JP2008041645A - バックライトユニット、バックライトユニットの製造方法、及びバックライトユニットを含む表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡単な構成で複数の点光源基板を電気的に接続するバックライトユニットを提供する。
【解決手段】電源に接続される電源供給配線53と電源供給配線に接続されるパッド52とが基板本体上に形成されている複数の点光源基板50と、複数の点光源基板のそれぞれに実装され、電源供給配線を通じて電源に接続される点光源と、複数の点光源基板の内、隣接する点光源基板のパッド同士を接続する金属部材と、を含む。
【選択図】図2
【解決手段】電源に接続される電源供給配線53と電源供給配線に接続されるパッド52とが基板本体上に形成されている複数の点光源基板50と、複数の点光源基板のそれぞれに実装され、電源供給配線を通じて電源に接続される点光源と、複数の点光源基板の内、隣接する点光源基板のパッド同士を接続する金属部材と、を含む。
【選択図】図2
Description
本発明は、バックライトユニット、バックライトユニットの製造方法、及びバックライトユニットを含む表示装置に関する。
液晶表示装置は、液晶表示パネルとバックライトユニットとを含み、液晶表示パネルは、薄膜トランジスタ基板、対向基板、及びこれら基板の間に位置する液晶層を含んでなる。液晶表示パネルは非発光素子であるので、薄膜トランジスタ基板の後面に位置するバックライトユニットから光の供給を受け、該光の透過量は液晶の配列状態によって調整される。
現在、バックライトユニットの光源としては、ランプのような線光源でない発光ダイオード(lightemitting diode)のような点光源が注目されているが、点光源は点光源基板上に実装される。
しかし、最近、液晶表示装置の画面の増大に伴い、複数の点光源基板が用いられているが、点光源基板はコネクタとケーブルを利用して互いに電気的に接続されるため、コネクタとケーブルによってバックライトユニットの構成が複雑になるという問題がある。
本発明は、前記問題を解決するためになされたものであって、簡単な構成で複数の点光源基板を電気的に接続するバックライトユニットを提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、簡単な構成で複数の点光源基板を電気的に接続するバックライトユニットの製造方法を提供することにある。
さらに、本発明のさらに他の目的は、簡単な構成で複数の点光源基板を電気的に接続するバックライトユニットを含む液晶表示装置を提供することにある。
大韓民国公開特許10-2006-0038556号明細書
上記課題を解決するために、本発明に係るバックライトユニットは、電源に接続される電源供給配線と前記電源供給配線に接続されるパッドとが基板本体上に形成されている複数の点光源基板と、前記複数の点光源基板のそれぞれに実装され、前記電源供給配線を通じて電源に接続される点光源と、前記複数の点光源基板の内、隣接する点光源基板の前記パッド同士を接続する金属部材と、を含むことを特徴とする。
前記点光源は、発光ダイオードを含むことが望ましい。
前記金属部材は、金属のワイヤを含むことが望ましい。
前記金属部材は、金属の板を含むことが望ましい。
前記金属部材の一部分を覆い、前記金属部材相互の電気的接触を防止する絶縁性を有する部材をさらに含むことが望ましい。
前記点光源に対応する位置に貫通孔が形成され、前記点光源の基板上に配置されることにより前記点光源を露出させた反射シートをさらに含むことが望ましい。
前記金属部材は、前記反射シートに接触して変形されることが望ましい。
前記金属部材の材質は、金、アルミニウム、及び銅からなる群より選択される少なくともいずれか一つを含むことが望ましい。
前記パッドは、異なる物質からなり、前記点光源基板上に順次積層された第1層及び第2層を含み、前記電源供給配線の少なくとも一部分と前記第1層とは一体に形成されていることが望ましい。
前記パッドは、前記点光源基板上に順次積層された、銅を含む第1層、ニッケルを含む第2層、及び金を含む第3層を含み、前記第3層が前記金属部材と接触することが望ましい。
前記電源供給配線の少なくとも一部分と前記第1層とは一体に形成されていることが望ましい。
前記パッドの幅は、前記電源供給線の幅より大きいことが望ましい。
前記点光源基板は、マトリックス状に配置されていることが望ましい。
前記点光源はチップを含み、前記チップはCOB(chip on board)方式によって前記点光源基板に装着されていることが望ましい。
前記金属部材によって互いに接続されている一対の前記パッドは、互いに対向して配置されたことが望ましい。
また、上記課題を解決するために、本発明に係るバックライトユニットの製造方法は、電源に接続される電源供給配線と前記電源供給配線に接続されるパッドとが基板本体上に形成されている複数の点光源基板に、点光源を、前記電源供給配線を通じて電源に接続されるように実装する段階と、前記複数の点光源基板の内、隣接する点光源基板に形成された前記パッドをワイヤボンディングにより接続する段階と、を含むことを特徴とする。
前記ワイヤボンディングにおいては、電気放電、超音波、またはレーザを利用することを特徴とする。
前記パッドは、異なる物質からなり、前記点光源基板上に順次積層された第1層及び第2層を含み、前記電源供給配線の少なくとも一部分と前記第1層とは一体に形成されていることを特徴とする。
さらに、前記課題を解決するために、本発明に係る表示装置は、画像を表示する表示パネルと前記表示パネルの背面に位置し、前記表示パネルに光を供給するバックライトユニットを含む表示装置において、前記バックライトユニットは、電源が供給される電源供給配線と、前記電源供給配線に接続されたパッドが形成された複数の点光源基板と、前記各点光源基板に実装され、前記電源供給配線を通じて電源の供給を受ける点光源と、隣接した前記複数の点光源基板に形成された前記パッドを接続する金属部材と、前記点光源基板上に位置し、前記点光源を露出させる貫通孔が形成されている反射シートと、を含むことを特徴とする。
前記金属部材は、前記反射シートに接触して変形されることが望ましい。
前記パッドは、異なる物質からなり、前記点光源基板上に順次積層された第1層及び第2層を含み、前記電源供給配線の少なくとも一部分と前記第1層とは一体に形成されていることが望ましい。
前記パッドの幅は、前記電源供給線の幅より大きいことが望ましい。
前記表示パネルは液晶表示パネルを含むことが望ましい。
本発明によれば、簡単な構成で複数の点光源基板を電気的に接続するバックライトユニットとこれを含む表示装置が提供される。
また、簡単な方法で複数の点光源基板を電気的に接続するバックライトユニットの製造方法が提供される。
以下、図面を参照し、本発明についてさらに詳細に説明する。
以下の実施形態においては、点光源として発光ダイオードを例として説明するが、本発明の点光源は発光ダイオードに限定されるものではない。また、表示装置として液晶表示装置を例に挙げて説明するが、本発明の表示装置は液晶表示装置に限定されず、バックライトユニットを含む他の表示装置にも適用可能である。
以下説明する実施形態においては、同一の構成要素に対しては同一の参照番号を付し、同一の構成要素については第1実施形態において代表で説明し、その他の実施形態においては説明を省略する。
本発明の第1実施形態に係る液晶表示装置を図1−図4を参照して説明する。図においては、点光源基板50の間の電気的接続を示したが、電源供給部(図示せず)と点光源基板50との接続は省略している。電源供給部は下部蓋80の外部の面上に備えることができる。
図1に示すように、液晶表示装置1は、液晶表示パネル20と、液晶表示パネル20に光を供給するバックライトユニット2とを含む。液晶表示パネル20及びバックライトユニット2は、上部蓋10と下部蓋80の中に収容される。バックライトユニット2は、光調節部材30、反射シート40、点光源基板50、発光ダイオード60、及び金属部材70を含む。
液晶表示パネル20は、薄膜トランジスタが形成されている薄膜トランジスタ基板21と、薄膜トランジスタ基板21と対面するカラーフィルタ基板22とを含み、両基板21、22の間には液晶層(図示せず)が位置する。液晶表示パネル20は、液晶層の配列を調整して画面を形成するが、非発光素子であるので背面に位置したバックライトユニット2から光の供給を受ける必要がある。
薄膜トランジスタ基板21の一の表面には、駆動信号を印加するための駆動部25が備えられている。駆動部25は、一方の端が薄膜トランジスタ基板21に接続されている軟性印刷回路基板(FPC)26、軟性印刷回路基板26に実装されている駆動チップ27、軟性印刷回路基板26の他方の端に接続されている連結回路基板28、及び連結回路基板28に接続されている駆動回路基板29を含む。図示した駆動部25はCOF(chip on film)方式を示したものであり、TCP(tape carrier package)、COG(chip on glass)など公知の他の方式を用いることも可能である。また、駆動部25の一部が配線形成の過程で薄膜トランジスタ基板21に形成されることも可能である。
液晶表示パネル20の背面に位置する光調節部材30は、拡散板31、プリズムフィルム32、及び保護フィルム33を含みうる。
拡散板31は、ベース板と、ベース板に形成された玉状のビッドを含むコーティング層からなっている。拡散板31は、発光ダイオード60から供給された光を拡散させ、輝度を均一にする。
プリズムフィルム32は、上面に三角柱形状のプリズムが一定の配列に形成されている。プリズムフィルム32は、拡散板31で拡散した光を上部の液晶表示パネル20に対し垂直方向に集光する役割を果たす。プリズムフィルム32は、通常、2枚用いられ、各プリズムフィルム32に形成されたマイクロプリズムは所定の角度をなしている。プリズムフィルム32を通過した光は大部分がプリズムフィルムに対して垂直して進行し、均一な輝度分布を提供する。必要に応じ、プリズムフィルム32と共に反射偏光フィルムを用いることができ、プリズムフィルム32を用いずに反射偏光フィルムのみを用いることも可能である。
光調節部材30の最も上部に位置する保護フィルム33は、スクラッチに弱いプリズムフィルム32を保護する。
本第1実施形態とは異なり、光調節部材30は反射偏光フィルムをさらに含んでもよい。
点光源基板50上であって、発光ダイオード60が実装されない部分には、反射シート40が備えられる。反射シート40には発光ダイオード60の配置に対応する位置に貫通孔41が備えられる。各発光ダイオード60は貫通孔41を通じて露出される。
反射シート40は、下部に入射する光を反射させて拡散板31に供給する役割を果たす。反射シート40はポリエチレンテレフタレート(PET)やポリカーボネート(PC)で作ることができ、銀やアルミニウムがコーティングされうる。また、反射シート40は、発光ダイオード60により発生する強い熱によって歪みが発生しないように、多少厚めに備えられうる。
点光源基板50は長方形状であり、9個が3×3の形態に配置される。
点光源基板50を単一の基板とせず複数の基板とする理由は、次の通りである。すなわち、第一に、ある点光源基板50で不良が発生したとき、その点光源基板50だけを入れ替れば良品とすることができるので、不良に対する修理費用が節減されるからである。第二に、点光源基板50を単一の基板とすると、点光源基板50の大きさが増加したときに、発光ダイオード60を点光源基板50の全体にわたって均一な品質で装着させることが容易でないからである。
各点光源基板50は、スクリュー(図示せず)を利用して下部蓋80に固定されることができる。
各点光源基板50には、6個の発光ダイオード60が2×3の形態に配置される。第1実施形態においては、発光ダイオード60はパッケージタイプであり、発光ダイオード60のチップがパッケージに実装されており、チップを含むパッケージが点光源基板50に装着される。
点光源基板50は、金属部材70を通じて隣接した他の点光源基板50と電気的に接続される。第1実施形態において、金属部材70は金属ワイヤでありうる。
図2及び図4に示すように、点光源基板50は、基板51、パッド部52、及び電源供給配線53を含む。パッド部52と電源供給配線53は基板51の上に形成される。発光ダイオード60は熱を多く発生するので、基板51は熱伝逹率に優れたアルミニウムを主材料として作製されうる。
パッド部52は、一対のパッドからなり、点光源基板50の表面の一辺に沿って一列に配置される。隣接する一対の点光源基板50a、50bにおいて、それぞれ備えられているパッド部52は互いに対向して配置される。異なる点光源基板50a、50bにそれぞれ備えられているパッド部52は、金属部材70を通じて互いに電気的に接続される。パッド部52は金属部材70との接続のために、電源供給配線53より幅が大きく形成される。
金属部材の70材質は、金(Au)、アルミニウム(Al)、及び銅(Cu)からなる群より選択される少なくともいずれか一つを含みうる。
金属部材70は金属ワイヤであって、ワイヤボンディング(wire bonding)方式によってパッド部52と接続される。ワイヤボンディングは半導体工程で多く使用する方法であって、薄いワイヤなどを利用して半導体素子などを他の素子と電気的に接続するものである。金属部材70とパッド部52とのワイヤボンディングには、電気放電、超音波、またはレーザを利用することができる。
バックライトユニット2の製造の際には、点光源基板50に発光ダイオード60を実装した後、異なる点光源基板のパッド部52をワイヤボンディングによって接続することができる。
パッド部52は、3層52a、52b、52cにより形成されている。最下部に位置する第1層52aは銅を含み、第2層52bはニッケルを含み、金属部材70と接する第3層52cは金を含む。パッド部52においては、絶縁層54が除去され、パッド部52は外部に露出している。
第1層52aは電源供給配線53にまで延長される一方、第2層52b及び第3層52cはパッド部52においてのみ形成される。金を含む第3層52cは金属部材70との接着性に優れており、特に、金属部材70が金を含む場合は、さらに接着性に優れる。ニッケルを含む第2層52bは、第1層52aと第3層53cの接触特性を向上させる。
本発明に係る第1実施形態においては、発光ダイオード60は並列接続される。図2に示すように、横方向に配置される3個の発光ダイオード60は一対のパッド部52から電源の供給を受ける。‘A’部分の一対のパッド部52のうちのいずれか一つは発光ダイオード60に電子を供給し、他の一つは発光ダイオード60に正孔を提供する。電子と正孔は発光ダイオード60で結合して光を発生させる。‘A’部分のパッド部52に接続された電源供給配線53は発光ダイオード60を並列に接続する。
本発明の第1実施形態における金属部材70と反射シート40との関係について、図3及び図4を参照して説明する。
反射シート40は、発光ダイオード60で発生した光を反射させて拡散板31に供給する。反射シート40の表面が平らでなければ、光が拡散板31に不均一に供給されて画像表示品質が低下する。反射シート40は安定的に配置するために、点光源基板50に密着して配置されうる。
図3及び図4に示すように、電源供給配線53が形成された部分の点光源基板50はほぼ平らである。したがって、電源供給配線53の上に位置する反射シート40も平らに配置できる。
これに対し、パッド部52が位置する部分においては金属部材70が点光源基板50の表面より突出する。本発明による金属部材70は、コネクタのような別途の接続構造を用いることなくパッド部52に直接接続されるので、突出した高さが非常に低く、占める面積も非常に小さい。また、金属部材70は軟性を有しているので、コネクターとは異なり変形されることが可能である。
図3及び図4に示すように、金属部材70は反射板40に接触しており、反射板40に接触した部分は反射板40が平らになるように変形されている。
このように本発明の第1実施形態によれば、反射板40を、全体にわたって平らとすることができるため、画像表示品質が向上する。一方、接続不良が発生した場合、金属部材70を除去し他の金属部材70を接続すれば良いので、修理も簡便である。
図示していないが、バックライトユニット2は熱の放出を容易にするために、ヒートパイプ、放熱ピン、冷却ファンなどをさらに含むことができる。また、点光源基板50と下部蓋80との間にはギャップパッド(gap pad)(図示せず)があって、点光源基板50と下部蓋80との間に空気層が生じることを防止することができる。
図5を参照して、本発明の第2実施形態に係る液晶表示装置について説明する。
図5に示すように、発光ダイオード60は直列接続される。横方向に配置されている3個の発光ダイオード60は一対のパッド部52から電源の供給を受ける。一対のパッド部52のうちの一方は発光ダイオード60に電子を供給し、他方は発光ダイオード60に正孔を提供する。電子と正孔は発光ダイオード60において結合して光を発生させる。一対のパッド部52に接続された電源供給配線53は、発光ダイオード60を直列に接続する。
図6を参照して、本発明の第3実施形態に係る液晶表示装置について説明する。
図6に示すように、金属部材70は金属板からなっている。金属部材70を通じて電源の供給を受ける発光ダイオード60の個数が多い場合、金属部材70を通して大きな電流の供給が必要となる。金属板は金属ワイヤに比べて抵抗が低いので、金属部材70に大きい電流の供給が必要な場合に效果的に発光ダイオードを駆動できる。本発明の第3実施形態においては、金属部材70と接続されるパッド部52も第1実施形態より広い面積を有する。
本発明の第3実施形態においては、金属部材70の大部分は絶縁層75によって覆われる。絶縁層75は、別途作製して、金属部材70と結合させるか、または金属部材70を表面処理することにより形成することができる。絶縁層75を設けることによって隣接した金属部材70の相互間で短絡のような電気的接触が発生する問題を減少させることができる。
図7を参照して、本発明の第4実施形態に係る液晶表示装置について説明する。
本発明の第4実施形態によれば、発光ダイオード60は、COB(chip on board)方式によって形成されており、チップ61、ワイヤ62、及びカバー部63を含む。
チップ61は一対の電源供給配線53に接続されており、一対の電源供給配線53から電子と正孔の供給を受けて光を発生させる。チップ61は一対の電源供給配線53のうちのいずれか一方の上に実装される。
ワイヤ62はワイヤボンディングによって形成されており、チップ61とそのチップを実装していない他方の電源供給配線53とを接続する。カバー部63はチップ61を保護しながら、チップ61で発生した光の出射パターンを決定する。カバー部63の材質は、シリコン樹脂またはアクリル樹脂が含める。
本発明の第4実施形態に示すように、発光ダイオード60をCOB方式によって形成することにより、パッケージング費用が節減されるとともに、放熱特性が改善される。
以上説明した本発明の4つの実施形態においては、直下型バックライトユニットを例に説明した。しかし、本発明は、光源が液晶表示パネルの側面に位置するサイド型バックライトユニットにも適用されうる。
また、本発明が属する技術分野の通常の知識を有する当業者であれば、本発明の思想及び精神から離れることなく、本実施形態の変形により本発明を実施できることは明らかである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって定められるべきものである。
本発明は、液晶表示装置に好適に利用されうる。
1 液晶表示装置、
2 バックライトユニット、
10 上部蓋、
20 液晶表示パネル、
21 薄膜トランジスタ基板、
22 カラーフィルタ基板、
25 駆動部、
26 FPC、
27 駆動チップ、
28 連絡回路基板、
29 駆動回路基板、
30 光調節部材、
31 拡散板、
32 プリズムフィルム、
33 保護フィルム、
40 反射シート、
41 貫通孔、
50 点光源基板、
51 基板、
52 パッド部、
52a 第1層、
52b 第2層、
52c 第3層、
53 電源供給配線、
60 発光ダイオード、
70 金属部材、
80 下部蓋。
2 バックライトユニット、
10 上部蓋、
20 液晶表示パネル、
21 薄膜トランジスタ基板、
22 カラーフィルタ基板、
25 駆動部、
26 FPC、
27 駆動チップ、
28 連絡回路基板、
29 駆動回路基板、
30 光調節部材、
31 拡散板、
32 プリズムフィルム、
33 保護フィルム、
40 反射シート、
41 貫通孔、
50 点光源基板、
51 基板、
52 パッド部、
52a 第1層、
52b 第2層、
52c 第3層、
53 電源供給配線、
60 発光ダイオード、
70 金属部材、
80 下部蓋。
Claims (23)
- 電源に接続される電源供給配線と前記電源供給配線に接続されるパッドとが基板本体上に形成されている複数の点光源基板と、
前記複数の点光源基板のそれぞれに実装され、前記電源供給配線を通じて電源に接続される点光源と、
前記複数の点光源基板の内、隣接する点光源基板の前記パッド同士を接続する金属部材と、
を含むことを特徴とするバックライトユニット。 - 前記点光源は、発光ダイオードを含むことを特徴とする請求項1に記載のバックライトユニット。
- 前記金属部材は、金属のワイヤを含むことを特徴とする請求項1に記載のバックライトユニット。
- 前記金属部材は、金属の板を含むことを特徴とする請求項1に記載のバックライトユニット。
- 前記金属部材の一部分を覆い、前記金属部材相互の電気的接触を防止する絶縁性を有する部材をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のバックライトユニット。
- 前記点光源に対応する位置に貫通孔が形成され、前記点光源の基板上に配置されることにより前記点光源を露出させた反射シートをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のバックライトユニット。
- 前記金属部材は、前記反射シートに接触して変形されることを特徴とする請求項6に記載のバックライトユニット。
- 前記金属部材の材質は、金、アルミニウム、及び銅からなる群より選択される少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする請求項1に記載のバックライトユニット。
- 前記パッドは、前記点光源基板上に順次積層された、異なる物質からなる第1層及び第2層を含み、
前記電源供給配線の少なくとも一部分と前記第1層とは一体に形成されていることを特徴とする請求項8に記載のバックライトユニット。 - 前記パッドは、前記点光源基板上に順次積層された、銅を含む第1層、ニッケルを含む第2層、及び金を含む第3層を含み、
前記第3層が前記金属部材と接触することを特徴とする請求項8に記載のバックライトユニット。 - 前記電源供給配線の少なくとも一部分と前記第1層とは一体に形成されていることを特徴とする請求項10に記載のバックライトユニット。
- 前記パッドの幅は、前記電源供給線の幅より大きいことを特徴とする請求項1に記載のバックライトユニット。
- 前記点光源基板は、マトリックス状に配置されていることを特徴とする請求項1に記載のバックライトユニット。
- 前記点光源はチップを含み、前記チップはCOB方式によって前記点光源基板に装着されていることを特徴とする請求項1に記載のバックライトユニット。
- 前記金属部材によって互いに接続されている一対の前記パッドは、互いに対向して配置されたことを特徴とする請求項1に記載のバックライトユニット。
- 電源に接続される電源供給配線と前記電源供給配線に接続されるパッドとが基板本体上に形成されている複数の点光源基板に、点光源を、前記電源供給配線を通じて電源に接続されるように実装する段階と、
前記複数の点光源基板の内、隣接する点光源基板に形成された前記パッドをワイヤボンディングにより接続する段階と、
を含むことを特徴とするバックライトユニットの製造方法。 - 前記ワイヤボンディングにおいては、電気放電、超音波、またはレーザを利用することを特徴とする請求項16に記載のバックライトユニットの製造方法。
- 前記パッドは、前記点光源基板上に順次積層された、異なる物質からなる第1層及び第2層を含み、
前記電源供給配線の少なくとも一部分と前記第1層とは一体に形成されていることを特徴とする請求項17に記載のバックライトユニットの製造方法。 - 画像を表示する表示パネルと前記表示パネルの背面に位置し、前記表示パネルに光を供給するバックライトユニットを含む表示装置において、
前記バックライトユニットは、
電源を供給する電源供給配線と、前記電源供給配線に接続されたパッドが形成された複数の点光源基板と、
前記各点光源基板に実装され、前記電源供給配線を通じて電源が供給される点光源と、
隣接した前記複数の点光源基板に形成された前記パッドを接続する金属部材と、
前記点光源基板上に位置し、前記点光源を露出させる貫通孔が形成されている反射シートと、
を含むことを特徴とする表示装置。 - 前記金属部材は、前記反射シートに接触して変形されることを特徴とする請求項19に記載の表示装置。
- 前記パッドは、前記点光源基板上に順次積層された、異なる物質からなり、第1層及び第2層を含み、
前記電源供給配線の少なくとも一部分と前記第1層とは一体に形成されていることを特徴とする請求項19に記載の表示装置。 - 前記パッドの幅は、前記電源供給線の幅より大きいことを特徴とする請求項21に記載に表示装置。
- 前記表示パネルは液晶表示パネルを含むことを特徴とする請求項19に記載の表示装置。
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