專利名稱：背光單元以及具有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)明涉及一種背光單元以及具有該背光單元的液晶顯示器，更具體地，涉及一種在其上有效地設(shè)置了點(diǎn)光源的背光單元以及具有該背光單元的液晶顯示器。
背景技術(shù)：
最近，已經(jīng)開發(fā)出諸如LCD(液晶顯示器)、PDP(等離子體顯示面板)、以及OLED(有機(jī)發(fā)光二極管)類型顯示器的平板顯示裝置，來替代CRT(陰極射線管)類型的顯示器。
典型的液晶顯示器(以下稱為‘LCD’)包括具有TFT(薄膜晶體管)基板、濾色器基板、以及介于兩個(gè)基板之間設(shè)置的液晶層的LCD面板。由于液晶層不發(fā)光，所以LCD可包括設(shè)置在TFT基板后面的背光單元。根據(jù)液晶層中的液晶的排列，來調(diào)節(jié)穿過液晶的由背光單元所發(fā)出的光的量。將LCD面板與背光單元設(shè)置在機(jī)殼中。
根據(jù)光源的位置，背光單元可以是邊光式或者直下式背光單元。邊光式在光導(dǎo)板的側(cè)面提供光源，并且通常用于相對較小的LCD，例如膝上型電腦和臺式計(jì)算機(jī)中使用的LCD。邊光式提供很高的光均勻性以及良好的耐久性，并且適用于薄側(cè)面的LCD。
作為市場中LCD顯示器尺寸增大的結(jié)果，越來越強(qiáng)調(diào)直下式背光單元。直下式背光單元通過在LCD面板后面設(shè)置多個(gè)光源，來向LCD的整個(gè)表面提供光。與邊光式背光單元相比，直下式背光單元通過使用多個(gè)光源來提供高等級的亮度，但是通常亮度不夠均勻。
作為點(diǎn)光源而非線光源(例如電燈)的LED，由于其高亮度和極好的彩色復(fù)現(xiàn)性(color reproducibility)，已被確認(rèn)為適用于直下式背光單元的光源。通常，一系列LED成行地設(shè)置在LED電路板上，并且多個(gè)LED電路板平行成行地設(shè)置在LCD面板的后面。
然而，在利用上述的排列的LCD中，LED電路板上方的亮度很高，但是與在相鄰LED電路板之間區(qū)域中的亮度不一樣高。因此，可能降低了LCD面板的亮度均勻性。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一方面提供了一種在其上有效地設(shè)置有點(diǎn)光源的背光單元。
因此，本發(fā)明的另一方面提供了一種在其上有效地設(shè)置有點(diǎn)光源的LCD。
因此，本發(fā)明的另一方面提供了一種根據(jù)LCD的點(diǎn)光源的有效排列方法。
通過提供一種包括排列表面和在排列表面上的多個(gè)點(diǎn)光源的背光單元，實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的前述和/或其它方面，其中，排列表面被分成單元陣列，該單元陣列包括多個(gè)具有白光提供單元的六邊形單元。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，六邊形單元規(guī)則地設(shè)置在排列表面上，并且每個(gè)單元的每條邊與相鄰單元的邊接觸。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，點(diǎn)光源是LED。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，單元陣列包括具有正六邊形形狀的內(nèi)部單元的陣列。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在每個(gè)內(nèi)部單元中，點(diǎn)光源的位置是相同的。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在每個(gè)內(nèi)部單元中，點(diǎn)光源的位置是不相同的。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，排列表面的形狀為具有長邊和短邊的矩形。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，單元陣列還包括多個(gè)與排列表面的長邊相交的長邊單元、多個(gè)與排列表面的短邊相交的短邊單元、以及多個(gè)與排列表面的角相交的角單元。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，排列表面的長邊平行于內(nèi)部單元中的兩條相對的邊。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，每個(gè)具有至少為每個(gè)內(nèi)部單元表面積的50％的表面積的長邊單元設(shè)置有白光提供單元。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，排列表面的短邊平行于內(nèi)部單元中的兩條相對的邊。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，單元長度被定義為內(nèi)部單元兩條相對邊之間的距離，以及排列表面的長邊長度被定義為單元長度一半的整數(shù)倍與10％至40％之間的單元長度之和。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，短邊單元包括具有白光提供單元的第一短邊單元以及不具有白光提供單元的第二短邊單元，并且第一和第二短邊單元沿排列表面的短邊交錯(cuò)排列。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，長邊單元沿排列表面的每個(gè)長邊成行地設(shè)置，并且每個(gè)長邊單元的表面積均至少為每個(gè)內(nèi)部單元表面積的60％。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，每個(gè)長邊單元均包括一個(gè)白光提供單元。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，每個(gè)白光提供單元均包括一對綠LED，并且該對綠LED以與排列表面長邊平行的方向設(shè)置。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，每個(gè)白光提供單元均包括一對紅LED，并且該對紅LED以與排列表面長邊平行的方向設(shè)置。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，具有至少為每個(gè)內(nèi)部單元表面積20％的表面積的角單元包括一個(gè)白光提供單元。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，具有至少為每個(gè)內(nèi)部單元表面積30％的表面積的短邊單元和長邊單元包括一個(gè)白光提供單元。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，具有至少為每個(gè)內(nèi)部單元表面積50％的表面積的短邊單元和長邊單元設(shè)置有一個(gè)白光提供單元。
通過提供包括LCD面板、靠近LCD面板設(shè)置的排列表面、以及在排列表面中排列的多個(gè)點(diǎn)光源的LCD，來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的前述和/或其它方面，其中，排列表面被分成單元陣列，單元陣列包括多個(gè)具有白光提供單元的六邊形單元。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，六邊形單元規(guī)則地設(shè)置在排列表面上，并且每個(gè)單元的每條邊與相鄰單元的邊接觸。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，點(diǎn)光源為LED。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，單元陣列包括具有正六邊形形狀的內(nèi)部單元的陣列。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在每個(gè)內(nèi)部單元中，點(diǎn)光源的位置是相同的。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在每個(gè)內(nèi)部單元中，點(diǎn)光源的位置是不相同的。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，排列表面的形狀為具有長邊和短邊的矩形。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，單元陣列還包括多個(gè)與排列表面的長邊相交的長邊單元、多個(gè)與排列表面的短邊相交的短邊單元、以及多個(gè)與排列表面的角相交的角單元。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，排列表面的短邊平行于內(nèi)部單元中的兩條相對的邊。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，單元長度被定義為內(nèi)部單元的兩條相對邊之間的距離，以及排列表面的長邊長度被定義為單元長度一半的整數(shù)倍與10％至40％之間的單元長度之和。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，短邊單元包括具有白光提供單元的第一短邊單元以及不具有白光提供單元的第二短邊單元，并且第一與第二短邊單元沿排列表面的短邊交錯(cuò)排列。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，長邊單元沿排列表面的每個(gè)長邊成行地設(shè)置，并且每個(gè)長邊單元的表面積均至少為每個(gè)內(nèi)部單元表面積的60％。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，每個(gè)長邊單元均包括一個(gè)白光提供單元。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，具有至少為每個(gè)內(nèi)部單元表面積20％的表面積的角單元包括一個(gè)白光提供單元。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，具有至少為每個(gè)內(nèi)部單元表面積30％的表面積的短邊單元和長邊單元包括一個(gè)白光提供單元。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，具有至少為每個(gè)內(nèi)部單元表面積50％的表面積的短邊單元和長邊單元設(shè)置有一個(gè)白光提供單元。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，每個(gè)白光提供單元包括一對綠LED，并且該對綠LED以與排列表面的長邊平行的方向設(shè)置。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，多個(gè)電路板以規(guī)則的間隔平行排列。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，白光提供單元以規(guī)則的間隔設(shè)置在多個(gè)電路板上。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在相鄰的電路板上設(shè)置交錯(cuò)排列的白光提供單元。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，單元長度被定義為內(nèi)部單元的兩條相對邊之間的距離并且對應(yīng)于點(diǎn)光源的有效長度。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，單元長度被定義為內(nèi)部單元的兩條相對邊之間的距離，并且在點(diǎn)光源有效長度的90％至110％之間。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，每個(gè)點(diǎn)光源的有效長度基本上相等。
本發(fā)明的前述和/或其它方面可以通過提供點(diǎn)光源排列方法來實(shí)現(xiàn)，該方法包括設(shè)置點(diǎn)光源以在對應(yīng)于LCD面板的排列表面上連續(xù)地設(shè)置正六邊形形狀的表面光源單元。


通過下面結(jié)合附圖對示例性實(shí)施例的描述，本發(fā)明的上述和/或其它方面及優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見并且更容易理解，在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的LCD的分解透視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的LCD的截面圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的LCD的排列；圖4至8示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的LED是如何排列的；以及圖9至15分別示出了根據(jù)本發(fā)明的第二至第八實(shí)施例的LED的排列。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在，將對本發(fā)明的示例性實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)地描述，其實(shí)例在附圖中示出，在整個(gè)說明書中，相同的參考標(biāo)號表示相同的元件。以下，將參照附圖對實(shí)施例進(jìn)行描述，以解釋本發(fā)明。
將使用LED作為點(diǎn)光源來描述示例性實(shí)施例。然而，本發(fā)明也可以適用于其它類型的點(diǎn)光源。
參照圖1至3描述本發(fā)明的第一實(shí)施例。
LCD1包括LCD面板20、在LCD面板20后面順序設(shè)置的光調(diào)節(jié)部30、反射板40、LED電路板51。LCD1還包括一個(gè)或多個(gè)安裝在LED電路板51上、并對應(yīng)于反射板40的LED孔41設(shè)置的LED器件60。
LCD面板20、光調(diào)節(jié)部30、以及LED電路板51容納在上底盤10與下底盤70之間。
LCD面板20包括在其上形成有TFT的TFT基板21、面向TFT基板21的濾色器基板22、粘附兩個(gè)基板21和22并形成單元間隙的密封劑23、以及被兩個(gè)基板21和22與密封劑23包圍的液晶層24。根據(jù)第一實(shí)施例的LCD面板形成為具有長邊和短邊的矩形形狀。LCD面板20控制液晶層24的排列，從而在其上形成圖像。然而，因?yàn)長CD面板20自身不發(fā)光，所以LCD面板20由設(shè)置于其后的LED器件60提供光。
將驅(qū)動部25設(shè)置在TFT基板21的側(cè)面上，用于向LCD面板20施加驅(qū)動信號。驅(qū)動部25包括柔性印刷電路(FPC)26、安裝在柔性印刷電路26上的驅(qū)動芯片27、以及連接到柔性印刷電路26的側(cè)面的印刷電路板(PCB)28。在這里，在圖1中示出的驅(qū)動部25是COF型(薄膜覆晶封裝)。然而，可以使用其它類型的驅(qū)動部，例如，可以使用TCP(薄膜封裝)或者COG(玻璃覆晶封裝)。可選地，驅(qū)動部25可形成在形成有布線的TFT基板21上。
設(shè)置在LCD面板20后面的光調(diào)節(jié)部30可包括散射板31、棱鏡膜32、以及保護(hù)膜33。
散射板31包括底板和在底板上形成的具有顆粒的涂層。散射板31使來自LED器件60的光散射，從而提高了亮度的均勻性。
三角型棱鏡以預(yù)定的排列設(shè)置在棱鏡膜32上。棱鏡膜32將由散射板31散射的光匯聚在垂直于LCD面板20表面的方向上。一般地，使用兩個(gè)棱鏡膜32，并且在棱鏡膜32上形成的微棱鏡彼此形成預(yù)定角度。透過棱鏡膜32的光垂直地傳播，因此形成了均勻的亮度分布。如果需要，可以將反射偏振膜與棱鏡膜32一起使用，或者可以僅使用反射偏振膜，而不使用棱鏡膜32。
位于光調(diào)節(jié)部30頂部的保護(hù)膜33保護(hù)容易受到劃損的棱鏡膜32。
在其上安裝有LED器件60的LED電路板51上設(shè)置反射板40。對應(yīng)于在LED電路板51上的LED器件60的排列，在反射板40中形成一個(gè)或多個(gè)LED孔41。在所示的實(shí)施例中，該組LED孔41包括6條平行線，每條線具有以固定間隔設(shè)置的7個(gè)LED孔41。相鄰線之間的LED孔41彼此處于交錯(cuò)的位置。在每個(gè)LED孔41中設(shè)置白光提供單元61。形成的LED孔41可以比白光提供單元61略大。
當(dāng)反光板40與LED電路板51配合時(shí)，包括發(fā)光的芯片62的部分LED裝置60設(shè)置在反光板40的上表面之上，如在圖2中可以看到的。
反光板40反射向下射的光并將反射光導(dǎo)向散射板31。反射板40可以包括，例如，聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate)(PET)或聚碳酸酯(polycarbonate)(PC)、和/或鍍銀(Ag)或鋁(Al)。另外，反射板40以足夠的厚度形成，以防止由于LED器件60產(chǎn)生的熱所引起的變形或收縮。
在所示的實(shí)施例中，LED電路板51具有伸長的條形，以及6個(gè)LED電路板51橫跨LCD面板20的寬度以固定間隔平行設(shè)置。將每個(gè)LED電路板51的縱向方向設(shè)置為平行于LCD面板20的長邊。因?yàn)長ED器件60可以產(chǎn)生相當(dāng)?shù)臒崃?，所以LED電路板51可主要包括具有極好熱傳導(dǎo)性的鋁。雖然沒有在圖中示出，LCD1還可以包括熱導(dǎo)管、散熱片、冷卻風(fēng)扇、或用來去除由LED器件60所產(chǎn)生的熱量的其它冷卻機(jī)構(gòu)。
安裝于LED電路板51上的LED器件60遍布整個(gè)的LCD面板20的后表面。LED器件60被設(shè)置為構(gòu)成多個(gè)白光提供單元61。根據(jù)第一實(shí)施例，每個(gè)白光提供單元61包括用于產(chǎn)生白光的紅LED60a、藍(lán)LED60c、以及一對綠LED60b。白光提供單元61以規(guī)則的間隔設(shè)置在LED電路板51上。
LED器件60包括用于產(chǎn)生光的芯片62、將芯片62與LED電路板51連接的引線63、容納引線63及支撐芯片62的塑料鑄件64、硅部件65、以及設(shè)置于芯片62之上的球狀物66。由LED器件60提供的光的模式很大程度上受球狀物66的形狀的影響。根據(jù)第一實(shí)施例的球狀物66具有橢圓形形狀。球狀物66可以包括聚甲基丙烯酸甲酯(polymetamethylacrylate)(PMMA)。
在圖3中示出了LED器件60的總體排列。每個(gè)LED器件60設(shè)置在對應(yīng)于LCD面板20的顯示區(qū)域的排列表面上。排列表面為具有長邊和短邊的矩形形狀，類似于LCD面板20的形狀。LED器件60規(guī)則地遍布整個(gè)排列表面。排列表面被分成包括多個(gè)正六邊形的蜂巢形狀。因?yàn)樗倪呅蔚呐帕斜砻姹环殖闪呅螀^(qū)域，表面光源80的每個(gè)表面單元可具有不同的形狀。排列表面由表面光源80的表面單元密集地填充。根據(jù)LED器件60的有效長度確定相鄰單元之間的單元長度L1，并且根據(jù)單元長度L1確定LED器件60的排列。
在下文中，將參考圖4至8描述對排列表面的說明、排列表面的蜂巢形狀的分割、以及LED器件60的有效長度。
將LED器件60產(chǎn)生的光提供給LCD面板20。如圖4所示，提供給LCD面板20的光強(qiáng)度的分布具有高斯分布。也就是說，在LCD面板20的頂部上的LED器件60的中心位置，提供最強(qiáng)的光強(qiáng)度。然后光強(qiáng)度隨著距離LED器件60的距離的增加而減弱。在光強(qiáng)度曲線圖中，相應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)偏差的單元長度L1被稱為有效長度。有效長度根據(jù)LED器件60與LCD面板20之間的距離d1(在圖2中示出)而變化。當(dāng)LED器件60與LCD面板20之間的距離d1增加時(shí)，有效長度增加并且亮度減弱。LED器件60與LCD面板20之間的距離d1可以通過由LED器件60的芯片61建立的標(biāo)準(zhǔn)來定義。有效長度可以通過調(diào)節(jié)LED器件60的特性(例如，散熱效率、球狀物66的形狀等)而變化。
如圖5所示，當(dāng)具有相同有效長度的LED器件60以相應(yīng)于該有效長度的間隔設(shè)置時(shí)，不論在LCD面板20的表面上的位置，LCD面板20被提供有相同的光強(qiáng)度。
上述的圖4和5提供了光強(qiáng)度作為距離的函數(shù)的一維圖。圖6提供了LED器件60與有效長度的二維圖。由一個(gè)LED器件60產(chǎn)生的光可以被描述為以LED器件60為圓心并且以有效長度為直徑的圓。
圖7示出了在表面上密集設(shè)置的LED器件60。相鄰兩個(gè)圓的圓心之間的距離對應(yīng)于LED器件60的有效長度。在圖中，三角形的每個(gè)頂點(diǎn)設(shè)置在LED器件60的圓心上，并且三角形的每條邊對應(yīng)于LED器件60的有效長度。
當(dāng)使用圓來表征由每個(gè)LED器件60提供的光時(shí)，如圖7所示，在三角形的中心處圓之間形成空的間隙。因此，表面可以被分為正六邊形的陣列，以填充整個(gè)表面，如圖8所示。每個(gè)正六邊形的兩條相對邊之間的距離對應(yīng)于LED器件60的有效長度。另外，兩個(gè)相鄰正六邊形的中心之間的距離也對應(yīng)于有效長度。當(dāng)LED器件60被設(shè)置在每個(gè)六邊形的中心時(shí)，如圖8所示，不論在LCD面板20表面上的位置，均可以向LCD面板20提供具有相同強(qiáng)度的光。如果LED器件60提供白光，則向LCD面板20被提供有均勻的白光。如果LED器件60提供紅光，則向LCD面板20被提供有均勻的紅光。
在這里，設(shè)置在每個(gè)正六邊形中的LED器件60可能沒有精確地定位于六邊形的中心。然而，由于LED器件60之間的距離應(yīng)當(dāng)對應(yīng)于有效長度，所以每個(gè)LED器件60應(yīng)當(dāng)設(shè)置成距離相鄰的LED器件60相同的距離。同樣，每個(gè)紅、綠及藍(lán)LED60a、60b、60c分別設(shè)置成正六邊形中，并且共同提供白光。在這種情況下，每種顏色的LED應(yīng)當(dāng)規(guī)則地設(shè)置。
圖8示出了沒有邊界的表面的情況。然而，LCD面板20的實(shí)際排列表面具有預(yù)定的尺寸。
如圖3所示，根據(jù)第一實(shí)施例的排列表面為具有長邊長度L2及短邊長度L3的矩形形狀。提供了四種類型的表面光源80的表面單元完全包含在排列表面邊界中的內(nèi)部單元81、與排列表面的短邊相交的短邊單元82a、82b、與排列表面的長邊相交的長邊單元83、以及與排列表面的角相交的角單元84a、84b。內(nèi)部單元81排列成為每個(gè)內(nèi)部單元81的一對相對邊與排列表面的短邊平行設(shè)置。
在每個(gè)內(nèi)部單元81中設(shè)置白光提供單元61。每個(gè)內(nèi)部單元81的兩條相對邊之間的長度對應(yīng)于單元長度L1，該長度對應(yīng)于LED器件60的有效長度。在LED器件60的有效長度與單元長度L1之間可能有一些變化。例如，單元長度L1可以在有效長度的90％與110％之間。
白光提供單元61包括紅LED60a、藍(lán)LED60c、以及一對綠LED60b。每個(gè)LED器件60的有效長度可以基本上相同。如果每個(gè)LED的有效長度不同，則單元長度L1可以對應(yīng)于最短的有效長度或平均的有效長度。
如圖3所示，在白光提供單元61中，該對綠LED60b平行于排列表面的長邊成行設(shè)置。紅LED60a及藍(lán)LED60c平行于該對綠LED60b之間的短邊成行地設(shè)置。LED器件60的每種顏色以綠LED60b、紅LED60a、以及藍(lán)LED60c的順序貢獻(xiàn)亮度。根據(jù)第一實(shí)施例，不包括白光提供單元61的第二短邊單元82b設(shè)置在長邊的兩端。因此，如果對總亮度貢獻(xiàn)最大的綠LED60b設(shè)置在長邊方向，綠LED60b可以補(bǔ)償在第二短邊單元82b中減弱的亮度。
短邊單元82a、82b包括具有面積超過內(nèi)部單元81的面積的50％的第一短邊單元82a、以及具有面積少于內(nèi)部單元81的面積的50％的第二短邊單元82b。第一短邊單元82a包括白光提供單元61，但是第二短邊單元82b則不包括。第一與第二短邊單元82a、82b沿排列表面的短邊交錯(cuò)設(shè)置。
如果可能，第二短邊單元82b的面積應(yīng)當(dāng)減小，因?yàn)槎踢厗卧?2b不包括白光提供單元61，因此減弱了第二短邊單元82b中的亮度。同時(shí)，因?yàn)橄Ｍ麑⒃O(shè)置在表面光源80的單元中心的白光提供單元61的尺寸最大化，所以第一短邊單元82a的面積應(yīng)當(dāng)大于內(nèi)部單元81的面積的50％。因此，在長邊方向上的短邊單元82b的長度L4、L5優(yōu)選地比足夠?qū)坠馓峁﹩卧?1設(shè)置在第一短邊單元82a的距離略長。當(dāng)將長邊的長度L2表示為單元長度L1一半的整數(shù)N倍加上單元長度L1的10％至40％之和時(shí)，可實(shí)現(xiàn)該排列。根據(jù)該實(shí)施例的長邊長度L2表示為L2＝(L1/2)×13+L1×0.3。例如，假若單元長度L1為8cm以及白光提供單元61的長度L6為2cm，L4及L5分別為1.2cm，其為(L1×0.3)/2。在此情況下，第一短邊單元82a的長度L7在長邊方向上為L1/2+L4，當(dāng)L1＝8cm及L4＝1.2cm時(shí)其等于5.2cm，因而第一短邊單元82a足夠?qū)捯园ò坠馓峁﹩卧?1。單元長度L1與長邊長度L2之間的適當(dāng)關(guān)系可以根據(jù)白光提供單元61的尺寸進(jìn)行調(diào)節(jié)。
排列表面的長邊邊界優(yōu)選地與所有的單元相交于相同的點(diǎn)。換句話講，所有與排列表面長邊相交的單元(即，長邊單元83)均具有設(shè)置于排列表面邊界中的相同的部分單元。長邊單元83的表面積優(yōu)選地大于內(nèi)部單元81的表面積的60％，從而在每個(gè)長邊單元83中設(shè)置白光提供單元61。
與排列表面的角相交的角單元84a、84b包括具有相對較大表面積的第一角單元84a、以及具有相對較小表面積的第二角單元84b。第一角單元84a大到足夠包括白光提供單元61，而第二角單元84b小到不能包括白光提供單元61。
根據(jù)上述第一實(shí)施例，LED器件60以規(guī)則的排列形式設(shè)置。因此，白光提供單元61以對應(yīng)于單元長度的間隔成行地設(shè)置在矩形的LED電路板51上。類似地，對應(yīng)于白光提供單元61的LED孔41規(guī)則地設(shè)置在反射板40上。
以下，參考圖9至15描述本發(fā)明的第二實(shí)施例至第八實(shí)施例。
圖9示出了根據(jù)第二實(shí)施例的LED的排列。內(nèi)部單元81中的一對相對的邊平行于排列表面的短邊設(shè)置，如在以上第一實(shí)施例中所述。在短邊上設(shè)置包括白光提供單元61的第一短邊單元82a及不包括白光提供單元61的第二短邊單元82b。第一短邊單元82a及第二短邊單元82b沿排列表面的短邊邊界交錯(cuò)設(shè)置。
根據(jù)第二實(shí)施例，LED器件60不以規(guī)則的排列形式設(shè)置。換句話講，不是所有的白光提供單元61都設(shè)置在單元的中心。在最靠近短邊的內(nèi)部單元81中的白光提供單元61設(shè)置在靠近短邊的位置。這種排列補(bǔ)償了不包括白光提供單元61的第二短邊單元82的亮度。
可以增加LED器件60與LCD面板20之間的距離，以提供LED器件60的良好的色彩混合(color mixing)。相反，為了提供具有薄側(cè)面的LCD1，應(yīng)當(dāng)減小LED器件60與LCD面板20之間的距離。由于期望獲得薄的LCD1，通過增加LED器件60與LCD面板20之間的距離來調(diào)節(jié)有效長度可能是困難的。另外，LCD面板20的尺寸也不容易調(diào)節(jié)。因此，如在第一和第二實(shí)施例中，可能不容易獲得排列表面的尺寸與有效長度之間的最優(yōu)關(guān)系。因此，可能與第一實(shí)施例不同地獲得表面光源80的單元的構(gòu)成。
將參考圖10描述第三實(shí)施例。
圖10示出了根據(jù)第三實(shí)施例的LED60的排列。將內(nèi)部單元81中的一對相對的邊設(shè)置成平行于排列表面的短邊。短邊單元82被短邊截開，因此使其表面積大約為內(nèi)部單元81的面積的50％。白光提供單元61在短邊單元82中被設(shè)置在比在內(nèi)部單元81中更靠近短邊單元82的邊的位置上。長邊單元83也被長邊截開，因此使其表面積大約為內(nèi)部單元81的表面積的50％。白光提供單元61在長邊單元83中也被設(shè)置在比在內(nèi)部單元81中更靠近長邊單元83的頂部的位置。角單元84與長邊及短邊都相交，因此使其表面積大約為內(nèi)部單元81的表面積的25％。白光提供單元61在角單元84中也被設(shè)置在比在內(nèi)部單元81中更靠近角單元84的左上邊的位置。
根據(jù)第三實(shí)施例的短邊單元82、長邊單元83、以及角單元84的表面積小于第一實(shí)施例中的表面積，但是在所有的單元中設(shè)置了白光提供單元61。然而，不論其尺寸大小，就在表面光源80的每個(gè)單元中設(shè)置白光提供單元61可能不是有效率的。
可以僅在大于預(yù)定尺寸的單元中設(shè)置白光提供單元61。例如，可以僅在表面積至少為內(nèi)部單元81的表面積的30％的短邊單元82及長邊單元83中設(shè)置白光提供單元61?？蛇x地，可以僅在表面積至少為內(nèi)部單元81的表面積的50％的短邊單元82及長邊單元83中設(shè)置白光提供單元61。
然而，僅有表面光源80的兩個(gè)相鄰單元向角單元84提供光，而表面光源80的三個(gè)相鄰單元向短邊單元82及長邊單元83提供光。因?yàn)榻菃卧?4具有較少的具有白光提供單元61的相鄰單元，所以優(yōu)選地在角單元84中設(shè)置白光提供單元61，即使其表面積小。因而，用于容納白光提供單元61的角單元的最小預(yù)定表面積可能小于邊單元的最小預(yù)定表面積。在本實(shí)例中，表面積只為內(nèi)部單元表面積的至少20％的角單元被設(shè)置有白光提供單元61。由于角單元84具有內(nèi)部單元81表面積的25％的表面積，所以角單元84被設(shè)置有白光提供單元61。
在上述的第二與第三實(shí)施例中，不規(guī)則地設(shè)置LED器件60。更具體地，在第二實(shí)施例中，白光提供單元61不規(guī)則地設(shè)置在內(nèi)部單元81中。在第二實(shí)施例中，在最靠近排列表面邊緣邊界的內(nèi)部單元81中的白光提供單元61沒有被定位于內(nèi)部單元81的中心。在第三實(shí)施例中，設(shè)置在內(nèi)部單元81中的白光提供單元61被規(guī)則地設(shè)置。然而，白光提供單元61不規(guī)則地設(shè)置在短邊單元82、長邊單元83、及角單元84中。
在第二及第三實(shí)施例中，白光提供單元61根據(jù)LED器件60的不規(guī)則排列而被不規(guī)則地設(shè)置。另外，根據(jù)LED器件60的排列，LED電路板51的間隔可能被不規(guī)則地設(shè)置。同樣，將LED孔41不規(guī)則地設(shè)置在反射板40中，以對應(yīng)于LED器件60的排列。
以下，將參照圖11及12描述根據(jù)第四及第五實(shí)施例的白光提供單元61。
圖11示出了根據(jù)第四實(shí)施例的LED器件60的排列。根據(jù)第四實(shí)施例的白光提供單元61分別包括紅LED 60a、綠LED 60b、以及藍(lán)LED 60c。白光提供單元61設(shè)置在內(nèi)部單元81的中心。每個(gè)LED器件60均以三角形排列形式設(shè)置，具有在對應(yīng)于排列表面的長邊的方向上設(shè)置的紅及綠LED 60a、60b。
圖12示出了根據(jù)第五實(shí)施例的LED器件60的排列。根據(jù)第五實(shí)施例的白光提供單元61包括一對紅LED 60a、一對綠LED60b、以及藍(lán)LED 60c。白光提供單元61設(shè)置在內(nèi)部單元81的中心。紅和綠LED 60a、60b以正方形排列形式設(shè)置，其中正方形的相對邊平行于排列表面的長邊，其具有分別設(shè)置在正方形的相對角上的該對紅LED 60a及該對綠LED 60b。藍(lán)LED 60c設(shè)置在正方形的中心。不具有白光提供單元61的表面光源80的單元設(shè)置在短邊而不設(shè)置在長邊。因此，如果對白光提供單元61的總亮度貢獻(xiàn)最大的紅及綠LED 60a、60b被設(shè)置在長邊方向，則可補(bǔ)償在沒有包括白光提供單元61的第二短邊單元82b中的亮度減弱。在長邊方向的亮度由于沿長邊方向設(shè)置的紅及綠LED 60a、60b而增強(qiáng)。因此，增強(qiáng)了在長邊方向上兩端的亮度。
在下面描述的第六實(shí)施例中，排列表面的長邊及短邊的排列與第一實(shí)施例中的排列不同。
圖13示出了根據(jù)第六實(shí)施例的LED器件60的排列。將在內(nèi)部單元81中的一對相對邊設(shè)置成平行于長邊。包括白光提供單元61的短邊單元82與排列表面的短邊相交。沿排列表面的長邊交錯(cuò)地設(shè)置包括白光提供單元61的第一長邊單元83a及不包括白光提供單元61的第二長邊單元83b。白光提供單元61包括紅LED 60a、藍(lán)LED 60c、以及一對綠LED 60b。綠LED 60b平行于排列表面的短邊成行地設(shè)置。紅及藍(lán)LED 60a、60c成行地平行于排列表面的長邊設(shè)置在綠LED 60b之間。如果對總亮度貢獻(xiàn)最大的綠LED 60b設(shè)置在短邊方向，則可以補(bǔ)償在第二長邊83b中亮度的減弱。
同樣，在第六實(shí)施例提供的排列中，可以根據(jù)有效長度及排列表面的尺寸之間的關(guān)系來形成具有各種形狀的表面光源80的單元。在這里，表面光源80的單元的白光提供單元61的排列可以遵循第二或第三實(shí)施例。
以下的第七及第八實(shí)施例描述了白光提供單元61的其它實(shí)施例。
圖14示出了根據(jù)第七實(shí)施例的LED器件60的排列。白光提供單元61分別包括紅LED 60a、綠LED 60b以及藍(lán)LED 60c。每個(gè)LED器件60在內(nèi)部單元81中成行地設(shè)置。白光提供單元61及在白光提供單元61中的每個(gè)LED器件60均可以規(guī)則地設(shè)置。
圖15示出了根據(jù)第八實(shí)施例的LED器件60的排列。白光提供單元61包括紅LED 60a、綠LED 60b、以及藍(lán)LED 60c。LED器件60以近似三角形排列形式設(shè)置。白光提供單元61及每個(gè)LED器件60均被規(guī)則地設(shè)置。
雖然示出并描述了本發(fā)明的各種實(shí)施例，但應(yīng)該理解，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在不背離本發(fā)明的原理與精神、以及在權(quán)利要求書和其等同替換中定義的保護(hù)范圍的前提下，對這些實(shí)施例進(jìn)行修改。
權(quán)利要求
1.一種背光單元，包括排列表面；以及多個(gè)點(diǎn)光源，排列在所述排列表面中；其中，所述排列表面被分成單元的陣列，所述單元的陣列包括多個(gè)具有白光提供單元的六邊形單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背光單元，其中，所述六邊形單元被規(guī)則地設(shè)置在所述排列表面上，以及每個(gè)單元的每條邊與相鄰單元的邊接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背光單元，其中，每個(gè)所述點(diǎn)光源均包括發(fā)光二極管(LED)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的背光單元，其中，所述單元的陣列包括具有正六邊形形狀的內(nèi)部單元的陣列。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的背光單元，其中，在每個(gè)所述內(nèi)部單元中，所述點(diǎn)光源的位置是相同的。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的背光單元，其中，在每個(gè)所述內(nèi)部單元中，所述點(diǎn)光源的位置是不同的。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的背光單元，其中，所述排列表面具有具有長邊及短邊的矩形形狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的背光單元，其中，所述單元的陣列還包括多個(gè)長邊單元，與所述排列表面的所述長邊相交；多個(gè)短邊單元，與所述排列表面的所述短邊相交；以及多個(gè)角單元，與所述排列表面的角相交。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的背光單元，其中，所述排列表面的所述長邊與所述內(nèi)部單元中的兩條相對的邊平行。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的背光單元，其中，具有每個(gè)所述內(nèi)部單元的表面積的至少50％的表面積的每個(gè)所述長邊單元設(shè)置有所述白光提供單元。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的背光單元，其中，所述排列表面的所述短邊與所述內(nèi)部單元中的兩條相對邊平行。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的背光單元，其中，單元長度被定義為內(nèi)部單元的兩條相對邊之間的距離，以及所述排列表面的長邊長度被定義為所述單元長度的一半的整數(shù)倍加上10％至40％之間的所述單元長度之和。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的背光單元，其中所述短邊單元包括具有所述白光提供單元的第一短邊單元及不具有所述白光提供單元的第二短邊單元；以及所述第一和第二短邊單元沿所述排列表面的所述短邊交錯(cuò)排列。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的背光單元，其中所述長邊單元沿所述排列表面的每條所述長邊成行地設(shè)置；以及每個(gè)所述長邊單元的表面積至少為每個(gè)所述內(nèi)部單元的所述表面積的60％。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的背光單元，其中，每個(gè)所述長邊單元包括所述白光提供單元中的一個(gè)。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的背光單元，其中，每個(gè)所述白光提供單元包括一對綠LED，以及該對綠LED在平行于所述排列表面的所述長邊的方向上設(shè)置。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的背光單元，其中，每個(gè)所述白光提供單元包括一對紅LED，以及該對紅LED在平行于所述排列表面的所述長邊的方向上設(shè)置。
18.根據(jù)權(quán)利要求8所述的背光單元，其中，具有每個(gè)所述內(nèi)部單元的所述表面積的至少20％的表面積的所述角單元包括所述白光提供單元中的一個(gè)。
19.根據(jù)權(quán)利要求8所述的背光單元，其中，具有每個(gè)所述內(nèi)部單元的所述表面積的至少30％的表面積的所述短邊單元及所述長邊單元包括所述白光提供單元中的一個(gè)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的背光單元，其中，具有每個(gè)所述內(nèi)部單元的所述表面積的至少50％的表面積的所述短邊單元及所述長邊單元設(shè)置有所述白光提供單元中的一個(gè)。
21.一種LCD，包括LCD面板；排列表面，與所述LCD面板相鄰設(shè)置；以及多個(gè)點(diǎn)光源，排列在所述排列表面中；其中，所述排列表面被分成單元的陣列，所述單元的陣列包括多個(gè)具有白光提供單元的六邊形單元。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的LCD，其中，所述六邊形單元規(guī)則地設(shè)置在所述排列表面上，并且每個(gè)單元的每條邊與相鄰單元的邊接觸。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的LCD，其中，每個(gè)所述點(diǎn)光源包括發(fā)光二極管(LED)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的LCD，其中，所述單元的陣列包括具有正六邊形形狀的內(nèi)部單元的陣列。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的LCD，其中，在每個(gè)所述內(nèi)部單元中，所述點(diǎn)光源的位置是相同的。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的LCD，其中，在每個(gè)所述內(nèi)部單元中，所述點(diǎn)光源的位置是不同的。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的LCD，其中，所述排列表面具有具有長邊及短邊的矩形形狀。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的LCD，其中，所述單元的陣列還包括多個(gè)長邊單元，與所述排列表面的所述長邊相交；多個(gè)短邊單元，與所述排列表面的所述短邊相交；以及多個(gè)角單元，與所述排列表面的角相交。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的LCD，其中，所述排列表面的所述短邊平行于所述內(nèi)部單元中的兩條相對邊。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的LCD，其中，單元長度被定義為內(nèi)部單元的兩條相對邊之間的距離，以及所述排列表面的長邊長度被定義為所述單元長度的一半的整數(shù)倍加上10％至40％之間的所述單元長度之和。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的LCD，其中所述短邊單元包括具有所述白光提供單元的第一短邊單元及不具有所述白光提供單元的第二短邊單元；以及所述第一和第二短邊單元沿所述排列表面的所述短邊交錯(cuò)排列。
32.根據(jù)權(quán)利要求29所述的LCD，其中所述長邊單元沿所述排列表面的每條所述長邊成行地設(shè)置；以及每個(gè)所述長邊單元的表面積至少為每個(gè)所述內(nèi)部單元的所述表面積的60％。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的LCD，其中，每個(gè)所述長邊單元包括所述白光提供單元中的一個(gè)。
34.根據(jù)權(quán)利要求28所述的LCD，其中，具有每個(gè)所述內(nèi)部單元的所述表面積的至少20％的表面積的所述角單元包括一個(gè)所述白光提供單元。
35.根據(jù)權(quán)利要求28所述的LCD，其中，具有每個(gè)所述內(nèi)部單元的所述表面積的至少30％的表面積的所述短邊單元及所述長邊單元包括一個(gè)所述白光提供單元。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的LCD，其中，具有每個(gè)所述內(nèi)部單元的所述表面積的至少50％的表面積的所述短邊單元及所述長邊單元設(shè)置有一個(gè)所述白光提供單元。
37.根據(jù)權(quán)利要求26所述的LCD，其中，每個(gè)所述白光提供單元包括一對綠LED，以及該對綠LED平行于所述排列表面的所述長邊的方向設(shè)置。
38.根據(jù)權(quán)利要求26所述的LCD，還包括以規(guī)則的間隔平行排列的多個(gè)電路板。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的LCD，其中，所述白光提供單元以規(guī)則的間隔設(shè)置在所述多個(gè)電路板上。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的LCD，其中，所述白光提供單元以交錯(cuò)排列的形式設(shè)置在所述相鄰的電路板上。
41.根據(jù)權(quán)利要求23所述的LCD，其中，單元長度被定義為內(nèi)部單元的兩條相對邊之間的距離并且對應(yīng)于所述點(diǎn)光源的有效長度。
42.根據(jù)權(quán)利要求23所述的LCD，其中，單元長度被定義為內(nèi)部單元的兩條相對邊之間的距離，并且是90％至110％之間的所述點(diǎn)光源的有效長度。
43.根據(jù)權(quán)利要求23所述的LCD，其中，每個(gè)所述點(diǎn)光源的所述有效長度基本上相等。
44.一種點(diǎn)光源的排列方法，包括設(shè)置所述點(diǎn)光源，以在對應(yīng)于LCD面板的排列表面上連續(xù)地設(shè)置正六邊形形狀的表面光源的單元。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種背光單元，包括排列表面及排列在排列表面上的多個(gè)點(diǎn)光源，其中該排列表面被分成六邊形單元的陣列，多個(gè)單元包括白光提供單元。本發(fā)明提供了一種LCD，該LCD包括在其上有效設(shè)置點(diǎn)光源的背光單元，以及一種點(diǎn)光源的有效排列方法。
文檔編號G02F1/1335GK1854859SQ20061007576
公開日2006年11月1日 申請日期2006年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月29日
發(fā)明者尹胄永, 金基哲, 金炫縝, 李相裕 申請人:三星電子株式會社