CN110888262A - 显示装置 - Google Patents

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郑然济
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Abstract

本发明公开了一种显示装置。该显示装置通过在底盖的底部处形成通孔，并且通过改变子FPCB与主FPCB连接的连接结构，使该连接结构穿过底盖延伸而不是沿着底盖的外侧延伸来实现窄边框。该显示装置通过改变由主FPCB和设置在主FPCB的一个表面处的LED元件构成的LED模块的安装方向来实现减小显示装置的厚度和增强画面质量。该显示装置可以通过将传感器单元安装在LED模块上来减小在常规情况下设置有传感器单元的空间，并且可以根据传感器单元的种类来实现诸如皮肤护理或杀菌的附加功能。

Description

显示装置
本申请要求于2018年9月7日提交的韩国专利申请第10-2018-0107130号的权益，其通过引用合并到本文中，如同在本文中完全阐述一样。
技术领域
本发明涉及一种显示装置，其能够通过改变发光二极管(LED)模块的安装方向或改善的LED模块的连接结构来实现增强图像质量和边框尺寸的减小。
背景技术
近来，在依赖于信息的社会中，显示器(或显示装置)作为视觉信息传递媒介，已经非常重要。这种显示器应该满足低功耗、薄、轻、高画面质量等的要求，以在将来占据重要位置。
显示器可以分类为自发光的发光显示器例如阴极射线管(CRT)、电致发光(EL)显示器、LED显示器、真空荧光显示器(VFD)、场致发射显示器(FED)和等离子体显示面板(PDP)；以及不能自发光的非发光显示器，例如液晶显示器(LCD)。
在上面提到的各种各样的显示器中，使用液晶的光学各向异性特性来表达图像的LCD被认作是显示装置，因为与现有的CRT相比，LCD展现出优异的可视性，而与具有LCD相同屏幕尺寸的CRT相比，LCD展现出低平均功耗和低发热量。
这种LCD是一种显示装置，其中在液晶下方设置有光源，并且通过施加电场至液晶以控制液晶的对准从而调节从光源产生的光的透射率来表达图像。LCD应用于各种各样的电子设备诸如智能手机和平板个人电脑(PC)。特别地，在LCD中，在盖玻璃下方设置有液晶面板，并且在液晶面板下方设置有背光单元。LCD还包括用于在其中容纳液晶面板或背光单元的引导面板以及设置在引导面板外侧并且耦接至引导面板的底盖。
然而，关于这种LCD，根据当前的消费趋势，对轻和薄的需求不断增加。此外，对具有薄边框或无边框的结构有需求。
发明内容
因此，本发明涉及基本上消除了因相关技术的限制和缺点而引起的一个或更多个问题的显示装置。
本发明的一个目的是提供一种显示装置，其能够通过改变底盖的形状和改善发光二极管(LED)模块的连接结构来实现较薄的边框。
本发明的另一目的是提供一种显示装置，其能够通过改变LED模块的安装方向来实现减小厚度同时实现增强画面质量。
本发明的另一目的是提供一种显示装置，其能够通过将传感器单元安装在LED模块上来减小在常规情况下设置有传感器单元的空间，并且根据传感器单元的种类来实现诸如皮肤护理或杀菌的附加功能。
本发明的另外的优点、目的和特征将部分地在以下描述中阐述，并且部分地对于本领域的普通技术人员而言，在查看以下描述时将变得明显，或者可以从本发明的实践中得知。本发明的目的和其它优点可以通过在书面描述及其权利要求以及附图中具体指出的结构来实现和获得。
为了实现这些目的和其它优点并且根据本发明的目的，如本文中所实现和广泛描述的，根据本发明的一个实施方案中，显示装置通过在底盖的底部处形成通孔，以及改变连接至主FPCB的子柔性印刷电路板(FPCB)的连接结构，使该连接结构延伸穿过底盖而不沿着底盖的外侧延伸来实现窄边框。
在本发明的另一方面中，显示装置通过改变由主FPCB和设置在主FPCB的一个表面处的多个LED元件构成的发光二极管(LED)模块的安装方向来实现减小整个显示装置的厚度并且增强画面质量。
应该理解，本发明的上述一般性描述和下面的详细描述两者都是示例性的和说明性的，并且旨在提供对所要求保护的发明的进一步说明。
附图说明
包括附图以提供对本发明的进一步理解并且附图被并入本申请中且构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施方案并且与描述一起用于说明本发明的原理。在附图中：
图1是示出根据本发明的第一实施方案的显示装置的截面图；
图2和图3是分别示出图1中所示的显示装置的其它实施方案的截面图；
图4是示出根据本发明的第二实施方案的显示装置的截面图；
图5是示出图4所示的显示装置的一部分处的画面质量的参考图；
图6至图8是分别示出图4所示的显示装置的其它实施方案的截面图；
图9是示出根据本发明的第三实施方案的显示装置的截面图；以及
图10是示出图9的显示装置中的LED模块的部分在放大状态下的参考图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图对本发明的优选实施方案进行详细描述，并且因此，本发明所属领域的普通技术人员可以容易地实现本发明的优选实施方案。只要有可能，在整个附图中将使用相同的附图标记来指代相同或相似的部分。在本发明的以下描述中，当并入本文的已知功能和配置的详细描述可能使本发明的主题模糊时，将省略其详细描述。为了便于描述，附图中所示的一些特征可以被放大、缩小或简化。附图和附图中所示的构成元件可能并不具有适当的比例。当然，本领域的技术人员将容易理解这些细节。
图1是示出根据本发明的第一实施方案的显示装置的截面图。图2和图3是分别示出图1所示的显示装置的其它实施方案的截面图。
参照图1至图3，由附图标记“100”表示的本发明的显示装置包括设置有多个发光二极管(LED)元件的主柔性印刷电路板(FPCB)112、子FPCB 113和底盖120。此处，LED元件111、主FPCB 112和子FPCB 113构成背光单元10。在背光单元10上方设置有用于表现图像的液晶面板(未示出)。底盖120设置在背光单元10下方，以覆盖背光单元10。
在液晶面板处，像素以矩阵形式布置，以输出图像。液晶面板包括滤色器基板和阵列基板，它们被组合成面向彼此，使得在滤色器基板与阵列基板之间保持均匀的单元间隙(cell gap)。液晶面板还包括形成在滤色器基板与阵列基板之间的单元间隙中的液晶层。当然，在包括滤色器基板和阵列基板的组合件的液晶面板处形成有公共电极和像素电极，以向液晶层施加电场。当在电压被施加至公共电极的条件下，数据信号的电压被施加至各个(respective)像素电极时，液晶层的液晶因其由于在公共电极与每个像素电极之间产生的电场而呈现出的介电各向异性而旋转，从而允许或防止光以每个像素为基础透过液晶层。因此，显示图像或字符。
在这种情况下，诸如薄膜晶体管(TFT)的开关元件设置在各个像素处，以便以每个像素为基础，控制施加至各个像素电极的数据信号的电压。
也就是说，在阵列基板处形成有栅极线和数据线，使得栅极线和数据线沿垂直方向和水平方向布置，以限定像素区域。作为开关元件的TFT分别在阵列基板上的栅极线和数据线的交叉区域处形成。
每个TFT包括连接至栅极线中对应的一条栅极线的栅电极、连接至数据线中对应的一条数据线的源电极和连接至像素电极中对应的一个像素电极的漏电极。
滤色器基板可以包括由用于表现红色、绿色和蓝色(RGB)的多个子滤色器构成的滤色器、用于将子滤色器彼此划分并且阻挡光透过液晶层的黑矩阵、以及形成在滤色器和黑矩阵上方的外涂层。
偏振板分别附接至滤色器基板和阵列基板的外表面。在这种情况下，偏振板中的下面的一个使从背光单元10射出的光沿朝向阵列基板的方向偏振，并且偏振板中的上面的一个使从液晶面板射出的光偏振。
在液晶面板下方的背光单元10的边缘处可以设置有引导面板。引导面板支承设置在引导面板上方的液晶面板。引导面板与设置在引导面板内的背光单元10一起被容纳在底盖120中。
同时，当LED模块110是边缘型(edge type)时，背光单元10可以包括设置在液晶面板下方的导光板和设置在导光板下表面处的反射板。将结合其中LED模块110是直接型(direct type)的实施例给出下面的描述。
如上面所描述的，背光单元10可以包括：多个LED元件111，LED元件111中的每个LED元件111是用于产生光的光源；主FPCB 112，LED元件111以预定的图案被布置在主FPCB112上；以及子FPCB 113，其连接至主FPCB 112。
在背光单元10上方可以设置有多个光学片(未示出)，以便增强从光源发射的光的光效率，并且因此，光效率增强的光被发射至液晶面板。
LED模块110通过粘结剂层114附接至底盖120的内上表面。在这种情况下，在主FPCB 112的下表面处设置有与子FPCB 113连接的连接器115。在与主FPCB 112的下表面处的连接器115连接之后，子FPCB 113通过形成在底盖120处的通孔121连接至显示装置的外部。
形成在底盖120处的通孔121设置在其中LED模块110的下表面与底盖120附接的区域处。多个子FPCB 113可以分别通过多个通孔121连接至显示装置的外部。
图2示出了直接型LED模块110a的反向状态(inverted state)。在图2的情况下，在主FPCB 112上设置有多个LED元件111，以面向底盖120的内上表面。在这种情况下，在底盖120的边缘区域处(或靠近边缘的区域处)设置有形成在底盖120处的通孔121，以使子FPCB113能够连接至LED模块110a的边缘部分。在这种情况下，LED元件111设置在主FPCB 112的一个表面上。连接器115设置在主FPCB 112的另一个表面处并且连接至子FPCB 113。
在图3的情况下，对于图3中示出的LED模块110b，在主FPCB 112的一个表面处设置有多个LED元件111。在主FPCB 112的未设置有LED元件111的一个表面的边缘部分处设置有连接器115。连接器115连接至子FPCB 113。
如上面所描述的，在每种情况下，当主FPCB 112和子FPCB 113通过底盖120的内部区域进行连接时，与其中FPCB的连接结构围绕底盖120的外部区域的结构相比，由于非显示区域(NA)减小，可以具有能够容易实现窄边框的效果。
稍后将详细描述未结合图2和图3描述的LED模块的反向结构。
图4是示出根据本发明的第二实施方案的显示装置的截面图。图5是示出图4所示的显示装置的一部分处的画面质量的参考图。如上面所描述的，相同的附图标记表示相同的构成元件。
参照图4，用附图标记“200”表示的根据本发明的第二实施方案的显示装置包括LED模块210、底盖220、光学片230和引导面板240。
LED模块210包括多个LED元件211和在其上布置有以直接型图案的LED元件211的主FPCB 212。多个LED元件211设置在LED模块210的一个表面处，并且光学片230设置在LED模块210的另一个表面处。在这种情况下，LED元件211的发光方向被导向底盖220的内上表面，并且因此，从LED元件211发射的光在从底盖220的上表面反射之后，朝向光学片230行进。当然，主FPCB 212是由透明材料制成的，以允许光容易从中透过。
尽管未示出，但是在引导面板240的上方设置有液晶面板。
光学片230可以包括以下中至少之一：散射片、棱镜片、诸如双重亮度增强膜(DBEF)的亮度增强膜以及保护膜。
如上面所描述的，当LED模块210具有反向结构时，从每个LED元件211朝向光学片230行进的光的路径被延长，并且因此，可能容易引起光散射。此外，有可能减小底盖220的内上表面与光学片230的设置在最上面位置处的上表面之间的光学长度d(图4)，并且因此，可以具有减小显示装置200的厚度的效果。
换句话说，尽管在常规情况下应该确保一定的光学长度，以避免产生点阵亮度不均匀(lattice mura，污点)的现象，如图5(a)所示，但是因为根据LED模块210的反向布置，从底盖220的内上表面反射的光被再次导向光学片230，所以这个点阵亮度不均匀问题可以在本发明的实施方案中得到解决，如图5(b)所示。
此外，当光学长度d减小时，由于光学长度不足，所以可能看到点阵图案。在这种情况下，可能存在难以减小LED元件的间距的问题。然而，当LED元件具有反向结构时，有可能在减小整个显示装置的厚度的同时确保与常规结构的光学长度类似的光学长度d。就这点而言，就有可能解决上面所描述的问题。
尽管未示出，但是可以对底盖220的内上表面进行精密加工以形成镜面(未示出)，以便增强从LED模块210发射的光的反射率。
图6至图8是分别示出图4所示的显示装置的其它实施方案的截面图。
参照图6，根据本发明的第二实施方案的显示装置中的底盖220包括设置在底盖220的内上表面处的第一散射图案221。
第一散射图案221可以与底盖220的内上表面一体地形成。第一散射图案221具有从底盖220的内上表面朝向LED模块210突出的形状。
第一散射图案221具有能够沿各个不同方向散射从LED元件211朝向底盖220的内上表面行进的光的效果，并且因此，可以增强从底盖220反射的光的散射。
图6示出了设置在底盖220的内上表面处的第一散射图案221，其具有规则的半圆形横截面结构。然而，第一散射图案221可以被布置成具有不规则的间距，或者可以具有椭圆形、边等于或大于三角形的多边形、齿形等的横截面结构。此外，第一散射图案221可以具有没有从底盖220的内上表面突出的凹陷结构。
参照图7，在底盖220的内上表面处设置有反射板222。反射板222将从LED元件211发射的光完全反射向光学片230(例如如图4所示)，并且因此，有可能增加LED元件211的间距。此外，该结构可以应用于要求高亮度的显示装置。
尽管未示出，但是反射板222可以仅设置在底盖220的一部分处，例如，LED元件211中相邻的LED元件211之间的区域处，以避免点阵亮度不均匀。
参照图8，第二散射图案223与反射板222一起设置在底盖220的内上表面处。在这种情况下，反射板222的功能与图7的反射板的功能相同，并且因此，将不给出对其的描述。第二散射图案223可以具有与第一散射图案221相同的结构。
然而，第二散射图案223可以提供功能类似于散射片的功能。使用涂覆工艺或片材类型将第二散射图案223形成在反射板222上。因此，第二散射图案223具有比第一散射图案221的厚度小的厚度，并且因此，具有不增加光学长度的优点。第二散射图案223可以通过以黑色涂覆方式涂覆细珠而形成，并且因此，可以应用为“防眩光”(anti-glare)层。
图9是示出根据本发明的第三实施方案的显示装置的截面图。图10是示出图9的显示装置中的LED模块的部分在放大状态下的参考图。
参照图9和图10，用附图标记“300”表示的根据本发明的第三实施方案的显示装置包括LED模块310、底盖320、光学片330和传感器单元340。
LED模块310包括多个LED元件311和与LED元件311耦接的主FPCB 312。
在LED模块310上方设置有光学片330，并且在LED模块310下方设置有底盖320，使得LED模块310和光学片330被容纳在底盖320中。
在这种情况下，在主FPCB 312上设置有传感器单元340。每个传感器单元340设置在多个LED元件311中相邻的多个LED元件311之间。
每个传感器单元340包括接近传感器(proximity sensor)、照度传感器、指纹传感器、近红外(N-IR)芯片和紫外(UV)芯片中至少之一。
在便携式终端的情况下，接近传感器和照度传感器设置在便携式终端的前表面上方，并且因此，有必要提供主要用于接近传感器和照度传感器的非显示区域。然而，当传感器单元340设置在LED模块310中相邻的LED模块310之间时，有可能减小非显示区域，并且因此，可以具有可以实现窄边框结构或无边框结构的优点。与指纹传感器相关联，在常规情况下，仅可以通过使用物理按钮在预定位置处进行指纹识别。然而，当指纹传感器设置在LED模块310中相邻的LED模块310之间时，可以具有能够容易地识别显示区域AA的任意部分处的指纹的效果。
N-IR芯片使用近红外光提供诸如皮肤美白、去除死皮细胞、抑制皮脂分泌、缩小皮肤毛孔等皮肤护理功能。N-IR芯片使用波长为约600nm至700nm的基于红色的LED光或波长为约800nm至980nm的紫外LED光刺激表皮和真皮，并且因此，提供使皮肤能够在受到刺激时进行自我修复的效果。
此外，UV芯片使用UV光提供杀菌效果。例如，用户使用设置有UV芯片的便携式终端，可以容易地对待消毒的区域进行消毒(sterilize)。此外，在这种情况下，可以存在便携式终端可以在相对干净的状态下使用的优点。
如上面所描述的本发明的显示装置可以具有以下效果。
第一，在本发明的一个实施方案中，根据本发明的显示装置，连接至主FPCB的子FPCB可以通过形成在底盖处的通孔连接至显示装置的外部，并且因此，有可能实现窄边框。
第二，在本发明的一个实施方案中，将由多个LED元件构成的LED模块的安装方向反向，使得从LED元件发射的光被导向底盖的上表面，并且因此，有可能减小期望的画面质量所需的背光单元的最小厚度。
第三，在本发明的一个实施方案中，有可能增强画面质量同时减小背光单元的厚度。
第四，在本发明的一个实施方案中，诸如照度传感器、接近传感器和指纹传感器的传感器设置在LED元件中相邻的LED元件之间。因此，在便携式端子中，有可能减小常规情况下设置有这些传感器的空间。
第五，在本发明的一个实施方案中，当设置有诸如N-IR芯片或UV芯片的传感器时，可以具有使用近红外光的皮肤护理的效果或使用紫外光的杀菌效果。
对本领域的技术人员而言明显的是，在不偏离本发明的精神或范围的情况下，在本发明中可以进行各种修改和变型。因此，本发明旨在涵盖本发明的修改和变型，只要这些修改和变型在所附权利要求及其同等物的范围内即可。

Claims (14)

1.一种显示装置，包括：
主柔性印刷电路板(FPCB)，在其一个表面处设置有被布置成预定的直接型图案的多个发光二极管(LED)元件，同时在该相同表面或其另一个表面处设置有与所述发光二极管(LED)元件中至少之一连接的连接器；
子FPCB，其连接至所述主柔性印刷电路板(FPCB)的所述连接器；以及
用于在其中容纳所述主柔性印刷电路板(FPCB)的底盖，所述底盖形成有通孔以允许所述子FPCB通过所述通孔延伸至所述底盖的外部。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述发光二极管(LED)元件设置成使其发光方向面向所述底盖的内上表面。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其中当所述主柔性印刷电路板(FPCB)的所述一个表面面向所述底盖的所述内上表面时，所述连接器设置在所述主柔性印刷电路板(FPCB)的所述一个表面的边缘部分处。
4.根据权利要求2所述的显示装置，其中所述底盖包括在设置有所述发光二极管(LED)元件的区域中从所述底盖的所述内上表面突出或凹陷的第一散射图案，所述第一散射图案与所述底盖成为一体。
5.根据权利要求4所述的显示装置，其中所述第一散射图案被布置成具有不规则的间距。
6.根据权利要求4所述的显示装置，其中所述第一散射图案具有椭圆形、边的数目等于或大于三角形的多边形、齿形的横截面结构。
7.根据权利要求2所述的显示装置，还包括：
插设于所述底盖与所述发光二极管(LED)元件之间的反射板。
8.根据权利要求7所述的显示装置，还包括：
插设于所述反射板与所述发光二极管(LED)元件之间的第二散射图案。
9.根据权利要求8所述的显示装置，其中所述第二散射图案具有比设置在所述底盖上的第一散射图案的厚度小的厚度。
10.根据权利要求1所述的显示装置，还包括：
安装至所述底盖的光学片，以散射从所述发光二极管(LED)元件发射的光。
11.根据权利要求1所述的显示装置，还包括：
传感器单元，每个传感器单元设置在所述主柔性印刷电路板(FPCB)的所述一个表面的在所述发光二极管(LED)元件中相邻的发光二极管(LED)元件之间的位置。
12.根据权利要求11所述的显示装置，其中所述传感器单元中的每个传感器单元包括接近传感器、照度传感器、指纹传感器、近红外(N-IR)芯片和紫外(UV)芯片中至少之一。
13.一种显示装置，包括：
主柔性印刷电路板(FPCB)，在其一个表面处设置有被布置成预定的直接型图案的多个发光二极管(LED)元件，同时在该相同表面或其另一个表面处设置有与所述发光二极管(LED)元件中至少之一连接的连接器；
传感器单元，每个传感器单元设置在所述主柔性印刷电路板(FPCB)的所述一个表面的在所述发光二极管(LED)元件中相邻的发光二极管(LED)元件之间的位置，所述传感器单元中的每个传感器单元包括接近传感器、照度传感器、指纹传感器、近红外(N-IR)芯片和紫外(UV)芯片中至少之一。
14.根据权利要求13所述的显示装置，还包括设置在所述传感器单元上方的光学片，其中所述光学片包括散射片、棱镜片、亮度增强膜中的至少之一。
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