CN102081259B

CN102081259B - 液晶显示装置

Info

Publication number: CN102081259B
Application number: CN201010273959.4A
Authority: CN
Inventors: 池炳华; 段庆植; 李世民; 朴亨修
Original assignee: LG Display Co Ltd
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 2009-11-27
Filing date: 2010-09-02
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2030-09-02
Also published as: KR101294749B1; US8730425B2; US20110128463A1; CN102081259A; KR20110059305A

Abstract

一种液晶显示装置，包括：液晶面板；背光单元，位于液晶面板的下方，并为液晶面板提供光，该背光单元包括反射片、在该反射片上的导光板、在该导光板上的光学片和在该导光板的一侧的发光二极管组件，该发光二极管组件包括作为光源的至少一个发光二极管；主框架，环绕液晶面板和背光单元的边缘，并包括固定有发光二极管组件的第一部分和从第一部分延伸的第二部分，该第二部分覆盖发光二极管组件的顶部；底框架，位于反射片的下方并与主框架结合起来；以及顶框架，环绕液晶面板的边缘并固定到底框架和主框架。

Description

液晶显示装置

本发明要求2009年11月27日提交的韩国专利申请10-2009-0115994的权益，在此援引该专利申请做为参考。

技术领域

本发明涉及一种液晶显示（LCD）装置，更特别地，涉及一种利用发光二极管并能防止光泄漏的LCD装置。

背景技术

液晶显示装置因其对比度高以及可显示运动图像，而广泛应用于笔记本电脑、监视器和电视等。LCD装置利用液晶分子的光学各向异性和极化性质来显示图像。

LCD装置需要包括第一和第二基板及介于两者之间的液晶层的液晶面板。液晶层中的液晶分子排列被在液晶面板中感应的电场改变从而控制光的透射率。

一般地，因为LCD面板是一种非发光型（non-emissive-type）显示装置，所以需要附加光源。因此，将背光单元置于LCD面板下方。LCD装置利用背光单元产生并提供给LCD面板的光来显示图像。冷阴极荧光灯（CCFL）、外置电极荧光灯和发光二极管（LED）用做背光单元的光源。在这些光源中，LED因在尺寸、功耗和可靠性上的优势而被广泛使用。

图1是背景技术中使用LED作为光源的LCD装置的截面图。参照图1，LCD装置包括液晶面板10、背光单元20、主框架30、底框架50和顶框架40。该液晶面板10包括彼此相对的第一基板12和第二基板14以及两者之间的液晶层（未显示）。用于控制光偏振方向的第一极化板19a和第二极化板19b分别置于液晶面板10的前面和后面。

背光单元20置于液晶面板10的后面。背光单元20包括沿主框架30的至少一侧的长度方向排列的LED组件29、在底框架50上的白色或银色反射片25、在反射片25上的导光板23和在导光板23上的光学片21。LED组件29位于导光板23的一侧并包括至少一个发射白光的LED29a和安装了该LED29a的LED印刷电路板（PCB）29b。光学片21包括多个薄片。

液晶显示面板10和背光单元20利用主框架30结合起来，主框架30能够防止液晶面板10和背光单元20的移动。顶框架40覆盖液晶面板10的边缘以及主框架30的侧面，从而使顶框架40可以支持并保护液晶面板的边缘以及主面板30的侧面。底框架50覆盖主框架30的后边缘，从而底框架50同主框架30和顶框架40结合起来用以进行调整。

图2是图1中A部分的放大截面图。参考图2和图1，LED29a位于导光板23的一侧并安装在PCB29b上。LED29a有固定的位置并面对导光板23的侧面部分，从而从LED29a中发出的光投射至导光板23。为了给LED组件29提供空间，底框架50具有弯曲部分。也就是说，底框架50向上弯曲。LED组件29利用如双面胶的元件固定在底框架50的弯曲部分中。

从LED29a中发出的光投射至导光板23并被折射或反射至液晶面板10。光在通过光学片21的过程中形成均匀的平面光源。

遗憾的是，现有的LCD装置有一些问题。例如，对于LCD的光没有引导部件，一些光会通过LED和导光板之间的空间泄漏。因此，亮度和显示图像质量方面会有一些不足。

发明内容

因此，本发明的实施例涉及充分地消除了由于背景技术的局限和不足而导致的一个或多个问题的LCD装置。

本发明的目的是防止LCD装置中的光泄漏。

本发明的另一目的是改进亮度和显示图像的质量。

本发明的又一目的是将LED的发热有效发散到外部空间。

本发明的其他特点和优点将在下面的描述中阐明，这些特点和优点中的一些根据描述是显而易见的，或可从本发明的实施中获悉。通过书面的描述、权利要求和附图特别指出的结构将认识和获得本发明的这些目的和其他优点。

为了实现这些和其他优点并依据本发明的目的，如具体体现和概括地描述的，一种液晶显示装置包括：液晶面板；位于液晶面板的下方并提供光给液晶面板的背光单元，该背光单元包括反射片、在该反射片上的导光板、在该导光板上的光学片和在该导光板的一侧的LED组件，该LED组件包括作为光源的至少一个LED；环绕液晶面板和背光单元的边缘的主框架，该主框架包括固定有LED组件的第一部分、从第一部分延伸的第二部分和从第二部分延伸的第三部分，该第一部分覆盖LED组件没有面对该导光板的一侧，该第二部分覆盖导光板的边缘和LED组件的顶部，该第三部分覆盖该液晶面板的侧面，其中液晶面板的边缘支撑在第二部分上，其中第三部分的宽度大于第一部分的宽度；位于反射片的下方并与主框架结合起来的底框架；环绕液晶面板的边缘并固定到底框架和主框架的顶框架，其中导光板在其一侧包括第一沟槽，主框架包括穿过第二部分的第二沟槽，底框架包括柱状凸起体和穿过该柱状凸起体的第三沟槽，第一螺钉插入第一、第二和第三沟槽，其中第一沟槽的尺寸比第二和第三沟槽的尺寸大，其中第一沟槽、第二沟槽和第三沟槽相互重叠以提供螺孔，其中该柱状凸起体位于两个相邻LED之间，其中主框架由金属材料形成，并且第一部分的宽度大于第二部分的厚度。

需知上述概括描述和以下具体描述都是例示性和说明性的，这些描述旨在提供关于所要保护的发明的更进一步的说明。

附图说明

提供对本发明的进一步理解并组成本说明书的一部分的附图绘出本发明的实施例并与说明书一起用以解释本发明的原理。附图中：

图1是背景技术中使用LED作为光源的LCD装置的截面图；

图2是图1中A部分的放大截面图；

图3是根据本发明的LCD装置的分解透视图;

图4是根据本发明的LCD装置的一部分的截面图；

图5A到5D分别是表示根据本发明的LCD装置的主框架和底框架的结合形态的截面图；以及

图6是表示在根据本发明的LCD装置中的背光单元的导光板和底框架的简略透视图。

具体实施方式

现在将对附图中示出的本发明的例示性实施例进行详细说明。

图3是根据本发明的LCD装置的分解透视图。参照图3，LCD装置包括液晶面板110、背光单元120、主框架200、底框架150和顶框架140。

液晶面板110包括彼此相对的第一基板112和第二基板114以及两者之间的液晶层（未显示）。在有源矩阵（active matrix）型中，阵列单元，如栅线（未显示）、数据线（未显示）、薄膜晶体管（未显示）和像素电极都形成在第一基板112上。栅线和数据线相互交叉来限定像素区域，薄膜晶体管形成在栅线和数据线的交叉部分。像素电极设置在像素区域并与薄膜晶体管相连。另外，对应于栅线、数据线和薄膜晶体管以便阻挡光的黑矩阵（未显示）和具有红色、绿色及蓝色的滤色层形成在第二基板114上。公共电极（未显示）也形成在第二基板114上，以便与第一基板112上的像素电极一起产生电场。此外，用以选择性透光的第一和第二极化板置于第一基板112和第二基板114的外侧。

液晶面板110通过例如柔性电路板（flexible circuit board）或载带封装（tapecarrier package）的连接部件116与驱动印刷电路板117连接，该驱动印刷电路板117给液晶面板110分别供给扫描信号和图像信号。驱动印刷电路板作为虚拟空间（dummy space）分别沿底框架150的末端部分延伸。

当薄膜晶体管由栅极驱动电路的扫描信号置于导通状态时，图像信号通过数据线施加给像素电极，在像素电极和公共电极之间产生电场。因此，当电场强度或方向变化时，液晶层中的液晶分子取向也改变，从而控制光的透射。

为了利用受控的透射来显示图像，投射光给液晶面板110的背光单元120设置在液晶面板110的后面。背光单元120包括作为光源的LED组件129、白色或银色的反射片125、在反射片125上的导光板123和在导光板123上的光学片121。

LED组件129位于导光板123的一侧，用以给导光板123提供光。LED组件129包括多个LED129a和在上面彼此间隔开地安装了这些LED129a的PCB129b。一个LED129a发出红光，另一个LED129a发出绿光，再一个LED129a发出蓝光。通过开启及关闭LED129a，由LED129a的颜色混合提供了白光。

作为替代，可以使用发出所有红光、蓝光和绿光的LED芯片。或者，可以利用发出白光的LED芯片。此外，还可使用包含多个LED的LED簇。再者，LED129a在PCB129b上排列成为至少两排。

从LED129a发出的光以全反射在导光板123中行进，从而为液晶面板110提供平面光源。导光板123在其背面包含图形，以提供更均匀的平面光源。例如，该图形可为椭圆形、多边形或全息图形之一。

反射片125置于导光板123下方，将通过导光板123的光反射至液晶面板110以增强亮度。导光板123上的光学片121包括至少一个聚光片（lightconcentration sheet）。通过导光板123的光被光学片121散射和汇聚，以给液晶面板110提供更均匀的平面光。

液晶显示面板110和背光单元120利用主框架200结合起来，主框架200能够防止液晶面板110和背光单元120的移动。顶框架140覆盖液晶面板110的边缘以及主框架200和液晶面板110的侧面，从而顶框架140可以支撑和保护液晶面板110的边缘以及主框架200和液晶面板110的侧面。底框架150覆盖主框架200的后边缘，从而底框架150同主框架200和顶框架140结合起来用以进行调整。底框架150的四条边都向上弯曲。底框架150的边位于主框架200和顶框架140之间。

主框架200包括第一部分210（图4）和第二部分220。该第一部分210垂直于底框架150。该第二部分220从该第一部分210垂直延伸，平行于底框架150。该第二部分220位于液晶面板110和导光板123之间。LED组件129固定在主框架200的该第一部分210上。LED组件129的顶部被主框架200的该第二部分220覆盖，由此防止了光泄漏。即，来自LED129a的所有光都被提供给了导光板123而没有光泄漏。主框架200还包括从第二部分220延伸的第三部分，该第三部分覆盖液晶显示面板110的侧面，其中液晶显示面板110的边缘支撑在第二部分220上，其中第三部分的宽度大于第一部分210的宽度。此外，由于主框架200的缘故，LED组件129的发热可以有效发散到外部空间。这点会在下面详细解释。

具有上述结构的背光单元120可称作侧光型。根据需要，两个LED组件可置于导光板123相对的两侧。

图4是根据本发明的LCD装置的一部分的截面图。参照图4，包括反射片125、导光板123、光学片121和LED组件129的背光单元120的边缘以及包括第一基板112、第二基板114、第一极化板119a和第二极化板119b的液晶面板110的边缘被主框架200环绕。包括水平表面150a和垂直表面150b的底框架150位于背光单元120之下。液晶面板110的前边缘被顶框架140覆盖。

主框架200包括垂直于底框架150的水平表面150a的第一部分210和从第一部分210垂直延伸到液晶平板110和导光板123之间的空间的第二部分220。即液晶平板110的后边缘位于主框架200的该第二部分220上，导光板123的前边缘位于主框架200的该第二部分220之下。换句话说，导光板123的边缘由主框架200的该第二部分220覆盖。

如上所述，背光单元（图3）包括反射片125、导光板123、LED组件129和光学片。LED组件129位于导光板123的一侧。这可称作侧顶视（sidetop-view）背光单元。

LED组件129的一侧由主框架200的第一部分210所覆盖。LED组件129的该侧使用粘合材料固定至主框架200的第一部分210，以固定LED组件129的位置。LED组件129的上侧由主框架200的第二部分220覆盖。此外，主框架200的第二部分220的宽为w，从而导光板123的上边缘由主框架200的第二部分220所覆盖。还有，LED组件129的后侧被底框架150和反射片125的至少一个所覆盖。因此，来自LED组件129的光提供给导光板123的内部空间而没有泄漏。另外，显示图像的亮度和质量提高了。

表1显示随LED和导光板的一侧之间的距离的不同的发光效率的模拟结果。

表1

如表1所示，在没有防止光泄漏元件的背光单元中（样值1），随着LED和导光板之间的距离的增加，照射在导光板上的光量、即光速减小。也就是，当LED和导光板之间的距离变小时，照射在导光板上的光量增加。然而，当LED和导光板之间的距离太小时会有一些问题。例如，LED发出的热量会导致导光板损伤。于是，为了满足发光效率又不造成损伤的条件，LED和导光板要间隔开预定的距离。因此，不可能获得窄的边框。此外，也不能使发光效率最大化。

在具有包括有第一部分210和第二部分220的主框架200的背光单元中（样值2），光量大体上是恒定的。也就是，光量与LED和导光板之间的距离无关。于是，背光单元既有最大发光效率，又不对导光板造成损伤。

表2显示随导光板的厚度的不同的发光效率的模拟结果。

表2

如表2所示，在没有阻止光泄漏元件的背光单元中（样值1），随着导光板厚度的增加，照射在导光板上的光量、即光速增加。然而，当导光板的厚度增加时，LCD装置具有过重和过厚的缺点。

在具有包括第一部分210和第二部分220的主框架200的背光单元中（样值2），光量大体上是恒定的。也就是，光量与导光板的厚度无关。于是，背光单元既有最大发光效率，LCD装置的重量和厚度又没有增加。

另一方面，参照图3，PCB129b上的LED129a相互隔开，并从外部单元获得驱动电压。PCB129b包括在绝缘基膜上的电线。绝缘基膜由树脂或陶瓷材料形成。例如，PCB129b可为柔性印刷电路板或金属芯印刷电路板。

在工作时，作为光源的LED129a的温度迅速上升。LED129a温度的上升导致亮度的变化。于是，LED129a需要散热元件。最近，金属芯印刷电路板被作为散热元件广泛应用。此时金属芯印刷电路板还包括隔离金属材料基膜和电线的绝缘层。

在本发明中，主框架200由金属材料形成，因此LED129a的热量可以通过金属芯印刷电路板和主框架200有效辐射到外部空间去。为了进一步增加散热效率，主框架200的第一部分210宽度d比主框架200的第二部分220厚度t大。

另外，为了增加发光效率，在主框架200的第一部分210和第二部分220的内表面形成反射膜。即，反射膜覆盖LED129a以增加发光效率。例如，在第一部分210和第二部分220的内表面覆盖合成树脂来形成反射膜。或者，反射片125的末端延伸至覆盖第一部分210和第二部分220的内表面（反射片125的末端尽可能地向LED组件的方向延伸）。

另一方面，主框架200还包括从第一部分210延伸以面对第二部分220的第四部分。即，主框架200的该第四部分覆盖LED组件129的底部。

图5A到5D分别是表示根据本发明的LCD装置的主框架和底框架的结合形态的截面图，而图6是表示在根据本发明的LCD装置中的背光单元的导光板和底框架的简略透视图。

参照图5A，钩230设置在主框架200的第一部分210，钩洞151设置在底框架150的垂直表面150b。该钩230插入该钩洞151从而主框架200与底框架150结合起来。

参照图5B，主框架200使用粘合元件300、例如双面胶固定在在底框架150上。例如，在主框架200的第一部分210的侧表面和底框架150的垂直表面150b之间以及在主框架200的第一部分210的底面和底框架150的水平表面150a之间形成粘合元件。

参照图5C和图6，导光板123具有邻近LED组件129的第一沟槽123a，主框架200具有穿过第二部分220的第二沟槽220a。另外，柱状凸起153形成在底框架150的垂直表面150a。该柱状凸起153包括凸起体153a和穿过该凸起体153a的第三沟槽153b。该第一沟槽123a、该第二沟槽220a和该第三沟槽153b相互重叠以提供螺孔。即第一螺钉310插入该第一沟槽123a、该第二沟槽220a和该第三沟槽153b，使得主框架200与底框架150结合起来。如果没有该凸起体153a，第一螺钉310会对导光板123造成损伤。该第二沟槽220a和该第三沟槽153b具有相同尺寸，该第一沟槽123a的尺寸比第二沟槽220a和该第三沟槽153b的大。第一沟槽123a的尺寸可等于凸起体153a的尺寸。虽然没有显示，柱状凸起153位于（图3的）两个相邻的LED129a之间。图6示出第一沟槽123a是半圆形的。或者，第一沟槽123a可为圆形的。即，第一沟槽123a可具有与第二沟槽220a和第三沟槽153b相同的形状。

参照图5D，主框架还包括穿过第一部分210的第四沟槽210a，底框架150还包括穿过垂直表面150a的第五沟槽157。第四沟槽210a与第五沟槽157重叠，使得第二螺钉320插入第四沟槽210a和第五沟槽157。如参照图5C和图6描述的，有第一沟槽123a、第二沟槽220a和第三沟槽153b。就是说，第一沟槽123a穿过导光板123形成，第二沟槽220a穿过主框架200的第二部分220形成。第三沟槽153b穿过从底框架150的垂直表面150a上突起的凸起体153a形成。第一螺钉310插入该第一沟槽123a、第二沟槽220a和第三沟槽153b。即主框架利用第一螺钉310和第二螺钉320与底框架150结合起来。

本发明中，由于LED组件由主框架的第一部分和第二部分覆盖，因此防止了光泄漏。因此，LCD装置具有提高了的亮度并显示高亮度的图像。另外，主框架使用穿过主框架的第二部分的螺钉与底框架结合起来。此外，由于主框架由金属材料形成，LED的发热可有效辐射到外部空间。因此，防止了诸如亮度改变的问题。

显然，对本领域技术人员来说，在在违背本发明的精神和不超出本发明的范围的情况下，可对本发明的例示性实施例进行各种修改和变动。因此，如果针对本发明的修改和变动落入所附权利要求及其等价物的范围，那么本发明将会涵盖这些修改和变动。

Claims

1.一种液晶显示装置，其特征在于包括：

液晶面板；

背光单元，位于所述液晶面板的下方并为所述液晶面板提供光，所述背光单元包括反射片、在所述反射片上的导光板、在所述导光板上的光学片和在所述导光板的一侧的发光二极管组件，所述发光二极管组件包括作为光源的至少一个发光二极管；

主框架，环绕所述液晶面板和所述背光单元的边缘，并包括固定有所述发光二极管组件的第一部分、从第一部分延伸的第二部分和从第二部分延伸的第三部分，所述第一部分覆盖所述发光二极管组件没有面对所述导光板的一侧，所述第二部分覆盖导光板的边缘和所述发光二极管组件的顶部，所述第三部分覆盖所述液晶面板的侧面，其中所述液晶面板的边缘支撑在所述第二部分上，其中所述第三部分的宽度大于所述第一部分的宽度；

底框架，位于所述反射片的下方并与所述主框架结合起来；以及

顶框架，环绕液晶面板的边缘并固定到所述底框架和主框架，

其中所述导光板在其一侧包括第一沟槽，主框架包括穿过第二部分的第二沟槽，底框架包括柱状凸起体和穿过该柱状凸起体的第三沟槽，第一螺钉插入第一、第二和第三沟槽，其中第一沟槽的尺寸比第二和第三沟槽的尺寸大，其中第一沟槽、第二沟槽和第三沟槽相互重叠以提供螺孔，其中该柱状凸起体位于两个相邻发光二极管之间，其中所述主框架由金属材料形成，并且第一部分的宽度大于第二部分的厚度。

2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中所述发光二极管组件使用粘合材料固定到主框架的第一部分。

3.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中所述主框架进一步包括从第一部分延伸以面对第二部分的第四部分，使得所述发光二极管组件的底部被所述第四部分覆盖。

4.根据权利要求1所述的液晶显示装置，进一步包括在第一部分和第二部分的表面上的反射膜。

5.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中所述底框架包括水平表面和垂直表面，并且所述主框架进一步包括从第一部分延伸的钩，该钩插入穿过底框架的垂直表面的钩洞。

6.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中所述主框架使用粘合材料固定在底框架上。

7.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中所述主框架包括穿过第一部分的第四沟槽，底框架包括第五沟槽，第二螺钉插入第四和第五沟槽。