DE102009051544A1 - Flüssigkristalldisplay mit einer LED-Lichtquelle - Google Patents

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Abstract

Es ist ein Flüssigkristalldisplay offenbart, das mit Folgendem versehen ist: A) einem rechteckigen Hauptrahmen (130); B) einer Reflexionslage (125) im Hauptrahmen; C) einer Lichtleitplatte (123) über der Reflexionslage; D) einer LED-Baugruppe (125) mit mehreren LEDs (129a), die entlang einer Seitenfläche der Lichtleitplatte angeordnet sind; E) einem Reflexionsband (200), das die LED-Baugruppe und die Seitenfläche der Lichtleitplatte bedeckt; F) mehreren optischen Lagen über der Lichtleitplatte; G) einer Flüssigkristalltafel (110) über den mehreren optischen Lagen; H) einer unteren Abdeckung (150) an der Rückseite der Reflexionslage, mit mindestens einer Seitenwand; und I) einer oberen Abdeckung (140), die Ränder der Vorderseite der Flüssigkristalltafel bedeckt und mit dem Hauptrahmen und der unteren Abdeckung kombiniert ist; E) wobei das Reflexionsband mit der mindestens einen Seitenwand in Kontakt steht.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Flüssigkristalldisplay, genauer gesagt, ein solches mit einer LED(Leuchtdiode)-Lichtquelle.
  • Flüssigkristalldisplays (LCDs) werden auf Grund ihrer hervorragenden Eigenschaften betreffend die Darstellung bewegter Bilder und ihres Kontrastverhältnisses in weitem Umfang für Monitore von Notebooks und PCs sowie als Fernseher verwendet. Bei LCDs werden optische Anisotropie- und Polarisationseigenschaften von Flüssigkristallmolekülen einer Flüssigkristallschicht zum Erzeugen eines Bilds genutzt.
  • Ein LCD verfügt über zwei voneinander beabstandete, einander zugewandte Substrate und eine zwischen diese eingefügte Flüssigkristallschicht. Die Ausrichtungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle wird durch Variieren der Stärke eines an die Flüssigkristallschicht angelegten elektrischen Felds gesteuert, und mit einer Änderung der Ausrichtungsrichtung ändert sich auch die Transmission von Licht durch die Flüssigkristallschicht.
  • LCDs benötigen eine zusätzliche Lichtquelle, da sie selbst nicht leuchten. Daher wird an der Rückseite einer Flüssigkristalltafel eine Hinterleuchtungseinheit angeordnet, die Licht in die Flüssigkristalltafel emittiert, wodurch erkennbare Bilder angezeigt werden können.
  • Hinterleuchtungseinheiten enthalten als Lichtquelle Kaltkathode-Leuchtstofflampen (CCFLs), Leuchtstofflampen mit externen Elektroden (EEFLs) oder LEDs. Dabei werden LED-Lichtquellen wegen ihrer geringen Größe, ihres niedrigen Energieverbrauchs und ihrer hohen Zuverlässigkeit im weitem Umfang verwendet.
  • Die 1 ist eine Schnittansicht, die ein LCD-Modul mit LEDs als Lichtquelle gemäß dem Stand der Technik zeigt.
  • Das in der 1 dargestellte LCD-Modul verfügt über eine Flüssigkristalltafel 10, eine Hinterleuchtungseinheit 20, einen Hauptrahmen 30, eine obere Abdeckung 40 sowie eine untere Abdeckung 50.
  • Die Flüssigkristalltafel 10 zeigt Bilder an, und sie verfügt über ein erstes und ein zweites Substrat 12 und 14, die einander zugewandt aneinander befestigt sind, wobei zwischen sie eine Flüssigkristallschicht (nicht dargestellt) eingefügt ist. An der Vorder- und der Rückseite der Flüssigkristalltafel 10 sind Polarisatoren 19a und 19b angebracht, die die Polarisation von Licht steuern.
  • Die Hinterleuchtungseinheit 20 ist an der Rückseite der Flüssigkristalltafel 10 angeordnet; sie verfügt über eine LED-Baugruppe 29, eine Reflexionslage 25, eine Lichtleitplatte 23 sowie mehrere optische Lagen 21. Die LED-Baugruppe 29 ist an einem Rand mindestens einer Seite des Hauptrahmens 30 entlang der Längsrichtung angeordnet. Die Reflexionslage 25 ist über der unteren Abdeckung 50 angeordnet, und sie verfügt über weiße oder silbrige Farbe. Die Lichtleitplatte 23 ist über der Reflexionslage 25 angeordnet, und über ihr selbst sind die mehreren optischen Lagen 21 angeordnet.
  • Genauer gesagt, ist die LED-Baugruppe 29 an einer Seite der Lichtleitplatte 23 angeordnet. Die LED-Baugruppe 29 verfügt über mehrere LEDs 29a, die weißes Licht emittieren, und eine gedruckte Leiterplatte (PCB) 29b, auf der die LEDs 29a montiert sind.
  • Ränder der Flüssigkristalltafel 10 und der Hinterleuchtungseinheit 20 sind durch den rechteckigen Hauptrahmen 30 umgeben. Die obere Abdeckung 40 bedeckt Ränder der Vorderseite der Flüssigkristalltafel 10 ab, während die untere Abdeckung 50 die Rückseite der Hinterleuchtungseinheit 20 abdeckt. Die obere Abdeckung 40 und die untere Abdeckung 50 sind mit dem Hauptrahmen 30 so kombiniert, dass ein einstückiger Körper gebildet ist.
  • Die 2 ist eine vergrößerte Schnittansicht des Bereichs A in der 1. Gemäß der 2 sind die LEDs 29a entlang einer Seite der Lichtleitplatte 23 des LCD-Moduls angeordnet, wobei sie auf der PCB 29b montiert sind, um die LED-Baugruppe 29 zu bilden. Die LED-Baugruppe 29 ist auf solche Weise angebracht, dass von den LEDs 29a emittiertes Licht auf die Seitenfläche der Lichtleitplatte 23 fällt. Dazu verfügt die untere Abdeckung 50 über eine Seite, die zweimal nach oben und innen gebogen ist, weswegen sie als Biegeabschnitt 51 bezeichnet wird. Die LED-Baugruppe 29 ist durch einen Kleber, wie ein doppelseitiges Klebeband, am Biegeabschnitt 51 befestigt. Diese Konstruktion kann als Typ für Betrachtung von der Seite und von oben bezeichnet werden.
  • Demgemäß fällt von den LEDs 29a emittiertes Licht F auf die Seitenfläche der Lichtleitplatte 23, und es wird dann zur innerhalb derselben liegenden Flüssigkristalltafel 10 gebrochen. Durch Brechung des Lichts durch die Reflexionslage 25 wird die Lichthelligkeit vergleichmäßigt, und Licht hoher Qualität wird durch die mehreren optischen Lagen 21 an die Flüssigkristalltafel 10 geliefert, wodurch diese Bilder gleichmäßiger Helligkeit anzeigen kann.
  • Indessen existiert zwischen der Lichtleitplatte 23 und dem Biegeabschnitt 51 der unteren Abdeckung 50 ein Spalt G, durch den etwas des von den LEDs 29a emittierten Lichts F ausleckt, was die Helligkeit und die Bildqualität des LCDs verringert.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Flüssigkristalldisplay mit einer LED-Lichtquelle zu schaffen, von der möglichst wenig Licht ausleckt, um gute Helligkeit und Bildqualität zu erzielen.
  • Diese Aufgabe ist durch die Flüssigkristalldisplays gemäß den beigefügten unabhängigen Ansprüchen 1 und 3 gelöst. Diese Flüssigkristalldisplays verfügen über ein Reflexionsband, das so angebracht ist, dass es ein Auslecken von Licht von einer LED-Baugruppe verhindert.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von durch Figuren veranschaulichten Ausführungsformen näher erläutert.
  • 1 ist eine Schnittansicht, die ein LCD-Modul mit LEDs als Lichtquelle gemäß dem Stand der Technik zeigt;
  • 2 ist eine vergrößerte Schnittansicht des Bereichs A in der 1,
  • 3 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Flüssigkristalldisplays gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
  • 4 ist eine Schnittansicht, die schematisch einen Teil eines LCD-Moduls der 3 zeigt;
  • 5 zeigt schematisch eine LED-Baugruppe beim Flüssigkristalldisplay gemäß der Ausführungsform;
  • 6 zeigt schematisch die Positionierung der LED-Baugruppe der 5;
  • 7 zeigt schematisch Punkte zum Messen der Helligkeit; und
  • 8A und 8B sind Schnittansichten zum schematischen Veranschaulichen eines Teils eines Flüssigkristalldisplays gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
  • Gemäß der 3 verfügt ein LCD-Modul über eine Flüssigkristalltafel 110, eine Hinterleuchtungseinheit 120, einen Hauptrahmen 130, eine obere Abdeckung 140 und eine untere Abdeckung 150.
  • Die Flüssigkristalltafel 110 zeigt Bilder an; sie verfügt über ein erstes und ein zweites Substrat 112 und 114, die aneinander befestigt sind, wobei in den Zwischenraum zwischen ihnen eine Flüssigkristallschicht eingefügt ist. Auf der Innenseite des ersten Substrats 112, das als unteres oder als Arraysubstrat bezeichnet werden kann, sind, um einen Aktivmatrixtyp aufzubauen, Gateleitungen und Datenleitungen ausgebildet, was jedoch nicht dargestellt ist. Diese Leitungen schneiden einander, um Pixelbereiche zu bilden, wobei an jedem Schnittspunkt zwischen den Leitungen ein Dünnschichttransistor ausgebildet ist, mit dem jeweils eine Pixelelektrode aus transparentem, leitendem Material verbunden ist.
  • Auf der Innenseite des zweiten Substrats 114, das als oberes oder als Farbfiltersubstrat bezeichnet werden kann, sind eine Schwarzmatrix sowie Farbfiltermuster für Rot, Grün und Blau ausgebildet, die jeweils den Pixelbereichen entsprechen. Die Schwarzmatrix umgibt jedes der Farbfiltermuster, und sie bedeckt die Gateleitungen, die Datenleitungen und die Dünnschichttransistoren. Auf den Farbfiltermustern und der Schwarzmatrix ist eine transparente, gemeinsame Elektrode ausgebildet.
  • An der Außenseite des ersten und des zweiten Substrats 112 und 114 ist jeweils ein Polarisator (nicht dargestellt) angebracht, um selektiv linear polarisiertes Licht durchzulassen.
  • An mindestens einer Seite der Flüssigkristalltafel 110 ist mittels einer Verbindungseinrichtung 116 eine gedruckte Leiterplatte 117 befestigt, wie eine flexible PCB oder ein TCP (tage carrier package). Die gedruckte Leiterplatte (PCB) 117 wird während eines Modulzusammenbauprozesses zu einer Seitenfläche des Hauptrahmens 130 oder zur Rückseite der unteren Abdeckung 150 umgebogen.
  • Bei dieser Flüssigkristalltafel 110 werden Ein/Aus-Signale von Gatetreiberschaltungen über die Gateleitungen an die Dünnschichttransistoren geliefert, und wenn diese über die Gateleitungen eingeschaltet werden, werden Datensignale von Datentreiberschaltungen über die Datenleitungen an die Pixelelektroden geliefert. Demgemäß kommt es zwischen den Pixelelektroden und der gemeinsamen Elektrode zu einem elektrischen Feld, durch das sich die Anordnung der Flüssigkristallmoleküle ändert, was wiederum die Transmission von Licht ändert, wodurch Bilder angezeigt werden können.
  • Die Hinterleuchtungseinheit 120 ist unter der Flüssigkristalltafel 110 angeordnet, und sie liefert Licht an diese, das auf Grund der genannten Transmissionsänderung so geschwächt wird, dass Bilder anzeigbar sind.
  • Die Hinterleuchtungseinheit 120 verfügt über eine LED 129a, eine Reflexionslage 125 von weißer oder silbriger Farbe, eine Lichtleitplatte 123 über der Reflexionslage 125 sowie optische Lagen 121 über der Lichtleitplatte 123.
  • Die LED-Baugruppe 129 ist an einer Seitenfläche der Lichtleitplatte 123 angeordnet, um Licht in diese Seitenfläche einzustrahlen. Die LED-Baugruppe 129 verfügt über eine Anzahl von LEDs 129a sowie eine PCB 129b, auf der diese voneinander beabstandet montiert sind.
  • Zu den LEDs 129a gehören solche für Rot (R), Grün (G) und Blau (B), um rotes, grünes bzw. blaues Licht zur Seitenfläche der Lichtleitplatte 123 zu strahlen. Durch gleichzeitiges Leuchten der LEDs 129a für R, G und B und Mischen der verschieden farbigen Lichtstrahlen wird weißes Licht erzeugt.
  • Alternativ kann jede der LEDs 129a einen LED-Chip aufweisen, der rotes, grünes und blaues Licht emittiert, so dass jede LED 129a weißes Licht erzeugen kann. Statt dessen kann ein LED-Chip auch direkt weißes Licht emittieren.
  • Die LEDs 129a, die rotes, grünes und blaues Licht emittieren, können als Cluster angebracht sein, wobei sie in einer Linie oder mehreren angeordnet sind; statt auf der PCB 129b können sie auf einem FPC (nicht dargestellt) angebracht sein.
  • Die Lichtleitplatte 123 führt eine mehrmalige Totalreflexion des von den LEDs 129a emittierten Lichts aus, wobei sich das Licht unter gleichmäßiger Streuung durch ihr Inneres bewegt. So ist eine flache Lichtquelle an der Flüssigkristalltafel 110 gebildet. Damit diese ebene Lichtquelle möglichst gleichmäßig ist, kann die Lichtleitplatte 123 an ihrer Rückseite vorbestimmte Muster aufweisen. Dabei können, um das in das Innere der Lichtleitplatte 123 fallende Licht zu leiten, diese Muster elliptische, polygonale oder Hologrammmuster sein. Sie können durch ein Druck- oder ein Tintenstrahlverfahren ausgebildet werden.
  • Die Reflexionslage 125 ist unter der Rückseite der Lichtleitplatte 123 angeordnet, und sie reflektiert durch diese Rückseite laufendes Licht zur Flüssigkristalltafel 110, um die Helligkeit zu erhöhen.
  • Die optischen Lagen 121 über der Lichtleitplatte 123 beinhalten eine Streulage und mindestens eine Lichtkonzentrierlage; sie streuen oder konzentrieren durch die Lichtleitplatte 123 laufendes Licht, damit für die Flüssigkristalltafel 110 eine gleichmäßigere ebene Lichtquelle gebildet ist.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform ist in oberen Teilen der Seitenfläche der Lichtleitplatte 123 und der LED-Baugruppe 129 ein Reflexionsband 200 angebracht, das Licht über dem Anzeigebereich der Flüssigkristalltafel 110 abschirmt, um ein Auslecken von Licht zu verhindern.
  • Die Flüssigkristalltafel 110 und die Hinterleuchtungseinheit 120 sind mit der oberen Abdeckung 140, dem Hauptrahmen 130 und der unteren Abdeckung 150 als Modul aufgebaut. Die obere Abdeckung 140 verfügt über einen rechteckigen Rahmen mit L-förmigem Querschnitt, um Ränder der Vorderseite und der Seitenflächen der Flüssigkristalltafel 110 zu bedecken. Die Vorderseite der oberen Abdeckung 140 verfügt über eine Öffnung, durch die hindurch das Flüssigkristalltafel 110 Bilder anzeigt.
  • Die untere Abdeckung 150, über der die Flüssigkristalltafel 110 und die Hinterleuchtungseinheit 120 angeordnet sind und die die Basis des LCD-Moduls bildet, verfügt über die Form einer rechteckigen Platte, wobei ihre vier Ränder rechtwinklig zur Flüssigkristalltafel 110 umgebogen sind, so dass sie über eine Bodenwand und vier Seitenwände verfügt.
  • Der Hauptrahmen 130 ist ein rechteckiger Rahmen mit offener Seite; er ist über der unteren Abdeckung 150 angeordnet und umgibt Ränder der Flüssigkristalltafel 110 und der Hinterleuchtungseinheit 120. Der Hauptrahmen 130 ist mit der oberen Abdeckung 140 und der unteren Abdeckung 150 kombiniert.
  • Die obere Abdeckung 140 kann als Gehäuseoberseite bezeichnet werden, der Hauptrahmen 130 kann als Führungsplatte, Haupthal ter oder Rahmenform bezeichnet werden, und die untere Abdeckung 150 kann als Bodenabdeckung bezeichnet werden.
  • Die Hinterleuchtungseinheit 120 mit dem oben genannten Aufbau kann als solche vom Typ einer Seitenlichtquelle bezeichnet werden. Die LEDs 129a können in mehreren Linien, abhängig vom Zweck, auf der PCB 129b angeordnet sein. Ferner können eine oder mehrere LED-Baugruppen 129 an jeder Seite der entgegengesetzten, einander zugewandten Seitenwände der unteren Abdeckung 150 so angeordnet sein, dass sie einander entsprechen.
  • Wie oben angegeben, verhindert das Reflexionsband 200 das Auslecken von Licht zur Außenseite des Anzeigebereichs der Flüssigkristalltafel 110. Dies wird nun unter Bezugnahme auf die 4 detailliert erläutert, die eine Schnittansicht zum schematischen Veranschaulichen eines Teils des LCDs der 3 ist. Gemäß der 4 bilden die Reflexionslage 125, die Lichtleitplatte 123, die LED-Baugruppe 129 an der Seite der Lichtleitplatte 123 sowie die mehreren optischen Lagen 121 über ihr die Hinterleuchtungseinheit 120.
  • Die Flüssigkristalltafel 110 ist über der Hinterleuchtungseinheit 120 angeordnet, und sie verfügt über das erste und das zweite Substrat 112 und 114 und die dazwischen eingefügte Flüssigkristallschicht (nicht dargestellt). Die bereits genannten Polarisatoren 119a und 119b zum selektiven Durchlassen von Licht sind an der Außenseite des ersten bzw. zweiten Substrats 112 und 114 angebracht.
  • Die Ränder der Hinterleuchtungseinheit 120 und der Flüssigkristalltafel 110 sind durch den Hauptrahmen 130 umgeben, der mit der an der Rückseite der Hinterleuchtungseinheit 120 angeordneten unteren Abdeckung 150 und der Abdeckung 140 kombiniert ist, die die Ränder der Vorderseite und der Vorderseitenflächen der Flüssigkristalltafel 110 umgibt.
  • Die LED-Baugruppe 129 ist durch ein Klebermaterial, beispielsweise ein doppelseitiges Klebeband, an einer Seitenfläche der unteren Abdeckung 150 so befestigt, dass die PCB 129b mit der Innenseite der Seitenwand der unteren Abdeckung 150 in Kontakt steht.
  • Demgemäß fällt von den LEDs 129a emittiertes Licht auf die Seitenfläche der Lichtleitplatte 123 und tritt in diese ein. Das Licht wird in der Lichtleitplatte 123 zur Flüssigkristalltafel 110 hin gebrochen. Durch Reflexionen an der Reflexionslage 125 wird die Helligkeit des Lichts vergleichmäßigt, und dieses durchläuft die mehreren optischen Lagen 121 zur Flüssigkristalltafel 110 hin, wodurch auf dieser Bilder hoher Qualität angezeigt werden können.
  • Hierbei ist das Reflexionsband 200 in den oberen Teilen der LED-Baugruppe 129 und der Seitenfläche der Lichtleitplatte 123 angebracht. Es verfügt über einen Trägerfilm 200b aus Polyethylenterephthalat (PET) und eine Klebermaterialschicht 200a. Das Reflexionsband 200 verfügt über Streifenform mit einer Länge, die der Länge der PCB 129b der LED-Baugruppe 129 entspricht, was jedoch nicht unbedingt der Fall sein muss. Das Reflexionsband 200 weist günstigerweise eine solche Breite W auf, dass es die PCB 129b der LED-Baugruppe 129, die Lichtleitplatte 123 und die Seitenwand der unteren Abdeckung 150 bedeckt.
  • Demgemäß läuft Licht, wie es von den LEDs 129a emittiert wird und auf die Lichtleitplatte 123 fällt, auf Grund mehrerer Totalreflexionen in der Lichtleitplatte 123 hin und her, und es wird gleichmäßig von dieser abgestrahlt.
  • Während beim in der 2 dargestellten Flüssigkristalldisplay gemäß dem Stand der Technik etwas des von den LEDs 29a zur Flüssigkristalltafel 10 emittierten Lichts durch den Spalt D zwischen dem Biegeabschnitt 51 der unteren Abdeckung 50 und der Lichtleitplatte 123 ausleckt, ist dies bei der Ausführungsform durch das Reflexionsband 200 verhindert.
  • Indessen verfügt das Reflexionsband 200 ferner über einen Polsterabschnitt 210 an der Oberseite des Trägerfilms 200b. Dieser Polsterabschnitt 210 steht entlang der Richtung parallel zur Länge des Reflexionsbands 200 über, und er hält eine Seite der Flüssigkristalltafel 110.
  • Wie oben angegeben, verfügt das LCD der vorliegenden Ausführungsform über das Reflexionsband 200, das die Seitenfläche der Lichtleitplatte 23, die LED-Baugruppe 129 sowie die Seitenwand der unteren Abdeckung 150 bedeckt, wodurch ein Auslecken von Licht verhindert werden kann. Dadurch sind die Helligkeit und die Bildqualitäten des LCD verbessert.
  • Seit langem wird versucht, LCDs mit immer größeren Abmessungen, immer geringerem Gewicht und immer kleinerem Volumen herzustellen. Dazu müssen auch die Größe und das Gewicht der Hinterleuchtungseinheit verkleinert werden. Wie dies bei der Erfindung möglich ist, wird nun unter Bezugnahme auf die 5 detaillierter erläutert.
  • Gemäß der 5 verfügt die LED-Baugruppe 129 über, wie bereits beschrieben, mehrere LEDs 129a und eine PCB 129b. Jede der mehreren LEDs 129a emittiert Licht roter, grüner oder blauer Farbe. Diese mehreren LEDs 129a sind durch eine Oberflächemontagetechnik (SMT) auf der PCB 129b beabstandet voneinander montiert. Die Anzahl der auf der PCB 129b montierten LEDs 129a hängt von einem Faktor a/p ab, wobei a ein solcher Abstand ist, dass Licht von den LEDs 129a auf die Lichtleitplatte 23 fällt und dort zum Erzeugen von weißem Licht gemischt wird, und P der Abstand zwischen benachbarten LEDs 129a ist.
  • Genauer gesagt, wird Licht im Bereich von 120 bis 180 Grad von den LEDs 129a emittiert. Dabei überlappt Licht von benachbarten zwei oder drei LEDs 129a und wird in der Lichtleitplatte 23 gemischt, die als ebene Lichtquelle für die Flüssigkristalltafel 110 der 4 wirkt. Dabei ist a der Abstand von der Seitenfläche der Lichtleitplatte 23 zu einer aktiven, Bilder anzeigenden Fläche A/A, wobei das Licht, wie bereits angegeben, in der Lichtleitplatte 23 überlappt und die verschiedenen Lichtarten gemischt werden.
  • Der Abstand a ist ein vorbestimmter Wert. Wenn er kleiner als dieser vorbestimmte Wert ist, ist der Bereich zum Überlappen von Licht von den LEDs klein, und es kann kein gleichmäßiges weißes Licht erzeugt werden. Dies führt im aktiven Bereich A/A zu einem Lampenmoiréeffekt. Durch die ungleichmäßige Helligkeit nimmt die Anzeigequalität des LCD ab. Daher muss der Abstand a einen Mindestwert aufweisen, wobei er jedoch einen Maximalwert nicht überschreiten soll.
  • Indessen können, wenn der Faktor a/p kleiner als 0,7 ist, besonders helle Flecke auftreten. Daher ist es wünschenswert, die Anzahl der auf der PCB 129b montierten LEDs 129a so zu bestimmen, dass der Faktor a/p nicht kleiner als 0,7 ist. Wenn der Abstand a auf einen vorbestimmten Wert festgelegt ist, gilt auch für den Abstand p ein bestimmter Wertebereich, damit der Faktor a/p nicht kleiner als 0,7 ist. Dabei ist der Abstand p durch die folgende Gleichung (1) definiert. p = (Maximalfläche zum Anordnen von LEDs)/{(Anzahl der LEDs) – 1} Gleichung 1
  • Die Gleichung 1 kann durch die folgende Gleichung 2 ausgedrückt werden: Anzahl der LEDs = {(Maximalfläche zum Anordnen der LEDs)/p} + 1 Gleichung 2
  • Hierbei hängt die Anzahl der LEDs von der Maximalfläche zum Anordnen von LEDs ab, da der Abstand p einen festen Wert hat. Das heißt, dass die Anzahl der LEDs durch Verkleinern der Maximalfläche zum Anordnen derselben verringert werden kann.
  • Bei der Erfindung wird, um die Maximalfläche zum Anordnen der LEDs 129a zu verringern, die LED-Baugruppe 129 an einer der zwei kurzen Seiten der Lichtleitplatte 23 angeordnet, die kürzer als die beiden anderen Seiten sind, wie es in der 6 dargestellt ist. Daher fällt das gesamte von den LEDs 129a der LED-Baugruppe 129 emittierte Licht auf die Lichtleitplatte 23, und die Anzahl der LEDs 129a kann verringert werden, wodurch ein LCD mit relativ geringem Gewicht im Vergleich zu einem LCD derselben Größe gemäß dem Stand der Technik geschaffen wird.
  • Im Allgemeinen ist die PCB 129b eine solche aus einem metallischen Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit, wie Aluminium (Al) oder Kupfer (Cu). Durch Verkleinern der Größe der PCB 129b können Kosten eingesparte werden, und das Gewicht des LCD kann weiter verringert werden. Obwohl der Anzahl der LEDs 129a verringert wird, können dieselbe Bildqualität und dieselbe Helligkeit wie beim Stand der Technik erzielt werden.
  • Die Tabelle 1 entspricht Messdaten für die Helligkeit eines LCD gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung, wobei die LED-Baugruppe 129 an der kurzen Seite der Lichtleitplatte 23 angeordnet ist. Tabelle 1
    Weißkoordinaten Helligkeit
    x y cd/m2
    0,302 0,318 204
    0,302 0,318 209
    0,303 0,319 202
    0,303 0,319 193
    0,301 0,316 213
    0,303 0,318 197
    0,300 0,314 217
    0,302 0,316 201
    0,303 0,317 191
    0,306 0,322 228
    0,304 0,321 195
    0,306 0,324 142
    0,304 0,323 284
    0,305 0,320 153
    0,305 0,320 228
    0,301 0,316 189
    0,304 0,318 138
    Mittelwert
    203
  • Die Tabelle 1 zeigt den Helligkeitswert an jedem Punkt eines Bilder anzeigenden LCDs. Wie es in der 7 dargestellt ist, liegen die Punkte an Schnittpunkten von Linien, die die aktive Fläche für Bilder vertikal und horizontal in sechs Gebiete unterteilt, wobei das erste und das sechste Gebiet eine Länge aufweisen, die vertikal oder horizontal 1/16 der Länge der aktiven Fläche entspricht, und das zweite, das dritte, das vierte und das fünfte Gebiet dieselbe Länge aufweisen, die größer als diejenige des ersten und des sechsten Gebiets ist. Demgemäß wird die Helligkeit an jedem von acht Außenpunkten (10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 und 17) und nein Innenpunkten (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 und 9) gemessen.
  • Die Gleichmäßigkeit der Gesamthelligkeit kann aus dem Mittelwert der Helligkeit beurteilt werden. Beim LCD der Ausführungsform beträgt der Mittelwert der Helligkeit 203 cd/m2. Dies ist ein typischer Wert, da ein LCD im Allgemeinen eine Referenzhelligkeit von ungefähr 200 bis ungefähr 220 cd/m2 aufweist. Demgemäß verfügt das LCD gemäß der Ausführungsform, obwohl es weniger LEDs 129a besitzt, über eine Helligkeit, die der Referenzhelligkeit entspricht. Darüber hinaus kann die Treiberspannung für die LEDs 129a verringert werden, da weniger LEDs 129a vorhanden sind, und demgemäß kann auch der Energieverbrauch des LCD verringert werden.
  • Indessen können das Gewicht und das Volumen des LCD der Ausführungsform durch Weglassen der unteren Abdeckung 150 in der 4 weiter verringert werden. Dies wird nun unter Bezugnahme auf die 8A und 8B näher erläutert, die Schnittansichten zu einer zweiten Ausführungsform der Erfindung sind. Bei dieser zweiten Ausführungsform tragen dieselben Bauteile wie bei der ersten Ausführungsform der 4 dieselben Bezugszahlen, und die zugehörige Erläuterung für solche Teile wird weggelassen.
  • Gemäß den 8A und 8B verfügt das LCD der zweiten Ausführungsform über eine Flüssigkristalltafel 110 und eine Hinterleuchtungseinheit. Die Flüssigkristalltafel 110 verfügt wiederum über ein erstes und ein zweites Substrat 112 und 114, zwischen die eine Flüssigkristallschicht (nicht dargestellt) eingefügt ist. Die Hinterleuchtungseinheit ist an der Rückseite der Flüssigkristalltafel 110 angeordnet, und sie liefert Licht an diese.
  • Gemäß der 8A sind Ränder der Hinterleuchtungseinheit und der Flüssigkristalltafel 110 durch einen Hauptrahmen 300 umgeben, der mit einer oberen Abdeckung 140 kombiniert ist, die die Vorderseite und die Seitenflächen der Flüssigkristalltafel 110 umgibt. Die Hinterleuchtungseinheit und die Flüssigkristalltafel 110 sind als einheitlicher Körper modulmäßig aufgebaut.
  • Die Hinterleuchtungseinheit verfügt über eine Reflexionslage 125, eine Lichtleitplatte 123, eine LED-Baugruppe 129 an einer Seite derselben sowie mehrere optischen Lagen 121 über der Lichtleitplatte 123. Die LED-Baugruppe 129 enthält LEDs 129a, die Licht röter, grüner oder blauer Farbe emittieren, und eine PCB 129b, auf der die LEDs 129a voneinander beabstandet montiert sind.
  • Gemäß der 8A umgibt der rechteckige Hauptrahmen 300 die Ränder der Hinterleuchtungseinheit und der Flüssigkristalltafel 110; er verfügt über eine untere Wand 301, an der die Reflexionslage 125 angeordnet ist, und einen Biegeabschnitt 310 an einer Seite der unteren Wand 301. Dieser Biegeabschnitt 310 ist von der Seite der unteren Wand 301 aus zweimal nach oben und innen umgebogen.
  • Die LED-Baugruppe 129 ist durch ein Klebermaterial (nicht dargestellt), wie ein beidseitiges Klebeband am Hauptrahmen 300 montiert. Genauer gesagt, verfügt der Biegeabschnitt 310 über eine erste Biegeseite 310a und eine zweite Biegeseite 310b, wobei die erstere von der Seite der Bodenwand 301 nach oben vorsteht und wobei die offene Innenseite der Lichtleitplatte 123 zugewandt ist, wobei sie orthogonal zur unteren Wand 301 verläuft. Die zweite Biegeseite 310b verläuft orthogonal zur ersten Biegeseite 310a und parallel zur unteren Wand 301. Die LED-Baugruppe 129 ist in der Längsrichtung auf solche Weise im Biegeabschnitt 310 angeordnet, dass die Unterseite der PCB 129b an der Innenseite der ersten Biegeseite 310a befestigt ist.
  • Hierbei fungiert der Hauptrahmen 300 als untere Abdeckung 150 der 4. Das heißt, dass die Flüssigkristalltafel 110 und die Hinterleuchtungseinheit auf dem Hauptrahmen 300 angeordnet sind, der demgemäß die Basis des LCD-Moduls bildet. Aus diesem Grund kann die untere Abdeckung 150 der 4 weggelassen werden.
  • So ist ein LCD mit besonders geringem Gewicht und besonders geringer Dicke geschaffen, und es können Zeit und Kosten beim Zusammenbau eingespart werden.
  • Dabei kann an der Innenseite des Biegeabschnitts 310 des Hauptrahmens 300 eine Reflexionsschicht (nicht dargestellt) mit relativ hohem Reflexionsvermögen ausgebildet sein, die der LED-Baugruppe 129 zugewandt ist. Diese Hauptrahmen kann dadurch ausgebildet werden, dass ein geeignetes Harz auf der Innenseite des Biegeabschnitts 310 aufgetragen wird, oder sie kann aus einer Seite der Reflexionslage 125 bestehen, die dieselbe Form wie die Innenfläche des Biegeabschnitts 310 aufweist und nahe an dieser liegt. Durch die Reflexionsschicht können Lichtverluste verhindert werden, und von den LEDs 129a emittiertes Licht kann zur Seite der Lichtleitplatte 123 konzentriert werden.
  • Demgemäß fällt von den LEDs 129a emittiertes Licht auf eine Seitenfläche der Lichtleitplatte 123 und tritt durch diese Fläche in die Platte ein. Das Licht wird innerhalb der Lichtleitplatte 123 zur Flüssigkristalltafel 110 hin gebrochen, und es wird dann an der Reflexionslage 125 reflektiert, um eine gleichmäßige Helligkeit zu erzielen. Beim Durchlaufen der mehreren optischen Lagen 121 wird Licht hoher Qualität geschaffen, das an die Flüssigkristalltafel 110 geliefert wird.
  • Die LED-Baugruppe 129 wird an einer der zwei kurzen Seiten der Lichtleitplatte 123 angeordnet. Daher fällt das gesamte von den LEDs 129a der LED-Baugruppe 129 emittierte Licht auf die Lichtleitplatte 123, wodurch die Anzahl der LEDs 129a verringert werden kann, wenn eine vorbestimmte Helligkeit erzielt werden soll. Daher können im Vergleich zu einem LCD gemäß dem Stand der Technik derselben Größe die Größe der PCB 129b und die Flächen von Komponenten wie einer FPC (nicht dargestellt) zum An schließen einer Treiberschaltung (nicht dargestellt) der Hinterleuchtungseinheit verkleinert werden, wodurch das LCD der Ausführungsform ein geringes Gewicht aufweist und die Kosten gesenkt werden können. Ferner ist der Energieverbrauch des LCD verringert.
  • Indessen ist das Reflexionsband 200 an oberen Teilen, gemäß der Darstellung der Figur, der Seitenflächen der Lichtleitplatte 123 und der LED-Baugruppe 129 angebracht; es schirmt Licht über der Anzeigefläche der Flüssigkristalltafel 110 ab, um ein Auslecken von Licht zu verhindern. Für das Material, die Anordnung entlang der Länge der PCB 129b sowie die Breite W gilt dasselbe, wie es zur ersten Ausführungsform ausgeführt wurde. Auch gilt entsprechend, dass ein Auslecken von Licht, wie es bei der Flüssigkristalltafel 10 gemäß der 2 auftritt, verhindert werden kann.
  • Gemäß der 8B umgibt der rechteckige Hauptrahmen 400 die Ränder der Hinterleuchtungseinheit und der Flüssigkristalltafel 110; er verfügt über eine untere Wand 401, auf der die Reflexionslage 125 angeordnet ist und deren Seite nach oben gebogen ist.
  • Genauer gesagt, verfügt der Hauptrahmen 400 über eine Seitenwand 403, die von der Seite der unteren Wand 401 ausgehend rechtwinklig nach oben vorsteht. Diese Seitenwand 403 entspricht der ersten Biegeseite 310a in der 8a. Die LED-Baugruppe 129 ist durch ein Klebermaterial (nicht dargestellt) wie ein beidseitiges Klebeband an der Seitenwand 403 befestigt, wodurch die Unterseite der PCB 129b an der Innenseite der Seitenwand 403 angebracht ist.
  • In oberen Teilen der Seitenfläche der Lichtleitplatte 123 und der LED-Baugruppe 129 ist das Reflexionsband 200 befestigt. Es verfügt an seiner Oberseite wiederum über einen Polsterab schnitt 210, der entlang der Länge des Reflexionsbands 200 absteht und eine Seite der Flüssigkristalltafel 110 hält.
  • Wie oben angegeben, ist bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung die untere Abdeckung 150 der 4 weggelassen, und der Hauptrahmen 300 oder 400 fungiert als untere Abdeckung 150 der 4. Daher weist das LCD-Modul eine relativ geringe Dicke auf. Durch das Weglassen der unteren Abdeckung 150 in der 4 können auch Kosten eingespart werden, da diese aus metallischem Material besteht. Darüber hinaus ist die LED-Baugruppe 129 an der kurzen Seite der Lichtleitplatte 123 angeordnet, wobei die Anzahl der LEDs 129a im Vergleich zum Stand der Technik verringert ist. Dadurch können die Größe der PCB 129b und Flächen von Komponenten wie einer FPC (nicht dargestellt) zum Anschließen einer Treiberschaltung (nicht dargestellt) der Hinterleuchtungseinheit verkleinert werden, so dass das LCD ein relativ geringes Gewicht aufweist und zu geringen Kosten hergestellt werden kann. Ferner ist der Energieverbrauch gesenkt.
  • Bei Flüssigkristalldisplays gemäß der Erfindung ist ein Reflexionsband 200 in oberen Abschnitten der Seitenfläche der Lichtleitplatte 123 und der LED-Baugruppe 129 angebracht, um ein Auslecken von Licht zu verhindern. Demgemäß sind die Helligkeit und die Bildqualität des Flüssigkristalldisplays verbessert.

Claims (11)

  1. Flüssigkristalldisplay mit: A) einem rechteckigen Hauptrahmen (130); B) einer Reflexionslage (125) im Hauptrahmen; C) einer Lichtleitplatte (123) über der Reflexionslage; D) einer LED-Baugruppe (125) mit mehreren LEDs (129a), die entlang einer Seitenfläche der Lichtleitplatte angeordnet sind; E) einem Reflexionsband (200), das die LED-Baugruppe und die Seitenfläche der Lichtleitplatte bedeckt; F) mehreren optischen Lagen über der Lichtleitplatte; G) einer Flüssigkristalltafel (110) über den mehreren optischen Lagen; H) einer unteren Abdeckung (150) an der Rückseite der Reflexionslage, mit mindestens einer Seitenwand; und I) einer oberen Abdeckung (140), die Ränder der Vorderseite der Flüssigkristalltafel bedeckt und mit dem Hauptrahmen und der unteren Abdeckung kombiniert ist; E*) wobei das Reflexionsband mit der mindestens einen Seitenwand in Kontakt steht.
  2. Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Reflexionsband (200) aus einem Trägerfilm und einem Klebermaterial besteht, wobei das Letztere an der LED-Baugruppe, der Lichtleitplatte und der mindestens einen Seitenwand der unteren Abdeckung befestigt ist.
  3. Flüssigkristalldisplay mit: A') einem Hauptrahmen (300) mit einer Seitenwand; B) einer Reflexionslage (125) im Hauptrahmen; C) einer Lichtleitplatte (123) über der Reflexionslage; D') einer LED-Baugruppe (125), die an einer Seitenfläche der Lichtleitplatte angebracht und an der Seitenwand befestigt ist; E) einem Reflexionsband (200), das die LED-Baugruppe und die Seitenfläche der Lichtleitplatte bedeckt; F) mehreren optischen Lagen über der Lichtleitplatte; G) einer Flüssigkristalltafel (110) über den mehreren optischen Lagen; und I') einer oberen Abdeckung (140), die Ränder der Vorderseite der Flüssigkristalltafel bedeckt und mit dem Hauptrahmen kombiniert ist.
  4. Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Reflexionsband (200) aus einem Trägerfilm und einem Klebermaterial besteht, wobei das Letztere an der LED-Baugruppe und der Lichtleitplatte befestigt ist.
  5. Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptrahmen zur Rückseite der LED (125) hin eine untere Wand aufweist.
  6. Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptrahmen einen Biegeabschnitt mit einer ersten Biegeseite als Seitenwand und einer zweiten Biegeseite orthogonal zur ersten Biegeseite aufweist.
  7. Flüssigkristalldisplay nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reflexionsband (200) auf dem Trägerfilm einen Polsterabschnitt (210) entlang seiner Längsrichtung aufweist, um eine Seite der Flüssigkristalltafel (110) zu halten.
  8. Flüssigkristalldisplay nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleitplatte eine erste bis vierte Seite aufweist, wobei die erste und die zweite Seite kürzer als die dritte und die vierte Seite sind und die LED-Baugruppe (125) an der ersten oder zweiten Seite angeordnet ist.
  9. Flüssigkristalldisplay nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die LED-Baugruppe (125) ferner eine gedruckte Leiterplatte (129b) aufweist, auf der mehrere LEDs (129a) montiert sind.
  10. Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass jede der mehreren LEDs rotes, grünes oder blaues Licht emittiert.
  11. Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass jede der mehreren LEDs weißes Licht emittiert.
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