照明單元及具有該照明單元的顯示裝置的製作方法

2023-04-27 06:55:21

專利名稱：照明單元及具有該照明單元的顯示裝置的製作方法
技術領域：
本實施方式涉及照明單元及具有該照明單元的顯示裝置。
背景技術：
發光二極體(LED)通過使用例如GaAs基材料、AlGaAs基材料、GaN基材料、InGaN 基材料和InGaAlP基材料等構成發光源。這樣的發光二極體被封裝並被用作發出各種顏色的發光裝置。所述發光裝置現在 用作各種光源，例如字符指示器、圖像顯示器和指示顏色的照明指示器等。

發明內容
本發明的一個方面是一種照明單元。該照明單元包括導光板，該導光板在其一側 具有多個槽；導光延伸部，其形成在所述槽的一側；至少一個發光二極體，其允許光通過所 述導光部入射到所述導光板上。本方面的另一個方面是一種顯示裝置。該顯示裝置包括導光板，該導光板具有形 成在其底面上的多個槽；導光延伸部，其形成在所述槽的一側；至少一個發光二極體，其允 許光通過所述導光部入射到所述導光板上；以及在導光板上的顯示面板。


下面將參照附圖詳細描述實施方式。圖1為根據實施方式的顯示裝置的立體圖。圖2為圖1的顯示裝置中的光源單元的立體圖。圖3為圖2的側視圖。圖4為示出根據實施方式的顯示裝置的照明單元的單獨驅動方法的平面圖。圖5為示出根據實施方式的照明單元的另一個示例的平面圖。圖6為示出根據實施方式的照明單元的另外一個示例的平面圖。
具體實施例方式以下，將參照附圖進行說明。實施方式可以進行各種修改。實施方式的範圍不限 於下面描述的範圍。實施方式提供用於向本領域的技術人員提供更完整的說明。因此，為 了更清楚地進行說明，附圖中部件的形狀和尺寸等可進行擴大。圖1為根據實施方式的顯示裝置的立體圖。圖2為圖1的顯示裝置的光源單元的 立體圖。圖3為圖2的側視圖。如圖1所示，顯示裝置100包括照明單元105和顯示面板107。
所述照明單元105包括光源單元101和光學片103。所述照明單元105可以容納在底蓋(未圖示)的槽中。所述顯示面板107通過使用從所述照明單元105照射的光來顯示圖像信息。例如， 顯示面板107可通過使用液晶顯示面板製成。所述顯示面板107包括上部基板、下部基板 和插設在上述兩個基板之間的液晶層。液晶面板107還可以包括分別與所述上部基板的頂 面和下部基板的底面緊密接觸的偏光片。所述顯示面板107可對應於局部調光碟機動方法或脈衝驅動方法而分成多個區域 並被驅動。顯示面板107的驅動方法不限定於所述的這些。所述照明單元105的光學片103可安置在所述顯示面板107下方。光學片103可 以拆卸。光學片103的安置不限於此。所述光學片103可以包括漫射片(未圖示)和/或稜鏡片(未圖示)。所述漫射 片使從將在後面提到的導光板120發出的光漫射。漫射光被稜鏡片聚集成發光區域。在此， 所述稜鏡片可包括水平或/和豎直稜鏡片以及至少一個亮度加強膜。所述光學片103的種 類和數量可以在實施方式的範圍內變化，並且不限於此。在所述光學片103的下方布置有產生面光的光源單元101。所述光源單元101包括模塊基板110、導光板120、導光延伸部130和至少一個發 光二極體115。所述導光板120包括透明材料。例如，透明材料包括如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA) 的丙烯酸樹脂基材料、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)樹脂、聚碳酸酯(PC)樹脂和聚萘二甲 酸乙二醇酯(PEN)樹脂中的至少一個。在所述導光板120中，導光板120的起到面光源作用的頂面是平坦的。在導光板 120的底面上沿底面的一個方向形成有至少一個槽122。在所述導光板120的頂面上還可以形成有漫射圖案。所述槽122可以形成為從所述導光板120的一端橫穿到另一端。所述槽122包括第一面122a、第二面122b和所述第一面122a和第二面122b通過 其彼此相交的交線122c。所述第一面122a可朝向所述導光板120的平面傾斜。所述第二面122b可垂直於 所述導光板120的平面。但是，並不限於此，第二面122b可以朝嚮導光板120的平面傾斜。所述交線122c的長度等於所述槽122的縱向長度。即，所述交線122c的長度是 從所述導光板120的一端到另一端的長度。在其一側具有至少一個槽122的導光板120可以通過採用注塑成形方法或擠壓方 法相對於一個顯示面板107 —體地形成。所述槽122可以連續地形成在所述導光板120的底面上。第一面122a和第二面 122b可交替地形成在所述導光板120的底面上。所述導光延伸部130形成在所述槽122的第二面122b上以及形成在與所述槽122 的縱向方向平行的導光板120的一個側面上。所述導光延伸部130可以具有長方體的形狀。在所述導光延伸部130和所述導光板120之間插設有粘結構件131。所述粘結構件131例如由塑料基的透明UV結合材料製成。所述導光延伸部130可包括與所述導光板120的材料相同的材料。
所述導光板120可具有與所述粘結構件131的折射率相同的折射率。因此，當入 射到導光延伸部130的光通過所述粘結構件131併入射到導光板120上時，由於沒有折射 率差，幾乎不發生反射損失，因此不會對光學特性造成影響。例如，所述導光板120和導光延伸部130均由PMMA材料製成，則它們和塑料基的 粘結構件131具有約1. 5的相同的折射率。至少一個發光二極體115布置成鄰近所述導光 延伸部130的一側。在每個槽122下方布置有發光二極體115安裝在其上的模塊基板110。所述模塊基板110可包括金屬芯PCB、FR_4PCB、普通PCB、柔性基板等，並且模塊基 板110的材料在實施方式的範圍之內還可做各種變化。可布置多個條形的模塊基板110，或 者，布置尺寸與多個導光板120的總面積相對應的單個模塊基板110。模塊基板110的布置 不限於此。所述至少一個發光二極體115可以是發出如紅色、藍色、綠色等顏色中的至少一 種顏色的彩色LED或者白色LED。所述彩色LED可以包括紅色LED、藍色LED、綠色LED。這 裡，發光二極體的布置以及從發光二極體發出的光能夠在實施方式的範圍內變化。為了將光提供給導光板120的每個區域，所述模塊基板110將電力供應給導光板 120的每個區域的發光二極體115，由此單獨驅動每個區域的發光二極體。因此，導光板120 的區域能夠發出與其他部分具有不同亮度的光。所述至少一個發光二極體115具有側發光的形式，並且布置在所述導光延伸部 130的一側。發光二極體115允許光入射到導光延伸部130的側面。所述導光板120對從 槽122的第二面122b入射的光進行引導，並將光通過頂面以面光的形式發出。在導光板120的下方或在其底面上布置有如反射片、反射劑和反射板的反射構件 140，該反射構件140對從所述導光板120漏出的光進行再反射。所述反射構件140可以形 成在導光延伸部130的下方或形成在導光延伸部130的底面上。所述反射構件140可以形成在導光板120的槽122的第一面122a上。所述反射 構件140不形成在導光板120的槽部122中的第二面122b (即導光板120的槽122的光入 射面)上。從所述至少一個發光二極體115發出的光可在光的射出方向上被形成在所述槽 122的第一面122a上的反射構件140遮擋。根據顯示裝置的尺寸、特性，發光二極體115的規格和導光板120的特性，所述導 光延伸部130的長度和寬度是不同的。導光延伸部130設計成具有合適的長度從而不產生 熱斑。在實施方式中，在導光板120的底面上形成有多個槽122，在每個槽122的一側布 置有至少一個發光二極體115。結果，能夠提供改進的光學均勻性。在實施方式中，在其底面上具有槽122的導光板120 —體地形成，且利用粘結構件 131將導光延伸部130粘結到每個槽122上。因此，能夠改善熱斑以及得到光學均勻性。本發明的實施方式提供了如局部調光碟機動方法和脈衝驅動方法等的部分驅動方 法，由此降低了電力消耗，改善了屏幕對比度，並且改進了顯示裝置的圖像質量。另外，在實施方式中，一體形成的導光板120，即被部分驅動的背光單元，使得能夠 單獨地驅動其照明區域。還能夠精確地控制通過單獨照明區域的光量分布。另外，根據整 個區域的子區域來單獨驅動發光二極體，從而子區域能夠發出具有與其他部分不同的亮度的光。因此，顯示裝置能夠示出具有改進質量的圖像。圖4為示出根據實施方式的顯示裝置的照明單元的單獨驅動方法的平面圖。參照圖1和圖4，照明單元105通過整體驅動方法或者部分驅動方法來驅動。所述 部分驅動方法包括局部調光碟機動方法或脈衝驅動方法等。當所述至少一個發光二極體115通過局部調光碟機動方法驅動時，所述顯示面板 107包括多個單位照明區域。所述至少一個發光二極體115的亮度可以根據所述單位照明 區域「A」的灰度峰值而單獨控制。當所述至少一個發光二極體115通過脈衝驅動方法進行驅動時，所述照明區域中 的每一個與所述顯示面板107在時間上同步，並且被依次點燈。雖然所述導光板120是一體形成的，但單獨的照明區域是通過形成在導光板120 的底面上的槽122形成的。因此，照明單元105可部分地驅動，且能夠獲得光學均勻性。換 句話說，雖然實施方式示出了單獨的單位照明區域「A」形成在顯示面板107上，但這並不意 味著單位照明區域「A」是物理分開的。一體形成的導光板120能夠產生每個單位照明區域 「A」的邊界的高照明品質。所述至少一個發光二極體115的驅動方法根據其電路設計而有各種變化。對發光 二極體115的驅動方法沒有限制。圖5為示出根據實施方式的照明單元的另一個示例的平面圖。在此，示出並描述 了布置在導光板的外表面上的導光延伸部和發光二極體。雖然沒有圖示布置在槽內的導 光延伸部和發光二極體，但可以預期導光延伸部和發光二極體以與圖5所示相同的形狀形 成。在對圖5所示的照明單元的說明中，將省略與上述實施方式的說明相同的部分的
重複說明。根據上述說明的實施方式，照明單元105的導光延伸部130形成為具有與每個槽 部122的長度相同的長度。參照圖5，考慮到發光二極體115的規格和光發生範圍，導光延伸部230相對於照 明單元105的邊長分成兩個或更多個導光延伸部231、232。圖6為示出根據實施方式的照明單元的另一示例的平面圖。在對圖6所示的照明單元的說明中，將省略與上述實施方式的說明相同的部分的
重複說明。參照圖6，考慮到發光二極體115的規格和光發生範圍，照明單元的導光延伸部 333形成為與發光二極體115 —一對應。S卩，多個導光延伸部333通過粘結構件131而粘結到導光板120的一側或者槽的 一側。此外，發光二極體115 —一對應地布置於導光延伸部333的一側。上述實施方式和優點僅僅是示例性的，將不解釋為限制本發明。本教導可容易地 應用於其他類型的設備。對上述實施方式的描述意於是說明性的，將不限制權利要求的範 圍。許多替代、修改和變化對於本領域的技術人員都將是顯而易見的。在權利要求中，功能 限定性裝置的語句意於覆蓋本文描述的用於進行所述功能的結構以及不僅僅是結構的等 同體還有等同的結構。
權利要求
一種照明單元，包括具有多個槽的導光板，所述多個槽形成在所述導光板的一側；導光延伸部，所述導光延伸部形成在所述多個槽中的每個槽中，其中，每個導光延伸部附接於所述導光板的至少部分形成相應槽的表面，並且每個導光延伸部在所述相應槽內縱向延伸；以及至少一個發光二極體，所述至少一個發光二極體與所述多個槽中的每個槽相關聯且通過相應的導光延伸部將光發射到所述導光板中。
2.如權利要求1所述的照明單元，其中，所述導光板包括與所述導光延伸部相同的材料。
3.如權利要求1所述的照明單元，其中，所述多個槽中的每一個延伸所述導光板的長度。
4.如權利要求1所述的照明單元，還包括粘結構件，所述粘結構件插設在每個導光延 伸部與所述多個槽的每一個中的相應的導光板表面之間，每個導光延伸部附接於所述相應 的導光板表面。
5.如權利要求4所述的照明單元，其中所述粘結構件、所述導光延伸部和所述導光板 具有相同的光學折射率。
6.如權利要求1所述的照明單元，其中，所述導光板包括平坦的前表面、多個第一面和 多個第二面，所述多個第一面中的每個面均垂直於所述平坦的前表面，所述多個第二面中 的每個面與所述第一面中的相應一個相交以在所述導光板的後表面上形成所述多個槽。
7.如權利要求6所述的照明單元，其中，每個導光延伸部形成在相應的槽的所述第一 面上。
8.如權利要求6所述的照明單元，還包括形成在所述第二面中每一個上的反射構件，從而通過相應的導光延伸部發出的光通過 所述相應的導光延伸部附接於其上的第一面而進入到所述導光板中，並被所述反射構件反 射通過所述平坦的前表面。
9.如權利要求8所述的照明單元，其中，形成在所述第二面中每一個上的反射構件在 所述相應的導光延伸部後方延伸。
10.如權利要求1所述的照明單元，還包括在所述導光板後方的至少一個基板，其中，與所述多個槽中每一個相關聯的所述至少 一個發光二極體安裝在所述至少一個基板上。
11.如權利要求1所述的照明單元，還包括反射構件，所述反射構件沿著每個槽的至少一部分形成且位於相應的導光延伸部後方。
12.—種顯示裝置，包括具有多個槽的導光板，所述多個槽形成在所述導光板的後表面上； 導光延伸部，所述導光延伸部形成在所述多個槽中的每個槽中，其中，每個導光延伸部 附接於所述導光板的至少部分形成相應槽的表面，並且每個導光延伸部在所述相應槽內縱 向延伸；以及與所述多個槽中的每個槽相關聯的至少一個發光二極體，所述至少一個發光二極體構造成通過相應的導光延伸部將光發射到所述導光板中；以及 顯示面板，所述顯示面板位於所述導光板的正面。
13.如權利要求12所述的顯示裝置，還包括布置在所述顯示面板與所述導光板之間的 光學片。
14.如權利要求12所述的顯示裝置，還包括粘結構件，所述粘結構件插設在每個導光延伸部與所述多個槽的每一個中的相應的導 光板表面之間，每個導光延伸部附接於所述相應的導光板表面。
15.如權利要求12所述的顯示裝置，其中，所述導光板包括平坦的前表面、多個第一面 和多個第二面，所述多個第一面中的每個面均垂直於所述平坦的前表面，所述多個第二面 中的每個面與所述第一面中的相應一個相交以在所述導光板的後表面上形成所述多個槽。
全文摘要
本發明公開了一種照明單元。該照明單元包括導光板，該導光板在其一側具有多個槽；導光延伸部，其形成在所述槽的一側；至少一個發光二極體，其允許光通過所述導光部入射到所述導光板上。
文檔編號F21S2/00GK101986003SQ20101023550
公開日2011年3月16日 申請日期2010年7月21日 優先權日2009年7月28日
發明者吳南錫 申請人:Lg伊諾特有限公司