本發(fā)明涉及一種背光單元，尤其涉及一種可局部調光的背光單元。

背景技術：

由于液晶顯示器件本身不發(fā)光，它需要背光單元為液晶提供光。其中，液晶顯示器件通常分為直下式和側入式。

在直下式液晶顯示器件中，光源位于導光板發(fā)光表面的下方。由于光源是二維排列，所以容易實現(xiàn)局部調光。然而，由于液晶顯示器件的整體厚度非常大并需要多個led光源，因此，直下式液晶顯示器件不適用于移動設備。

同時，在側入式液晶顯示器件中，光源位于導光板發(fā)光表面的側面。因此，液晶顯示器件的整體厚度小且利用少量光源實現(xiàn)背光單元是可能的。然而，由于光源僅僅位于發(fā)光表面的側面，因此將發(fā)光表面分成多個部分的局部調光難以實施。

專利文件1中涉及一種采用了在導光板上帶有逆棱鏡結構的導光板的側入式背光單元。根據(jù)專利文件1，僅使用不帶額外的反射板，擴散板和棱鏡片的單個導光板形成一個背光單元是可能的。這種導光板可最大程度地減小導光板的厚度，這也是側入式的優(yōu)點所在。并且，由于僅僅使用一個導光板，因光損耗的減少而具有成本和效率優(yōu)勢。雖然專利文件1中采用逆棱鏡結構的側入式背光單元使現(xiàn)有的側入式背光單元的優(yōu)勢最大化，但是，仍很難實現(xiàn)局部調光。

同時，專利文件2和專利文件3中被公開以解決局部調光而非厚度的限制。專利文件2和專利文件3中提出了可局部調光的側入式背光單元，從而專注于低功耗和通過高對比度改善圖像質量。然而，專利文件2和專利文件3中公開的背光單元在利用形成于導光板較低部分上的反射圖案將光發(fā)射到導光板的前表面上是相同的。當led被安置在導光板內時，這會在包含每個led的導光板上形成熱點。因此，當用戶查看背光單元時，光均勻性被大大降低。

為了解決熱點問題，在導光板中安置額外的擴散板和棱鏡片或每個背光單元以組裝片的形式制作被提出。然而，根據(jù)這些方法，單獨地制作每個背光單元并將其組合在一起是非常復雜的。此外，使用額外的擴散板和/或棱鏡片，也存在增加整體厚度、成本增加及在片之間的交界面處的光損耗的問題。

技術實現(xiàn)要素：

一方面是一種可局部調光的背光單元。該背光單元包括：一個或多個發(fā)光裝置以及一導光板，該導光板包括頂面和底面，形成于底面且內置發(fā)光裝置被的一個或多個凹槽，被安置在一個或多個凹槽內并反射從發(fā)光裝置發(fā)出的光的反射層，以及多個安置在頂面中的多個逆棱鏡圖案。

該導光板的多個凹槽可包括：在某一方向上平行地形成的多個第一凹槽；以及相對于多個第一凹槽以網(wǎng)格的形式形成的多個第二凹槽。該發(fā)光裝置可被安置在多個第一凹槽之內。

上述導光板可包括一個上表面和界定凹槽的兩個側面。上述反射層可包括一個被安置在上表面的上反射層。

上述上反射層的寬度可大于或等于上述凹槽的寬度。

上述背光單元可進一步包括一個被安置在導光板的底面上的反射板。

上述導光板可包括一個上表面和界定凹槽的兩個側面。上述反射層可包括被安置在兩個側面中的任意一個上的側反射層。

上述多個逆棱鏡圖案的材料可與導光板的材料相同。

上述多個逆棱鏡圖案的材料可與導光板的材料不同。

上述導光板可包括下導光板和被安置在下導光板上的上導光板。多個逆棱鏡圖案可被安置在上導光板上。上導光板的材料可與多個逆棱鏡圖案的材料相同。

上述多個逆棱鏡圖案可被非均勻地安置在導光板的頂面上。

上述導光板的頂面可具有與一個或多個凹槽相對應的部分。被安置在該部分上的逆棱鏡圖案的密度可大于被安置在其他部分上的多個逆棱鏡圖案的密度。

所述多個逆棱鏡圖案距離發(fā)光裝置越遠，被安置在其他部分上的多個逆棱鏡圖案的密度可被增加的越多。

附圖說明

圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例可局部調光的背光單元的俯視圖；

圖2為沿圖1所示的可局部調光的背光單元的a-a'線的剖面圖；

圖3為圖2所示的可局部調光的背光單元的局部放大圖；

圖4為圖2所示的導光板100的俯視圖；

圖5為圖2所示的導光板100的仰視圖；

圖6為沿圖4，5所示的b線和b'線的剖面圖；

圖7為圖3所示的上反射層151改進后的示例的剖面圖；

圖8為圖2或7所示的導光板改進后的示例的剖面圖；以及

圖9為圖7所示的可局部調光的背光單元改進后的示例的剖面圖。

具體實施方式

以下，本發(fā)明的示例性實施例將參考附圖被詳細描述。需要注意的是，在所有附圖中相同的參考數(shù)字被用來表示相同的組件。在本發(fā)明接下來的描述中，當可能會使本發(fā)明的主題不清楚時，本文中已知的功能和設置的詳細描述合并在此被省略。

以下，根據(jù)本發(fā)明實施例可局部調光的背光單元將參考附圖被描述。

圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例可局部調光的背光單元的俯視圖。圖2為沿圖1所示的可局部調光的背光單元的a-a'線的剖面圖。圖3為圖2所示的可局部調光的背光單元的局部放大圖。

參考圖1-3，根據(jù)本發(fā)明實施例可局部調光的背光單元包括導光板100和發(fā)光裝置300。

導光板100包括頂面，底面和多個側面。多個側面可被安置在頂面和底面之間。

導光板100包括逆棱鏡圖案110。

逆棱鏡圖案110可被安置在導光板100上。多個逆棱鏡圖案110可被安置在導光板100的頂面上。多個逆棱鏡圖案110可在導光板100的頂面上以多個列和排被排列。在多個逆棱鏡圖案110中兩個相鄰的逆棱鏡圖案可以預定的間隔與彼此分離被安置。

逆棱鏡圖案110的材料可與導光板100的材料相同且可與導光板100一體成型。如果逆棱鏡圖案110的材料與導光板100的材料不同，在兩種不同材料之間的交界面處可能發(fā)生光損耗。而且，由于菲涅爾效應或交界面粗糙等，在光原本打算傳輸?shù)姆较蛏瞎獾膫鬏斝士赡軙唤档?。然而，當逆反射圖案110的材料與導光板100的材料相同時，由于在逆反射圖案110與導光板100間沒有交界面，從而不會發(fā)生光損耗且光的傳輸效率可被改善。

然而，逆棱鏡圖案110的材料并不限于與導光板100的材料相同，且逆棱鏡圖案110的材料可與導光板100的材料不同。例如：逆棱鏡圖案110的材料可以是易于制造精細結構的加工材料，例如：光刻膠(pr)，pdms等，且上述導光板100的材料可以是能夠大面積生產(chǎn)的固體材料，例如：玻璃，pmma，丙烯酸等。逆棱鏡圖案110可被耦合或附接在導光板100的頂面。如上所述，當逆棱鏡圖案110的材料與導光板100的材料不同時，在兩種材料的交界面處將發(fā)生光損耗。然而，可被共同用于逆棱鏡圖案110和導光板100的現(xiàn)有材料極其有限。實際上，由于導光板100的材料特性部分不同于可被容易地用于形成逆棱鏡圖案110的材料特性，所以在實際制作中，將逆棱鏡圖案110和導光板100分開制作是更容易的。

逆棱鏡圖案110能夠彌補由反射層150造成的光均勻性降低。其詳細說明將稍后被提供。

逆棱鏡圖案110能夠作為均勻地保持光的均勻性的擴散板起作用。因此，根據(jù)本發(fā)明實施例的背光單元不需要單獨的擴散板。

導光板100具有凹槽130。

凹槽130可形成于導光板100的較低部分中。凹槽130可形成于導光板100的底面中，其在導光板100的某一方向上有一個預設長度，且在垂直于上述某一方向的方向上有一個預設寬度。導光板100包括一個上表面和界定凹槽130的兩個側面。

多個凹槽130可形成于導光板100的底面中。多個凹槽130可參考圖4-6進行描述。

圖4為圖2所示的導光板100的俯視圖。圖5為圖2所示的導光板100的仰視圖。圖6為沿圖4，圖5所示的b線和b'線的剖面圖。

參考圖4-6，多個凹槽130包括在某一方向上平行地形成的多個第一凹槽130a以及在垂直于上述某一方向的方向上形成的多個第二凹槽130b。

多個第一凹槽130a與多個第二凹槽130b可以網(wǎng)格的形式被形成。

反射層150和一個或多個發(fā)光裝置300被安置于多個第一凹槽內130a中。發(fā)光裝置300未被安置在多個第二凹槽130b中。因此，圖1-3中的多個凹槽130意為多個第一凹槽130a。因為多個第一凹槽130a與多個第二凹槽130b以網(wǎng)格形式排列，導光板100可具有多個塊bl1和塊bl2。

多個第二凹槽130b的寬度d3可小于或大于導光板100的厚度。

多個第二凹槽130b的寬度d3小于在兩個相鄰塊bl1與塊bl2中與彼此最近的兩個相鄰發(fā)光裝置300a和300b之間的間距。此處，兩個相鄰塊bl1與塊bl2中與彼此最近的兩個相鄰發(fā)光裝置300a和300b意味著發(fā)光裝置300a位于塊bl1的最外側，與發(fā)光裝置300a最近的發(fā)光裝置300b位于另一相鄰的塊bl2中。當局部調光通過多個第二凹槽130b進行時，光是要僅被導向期望的塊區(qū)，從而具有高對比度的圖片質量可被獲得。這是因為導光板100所用材料的反射率不同于填充第二凹槽130b的材料的反射率，全反射發(fā)生于兩種材料之間的交界面，從而大的折射角阻止了大量的光泄露到相鄰的塊。

回圖1-3，導光板100包括反射層150。

反射層150被安置于導光板100的凹槽130中。反射層150可以是金屬層。如圖3所示，反射層150包括被安置在導光板100的上表面和界定凹槽130的兩個側面之間的上表面上的上反射層151，以及被安置在導光板的側面上的側反射層153。

上反射層151除去由發(fā)光裝置300造成的熱點。上反射層151能夠通過阻斷從發(fā)光裝置300發(fā)射到導光板100的頂面的光除去熱點。此時，雖然由發(fā)光裝置300造成的熱點通過上反射層151被除去，由發(fā)光裝置300發(fā)出的向上的光被上反射層151阻斷。因此，在導光板100的發(fā)光表面中難以保持光均勻性。光均勻性可通過逆棱鏡圖案110被維持。盡管發(fā)光裝置300發(fā)出的光被上反射層151阻斷，但是從另一個相鄰的發(fā)光裝置所發(fā)出的光沿著圖3所示的路徑“a”被上反射層151的頂面反射，并通過逆棱鏡圖案110被射出，從而光均勻性可以按原樣被維持。因此，逆棱鏡圖案110能夠彌補光均勻性的降低。

如圖3所示的路徑“b”所說明的，上反射層151能夠將發(fā)光裝置300發(fā)射的光反射到另一個相鄰的發(fā)光裝置或導光板100的側面。

上反射層151的寬度d1應當，如圖3所示，大于凹槽130的寬度d2，并且應當，如圖2所示，小于兩個相鄰發(fā)光裝置300的間距是可取的。如果上反射層151的寬度d1小于凹槽130的寬度d2，那么由發(fā)光裝置300造成的熱點不能被完全除去，并且難以按原樣維持光的均勻性。如果上反射層151的寬度d1等于或大于兩個相鄰發(fā)光裝置300的間距，那么來自發(fā)光裝置300的光無法到達導光板100上的逆棱鏡圖案110。

上反射層151的寬度d1被選擇性地控制在上述范圍內，從而光均勻性得以維持。

同時，上反射層151的寬度d1可等于凹槽130的寬度d2。這將參考圖7詳細描述。

圖7為圖3所示的上反射層151改進后的示例的剖面圖。

參考圖7，上反射層151'的寬度d1與凹槽130'的寬度d2'相同。然而，圖3所示的凹槽130'的寬度d2'大于凹槽130的寬度d2。凹槽130'的寬度d2'應當，如圖2所示，小于兩相鄰的發(fā)光裝置300之間的間距是可取的。

圖3所示的上反射層151可能會難以加工，而圖7所示的上反射層151'可通過圖形化而易于制造。

包括圖7所示的上反射層151'的背光單元可進一步包括反射板500。

反射板500可被安置在導光板100的底面上。反射板500可被安置在凹槽130的下方，且可形成引導從發(fā)光裝置300發(fā)出的光入射到導光板100上的全反射導向路徑。

回到圖1-3，側反射層153阻止了在導光板100中行進的光通過凹槽130穿出導向板100。側反射層153減少了導光板100中的光損耗，從而大量的光穿過導光板100的逆棱鏡圖案110被發(fā)射出來。因此，根據(jù)本發(fā)明的實施例的背光單元可利用側反射層153獲得高發(fā)光效率。

圖8為圖2或7所示的導光板改進后的示例的剖面圖。

參考圖8，導光板100'可包括下導光板100a和上導光板100b。

上導光板100b被安置在下導光板100a上。特別地，上導光板100b可被安裝在下導光板100a的頂面上。

多個逆棱鏡圖案110被安置在上導光板100b上。特別地，多個逆棱鏡圖案110可被安置在上導光板100b的頂面上。

上導光板100b的材料與多個逆棱鏡圖案110的材料相同。上導光板100b的材料可與下導光板的材料100a不同。

圖8所示的導光板100'可具有以下優(yōu)點。

當逆棱鏡圖案110，如圖2所示，形成于導光板100的頂面上時，導光板100可通過用于形成逆棱鏡圖案110的預定的化學制劑被腐蝕或裂解。然而，圖8所示的導光板100'可通過在上導光板100b上形成逆棱鏡圖案110，然后將上導光板100b附接到下導光板100a的方式被制作。在這種情況下，可以提前防止下導光板100a因化學制劑被腐蝕或裂解。

當處于上導光板100b被安置在下導光板100a上的情況，逆棱鏡圖案110在上導光板100b的頂面上被形成時，用于形成逆棱鏡圖案110的化學制劑通過上導光板100b被避免與下導光板100a接觸。因此，避免下導光板100a被化學制劑破壞是可能的。

當逆棱鏡圖案110，如圖2所示，形成于導光板100的頂面上時，將逆棱鏡圖案110一個接一個地附接到導光板100的頂面既不方便又花費時間。然而，圖8所示的導光板100'通過在薄的上導光板100b上形成多個逆棱鏡圖案110，然后將上導光板100b附接在下導光板100a的頂面上被制造。因此，這種制備工藝既方便又可以明顯縮短制備時間。

圖9為圖7所示的可局部調光的背光單元的改進后的示例的剖面圖。

如圖9所示，因凹槽130'的形成而變得更窄的關于導光板100的一部分，從發(fā)光裝置300入射的光穿過的光傳輸路徑比導光板100的其他部分(凹槽130'尚未形成的部分)更窄。因此，該部分的發(fā)光效率可能相對于其他部分的發(fā)光效率更低。由于該原因，本著保持導光板100的頂面的均勻的光的目的，逆棱鏡圖案110被要求以具有非均勻的密度的方式被安置在導光板100的頂面上。例如，被安置在因凹槽130'的形成而變得更窄的部分，也就是說，與凹槽130'相對應，被安置在導光板100的頂面上的逆棱鏡圖案110的一部分上的逆棱鏡圖案110的密度，可能會比被安置在其他部分上的逆棱鏡圖案的大。而且，被安置在因凹槽130'的形成而變得更窄的部分，也就是說，與凹槽130'相對應，被安置在導光板100的頂面上的逆棱鏡圖案110的一部分上的逆棱鏡圖案110之間的間距可能比被安置在其他部分上的逆棱鏡圖案之間的間距小。

此處，其他部分可被定義為在被安置在多個凹槽130'的任意一個凹槽130'中的反射層151'和被安置在與一個凹槽130'相鄰而形成的另一個凹槽中的反射層之間的部分。

為了保持導光板100的頂面的更均勻的光，優(yōu)選逆棱鏡圖案110距離發(fā)光裝置300越遠，被安置在其他部分上的逆棱鏡圖案110的密度被逐漸增加的越多。而且，優(yōu)選逆棱鏡圖案110距離發(fā)光裝置300越遠，逆棱鏡圖案之間的間距被逐漸減小的越多。

同樣地，逆棱鏡圖案110被以通過利用圖9所示的可局部調光的背光單元而具有的非均勻密度的方式被安置在導光板100的頂面上。因此，盡管導光板100的光傳輸路徑因形成于導光板100中凹槽130'而變窄，通過變窄的光傳輸路徑避免導光板100的光均勻性被破壞仍是可能的。

回到圖1-3，一個或多個發(fā)光裝置300被安置在導光板100的凹槽130內。此處，發(fā)光裝置300可以被，如圖5所示，安置在多個第一凹槽130a內，而不被安置在多個第二凹槽130b內。

發(fā)光裝置300可包括發(fā)射白光，紅光，綠光或藍光的發(fā)光二極管(led)芯片和發(fā)射紫外光的發(fā)光二極管(led)芯片。此處，發(fā)光二極管(led)可以為橫向型、垂直型或倒裝芯片類型等。

此處，發(fā)光裝置300不限于led。例如，發(fā)光裝置可以是有機發(fā)光二極管，半導體激光二極管，固態(tài)激光二極管等。任何類型的可被放置在凹槽130內的光源均可被用作發(fā)光裝置300。

發(fā)光裝置300包括透鏡(未示出)。透鏡可被安置以覆蓋led芯片。透鏡能夠控制從led芯片發(fā)出的光的定向角或方向。透鏡可被形成以包含光導樹脂，如硅樹脂或環(huán)氧基樹脂。光導樹脂可包括全分布或部分分布式磷光劑。透鏡具有平的發(fā)光表面，半球形剖面，或部分凸或凹面等。然而，透鏡的形狀不局限于此。

當發(fā)光裝置300內的led芯片是一個發(fā)射藍光的二極管時，包含在光導樹脂中的磷光劑可包括石榴石基磷光劑(yag,tag)，硅基磷光劑，氮基磷光劑和氮氧化物基磷光劑中的至少任意一種。

利用僅僅含有黃磷光劑的光導樹脂形成自然光(白光)是可能的。另外，為了提高顯色指數(shù)并降低色溫，綠磷光劑或紅磷光劑可被進一步包含其中。

石榴石磷光劑，硅磷光劑和氮氧化物磷光劑可被用作黃磷化劑。硅磷光劑和氮氧化物磷光劑可被用作綠磷化劑。氮磷化劑可被用作紅磷化劑。然而，這些磷化劑不僅限于此。

發(fā)光裝置300可以是一個可以被直流或交流驅動的高電壓發(fā)光二極管(hvled)封裝件。hvled封裝件通過多個led芯片以串聯(lián)或串/并聯(lián)的方式連接并被安置在一個封裝件體內的工藝被形成。因為典型的led驅動電壓低于3v，典型的led不適用于家用的220v的高壓交流電。然而，因為發(fā)光裝置300是由交流電流驅動并包含多個以串聯(lián)或串/并聯(lián)方式連接的led芯片的hvlev封裝件，所以發(fā)光裝置300可以被高壓交流電例如家用交流電源或商用交流電源驅動。

根據(jù)本發(fā)明實施例的背光單元可進一步包括其上安置有發(fā)光裝置的襯底(未示出)。襯底(未示出)可被安置在導光板100的凹槽130的內側或可被安置在導光板100的凹槽130的外側。

當襯底(未示出)被安置在導光板100的凹槽130的內側時，一個或多個發(fā)光裝置300可被安置在襯底(未示出)的一側，且側反射層153可被安置以與襯底(未示出)的另一側相接觸。當襯底(未示出)的另一側接觸側反射層153時，從發(fā)光裝置300放射出的熱量可被輻射穿過側反射層153。與此同時，襯底(未示出)的另一側可以預設的間隔遠離側反射層153被安置。

當襯底(未示出)被安置在導光板100的凹槽130外側時，襯底(未示出)可被安置在導光板100的底面上。在這種情況下，一個或多個發(fā)光裝置300可被安置在襯底(未示出)的頂面，且為了反射發(fā)光裝置300發(fā)射的光，反射層可被安置在襯底(未示出)的頂面上。

襯底(未示出)可以通過將電路圖案印制在絕緣層上得到。例如，襯底(未示出)可包括普通的印制電路板(pcb)，金屬芯pcb，柔性pcb及陶瓷pcb等。并且，襯底(未示出)可以是已印制有電路圖案的絕緣片。

同樣地，在根據(jù)本發(fā)明實施例的可局部調光的背光單元中，從位于導光板100中的凹槽130內的發(fā)光裝置300發(fā)出的光穿過界定凹槽130的導光板100的一側在導光板中入射。此處，光通過全反射在導光板100內傳輸。當傳輸?shù)墓馊肷涞桨仓迷趯Ч獍?00上的逆棱鏡圖案110上時，由于逆棱鏡圖案110的斜面，光不能再次被全反射到導光板100的另一側，而是被發(fā)射到導光板的外側。當導光板100的凹槽130內沒有反射層150時，來自發(fā)光裝置300所在的導光板100的一部分的光的量變得比其他部分的多。然而，被安置在發(fā)光裝置300上方的反射層150阻斷了發(fā)光裝置300向上發(fā)出的光，因此，解決了熱點即眩光的成因。此處，雖然反射層150使導光板100的光均勻性難以按原樣維持，被反射層150阻斷的從與發(fā)光裝置300相鄰的另一個發(fā)光裝置300發(fā)出的光從反射層150的頂面被逆棱鏡圖案110反射，從而光發(fā)射特性可以通過逆棱鏡圖案110獲得。

雖然本發(fā)明實施例已參考附圖被描述，這些僅為示例并不能限制本發(fā)明。進一步地，在不脫離本發(fā)明的本質特征的前提下，本發(fā)明通過多種途徑被本領域技術人員進行改變及修飾。例如，本發(fā)明實施例中詳細描述的組件可以被修飾。此外，由于修飾或應用產(chǎn)生的差異應當被解釋為落入所附權利要求描述的本發(fā)明的精神和范圍內。