CN101354497A - 背光单元和具有该背光单元的液晶显示装置 - Google Patents

背光单元和具有该背光单元的液晶显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种背光单元和具有该背光单元的液晶显示装置。该背光单元具有从包括在光学片中的多个片中的一个片延伸的延伸部分。该光学片位于光导板上，并且发光二极管芯片设置在该光导板的一侧。其上安装有该发光二极管芯片的柔性印刷电路板的一部分与该光导板的一部分交叠。该延伸部分与该柔性印刷电路板的该一部分交叠。因此，可以防止由于在该光导板与该柔性印刷电路板之间前进的光而导致光条纹的出现，由此获得均匀的亮度并提高图像质量。

Description

背光单元和具有该背光单元的液晶显示装置
技术领域
本发明涉及一种背光单元，更具体地，涉及一种能提高图像质量的背光单元和具有该背光单元的液晶显示(LCD)装置。
背景技术
阴极射线管(CRT)被广泛用于电视机及用于测量设备、信息终端等的监视器。但是，由于CRT先天的重量和尺寸，要解决电子设备的小型化并减轻其重量是困难的。
相反，与CRT相比，LCD装置具有重量轻、功耗低、全色、高分辨率和大尺寸的优点。因此，LCD装置被应用在各个领域。
由于LCD装置是光接收型装置，其调整从外部光源提供的光量来显示图像，LCD装置需要背光单元来发光。根据发光的位置，背光单元大致被分为边缘型(edge-type)和顶底型(top-bottom)单元。背光单元可以包括发光的光源。光源的类型包括电致发光(EL)光源、发光二极管(LED)、冷阴极荧光灯(CCFL)、外部电极荧光灯(EEFL)和热阴极荧光灯(HCFL)。
正在开发LED背光单元，LED背光单元具有几乎无限的使用寿命、高亮度、以及小型化的能力。这种LED背光单元能够应用于从最小的显示装置到大尺寸显示装置的每一种显示装置。
图4是根据现有技术的LCD装置的剖面图。
参照图4，反射板116和光导板115保持在模制框架117内，LED芯片121被设置为使得其顶面与模制框架117的一侧的保持空间117a的底面相对，并且LED芯片121安装到柔性PCB 118上。柔性PCB 118设置在突起部分115a与模制框架117之间。即，柔性PCB 118的第一部分118a设置在模制框架117上，而柔性PCB 118的第二部分118b设置在光导板115的突起部分115a上方。该突起部分具有倾斜并突起的形状。
但是，因为柔性PCB 118并没有附着到光导板115上，所以在柔性PCB 118与光导板115的突起部分115a之间产生了间隙。
光学片114设置在光漫射板115上。光学片114可以包括漫射片114a和第一及第二棱镜片114b和114c。
可以将包括滤色器基板100a和阵列基板100b的LCD板100设置在光导板115上。上偏振板130a和下偏振板130b分别附着在LCD板100的顶面和底面。
背光单元包括其上安装有LED芯片121的柔性PCB 118、光导板115、反射板116和光学片114。
可以在光导板115和LCD板100之间设置光屏蔽带112，以阻挡光从光导板115的边缘向上泄漏。
但是，在现有技术的LED背光单元中，在PCB与光导板之间存在间隙，因此，红色、绿色和蓝色的光通过该间隙平行于光导板前进。在这种情况下，因为与其他方向相比，每种光的发射方向具有高亮度，所以光以条纹状(line)照射。因为以条纹状发射的光不能获得均匀的亮度，所以图像质量降低。
发明内容
因此，本发明致力于一种背光单元和具有该背光单元的液晶显示装置，其基本上消除了由于现有技术的限制和缺点而导致的一个或更多个问题。
实施方式提供了一种背光单元以及具有该背光单元的LCD装置，该背光单元通过使光学片的一部分延伸并使光学片的该部分与PCB交叠，而能够防止以条纹状发射的光，由此获得亮度的均匀性，并提高图像质量。
本发明的其它优点、目的及特征在以下的说明书中部分地进行了阐述，并且在本领域的技术人员对以下说明书进行研究时而部分地变得明了，或者通过对本发明的实践而得知。本发明的这些目的和其它优点可以通过在书面说明书、权利要求书及附图中具体指出的结构来实现和获得。
在本发明的第一实施方式中，一种背光单元包括：光导板；光源，位于所述光导板的一侧；柔性印刷电路板(PCB)，其中安装有所述光源，该柔性印刷电路板的一部分与所述光导板的一部分交叠；光学片，位于所述光导板上，该光学片包括多个片；以及延伸部分，其从所述光学片延伸，其中，所述延伸部分与所述柔性印刷电路板的所述一部分交叠。
在本发明的第二实施方式中，一种液晶显示装置包括：液晶显示板；以及背光单元，该背光单元包括：光导板，其向所述液晶显示板发射表面光；光源，位于所述光导板的一侧并朝向所述光导板发射光；柔性印刷电路板，其中安装有所述光源，该柔性印刷电路板的一部分与所述光导板的一部分交叠；光学片，位于所述光导板上，该光学片包括多个片；以及延伸部分，其从所述光学片延伸，其中，所述延伸部分与所述柔性印刷电路板的所述一部分交叠。
应该理解，对本发明的以上概述和下面的详述都是示例性和说明性的，并旨在对所要求保护的本发明提供进一步说明。
附图说明
包括附图以提供对本发明的进一步理解，并入附图而构成本申请的一部分，附图示出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：
图1是根据本发明的LCD装置的立体图；
图2是图1中所示的LCD处于组装状态的剖面图；
图3是图2中的区域A的放大图；
图4是根据现有技术的LCD装置的剖面图。
具体实施方式
下面将详细地说明本发明的优选实施方式，在附图中示出了其实施例。
图1是根据本发明的LCD装置的分解立体图。
参照图1，LCD装置包括：LCD板10，其显示图像；以及背光单元20，其设置在LCD板10的后侧，以提供光。该LCD装置还可以包括：模制框架17，其保持并固定LCD板10和背光单元20；以及光屏蔽带12，其设置在LCD板10与背光单元20之间。
LCD板10包括滤色器基板10a、阵列基板10b，以及设置在滤色器基板10a与阵列基板10b之间的液晶层(未示出)。滤色器基板10a具有多个红色滤色器、绿色滤色器和蓝色滤色器，而阵列基板10b具有多个薄膜晶体管(TFT)和像素电极。
LCD板10的焊盘区包括：电路基板11，其提供数据信号和驱动信号；以及驱动器13，用于驱动LCD板10。
电路基板11是其上安装有各种驱动装置的柔性绝缘膜，并且可以是诸如聚酯(PET)或聚酰亚胺(PI)的耐热塑料膜。
背光单元20包括柔性PCB 18、LED芯片21、光导板15、光学片14以及反射板16，LED芯片21用作光源，并且该光源不限于发光二极管芯片，还可以使用其他类型的灯作为光源，例如外部电极荧光灯(EEFL)或冷阴极荧光灯(CCFL)。
柔性PCB 18是柔性绝缘膜，并且可以由作为诸如聚酯(PET)或聚酰亚胺(PI)的耐热塑料膜的塑料膜制成。柔性PCB 18还可以具有多个导电图案。
LED芯片21设置在柔性PCB 18上，并电连接到这些导电图案。LED芯片21包括红色、绿色和蓝色LED，或者白色LED。
光导板15设置在LED芯片21侧，并且将从LED芯片21入射的光作为表面光照射到光学片14上。
光导板15包括：入射部分15a，其与LED芯片21相邻；以及突起部分15b，其从光导板15的其余部分突起到与LED芯片21相同的高度，以提高光的效率。因此，突起到与LED芯片21相同高度的突起部分15b使得从LED芯片21发出的光的大部分能够入射在光导板15上，从而提高照明效率。突起部分15b可以沿着光导板15的入射部分15a而形成。这里，柔性PCB 18的一部分可以设置为交叠在至少突起部分15b上。
模制框架17设置有保持空间17a，其中***有安装到柔性PCB 18上的LED芯片21。LED芯片21朝向模制框架17设置在柔性PCB 18上。因此，柔性PCB 18的第一部分18a位于模制框架17内，而柔性PCB 18的第二部分18b被安装为交叠在光导板15上。第一部分18a表示从柔性PCB 18的一端延伸到LED芯片21的部分，而第二部分18b表示从LED芯片21延伸到柔性PCB 18的另一端的部分。设置在第一部分18a与第二部分18b之间的LED芯片21被***到保持空间17a中。LED芯片21的下表面可以或可以不与模制框架17的上表面接触。
在现有技术中，如图4所示，柔性PCB没有如上所述固定在光导板上，而仅放置在其上，从而在柔性PCB与光导板之间形成间隙，从LED芯片发出的光通过该间隙照射，因此，由于较亮光的条纹和较暗光的另一条纹而使得光以条纹形状照射。
在本发明中，阻挡了柔性PCB与光导板之间的间隙，从而防止了光的条纹的出现。
光学片14漫射并控制从光导板15发出的直射光。光学片14可以依次包括靠近光导板15的漫射片14a以及第一和第二棱镜片14c和14d。为了保护第二棱镜片14d，可以在第二棱镜片14d上设置第一保护片(未示出)。此外，可以在漫射片14a下面设置用于保护漫射片14a的第二保护片(未示出)。
可以在光学片14中所包括的多个片14a、14c和14d中的任何一个中形成延伸部分14b。例如，可以在漫射片14a中形成延伸部分14b，以与柔性PCB 18的一部分交叠。延伸部分14b从光导板朝向发光二极管芯片21延伸。延伸部分14b可以与漫射片14a一体地形成。虽然在本实施方式中延伸部分14b被描述为形成在漫射片14a上，但是延伸部分14b可以另选地形成在漫射片14a以外的任何一个片上一例如，第一和第二棱镜片14c和14d，或第一和第二保护片。
延伸部分14b可以设置为与柔性PCB 18的第二部分18b交叠。当被设置在柔性PCB 18上时，延伸部分14b阻挡来自LED芯片21的光通过柔性PCB 18与光导板15之间的间隙，并防止该光沿着光导板15前进，从而防止了光条纹的出现。因此，在整个光导板15实现了均匀的亮度，而且将该均匀的亮度入射到LCD板10上，以改善从LCD板10输出的图像。
用于将所发出的光朝向光导板15的后部反射的反射板16可以设置在光导板15的后表面。
反射板16和光导板15堆叠在模制框架17中，柔性PCB 18***并安装在模制框架17中，以使LED芯片21被***到模制框架17的保持空间17a中。光学片14位于光导板15上，并且漫射片14a的延伸部分14b与柔性PCB 18的一部分交叠。
光屏蔽带12粘贴在光学片14和柔性PCB 18的边缘之间。
LCD板10设置在光学片14上，并且光屏蔽带12位于它们之间。可以沿着LCD板10的边缘设置光屏蔽带12。
通过下盖25固定并紧固模制框架17。虽然未图示，但是下盖25可以紧固到沿着LCD板10的边缘设置的上盖。
虽然在本实施方式中将LED芯片21描述为仅设置在光导板15的一侧，但是可以在光导板15的两侧分别设置第一和第二LED芯片21。在后一情况下，可以分别在第一和第二入射部分15a上分别形成第一和第二突起部分15b，并且可以分别在漫射片14a的两端形成第一和第二延伸部分14b。可以将第一和第二延伸部分14b设置为与其中分别安装有第一和第二LED芯片21的第一和第二柔性PCB 18交叠。第二LED芯片、第二柔性PCB、第二延伸部分和第二突起部分相对于光导板，分别与第一LED芯片、第一柔性PCB、第一延伸部分和第一突起部分具有基本对称的位置关系。因此，可以防止通过从第一和第二LED芯片21发出的并朝向光导板15的中心前进的光而出现光条纹。
图2是图1中所示的LCD处于组装状态的剖面图，而图3是图2中的区域A的放大图。
参照图1到图3，反射板16和光导板15保持在模制框架17内，LED芯片21被设置为使得其顶面与位于模制框架17一侧的保持空间17a的底面相对，并且LED芯片21安装在柔性PCB 18上。柔性PCB 18的第一部分18a安装在模制框架17上，而第二部分18b被设置为交叠在光导板15的入射部分15a上。
光学片14设置在光导板15上。光学片14可以包括漫射片14a以及第一和第二棱镜片14c和14d。可以在第二棱镜片14d的上表面和漫射片14a的下表面上分别设置第一和第二保护片。
可以将包括滤色器基板10a和阵列基板10b的LCD板10设置在光导板15上。上偏振板30a和下偏振板30b分别附着在LCD板10的顶面和底面上。
背光单元包括其上安装有LED芯片21的柔性PCB 18、光导板15、反射板16和光学片14。
LCD板10和背光单元20可以保持在模制框架17内。
可以在光导板15和LCD板10之间设置光屏蔽带12。即，光屏蔽带12可以附着在光导板15和柔性PCB 18的边缘上，并且LCD板10可以安装在光屏蔽带12上。设置光屏蔽带12以阻挡光从光导板15的边缘向上泄漏。LCD板10可以通过双面胶带27粘贴到光屏蔽带12上。如果在光屏蔽带12的顶面设置有粘合剂，则LCD板10可以被直接附着在光屏蔽带12上，从而不需要双面胶带27。
光学片14中所包括的多个片14a、14c和14d的一个片一例如漫射片14a，可以具有延伸部分14b。延伸部分14b可以与漫射片14a一体地形成。虽然在本实施方式中，延伸部分14b被描述为从漫射片14a延伸，但是延伸部分14b可以另选地被形成为从第一和第二棱镜片14c和14d或第一和第二保护片之一延伸。
延伸部分14b可以被设置为与柔性PCB 18的第二部分18b交叠。延伸部分14b可以与柔性PCB 18的第二部分18b的整个表面交叠，或者与第二部分18b的一部分交叠。当延伸部分14b由此与柔性PCB 18的第二部分18b交叠时，可以阻挡在柔性PCB 18与光导板15之间泄漏的并平行于光导板15前进的光。因此，防止了由于平行于光导板15前进的泄漏光而导致出现光条纹，从而可以从光导板15获得均匀的亮度，并且将均匀亮度的光入射到LCD板10上，以提高图像质量。
虽然到目前为止根据当前实施方式，将延伸部分14b描述为仅从光学片14中所包括的多个片14a、14c和14d中的一个延伸，但是可以在光学片14中所包括的多个片14a、14c和14d中的每一个上形成延伸部分14b。在这种情况下，在多个片14a、14c和14d中的每一个上形成的延伸部分14b可以被设置为与柔性PCB 18的第二部分18b交叠。
在本发明中，使与光导板的入射部分相对应的多个片延伸，以形成延伸部分，并且该延伸部分被设置为与该柔性PCB的一部分交叠，从而可以防止由于通过光导板与柔性PCB之间的间隙平行于光导板前进的光而导致出现光条纹。
在本发明中，因为防止了光条纹的出现，所以可以获得均匀的亮度，而且可以提高图像质量。
对于本领域的技术人员，显然可以对本发明进行各种修改和变化。因此，本发明旨在涵盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的本公开的这些修改和变化。

Claims (17)

1、一种背光单元，该背光单元包括：
光导板；
第一光源，位于所述光导板的一侧；
第一柔性印刷电路板，其中安装有所述第一光源，该第一柔性印刷电路板的一部分与所述光导板的一部分交叠；
光学片，位于所述光导板上，并且包括多个片；以及
从所述光学片延伸的第一延伸部分，
其中，所述第一延伸部分与所述第一柔性印刷电路板的所述一部分交叠。
2、根据权利要求1所述的背光单元，其中，所述第一光源是发光二极管芯片。
3、根据权利要求1所述的背光单元，其中，所述第一柔性印刷电路板的所述一部分从所述第一光源延伸到所述第一柔性印刷电路板的朝向所述光导板的端部。
4、根据权利要求2所述的背光单元，其中，所述发光二极管芯片包括红色发光二极管、绿色发光二极管和蓝色发光二极管。
5、根据权利要求2所述的背光单元，其中，所述发光二极管芯片包括白色发光二极管。
6、根据权利要求1所述的背光单元，其中，所述多个片包括漫射片、棱镜片和保护片。
7、根据权利要求1所述的背光单元，其中，所述第一延伸部分从所述多个片中的一个片延伸。
8、根据权利要求7所述的背光单元，其中，所述第一延伸部分与所述一个片一体地形成。
9、根据权利要求1所述的背光单元，其中，所述第一延伸部分分别从所述多个片中的每一个片延伸。
10、根据权利要求1所述的背光单元，该背光单元还包括位于所述光导板的下表面的反射板。
11、根据权利要求1所述的背光单元，其中，所述光导板包括位于光入射区域的第一突起部分，该第一突起部分沿向上方向从所述光导板突起。
12、根据权利要求11所述的背光单元，其中，所述第一突起部分与所述第一光源的高度相同。
13、根据权利要求11所述的背光单元，其中，所述第一柔性印刷电路板的所述一部分被设置为至少交叠在所述第一突起部分上。
14、根据权利要求1所述的背光单元，其中，所述第一延伸部分从所述光导板朝向所述第一光源延伸。
15、根据权利要求1到14中的任意一项所述的背光单元，该背光单元还包括：
第二光源；
第二柔性印刷电路板，其中安装有所述第二光源；以及
从所述光学片延伸的第二延伸部分，
所述第二光源、所述第二柔性印刷电路板和所述第二延伸部分相对于所述光导板，分别与所述第一光源、所述第一柔性印刷电路板和所述第一延伸部分具有基本对称的位置关系。
16、根据权利要求15所述的背光单元，其中，所述光导板包括第二突起部分，该第二突起部分相对于所述光导板，与所述第一突起部分具有基本对称的位置关系。
17、一种液晶显示装置，该液晶显示装置包括：
液晶显示板；以及
背光单元，该背光单元包括：光导板，其向所述液晶显示装置发射表面光；发光二极管芯片，其位于所述光导板一侧，并朝向所述光导板发光；柔性印刷电路板，其中安装有所述发光二极管芯片，该柔性印刷电路板的一部分与所述光导板的一部分交叠；光学片，其位于所述光导板上，并且包括多个片；以及从所述光学片延伸的延伸部分，
其中，所述延伸部分与所述柔性印刷电路板的所述一部分交叠。
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