CN1504975A

CN1504975A - 背光组件和具有该背光组件的液晶显示装置

Info

Publication number: CN1504975A
Application number: CNA031239366A
Authority: CN
Inventors: 李庚燉
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Display Co Ltd
Priority date: 2002-12-05
Filing date: 2003-05-22
Publication date: 2004-06-16
Anticipated expiration: 2023-05-22
Also published as: TWI270719B; CN100378537C; TW200410011A; US6942374B2; JP4520116B2; KR100756368B1; US20040109306A1; JP2004186131A; KR20040049202A

Abstract

在具有背光组件的LCD装置中，光导板包括：入射面，用于接收光；反射面，用于反射所述的光；和发射面，用于发射所述光。反射面与发射面之间的直线距离小于入射面的高度。光学片位于发射面，其高度低于入射面高度。所以，即使入射面的高度增加，反射面与发射面之间的直线距离也不会增大。因此，光导板能得到一个适于有效接收光的入射面区域，从而能改善背光组件的发光效率，并可避免增加该背光组件的厚度。

Description

背光组件和具有该背光组件的液晶显示装置

技术领域

本发明涉及背光组件和LCD(液晶显示)装置，尤其涉及能减小整体尺寸并改善发光效率的背光组件和具有该背光组件的LCD装置。

背景技术

一般来说，LCD装置包括产生光的背光组件和响应背光组件所提供的光而显示图像的LCD面板。

但是，背光组件具有较高的电能消耗，而且背光组件导致LCD装置重量增加、体积变大。

近年来，例如发光二极管的点光源被用作背光组件中的灯。发光二极管具有较低的电能消耗、其尺寸适用于背光组件。然而，由于发光二极管不能发射到远距离的位置，所以发光二极管主要应用在具有较小显示屏幕的小尺寸便携式LCD装置。

图1是传统LCD装置的背光组件的剖面图。

参看图1，背光组件50包括：光源10，用于产生光；光导板20，用于引导光、并沿预定方向发射光。

光导板20包括：入射面21，用于接收从光源10发射的光；反射面22，它反射经入射面21而入射的光、并从入射面21的第一端伸展；和发射面23，它发射经入射面21而入射的光、并从入射面21的第二端伸展且平行于反射面22。

如图1所示，由于反射面22与发射面23相互平行，所以入射面21的高度“h”与反射面22和发射面23之间的直线距离“d”相等。

背光组件50还包括：多个光学片30，它们位于发射面23上；反射板40，它处在反射面22下面。

光导板20的入射面21的高度“h”取决于光源10。即，入射面21的高度“h”随着光源10尺寸的增大而增大，从而使反射面22和发射面23之间的直线距离“d”增大。因此，背光组件50的整体厚度“t”增大。

但是，在减小光导板20的厚度以便减小背光组件50的总厚度“t”时，入射面21的高度“h”随着背光组件50的总厚度“t”的减小而减小。结果，背光组件50的发光效率变差。

发明内容

本发明提供一个能减小整体尺寸并改善发光效率的背光组件。

另外，本发明提供具有上述背光组件的LCD装置。

根据本发明的一个方面，背光组件包括：光源，用于产生光；和光导板，用于引导从光源发射的光。

该光导板包括：入射面，它具有第一高度；反射面，它从入射面的第一端伸展；和发射面，它面对该反射面，与所述反射面相距第二高度，所述第二高度小于所述第一高度。入射面接收光，反射面将通过入射面的入射光反射到发射面，发射面发射该入射光和被反射的光。

根据本发明的另一方面，LCD装置包括：光源，用于产生光；和光导板，用于引导从光源发射的光；和LCD面板，用于显示图像。

该光导板包括：入射面，它具有第一高度；反射面，它从入射面的第一端伸展；和发射面，它面对该反射面、与所述反射面相距第二高度，所述第二高度小于所述第一高度。入射面接收光，反射面将通过入射面的入射光反射到发射面，发射面发射该入射光和被反射的光。

该LCD面板具有：显示区，它响应从光导板发射的光而显示图像；周围区，它邻接显示区。

根据本发明，反射面与发射面之间的直线距离小于入射面的高度。即，光学片定位在高度低于入射面高度的发射面。所以，尽管入射面高度随着光源尺寸的变化而增加，但是，反射面与发射面之间的直线距离不需增加。所以，该光导板能够得到可有效接收发自光源的光的入射面的区域，因此，可改善背光组件的发光效率、并避免增大背光组件的厚度。

附图说明

下面，结合附图所作的详细说明将使本发明的上述和其优点更加易于理解，在附图中：

图1是传统LCD装置的背光组件的剖视图；

图2是本发明示例性实施例的背光组件的透视图；

图3是图1所示背光组件的剖视图；

图4是图2所示光导板的详细透视图；

图5是图4所示部分A的局部放大图；

图6是本发明示例性实施例的LCD装置的分解透视图；

图7是沿图6所示LCD装置的线B-B′所作的剖视图；和

图8是本发明另一示例性实施例的背光组件的剖视图。

具体实施方式

图2是本发明示例性实施例的背光组件的透视图，图3是图1所示背光组件的剖视图。

参看图2和3，背光组件100包括：光源110，用于产生光；光导板120，用于引导光、以便沿预定方向发射该光。

具体地，光源110具有诸如多个发光二极管的点光源、并产生光。通过利用半导体器件的PN结结构注入电子或空穴等少数载流子进行重组，每个发光二极管相应地发射光。

光导板120包括：入射面121，用于接收从光源10发射的光、并邻近光源110；反射面122，它反射经入射面121而入射的光、并从入射面121的第一端121a伸展；和发射面123，它发射经入射面121而入射的光、并面对反射面122。

入射面121的高度“h”大于平行于反射面122的发射面123的高度、即大于反射面122与发射面123之间的直线距离d1。入射面121的高度“h”取决于光源10的尺寸。即，入射面121的高度“h”基于光源110的增加而增加。

光导板120还包括引导部分124，引导部分124将经入射面121入射的光引导到发射面123。具体地，引导部分124包括：第一表面124a，它从上端、即入射面121的第二端121b伸展；第二表面124b，它从第一表面124a伸展。第一表面124a平行于反射面122，第二表面124b将第一表面124a连接到发射面123。

反射面122与第一表面124a之间的第二直线距离d2大于反射面122与发射面123之间的第一直线距离d1、并等于入射面121的高度“h”。第二表面124b以预定角α从第一表面124a向发射面123倾斜。

多个光学片130配置在发射面123上以改善诸如从发射面123所发射光的亮度均匀性、视角等光学特性。多个光学片130的尺寸与发射面123的尺寸相对应，以使多个光学片130只配置在发射面123上。

多个光学片130的总的第一厚度t1等于或小于从第二直线距离d2减去第一直线距离d1的高度。即，第一厚度t1等于或小于反射面123与第一表面124a之间的第三直线距离d3(见图5)。所以，虽然多个光学片130配置在发射面130，但总厚度、即背光组件100的第二厚度t2不会因多个光学片130的第一厚度t1而增大。

具有与反射面122的尺寸相对应尺寸的反射板140被配置在反射面122的下面。反射板140将从反射面122泄漏的光反射到光导板120以改善背光组件100的发光效率。

在图2和图3中，已经说明了以诸如多个发光二极管的点光源作为光源110的背光组件100。不过，背光组件100也可使用诸如冷阴极荧光灯(CCFL)的线光源作为光源110。

图4是图2所示光导板120的详细透视图。图5是图4所示部分“A”的局部放大图。

参看图4和5，光导板120包括：入射面121，它接收光源110发射的光、并具有高度“h”；反射面122，它从入射面121的第一端121a伸展(见图2)；和发射面123，它面对反射面122。发射面123以小于高度“h”的第一直线距离d1与反射面122分开。

此外，光导板120还包括引导部分24，引导部分24将经入射面121入射的光引导到发射面123。引导部分124包括第一和第二表面124a和124b。第一表面124a从入射面121的第二端121b伸展、并以第二直线距离d2与反射面122隔开。第二表面124b从第一表面124a伸展、并向发射面123倾斜，以将第一表面124a连接到发射面123。如图5所示，第二直线距离d2大于第一直线距离d1。

第一表面124a定位在与入射面121高度“h”相同的位置上，以使从光源110发射的光经入射面121充分入射。第一表面124a反射或折射经入射面121入射的光，以将该光导向发射面123。

根据第一和第二表面124a和124b的结构，第一表面124a能避免在入射面121的第二端121b与第二表面124b相互接触的拐弯处形成顶点，该顶点在没有第一表面124a的情况下、当第二表面124b直接连接到第二端121b时形成。因此，背光组件100可防止配置在光导板120上的光学片130被擦伤、并避免邻近光导板120的部件的损坏。

第二表面124b从第一表面124a伸展并向发射面123倾斜，从而将第一表面124a连接到发射面123。具体地，第一表面124a与第二表面124b之间的内角α等于或大于90°、而小于180°。在内角α是90°时，第二表面124b平行于入射面121、并垂直于第一表面124a和发射面123。

内角α大于90°时，第二表面124b向入射面121倾斜，因而提高了经入射面121入射的光的反射率。另外，第二表面124b控制光的反射角，使经入射面121入射的光被导向发射面123，从而改善背光组件100的发光效率。

虽然在图4和5中未示出，但第一表面124a与第二表面124b相互接触的角部可具有圆形，以避免光导板120、光学片130和部件被损伤。

在图2-5中，具有反射面122与发射面123相互平行结构的平面型光导板已作为示例性实施例被描述。然而，引导部分124的结构可应用于楔型光导板(未示出)，该结构的反射面122与发射面123之间的第一直线距离d1随着反射面122和发射面123与光源110分开而缩短。

图6是本发明示例性实施例的LCD装置的分解透视图。图7是沿图6所示LCD装置的线B-B′所作的剖视图。

参看图6和7，LCD装置400包括：背光组件100，用于产生光；显示部件200，用于接收所述的光并显示图像；模制框架310，用于顺序地接收背光组件100和显示部件200；和顶架330，它与模制框架组装、以将显示部件200固定到模制框架310。

背光组件100包括：光源110，用于产生光；光导板120，用于引导该光、以将该光沿预定方向发射。光源110包括诸如多个发光二极管的点光源。

光导板120包括：入射面121，它接收光源110发射的光、并邻近光源110；反射面122，它反射经入射面121入射的光、并从入射面121的第一端121a伸展(见图2)；和发射面123，它发射经入射面121入射的光、并面对反射面122。入射面121的高度“h”大于反射面122与发射面123之间的第一直线距离d1。

光导板120还包括引导部分124，引导部分124将经入射面121入射的光引导到发射面123。具体地，引导部分124包括：第一表面124a，它从入射面121的第二端121b伸展；和第二表面124b，它从第一表面124a伸展。第一表面124a平行于反射面122，第二表面124b将第一表面124a连接到发射面123。

第一表面124a与反射面122之间的第二直线距离d2大于反射面122与发射面123之间的第一直线距离d1、并与入射面121的高度“h”相同。另外，第二表面124b以预定角α从第一表面124a向发射面123倾斜。

多个光学片130设置在发射面123上，以便改善例如从发射面123发射的光的亮度均匀性、视角等光学特性。多个光学片130的尺寸与发射面123的尺寸相对应，以使多个光学片130只设置在发射面123上。

在本发明的示例性实施例中，多个光学片130包括：漫射片131，用于改善从发射面123所发射光的亮度均匀性；棱镜片132，用于提高漫射片所散射的光的正面亮度；和保护片133，用于保护棱镜片132的形状。

多个光学片130的第一厚度t1等于或小于第一表面124a与发射面123间的第三直线距离d3。所以，尽管多个光学片130设置在发射面123上，背光组件100的第二厚度t2并不会增加多个光学片130的第一厚度t1那么大。

反射板140设置在反射面122下面。反射板140将从反射面122泄漏的光反射到光导板120，以改善背光组件100发光效率。

虽然没有在图6和7中示出，但为了避免经入射面121提供到引导部分124的光的泄漏，光导板120还可包括设置在引导部分124上的反射膜(未示出)。即，设置在引导部分124的反射膜将光反射到光导板120，从而改善背光组件100的发光效率和LCD装置400的显示质量。

此外，光导板120还可包括形成在入射面121和反射面122上的印制图案(未示出)。当印制图案形成在入射面121上时，从光源110发射并经入射面121入射的光可被该印制图案导向发射面123。而当印制图案形成在反射面122上时，经入射面121入射的光可被不泄漏地导向发射面123。因而，可改善背光组件100的发光效率。

显示部件200包括：LCD控制显示板210，用于显示图像；驱动IC220，用于驱动LCD控制显示板210；和FPC(柔性印刷电路板)230，用于将从外部提供的信号传送到驱动IC220。

LCD控制显示板210包括：第一基底211；第二基底213，它面对第一基底211；和液晶层(未示出)，它设置在第一和第二基底211和213之间。第一基底211具有多个矩阵结构的像素，该多个像素具有TFT(薄膜晶体管)和连接到TFT的像素电极。

第二基底213具有面对像素电极的公共电极。因此，液晶层响应于公共电极与像素电极之间所产生的电场进行设置，以控制液晶层的光透射率。

如图7所示，LCD面板210包括：显示区Ds，用于显示图像；周围区Sr，它邻接显示区Ds。光发射面123的尺寸大于LCD面板210的显示区Ds的尺寸。如果光发射面123的尺寸等于或小于显示区Ds的尺寸，则从背光组件100发射的光因LCD面板210装配误差而不能提供到显示区Ds的全部表面。所以，通过使光发射面123具有大于LCD面板210的显示区Ds的尺寸而改善LCD装置400的显示质量。

驱动IC220设置在周围区Sr。驱动IC220包括：输入端(未示出)，它电连接到第一基底211；输出端(未示出)，它电连接到FPC230。于是，驱动IC220经FPC接收来自外部的信号、并将该信号提供到第一和第二基底211和213。

多个发光二极管110连接到FPC230的后表面、并邻近光导板120的入射面121。即，多个发光二极管110定位在周围区Sr、并具有等于或低于光导板120的入射面121高度“h”的高度。

具体地，多个发光二极管110响应从外部经FPC230所施加的信号进行工作、以产生光。

模制框架310包括底面311和从底面311伸展的四个侧壁312、313、314和315，以提供一个接收空间。反射板140、光导板120、和光学片130依次设置在模制框架310的接收空间中。光学片130设置在除引导部分124外的光导板120发射面123上。所以，虽然光学片130设置在发射面123上，但整个厚度、即背光组件100的第二厚度t2并不会增加光学片130的第一厚度t1那么大。

LCD面板210设置在第一表面124a和光学片130上。LCD面板210的显示区Ds和周围区Sr分别与光导板120的发射面123和引导部分124对应。

FPC230对应光导板120的入射面121而设置，连接到FPC230后表面的多个发光二极管110邻近入射面121。从多个发光二极管110发射的光经入射面121提供到光导板120。

顶架330与模制框架310组装、以局部地覆盖LCD面板210。具体地，顶架330包括：上表面331，它被局部地打开、以暴露出LCD面板210的显示区Ds；和第五到第八侧壁332、333、334和335，它们从上表面331伸展。

当顶架330与模制框架310组装时，顶架330的上表面覆盖LCD面板210的周围区Sr，第五到第八侧壁332、333、334和335分别与第一到第四侧壁312、313、314和315组合，从而制成LCD装置400。

图8是本发明另一示例性实施例的背光组件的剖视图。在图8所示的背光组件中，具有与图3所示背光组件相同结构的部分不再详细说明、且这些部分具有与图3所示背光组件相同的标号。

参看图8，光导板120包括：入射面121，它接收来自光源110的光；反射面122，它反射经入射面121入射的光、并从入射面121的第一端121a伸展；和发射面123，它发射经入射面121入射和被反射面122反射的光。发射面123与反射面122平行。

入射面121具有高度“h”，发射面123以小于高度“h”的第一直线距离d1与反射面122分离。于是，引导部分24向反射面122倾斜、以使入射面121的第二端121b连接到发射面123。即，反射面122与引导部分124之间的直线距离随着引导部分124与入射面121的分离而缩短。

如前所述，多个光学片130设置在发射面123上。多个光学片130的尺寸与发射面123的尺寸相对应、并且只被设置在发射面123上。

多个光学片130的第一厚度t1等于或小于从入射面121的高度“h”中减去直线距离d1所得到的高度。因此，即使多个光学片130设置在发射面123上，总厚度、即背光组件100的第二厚度t2也并不会增加多个光学片130的第一厚度t1那么大。

尺寸与反射面122的尺寸对应的反射板140设置在反射面122的下面。反射板140将从反射面122泄漏的光反射到光导板120、从而改善背光组件100的发光效率。

虽然已具体说明了本发明的示例性实施例，但是可以理解，在不脱离下面权利要求书限定的本发明构思和范围的前提下、本领域的技术人员能够作出各种变化。

Claims

1.一种背光组件，包括：

光源，用于产生光；和

光导板，它具有：入射面，它具有第一高度，接收所述光；反射面，它从所述入射面的第一端伸展，反射经所述入射面入射的光；和发射面，它面对所述反射面，与所述反射面相距第二高度，所述第二高度小于所述第一高度，并发射所述入射光和所述被反射的光。

2.如权利要求1的背光组件，其特征在于，所述第一高度大于所述反射面与反射发射面之间的直线距离。

3.如权利要求1的背光组件，其特征在于，所述光源是点光源。

4.如权利要求1的背光组件，其特征在于，所述光导板还包括引导部分，将所述入射光引导到所述发射面。

5.如权利要求4的背光组件，其特征在于，所述光引导部分包括：

第一表面，它从所述入射面的第二端伸展；和

第二表面，它从所述第一表面伸展，将所述第一表面连接到所述发射面，所述第二表面向所述发射面倾斜。

6.如权利要求5的背光组件，其特征在于，所述第一表面与所述反射面之间的直线距离大于所述发射面与所述反射面之间的直线距离。

7.如权利要求6的背光组件，其特征在于，所述第一表面与所述反射面之间的直线距离等于所述入射面的第一高度。

8.如权利要求5的背光组件，其特征在于，所述第一表面与第二表面之间的内角大于90°、而小于180°。

9.如权利要求4的背光组件，其特征在于，所述引导部分包括从所述入射面的第二端伸展并连接到所述发射面的引导面，所述引导面向所述发射面倾斜，将经所述入射面入射的光引导到所述反射面和发射面。

10.如权利要求9的背光组件，其特征在于，所述引导面与所述反射面之间的距离随着所述引导面与所述入射面分离而缩短。

11.如权利要求1的背光组件，还包括设置在所述发射面上的光学片，用于改善从所述光导板的发射面所发射光的光学特性。

12.如权利要求11的背光组件，其特征在于，所述光学片的高度等于或小于从所述入射面的第一高度中减去位于所述反射面与发射面之间的第二高度所得到的高度。

13.一种液晶显示装置，包括：

光源，用于产生光；

光导板，它具有：入射面，它具有第一高度，接收所述光；反射面，它从所述入射面的第一端伸展，反射经所述入射面入射的光；和发射面，它面对所述反射面，与所述反射面相距第二高度，所述第二高度小于所述第一高度，并发射所述入射光和所述被反射的光；和

液晶显示面板，它具有：显示区，用于响应从所述光导板发射的光而显示图像；和周围区，它邻接所述显示区。

14.如权利要求13的液晶显示装置，其特征在于，所述光导板还包括位于与所述周围区对应的区域中的引导部分，将所述入射光引导到所述发射面。

15.如权利要求14的液晶显示装置，还包括设置在所述周围区的印刷电路板，将用于驱动液晶显示面板的驱动信号提供到所述液晶显示面板。

16.如权利要求15的液晶显示装置，其特征在于，所述印刷电路板经所述引导部分伸展到所述光源的上部，给所述光源施加电压以驱动该光源。

17.如权利要求13的液晶显示装置，其特征在于，所述光源位于所述周围区，其高度低于所述第一高度。

18.一种液晶显示装置，包括：

光源，用于产生光；

光学片，用于改善所述光的光学特性、并发射所述光；

液晶显示面板，它具有：显示区，用于响应从所述光导板发射的光而显示图像；和周围区，它邻接所述显示区；

光导板，接收所述光源发射的光，将所述入射光输送到所述光学片，并提供接收所述光学片的接收空间。

19.如权利要求18的液晶显示装置，其特征在于，所述光导板包括：

入射面，它具有第一高度，接收所述光源发射的光；

反射面，它从所述入射面的第一端伸展，反射经所述入射面入射的光；

发射面，它面对所述反射面，与所述反射面相距第二高度，所述第二高度小于所述第一高度，并发射经所述入射面入射的光和被所述反射面反射的光；和

引导面，它从所述入射面的第二端伸展并连接到所述发射面，所述引导面向所述发射面倾斜。

20.如权利要求19的液晶显示装置，其特征在于，所述引导面将经入射面入射的所述光引导到所述反射面和所述发射面。

21.如权利要求19的液晶显示装置，其特征在于，所述光源位于所述周围区，其高度低于所述第一高度。