背光单元和显示装置制造方法

背光单元和显示装置制造方法
【专利摘要】背光单元和显示装置。本发明公开了背光单元和包括背光单元的显示装置。背光单元包括基板和设置在基板上的多个光源。多个光源被划分为多个组，各组包括至少一个光源。多个组彼此串联电连接。开关元件与多个组中的每个组并联电连接。
【专利说明】背光单元和显示装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明的实施方式涉及背光单元和显示装置。
【背景技术】
[0002]随着信息社会的发展，对于显示装置的各种需求已经增加。目前，已经研究了各种显示装置(诸如，液晶显示器(IXD)、等离子体显示板(PDP)、电致发光显示器(ELD)和真空荧光显示器(VFD))，并且这些显示装置已经用于满足对显示装置的各种需求。在这些显示装置中，液晶显示器的液晶显示板包括液晶层以及薄膜晶体管(TFT)基板和滤色器基板，这两个基板彼此相对并且之间夹有液晶层。液晶显示板使用由液晶显示器的背光单元提供的光来显示图像。

【发明内容】

[0003]在一个方面中，有一种背光单兀，该背光单兀包括基板；多个光源，该多个光源设置在所述基板上，所述多个光源被划分为多个组，各组包括至少一个光源，所述多个组彼此串联电连接；以及开关元件，该开关元件与所述多个组中的各组并联电连接。
[0004]当各个组中包括的光源的数量是多个时，各个组中包括的所述光源彼此串联连接。
[0005]所述多个组各包括一个光源。在这种情况下，光源的数量等于开关元件的数量。
[0006]当接通至少一个开关元件时，与被接通的开关元件对应的组中包括的光源被关闭。
[0007]与所述多个组中的、两端子之间的电压比预先确定的基准电压大的组对应的开关兀件被接通。
[0008]在另一方面中，有一种背光单兀，该背光单兀包括多个基板；多个光源，该多个光源设置在所述多个基板中的每个基板上，各个基板的所述多个光源被划分为多个组，各组包括至少一个光源；以及开关元件，该开关元件与所述多个组中的各组并联电连接，其中，各个基板的所述多个组彼此串联电连接，其中，所述多个基板彼此并联电连接。
[0009]所述多个组各包括一个光源。在这种情况下，光源的数量等于开关元件的数量。
[0010]当接通至少一个开关元件时，与被接通的开关元件对应的组中包括的光源被关闭。
[0011]与所述多个组中的、两端子之间的电压比预先确定的基准电压大的组对应的开关兀件被接通。
[0012]在另一个方面中，有一种包括显示板和位于所述显示板后面的背光单元的显示装置，其中，所述背光单元包括基板；多个光源，该多个光源设置在所述基板上，所述多个光源被划分为多个组，各组包括至少一个光源，所述多个组彼此串联电连接；以及开关元件，该开关元件与所述多个组中的各组并联电连接。
[0013]当各个组中包括的光源的数量是多个时，各个组中包括的所述光源彼此串联连接。
[0014]所述多个组各包括一个光源。在这种情况下，光源的数量等于开关元件的数量。
[0015]当在所述显示板的第一区域上显示的与输入图像数据对应的图像的灰度级比预先确定的基准灰度级低时，与所述第一区域对应的至少一个组中包括的光源被关闭。此外，当在所述显示板的不同于所述第一区域的第二区域上显示的与输入图像数据对应的图像的灰度级比所述基准灰度级高时，与所述第二区域对应的全部组中包括的光源被开启。
[0016]当所述多个组中的第一组对应于所述第一区域时，不同于所述第一组的第二组对应于所述第二区域，所述第一组与第一开关元件并联连接，并且所述第二组与第二开关元件并联连接，所述第一开关元件被接通，并且所述第二开关元件被断开。
[0017]与所述多个组中的、两端子之间的电压比预先确定的基准电压大的组对应的开关兀件被接通。
[0018]所述开关元件和电阻器与所述多个组中的最后一组的输出端子串联连接。
[0019]在又一个方面中，有一种显示装置，该显示装置包括显示板和位于所述显示板后面的背光单元，其中，所述背光单元包括第一基板和第二基板；多个光源，该多个光源设置在所述第一基板和所述第二基板中的每个基板上；以及开关元件，该开关元件与所述多个光源中的各光源并联电连接，其中，所述第一基板和所述第二基板中的每个基板的所述多个光源彼此串联电连接，其中，所述第一基板和所述第二基板彼此并联连接。
[0020]所述第一基板和所述第二基板独立实现局部调光驱动。
[0021]当接通至少一个开关元件时，与所接通的开关元件对应的光源被关闭。
【专利附图】

【附图说明】
[0022]包括附图来提供对发明的进一步理解，附图被并入并构成本说明书的一部分，附图例示了本发明的实施方式，并与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中:
[0023]图1至图8例示根据本发明的示例性实施方式的显示装置的构造；以及
[0024]图9至图27例示根据本发明的示例性实施方式的背光单元的结构和操作。
【具体实施方式】
[0025]现在将详细参照本发明的实施方式，附图中例示了本发明的实施方式的示例。由于本发明可以以各种方式进行修改并且可以具有各种形式，所以【具体实施方式】例示在附图中并且在本说明书中进行详细描述。然而，应当理解的是，本发明不限于具体公开的实施方式，而是包括本发明的精神和技术范围内所包括的所有修改例、等同物和替换。
[0026]术语“第一”、“第二”等可以用于描述各种组件，但是这些组件不被这种术语所限制。这些术语仅用于将一个组件与其它组件区分开来的目的。例如，在不偏离本发明的范围的情况下，第一组件可以被指定为第二组件。按照相同方式，第二组件可以被指定为第一组件。
[0027]术语“和/或”包含所公开的多个相关项的组合和来自所公开的多个相关项的任意项的组合。
[0028]当任意组件被描述为“连接于”或“连结于”另一个组件时，这应当被理解为意味着虽然任意组件可以直接连接于或连结于第二组件，但是可能还有另外一个组件(多个组件)存在于连接或连结的两个组件之间。相反，当任意组件被描述为“直接连接于”或“直接连结于”另一个组件时，这应当被理解为意味着没有组件存在于连接或连结的两个组件之间。
[0029]本申请中所使用的术语仅用于描述特定实施方式或示例，并且不旨在限制本发明。单数表达可以包括复数表达，只要其在上下文中不具有明显不同的含义。
[0030]在本申请中，术语“包括”和“具有”应当被理解为旨在指定存在所例示的特征、数量、步骤、操作、组件、部件或其组合，并且不排除存在一个或更多个不同的特征、数量、步骤、操作、组件、部件或其组合或添加的可能性。
[0031]除非以其它方式进行指定，本文使用的所有术语，包括技术术语或科学术语，具有与本发明所属领域中的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。通用词典中定义的术语必须理解为具有与相关技术的背景中所使用的术语的含义相同的含义，并且除非本申请中明确指出，否则不应解释为具有理想或过于正式的含义。
[0032]本发明的以下示例性实施方式提供给本领域技术人员，以便更完整地描述本发明。因此，为了清楚，可以夸张附图中所示的元件的形状和尺寸。
[0033]图1至图8例示根据本发明的示例性实施方式的显示装置的构造。
[0034]如图1所示，根据本发明的示例性实施方式的显示装置可以包括显示板100、包括光学片110和光源部120的背光单元10B、以及后盖130。
[0035]光学片110可以位于显示板100的后基板与后盖130之间。
[0036]背光单元IOB可以设置在显示板100的后面。虽然未示出，但是背光单元IOB还可以包括框以及光源部120。
[0037]各种类型的光源可以用在根据本发明的实施方式的光源部120中。例如，光源可以是发光二极管(LED)芯片和具有至少一个LED芯片的LED封装中的一个。在这种情况下，光源可以是发出红光、绿光和蓝光中的至少一种光的彩色LED或白色LED。
[0038]虽然本发明的实施方式描述了直下式背光单元作为背光单元IOB的示例，但是也可以使用其它类型的背光单元。
[0039]后盖130可以位于背光单元IOB的后面。
[0040]后盖130可以保护显示装置的背光单元IOB和其它部件不受从外部施加的撞击或压力的影响。
[0041]图2是根据本发明的实施方式的显示装置的示意性截面图。
[0042]如图2所示，显示装置可以包括显示板100和背光单元IOB。
[0043]显示板100可以包括滤色器基板101和薄膜晶体管(TFT)基板111，这两个基板彼此相对并且彼此附接，以在它们之间形成均匀的单元间隙。液晶层(未示出)可以形成在滤色器基板101与TFT基板111之间。下文中，滤色器基板101可以称作前基板，而TFT基板111可以称作后基板。
[0044]滤色器基板101包括多个像素，各像素包括红(R)、绿(G)和蓝(B)子像素，并且在光施加于像素时，可以产生红色、绿色或蓝色图像。
[0045]在本发明的实施方式中，各个像素包括红、绿和蓝子像素。其它结构可以用于像素。例如，各像素可以包括红、绿、蓝和白(W)子像素。
[0046]TFT基板111可以充当开关元件并且可以接通和断开像素电极(未示出)。
[0047]液晶层包括液晶分子。液晶分子的排布结构可以根据像素电极(未示出)与公共电极(未示出)之间的电压差而变化。因此，基于液晶层的液晶分子的排布结构的变化，由背光单元IOB提供的光可以入射在滤色器基板101上。
[0048]上偏振板103和下偏振板104可以分别位于显不板100的上表面和下表面上。更具体地，上偏振板103可以位于滤色器基板101的上表面上，而下偏振板104可以位于TFT基板111的下表面上。
[0049]显示装置还可以包括选通驱动器(未示出)和数据驱动器(未示出)，各驱动器生成用于驱动显不板100的驱动信号。
[0050]由于显示板100的上述构造仅是一个示例，所以其它构造可以用于显示板100。
[0051]在本发明的实施方式中，背光单元IOB可以具有顺序叠置了多个功能层的结构。多个功能层中的至少一个功能层可以包括具有多个光源的光源部120。
[0052]此外，上面稳定放置背光单元IOB的底盖(未示出)可以设置在背光单元IOB下面。
[0053]根据本发明的实施方式的显示板100可以被划分为多个区域。基于各个所划分区域的灰度峰值或色坐标信号来调节从背光单元IOB的与显示板100的各个所划分区域对应的区域发出的光的亮度(即，对应光源的亮度)。因此，可以调节显示板100的照度。
[0054]为此，背光单元IOB可以被划分为分别与显示板100的所划分区域对应的多个细分驱动区域，并且可以被细分驱动。下面将详细描述背光单元IOB的细分驱动。
[0055]图3是背光单元的光源部的截面图。
[0056]如图3所示，背光单元IOB的光源部120可以包括基板部210、多个光源220、树脂层230和反射层240。
[0057]光源220可以形成在基板部210上，并且树脂层230可以形成在光源220和反射层240上。优选地，树脂层230可以形成在基板部210上，以便覆盖光源220。
[0058]虽然未示出，但是基板部210可以包括多个基板。这将在下面详细地描述。基板部210可以简称为基板。
[0059]可以在基板部210上形成连接器(未示出)和用于将光源220彼此连接的电极图案(未示出)。例如，可以在基板部210中包括的至少一个基板的上表面上形成用于将光源220连接到该连接器的碳纳米管电极图案(未示出)。该连接器可以电连接到用于向光源220供应电力的电源单元(未示出)。
[0060]基板部210中包括的至少一个基板可以是由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、玻璃、聚碳酸酯(PC)或硅形成的印刷电路板(PCB)。此外，基板部210中包括的至少一个基板可以是膜基板。
[0061]光源220可以是发光二极管(LED)芯片和具有至少一个LED芯片的LED封装中的一种。在本发明的实施方式中，将LED封装作为光源220的不例进行描述。
[0062]光源220可以由发出红光、绿光、蓝光等中的至少一种光的彩色LED或发出白光的白色LED构成。另外，彩色LED可以包括红色LED、蓝色LED和绿色LED中的至少一种。可以在本实施方式的技术范围内以各种方式改变发光二极管的设置和发光。
[0063]位于基板部210上的树脂层230透射从光源220发出的光，并且同时扩散从光源220发出的光，从而均匀地向显示板100提供从光源220发出的光。
[0064]反射层240可以位于基板部210与树脂层230之间，更具体地，在基板部210的上表面上。反射层240可以反射从光源220发出的光。[0065]反射层240可以再次反射从树脂层230与反射层240之间的边界全反射的光，从而更广地扩散从光源220发出的光。
[0066]反射层240可以在由合成树脂材料形成的各种类型的片材中选择分散有白颜料(例如，二氧化钛)的片材、表面上层叠金属沉积层的片材、分散有气泡以便对光进行散射的片材等。可以在反射层240的表面上涂布银(Ag)，以便增大反射率。可以通过在基板部210的上表面上涂布树脂而形成反射层240。
[0067]树脂层230可以由能够透射光的各种类型的树脂来形成。例如，树脂层230可含有从由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚环氧化物、硅、亚克力等组成的组中选出的一种或至少两种。
[0068]此外，树脂层230的折射率可以是近似1.4至1.6，使得背光单元IOB通过扩散从光源220发出的光而具有均匀照度。
[0069]树脂层230可含有具有粘性的聚合树脂，以便紧密粘合至光源220和反射层240。例如，树脂层230可以含有丙烯酸类树脂(诸如不饱和聚酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁基甲酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟基乙酯、甲基丙烯酸羟基丙酯、丙烯酸羟基乙酯、丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异丁基酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-乙基己酯聚合物、共聚物或三元聚合物等)、聚氨酯树脂、环氧树脂、三聚氰胺树脂等。
[0070]树脂层230可以通过在基板部210的上面形成有光源220和反射层240的上表面上涂布液体型或凝胶型树脂或并对其进行固化而形成。另选地，树脂层230可以单独制造，然后可以附接到基板部210的上表面。
[0071]随着树脂层230的厚度T增加，可以更广地扩散从光源220发出的光。因此，背光单元IOB可以向显示板100提供具有均匀照度的光。另一方面，随着树脂层230的厚度T增加，树脂层230中吸收的光量可能增加。因此，背光单元IOB向显示板100提供的光的照度可能整体上降低。
[0072]因此，树脂层230的厚度T可以是近似0.1mm至4.5mm，使得背光单元IOB可以向显示板100提供具有均匀照度的光，而不会过多地降低光的照度。
[0073]图4是示出根据本发明的实施方式的背光单元的光源部的另一个构造的截面图。在以下描述中，省略了上述构造和结构的描述。
[0074]如图4所示，多个光源220可以设置在基板部210上，并且树脂层230可以设置在基板部210的上表面上。树脂层230可以包括多个散射颗粒231。散射颗粒231可以散射或折射入射在树脂层230上的光，从而更广地扩散从光源220发出的光。
[0075]散射颗粒231可以由折射率与树脂层230的形成材料的折射率不同的材料形成，以便散射或折射从光源220发出的光。更具体地，散射颗粒231可以由折射率比形成树脂层230的硅基树脂或亚克力树脂的折射率大的材料形成。
[0076]例如，散射颗粒231可以由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/苯乙烯共聚物(MS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、硅、二氧化钛(Ti02)、二氧化硅(SiO2)或其组合形成。
[0077]另选地，散射颗粒231可以由折射率比树脂层230的形成材料的折射率小的材料形成。例如，散射颗粒231可以通过在树脂层230中产生气泡而形成。
[0078]其它材料可以用于散射颗粒231。例如，散射颗粒231可以使用各种高分子材料或无机颗粒而形成。
[0079]在本发明的实施方式中，可以通过将液体型或凝胶型树脂与散射颗粒231混合，然后在基板部210的上面形成有光源220和反射层240的上表面上涂布该混合物并对其进行固化而形成树脂层230。
[0080]此外，光学片110可以设置在树脂层230上。例如，光学片110可以包括棱镜片251和扩散片252。在这种情况下，构成光学片110的多个片彼此不分开，而彼此附接。由此，可以减小光学片110的厚度或背光单元IOB的厚度。
[0081]光学片110可以严密地粘合到树脂层230。
[0082]扩散片252可以扩散入射光，从而防止来自树脂层230的光部分集中。因此，扩散片252可以进一步使光的照度均匀。此外，棱镜片251可以使来自扩散片252的光会聚，从而允许光垂直入射在显示板110上。
[0083]在本发明的实施方式中，光学片110中可以去除棱镜片251和扩散片252中的至少一个。除了棱镜片251和扩散片252之外，光学片110还可以包括其它功能层。
[0084]在背光单兀的直下发光方式中，基于LED封装的发光面面朝的方向，构成光源220的LED封装可以被分类为顶视型LED封装和侧视型LED封装。
[0085]图5例示背光单元的直下发光方式中的顶视型LED封装。
[0086]如图5所示，背光单元IOB的多个光源220中的每个光源在每个光源220的上表面上具有发光面。由此，多个光源220可以沿向上方向(例如，沿与基板部210或反射层240垂直的方向)发光。
[0087]图6例示背光单元的直下发光方式中的侧视型LED封装。
[0088]如图6所示，背光单元IOB的多个光源220中的每个光源具有在每个光源220的侧面的发光面。由此，多个光源220可以沿横向(例如与基板部210或反射层240平行的方向)发光。例如，多个光源220可以使用侧视型LED封装来构成。因此，可以减少光源220在显示板100的屏幕上被观察为热斑(hot spot)的问题。此外，因为树脂层230的厚度T的减小，所以可以实现显示装置的薄外形。
[0089]如图7所示，背光单元IOB可以包括多个树脂层230和235。
[0090]从第一光源220-1的侧面发出的光可以被第一树脂层230透射，并且可以行进到与第一光源220-1相邻的第二光源220-2的形成区域。
[0091]可以沿与显不板100的方向对应的向上方向发出被第一树脂层230透射的光的一部分。为此，第一树脂层230可以包括如上面参照图4描述的多个散射颗粒231，并且可以将行进光的方向沿向上方向散射或折射。
[0092]从光源220发出的光的一部分可以入射在反射层240上，并且反射层240上入射的光可以沿向上方向反射并扩散。
[0093]由于光源220周围的强散射现象或者光沿与向上方向类似的方向从光源220发出，所以光源220周围的区域中可以发出大量光。因此，在显示板100的屏幕上可能观察到具有高照度的光。为了防止这一点，如图7所示，可以在第一树脂层230上形成第一遮光图案260，以降低光源220周围的区域中所发出的光的照度。因此，背光单元IOB可以发出具有均勻照度的光。例如，第一遮光图案260可以形成在第一树脂层230上,与多个光源220的形成区域对应，以遮挡来自光源220的部分光并且透射其余部分光。因此，第一遮光图案260可以减小向上发出的光的照度。
[0094]第一遮光图案260可以由二氧化钛(TiO2)形成。在这种情况下，第一遮光图案260可以沿向下方向反射来自光源220的部分光并且可以透射其余部分光。
[0095]在本发明的实施方式中，第二树脂层235可以设置在第一树脂层230上。第二树脂层235可以由与第一树脂层230相同或不同的材料形成。第二树脂层235可以沿向上方向扩散从第一树脂层230发出的光，从而提高来自背光单元IOB的光的照度的均匀性。
[0096]第二树脂层235可以由折射率与第一树脂层230的形成材料的折射率相同或不同的材料形成。
[0097]例如，当第二树脂层235由折射率比第一树脂层230的折射率大的材料形成时，第二树脂层235可以更广地扩散来自第一树脂层230的光。
[0098]相反，当第二树脂层235由折射率比第一树脂层230的折射率小的材料形成时，来自第一树脂层230的光可以增大从第二树脂层235的下表面反射的光的反射率。因此，来自光源220的光可以容易地沿着第一树脂层230行进。
[0099]第一树脂层230和第二树脂层235各可以包括多个散射颗粒。在这种情况下，第二树脂层235的散射颗粒的密度可以比第一树脂层230的散射颗粒的密度大。当第二树脂层235包括密度大于第一树脂层230的散射颗粒的密度的散射颗粒时，第二树脂层235可以更广地扩散从第一树脂层230向上发出的光。因此，可以提高来自背光单元IOB的光的照度的均匀性。
[0100]如图7所示，可以在第二树脂层235上形成第二遮光图案265，以使来自第二树脂层235的光的照度均匀。例如，当从第二树脂层235向上发出的光会聚在特定部分中并且因而在屏幕上被观察为具有高照度的光时，可以在与第二树脂层235的上表面的特定部分对应的区域中形成第二遮光图案265。因此，因为第二遮光图案265可以减小该特定部分中光的照度，所以可以使从背光单元IOB发出的光的照度均匀。
[0101]第二遮光图案265可以由二氧化钛(TiO2)形成。在这种情况下，第二遮光图案265可以沿向下方向反射来自第二树脂层235的部分光并且可以透射其余部分光。
[0102]如图8所示，可以在反射层240上形成图案，从而使从第一光源220-1发出的光容易行进到与第一光源220-1相邻的第二光源220-2。
[0103]反射层240的上表面上的图案可以包括多个突起241。从光源220发出、然后入射在多个突起241上的光可以沿由图8的箭头指示的方向散射或折射。
[0104]如图8所示，形成在反射层240上的突起241的密度可以随着突起241与光源220之间的分开距离增大而增大。因此，可以防止远离光源220的区域附近的区域中向上发出的光的照度减小。因此，可以均匀地保持由背光单元IOB提供的光的照度。
[0105]突起241可以由与反射层240相同的材料形成。在这种情况下，可以通过对反射层240的上表面进行处理而形成突起241。
[0106]另选地，突起241可以由与反射层240不同的材料形成。在这种情况下，可以通过在反射层240的上表面上印制图案而形成突起241。
[0107]突起241的形状不限于图8所示的形状，并且可以不同地变化。例如，可以使用诸如棱柱形状的其它形状。
[0108]图9至图27例示根据本发明的实施方式的背光单元的结构和操作。在以下描述中，省略上述构造和结构的描述。如图9所示，多个光源220可以串联排布在基板210上。
[0109]用于向光源220供应电力的电极端子900可以形成在基板210上。
[0110]图10是电极端子900的等效电路图。下文中，为了简洁和容易阅读，光源220表
示为二极管。
[0111]根据本发明的实施方式的显示装置可以利用串联排布的多个光源220来实现局部调光驱动。
[0112]下面参照图11来描述局部调光驱动。
[0113]如图11所示，假定灰度级比较高的图像显示在显示板的第一区域1000上，并且灰度级比第一区域1000上显示的图像的灰度级低的图像显示在显示板的第二区域1010上。另选地，第二区域1010上可以不显示任何图像。
[0114]在这种情况下，可以关闭设置在与第二区域1010对应的位置处的至少一个光源220，并且可以开启设置在与第一区域1000对应的位置处的光源220。
[0115]因此，可以降低不必要的功率消耗，并且可以提高驱动效率。
[0116]另选地，可以关闭设置在与第二区域1010对应的位置处的所有光源220。
[0117]在图11中，“D1”表示与第一区域1000对应的位置，并且“D2”表示与第二区域1010对应的位置。
[0118]在图11中，灰度级大于预先确定的基准灰度级的图像可以显示在第一区域1000上，并且灰度级小于基准灰度级的图像可以显示在第二区域1010上。在本发明的实施方式中，基准灰度级可以是非常低的，以至于对于观看者是难以感知的，或者可以几乎是零。
[0119]如上所述，可以通过关闭该区域中的至少一个光源220来降低功率消耗，在该区域上显示低于基准灰度级的图像或者不显示任何图像。该驱动方法可以称作局部调光驱动。
[0120]可以是优选的，但不是必须的，与至少一个光源并联设置开关元件，以便实现根据输入的图像数据的局部调光驱动。
[0121]例如，如图12所示，第一开关元件SI可以与包括三个依次排布的光源220的第一组Gl并联设置；第二开关元件S2可以与包括三个依次排布的光源220的第二组G2并联设置；并且第三开关元件S3可以与包括三个依次排布的光源220的第三组G3并联设置。由此，第η个开关元件Sn可以与包括三个依次排布的光源220的第η组Gn并联设置。
[0122]一个组可以被认为是用于局部调光驱动的单位光源块。即，在局部调光驱动中，可以以组为基础来开启或关闭多个光源。
[0123]图12示出一个组包括三个光源。本发明的实施方式不限于此。
[0124]例如，一个组可以包括十个光源，或者各光源220可以构成一个组。另选地，至少一个组中包括的光源220的数量可以与其它组中包括的光源220的数量不同。
[0125]为了在局部调光驱动中关闭至少一个组，可以接通与该至少一个组并联连接的开关元件。
[0126]如图13中(A)所示，假定显示板的与第一组G1、第二组G2和第三组G3对应的区域的灰度级比预先确定的基准灰度级低，并且显示板的与第η组Gn对应的区域的灰度级比基准灰度级高。
[0127]例如，图11所示的第一区域1000可以对应于第一组G1、第二组G2和第三组G3，并且第二区域1010可以对应于第η组Gn。
[0128]在这种情况下，如图13中(B)所示，可以断开第一开关元件S1、第二开关元件S2和第三开关元件S3，以便开启第一组G1、第二组G2和第三组G3。然后，电源Vcc的电功率供应给第一组Gl、第二组G2和第三组G3，由此可以开启第一组Gl、第二组G2和第三组G3。
[0129]另一方面，可以接通第η个开关元件Sn，以便关闭第η组Gn。然后，电源Vcc的电功率流过第η个开关元件Sn并且被放电。即，因为阻止了电源Vcc的电功率向第η组Gn的供应，所以可以关闭第η组Gn。
[0130]迄今为止，本发明的实施方式描述并示出各个组包括三个光源。然而，如图14所示，各个组可以仅包括一个光源。即，各光源220可以构成一个组。
[0131]在这种情况下，开关元件可以与各光源220并联连接。由此，光源220的数量可以等于开关元件的数量。
[0132]如上所述，当开关元件与各光源220并联连接时，光源220可以被独立驱动。因此，可以进一步提闻驱动效率，并且可以进一步提闻局部调光驱动的效果。
[0133]与光源220并联连接的开关元件可以被实现为晶体管，例如场效应晶体管(FET)。
[0134]例如，如图15所示，按照第一开关元件SI的源极端子连接到第一组Gl的阴极端子并且第一开关元件SI的漏极端子连接于第一组Gl的阳极端子的方式，第一开关元件SI和包括一个光源220的第一组Gl可以彼此并联连接。
[0135]本发明的实施方式使用N-沟道FET作为开关元件的示例。然而，可以使用其它晶体管。例如，可以使用P-沟道FET和双极结型晶体管(BJT)。
[0136]如图16所示，当FET用作如上所述的开关元件时，可以在最后一组的输出端子(即，阴极端子)设置开关控制开关元件SCS，以便有效执行开关元件的接通和断开操作。
[0137]可以设置反馈电阻器Rfeed，以便感测在开关控制开关元件SCS中流动的电流。优选地，反馈电阻器Rfeed可以设置在开关控制开关元件SCS与地之间。
[0138]通过感测在反馈电阻器Rfeed中流动的电流，可以感测在开关控制开关元件SCS中流动的电流。利用在反馈电阻器Rfeed中流动的电流，可以控制开关控制开关元件SCS的接通和断开操作。
[0139]例如，当开关控制开关元件SCS中流动的电流过多地增加，直到等于或大于预先确定的基准值的值时，可以断开开关控制开关元件SCS。
[0140]与本发明的实施方式不同，各包括至少一个光源220的多个组可以彼此并联连接。
[0141]如图17所示，各包括三个光源220的多个组Gl至Gn可以彼此并联连接。
[0142]在这种情况下，局部调光开关元件Sla至Sna需要分别与多个组Gl至Gn的输出端子串联连接，以便执行多个组Gl至Gn中每个组的局部调光驱动。
[0143]此外，反馈电阻器Rfeed可以设置在局部调光开关元件Sla至Sna中的每个与地之间。
[0144]例如，第一组G1、第一局部调光开关元件Sla和反馈电阻器Rfeed可以串联设置在电源Vcc与地之间。此外，第二组G2、第二局部调光开关元件S2a和反馈电阻器Rfeed可以串联设置在电源Vcc与地之间并且可以与第一组Gl并联设置。
[0145]可以通过接通或断开局部调光开关元件Sla至Sna来控制多个组Gl至Gn中每个组的电源。
[0146]在这种情况下，功率消耗可能增大。
[0147]例如，在图17所示的构造中，如以下式(I)所示，由总共η个反馈电阻器Rfeed消耗的电功率和由总共η个局部调光开光元件Sla至Sna消耗的电功率可以被认为是损耗。
[0148]nRds (Iled)2+nRfeed(Iled)2..................(I)
[0149]其中，“Rds”是局部调光开关元件Sla至Sna的接通电阻，并且“lied”是光源220的串电流。
[0150]此外，在图17所示的构造中，因为多个组的电压特性彼此不同，所以基于具有最大电压特性的组来设置电源Vcc的电功率。
[0151 ] 例如，假设第一组Gl的正向电压Vf和第二组G2的正向电压Vf分别是IOV和12V，则可以优选的是，但不是必须的，至少12V的电力提供给第一组Gl和第二组G2。然而，在这种情况下，第一组Gl会不必要地消耗2V的电压。
[0152]因此，当多个组并联设置时，由于各个组的电压特性与供应给各个组的电源Vcc的电功率之间的差，所以功率消耗会进一步增加。
[0153]另一方面，因为图16所示的构造可以仅使用一个开关控制开关元件SCS和一个反馈电阻器Rfeed，所以与图17所示的构造相比，图16所示的构造可以降低功率消耗。
[0154]例如，在图16所示的构造中，如以下式(2)所示，由一个开关控制开关元件SCS消耗的电功率和由一个反馈电阻器Rfeed消耗的电功率可以被认为是损耗。
[0155]Rds (Iled)2+Rfeed(Iled)2..................(2)
[0156]其中，“Rds”是开关控制开关元件SCS的接通电阻，并且“lied”是光源220的串电流。
[0157]在比较式(I)和式(2)时，与在图17所示的构造中不必要而消耗的电功率相比，在图16所示的构造中不必要而消耗的电功率可以降低到1/n。
[0158]此外，因为图16所示的构造中多个组被串联设置，所以可以减少由各个组的电压特性与供应给各个组的电源Vcc的电功率之间的差而产生的功率消耗。
[0159]当多个组并联设置时，会使用于产生电源Vcc的电源电压的过程进一步复杂。
[0160]例如，如图18所示，当输入市电AC电力时，功率因数改善电路1800可以输出大约400V的DC电压。功率因数改善电路1800的示例可以包括升压转换器。在图18中，功率因数改善电路1800的输出端子是第一节点NI。
[0161 ] 从功率因数改善电路1800输出的电压可以通过开关模式电源(SMPS)1810转换为大约24V的DC电压。在图18中，SMPS1810的输出端子是第二节点N2。
[0162]此后，SMPS1810的输出电压可以通过DC转换器1820转换为大约9.6V的DC电压。DC转换器1820的示例可以包括降压转换器。在图18中，DC转换器1820的输出端子是第三节点N3。在本发明的实施方式中，第三节点N3的电压可以是向多个组供应的电源Vcc的电源电压。
[0163]如上所述，当多个组并联设置时，可以执行用于向多个组供应电源Vcc的电源电压的总共三个过程。
[0164]另一方面，当多个组串联设置时，可以简化用于转换电源Vcc的电源电压的过程。
[0165]例如，如图19所示，当输入市电AC电力时，功率因数改善电路1800可以输出大约400V的DC电压。在图19中，功率因数改善电路1800的输出端子是第九节点N10。
[0166]从功率因数改善电路1800输出的电压可以通过SMPS1810转换为大约24V的DC电压。在图19中，SMPS1810的输出端子是第二十节点N20。
[0167]可以使用SMPS1810的输出电压来驱动串联设置的多个组。
[0168]S卩，当多个组串联设置时，位于一个串上的光源的数量增加。因此，向该一个串供应的电源Vcc的电源电压会增大。
[0169]如上所述，当多个组串联设置时，可以简化用于转换电源Vcc的电源电压的过程。因此，可能进一步降低功率消耗。
[0170]图20例示当多个组串联设置时显示装置的构造。
[0171]如图20所示，选通驱动器可以连接到开关元件SI至Sn的栅端子，各个开关元件与各个组并联设置。例如，第一选通驱动器2110 (或“选通驱动器I”)可以连接到第一开关元件S1、第二开关元件S2和第三开关元件S3的栅端子；第二选通驱动器2120 (或“选通驱动器2”)可以连接到第四开关元件S4、第五开关元件S5和第六开关元件S6的栅端子；并且第三选通驱动器2130 (或“选通驱动器3”)可以连接到第(n-2)个开关元件Sn_2、第(η-1)个开关元件Sn-1和第η个开关元件Sn的栅端子。
[0172]图20例示各个选通驱动器对应于三个开关元件。然而，连接到各个选通驱动器的三个开关元件可以被独立驱动。例如，连接到第一选通驱动器2110的第一和第二开关元件SI和S2可以被独立接通或断开。
[0173]在图20中，因为可以以模块或芯片的形式来制造选通驱动器，所以多个开关元件可以连接到一个选通驱动器。即，图20例示了一个选通驱动器连接到三个开关元件。
[0174]可以以各种方式改变连接到一个选通驱动器的开关元件的数量。
[0175]另选地，与图20不同，一个开关元件可以连接到一个选通驱动器。
[0176]在这种构造中，控制器2300 (或“CTL”)可以计算输入的图像数据的灰度级。此夕卜，控制器2300可以根据计算出的灰度级来输出用于调节光源照度的控制信号。该控制信号可以称作局部调光信号。
[0177]该局部调光信号可以以串行数据型来传送。
[0178]由控制器2300输出的局部调光信号可以输入到数据解码器2210至2230 (或者“数据解码器I”至“数据解码器3”)。
[0179]数据解码器2210至2230可以将串行数据型的局部调光信号解码。
[0180]数据解码器2210至2230可以根据解码后的局部调光信号来输出控制信号。
[0181]因此，选通驱动器2110至2130可以根据由数据解码器2210至2230输出的控制信号来输出用于接通和断开开关元件的控制信号。
[0182]根据本发明的实施方式的显示装置还可以包括用于控制开关控制开关元件SCS的接通和断开操作的脉冲宽度调制(PWM)控制器2000。
[0183]图20示出PWM控制器2000与控制器2300分开构造。然而，P丽控制器2000可以被包括在控制器2300中。
[0184]当多个组中的至少一个组被损坏并开路时，可以是优选的，但不是必须的，与开路组并联连接的开关元件维持在接通状态。
[0185]为此，可以确定多个组中是否存在开路组。更具体地，可以通过检测光源的漏端子和源端子的电压来确定光源是否开路。
[0186]为此，如图21所示，根据本发明的实施方式的显示装置还可以包括用于检测各个组的输入端子与输出端子之间的电压的检测器2400。
[0187]检测器2400可以将例如第一组Gl的漏端子与源端子的电压进行比较，并且检测第一组Gl的漏端子与源端子之间的电压。
[0188]如图22中(A)所示，如果第一组Gl的漏端子与源端子之间的电压比预先确定的基准电压小并且第二组G2的漏端子与源端子之间的电压比基准电压大，则可以判定第二组G2开路。
[0189]如果第二组G2被损坏并开路，则电流可能不在属于第二组G2的光源中流动。因此，第二组G2的漏端子与源端子之间的电压可能非正常地增大。
[0190]在这种情况下，图21所示的锁存单元2410可以向第一选通驱动器2110供应控制信号，该控制信号切断向第二组G2的电流供应。
[0191]结果，如图22中(B)所示，与第二组G2并联连接的第二开关元件S2可以维持在接通状态。
[0192]在本发明的实施方式中，背光单元的基板210可以被划分为多个部分。基板210的划分可以是物理划分。
[0193]例如，如图23所示，根据本发明的实施方式的背光单元可以包括多个基板211至214。图23示出包括四个基板211至214的背光单元。在本发明的实施方式中，不限制背光单元中所包括的基板的数量。
[0194]如图23所示，根据本发明的实施方式的背光单元可以包括第一基板211至第四基板214。第一基板211至第四基板214可以称作子基板。即，多个子基板211至214可以形成母基板。
[0195]在这种情况下，多个光源220可以设置在第一基板211至第四基板214中的每个基板上，然后上面设置有光源220的第一基板211至第四基板214可以彼此组合成一排。因此，可以形成母基板210。
[0196]在本发明的实施方式中，如果在被划分为多个基板211至214的母基板210中产生损坏，则可以仅更换母基板210的被损坏部分(即，仅被损坏基板)，并且可以继续使用剩余的正常基板。因此，可以减少基板210的损坏所消耗的材料。因此，可以降低制造成本。
[0197]如上所述，当母基板210被划分为多个基板211至214时，可以在多个基板211至214中的每个基板上设置连接器(未示出)。
[0198]该连接器可以电连接到设置在基板211至214中的每一个基板上的至少一个光源220。虽然未示出，但是该连接器可以将外部驱动电路电连接到光源220，从而使该驱动电路供应的驱动电压供应到光源220。
[0199]如上所述，当母基板210被划分为多个基板211至214时，在多个基板211至214彼此并联设置之后，反射层240可以设置在多个基板211至214上。
[0200]例如，如图24所示，第一基板211至第四基板214彼此并联设置，并且具有多个孔1000的片型反射层240可以设置在第一基板211至第四基板214上。
[0201]更具体地，如图25所示，反射层240可以设置在第一基板211至第四基板214上，使得第一基板211至第四基板214上的多个光源220与反射层240的多个孔1000对齐。反射层240可以由具有高反射率的材料形成，例如，银(Ag)。例如，反射层240可以是由银(Ag)形成的箔。
[0202]在这种情况下，反射层240可以与至少两个基板共同地交叠。例如，如图25所示，一个片型反射层240可以设置在四个基板211至214上。
[0203]在这种情况下，可以简化用于形成反射层240的过程。此外，因为一体的反射层240形成在第一基板211至第四基板214上，所以可以提高反射效率。因为甚至在基板211至214的边界处也维持了反射层240的平整性，所以可以进一步提高反射效率。
[0204]虽然未示出，在反射层240形成在基板211至214上之前，可以在基板211至214上形成粘合层。因此，可以提高反射层240与基板211至214之间的粘合强度，并且可以提高基板211至214之间的粘合强度。
[0205]接着，如图26所示，可以在光源220和反射层240上形成树脂层230。
[0206]可以通过向上面形成了光源220和反射层240的母基板210涂敷树脂材料并且干燥所涂敷的树脂材料而形成树脂层230。
[0207]另选地，反射层240可以被划分为多个部分。
[0208]如上所述，当母基板210被划分为多个基板211至214时，在多个基板211至214中的每个基板上设置的多个组可以串联设置。
[0209]例如，如图27所示，各包括一个光源220的多个组可以在多个基板211至214中的每个基板上串联设置，并且开关元件可以与多个组中的每个组并联连接。
[0210]多个基板211至214可以彼此并联连接。
[0211]可以是优选的，但不是必须的，从母基板210物理划分的多个基板211至214中的每个基板均连接到电源。因此，多个基板211至214可以彼此并联设置。
[0212]此外，可以以局部调光方式独立驱动多个基板211至214。
[0213]例如，假定显示板包括与第一基板211对应的第一屏幕区域和与第二基板212对应的第二屏幕区域。
[0214]在这种情况下，当与第一屏幕区域的第一部分上显示的输入图像数据对应的图像的灰度级比预先确定的基准灰度级低时，可以关闭与该第一部分对应的至少一个光源。此夕卜，当与第二屏幕区域的第二部分上显示的输入图像数据对应的图像的灰度级比基准灰度级高时，可以开启与第二部分对应的所有光源。
[0215]即，可以以局部调光方式独立驱动第一基板211和第二基板212。
[0216]尽管已经参照实施方式的多个例示性实施方式描述了这些实施方式，但是应当理解，本领域技术人员可设计出落入本公开的原理的范围内的许多其它修改和实施方式。更具体地说，可以在本公开、附图及所附权利要求的范围内对本主题组合装置的组成部件和/装置进行各种变换和修改。除对组成部件和/或装置的变换和修改外，替代性使用对本领域的技术人员也是明显的。
[0217]本申请要求2012年11月I日提交的韩国专利申请N0.10-2012-0122967的权益，此处为了一切目的以引证的方式将其全部内容并入本文,如同在本文中完全阐述一样。
【权利要求】
1.一种背光单元，该背光单元包括: 基板； 多个光源，该多个光源设置在所述基板上，所述多个光源被划分为多个组，各组包括至少一个光源，所述多个组彼此串联电连接；以及 开关元件，该开关元件与所述多个组中的各组并联电连接。
2.根据权利要求1所述的背光单元，其中，当各个组中包括的光源的数量是多个时，各个组中包括的所述光源彼此串联连接。
3.根据权利要求1所述的背光单元，其中，所述多个组各包括一个光源。
4.根据权利要求3所述的背光单元，其中，所述光源的数量等于所述开关元件的数量。
5.根据权利要求1所述的背光单元，其中，当接通至少一个开关元件时，与被接通的开关元件对应的组中包括的光源被关闭。
6.根据权利要求1所述的背光单元，其中，与所述多个组中的、两端子之间的电压比预先确定的基准电压大的组对应的开关元件被接通。
7.一种背光单兀，该背光单兀包括: 多个基板； 多个光源，该多个光源设置在所述多个基板中的每个基板上，各个基板的所述多个光源被划分为多个组，各组包括至少一个光源；以及 开关元件，该开关元件与所述多个组中的各组并联电连接， 其中，各个基板的所述多个组彼此串联电连接， 其中，所述多个基板彼此并联电连接。
8.根据权利要求7所述的背光单元，其中，所述多个组各包括一个光源， 其中，所述光源的数量等于所述开关元件的数量。
9.根据权利要求7所述的背光单元，其中，当接通至少一个开关元件时，与被接通的开关元件对应的组中包括的光源被关闭。
10.根据权利要求7所述的背光单元，其中，与所述多个组中的、两端子之间的电压比预先确定的基准电压大的组对应的开关元件被接通。
11.一种显示装置，该显示装置包括: 显示板；以及 位于所述显示板后面的背光单元， 其中，所述背光单元包括: 基板； 多个光源，该多个光源设置在所述基板上，所述多个光源被划分为多个组，各组包括至少一个光源，所述多个组彼此串联电连接；以及 开关元件，该开关元件与所述多个组中的各组并联电连接。
12.根据权利要求11所述的显示装置，其中，当各个组中包括的光源的数量是多个时，各个组中包括的所述光源彼此串联连接。
13.根据权利要求11所述的显示装置，其中，所述多个组各包括一个光源， 其中，所述光源的数量等于所述开关元件的数量。
14.根据权利要求11所述的显示装置，其中，当在所述显示板的第一区域上显示的与输入图像数据对应的图像的灰度级比预先确定的基准灰度级低时，与所述第一区域对应的至少一个组中包括的光源被关闭， 其中，当在所述显示板的不同于所述第一区域的第二区域上显示的与输入图像数据对应的图像的灰度级比所述基准灰度级高时，与所述第二区域对应的全部组中包括的光源被开启。
15.根据权利要求14所述的显示装置，其中，当所述多个组中的第一组对应于所述第一区域时，不同于所述第一组的第二组对应于所述第二区域，所述第一组与第一开关元件并联连接，并且所述第二组与第二开关元件并联连接，所述第一开关元件被接通，并且所述第二开关元件被断开。
16.根据权利要求14所述的显示装置，其中，与所述多个组中的、两端子之间的电压比预先确定的基准电压大的组对应的开关元件被接通。
17.根据权利要求11所述的显示装置，其中，所述开关元件和电阻器与所述多个组中的最后一组的输出端子串联连接。
18.一种显示装置，该显示装置包括: 显示板；以及 位于所述显示板后面的背光单元， 其中，所述背光单元包括: 第一基板和第二基板； 多个光源，该多个光源设置在所述第一基板和所述第二基板中的每个基板上；以及 开关元件，该开关元件与所述多个光源中的各光源并联电连接， 其中，所述第一基板和所述第二基板中的各基板的所述多个光源彼此串联电连接， 其中，所述第一基板和所述第二基板彼此并联连接。
19.根据权利要求18所述的显示装置，其中，所述第一基板和所述第二基板独立实现局部调光驱动。
20.根据权利要求18所述的显示装置，其中，当接通至少一个开关元件时，与接通的开关兀件对应的光源被关闭。
【文档编号】F21S8/00GK103807668SQ201310516250
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年10月28日 优先权日:2012年11月1日
【发明者】姜泰求, 金相天 申请人:Lg电子株式会社