包括背光单元的显示设备

文档序号:1183865 发布日期:2020-09-22 浏览:1次 >En<

阅读说明:本技术 包括背光单元的显示设备 (Display device including backlight unit ) 是由 朴镇浩 黄星龙 姜韩率 孙珠渊 安在设 于 2020-03-10 设计创作,主要内容包括:本申请涉及显示设备。该显示设备包括:显示面板;导光板,位于显示面板下面;光源,在第一方向上与导光板间隔开;多个第一光学图案,位于导光板下面,同时在第一方向上延伸且布置在与第一方向相交的第二方向上;以及多个第二光学图案,位于多个第一光学图案下面。当在第一方向上观察时,多个第一光学图案中的每一个具有四边形形状。(The present application relates to a display device. The display device includes: a display panel; a light guide plate positioned under the display panel; a light source spaced apart from the light guide plate in a first direction; a plurality of first optical patterns located under the light guide plate while extending in a first direction and arranged in a second direction crossing the first direction; and a plurality of second optical patterns positioned under the plurality of first optical patterns. Each of the plurality of first optical patterns has a quadrangular shape when viewed in the first direction.)

包括背光单元的显示设备

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年3月14日提交的第10-2019-0029026号韩国专利申请的优先权以及由其产生的所有权益,所述韩国专利申请的内容通过引用以其整体并入本文。

技术领域

本发明的示例性实施方式涉及背光单元、包括该背光单元的显示设备以及制造背光单元的方法。

背景技术

光接收型显示设备包括使用外部光来显示图像的显示面板和向显示面板提供光的背光单元。显示面板包括用于产生图像的多个像素。像素通过调整从背光单元提供的光的透射率来显示图像。

背光单元大致分为边缘型背光单元和直下式背光单元。边缘型背光单元包括导光板和与导光板的一个表面相邻的光源。导光板的一个表面被限定为光入射部,并且从光源产生的光通过光入射部被提供给导光板。

发明内容

当使用边缘型背光单元时,在导光板的光入射部处的光密度最高。在这种情况下,通过导光板的靠近光入射部的特定部分向上释放增加的光量。因此,由于在靠近导光板的光入射部的部分处发生光泄漏,所以可降低亮度效率。

本发明的示例性实施方式提供了一种具有改善的亮度均匀性的背光单元和包括该背光单元的显示设备。

本发明的示例性实施方式提供了一种制造背光单元的简化方法。

本发明的示例性实施方式提供了一种显示设备,包括:显示面板;导光板,位于显示面板下面;光源,在第一方向上与导光板间隔开;多个第一光学图案,位于导光板下面,多个第一光学图案在第一方向上延伸且布置在与第一方向相交的第二方向上;以及多个第二光学图案,位于多个第一光学图案下面。当在第一方向上观察时,多个第一光学图案中的每一个可具有四边形形状。

在示例性实施方式中,多个第二光学图案可以沿着第一方向和第二方向彼此间隔开。

在示例性实施方式中,多个第一光学图案和多个第二光学图案中的每一个的折射率可以等于或大于导光板的折射率。

在示例性实施方式中,多个第二光学图案中的每一个可以包括基础树脂和散射颗粒。

在示例性实施方式中,多个第二光学图案可以包括与多个第一光学图案的材料相同的材料。

在示例性实施方式中,多个第二光学图案中的每一个可以包括具有曲率的最外表面。

在示例性实施方式中,多个第二光学图案中的每一个的宽度可以等于或小于多个第二光学图案中的每一个的高度的20倍。

在示例性实施方式中,显示设备还可以包括位于导光板与多个第一光学图案之间的基础层。基础层可以包括与多个第一光学图案的材料相同的材料。

在示例性实施方式中,显示设备还可以包括:低折射率层,位于导光板上,低折射率层具有比导光板的折射率小的折射率;以及波长转换层,位于低折射率层上。波长转换层可以包括转换从光源提供的光的波长的波长转换颗粒。

在示例性实施方式中,多个第一光学图案中的每一个的侧表面与平行于第一方向和第二方向的平面之间的角度可以在约75度(°)与约90°之间的范围内。

在示例性实施方式中,导光板可以包括面对光源的第一侧表面以及在第一方向上与第一侧表面间隔开的第二侧表面。从光源提供的光的一部分可以通过多个第一光学图案和导光板从第一侧表面朝向第二侧表面行进。从光源提供的光的一部分可以通过多个第二光学图案朝向显示面板行进。

在示例性实施方式中,多个第二光学图案的尺寸可为基本上相同的。在平面上,设置在邻近于第二侧表面的区域中的多个第二光学图案的数量可以大于设置在邻近于第一侧表面的区域中的多个第二光学图案的数量。

在示例性实施方式中,多个第二光学图案中的一些第二光学图案的尺寸可以小于多个第二光学图案中的其他第二光学图案的尺寸。多个第二光学图案中的一些第二光学图案可以设置在邻近于第一侧表面的区域中,并且多个第二光学图案中的其他第二光学图案可以设置在邻近于第二侧表面的区域中。

本发明的示例性实施方式提供了一种制造背光单元的方法,该方法包括:形成导光板;在导光板的一个表面上形成多个第一光学图案;以及在多个第一光学图案上形成多个第二光学图案。多个第一光学图案可以沿着第一方向延伸且沿着与第一方向相交的第二方向布置。当在第一方向上观察时,多个第一光学图案中的每一个可以具有四边形形状。

在示例性实施方式中,形成多个第二光学图案可以包括在多个第一光学图案上印刷油墨。油墨可以包括散射颗粒。

在示例性实施方式中,制造背光单元的方法还可以包括:形成模具,模具具有与多个第一光学图案的形状和多个第二光学图案的形状对应的形状;以及在导光板的一个表面上形成初始层。形成多个第一光学图案和多个第二光学图案可以包括使用模具压印初始层。

在示例性实施方式中,形成模具可以包括:在衬底上形成沿第一方向延伸且沿第二方向布置的多个第一印模图案,当在第一方向上观察时,多个第一印模图案中的每一个具有四边形形状;在多个第一印模图案上印刷油墨以形成多个第二印模图案;以及使用多个第一印模图案和多个第二印模图案来形成具有与多个第一印模图案的形状和多个第二印模图案的形状对应的雕刻形状的模具。

本发明的示例性实施方式提供了一种显示设备,包括:导光板;光源,在第一方向上与导光板间隔开;低折射率层,位于导光板上,低折射率层具有比导光板的折射率小的折射率;波长转换层,位于低折射率层上,波长转换层包括转换从光源提供的光的波长的波长转换颗粒;多个第一光学图案,位于导光板下面,多个第一光学图案在第一方向上延伸且布置在与第一方向相交的第二方向上;以及多个第二光学图案,位于多个第一光学图案下面,多个第二光学图案沿着第一方向和第二方向布置。当在第一方向上观察时,多个第一光学图案中的每一个可以具有四边形形状。

在示例性实施方式中,多个第二光学图案中的每一个可以包括基础树脂和散射颗粒。

在示例性实施方式中,多个第二光学图案可以包括与多个第一光学图案的材料相同的材料。多个第二光学图案中的每一个可以具有拥有曲率的最外表面。

附图说明

通过参考附图更详细地描述本公开的示例性实施方式,本公开的上述和其他示例性实施方式、优点和特征将变得更加明显,在附图中:

图1示出了示出根据本发明的显示设备的示例性实施方式的立体图。

图2示出了示出图1中所描绘的像素的示意图。

图3示出了示出图1中所描绘的波长转换层的剖视图。

图4A示出了部分地示出根据本发明的背光单元的示例性实施方式的平面图。

图4B示出了沿图4A的线I-I'截取的剖视图。

图5示出了沿对应于图4A的线I-I'的部分截取的剖视图。

图6A示出了部分地示出根据本发明的光学层的示例性实施方式的放大剖视图。

图6B示出了部分地示出根据本发明的光学层的示例性实施方式的放大剖视图。

图7示出了部分地示出根据本发明的背光单元的示例性实施方式的平面图。

图8示出了部分地示出根据本发明的背光单元的示例性实施方式的剖视图。

图9示出了部分地示出根据本发明的背光单元的示例性实施方式的平面图。

图10示出了部分地示出根据本发明的背光单元的示例性实施方式的平面图。

图11A至图11C示出了示出根据本发明的制造背光单元的一部分的方法的示例性实施方式的剖视图。

图12A至图12G示出了示出根据本发明的制造背光单元的一部分的方法的示例性实施方式的剖视图。

具体实施方式

在本说明书中,当特定组件(或区域、层、部分等)被称为在另一(些)组件“上”、“连接到”或“联接到”另一(些)组件时,该特定组件可直接设置在另一(些)组件上、直接连接到或直接联接到另一(些)组件,或者其之间可存在至少一个中间组件。

相同的标号表示相同的组件。此外,在附图中,为了有效地解释技术内容,夸大了组件的厚度、比例和尺寸。

术语“和/或”包括由相关组件限定的一个或多个组合。

应当理解,尽管术语第一、第二等可以在本文中用于描述各种组件,但是这些组件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个组件与另一组件区分开。例如,在不脱离本发明的范围的情况下,第一组件可以被称为第二组件,且反之亦然,第二组件可以被称为第一组件。除非上下文另有明确说明,否则单数形式也旨在包括复数形式。

本文中所用的术语仅用于描述特定实施方式的目的,而不是旨在进行限制。如本文中所用,除非上下文另外清楚地指示,否则单数形式“一”、“一个”和“该”旨在包括复数形式,包括“至少一个”。“或”意指“和/或”。如本文中所用,术语“和/或”包括相关所列项目中的一个或多个的任何和所有组合。

此外,术语“下面”、“下部”、“上方”、“上部”等在本文中用于描述附图中所示的一个组件与另一(些)组件的关系。除了附图中所描绘的取向之外,相对术语旨在包括不同的取向。

如本文中所用,“约”或“约”包括所述值和如由本领域普通技术人员在考虑所讨论的测量和与特定量的测量相关的误差(即,测量系统的限制)时所确定的特定值的可接受偏差范围内的平均值。例如,“约”可以意指在一个或多个标准偏差内,或在所述值的±30%、±20%、±10%、±5%内。

除非另有定义,否则本文中所用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有由本领域普通技术人员通常理解的相同的含义。此外,在通用词典中所定义的术语应被理解为具有本领域中上下文所定义的含义或与其相同的含义,并且除非在本文中明确定义,否则不应被理解为理想的或过于正式的含义。

应当理解,术语“包含”、“包括”、“具有”等用于指定所述特征、整体、步骤、操作、组件、元件或其组合的存在,但不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、元件或其组合的存在或添加。

现在,将在下面结合附图描述本发明的示例性实施方式。

图1示出了示出根据本发明的显示设备的示例性实施方式的立体图。

参照图1,显示设备DD可以包括显示面板DP、栅极驱动器GD、数据驱动器SD、印刷电路板PCB和背光单元BLU。

显示面板DP的形状可以类似于具有由第一方向DR1和第二方向DR2限定的平面的板。在图1中,显示设备DD被示出为具有平坦的形状,但是本发明不限于此。在其他示例性实施方式中,显示设备DD可以是弯曲显示设备。在示例性实施方式中,从用户朝向显示设备DD的视角来看,显示设备DD可以是整体上呈凹形弯曲或凸形弯曲的显示设备。在替代的示例性实施方式中,例如,显示设备DD可以是部分弯曲的显示设备。

显示面板DP可以是光接收型显示面板。显示面板DP可以透射或阻挡从显示面板DP接收的光,从而提供图像。在示例性实施方式中,例如,显示面板DP可以是液晶显示面板,但是本发明不限于此。显示面板DP可以产生对应于输入图像数据的图像,并且在其前表面上提供所产生的图像。在示例性实施方式中,例如,显示面板DP可以向第三方向DR3提供所生成的图像。

显示面板DP可以包括第一衬底SUB1、面对第一衬底SUB1的第二衬底SUB2以及位于第一衬底SUB1和第二衬底SUB2之间的液晶层LC。

第一衬底SUB1上可以设置有多个像素PX、多条栅极线GL1至GLm以及多条数据线DL1至DLn。“m”和“n”是自然数。为了便于描述,图1示出了多个像素PX中的一个像素,但是实质上,第一衬底SUB1上可以设置有多个像素PX。

栅极线GL1至GLm可以与数据线DL1至DLn绝缘并且与数据线DL1至DLn相交。栅极线GL1至GLm可以在第二方向DR2上延伸并且与栅极驱动器GD电连接。数据线DL1至DLn可以沿第一方向DR1延伸,并与数据驱动器SD电连接。像素PX中的每一个可电连接到栅极线GL1至GLm中的对应的栅极线且电连接到数据线DL1至DLn中的对应的数据线。

栅极驱动器GD可以设置在第一衬底SUB1的一部分上,该部分与第一衬底SUB1的一侧相邻。第一衬底SUB1上可以设置(例如,安装)有这样的栅极驱动器GD,该栅极驱动器GD呈非晶硅薄膜晶体管(“TFT”)栅极驱动器电路或氧化硅TFT栅极驱动器电路的形状,并且在用于形成像素PX的晶体管的相同的工艺中进行设置。

在其他示例性实施方式中,栅极驱动器GD可以设置成设置(例如,安装)在柔性电路板上的多个驱动器芯片的形状,并且采用载带封装(“TCP”)方案以将栅极驱动器GD连接到第一衬底SUB1。在替代的示例性实施方式中,可以使用玻璃上芯片(“COG”)方案将栅极驱动器GD的驱动器芯片安装在第一衬底SUB1上。

数据驱动器SD可以包括设置(例如,安装)在柔性电路板FPC上的多个源驱动器芯片S-IC。图1示例性地示出了四个源驱动器芯片S-IC和四个柔性电路板FPC,但是源驱动器芯片S-IC和柔性电路板FPC的数量可以根据显示面板DP的尺寸而改变。

柔性电路板FPC的一侧可以连接到第一衬底SUB1的一侧。第一衬底SUB1的一侧可以被限定为指示第一衬底SUB1的长侧中的一个。柔性电路板FPC的另一侧可以连接到印刷电路板PCB,该另一侧与柔性电路板FPC的一侧相对。源驱动器芯片S-IC可以通过柔性电路板FPC连接到第一衬底SUB1和印刷电路板PCB。

时序控制器(未示出)可以设置在印刷电路板PCB上。印刷电路板PCB上可以设置(例如,安装)有呈集成电路芯片的形状的时序控制器。时序控制器可以通过柔性电路板FPC电连接到栅极驱动器GD和数据驱动器SD。时序控制器可以向栅极驱动器GD输出栅极控制信号,并且向数据驱动器SD输出数据控制信号和图像数据。

栅极驱动器GD可从时序控制器接收栅极控制信号,且可响应于栅极控制信号而产生多个栅极信号。栅极驱动器GD可以顺序地输出栅极信号。栅极信号可以通过栅极线GL1至GLm提供给像素PX。

数据驱动器SD可以从时序控制器接收图像数据和数据控制信号。响应于数据控制信号,数据驱动器SD可产生与图像数据对应的模拟数据电压,并将数据电压输出到数据线DL1至DLn。数据电压可以通过数据线DL1至DLn提供给像素PX。

响应于通过栅极线GL1至GLm提供的栅极信号,可以通过数据线DL1至DLn向像素PX提供数据电压。

背光单元BLU可以向显示面板DP提供光。在示例性实施方式中,例如,背光单元BLU可以是边缘型背光单元。

背光单元BLU可以包括光源单元LSU、导光板LGP、低折射率层LRL、波长转换层LCL、光学片OS和光学层OL。

光源单元LSU可以设置成在第一方向DR1上与导光板LGP间隔开。导光板LGP可以包括在第一方向DR1上彼此间隔开的第一侧表面S1和第二侧表面S2,并且光源单元LSU可以设置成面对第一侧表面S1。第一侧表面S1可以被限定为光入射部,并且第二侧表面S2可以被限定为光输出部。

光源单元LSU可以包括沿第二方向DR2延伸的光源衬底LSB和位于光源衬底LSB上的多个光源LS。光源LS可以沿第二方向DR2以规则的间隔设置。光源LS可以设置成面对导光板LGP的第一侧表面S1。光源LS可以各自产生第一光,并且第一光可以被提供给导光板LGP的第一侧表面S1。

导光板LGP可以包括透明塑料或玻璃。导光板LGP可以设置在显示面板DP的下面。导光板LGP可以具有顶表面和底表面,顶表面和底表面中的每个是由第一方向DR1和第二方向DR2限定的平面。因此,第三方向DR3可以是垂直于导光板LGP的顶表面和底表面的方向。

低折射率层LRL可以设置在显示面板DP和导光板LGP之间。低折射率层LRL可以设置在导光板LGP上并且与导光板LGP的顶表面接触。

低折射率层LRL的折射率可以小于导光板LGP的折射率。在示例性实施方式中,例如,导光板LGP的折射率可以在约1.49与约1.5之间的范围内,并且例如,低折射率层LRL的折射率可以是约1.25。低折射率层LRL可以是多孔低折射率层。朝向导光板LGP的顶表面行进的光的一部分可以从导光板LGP和低折射率层LRL之间的界面全反射。在示例性实施方式中,例如,取决于第一光的出射角,第一光可以被提供给低折射率层LRL,或者可以从导光板LGP和低折射率层LRL之间的界面全反射。全反射的光可以朝向导光板LGP的第二侧表面S2传播。

波长转换层LCL可以设置在显示面板DP和低折射率层LRL之间。波长转换层LCL可以放置在低折射率层LRL上并且与低折射率层LRL的顶表面接触。

提供给低折射率层LRL的光可以被引导向波长转换层LCL。波长转换层LCL可以将第一光转换为白光,并向上输出白光。白光可以在波长转换层LCL中漫射并且可以向上出射。在示例性实施方式中,例如,第一光可以是蓝光。

波长转换层LCL可以包括将蓝光转换为白光的多个点。在波长转换层LCL中转换的光可以被提供给光学片OS。

光学片OS可以设置在显示面板DP和波长转换层LCL之间。光学片OS可以包括漫射片和位于漫射片上的棱镜片。漫射片可以用于漫射从波长转换层LCL提供的白光。棱镜片可以在垂直于平面的向上的方向上使从漫射片漫射的白光集中。穿过棱镜片的白光可以在向上的方向上行进,且然后可以为显示面板DP提供具有均匀的亮度分布的白光。在其他示例性实施方式中,可以省略光学片OS。

光学层OL可以设置在导光板LGP下面。光学层OL可以引导第一光朝向第二侧表面S2行进并且朝向显示面板DP行进,该第一光入射在第一侧表面S1上。将进一步详细讨论光学层OL的配置。

图2示出了示出图1中所描绘的像素的示意图。

为了便于描述,图2示出了连接到栅极线GLi和数据线DLj的像素PX,并且显示面板DP的其他像素PX可以配置成与图2中所示的像素PX相同。

参照图2,像素PX可以包括连接到栅极线GLi和数据线DLj的晶体管TR、电连接到晶体管TR的液晶电容器Clc以及并联电连接到液晶电容器Clc的存储电容器Cst。在其他示例性实施方式中,可省略存储电容器Cst。“i”和“j”是自然数。

晶体管TR可以设置在第一衬底SUB1上。晶体管TR可以包括连接到栅极线GLi的控制电极、连接到数据线DLj的输入电极以及连接到液晶电容器Clc和存储电容器Cst的输出电极。

液晶电容器Clc可以包括设置在第一衬底SUB1上的像素电极PE、设置在第二衬底SUB2上的公共电极CE以及设置在像素电极PE和公共电极CE之间的液晶层LC。像素电极PE可以电连接到晶体管TR的输出电极。

在图2中,以非狭缝结构的形状示例性地示出了像素电极PE,但是像素电极PE的形状不限于此。在示例性实施方式中,例如,像素电极PE可以具有狭缝结构,该狭缝结构包括十字形状的杆(stem)和从该杆径向延伸的多个分支。

公共电极CE可以设置在第二衬底SUB2下面。在替代的示例性实施方式中,公共电极CE可以设置在第一衬底SUB1上。在这种情况下,像素电极PE和公共电极CE中的一个或多个可以包括狭缝结构。

存储电容器Cst可以包括像素电极PE、从存储线(未示出)分支的存储电极(未示出)以及设置在像素电极PE和存储电极之间的介电层。存储线可以设置在第一衬底SUB1上,并且存储线和栅极线(参考图1的GL1至GLm)可以在同一层上彼此同时地设置。存储电极可以与像素电极PE部分地重叠。可以向存储线提供具有恒定电压电平的存储电压。在替代的示例性实施方式中,可以向存储线提供公共电压。存储电容器Cst可用于补充液晶电容器Clc的电荷量。

像素PX还可以包括显示红色、绿色和蓝色中的一种颜色的滤色器CF。在示例性实施方式中,如图2中所示,滤色器CF可以设置在第二衬底SUB2上。在其他示例性实施方式中,滤色器CF可以设置在第一衬底SUB1上。

晶体管TR可以响应于通过栅极线GLi提供的栅极信号而导通。通过数据线DLj接收的数据电压可以通过导通的晶体管TR提供给液晶电容器Clc的像素电极PE。可以向公共电极CE提供公共电压。

数据电压和公共电压的电压电平的差可以在像素电极PE和公共电极CE之间产生电场。在像素电极PE和公共电极CE之间产生的电场可以改变液晶层LC的液晶分子的取向。由电场驱动的液晶分子可以调节光学透射率,从而显示图像。

图3示出了示出图1中所描绘的波长转换层的剖视图。

参照图3,波长转换层LCL可以包括第一阻挡层BR1、设置在第一阻挡层BR1上方的第二阻挡层BR2、设置在第一阻挡层BR1和第二阻挡层BR2之间的基础树脂RN、第一发光物质QD1、第二发光物质QD2和散射颗粒SP。

第一阻挡层BR1和第二阻挡层BR2中的每一个可以具有单层结构或多层结构。第一阻挡层BR1和第二阻挡层BR2中的每一个可以包括无机材料。在示例性实施方式中,无机材料可以是例如氮化硅或氧化硅。

基础树脂RN可以是聚合物树脂。在示例性实施方式中,例如,基础树脂RN可以是基于丙烯酰基的树脂、基于氨基甲酸乙酯的树脂、基于硅的树脂或基于环氧的树脂。基础树脂RN可以是透明树脂。第一发光物质QD1、第二发光物质QD2和散射颗粒SP可以分布在基础树脂RN中。

第一发光物质QD1和第二发光物质QD2可以包括吸收光来转换其波长以发射光的材料。在示例性实施方式中,例如,第一发光物质QD1和第二发光物质QD2可以是量子点。

第一发光物质QD1可以吸收第一光L1来发射第二光L2。第二发光物质QD2可以吸收第一光L1来发射第三光L3。第二光L2可以是红光,并且第三光L3可以是绿光。第一光L1、第二光L2和第三光L3可以被混合以产生白光。

散射颗粒SP可以散射光。在示例性实施方式中,散射颗粒SP可以包括SiO2、TiO2、有机珠或其组合。在示例性实施方式中,有机珠可包括例如聚甲基丙烯酸甲酯(“PMMA”)。

图4A示出了部分地示出根据本发明的背光单元的示例性实施方式的平面图。图4B示出了沿图4A的线I-I'截取的剖视图。

参照图4A和图4B,光学层OL可以包括基础层BS、第一光学图案OP1和第二光学图案OP2。

基础层BS可以与导光板LGP的底表面接触。第一光学图案OP1可以从基础层BS向下突出。基础层BS和第一光学图案OP1可以是一体的。基础层BS可以连接到彼此间隔开的所有第一光学图案OP1。因此,可以防止第一光学图案OP1中的一个或多个与导光板LGP分离。

基础层BS和第一光学图案OP1可以包括相同的材料。在示例性实施方式中,例如,基础层BS和第一光学图案OP1可以包括其折射率等于或大于导光板LGP的折射率的材料。

第一光学图案OP1中的每个可以沿着第一方向DR1延伸。第一方向DR1可以与提供光的第一侧表面S1的延伸方向相交。在示例性实施方式中,例如,第一光学图案OP1可以在远离光入射部朝向光输出部的方向上延伸。第一光学图案OP1可以在第二方向DR2上彼此间隔开。

当在第一方向DR1上观察时,第一光学图案OP1可以具有四边形形状。在示例性实施方式中,例如,当在第一方向DR1上观察时,第一光学图案OP1可以具有倒梯形形状。因此,第一光学图案OP1中的每一个可以包括平行的顶侧和底侧以及由倾斜表面限定的相对的倾斜侧。第一光学图案OP1中的每个的平行于第二方向DR2的宽度可以随着向下接近而减小。在替代的示例性实施方式中,只要第一光学图案OP1具有四边形形状,则第一光学图案OP1可以具有各种形状。下面将参照图6A和图6B进一步详细讨论第一光学图案OP1的各种形状。

第一光学图案OP1的数量可以大于光源LS的数量。对应于单个光源LS,可以在导光板LGP下面设置预定数量的第一光学图案OP1。尽管示例性地示出了8个光源LS和24个第一光学图案OP1,但是光源LS和第一光学图案OP1的数量不限于此。此外,尽管示例性地示出了16个第二光学图案OP2,但是第二光学图案OP2的数量也不限于此。

第二光学图案OP2可以设置在第一光学图案OP1下面。第二光学图案OP2可以是光输出图案,光通过该光输出图案朝向显示面板(参考图1的DP)行进。第二光学图案OP2可以包括基础树脂RN-O和散射颗粒SP-O。入射在第二光学图案OP2上的光可以被散射颗粒SP-O散射,且然后被引导向显示面板(参考图1的DP)。

第二光学图案OP2可以沿着第一方向DR1和第二方向DR2彼此间隔开。第二光学图案OP2的尺寸可以根据位置而不同。在示例性实施方式中,例如,第二光学图案OP2的尺寸可以基于距光源LS的距离而改变。距光源LS的距离越长,第二光学图案OP2的尺寸越大。在示例性实施方式中,放置在邻近第一侧表面S1的第一区域AR1中的第二光学图案OP2的尺寸可以小于放置在邻近第二侧表面S2的第二区域AR2中的第二光学图案OP2的尺寸。

图5示出了沿对应于图4A的线I-I'的部分截取的剖视图。

参照图5,光学层OLa可以包括基础层BS、第一光学图案OP1和第二光学图案OP2a。

基础层BS、第一光学图案OP1和第二光学图案OP2a可以是一体的。因此,基础层BS、第一光学图案OP1和第二光学图案OP2a可以包括相同的材料。在示例性实施方式中,例如,基础层BS、第一光学图案OP1和第二光学图案OP2a可以包括其折射率等于或大于导光板LGP的折射率的材料。

入射在第二光学图案OP2a上的光可以从第二光学图案OP2a的最外表面全反射,且然后被引导向显示面板(参考图1的DP)。第二光学图案OP2a中的每个可以包括具有曲率的最外表面。

因为第二光学图案OP2a不包括散射颗粒,所以第二光学图案OP2a可以具有比图4B中所示的第二光学图案OP2的凸形形状更凸的凸形形状。在示例性实施方式中,例如,第二光学图案OP2a中的每个的宽度WT-O可以等于或小于第二光学图案OP2a中的每个的高度HT-O的20倍。宽度WT-O可以是平行于第二方向DR2的最大宽度。高度HT-O可与介于平行于第一光学图案OP1的底表面的平面与第二光学图案OP2a的最外表面之间的、平行于第三方向DR3的最大距离对应。

图6A示出了部分地示出根据本发明的光学层的示例性实施方式的放大剖视图。为了便于描述,图6A夸大地示出了其上设置有两个第一光学图案OP1的光学层OL的一部分。

参照图6A,第一光学图案OP1中的每一个可以具有对称的第一侧表面SL1和第二侧表面SL2,第一侧表面SL1和第二侧表面SL2由倒梯形形状的相对的倾斜侧限定。在示例性实施方式中,例如,第一侧表面SL1和第二侧表面SL2可以具有相对于平行于第一方向DR1和第二方向DR2的平面的倾斜角AG。在示例性实施方式中,例如,倾斜角AG可以在约70°和约90°之间的范围内。

第一光学图案OP1中的每一个的宽度WT可以限定为指示第一侧表面SL1的顶端和第二侧表面SL2的顶端之间的、沿着第二方向DR2的距离。顶端可以是与基础层BS接触的部分。第一光学图案OP1中的每一个的厚度TH可以限定为指示每个第一光学图案OP1的顶表面和底表面之间的、沿着第三方向DR3的距离。

第一光学图案OP1中的每个的宽度WT可以大于第一光学图案OP1中的每个的厚度TH。在替代的示例性实施方式中,第一光学图案OP1中的每个的宽度WT可以小于第一光学图案OP1中的每个的厚度TH。作为一个示例,例如,宽度WT可以在约10微米(μm)和约300μm之间的范围内,并且厚度TH可以在约3μm和约50μm之间的范围内。

例如,第h个第一光学图案的第一侧表面SL1的顶端与第(h+1)个第一光学图案的第一侧表面SL1的顶端之间的、沿着第二方向DR2的距离可以限定为指示第一光学图案OP1的间距PIT,并且间距PIT可以在约20μm和约500μm之间的范围内。在这里,h可以是自然数。在图6A中所示的第一光学图案OP1中,第h个第一光学图案可以是放置于左侧上的第一光学图案,并且第(h+1)个第一光学图案可以是放置于右侧上的第一光学图案。

图6B示出了部分地示出根据本发明的光学层的示例性实施方式的放大剖视图。

为了便于描述,图6B夸大地示出了其上设置有两个第一光学图案OP1-1的光学层OL-1的一部分。

参照图6B,第一光学图案OP1-1中的每一个可以具有非对称的第一侧表面SL1-1和第二侧表面SL2-1,第一侧表面SL1-1和第二侧表面SL2-1由倒梯形形状的相对的倾斜侧限定。在示例性实施方式中,例如,第一侧表面SL1-1和第二侧表面SL2-1可以具有相对于平行于第一方向DR1和第二方向DR2的平面的不同的倾斜角AG-1和AG。在示例性实施方式中,例如,倾斜角AG-1可以是约90°,并且倾斜角AG可以在约75°和小于约90°之间的范围内。

图7示出了部分地示出根据本发明的背光单元的示例性实施方式的平面图。图8示出了部分地示出根据本发明的背光单元的示例性实施方式的剖视图。

图7示出了第一光L1在由第一方向DR1和第二方向DR2限定的二维平面上的行进方向,并且图8示出了第一光L1在由第一方向DR1和第三方向DR3限定的平面图中的行进方向。

参照图7,局部调光可以限定为指这样一种操作,该操作基于将显示在从显示面板DP划分的块中的每个上的图像的亮度来选择性地控制与一些块对应的光源LS。在示例性实施方式中,显示面板DP可以包括与第一光学图案OP1a重叠的第一块、与第一光学图案OP1b重叠的第二块以及与第一光学图案OP1c重叠的第三块。

作为对将显示的图像的分析的结果,可能需要高亮度来在显示面板DP的第一块和第二块上显示图像,并且可能需要低亮度来在显示面板DP的第三块上显示图像。在这种情况下,可以打开第一光源LS1和第二光源LS2,并且可以关闭第三光源LS3。因此,第一块和第二块可以呈现高亮度,并且第三块可以呈现低亮度。

在光源LS1、LS2和LS3中,第一光源LS1和第二光源LS2可以打开,并且第三光源LS3可以关闭。导光板LGP可以被提供从第一光源LS1和第二光源LS2产生的第一光L1。提供给导光板LGP的第一光L1可以被引导向第一光学图案OP1和第二光学图案OP2。

从第一光源LS1产生的第一光L1可以被提供给与第一光源LS1相邻的三个第一光学图案OP1a。提供给第一光学图案OP1a的第一光L1可以由第一光学图案OP1a中的每个的第一侧表面SL1和第二侧表面SL2反射,并且然后在第一方向DR1上由第一光学图案OP1a中的每个引导。因此,从第一光源LS1产生的第一光L1可以被引导向由第一光学图案OP1a限定的特定区域。

从第二光源LS2产生的第一光L1可以被提供给与第二光源LS2相邻的三个第一光学图案OP1b。提供给第一光学图案OP1b的第一光L1可以由第一光学图案OP1b中的每个的第一侧表面SL1和第二侧表面SL2反射,并且然后在第一方向DR1上由第一光学图案OP1b中的每个引导。因此,从第二光源LS2产生的第一光L1可以被引导向由第一光学图案OP1b限定的特定区域。

因为第三光源LS3处于关闭状态中,所以可以不从第三光源LS3向与第三光源LS3相邻的三个第一光学图案OP1c提供第一光L1。然而,从第二光源LS2产生的第一光L1的一部分可以被提供给第一光学图案OP1c。然而,因为第三光源LS3处于关闭状态中,所以其上设置有第一光学图案OP1c的区域的亮度可以比其上设置有第一光学图案OP1a和OP1b的区域的亮度相对低得多。

当未设置第一光学图案OP1时,第一光L1可以不被单独地引导向每个特定区域,而是可以漫射到导光板LGP的所有区域中。因此,可能难以执行局部调光。相反,当设置第一光学图案OP1时,第一光L1可以被单独地引导向每个特定区域(例如,显示面板DP的每个块),并且因此可以能够彼此独立地控制特定区域的亮度。

尽管为了示例性说明而示出了第一光源LS1、第二光源LS2和第三光源LS3,但是其他光源LS可以基于相应块的亮度来选择性地操作以执行局部调光。

与本发明的一些示例性实施方式不同的是,当第一光学图案(下文中,被称为第一比较光学图案)在其外表面上具有曲率时,可以在导光板LGP的外表面的法线和光输出表面之间形成各种角度。在这种情况下,入射在第一比较光学图案上的光的一部分可以不被引导向光输出部,而是被引导向显示面板(参考图1的DP)。这种情况可能导致光泄漏和亮度不均匀性。光输出表面可以平行于由第一方向DR1和第二方向DR2限定的平面。相反,根据本发明的示例性实施方式,第一光学图案OP1中的每一个的第一侧表面SL1和第二侧表面SL2可以具有平坦的形状。此外,第一侧表面SL1和第二侧表面SL2中的每一个可具有相对于光输出表面的等于约75°或更大的角度。因此,入射到第一侧表面SL1和第二侧表面SL2上的光可以具有降低的被引导向显示面板DP的概率。总之,第一光学图案OP1的形状可以增加在第一方向DR1上引导的光的量。

参照图8,光学层OL以及导光板LGP和低折射率层LRL之间的边界可以允许第一光L1沿第一方向DR1行进。在示例性实施方式中,例如,第一光L1a可以从第一光学图案OP1的外表面全反射,且然后在第一方向DR1上被引导。第一光L1b可以入射在设置在第一光学图案OP1下面的第二光学图案OP2上。第一光L1b可以被散射颗粒SP-O散射,且然后被引导向显示面板(参考图1的DP)。

图9示出了部分地示出根据本发明的背光单元的示例性实施方式的平面图。在图9的描述中,与以上参考图4A讨论的那些部件相同的那些部件被分配相同的附图标记,并且将省略对其的解释。

参照图9,第二光学图案OP2-1可以具有基本上相同的尺寸。第二光学图案OP2-1可以沿着第一方向DR1和第二方向DR2彼此间隔开。第二光学图案OP2-1之间的间隔可以根据位置而不同。在示例性实施方式中,例如,第二光学图案OP2-1之间的第二方向DR2上的距离可以彼此相同。不同地是,第二光学图案OP2-1之间的第一方向DR1上的距离可以彼此不同。

设置在第一区域AR1中的第二光学图案OP2-1之间的第一方向DR1上的距离可以限定为指第一距离PT-1,并且设置在第二区域AR2中的第二光学图案OP2-1之间的第一方向DR1上的距离可以限定为指第二距离PT-2。第一距离PT-1可以大于第二距离PT-2。因此,设置在第一区域AR1中的第二光学图案OP2-1的数量可以小于设置在第二区域AR2中的第二光学图案OP2-1的数量。

图10示出了部分地示出根据本发明的背光单元的示例性实施方式的平面图。在图10的描述中,与以上参考图4A讨论的那些部件相同的那些部件被分配相同的附图标记,并且将省略对其的解释。

参照图10,第二光学图案OP2-2可以具有基本上相同的尺寸。第二光学图案OP2-2可以不规则地布置,但是设置在第一区域AR1中的第二光学图案OP2-2的数量可以小于设置在第二区域AR2中的第二光学图案OP2-2的数量。

图11A至图11C示出了示出根据本发明的制造背光单元的一部分的方法的示例性实施方式的剖视图。

参考图11A,提供导光板LGP。在导光板LGP的一个表面上设置低折射率层LRL。低折射率层LRL可以通过涂布工艺设置。在示例性实施方式中,例如,用于低折射率层LRL的组合物可以被狭缝涂布在导光板LGP的一个表面上,并且然后干燥和固化以形成低折射率层LRL。然而,低折射率层LRL的形成不限于此。

在低折射率层LRL的一个表面上设置波长转换层LCL。波长转换层LCL可以通过涂布工艺设置,但是本发明不限于此。

参照图11B,在导光板LGP的另一表面上设置基础层BS和第一光学图案OP1。基础层BS和第一光学图案OP1可以以附接到导光板LGP的另一表面的片的形状设置。然而,基础层BS和第一光学图案OP1的形成不限于上面讨论的示例。在示例性实施方式中,可在导光板LGP的一个表面上设置初始层,并且然后可对初始层压印以形成基础层BS和第一光学图案OP1。在其他示例性实施方式中,可以通过图案化导光板LGP的另一表面来设置第一光学图案OP1。在这种情况下,可以省略基础层BS。

参照图11C,在第一光学图案OP1和基础层BS上设置第二光学图案OP2。可以使用印刷工艺设置第二光学图案OP2。在示例性实施方式中,例如,可使用喷墨机器IM在第一光学图案OP1上形成第二光学图案OP2。印刷在第一光学图案OP1上的第二光学图案OP2可以通过热固化或UV固化而固化。可以调节从喷墨机器IM排出的油墨量以控制第二光学图案OP2的尺寸。油墨可以包括基础树脂RN-O和散射颗粒SP-O。

在示例性实施方式中,在形成第二光学图案OP2时可以不使用图案化工艺。图案化工艺可以包括例如使用掩模的曝光工艺以及显影工艺。印刷工艺可以比图案化工艺简单。因此,在本发明的示例性实施方式中,可以简化第二光学图案OP2的制造。

图12A至图12G示出了示出根据本发明的制造背光单元的一部分的方法的示例性实施方式的剖视图。

参照图12A,在第一模具衬底MBS1上设置第一印模(stamp)图案STP1。第一印模图案STP1中的每个可以沿着第一方向DR1延伸并且沿着第二方向DR2布置。当在第一方向DR1上观察时,第一印模图案STP1可以具有四边形形状。第一印模图案STP1的形状可以对应于上面参考图4A讨论的第一光学图案OP1的形状。

可以使用图案化工艺来设置第一印模图案STP1。在示例性实施方式中,图案化工艺可以包括例如涂布工艺、使用掩模的曝光工艺以及显影工艺。

参照图12B,可以在第一印模图案STP1上印刷油墨,从而形成第二印模图案STP2。第二印模图案STP2中的每个可以具有拥有曲率的外表面。第一模具衬底MBS1、第一印模图案STP1和第二印模图案STP2可被统称为模具衬底。

参照图12C,在第二模具衬底MBS2上设置初始层BFM。在初始层BFM上放置模具衬底。然后,固化初始层BFM。

参照图12D,当第一模具衬底MBS1、第一印模图案STP1和第二印模图案STP2与第二模具衬底MBS2分离时,可以图案化初始层BFM以形成模具SM。

参照图12E,在导光板LGP的一个表面上设置初始层PML。可以通过涂布工艺设置初始层PML。

参照图12F,在初始层PML上放置模具SM,且然后首先固化初始层PML。

参照图12G,将模具SM与初始层PML分离,且然后进行第二次固化以形成第一光学图案OP1和第二光学图案OP2a。

根据上面的讨论,第一光学图案可以具有四边形形状,并且第二光学图案可以设置在第一光学图案下面。入射在第一光学图案上的光可以从光入射部引导向光输出部,并且入射在第二光学图案上的光可以引导向显示面板。因此,可以能够减小光在与光入射部相邻的部分上的会聚,从而改善亮度均匀性。

第二光学图案可以通过在第一光学图案上执行的喷墨工艺来设置,或者可以使用通过采用由喷墨工艺提供的印模图案而获得的模具来设置。代替光刻工艺,使用喷墨工艺形成第二光学图案,使得可以简化第二光学图案的制造。

尽管已经参考多个说明性示例描述了示例性实施方式,但是本领域的普通技术人员将理解,在不脱离如所附权利要求中阐述的本发明的精神和范围的情况下,可以在形式和细节上进行各种改变。因此,本发明的技术范围不受上述示例性实施方式和示例的限制,而是受所附权利要求的限制。

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