用于液晶显示装置的背光单元的制作方法

专利名称：用于液晶显示装置的背光单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于采用发光二极管(LED)和导光板的液晶显示(IXD)装置的背 光单元，更具体地说，涉及一种用于能够执行侧光式(side-view)局部调光的IXD装置的背 光单元。
背景技术：
根据近来图像显示装置的更薄且具有更高性能的趋势，液晶显示(IXD)装置通常 用在TV、监视器等中。液晶面板自身不能发光。因此，IXD需要背光单元。已经将便宜的且 易于装配的冷阴极荧光灯(CCFL)主要用作LCD背光单元的光源。然而，在采用CCFL的背光单元中，难以执行诸如局部调光或脉冲驱动的局部驱 动，并且它们具有诸如汞的环境污染和慢响应时间的局限性。为了克服这些局限性，提出使 用发光二极管(LED)替代CCFL作为背光单元的光源。LCD装置的液晶面板被划分成多个区域，可以根据每个划分区域的灰度级来为每 个划分区域调节背光单元的光源的亮度值。将这种类型的背光单元驱动称作局部调光。也 就是说，在局部调光中，在背光单元的与图像的光亮部分对应的区域中的LED可以被导通， 而与图像的其余部分对应的LED可以被导通但具有低亮度水平，或者被完全截止。脉冲驱 动是暂时使背光单元与液晶面板同步的驱动方法。根据脉冲驱动，布置在背光单元上的多 个光源区域被顺序地导通。通常，将背光单元分为直下式背光单元和边光式背光单元(即，侧光式)。在边光 式背光单元中，棒形的光源被放置在液晶面板的边缘处，并经由导光板朝液晶面板发光。相 反，在直下式背光单元中，放置在液晶面板下方的平面光源直接向液晶面板发光。图1是采用LED的现有技术的边光式背光单元的透视图。参照图1，背光单元10 包括导光板11、设置在导光板11的边缘处的LED光源部件15和17以及设置在导光板11 下方的反射板19。LED光源部件15和17中的每个包括印刷电路板(PCB) 17和布置在基底 17上的多个LED 15。从LED 15入射到导光板11的光通过全内反射、散射等从导光板11 发送到液晶面板。因为边光式背光单元10可以被制造成具有相对小的厚度，所以边光式背光单元 10适合于例如17英寸或更小的相对小尺寸的背光。然而，当应用于40英寸至70英寸或更 大的中等尺寸和大的LCD背光光源时，边光式背光单元10不能确保背光的足够的亮度，并 使亮度均勻性劣化。另外，边光式背光单元10不适合于局部驱动，例如局部调光，并且不适 合于具有相对大区域的液晶面板。图2是采用LED的现有技术的直下式背光单元的透视图。参照图2，背光单元20 包括PCB 21和布置在PCB 21上的多个LED 23。用于光散射的漫射板25设置在液晶面板 (未示出)和LED 23之间。LED 23直接向液晶面板发光。直下式背光单元20可以实现局 部驱动，例如局部调光。为了实现局部调光，可以单独地控制LED 23，从而使LED 23导通/ 截止，或者可以将背光单元划分为预定的区域(例如，区域Al、区域A2和区域A3)，并且可以按每个区域来驱动LED。然而，LED 23的单独驱动产生了诸多局限性，例如高功耗、由用于应对高温的散热 结构而发生的成本及其电路的复杂性。按每个区域的驱动带来区域分割方面的难度以及由 背光单元的高度H导致的相对小的局部调光效果。具体地说，为了确保光的均勻性，直下式 背光单元需要具有与光学厚度对应的足够的厚度H。这使得难以实现纤薄的背光单元，从而 难以实现纤薄的IXD装置。

发明内容
技术问题本发明的一方面提供了一种用于LCD装置的背光单元，所述背光单元通过被构造 成边光式而有助于制造更薄且更大的产品，并能够有效地执行局部调光。技术方案根据本发明的一方面，提供了一种用于液晶显示(IXD)装置的背光单元，所述背 光单元设置在液晶面板下方，并向液晶面板发射光，所述背光单元包括导光板；发光二极 管(LED)阵列，设置在所述导光板的边缘处，并包括多个LED块，所述多个LED块均包括至 少一个发射白光的LED ；控制器，控制施加到所述多个LED块中的每个LED块的电流信号， 以调节每个LED块的亮度。所述导光板可以具有至少一种分隔结构，所述分隔结构控制其中的光传播。所述分隔结构可以沿相对于所述导光板的竖直方向和水平方向中的至少一种方 向设置。所述分隔结构可以是LED阵列结构和安装在电路板上的反射层中的至少一种，并 线性地插在所述导光板之间。所述分隔结构可以是形成在由所述分隔结构划分的区域之间的边界处的不平坦 部分。所述LED阵列可以包括设置在所述导光板的一个边缘处的第一 LED阵列和设置在 与所述导光板的一个边缘垂直的另一边缘处的第二 LED阵列。从所述第一 LED阵列发射的光可以与从所述第二 LED阵列发射的光在所述导光板
中重叠。所述背光单元还可以包括第三LED阵列和第四LED阵列，分别面对所述第一 LED 阵列和所述第二 LED阵列，并分别具有与所述第一 LED阵列和所述第二 LED阵列相同的构 造，所述导光板在所述第一 LED阵列和所述第二 LED阵列之间。所述LED阵列可以包括设置在所述导光板的一个边缘处的第一 LED阵列和设置在 与所述导光板的一个边缘面对的另一边缘处的第二 LED阵列。所述LED块可以包括将用作为IXD TV等的发光单元的红色LED、绿色LED和蓝色 LED。可选地，所述LED块可以包括使用蓝色LED或UV LED和荧光材料的白色LED。所述控制器可以包括LED块驱动控制器和面板图像信号发射机。所述面板图像信号发射机可以包括面板信息传输电路和面板信息组合电路。所述背光单元还可以包括设置在所述导光板下方的反射板。所述背光单元还可以包括设置在所述导光板上的光学片。
所述LED可以通过至少一种荧光材料发射白光。有益效果如上所述，根据本发明，可以提供一种用于LCD装置的背光单元，所述背光单元有 助于制造更薄且更大的产品，并可以通过使用设置在导光板的边缘处的LED来执行有效的 局部调光。


图1是现有技术的边光式背光单元的透视图。图2是现有技术的直下式背光单元的剖视图。图3是根据本发明示例性实施例的背光单元的分解剖视图。图4是图3的导光板和发光二极管(LED)阵列的俯视图。图5是根据图4的实施例的修改实施例的导光板和LED阵列的俯视图。图6示出了图3的背光单元，以解释局部调光的原理。图7是控制根据图3的实施例的背光单元中的每个LED块的亮度的控制器的示意 图。图8是可应用于本发明示例性实施例的导光板的俯视图。图9示出了图8的导光板的示例性实施例。图10是根据本发明示例性实施例的背光单元的一部分的透视图。图11是图10的背光单元的剖视图。图12是根据图10的实施例的修改实施例的背光单元的剖视图。图13是根据图10的实施例的修改实施例的背光单元的固定构件的透视图。图14是根据本发明示例性实施例的背光单元的透视图。图15是图14的背光单元的一部分的剖视图。图16至图19是示出根据本发明示例性实施例的设置在导光板中的容纳槽的各种 形状的示图。图20是示出根据本发明的根据导光板上的两个点之间的距离的亮度分布的曲线 图。图21是根据本发明示例性实施例的背光单元的透视图。图22是沿图21的线Ι-Γ截取的剖视图。图23是根据图21的实施例的修改实施例的背光单元的剖视图。图24和图25是根据本发明示例性实施例的固定构件的剖视图。图26是根据本发明示例性实施例的IXD装置的透视图。图27是图26的背光单元的平面图。图28是图26的剖视图。图29是用于解释根据本发明示例性实施例的背光单元的示意性透视图。图30是用于解释图29的平面导光板的示意性透视图。图31示出了根据本发明的使用荧光材料的白色LED。图32是根据图31的实施例的修改实施例的LED封装件的剖视图。图33示出了形成在用于本发明的LED层中的V形变形结构，其中，(a)是剖视图，
5(b)是剖面照片，(C)是平面照片。图34的(a)至(c)是示出形成图32的LED封装件的外部引线框架的工艺的示意 图。
具体实施例方式现在将参照附图更充分地描述本发明，在附图中示出了本发明的示例性实施例。 然而，本发明可以以许多不同的形式来实施，而不应该被理解为局限于在此提出的实施例； 而是，提供这些实施例使本公开将是彻底的且完整的，并将把本发明的构思充分地传达给 本领域的技术人员。在附图中，为了清晰起见，夸大了层和区域的厚度。在附图中，相同的 标号表示相同的元件，因此，将省略对它们的描述。图3是根据本发明示例性实施例的背光单元的分解剖视图。图4是图3的导光板 和发光二极管(LED)阵列的俯视图。图5是根据图4的实施例的修改实施例的导光板和 LED阵列的俯视图。参照图3，根据该实施例的背光单元朝设置在背光单元上方的液晶面板150发光。 背光单元包括多个LED阵列110、导光板120、底壳130、光学片140以及控制器Cl和C2。在 这种情况下，控制器包括LED块驱动控制器Cl和面板图像信号发射机C2，将参照图7对其 进行更详细地描述。底壳130通常由用于散热等目的的金属材料形成。底壳130将构成背光单元的其 它元件(例如，安装有LED芯片的印刷电路板(PCB))和导光板120容纳在其中。导光板120由透明材料形成，以透射从LED阵列110发射的光。通常，导光板120 可以具有六面体形状，但是不限于此。导光板120均勻地散射从其边缘发射的光，由此保持 液晶面板150的亮度和颜色的均勻性。导光板120还引导入射光均勻地直线行进。尽管在本发明中不是必需的，但光学片140可以设置在导光板120上。光学片140 通过包括选择性地堆叠的漫射片或棱镜片来改善亮度。这里，漫射片用于沿多个方向漫射 发射到液晶面板150的光，棱镜片用于在前视角内会聚光。如果需要，则可以另外将反射板(未示出)设置在导光板120和底壳130之间。现在将参照图4详细地描述根据该实施例的导光板120和LED阵列110的设置。 包括多个LED块Bh和Bv的LED阵列110分别设置在导光板120的四个边缘处。在这种情况下，从LED阵列发射的在设置于导光板120的各个边缘处的四个LED 阵列Iio之间彼此垂直的光可以在导光板120处重叠。根据该实施例，划分为LED块Bh和 Bv的LED阵列110允许在每个LED块内进行亮度控制。因此，导光板可以理解为实质上被 划分为与划分块相对应的区域，如虚线所示。更详细地说，LED块Bh和Bv中的每个包括至少一个LED芯片111，包括在LED阵 列110中的每个LED块的亮度可以通过不同的电流注入信号来控制。在该实施例的附图中， 水平地设置在导光板120的边缘处的LED块Bh包括三个LED，竖直地设置在导光板120的 另一边缘处的LED块Bv包括两个LED。然而，每个块中的LED的数量不限于图示或描述，并 可以按照场合需要适当地进行选择。LED块Bh和Bv的每个块中的LED芯片111可以发射白光，以作为IXDTV等的光 供给单元。因此，LED芯片111可以是能够与荧光材料相组合而发射白光的白色LED。可选地，根据实施例，LED块Bh和Bv中的每个可以包括蓝色LED、绿色LED和红色LED。在这种情况下，如图31所示，采用荧光材料的白色LED通过以下方法形成使用包 含荧光材料的透光性透明树脂116填充空腔117，以覆盖蓝色LED芯片或紫外线(UV) LED芯 片111以及金属引线114a和114b，从而用于保护以免受到外部环境影响。例如，透光性透 明树脂可以是环氧树脂、硅或树脂。LED芯片111与一组成对的金属引线114a和114b的端部接合。引线框架112和 113分别与另一组成对的金属引线114a和114b的端部接合。封装体115是由树脂通过注射成型而形成的模制结构，并具有带有敞开顶部和封 闭底部的空腔117。空腔117包括以预定的角度倾斜的上部倾斜表面。具有高反射性能的金属材料 (例如Al、Ag或Ni)的反射构件117a可以设置在上部倾斜表面上，以反射LED芯片111产 生的光。封装体115与用于固定封装体115的成对的引线框架112和113 —体地模制而成。 引线框架112和113中的每个引线框架的端部的顶表面的一部分通过空腔117的底部暴露 于外部。引线框架112和113中的每个引线框架的另一端部暴露于封装体115的外表面， 从而与外电源形成连接。凹进部118可以形成在成对的引线框架112和113的其上安装有LED芯片111的 引线框架112中。图32是根据图31的实施例的修改实施例的LED封装件的剖视图。参照图32，与图31的包括凹进部118的实施例不同，LED封装件包括位于成对的 引线框架112和113的面对端部之间的槽118a。当模制封装体115时，将槽118a形成为从 空腔117的底表面至预定深度。其它元件与图31的实施例的其它元件相同。透光性透明树脂116可以包含用于波长转换的荧光材料。荧光材料可以是能够将 LED芯片产生的光转换为白光的YAG基荧光材料、TAG基荧光材料、硅酸盐基荧光材料、硫化 物基荧光材料和氮化物基荧光材料中的一种。YAG基荧光材料和TAG基荧光材料可以选自于(Y，Tb，Lu，Sc，La，Gd，Sm) 3 (Al，Ga， In，Si，Fe)5(0，S) 12:Ce，硅酸盐基荧光材料可以选自于(Sr，Ba，Ca，Mg)2Si04: (Eu，F，Cl)。 硫化物基荧光材料可以选自于(Ca，Sr)S:Eu和(Sr，Ca，Ba) (Al，Ga)2S4:Eu。氮化物基荧 光材料可以选自于(Sr，Ca, Si, Al, 0)N:Eu(例如，CaAlSiN4:Eu、β -SiA10N:Eu)禾口 Ca-α SiA10N:Eu 基荧光材料(Cax，My) (Si，Al) 12 (0，N) 16，其中，M 表示铕(Eu)、铽(Tb)、镱(Yb)和 铒(Er)中的至少一种，χ和y满足以下条件0. 05 < (x+y) < 0.3,0. 02 < χ < 0.27，且 0. 03 < y < 0. 3。白光可以通过在蓝色(B)LED芯片中使用黄色(Y)荧光材料或绿色(G)和红色(R) 荧光材料或者Y、G和R荧光材料来获得。Y、G和R荧光材料由蓝色LED芯片激发，从而分 别发射黄光、绿光和红光。黄光、绿光和红光与从蓝色LED芯片发射的蓝光的一部分混合， 由此输出白光。蓝色LED芯片可以采用目前使用的III族氮化物半导体。氮化物基半导体的基底 可以从由蓝宝石基底、尖晶石(MgAl2O4)基底、SiC基底、Si基底、ZnO基底、GaAs基底和GaN基底组成的组中选择。缓冲层可以进一步设置在基底上。缓冲层可以由选自于氮化物半导体基材料和碳 化物基材料组成的组中的一种材料形成。η-型氮化物半导体层形成在缓冲层上，η-型氮化物半导体层可以包括η_型GaN 基半导体层和η-型超晶格层。η-型氮化物半导体层可以包括未掺杂的GaN层；η-型GaN 接触层；位于η-型GaN接触层上的η_型GaN层；位于η-型GaN层上的η-型超晶格层。 η-型超晶格层可以具有GaN/InGaN基材料、AlGaN/GaN基材料或AlGaN/GaN/InGaN基材料 的交替层的多层结构。η-型电极可以进一步设置在η-型GaN基半导体层上。η-型GaN基 半导体层的截面可以具有V形变形结构。V形变形结构包括平坦生长平面和倾斜生长平面。图33示出了形成在用于本发明的LED层中的V形变形结构，其中，(a)是剖视图， (b)是剖面照片，(C)是平面照片。LED芯片111是η-型氮化物半导体层。有源层形成在η_型氮化物半导体层上，有 源层具有至少一个量子阱层。量子阱层可以由InGaN或GaN形成。有源层还可以包括至少 一个量子势垒层。量子势垒层可以由InGaN、GaN或AlGaN形成。量子势垒层的带隙大于量 子阱层的带隙。ρ-型氮化物半导体层形成在有源层上。ρ-型氮化物半导体层包括P-型超晶格层 和ρ-型GaN基半导体层。ρ-型超晶格层可以具有GaN/InGaN基材料、AlGaN/GaN基材料或 AlGaN/GaN/InGaN基材料的交替层的多层结构。ρ-型氮化物半导体层可以包括ρ_型超晶 格层、位于P-型超晶格层上的P-型GaN层和位于ρ-型GaN层上的ρ-型GaN接触层。透明电极和接合电极可以进一步设置在ρ-型氮化物半导体层上。透明电极可以 是具有光透射性能的氧化物导电层。V形变形结构可以连续地形成在η-型半导体层、有源层和P-型半导体层中的至 少一个中。V形变形结构可以形成在螺旋位错(threading dislocation)周围，从而增大 了该区域的电阻。因此，防止了由螺旋位错产生的漏电流，并可以减小由静电放电(ESD)导 致的损坏。此外，V形变形结构可以用于通过在半导体表面处形成不平坦的结构来实现亮 度改善。即，蓝宝石基底和形成在蓝宝石基底上的GaN半导体之间的晶格失配导致螺旋位 错。当静电被施加到螺旋位错时，螺旋位错使电流集中，因此导致漏电流。为此，已经进行 了各种研究，以减小导致漏电流的螺旋位错，并因此减小由ESD导致的损坏。根据本发明， V形变形结构任意地形成在螺旋位错周围，以增大螺旋位错的区域的电阻。因此，防止了该 区域中的电流集中，并可以提高ESD电阻。具有V形变形结构的层可以以600°C至900°C的 低生长温度或通过化学蚀刻和再生长来形成。例如，可以通过抛光或蚀刻来控制基底的厚 度，以将以上述方式完成的蓝色LED芯片控制为厚度范围为50 μ m至400 μ m。用于输出白光的红色荧光材料可以包括含N的氮化物基荧光材料(例如， CaAlSiN3IEu)。氮化物基红色荧光材料确保在包括热、湿气等的外部环境中具有较高的 可靠性，并且与硫化物基荧光材料相比，变色的可能性较小。具体地说，在蓝色LED芯片 的限定在430nm至465nm的特定范围内的主波长中实现荧光材料的高激发效率，从而获 得高的色彩再现性。可以使用其他的氮化物基荧光材料(例如，Ca2Si5N8 = Eu)或硫化物 基荧光材料作为红色荧光材料。至于绿色荧光材料，可以使用氮化物基荧光材料(例如， β -SiAlON:Eu)或硅酸盐基荧光材料(例如，(Bax，Sry, Mgz) SiO4:Eu2+，F，Cl (0 < χ, y ^ 2，O^z^ 2, Oppm < F，Cl < 5000000ppm))。氮化物基和硅酸盐基荧光材料在430nm至465nm
的主波长内具有高激发效率。优选地，蓝色LED芯片的半峰高宽(FWHM)范围从IOnm至50歷，绿色荧光材料的 FWHM范围从30nm至150nm，红色荧光材料的FWHM范围从大约50nm至200nm。因为每个光源 具有如上的FWHM范围，所以获得具有更高的色彩均勻性和色彩品质的白光。具体地说，通 过将蓝色LED芯片的主波长和FWHM分别限制为430nm至465nm和IOnm至50nm，可以显著 地提高CaAlSiN3 = Eu基红色荧光材料的效率和β -SiAlONiEu基或(Bax，Sry，Mgz) Si04:Eu2+， F，Cl (0 < x，y彡2，0彡ζ彡2，Oppm彡F，Cl彡5000000ppm)基绿色荧光材料的效率。蓝 色LED芯片可以替换为主波长在380nm至430nm范围内的UV LED芯片。在这种情况下，为 了输出白光，透光性透明树脂116可以至少包括蓝色、绿色和红色荧光材料。蓝色荧光材料 可以从由(Ba, Sr，Ca)5(PO4)3Cl: (Eu2+, Mn2+)和Y2O3: (Bi3+，Eu2+)组成的组中选择，绿色和红 色荧光材料可以从由YAG基荧光材料、TAG基荧光材料、硅酸盐基荧光材料、硫化物基荧光 材料和氮化物基荧光材料组成的组中选择。可以在不使用荧光材料的情况下获得用于发射白光的白色LED。例如，发射波长与 蓝光的波长不同的光(例如，黄光)的第二量子阱层可以进一步设置在发射蓝光的氮化物 基InGaN和/或GaN的第一量子阱层上方和/或下方，从而通过与蓝光组合而获得发射白 光的LED芯片。量子阱层可以具有多量子阱结构，第一量子阱层和第二量子阱层可以通过 控制形成阱层的InGaN中的In的量来形成。如果第一量子阱层发射波长范围为380nm至 430nm的UV光，则可以控制有源层中的In的量，使得第二量子阱层发射蓝光，第三量子阱层 发射黄光。凹进部118是引线框架112和113的在空腔117的底部中暴露的凹进的顶表面， 并具有预定的深度。凹进部118被提供为引线框架112的安装有至少一个LED芯片111的一个端部中 的向下弯曲部分。弯曲部分包括上面安装有LED芯片111的安装表面和一对下倾斜表面 112a和112a，这一对下倾斜表面112a和112a分别从安装表面的两侧向上延伸、以预定的 角度倾斜并面向LED芯片111的外表面。反射构件可以设置在下倾斜表面112a和112a处，从而反射LED芯片111发光时 产生的光。鉴于安装在其中的LED芯片111的高度h，凹进部118或槽118a的适当深度H在 50 μ m至400 μ m的范围内。因此，可以将封装体的空腔的高度H减小到150 μ m禾口 500 μ m 之间，并减少填充空腔的透光性透明树脂的量，由此节省制造成本，改善光亮度并有助于产 品的小型化。引线框架112和113的面对安装在槽118a中的LED芯片111的外表面的各个端 部可以包括下倾斜表面112b和113b，在下倾斜表面112b和113b上分别设置反射构件，以 反射LED芯片111发光时产生的光。在具有上述构造的LED封装件100和IOOa中，位于空腔117的正中心处的LED芯 片111的顶表面可以与引线框架112和113的顶表面大约同高，因为LED芯片111安装在 引线框架112的向下弯曲部分的安装表面上或安装在引线框架112和113的相对端部之间 的槽118a之间。这里，LED芯片11的顶表面分别通过金属引线114a和114b而与引线框架112和113引线接合。在这种情况下，可以通过降低LED芯片111的安装高度来减小用于与LED芯片111 引线接合的金属引线114a和114b的最大高度。因此，可以减少填充空腔117以保护LED芯片111以及金属引线114a和114b的 透光性透明树脂116的量，同时可以通过LED芯片111的安装高度的降低而减少透光性透 明树脂被填充的高度。因此，与现有技术相比，可以相对地提高来自LED芯片的光的亮度。由于减小了空腔117中的透光性透明树脂116的高度H，所以通过透光性透明树脂 116的高度H的降低而减小封装体115的高度。因此，可以使总封装尺寸最小化。图34的(a)至(c)是示出形成图32的LED封装件中的外部引线框架的工艺的示 意图。参照图34的(a)至(c)，阴极引线框架112和阳极引线框架113各自整体地固体 到封装体115，并具有暴露于封装体115的外表面的端部，以连接到外部电源(参见图6的 (a))。暴露在封装体115的向下部分上的引线框架112和113各自沿封装件的侧表面和 /或下表面弯曲，从而沿与形成空腔117的发光侧相反的方向弯曲。在本发明的封装体100中，向下暴露于封装件的外部的引线框架112和113各自 弯曲至封装件的安装表面119 (即，底部)的侧部和/或背部(后部或下部)。在形成工艺中，引线框架112的暴露于封装体底部的端部首先弯曲，以对应于封 装体100的侧表面的形状(参见图34的(b))，然后向后弯曲至封装件的底部119，由此完 成引线框架112的总体形状(参见图34的(c))。如上所述，从水平LED块Bh发射的光与从竖直LED块Bv发射的光重叠。在这种 情况下，光可以均勻地直线行进。因为从水平LED块Bh和垂直LED块Bv发射的光的重叠， 所以，即便为边光式，根据该实施例的背光单元仍可实现局部调光。现在将参照图6对此进行描述。图6是用于解释根据图3的实施例的背光单元中 的局部调光的原理的示图。图6中的(a)示出了两个LED阵列分别水平地和竖直地设置在导光板的边缘处的 情况，每个LED阵列具有两个LED块。如图6的(a)所示，为了亮度控制，导光板可以分为 四个区域，假设不考虑每个LED块的LED芯片的数量，每个LED块具有基本上不发光的模式 (0)(在下文中，称作不发光模式(0))和发光模式(1)的两种操作模式，并且来自LED块的 光均勻地直线行进。例如，如果两个水平LED块中的一个和两个竖直LED块中的一个被制成发光，则导 光板的四个区域的相对亮度值可以为1/2、0、1 (1/2+1/2)和1/2。现在将参照图6的(b)更详细地对此进行描述。图6的(b)示出了四个LED阵列分别设置在导光板的边缘处的情况，S卩，两个沿水 平方向且两个沿竖直方向。在每个方向设置的两个LED阵列在导光板两端彼此面对。每个 LED阵列具有三个LED块。与图6的(a)不同，每个LED块可以在三种操作模式下工作不 发光模式(0)、发光模式(1)和中等发光模式(1/2)。因此，如果四个LED阵列具有图6的(b)所示的操作模式，则导光板被分成9个 驱动区域。9个驱动区域的的各自的相对亮度值对应于1/2 (1/3+1/6)、1/3 (1/6+1/6)、2/3(1/6+1/6+1/3),2/3(1/3+1/3),1/2(1/3+1/6),5/6(1/3+1/6+1/3),2/3(1/3+1/6)、 1/3(1/6+1/6)和 2/3(1/3+1/6+1/6)。根据该实施例的背光单元可以调节包括在设置在导光板的边缘处的LED阵列中 的各个LED块的亮度，由此能够进行局部调光。具体地说，单独驱动的区域的数量根据LED 块来确定。根据包括发光的操作模式的情形的数量和LED阵列的数量(两个或四个LED阵 列)，可以以不同方式调节亮度水平。随着操作模式和LED阵列的数量的增多，可更精细地 进行局部调光。因此，除了图4所示的构造以夕卜，还可以允许图5所示的构造，其中，只有两个LED 阵列110垂直地设置在导光板120的边缘处。如在该实施例中，单独驱动以进行局部调光的区域的数量可以在水平方向和竖直 方向上相同(正方形)，也可以在水平方向和垂直方向上不同(长方形)。尽管根据实施例可改变，但可以驱动分成多达64(8X8)个单独驱动区域的40英 寸液晶面板、分成多达80 (10X8)个区域的46英寸液晶面板和分成多达96 (12 X 8)个区域 的52英寸液晶面板。如上所述，根据该实施例的背光单元的特征在于亮度值按每个LED块调节。这可 以通过调节注入到LED块中的电流信号的幅值来执行。现在将参照图7对此加以描述。图7是示出用于调节根据图3的实施例的背光单元中的每个LED块的亮度的控制 器的示意图。面板图像信号发射机(由图3中的C2表示)包括面板信息传输电路160和161 以及面板信息组合电路162。面板信息传输电路160和161接收液晶面板150的每个单独 驱动的区域的图像信号。在这种情况下，面板图像信号发射机包括竖直控制单元160和水 平控制单元161。根据施加于液晶面板的电信号，接收的图像信号对应于R、G和B色驱动 信号以及面板的开口率(即，液晶的斜率的变化)。在面板信息组合电路162处按照沿竖直列和水平行的矩阵收集图像信号。根据收 集的图像信号，如图7中的箭头所指示的LED块Bh和Bv中的每个LED块的输出功率(在 竖直方向和水平方向中的每个方向中仅指示一个LED块)经由LED块驱动控制器(由图3 中的Cl表示)来确定。在这种情况下，构成控制器的面板图像信号发射机和LED块驱动控制器的详细电 路构造可以采用将LED与液晶面板相连接的已知电路构造。为了便于描述，图7示出了 4X4单独驱动的区域，即，控制16个LED块Bh和Bv。 然而，需要相应数量的传输电路和组合电路来控制所有单独驱动的区域。图8是可应用于本发明示例性实施例的导光板的俯视图。图9示出了根据本发明 示例性实施例的可应用于图8的实施例的导光板。如图8所示，根据该实施例的导光板820具有四个光学可区分区域，其不同于图3 的实施例的导光板的虚拟单独驱动的区域。该实施例的导光板的光学可区分区域对应于在 物理上(即，在光学上)划分的区域。导光板820通过分隔结构D而分成四个区域，水平地和竖直地布置在导光板中的 分隔结构D由此阻挡光传播。因此，导光板820的被分隔结构D划分的各个区域可以被单 独驱动，而在各个区域之间没有干扰。当该导光板820与上面描述的通过每个LED块的单独控制相组合时，可更有效地进行局部调光。在不同的实施例中，分隔结构可以被构造成具有高光反射性的材料的反射结构， 或者被构造成通过使每个分隔区域的边界凹入而形成的不平坦结构B，如图9所示。导光板 820自身可以具有分隔的结构。如上所述，根据本发明示例性实施例的背光单元不需要是厚的(即，在本发明中， 光经由导光板发送到液晶面板)。因此，本发明的背光单元可以具有薄的厚度，同时能够进 行局部驱动。因此，能够充分地实现局部驱动的效果(例如，高对比度和高图像品质)，并可 以获得纤薄的产品。在下文中，现在将描述根据本发明的不同方面的各个示例性实施例。虽然未示出， 但根据以下实施例的背光单元可以与根据图3至图9的实施例的用在边光式背光单元中的 能够进行局部调光的结构一起使用。图10是根据本发明示例性实施例的背光单元的一部分的透视图。图11是图10 的背光单元的剖视图。根据本发明示例性实施例的背光单元包括多个分离的导光板，但为 了便于描述，仅示出了第一导光板和第二导光板。参照图10和图11，背光单元包括底壳110、导光板120、光源单元130和固定构件 140。底壳110具有容纳空间。例如，容纳空间可以由底壳110的底表面和从底表面的 边缘弯曲的侧壁形成。导光板120包括多个分离的导光板120。多个分离的导光板120在底壳110的容 纳空间内平行设置。在附图中，导光板120为四边形形状。然而，导光板120不限于在附图中描述的形 状，并可以具有各种形状，例如三角形或六边形。向导光板120提供光的光源单元130设置在每个导光板120的一个边缘处。每个 光源单元130可以包括提供光的光源131和印刷电路板132，印刷电路板132包括用于向光 源131施加驱动电压的多个电路图案。光源131的示例可以包括发光二极管(LED)，当向发光二极管施加电流时，发光二 极管发光。LED可以具有各种构造。例如，LED可以包括分别实现绿色、蓝色和红色的多个 子LED。白光可以通过混合从子LED发射的蓝光、绿光和红光来实现。可选地，LED可以包括 蓝色LED和UV LED中的至少一个或者荧光材料，前述荧光材料将从LED发射的蓝光的一部 分转变为黄光。在这种情况下，当蓝光和黄光相混合时，可以实现白光。白光还可以通过将 蓝光和绿光相混合、将黄光和红光相混合或者将蓝光和黄光相混合来实现。可选地，白光可 以通过将UV光转换为蓝光、绿光、黄光和红光或者转换为蓝光、绿光和红光来实现。至于白 光的结构，如上所述，透光性透明树脂116可以包含荧光材料、能够将LED芯片产生的光转 换为白光的YAG基材料、TAG基材料、硅酸盐基材料和氮化物基材料中的一种波转换材料。蓝色LED芯片的FWHM的范围为大约IOnm至50nm，蓝色荧光材料的FWHM的范围为 大约30nm至150nm，红色荧光材料的FWHM的范围为大约50nm至200nm。当每个光源具有 上述的FWHM时，获得具有更好的色彩均勻性和色彩品质的白光。具体地说，蓝色LED芯片 的主波长限制到430nm至465nm，并将蓝色LED芯片的FWHM限制为IOnm至50nm，由此显著 地提高CaAlSiN3 = Eu基红色荧光材料的效率和β -SiAlONiEu基或(Bax，Sry，Mgz) Si04:Eu2+，F，Cl (0 < X，y彡2，0彡ζ彡2，Oppm彡F，Cl彡5000000ppm)基绿色荧光材料的效率。蓝 色LED芯片可以替换为主波长范围为380nm至430nm的UV LED芯片。在这种情况下，为了 输出白光，透光性透明树脂116可以至少包含蓝色、绿色和红色荧光材料。蓝色荧光材料可 以选自于(Ba, Sr，Ca)5(PO4)3Cl: (Eu2+, Mn2+)和 Y2O3: (Bi3+，Eu2+)材料。绿色和红色荧光材 料可以选自于YAG基材料、TAG基材料、硅酸盐基材料、硫化物基材料和氮化物基材料。来自光源单元130的光入射在导光板120的边缘上，然后，由于在导光板120中的 全内反射而向上发射。固定构件140设置在分离的导光板120之间，以防止分离的导光板120移动。固定构件140包括插入部分141和与插入部分141连接的前端部分 (headportion)142。插入部分141插入在分离的导光板120之间，由此防止分离的导光板120左右移 动。即，插入部分141插入在分离的导光板120中的相邻的第一导光板120a和第二导光板 120b之间。插入部分141具有从其端部朝两侧延伸并与前端部分142连接的第一倾斜表面 141a和第二倾斜表面141b。即，插入部分141的截面可以具有三角形形状。因此，插入部 分141可以容易地插入在分离的导光板120之间。前端部分142比插入部分141具有更大的面积。前端部分142的宽度大于相邻的 导光板之间的间隔。前端部分142设置在分离的导光板120的顶部边缘处。S卩，前端部分 142位于面对的导光板120的顶部边缘上方，且插入部分141设置在面对的导光板120之 间，由此防止固定构件140从分离的导光板120之间滑出。另外，前端部分142向下压在分 离的导光板120上，由此防止分离的导光板120上下移动。包括插入部分141和前端部分142的固定构件设置在分离的导光板120之间，由 此防止分离的导光板120上下移动或左右移动。固定构件140可以具有跨过底壳110的条形或围绕每个导光板120的边缘的格子 形状。固定构件140可以由透光材料(例如，透明塑料)形成，从而使得对图像品质的影 响最小化。固定构件140可以包含反射材料(例如，TiO2)，用于将在导光板120之间泄露 的光朝导光板120中相应一个导光板引导。反射构件150可以进一步设置在每个导光板120下方。反射构件150将导光板 120的向下行进的光反射回至导光板120，从而提高背光单元的光效率。背光单元还可以包括由固定构件140支撑且设置在导光板120上的光学构件160。 光学构件160的示例可以包括设置在导光板120上的漫射板、漫射片、棱镜片和保护片。光 学构件160通过固定构件140与导光板120隔开预定的间隔。因此，导光板120可以向光 学构件160均勻地提供光。在根据本发明实施例的包括用于局部调光的多个分离的导光板的背光单元中，用 于防止分离的导光板移动的固定构件可以防止产生由导光板的移动引起的缺陷。图12是根据图10的实施例的修改实施例的背光单元的剖视图。除了反射层以外，该实施例的构造与图10的背光单元相同。因此，在该实施例中， 相同的标号用于与图10的实施例中的元件相同的元件，并且将省略重复的描述。参照图12，根据本发明的该实施例的背光单元包括底壳110、多个分离的导光板120、光源单元130和固定构件140。每个导光板120可以包括接收光的第一侧121、在第一侧121的顶边缘处弯曲且发 光的第二侧122、面向第二侧122并向第二侧122反射光的第三侧123以及面向第一侧121 并与第二侧122和第三侧123连接的第四侧124。分离的导光板120被布置成使得它们相 应的第一侧121和第四侧124彼此面对。例如，在分离的导光板120中的相邻的第一导光 板120a和第二导光板120b中，第一导光板120a的第一侧121面向第二导光板120b的第 四侧124。固定构件140包括插入部分141，插入在分离的导光板120之间，例如插入在第 一导光板120a和第二导光板120b之间；前端部分142，与插入部分141连接，并被设置为 向第一导光板120a和第二导光板120b的顶部边缘延伸。插入部分141可以包括分别从其端部朝两侧延伸并与前端部分142连接的第一倾 斜表面141a和第二倾斜表面141b。插入部分141的截面可以是三角形。第一倾斜表面141a和第二倾斜表面141b中的一个可以朝导光板120的第一侧 121倾斜，光从光源单元130入射在导光板120的第一侧121上。例如，在分离的导光板120 中的相邻的第一导光板120a和第二导光板120b中，第一导光板120a的第一侧121可以面 对第一倾斜表面141a，第二导光板120b的第四侧124可以面对第二倾斜表面141b。第一 倾斜表面朝第一侧121的顶部延伸，第二倾斜表面141b朝第四侧124的顶部延伸。反射层143设置在插入部分141的外表面上，即，设置在第一倾斜表面141a和第 二倾斜表面141b上。反射层143将在第一导光板120a的第一侧121处指引的但朝第二导光板120b的 第四侧124泄露的光的一部分引导至第一导光板120a，由此防止由于分离的导光板120之 间的光泄漏而出现的热点(hot spot)。这里，热点是指包括屏幕的一部分比其周围具有更 高亮度水平时所导致的亮点的缺陷。反射层143由于第一倾斜表面141a而倾斜，并可以延伸至第一侧121的顶部。因 此，反射层143可以有效地将光反射到第一侧121。为了防止热点，根据光源单元130的亮 度特性和导光板120的材料，控制反射层143的反射率以及第一倾斜表面141a和第二倾斜 表面141b的斜率。因此，该实施例的背光单元可以通过包括反射层来防止热点以及分离的导光板的 移动，反射层将分离的导光板之间泄漏的光的一部分反射到固定构件上。图13是根据图10的实施例的修改实施例的背光单元中设置的固定构件的透视 图。除了固定框架之外，图13的实施例的背光单元与图10的实施例的背光单元具有 相同的构造。因此，相同的标号用于与图12的实施例中的元件相同的元件，并将省略重复 描述。参照图13，根据该实施例的背光单元包括底壳110、多个分离的导光板120、光源 单元130、固定构件140和固定框架170。固定框架170连接多个固定构件140。具体地说，固定框架170具有带有内部开口 的四边形框架的形状。固定构件140设置在固定框架170的开口中。如在附图中所示，固 定构件140可以具有条形。然而，固定构件140的形状不受限制，它可以具有格子形状。
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固定构件140和固定框架170可以通过模制一体地形成。可选地，固定构件140 和固定框架170可以通过结合单元(例如，粘合剂或结合元件)结合在一起。因此，可以通过固定框架170将多个固定构件140同时组装到分离的导光板120 中。因此，与它们单独组装的情况相比，能够提高产率。固定框架170可以结合到图1的底壳110。因此，可以将多个固定构件140固定到 底壳110，以更加有效地固定分离的导光板120。因此，因为根据本发明的该实施例的背光单元包括连接多个固定构件的固定框 架，可以进一步提高组装产率和固定性能。图14是根据本发明另一示例性实施例的背光单元的透视图，图15是图14的背光 单元的一部分的剖视图。背光单元可以包括多个导光板，但是在附图中为了便于描述仅示 出两个导光板。参照图14和图15，背光单元包括底壳110、平行地设置在底壳110中的多个导光 板120和设置在每个导光板的一侧处的光源单元130。具体地说，底壳110具有用于容纳多个导光板120和光源单元130的容纳空间。例 如，容纳空间可以由底壳110的底表面和从底表面的边缘向上弯曲的侧壁形成。因为光源单元130设置在每个导光板120的边缘处，所以边光式背光单元可以执 行局部调光功能。即，光源单元130向相应的导光板120提供具有调节的亮度值的光，相应 的导光板120可以向液晶面板的选择区域提供具有调节的亮度值的光。多个导光板120均包括具有容纳槽121的一侧125、与所述一侧相对的另一侧 126、从所述一侧125的边缘弯曲并延伸的底侧127和与底侧127相对的顶侧128。所述另 一侧126可以用作入射侧，从光源单元130接收光。底侧127可以用作使光沿向上方向全 反射的反射侧。虽然未示出，但多个光学图案可以设置在底侧127处。另外，顶侧128可以 用作发射表面，光从发射表面发射到外部。可以设置多个导光板120使得各个相邻的导光板的一侧125和另一侧126彼此面 对。例如，多个导光板120可以包括第一导光板120a和第二导光板120b。这里，第一导光 板120a的一侧125面对第二导光板120b的另一侧126。光源单元130设置在相邻的导光板之间，例如设置在第一导光板120a的一侧和第 二导光板120b的另一侧之间。光源单元130容纳在形成在一侧125中的容纳槽121中。因 此，为了在每组相邻的导光板120之间安装光源单元130，不需要在多个导光板120之间设 置预定距离空间。这有助于形成紧凑的背光单元。另外，可以缩小导光板120之间的间隔， 由此防止多个导光板120之间的光泄漏。容纳槽121可以由从底侧127的边缘向上弯曲延伸的第一侧122和从第一侧122 的边缘向外弯曲延伸的第二侧123形成。在光源单元130向第二导光板120的另一侧126 发射光的情况下，第一侧122面对光源单元13的背部，第二侧123面对光源单元130的侧表面。通过调节容纳槽121的光学特性，具体地说，通过调节第二侧123的光学特性，防 止了多个导光板120之间的光泄漏导致的热点。例如，第一侧122可以被构造成漫射表面、 反射表面和光学抛光表面之一。第一侧122将泄漏的光的一部分向另一侧126反射，并吸 收剩余的泄漏光或者将剩余的泄漏光透射到外部。第二侧123可以被构造成漫射表面。第二侧可以具有范围为40%至70%的反射率。如果第二侧123的反射率小于40%，则产生热 点，从而与在导光板120的顶侧128上相比，在导光板120之间产生更亮的边界。相反，第 二侧123的反射率超过70%会产生暗点(dark spot)，从而与在导光板120的顶侧上相比， 在导光板120之间产生更暗的边界。所述一侧125还可以包括延伸至容纳槽121 (即，从第二侧123的边缘向上延伸) 的第三侧124。第三侧124可以面对与其平行的相邻导光板120的另一侧126。第三侧124 可以被构造成漫射表面、反射表面和光学抛光表面之一。换言之，容纳槽121的第二侧123需要被构造成漫射表面，第一侧122和第三侧 124的光学特性不会显著地影响热点。然而，如果第一侧122和第三侧124中的具有较大面 积的一侧被构造成光学抛光表面，则被透射的光的量增加，从而导致热点。因此，第一侧122 和第三侧124中的较大的一侧需要被构造成漫射表面或反射表面而不是光学抛光表面。例如，如果第三侧124的面积大于第一侧122的面积，则第一侧122可以被构造成 光学抛光表面、反射表面和漫射表面之一。然而，第三侧124可以被构造成反射表面和漫射 表面之一。相反，如果第三侧124的面积小于第一侧122的面积，则第三侧124可以被构造 成光学抛光表面、反射表面和漫射表面之一，第一侧122可以被构造成反射表面或漫射表 面。第一侧、第二侧和第三侧的光学特性，特别是第二侧的光学特性，可以通过改变施 加于其上的白墨水的浓度来调节。虽然示为并描述为四边形形状，但导光板中的容纳槽不限于此。参照图16至图19，现在将详细描述根据本发明实施例的在导光板中提供的容纳 槽的各种形状。如图16所示，导光板220的容纳槽221可以具有由第一侧222和从第一侧222向 上倾斜的第二侧223形成的梯形剖面形状。如图17所示，导光板320的容纳槽321可以具有由从底侧327的边缘向顶侧328 的边缘倾斜延伸的第一侧322形成的三角形剖面形状。如图18所示，导光板420的容纳槽421可以具有由第一侧422和从第一侧422向 上倾斜的第二侧423形成的梯形剖面形状。导光板420可以包括从容纳槽421的第二侧 423向上弯曲延伸的第三侧424。如图19所示，导光板520的容纳槽521可以由第一侧522和从第一侧522向上弯 曲的第二侧523形成。形成有容纳槽521的一侧525可以用作接收光的入射侧。S卩，用于 容纳光源单元的容纳槽521可以设置在入射侧中。面向导光板520的所述一侧525的另一 侧526可以具有向上延伸的倾斜表面526a。倾斜表面526a的作用是通过有效地反射从相 邻光源单元的背部泄漏的光来更有效地防止热点。再参照图14和图15，因为每个导光板120具有平坦的底侧127，所以多个导光板 120的各个底侧127可以被设置成彼此等高。因此，多个导光板120易于组装，并可以提高 背光单元的组装性能。此外，当背光单元用于大显示装置时，平坦的底表面127有助于在多 个导光板120之间实现均勻的平坦性。另外，导光板120的平坦的底表面127可有助于导 光板120的切割工艺和光学抛光工艺。光源130可以包括形成光的光源131和将驱动电压施加到光源131的印刷电路板132。多个光源131可以安装在印刷电路板132上。光源131的示例可以包括LED，当向LED施加电流时，LED发光。LED可以具有各 种构造。例如，LED可以包括分别实现蓝色、绿色和红色的子LED。实现蓝色、绿色和红色的 子LED分别发射蓝光、绿光和红光，蓝光、绿光和红光相混合，以实现白光。可选地，LED可 以包括荧光材料，荧光材料将从蓝色LED发射的蓝光的一部分转换为黄光。在这种情况下， 通过蓝光和黄光的混合来实现白光。根据本发明的该实施例，将光源单元描述为包括LED的光源。然而，本发明不限于 此。例如，光源单元的光源可以是冷阴极荧光灯(CCFL)或外部电极荧光灯。此外，反射构件150可以设置在每个导光板120下方。反射构件150将导光板120 的向下发射的光反射回至导光板120，由此提高背光单元的光学效率。根据本发明的该实施例，反射构件150包括分别设置在导光板120下方的多个分 离的反射构件。然而，本发明不限于此。即，反射构件150可以作为单个单元设置在多个导 光板下方。由于多个导光板的底侧彼此等高，所以可以容易地放置反射构件150。背光单元还可以包括设置在导光板120上的光学构件160。例如，光学构件160可 以包括位于导光板120上的漫射板、漫射片、棱镜片和保护片。在下文中，将描述根据本发明实施例的背光单元的亮度特性。这里，背光单元的多 个导光板均包括容纳槽，容纳槽由第一侧、第二侧以及从容纳槽延伸的第三侧形成。第一侧 和第二侧被构造成漫射表面，第三侧被构造成反射表面。漫射表面具有45%的反射率，反射 表面具有90%的反射率。图20是示出根据本发明的在导光板的两个点之间的距离的范围内亮度分布的示 图。如图20所示，亮度在两个点(即一个导光板的A点(Omm)和另一导光板的B点(IlOmm)) 的范围内具有均勻的分布。当第一侧和第三侧被构造成反射表面并且第二侧被构造成漫射表面时，获得相同 的结构。因此，将省略以上情况的描述。在包括多个导光板的背光单元中，当第二侧用于容纳每个导光板的光源单元的容 纳槽的第二侧被构造成漫射表面时，亮度在多个导光板的顶部上和在多个导光板的边界上 是均勻的。根据本发明的实施例，背光单元包括多个分离的导光板和设置在每个导光板的边 缘处的光源单元。因此，可以获得通过局部驱动进行局部调光的效果以及背光单元的作用。另外，用于在每个导光板的边缘处容纳光源单元的容纳槽使得能够形成紧凑的背 光单元。调节包括容纳槽的每个导光板的一个边缘的光学特性，由此防止光学缺陷，例如 热点。因此，可以提高背光单元的品质。图21是根据本发明示例性实施例的背光单元的透视图，图22是沿图21的线1_1 截取的剖视图。背光单元可以包括多个导光板，但为了便于描述，仅示出两个导光板。参照图21和图22，背光单元包括底壳110、导光板120、光源单元130和固定构件 140。底壳110具有容纳空间。例如，容纳空间可以由底壳110的底表面和从底表面的边缘弯曲的侧壁形成。底壳110可以包括结合部分111，固定构件140 (随后描述)结合到结合部分111。 结合部分111可以是开口或槽，固定构件140 (随后描述)穿过所述开口，或者固定构件140 被插入到所述槽中。导光板120包括多个分离的导光板。多个分离的导光板120需要平行地设置在底 壳110的容纳空间中。每个导光板120包括穿过其主体的通孔121。通孔121设置在导光板的边缘处。 然而，本发明的实施例不限制通孔的位置和数量。对应于结合部分111来设置通孔121。导光板120的形状被示为四边形形状，但本发明不限于此。导光板120可以具有 各种形状，例如三角形和六边形形状。多个光源单元130中的每个设置在相应的一个导光板120的一个边缘处。光源单 元130可以各自包括形成光的光源131和印刷电路板132，印刷电路板132包括用于向光源 131施加驱动电压的多个电路图案。例如，光源131可以是LED，当向LED施加电流时，LED发射光。LED可以具有各种 构造。例如，LED可以包括分别实现蓝色、绿色和红色的子LED。从分别实现蓝色、绿色和红 色的子LED发射的蓝光、绿光和红光相混合，从而实现白光。可选地，LED可以包括蓝色LED 和将从蓝色LED发射的蓝光的一部分转换为黄光的荧光材料。蓝光和黄光相混合，从而实 现白光。在光源单元130处形成的光入射到导光板120的边缘，并在导光板120中通过全 内反射向上发射。固定构件140用于将导光板120固定到底壳110，由此防止导光板120的移动。固 定构件140插入在导光板120的通孔121中，并将导光板120固定到底壳110。此外，固定 构件140可以通过导光板120的通孔121与导光板120的结合部分111结合。例如，固定 构件140可以穿过开口或者插入在插入槽中。固定构件140包括主体部分142和从主体部分142延伸的前端部分141。主体部分142与结合部分111结合，穿过导光板120的通孔。即，主体部分142用 于通过将导光板120与底壳110结合而将导光板120固定在底壳110上。宽度比主体部分142的宽度宽的前端部分142防止固定构件140从导光板121的 通孔121完全滑出。前端部分141可以具有各种形状。例如，前端部分141可以具有半圆形、半椭圆形、 四边形或三角形的剖面形状。当前端部分141具有三角形剖面形状时，固定构件140和光 学构件(稍后描述)之间的接触可以被最小化，从而使由固定构件140导致的暗点的产生 最少化。导光板120和光学构件160之间具有预定的距离。因此，从导光板120发射的光可 以均勻地提供到光学构件160上。支撑光学构件160的前端部分141用于保持导光板120 和光学构件160(随后描述)之间的距离。导光板120和光学构件160之间的距离可以通 过控制前端部分141的高度来调节。固定构件140可以由透射光的材料(例如，透明材料)形成，从而使其对图像品质 的影响最小化。
固定构件140可以具有各种构造。后面将描述固定构件的各个实施例。此外，反射构件150可以设置在每个导光板120下方。反射构件150将导光板120 的向下发射的光反射回导光板120，由此提高背光单元的光学效率。反射构件150可以包括与通孔121和结合部分111对应的穿过部分151。固定构 件140穿过通孔121和穿过部分151，从而与结合部分111相结合。因此，当反射构件150 提供有类似于导光板120的多个分离的反射构件时，反射构件150可以通过固定构件140 固定在底壳110上。背光单元还可以包括设置在导光板120上的光学构件160。光学构件160可以包 括例如设置在导光板120上的漫射板、漫射片、棱镜片和保护片。因此，根据本发明实施例的背光单元包括多个分离的导光板，从而可以进一步改 善通过局部驱动进行局部调光的效果。多个分离的导光板通过固定构件固定至底壳，由此防止由导光板的移动引起的缺 陷。另外，固定构件可以保持导光板和光学构件之间的均勻距离，从而光可以均勻地 提供到液晶面板。图23是根据图21的实施例的修改实施例的背光单元的剖视图。除了支撑构件之外，根据该实施例的背光单元的构造与图21的实施例中的背光 单元的构造相同。因此，相同的标号用于与图21的实施例中的元件相同的元件，并且将省 略重复的描述。参照图23，根据本发明的该实施例的背光单元包括底壳110，具有结合部分111 ； 多个导光板120，平行地设置在底壳110上并均包括与结合部分111对应的通孔121 ；光源 单元130，分别设置在导光板120的一组边缘处；固定构件140，穿过通孔121并结合到结合 部分111，从而将多个导光板120固定到底壳110。背光单元还包括设置在导光板120上的 光学构件。固定构件140包括将导光板120与底壳110相结合以固定导光板120的主体部分 142和从主体部分142延伸的前端部分141。前端部分141防止固定构件140滑出，并保持 光学构件160和导光板120之间的距离。然而，需要根据LCD装置的样式或背光单元的元件的特性来调节导光板120和光 学构件160之间的距离。通过调节插入到通孔中的固定构件140的主体的长度，可以选择性 地控制前端部分141的参照导光板120的顶表面的高度。如果前端部分141与导光板120 以预定的距离分隔开，则固定构件140可以在没有固定在通孔121中的情况下向下移动，从 而改变前端部分141的高度。因此，支撑构件170设置在导光板120和固定构件140之间， 由此防止固定构件140的移动。例如，支撑构件170可以是弹簧。在预定力下体积减小的 弹簧根据固定构件140的结合长度通过减小其体积来防止固定构件140向下移动。因此， 支撑构件170用于防止固定构件140的移动。支撑构件170可以分散固定构件140的前端部分141直接施加在导光板120上的 压力。因此，可以防止由于固定构件140的结合而对导光板120发生损坏。根据本发明的该实施例，将支撑构件描述为局限于支撑构件。然而，本发明不限于 此，支撑构件可以是弹性垫，弹性垫可以根据结合力控制其体积。
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在根据本发明的该实施例的包括支撑构件的背光单元中，在选择性地控制固定构 件的前端部分的高度之后，支撑并固定固定构件。因此，可以在导光板和光学构件之间保持 均勻的距离。另外，支撑构件可以使对导光板的损坏最小化，并使固定构件与导光板相结合。现在将参照附图描述固定构件的各种构造。图24是根据本发明示例性实施例的固定构件的剖视图。参照图24，根据该实施例的固定构件140a包括前端部分141a、主体部分142b和 停止部分143c。主体部分142b的一端分成至少两个部分。因此，当将固定构件140a插入 到导光板120的通孔121时，主体部分142b的端部在直径上减小，从而有助于其插入。另 外，停止部分143c设置在分叉的主体部分142b的端部处，由此防止固定构件140a滑出通 孔。图25是根据本发明示例性实施例的固定构件的剖视图。参照图25，根据该实施例的固定构件140b包括前端部分141b和主体部分142b。 主体部分142b围绕其外表面具有螺旋凸出143b。因此，主体部分142b通过旋转固定构件 140穿过导光板120，并可以容易地与结合部分111相结合。图26是根据本发明示例性实施例的IXD装置的透视图。参照图26，IXD装置包括显示图像的液晶面板100和背光单元170。虽然未示出， 但液晶面板包括彼此面对的第一基底和第一基底以及设置在第一基底和第二基底之间的 液晶层。第一基底包括以矩阵设置的多个像素。每个像素可以包括薄膜晶体管和电连接到 薄膜晶体管的像素电极。另外，第一基底还包括多条线，例如栅极线和数据线，从而将电信 号施加到每个像素。第二基底包括滤色器层和设置在滤色器层上的共电极。共电极响应于 电信号与像素电极一起形成用于驱动液晶层的液晶的液晶驱动电压。液晶通过控制从液晶 透射的光的透射率来显示图像。根据本发明的该实施例，描述扭曲向列型(TN)液晶面板。然而，本发明不限于此， 各种模式(例如，面内切换(IPS)和垂直排列(VA)液晶面板)可以应用于本发明。背光单元170包括形成光的光源模块150和将光引导到液晶面板100的导光板 120。光源模块150包括形成光的光源152和光源电路板151，光源电路板151包括用于 将驱动电压施加到光源152的多个电路图案。导光板140设置在液晶面板100下方，光源模块150可以设置在液晶面板140的 每个边缘处。即，光源模块150设置在LED面板100的边缘处。因此，背光单元170可以被
制造成具有薄厚度。导光板140包括面对光学模块150的入射侧、从入射侧弯曲并面对液晶面板100 的出射侧、设置在出射侧处的光收集图案以及面对出射侧的后侧。多个图案(未示出)可 以设置在后侧处，以将在入射侧上入射的光朝出射侧引导。在导光板140中，光收集图案可以改善包括局部调光驱动的效果，即，对比度等的 效果。背光单元170还可以包括设置在导光板140上的光学构件110。光学构件110可 以包括例如设置在导光板140上的漫射片111、棱镜片112和保护片。
反射板160可以设置在导光板140下方。反射板160反射导光板140的向下泄露 的光，从而将光引导回到导光板140，由此改善背光单元170的光学效率。
虽然未示出，但背光单元170还可以包括容纳光源单元150、导光板140等的底壳。 背光单元170和液晶面板100可以通过底壳和与底壳相结合的顶壳(未示出)固定在一起。图27是图26的背光单元的平面图，图28是图26的剖视图。参照图27和图28，背光单元170包括光学模块150和导光板140。光学模块150可以包括分别设置在导光板140的四个边缘处的第一光学模块 150a、第二光学模块150b、第三光学模块150c和第四光学模块150d。然而，本发明的实施 例不限制光学模块的数量。光源152可以包括作为半导体器件的LED器件，当向LED器件施加电流时，LED器 件发光。例如，LED器件包括LED和荧光材料，以实现白光。LED可以实现蓝光。荧光材料 吸收并激发一部分蓝光，以实现通过与蓝光组合来实现白光的黄光。另外，LED装置可以包 括分别发射红光、绿光和蓝光的子LED。从子LED提供的光可以混合，以实现白光。然而，本发明的该实施例的光源不限于LED器件。例如，可以使用灯作为光源。多个光源152安装在光源电路板150上。光源电路板150包括电路线，电路线将 从光源驱动器(未示出)发送的光源驱动电压提供到光源。电路线可以与每个光源152或 每组光源152电连接。因此，可以单独地或成组地驱动多个光源152。例如，第一光学模块 150a可以包括分别被构造成单独电路的第一通道至第七通道(Chl至Ch7)。每个通道可以 包括彼此电连接的一个或多个光源。同样，第二光学模块150b可以包括第八通道至第十一 通道(Ch8至Chll)，第三光学模块150c可以包括第十二通道至第十八通道(Chl2至Chl8)， 第四光学模块150d可以包括第十九通道至第二十二通道(Chl9至Ch22)。然而，本发明的实施例不限制每个模块的通道的数量。液晶面板的需要显示比其 周围更亮的图像的第一区域可以通过调节设置在与第一区域对应的通道处的光源的亮度 来提供亮度比其周围的亮度高的光。相反，液晶面板的需要显示较暗图像的第二区域可以 通过调节与设置在与第二区域对应的通道处的光源的亮度来提供亮度比其周围的亮度低 的光。因为光源模块150包括可以单独驱动的多个通道，所以，可以将具有选择性地调节的 亮度值的光提供到液晶面板的预定区域。导光板140包括设置在出射侧处以沿第一方向收集光的第一光收集图案141和沿 与第一方向交叉的第二方向收集光的第二光收集图案142。彼此面对的第一光源模块150a 和第三光源模块150c可以设置在第一光收集图案141的两端处。另外，第二光源模块150b 和第四光源模块150d可以彼此面对地设置在第二光收集图案142的两端处。第一光收集图案141和第二光收集图案142均可以具有从导光板140的主体突出 的持续图案(constant pattern)。例如，第一光收集图案141和第二光收集图案142中每 个可以采用棱镜图案的形状。即，第一光收集图案141可以沿第一方向设置在导光板140的 顶部的两端。第二光收集图案142可以沿第二方向设置在导光板140的顶部的两端。第一 光收集图案141和第二光收集图案142的每个的剖面形状可以是半球形状或三角形形状， 以收集光。导光板140还包括漫射部件143，漫射部件143漫射由第一光收集图案141和第二 光收集图案142发射的光。漫射部件143可以分别设置在第一光收集图案141的右侧和左侧。漫射部件143可以分别设置在第二光收集图案142的顶部和底部。漫射部件143漫射 由第一光收集图案141和第二光收集图案142收集的光。即，漫射部件143可以使具有调 节的亮度值的光被均勻地提供到液晶面板的选择区域，并可以更加平稳地显示液晶面板的 图像。现在将描述由第一光收集图案141和第二光收集图案142形成的光路。设置在第 一光收集图案141的两端处的光源(例如，设置在第一通道Chl处的光源152)被导通。形 成在第一通道Chl处的第一光Ll由于第一光收集图案141而沿第一方向线性出射。此时， 第一光被设置在第一光收集图案141的右侧和左侧处的漫射部件143漫射。同时，设置在 第二光收集图案142的两端的光源(例如，设置在第九通道Ch9处的光源)被导通。在第 九通道CM处形成的第二光L2由于第二光收集图案142沿第二方向线性出射。此时，第二 光L2被设置在第二光收集图案142的顶部和底部处的漫射部件漫射。当第一通道Chl和 第九通道CM的光源152被同时导通时，如上所述，第一光源Ll和第二光源L2在第一光收 集图案141和第二光收集图案142的交叉处重叠，从而与其它区域相比，具有较高亮度的光 可以出射出去。尽管在本发明的实施例中，驱动第一和第四光源模块的光源，但本发明不限于此， 根据需要的光数量，可以一起驱动相应的光源模块。例如，当设置在第九通道CM处的光源 被导通时，设置在与第九通道Ch9对应的第二十一通道Ch21处的光源可以同时被导通。同 样，当设置在第一通道Chl处的光源被导通时，设置在与第一通道Chl对应的第十八通道 ChlS处的光源可以同时被导通。因此，可以将具有更加改善的亮度的光提供到液晶面板的 选择区域。即，可以通过选择通道位置并控制设置在通道处的光源的导通/关断来控制图 像的亮度程度。因此，因为具有调节的亮度值的光被收集到选择区域而不是漫射到液晶面板的整 个区域，所以包括第一光收集图案141和第二光收集图案142的背光单元可以通过局部调 光的效果来改善对比度。图29的(a)和图29的(b)是用于描述根据本发明另一方面的背光单元的示意性 透视图。如图29的(a)所示，根据该实施例的背光单元是具有平坦导光板的平面光源装置， 并对应于串联(tandem)平面光源装置。图29的(a)的背光单元包括η个LED光源和η个 平坦导光板。LED光源均包括在板30上沿行布置的多个LED封装件31，并且彼此平行布置。平 坦导光板32和35中的每个布置在η个LED光源的相应一个LED光源的一侧处。具有平坦导光板的平面光源装置包括反射构件(未示出)，反射构件设置在LED封 装件31和34下方，并设置在平坦导光板32和35下方，并且反射从LED光源发射的光。另 外，光学片设置在平坦导光板上。例如，光学片可以包括沿不同方向漫射被反射构件反射并 被平坦导光板折射后朝液晶面板发射的光的漫射片和用于汇聚在前视角内穿过漫射片的 光的棱镜片。具体地说，LED光源包括多个LED封装件，所述多个LED封装件均包括顶视 (top-view) LED0导光板32和35是平坦的，并沿光发射的方向设置，并且由能够透射光的 透明材料形成。与边光式导光板相比，平坦导光板在形状上是简单的，并易于大量生产，并 且有助于其在LED光源上定位。
平坦导光板32和35均包括光入射部分，从LED光源发射的光入射在光入射部分 上；发射表面，从LED源入射的光从发射表面朝液晶面板行进，从而发光；前端部分，与光入 射部分相对，并具有比光入射部分的厚度小的厚度。平坦导光板32的前端部分与LED封装 件34叠置。即，在第η个导光板的前端部分下方防止第n+1个LED光源。平坦导光板32 的前端部分的底表面具有棱镜形状。如图29的(b)所示，来自LED封装件34的光不直接发射到导光板32，而是被设置 在平坦导光板32的前端部分的底表面上的棱镜形状散射和分散。因此，可以消除LED光源 上的导光板上的热点。图30是用于描述图29的平坦导光板的示意性透视图。如图30所示，平坦导光板 40包括光入射部分41，来自LED光源的光入射到光入射部分上；发射表面44，将通过光入 射部分41入射的光朝液晶面板发射，从而发光；前端部分42，与光入射部分41相对，并具 有厚度比光入射部分41的入射截面的厚度小的剖面。前端部分42包括设置在前端部分42下方的用于分散来自LED封装件的光的一部 分的棱镜形状43。棱镜形状43可以是能够分散和散射入射光的三角形、圆锥形和半球棱镜 中的至少之一。前端部分42的棱镜形状可以形成在整个前端部分42上，或者仅部分地形成在LED 封装件上方。棱镜形状使得去除了 LED封装件上的导光板上的热点。在根据本发明的平坦导光板中，在前端部分的底表面上处理的棱镜形状使得不需 要在LED封装体和导光板之间处理单独的漫射片和棱镜片以分散从LED封装件发射的光的 一部分产生在LED封装件上的导光板上的热点。虽然已经结合示例性实施例示出并描述了本发明，但是对于本领域技术人员来说 清楚的是，在不脱离由权利要求书限定的本发明的精神和范围的情况下可做出修改和改变。工业实用性本发明的一方面可以提供一种用于IXD装置的背光单元，所述背光单元通过使用 设置在导光板的边缘处的LED来制造更薄且更大的产品，并实现有效的局部调光。
权利要求
一种用于液晶显示装置的背光单元，所述背光单元设置在液晶面板下方，并向液晶面板发射光，所述背光单元包括导光板；发光二极管阵列，设置在所述导光板的边缘处，并包括多个发光二极管块，所述多个发光二极管块均包括至少一个发射白光的发光二极管；控制器，控制施加到所述多个发光二极管块中的每个发光二极管块的电流信号，以调节每个发光二极管块的亮度。
2.根据权利要求1所述的背光单元，其中，所述导光板具有至少一种分隔结构，所述分 隔结构控制其中的光传播。
3.根据权利要求2所述的背光单元，其中，所述分隔结构沿相对于所述导光板的竖直 方向和水平方向中的至少一种方向设置。
4.根据权利要求2所述的背光单元，其中，所述分隔结构是发光二极管阵列结构和安 装在电路板上的反射层中的至少一种，并线性地插在所述导光板之间。
5.根据权利要求2所述的背光单元，其中，所述分隔结构是形成在由所述分隔结构划 分的区域之间的边界处的不平坦部分。
6.根据权利要求1所述的背光单元，其中，所述发光二极管阵列包括设置在所述导光 板的一个边缘处的第一发光二极管阵列和设置在与所述导光板的一个边缘垂直的另一边 缘处的第二发光二极管阵列。
7.根据权利要求6所述的背光单元，其中，从所述第一发光二极管阵列发射的光与从 所述第二发光二极管阵列发射的光在所述导光板中重叠。
8.根据权利要求6所述的背光单元，所述背光单元还包括第三发光二极管阵列和第 四发光二极管阵列，分别面对所述第一发光二极管阵列和所述第二发光二极管阵列，并分 别具有与所述第一发光二极管阵列和所述第二发光二极管阵列相同的构造，所述导光板在 所述第一发光二极管阵列和所述第二发光二极管阵列之间。
9.根据权利要求1所述的背光单元，其中，所述发光二极管阵列包括设置在所述导光 板的一个边缘处的第一发光二极管阵列和设置在与所述导光板的一个边缘面对的另一边 缘处的第二发光二极管阵列。
10.根据权利要求1所述的背光单元，其中，所述发光二极管块包括红色发光二极管、 绿色发光二极管和蓝色发光二极管。
11.根据权利要求1所述的背光单元，其中，所述控制器包括发光二极管驱动控制器和 面板图像信号发射机。
12.根据权利要求11所述的背光单元，其中，所述面板图像信号发射机包括面板信息 传输电路和面板信息组合电路。
13.根据权利要求1所述的背光单元，所述背光单元还包括设置在所述导光板下方的 反射板。
14.根据权利要求1所述的背光单元，所述背光单元还包括设置在所述导光板上的光 学片。
15.根据权利要求1所述的背光单元，其中，所述发光二极管通过至少一种荧光材料发 射白光。
全文摘要
提供了一种用于液晶显示装置的背光单元。所述背光单元设置在液晶面板下方，并向液晶面板发射光，所述背光单元包括导光板；发光二极管(LED)阵列，设置在所述导光板的边缘处，并包括多个LED块，所述多个LED块均包括至少一个发射白光的LED；控制器，控制施加到所述多个LED块中的每个LED块的电流信号，以调节每个LED块的亮度。因此，可提供一种背光单元，所述背光单元能够有助于制造更薄且更大的产品，并通过使用设置在所述导光板的边缘处的LED来实现有效的局部调光。
文档编号G02F1/13357GK101932968SQ200880123078
公开日2010年12月29日 申请日期2008年12月29日 优先权日2007年12月27日
发明者咸宪柱, 金亨夕, 金垈炫, 金大嚥 申请人:三星Led株式会社