CN100507671C

CN100507671C - 背光单元

Info

Publication number: CN100507671C
Application number: CNB2006101629800A
Authority: CN
Inventors: 金南洙
Original assignee: LG Display Co Ltd
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 2006-06-30
Filing date: 2006-11-30
Publication date: 2009-07-01
Anticipated expiration: 2026-11-30
Also published as: US20080002403A1; CN101097344A; KR20080002003A; US7478929B2

Abstract

本发明公开了一种适于防止LED灯的颜色分离现象的背光单元。该背光单元包括：底盖；与所述底盖的内部上表面附接的印刷电路板；安装在所述印刷电路板的上表面上从而在一个方向上延伸的多个LED灯；以及形成在所述印刷电路板上并具有多个孔的反射板，所述多个孔用于分别暴露出所述多个LED灯的发光部分，所述多个孔具有锥形侧截面。

Description

背光单元

技术领域

本发明涉及背光单元，更具体地涉及一种适于防止LED灯的颜色分离现象的背光单元。

背景技术

阴极射线管(CRT)是通常使用的显示器件之一，并且已经主要用于测量仪、信息终端等以及电视机的监视器。然而，CRT存在重量大和体积大的问题，肯定不能适应对于尺寸更小且重量轻的电子产品的需求。

因此，CRT存在尺寸、重量和其他特性上的限制，并且难以跟随各种电子产品的尺寸和重量的流行趋势。为了代替CRT，已经研发出了利用电光效应的液晶显示(LCD)器件、利用气体放电的等离子体显示面板(PDP)、利用电场发射(electric-field emission)效应的电致发光显示(ELD)器件等。在这些替代品中，液晶显示器件得到了积极的研究。

液晶显示器件具有代替CRT所需的尺寸小、重量轻和电力消耗低等几个优点。近来，已经开发出能够充分执行平板显示器件的角色，并用于膝上型计算机以及台式计算机的监视器和其他大规模信息显示设备的液晶显示器件。液晶显示器件的需求正在继续增加。

这种液晶显示器件基本上可以分为用于在其上显示图像的液晶板和用于向液晶板施加驱动信号的驱动单元。液晶板包括彼此结合且其间有预定间隔(space)的第一玻璃基板和第二玻璃基板，以及注入在第一玻璃基板和第二玻璃基板之间的液晶层。

具体地说，第一玻璃基板(TFT阵列基板)形成有：彼此分开预定距离地布置在一个方向上的多条选通线；彼此分开预定距离地垂直于各条选通线布置的多条数据线；形成在选通线和数据线彼此交叉的各个像素区处的多个像素电极，这些像素电极限定了矩阵；以及多个薄膜晶体管，这些薄膜晶体管适于通过来自选通线的信号而切换，以将来自数据线的信号传输到各个像素电极。

第二玻璃基板(滤色器基板)形成有：用于遮蔽除像素区以外的部分上的光的黑底层；用于表示各种颜色的红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)滤色器层；以及用于实现图像的公共电极。

上述第一玻璃基板和第二玻璃基板通过具有液晶注入口的密封材料图案以如下方式彼此结合，即，通过利用间隔体而使它们之间具有预定间隔。将液晶注入到两个基板之间的间隔中。

大多数液晶显示器件是光接收器件，适于通过对从外部入射的穿过它的光的量进行调节来显示图像。因此，液晶显示器件必须具备用于向液晶板照射光的独立光源，即，背光单元。根据灯单元的安装位置，将作为独立光源的背光单元分为边缘式背光单元和直下式背光单元。

这里，用于液晶显示器件的光源的例子包括电致发光(EL)、发光二极管(LED)、冷阴极荧光灯(CCFL)、热阴极荧光灯(HCFL)、外部电极荧光灯(EEFL)等。

这里，CCFL、HCFL、EEFL是线光源，LED是点光源。

背光单元已经用于帮助用户在黑暗环境下阅读显示在液晶显示器件的屏幕上的信息，并且响应于各种需求(如设计出色、电力消耗低、薄等)，近年来已经逐渐减小了背光单元的导光板的厚度。目前，正在研发具有表示各种颜色的功能并通过使用LED而实现电力消耗降低的背光单元。

发光二极管(LED)是利用半导体的光电转换效应(photoelectrictransformation effect)的固态器件，并适于在对其施加正向(forward)电压时发光。LED较之钨丝灯可以在更低的电压下发光，更具体地说，可以基于在电子-空穴重组过程中产生的能量差而发光，而不是经过灯丝加热而发光。因此，LED已经长期地被广泛用于各种显示器件。

使用LED作为光源来照射液晶板对于为电子设备(如膝上型计算机等)提供突出的特性(如较小的尺寸和低电力消耗)是有效的。

由于在对其施加几个电压的DC功率时LED可以发光，因此无需DA-AC转换器。因而，LED具有简化驱动单元的特点，因此实现了电力消耗的显著降低。

而且，LED是一种半导体器件，因此具有比阴极射线管更高的可靠性、更小的尺寸和更长的寿命。

下面将参照附图来说明具有LED灯的常规背光单元。

如图1和2所示，常规背光单元包括：底盖10；与底盖的内部上表面附接的印刷电路板(PCB)11；连续安装在印刷电路板11的上表面上从而在一个方向上延伸的多个LED灯12；以及设置在印刷电路板11的上方并适于将从LED灯产生的光向上传输的反射板13。

在其上布置有LED灯12的印刷电路板11的相对侧设置有侧支架14，用于支撑印刷电路板11。在所布置的LED灯12的上方设置有散光(light diffusion)单元15。在这种情况下，散光单元15包括散射板和多个光学片。

如图3A和3B所示，每个LED灯12都包括红色(R)LED芯片17a、绿色(G)LED芯片17b和蓝色(B)LED芯片17c的组合。由于所有LED灯12都具有彼此相同的结构，所以以下说明仅针对一个LED灯12。在所示常规示例中，更具体地说，两个绿色LED芯片17b彼此对角地布置，并且一个红色LED芯片17a和一个蓝色LED芯片17c彼此对角地布置，使得红色LED芯片17a和蓝色LED芯片17c中的每一个都相对于另一个位于其水平相邻的绿色LED芯片17b的相对侧上。

LED灯12分为下方的主体部分12a和上方的发光部分12b。反射板13的与LED灯12的发光部分12b相对应的位置上形成有多个孔16，使得反射板13适配在各个LED灯12的主体部分12a和发光部分12b之间的边界区域上。在这种情况下，通过使用圆拱形(dome-shaped)光学透镜来制备LED灯12的发光部分12b。

这里，通过简单的冲压工艺在反射板中垂直地形成孔16。

如果光从包括红色LED芯片17a、绿色LED芯片17b和蓝色LED芯片17c的LED灯12发出，则光被散光单元15或侧支架14反射。具有上述结构的反射板13用于再次对光进行反射，从而将反射光从背光单元的上表面射出到外部。

然而，包括在LED灯12中的各个红色LED芯片17a、绿色LED芯片17b和蓝色LED芯片17c被布置为，使得它们略微偏离LED灯12的中心。由于这种偏离芯片结构，发光部分，即光学透镜，在靠近其边缘的方向上发出稍大的光量。而且，从由光学透镜形成的发光部分12b发出的光的横向发射部分与形成在反射板13中的各个孔16的垂直截面碰撞，由此向对角边缘部分弯曲并向上反射。

在这种情况下，由于孔16是通过简单的冲压工艺垂直地形成在反射板13中的，如图4A、4B和5所示，所以传输到各个孔16的垂直截面的光发生弯曲并在与相关LED芯片相反的方向反射。结果，LED灯12表现出如下颜色分离现象：LED芯片17a所处的LED灯12的对角部分表现出微红色，而蓝LED芯片17c所处的相对对角部分表现出微蓝色。

因此，上述常规背光单元存在以下问题。

因为用于使LED灯12的发光部分12b暴露于外部的孔16垂直地贯穿反射板13，所以从各个LED芯片发出的光在与各个孔16的垂直截面碰撞之后被引导至对角方向。这导致在各个LED芯片的相对对角部分之间产生颜色分离现象。

发明内容

因此，本发明旨在一种背光单元，其基本上消除了由于现有技术的局限性和缺点而产生的一个或更多个问题。

本发明的目的是提供一种适于防止LED灯的颜色分离现象的背光单元。

本发明的附加优点、目的和特点将部分地在以下说明中阐述，并且部分地对于本领域技术人员通过阅读以下说明后变得明了，或者可以通过实践本发明而习得。可以通过在文字说明及其权利要求书以及附图中具体指出的结构来实现和获得本发明的这些目的和其他优点。

为了实现这些目的和其他优点并根据本发明的目的，如此处实施和广义描述的，本发明提供了一种背光单元，该背光单元包括：底盖；与该底盖的内部上表面附接的印刷电路板；安装在该印刷电路板的上表面上从而在一个方向上延伸的多个LED灯；以及形成在该印刷电路板上并具有多个孔的反射板，所述多个孔用于分别暴露出所述多个LED灯的发光部分，每个孔都具有锥形侧截面。

反射板的孔可以为锥形，使得其宽度朝向其上部增大。

反射板的孔可以被构造为，使得其锥角在基于垂直轴大约0～80度的范围内。

形成在反射板中的孔的锥形侧截面可以为直线形、凸形、凹形或者锯齿形。

反射板的孔可以比LED灯的发光部分更大。

反射板的孔的形状可以从圆形和包括正三角形、正方形、正五边形和正六边形在内的其他各种多边形形状中选择。

背光单元还可以包括侧支架，该侧支架设置在其上布置有LED灯的印刷电路板的相对侧并适于支撑印刷电路板。

背光单元还可以包括设置在LED灯上方的散光单元，该散光单元包括散光板和多个光学片。

每个LED灯都包括一个红色LED芯片、两个绿色LED芯片和一个蓝色LED芯片的组合。

LED灯的LED芯片可以被布置成使得两个绿色LED芯片彼此对角地布置，红色和蓝色LED芯片对角地布置以分别与它们的水平相邻绿色LED芯片成对。

每个LED灯都可以分为主体部分和发光部分，并且反射板可以适配在每个LED灯的主体部分与发光部分之间的边界区域上。

每个LED灯的发光部分都可以通过圆拱形光学透镜来形成。

应该理解，本发明的以上一般性说明和以下详细说明都是示例性的，旨在对要求保护的本发明提供进一步的说明。

附图说明

所包括的用于提供本发明的进一步说明并被包含且构成本申请一部分的附图，示出了本发明的(多个)实施例并与说明书一起用于解释本发明的原理。附图中：

图1是表示常规背光单元的结构的剖面图；

图2是表示图1的反射板和LED灯的结构的剖面图；

图3A和3B分别是表示单位LED灯的平面图和剖面图；

图4A和4B分别是基于单位LED灯的发光来表示颜色分离机理的平面图和剖面图；

图5是表示LED灯的颜色分离现象的示例图；

图6是表示根据本发明实施例的背光单元的结构的剖面图；

图7A和7B分别是表示单位LED灯的平面图和剖面图；

图8是表示根据本发明实施例的背光单元的发光方向的示例图；

图9A至9D是表示根据本发明实施例的形成在反射板中的孔的不同锥形构造的示例图；以及

图10A至10E是表示根据本发明实施例的形成在反射板中的孔的不同截面形状的平面图。

发明内容

下面将详细参照本发明的优选实施例，附图中示出了这些优选实施例的示例。只要有可能，就在所有附图中使用相同的标号来表示相同或相似的部分。

下面将参照附图来说明本发明的背光单元。

图6是表示根据本发明实施例的背光单元的结构的剖面图。图7A和7B分别是表示单位LED灯的平面图和剖面图。

图8是表示根据本发明实施例的背光单元的发光方向的示例图。

图9A至9D是表示根据本发明实施例的形成在反射板中的孔的不同锥形构造的示例图。图10A至10E是表示根据本发明实施例的形成在反射板中的孔的不同截面形状的平面图。

如图6所示，根据本发明实施例的背光单元包括：底盖60；与底盖60的内部上表面附接的印刷电路板(PCB)61；连续安装在印刷电路板61的上表面上从而在一个方向上延伸的多个LED灯62；以及设置在印刷电路板61的上方并适于将从LED灯62产生的光向上传输的反射板63。

在其上布置有LED灯62的印刷电路板61的相对侧设置有侧支架64，用于支撑印刷电路板61。在所布置的LED灯62的上方设置有散光单元65。在这种情况下，散光单元65包括散射板和多个光学片。

尽管图中未示出，但是其上在一个方向上布置有LED灯62的印刷电路板61由金属制成，并具有用于驱动LED灯的驱动电路。

如图7A和7B所示，每个LED灯62都包括红色(R)LED芯片67a、绿色(G)LED芯片67b和蓝色(B)LED芯片67c的组合。由于所有的LED灯62都具有彼此相同的结构，因此下面的说明仅针对一个LED灯62。更具体地说，在本实施例中，两个绿色LED芯片67b彼此对角地布置，并且一个红色LED芯片67a和一个蓝色LED芯片67c彼此对角地布置，使得二者中的每一个都与其水平相邻的绿色LED芯片成对。应该理解，包含在具有上述结构的每个LED灯中的LED芯片的布置是为了例示的目的而给出，并不是要对本发明的范围作如此限制。

LED灯62分为下方的主体部分62a和上方的发光部分62b。反射板63的与LED灯62的发光部分62b相对应的位置上分别形成有多个孔66，使得反射板63适配在各个LED灯62的主体部分62a与发光部分62b之间的边界区域中。在这种情况下，通过使用圆拱形光学透镜来制备LED灯62的发光部分62b。

在本发明中，反射板63的孔66按照每个孔66的宽度朝向其上部增大的方式成为锥形。

如果光从包括红色LED芯片67a、绿色LED芯片67b和蓝色LED芯片67c的LED灯62发出，则光被散光单元65或侧支架64反射。具有上述结构的反射板63用于再次对光进行反射，以使反射光从背光单元的上表面射出到外部。

包含在LED灯62中的各个红色LED芯片67a、绿色LED芯片67b和蓝色LED芯片67c被布置为，使得它们略微偏离LED灯62的中心。利用这种偏离芯片结构，由光学透镜形成的发光部分62b在靠近其边缘的方向上发出稍大量的光。

而且，从由光学透镜形成的发光部分62b发出的光的横向发射部分与形成在反射板13中的各个孔16的垂直截面碰撞，由此产生弯曲并朝向上部会聚位置反射。

当从LED灯62发出的光的一部分与形成在反射板63中的每个孔66的一侧碰撞由此弯曲并向上反射时，如图8所示，本发明具有如下特点：每个孔66都为锥形，使得光可以朝向相关LED灯62的中心轴上的上部位置射出。

因此，通过对形成在反射板63中的孔66的锥角(即，倾角)进行调节，可以自由地对从LED灯62的发光部分62b(光学透镜)发出的光的反射方向进行调节。

作为通过对形成在反射板63中的孔66的锥角进行调节而使光朝向各个LED灯62的中心轴上的上部位置射出的结果，本发明具有以下效果：防止了LED灯62的颜色分离现象，因而实现了亮度的增加。

如上所述，反射板63的孔66按照其宽度朝向其上部增大的方式成为锥形。锥形孔66可以具有如图9A、9B和9C所示的直线形、凸形或凹形侧截面形状，或者可以具有如图9D所示的锯齿形侧截面形状。

在这种情况下，形成在反射板63中的每个孔66的锥角都在基于垂直轴的大约0～80度的范围内。

反射板63的孔66必须比构成LED灯62的发光部分62b的光学透镜更大。如图10A、10B、10C、10D和10E所示，孔66可以基本上为圆形形状，或者可以为各种多边形形状，例如，正三角形、正方形、正五边形和正六边形。

同时，根据本发明的上述背光单元可以用作要安装在显示器产品(如监视器、笔记本计算机、电视机等)的前部或后部的光源。

通过以上说明可以看出，本发明具有以下效果。

首先，根据本发明，形成在反射板中用于将LED灯的发光部分暴露于外部的孔具有锥形形状。结果，本发明具有防止LED灯的颜色分离现象的效果。

其次，形成在反射板中用于暴露LED灯的发光部分的锥形孔可以使从LED灯的发光部分(即光学透镜)横向发出的光朝向各个LED灯的中心轴上的上部位置反射。这带来背光单元的亮度的增大。

本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和改变。因此，本发明旨在涵盖落入所附权利要求书及其等同形式的范围内的这些修改和改变。

本申请要求2006年6月30日提交的韩国专利申请No.P2006-60529的优先权，通过引用并入其内容，如同此处进行了充分阐述。

Claims

1、一种背光单元，该背光单元包括：

底盖；

与所述底盖的内部上表面附接的印刷电路板；

安装在所述印刷电路板的上表面上从而在一个方向上延伸的多个发光二极管灯；以及

形成在所述印刷电路板上并具有多个孔的反射板，所述多个孔用于分别暴露出所述多个发光二极管灯的发光部分，每个孔都具有锥形侧截面，

其中所述反射板的所述多个孔按照其宽度朝向其上部增大的方式成为锥形。

2、根据权利要求1所述的背光单元，其中所述反射板的所述多个孔被构造为，使得其锥角在基于垂直轴0～80度的范围内。

3、根据权利要求1所述的背光单元，其中形成在所述反射板中的所述多个孔的所述锥形侧截面为直线形。

4、根据权利要求1所述的背光单元，其中形成在所述反射板中的所述多个孔的所述锥形侧截面为凸形。

5、根据权利要求1所述的背光单元，其中形成在所述反射板中的所述多个孔的所述锥形侧截面为凹形。

6、根据权利要求1所述的背光单元，其中形成在所述反射板中的所述多个孔的所述锥形侧截面为锯齿形。

7、根据权利要求1所述的背光单元，其中所述多个发光二极管灯中的每一个都分为主体部分和发光部分，并且所述反射板的所述多个孔中的每一个比所述多个发光二极管灯中的每一个的所述发光部分大。

8、根据权利要求1所述的背光单元，其中所述反射板的所述多个孔的形状是从圆形、正三角形、正方形、正五边形和正六边形中选出的。

9、根据权利要求1所述的背光单元，该背光单元还包括：

侧支架，该侧支架设置在其上布置有所述多个发光二极管灯的所述印刷电路板的相对侧并适于支撑所述印刷电路板。

10、根据权利要求1所述的背光单元，该背光单元还包括：

设置在所述多个发光二极管灯的上方的散光单元，该散光单元包括散光板和多个光学片。

11、根据权利要求1所述的背光单元，其中所述多个发光二极管灯中的每一个都包括一个红色发光二极管芯片、两个绿色发光二极管芯片和一个蓝色发光二极管芯片的组合。

12、根据权利要求11所述的背光单元，其中所述发光二极管灯的所述发光二极管芯片被布置为，使得所述两个绿色发光二极管芯片彼此对角地布置，所述红色发光二极管芯片和蓝色发光二极管芯片对角地布置以分别与它们的水平相邻的绿色发光二极管芯片成对。

13、根据权利要求1所述的背光单元，其中所述多个发光二极管灯中的每一个都分为主体部分和发光部分，并且所述反射板适配在每个发光二极管灯的所述主体部分与所述发光部分之间的边界区域上。

14、根据权利要求13所述的背光单元，其中每个发光二极管灯的所述发光部分都是由圆拱形光学透镜形成的。