專利名稱：用于顯示裝置的背光源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于顯示裝置的光源。
背景技術(shù)：
用于例如電視接收機(jī)或電腦顯示器的圖像顯示器中的顯示裝置可分為自發(fā)光顯示裝置，以及光接收顯示裝置。自發(fā)光顯示裝置包括發(fā)光二極管(LED)、場(chǎng)致發(fā)光(EL)裝置、真空熒光顯示裝置(VFD)、場(chǎng)發(fā)射顯示裝置(FED)、等離子體面板(PDP)等。光接收顯示裝置包括液晶顯示裝置(LCD)。
LCD包括一對(duì)分別在其內(nèi)表面上具有電極的面板，以及介入于面板之間的、且介電各向異性的液晶層。在LCD中，場(chǎng)生成電極之間的電壓差的改變，改變了穿過LCD的光的透射率。因此，通過控制電極之間的電壓差來得到想要的圖像。
在LCD中，光可能是自然光或從LCD獨(dú)立地使用的光源中發(fā)出的人造光。例如，背光源裝置可用于向LCD提供人造光。背光源裝置可使用發(fā)光二極管(LED)熒光燈(例如，冷陰極熒光燈(CCFL)、外部電極熒光燈(EEFL)等)作為光源。由于LED不使用汞(Hg)并且與大多數(shù)其它光源相比具有更長(zhǎng)的使用壽命，因此其可更好地保護(hù)生態(tài)環(huán)境，從而廣受歡迎。然而，通常的LED直接向上發(fā)光并且光不分散或散射。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過應(yīng)用LED的背光源向LCD提供均勻的光分布。
本發(fā)明的其余特征將在以下的描述中進(jìn)行闡釋，并且部分地通過以下的描述將會(huì)顯而易見，或者通過本發(fā)明的實(shí)踐而獲得。
本發(fā)明公開了一種用于顯示裝置的背光源，其包括板(board)，該板包括設(shè)置在其上的多個(gè)發(fā)光二極管、以及設(shè)置在發(fā)光二極管上并且包括多個(gè)反光槽的導(dǎo)光板，其中，反光槽設(shè)置在導(dǎo)光板的上表面，每一個(gè)基本上具有倒圓錐形并且背光源滿足以下公式d≥6ltanθ2tanθT-5tanθ]]>其中，1為發(fā)光裝置的發(fā)光芯片與導(dǎo)光板底面之間的距離，θ為在反射槽的主軸和截取的直接向上的光之間的最大角度，θT為反光槽截面和其主軸之間形成的角度，以及d為導(dǎo)光板的厚度。
優(yōu)選地，所述背光源滿足以下公式 其中，n1為空氣的折射率，n2為導(dǎo)光板的折射率。
優(yōu)選地，該背光源還包括反射板，具有多個(gè)孔，用于露出發(fā)光芯片，并且朝向?qū)Ч獍宸瓷涔狻?br> 優(yōu)選地，其還包括多個(gè)光學(xué)薄片，設(shè)置在所述導(dǎo)光板上。
發(fā)光二極管可包括產(chǎn)生紅色光的紅發(fā)光二極管、產(chǎn)生綠色光的綠發(fā)光二極管、以及產(chǎn)生藍(lán)色光的藍(lán)發(fā)光二極管。各發(fā)光二極管包括主體部分和散射透鏡。
而其中的散射透鏡包括第一部分，具有圓形，包括從所述第一部分的底面向上延伸至一點(diǎn)的圓錐形槽；以及第二部分，具有與去除角頂部分的倒圓錐形相似的形狀，并且包括從所述第二部分的頂面向下延伸至一點(diǎn)的倒圓錐形的槽，其中，所述第一部分和所述第二部分的主軸相同。
本發(fā)明還公開了一種用于顯示裝置的背光源，包括板；多個(gè)發(fā)光二極管，設(shè)置在所述板上；導(dǎo)光板，設(shè)置在所述發(fā)光二極管上，并且包括多個(gè)反光槽，其中所述反光槽設(shè)置在所述導(dǎo)光板的上表面，并且具有倒圓錐形，所述倒圓錐向下延伸到一點(diǎn)，以使所述反光槽的主軸和與所述反光槽截面的點(diǎn)相切的線之間形成的角度隨著所述點(diǎn)遠(yuǎn)離所述主軸而增大。
應(yīng)該明了上述的概述以及以下的詳細(xì)說明都是示范性的和解釋性的，并且將要提供對(duì)所要保護(hù)的本發(fā)明的進(jìn)一步地解釋。


附圖可提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步地理解，并且被包括在內(nèi)作為說明書的組成部分，其示出了本發(fā)明的實(shí)施例，并且和說明書一起用來解釋本發(fā)明的原理。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的LCD的框圖。
圖2是示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的LCD的分解立體圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的LCD的像素單元的等效電路圖。
圖4是用于根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的背光源的導(dǎo)光板和LED的布局圖。
圖5是用于根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的背光源的LED和導(dǎo)光板的橫截面圖。
圖6是用于根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的用于背光源的LED的側(cè)面圖。
圖7是示出了從LED發(fā)出的光的入射角與光的分布的曲線圖。
圖8是示出了由根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光導(dǎo)板的反光槽所產(chǎn)生的光散射效果的橫截面圖。
圖9和圖10是用于計(jì)算在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的背光源中各個(gè)導(dǎo)光板最小可能厚度的導(dǎo)光板的橫截面圖。
圖11是用于根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的背光源的導(dǎo)光板的反光槽的橫截面圖。
具體實(shí)施例方式
以下參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更加詳細(xì)地描述，其中附圖示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。然而，本發(fā)明可具有各種不同的實(shí)現(xiàn)形式而不僅局限于在此的實(shí)施例。
在附圖中，為清楚起見，擴(kuò)大了層、膜、及區(qū)域的厚度。通篇中相同的標(biāo)號(hào)指向相同的元件。應(yīng)該理解，當(dāng)諸如層、膜、區(qū)域、襯底、或面板等的元件位于另一元件“之上”時(shí)，是指其直接位于另一元件之上，或者也可能存在其他的干涉元件。相反，當(dāng)元件“直接”位于另一元件之上時(shí)，是指并無其他干涉元件介于其間。
下面，將參照附圖對(duì)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于顯示裝置的光源的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行說明。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的LCD的框圖。圖2是示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的LCD的分解立體圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的LCD的像素單元的等效電路圖。
如圖1所示，LCD包括LC面板組件300；與該LC面板組件300連接的柵極驅(qū)動(dòng)器400和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器500；與數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器500連接的灰度電壓發(fā)生器800；用于向LC面板組件300提供光的光源部910；用于控制光源部910的光源驅(qū)動(dòng)器920；以及用于控制上述元件的信號(hào)控制器600。
如圖2所示，LCD包括包括有顯示單元330和背光源340的LC模塊350、用于接納并支撐LC模塊350的前殼體361及后殼體362、以及模板框架(mold frame)363、364。
顯示單元330包括連接于LC面板組件300的柵極帶載封裝(TCP)410及數(shù)據(jù)TCP 510、以及分別連接于相應(yīng)的TCP 410和510的柵極印刷電路板(PCB)450及數(shù)據(jù)PCB 550。
在圖2及圖3所示的結(jié)構(gòu)中，LC面板組件300包括彼此相對(duì)的下部面板100及上部面板200、以及介入此兩者之間的LC層3。在圖1及圖3所示的電路中，LC面板組件300還包括多個(gè)顯示信號(hào)線G1-Gn、D1-Dm、以及與其連接且基本上以陣列形式排列的多個(gè)像素。
將顯示信號(hào)線G1-Gn、D1-Dm設(shè)置在下部面板100上，并且包括用于傳輸柵極信號(hào)(也稱作“掃描信號(hào)”)的多條柵極線G1-Gn和用于傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)的多條數(shù)據(jù)線D1-Dm。柵極線G1-Gn基本上沿行的方向延伸且基本上彼此平行，數(shù)據(jù)線D1-Dm基本上沿列的方向延伸且基本上彼此平行。可以理解，本發(fā)明并非局限于該種排布，例如，柵極線G1-Gn可基本上沿列的方向延伸，而數(shù)據(jù)線D1-Dm可基本上沿行的方向延伸。
各像素包括與顯示信號(hào)線G1-Gn、D1-Dm連接的開關(guān)元件Q、LC電容器CLC、及儲(chǔ)能電容器CST。根據(jù)設(shè)計(jì)的需要也可省略儲(chǔ)能電容器CST。
將諸如薄膜晶體管(TFT)的開關(guān)元件Q設(shè)置在下部面板100上，并且包括三個(gè)端子連接?xùn)艠O線G1-Gn的其中之一的控制端子；連接數(shù)據(jù)線D1-Dm的其中之一的輸入端子；與LC電容器CLC及儲(chǔ)能電容器CST連接的輸出端子。
LC電容器CLC包括設(shè)置在下部面板100的像素電極190和設(shè)置在上部面板200的共電極270。介入于像素電極190和共電極270之間的LC層3作為L(zhǎng)C電容器CLC的電介質(zhì)。像素電極190與開關(guān)元件Q連接，共電極270被供給共電壓Vcom，并且覆蓋上部面板200的表面，優(yōu)選地，覆蓋其整個(gè)表面。可將共電極270設(shè)置在下部面板100。當(dāng)在下部面板100上形成共電極270時(shí)，像素電極190和共電極270中的至少一個(gè)可呈帶狀或棒狀。
儲(chǔ)能電容器CST為用于LC電容器CLC的輔助電容器。當(dāng)設(shè)置在下部面板100的像素電極190和單獨(dú)信號(hào)線(未示出)與其間的絕緣體重疊間，重疊部為儲(chǔ)能電容器CST。向該單獨(dú)信號(hào)提供諸如共電壓Vcom的預(yù)定電壓。
可選地，可通過像素電極190和在像素電極190之前直接設(shè)置的先前柵極線的重疊，并將絕緣體夾置于其間而形成儲(chǔ)能電容器CST。
為了色彩顯示，各像素表示三原色中的一種(也稱為“空間分割”)，或基本上表示根據(jù)時(shí)間交替的三原色(也稱為“時(shí)間分割”)，從而三原色的空間或時(shí)間之和被認(rèn)為是所需的色彩。
圖3示出了空間分割的示例，其中各像素包括用于在對(duì)應(yīng)像素電極190的上部面板200區(qū)域中呈現(xiàn)原色中的一種的濾色片230?？蓪V色片230設(shè)置在下部面板100的像素電極190之上或之下。
如圖2所示，將背光源340安裝或設(shè)置在LC面板組件300下部。背光源340包括光源單元349，其具有以矩陣或陣列方式設(shè)置在印刷電路板345上的多個(gè)LED 344；導(dǎo)光板342；以及設(shè)置在LC面板組件300和LED 344之間的、用于向LC面板組件300散射來自LED 344的光的多個(gè)光學(xué)薄片343。
背光源340還可包括設(shè)置在PCB 345上的反射板341。發(fā)射板341可包括多個(gè)孔，其中LED 344的發(fā)光芯片穿過該孔突出以將從LED 344發(fā)出的光反射向LC面板組件300。背光源340還可包括設(shè)置在反射板341和導(dǎo)光板342之間以在光源單元349與導(dǎo)光板342之間建立并保持均勻的空間間隔并支撐導(dǎo)光板342和光學(xué)薄片343的模板框架363和364。
導(dǎo)光板342可包括在其上表面上形成的反光槽。
作為光源的LED 344可能只使用發(fā)出白色光的白LED、紅、綠LED、藍(lán)LED的混合陣列，或白LED和紅LED的混合陣列。當(dāng)LCD使用白LED和紅LED的陣列時(shí)，紅LED作為白LED的輔助。這些LED以預(yù)定形式排列在PCB 345上，從而形成光源單元349。
圖2示出三個(gè)光源單元349，然而，光源單元349的數(shù)量可以改變而并不局限于三個(gè)。
可在兩個(gè)面板100和200的外面上設(shè)置起偏器(未示出)，用于將從光源單元349發(fā)出的光偏振。
參照?qǐng)D1和圖2，將灰度電壓發(fā)生器800包括在數(shù)據(jù)PCB 550中，并生成多組與像素透射率有關(guān)的多個(gè)灰度電壓。一組中的灰度電壓相對(duì)于共電壓Vcom具有正極性。另一組的灰度電壓相對(duì)于共電壓Vcom具有負(fù)極性。
將柵極驅(qū)動(dòng)器400單獨(dú)地安裝在或連接在各柵極TCP 410上。柵極驅(qū)動(dòng)器400單獨(dú)地與LC面板組件300的柵極線G1-Gn連接，用于將柵極信號(hào)傳輸給柵極線G1-Gn。該柵極信號(hào)包括從外部裝置輸入的柵極開電壓Von和柵極關(guān)電壓Voff的組合。柵極TCP 410可具有集成電路(IC)芯片的形狀。
具有IC芯片形狀的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器500單獨(dú)地安裝在或連接在各數(shù)據(jù)TCP 510上。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器500單獨(dú)地與LC面板組件300的數(shù)據(jù)線D1-Dm連接，用于將數(shù)據(jù)電壓傳輸給數(shù)據(jù)線D1-Dm。從由灰度電壓發(fā)生器800傳輸?shù)幕叶入妷褐羞x擇數(shù)據(jù)電壓。數(shù)據(jù)TCP 510可具有IC芯片的形狀。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，柵極驅(qū)動(dòng)器400或數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器500直接安裝或連接在下部面板100上。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，柵極驅(qū)動(dòng)器400或數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器500集成在下部面板100上。在上述被描述并被示出的本發(fā)明的實(shí)施例中，可以省略柵極PCB 450或柵極TCP 410。
可將信號(hào)控制器600包括在數(shù)據(jù)PCB 550或柵極PCB 450中，用于控制柵極驅(qū)動(dòng)器400或數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器500的操作。
下面，對(duì)上述LCD的操作進(jìn)行說明。
信號(hào)控制器600從外部圖形控制器(未示出)接收輸入圖像信號(hào)R、G、B以及控制其顯示的輸入控制信號(hào)?？刂菩盘?hào)可包括，例如，垂直同步信號(hào)Vsync、水平同步信號(hào)Hsync、主時(shí)鐘MCLK、數(shù)據(jù)使能信號(hào)DE等。信號(hào)控制器600處理適用于LC面板組件300的操作的圖像信號(hào)R、G、B并且生成柵極控制信號(hào)CONT1及數(shù)據(jù)控制信號(hào)CONT2。信號(hào)控制器600分別將柵極控制信號(hào)CONT1及數(shù)據(jù)控制信號(hào)CONT2輸出到柵極驅(qū)動(dòng)器400和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器500。
柵極控制信號(hào)CONT1可包括通知幀開始的垂直同步開始信號(hào)STV、控制柵極開通電壓Von的輸出時(shí)間的柵極時(shí)鐘信號(hào)CPV、以及限定柵極開通電壓Von的持續(xù)時(shí)間的輸出使能信號(hào)OE等。
數(shù)據(jù)控制信號(hào)CONT2包括通知數(shù)據(jù)傳輸開始的水平同步開始信號(hào)STH、指示向數(shù)據(jù)線D1-Dm施加數(shù)據(jù)電壓的負(fù)載信號(hào)LOAD、相對(duì)于共電壓Vcom反向數(shù)據(jù)電壓極性的反向信號(hào)RVS、及數(shù)據(jù)時(shí)鐘信號(hào)HCLK。
數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器500從信號(hào)控制器600依次接收一行像素的圖像數(shù)據(jù)DAT，將該圖像數(shù)據(jù)DAT進(jìn)行移位，將該圖像數(shù)據(jù)DAT轉(zhuǎn)換成選自灰度電壓發(fā)生器800的灰度電壓中的模擬數(shù)據(jù)電壓，并且響應(yīng)于信號(hào)控制器600接收的數(shù)據(jù)控制信號(hào)CONT2而向數(shù)據(jù)線D1-Dm施加數(shù)據(jù)電壓。
柵極驅(qū)動(dòng)器400響應(yīng)于信號(hào)控制器600接收的數(shù)據(jù)控制信號(hào)CONT1而向柵極線G1-Gn施加?xùn)艠O開通電壓Von，從而開通與其連接的開關(guān)元件Q。將施加給數(shù)據(jù)線G1-Gn的數(shù)據(jù)電壓通過被開通的開關(guān)元件Q施加給相應(yīng)的像素。
施加到給像素的數(shù)據(jù)電壓和共電壓Vcom之間的差異被表示為L(zhǎng)C電容器CLC兩端的電壓，即，像素電壓。在LC電容器CLC中的LC分子的定向取決于像素電壓的幅度。
光源驅(qū)動(dòng)器920控制提供給光源部910用于轉(zhuǎn)換光源部910的LED 344的電流，并且還控制從LED 344發(fā)出的光的亮度。
當(dāng)從LED 344發(fā)出的光通過LC層3時(shí)，根據(jù)LC分子的定向改變來改變光的偏振。起偏器將光偏振的差轉(zhuǎn)換成透射率的差。
通過由水平周期的單元重復(fù)該過程(將水平周期的單元表示為“1H”并且等同于水平同步信號(hào)Hsync、數(shù)據(jù)使能信號(hào)DE、及柵極時(shí)鐘CPV的一個(gè)周期)，在一幀中所有的柵極線G1-Gn都被依次施加?xùn)艠O開通電壓Von，從而向所有像素施加數(shù)據(jù)電壓。當(dāng)結(jié)束一幀之后開始下一幀時(shí)，通過將反向控制信號(hào)RVS傳送給數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器500，使數(shù)據(jù)電壓的極性相對(duì)于前一幀的極性相反(稱為“幀反向”)。還可控制反向控制信號(hào)RVS，由此將流經(jīng)數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)電壓的極性在一幀內(nèi)反向(例如，線反向和點(diǎn)反向)，或者將數(shù)據(jù)電壓的極性在一包(packet)內(nèi)反向(例如，列反向和點(diǎn)反向)。
下面，參照?qǐng)D4及圖5對(duì)應(yīng)用在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的背光源中的、包括有光源單元349和導(dǎo)光板342的光源部910進(jìn)行說明。
圖4是用于根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的背光源的導(dǎo)光板和LED的布局圖。圖5是用于根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的背光源的導(dǎo)光板和LED的橫截面圖。
在圖4中，三個(gè)光源單元349基本上彼此平行排列。該光源單元349包括長(zhǎng)條形PCB 345以及以均勻間隔安裝在PCB 345上的多個(gè)LED 344。例如，如圖4所示，可根據(jù)實(shí)際上從各個(gè)LED中發(fā)出的光的亮度以及LCD背光照明所需的亮度，來控制LED的數(shù)量以及LED之間的空間間隔。如上所述，可改變光源單元349的數(shù)量，其并不局限于三個(gè)，并且可根據(jù)LED的數(shù)量和它們之間的間隔對(duì)光源單元349的數(shù)量進(jìn)行控制。
在光源單元349上設(shè)置導(dǎo)光板342，并且反光槽G形成在其上表面。該反光槽G可為圓錐形。將反光槽G直接設(shè)置在LED 344上。
通過全反射反光槽G反射從LED直接射向上的光，以將來自LED的光散射。從LED發(fā)出的光的大部分傾向于從LED集中向上并且不散射或分散。反光槽G避免了這種光的集中并且使光均勻地散射。
可將特殊的透鏡應(yīng)用于LED以防止從LED發(fā)出的光大部分向上照射。
圖6是用于根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的背光源的LED的側(cè)面圖。
參照?qǐng)D6，LED包括主體13和散射透鏡10。
散射透鏡10包括第一部分11和第二部分12。如圖6所示，第一部分11為圓形或曲線形等，也即，半球形或半橢圓體形，并且包括從曲線形或圓形區(qū)域的底面向上進(jìn)入的圓錐形槽16，其主軸與第一部分11的主軸相同。
第二部分12是截頭倒圓錐形，并且設(shè)置有從其頂面向下進(jìn)入的倒圓錐形槽15，該倒圓錐形槽主軸與第二部分11的主軸相同。第二部分12整體設(shè)置在或形成在第一部分11上，以使第一部分11和第二部分12的主軸相同。
主體13設(shè)置有LED芯片(未示出)以及用于向LED芯片供電的引線17和18。
由于透鏡具有上述結(jié)構(gòu)，從LED發(fā)出的大多數(shù)的朝向透鏡的側(cè)面直接向上傳播的光顯著地減少。
圖7是示出了LED所發(fā)出的光的入射角與光的分布的曲線圖。
如圖7所示，從LED發(fā)出的光在0度至大約120度的范圍中散射，其中80％左右的光聚集在60度至100度的范圍內(nèi)。由于光只是向上照射，所以剩余的20％的光在0度至20度范圍內(nèi)可能是不均勻的光散射。為了防止光直接向上照射，本發(fā)明包括具有用于背光源的反光槽的導(dǎo)光板342。
圖8是示出了由根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光導(dǎo)板的反光槽所產(chǎn)生的光散射效果的橫截面圖。
如圖8所示，通過導(dǎo)光板342反射LED 344的側(cè)面光的一部分(根據(jù)菲涅耳反射定律)并且射向反射板341以再次被反射。在被反射之后側(cè)面光的剩余部分進(jìn)入導(dǎo)光板342并隨后射出導(dǎo)光板342。該過程使光均勻散射。將以在0度至20度范圍內(nèi)照射的光(表示為R)經(jīng)過內(nèi)反射在導(dǎo)光板342的反光槽G處反射，并且使光返回導(dǎo)光板342內(nèi)部。隨后，光穿過導(dǎo)光板342內(nèi)部并經(jīng)過內(nèi)反射在其底面反射該光。另外，在光傳向反射板341之后，通過反射板341使光返回并隨后射向?qū)Ч獍?42的上表面。
經(jīng)過如上所述的全內(nèi)反射，使直接從LED 344發(fā)出的光再被重新利用，以使光的損失最小化。此外，由于可通過應(yīng)用框架的注模技術(shù)制造具有反光槽的導(dǎo)光板342，使得制造工藝更加容易。
下面將對(duì)反光槽的深度角和導(dǎo)光板342的厚度進(jìn)行說明。
圖9和圖10是用于計(jì)算在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的背光源中各個(gè)導(dǎo)光板最小可能厚度的導(dǎo)光板的橫截面圖。
為了使相對(duì)于導(dǎo)光板342的底面垂直入射的光(直接向上照射的光)全反射，應(yīng)該將反光槽構(gòu)制成其側(cè)面與垂直線形成角度(稱為“深度角”θT)，該角應(yīng)滿足以下公式(公式1) 公式1是從斯涅耳定律中得到的，其中，n1是空氣的折射率而n2為導(dǎo)光板的折射率。
當(dāng)以0度至θ度的立體角照射的光直接向外射出時(shí)，該光阻礙了從背光源發(fā)出的光的均勻分布。因此，應(yīng)該將反光槽設(shè)計(jì)成具有最佳深度以截取該部分并且導(dǎo)光板應(yīng)該分散成具有適用于形成槽的厚度。下面，參照?qǐng)D9及圖10對(duì)反光槽的最佳厚度以及導(dǎo)光板的厚度進(jìn)行計(jì)算。
圖9中，1表示從LED芯片到導(dǎo)光板底面的距離，X表示從主軸，或反光槽中心到以θ角從LED芯片發(fā)出的光接觸導(dǎo)光板底面的光到達(dá)點(diǎn)之間的距離，X可通過以下公式計(jì)算出X＝ltanθ。
以θ角發(fā)出的光到達(dá)相對(duì)于從導(dǎo)光板上表面到導(dǎo)光板的d/6厚度的反光槽的位置。將導(dǎo)光板342和反光槽布置成以θ角從LED發(fā)出的光到達(dá)從導(dǎo)光板上表面開始的d/6處，由于考慮到關(guān)于LED和導(dǎo)光板的制造工藝的反光槽的布置誤差，所以其是反光槽的剩余空間。
當(dāng)相對(duì)于反光槽的主軸成θ角從LED芯片發(fā)出的光接觸反光槽的面時(shí)，計(jì)算出以下公式。
(公式2)tanθT=x′y-d6]]>(公式3)tanθ=x′l+5d6]]>在公式2和3中，x′是從反光槽的主軸到從LED芯片以θ角發(fā)出的光與反光槽點(diǎn)接觸的點(diǎn)的距離并且y是反光槽的深度。重新整理公式2和公式3以在去除x′之后解出d，從而導(dǎo)出以下公式。
(公式4)d=6ytanθT-6ltanθtanθT+5tanθ]]>當(dāng)將反光槽的深度減小成小于用于固定導(dǎo)光板的導(dǎo)板一半的厚度(y≤d/2)時(shí)，可到以下公式。
(公式5)
d≤3dtanθT-6ltanθtanθT+5tanθ]]>當(dāng)定義公式5的θT時(shí)，可以得到以下公式。
(公式6)d≥6ltanθ2tanθT-5tanθ]]>因此，使反光槽深度角θT和導(dǎo)光板厚度d應(yīng)分別滿足公式1和6。例如，當(dāng)導(dǎo)光板由具有1.5折射率的材料(例如，玻璃等)制成時(shí)，根據(jù)公式1，θT≤90°-42°＝48°。由于當(dāng)θT＝48°時(shí)，θ大約為20°，因此d必須滿足公式6。
d≥2.18l2.22-1.82=5.55l]]>如上所述，必須將反光槽設(shè)計(jì)成至少具有預(yù)定的深度并且必須具有足夠的厚度以形成該槽。設(shè)計(jì)約束需要將導(dǎo)光板盡可能得薄以制造足夠薄的LCD。下面，將對(duì)用于降低導(dǎo)光板厚度的方法進(jìn)行說明。
圖11是用于根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的背光源的導(dǎo)光板的反光槽的橫截面圖。
參照?qǐng)D11，與上述基本上是V形的橫截面相比，反光槽的橫截面線形成曲線。
形成在反光槽的主軸和其橫截面的點(diǎn)的切線之間的深度角θT隨該點(diǎn)遠(yuǎn)離主軸而增加。在該結(jié)構(gòu)中，即使深度角θT增加，由于在反光槽中的光到達(dá)點(diǎn)離反光槽的主軸越遠(yuǎn)，光的照射方向和主軸之間形成的角度越大，所以還會(huì)發(fā)生全內(nèi)反射。
可將如圖11所示形狀的反光槽設(shè)計(jì)成具有很淺的深度。從而，可減小導(dǎo)光板的厚度。
根據(jù)本發(fā)明，通過在導(dǎo)光板中形成的反光槽將來自LED直接向上傳輸?shù)墓膺M(jìn)行反射并隨后被重新利用，這會(huì)使來自背光源的光基本上均勻分布。由于反光槽，不需要用于截?cái)鄟碜訪ED直接向上傳輸?shù)墓馑璧念~外工藝。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包括在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于顯示裝置的背光源，包括板，包括多個(gè)設(shè)置在其上的發(fā)光二極管；以及導(dǎo)光板，設(shè)置在所述發(fā)光二極管上并且包括多個(gè)反光槽，其中，將所述反光槽設(shè)置在所述導(dǎo)光板的上表面，每一個(gè)所述反光槽上具有倒圓錐形以使所述背光源滿足以下公式d≥6ltanθ2tanθT-5tanθ]]>其中，l為發(fā)光裝置的發(fā)光芯片與所述導(dǎo)光板的底面之間的距離，θ為在所述反射槽的主軸和被截取的直接向上的光之間的最大角度，θT為所述反光槽的截面和其主軸之間形成的角度，以及d為所述導(dǎo)光板的厚度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述背光源滿足以下公式 其中，n1為空氣的折射率，n2為所述導(dǎo)光板的折射率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括反射板，具有多個(gè)孔，用于露出所述發(fā)光芯片，并且朝向所述導(dǎo)光板反射光。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括多個(gè)光學(xué)薄片，設(shè)置在所述導(dǎo)光板上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述LED產(chǎn)生白色光。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述多個(gè)發(fā)光二極管包括產(chǎn)生白色光的白LED以及產(chǎn)生紅色光的紅LED。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述多個(gè)發(fā)光二極管包括產(chǎn)生紅色光的紅發(fā)光二極管、產(chǎn)生綠色光的綠發(fā)光二極管、以及產(chǎn)生藍(lán)色光的藍(lán)發(fā)光二極管。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述各發(fā)光二極管包括主體部分和散射透鏡。
9.根據(jù)權(quán)利要求書8所述的裝置，其中，所述散射透鏡包括第一部分，具有圓形，包括從所述第一部分的底面向上延伸至一點(diǎn)的圓錐形槽；以及第二部分，具有與去除角頂部分的倒圓錐形相似的形狀，并且包括從所述第二部分的頂面向下延伸至一點(diǎn)的倒圓錐形的槽，其中，所述第一部分和所述第二部分的主軸相同。
10.一種用于顯示裝置的背光源，包括板；多個(gè)發(fā)光二極管，設(shè)置在所述板上；導(dǎo)光板，設(shè)置在所述發(fā)光二極管上，并且包括多個(gè)反光槽，其中所述反光槽設(shè)置在所述導(dǎo)光板的上表面，并且具有倒圓錐形，所述倒圓錐向下延伸到一點(diǎn)，以使所述反光槽的主軸和與所述反光槽截面的點(diǎn)相切的線之間形成的角度隨著所述點(diǎn)遠(yuǎn)離所述主軸而增大。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，還包括反射板，包括多個(gè)孔，用于露出所述發(fā)光二極管的多個(gè)發(fā)光芯片、并且朝向所述導(dǎo)光板反射光。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，還包括多個(gè)光學(xué)薄片，設(shè)置在所述導(dǎo)光板上。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中，所述多個(gè)發(fā)光二極管包括產(chǎn)生白色光的白發(fā)光二極管。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中，所述多個(gè)發(fā)光二極管包括產(chǎn)生白色光的白發(fā)光二極管和產(chǎn)生紅色光的紅發(fā)光二極管。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，所述多個(gè)發(fā)光二極管包括產(chǎn)生紅色光的紅發(fā)光二極管、產(chǎn)生綠色光的綠發(fā)光二極管、以及產(chǎn)生藍(lán)色光的藍(lán)發(fā)光二極管。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述裝置，所述多個(gè)發(fā)光二極管中的每一個(gè)均包括主體部分和散射透鏡。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，所述散射透鏡包括第一部分，具有圓形，包括從所述第一部分的底面向上延伸至一點(diǎn)的圓錐形槽；以及第二部分，具有與去除角頂部分的倒圓錐形相似的形狀，并且包括從所述第二部分的頂面向下延伸至一點(diǎn)的倒圓錐形的槽，其中，所述第一部分和所述第二部分的主軸相同。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于顯示裝置的背光源，其包括安裝在板上的多個(gè)發(fā)光二極管(LED)、以及設(shè)置在LED上的并具有直接形成在各個(gè)LED上的反光槽的導(dǎo)光板。將反光槽設(shè)置在導(dǎo)光板的上表面并且該反光槽具有倒圓錐形。在該背光源中，將來自LED直接向上傳輸?shù)墓饨?jīng)過全內(nèi)反射進(jìn)行充分的反射并隨后被重新利用，從而使背光源的光分布得更加均勻。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK1731254SQ200510088989
公開日2006年2月8日 申請(qǐng)日期2005年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月5日
發(fā)明者金基哲, 姜碩桓, 李相裕, 尹胄永, 宋春鎬 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社