液晶顯示器的背光組件的製作方法

2023-08-04 03:55:11 3

專利名稱：液晶顯示器的背光組件的製作方法
本申請要求2003年11月12日提交的韓國專利申請No.2003-79740的權利，在此全文併入以供參考。
背景技術：
發明領域本發明涉及非發光平板顯示裝置，尤其涉及具有改進了的光學片的液晶顯示器的背光組件。
相關技術描述近來，開發了各種平板顯示器以減小重量和體積(這是陰極射線管(CRT)的缺點)。這種平板顯示器包括液晶顯示器(LCD)、場致發光顯示器、等離子體顯示器板(PDP)、電致發光器(EL)等等。正在積極地進行提升顯示質量和增加平板顯示器的屏幕尺寸的研究。
在這種平板顯示器中，LCD具有幾種優點纖細、重量輕和功耗低。特別是，LCD利用液晶分子的電光屬性顯示信息。LCD本身是非發光裝置，它使用諸如燈的光源顯示圖像。換句話說，與CRT不同，LCD基本需要分開的單元用於發光，即背光組件，因為注入薄膜電晶體(TFT)基板和彩色濾光片基板之間的液晶分子不會獨自發光。
通常，背光組件包括具有接納空間的鑄模框架，安裝在接納空間的最底表面上用於向液晶顯示板反射光的反射器，設置在反射器上用於導光的導光板，設置在導光板和接納空間的側壁之間用於發光的燈單元，堆疊在導光板上用於擴散和聚焦光的光學片，以及設置在鑄模框架上並從液晶顯示板的邊緣的預定部分到鑄模框架的側部分的密封液晶顯示器的頂部機殼。
光學片包括用於擴散光的擴散片，設置在擴散片上用於聚焦擴散光和將聚焦光傳遞到液晶顯示板的稜鏡片，以及用於保護擴散片和稜鏡片的保護片。
圖1是相關技術LCD的剖視圖。
參考圖1，相關技術的LCD包括用於發光的背光組件50和接收來自背光組件50的光並顯示圖像的顯示單元40。背光組件50包括用於發光的燈單元51和用於將燈單元51產生的光導向液晶顯示板10的導光單元。
顯示單元40包括液晶顯示板10，以及分別設置在液晶顯示板10的上表面和下表面上的上偏振器30和下偏振器20。液晶顯示板10包括TFT基板11和彩色濾光片基板12，它們上都形成了電極。
特別地，燈單元51包括用於發光的燈51a和密封燈51a的燈反射器51b。燈51a產生的光入射到導光板52中，這將在以下進行描述。燈反射器51b將燈51a產生的光嚮導光板52反射，從而增加了嚮導光板52的入射光量。
導光單元包括反射板54、導光板52和光學片53。導光板52設置在燈單元51的一端以引導從光單元51發射的光，從而從燈單元51發射的光入射到LCD板10。
反射板54設置在導光板52的下面並將從導光板52漏過的光再次反射嚮導光板52。
多個光學片53設置在導光板52上以提升光通過導光板52的效率。特別是，光學片53包括擴散片53a、稜鏡片53b和保護片53c，並被順序地堆疊在導光板52上。
擴散片53a將從導光板52入射的光散射，從而使得光的亮度分布均勻。稜鏡片53b包括其上表面上重複形成的多個稜鏡並將由擴散片53a擴散的光聚焦在垂直於LCD板10平面的方向上。因此，通過稜鏡片53b的光多數在垂直於LCD板10平面的方向上前進，從而獲得均勻的分布。
設置在稜鏡片53b上的保護片53c不僅用來保護稜鏡片53b的上表面，還用來擴散光從而使得從稜鏡片53b入射的光的分布均勻。
圖2A和2B分別是圖1所示的稜鏡片的剖視圖和透視圖。
參考圖2A和2B，相關技術的稜鏡片200包括主體部210，通過該主體部210初始引入由導光板和擴散片擴散的光，以及按等腰三角形稜鏡成形的突出部220，它用於不變地保持擴散光的路徑。突出部220具有以條紋形式線性排列的多個等腰三角形稜鏡。
按等腰三角形稜鏡成形的突出部220具有範圍從幾十μm到幾百μm的間距，且頂角α從60度到130度。當頂角α是銳角時，亮度增加但視角減小。
同樣，當等腰三角形稜鏡的突出部220被安裝成指向LCD平板的前側時，稜鏡片200聚焦通過將擴散光向前側折射而被引入主體部210的擴散光，但被引入突出部220的傾斜表面的光不有助於前部亮度的提升並由於內部全反射而損耗。
為了克服該缺點，可以將稜鏡片排列成突出部220指嚮導光板。然而，這種排列提升了前部亮度，但減小了視角，這與需要寬視角的平板顯示器的使用(諸如家用電視機)相背。

發明內容
因此，本發明針對一種LCD的背光組件，它基本消除了由於相關技術的限制和缺點引起的一個或多個問題。
本發明的優點在於提供一種具有改善了的稜鏡片的背光組件，該稜鏡片具有其一側上形成的具有凹傾斜表面的多個突出部。
在以下描述中將闡述本發明的其它優點、目的和特點，且通過本技術領域內普通技術人員的審查和對本發明的實施將使其變得顯而易見。通過所書寫的描述及其權利要求書以及附圖中特殊地指出的結構可以實現和獲得本發明的目的和其它優點。
通過所書寫的描述及其權利要求書以及附圖中特殊地指出的結構可以實現和獲得本發明的目的和其它優點。
為了實現這些和其它優點，根據本發明，如這裡體現和廣泛描述的，提供了一種LCD的背光組件，它包括用於發光的燈；設置在燈一側的導光板，用於導光；以及設置在導光板上的擴散片和稜鏡片，用於提升從導光板輸出的光的效率；其中，稜鏡片包括主體部和多個突出部，每一個都具有主體部上形成的凹傾斜表面。
每個突出部的傾斜表面都是當兩個具有相同半徑「r」的圓柱體相互重疊時形成的圓弧表面，且每個突出部的頂點「a」都是相互重疊的兩個圓柱體的兩個接觸點之一，且其位置等於或低於圓柱體的橫截面的中心「O」的位置。
多個突出部可以從主體部的一端延伸到與主體部的這一端相對的主體部的另一端並基本上線性地相互平行地形成。
稜鏡片可以由透明樹脂材料製成。透明樹脂材料是丙烯或聚碳酸酯。
與主體部的平面平行的第一線和連接兩個圓柱體中的任一個的中心「O」與突出部的頂點「a」的第二線之間的角度「θ」具有0°≤θ≤90°的關係。突出部的相鄰頂點之間的距離等於或小於這兩個圓柱體中任一個的半徑的(cosθ+1)倍。
突出具有小於約300μm的高度。背光組件可以進一步包括設置於所述稜鏡片上的重新處理片，用於重新處理從稜鏡片入射的光。
設置稜鏡片，從而突出部面向擴散片。或者，設置稜鏡片，從而主體部面向擴散片。
稜鏡片可以包括每一個都具有突出部的兩個稜鏡片，它們相對於彼此以0度到90度的角度設置。
在本發明的另一個方面中，提供了一種LCD的背光組件，它包括用於發光的燈；設置在燈的一側用於導光的導光板；以及設置在導光板上的擴散片，它用於散射從導光板入射的光以使光的亮度分布均勻；設置於擴散片上的稜鏡片，它具有含凹傾斜表面並按條紋形式排列的多個突出部；以及設置於稜鏡片上的重新處理片，它用於重新處理從稜鏡片入射的光。
可以理解，本發明的前述一般描述和以下的詳細描述是實例性和說明性的並旨在提供所要求的本發明的進一步的說明。
附圖概述用於提供本發明的進一步理解並結合在本申請中構成其一部分的


了本發明的實施例並與描述內容一起用來說明本發明的原理。在附圖中圖1是相關技術的LCD的剖視圖；圖2A和2B分別是圖1所示的稜鏡片的剖視圖和透視圖；圖3A、3B和3C是根據本發明的LCD的背光組件的剖視圖；圖4是入射到凹透鏡的光的折射的示意圖；圖5是根據本發明實施例的LCD的背光組件的透視圖；以及圖6A和6B是圖3所示的稜鏡片的剖視圖和透視圖。
具體實施例方式
現在將詳細參考本發明的實施例，其實例在附圖中示出。
圖3A、3B和3C是根據本發明的LCD的背光組件的剖視圖。參考圖3A和3B，每一個背光組件300都包括用於發光的燈單元310和用於將燈單元310產生的光導向液晶顯示器面板的導光單元。
在本發明中，應注意，在導光單元中設置的光學片340中，稜鏡片由諸如丙烯、聚碳酸酯等的透明樹脂材料構成，並具有按條紋形式(即線性形式)排列的多個突出部，每一個突出部都具有其一個表面上形成的凹的傾斜表面。
稜鏡片的上表面上形成的每個突出部的傾斜表面基本上是當兩個半徑「r」相同的圓柱體相互重疊時形成的圓弧表面，且每個突出部的頂點「a」是相互重疊的兩個圓柱體的兩個接觸點之一，並位於等於或低於圓柱體的橫截面的中心「O」。
以上，介紹了圓柱體以便設計突出部的形狀而並非設置在實際的稜鏡片上。
將Snell定律應用於通過具有凹傾斜表面的突出部結構的光折射。結果，入射入該凹傾斜表面的光以如下方式被折射如圖4(示出凹透鏡中光的折射)所示，光400從虛焦點「F」分布。
即，通過凹地形成稜鏡片上設置的突出部的傾斜表面，可以以預定角度折射入射入稜鏡片的光，從而在較寬範圍內獲得均勻的光學特性。
同樣，燈單元310包括用於發光的燈312以及包圍燈312的燈反射器314。燈312產生的光入射入導光板320。燈反射器314將燈312產生的光反射到導光板320，從而增加到導光板320的入射光量，這與一般的燈單元相同。
導光單元包括反射板330、導光板320和光學片340。導光板320設置於燈單元310的一端以便引導從燈單元310發出的光，從而從燈單元310發出的光入射入LCD面板。
反射板330設置於導光板320之下並將從導光板320漏出的光再次反射嚮導光板320。
多個光學片340設置於導光板320上，以增強通過導光板320的光的效率。特別是，光學片340包括擴散片342、稜鏡片344和保護/延遲片346，它們有序地堆疊在導光板320上。
擴散片342將從導光板320入射的光散射，從而使得光的亮度分布均勻。
同樣，設置稜鏡片344，從而具有凹傾斜表面的突出部面向擴散片342，如圖3A所示，或者從而沒有突出部的那面面向擴散片342，如圖3B所示。
在圖3C所示的實施例中，多個突出部321形成於導光板320』的上表面上，從而約80％的入射入導光板320』的光以範圍從約60°到80°的角度發出。
如圖3C所示，設置本發明的稜鏡片344，從而形成了突出部的表面與擴散片342相對，如圖3B所示。這樣，以特定角度入射的光通過稜鏡片344的凹傾斜表面以各種角度折射，從而可以獲得較寬範圍內的均勻光學特性。
稜鏡片344上設置的延遲片346不僅用來保護稜鏡片344的上表面，還用來延遲從稜鏡片344入射的光。
在對由燈312產生並通過導光板320、擴散片342和稜鏡片344的入射光的重新處理中，延遲片延遲或遲延初波(或衝擊波(push wave))和次波(或振蕩波(shakewave))之一，從而初波和次波之一被轉換成另一個，從而提升亮度。應注意，如必要，可以除去延遲片。
圖5是根據本發明實施例的LCD的背光組件的透視圖。只要可能，與圖3A和3B中相同的標號將用於圖5中以表示相同或相似的部分，並將省去它們的重複描述。
參考圖5，根據本發明實施例的LCD的背光組件300』與圖3A和3B所示的背光組件300的基本構成相同，但其特徵在於設置和排列了兩個稜鏡片344和344』，從而這兩個稜鏡片的突出部形成範圍從約0度到90度的相對於彼此的偏角。這更有效地聚焦由擴散片320擴散的光，從而提升了亮度和LCD面板的視角。
雖然圖5所示的兩個稜鏡片344和344』被設置成其突出部面向擴散片320，但它們可以被設置成稜鏡片344和344』的主體部面向擴散片320，如圖3B所示。此外，雖然未示出，具有多個突出部的圖3C所示的導光板可以結合入具有兩個稜鏡片的圖5的配置中。
圖6A和6B是圖3所示的稜鏡片的剖視圖和透視圖。
參考圖6A和6B，根據本發明的稜鏡片500包括主體部510和多個突出部520，其具有凹傾斜表面524形成於主體部510的上表面上。每個突出部的傾斜表面524基本上是當兩個半徑「r」相等的圓柱體522相互重疊時形成的圓弧表面，且每個突出部的頂點「a」是相互重疊的兩個圓柱體522的兩個接觸點之一，且位置等於或低於圓柱體的橫截面的中心「O」。
雖然圖6A和6B實例性地示出傾斜表面524通過重疊具有相等半徑「r」的兩個圓柱體形成，但這種結構僅僅是一個實施例，因此，本技術領域內的熟練技術人員顯而易見的是，這兩個圓柱體522可以具有不同的半徑。
突出部520重複地與半徑「r」的圓柱體522一起從頂點「a」起形成具有相等曲率的傾斜表面。
以上，介紹了圓柱體522，以便設計突出部520的形狀，但並非設置於實際的稜鏡片上。
多個突出部520可以從主體部510的一端延伸到與主體部510的所述一端相對的主體部510的另一端，並按條紋形式相互平行地構成。
同樣，期望多個突出部520與主體部510整體形成。換句話說，稜鏡片500被設計成平坦膜的一個表面具有突出部520的形狀。
如上所述，在光入射入稜鏡片520的突出部520的凹傾斜表面524時，光在各種方向上折射，從而可以獲得較寬範圍內的均勻光學特性並可以確保較寬的視角特性。
換句話說，以三角形稜鏡成形的相關技術的稜鏡片中，隨著頂點的銳角α減小，亮度增加但視角減小。然而，在本發明中，由於頂點「a」的銳角，可以獲得高亮度，且由於突出機構520具有凹傾斜表面524，可以在各種方向上折射入射光，從而獲得較寬的視角特性。
再次參考圖6A，假定每個突出部520的高度是h，與稜鏡片510的平坦表面平行的第一線之間的角度是「θ」，而凸起520之間的距離是間距(p)，p是相鄰頂點「a」之間的距離。
在本發明中，角度「θ」的範圍在約0度到約90度之間，高度「h」小於約300μm，而間距「p」小於或等於r*(cosθ+1)。以上定義由以下等式表示0°≤θ≤90°，h＜300μm，且p≤r*(cosθ+1)。
結果，在根據本發明的LCD的背光組件的稜鏡片的製造中，通過調整稜鏡片材料的折射率，與入射光的角度分布有關的θ值，圓柱體的半徑和突出部之間的距離，就可以獲得針對亮度和視角的合適的光學特性。
如上所述，根據LCD的創新背光組件，稜鏡片的突出部的傾斜表面以凹結構形成，從而防止光效率降低並確保較寬的視角。
本技術領域內的熟練技術人員顯而易見的是，本發明中可以進行各種修改和變化。因此，如果其落在所附權利要求書及其等效物的範圍之內，本發明旨在覆蓋本發明的修改和變化。
權利要求
1.一種LCD的背光組件，其特徵在於，包括用於發光的燈；設置在燈一側的導光板，用於導光；以及設置在所述導光板上的擴散片和稜鏡片，用於提升從所述導光板輸出的光的效率；其中，所述稜鏡片包括主體部和多個突出部，每一個都具有所述主體部上形成的凹傾斜表面。
2.如權利要求1所述的背光組件，其特徵在於，每個所述突出部的傾斜表面都是當兩個具有相同半徑「r」的圓柱體相互重疊時所形成的圓弧表面，且每個突出部的頂點「a」都是相互重疊的兩個圓柱體的兩個接觸點之一，且其位置等於或低於圓柱體的橫截面的中心「O」。
3.如權利要求1所述的背光組件，其特徵在於，所述多個突出部從所述主體部的一端延伸到所述主體部的另一端並基本上線性地相互平行地形成。
4.如權利要求1所述的背光組件，其特徵在於，所述稜鏡片由透明樹脂材料製成。
5.如權利要求4所述的背光組件，其特徵在於，所述透明樹脂材料包括丙烯和聚碳酸酯之一。
6.如權利要求2所述的背光組件，其特徵在於，與主體部的平面平行的第一線和連接兩個圓柱體中的任一個的中心「O」與突出部的頂點「a」的第二線之間的角度「θ」具有0°≤θ≤90°的關係。
7.如權利要求6所述的背光組件，其特徵在於，所述突出部的相鄰頂點之間的距離等於或小於(cosθ+1)。
8.如權利要求1所述的背光組件，其特徵在於，所述突出具有小於約300μm的高度。
9.如權利要求1所述的背光組件，其特徵在於，進一步包括設置於所述稜鏡片上的延遲片，用於延遲從所述稜鏡片入射的光。
10.如權利要求1所述的背光組件，其特徵在於，設置所述稜鏡片使得所述突出部面向擴散片。
11.如權利要求1所述的背光組件，其特徵在於，設置所述稜鏡片使得所述主體部面向擴散片。
12.如權利要求1所述的背光組件，其特徵在於，所述稜鏡片包括各自都具有突出部的兩個稜鏡片，它們相對於彼此以約0度到約90度的角度設置。
13.如權利要求10所述的背光組件，其特徵在於，設置於擴散片之下的所述導光板具有形成於其上表面上的多個突出部。
14.一種LCD的背光組件，其特徵在於，包括用於發光的燈；設置在所述燈的一側用於導光的導光板；以及設置在導光板上的擴散片，它用於散射從導光板入射的光以使光的亮度分布均勻；設置於擴散片上的稜鏡片，它具有含凹傾斜表面並按條紋形式排列的多個突出部；以及設置於稜鏡片上的延遲片，它用於延遲從稜鏡片入射的光。
15.如權利要求14所述的背光組件，其特徵在於，所述延遲片延遲初波和次波之一，從而初波和次波之一被轉換成另一個。
16.如權利要求14所述的背光組件，其特徵在於，設置所述稜鏡片使得所述突出部與擴散片相對。
17.如權利要求16所述的背光組件，其特徵在於，設置於擴散片之下的所述導光板具有形成於其上表面上的多個突出部。
18.一種LCD的背光組件，其特徵在於，包括用於發光的燈；設置於所述燈附近的導光板；以及設置在所述導光板上的稜鏡片，其中，所述稜鏡片包括主體部和所述主體部上的多個突出部，每一個所述突出都具有至少一個凹傾斜表面。
19.如權利要求18所述的背光組件，其特徵在於，每一個所述突出部的所述至少一個凹傾斜表面是圓弧表面。
20.如權利要求18所述的背光組件，其特徵在於，每一個突出部都包括兩個凹傾斜表面，其具有由分別具有半徑「r1」和「r2」的兩個虛構圓柱體限定的圓弧表面，其中該虛構圓柱體相互重疊，且每一個突出部的頂點「a」是相互重疊的兩個虛構圓柱體的兩個接觸點之一，且其位置等於或低於所述圓柱體的橫截面的中心「O」。
21.如權利要求20所述的背光組件，其特徵在於，r1＝r2。
22.如權利要求20所述的背光組件，其特徵在於，r1≠r2。
23.如權利要求18所述的背光組件，其特徵在於，所述多個突出部從所述主體部的一端延伸到所述主體部的另一端並基本上相互平行。
24.如權利要求18所述的背光組件，其特徵在於，所述稜鏡片由透明樹脂材料製成。
25.如權利要求24所述的背光組件，其特徵在於，所述透明樹脂材料包括丙烯和聚碳酸酯之一。
26.如權利要求20所述的背光組件，其特徵在於，與主體部的平面平行的第一線和連接兩個圓柱體中的任一個的中心「O」與突出部的頂點「a」的第二線之間的角度「θ」具有0°≤θ≤90°的關係。
27.如權利要求26所述的背光組件，其特徵在於，突出部的相鄰頂點之間的距離等於或小於r1(cosθ+1)。
28.如權利要求26所述的背光組件，其特徵在於，所述突出部的相鄰頂點之間的距離等於或小於r2(cosθ+1)。
29.如權利要求18所述的背光組件，其特徵在於，所述突出具有小於約300μm的高度。
30.如權利要求18所述的背光組件，其特徵在於，進一步包括設置在稜鏡片上的延遲片，它用於延遲從所述稜鏡片入射的光。
31.如權利要求18所述的背光組件，其特徵在於，進一步包括導光板和稜鏡片之間的擴散片。
32.如權利要求31所述的背光組件，其特徵在於，設置所述稜鏡片，從而所述突出部面向所述擴散片。
33.如權利要求31所述的背光組件，其特徵在於，設置所述稜鏡片，從而所述主體部面向所述擴散片。
34.如權利要求31所述的背光組件，其特徵在於，設置於所述擴散片之下的所述導光板具有其上表面上形成的多個突出部。
35.如權利要求18所述的背光組件，其特徵在於，所述稜鏡片包括各自都具有突出部的兩個稜鏡片，它們以相對於彼此從約0度到約90度的角度設置。
全文摘要
提供了一種LCD的背光組件。該背光組件包括用於發光的燈，設置在燈一側用於導光的導光板，以及設置在導光板上的擴散片和稜鏡片，其用於提升從導光板輸出的光的效率，其中稜鏡片包括主體部和多個突出部，每一個都具有所述主體部上形成的凹傾斜表面。
文檔編號G02F1/13357GK1617026SQ20041009578
公開日2005年5月18日 申請日期2004年11月12日 優先權日2003年11月12日
發明者崔允豪, 金昌鍾, 金榮建, 李相坤, 李雄相 申請人:Lg電子株式會社