一些示例性实施例中，第二光学层330可以进一步包括反射偏振片，反射偏振片将从第一光学层320入射的光调制为在特定方向上线偏振的光。此外，第二光学层330可以进一步包括吸收性偏振片，吸收性偏振片吸收入射到显示面板100内的光当中的除在特定方向上线偏振的光之外的光，使得除线偏振的光之外的光不可以穿过显示面板100。
模框400可以被提供和/或形成在显示面板100与背光单元300之间。模框400可以具有与显示面板100和背光单元300相对应的形状。模框400可以具有内部开口的形状以容纳显示面板100和背光单元300。模框400可以包括从模框400的侧壁突出并且沿模框400的侧壁提供的至少一个支撑突起。显示面板100可以被安装在一个支撑突起上，并且支撑突起的下部分可以与第一光学层320接触。触摸传感器200可以被安装在模框400的另一支撑突起上。
模框400可以具有耦接到外壳500的一部分的耦接槽。模框400连同外壳500一起可以支撑并固定显示面板100和背光单元300。模框400可以包括具有绝缘特性的合成树脂。
第一粘合带710和第二粘合带720可以被提供在模框400的上表面上。第一粘合带710和第二粘合带720中的一个(例如，第一粘合带710)可以将显示面板100固定到模框400。第一粘合带710和第二粘合带720中的另一个(例如，第二粘合带720)可以将触摸传感器200固定到模框400。第二粘合带720可以具有能够吸收在用户触摸触摸传感器200时产生的压力或冲击的弹性。
外壳500可以被提供在背光单元300的底部上。外壳500可以包括能够容纳显示面板100和背光单元300的容纳空间500a。外壳500可以将显示面板100和背光单元300容纳于容纳空间500a中，并且支撑显示面板100和背光单元300。
图4是图示包含在图2中所示的像素当中的一个像素中的部件的电连接关系的等效电路图。
例如，图4图示了包含在可应用于有源显示设备的像素pxl中的部件的电连接关系。然而，包含在本公开的示例性实施例可应用的像素pxl中的部件的种类并不限于此。
在图4中，除了包含在像素pxl中的部件之外，像素pxl甚至包括其中提供有像素pxl的部件的区域。在一些示例性实施例中，图4中所示的像素pxl可以是提供在图1和图2中所示的显示设备dd中的像素pxl中的任一个，并且像素pxl可以具有彼此基本相同或相似的结构。
参考图1和图4，像素pxl可以包括晶体管t、液晶盒lc和电容器cp。
晶体管t可以连接在第j数据线dlj与第一节点n1之间，并且晶体管t的栅电极可以连接到第i扫描线si。晶体管t可以在扫描信号被供给到第i扫描线si时被导通。当晶体管t被导通时，供给到第j数据线dlj的数据信号可以被供给到第一节点n1。第一节点n1是共同连接到晶体管t、液晶盒lc和电容器cp的节点，并且可以连接到电容器cp的像素电极pe。
液晶盒lc和电容器cp可以连接在第一节点n1与公共电源vcom之间。公共电源vcom可以通过液晶盒lc和电容器cp的公共电极ce将公共电压供给到液晶盒lc和电容器cp。液晶盒lc和电容器cp中的每个可以包括连接到第一节点n1的像素电极pe和连接到公共电源vcom的公共电极ce。
当晶体管t被导通时，供给到第j数据线dlj的数据信号可以被供给到第一节点n1。公共电源vcom的公共电压可以被供给到液晶盒lc的公共电极ce。因此，液晶盒lc的液晶分子的排列通过施加在像素电极pe与公共电极ce之间的电场被改变，使得可以控制从背光单元300供给的光的方向或强度。因此，可以表达与数据信号相对应的灰度。
另外，通过晶体管t的数据信号可以被存储在电容器cp中。为此，电容器cp可以连接在晶体管t的第二端子与公共电极ce之间、晶体管t的第二端子与前一扫描线之间等。电容器cp可以恒定地保持液晶盒lc的电压，直到下一帧的数据信号被供给为止。
图5是图示图2中所示的一个像素的平面图。图6是沿图5中所示的线ii-ii’截取的截面图。
参考图1至图6，显示面板100可以包括第一基板110、面对第一基板110的第二基板120以及布置在第一基板110与第二基板120之间的液晶层lc。
第一基板110可以包括第一基底基板sub1、多条扫描线s1至sn、多条数据线dl1至dlm以及多个像素pxl。
第一基底基板sub1可以包括透明绝缘材料，以能使光从其透过。第一基底基板sub1可以是刚性基板或柔性基板。
例如，刚性基板可以包括玻璃基板、石英基板、玻璃陶瓷基板、结晶玻璃基板等。例如，柔性基板可以包括包含聚合物有机材料的薄膜基板或塑料基板。具体地，柔性基板可以包括聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚砜、聚丙烯酸酯、聚醚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚、聚芳酯、聚酰亚胺、聚碳酸酯、三乙酸纤维素、乙酸丙酸纤维素等。然而，构成第一基底基板sub1的材料可以进行各种改变，并且第一基底基板sub1可以包括纤维增强塑料(frp)等。
第一基板110被提供有以矩阵形式设置的多个像素区域，像素pxl可以被提供为与像素区域分别相对应。像素pxl中的每个可以连接到顺序设置的数据线dl1至dlm当中的对应数据线以及顺序设置的扫描线s1至sn当中的对应扫描线。在本公开的示例性实施例中，为了便于描述，基于布置在第一基板110中的、布置在第i行和第j列上的一个像素pxl，图示了连接到这一个像素pxl的扫描线si和数据线dlj。
扫描线si可以在第一基底基板sub1上在第一方向dr1上延伸。数据线dlj可以被提供在扫描线si上，栅绝缘层gi介于数据线dlj与扫描线si之间。数据线dlj可以在与扫描线si交叉的第二方向dr2上延伸。栅绝缘层gi可以被提供在第一基底基板sub1的整个表面上，并且覆盖扫描线si。在图5中，与扫描线si和数据线dlj一起图示了平行于扫描线si布置的第i-1扫描线si-1以及平行于数据线dlj布置的第j+1数据线dlj+1。
一个像素pxl(下文中被称为“像素”)可以包括连接到扫描线si和数据线dlj的晶体管t以及连接到晶体管t的像素电极pe。
晶体管t可以包括栅电极ge、半导体层scl、第一端子se和第二端子de。
栅电极ge可以从扫描线si突出，或可以被提供在扫描线si的一部分区域上。栅电极ge可以由金属制成。金属可以包括例如镍、铬、钼、铝、钛、铜、钨或它们的合金。栅电极ge可以被提供为由金属制成的单层或多层。在示例中，栅电极ge可以被提供为其中顺序地堆叠有钼、铝和钼的三层，或者可以被提供为其中顺序地堆叠有钛和铜的双层。可替代地，在一些示例性实施例中，栅电极ge可以被提供为由钛和铜的合金制成的单层。
栅绝缘层gi可以被提供和/或形成在栅电极ge上方。
半导体层scl可以被布置在栅绝缘层gi上。半导体层scl可以被布置在栅电极ge上，栅绝缘层gi介于半导体层scl与栅电极ge之间。半导体层scl的一部分区域可以与栅电极ge重叠。半导体层scl可以包括非晶硅(a-si)、多晶硅(p-si)和氧化物半导体中的一种。氧化物半导体可以包括zn、in、ga、sn以及它们的混合物中的至少一种。例如，氧化物半导体可以包括氧化铟镓锌(igzo)。
半导体层scl可以包括与第一端子se接触的第一区域以及与第二端子de接触的第二区域。第一区域与第二区域之间的区域可以被称为沟道区。在本公开的另一示例性实施例中，半导体层scl可以被提供为其中由非晶硅材料制成的有源层和由杂质非晶硅材料制成的欧姆接触层被顺序地堆叠的结构。
第一端子se可以被提供和/或形成为从数据线dlj分支。第一端子se可以连接到半导体层scl的第一区域，并且在平面图中，第一端子se的一部分区域可以与栅电极ge重叠。
第二端子de可以被提供和/或形成为与第一端子se间隔开，半导体层scl的一部分区域介于第二端子de与第一端子se之间。第二端子de可以连接到半导体层scl的第二区域，并且在平面图中，第二端子de的一部分区域可以与栅电极ge重叠。第二端子de可以通过贯穿钝化层psv的接触孔ch电连接到像素电极pe。
第一端子se和第二端子de可以由镍、铬、钼、铝、钛、铜、钨或它们的任意合金制成。
第一端子se和第二端子de彼此间隔开，使得第一端子se与第二端子de之间的半导体层scl的上表面可以被暴露。根据电压是否被施加到栅电极ge，第一端子se与第二端子de之间的半导体层scl可以在第一端子se与第二端子de之间形成导电沟道。
在上述示例性实施例中，尽管图示了每个晶体管t的第一端子se和第二端子de是电连接到半导体层scl的单独电极的情况，但本公开并不限于此。在一些示例性实施例中，晶体管t的第一端子se可以是与半导体层scl的沟道区邻近的第一区域和第二区域中的一个，并且晶体管t的第二端子de可以是与半导体层scl的沟道区邻近的第一区域和第二区域中的另一个。晶体管t的第二端子de可以通过桥接电极、接触电极等电连接到像素电极pe。
在上述示例性实施例中，尽管作为示例图示了晶体管t为具有底栅结构的晶体管的情况，但本公开并不限于此。在一些示例性实施例中，晶体管t可以是具有顶栅结构的晶体管。
钝化层psv可以被提供和/或形成在晶体管t上方。钝化层psv可以限定暴露晶体管t的第二端子de的一部分的接触孔ch。钝化层psv可以包括包含无机材料的无机绝缘层或包含有机材料的有机绝缘层，或由包含无机材料的无机绝缘层或包含有机材料的有机绝缘层形成。在一些示例性实施例中，钝化层psv可以以包括覆盖晶体管t的无机绝缘层以及布置在无机绝缘层上的有机绝缘层的形式被提供。
像素电极pe可以被布置在钝化层psv上。
像素电极pe可以连接到晶体管t的第二端子de，钝化层psv介于像素电极pe与晶体管t的第二端子de之间。像素电极pe可以包括透明导电氧化物。在示例中，透明导电氧化物可以包括氧化铟锡(ito)、氧化铟锌(izo)、氧化铝锌(azo)、掺杂镓的氧化锌(gzo)、氧化锌锡(zto)、氧化镓锡(gto)和掺杂氟的氧化锡(fto)中的至少一种。
第二基板120可以是面对第一基板110的对置基板。第二基板120可以包括第二基底基板sub2、滤色器cf、遮光图案bm、覆盖层oc和公共电极ce。
第二基底基板sub2可以包括与第一基底基板sub1相同的材料。在示例中，第二基底基板sub2可以是刚性基板或柔性基板。
遮光图案bm可以被布置在第二基底基板sub2上。遮光图案bm可以被布置在与像素区域的边界相对应的区域处。遮光图案bm可以防止由于液晶层lc的液晶分子的未对准而引起的漏光。在示例中，遮光图案bm可以是黑矩阵。
滤色器cf可以被布置在被遮光图案bm暴露的第二基底基板sub2上。滤色器cf可以具有红色、绿色、蓝色、青色、品红色、白色和黄色当中的一种颜色。滤色器cf可以被布置在与像素区域相对应的区域处。在上述示例性实施例中，尽管图示了滤色器cf包含在第二基板120中的情况，但本公开并不限于此。在一些示例性实施例中，滤色器cf可以包含在第一基板110中。
覆盖层oc可以覆盖遮光图案bm和滤色器cf，从而减小由遮光图案bm和滤色器cf引起的台阶差，并且覆盖层oc可以被布置在第二基底基板sub2的一个表面(例如，面对第一基板110的表面)上。
公共电极ce可以被布置在覆盖层oc上。公共电极ce可以与像素电极pe绝缘，并且包括与像素电极pe相同的材料。公共电极ce可以接收从外部传送的公共电压。公共电极ce可以被布置在第二基底基板sub2的面对第一基板110的一个表面上。在上述示例性实施例中，尽管图示了公共电极ce包含在第二基板120中的情况，但本公开并不限于此。在一些示例性实施例中，公共电极ce可以在公共电极ce与像素电极pe绝缘的状态下包含在第一基板110中。像素电极pe和公共电极ce中的至少一个可以以包括多个狭缝的形式被提供。
液晶层lc可以包括多个液晶分子。液晶分子可以通过施加在像素电极pe与公共电极ce之间的电场以特定方向排列，以控制光通过液晶层lc的透射率。因此，液晶层lc通过允许从背光单元300提供的光从其透过而能使显示面板100显示图像。
在下文中，将基于从光源阵列310发射的光前进所沿的路径更详细地描述包含在背光单元300中的部件。
图7是图示从图3中所示的光源阵列发射的光朝着第一光学层前进的移动路径的截面图。图8a是图7中所示的第一层的后透视图。图8b是沿图8a中所示的线iii-iii’截取的截面图。图9是图7中所示的反射层的透视图。图10是图7中所示的第二层的透视图。
参考图1至图10，背光单元300可以包括光源阵列310和第一光学层320。
第一光学层320可以包括限定凹陷部分321的第一层320a、布置在第一层320a的下表面s11上的反射层320c、布置在第一层320a的上表面s12上的第二层320b以及布置在第二层320b上的光学图案323。
光源阵列310可以包括多个光源310b以及其上安装有光源310b的印刷电路板310a。光源310b中的每个可以被插入到第一层320a的对应凹陷部分321中。在本公开的示例性实施例中，一个光源310b可以被插入到第一层320a的一个凹陷部分321中。在本公开的示例性实施例中，光源310b中的每个可以被插入到对应凹陷部分321中，以被对应的凹陷部分321围绕。从光源310b中的每个发射的光l1可以通过第一层320a的对应的凹陷部分321入射到第一层320a中。
反射层320c可以被布置在印刷电路板310a与第一层320a之间。如图9中所示，反射层320c可以被提供为包括下表面s31、面对下表面s31的上表面s32以及连接到下表面s31和上表面s32的四个侧表面的四边形形状。在本公开的示例性实施例中，反射层320c可以限定贯穿上表面s32和下表面s31的开口部分opn。
开口部分opn可以被限定在反射层320c中，以与第一层320a的凹陷部分321相对应。开口部分opn中的每个可以是贯穿反射层320c的至少一个区域的通孔。开口部分opn中的每个可以以特定距离与邻近的开口部分opn间隔开。
第一层320a可以被布置在反射层320c与第二层320b之间。如图8a和图8b中所示，第一层320a可以被提供为包括其中限定有凹陷部分321的下表面s11、面对下表面s11的上表面s12以及连接到下表面s11和上表面s12的四个侧表面的四边形形状。
在本公开的示例性实施例中，第一层320a可以具有根据是否布置凹陷部分321而可变化的厚度d。厚度d可以指第一层320a的下表面s11与上表面s12之间的距离。在示例中，第一层320a可以在其中未限定有凹陷部分321的区域中具有相对厚的厚度d，并且在其中限定有凹陷部分321的区域中具有相对薄的厚度d。另外，第一层320a可以随着变得越来越邻近凹陷部分321中的每个的最高点而具有越来越薄的厚度。
凹陷部分321可以具有从第一层320a的下表面s11朝着上表面s12凹陷的半椭圆形形状。具体地，参考图8a，凹陷部分321可以具有其宽度沿上方向(即，第三方向dr3)减小的形状，但本公开并不限于此。在一些示例性实施例中，凹陷部分321的形状可以进行各种修改。
凹陷部分321中的每个可以被设计成具有对应的光源310b可以被充分地插入到其中的尺寸。凹陷部分321中的每个可以以特定距离与邻近的凹陷部分321间隔开。通过考虑第一层320a的可靠性，凹陷部分321中的每个可以被设计成具有等于或小于在其中未布置有凹陷部分321的区域中的第一层320a的厚度d的一半的高度h。然而，本公开并不限于此。在另一示例性实施例中，凹陷部分321中的每个可以被设计成具有等于或大于在未布置有凹陷部分321的区域中的第一层320a的厚度d的一半的高度h。在本公开的示例性实施例中，凹陷部分321中的每个可以被设计成使得它的宽度与高度的比为1：1至10：1。
在本公开的示例性实施例中，第一层320a可以包括用于扩散和/或散射从光源310b发射的光l1的光扩散颗粒dfp。光扩散颗粒dfp可以包括透明颗粒或白色颗粒。透明颗粒可以包括诸如丙烯酸颗粒、苯乙烯颗粒或硅颗粒的有机颗粒以及诸如合成二氧化硅、玻璃珠或金刚石的无机颗粒。白色颗粒可以包括氧化钛、氧化锌、硫酸钡、碳酸钙、碳酸镁、氢氧化铝、粘土等。此外，光扩散颗粒dfp可以包括上述透明颗粒和上述白色颗粒中的一种、或者两种或更多种的混合物。
从光源310b中的每个发射的光l1可以通过对应的凹陷部分321入射到第一层320a中。穿过第一层320a的光l2可以被光扩散颗粒dfp扩散和/或散射。被光扩散颗粒dfp扩散和/或散射的光l2的一部分可以朝着第二层320b前进。另外，被光扩散颗粒dfp扩散和/或散射的光l2的另一部分可以朝着反射层320c前进。朝着反射层320c前进的光可以被反射层320c朝着第二层320b反射。被反射层320c反射的光l5被光扩散颗粒dfp足够均匀地扩散和/或散射，以朝着第二层320b前进。
如上所述，当对应的光源310b被插入到由第一层320a限定的凹陷部分321的每个中时，在第一层320a与光源阵列310之间的距离短时通常会发生白斑现象，其中光源310b所处的点看起来比其他区域亮。然而，在本公开的示例性实施例中，从光源310b中的每个发射的光l1可以被对应的凹陷部分321扩散和/或散射，并且可以另外被包含在第一层320a中的光扩散颗粒dfp扩散和/或散射。因此，从光源310b中的每个发射的光l1可以被对应的凹陷部分321和光扩散颗粒dfp扩散和/或散射，从而从光源310b所处的点分散到其他点并减少白斑现象。
因此，在本公开的示例性实施例中，不必增加第一光学层320的厚度，来将从光源310b中的每个发射的光l1足够均匀地扩散到光照射区域中，并且因此，可以减小背光单元300的厚度。相应地，可以容易地使显示设备dd变薄。
穿过第二层320b的光l3可以朝着第二层320b的上表面s22前进。
第二层320b可以被提供和/或形成在第一层320a的上表面s12上。如图10中所示，第二层320b可以被提供为包括下表面s21、面对下表面s21的上表面s22以及连接到下表面s21和上表面s22的四个侧表面的四边形形状。第二层320b可以由具有高的透光率和优异的耐热性(或具有根据温度的小的影响)的玻璃或硅制成。
穿过第二层320b的光l3可以在第二层320b中被导光(或全反射)，并且可以通过光学图案323选择性地朝着显示面板100发射(l4)。第二层320b的折射率可以大于第一层320a的折射率。因此，当在第一层320a中移动的光l2以预定角度入射到第二层320b中时，可能发生全反射现象。在第二层320b中被导光(或全反射)的光l3的前进方向可以通过布置在第二层320b的上表面s22上的光学图案323来改变，以被发射到第二层320b的外部。
光学图案323可以被布置在第二层320b的上表面s22上。光学图案323可以允许在第二层320b中被导光(或全反射)的光l3被发射(l4)到第二层320b的外部。
光学图案323可以被布置在第二层320b的上表面s22上以彼此间隔开。在平面图中(参考图11)，光学图案323可以具有四边形形状，但本公开并不限于此。在一些示例性实施例中，光学图案323可以具有圆形形状、椭圆形形状等。
光学图案323可以包括具有30％或更小的反射率的扩散油墨材料。在示例中，扩散油墨材料可以包括聚苯乙烯(ps)或聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)珠、溶剂、ps或pmma共聚物以及添加剂，但本公开并不限于此。在一些示例性实施例中，光学图案323可以包括具有透光率的聚合物材料。在示例中，聚合物材料可以包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸乙二醇酯，但本公开并不限于此。
在本公开的示例性实施例中，尽管如图10中所示，光学图案323被图示为作为与第二层320b分离的部件的独立图案，但本公开并不限于此。在一些示例性实施例中，光学图案323可以与第二层320b提供为一体，以被视为第二层320b的一个区域。
光学图案323可以具有相同的尺寸，但本公开并不限于此。在一些示例性实施例中，光学图案323可以具有彼此不同的尺寸。此外，光学图案323中的每个可以以不同的距离与邻近的光学图案323间隔开。这将稍后参考图11详细地描述。
在本公开的示例性实施例中，反射层320c、第一层320a和第二层320b可以以它们被层压为一体的状态全部构成第一光学层320。
夹层ctl可以被布置在第一层320a与第二层320b之间。夹层ctl可以被布置在第一层320a的上表面s12上，以将第二层320b和第一层320a彼此耦接。夹层ctl可以具有粘合或胶合特性，以便执行结合功能。在示例中，夹层ctl可以由作为具有透光率的粘合材料的光学透明粘合剂(oca)制成，但本公开并不限于此。在一些示例性实施例中，夹层ctl可以由其中粘合材料在用于允许夹层ctl粘合到粘合表面的压力被施加时起作用的压敏粘合剂(psa)制成。
图11是示意性地图示图7中所示的光源和光学图案的设置结构的平面图。在图11中，图示了四个光源310b在第二层320b的至少一个区域中各自被插入到对应凹陷部分321中的情况。
参考图1至图11，光学图案323可以被设置在第二层320b的上表面s22上。
与第二层320b的上表面s22的不对应于光源310b的区域(或与光源310b不重叠的区域)相比，从光源310b发射的光可以集中在第二层320b的上表面s22的与光源310b相对应或与光源310b重叠的至少一个区域上。因此，由于第二层320b的上表面s22的该至少一个区域中的光看起来比其他区域亮，因此可能出现第二层320b的上表面s22的该至少一个区域与其他区域之间的光量(或强度)的差异。
因此，在本公开的示例性实施例中，光学图案323可以以不同的密度(或浓度)被布置在第二层320b的上表面s22上，以便减小区域之间的光量(或强度)的差异。在示例中，光学图案323可以被布置成使得光学图案323中的每个与邻近的光学图案323的距离随着该光学图案323距离第二层320b的上表面s22的与光源310b中的每个相对应的区域越来越远而减小。
布置在第二层320b的上表面s22的与光源310b中的每个相对应的区域中的光学图案323可以在第一方向dr1和第二方向dr2上与邻近的光学图案323具有相对宽的距离。在平面图中(参考图11)，布置在第二层320b的上表面s22的与光源310b中的每个相对应的区域中的光学图案323可以指与光源310b重叠或被布置成非常邻近光源310b的光学图案323。
另外，布置为距离第二层320b的上表面s22的与光源310b中的每个相对应的区域最远的光学图案323可以在第一方向dr1和第二方向dr2上与邻近的光学图案323具有相对窄的距离。在平面图中(参考图11)，布置为距离第二层320b的上表面s22的与光源310b中的每个相对应的区域最远的光学图案323可以是位于同一行或同一列上的两个光源310b之间的中间区域中的光学图案323。
如上所述，在平面图中(参考图11)，由于光学图案323被布置成使得光学图案323中的每个与邻近的光学图案323的距离随着该光学图案323距离第二层320b的上表面s22的与光源310b中的每个相对应的区域越来越远而减小，因此布置在距离光源310b最远的区域中的光学图案323的密度可以比布置在最邻近光源310b的区域中的光学图案323的密度高。
当在第二层320b中被引导或全反射的光被光学图案323选择性地发射到第二层320b的外部时，辐射光可以从其中光学图案323的密度低的区域以及其中光学图案323的密度高的区域等量(或强度)发射。也就是说，当光学图案323被布置成使得光学图案323的密度根据区域而不同时，可以遍及第二层320b的所有区域发射均匀的光。
在一些示例性实施例中，光学图案323可以具有彼此不同的尺寸。在示例中，在平面图中(参考图11)，光学图案323可以被设计成具有随着光学图案323距离光源310b中的每个越来越远而增大的尺寸，以及具有随着光学图案323越来越邻近光源310b中的每个而减小的尺寸。因此，相比于第二层320b的上表面s22的与光源310b中的每个邻近的区域，具有相对大尺寸的光学图案323可以被布置在第二层320b的上表面s22的远离光源310b中的每个的区域中。
与具有相对小尺寸的光学图案323相比，在第二层320b中被引导或全反射的光的前进方向被具有相对大尺寸的光学图案323改变的频率可以增大。与其他区域(例如，第二层320b的上表面s22的布置有具有相对小尺寸的光学图案323的区域)相比，在第二层320b的上表面s22的其中布置有具有相对大尺寸的光学图案323的区域中，大量的光可以被发射到第二层320b的外部。因此，当光学图案323被设计成根据区域具有不同的尺寸时，可以遍及第二层320b的所有区域发射均匀的光。
在上述示例性实施例中，尽管描述了光学图案323根据区域具有不同尺寸的情况，但本公开并不限于此。在一些示例性实施例中，光学图案323可以被布置成不管区域如何都具有相同的尺寸，但是根据第二层320b的上表面s22的区域具有不同的密度。
上述光学图案323最终将具有等量(或强度)的光均匀地提供到显示面板100的所有区域。因此，光学图案323可以根据光源310b的位置以各种尺寸和/或以每单位面积的各种密度被布置。例如，当存在光集中于其中的区域(由于该区域与光源310b中的每个相对应)以及光不集中于其中的区域(由于该区域与光源310b中的每个间隔开特定距离)时，大量的光学图案323可以被布置在光不集中于其中的区域中，并且较少量的光学图案323可以被布置在光集中于其中的区域中，以便增加光不集中于其中的区域的光发射分布。
如上所述，每个区域的光学图案323的数量可以根据要实现的效果而改变。
图12a是图示根据本公开的另一示例性实施例的包括第二层的第一光学层与光源阵列的设置关系的截面图。图12b是图示包括图12a中所示的第二层的第一光学层的一部分的透视图。
图12a和图12b中所示的第一光学层可以具有与图7中所示的第一光学层基本相同或相似的配置，除了光学图案323与第二层320b被提供为一体之外。
因此，关于图12a和图12b中所示的第一光学层，将主要描述与上述示例性实施例的不同之处以避免冗余。在该示例性实施例中未具体描述的部分遵循上述示例性实施例的那些。另外，相同的附图标记指代相同的部件，并且相似的附图标记指代相似的部件。
参考图1至图6、图12a和图12b，安装在印刷电路板310a上的光源310b中的每个可以被插入到由第一层320a限定的凹陷部分321当中的一个凹陷部分321中。在示例中，光源310b可以分别被插入到凹陷部分321中。
第二层320b可以被提供和/或形成在第一层320a上，并且包括开口部分opn的反射层320c可以被提供和/或形成在第一层320a的底部上。在本公开的示例性实施例中，反射层320c、第一层320a和第二层320b可以以它们被层压为一体的状态全部构成第一光学层320。
光学图案323可以被布置在第二层320b的上表面s22上。在本公开的示例性实施例中，光学图案323可以与第二层320b被提供为一体。当光学图案323与第二层320b的上表面s22被提供为一体时，上表面s22的至少一个区域可以包括不平坦表面。
光学图案323可以具有从第二层320b的上表面s22向上突出的形状。在示例中，在截面图中，光学图案323可以具有其宽度朝着上方向减小的半椭圆形状、透镜形状、浮雕形状等。光学图案323可以具有相同的尺寸。如上所述，当光学图案323具有从第二层320b的上表面s22朝着上部分突出的形状时，第二层320b的上表面s22的至少一个区域可以具有蜿蜒曲折的表面，例如，不平坦表面。
当光学图案323与第二层320b被提供为一体时，光学图案323和第二层320b可以包括相同的材料。通过本领域已知的工艺(诸如注入成型工艺)，光学图案323可以被设计成具有从第二层320b的上表面s22朝着上部分突出的形状。
在本公开的示例性实施例中，光学图案323的密度可以随着光学图案323距离第二层320b的上表面s22的与光源310b中的每个相对应的区域越来越远而越来越高，并且随着光学图案323越来越邻近该区域而越来越低。光学图案323中的每个与邻近的光学图案323的距离p随着该光学图案323距离第二层320b的上表面s22的与光源310b中的每个相对应的区域越来越远而减小。这是为了允许发射到第二层320b的外部的光量遍及第二层320b的所有区域是均匀的。
图13是图示图12a中所示的光学图案的另一示例性实施例的截面图。
参考图1至图6和图13，第二层320b可以包括光学图案323。光学图案323可以与第二层320b被提供为一体。光学图案323可以具有从第二层320b的上表面s22朝着上部分突出的形状。
在本公开的示例性实施例中，光学图案323可以具有彼此不同的尺寸。在示例中，光学图案323可以被设计成具有随着光学图案323与第二层320b的上表面s22的与光源310b中的每个相对应的区域越来越邻近而减小的尺寸，并且具有随着光学图案323变得越来越远离该区域而增大的尺寸。此外，光学图案323可以被设计成使得光学图案323中的每个与邻近的光学图案323的距离p随着该光学图案323距离第二层320b的上表面s22的与光源310b中的每个相对应的区域越来越远而减小。
图14a是图示根据本公开的又一示例性实施例的包括第二层的第一光学层与光源阵列的设置关系的截面图。图14b是图示包括图14a中所示的第二层的第一光学层的一部分的透视图。
图14a和图14b中所示的第一光学层320可以具有与图7中所示的第一光学层基本相同或相似的配置，除了光学图案323具有从第二层320b的上表面s22朝着下部分凹陷的形状之外。
关于图14a和图14b中所示的第一光学层，将主要描述与上述示例性实施例的不同之处以避免冗余。在该示例性实施例中未具体描述的部分遵循上述示例性实施例的那些。另外，相同的附图标记指代相同的部件，并且相似的附图标记指代相似的部件。
参考图1至图6、图14a和图14b，第一光学层320可以包括限定凹陷部分321的第一层320a、提供在第一层320a上并且限定光学图案323的第二层320b以及限定开口部分opn的反射层320c。
顺序堆叠的反射层320c、第一层320a和第二层320b可以以它们被层压为一体的状态全部构成第一光学层320。
在本公开的示例性实施例中，光学图案323可以与第二层320b的上表面s22被提供为一体。当光学图案323与第二层320b的上表面s22被提供为一体时，上表面s22的至少一个区域可以包括不平坦表面。光学图案323可以具有相同的尺寸。
光学图案323可以具有从第二层320b的上表面s22朝着下部分凹陷的形状。在示例中，在截面图中，光学图案323可以具有其宽度朝着下方向减小的半椭圆形状等。通过本领域已知的工艺(诸如冲压工艺或使用激光的工艺)，光学图案323可以被设计成具有从第二层320b的上表面s22朝着下部分凹陷的形状。
在本公开的示例性实施例中，光学图案323中的每个与邻近的光学图案323的距离p可以随着该光学图案323距离第二层320b的上表面s22的与光源310b中的每个相对应的区域越来越远而减小。
图15是图示图14a中所示的光学图案的另一示例性实施例的截面图。
参考图1至图6和图15，第二层320b可以包括与其提供为一体的光学图案323。光学图案323可以具有从第二层320b的上表面s22朝着下部分凹陷的形状。
在本公开的示例性实施例中，光学图案323可以具有彼此不同的尺寸。在示例中，光学图案323可以被设计成具有随着光学图案323与第二层320b的上表面s22的与光源310b中的每个相对应的区域越来越邻近而减小的尺寸，并且具有随着光学图案323变得越来越远离该区域而增大的尺寸。此外，光学图案323可以被设计成使得光学图案323中的每个与邻近的光学图案323的距离p随着该光学图案323距离第二层320b的上表面s22的与光源310b中的每个相对应的区域越来越远而减小。
如上所述，根据本公开的示例性实施例，对应的光源310b被插入到第一层320a的凹陷部分321的每个中，使得可以容易地使背光单元300变薄。
此外，根据本公开的示例性实施例，从光源310b中的每个发射的光可以被包含在第一层320a中的光扩散颗粒dfp从光源310b所在的点扩散和/或散射到其他区域中。因此，从光源310b发射的光可以足够均匀地等分地朝着第二层320b的所有区域前进。
此外，根据本公开的示例性实施例，布置在第二层320b的上表面s22上的光学图案323的密度根据区域而改变，使得发射到第二层320b的外部的光量(或强度)遍及第二层320b的所有区域可以是均匀的。
此外，根据本公开的示例性实施例，通过与由具有优异的耐热性(或具有根据温度的小的影响)的玻璃或硅制成的第二层320b一体地形成第一层320a来提供第一光学层320，使得可以进一步改善背光单元300的可靠性。
图16是图示根据本公开的另一示例性实施例的显示设备的分解透视图。图17是沿图16中所示的线iv-iv’截取的截面图。图18是图示图17中所示的光源阵列和第一光学层的部分的截面图。
图16至图18所示的显示设备可以具有与图2和图3中所示的显示设备基本相同或相似的配置，除了第一光学层进一步包括子层之外。
因此，关于图16至图18中所示的显示设备，将主要描述与上述示例性实施例的不同之处以避免冗余。在该示例性实施例中未具体描述的部分遵循上述示例性实施例的那些。另外，相同的附图标记指代相同的部件，并且相似的附图标记指代相似的部件。
参考图1以及图16至图18，根据本公开的另一示例性实施例的显示设备dd可以包括显示面板100、扫描驱动器140、数据驱动器130、驱动电路板150、触摸传感器200、背光单元300、模框400和外壳500。
背光单元300可以包括光源阵列310、第一光学层320和第二光学层330。
光源阵列310可以包括印刷电路板310a和多个光源310b。
第一光学层320可以包括第一层320a、第二层320b、反射层320c和子层320d。
第一层320a可以是通过扩散和/或散射从光源310b发射的光而允许该光前进到第二层320b中的扩散构件。第一层320a可以限定多个凹陷部分321，并且第一层320a中可以包括光扩散颗粒dfp。一个光源310b可以被插入到凹陷部分321中的每个中。
反射层320c可以被提供和/或形成在第一层320a与印刷电路板310a之间。反射层320c可以限定多个开口部分opn。开口部分opn中的每个可以是贯穿反射层320c的至少一个区域的通孔。开口部分opn可以被布置在与由第一层320a限定的凹陷部分321相对应的位置处。开口部分opn可以被提供为与凹陷部分321相同的数量。
第二层320b可以被提供和/或形成在第一层320a与子层320d之间。第二层320b可以是将从第一层320a入射的光朝着显示面板100引导的导光构件。
光学图案323可以被提供和/或形成在第二层320b的上表面上。光学图案323中的每个可以是朝着显示面板100选择性地发射在第二层320b中被引导(或全反射)的光的发光图案。光学图案323可以与第二层320b被提供为一体，以被视为第二层320b的一个区域。在一些示例性实施例中，光学图案323可以是通过印刷工艺等提供和/或形成在第二层320b上的分离的独立图案。
光学图案323中的每个可以在第二层320b的上表面上与邻近的光学图案323以不同的距离间隔开。在示例中，在平面图中，与光源310b中的一个重叠的一个光学图案323和与其邻近的光学图案323之间的距离可以比与光源310b不重叠的一个光学图案323和与其邻近的光学图案323之间的距离宽。因此，光学图案323可以被集中布置在第二层320b的上表面的与光源310b中的每个不重叠的一个区域中。光学图案323可以被布置成根据第二层320b的上表面的区域而具有不同的密度。
通常，从第二层320b的与光源310b中的一个重叠的一个区域发射的光的强度(或量)比从任何其他区域(例如，与光源310b不重叠的区域)发射的光的强度(或量)强。因此，光学图案323被集中布置在其他区域中，使得可以增大通过光学图案323从其他区域发射的光的强度(或量)。因此，具有均匀强度(或量)的光遍及第二层320b的所有区域被辐射到第二层320b的外部，以被提供到显示面板100。
第一夹层ctl1可以被提供和/或形成在第一层320a与第二层320b之间。第一夹层ctl1可以被提供在第一层320a的上表面上，以将第二层320b和第一层320a彼此耦接。第一夹层ctl1可以由作为具有透光率的粘合材料的光学透明粘合剂(oca)制成。在一些示例性实施例中，第一夹层ctl1可以由压敏粘合剂(psa)制成。
在本公开的示例性实施例中，子层320d可以由具有大约20％至大约80％的透光率的透明材料制成。在示例中，透明材料可以包括聚碳酸酯(pc)类材料、聚苯乙烯(ps)类材料和硅类材料中的至少一种。子层320d可以包括与第一层320a相同的材料，但本公开并不限于此。
第二夹层ctl2可以被提供和/或形成在第二层320b与子层320d之间。第二夹层ctl2可以被提供在第二层320b的上表面和光学图案323上，以将子层320d和第二层320b彼此耦接。第二夹层ctl2可以由与第一夹层ctl1相同的材料制成。在示例中，第二夹层ctl2可以由光学透明粘合剂(oca)制成。
在本公开的示例性实施例中，反射层320c、第一层320a、第二层320b和子层320d可以以它们被层压为一体的状态全部构成第一光学层320。
第二光学层330可以被提供和/或形成在第一光学层320与显示面板100之间，以用于控制从光源阵列310发射并且然后通过第一光学层320辐射的光。第二光学层330可以包括顺序地堆叠的聚光片330b和保护片330a。
聚光片330b可以被提供和/或形成在第一光学层320的子层320d与保护片330a之间，以在与布置在其顶部上的显示面板100的平面垂直的方向上会聚从子层320d发射并扩散的光。穿过聚光片330b的光的大部分可以垂直入射到显示面板100中。
保护片330a可以被提供和/或形成在聚光片330b与显示面板100之间。保护片330a可以是保护聚光片330b免受外部冲击的保护片。
如上所述，第一光学层320包括用于扩散发射到第二层320b的外部的光的子层320d，并且因此第二光学层330可以不被提供有单独的扩散构件。因此，减小了第二光学层330的厚度，使得可以更容易地使背光单元300变薄。
图19是图示根据本公开的又一示例性实施例的显示设备的分解透视图。图20是沿图19中所示的线v-v’截取的截面图。图21a是图示图19中所示的颜色转换层的透视图。图21b是沿图21a中所示的线vi-vi’截取的截面图。图22是图示图20中所示的光源阵列和第一光学层的部分的截面图。
图19至图22所示的显示设备可以具有与图2和图3中所示的显示设备基本相同或相似的配置，除了第一光学层进一步包括颜色转换层之外。
因此，关于图19至图22中所示的显示设备，将主要描述与上述示例性实施例的不同之处以避免冗余。在该示例性实施例中未具体描述的部分遵循上述示例性实施例的那些。另外，相同的附图标记指代相同的部件，并且相似的附图标记指代相似的部件。
参考图1以及图19至图22，根据本公开的又一示例性实施例的显示设备dd可以包括显示面板100、扫描驱动器140、数据驱动器130、驱动电路板150、触摸传感器200、背光单元300、模框400和外壳500。
背光单元300可以包括光源阵列310、第一光学层320和第二光学层330。
光源阵列310可以包括印刷电路板310a和多个光源310b。
第一光学层320可以包括第一层320a、第二层320b和颜色转换层320e。
第一层320a可以在其下表面中限定多个凹陷部分321，并且在第一层320a中可以包括光扩散颗粒dfp。一个光源310b可以被插入到凹陷部分321中的每个中。
反射层320c可以被提供和/或形成在第一层320a与印刷电路板310a之间。反射层320c可以限定多个开口部分opn。
第二层320b可以被提供和/或形成在第一层320a与颜色转换层320e之间。光学图案323可以被提供和/或形成在第二层320b的上表面上。
第一层320a和第二层320b可以通过第一夹层ctl1彼此耦接。第一夹层ctl1可以由作为具有透光率的粘合材料的光学透明粘合剂(oca)制成。在一些示例性实施例中，第一夹层ctl1可以由压敏粘合剂(psa)制成。
颜色转换层320e可以被提供和/或形成在第二层320b与第二光学层330之间。颜色转换层320e可以将发射到第二层320b的外部的光转换为特定颜色的光并发射转换后的光。在示例中，当光源310b发射蓝光时，颜色转换层320e可以将蓝光转换为白光并发射白光。从颜色转换层320e发射的白光可以被提供到显示面板100。在本公开的示例性实施例中，颜色转换层320e可以以其中至少一种光转换颗粒324被分散在透明树脂中的形式被配置。
在本公开的示例性实施例中，颜色转换层320e可以包括量子点层320e_1以及第一保护层320e_2和第二保护层320e_3。
第一保护层320e_2和第二保护层320e_3可以用于维持量子点层320e_1的形状并保护量子点层320e_1免受外力。第一保护层320e_2和第二保护层320e_3可以包括诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)的聚合物、氧化硅、氧化钛、氧化铝或它们的合适组合。第一保护层320e_2和第二保护层320e_3可以具有大约50μm的厚度，但本公开并不限于此。
第一保护层320e_2和第二保护层320e_3可以具有低透氧性和低透湿性。因此，第一保护层320e_2和第二保护层320e_3可以保护量子点层320e_1免受诸如湿气和/或氧的外部化学影响。
量子点层320e_1可以以其中至少一种光转换颗粒324被分散在基底层中的形式被提供。在本公开的示例性实施例中，基底层可以是透明树脂。
光转换颗粒324可以指具有量子限域效应的具有预定尺寸的颗粒。光转换颗粒324可以是量子点。
量子点具有其他材料不具有的各种特性。首先，量子点可以在窄波段中产生强荧光。当处于不稳定(或激发)状态的电子从导带下降到价带时，可产生由量子点发射的光。产生的荧光具有随着量子点的尺寸越来越小而产生具有越来越短的波长的光以及随着量子点的尺寸越来越大而产生具有越来越长的波长的光的特性。因此，量子点的大小被调整，使得可以发射可见光区域中期望波长的所有光。
光转换颗粒324是具有几纳米(nm)尺寸的半导体晶体，其通过化学合成工艺制成，并且转换从光源310b中的每个发射的光的波长且然后发射转换后的光。由于发射的光的波长根据光转换颗粒324的大小而改变，因此可见光中的所有颜色的光可以被发射。光转换颗粒324的直径可以在1nm至10nm的范围内，但本公开并不限于此。
光转换颗粒324可以包括第一光转换颗粒324a和第二光转换颗粒324b。
第一光转换颗粒324a可以是红色量子点，并且第二光转换颗粒324b可以是绿色量子点。当从光源310b发射的蓝光被引入到颜色转换层320e时，第一光转换颗粒324a可以通过吸收蓝光并根据能量变化将蓝光的波长转变为红光的波长，来发射具有大约620nm至大约680nm的波长的红光。当从光源310b发射的蓝光被引入到颜色转换层320e时，第二光转换颗粒324b可以通过吸收蓝光并根据能量变化将蓝光的波长转变为绿光的波长，来发射具有大约500nm至大约560nm的波长的绿光。
第一光转换颗粒324a和第二光转换颗粒324b可以选自ii-iv族化合物、iii-v族化合物、iv-vi族化合物、iv族化合物、vi族化合物以及它们的组合。
第一光转换颗粒324a和第二光转换颗粒324b可以具有其中一个量子点围绕另一量子点的核/壳结构。核与壳之间的界面可以具有浓度梯度，其中存在于壳中的元素的浓度随着接近其中心而降低。
第一光转换颗粒324a和第二光转换颗粒324b的形状可以是本领域中通常使用的一种，并且没有特别限制。在示例性实施例中，第一光转换颗粒324a和第二光转换颗粒324b的形状可以是球形形状、金字塔形形状、多臂形状、立方纳米颗粒形状、纳米管形状、纳米线形状、纳米纤维形状和纳米板状颗粒形状中的一种。
在本公开的示例性实施例中，由于第一光转换颗粒324a和第二光转换颗粒324b具有优异的色纯度，因此可以实现具有优异的光特性的白光。具体地，在从光源310b中的每个发射的蓝光穿过颜色转换层320e的过程中，蓝光被第一光转换颗粒324a转换成红光，并且被第二光转换颗粒324b转换成绿光。从光源310b发射的蓝光、被第一光转换颗粒324a转换的红光以及被第二光转换颗粒324b转换的绿光彼此混合，使得可以实现具有光学特性的白光。从颜色转换层320e最终发射的白光可以朝着显示面板100被提供。
颜色转换层320e和第二层320b可以通过包括作为具有透光率的粘合材料的光学透明粘合剂(oca)的第二夹层ctl2彼此耦接。
在本公开的示例性实施例中，反射层320c、第一层320a、第二层320b和颜色转换层320e可以以它们被层压为一体的状态全部构成第一光学层320。
如上所述，第一光学层320包括颜色转换层320e，使得具有优异特性的光(例如，均匀的白光)可以被提供到显示面板100。因此，可以改善显示在显示面板100上的图像的质量。
在根据本公开的背光单元和具有背光单元的显示设备中，每个光源被插入到第一层的凹陷部分中，使得可以容易地使显示设备变薄。
此外，在根据本公开的背光单元和具有背光单元的显示设备中，从每个光源发射的光在入射到凹陷部分中的同时被第一层的光扩散颗粒扩散和/或散射并且然后朝着第二层前进。入射到第二层中的光通过全反射被引导，并且然后由光学图案选择性地发射。因此，无论光源的位置如何，都可以遍及第二层的所有区域获得均匀的光发射分布。
本文中已经公开了示例性实施例，并且尽管采用了特定术语，但这些特定术语仅以一般性和描述性的意义使用和解释，而并不用于限制的目的。在一些情况下，如在递交本申请时对本领域普通技术人员来说将是显而易见的那样，结合特定示例性实施例描述的特征、特性和/或元件可以单独使用，也可以与结合其他示例性实施例描述的特征、特性和/或元件组合使用，除非另有明确说明。因此，本领域技术人员将理解，可以在不脱离如随附权利要求书中提出的本公开的精神和范围的情况下对形式和细节进行各种改变。