CN1873505A - 背光组件及具有该背光组件的液晶显示器 - Google Patents

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Abstract

提供一种背光组件，其实现轻薄、短小的LCD，同时最小化光损耗，以及提供一种具有该背光组件的液晶显示器。背光组件包括将光提供给液晶板的灯组件，引导从灯组件发射的光的导光膜，用于将从灯组件发射的光引导至导光膜且穿过间隙的光导，堆叠在导光膜上用于散射和会聚从导光膜发射的光的光学片，以及用于容纳灯组件、导光膜和光学片的上、下接收容器。

Description

背光组件及具有该背光组件的液晶显示器
相关申请的交叉引用
本申请要求在韩国知识产权局于2005年5月31日提出的韩国专利申请No.10-2005-0046316的优先权，其公开内容通过引用而全文被结合于此。
技术领域
本发明涉及一种显示装置，更具体地涉及一种背光组件和具有该背光组件的液晶显示器(LCD)。
背景技术
阴极射线管(CRT)通常被使用在监视器中，诸如仪表设备或包括电视(TV)的信息终端设备。然而，由于CRT的重量和尺寸，CRT不能很好得适应于电子产品小型化和重量轻的要求。
为了替代CRT，LCD已经被积极研究。LCD具有一些显著的优点，诸如尺寸小、重量轻、低功耗和低驱动电压等，以及能够使用注入液晶板内的液晶的电光性能而显示信息。因这些优点，LCD正在被积极研究和开发。近来，LCD已经成为当前平板显示设备的主流，并且广泛使用在各种应用中，诸如便携式计算机、台式计算机监视器、高质量图像显示设备的监控器，等等。
依据使用的液晶，LCD一般被分为两种类型：扭转向列(TN)型和超扭转向列(STN)型。这些LCD还依据驱动方法不同被分类为使用开关器件和TN液晶的有源矩阵显示型和使用STN液晶的无源矩阵显示型。
这两种LCD具有显著的不同。有源矩阵显示被用于TET-LCD中，其中利用薄膜晶体管(TFT)作为开关元件。无源矩阵显示没有利用TFT作为开关元件。换言之，无源矩阵显示不需要诸如TFT等复杂电路。随着便携式计算机近来迅速扩大，TFE-LCD被广泛使用。
典型液晶板组件包括：具有两个板(例如TFT板和滤色器板)的液晶板；介于两板之间具有介电各向异性的液晶材料；用于将驱动信号施加至栅极线和数据线的驱动IC，其中使用玻板基芯片(CPG)方法将所述栅极线和数据线安装在液晶板上；以及用于连接驱动IC和外部PCB的柔性印刷电路板(PCB)，其中所述外部PCB传送预定数据和控制信号。液晶板组件被容纳在背光组件中，形成LCD。背光组件包括导光板、灯组件和各种光学片。
在常规LCD中，导光板的厚度取决于灯组件的厚度。例如，在发光二极管(LED)被用作小尺寸LCD中的灯组件时，导光板的厚度被设计为基本上与LED的厚度相同，以使从灯组件传递给导光板的光效率最大，并且防止光泄漏。
因为轻薄、短小的LCD近来经历了显著的市场扩大，因此，理想的是导光板具有更小的厚度。然而，如果导光板比灯组件薄，由于灯组件和导光板之间厚度不同，则可能有光泄漏。
发明内容
本发明提供一种轻薄、短小的背光组件，同时降低光损失。本发明还提供一种具有该背光组件的液晶显示器(LCD)。
在阅读下面说明书的情况下，本发明的上述目的以及其它目的、特征和优点对于本领域技术人员来说将变得清楚。
依据本发明的一方面，提供一种背光组件，所述背光组件包括灯组件、导光膜、光导、光学片以及上、下接收容器。
依据本发明的另一方面，提供一种背光组件，该背光组件包括：将光提供给液晶板的灯组件；用于引导从灯组件发射的光的导光膜；覆盖在灯组件和导光膜之间的间隙的上部的反射盖，该反射盖用于将从灯组件发射的光反射入导光膜；堆叠在导光膜上用于散射和会聚从导光膜发射的光的光学片；以及用于容纳灯组件、导光膜和光学片的上、下接收容器。
依据本发明的另一方面，提供一种背光组件，该背光组件包括：将光提供给液晶板的灯组件；用于引导从灯组件发射的光的导光板；插在灯组件和导光板之间的间隙内、用于将从灯组件发射的光引导至导光板的导光凝胶；覆盖导光凝胶的上部且将从灯组件发射的光反射入导光板的反射盖；堆叠在导光板上用于散射和会聚从导光膜发射的光的光学片；以及用于容纳灯组件、导光板和光学片的上、下接收容器。
依据本发明的另一方面，提供一种液晶显示器，该液晶显示器包括显示图像信息的液晶板组件和如上所述的将光提供给液晶板组件的背光组件。
本发明的范围由权利要求书限定，该权利要求书通过引用被结合进该部分中。通过对一个或多个实施例的以下详细说明的考虑，将给予本领域技术人员对本发明实施例的更完整理解，还有对其附加优点的认识。参考附图页，并且首先对附图作简要的描述。
附图说明
通过参考附图详细描述本发明的示范实施例，本发明的上面和其它特征和优点将变得更清楚，其中：
图1是依据本发明实施例的液晶显示器(LCD)的分解透视图；
图2是图1中的LCD组装后的透视图；
图3是沿图2中线A-A′取的横截面图；
图4是灯组件的透视图，该灯组件具有多个点光源、导光膜和反射盖；
图5是依据本发明另一实施例的背光组件的横截面图；以及
图6是依据本发明另一实施例的背光组件的横截面图。
通过参考下面的详细说明，本发明的实施例及其优点将更容易理解。应当清楚的是，相同的附图标记被用于指示说明在一个或多个图中的相同部件。还应当理解，附图没有必要按比例画出。
具体实施方式
通过下面对优选实施例和附图的详细说明，可以更容易理解本发明以及实现该发明的方法的优点和特征。然而，本发明可以以许多不同形式来实施，并且不应当被认为限制于文中所述的实施例。而是，这些实施例被提供以使所述公开内容是充分的和完整的，并且向本领域技术人员传达本发明的构思，以及本发明将仅仅由附加的权利要求书来定义。在整个说明书中，同样附图标记表示相同部件。
依据本发明的液晶显示器(LCD)可包括便携式多媒体播放器(PMP)、个人数字助理(PDA)、便携式数字视频光盘(DVD)播放器、蜂窝电话，等等。为了便于解释，现将描述依据本发明的包括蜂窝电话的LCD。然而，本发明不限于这个实施例，而可包括上述的LCD。
图1是依据本发明实施例的液晶显示器(LCD)的分解透视图；图2是图1中的LCD组装后的透视图；图3是沿图2中线A-A′取的横截面图。
参考图1至3，LCD 100包括液晶板组件130和背光板组件150。
这里，液晶板组件130包括具有TFT板133和滤色器板134的液晶板135、液晶(未显示)、驱动IC 131和柔性印刷电路板(FPCB)110。
液晶板135是通过依据施加电压的强度调整透过液晶层(未显示)的光的透射率，而显示诸如字符、数字或任意图标之类的图像信息的装置。液晶板135包括TFT板133、滤色器板134和液晶(未显示)。
TFT板133包括多个栅极线、数据线和像素电极。栅极线在行方向上延伸并且传输门信号。数据线在基本上垂直的列方向上延伸并且传输数据信号。像素被连接至栅极线和数据线，并且包括开关部件和保持电容器。
这里，开关部件形成在栅极线和数据线的交叉点处，而保持电容器和液晶电容器被连接至开关部件的输出端。此外，使用无定形硅和多晶硅作为沟道层，开关部件被形成为TFT。
保持电容器的另一端被连接至直接形成在保持电容器上的栅极线或公共电压。这里，后者的连接类型是分离线型，而前者的连接类型是在前栅极型。
滤色器板134位于TFT板133上，并且在对应于像素电极的区域中包括表示红、绿或蓝色的滤色器，以在每个像素中显示色彩。这里，滤色器可形成在所述像素电极的上方或下面。此外，由诸如氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)之类的透明导电材料形成的公共电极被形成在滤色器上。
液晶层(未显示)被填充在滤色器板134和TFT板133之间，并且具有介电各向异性。液晶层的厚度为大约5μm，并且液晶层为扭转向列(TN)排列。液晶层的排列方向随着从外侧施加的电压而改变，以调整穿过液晶层的光的透射率。
作为对应液晶面板135的部件的TFT板133、滤色器板134、以及液晶层(未显示)构成液晶电容器。具有上述结构的液晶电容器被连接至开关部件的输出端和公共电压或参考电压。
驱动IC 131是集成电路(IC)，它从FPCB 110经输入端接栅极控制信号、数据控制信号和与数据控制信号相关的数据信号，并且经输出端将栅极驱动信号和数据驱动信号提供给形成在TFT板133上的栅极线和数据线。同样，想要的图像可以被形成在液晶板135上。
驱动IC 131被安装在TFT衬底133上并且在与TFT板133的滤色器板134对应的图像显示区域以外的区域上，以便使用玻板基芯片(COG)技术将驱动IC 131的输出端连接至每个栅极线和数据线，所述栅极线和数据线从图像显示区域延伸。如上所述，由驱动IC 131产生的栅极驱动信号和数据驱动信号被传输给形成在TFT板133的图像显示区域中的每个像素。
FPCB 110是一种依据电线的电路设计将各种电子元件连接至印刷电路原板或者支撑电子元件的PCB。FPCB 110是柔性的，与常规PCB不一样。FPCB 110包括基膜、终端区域和接口区域，在终端区域中在基膜的两端设置金属片图案作为引线端，在接口区域中金属片图案被形成作为电线，以使设置在基膜两端的终端区域被互相连接且在其中形成保护层用于电线的保护和绝缘。此外，多个贯通孔可被形成在接口区域中，并且FPCB 110可进一步包括将安装的电子部件通过贯通孔连接至电线且形成预定电子电路的区域。
FPCB 110的一端被连接至外部PCB(未显示)，并且其另一端被连接至驱动IC 131的输入端。同样，栅极驱动信号、数据驱动信号和与数据驱动信号相关的数据信号被从外部PCB传输给驱动IC 131。
依据本发明实施例的背光组件150包括光学片141、灯组件143、导光膜142、反射片141、容纳它们的上接收容器140以及与上接收容器140结合在一起的下接收容器170。
这里，导光膜142引导从灯组件143发射的光。也就是，导光膜142使在灯组件143中产生的光沿安置在导光膜142上的液晶板135的方向前进。因此，用于将入射入导光膜142的光的前进方向改变为液晶板135的方向的多种图案，可以被印刷且形成在导光膜142的后侧。可选择地，可以使用取代导光膜142的刚性导光板。这里，用于导光膜142或导光板的材料可被合适地选择，例如，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。导光膜142或导光板被形成为比灯组件143的厚度小，以使LCD的厚度可被减少。为了便于解释，现将针对导光膜描述本发明。
灯组件143是一种将光提供给LCD 100的部件，所述LCD 100是非发射元件，并且在上接收容器140中被***导光膜142的一侧。灯组件143包括光源和光源盖。用于灯组件143中的灯可以包括发光二极管(LED)、冷阴极荧光灯(CCFL)、热阴极荧光灯(HCFL)或外电极荧光灯(EEFL)。灯组件143可包括多个点光源或线光源。
如图3中所示，在使用其厚度比灯组件143的厚度小的导光膜142时，诸如反射盖210等光导覆盖灯组件143和导光膜142之间的间隙的上面部分，以阻止从灯组件143发射的光损耗。反射盖210将在向上方向中从灯组件143发射的光反射入导光膜142内。例如，可以将由3MTM制造的VikuitiTM增强镜面反射器(ESR)或涂有Ag的膜用作反射盖210。
反射片146被安装在导光膜142的下侧，并且在向上方向中反射从灯组件143的下面部分发射的光。反射片146将没有被细点图案反射的光反射入导光膜142的发射侧，以使入射入液晶板135的光的损耗可被减少，进而传导至导光膜142的发射侧的光的均匀性可被提高，其中所述细点图案形成在导光膜142的后侧。反射片146从导光膜142的下侧延伸至灯组件143的下面部分，从而抑制灯组件143和导光膜142之间的光泄漏。
通过提供反射盖210和反射片146，因灯组件143和导光膜142之间的厚度不同而可以防止光泄漏发生。也就是，从灯组件143沿向下方向发射的光由反射片146引导至导光膜142，以及从灯组件143沿向上方向发射的光由反射盖210引导至导光膜142。
光学片141被设置在导光膜142的上侧，并且用于散射和会聚从导光膜142传输的光。在一个例子中，光学片141可包括散射片、棱镜片、保护片等等。
放置在导光膜142和棱镜片之间的散射片被用于分散从导光膜142发射的光，以及防止光部分密集。棱镜片以这样的方式形成：即在该棱镜片的上侧以预定布置形成三角棱镜。棱镜片一般包括两个薄片，且在每个棱镜配置互相以预定角度交叉设置时被用于沿垂直于液晶板135的方向会聚从散射片散射的光。同样地，通过棱镜片的大多部分光在水平方向上前进，并且亮度被均匀分布在保护片上。形成在棱镜片上的保护片被用于保护棱镜片的表面且用于将光散射，以使光散射均匀。此外，黑线(未示出)可以沿保护片的边缘形成，以防止在液晶板135的显示区域边缘发生光线泄漏或者形成亮线。
这里，在小尺寸LCD 100的情况中，一个灯一般被安装在导光膜142的侧面。当LCD 100变大时，多个灯可以被安装在一个灯组件143中，以获得足够的亮度。
液晶板组件130被安装在光学片141上，并且连同光学片141一起位于导光膜142上。
沿矩形开口的边缘形成上接收容器140的侧壁，并且在该侧壁中形成预定的凸起(未显示)，以使上接收容器140接收和固定液晶板组件130、光学片141、灯组件143、导光膜142和反射片146且防止多个片被弯曲。液晶板组件130的FPCB 110被弯曲以上接收容器140的一个侧壁为中心。这里，依据接收液晶板组件130、光学片141、灯组件143、导光膜142和反射片146的方法，上接收容器140可以以多种形状形成。
上接收容器140可以是钩状连接至下接收容器170。例如，钩145可以沿上接收容器140的侧壁的外侧形成，并且对应于钩145的钩***孔172可以形成在下接收容器170的侧边。因此，下接收容器170与上接收容器140的下面部分对齐，以使形成在上接收容器140中的钩145被***下接收容器170的钩***孔172，并且上接收容器140和下接收容器170被互相结合在一起。本发明不限于这个例子，可替换地，钩可以位于下接收容器170处，以及钩***孔可以形成在上接收容器140中。此外，通过多种装置和方法，可以使上接收容器140和下接收容器170互相连接。
如上所述，用于灯组件143中的灯可以包括多个点光源，例如LED。图4是灯组件143的透视图，该灯组件具有多个点光源、导光膜142和反射盖210。即使在这种情形中，反射盖120也能够有效地将从灯组件143发射的光引导至导光膜142。
现在，将参考图5描述依据本发明另一实施例的背光组件。图5是依据本发明另一实施例的背光组件的横截面图。
为了便于说明，具有描述图1至4中所示实施例的同样功能的各个部件分别由相同附图标记来识别，并且将省略对它们的重复性描述。除了下面的之外，图5中的背光组件的结构基本上与图1至4中所示的相同。也就是，如图5中所示，代替反射盖以降低从灯组件143发射的光的损耗，光导包括导光凝胶220，所述导光凝胶220置于灯组件143和导光膜142之间的间隙内。
从灯组件143发射的光通过导光凝胶220，并且可以被引导至导光膜142。这里，导光凝胶220使用其折射率与导光膜142的折射率类似的材料，以使可最小化光损耗。再者，优选的是，导光凝胶220具有与导光膜142基本上相同的折射率。此外，可使用具有预定粘性系数的导光凝胶220，以使导光凝胶220可被平滑地填充在灯组件143和导光膜142之间。即使通过外部震动，具有预定粘性系数的导光凝胶220也不容易偏离。所述导光凝胶220可以使用例如光导丙烯材料。如图5中所示，连接具有不同厚度的灯组件143和导光膜142的导光凝胶220具有从灯组件143至导光膜142的倾斜部分。例如，导光凝胶220可具有矩形部分。
再者，为了提高来自灯组件143的通过导光凝胶220的光的均匀性，可将漫射体增加至导光凝胶220。由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或环烯烃聚合物(COP)形成的颗粒尺寸大约为5-20nm的多个微粒可被使用作为漫射体。漫射体可被适当分布在导光凝胶220中。当非常少量的漫射体分布在导光凝胶220中时，光的均匀性可被降低，当非常多的漫射体分布在导光凝胶220中时，光的均匀性可被提高，但是光由漫射体分散且光损耗增加。
此外，在使用具有多个点光源的灯组件143时，大量的漫射体可被分布在导光凝胶220中对应于各个点光源的位置，以使光的均匀性被提高。
现在，将参考图6描述依据本发明另一实施例的背光组件。图6是依据本发明另一实施例的背光组件的横截面图。
如图6所示，背光组件特征在于其结构，其中光导包括覆盖导光凝胶220的反射盖210，所述导光凝胶220置于灯组件143和导光膜142之间。在图6的背光组件中，可比图5中的背光组件进一步减少光损耗。也就是，从灯组件143发射的光基本上由导光凝胶220引导至导光膜142，另外，从导光凝胶220的顶侧发射的光由反射盖210反射入导光凝胶220，以使光损耗最小化。
如上所述，在依据本发明的LCD中，在导光膜一侧具有灯组件的楔型背光组件可被使用作为例子，以及在具有平板的导光膜的两侧具有灯组件的平板型背光组件可被应用。
此外，尽管在导光膜侧面具有灯的边缘型背光组件已经作为例子被说明，但是本发明可以应用于直接型背光组件，在所述直接型背光组件中没有提供导光膜且多个灯被布置在底表面。
如上所述，使用依据本发明的背光组件及具有该背光组件的LCD，可以获得轻薄、短小的LCD，同时最小化光损耗。
尽管已经参考本发明的示范性实施例具体示出和描述了本发明，但是本领域普通技术人员将理解：不脱离所附权利要求书及其等价物所定义的本发明的精神和范围的情况下，能够在形式和细节上做出各种变化。

Claims (24)

1.一种背光组件，包括：
灯组件，其将光提供给液晶板；
导光膜，其用于引导从灯组件发射的光；
光导，其用于通过灯组件和导光膜之间的间隙将从灯组件发射的光引导至导光膜；
光学片，其堆叠在导光膜上，所述光学片用于散射和会聚从导光膜发射的光；以及
上、下接收容器，其用于容纳灯组件、导光膜和光学片。
2.如权利要求1所述的背光组件，其中，光导包括置于所述间隙中的导光凝胶。
3.如权利要求2所述的背光组件，其中，导光凝胶具有与导光膜基本上相同的折射率。
4.如权利要求2所述的背光组件，其中，以不同厚度形成灯组件和导光膜。
5.如权利要求4所述的背光组件，其中，导光凝胶具有从灯组件至导光膜的倾斜部分。
6.如权利要求2所述的背光组件，其中，导光凝胶由导光丙烯材料形成。
7.如权利要求2所述的背光组件，进一步包括分布在导光凝胶中的漫射体，用于提高通过所述导光凝胶的光的均匀性。
8.如权利要求7所述的背光组件，其中，漫射体由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或环烯烃聚合物(COP)形成。
9.如权利要求7所述的背光组件，其中，漫射体由多个微粒形成，所述微粒的尺寸在大约5至大约20nm的范围内。
10.如权利要求2所述的背光组件，其中，导光膜是柔性的，并且由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)形成。
11.如权利要求1所述的背光组件，其中，光导包括覆盖灯组件和导光膜之间的空气间隙的上部的反射盖，用于将从灯组件发射的光反射入导光膜。
12.如权利要求11所述的背光组件，其中，反射盖由涂有Ag的膜形成。
13.如权利要求11所述的背光组件，其中，反射盖由VikuitiTM增强镜面反射器(ESR)形成。
14.如权利要求11所述的背光组件，进一步包括从导光膜的下侧起在灯组件下部中延伸、并且沿向上方向反射光的反射片。
15.一种背光组件，包括：
灯组件，其将光提供给液晶板；
导光膜，其用于引导从灯组件发射的光；
导光凝胶，其置于灯组件和导光板之间的间隙内，用于将从灯组件反射的光引导至导光板；
反射盖，其覆盖导光凝胶的上面部分，用于将从灯组件发射的光反射入所述导光板；
光学片，其堆叠在导光板上，所述光学片用于散射和会聚从导光膜发射的光；以及
上、下接收容器，其用于容纳灯组件、导光板和光学片。
16.如权利要求15所述的背光组件，其中，导光凝胶具有与导光膜基本上相同的折射率。
17.如权利要求15所述的背光组件，其中，以不同厚度形成灯组件和导光膜。
18.如权利要求15所述的背光组件，其中，导光凝胶具有从灯组件至导光膜的倾斜部分。
19.如权利要求15所述的背光组件，其中，导光凝胶由导光丙烯材料形成。
20.如权利要求15所述的背光组件，进一步包括分布在导光凝胶中的漫射体，用于提高通过导光凝胶的光的均匀性。
21.如权利要求20所述的背光组件，其中，漫射体由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或环烯烃聚合物(COP)形成。
22.如权利要求20所述的背光组件，其中，漫射体由多个微粒形成，所述微粒的尺寸在大约5至大约20nm的范围内。
23.如权利要求15所述的背光组件，其中，导光膜是柔性的，并且由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)形成。
24.一种液晶显示器，包括：
显示图像信息的液晶板组件；以及
用于将光提供给液晶板组件的背光组件，所述背光组件包括：
灯组件，其将光提供给液晶板；
导光膜，其用于引导从灯组件发射的光；
光导，其用于通过灯组件和导光膜之间的间隙将从灯组件发射的光引导至导光膜；
光学片，其堆叠在导光膜上，所述光学片用于散射和会聚从导光膜发射的光；以及
上、下接收容器，其用于容纳灯组件、导光膜和光学片。
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Date Code Title Description
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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