專利名稱：線性側(cè)向發(fā)射器、背光系統(tǒng)和使用它們的液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種線性側(cè)向發(fā)射器、背光系統(tǒng)以及使用它們的液晶顯示器。
背景技術(shù)：
液晶顯示器(LCD)是一種類型的平板顯示器。LCD不是自發(fā)光顯示器，而是利用來自外部的入射光。背光系統(tǒng)可以安裝在LCD的后面，用來發(fā)光。
背光系統(tǒng)分為直光型系統(tǒng)或側(cè)光型系統(tǒng)。直光型背光系統(tǒng)使光徑直地照射在液晶面板上，其中，所述的光從位于LCD正下方的光源發(fā)射。側(cè)光型背光系統(tǒng)對液晶面板發(fā)送從安裝在導(dǎo)光板(LGP)側(cè)面的光源發(fā)射的光。
直光型背光系統(tǒng)可使用發(fā)射朗伯光(Lambertian light)的發(fā)光二極管(LED)作為點(diǎn)光源。
在使用LED作為點(diǎn)光源的直光型背光系統(tǒng)中，多個LED以2維陣列排列。具體地說，LED以多個行和列排列。
LED發(fā)射的光被擴(kuò)散板漫射，漫射的光照射在液晶面板上。為了防止來自LED陣列的彩色光在擴(kuò)散板的頂部出現(xiàn)，必需橫向傳播從LED陣列發(fā)射的光，從而所述的光入射到擴(kuò)散板上。
圖1示出了在第6,679,621號美國專利中公開的傳統(tǒng)的側(cè)向發(fā)光LED。
參照圖1，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的側(cè)向發(fā)光LED使用了側(cè)向發(fā)射器1，所以從具有給定面積的LED芯片(未顯示)發(fā)射的朗伯光可以通過側(cè)向發(fā)射器1橫向傳播。側(cè)向發(fā)射器1包括漏斗形的反射表面3，關(guān)于中心軸C′傾斜；第一折射表面5，關(guān)于中心軸C′傾斜以折射反射表面3反射的光；第二凸折射表面7，形成在底表面9和第一折射表面5之間。
LED陣列發(fā)射的光進(jìn)入側(cè)向發(fā)射器1。在側(cè)向發(fā)射器1內(nèi)照射在反射表面3上的光被反射表面3反射。接著反射的光由第一折射表面5橫向傳送。另外，在側(cè)向發(fā)射器1內(nèi)向第二凸折射表面7傳送的光由第二折射表面7橫向傳送。
由于傳統(tǒng)的側(cè)向發(fā)光LED橫向傳送由LED芯片發(fā)射的光，所以側(cè)向發(fā)光LED陣列也可以被用在直光型背光系統(tǒng)中。
然而，當(dāng)傳統(tǒng)的側(cè)向發(fā)光LED被用作點(diǎn)光源時，由于側(cè)向發(fā)射器1的尺寸大，必須增大相鄰的側(cè)向發(fā)光LED之間的距離，從而充分地漫射由側(cè)向發(fā)光LED發(fā)射的光。例如，當(dāng)LED芯片在1mm×1mm的面積中發(fā)射朗伯光時，兩個相鄰的側(cè)向發(fā)光LED之間的間隙應(yīng)該大于10mm。
這種擴(kuò)大的間隙使得背光系統(tǒng)的厚度增大。這是因?yàn)殡S著間隙的增大，用于產(chǎn)生均勻的白光的混合距離也必定增大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種線性側(cè)向發(fā)射器、足夠薄的背光系統(tǒng)和使用它們的液晶顯示器，在該線性側(cè)向發(fā)射器中，形成行的多個LED以足夠的密度排列，并且橫向發(fā)射LED中產(chǎn)生的光。
根據(jù)本發(fā)明的一個示例性方面，提供了一種線性側(cè)向發(fā)射器，包括多個LED芯片；底部，在底部上LED芯片按行排列；反射表面，位于底部的上方，并反射射出LED芯片的光；側(cè)面，形成在LED芯片陣列行的兩側(cè)，所述側(cè)面透射反射表面反射的光和首先由反射表面反射然后由所述底部反射的光，所述側(cè)面具有形成在其中的至少一個彎曲。
底部可為基本平的或者可包括座區(qū)域，具有在其上排列的LED芯片；傾斜的反射區(qū)域，其關(guān)于座區(qū)域成階狀，并且反射首先被反射表面反射然后被底部反射的光。
反射表面可從LED芯片陣列行向側(cè)面向上傾斜。
反射表面可為在LED芯片陣列行的兩側(cè)對稱的曲面。
反射表面可具有滿足從LED芯片陣列行入射到其上的光的內(nèi)部全反射條件的曲率。
反射表面可涂覆有反射涂層。
側(cè)面中的至少一個彎曲可形成鋸齒圖案。
LED芯片陣列行包括多個LED芯片，所述多個LED芯片發(fā)射不同顏色的光并交替地排列成LED芯片陣列行，并且所述光被側(cè)面中的至少一個彎曲混合。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種背光系統(tǒng)，該背光系統(tǒng)包括在底板上以多行排列的多個線性側(cè)向發(fā)射器。每個線性側(cè)向發(fā)射器具有上述的線性側(cè)向發(fā)射器的特征中的至少一個。該背光系統(tǒng)還包括反射擴(kuò)散板，其反射地漫射從線性側(cè)向發(fā)射器接收的光；第一透射擴(kuò)散板，位于線性側(cè)向發(fā)射器的上方，并且其透射地漫射從線性側(cè)向發(fā)射器和從反射擴(kuò)散板接收的光。
該背光系統(tǒng)還可以包括至少一個增亮膜，其提高射出第一透射擴(kuò)散板的光的方向性；和偏振增強(qiáng)膜，其提高偏振效率。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種液晶顯示器，該液晶顯示器包括液晶面板；背光系統(tǒng)，其使光照射在液晶面板上。背光系統(tǒng)具有上述的背光系統(tǒng)的特征中的至少一個。


下面通過參照附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例，本發(fā)明的以上和其他特征及方面將會變得更加清楚，其中圖1是第6,679,621號美國專利中公開的傳統(tǒng)側(cè)向發(fā)光LED的視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的線性側(cè)向發(fā)射器的透射圖；圖3是圖2中示出的線性側(cè)向發(fā)射器的后視透視圖；圖4是圖2中示出的線性側(cè)向發(fā)射器的剖視圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明另一示例性實(shí)施例的線性側(cè)向發(fā)射器的剖視圖；圖6示出了由于形成在圖2中示出的示例性線性側(cè)向發(fā)射器的兩側(cè)的彎曲而引起的示例性光反射通路和示例性光折射通路；圖7示出了在板上排列成7行的傳統(tǒng)的側(cè)向發(fā)光LED的陣列；圖8示出了表示從圖7中示出的示例性排列中獲得的光強(qiáng)度分布的最佳模擬結(jié)果；圖9示出了在板上排列成7行的根據(jù)本發(fā)明的線性側(cè)向發(fā)射器的示例性陣列；圖10示出了表示從圖9中示出的示例性排列中獲得的光強(qiáng)度分布的最佳模擬結(jié)果；圖11是使用根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的線性側(cè)向發(fā)射器的背光系統(tǒng)的剖視圖；圖12是使用在圖11中示出的背光系統(tǒng)的示例性液晶顯示器的示意圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在，將參照附圖來更充分地描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以以很多不同的形式實(shí)施，并不應(yīng)該被理解為限于在此提出的示例性實(shí)施例；當(dāng)然，提供這些實(shí)施例將使本公開徹底并完全，并且將本發(fā)明的概念充分地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。
圖2是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的線性側(cè)向發(fā)射器的透射圖，圖3是圖2中示出的線性側(cè)向發(fā)射器的后視透射圖，圖4是在圖2中示出的線性側(cè)向發(fā)射器的剖視圖。
參照圖2至圖4，示例性的線性側(cè)向發(fā)射器10包括底部15；多個LED芯片11，按線1排列在底部15上；反射表面17，形成在位于底部15上方的頂部以反射從LED芯片11發(fā)射的光；側(cè)面19，形成在線1的兩側(cè)。
為了實(shí)現(xiàn)白光源，LED芯片11的陣列包括交替排列地發(fā)射不同顏色例如紅色(R)、綠色(G)、藍(lán)色(B)的光的LED芯片。
底部15可包括座區(qū)域15a和反射區(qū)域15b，LED芯片11連續(xù)安置在座區(qū)域15a上，反射區(qū)域15b成階狀并關(guān)于座區(qū)域15a傾斜。傾斜的反射區(qū)域15b向側(cè)面19反射來自反射表面17的入射光。
圖5是根據(jù)本發(fā)明另一示例性實(shí)施例的線性側(cè)向發(fā)射器的剖視圖。
如圖5所示，根據(jù)本發(fā)明的線性側(cè)向發(fā)射器10包括底部15′，底部15′包括座區(qū)域15a′和平的反射區(qū)域15b′。圖5示出了底部15′是平的?？蛇x擇地，線性側(cè)向發(fā)射器10可包括具有關(guān)于座區(qū)域15a′成階狀的平的反射區(qū)域15b′的階狀的底部。
這里，底部15或15′的反射區(qū)域15b或15b′可為沒有反射涂層的表面。這是因?yàn)橛煞瓷浔砻?7反射然后入射到反射區(qū)域15b或15b′上的入射光具有的入射角足夠大，使得能夠在反射區(qū)域15b或15b′幾乎全部內(nèi)反射。另外，反射區(qū)域15b或15b′可為具有反射涂層的表面，用于增大其的反射系數(shù)。
反射表面17可朝側(cè)面19向上傾斜，以向側(cè)面19反射入射光。
例如，反射表面17可為關(guān)于如圖2至圖5所示的LED芯片11的排列行的軸“c”對稱的曲面。彎曲的反射表面17可具有滿足從軸“c”向表面17發(fā)射的入射光的內(nèi)部全反射條件的曲率。
事實(shí)上，LED芯片11的發(fā)光區(qū)域具有給定的面積。因此，即使當(dāng)反射表面17具有滿足內(nèi)部全反射條件的曲率時，在偏離軸“c”的區(qū)域中產(chǎn)生的光的至少一部分也可能不滿足內(nèi)部全反射條件。因此，存在不滿足內(nèi)部全反射條件從而透過反射表面17的光。
因此，反射表面17可涂覆有反射涂層，從而更多的光可橫向傳播穿過側(cè)面19。
另外，反射表面17可為沒有反射涂層同時允許其的反射系數(shù)相對低的表面。此外，反射表面17可為關(guān)于軸“c”對稱的平的表面。
側(cè)面19橫向透射一次反射的入射光和二次反射的入射光，所述的一次反射的入射光是已經(jīng)被反射表面17反射然后入射到側(cè)面19上的光，所述的二次反射的入射光是已經(jīng)被反射表面17反射接著被底部15反射然后入射到側(cè)面19上的光。
側(cè)面19可彎曲，從而混合的光可出現(xiàn)更完全徹底的光反射。例如，側(cè)面19可以以鋸齒圖案彎曲，如圖2和圖3所示。
圖6示出了由于在圖2中示出的線性側(cè)向發(fā)射器的兩側(cè)形成的彎曲而引起的示例性光反射和光折射通路。
參照圖6，當(dāng)側(cè)面19具有彎曲表面時，向每個彎曲表面入射的光根據(jù)其相對于該彎曲表面的入射角穿過該入射表面，被內(nèi)反射，或者被該彎曲表面部分反射部分折射。入射在側(cè)面19之一上的一部分光被彎曲表面反射以向相對的側(cè)面19傳播。這種反射的光折射地穿過一個相對的側(cè)面19以橫向傳播。這里，一部分反射的光可被相對的側(cè)面再次反射以向第一側(cè)面?zhèn)鞑ァ?br> 具有彎曲側(cè)面19的線性側(cè)向發(fā)射器10與具有圓形橫截面的傳統(tǒng)側(cè)向發(fā)光LED1(見圖1)相比提供了更復(fù)雜的光路。因此，由于側(cè)面19的彎曲表面，線性側(cè)向發(fā)射器10可以更有效地混合通過反射過程的發(fā)射光。另外，當(dāng)R/G/B LED芯片按線1交替地排列時，由于彎曲的表面，線性側(cè)向發(fā)射器10可以有效地混合通過反射過程的發(fā)射的彩色光。
線性側(cè)向發(fā)射器10包括具有底部15、反射表面17和側(cè)面19的透明體。透明體通過利用透明材料的模塑或注射成型形成以緊密地粘附于LED芯片11。在圖2至圖5中，LED芯片11被緊密地粘附到座區(qū)域15a和15a′而在其間沒有空氣層。透明材料可具有與LED芯片11的折射率匹配的折射率。這樣使得LED芯片11的光發(fā)射率最大，因?yàn)楫?dāng)LED芯片11沒有被折射率匹配的介質(zhì)包圍時，LED芯片11的光發(fā)射率低?？蛇x擇地，也可以在透明體和LED芯片11之間插入折射率匹配的材料，而不是將LED芯片11緊密地粘附于發(fā)射器10的透明體上。
線性側(cè)向發(fā)射器10橫向傳播從LED芯片11發(fā)射的穿過側(cè)面19的大部分光。線性側(cè)向發(fā)射器10的長度和LED芯片11的數(shù)目可以根據(jù)系統(tǒng)需求來確定。
由于LED芯片11按行排列，所以它們可放置成具有足夠的密度。例如，當(dāng)每個LED芯片11在1mm×1mm的面積內(nèi)發(fā)射朗伯光時，兩個相鄰的LED芯片11之間的間隔可窄于1mm，或可為任意的期望值。
在這種方式下，由于可將LED芯片放置成具有足夠的密度，如所期望的，所以線性側(cè)向發(fā)射器10可以減小用于獲得均勻的光分布的混合距離。從而，當(dāng)在背光系統(tǒng)中采用線性側(cè)向發(fā)射器10時，可充分減小該背光系統(tǒng)的厚度。
以下，將比較將線性側(cè)向發(fā)射器10排列以形成多行時光分布的均勻性與將傳統(tǒng)的側(cè)向發(fā)光LED排列以形成多行時的光分布的均勻性。
圖7示出了在板20上排列成7行的傳統(tǒng)側(cè)向發(fā)光LED 1的陣列，圖8示出了從圖7中示出的LED陣列獲得光分布的最佳模擬結(jié)果。同樣，圖9示出了在板25上排列成7行的線性側(cè)向發(fā)射器10的陣列，圖10示出了從圖9中示出的發(fā)射器陣列獲得的光分布的最佳模擬結(jié)果。
為了公平比較，在除了線性側(cè)向發(fā)射器10和傳統(tǒng)的側(cè)向發(fā)光LED 1之間的不同之外的相同條件下執(zhí)行模擬。即，圖7和圖9中每行排列的LED的數(shù)目彼此相同并且公平地設(shè)置其他光強(qiáng)度測量條件(例如，離檢測器的距離)。
從圖8和圖10中可以看出，當(dāng)在背光系統(tǒng)中使用線性側(cè)向發(fā)射器10時，由于通過側(cè)面19的彎曲表面使光混合而可以產(chǎn)生均勻的光，從而在背光系統(tǒng)的角落出現(xiàn)的暗的部分較少。因此，可以實(shí)現(xiàn)能夠提供均勻的光分布的面光源。相反，當(dāng)在背光系統(tǒng)中使用傳統(tǒng)的側(cè)向發(fā)光LED 1時，在角落出現(xiàn)了非常暗的部分。即，與從使用線性側(cè)向發(fā)射器10中獲得的光分布的均勻性相比，當(dāng)使用傳統(tǒng)的側(cè)向發(fā)光LED時，光分布的均勻性差。
另外，與傳統(tǒng)的側(cè)向發(fā)光LED相比，線性側(cè)向發(fā)射器10可以更密集地排列，從而可以減小光混合的距離。
此外，線性側(cè)向發(fā)射器10可以利用側(cè)面19的彎曲表面混合發(fā)射的光，從而可以進(jìn)一步減小光混合的距離。
圖11是使用根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的線性側(cè)向發(fā)射器的背光系統(tǒng)100的剖視圖。
參照圖11，背光系統(tǒng)100包括底板101；多個線性側(cè)向發(fā)射器10，在底板101上以多行排列；反射擴(kuò)散板110，位于線性側(cè)向發(fā)射器10的下方以反射地漫射入射光；透射擴(kuò)散板140，位于線性側(cè)向發(fā)射器10的上方以透射地漫射入射光。
底板101用作基底，在該基底上線性側(cè)向發(fā)射器10以多行排列。底板101可以是以這樣的方式布置的印刷電路板(PCB)，即，包含在線性側(cè)向發(fā)射器10中的多個LED芯片11與PCB電連接。用于驅(qū)動線性側(cè)向發(fā)射器10的PCB可以與底板101分開提供。
線性側(cè)向發(fā)射器10在底板101上以多行排列，如圖9所示。
如上所述，在背光系統(tǒng)100中使用線性側(cè)向發(fā)射器10可以提高背光系統(tǒng)100的整體亮度的均勻性并防止在背光系統(tǒng)100的角落出現(xiàn)暗的部分。
在評價面光源的質(zhì)量時，背光系統(tǒng)100的亮度的均勻性是重要的因素。通常，角落處的亮度最低，從而降低了背光系統(tǒng)100的亮度的均勻性。然而，線性側(cè)向發(fā)射器10的使用可以防止在角落處出現(xiàn)暗的部分，從而提高亮度的均勻性。
發(fā)光的LED芯片11可位于基底105上，從而LED芯片11與線性側(cè)向發(fā)射器10結(jié)合，如圖11所示。
這里，LED芯片11可直接粘附于線性側(cè)向發(fā)射器10的底部15的座區(qū)域15a上，從而LED芯片11按行排列。可選擇地，LED芯片11可在底板101上按多行排列，并且線性側(cè)向發(fā)射器10的主體可同時結(jié)合到底板101，從而LED芯片11緊密地粘附于座區(qū)域15a。在這種情況下，基底105可省略。
為了實(shí)現(xiàn)白光源，可以在組成每行的線性側(cè)向發(fā)射器10中交替地排列發(fā)射不同顏色的光(例如，R、G和B色)的LED芯片11，或者可以在線性側(cè)向發(fā)射器10中排列白色LED芯片。
在這種情況下，使用背光系統(tǒng)100的LCD可以再現(xiàn)彩色圖像。
反射擴(kuò)散板110反射地向上漫射入射光。反射擴(kuò)散板110以這樣的方式位于底板101上，即，反射擴(kuò)散板110位于線性側(cè)向發(fā)射器10的行之間。反射擴(kuò)散板110可為單個的板，其被構(gòu)造為具有多個延長的通孔，用于容納線性側(cè)向發(fā)射器10?？蛇x擇地，反射擴(kuò)散板110可為多個單獨(dú)的板，每個板位于相鄰的兩個線性側(cè)向發(fā)射器10之間。
透射擴(kuò)散板140以這樣的方式位于線性側(cè)向發(fā)射器10的上方，即透射擴(kuò)散板140與下部100a分隔預(yù)定的距離“d”。透射擴(kuò)散板140透射地漫射入射光。
當(dāng)透射擴(kuò)散板140太接近于線性側(cè)向發(fā)射器10時，線性側(cè)向發(fā)射器10所位于的區(qū)域與任何其他區(qū)域相比變亮，從而降低了背光系統(tǒng)100的亮度的均勻性。相反，當(dāng)透射擴(kuò)散板140離線性側(cè)向發(fā)射器10太遠(yuǎn)時，背光系統(tǒng)100變得較厚。優(yōu)選地，確定距離“d”，使得距離“d”在可以混合漫射的光的范圍內(nèi)被最小化以及該距離“d”是所期望的。當(dāng)然，由于線性側(cè)向發(fā)射器10可提供良好的光混合效果，所以可以大大地減小距離“d”。
從LED芯片11發(fā)射的大部分的光通過側(cè)面19橫向傳播。然而，該發(fā)射的光的部分可通過線性側(cè)向發(fā)射器10向上傳播。這種向上的光可為從LED芯片11發(fā)射的所有光的大約20％。
LED芯片11并不是點(diǎn)光源，而是具有給定發(fā)射面積的光源。因此，即使當(dāng)形成的線性側(cè)向發(fā)射器10的反射表面17滿足內(nèi)部全反射條件時，對于所有發(fā)射的光也不能全部滿足內(nèi)部全反射。因此，發(fā)射的光的部分可通過線性側(cè)向發(fā)射器10向上傳播。同時，難于對反射表面17涂覆反射涂層使該表面17變成全反射表面。因此，反射表面實(shí)際上被涂覆以具有適合的反射率。因此，部分發(fā)射的光可以通過線性側(cè)向發(fā)射器10向上傳播。
向上的光的存在可導(dǎo)致在LED芯片11的位置上出現(xiàn)光點(diǎn)或亮線。而且，當(dāng)R/G/B LED芯片在線性側(cè)向發(fā)射器10中交替地排列時，在LED芯片11的位置可出現(xiàn)彩色的光。
因此，背光系統(tǒng)100還可以包括用于反射至少部分向上的光的多個反射鏡120。在這種情況下，反射鏡120可以以這樣方式布置在各個線性側(cè)向發(fā)射器10的上方，即，反射鏡120以與線性側(cè)向發(fā)射器10的行對應(yīng)的多行排列在光學(xué)板130上。
光學(xué)板130可由透明的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制成，用于透射入射光。可選擇地，光學(xué)板130可為透射的擴(kuò)散板。
反射鏡120可與線性側(cè)向發(fā)射器10分隔預(yù)定的距離。為了保持預(yù)定的距離，光學(xué)板130可由支撐構(gòu)件135支撐。支撐構(gòu)件135靠著反射擴(kuò)散板110或底板101支撐光學(xué)板130。
當(dāng)除了反射擴(kuò)散板110和透射擴(kuò)散板140之外，透射擴(kuò)散板用作光學(xué)板130時，發(fā)射的光可被更充分地漫射。在這種情況下，可以減小透射擴(kuò)散板140和線性側(cè)向發(fā)射器10之間的距離“d”，即透射擴(kuò)散板140和下部100a之間的距離，從而減小背光系統(tǒng)100的厚度。
當(dāng)透射擴(kuò)散板被用于光學(xué)板130，而不是透明的PMMA材料被用作光學(xué)板130時，可相對地降低光的透射率。因此，可以根據(jù)重點(diǎn)是提高LED芯片11的光發(fā)射率還是減小背光系統(tǒng)的厚度來確定是使用透射擴(kuò)散板作為光學(xué)板130還是使用透明的PMMA材料作為光學(xué)板130。即，當(dāng)提高光發(fā)射率比減小厚度重要時，可使用透射擴(kuò)散板作為光學(xué)板130，反之亦然。
同時，背光系統(tǒng)100還可以包括用于提高射出透射擴(kuò)散板140的光的方向性的增亮膜(BEF)150。另外，背光系統(tǒng)100還可以包括用于提高偏振效率的偏振增強(qiáng)膜(PEF)170。
BEF 150折射并聚集射出透射擴(kuò)散板140的光，從而提高該光的方向性，因此提高了亮度。
例如，PEF 170透射p偏振的光，反射s偏振的光，從而進(jìn)入PEF 170的入射光大部分被改變?yōu)閜偏振的光然后射出PEF 170。
當(dāng)在LCD中使用背光系統(tǒng)100時，LCD包括在背光系統(tǒng)100上方的液晶面板。正如在本領(lǐng)域所公知的，線性偏振的光入射在液晶面板的液晶層上，驅(qū)動電壓改變液晶指向矢的方向。因此，改變了穿過液晶層的光的偏振，從而顯示圖像。
當(dāng)單一偏振的光入射到液晶面板上時，可提高光效率。因此，當(dāng)背光系統(tǒng)100還包括PEF 170時，可提高光效率。
當(dāng)在LCD中使用背光系統(tǒng)100時，可產(chǎn)生亮度均勻的圖像，同時在減小背光系統(tǒng)100的厚度的基礎(chǔ)上可減小LCD的厚度。
圖12是使用在圖11中示出的背光系統(tǒng)100的LCD的示意圖。
參照圖12，LCD包括背光系統(tǒng)100和位于背光系統(tǒng)100上方的液晶面板。背光系統(tǒng)100連接到驅(qū)動電路。液晶面板的結(jié)構(gòu)和操作在本領(lǐng)域是公知的，因此為了簡潔，將省略對它們的詳細(xì)描述。
如上所述，形成行的LED芯片以足夠的密度在根據(jù)本發(fā)明的線性側(cè)向發(fā)射器中排列，從LED芯片產(chǎn)生的光被充分混合，充分混合的光橫向傳播。因此，線性側(cè)向發(fā)射器的使用可減小背光系統(tǒng)和LCD的厚度。
盡管已經(jīng)參照本發(fā)明的示例性實(shí)施例具體地示出和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對形式和細(xì)節(jié)做出各種改變。
權(quán)利要求
1.一種線性側(cè)向發(fā)射器，包括多個LED芯片；底部，在所述底部上LED芯片按行排列；反射表面，位于所述底部的上方，并反射射出所述LED芯片的光；側(cè)面，形成在所述LED芯片陣列行的兩側(cè)，每個側(cè)面具有形成在其中的至少一個彎曲，其中，所述側(cè)面透射所述反射表面反射的光和首先由所述反射表面反射然后被所述底部反射的光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性側(cè)向發(fā)射器，其中，所述底部是基本平的或者包括座區(qū)域，具有在其上排列的LED芯片；傾斜的反射區(qū)域，其關(guān)于所述座區(qū)域成階狀，并且其向所述側(cè)面之一反射首先被所述反射表面反射然后被所述底部反射的光。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性側(cè)向發(fā)射器，其中，所述反射表面從所述LED芯片陣列行向所述側(cè)面向上傾斜。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的線性側(cè)向發(fā)射器，其中，所述反射表面是曲面并且在所述LED芯片陣列行的兩側(cè)對稱。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的線性側(cè)向發(fā)射器，其中，所述反射表面具有滿足從LED芯片陣列行入射到其上的光的內(nèi)部全反射條件的曲率。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的線性側(cè)向發(fā)射器，其中，所述反射表面涂覆有反射涂層。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的線性側(cè)向發(fā)射器，其中，所述反射表面涂覆有反射涂層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性側(cè)向發(fā)射器，其中，所述底部是基本平的或者包括座區(qū)域，具有在其上排列的LED芯片；傾斜的反射區(qū)域，其關(guān)于所述座區(qū)域成階狀，并且其向所述側(cè)面之一反射首先被所述反射表面反射然后被所述底部反射的光，其中，所述反射表面從所述LED芯片陣列行向所述側(cè)面向上傾斜，并且是在所述LED芯片陣列行兩側(cè)對稱的曲面。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的線性側(cè)向發(fā)射器，其中，所述反射表面具有滿足從LED芯片陣列行入射到其上的光的內(nèi)部全反射條件的曲率。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的線性側(cè)向發(fā)射器，其中，所述反射表面涂覆有反射涂層。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的線性側(cè)向發(fā)射器，其中，所述反射表面涂覆有反射涂層。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性側(cè)向發(fā)射器，其中，所述側(cè)面中的所述至少一個彎曲形成鋸齒圖案。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的線性側(cè)向發(fā)射器，其中，所述LED芯片陣列行包括多個LED芯片，所述多個LED芯片發(fā)射不同顏色的光并交替地排列成所述LED芯片陣列行，其中，所述不同顏色的光被所述側(cè)面的所述鋸齒圖案混合。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性側(cè)向發(fā)射器，其中，所述LED芯片陣列行包括多個LED芯片，所述多個LED芯片發(fā)射不同顏色的光并交替地排列成所述LED芯片陣列行，其中，所述不同顏色的光被所述側(cè)面中的所述至少一個彎曲混合。
15.一種背光系統(tǒng)，包括多個線性側(cè)向發(fā)射器，在底板上以多行排列，每個線性側(cè)向發(fā)射器包括多個LED芯片，底部，在所述底部上LED芯片按行排列，反射表面，位于所述底部的上方，并反射射出所述LED芯片的光，側(cè)面，形成在所述LED芯片陣列行的兩側(cè)，每個側(cè)面具有形成在其中的至少一個彎曲，其中，所述側(cè)面透射所述反射表面反射的光和首先由所述反射表面反射然后被所述底部反射的光；反射擴(kuò)散板，其反射地漫射從所述線性側(cè)向發(fā)射器接收的光；第一透射擴(kuò)散板，位于所述線性側(cè)向發(fā)射器的上方，并且其透射地漫射從所述線性側(cè)向發(fā)射器和從所述反射擴(kuò)散板接收的光。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的背光系統(tǒng)，其中，所述底部是基本平的或者包括座區(qū)域，具有在其上排列的LED芯片；傾斜的反射區(qū)域，其關(guān)于所述座區(qū)域成階狀，并且其向所述側(cè)面之一反射首先被所述反射表面反射然后被所述底部反射的光。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的背光系統(tǒng)，其中，所述反射表面從所述LED芯片陣列行向所述側(cè)面向上傾斜。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的背光系統(tǒng)，其中，所述反射表面是曲面并且在所述LED芯片陣列行的兩側(cè)對稱。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的背光系統(tǒng)，其中，所述反射表面具有滿足從LED芯片陣列行入射到其上的光的內(nèi)部全反射條件的曲率。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的背光系統(tǒng)，其中，所述底部是基本平的或者包括座區(qū)域，具有在其上排列的LED芯片；傾斜的反射區(qū)域，其關(guān)于所述座區(qū)域成階狀，并且其向所述側(cè)面之一反射首先被所述反射表面反射然后被所述底部反射的光，其中，所述反射表面從所述LED芯片陣列行向所述側(cè)面向上傾斜，并且是在所述LED芯片陣列行兩側(cè)對稱的曲面。
21.根據(jù)權(quán)利要求15所述的背光系統(tǒng)，還包括至少一個增亮膜，其提高射出所述第一透射擴(kuò)散板的光的方向性；和偏振增強(qiáng)膜，其提高偏振效率。
22.根據(jù)權(quán)利要求15所述的背光系統(tǒng)，其中，所述側(cè)面中的所述至少一個彎曲形成鋸齒圖案。
23.根據(jù)權(quán)利要求15所述的背光系統(tǒng)，其中，所述LED芯片陣列行包括多個LED芯片，所述多個LED芯片發(fā)射不同顏色的光并交替地排列成所述LED芯片陣列行，其中，所述不同顏色的光被所述側(cè)面的所述至少一個彎曲混合。
24.一種液晶顯示器，包括液晶面板；背光系統(tǒng)，其使光照射在所述液晶面板上；其中，所述背光系統(tǒng)包括多個線性側(cè)向發(fā)射器，在底板上以多行排列，每個線性側(cè)向發(fā)射器包括多個LED芯片，底部，在所述底部上LED芯片按行排列，反射表面，位于所述底部的上方，并反射射出所述LED芯片的光，側(cè)面，形成在所述LED芯片陣列行的兩側(cè)，每個側(cè)面具有形成在其中的至少一個彎曲，其中，所述側(cè)面透射所述反射表面反射的光和首先由所述反射表面反射然后被所述底部反射的光；反射擴(kuò)散板，其反射地漫射從所述線性側(cè)向發(fā)射器接收的光；第一透射擴(kuò)散板，位于所述線性側(cè)向發(fā)射器的上方，并且其透射地漫射從所述線性側(cè)向發(fā)射器和從所述反射擴(kuò)散板接收的光。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的液晶顯示器，其中，所述底部是基本平的或者包括座區(qū)域，具有在其上排列的LED芯片；傾斜的反射區(qū)域，其關(guān)于所述座區(qū)域成階狀，并且其向所述側(cè)面之一反射首先被所述反射表面反射然后被所述底部反射的光。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的液晶顯示器，其中，所述反射表面從所述LED芯片陣列行向所述側(cè)面向上傾斜。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的液晶顯示器，其中，所述反射表面是曲面并且在所述LED芯片陣列行的兩側(cè)對稱。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的液晶顯示器，其中，所述反射表面具有滿足從LED芯片陣列行入射到其上的光的內(nèi)部全反射條件的曲率。
29.根據(jù)權(quán)利要求24所述的液晶顯示器，其中，所述底部是基本平的或者包括座區(qū)域，具有在其上排列的LED芯片；傾斜的反射區(qū)域，其關(guān)于所述座區(qū)域成階狀，并且其向所述側(cè)面之一反射首先被所述反射表面反射然后被所述底部反射的光，其中，所述反射表面從所述LED芯片陣列行向所述側(cè)面向上傾斜，并且是在所述LED芯片陣列行兩側(cè)對稱的曲面。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的液晶顯示器，其中，所述背光系統(tǒng)還包括至少一個增亮膜，其提高射出所述第一透射擴(kuò)散板的光的方向性；和偏振增強(qiáng)膜，其提高偏振效率。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的液晶顯示器，其中，所述側(cè)面中的所述至少一個彎曲形成鋸齒圖案。
32.根據(jù)權(quán)利要求29所述的液晶顯示器，其中，所述LED芯片陣列行包括多個LED芯片，所述多個LED芯片發(fā)射不同顏色的光并交替地排列成所述LED芯片陣列行，其中，所述不同顏色的光被所述側(cè)面中的所述至少一個彎曲混合。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種線性側(cè)向發(fā)射器、背光系統(tǒng)和使用它們的液晶顯示器。線性側(cè)向發(fā)射器包括多個LED芯片、底部、反射表面和側(cè)面。LED芯片以行排列在底部上。反射表面位于底部的上方并反射射出LED芯片的光。側(cè)面形成在LED芯片陣列行的兩側(cè)并透射反射表面反射的光和首先被反射表面反射然后被底部反射的光。側(cè)面均具有形成在其中的至少一個彎曲。
文檔編號H01L33/00GK1825186SQ20061005773
公開日2006年8月30日 申請日期2006年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月26日
發(fā)明者盧知煥, 金東河 申請人:三星電子株式會社