专利名称：背光单元和具有该背光单元的显示设备的制作方法
技术领域：
与示例性实施例一致的设备涉及一种产生光并将光提供给显示面板使得在显示面板上显示图像的背光单元和一种具有该背光单元的显示设备，更具体地讲，涉及一种具有简单的结构以改善提供给显示面板的光的效率的背光单元和一种具有该背光单元的显示设备。
背景技术：
显示设备是一种包括显示图像以呈现广播信号或各种形式的图像信号/图像数据的显示面板的装置，并且被构造为电视(TV)、计算机监视器等。显示面板被构造成诸如液晶显示(IXD)面板、等离子体显示面板(PDP)、有机发光显示器(OLED)等的各种类型，并且用于各种显示设备。这里，当采用自身不产生光的LCD面板作为显示面板时，显示设备包括产生光并将光提供给显示面板的背光单元。显示设备的背光单元采用与传统使用的冷阴极荧光灯相比具有优异的能量效率和响应速率的发光二极管(LED)作为产生光的光源。基于在布局方面光源相对于导光板的位置，可以将背光单元分为直下式和边缘式。在直下式背光单元中，光源平行于导光板的后侧设置，并且每个光源直接向前面的显示面板传输光。然而，在边缘式背光单元中，光源沿着导光板的边缘按条形设置，并且来自光源的光进入导光板的侧面然后传输到显示面板。
发明内容
因此，一个或多个示例性实施例的方面可以通过提供一种显示设备的背光单元来实现，所述背光单元包括:光源单元，光源单元设置在显示面板的至少一个边缘上；导光板，导光板设置在显示面板的后部以将从光源单元辐射的光传输到显示面板，并且包括下侧和上侧，下侧形成有反射所辐射的光的多个分布的单元图案，上侧使被单元图案反射的光透过，任何一个单元图案包括被雕刻到所述下侧中的颗粒形状并且将所辐射的光全反射到所述上侧。单元图案可以包括平行于所述下侧的底面和面向上侧的顶点，并且被雕刻到下侧中。单元图案的底面可以为多边形形状。单元图案可以具有100:28.8至100:35的宽度与高度之比。单元图案可以具有底面为正方形形状的棱锥形形状。所述底面的一个边缘的长度与从所述底面到所述顶点的长度之比可以为100:28.8 至 100:35。单元图案可以具有底面为圆形的圆锥形形状。所述底面的直径与从所述底面到所述顶点的长度之比可以为100:28.8至100:35。
所述顶点的角度可以在110度至120度的范围内。单元图案的宽度可以为100 μ m或小于100 μ m。所述背光单元还可以包括棱镜片，棱镜片置于显示面板和导光板的上侧之间并且聚集从所述上侧出射的光。单元图案可以反射所辐射的光，使得从上侧出射的光的主要角度相对于上侧的表面在55度至65度的范围内，棱镜片可以将从上侧出射的光聚集成相对于上侧的表面的角度在85度至95度的范围内。一个或多个示例性实施例的方面可以通过提供一种用于显示面板的导光件来实现，所述导光件包括:导光板，具有面向显示面板的上表面和面向反射板的下表面；一个或多个发光元件，朝着基本平行于显示面板的表面的导光板发光；多个单元图案，分布在导光板的下侧上，将来自发光元件的光反射到导光板的上表面；棱镜片，位于导光板的上表面和显示面板之间，将来自发光元件的光引导为基本垂直于显示面板的表面。单元图案可以具有100:28.8至100:35的宽度与高度之比。单元图案可以棱锥形状或圆锥形形状。单元图案的宽度可以小于或等于100 μ m。导光板可以反射光,使得从导光板的上表面出射的光相对于导光板的上表面的角度在55度至65度之间,棱镜片可以引导光,使得从棱镜片出射的光相对于导光板的上表面的角度在85度至95度之间。一个或多个示例性实施例的其他方面可以通过提供一种显示设备来实现，所述显示设备包括显示面板以及为显示面板提供光的前述背光单元中的任何一种。
通过以下结合附图对示例性实施例的描述，上述和/或其他方面将变得清楚且更容易理解，在附图中:图1是根据示例性实施例的显示设备的分解透视图。图2是示出了由图1中的显示设备的背光单元的每个组件导致的光的主要角度的变化的侧面剖视图。图3是示出了图1的显示设备中的单元图案的形状的透视图。图4是示出了图1的显示设备中的根据其他示例性实施例的单元图案的形状的透视图。图5是图1的显示设备的框图。
具体实施例方式下面，将参照附图详细地描述示例性实施例，以使本领域普通技术人员容易实现。可以以各种形式实施示例性实施例，而无需局限于在此阐述的示例性实施例。为了清楚和简洁起见，省略了对公知部件的描述，相同的标号始终表示相同的元件。图1是根据示例性实施例的显示设备I的示意性分解透视图。如图1所示，根据示例性实施例的显示设备I可以包括:盖10和20，形成内部空间；显示面板30，位于由盖10和20形成的内部空间中并且在显示面板30的表面上显示图像；背光单元40，位于由盖10和20形成的内部空间中，并且产生光并将光提供给显示面板30,使得在显示面板30上显示图像。
首先，图1中示出的方向定义如下。基本来讲，图1中的X方向、Y方向和Z方向分别指示显示面板30的宽度方向、长度方向和高度方向。显示面板30设置在X-Y平面上，盖
10、显示面板30、背光单元40和盖20沿Z轴堆叠。在下文中，将基于对方向的前述定义来描述包括图1的附图和不例性实施例。这里，相反的X方向、Y方向和Z方向分别表不为-X方向、-Y方向和-Z方向，X-Y平面是指由垂直于Z轴的X轴和Y轴限定的平面。盖10和20可以形成显示设备I的外部形状，并且可以支撑位于内部的显示面板30和背光单元40。基于图1中的显示面板30，将Z方向定义为前向/前侧并且将-Z方向定义为后向/后侧，盖10和20可以包括支撑显示面板30的前侧的前盖10和支撑背光单元40的后侧的后盖20。前盖10和后盖20可以一起形成内部空间，并且可以支撑显示面板30和背光单元40的边缘。具体地讲，前盖10可以具有在其平行于X-Y平面的表面上形成的开口，以使显示面板30的图像显示区域通过该开口暴露。在示例性实施例中，显示面板30可以被构造为液晶显示(IXD)面板。显示面板30可以由两个基底(未示出)和置于这两个基底之间的液晶层(未示出)形成，并且通过施加驱动信号调整液晶层(未示出)中的液晶的取向而在显示面板30的表面上显示图像。参照IXD显示面板来描述示例性实施例。然而，本领域普通技术人员将认识到，在此叙述的特征可应用于自身不发光并由此由背光单元40提供光以在图像显示区域中显示图像的任何显示面板。示例性实施例的显示面板30可以包括驱动电路板(未示出)。当由驱动电路板施加驱动信号时，显示面板30的液晶(未示出)可以以预定的角度旋转。因此，光传输特性可以在构成显示面板30的图像显示区域的相应的单元(cell)(未示出)中而变化，从而在图像显示区域中显示图像。背光单元40可以设置在显示面板30的后部，即，沿着显示面板30的-Z方向设置，以对显示面板30提供光。背光单元40可以包括:光源单元100，设置在显示面板30的边缘上；导光板200,平行于显不面板30设置，以面向显不面板30的后侧；反射板300,设置在导光板200的下面，以面向导光板200的下侧；棱镜片400,设置在显不面板30和导光板200之间。光源单元100可以产生光，并且辐射产生的光以进入导光板200。光源单元100可以垂直于显示面板30的表面(即，X-Y平面)安装，并且可以沿着显示面板30或导光板200的四个边缘中的至少一个边缘设置。虽然在图1中光源单元100安装在导光板200的沿着X方向延伸的边缘上，但是这是说明性示例，示例性实施例不限于此。可以沿着导光板200的四个边缘中的任何一个或多个边缘安装光源单元100。光源单元100可以包括:多个发光元件110，沿着X方向顺序地设置，并且产生并辐射光；模块板120，发光元件110安装在模块板120上，以接通/断开。发光元件110可以沿着平行于显示面板30的表面的方向辐射光，例如，沿着Y方向辐射光。在本实施例中，发光元件Iio被构造成发光二极管(LED)，并且由模块板120向发光元件110提供驱动功率和接通/断开控制信号以接通/断开。发光元件110可以包括蓝色LED、绿色LED和红色LED，由相应颜色的LED发射的蓝光、绿光和红光混合为具有优异的颜色再现性的白光。然而，这只是说明性示例，发光元件110可以包括自身产生白光的白色LED。多个发光元件110可以沿X方向排列在模块板120的表面上。模块板120可以包括由显示设备I的系统电源向安装的发光元件110供电的布线(未示出)，布线能够通过相应的发光兀件110传输功率。作为包括丙烯酸材料的塑料透镜的导光板200可以将从光源单元100入射的光均匀地传输到显示面板30的整个图像显示区域。导光板200的作为沿着-Z方向的侧面的下侧201可以面向反射板300，导光板200的作为沿着Z方向的侧面的上侧202可以面向显示面板30。在沿着导光板200的四个方向的形成在上侧202和下侧201之间的四个侧壁中，沿着-X方向延伸的侧壁可以面向发光元件110。从发光元件110辐射的光可以沿着Y方向进入沿着X方向延伸的侧壁。根据示例性实施例的导光板200可以包括多个单元图案(未示出)，所述多个单元图案分布在下侧201上，并且将发光元件110辐射的光向上侧202反射。将详细描述单元图案。导光板200下方的反射板300可以将从导光板200的内部出射的光向外部反射，由此使光返回导光板200行进。为此，反射板300的表面可以具有反射特性。棱镜片400可以聚集光并向显不面板30传输光,从而从导光板200出射的光基本垂直于显不面板30的表面传输。当光从导光板200的上侧202与前述正常方向轴基本平行地出射时，棱镜片400可以聚集光。然而，当以与导光板200的上侧202成60度出射的光入射到棱镜片400时，棱镜片400通过将角度调整为与导光板200的上侧成90度(即，平行于Z轴)来传输光。因此，为了使棱镜片400将光相对于显示面板30的行进角度调整成平行于Z轴，会需要使从导光板200的上侧202出射的光的角度在预设范围内，这可以通过如下形成在导光板200的下侧201上的多个单元图案210来实现。图2是示出了由示例性实施例中的背光单元40的每个组件引起的光的主要角度的变化的侧面剖视图。如图2所示，发光元件110沿着Y方向朝着导光板200的侧壁203辐射光(LI)。入射到侧壁203的光(LI)沿着Y方向在导光板200的内部传输，并且被形成在下侧201上的多个单元图案210反射而朝着上侧202行进。根据示例性实施例，多个单元图案210可以随意地分布在下侧201上。可以基于环境(例如，发光元件110的布置与发光性能)以各种方式来修改单元图案210的分布。例如，鉴于显示面板30在整个区域上的均匀亮度，导光板200离发光元件110越远，单元图案210的密度可以越高。一个单元图案210可以以具有三角形横截面的三维颗粒的形状(例如，楔形或棱镜形)雕刻到下侧201中。被单元图案210反射的光(L2)可以在导光板200中前进并从上侧202出射，具有主要角度的光在上侧202上以预定的角度折射(L3)。这里，对主要角度解释如下。例如，被每个单独的单元图案210反射的并且传输到导光板200中的光(L2)具有多条光线。这些光线可以以相同的或不同的角度传播，其中，传播大多数光线的角度被定义为光(L2 )的主要角度。从导光板200出射的光(L3)可以通过棱镜片400聚集并透射到显示面板30(L4)。聚集的光(L4)可以以基本平行于Z轴的主要角度前进。详细地讲，聚集的光(L4)可以以范围为85度至95度(优选地但不是必需地，以90度)的主要角度入射到显示面板30的表面。为了使光(L4)的主要角度相对于显不面板30的表面近似成90度,从导光板200出射的光(L3)的主要角度(A)可以具有预设值。在示例性实施例中，主要角度(A)在55度至65度的范围内(优选地但不是必需地，为60度)，但可以基于器件的环境而变化，而无需局限于特定值。光(L3)可以来自于被单元图案210反射并在上侧202折射的光(L2)，由此可以基于单元图案210的形状来确定光(L3)的主要角度(A)。在下文中，详细地描述示例性实施例中的单元图案210的构造。一个单元图案210可以具有横截面为等边三角形的预设颗粒形状，例如楔形/棱镜形。这里，横截面是指通过沿着Y-Z平面切割单元图案而形成的包括朝向上侧202的顶点的平面表面。单元图案210可以被雕刻到下侧201中，使得顶点面向上侧202。这里，单元图案210可以被设置成对在导光板200中传输的光进行全反射。为此，可以使单元图案210经受镜状表面处理。全反射光的结构可以通过各种方法实现，而不受具体的限制。例如，在通过注入成型工艺制造导光板200时，可以通过设计模具来形成单元图案210。在传统的背光单元中，通过用激光灼烧导光板的下侧或者在下侧上印刷图案来在导光板上形成反光图案。然而，由于传统的反光图案包括因制造特性造成的划痕，所以这种反光图案散射光。因此，与传统的构造相比，根据示例性实施例的多个单元图案210可以改善光效率。另外，单元图案210可以遍布于整个下侧201上分布，从而增强了整个显示面板30上的光的均匀性。单元图案210具有平行于下侧201的底面和面向上侧202的顶点。底面可以为多边形形状(例如，矩形形状)或者为圆形形状。单元图案210的面向上侧202的顶点的角度可以相对于底面在110度至120度的范围内，使得出射光(L3)的主要角度可以为预设的角度A。如果顶点的角度不在该范围内，则会影响出射光(L3)的主要角度和聚集的光(L4)的主要角度而使光效率劣化。具体地讲，当顶点的角度小于110度时，反射的光的角度会超出临界角，从而辐射的光(LI)不会被单元图案210反射,而是会穿过单元图案210。图3是示出了根据示例性实施例的单元图案210的形状的透视图。如图3所示，单元图案210为具有正方形底面的棱锥形状。单元图案210的宽度可以为100 μ m或更小。如果该宽度长于100 μ m，则会在显示面板30上发生亮度的局部变化。将单元图案210的底面的一个边缘的长度定义为宽度Wl并且将底面与顶点之间的长度定义为高度H1，则Wl与Hl之比可以为100:28.8至100:35。即使单元图案210具有宽度为100 μ m或更小的各种尺寸，Wl与Hl之比也可以为100:28.8至100:35。同时，当单元图案210的底面具有正多边形形状时，宽度Wl可以被定义为该单元图案210的底面的两条相对的边缘之间的距离。利用这种构造，单元图案210可以反射光，使得辐射的光(LI)转变为主要角度平行于Z轴的聚集的光(L4)。图4是示出了根据其他示例性实施例的单元图案220的形状的透视图。如图4所示，单元图案220可以为具有圆形底面的圆锥形形状。这里，将单元图案220的底面的直径定义为W2并且将单元图案220的高度定义为H2，则W2与H2之比可以为100:28.8至100:35。与图3类似，在单元图案220具有100 μ m或更小的宽度且W2与H2之比为100:28.8至100:35的条件下，单元图案220可以具有各种尺寸。如上所述，根据本实施例的导光板200可以包括被雕刻到下侧201中且分布在下侧201上的具有一定的颗粒形状且反射辐射的光的单元图案210。因此，可以改善光效率，并且可以提供使得在整个显示面板30确保亮度均匀的光，而无需在显示面板30和导光板200之间设置用来散射/漫射光的漫射片(未示出)。上述实施例可以应用于以各种类型构造的显示设备900 (电视、计算机监视器等)。图5是示出了根据示例性实施例的显示设备900的构造的框图。在图5中，实线指示图像信号或控制信号的传输，虚线指示光的传输。如图5所示，根据示例性实施例的显示设备900可以包括:图像接收器910，接收来自外部的图像信号；图像处理器920，对由图像接收器910接收到的图像信号进行处理；显示面板930，基于由图像处理器920处理过的图像信号显示图像；背光单元940，提供光，使得在显示面板930上显示图像。图像接收器910可以通过布线或以无线方式接收图像信号/图像数据，并将图像信号/图像数据传输到图像处理器920。图像接收器910可以被构造为与接收到的图像信号的标准对应的各种类型。例如，根据复合/分量视频、超级视频、SCART和高清晰度多媒体接口(HDMI)、显示端口(Displayport)、统一显示接口(UDI)或无线HD标准，图像接收器910可以接收射频(RF)信号或图像信号。图像处理器920可以对图像信号执行各种预设图像处理过程，并且将处理过的图像信号输出到显示面板930，从而在显示面板930的图像显示侧上显示图像。图像处理器920可以执行各种处理而不受具体的限制，例如，对应于各种图像格式的解码、去隔行、帧刷新速率转换、缩放、去噪，以改善图像质量、细节增强等。图像接收器910和图像处理器920可以被构造为埋置在显示设备900中的图像处理板(未示出)。显示面板930和背光单元940可以具有与前述实施例中的显示面板和背光单元的构造基本相同的构造，因此省略了对它们的描述。虽然已经示出并描述了一些示例性实施例，但是本领域技术人员将理解的是，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可以在这些示例性实施例中做出改变，本发明的范围限定在权利要求书及其等同物中。
权利要求
1.一种显示设备的背光单元，所述背光单元包括: 光源单元，光源单元设置在显示面板的至少一个边缘上；以及导光板，导光板设置在显示面板的后部以将从光源单元辐射的光传输到显示面板，并且包括下侧和上侧，下侧形成有反射所辐射的光的多个分布的单元图案，上侧使被单元图案反射的光透过， 任何一个单元图案包括被雕刻到所述下侧中的颗粒形状并且将所辐射的光全反射到所述上侧。
2.如权利要求1所述的背光单元，其中，单元图案包括平行于所述下侧的底面和面向所述上侧的顶点，并且被雕刻到所述下侧中。
3.如权利要求2所述的背光单元，其中，单元图案的底面为多边形形状。
4.如权利要求3所述的背光单元，其中，单元图案具有100:28.8至100:35的宽度与高度之比。
5.如权利要求2所述的背光单元，其中，单元图案具有底面为正方形形状的棱锥形形状。
6.如权利要求5所述的背光单元，其中，所述底面的一个边缘的长度与从所述底面到所述顶点的长度之比为100:28.8至100:35。
7.如权利要求2所述的背光单元，其中，单元图案具有底面为圆形的圆锥形形状。
8.如权利要求7所述的背光单元，其中，所述底面的直径与从所述底面到所述顶点的长度之比为100:28.8至100:35。
9.如权利要求2所述的背光单元，其中，所述顶点的角度在110度至120的范围内。
10.如权利要求1所述的背光单元，其中，单元图案的宽度为100μ m或小于100 μ m。
11.如权利要求1所述的背光单元，所述背光单元还包括棱镜片，棱镜片置于显示面板和导光板的上侧之间并且聚集从所述上侧出射的光。
12.如权利要求11所述的背光单元，其中，单元图案反射所辐射的光，使得从所述上侧出射的光的主要角度相对于所述上侧的表面在55度至65度的范围内，棱镜片将从所述上侧出射的光聚集成相对于所述上侧的表面的角度在85度至95度的范围内。
13.一种显示设备，所述显示设备包括: 显示面板；以及 如权利要求1至12中任一项所述的背光单元。
全文摘要
公开了一种显示设备的背光单元以及一种具有该背光单元的显示设备，所述背光单元包括光源单元，光源单元设置在显示面板的至少一个边缘上；导光板，导光板设置在显示面板的后部以将从光源单元辐射的光传输到显示面板，并且包括下侧和上侧，下侧形成有反射所辐射的光的多个分布的单元图案，上侧使被单元图案反射的光透过，单元图案被雕刻到下侧中并且将所辐射的光反射到上侧。
文档编号F21S8/00GK103104861SQ201210445149
公开日2013年5月15日 申请日期2012年11月9日 优先权日2011年11月9日
发明者金泰培, 金东焕 申请人:三星电子株式会社