专利名称：显示器的背光单元以及采用其的液晶显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种背光单元，本发明更具体地涉及一种采用场序(FSField Sequential)驱动方法中的DDAM(划分显示区方法)的显示器的背光单元以及采用这种背光单元的液晶显示器，其中在DDAM方法中，将显示区划分为多个操作区域。
背景技术：
CRT(阴极射线管)是一种一般显示器，它主要用作电视(TV)、测量机器、信息终端等的监视器，但是因为CRT本身的尺寸和重量，它确实不能适应电子产品的小型化和轻便性要求。
因此，CRT在降低重量和体积方面受到限制，这与当前电子产品的小型化和轻便性趋势是矛盾的。作为预期替代CRT的候选产品，存在采用光电效应的液晶显示器(LCD)、采用气体放电的等离子体显示板(PDP)、场致发光显示(ELD)器等。在这些候选产品中，LCD获得最积极的研究。
为了替代CRT，LCD获得最积极的开发，因为它具有体积小、重量轻以及能耗低的特性。最近，LCD发展到扮演平板显示器的角色，而且被用作膝上型计算机、台式计算机、大尺寸信息显示器等的监视器，因此对LCD的需求在不断增加。
液晶显示器(LCD)的驱动原理利用了液晶的光各向异性和偏振特性。因为液晶的分子具有细长结构，因此其排列具有方向性。因此，通过对液晶人为施加电场，可以控制液晶分子的取向。
因此，通过任意控制液晶分子的排列方向，可以改变液晶分子的排列，因此入射光在液晶分子的排列方向发生折射，从而显示图像信息。
当今，由于以矩阵配置方式排列作为开关元件的薄膜晶体管(TFT)和与该TFT相连的像素电极的有源矩阵LCD(AM-LCD)具有超高分辨率和运动图像显示能力，因而受到大众的注意。
以下将对利用上述驱动原理实现图像的一般液晶显示器做个回顾。图1是一般液晶显示器的原理图。
参考图1，一般液晶显示器包括(a)液晶显示板，其具有以预定间隔互相粘接在一起的第一和第二透明玻璃基板1和10以及插在第一与第二玻璃基板1与10之间的液晶层15；以及(b)背光灯16，其设置在第一玻璃基板10的背侧，用于对液晶显示板照射光。
在此，用作TFT阵列基板的第一玻璃基板1设置有多条选通线(未示出)，它们在一个方向以预定间隔排列；多条数据线(未示出)，它们在垂直于选通线的另一个方向以预定间隔排列；多个像素电极2，它们以矩阵配置方式排列在互相交叉的选通线与数据线界定的像素区上；以及多个薄膜晶体管(T)3，其通过相应选通线的信号被接通或断开，将相应数据线的信号传送到相应像素电极。
用作滤色器基板的第二玻璃基板10设置有黑底层11，其用于阻挡像素区之外的区域的光；滤色器层12，其包括红单元、绿单元和蓝单元，用于透射特定波段的光，并吸收其余波段的光；以及公共电极14，用于实现图像。
未说明的标号13代表外敷层。
利用具有预定液晶入口的密封层，将第一和第二玻璃基板1和10互相粘接在一起，而且利用隔片，将它们互相隔离开预定间距。
在图1中，为了便于说明，在第一和第二玻璃基板1和10上示出单位像素区。
上述液晶显示器需要单独光源，即，背光单元16，以便通过对从外部施加给液晶板的光量进行控制来显示图像。
以下将说明普通背光单元。
图2示出普通背光单元。如图2所示，普通背光单元包括荧光灯21、导光板22、漫射材料23、反光板24、漫射板25以及棱镜片26。
首先，在对荧光灯21施加电压时，荧光灯21内的残余电子移动到阳极。移动的残余电子轰击氩(Ar)分子，并激发氩以增加阳离子。增加的阳离子轰击阴极以发出二次电子。
发出的二次电子流入荧光灯21以开始放电。放出的电子轰击水银蒸汽，使水银蒸汽离子化，因此发出紫外线和可见光。发出的紫外线激发涂敷在该灯的内壁上的荧光材料以发出可见光。
导光板22起到使荧光灯21发出的光入射到液晶板内从而使对面光向上投射的波导的作用，而且它由具有良好光透射率的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)树脂制成。
作为与导光板22的入射光效率有关的因数，存在导光板22的厚度、灯21的直径、导光板22与灯21之间的距离以及灯反光板24的形状。
作为LCD的背光单元的导光板22，有印刷型导光板、V切割型导光板以及散射导光板。
漫射材料23由SiO2颗粒、PMMA以及溶剂构成。上述SiO2颗粒用于光漫射，而且具有多孔颗粒结构。PMMA用于将SiO2颗粒粘结到导光板22的下表面上。
以点形形状将漫射材料23涂敷到导光板22的下表面上，而且点区域逐渐增加，以在导光板22的上部，获得均匀表面光源。换句话说，位于靠近荧光灯21的位置的各个单位区域内的点区域小，而位于远离荧光灯21的位置的各个单位区域的点区域大。可以采用各种形状的点。无论点的形状如何，只要各个单位区域的点区域的比例相同，则可在导光板22的上部获得同样的亮度。
反光板24设置在导光板22之下，它使荧光灯21投射的光进入导光板22。
漫射板25设置在导光板22之上，以根据视角获得均匀亮度。漫射板25的材料是PET或聚碳酸酯(PC)树脂。在漫射板25的上部涂敷用于漫射光的颗粒涂层。
棱镜片26用于加强透过漫射板25的上部的光的正面亮度。上述棱镜片26仅透射预定角度的光，并在内部完全反射其他角度的光。反射的光返回棱镜片26的下部。上述返回的光被与导光板22的下部相连的反光板24反射。
将具有上述配置的背光单元固定在模注框架上，利用上壳体保护设置在背光单元的上表面上的诸如液晶板的显示单元。上壳体与模注框架互相连接在一起，用于在其间容纳背光单元和显示单元。
然而，具有以上配置的一般液晶显示器存在以下问题。
首先，一般LCD设备的滤色器的光透射率最多小于33％，这对应很大的光损耗。为了通过对由于滤色器而产生的光损耗进行补偿来提高亮度，应该使背照光更亮。然而，这种解决方案导致提高背光单元的功耗，并因此而导致提高LCD设备的功耗。
其次，与LCD设备的其他材料相比，一般LCD设备的滤色器非常昂贵，滤色器提高了LCD设备的生产成本。
为了解决LCD设备的这些问题而建议的LCD设备是一种不采用滤色器而实现全色的场序LCD设备。在始终接通背光灯的状态下，一般LCD设备的背光灯对液晶板照射白光，而场序LCD设备对于一帧以预定间隔顺序接通背光单元的R、G、B光源，以显示彩色图像。这种场序方法是在60年代提出的，但是实现它非常困难，因为用于具有高速响应时间的液晶模式和满足该高速液晶模式的光源的技术必须适应这种场序方法。
然而，LCD技术最近令人惊异的发展使得可以建议采用铁电液晶(FLC)模式、光补偿双折射(OCB)模式或扭曲向列型(TN)液晶模式以及可以以高速接通的R、G、B背光单元的场序(FS)LCD设备。
特别是，场序LCD设备主要将OCB模式用作液晶模式。通过在同一个方向摩擦上基板与下基板互相相对的表面，并施加预定电压，以弯曲结构形成OCB单元。如果施加电压，则液晶分子迅速移动，因此再排列液晶分子所需时间，即响应时间非常迅速，短于约5m/sec。因此，由于OCB模式液晶单元具有高速响应特性，而且几乎不在屏幕残留余像，所以它非常适于场序LCD设备。
图3是一般场序LCD设备的原理剖视图。如图3所示，一般场序LCD设备包括上基板30；下基板35，其是阵列基板；液晶层38，其插在上基板30与下基板35之间；以及R、G、B三色背光灯39，用于对包括上基板30、下基板35以及液晶层38的液晶板照射光。
上基板30和下基板35分别设置有公共电极32和像素电极36(对其施加电压以驱动液晶层38)。在上基板30与公共电极32之间，形成黑底31，黑底31用于阻挡下基板35的像素电极36之外的区域的光。在下基板35上对应于上基板30的黑底31的位置，形成薄膜晶体管(T)37，薄膜晶体管(T)37电连接到像素电极36，并用作开关元件。尽管在该图中未示出，但是薄膜晶体管(T)37包括栅极、源极以及漏极。标号40表示外敷层。为了便于说明，图3仅示出上基板30和下基板35的单位像素区。
上述场序LCD设备与一般LCD设备的显著区别在于，因为背光单元的R、G、B光源分别照亮，场序LCD设备不需要滤色器层。
以下将具有R、G、B光源的背光单元简称为R、G、B背光灯。
利用一个倒相器(未示出)驱动R、G、B背光灯39。各个颜色的背光灯39每秒照亮60次，因此，三色背光灯39每秒照亮180次，使眼睛产生余像效应而使三色混合。R、G、B背光灯39每秒照亮180次，但是就象在持续照亮一样。
例如，如果R光源照亮，然后B光源照亮，则因为余像效应，而使人的肉眼看到紫色。R、G、B背光灯利用了这种现象。换句话说，由于场序LCD设备没有滤色器，所以它可以克服一般LCD设备中光透射率低而且LCD设备的总体亮度降低的问题。此外，由于利用三色背照光可以实现全色，所以可以获得高亮度、高清晰度特性，而且因为省略了昂贵的滤色器，可以节省生产成本。因此，场序LCD设备适于大尺寸LCD设备。
此外，如上所述，在价格和清晰度方面，一般LCD不如CRT，但是场序LCD设备可以解决该问题。
如上所述，由于大多数LCD设备是通过控制外部光量来显示图像的无源器件，所以它们需要单独光源，即背光单元。通常，根据灯的排列，将LCD设备的背光单元划分为直接型和边缘型。
在直接型(或平板)背光单元中，由于灯排列在平面上，所以在液晶板上显示出灯的形状。为此，需要在灯与液晶板之间确保足够的距离。此外，为了均匀分布光量，应该设置光散射装置。因此，直接型背光LCD在使LCD设备变细方面存在局限性。
随着液晶板尺寸的增大，背光单元的光输出面的面积也增大。如果直接型背光单元是大尺寸的，而且光散射装置不确保足够厚度，则光输出不平直。因为此原因，要求光散射装置应该具有足够厚度。
同时，在边缘型背光单元中，灯设置在导光板的边缘，而且导光板利用其整个平面使光分散。边缘型背光单元的问题在于，因为灯安装在侧面，而且光必须通过导光板，所以亮度低。为了使光强分布均匀，需要复杂的导光板的光学设计技术和处理技术。
由于直接型背光单元和边缘型背光单元均具有其缺点，所以直接型背光单元通常用于亮度比厚度更重要的LCD设备。边缘型背光单元通常用于厚度比亮度更重要的笔记本PC或监视PC的LCD设备。
图4A和4B是用于场序LCD设备的不同背光单元的剖视图。图4A示出边缘型背光单元，图4B示出直接型背光单元。
图4A所示的边缘型R、G、B背光单元40在液晶板41的一个或者两个侧面设置有一系列R、G、B光源，该边缘型R、G、B背光单元40是从导光板和反光板(未示出)接收光并使该光漫射的照明设备。边缘型R、G、B背光灯40通常使用冷阴极荧光灯(CCPL)作为光源。由于边缘型R、G、B背光灯40具有厚度薄、重量轻和阴极能耗低的特性，所以它适于便携式计算机。
图4B所示的直接型R、B、G背光灯45设置有R、G、B光源46，R、G、B光源46被设置在散射板47之下。R、G、B光源46发出的光直接辐照液晶板41的整个表面。R、G、B光源46包括多个分别具有水平串联设置的R、G、B光源46的单个单元。
该直接型R、G、B背光灯45用于亮度重要的图像显示器。然而，由于它太厚，而且需要散射板来保持亮度的均匀，所以其能耗高。
为了说明场序LCD设备的驱动方法，图5A示出LCD设备的阵列基板的一部分。
如图5A所示，通常，作为LCD设备的阵列基板的下基板设置有多条选通线50，其位于水平方向；多条数据线51，其与选通线50垂直交叉；多个薄膜晶体管T，其在相应选通线50和相应数据线51互相交叉的位置形成；以及多个像素电极52，它们分别电连接到相应薄膜晶体管T。
在一般LCD设备的驱动方法中，利用扫描方法，将图像信号施加到数据线51，而将电脉冲施加到选通线51。通过对选通线50施加选择选通脉冲电压，驱动LCD设备。为了改善显示质量，施加选通脉冲电压的方法是一种线性序列驱动方法，在该方法中，栅极扫描输入器件对一条选通线边上的选通线施加电压，然后用栅极扫描输入器件顺序逐条地对下一条选通线施加电压。对所有选通线50施加选通脉冲电压，从而完成一帧。
换句话说，如果对第n条选通线施加选通脉冲电压，则与被施加了选通脉冲电压的选通线相连的所有薄膜晶体管T被同时接通。通过接通薄膜晶体管T，数据线上的图像信号被存储在液晶单元和存储电容器内。
因此，根据存储在液晶单元内的数据图像信号和图像信号的电压，重新排列液晶单元内的液晶分子，从而背照光透过液晶单元，从而实现期望的图像。
图5B是示出根据相关技术的场序LCD设备的驱动方法的时序图。在场序LCD设备的驱动方法中，根据R、G、B光源，扫描所有薄膜晶体管，并使液晶分子重新完全对准各个R、G、B背光源发出的光。换句话说，对于整个驱动区域，对背光单元进行配置，使各个背光源一帧照亮一次。
应该在背光单元的各个背光源(R、G、B)的一个周期(f/3)内执行该驱动。换句话说，将一个背光源作为标准，各个背光源的一个周期为f/3(55)＝tTFT(56)+tLC(57)+tBL(58)其中f帧频率tTFT整个薄膜晶体管的扫描时间
tLC分配的液晶的响应时间，以及tBL背照光的闪烁时间在此，在tBL(58)被设置为固定值，而tTFT(56)根据LCD设备的设计条件升高时，由于帧之间的间隔固定，所以tLC(57)的大小被减小。
如果tLC(57)减小，而且实际响应时间比对液晶分配的响应时间长，则在还未完全排列分配的液晶之前，背光灯发出光，屏幕颜色分布不均匀。
图6是示出根据相关技术的场序LCD设备的一帧单位的彩色图像显示的流程图。在该场序LCD设备中，彩色图像显示方法为将一帧时间设置为1/60秒，而对于1/60秒的时间，将R、G、B背光灯的R、G、B三色光源接通和断开1/180秒(＝5.5毫秒)。此时，在一帧内，R、G、B光源实际被接通的时间不到1/180秒。这是因为，如果在持续接通R、G、B光源的状态下，再现图像，则在红、绿和蓝之间可能发生颜色干扰。
如图6所示，在场序LCD设备中，以如下顺序显示彩色图像构造对应于作为屏幕的基本单元的一帧F的R、G、B颜色的3个子帧s1、s2和s3，以1/180秒的间隔分别顺序接通和断开背光单元的各个R、G、B光源60a、60b和60c，以及对液晶板61照射光以显示彩色图像。
但是，因为液晶的响应速度慢，上述场序驱动方法难以驱动一帧。为了解决这个问题，采用划分显示区方法(DDAM)，在该方法中，将显示区划分为几个区域以驱动LCD设备。
接着，将参考图7说明利用DDAM方法驱动的一般LCD设备的背光单元。
如图7所示，在利用DDAM方法驱动的一般LCD设备中，作为背光单元的LED光源72设置在导光板71的相对的两侧，导光板71设置在液晶板(未示出)的背面。LED光源72照亮液晶板，以便在暗处显示图像。
在此，各个LED光源72包括排列在一个方向上的LED灯73。LED灯73在PCB上顺序设置红LED、绿LED以及蓝LED。
在此，将导光板71划分为4个区域，以便将液晶屏幕划分为4个区域。这4个区域是第一至第四区域71a、71b、71c和71d，然后，顺序驱动液晶屏幕的4个划分区域。在此，导光板71并未被物理分离，而是想象地将它划分为4个区域。
通过根据导光板71的划分的区域施加电压，来接通LED灯73。接通的红、绿和蓝光被散射，以便顺序照亮液晶板的背面。
如上所述，顺序接通各个LED光源72的LED灯73，以致在给定时间，只有对应于导光板71的特定划分区域的LED灯73被驱动，从而在液晶板上场序显示图像。
然而，在仅接通并驱动对应于导光板71的特定划分区域的LED灯73时(在以DDAMO驱动时)，产生光泄漏到不是驱动区的、液晶板和导光板的相邻划分区域内的漏光现象。这种漏光现象恶化了LCD设备的显示性能。
发明内容
因此，本发明涉及一种基本克服了因为相关技术的局限性和缺点产生的一个或者多个问题的、用于显示器的背光单元和使用这种背光单元的LCD设备。
本发明的目的是提供一种用于显示器的背光单元和使用这种背光单元的液晶显示器，在这种背光单元中，在利用场序(FS)驱动方法中的DDAM(划分显示区方法)划分并驱动显示区时，可以抑制光泄漏到相邻区域内，从而提高显示性能。
在以下的说明中，将进一步说明本发明的其他优点、目的以及特征，而且通过研究以下内容，本技术领域内的普通技术人员将更加明白这些优点、目的以及特征，或者通过实现本发明得知这些优点、目的以及特征。利用本发明的书面说明和权利要求以及附图特别指出的结构，可以实现并达到本发明的目的以及其他优点。
为了实现这些目的以及其他优点，而且根据本发明的用途，正如在此实施和广泛描述的那样，提供一种用于显示器的背光单元，该背光单元包括主导光板，其被界定为n个场序驱动的区域；多个辅助导光板，其设置在主导光板边缘部分之下；第一和第二反光板，其设置在主导光板和辅助导光板之下；多个光源部分，其以预定间隔，设置在辅助导光板之侧；以及罩，其被配置成至少封入主导光板、辅助导光板以及光源部分的一部分。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于显示器的背光单元，该背光单元包括第一至第n个导光板，其对应于场序驱动的n个区域；反光板，其设置第一至第n个导光板之下；多个光源部分，其以预定间隔，设置在第一至第n个导光板的两侧；以及PCB基板，其设置有排列在第一至第n个导光板的两侧的光源部分。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于显示器的背光单元，该背光单元包括上下导光板，其被分别划分为场序驱动的第一至第n个区域；多个光源部分，其交错地设置在上下导光板的第一至第n个区域之侧；第一反光板，其设置在下导光板之下；以及至少一个第二反光板，其分别位于上导光板的第一至第n个区域中相邻设置有光源的一个之下。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于显示器的背光单元，该背光单元包括导光板，其被划分为n个场序驱动的区域；反光板，其设置在导光板之下；多个光源部分，其以预定间隔，设置在导光板之侧；PCB基板，用于支持光源；以及光闸，其设置在导光板之上，与光源的操作同步被驱动。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于显示器的背光单元，该背光单元包括多个光源，其设置在基板上；漫射板，其设置在光源之上，用于均匀漫射光源辐照的光；以及光闸，其被划分为n个场序驱动的区域，而且与光源同步被驱动。
根据本发明的另一个方面，提供了一种使用背光单元的液晶显示器，该液晶显示器包括(a)背光单元，该背光单元包括主导光板，其被界定为n个场序驱动的区域；多个辅助导光板，其设置在主导光板边缘部分之下；第一和第二反光板，其设置在主导光板和辅助导光板之下；多个光源部分，其以预定间隔，设置在辅助导光板之侧；以及罩，其被配置成至少封入主导光板、辅助导光板以及光源部分的一部分；以及(b)液晶板，其位于背光单元之上。
根据本发明的另一个方面，提供了一种使用背光单元的液晶显示器，该液晶显示器包括(a)背光单元，该背光单元包括第一至第n个导光板，其对应于场序驱动的n个区域；反光板，其设置第一至第n个导光板之下；多个光源部分，其以预定间隔，设置在第一至第n个导光板的两侧；以及PCB基板，在该PCB基板上光源部分设置在第一至第n个导光板的两侧；以及(b)液晶板，其位于背光单元之上。
根据本发明的另一个方面，提供了一种使用背光单元的液晶显示器，该液晶显示器包括(a)背光单元，该背光单元包括上下导光板，其被分别划分为场序驱动的第一至第n个区域；多个光源部分，其交错地设置在上下导光板的第一至第n个区域之侧；第一反光板，其设置在下导光板之下；以及至少一个第二反光板，其分别位于上导光板的第一至第n个区域中相邻设置有光源的一个之下；以及(b)液晶板，其位于背光单元之上。
根据本发明的另一个方面，提供了一种使用背光单元的液晶显示器，该液晶显示器包括(a)背光单元，该背光单元包括导光板，其被划分为n个场序驱动的区域；反光板，其设置在导光板之下；多个光源部分，其以预定间隔，设置在导光板之侧；PCB基板，用于支持光源；以及光闸，其设置在导光板之上，与光源的操作同步被驱动；以及(b)液晶板，其位于背光单元之上。
根据本发明的另一个方面，提供了一种使用背光单元的液晶显示器，该液晶显示器包括(a)背光单元，该背光单元包括多个光源，其设置在基板上；漫射板，其设置在光源之上，用于均匀漫射光源辐照的光；以及光闸，其被划分为n个场序驱动的区域，而且与光源同步被驱动；以及(b)液晶板，其位于背光单元之上。
应该理解的是，上述一般说明和下面的详细说明均是说明性和举例性的，意在对权利要求所述的本发明做进一步解释。
所包括的附图有助于进一步理解本发明，而且引入本说明书作为本说明书的一部分，附图示出本发明的(各)实施例，与说明书一起用于解释本发明原理。附图中图1是一般LCD的原理剖视图；图2示出普通背光单元结构；图3是一般FS(场序)型LCD的原理剖视图；图4A是一般FS型LCD中的边缘照亮型三色背光灯的剖视图；图4B是一般FS型LCD中的直接型三色背光灯的剖视图；图5A和5B示出一般FS型LCD的驱动方法；图6是示出在一般FS型LCD中显示一个单位帧的彩色图像的原理图；图7是根据相关技术采用LED的背光单元的透视图；图8A是根据本发明第一实施例的显示器中的背光单元的平面图；图8B是沿图8A所示线I-I’取的剖视图；图9是根据本发明第二实施例的FS型背光单元的透视图；图10A是根据本发明第二实施例的背光单元的驱动平面图；图10B是沿图10A所示线II-II’取的剖视图；图11是根据本发明第三实施例的FS型背光单元的透视图；图12是示出根据本发明第三实施例的上导光板和下导光板的结构和操作的剖视图；图13是根据本发明第四实施例的FS型背光单元的透视图；图14是根据本发明第四实施例的背光单元的剖视图；图15是根据本发明第四实施例的光闸的剖视图；图16A和16B是根据本发明第四实施例的光闸的上平面图和下平面图；图17是示出图14所示光闸的驱动例子的剖视图；图18是根据本发明第五实施例的背光单元的透视图；图19示出根据本发明第五实施例的背光单元的结构和驱动；以及图20是使用根据本发明的背光单元的LCD的剖视图。
具体实施例方式
现在，将详细说明本发明的优选实施例，在附图中示出其例子。
如上所述，本发明有助于在DDAM操作中，防止光泄漏到不是接通区域或断开区域的相邻区域内。以下将对各个实施例进行说明。
根据本发明的第一实施例，用于诸如LCD设备的显示器的背光单元包括主导光板、被配置为凹面的灯罩以及辅助导光板，该辅助导光板设置在主导光板两侧之下。
在本发明中，可以有意将显示区(例如，对应于LCD设备的显示区)划分为n个区域。作为例子，以下将说明将导光板划分为4个区域的四分驱动背光单元。
图8A是根据本发明第一实施例可以与诸如LCD设备的显示器一起使用或者用于诸如LCD设备的显示器的背光单元的俯视平面图，而图8B是沿图8A所示线I-I’取的剖视图。
如图8A和8B所示，根据本发明第一实施例的背光单元被配置成包括主导光板81，其被划分为4个利用DDAM方法FS(场序)驱动的区域；辅助导光板82，其宽度小于主导光板81并沿一个方向设置在主导光板81的两侧边缘之下；第一和第二反光板83和84，其分别设置在主导光板81和辅助导光板82之下；多个LED灯85，其以等间隔设置在辅助导光板82之侧；以及灯罩86，其延伸以封入主导光板81、辅助导光板82侧部以及LED灯85侧部和下部，用于将LED灯85辐照的光聚集到一个方向。
在主导光板81的下表面上形成多个点图形87，以便将LED灯85辐照的光输出到液晶板的下表面。
将主导光板81划分为第一、第二、第三以及第四区域81a、81b、81c以及81d，并利用第一、第二、第三以及第四区域81a、81b、81c以及81d界定主导光板81。顺序FS驱动这4个划分区域81a、81b、81 c以及81d。
第一和第二反光板83和84用于将入射到主导光板81和辅助导光板82的光反射到液晶板。
LED灯85包括用于对液晶板照射光的R(红)、G(绿)以及B(蓝)光源。根据需要，可以顺序地或交替地设置这些光源。
在主导光板81和辅助导光板82之侧，将灯罩86成型为凹面。
如上所述，之所以将辅助导光板82设置在主导光板81的相对之侧边缘之下的原因是，为了防止光直接从LED灯85入射到主导光板81上，而且还为了使LED灯85发出的光被灯罩86和导光板82反射，然后入射到主导光板81。
此外，之所以将灯罩86成型为凹面的原因是，为了在LED灯85发出的光被灯罩86反射，然后入射到主导光板81上时，将从灯罩86反射到主导光板81的光的反射角降低到最小，而且为了将泄漏到不是FS区域的相邻区域内的光减小到最少。
具体地说，图8A和8B示出光入射到主导光板81的第二区域81b。在辅助导光板82的相应部分散射对应于第二区域81b的(各)LED灯85发出的光，然后，该光透射到灯罩86的内部。透射到灯罩86的内部的光再次被灯罩86反射，然后透射到主导光板81。
因为包括灯罩86的背光单元的结构特性，从第一区域到第四区域(81a至81d)或者以其他要求的顺序，顺序执行以上描述的光透射，将泄漏到不是FS驱动区的相邻区域内的光减少到最少。
根据本发明的第二实施例，用于诸如LCD设备的显示器的背光单元包括根据FS驱动区的数量，划分为多个区域的导光板。
图9是根据本发明第二实施例可以与LCD设备一起使用，或者可以用于LCD设备的FS型背光单元的透视图，图10A是图9所示背光单元的驱动俯视平面图，图10B是沿图10A所示线II-II’取的剖视图。
在本发明中，可以有意将显示区划分为n个区域。作为例子，以下将说明将导光板划分为4个区域的四分驱动背光单元。
如图9所示，根据本发明第二实施例的背光单元被配置成包括第一至第四导光板91a、91b、91c和91d，其被划分为将被FS(场序)驱动的4个区域；反光板92，其设置在第一至第四导光板91a、91b、91c和91d之下；多个LED灯93，其以等间隔设置在第一至第四导光板91a、91b、91c和91d的两侧；以及PCB基板94，其设置有多个排列在第一至第四导光板91a、91b、91c和91d的两侧的LED灯。
各个LED灯93分别包括发光部分93a和安装在PCB基板94上的主体部分93b。
在第一至第四导光板91a、91b、91c和91d的下表面上，形成多个点图形95，以散射和分散入射光。
在具有上述结构的背光单元中，顺序驱动第一至第四导光板91a、91b、91c和91d。因为空气与导光板91a-91d的折射率不同，入射到各导光板91a、91b、91c和91d的光在其内被全部反射，因此抑制光传播到不是驱动区的区域。
具体地说，图10A是示出LED灯93发出的光入射到第二导光板91b的俯视平面图。因为空气与第二导光板91b的折射率不同，如图10A所示，在对应于第二导光板91b的区域内，从LED灯93入射到第二导光板91b的光在其内部被完全反射，因此抑制光传播到不是当前驱动区的其他区域(第一、第三和第四导光板91a、91c以及91d)。
此外，如图10B所示，入射到第二导光板91b的光被印刷在第二导光板91b的下表面上的点图形95散射和分散，然后，透射到液晶板(未示出)。
如上所述，如果根据FS驱动区的数量，将导光板划分为多个导光板，则入射到各个导光板的光在其内部被完全反射，因此可以有效抑制光泄漏到不是当前FS驱动区的相邻区域(例如，相邻导光板等)。
根据本发明的第三实施例，用于诸如LCD设备的显示器的背光单元包括两块导光板，其以叠置结构排列；以及LED灯，其交错地排列在上导光板和下导光板之侧。
图11是根据本发明第三实施例可以与诸如LCD设备的显示器一起使用或者可以用于诸如LCD设备的显示器的FS型背光单元的透视图，而图12是示出图11所示上导光板和下导光板的结构和操作的剖视图。
在本发明中，可以有意将显示区划分为n个区域。作为例子，以下将说明将导光板划分为4个区域的背光单元。
如图11所示，根据本发明第三实施例的背光单元被配置成包括上下导光板111和112，其分别被划分为利用DDAM方法FS(场序)驱动的4个区域；多个LED灯113，其交错地设置在上导光板111的第一至第四区域111a、111b、111c和111d的两侧以及下导光板112的第一至第四区域112a、112b、112c和112d的两侧；第一反光板114，其设置在下导光板112之下；第二反光板115，仅设置在上导光板111中相邻设置有LED灯113的区域之下；以及PCB(印刷电路板)基板116，其设置有多个排列在上下导光板111和112的两侧的LED灯113。PCB基板116可以是一个或者多个单独部分116a、116b，如图所示，它具有用于驱动灯和任何其他需要部分的电路。部分116a和116b分别对应于上下导光板111和112。
LED灯113的交错结构包括在PCB基板116的第一和第二部分116a和116b上形成LED灯113。例如，如图11所示，LED灯113仅设置在第一部分116a上、对应于(或者靠近)导光板111的第一和第三区域111a和111c的那些区域上。LED灯113还仅设置在第二部分116b上、对应于(或者靠近)下导光板112的第二和第四区域112b和112d的那些区域上。
各个LED灯113分别包括发光部分113a和安装在PCB基板116上的主体部分113b。
如上所述，将上导光板111和下导光板112分别划分为4个区域，以便利用DDAM方法进行FS驱动。
在上下导光板111和112的、相邻排列有LED灯113的区域的下表面上，形成或印刷有多个点图形117。即，仅将点图形117设置在上下导光板111和112的、相邻设置有LED灯113的区域上。例如，在上导光板111的第一和第三区域111a和111c的两侧，设置LED灯，因此，在上导光板111的第一和第三区域111a和111c的下表面上，形成多个点图形117。在下导光板112的第二和第四区域112b和112d的两侧，设置LED灯，因此，在下导光板112的第二和第四区域112b和112d的下表面上，形成多个点图形117。
同时，在该例子中，在上导光板111的第二和第四区域111b和111d的两侧，以及在下导光板112的第一和第三区域112a和112c的两侧，不形成LED灯。因此，在上导光板111的第二和第四区域111b和111d的下表面上，以及在下导光板112的第一和第三区域112a和112c的下表面上，不形成多个点图形117。
如上所述，仅在设置了相应LED灯的导光板区域的下表面上设置点图形117。
在该例中，在具有上述结构的背光单元中，以如下方式接通相应的LED灯以上导光板111的第一区域111a、下导光板112的第二区域112b、上导光板111的第三区域111c以及下导光板112的第四区域112d的顺序驱动导光板111和112。利用印刷在各个导光板下表面上的点图形117的散射作用，通过LED灯113入射到上导光板111和下导光板112的光被输出到液晶板上。换句话说，接通导光板的不同区域的顺序根据背光单元的配置，例如LED灯的位置而发生变化。
入射到上述导光板的光被点图形散射、分散并输出到液晶板上。
作为一个例子，以下将参考图11和12说明上下导光板111和112的第二区域111b和112b中的光路。
在下表面上未印刷点图形117的上导光板111的第二区域111b中，折射角大于临界角的大多数光在导光板111的内部被完全反射，因此，不输出到液晶板上。相反，在下表面上印刷了点图形117的下导光板112的第二区域112b中，光被点图形117散射，因此，输出到液晶板上。
因此，如上所述，如果以叠置结构设置两块导光板，而且交错地分散设置LED灯113和点图形117，则可以有效防止光泄漏到不是FS驱动区的相邻区域(例如，上和/或下导光板等的其他区域)内。
根据本发明的第四实施例，用于诸如LCD设备的显示器的背光单元包括设置在导光板与液晶板之间的光闸。
图13是根据本发明第四实施例可以与诸如LCD设备的显示器一起使用或者可以用于诸如LCD设备的显示器的FS型背光单元的透视图，而图14是图13所示背光单元的剖视图；在本发明中，可以有意将显示区划分为n个区域。作为例子，以下将说明将导光板划分为4个区域的4分驱动背光单元。
如图13和14所示，根据本发明第四实施例的背光单元被配置成包括导光板131，其被划分为利用DDAM方法FS(场序)驱动的4个区域；反光板132，其设置在导光板131之下；多个LED灯133，其以等间隔设置在导光板131的相对侧；PCB基板134，其设置有多个排列在波导板131的两侧的LED灯133；以及光闸135，设置在导光板131上，并与LED灯133的操作同步被驱动。
各个LED灯133分别包括发光部分133a和安装在PCB基板134上的主体部分133b。
在导光板131的下表面上，形成或印刷多个点图形136。
将光闸135划分为4个区域，以便与导光板131的区域131a、131b、131c和131d对应。在利用DDAM方法驱动FS区域时，光闸135与LED灯133同步被选择性地打开，以便在存在泄漏到相邻区域的光时，阻挡该光。
以下将更详细说明被选择性驱动的与LED灯133同步的光闸135。
图15是图13所示光闸135的剖视图，图16A和16B是图13所示光闸135的上平面图和下平面图，图17是示出使用图13所示光闸的背光单元的操作。
可以由塑料LCD构成光闸135。例如，如图15、16A和16B所示，光闸135包括上下塑料基板151和152，其互相相对并且在它们之间具有间隔；第一和第二透明电极153和154，其分别形成在上下塑料基板151和152上；第一和第二偏振板155和156，其分别设置在上下塑料基板151和152的背侧；以及液晶层157，其插在上塑料基板151与下塑料基板152之间。
将上塑料基板151的第一透明电极153划分为对应于导光板131的第一至第四区域131a、131b、131c和131d的第一至第四区域153a、153b、153c和153d。透明电极153的第一至第四区域分别连接到相应的开关SW，利用LED灯133的各同步信号顺序打开该开关SW(参考图13)。打开开关SW意味着打开光闸135的相应区域，这样允许通过光闸135的打开区域来透射光。
在下塑料基板152的整个表面上形成下塑料基板152上的第二透明电极154，以用作公共电极。
图17示出在对导光板131的第二区域131b输出LED灯133发出的光时，仅打开对应于导光板131的第二区域131b的光闸135的第二区域131b，从而仅通过该打开的第二区域输出光的操作。
图17所示的光闸是VA模式的LCD。
因此，在上述例子中，由于在第二区域之外的其他区域关闭光闸135，所以尽管发生光泄漏，泄漏的光也不会而且也不可能输出到液晶板。
与上述类似，利用与LED灯133同步被选择性打开的光闸135，可以有效防止光泄漏到不是FS驱动区的相邻区域内。
根据本发明的第五实施例，用于诸如LCD设备的显示器的背光单元包括设置在漫射板上的光闸和设置为直接型的LED灯。
图18是根据本发明第五实施例可以与诸如LCD设备的显示器一起使用或者可以用于诸如LCD设备的显示器的背光单元的透视图，图19示出图18所示的背光单元的结构和驱动。
在本发明中，可以有意将显示区划分为n个区域。作为例子，以下将说明将导光板划分为4个区域的4分驱动背光单元。
如图18和19所示，根据本发明第五实施例的背光单元被配置成包括多个LED灯182，其设置在PCB基板181上；漫射板183，其设置在LED灯182上，用于均匀漫射灯182辐照的光；以及光闸184，其被划分为利用DDAM方法FS(场序)驱动的4个区域，并与LED灯182同步被驱动。
LED灯182被划分为4个区域，以便对应于光闸184的4个区域，并且其被选择性地驱动。各个LED灯182分别包括发光部分182a和主体部分182b。
光闸184与本发明的第四实施例的光闸135具有同样的结构。
因此，图18和19所示的上述直接型LED背光单元被设置在具有光闸184的漫射板183上，其中光闸184可以在某个时间仅打开对应于被驱动的LED灯182的区域，从而阻止光泄漏到光闸184的(各)相邻区域内。
以下将详细说明采用具有上述结构的背光单元的LCD。作为例子，图20是使用根据本发明的图8所示背光单元的LCD设备的剖视图。
如图20所示，采用根据本发明的背光单元的LCD设备设置有液晶板220，液晶板220包括第一和第二透明玻璃基板201和210，其位于根据本发明第一实施例的背光单元(图8A和8B所示)之上，它们之间具有预定间隔并互相粘接在一起；以及液晶层215，其插在第一玻璃基板201与第二玻璃基板210之间。
在用作TFT阵列基板的第一玻璃基板201上形成多条选通线，其以预定间隔排列在一个方向上；多条数据线，其以预定间隔，排列在垂直于选通线的方向；多个像素电极202，其以矩阵配置方式排列在互相垂直交叉的选通线与数据线界定的像素区上；以及多个薄膜晶体管(T)203，其由选通线的信号而接通或断开，以将数据线的信号传送到各相应像素电极。
在用作滤色器基板的第二玻璃基板210上形成黑底层211，用于阻挡像素区之外的区域的光；滤色器层212，其具有R(红)单元、G(绿)单元和B(蓝)单元，用于仅透射特定波段的光，并吸收其余波段的光；以及公共电极214，用于实现图像。标号213代表外敷层。
利用密封层，将第一和第二玻璃基板201和210互相粘接在一起，而且因为存在隔片，使基板201与210之间保持预定间隔。将液晶注入第一与第二玻璃基板201与210之间的空间内。
为了便于说明，在图20仅示出第一和第二玻璃基板201和210上的单位像素区。
尽管在该图中未示出，但是可以将上述液晶板220设置在根据第二至第五实施例的各个背光单元(如图9、11、13以及18所示)之上。
本发明的上述实施例可以用作位于包括LCD设备的各种显示器的前侧和背侧的光源，而且各个实施例可以用作发光器件。
显示器的上述背光单元和采用背光单元的LCD设备具有以下优点。
首先，将灯罩构造为凹面，以将灯罩反射的光的反射角降低到最小，因此在DDAM驱动中，可以防止光泄漏到相邻区域(或者显示器的非驱动区)内。
其次，由于以预定间隔将导光板划分为多个区域，所以可以防止光泄漏到相邻区域内，从而提高显示性能。
第三，由于以叠置结构排列两块导光板，而且分散排列各LED灯，所以在DDAM驱动中，可以防止光泄漏到相邻区域内。
第四，由于设置了与背光单元的LED灯同步驱动的光闸，所以可以防止光泄漏到相邻区域内，从而提高显示性能。
本领域技术人员明白，可以在本发明的范围内进行各种修改和变化。因此，本发明覆盖属于所附权利要求及其等效物的范围内的所有修改和变化。
权利要求
1.一种用于显示器的背光单元，该背光单元包括主导光板，其被界定为n个场序驱动的区域；多个辅助导光板，其设置在主导光板边缘部分之下；第一和第二反光板，其设置在主导光板和辅助导光板之下；多个光源部分，其以预定间隔设置在辅助导光板之侧；以及罩，其被配置成至少封入主导光板、辅助导光板以及光源部分的一部分。
2.根据权利要求1所述的背光单元，其中主导光板包括多个形成在主导光板的下表面上的点图形。
3.根据权利要求1所述的背光单元，其中在主导光板和辅助导光板的侧部，将罩构造为凹面。
4.根据权利要求1所述的背光单元，其中各个辅助导光板的宽度比主导光板的宽度窄，而且各个辅助导光板设置在一个方向。
5.根据权利要求1所述的背光单元，其中光源部分是具有R(红)、G(绿)和B(蓝)光源的LED灯。
6.根据权利要求1所述的背光单元，其中罩包围主导光板的侧部、辅助导光板侧部和底部以及光源部分。
7.一种用于显示器的背光单元，该背光单元包括第一至第n个导光板，其对应于场序驱动的n个区域；反光板，其设置在第一至第n个导光板之下；多个光源部分，其以预定间隔，设置在第一至第n个导光板的两侧；以及PCB基板，其设置有排列在第一至第n个导光板的两侧的光源部分。
8.根据权利要求7所述的背光单元，其中各个光源部分包括分别设置在PCB基板上的发光部分和主体部分。
9.根据权利要求7所述的背光单元，其中第一至第n个导光板包括设置有多个点图形的下表面。
10.根据权利要求7所述的背光单元，其中光源部分包括具有R(红)、G(绿)和B(蓝)光源的LED灯。
11.一种用于显示器的背光单元，该背光单元包括上下导光板，其被分别划分为场序驱动的第一至第n个区域；多个光源部分，其交错地设置在上下导光板的第一至第n个区域之侧；第一反光板，其设置在下导光板之下；以及至少一个第二反光板，其分别位于上导光板的第一至第n个区域中相邻设置有所述光源的一个之下。
12.根据权利要求11所述的背光单元，该背光单元进一步包括用于支持光源的PCB基板。
13.根据权利要求12所述的背光单元，其中各个光源部分包括分别设置在PCB基板上的发光部分和主体部分。
14.根据权利要求11所述的背光单元，其中上下导光板包括设置有多个点图形的下表面。
15.根据权利要求14所述的背光单元，其中点图形仅设置在上导光板和下导光板的相邻设置有光源的特定区域内。
16.根据权利要求11所述的背光单元，其中在将上导光板和下导光板分别划分为利用划分显示区方法四分驱动的第一至第四区域时，将光源设置在上导光板的第一区域和第三区域的两侧以及下导光板的第二区域和第四区域的两侧。
17.根据权利要求11所述的背光单元，其中光源部分是具有R(红)、G(绿)和B(蓝)色的LED灯。
18.一种用于显示器的背光单元，该背光单元包括导光板，其被划分为n个场序驱动的区域；反光板，其设置在导光板之下；多个光源部分，其以预定间隔设置在导光板之侧；PCB基板，其用于支持光源；以及光闸，其设置在导光板之上，与光源的操作同步地驱动。
19.根据权利要求18所述的背光单元，其中各个光源包括分别设置在PCB板上的发光部分和主体部分。
20.根据权利要求18所述的背光单元，其中导光板包括设置有多个点图形的下表面。
21.根据权利要求18所述的背光单元，其中光闸被划分为n个对应于导光板的n个区域的区域。
22.根据权利要求18所述的背光单元，其中光闸包括上下塑料基板，它们之间具有预定间隔并互相面对；第一和第二透明电极，其分别设置在上下塑料基板上；第一和第二偏振板，其分别设置在上下塑料基板的背侧；以及液晶层，其插在上下塑料基板之间。
23.根据权利要求22所述的背光单元，其中上塑料基板的第一透明电极被划分为第一至第n个区域，而且划分的第一至第n个区域被连接到开关部分以便顺序打开。
24.根据权利要求22所述的背光单元，其中在下塑料基板的前侧形成第二透明电极。
25.根据权利要求18所述的背光单元，其中光源是LED灯。
26.一种用于显示器的背光单元，该背光单元包括多个光源，其设置在基板上；漫射板，其设置在光源之上，用于均匀漫射光源辐照的光；以及光闸，其被划分为n个场序驱动的区域，而且与光源同步地驱动。
27.根据权利要求26所述的背光单元，其中各个光源包括设置在PCB板上的发光部分和主体部分。
28.根据权利要求26所述的背光单元，其中光源是LED灯。
29.一种使用背光单元的液晶显示器，该液晶显示器包括(a)背光单元，该背光单元包括主导光板，其被界定为n个场序驱动的区域；多个辅助导光板，其设置在主导光板边缘部分之下；第一和第二反光板，其设置在主导光板和辅助导光板之下；多个光源部分，其以预定间隔设置在辅助导光板之侧；以及罩，其被配置成至少封入主导光板、辅助导光板以及光源部分的一部分；以及(b)液晶板，其位于背光单元之上。
30.根据权利要求29所述的液晶显示器，其中液晶板包括第一和第二玻璃基板，它们之间具有间隔并互相粘接在一起；以及液晶层，其插在第一和第二玻璃基板之间。
31.一种使用背光单元的液晶显示器，该液晶显示器包括(a)背光单元，该背光单元包括第一至第n个导光板，其对应于场序驱动的n个区域；反光板，其设置在第一至第n个导光板之下；多个光源部分，其以预定间隔设置在第一至第n个导光板的两侧；以及PCB基板，在该PCB基板上光源部分设置在第一至第n个导光板的两侧；以及(b)液晶板，其位于背光单元之上。
32.根据权利要求31所述的液晶显示器，其中液晶板包括第一和第二玻璃基板，它们之间具有间隔并互相粘接在一起；以及液晶层，其插在第一和第二玻璃基板之间。
33.一种使用背光单元的液晶显示器，该液晶显示器包括(a)背光单元，该背光单元包括上下导光板，其被分别划分为场序驱动的第一至第n个区域；多个光源部分，其交错地设置在上下导光板的第一至第n个区域之侧；第一反光板，其设置在下导光板之下；以及至少一个第二反光板，其分别位于上导光板的第一至第n个区域中相邻设置有光源的一个之下；以及(b)液晶板，其位于背光单元之上。
34.根据权利要求33所述的液晶显示器，其中液晶板包括第一和第二玻璃基板，它们之间具有间隔并互相粘接在一起；以及液晶层，其插在第一和第二玻璃基板之间。
35.一种使用背光单元的液晶显示器，该液晶显示器包括(a)背光单元，该背光单元包括导光板，其被划分为n个场序驱动的区域；反光板，其设置在导光板之下；多个光源部分，其以预定间隔设置在导光板之侧；PCB基板，其用于支持光源；以及光闸，其设置在导光板之上，与光源的操作同步地驱动；以及(b)液晶板，其位于背光单元之上。
36.根据权利要求35所述的液晶显示器，其中液晶板包括第一和第二玻璃基板，它们之间具有间隔并互相粘接在一起；以及液晶层，其插在第一和第二玻璃基板之间。
37.一种使用背光单元的液晶显示器，该液晶显示器包括(a)背光单元，该背光单元包括多个光源，其设置在基板上；漫射板，其设置在光源之上，用于均匀漫射光源辐照的光；以及光闸，其被划分为n个场序驱动的区域，而且与光源同步地驱动；以及(b)液晶板，其位于背光单元之上。
38.根据权利要求37所述的液晶显示器，其中液晶板包括第一和第二玻璃基板，它们之间具有间隔并互相粘接在一起；以及液晶层，其插在第一和第二玻璃基板之间。
全文摘要
本发明提供了一种用于显示器的背光单元和使用这种背光单元的液晶显示器，其中在利用DDAM(划分显示区方法)划分并驱动显示区时，可以抑制光泄漏到相邻区域内，从而提高显示性能。一个方面的背光单元包括主导光板，被界定为n个场序驱动的区域；辅助导光板，设置在主导光板边缘部分之下；第一和第二反光板，设置在主导光板和辅助导光板之下；多个光源部分，以预定间隔设置在辅助导光板的两侧；以及罩，其被配置成至少封入主导光板的一侧、辅助导光板以及光源部分侧部和底部。
文档编号F21V8/00GK1512240SQ20031011029
公开日2004年7月14日 申请日期2003年12月26日 优先权日2002年12月26日
发明者俞壮镇, 禹宗勋 申请人:Lg.飞利浦Lcd有限公司