显示设备及其背光单元的制作方法

1.本案请求于2019年6月26日提交的美国临时申请案第62/866,949号的优先权，其内容依据此并透过引用以整体并入本案，如在下文中充分阐述。
2.本案大致上涉及一种显示设备，并且更具体地涉及一种包括用于照亮该显示设备的背光单元的显示设备，该背光单元包括设置在导光板与背板组件之间的支座。


背景技术：

3.液晶显示器(lcd)依靠背光单元(blu)以对液晶显示面板提供照明。blu可以包括导光板(lgp)，该导光板经配置以引导来自一或多个光源的光通过lgp，并且具有将光从背光单元提取到显示面板的措施。可以在所谓的侧照式显示设备中，沿着lgp的一或多个边缘提供光源，或者在所谓的直下式显示设备中，在导光板后方提供光源。一方面，侧照式显示设备必须沿光背光单元(例如lgp)的边缘容纳光源，从而形成边框以隐藏光源和相关的电子组件。另一方面，在简化局部调光方案的同时，直下式显示设备必须考虑到厚度增加，其是因希望使位于显示面板后面的集中光源的输出能相对于观看者均匀化。对于直下式显示设备的厚度增加，对于薄的显示器的需求渐增而言是直接冲突的。
4.在一些blu实施例中，当led装置与lgp接触时，可能会发生问题。如果导光板是用玻璃制成的，而发光二极管是在蓝宝石上制造的，这意味着将易碎物体彼此粘合，会导致破裂及成品率下降。此外，玻璃的热膨胀系数(cte)非常低，远低于fr4玻璃环氧树脂与其他用于制造印刷电路板(pcb)的普通材料的热膨胀系数。由于led将附着在pcb上，因此环境温度的变化会导致pcb和lgp以不同的速率膨胀或收缩，从而在接合处产生应力，并可能导致破裂。
5.因此，需要一种机构设计及组装技术，以促进具有可减轻这些问题的光学结合的led装置的超薄背光源。


技术实现要素：

6.直下式背光源可以在背板组件(例如容纳光源(例如led)的pcb)上使用塑料“尖头(spikes)”。这些尖头在距光源预定距离处支撑背光光学迭堆的下一个组件，例如光扩散板(dp)。即使在高端显示设备(例如，电视机)中，该距离也可以相当大，例如在约9mm至约10mm的范围内。
7.为了利于超薄显示设备，公开了可以消除在光源或玻璃lgp之间的光学结合过程中的光源或玻璃lgp的损坏风险的结构，例如支座。可以将lgp支撑在距光源顶面很短距离的位置，以形成光学结合。为此目的，可以使用比光源高的支座，并且光源与lgp之间的最终间隙大于光源高度的公差，以使数组中的光源不与lgp直接接触。取决于光源设计及pcb附接过程，在不同实施例中，间隙可以为至少10μm，至少50μm，或至少200μm，但是小于约1mm，使得仍然可以形成光学接触。
8.在实施例中，支座可由反射材料(例如白色材料)制成，或至少在光源的发射波长
下反射，例如蓝色，用在背光使用蓝色光源及颜色转换量子点(qd)薄膜的情况下。这可以帮助避免不必要的光损失，以及各个支座之间局部亮度的潜在变化。
9.支座可以连接到背板、pcb、或背面反射器。支座的顶表面可能会接触lgp底表面。由于这会引起光提取，因此使支座顶表面的面积最小是有利的。例如，这可以通过使用具有相对“尖锐”顶部的圆锥形支座，或通过使支座的平坦顶表面(若有的话)变粗糙来实现。个别支座的总接触面积应小于支座最宽处的支座横截面积的约50％，例如小于最大横截面面积的约10％。
10.由于支座的高度小，其与光源芯片封装的厚度相同，对于所谓的芯片级封装(csp)而言，支座的高度可以在80至350μm的范围内，因此支座可以透过印刷或分配预定尺寸的可固化塑料材料(例如丙烯酸、环氧树脂、或任何其他合适的材料)的液滴，然后对其进行固化，来制成。取决于材料润湿表面的程度，所生成的支座形状可以如图2所示。
11.为了提供对lgp的支持，可以使用以规则或随机图案分布在lgp表面上的许多支座。如图4所示，由支座与lgp之间的接触形成的图案看起来像一点阵，或者实线或虚线，或者网格，或者上述的任何组合。支座的布局及其接触区域可能与led位置相关或不相关。
12.支座可以与基础结构附接，成为基础结构的一部分或由相同的材料制成，其中基础结构可以是支撑框架、pcb、或反射器。可以在pcb或反射器上打孔，以允许支座延伸通过pcb或反射器。
13.在一些实施例中，支座可以位于例如环绕每个光源的各个光源(例如led)附近。这里的环绕一词，并不一定意味着是圆形，只是支座绕着光源的所有侧面延伸。对于方形光源，支座结构可以是具有方形开孔的任意形状的平板，以使光源延伸通过。开孔的壁可以在朝向光源的方向上具有向内的倾斜。如果倾斜的壁涂有反射涂层，或者支座由反射材料制成，则壁可以帮助收集并重新导向从光源侧面发出的光，从而可以更有效地使用光。支座可以在从光源发射的光的波长处反射。在一些实施例中，支座的顶部可以涂覆有光吸收涂层，例如黑色涂层，例如黑色墨水。这种光吸收区域可以透过消除光源周围的较高亮度的环形区域，来提高blu的亮度均匀性。吸收剂涂层所覆盖的表面可以被粗糙化，以防止支座的接触面积变得太大而导致不必要的光提取。
14.支座可以做成脊状，并沿着调光区的边界放置。由于脊在其与lgp接触的顶部具有最小的面积，因此，若将其放置在需要最大强度地光提取的调光区的边缘，则接触不会导致亮度不均匀的伪影，并且可以有助于更好地将光限制在每个调光区之内。例如，如果从该些脊反射的光在该些脊附近产生更高的亮度，则可以减小接触区域的空气密度(单位面积的数量或覆盖率)，从而恢复良好的亮度均匀性。
15.上述的支座可以实现更简单、更耐用的显示设备，并降低损坏光源或lgp的风险。为了至少部分地消除lgp和pcb材料(以及用于将光源耦合到lgp的粘合剂)之间的热膨胀系数(cte)不匹配所产生的应力，可以在该pcb上提供穿孔，延伸穿过该pcb的厚度。例如，穿孔会降低pcb的有效弹性模数，从而使pcb更容易因cte不匹配而变形，并降低了光学结合点的应力。穿孔可能具有许多不同布置。穿孔可以与连接两个相邻光源的线成一定角度而排列成一条线。该线可以是直的、弯的、弯曲的、或锯齿形的。穿孔可以形成多条线、2d矩阵、或随机位置。穿孔可以具有不同的形状。穿孔可以是不对称的。可以用不同于pcb的材料填充穿孔。pcb中穿孔的这些不同配置，可以使粘合剂(例如，光学透明的粘合剂或压敏胶带)中的
应力最小化。
16.在实施例中，pcb可以是非平面的或具有非恒定的厚度。例如，如果pcb在光源位置处较厚而在光源之间的中间处较薄，则cte不匹配会导致该pcb在3维空间中“翘曲”，这与在保持平坦状态下仅膨胀与收缩相反。如果pcb是非平面的或波纹状的(例如像一个蛋纸盒)，但是光源仍然位于高点处，并且都大概在同一平面上，则cte不匹配会导致pcb呈手风琴状的方式“折迭”，而不是纯粹的2d线性膨胀与收缩。在两种情况下，都可以减小施加到光源-lgp接点的力。
17.因此，公开了一种背光单元，其包括导光板及背板组件。背板组件可以包括印刷电路板，该印刷电路板包括附接到其上的多个光源，从该背板组件朝向并与导光板接触延伸的多个支座，该多个支座的尺寸设置成在该多个光源与该导光板之间形成等于或小于约1mm的间隙，以及粘合剂，设置在该间隙中，并将该多个光源耦合至该导光板。在一些实施例中，间隙可以等于或小于约100μm。
18.在不同实施例中，背板组件可包括位于印刷电路板与导光板之间的反射器，其中该些支座从反射器朝向该导光板延伸。
19.在各种其他实施例中，背板组件可包括位于印刷电路板与导光板之间的反射器，其中该些支座从印刷电路板朝向该导光板延伸。
20.在一些实施例中，多个支座中的一个支座环绕多个光源中的一光源，该支座包括光源延伸穿过的一开孔。
21.在一些实施例中，印刷电路板可以包括多个开孔。例如，多个印刷电路板开孔可以随机地分布。在一些实施例中，多个印刷电路板开孔的尺寸可以变化。
22.多个印刷电路板开孔可以在多个光源的相邻光源之间对准。例如，多个印刷电路板开孔可以以二维数组布置。
23.在一些实施例中，多个印刷电路板开孔中的至少一个印刷电路板开孔可以填充有不同于印刷电路板的材料的填充材料。例如，填充材料可以是聚合物材料，例如环氧树脂。
24.在一些实施例中，印刷电路板可以是波纹状的。例如，印刷电路板可以在一维或二维上为波纹状的。
25.在一些实施例中，沿着在印刷电路板的第一主表面及与第一主表面相对的印刷电路板的第二主表面之间的一法线延伸而定义出的印刷电路板的厚度，可以在整个印刷电路板上变化，例如横跨印刷电路板的表面。例如，在多个光源的单个光源的正下方的印刷电路板的厚度，可大于在与多个光源相邻的位置(例如，在多个光源的单个光源之间)的厚度。
26.在一些实施例中，多个支座可以是连续的，例如连续的脊，并且布置成行，例如平行的行。
27.在一些实施例中，支座的末端可以涂覆有光吸收材料。
28.在不同实施例中，导光板可以包括玻璃。
29.在另一个实施例中，公开了一种显示设备，包括显示面板组件及位于显示面板组件附近的背光单元，该背光单元包括玻璃导光板及背板组件。该背板组件可以包括印刷电路板，该印刷电路板包括附接到其上的多个光源。多个支座可以从该背板组件朝向该导光板延伸并与该导光板接触，该多个支座的尺寸设置成在该多个光源的个别光源与该导光板之间形成等于或小于约1mm的一间隙，该多个支座中的每个支座围绕多个光源中的一个光
源。多个支座中的每个支座包括一开孔，光源至少部分地延伸穿过该开孔，并且在间隙中设置有一粘合剂，该粘合剂将多个光源耦合至该导光板。在实施例中，多个支座可以附接到印刷电路板并从印刷电路板延伸。
30.在一些实施例中，支座的末端可以涂覆有光吸收材料，例如黑色墨水。
31.在一些实施例中，间隙可以等于或小于约100μm。
32.在不同实施例中，印刷电路板可包括多个开孔。多个印刷电路板开孔可以例如随机分布在整个印刷电路板上，例如在其表面上。多个印刷电路板开孔的尺寸可以在整个印刷电路板上变化。
33.在一些实施例中，多个印刷电路板开孔可以在多个光源的相邻光源之间对准，例如以线性(例如，一维)数组对准。在其他实施例中，多个印刷电路板开孔可以二维数组布置。
34.在一些实施例中，多个印刷电路板开孔中的至少一个印刷电路板开孔可以填充有不同于印刷电路板的材料的填充材料。
35.在一些实施例中，印刷电路板可以是波纹状的，例如形成为交替的脊和凹槽。在其他实施例中，印刷电路板可以在两个维度上为波纹状的，例如，两个正交的维度为波纹状，例如类似于鸡蛋纸盒。
36.在一些实施例中，印刷电路板的厚度可以在整个印刷电路板上变化，例如在整个印刷电路板的主表面上变化。例如，多个光源的单个光源的正下方的印刷电路板的厚度，可大于在与多个光源相邻的位置处的厚度。
37.在以下的详细说明中将阐述本案公开的其他实施例。应当理解，前述的一般描述与下面的详细描述都提出了实施例，旨在提供用于理解本案公开的实施例的性质和特征的概述或框架。所包括的附图以提供进一步的理解，并且附图被并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图示出了本案的不同实施例，并且与说明书一起解释了其原理和操作。
附图说明
38.当参考附图阅读以下详细描述时，将能更佳地理解这些以及其他实施例，其中：
39.图1a是根据本案的实施例的示例性显示设备的截面侧视图；
40.图1b是图1a的显示设备的一部分的放大图；
41.图2是根据本案的实施例的背板组件的俯视图，示出了离散的支座的放置；
42.图3a是根据本案的实施例的背板组件的另一实施例的俯视图，其记载了布置成平行的行的连续支座；
43.图3b是根据本案的实施例的背板组件的另一实施例的俯视图，其记载了以正交的行与列布置的连续的支座；
44.图4是根据本案的实施例的背板组件的另一实施例的俯视图，其记载了包括包括光源延伸穿过的开孔的支座；
45.图5是根据本案的实施例的示例性背板组件的一部分的侧视截面图，其中该些支座的顶表面涂覆有光吸收材料；
46.图6是根据本案的实施例的用于背板组件中的印刷电路板的俯视图，该印刷电路板包括多个应力消除开孔；
47.图7是根据本案的实施例的用于背板组件中的另一印刷电路板的俯视图，该印刷电路板包括布置成二维数组的多个应力消除开孔；
48.图8是根据本案的实施例的在背板组件中使用的又一印刷电路板的俯视图，该印刷电路板包括多个应力消除开孔，其环绕安装在印刷电路板上的光源；
49.图9是用于印刷电路板上的应力消除开孔的各种构造的视图；
50.图10是背板组件的一部分的侧视截面图，其中印刷电路板是波纹状的；
51.图11是背板组件的一部分的侧视截面图，其中印刷电路板的厚度会变化；
52.图12a是根据本案的实施例的另一示例性显示设备的侧视截面图，其中支座被安装到印刷电路板上；
53.图12b是图12a的显示设备的一部分的放大图；
54.图13是根据本案的背板组件的俯视图，其中反射器包括开孔，印刷电路板安装的支座系穿过该些开孔而延伸，以及光源延伸穿过的附加开孔；
55.图14是根据本案的背板组件的俯视图，其中印刷电路板包括支座，其包括光源延伸穿过的内部开孔；
56.图15是图14的背板组件的一部分的放大图，显示出支座上的光吸收涂层；
57.图16a是根据本案的实施例的又一示例性显示设备的侧视截面图，其中支座安装至框架；
58.图12b是图16a的显示设备的一部分的放大图；及
59.图16b是图16a的背板组件的一部分的侧视截面图。
具体实施方式
60.接着将在下文中参考所示出的示例实施例的附图，来更全面地描述实施例。在所有附图中，只要有可能，均使用相同的附图标记指示相同或相似的部件。然而，本案可以以许多不同的形式来实施，并且不应被解释为限于本案阐述的实施例。
61.如本案中所使用的，除非明确相反地指出，否则用语“该”、“一”、或“一个”系表示“至少一个”，并且不应当限于“仅一个”。因此，例如，除非上下文另外明确指出，否则对于“一部件”的提及，包括具有两个或更多个这样的部件的实施例。
62.如本案所用，用语“约”是指数量、尺寸、制剂、参数、以及其他数量和特性，其不是且不需要是精确的，而是可为近似的，及/或如所需的更大或更小，其反映出公差、转化率、四舍五入、测量误差等，以及本领域技术人员已知的其他因素。当用语“约”用于描述范围的值或端点时，本案应理解为包括所指的特定值或端点。如果说明书中范围的数值或端点记为“约”，则范围的数值或端点，用来包括两个实施例：一个由“约”来修饰，而一个非由“约”来修饰。还将理解的是，每个范围的端点相对于另一个端点以及独立于另一个端点都是重要的。
63.如本案所使用的用语“大致”、“基本上”及其变型，旨在强调所描述的特征等于或约等于一数值或描述。例如，“基本上平坦的”表面旨在表示平坦的或近似平坦的表面。此外，如上文所定义，“基本上相似”旨在表示两个值相等或约相等。在一些实施例中，“基本上相似”可以表示彼此相差约10％以内的值，例如彼此相差约5％以内，或彼此相差约2％以内。
64.如本案中所使用的，除非另外指出，否则用语“包含”与“包括”及其变体，应被解释为同义且开放式的。
65.图1a是示例性显示设备10的部分分解截面侧视图，显示设备10包括显示面板组件12，及相对于观看者16定位在显示面板组件12后面的背光单元14。图1b是区域13的放大图。显示面板组件12可以包括第一基板18，与第一基板18相对设置的第二基板20，以及位于第一基板18与第二基板20之间的密封材料22，例如沿着基板的外围边缘部分，其将第一基板18密封至第二基板20，且在其之间具有间隙24。第一与第二基板18、20可以是玻璃基板，包括例如铝硼硅酸盐玻璃。间隙24可以填充有液晶材料。一或多个薄膜晶体管26可以位于第一基板18上以控制液晶材料的偏光状态。滤色器材料可以设置在第二基板20上。显示面板组件12可以进一步包括一或多个附加层，例如沉积在第一基板18上的偏光膜27，但是也可以包括其他膜，例如抗反射膜。
66.显示设备10可以是直下式显示设备，其中blu 14可以包括lgp 28和背板组件30。lgp 28可包含聚合物基板，例如聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)基板，虽然在其他实施例中，lgp 28可为一玻璃板。lgp 28可具有在后侧第一主表面38与前侧第二主表面40之间正交地定义出的厚度t
lgp
，其范围为约0.5mm至约3mm，例如，范围为约0.7mm至约2mm，例如在约1mm至约1.5mm的范围内，包括它们之间的所有范围及子范围。第一主表面38与第二主表面40可以是平行的或基本平行的，尽管在进一步的实施例中，第一主表面38与第二主表面40可以是不平行的。例如，在一些实施例中，lgp 28的横截面形状可以是楔形的。第一主表面38面对背板组件30，并且可以包括光散射层，例如漫射层。在一些实施例中，第一主表面38可以包括量子点元素或其他光转换(例如，颜色转换)位点。第二主表面40面向显示面板组件12。在一些实施例中，第二主表面40可以包括光散射层，例如漫射层。
67.背板组件30可以进一步包括pcb 32，该pcb 32包括可以附接到pcb 32的多个光源36，例如led。光源36可以规则(例如，周期性)数组分布在pcb 28的表面上。例如，光源36可以以正交的行与列的矩形数组布置，虽然其他布置也是可能的。例如，在一些实施例中，取决于显示设备的具体设计，光源36可以对角线数组布置，例如三角形或菱形数组。在一些实施例中，光源36可以功能上区分群组，以促进局部调光协定。每组光源可以代表一个不同的光区，该光区可以相对于其他光区独立地控制。局部调光是一种技术，透过该技术可以使显示器的局部亮区变暗，以增加显示图像的亮部分和显示图像的暗部分之间的对比度。一组光源可以包括单个光源或多个光源，例如，取决于光源的尺寸，光源的数量及其布置以及所需的光区数量。反射器34可进一步包括多个开孔44，光源36穿过多个开孔44而延伸。开孔44以与光源36的图案相同的图案分布。
68.背板组件30可以进一步包括支撑框架42，例如铝框架或不锈钢框架，其经配置以支撑lgp 28、pcb 32、及可选的反射器34。支撑框架42相对于显示面板组件12定位在pcb 32的后面。
69.blu 14还可以进一步包括多个支座46，其尺寸设置成在光源36与lgp 28的第一主表面38之间保持预定的间隔。例如，在图1的实施例中，支座46可以作为整体部件(使得反射器34与支座46是整体的)，或作为耦合到反射器34的的分离部件(例如通过粘合剂粘附到反射器34)而定位在反射器34上。在反射器34的上暴露表面48的表面平面上方的支座46的高度hs大于光源36的高度h
l
，使得当lgp 28置于支座上时，在光源36的末端(例如，距离反射器
34最远的端部)与lgp 28的第一主表面38之间形成间隙g，以使该些光源的末端50不接触lgp 28。间隙g可以例如在约10微米(μm)至约1mm的范围内，例如在约20μm至约1mm的范围内，在约30μm至约1mm的范围内，在约50μm至约1mm的范围内，在约100μm至约1mm的范围内，或在约500μm至约1mm的范围内。
70.支座46可以经配置以在光源36的发射波长处是反射性的。例如，在一些实施例中，支座46可以是白色的，但是在其他实施例中，例如，如果从光源36输出的光是蓝色的，则支座可以是蓝色的。这可以帮助避免不必要的光损失以及单个支座周围局部亮度的潜在变化。因为支座46的末端通常接触lgp28的第一主表面38，这会引起光提取，所以使支座的末端50的表面积最小是有利的。例如，在一些实施例中，支座46可以具有带有相对“尖锐”的末端且具有最小表面积的圆锥形，而在其他实施例中，该些末端可以具有更大的表面积并且可以被粗糙化以减小接触面积。在其他实施例中，支座可以具有椭圆形、圆柱形、或矩形。支座的总接触面积可以例如在支座的最宽点处，小于约50％的支座的横截面面积，例如在支座的最宽点处，小于约10％的横截面面积。
71.支座46可以以各种形状及各种图案分布。例如，如图1和2所示，支座46可以被成形为圆锥形或金字塔形，在与反射器34的表面平面平行的平面中具有圆形或矩形(例如，正方形)的横截面，尽管在其他实施例中，支座可以是矩形柱，或者甚至球形或椭圆形。支座46可以周期性地以规则数组布置。例如，图2记载了布置在正交的行与列中的多个支座46。在其他实施例中，支座46可以根据光源36的分布以三角形或菱形数组分布。在一些实施例中，支座46可以是随机分布的。
72.在一些实施例中，如图3a所示，支座46可包括连续的脊或壁，而不是离散的柱。在图3a的实施例中，支座46被布置为位于光源36的列之间的支座列。但是，亦可以考虑其他配置。例如，图3b示出了脊状支座的行与列。在图3b的实施例中，行与列不相交。然而，在其他实施例中，行与列可以相交以形成一网格。取决于光源36的布置，支座网格不必是矩形网格，而可以例如是对角网格，例如相交的脊的三角形或菱形网格。在一些实施例中，连续的、类似脊的支座的行及/或列可位于边界调光区。由于脊在其与lgp接触的顶部具有最小的面积，且其放置在需要最大强度地光提取的调光区的边缘，其不会导致亮度不均匀的伪影，并且可以有助于更佳地将光限制在每个调光区之内。如果在一些实施例中，从脊反射的光在脊附近产生更高的亮度，则可以减小光提取特征(例如，脊顶部)的空中密度(每单位面积的覆盖率或覆盖率)，从而恢复可接受的亮度均匀性。
73.参照回图1b，在不同实施例中，可以将粘合剂52设置在光源36的端部与lgp 28的第一主表面38之间的间隙g中，其机械地将光源36耦合到lgp28。粘合剂52可以是例如光学透明的粘合剂，其另外将光源36光学耦合至lgp 28，从而将从光源36发射的光耦合至lgp 28。粘合剂52可以通过合适的分配工具来涂覆，例如数字控制的吸量管或大液滴尺寸的喷墨器，可以用来将预定量的uv或可热固化的光学透明粘合剂，例如光学透明的环氧树脂粘合剂，沉积在光源36或lgp之至少一者上。可以使用一照相机来辅助粘合剂的对准。当lgp 28定位在支座46上时，润湿和表面张力的组合，可以使光源与lgp 28之间的粘合剂52以对称的方式成形。所生成的形状可以通过在粘合剂52与空气的边界处的全内反射来帮助将光耦合到lgp中，并且在某种程度上补偿失准误差。在其他实施例中，可以将压敏胶带施加到光源或lgp其中之一上。当lgp 28定位在支座46上时，压敏胶带应被压缩以获得良好的粘合
性。在无支座46情况下，施加压缩力可能会损坏光源。有利地，支座46可以对lgp 28与背板组件30之间的运动提供硬停止，使得压敏胶带的各部分可以经受足够的压力，以实现良好的粘附，但是施加在该些光源上的力不超过安全极限。
74.从光源36耦合到lgp 28中的光可以横向传播通过lgp 28。因此，一些光线可以正交地通过lgp 28，如光线54所表示，而一些光线可以在第二主表面40处被折射，如光线56所表示，而其他光线可能会在第一主表面38与第二主表面40之间产生全内反射，且在lgp 28内在两个主表面之间横向传播，如光线58所表示，直到光线与散射位点相互作用，该散射位点会散射光并中断全内反射。例如，在一些实施例中，lgp 28可以在第一主表面38或第二主表面40中的至少一者上设置有散射特征，该特征经配置以至少在向前方向上朝向显示面板组件12散射光。
75.在一些实施例中，支座46可包括开孔60，使得支座46环绕光源36，最佳如在图4中所示。在图3的实施例中，多个环形支座46围绕多个光源36，从而提供了穿过中央开孔60的清晰路径，以使来自光源36的光通过。在图3的实施例中，支座46可以用作反射器，并且不需要单独的反射器层34。例如，参考图5，定义开孔60的内壁62可以是反射性的，从而以大角度朝向lgp 28反射光。在不同实施例中，内壁可以相对于lgp 28的表面法线成一定角度θ。尽管在图4中的支座46是圆形，具有圆形开孔60，圆形支座并非必要。在另外的实施例中，支座46可以是其他形状，例如矩形。例如，在一些实施例中，支座46可以是圆形的，而具有矩形开孔60，但在其他实施例中，支座46可以是矩形，且包括圆形开孔60。支座的形状和内部开孔60的形状在这方面不受限制。
76.在一些实施例中，支座46的上表面(例如，末端50)可以涂覆有光吸收材料64。这样的光吸收区域可以通过消除光源周围的较高亮度的环形区域来提高blu 14的亮度均匀性。在一些实施例中，支座46的上表面可以被粗糙化以减小与lgp 28的接触面积，从而减少光提取。
77.在不同实施例中，pcb 32可包括多个应力消除开孔70，其延伸穿过pcb的厚度t
pcb
，以消除由pcb 32与lgp 28之间，或粘合剂52与lgp 28之间的任何热膨胀系数(cte)的差所产生的应力。例如，如图6所示，pcb 32可包括应力消除开孔70的数组，其在成对的相邻光源36之间的对角线上，使得应力消除开孔的多个线性数组分布在pcb 32上。图7示出了另一个实施例，其中，应力消除开孔70的多个线性数组位于相邻的光源36的对之间的对角线上，从而在任意给定的一对相邻的光源之间形成一组线性数组。在其他实施例中，应力消除开孔70可以布置成围绕光源36。例如，图8示出了布置成围绕光源36的应力消除开孔70的行与列。尽管图6、7、及8记载了圆形开孔，但是应力消除开孔70可以是其他形状。例如，图9示出了锯齿形应力消除开孔形状(a)，矩形应力消除开孔形状(b)，及蛇形应力消除开孔形状(c)。其他形状也是可能的，并且应力消除开孔的形状与位置不限于圆形、矩形、锯齿形、或蛇形。例如，其他形状可以包括椭圆形、三角形、或菱形。而且，应力消除开孔70不必具有一致的形状或尺寸。在一些实施例中，应力消除开孔70的形状及/或尺寸可以在pcb 32上变化。pcb 32中应力消除开孔70的存在，会降低pcb的有效弹性模数，从而使pcb更容易由于cte不匹配而变形，并减少光学结合点处的应力。在一些实施例中，应力消除开孔可以填充有不同于pcb的材料的材料74。例如，填充材料可以是聚合物材料，例如环氧树脂材料。在其他实施例中，应力消除开孔可以保持敞开(例如，充满空气)。
78.在其他实施例中，为了减小与cte有关的应力，pcb 32可以是非平面的。例如，如图10所示(未按比例)，在一些实施例中，pcb 32可以是波纹状的，其中pcb的区域比其他区域更靠近lgp 28。在图10中，为清楚起见，显示出pcb 32与lgp 28分开放置。如果pcb 32是非平面的或波纹状的，且光源36位于较高点(更靠近lgp 28)，但光源的顶部(末端)大概在同一平面中，以利于与lgp 28结合)，cte不匹配将导致pcb呈手风琴状的方式稍微“折迭”，而不是呈现出纯粹的2d线性膨胀与收缩。pcb 32可在一维上是波纹状的，例如包括沿一维方向延伸的平行的行的交替的脊和谷，或者波纹可以是二维的，其中pcb呈类似于鸡蛋纸盒的形状，例如，包括交替的丘及在其中一个或两个正交方向上的凹陷。
79.在其他实施例中，如图11所示，t
pcb
的厚度可以变化以减少cte相关的应力。例如，t
pcb
在支撑光源36的区域中可以更大(更厚)，并且在光源之间的区域中可以更薄。如果pcb 32在光源位置处较厚而在光源之间较薄，则cte不匹配可能导致pcb 32在3维方向上弯曲或翘曲，而不是在保持平坦的情况下仅进行伸缩，从而导致光源位置偏移。
80.图12a示出了显示设备10的另一实施例，该显示设备10包括显示面板组件12及相对于观看者16定位在显示面板组件12后面的背光单元114。图12b是区域113的放大图。显示面板组件12可以包括第一基板18，与第一基板18相对设置的第二基板20以及位于第一基板18与第二基板20之间的密封材料22，例如沿着基板的外围边缘部分，其将第一基板18密封至第二基板20，且在其之间具有间隙24。第一与第二基板18、20可以是玻璃基板，包括例如铝硼硅酸盐玻璃。间隙24可以填充有液晶材料。一或多个薄膜晶体管26可以位于第一基板18上以控制液晶材料的偏光状态。滤色器材料可以设置在第二基板20上。显示面板组件12可以进一步包括一或多个附加层，例如沉积在第一基板18上的偏光膜27，但是也可以包括其他膜，例如抗反射膜。
81.显示设备10可以是直下式显示设备，其中blu 114可以包括lgp 128及背板组件130。lgp 128可包含聚合物基板，例如聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)基板，虽然在其他实施例中，lgp 128可为一玻璃板。lgp 128可具有在后侧第一主表面138与前侧第二主表面140之间正交地定义出的厚度t
lgp2
，其范围为约0.5mm至约3mm，例如，范围为约0.7mm至约2mm，例如在约1mm至约1.5mm的范围内，包括它们之间的所有范围及子范围。第一主表面138与第二主表面140可以是平行的或基本平行的，尽管在另外的实施例中，第一主表面138与第二主表面140可以是不平行的。例如，在一些实施例中，lgp 128的横截面形状可以是楔形的。第一主表面138面向背板组件130，并且可以包括光散射层，例如漫射层。在一些实施例中，第一主表面138可以包括量子点元素或其他光转换(例如，颜色转换)位点。第二主表面140面向显示面板组件112。在一些实施例中，第二主表面140可以包括光散射层，例如漫射层。
82.背板组件130可以进一步包括pcb 132，pcb 132包括可以附接到pcb 132的多个光源136，例如led。光源136可以在pcb 132的表面上分布为一规则(例如，具周期性)数组。例如，光源136可以以正交的行与列的矩形数组布置，尽管其他布置也是可能的。例如，在一些实施例中，取决于显示设备的具体设计，光源136可以对角线数组布置，例如三角形或菱形数组。在一些实施例中，光源136可以功能上区分群组，以利于局部调光协定。每组光源可以代表一个不同的光区，其可以相对于其他光区独立地控制。局部调光是一种技术，透过该技术可以使显示器的局部亮区变暗，以增加一显示图像的亮部分与一显示图像的暗部分之间的对比度。一组光源可以包括单个光源或多个光源，例如，取决于光源的尺寸、光源的数量
及其布置、以及所需的光区数量。反射器134可以进一步包括多个开孔144，光源136穿过多个开孔144而延伸。开孔144以与光源136的图案相同的图案分布。
83.背板组件130可以进一步包括支撑框架142，例如铝框架或不锈钢框架，其经配置以支撑lgp 128、pcb 132、及可选的反射器134。支撑框架142相对于显示面板组件112位于pcb 132的后面。
84.blu 114还可进一步包括多个支座146，其尺寸设置成在光源136和lgp 128的第一主表面138之间保持预定的间隔。例如，在图12a至图12b所示的实施例中，支座146可以作为整体组件(使得pcb 132和支座146是单片的)或作为耦合至pcb 132的单独的组件而定位在pcb 32上，例如通过粘合剂粘附至pcb 132。在pcb 132的上表面148的表面平面上方的支座146的高度h
s2
大于光源136的高度h
l2
，使得当lgp 128置于支座上时，在光源的末端150(例如，距离pcb 132最远的一端)与lgp 128的第一主表面138之间形成间隙g2，以使光源136的末端不接触lgp 128。间隙g2可以例如在约10微米(μm)至约1mm的范围内，例如在约20μm至约1mm的范围内，在约30μm至约1mm的范围内，在约50μm至约1mm的范围内，在约100μm至约1mm的范围内，或在约500μm至约1mm的范围内。
85.支座146可以经配置以在光源136的发射波长处是反射性的。例如，在一些实施例中，支座146可以是白色的，但是在其他实施例中，例如，如果从光源136输出的光是蓝色的，则支座可以是蓝色的。这可以帮助避免不必要的光损失以及单个支座周围局部亮度的潜在变化。因为支座146的末端通常接触lgp 128的第一主表面138，这会引起光提取，所以使支座的末端150的表面积最小是有利的。例如，在一些实施例中，支座146可以具有带有相对“尖锐”的末端的圆锥形，而在其他实施例中，可以使末端变粗糙以减小接触面积。然而，在其他实施例中，支座146可具有椭圆形、圆柱形、或矩形。支座146的总接触面积可以例如是在支座的最宽点处小于约50％的支座的横截面面积，例如，小于约10％的横截面面积。
86.支座146可以各种形状及各种图案分布。例如，支座146的形状可以类似于或相同于图1和2所示的支座46，例如，圆锥形或锥形，在与pcb 132的表面平面平行的平面中具有圆形或矩形(例如，正方形)的横截面，尽管在其他实施例中，支座146可以是矩形柱，或者甚至是球形的或椭圆形的。支座146可以周期性地以规则数组布置。例如，支座146可以布置在与图3所示的支座46相似或相同的正交的行与列中。在其他实施例中，支座146可以根据光源136的分布以三角形或菱形数组分布。在一些实施例中，支座146可以是随机分布的。根据图13，反射器134可进一步包括多个开孔156，支座146延伸穿过多个开孔156。开孔156的尺寸与形状应能容纳支座146的尺寸和形状。
87.在一些实施例中，支座146可包括开孔160，使得支座146环绕光源136，最佳如图14中所示。在图14的实施例中，多个环形支座146围绕多个光源136，从而提供穿过中央开孔160的清晰路径，以使来自光源136的光通过。在图14的实施例中，支座146可以用作反射器，并且不需要单独的反射器层134。例如，参考图15，限定开孔160的内壁162可以是反射性的，从而以大角度朝向lgp 128反射光。在不同实施例中，内壁可以相对于lgp 128的表面法线成θ2的角度。尽管在图14中的支座146是圆形，具有圆形开孔160，圆形支座并非必要。在另外的实施例中，支座146可以是其他形状，例如矩形。例如，在一些实施例中，支座146可以是圆形的，而具有矩形开孔160，但在其他实施例中，支座146可以是矩形，且包括圆形开孔160。支座的形状及内部开孔160的形状在这方面不受限制。
88.在一些实施例中，支座146的上表面可以涂覆有光吸收材料164。这样的光吸收区域可透过消除光源周围的较高亮度的环形区域来提高blu 114的亮度均匀性。在一些实施例中，支座146的上表面可以被粗糙化，以减小与lgp 128的接触面积，从而减少光提取。
89.在不同实施例中，pcb 132可包括多个应力消除开孔170，其以与图5至图9中针对pcb 32所示的那些相似或相同的方式延伸穿过pcb 132的厚度t
pcb2
，以消除由pcb 132与lgp 128之间或光学透明粘合剂152与lgp 128之间的任何热膨胀系数(cte)差异产生的应力。
90.例如，pcb 132可以在成对的相邻光源之间的对角线上包括一应力消除开孔的数组，使得多个线性开孔数组以与如图6所示的对于pcb 32相似或相同的方式分布在pcb 132上。多个线性的应力消除开孔数组可以被定位在相邻的光源对136之间的对角线上，以与如图7所示的对于pcb 32的方式相似或相同的方式在任何给定的相邻的光源对136之间形成一组线性数组。在另外的实施例中，应力消除开孔可以被布置成以与图8所示的对于pcb 32的方式相似或相同的方式围绕光源136。尽管图6、7、及8记载了圆形应力消除开孔，pcb 132中的应力消除开孔可以是其他形状。例如，图9示出了可以应用于pcb 132中的开孔的锯齿形应力消除开孔形状(a)，矩形应力消除开孔形状(b)，及蛇形应力消除开孔形状(c)。其他形状也是可能的，并且应力消除开孔的形状与位置不限于圆形、矩形、锯齿形、或蛇形。例如，其他形状可以包括椭圆形、三角形、或菱形。此外，pcb 132中的应力消除开孔不必具有一致的形状或尺寸。在一些实施例中，pcb 132中的应力消除开孔的形状及/或尺寸可以变化。pcb 132中的应力消除开孔的存在，会降低pcb的有效弹性模数，从而使pcb更容易因cte不匹配而变形，并减少光学结合点的应力。在一些实施例中，应力消除开孔可以以与图5所示的对于pcb 32的方式相似或相同的方式填充不同于pcb的材料的材料。例如，填充材料可以是聚合物材料，例如环氧树脂材料。在其他实施例中，应力消除开孔可以保持敞开(例如，充满空气)。
91.在其他实施例中，为了减小与cte有关的应力，pcb 132可为与图10所示的pcb 32相似或相同的非平面的方式。例如，如图10所示(未按比例)，在一些实施例中，pcb 132可以是波纹状的，其中pcb 132的区域比其他区域更靠近lgp 28。如果pcb是非平面的或波纹状的，且光源136位于较高点(更靠近lgp)，但光源的顶部(末端)大概在同一平面上，以利于与lgp 128结合)，cte不匹配将导致pcb呈手风琴状的方式稍微“折迭”，而不是呈现出纯粹的2d线性膨胀与收缩。
92.在其他实施例中，pcb 132的厚度t
pcb2
可以以与图11所示的pcb 32的厚度相似或相同的方式变化，以减少与cte相关的压力。例如，t
pcb2
在支撑光源136的区域中可以更大(更厚)，并且在光源之间的区域中可以更薄。如果pcb 132在光源位置处较厚而在两个光源之间较薄，则cte不匹配会导致pcb 132在3维方向上弯曲或翘曲，而不是在保持平坦的同时仅进行伸缩。
93.图16a示出了显示设备10的另一实施例，该显示设备10包括显示面板组件12及相对于观看者16定位在显示面板组件12后面的背光单元214。图16b是区域213的放大图。显示面板组件12可以包括第一基板18，与第一基板18相对设置的第二基板20，以及位于第一基板18与第二基板20之间的密封材料22，例如沿着基板的外围边缘部分，其将第一基板18密封至第二基板20，且在其之间具有间隙24。第一与第二基板18、20可以是玻璃基板，包括例
如铝硼硅酸盐玻璃。间隙24可以填充有液晶材料。一或多个薄膜晶体管26可以位于第一基板18上，以控制液晶材料的偏光状态。滤色器材料可以设置在第二基板20上。显示面板组件12可以进一步包括一或多个附加层，例如沉积在第一基板18上的偏光膜27，但是也可以包括其他膜，例如抗反射膜。
94.显示设备10可以是直下式显示设备，其中blu 214可以包括lgp 228及背板组件230。lgp 228可包含聚合物基板，例如聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)基板，虽然在其他实施例中，lgp 228可为玻璃板。lgp 228可具有在后侧第一主表面238与前侧第二主表面240之间正交地定义出的厚度t
lgp3
，其范围为约0.5mm至约3mm，例如，范围为约0.7mm至约2mm，例如在约1mm至约1.5mm的范围内，包括它们之间的所有范围及子范围。第一主表面238与第二主表面240可以是平行的或基本平行的，尽管在进一步的实施例中，第一主表面238与第二主表面240可以是不平行的。例如，在一些实施例中，lgp 228的横截面形状可以是楔形的。第一主表面238面向背板组件230，并且可以包括光散射层，例如漫射层。在一些实施例中，第一主表面238可以包括量子点元素或其他光转换(例如，颜色转换)位点。第二主表面240面向显示面板组件212。在一些实施例中，第二主表面240可以包括光散射层，例如漫射层。
95.背板组件230可以进一步包括pcb 232，其包括可以附接到pcb 232的多个光源236，例如led。光源236可以规则的(例如，周期性的)数组分布在pcb 228的表面上。例如，光源236可以以正交的行与列的矩形数组布置，虽然其他布置也是可能的。例如，在一些实施例中，取决于显示设备的具体设计，光源236可以对角线数组布置，例如三角形或菱形数组。在一些实施例中，光源236可以功能上区分群组，以利于局部调光协定。每组光源可以代表一个不同的光区，该光区可以相对于其他光区独立地控制。局部调光是一种技术，透过该技术可以使显示器的局部亮区变暗，以增加显示图像的亮部分与显示图像的暗部分之间的对比度。一组光源可以包括单个光源或多个光源，例如，取决于光源的尺寸、光源的数量及其布置、以及所需的光区数量。反射器234可以进一步包括多个开孔244，光源236穿过多个开孔244而延伸。开孔244以与光源236的图案相同的图案分布。
96.背板组件230可进一步包括支撑框架242，例如铝框架或不锈钢框架，其经配置以支撑lgp 228、pcb 232、及可选的反射器234。支撑框架242相对于显示面板组件212定位在pcb 232的后面。
97.blu 214还可进一步包括多个支座246，其尺寸设置成在光源236和lgp 228的第一主表面238之间保持预定的间隔。例如，在图16a的实施例中，支座246可以作为整体组件(使得pcb 132和支座146是单片的)或作为耦合至支撑框架242的分离的组件而定位在支撑架242上，例如通过粘合剂粘附至支撑框架242。支座246的尺寸使得当lgp 228定位在支座上时，在支座的末端(例如，最远离支撑框架242的端)与lgp 228的第一主表面238之间形成间隙g3，使得光源的末端250不接触lgp 228。间隙g3可以例如在约10微米(μm)至约1mm的范围内，例如在约20μm至约1mm的范围内，在约30μm至约1mm的范围内，在约50μm至约1mm的范围内，在约100μm至约1mm的范围内，或在约500μm至约1mm的范围内。
98.支座246可以经配置以在光源236的发射波长处是反射性的。例如，在一些实施例中，支座246可以是白色的，但是在其他实施例中，例如，如果从光源236输出的光是蓝色的，则支座可以是蓝色的。这可以帮助避免不必要的光损失以及单个支座周围局部亮度的潜在变化。因为支座246的末端通常接触lgp 128的第一主表面238，这会引起光提取，所以使支
座的末端250的表面积最小是有利的。例如，在一些实施例中，支座246可以具有带有相对“尖锐”的末端的圆锥形，而在其他实施例中，可以使末端变粗糙以减小接触面积。然而，在其他实施例中，支座246可具有椭圆形、圆柱形、或矩形。支座246的总接触面积可以例如是在支座的最宽点处小于约50％的支座的横截面面积，例如，小于约10％的横截面面积。
99.支座246可以以多种形状和多种图案分布。例如，支座246的形状可以类似于或相同于图1a与1b中的支座46，例如圆锥形或金字塔形，在与pcb 232的表面平面平行的平面中具有圆形或矩形(例如正方形)的横截面，尽管在进一步的实施例中，支座246可以是矩形的柱子，或者甚至是球形的或椭圆形。支座246可以周期性地以规则数组布置。例如，支座246可布置成以与图3中的支座46相似或相同的方式，例如，在正交的行与列中。在其他实施例中，支座246可以根据光源236的分布以三角形或菱形数组分布。在一些实施例中，支座246可以是随机分布的。pcb 232和反射器234都可以进一步包括供支座246延伸穿过的多个开孔。开孔的尺寸和形状应适于支座246的尺寸和形状。
100.在一些实施例中，支座246的上表面可以涂覆有光吸收材料。这样的光吸收区域可透过消除光源周围的较高亮度的环形区域来提高blu 214的亮度均匀性。在一些实施例中，支座的上表面可经粗糙化，以减小与lgp 228的接触面积，从而减少光提取。
101.在不同实施例中，pcb 232可包括多个开孔268，其延伸穿过pcb 232的厚度t
pcb2
以提供支座246可延伸穿过的通道。另外，pcb 232可以进一步以类似于或相同于图6至9所示的方式相对于pcb 32包括多个附加开孔，以减轻由pcb 232和lgp 228之间或光学透明粘合剂252和lgp 228之间的任何热膨胀系数(cte)差异产生的应力。
102.例如，pcb 232可以在成对的相邻光源之间的对角线上包括一应力消除开孔的数组，使得多个线性开孔数组以与如图6所示的对于pcb 32的应力消除开孔70相似或相同的方式分布在pcb 232上。多个线性开孔数组可以被定位在相邻的光源对236之间的对角线上，以与如图7所示的对于pcb 32的方式相似或相同的方式在任何给定的相邻的光源对236之间形成一组线性数组。在另外的实施例中，应力消除开孔可以被布置成以与图8所示的对于pcb 32的方式相似或相同的方式围绕光源236。尽管图6、7、及8记载了圆形应力消除开孔，pcb 232中的应力消除开孔可以是其他形状。例如，图9示出了可以应用于pcb 232中的开孔的锯齿形应力消除开孔形状(a)，矩形应力消除开孔形状(b)，及蛇形应力消除开孔形状(c)。其他形状也是可能的，并且应力消除开孔的形状与位置不限于圆形、矩形、锯齿形、或蛇形。例如，其他形状可以包括椭圆形、三角形、或菱形。此外，pcb 232中的应力消除开孔不必具有一致的形状或尺寸。在一些实施例中，pcb 232中的应力消除开孔的形状及/或尺寸可以变化。pcb 232中的应力消除开孔的存在，会降低pcb的有效弹性模数，从而使pcb更容易因cte不匹配而变形，并减少光学结合点的应力。在一些实施例中，应力消除开孔可以以与图5所示的对于pcb 32的方式相似或相同的方式填充不同于pcb的材料的材料。例如，填充材料可以是聚合物材料，例如环氧树脂材料。在其他实施例中，应力消除开孔可以保持敞开(例如，充满空气)。
103.在其他实施例中，为了减小与cte有关的应力，pcb 232可为与图10所示的pcb 32相似或相同的非平面的方式。例如，如图10所示(未按比例)，在一些实施例中，pcb 232可以是波纹状的，其中pcb 232的区域比其他区域更靠近lgp 228。如果pcb是非平面的或波纹状的，且光源236位于较高点(更靠近lgp)，但光源的顶部(末端)大概在同一平面上，以利于与
lgp 228结合)，cte不匹配将导致pcb呈手风琴状的方式稍微“折迭”，而不是呈现出纯粹的2d线性膨胀与收缩。
104.在其他实施例中，pcb 232的厚度t
pcb3
可以以与图11所示的pcb 32的厚度相似或相同的方式变化，以减少与cte相关的压力。例如，t
pcb3
在支撑光源236的区域中可以更大(更厚)，并且在光源之间的区域中可以更薄。如果pcb 232在光源位置处较厚而在两个光源之间较薄，则cte不匹配将导致pcb 232在3维方向上弯曲或翘曲，而不是在保持平坦的同时简单地进行伸缩。
105.尽管已经关于其某些说明性和特定实施例详细地描述了不同实施例，但是本案不应被认为限于此，因为在不脱离所附权利要求书的情况下，可以对所公开特征进行多种修改和组合。