專利名稱：背光單元和使用該背光單元的液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能夠進(jìn)行局部調(diào)光的背光單元以及使用該背光單元的液晶顯示
o
背景技術(shù)：
液晶顯示器(LCD)具有輕、薄以及低功耗驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)，因此其應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大。 LCD使用于移動(dòng)計(jì)算機(jī)，諸如筆記本電腦、辦公自動(dòng)化裝置、音頻/視頻設(shè)備、室內(nèi)/室外 廣告顯示器件等。作為最常見(jiàn)的LCD，透過(guò)型LCD通過(guò)控制施加到液晶層的電場(chǎng)來(lái)調(diào)節(jié)從背 光單元入射的光，從而顯示圖像。LCD的畫面質(zhì)量依賴于對(duì)比度特性(contrast characteristics)。但是，通過(guò)控制 施加到液晶面板的液晶層的數(shù)據(jù)電壓而對(duì)液晶層的透光率的簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)使對(duì)比度特性的改 善受限。因此，為了改善對(duì)比度特性，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一種根據(jù)圖像調(diào)節(jié)背光單元的亮度的背光 調(diào)光控制，通過(guò)這種背光調(diào)光控制，顯著地提高了對(duì)比度特性。背光調(diào)光控制方法通過(guò)根據(jù) 輸入圖像來(lái)適應(yīng)性地調(diào)節(jié)背光單元的亮度而減小功耗。背光調(diào)光方法包括用于調(diào)整顯示 表面的整個(gè)亮度的整體調(diào)光方法，和用于局部地調(diào)整顯示表面的亮度的局部調(diào)光方法。整 體調(diào)光方法能夠改善前一幀和后一幀之間測(cè)量的動(dòng)態(tài)對(duì)比度。在局部調(diào)光方法中，在一幀 周期內(nèi)局部地控制顯示表面的亮度，由此改善靜態(tài)對(duì)比度，這通過(guò)整體調(diào)光方法很難獲得。背光單元分為直下式背光單元和側(cè)光式背光單元。側(cè)光式背光單元具有這樣的結(jié) 構(gòu)光源設(shè)置成面對(duì)導(dǎo)光板的側(cè)面，并且多個(gè)光學(xué)片設(shè)置在液晶面板與導(dǎo)光板之間。由于它 們的結(jié)構(gòu)不同，側(cè)光式背光單元可以實(shí)現(xiàn)為比直下式背光單元更薄，但是光源朝向?qū)Ч獍?的一側(cè)發(fā)光，并且導(dǎo)光板將線性光源或點(diǎn)光源改變成面光源。因此，這種現(xiàn)存的側(cè)光式背光 單元不能實(shí)現(xiàn)局部調(diào)光。直下式背光單元具有這樣的結(jié)構(gòu)多個(gè)光學(xué)片設(shè)置在液晶面板下方的擴(kuò)散板的上 方，并且多個(gè)光源設(shè)置在擴(kuò)散板的下方。在直下式背光單元中，多個(gè)光源可以設(shè)置在擴(kuò)散板 的下方，并且單獨(dú)控制多個(gè)光源以實(shí)現(xiàn)局部調(diào)光。但是，不能減小直下式背光單元的厚度， 因此很難設(shè)計(jì)較薄的IXD。減小直下式背光單元的厚度存在困難的原因是在擴(kuò)散板與光源之間必須確保一 定距離。直下式背光單元的擴(kuò)散板用于擴(kuò)散從光源的入射的光以獲得顯示表面的均勻亮 度。為了充分地?cái)U(kuò)散直下式背光單元的光，光源與擴(kuò)散板之間的距離必須足夠長(zhǎng)。但是，隨 著LCD逐漸變薄的趨勢(shì)，擴(kuò)散板與光源之間的距離被減小，而來(lái)自光源的光不能充分?jǐn)U散， 由于貝克的線現(xiàn)象，即在顯示圖像上看到光源，所以可能會(huì)退化顯示圖像的亮度均勻性。為 了解決顯示圖像的這種亮度不均勻問(wèn)題，已經(jīng)提出一種用于增加光源的數(shù)量和設(shè)置密度的 方法、一種通過(guò)在與液晶顯示面板面對(duì)的擴(kuò)散板上形成精細(xì)棱鏡圖案或透鏡圖案來(lái)增強(qiáng)光學(xué)片的擴(kuò)散功能的方法、一種補(bǔ)強(qiáng)擴(kuò)散片的方法等，但是這些方法在增加光的擴(kuò)散度方面 具有局限，并且必然增加成本。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)方案是提供一種背光單元以及使用該背光單元的液晶顯示器，該背 光單元能夠在減小液晶顯示器的厚度的同時(shí)進(jìn)行局部調(diào)光并且提高液晶顯示器的對(duì)比度 特性。在一個(gè)方案中，一種背光單元包括第一導(dǎo)光板，包括在其上沿著第一方向形成以 限定第一方向上的導(dǎo)光溝道的凹雕圖案線；第二導(dǎo)光板設(shè)置在該第一導(dǎo)光板下方，并且包 括在其上沿著第二方向形成以限定第二方向上的導(dǎo)光溝道的凹雕圖案線，該第二導(dǎo)光板的 凹雕圖案與該第一導(dǎo)光板的凹雕圖案線交叉；第一光源，設(shè)置成面對(duì)該第一導(dǎo)光板的側(cè)面， 并且向第一方向的導(dǎo)光溝道發(fā)出光；以及第二光源，設(shè)置成面對(duì)該第二導(dǎo)光板的側(cè)面，并且 向第二方向的導(dǎo)光溝道發(fā)出光。所述第一導(dǎo)光板設(shè)置在該第二導(dǎo)光板的上方。所述第一方向上的導(dǎo)光溝道與第二方向上的導(dǎo)光溝道彼此垂直。所述第一導(dǎo)光板 的凹雕圖案線的深度小于該第一導(dǎo)光板的厚度。所述第二導(dǎo)光板的凹雕圖案線的深度小于該第二導(dǎo)光板的厚度。所述第一導(dǎo)光板的凹雕圖案線和第二導(dǎo)光板的凹雕圖案線可以具有四邊形(艮口， 正方形、矩形等)、三角形、圓形、和橢圓形中的至少一種形狀的截面。所述第一導(dǎo)光板可以包括第一精細(xì)凹雕/浮雕圖案，該第一精細(xì)凹雕/浮雕圖案 形成在第一方向上的導(dǎo)光溝道內(nèi)的第一導(dǎo)光板的上表面或下表面上，并且具有比第一方向 的凹雕圖案線的深度更小的高度。所述第二導(dǎo)光板可以包括第二精細(xì)凹雕/浮雕圖案，該第二精細(xì)凹雕/浮雕圖案 形成在第二方向上的導(dǎo)光溝道內(nèi)的第二導(dǎo)光板的上表面或下表面上，并且具有比第二方向 的凹雕圖案線的深度更小的高度。在另一方案中，一種液晶顯示器包括液晶顯示面板；以及背光單元。液晶顯示器的背光單元包括第一導(dǎo)光板，包括在其上沿著第一方向形成以限定 第一方向上的導(dǎo)光溝道的凹雕圖案線；第二導(dǎo)光板設(shè)置在該第一導(dǎo)光板下方，并且包括在 其上沿著第二方向形成以限定第二方向上的導(dǎo)光溝道的凹雕圖案線，該第二導(dǎo)光板的凹雕 圖案與該第一導(dǎo)光板的凹雕圖案線交叉；第一光源，設(shè)置成面對(duì)該第一導(dǎo)光板的側(cè)面，并且 向第一方向的導(dǎo)光溝道發(fā)出光；以及第二光源，設(shè)置成面對(duì)該第二導(dǎo)光板的側(cè)面，并且向第 二方向的導(dǎo)光溝道發(fā)出光。
給本發(fā)明提供進(jìn)一步理解并組成說(shuō)明書一部分的附解了本發(fā)明的實(shí)施方式 并與說(shuō)明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的液晶顯示器(LCD)的示意框圖。圖2是示出圖1的液晶顯示面板的一部分像素陣列的等效電路圖。圖3是示出由凹雕圖案線劃分的第一和第二導(dǎo)光板的方框。
5圖4A至圖4D是示出部分第一和第二導(dǎo)光板的放大視圖。 圖5A至圖5C是凹雕圖案線的截面圖。 圖6是凹雕圖案線和精細(xì)凹雕/浮雕圖案的截面圖。 圖7是通過(guò)組裝液晶面板和背光單元形成的液晶模塊的俯視圖, 圖8A是沿圖7中線1-1’的液晶模塊的截面圖。 圖8B是沿圖7中線11-11’的液晶模塊的截面圖。圖9是使用發(fā)光二極管(LED)作為光源的現(xiàn)有技術(shù)的液晶模塊的截面圖。圖10是使用冷陰極熒光燈(CCFL)作為光源的現(xiàn)有技術(shù)的液晶模塊的截面圖。圖11是示出通過(guò)比較根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施方式的導(dǎo)光板的光的直行特征與現(xiàn)有 技術(shù)的導(dǎo)光板的光的直行特征而獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
附圖文字 Gatel 柵線 1
Gate3 Datal Data3
Gate2 Gate4 Data2 Data4
柵線2 柵線4 數(shù)據(jù)線2 數(shù)據(jù)線4
柵線3 數(shù)據(jù)線1 數(shù)據(jù)線3 Condition 條件 Non-division 無(wú)戈丨」分
Non-division (Quadrangular pattern)無(wú)戈丨」分(四邊形圖案) Non-division (Triangular pattern)無(wú)戈丨」分(三角形圖案) Non-division (Semicircular pattern)無(wú)劃分(半圓形圖案) Light entering part (lm)光進(jìn)入部分(lm) Counter-light entering part (lm)逆光進(jìn)入部分(lm) Rate(% )比率(% )
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的上述和其他目的、特征、方面和優(yōu)點(diǎn)從以下參看附圖對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō) 明將變得更加顯而易見(jiàn)。現(xiàn)在參照?qǐng)D1至圖11說(shuō)明本發(fā)明的典型實(shí)施方式。參照?qǐng)D1至圖3，根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施方式的液晶顯示器(LCD)包括液晶面板 10、用于驅(qū)動(dòng)液晶面板10的數(shù)據(jù)線14的源驅(qū)動(dòng)單元12、用于驅(qū)動(dòng)液晶面板10的柵線15的 柵驅(qū)動(dòng)單元、用于控制源驅(qū)動(dòng)單元12和柵驅(qū)動(dòng)單元13的時(shí)序控制器11、用于向液晶面板 10發(fā)光的背光單元、用于驅(qū)動(dòng)背光單元的光源203和204的光源驅(qū)動(dòng)單元21和22以及用 于分析輸入圖像以根據(jù)分析結(jié)果來(lái)控制光源驅(qū)動(dòng)單元21和22的圖像分析單元16。液晶面板10包括兩個(gè)玻璃基板以及夾在這兩個(gè)玻璃基板之間的液晶層。多條數(shù) 據(jù)線14和多條柵線15在液晶面板10的下玻璃基板上交叉。液晶單元Clc以矩陣形式設(shè) 置在液晶面板10上。在液晶面板10的下玻璃基板上形成有數(shù)據(jù)線14、柵線15、薄膜晶體 管(TFT)、與TFT連接的液晶單元Clc的像素電極和存儲(chǔ)電極Cst等。黑矩陣、濾色片和公共電極形成在液晶面板10的上玻璃基板上。在垂直場(chǎng)驅(qū)動(dòng)模 式、例如扭曲向列(TN)模式和垂直取向(VA)模式中，公共電極形成在上玻璃基板上，而在共平面場(chǎng)驅(qū)動(dòng)模式、例如共平面轉(zhuǎn)換(IPS)模式或邊緣場(chǎng)轉(zhuǎn)換(FFS)模式中，公共電極沿著 下玻璃基板上的像素電極形成。偏振器附著在液晶面板10的上、下玻璃基板上，并且用于 設(shè)定液晶的預(yù)傾斜角的取向膜形成在與液晶相接觸的內(nèi)表面上。源驅(qū)動(dòng)單元12在時(shí)序控制器11的控制下鎖存數(shù)字視頻數(shù)據(jù)(RGB)。源驅(qū)動(dòng)單元 12通過(guò)使用正極性/負(fù)極性伽馬補(bǔ)償電壓，將數(shù)字視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為正極性/負(fù)極性模擬數(shù) 據(jù)電壓，并且將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)電壓提供至數(shù)據(jù)線14。柵驅(qū)動(dòng)單元13包括移位寄存器、用于轉(zhuǎn)換移位寄存器的輸出信號(hào)而使該輸出信 號(hào)具有適于驅(qū)動(dòng)液晶單元的TFT的擺幅的電平移位器和輸出緩沖器等。包括多個(gè)柵驅(qū)動(dòng)器 集成電路(IC)的柵驅(qū)動(dòng)單元13向柵線15順序地輸出并提供具有約1個(gè)水平周期的脈沖 寬度的柵脈沖(或掃描脈沖)。時(shí)序控制器11接收從安裝有外部視頻源的系統(tǒng)板輸入的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)(RGB)以 及時(shí)序信號(hào)Vsync、Hsync、DE和DCLK，并且向源驅(qū)動(dòng)單元12提供接收到的數(shù)字視頻數(shù)據(jù) (RGB)。此外，時(shí)序控制器11基于來(lái)自系統(tǒng)板的時(shí)序信號(hào)VSync、HSync、DE和DCLK產(chǎn)生用 于控制源驅(qū)動(dòng)單元12和柵驅(qū)動(dòng)單元13的工作時(shí)序的時(shí)序控制信號(hào)DDC和GDC。時(shí)序控制 器11在以60Hz幀頻輸入的輸入圖像信號(hào)的幀之間插入內(nèi)插幀，并倍增源時(shí)序控制信號(hào)DDC 和柵時(shí)序控制信號(hào)⑶C，從而以60XN(N為2或更大的正整數(shù))Hz的幀頻控制源驅(qū)動(dòng)單元 12和柵驅(qū)動(dòng)單元13的工作。背光單元包括第一和第二導(dǎo)光板201和202、向第一導(dǎo)光板201的側(cè)面發(fā)光的多 個(gè)第一光源203和向第二導(dǎo)光板202的側(cè)面發(fā)光的多個(gè)第二光源204。此外，背光單元包括 設(shè)置在導(dǎo)光板201與液晶面板10之間的多個(gè)光學(xué)片。第一和第二導(dǎo)光板201和202的每一個(gè)可由包括透明樹(shù)脂的平板或楔形板制成。 第一導(dǎo)光板201設(shè)置在第二導(dǎo)光板202的上方。第一導(dǎo)光板201可用透明的平板樹(shù)脂制成， 并且第二導(dǎo)光板202可用具有傾斜的下表面的楔形板制成。如圖3所示，第一和第二導(dǎo)光 板201和202的每一個(gè)包括其上形成的凹雕圖案線(intaglio patterned lines)。在第一 導(dǎo)光板201上形成的凹雕圖案線形成為凹槽(凹溝)，凹槽的深度小于第一導(dǎo)光板201的 厚度，并將第一導(dǎo)光板201在列方向上(或者在行方向上)劃分成多個(gè)導(dǎo)光溝道。在第一 導(dǎo)光板201上形成的凹雕圖案線形成為凹槽，凹槽具有的深度小于第一導(dǎo)光板201的厚度， 以將第一導(dǎo)光板201在列方向上(或者在行方向上)分割成多個(gè)導(dǎo)光溝道。在圖3中，在 第一導(dǎo)光板201上形成的凹雕圖案線形成在列方向上的多個(gè)導(dǎo)光溝道(或多個(gè)水平導(dǎo)光溝 道)的邊界上，以在列方向上(或者在行方向上)以矩陣形式分割方塊B11至B45。在第二 導(dǎo)光板202上形成的凹雕圖案線形成為凹槽，凹槽具有的深度小于第二導(dǎo)光板202的厚度， 以將第二導(dǎo)光板202在行方向上(或者在列方向上)分割成多個(gè)導(dǎo)光溝道。在圖3中，在 第二導(dǎo)光板202上形成的凹雕圖案線形成在行方向上(或者列方向上)的多個(gè)導(dǎo)光溝道之 間的邊界上，以在水平方向上(或者在行方向上)分割方塊B11至B45。在被凹雕圖案線劃 分后，方塊B11至B45將入射至液晶面板10的面光源的亮度劃分成較小尺寸的塊，以實(shí)現(xiàn) 局部調(diào)光。在第一導(dǎo)光板201上形成的凹雕圖案線和在第二導(dǎo)光板202上形成的凹雕圖案 線彼此垂直。凹雕圖案改善了從導(dǎo)光板201和202傳播的光的直行特征(going-straight property)，從而將入射至液晶面板10的面光源的光劃分成如圖3中所示的方塊單元。隨 后參照?qǐng)D4至圖11說(shuō)明凹雕圖案線的結(jié)構(gòu)特性和光學(xué)功能。
第一和第二光源203和204包括例如發(fā)光二極管(LED)的一些點(diǎn)光源。第一光源 203以面對(duì)的方式設(shè)置在第一導(dǎo)光板201的上側(cè)或者下側(cè)，或者以面對(duì)的方式設(shè)置在第一 導(dǎo)光板201的左側(cè)或者右側(cè)。由第一光源驅(qū)動(dòng)單元21向光源203的每一個(gè)分別提供電流， 從而獨(dú)立地控制發(fā)光量。如果第一光源203形成為面對(duì)第一導(dǎo)光板201的上側(cè)和下側(cè)中的 至少一個(gè)，則第二光源204設(shè)置成面對(duì)第二導(dǎo)光板202的左側(cè)和右側(cè)中的至少一個(gè)。相反， 如果第一光源203面對(duì)第一導(dǎo)光板201的左側(cè)和右側(cè)中的至少一個(gè)，則第二光源204設(shè)置 成面對(duì)第二導(dǎo)光板202的上側(cè)和下側(cè)中的至少一個(gè)。當(dāng)?shù)诙庠?04面對(duì)第二導(dǎo)光板202 的一側(cè)時(shí)，第二導(dǎo)光板202可以制造成透明的楔形板，該楔形板具有傾斜的下表面，并且隨 著其遠(yuǎn)離光源而變薄。由第二光源驅(qū)動(dòng)單元22向第二光源204的每一個(gè)分別提供電流，從 而獨(dú)立地控制發(fā)光量。在圖像分析單元16的控制下，第一光源驅(qū)動(dòng)單元21不同地調(diào)節(jié)向第一光源203 分別提供的電流的強(qiáng)度。圖3中的方塊B11至B45由在第一導(dǎo)光板201中形成的第一方向 導(dǎo)光溝道和在第二導(dǎo)光板202中形成的第二方向?qū)Ч鉁系赖慕徊娼Y(jié)構(gòu)限定。響應(yīng)局部調(diào)光 信號(hào)LDIM，第一光源驅(qū)動(dòng)單元21增加向第一光源203的供電電流，該第一光源203面對(duì)包 括在液晶面板10上顯示的顯示圖像的較亮方塊的第一方向?qū)Ч鉁系赖墓馊肷浔砻妗Ｍ瑫r(shí)， 第一光源驅(qū)動(dòng)單元21相對(duì)地降低向第一光源203的供電電流，該第一光源203面對(duì)包括在 液晶面板10上顯示的顯示圖像的較暗方塊的第一方向?qū)Ч鉁系赖墓馊肷浔砻?。在圖像分析單元16的控制下，第二光源驅(qū)動(dòng)單元22不同地調(diào)節(jié)向第二光源204 分別提供的電流的強(qiáng)度。響應(yīng)局部調(diào)光信號(hào)LDIM，第二光源驅(qū)動(dòng)單元22增加向第二光源 204的供電電流，該第二光源204面對(duì)包括在液晶面板10上顯示的顯示圖像的較亮方塊的 第二方向?qū)Ч鉁系赖墓馊肷浔砻?。同時(shí)，響應(yīng)局部調(diào)光信號(hào)LDIM，第二光源驅(qū)動(dòng)單元22相 對(duì)地降低向第二光源204的供電電流，該第二光源204面對(duì)包括在液晶面板10上顯示的顯 示圖像的較暗方塊的第二方向?qū)Ч鉁系赖墓馊肷浔砻妗?br>
0057]圖像分析單元16分析從系統(tǒng)板輸入的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)RGB，以將輸入圖像映射到如 圖3所示的方塊B11至B45，并且通過(guò)使用圖像分析方案，如直方圖分析法，以方塊尺寸為 單位分析輸入圖像的亮度。圖像分析單元16與按照方塊尺寸分析的亮度成比例地產(chǎn)生用 于調(diào)節(jié)向光源203和204的供電電流的局部調(diào)光信號(hào)LDIM，以控制第一和第二光源驅(qū)動(dòng)單 元21和22。一旦接收到時(shí)序信號(hào)Vsync、Hsync、DE和DCLK，圖像分析單元16就與時(shí)序控 制器11同步。圖像分析單元16可以安裝在外部系統(tǒng)板上或者安裝在時(shí)序控制器11內(nèi)部。圖4A至圖4D是示出部分第一和第二導(dǎo)光板的放大視圖。參照?qǐng)D4A至圖4D，形成在第一導(dǎo)光板201上的第一凹雕圖案線301與形成在第 二導(dǎo)光板202上的第二凹雕圖案線302垂直。第一凹雕圖案線301可以如圖4A至圖4D所 示，形成在第一導(dǎo)光板201的上表面和下表面之一上，或者可以組合如圖4A至圖4D中所示 的結(jié)構(gòu)，可以均形成在第一導(dǎo)光板201的上表面和下表面上。在圖4A至圖4D中，ULED1至 ULED3表示從光源203入射至第一導(dǎo)光板201的光，并且LLED1至LLED3表示從第二光源 204入射至第二導(dǎo)光板202的光。第一光源203根據(jù)從第一光源驅(qū)動(dòng)單元21提供的電流發(fā)出光，該光通過(guò)第一導(dǎo)光 板201的側(cè)面入射至第一導(dǎo)光板201的介質(zhì)的內(nèi)部。從第一光源203發(fā)出的光被第一凹雕 圖案線301全反射，并且沿著由相鄰的第一凹雕圖案線 限定的導(dǎo)光溝道的介質(zhì)高直線性(straightness)地傳播。第二光源204根據(jù)從第二光源驅(qū)動(dòng)單元22提供的電流發(fā)出光， 該光通過(guò)第二導(dǎo)光板202的側(cè)面入射至第二導(dǎo)光板202的介質(zhì)的內(nèi)部。從第二光源204發(fā) 出的光被第二凹雕圖案線302全反射，并且沿著由相鄰的第二凹雕圖案線302限定的導(dǎo)光 溝道的介質(zhì)高直線性地傳播。如圖5A至圖5C中所示，凹雕圖案線301和302可以具有各 種形狀的截面，諸如四邊形、三角形、圓形、和橢圓形、或其組合?？梢愿鶕?jù)圖3的方塊尺寸 或者液晶面板的尺寸和分辨率調(diào)節(jié)凹雕圖案線301和302的深度(H)、寬度(D)和間隔。除了在第一和第二導(dǎo)光板201和202中形成的用于分割導(dǎo)光溝道的凹雕圖案線 301和302之外，還可以如圖6所示在第一和第二導(dǎo)光板201和202上形成精細(xì)凹雕/浮雕 圖案。精細(xì)凹雕/浮雕圖案401可以形成在第一和第二導(dǎo)光板201和202的上表面或下表 面上，或者均形成在第一和第二導(dǎo)光板201和202的上表面和下表面上。精細(xì)凹雕/浮雕 圖案401用于在導(dǎo)光溝道內(nèi)部朝向光學(xué)片和液晶顯示面板10反射行進(jìn)路徑中的光。精細(xì)凹雕/浮雕圖案401可以形成為隨著其遠(yuǎn)離光源203和204變得更加密集， 以補(bǔ)償遠(yuǎn)離光源203和204的位置處的亮度降低，從而增加每個(gè)導(dǎo)光溝道的表面亮度均勻 性。例如，在光源203和204形成為僅面對(duì)導(dǎo)光板201和202的一側(cè)的情況下，精細(xì)凹雕/ 浮雕圖案401可以形成在導(dǎo)光板201和202的每一個(gè)的上表面或下表面上，使得其密度朝 向?qū)Ч獍?01和202的另一側(cè)增加。在光源203和204形成為面對(duì)導(dǎo)光板201和202的兩 側(cè)的情況下，精細(xì)凹雕/浮雕圖案401可以形成在導(dǎo)光板201和202的每一個(gè)的上表面或下 表面上，使得其密度朝向?qū)Ч獍?01和202的中心部分增加。凹雕圖案線301和302的深 度(H)大于精細(xì)凹雕/浮雕圖案401的深度(或高度，h)。例如，H與h的比例為約h H =1 2 1 1000。圖7至圖8B是詳細(xì)示出通過(guò)組裝液晶面板10和液晶面板10下方設(shè)置的背光單 元形成的液晶模塊的結(jié)構(gòu)的平面圖和截面圖。參照?qǐng)D7至圖8B，根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施方式的液晶模塊包括整體支撐液晶面板 10和背光單元的各種元件的導(dǎo)向殼體構(gòu)件。導(dǎo)向殼體構(gòu)件包括導(dǎo)板61、底蓋62、殼蓋65寸。導(dǎo)板61由混合包含玻璃纖維的合成樹(shù)脂，如聚碳酸酯等，制造成矩形框體，并且 包圍液晶面板10和背光單元的邊緣。在導(dǎo)板61的內(nèi)側(cè)壁上形成階梯狀凹槽，并且光源外殼 64、光源203和204、金屬印刷電路板(MPCB)67等安裝在階梯狀凹槽處。形成在導(dǎo)板61的 內(nèi)側(cè)壁上的階梯狀凹槽面對(duì)包括液晶面板10和背光單元的結(jié)構(gòu)的側(cè)面。MPCB 67包括在 其上安裝有第一光源203的第一 MPCB和在其上安裝有第二光源204的第二 MPCB。第一和 第二光源203和204可以分別用發(fā)光二極管(LED)組件來(lái)實(shí)現(xiàn)。用于電連接第一光源203 與第一光源驅(qū)動(dòng)單元21的電路形成在第一 MPCB上，并且用于電連接第二光源204與第二 光源驅(qū)動(dòng)單元22的電路形成在第二 MPCB上。光源外殼64由具有高反射性的金屬制成，其 設(shè)置在導(dǎo)板61的階梯狀凹槽內(nèi)，并且彎曲成包圍光源203和204以朝向?qū)Ч獍?01和202 反射來(lái)自光源203和204的光。底蓋62由矩形框的金屬制成，并且覆蓋導(dǎo)板61和背光單元的下表面。反射片63 形成在底蓋62與第二導(dǎo)光板202之間。殼蓋65由矩形框的金屬制成，并且覆蓋液晶面板10的上表面的邊緣(或邊框區(qū) 域)、導(dǎo)板61的上表面、以及底蓋62的側(cè)面。殼蓋65的側(cè)壁與底蓋62的側(cè)壁彼此重疊，并
9且可以通過(guò)將螺釘穿入在殼蓋65和底蓋62的重疊部分而使得元件62和65彼此釘牢。參照?qǐng)D8A至圖8B，附圖標(biāo)記66表示多個(gè)光學(xué)片。光學(xué)片66包括一個(gè)或多個(gè)棱 鏡片以及一個(gè)或多個(gè)擴(kuò)散片，光學(xué)片66擴(kuò)散從擴(kuò)散片入射的光，并且以與液晶面板的光入 射表面基本垂直的角度折射光的行進(jìn)路徑。光學(xué)片66可以包括雙層增亮膜(DBEF)。圖9是使用LED作為光源的現(xiàn)有技術(shù)的液晶模塊的截面圖。圖10是使用冷陰極 熒光燈(CCFL)作為光源的現(xiàn)有技術(shù)的液晶模塊的截面圖。如圖9中所示的液晶模塊包括 在液晶面板10與LED組件75之間的擴(kuò)散板77和光學(xué)片76。此外，如圖9中所示的液晶模 塊包括用于固定背光單元的導(dǎo)向殼體構(gòu)件，諸如導(dǎo)板71、底蓋72、殼蓋78等。在其上安裝 有LED組件75的MPCB74和反射片73設(shè)置在底蓋72上。如圖10中所示的液晶模塊包括 在液晶面板10與CCFL 84之間的擴(kuò)散板87和光學(xué)片86。此外，圖10的液晶模塊包括用 于固定液晶面板10和背光單元的導(dǎo)向殼體構(gòu)件，諸如導(dǎo)板81、底蓋82、殼蓋88等。CCFL 84和反射片83設(shè)置在底蓋82上。通過(guò)采用直下式背光可以驅(qū)動(dòng)如圖9和圖10中所示的 液晶模塊用于局部調(diào)光，但是如上述，由于確保擴(kuò)散片77和87與光源75和84之間的最小 距離，因此液晶模塊在減小其厚度方面存在局限。如圖假定圖10的液晶模塊的厚度為T，則 圖9的液晶模塊的厚度具有約2. 5T的厚度，而如圖8A和圖8B中所示的本發(fā)明典型實(shí)施方 式的液晶模塊是0. 7T，即更薄。圖11是示出通過(guò)比較根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施方式的導(dǎo)光板的光直線性與現(xiàn)有技術(shù) 的導(dǎo)光板的光直線性而獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。本發(fā)明的發(fā)明人進(jìn)行實(shí)驗(yàn)以證實(shí)本發(fā)明的局部調(diào)光效果。在該實(shí)驗(yàn)中，相同的LED 組件用作光源，并且當(dāng)通過(guò)對(duì)LED組件施加相同的電流使光入射至在本發(fā)明的導(dǎo)光板以及 現(xiàn)有技術(shù)的導(dǎo)光板時(shí)，通過(guò)在導(dǎo)光板上的2D測(cè)量?jī)x器測(cè)量光通量(lm)。通過(guò)在反射片63 上疊蓋導(dǎo)光板201和201之一并且在其上疊蓋擴(kuò)散片66，形成實(shí)驗(yàn)所用的導(dǎo)光板樣品，如 圖8A和圖8B中所示。用作現(xiàn)有技術(shù)的樣品#0以及樣品#2、#12和#18的導(dǎo)光板的厚度 選為3t( = 3mm)。具有四邊形截面的凹雕圖案線301和302分別形成在樣品#2的導(dǎo)光板 201和202上，并且凹雕圖案線301和302的寬度(D)為1. 0mm,厚度(H)為1. 0mm。具有 三角形截面的凹雕圖案線301和302分別形成在樣品#12的導(dǎo)光板201和202上，并且凹 雕圖案線301和302的寬度⑶為1. 4mm，厚度(H)為0. 7mm。具有半圓形截面的凹雕圖案 線301和302分別形成在樣品#18的導(dǎo)光板201和202上，并且凹雕圖案線301和302的 寬度(D)為1.0mm，厚度(H)為0. 5mm。該實(shí)驗(yàn)所用的光學(xué)工具為SPE0S。該實(shí)驗(yàn)所用的導(dǎo) 光板樣品被模制用于15英寸的筆記本電腦，并且為了節(jié)省模擬時(shí)間，測(cè)量導(dǎo)光板的一部分 (約四分之一)的光通量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明現(xiàn)有技術(shù)的導(dǎo)光板的光進(jìn)入部分的光通量被測(cè)量 為1. 804 (lm)，逆光進(jìn)入部分的光通量被測(cè)量為0.429 (lm)。因此，現(xiàn)有技術(shù)的導(dǎo)光板的逆 光進(jìn)入部分的光通量與光進(jìn)入部分的光通量的比率為約24%之低。這是因?yàn)樵诂F(xiàn)有技術(shù)的 導(dǎo)光板中，光在光進(jìn)入部分的附近廣泛擴(kuò)散，但是由于其低直線性，沒(méi)有多少光傳播到逆光 進(jìn)入部分。光進(jìn)入部分是指導(dǎo)光板面對(duì)光源的一側(cè)，逆光進(jìn)入部分是指導(dǎo)光板的另一側(cè)，也 就是，光源的相對(duì)一側(cè)。在圖11的實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，盡管根據(jù)凹雕圖案線的截面形狀而稍有差別，但是根據(jù)本 發(fā)明典型實(shí)施方式的導(dǎo)光板的逆光進(jìn)入部分的光通量與光進(jìn)入部分的光通量的比率測(cè)量 為約44%至46%。因此，證實(shí)了根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施方式的導(dǎo)光板由于凹雕圖案線301和302，使得光能夠高直線性地傳播到導(dǎo)光溝道內(nèi)的逆光進(jìn)入部分。圖11表示在導(dǎo)光板上測(cè)量的亮度。在本發(fā)明中，因?yàn)楦鶕?jù)圖11的實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及通過(guò)如圖3至圖4C中所示的導(dǎo)光溝 道的直交結(jié)構(gòu)能夠減小方塊B11至B45之間的亮度差，并且由于能夠單獨(dú)控制方塊B11至 B45的每一個(gè)的亮度達(dá)到足夠亮，因此通過(guò)使用側(cè)光式背光單元能夠?qū)崿F(xiàn)局部調(diào)光。通過(guò)在 第一方向上入射到導(dǎo)光溝道的光的亮度與在第二方向上入射到導(dǎo)光溝道的光的亮度之和 來(lái)確定方塊B11至圖B45的每一個(gè)的亮度。如上所述，通過(guò)在側(cè)光式背光單元中配置兩片導(dǎo)光板并且在所述導(dǎo)光板上形成彼 此垂直的凹雕圖案線以限定其亮度能夠分別控制的多個(gè)方塊，背光單元和使用該背光單元 的LCD能夠更薄并且實(shí)現(xiàn)局部調(diào)光。盡管參照許多實(shí)例性實(shí)施例描述了實(shí)施方式，但是應(yīng)理解本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā) 明的原理的范圍內(nèi)能夠設(shè)計(jì)許多其他修改和實(shí)施方式。更特別地，在本說(shuō)明書、附圖和所附 權(quán)利要求的范圍內(nèi)，本主題組合布置的元件部分和/或多個(gè)布置中可能具有各種變化和修 改。除了在元件部分和/或布置中的變化和修改之外，可選的使用對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員也 是顯而易見(jiàn)的。
1權(quán)利要求
一種背光單元，包括第一導(dǎo)光板，包括在其上沿著第一方向形成以限定第一方向上的導(dǎo)光溝道的凹雕圖案線；第二導(dǎo)光板，設(shè)置在所述第一導(dǎo)光板下方，包括在其上沿著第二方向形成以限定第二方向上的導(dǎo)光溝道的凹雕圖案線，所述第二方向與所述第一導(dǎo)光板的凹雕圖案線交叉；第一光源，設(shè)置成面對(duì)所述第一導(dǎo)光板的側(cè)面，并且向所述第一方向的所述導(dǎo)光溝道發(fā)出光；以及第二光源，設(shè)置成面對(duì)所述第二導(dǎo)光板的側(cè)面，并且向所述第二方向的所述導(dǎo)光溝道發(fā)出光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背光單元，其中，所述第一導(dǎo)光板設(shè)置在所述第二導(dǎo)光板的 上方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背光單元，其中，所述第一方向上的所述導(dǎo)光溝道與所述第 二方向上的所述導(dǎo)光溝道彼此垂直。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背光單元，其中，所述第一導(dǎo)光板的所述凹雕圖案線的深度 小于所述第一導(dǎo)光板的厚度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的背光單元，其中，所述第二導(dǎo)光板的所述凹雕圖案線的深度 小于所述第二導(dǎo)光板的厚度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背光單元，其中，所述第一導(dǎo)光板的所述凹雕圖案線和所述 第二導(dǎo)光板的所述凹雕圖案線都具有四邊形、三角形、圓形和橢圓形中的至少一種形狀的 截面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背光單元，其中，所述第一導(dǎo)光板包括第一精細(xì)凹雕/浮雕圖 案，所述第一精細(xì)凹雕/浮雕圖案形成在所述第一方向上的導(dǎo)光溝道內(nèi)的第一導(dǎo)光板的上 表面或下表面上，并且具有比所述第一方向的凹雕圖案線的深度更小的高度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的背光單元，其中，所述第二導(dǎo)光板包括第二精細(xì)凹雕/浮雕圖 案，所述第二精細(xì)凹雕/浮雕圖案形成在所述第二方向上的導(dǎo)光溝道內(nèi)的第二導(dǎo)光板的上 表面或下表面上，并且具有比所述第二方向的凹雕圖案線的深度更小的高度。
9.一種液晶顯示器，包括 液晶顯示面板；以及背光單元，所述背光單元包括第一導(dǎo)光板，包括在其上沿著第一方向形成以限定第一方向上的導(dǎo)光溝道的凹雕圖案線. 第二導(dǎo)光板，設(shè)置在所述第一導(dǎo)光板下方，包括在其上沿著第二方向形成以限定第二 方向上的導(dǎo)光溝道的凹雕圖案線，第二方向與所述第一導(dǎo)光板的凹雕圖案線交叉；第一光源，設(shè)置成面對(duì)所述第一導(dǎo)光板的側(cè)面，并且向所述第一方向的所述導(dǎo)光溝道 發(fā)出光；以及第二光源，設(shè)置成面對(duì)所述第二導(dǎo)光板的側(cè)面，并且向所述第二方向的所述導(dǎo)光溝道發(fā)出光。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的顯示器，其中，所述第一導(dǎo)光板設(shè)置在所述第二導(dǎo)光板的上方。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的顯示器，其中，所述第一方向上的所述導(dǎo)光溝道與所述第二 方向上的所述導(dǎo)光溝道彼此垂直。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的顯示器，其中，還包括圖像分析單元，分析輸入圖像并且產(chǎn)生局部調(diào)光信號(hào)；以及光源驅(qū)動(dòng)單元，響應(yīng)所述局部調(diào)光信號(hào)，分別控制所述第一光源和所述第二光源的每 一個(gè)的亮度。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的顯示器，其中，所述第一導(dǎo)光板的所述凹雕圖案線的深度小 于所述第一導(dǎo)光板的厚度。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的顯示器，其中，所述第二導(dǎo)光板的所述凹雕圖案線的深度 小于所述第二導(dǎo)光板的厚度。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的顯示器，其中，所述第一導(dǎo)光板包括第一精細(xì)凹雕/浮雕圖 案，所述第一精細(xì)凹雕/浮雕圖案形成在所述第一方向上的所述導(dǎo)光溝道內(nèi)的第一導(dǎo)光板 的上表面或下表面上，并且具有比第一方向的凹雕圖案線的深度更小的高度。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的顯示器，其中，所述第二導(dǎo)光板包括第二精細(xì)凹雕/浮雕圖 案，所述第二精細(xì)凹雕/浮雕圖案形成在所述第二方向上的所述導(dǎo)光溝道內(nèi)的第二導(dǎo)光板 的上表面或下表面上，并且具有比所述第二方向的凹雕圖案線的深度更小的高度。
17.根據(jù)權(quán)利要求9所述的顯示器，其中，所述第一導(dǎo)光板的所述凹雕圖案線和所述第 二導(dǎo)光板的所述凹雕圖案線都具有四邊形、三角形、圓形和橢圓形中的至少一種形狀的截 面。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種背光單元和使用該背光單元的液晶顯示器，其中該背光單元包括第一導(dǎo)光板，包括在其上沿著第一方向形成以限定第一方向上的導(dǎo)光溝道的凹雕圖案線；第二導(dǎo)光板設(shè)置在該第一導(dǎo)光板下方，并且包括在其上沿著第二方向形成以限定第二方向上的導(dǎo)光溝道的凹雕圖案線，該第二導(dǎo)光板的凹雕圖案與該第一導(dǎo)光板的凹雕圖案線交叉；第一光源，設(shè)置成面對(duì)該第一導(dǎo)光板的側(cè)面，并且向第一方向的導(dǎo)光溝道發(fā)出光；以及第二光源，設(shè)置成面對(duì)該第二導(dǎo)光板的側(cè)面，并且向第二方向的導(dǎo)光溝道發(fā)出光。
文檔編號(hào)F21S8/00GK101852364SQ20091020794
公開(kāi)日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2009年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月1日
發(fā)明者全德鎮(zhèn), 方珠榮, 韓載政 申請(qǐng)人:樂(lè)金顯示有限公司