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CN100517010C - 去除黑区的背光组件及带有这样组件的显示装置 - Google Patents

去除黑区的背光组件及带有这样组件的显示装置 Download PDF

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CN100517010C CNB2006100513991A CN200610051399A CN100517010C CN 100517010 C CN100517010 C CN 100517010C CN B2006100513991 A CNB2006100513991 A CN B2006100513991A CN 200610051399 A CN200610051399 A CN 200610051399A CN 100517010 C CN100517010 C CN 100517010C
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Abstract

本发明提供一种去除黑区的背光组件和一种包括该背光组件的显示装置。背光组件包括：发光光源，接收和引导从光源发出的光的导光板。光扩散区形成在该导光板的光入射部分中。

Description

去除黑区的背光组件及带有这样组件的显示装置
技术领域
本发明涉及一种去除黑区的背光组件，特别是，一种当导光板(LGP-lightguiding plate)导入光时在LGP中产生的黑区被去除的背光组件及带有背光组件的显示装置。
背景技术
液晶显示(LCD)装置已经减小了尺寸和重量，并且提高了性能。结果，这样的显示装置的需求增加了。
采用LCD板的LCD装置尺寸小，重量轻，功耗低。LCD装置几乎应用于所有的需要显示装置的信息处理设备中，并且作为阴极射线管(CRTs)的替代品已经变得具有吸引力。
LCD装置施与电压时改变其液晶分子排列为不同的分子排列。作为改变分子排列的结果，液晶单元发射的光的光学特性的改变，如双折射、旋光性，分色性，光学散射，导致视觉的改变。就是说，LCD装置是光接收显示装置，其利用在液晶单元中调制光显示数据。
具体地，小尺寸LCD装置，如移动电话显示屏，使用发光二极管(LED)，其体积小，发射效率高，功耗小，对外界影响抵抗力强。
从LED发射的光，由LGP接收和引导，提供给作为LCD装置的组成部分的LCD板。由于LED是点光源，当从LEDs发射出来的光发射到LGP上时，在LGP的入口处的LEDs之间产生黑区。例如，假定LGP由具有折射指数n为1.49的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制造，当从LEDs发射的光具有60°的方向性，从空气发射到LGP，根据Snell定律，光以35.5°的入射角射入LGP。
以这样的入射角，在发光二极管之间产生黑区，由此降低了发光效率。黑区产生在LCD装置的边缘，导致屏幕是黑的，并且不能显示清楚的图像。
发明内容
本发明的一个实施例提供了能够去除黑区的背光组件和具有背光组件的显示装置。
根据本发明的实施例，其提供了包括发射光的光源的背光组件，以及接收和引导从光源发射的光的LGP。在LGP中提供的光扩散区可以包括，包括聚合物树脂或玻璃的基体，以及混合在基体中以扩散入射光的扩散剂。
在LGP中的扩散剂的含量可以在大约0.01wt％到大约10.00wt％的范围。
扩散剂可以由聚碳酸酯和丙烯酸树脂组成的组中的一种或多种材料组成。
LGP还可以包括导光的导光区，并且导光区可以在光的传播方向上邻近光扩散区处形成。
导光区可以包括聚合物树脂或玻璃。
多个凹入部分和多个突出部分可以连续提供在位于相对于光源的位置的导光板的入射表面上。
光源可以是发光二极管。
光源可以是由沿着导光板的光入射表面平行设置的多个发光二极管形成的线性光源。
根据本发明的另一个实施例，其提供了包括显示图像的板单元和给板单元提供光的背光组件。背光组件包括发光的光源，以及接收和引导从光源发射的光的LGP。光扩散区形成在LGP的光入射部分中。在LGP中提供的光扩散区可以包括，包括聚合物树脂或玻璃的基体和混合在基体中以扩散入射光的扩散剂。
板单元可以是液晶显示板。
显示装置可以用于移动电话。
附图说明
结合附图通过下述的详尽描述可以更好地理解本发明的优选实施例，其中：
图1是根据本发明的一个实施例的背光组件的分解透视图；
图2是根据本发明的一个实施例的背光组件装配的透视图；
图3是沿着图2所示CC线剖取的截面视图；
图4是根据本发明的一个实施例的带有背光组件的显示装置的分解透视图；
图5是根据本发明的一个实施例的背光组件的分解透视图；
图6是根据本发明的一个实施例的背光组件的分解透视图；和
图7是根据本发明的一个实施例的带有背光组件的显示装置的分解透视图。
具体实施方式
在下文，参照附图将更详尽地描述本发明的优选实施例，其中示出了本发明的优选实施例。然而，本发明可以以不同的形式予以体现，而不应解释成局限于在此所述的实施例。
图1示出了用于如移动电话显示器的LCD装置中的背光组件40。
如图1所示的背光组件40包括光源41(如虚线所示)、反光片46和光片44。背光组件40设有压敏粘合剂(PSA)45、模框架62和底盘64，其固定和支撑着背光组件40。
图1示出作为光源41安装在板43上的LED。作为选择，其它形式的点光源可以用于替换LED，例如线光源或面光源。图1示出三个发光二极管。作为选择，发光二极管的数量可以不同于三个。
从光源41发出的光由导光板(以下简称LGP)10接收和引导。光入射面101形成在LGP10中。引导到LGP10中的光以向上的方向(Z轴正方向)引导通过LGP。以向下方向(Z轴负方向)传输通过LGP的光由设置在LGP10下面的反射片46反射到背光组件40的上部。由LGP10引导的光的亮度得到增强，并且该光提供到设置在LGP10上方的多个光片44的上部。光源41安装在板43上，并且通过连接到板43的连接单元42电连接到背光组件40的外面的电源。光源41接受驱动电压，并且由其驱动。
LGP10和光片44由模框架62固定。底盘64设置在模框架62的下方，并且固定反射片46。PSA45固定在模框架62上，并且固定设置在背光组件40的下部中的背光组件40的内部部件。
如图1所示，光扩散区A和导光区B设置在LGP10中。光扩散区A均匀地扩散光，其通过LGP10的光入射面101。光扩散区A形成在光入射部分。光入射部分是从光入射面101的周边开始并且朝着LGP10的内部延伸的区域。扩散区A可以引导入射光。
导光区B沿着光的主传播方向(Y轴方向)设置成邻近光扩散区A。因此在整个LGP10上均匀导光。作为结果，均匀分布的光可以提供到背光组件40的上部。
图2示出了如图1所示的背光组件40的所有部件的组合状态。
在从光源41(如虚线所示)均匀扩散同时引导通过LGP10后，其以向上的方向(Z轴的正方向)提供。因此，在面板单元中可以显示清楚的图像，例如，设置在背光组件40上部中的面板单元。
图3是沿着图2所示的CC线剖取的截面视图。图3示出从光源41发射的光入射到LGP10并且在光扩散区A扩散时所处的状态。从光源41发射的光入射到LGP10的光扩散区上，并且在箭头所指方向上扩散。因为光在光扩散区A的所有部分中均匀扩散，所以在设置在光源41之间的LGP的部分中不产生黑区。
LGP10包括光扩散区A和导光区B。从光源41到LGP10所应用的光在扩散区A的箭头所指的方向上扩散。尽管在导光区B没用箭头示出，但是光在Y轴方向上引导到LGP10的末端。
光扩散区A包括基体和扩散剂，其扩散入射光并且混合在基体中。光扩散区A可以包括其它成分。基体包括作为基础的底材料，并且可以由(例如)聚合物树脂或玻璃制成。PMMA是聚合物树脂的例子。例如聚碳酸酯和丙烯酸树脂的一种或多种材料可以选作扩散剂。扩散剂履行扩散入射到LGP10的光的功能。
优选的在LGP10中的扩散剂的含量是在大约0.01wt％到大约10.00wt％。当在LGP中的扩散剂的含量少于大约0.01wt％时，入射在LGP上的光的扩散率降低。结果，黑区产生在设置在光源41之间的LGP10的部分中。当在LGP中的扩散剂的含量大于大约10.00wt％时，因为光过分扩散，所以在导光区B中不能很好引导。因此，光不能均匀地提供到背光组件40的上部。
毗邻光扩散区A的导光区B包括聚合物树脂或玻璃。扩散剂不混合在导光区B中。因此，光在导光区不扩散，并且可以在Y轴方向上引导到LGP10的末端。因此，光可以均匀地提供到背光组件40的整个表面。
LGP10可以用双注模成型法制造。首先，聚合物树脂芯为例，PMMA加热、溶化，然后扩散剂添加到溶化的聚合物树脂芯。通过这样的方法，扩散剂均匀地分布在聚合物树脂中生成混合物。其次，混合物浇入模中来制造LGP。在一些混合物浇出后，溶化的聚合物树脂芯浇入模中。在通过上述方法制造后，从模移出的LGP分成光扩散区A和导光区B。
尽管LGP10的光扩散区A和导光区B如图3划分，但是光扩散区A和导光区B可以以其它结构形成。
图4是用于例如移动电话显示装置的分解透视图。
如图4所示，示出LCD板75作为用在显示装置中的板单元。作为选择，可以使用其它接收板单元代替LCD板。
如图4所示的显示装置包括上底盘61、LCD板组件70、背光组件40和印刷电路板(PCB)72。LCD板组件70包括LCD板75、集成电路芯片(IC芯片)77和柔性印刷线路(FPC)79。背光组件40引导和提供光到LCD板75，并且设置在背光组件40上方的LCD板组件70控制LCD板75显示图像。
LCD板75包括：TFT板73，其包括多个薄膜晶体管(TFT)；滤色板71，其设置在TFT板73的上方；和液晶(未示出)，其注入在TFT板和滤光板之间。IC芯片77安装在TFT板73上，并且控制LCD板75，由涂在IC芯片77周边的保护膜78保护。
TFT板73是透明玻璃板，其中形成具有矩阵形状的薄膜晶体管。数据线连接到TFT板73的源极端，并且栅极线连接到栅极端。包括透明铟锡氧化物(ITO)作为导电材料的像素电极形成在漏极端。LCD板75的数据线和栅极线连接到FPC79。如果电信号从FPC79输入，电信号输入到TFT的源极端和栅极端，并且TFT由输入的电信号开或关。因此，形成像素所需要的电信号输出到漏极端。FPC79从PCB72接收视频信号，并且施与每个驱动信号到LCD板75的数据线和栅极线。
另一方面，滤色板71设置在与TFT板73相对的显示装置100的上部中。在滤色板71中，RGB像素，即当光通过时显示预定颜色的像素，由薄膜形成工艺形成。包括ITO的共用电极涂在滤色板71的整个表面上。当电源施与TFT的栅极端和源极端时，在TFT板73的像素电极和滤色板71的共用电极之间形成电场，薄膜晶体管接通。注入在TFT板71和滤色板73之间的液晶的排列角度通过电场改变，并且光的传输因排列角度的改变而改变，由此获得要求的像素。
为了适时驱动显示装置100，FPC79产生用于数据驱动信号和栅极驱动信号的多个定时信号。栅极和数据驱动信号分别施与到LCD板75的栅极和数据线。在图4中，示出了FPC79的断开状态和使用中的接通状态。
上底盘61将LCD板75固定在背光组件40上。
因为如图4所示的背光组件40提供不产生黑区的光，所以可能在LCD75中显示清晰的图像。特别是，因为提供的光增强了亮度和均匀分布，可能在LCD板75上看到高质量的图像。
图5是提供另一种形式的LGP20的背光组件60的分解透视图。
如图5所示的背光组件60，除了LGP20外，与图1所示的根据本发明的实施例背光组件具有基本上相同的结构。
在LGP20中，多个凹入部分和突出部分连续形成在与光源41相对的光入射面201上。
多个凹入部分和突出形成了锯齿状部分2011。因此，入射到LGP20上的光首先物理(physically)扩散。然后，当通过LGP20的光扩散区A时，光再一次扩散。由于光的第一和第二阶段扩散，在LGP20中不产生黑区。因此，均匀分布在LGP20的整个表面上的光可以提供到显示装置的上部。
图6示出根据本发明的一个实施例的背光组件80。背光组件80形成为楔形，并且具有线性光源。
背光组件80包括光源86、光源盖板85、LGP30、光片82和反光片89。上模框架81和下模框架88分别形成在背光组件80的上部和下部中，以固定和支撑在内部的部件。因此，光源86可以牢固地容放，并且可以屏蔽外界的影响。
光源86是线性光源，并且通过沿着LGP30的光的入射表面平行设置多个LED761形成。多个LED761安装在板763上，并且通过外部施与驱动电压驱动。多个LED761由红色R LEDs、绿色G LEDs和蓝色B LEDs混合而成。
光扩散区A形成在LGP30的光入射表面中。因此，当在光扩散区A产生扩散时，从每个LED发射的不同色光可能混合。结果可以获得具有高亮度的白光。通过这种方法获得的白光在通过LGP30的导光区B时被引导。因为图案(在图6中未示出)形成在LGP30的下表面中，所以光被均匀引导。
如上述所描述，具有增强亮度的光通过采用具有光扩散区A的LGP30获得。具有光扩散区A的LGP30可以用于具有线性光源的背光组件80。
图7是根据本发明的一个实施例的具有背光组件80的显示装置300的分解透视图。显示装置300采用LCD板50作为板单元。
如图7所示，LCD板包括TFT板51、滤色板53和注入在TFT和滤色板51和52之间的液晶(未示出)。LCD板50的结构和功能与LCD板75的相同。
在其上分别安装有IC芯片931和941的驱动IC封装93和94，安装在TFT板51上。驱动IC封装93、94可以是例如膜上芯片(COF)或者带载体封装(TCP-tape carrier package)。从PCB92传输的驱动信号施与到通过驱动IC封装93、94形成在TFT板51上的栅极线和数据线，从而LCD板50受到驱动。设置在背光组件80下部中的控制板(未示出)产生驱动信号，并且传输驱动信号到PCB92。因为从背光组件80提供了均匀扩散的光源，而且其中的亮度得以增强，在LCD50上可以显示清晰的图像。
尽管在此参照附图已经描述了例证性的实施例，但是应该理解的是，本发明不局限于那些精确的实施例，本领域的技术人员可以就此实施各种其它的变化和修改而不脱离本发明的范围和精神。本发明所附权利的范围旨在覆盖所有的这样的变化和修改。

Claims (18)

1、一种背光组件，包括：
发射光的光源；和
接收和引导从该光源发射的该光的导光板，
其中，该导光板包括形成在该导光板的光入射部分中的光扩散区和在该光的传输方向上邻近该光扩散区形成从而引导该光的导光区，该光扩散区包括：包括聚合物树脂或玻璃的基体，和混合在该基体中以扩散入射光的扩散剂，该扩散剂包括聚碳酸酯或丙烯酸树脂中的至少一种。
2、如权利要求1所述的背光组件，其中，在该导光板中的该扩散剂的含量范围为大约0.01wt％到大约10.00wt％。
3、如权利要求1所述的背光组件，其中，该导光区包括聚合物树脂或玻璃。
4、如权利要求1所述的背光组件，其中，多个凹进部分和多个突出部分连续形成在该导光板的光入射表面上。
5、如权利要求4所述的背光组件，其中，该多个凹进部分和该多个突出部分设置为与该光源相对。
6、如权利要求1所述的背光组件，其中，该光源是发光二极管。
7、如权利要求1所述的背光组件，其中，该光源是通过沿着该导光板的光入射表面平行排列多个发光二极管形成的线性光源。
8、一种显示装置，包括：
显示图像的板单元；和
给该板单元提供光的背光组件，
其中，该背光组件包括发射该光的光源，和接收和引导从该光源发射的该光的导光板，和
其中，该导光板包括形成在该导光板的光入射部分中的光扩散区和在该光的传输方向上邻近该光扩散区形成从而引导该光的导光区，该光扩散区包括设置为与该光源相对的锯齿状部分，该导光区起始于该光扩散区终止处的该导光板的内部部分。
9、如权利要求8所述的显示装置，其中：该导光区包括聚合物树脂或玻璃。
10、如权利要求8所述的显示装置，其中，多个凹进部分和多个突出部分连续形成在该导光板的光入射表面上。
11、如权利要求10所述的显示装置，其中，该多个凹进部分和该多个突出部分设置为与该光源相对。
12、如权利要求8所述的显示装置，其中，该光源是发光二极管。
13、如权利要求8所述的显示装置，其中，该光源是通过沿着该导光板的光入射表面平行排列多个发光二极管形成的线性光源。
14、如权利要求8所述的显示装置，其中，该板单元是液晶显示板。
15、如权利要求8所述的显示装置，其中，该显示装置用在移动电话中。
16、如权利要求8所述的显示装置，其中，该光扩散区包括：包括聚合物树脂或玻璃的基体，和混合在该基体中以扩散入射光的扩散剂；且该光扩散区自该导光板的边缘延伸从而终止于该导光板的该内部部分处。
17、如权利要求16所述的显示装置，其中，在该导光板中的该扩散剂的含量范围为大约0.01wt％到大约10.00wt％。
18、如权利要求16所述的显示装置，其中，该扩散剂包括聚碳酸酯或丙烯酸树脂中的至少一种。
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