CN103149720B - 液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种液晶显示装置，包括：反射板；所述反射板上方的导光板；发光二极管（LED）组件，其包括沿所述导光板的侧面设置的LED、LED安装在表面上的LED柔性印刷电路板（FPCB）。FPCB包括条和从主体延伸的支架部分。条和支架部分集成到单体中。支架部分从条延伸到用于控制LED的电路。金属条附接到LED FPCB的条，以向FPCB提供刚性并使FPCB冷却。

Description

液晶显示装置
技术领域
本公开涉及液晶显示装置，更具体地说，涉及柔性线缆与充当液晶显示装置中的光源的发光二极管（LED）组件之间的连接结构。
背景技术
液晶显示（LCD）装置由于运动图像的优良再现和高对比度而被广泛用作笔记本电脑的监视器、个人计算机和电视的监视器。LCD装置利用液晶层的液晶分子的光学各向异性和偏振特性来生成图像。
LCD装置包括彼此间隔开且彼此相对的两个基板以及插置在该两个基板之间的液晶层。通过改变施加于液晶层的电场的强度以及改变通过液晶层的光的透射来控制液晶分子的排列方向。
LCD装置需要另外的光源，因为LCD装置不是自发光的。因此，背光单元布置在液晶（LC）面板的背面，并将光发射到LC面板中，以显示图像。图1是包括LED作为光源的传统液晶显示（LCD）装置的横截图。图1的LCD装置包括液晶面板10、背光单元20、支撑框30、顶盖40和底盖50。液晶面板10显示图像并包括彼此相对且附接并且液晶层（未示出）设置在其间的第一基板12和第二基板14。
背光单元20布置在液晶面板10的背面。背光单元20包括光源、反射板25、导光板23和多个光学片21。光源沿长度方向布置在支撑框30的至少一侧的边缘处。反射板25布置在底盖50上方并被着色为白色或银色。导光板23布置在反射板25上方。多个光学片21布置在导光板23上方。
液晶面板10和背光单元20的边缘被具有矩形形状的支撑框30包围。顶盖40覆盖液晶面板10的正面的边缘，底盖50覆盖背光单元20的背面。顶盖40和底盖50与支撑框30组合，从而构成单体。
未说明的附图标记19a和19b表示附接到液晶面板10的正面和背面并控制光的偏振的偏振器。背光单元20可以包括冷阴极荧光灯（CCFL）、外部电极荧光灯（EEFL）以及发光二极管（LED）作为光源。这些光源当中，LED由于其小尺寸、低功耗和高可靠性而被广泛使用。在图1中，LED 29a安装在LED印刷电路板（PCB）29b上，以形成LED组件29。LED组件29可以通过粘合剂固定，使得从LED 29a发射的光面对光投射在其上的导光板23的侧面。因此，从LED 29a发射的光投射在导光板23的侧面上，接着在导光板23内部向液晶面板10折射。利用由反射板25反射的光，光被改变为在通过多个光学片21的同时具有均匀亮度和高质量，并被提供给液晶面板10。
LED驱动电路（未示出）向LED 29a提供驱动电压，并控制LED 29a的开或关。LED驱动电路靠近底盖50的背面布置，以使LCD装置的总尺寸最小。
为了将LED 29a电连接到LED驱动电路，诸如柔性印刷电路（FPC）的柔性线缆（未示出）布置在LED PCB 29b一侧，弯曲并将LED PCB 29b连接到底盖50的背面上的LED驱动电路。LED PCB 29b和柔性线缆通过焊接彼此电连接。
然而，具有上述结构的背光单元20具有多个问题。首先，柔性线缆和LED PCB29b之间的连接是脆弱的。当柔性线缆弯曲以连接到（底盖50的背面上的）LED驱动电路时，频繁出现柔性线缆的断开，尤其当外力施加于用于连接柔性线缆和LEDPCB 29b的焊接区域时。这可能导致LED 29a的故障或对驱动部件的损害。此外，可能存在诸如LED PCB 29b和柔性线缆之间的冷焊或焊料不足的焊接问题，这也可能导致LED 29a的故障或对驱动部件的损害。因此，LCD装置的可靠性由于柔性线缆和LED PCB 29b之间的弱连接而降低。
发明内容
实施方式涉及包括柔性印刷电路板（FPCB）的液晶显示（LCD）装置，该柔性印刷电路板中，用于安装多个发光二极管（LED）的第一部分与从第一部分延伸并弯曲以将FPCB电连接到用于使多个LED工作的电路的第二部分集成为单体。通过集成第一部分和第二部分，不太可能出现FPCB和该电路之间的断开，增加了LCD装置的可靠性并且防止了对LCD装置的电路组件的损害。
在一个或多个实施方式中，LCD装置还可以包括具有背面、正面和多个侧面的导光板，其中，经由正面发射通过多个侧面中的一个侧面进入的光。由安装在第一部分上的多个LED产生光。LCD装置还可以包括固定到第一部分的另一面以向第一部分提供刚性并将热从FPCB传递出去的金属板。
在一个或多个实施方式中，LCD装置还包括反射板、一个或多个光学片以及液晶面板。反射板设置在导光板的背面，以将通过导光板的背面发射的光反射回去。导光板的正面上的一个或多个光学片漫射或汇聚从导光板的正面发射的光。液晶面板基于通过该一个或多个光学片的光生成图像。
在一个或多个实施方式中，LCD装置包括具有底壁和至少一个侧壁的底盖。底壁至少部分地覆盖反射板的背面并且形成有FPCB的第二部分穿过其中以连接到电路的孔。FPCB的第一部分被所述至少一个侧壁支撑。
在一个或多个实施方式中，LCD装置包括一个或多个光学片和导光板之间的支撑框。
在一个或多个实施方式中，第一部分是条形，并沿导光板的纵长方向延伸。第二部分沿垂直于导光板的纵长方向的方向延伸。
在一个或多个实施方式中，FPCB包括为该FPCB提供支撑和力量的柔性基膜、该柔性基膜上的电源线层以及该电源线层上的用于保护该电源线层的覆盖层。该电源线层包括导电材料的图案，以传送电信号。
在一个或多个实施方式中，多个LED利用表面安装技术（SMT）安装在第一部分上。
应当理解，以上总体描述和以下详细描述这二者是示例性和解释性的，旨在为要求保护的本发明提供进一步解释。
附图说明
附图示出了示例性实施方式，并与描述一起用于解释本发明的原理，所述附图被包括以提供本发明的进一步理解，并被合并到该说明书中作为该说明书的一部分。
图1是例示包括发光二极管（LED）作为光源的传统液晶显示（LCD）装置的截面图。
图2是例示根据示例性实施方式的LCD装置的分解立体图。
图3A和图3B是例示根据示例性实施方式的LED组件的立体图。
图4A和图4B是例示根据示例性实施方式的LED组件的线缆柔性印刷电路板（FPCB）和底盖的背面上的LED驱动电路的连接的立体图。
具体实施方式
现在将详细描述本发明的实施方式，附图中示出了这些实施方式的示例。
图2是例示根据示例性实施方式的LCD装置202的分解立体图。在图2中，LCD装置202包括液晶面板110、背光单元120、支撑框130、顶盖140和底盖150。
更具体地说，液晶面板110显示图像。液晶面板110包括彼此相对且附接的第一基板112和第二基板114，并且液晶层设置在第一基板112和第二基板114之间。在有源矩阵型（尽管附图中未示出）中，选通线和数据线形成在第一基板112的内部表面上。第一基板112也被称为下基板或阵列基板。选通线和数据线交叉以限定像素区域。薄膜晶体管（TFT）形成在选通线和数据线的各个交叉点处，像素电极在各个像素区域连接到薄膜晶体管。像素电极可以由透明导电材料形成。
黑底以及红色、绿色和蓝色滤色器图案形成在第二基板114的内部表面上。第二基板可以称为上基板或滤色器基板。滤色器图案分别对应于像素区域。黑底包围滤色器图案中的每一个并覆盖选通线、数据线和/或薄膜晶体管。透明公共电极形成在滤色器图案和黑底上方。
偏振器（未示出）附接到第一基板112和第二基板114的外部表面，并选择性地透射线偏振光。
例如，印刷电路板117经由诸如柔性印刷电路板或带载封装（TCP）的连接装置116附接到液晶面板110的至少一侧。印刷电路板117在模块装配工艺期间朝向支撑框130的侧面或底盖150的背面弯曲。
在液晶面板110中，来自选通驱动电路的开/关信号通过选通线提供给薄膜晶体管。当通过各个选通线选择的薄膜晶体管导通时，来自数据驱动电路的数据信号通过数据线提供给像素电极。结果，在像素电极和公共电极之间感应出电场，并且液晶分子的排列被该电场改变，以改变光的透射。因此，液晶面板110显示透射变化作为图像。
背光单元120布置在液晶面板110的下方，并向液晶面板110提供光，使得从外部可见液晶面板110的透射变化。
背光单元120包括发光二极管（LED）组件200、白色或银色的反射板125、反射板125上方的导光板123以及导光板123上方的光学片121。
LED组件200布置在导光板123的一侧，使得LED组件200面对光投射在其上的导光板123的侧面。LED组件200包括多个LED 210和LED柔性印刷电路板（FPCB）。LED FPCB包括FPCB条（bar）220和支架（leg）部分221。LED 210彼此分开地安装在FPCB条220上。
实施方式提供LED 210安装在柔性的FPCB条220上的LED组件200。用于增加FPCB条220的刚性的金属条230布置在FPCB条220的背面、安装有LED 210的LED FPCB的正面的相对侧处。
LCD装置202还包括用于控制LED组件200的开/关的LED驱动电路160（图4B中示出）。LED驱动电路160布置在底盖150的底壁151上，以使LCD装置的总尺寸最小。
LED FPCB包括支架部分221和FPCB条220。LED FPCB的支架部分221从FPCB条220延伸，以将LED PFCB电连接到布置在底盖150的底壁151上的LED驱动电路160。支架部分221和FPCB条220是柔性的并且可弯曲。可以通过弯曲支架部分221来将支架部分221连接到底盖150的底壁151上的LED驱动电路160。也就是说，在LCD装置202中，LED组件200的LED 210安装在FPCB条220上，通过将支架部分221直接延伸到LED驱动电路160而使该FPCB条220连接到底盖150的底壁151上的LED驱动电路。
将支架部分221直接延伸到LED驱动电路160是有利的，因为可以防止LED驱动电路和FPCB条220之间断开，并且可以防止LED 210的故障和对电路组件的损坏，等等，如下文更详细描述的。
从LED组件200的LED 210发射的光投射到导光板123中。随着光穿过导光板123的内部而移动并广泛且均匀地散射，导光板123中多次出现光的全内反射。这样，导光板123充当点亮液晶面板110的平面光源。
为了提供平面光源，导光板123可以在其背面包括预定的图案。这些图案可以是椭圆的、多边形的或者全息的，以便对在导光板123内部投射的光进行引导。这些图案可以通过印刷方法或注入方法来形成。
反射板125布置在导光板123的背面下方。反射板125向液晶面板110反射通过导光板123的背面的光，以增加亮度。
导光板123上方的光学片121包括漫射片和至少一个聚光片。光学片121漫射或汇聚通过导光板123的光，以充当在整个液晶面板110上提供更加均匀的光的平面光源。
液晶面板110和背光单元120模块化为顶盖140、支撑框130和底盖150。顶盖140具有L形截面的矩形框形状，以覆盖液晶面板110的正面和侧面的边缘。顶盖140的正面具有开口。通过该开口显示在液晶面板110上生成的图像。
液晶面板110和背光单元120布置在底盖150上方。底盖150是用于组装LCD装置的基底。底盖150包括靠近背光单元120的反射板125的底壁151和从底面151的边缘向液晶面板110弯曲的侧壁153。
支撑框130具有矩形形状。支撑框130布置在底盖150上方并包围液晶面板110和背光单元120的边缘。支撑框130与顶盖140和底盖150组合。
顶盖140也可以被称为壳顶或顶壳。支撑框130也可以被称为引导板、主支撑体或模框。底盖150也可以被称为底盖或下盖。
具有上述结构的背光单元120可以被称为侧光型。根据各种目的，LED 210可以在FPCB条220上设置为多行。此外，一个或多个LED组件200可以布置在底盖150的彼此面对的各个侧壁，并且可以彼此对应。
在LCD装置中，LED组件200的FPCB条220直接连接到LED驱动电路160。通过提供安全的连接，防止了LED驱动电路和LED FPCB之间断开以及LED 210的故障。
图3A和图3B是例示根据示例性实施方式的LED组件200的立体图。LED组件200包括LED 210和LED FPCB。LED 210可以通过表面安装技术（SMT）安装在FPCB条220上，并且可以彼此分开预定间隔。FPCB条220具有长条形。LED 210沿FPCB条220的纵长方向布置在FPCB条220上。
LED 210并联连接，并且通过形成在LED FPCB上的金属线（未示出）提供有电压信号。LED 210可以包括分别发射红光、绿光和蓝光的红色（R）、绿色（G）和蓝色（B）LED。可以通过同时点亮RGB LED 210并通过混合红光、绿光和蓝光来产生白光。各个LED 210可以包括分别发射红光、绿光和蓝光的LED芯片，并且各个LED210可以产生白光。LED 210可以包括发射白光的芯片，并且发射全白光。
LED FPCB包括柔性基膜223和该基膜223上的电源线层225。电源线层225包括通过对导电材料进行构图形成的多条金属线。基膜223支撑电源线层225和LED210。基膜223可以由诸如聚酰亚胺或聚酯的树脂形成。基膜223可以由诸如阻燃4（FR4，flame resistant 4）或T-preg的具有相对导热性的材料形成。电源线层225的金属线（未示出）向FPCB条上的LED 210提供开/关信号。金属线彼此不交叠。
覆盖层227进一步形成在电源线层225上，以保护电源线层225。覆盖层227可以由有机或无机绝缘材料形成。覆盖层227可以包括白色材料，以反射光。覆盖层227可以具有反射功能以及绝缘功能。也就是说，由于覆盖层227由具有相对高的反射率的白色材料形成，所以覆盖层227反射在相邻LED 210之间的区域中传播的光中的一部分，使得当从LED 210发射的光投射在图2的导光板123上时，反射的光进入导光板123的内部。利用反射的光，可以解决或减少热点问题（即，相对于导光板123的其它区域的相邻LED 210之间的区域）。此外，增加了投射到图2的导光板123中的光的量，这导致光效率增加。覆盖层227可以通过光阻焊（PSR）工艺形成。
并且，如上所述，金属条230进一步布置在FPCB条220的与安装有LED 210的FPCB条220的正面相对的背面。基膜210将金属条230和电源线层225绝缘。金属条230增加FPCB条220的刚性并且同时辐射LED组件200的热。金属条230可以由诸如铝（Al）或铜（Au）的具有相对高的导热性的金属材料形成。
在一个实施方式中，基膜223具有第一刚度（k1），电源线层225具有第二刚度（k2），并且覆盖层227具有第三刚度（k3），其中，第三刚度最大，其次是第二刚度和第一刚度。第一刚度最低。当支架部分221向上弯曲时（如图3A所示），基膜223经受最高的应力，其次是电源线层225和覆盖层227。
由LED 210生成的热通过金属条230的热传导有效地传递到LCD装置202的外部。为了增加热传递，金属条230接触底盖150的侧壁153，以将由LED 210生成的热传递到底盖150。由于图2的底盖150相比金属条230具有相对大的暴露于外部空气的区域，所以底盖150将由LED 210生成的热有效地传递到LCD装置202的外部。为了增加热传递，可以进一步在图2的金属条230和底盖150之间布置散热器（未示出）。散热器可以设置有粘合剂并具有高热传递性。利用散热器上的粘合剂，LED组件200可以附接到底盖150的侧壁153，同时迅速有效地将热从LED 210传递出去。
LED FPCB还包括从FPCB条220延伸的支架部分221。LED FPCB的支架部分221和FPCB条220集成为单体。支架部分221的一端电连接到布置在底盖150的底壁151处的LED驱动电路160（参见图4B）。
支架部分221还包括柔性基膜223、电源线层225和覆盖电源线层225的覆盖层227。电源线层225包括通过对基膜223上的导电材料进行构图形成的金属线。
垫部分221a布置在支架部分221的一端，用于电连接LED驱动电路160。
支架部分221还如同FPCB条220一样柔性。因而，如图3B所示，支架部分221可以弯曲。在根据本实施方式的LED组件200中，用于将LED组件200与图2的底盖150的背面上的LED驱动电路连接的支架部分221与安装有LED 210的FPCB条220一起集成到单体中。由于支架部分221从FPCB条220延伸，所以尽管弯曲支架部分221，也不太可能出现LED驱动电路160和FPCB条220之间的断开，降低了LED 210的故障以及对电路部件的损坏的可能。
将此对比图1的传统LED组件29，其中图1的LED组件29和（图1的底盖50的背面上的）LED驱动电路通过经由焊接连接到图1的PCB 29b的一侧的柔性线缆连接。当该柔性线缆弯曲时，外力施加于用于连接图1的柔性线缆和PCB 29b的焊接区域，导致频繁出现柔性线缆的断开。
图4A和图4B是例示根据示例实施方式的LED组件200的支架部分221和底盖150的底壁151上的LED驱动电路160的连接的立体图。图4B示出底盖150的底壁151。在图4A和图4B中，包括安装在FPCB条220上的LED 210的LED组件200附接并固定到底盖150的一个侧壁153的内表面。尽管附图中未示出，但是图2的反射板125布置在底盖的底壁151的上方，并且图2的导光板123布置在图2的反射板125的上方，使得图2的导光板123的光投射在其上的侧面面对从LED 210发射的光的方向。
LED组件200附接并固定，使得FPCB条220的背面上的金属条230接触底盖150的侧壁153的内表面。
从FPCB条220延伸的支架部分221基本上相对于FPCB条220以90度角度弯曲，并通过形成在底盖150的底壁151中的退出孔（withdrawal hole）155布置在底盖150的背面上。这样，支架部分221电连接到布置在底盖150的背面上的LED驱动电路160。
在LED组件220中，FPCB条220和支架部分221集成为单体。尽管支架部分221垂直于FPCB条220弯曲，但是不太可能出现FPCB条220和支架部分221之间的断开。
尽管针对用于经由导光板的侧面将光投射到导光板中的LED组件描述了以上实施方式，但是其它实施方式也可以采用LED组件来投射来自透明板的背面的光。
此外，示例实施方式的LED组件200不遭受诸如冷焊或焊料不足的焊接问题。由于本发明的LED组件200不需要焊接区域，所以本发明的LED组件200可以比传统的LED组件薄。因此，当使用示例实施方式的LED组件200时，可以改进LCD装置的可靠性。
根据示例实施方式的LED组件200不太可能遭受与LED驱动电路160断开，并且不太可能经历LED 210的故障或对电路部件的损坏，等等。此外，金属条230形成在FPCB条220的背面上，以增加FPCB条220的刚性，并辐射LED组件200的热。因而，由LED 210生成的热被有效地传送到LCD装置外部。
对于本领域技术人员而言明显的是，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以进行各种修改和改变。因而，本发明旨在覆盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的本发明的修改和变形。
相关申请
本申请要求2011年12月6日提交的韩国专利申请No.10-2011-0129681的优先权，通过引用将其并入本文。

Claims (17)

1.一种液晶显示LCD装置，该LCD装置包括：
具有背面、正面和多个侧面的导光板，其中，经由所述正面发射通过所述多个侧面中的一个侧面进入的光；
柔性印刷电路板FPCB，该FPCB包括：
第一部分，所述第一部分被配置为沿着所述导光板的所述多个侧面中的所述一个侧面将多个发光二极管LED安装在表面上，并使这些发光二极管面对所述导光板的所述多个侧面中的所述一个侧面，以及
第二部分，所述第二部分从所述第一部分延伸并弯曲，以将所述FPCB电连接到用于使所述多个发光二极管LED工作的电路，其中，所述第一部分和所述第二部分集成为单体；并且
其中，所述FPCB包括为该FPCB提供支撑和力量的柔性基膜、该柔性基膜上的电源线层以及该电源线层上的用于保护该电源线层的覆盖层；以及
其中，所述柔性基膜具有第一刚度，所述电源线层具有比所述第一刚度大的第二刚度，并且所述覆盖层具有比所述第二刚度大的第三刚度；
固定到所述第一部分的另一表面的金属板，所述金属板用于为所述第一部分提供刚性并将热从所述FPCB传递出去。
2.根据权利要求1所述的LCD装置，该LCD装置还包括：
设置在所述导光板的背面的反射板，所述反射板将通过所述导光板的背面发射的光反射回去；
所述导光板的正面上的一个或多个光学片，所述一个或多个光学片漫射或汇聚从所述导光板的正面发射的光；以及
所述一个或多个光学片上的液晶面板，所述液晶面板被配置为基于通过所述一个或多个光学片的光生成图像。
3.根据权利要求2所述的LCD装置，该LCD装置还包括具有底壁和至少一个侧壁的底盖，所述底壁至少部分地覆盖所述反射板的背面并且形成有孔，所述FPCB的所述第二部分穿过该孔以连接到所述电路，所述FPCB的所述第一部分由所述至少一个侧壁支撑。
4.根据权利要求2所述的LCD装置，该LCD装置还包括所述一个或多个光学片和所述导光板之间的支撑框。
5.根据权利要求1所述的LCD装置，其中，所述第一部分是条形，并沿所述导光板的纵长方向延伸，并且其中，所述第二部分沿垂直于所述导光板的纵长方向的方向延伸。
6.根据权利要求1所述的LCD装置，其中，该电源线层包括导电材料的图案，以传送电信号。
7.根据权利要求1所述的LCD装置，其中，所述覆盖层包括白色材料，以反射入射在所述覆盖层上的光。
8.根据权利要求1所述的LCD装置，其中，所述金属板由铝(Al)或铜(Cu)制成。
9.根据权利要求1所述的LCD装置，其中，所述金属板和所述第一部分为条形。
10.根据权利要求1所述的LCD装置，其中，所述多个发光二极管LED利用表面安装技术(SMT)安装在所述第一部分上。
11.一种显示装置中的柔性印刷电路板FPCB，该FPCB包括：
第一部分，其被配置为沿着导光板的多个侧面中的一个侧面将多个发光二极管LED安装在表面上，并使这些发光二极管面对所述导光板的所述多个侧面中的所述一个侧面；以及
第二部分，其从所述第一部分延伸并弯曲，以将所述FPCB电连接到用于使所述多个发光二极管LED工作的电路，其中，所述第一部分和所述第二部分集成为单体；并且
其中，所述FPCB包括为该FPCB提供支撑和力量的柔性基膜、该柔性基膜上的电源线层以及该电源线层上的用于保护该电源线层的覆盖层；以及
其中，所述柔性基膜具有第一刚度，所述电源线层具有比所述第一刚度大的第二刚度，并且所述覆盖层具有比所述第二刚度大的第三刚度。
12.根据权利要求11所述的FPCB，其中，所述第一部分是条形，并沿导光板的纵长方向延伸，并且其中，所述第二部分沿垂直于导光板的纵长方向的方向延伸。
13.根据权利要求11所述的FPCB，其中，该电源线层包括导电材料的图案，以传送电信号。
14.根据权利要求11所述的FPCB，其中，所述覆盖层包括白色材料，以反射入射在所述覆盖层上的光。
15.根据权利要求11所述的FPCB，其中，所述第一部分被配置为固定用于为所述第一部分提供刚性并将热从所述FPCB传递出去的金属板。
16.根据权利要求15所述的FPCB，其中，所述金属板由铝(Al)或铜(Cu)制成。
17.根据权利要求11所述的FPCB，其中，所述多个发光二极管LED利用表面安装技术(SMT)安装在所述第一部分上。
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