JP4456102B2 - バックライトアセンブリ及びこれを利用した液晶表示装置モジュール - Google Patents

バックライトアセンブリ及びこれを利用した液晶表示装置モジュール Download PDF

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Description

本発明は、バックライトアセンブリに係り、特に、発光ダイオードを光源として使用するバックライトアセンブリ及びこれを利用した液晶表示装置モジュールに関する。
最近、情報技術と移動通信技術等の発展とともに情報を視覚的に表示するディスプレイ装置の発展が目覚しい。ディスプレイ装置は、発光特性を有する自体発光型のディスプレイと他の外部の要因によって発光する非発光型のディスプレイとに分類される。
非発光型のディスプレイでは、ＬＣＤ(Liquid Crystal Display)を例とすることができる。
ＬＣＤは、自体発光要素を有しない素子であるので、別途の光源が要求される。これによって、背面に光源を備えるバックライトアセンブリ(Backlight assembly)が用意され、ＬＣＤの前面に向けて光を照射することによって識別が可能な画像が具現される。
バックライトアセンブリは、光源として、冷陰極蛍光ランプＣＣＦＬ、外部電極蛍光ランプ、発光ダイオードＬＥＤ等を使用する。
特に、発光ダイオードは、小型、低消費電力、高信頼性等の特徴を兼備して表示用光源として幅広く利用されている。
図１は、従来による液晶表示装置モジュールの分解斜視図である。
図１に示したように、液晶表示装置モジュールは、相互に向かい合う二つの基板と、両基板間に介された液晶層とを含み、一端にゲート印刷回路基板１８及びソース印刷回路基板１６が各々位置する液晶パネル１０と、バックライトアセンブリ２０と、液晶パネル１０及びバックライトアセンブリ２０の端側を取り囲む四角状のメインフレーム４０と、バックライトアセンブリ２０の背面を覆いメインフレーム４０と結合されるボトムフレーム５０と、液晶パネル１０の前面の端側を取り囲み、メインフレーム４０と結合される四角状のトップフレーム６０とを含む。
バックライトアセンブリ２０は、ボトムフレーム５０の内面に沿って配列される多数の印刷回路基板ＰＣＢ２２と、これら各々に一列に配列され実装された多数の発光ダイオード２４と、発光ダイオード２４を除いた印刷回路基板２２とボトムフレーム５０の内面全体を覆う反射シート２６とを含む。この時、反射シート２６には、多数のホール２８が形成されて、発光ダイオード２４は、ホール２８を通じて露出される。
印刷回路基板２２は、別途のバックライト駆動回路(図示せず)に連結されて、バックライト駆動回路(図示せず)から印加される信号を印刷回路基板２２上に構成された薄膜パターン(図示せず)を通じて多数の発光ダイオード２４に印加する。従って、印刷回路基板２２上に多数並んで配列される発光ダイオード２４は、各々赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂの色を発して、各々の発光ダイオード２４で発散される光の均一な混合によって白色の光が具現される。
発光ダイオード２４の上部には、多数の発光ダイオード２４と各々対応する反射ドット３１が付着された透明ウインドー(transparent window)３０が配置されて、この上部に輝度の均一度のための拡散板３２と光学シートグループ３４が順に介される。
これによって、多数の発光ダイオード２４から出射された光は、直接または反射シート２６によって反射された後、透明ウインドー３０によって赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂのカラー光をよく混合して、混合された光は、拡散板３２によって均一な輝度を有して、その次、光学シートグループ３４を通過した後、液晶パネル１０に入射され、液晶パネル１０は、外部に画像を表示する。
ところが、このように一つの印刷回路基板２２上に、多数の発光ダイオード２４が一列に配列され実装されるので、一つの不良発光ダイオード２４が発生する場合、不良が発生した発光ダイオード２４のみを交替するのは困難がある。
その結果、不良が発生した発光ダイオード２４を含む印刷回路基板２２全体を交替することになり、印刷回路基板２２上に配列される不良のない多数の発光ダイオード２４まで廃棄してしまうので、これは、工程の生産性低下及び工程費用を上昇させる問題に繋がる。
本発明は、前述したような問題を解決するために、一部の発光ダイオードの不良が発生される時、最小限の発光ダイオードのみを選択的に修理及び交替して、工程の生産性向上及び工程費用の節減をその目的とする。
前述したような目的を達成するために、本発明の第１特徴は、多数で構成されて、各々は、少なくとも一つの発光ダイオードと、前記少なくとも一つの発光ダイオードが装着された印刷回路基板を含む発光ダイオードユニットと；前記印刷回路基板上に位置して、前記少なくとも一つの発光ダイオードに対応して前記少なくとも一つの発光ダイオードを露出させるホールを有する反射シートと前記印刷回路基板の下部に位置するボトムフレームを含み、前記多数の発光ダイオードユニットは、相互に離隔され位置して、前記印刷回路基板の背面から延長された少なくとも一つの配線を利用して相互に電気的に連結されて、前記少なくとも一つの配線は、前記ボトムフレームの方向に曲がっていることを特徴とするバックライトアセンブリを提供する。
前記ボトムフレームは、前記少なくとも一つの配線の曲がった方向に対して凹部を有して、前記凹部の厚さは、前記凹部を除いたボトムフレームの厚さより薄い。
前記ボトムフレームは、前記少なくとも一つの配線の曲がった部分に対応するオープン部を有して、また、前記ボトムフレームは、前記曲がった配線の形状に対応するエンボシングパターン(embossing pattern)を有する。
前記一つの発光ダイオードに対応する少なくとも一つのダイバーター(diverter)を有して、前記反射シート上に位置する透明ウインドーを含み、前記透明ウインドーの上部に位置する光学シートグループをさらに含む。
前記多数の発光ダイオードユニットの動作を調節するバックライト駆動回路をさらに含む。
前記印刷回路基板上に位置して、前記発光ダイオードと前記少なくとも一つの配線を連結する薄膜配線を含み、前記薄膜配線は、前記ボトムフレームの方向に曲がっている。
前記配線は、ソルダリング(soldering)によって前記薄膜配線の末端部に連結される。
前記少なくとも一つの発光ダイオードは、前記薄膜配線を通じて信号を受けて、また、前記少なくとも一つの発光ダイオードは、白色の光を発光して、さらに、前記少なくとも一つの発光ダイオードは、混色によって白色の光を発光する少なくとも一つの赤色の発光ダイオード、少なくとも一つの緑色の発光ダイオード、少なくとも一つの青色の発光ダイオードとを含む。
前記少なくとも一つの赤色の発光ダイオード、少なくとも一つの緑色の発光ダイオード、少なくとも一つの青色の発光ダイオードは、一定なパターンで配置される。
本発明の第２特徴は、多数で構成されて、各々は、少なくとも一つの発光ダイオードと、前記少なくとも一つの発光ダイオードが装着された印刷回路基板とを含む発光ダイオードユニットと、前記印刷回路基板上に位置して、前記少なくとも一つの発光ダイオードに対応して前記少なくとも一つの発光ダイオードを露出させるホールを有する反射シートを含み、前記多数の発光ダイオードユニットは、相互に離隔され位置して、前記印刷回路基板の背面から延長された少なくとも一つの配線を利用して相互に電気的に連結されることを特徴とするバックライトアセンブリと；前記バックライトアセンブリの下部に位置するボトムフレームと；前記バックライトアセンブリの上部に位置する液晶パネルと；前記液晶パネルとバックライトアセンブリを取り囲むメインフレームと；前記液晶パネルの前面の枠(front edge)を取り囲むトップフレームとを含み、前記少なくとも一つの配線は、前記ボトムフレームの方向に曲がっていることを特徴とする液晶表示装置モジュールを提供する。
以下、図を参照して、本発明による望ましい実施例を詳しく説明する。
本発明は、発光ダイオードを光源として使用する液晶表示装置において、多数の発光ダイオードと、多数の発光ダイオードが実装される印刷回路基板を含んで個別化された多数の発光ダイオードユニットを構成することによって、一つの不良発光ダイオードが発生しても印刷回路基板全体を交替しないで、不良発光ダイオードを含む発光ダイオードユニットのみを交替すれば良いので、工程の生産性及び作業性が向上されて、工程費用が節減する。
また、多数の発光ダイオードユニットを連結する少なくとも一つの配線が反射シートと向かいの方に曲がるように、ボトムフレームは、配線の曲がる部分と対応して凹部またはオープン部を有することによって、配線と対応した反射シート部分を別途の加工処理をしなくても良いので、輝度及び色均一度を改善して染みを防ぐ。
図２は、本発明の一実施例による液晶表示装置モジュールの分解斜視図である。
図２に示したように、液晶表示装置モジュールは、二つの基板と、二つの基板間に介された液晶層を含む液晶パネル１１０と、バックライトアセンブリ１２０と、これらの端側を取り囲む四角状のメインフレーム１４０と、バックライトアセンブリ１２０の背面を覆いながらメインフレーム１４０と結合されるボトムフレーム１５０と、液晶パネル１１０の前面の端側を取り囲むメインフレーム１４０と結合される四角状のトップフレーム１６０とを含む。
また、液晶パネル１１０の端側には、ゲート印刷回路基板１１８とソース印刷回路基板１１６が各々位置して、ゲート印刷回路基板１１８及びソース印刷回路基板１１６は、軟性回路基板(図示せず)を通じて液晶パネル１１０に連結されて、モジュール化工程によってゲート印刷回路基板１１８とソース印刷回路基板１１６は、ボトムフレーム１５０の側面または背面に折られて液晶パネル１１０と密着される。ゲート印刷回路基板１１８は、多数のゲート配線(図示せず)を通じて薄膜トランジスター(図示せず)のオン/オフ信号をスキャンして伝達し、ソース印刷回路基板１１６は、多数のデータ配線(図示せず)を通じてフレーム別の画像信号を伝達する。
このような液晶パネル１１０の背面には、液晶パネル１１０に光を供給するバックライトアセンブリ１２０が位置する。また、ボトムフレームの内部面には、印刷回路基板１２２と、印刷回路基板１２２上に搭載され液晶パネル１１０を向く前方に所定のカラーを具現する多数の発光ダイオード１２４が一定なパターンで位置している。一つの印刷回路基板１２２と、一つの印刷回路基板１２２上に位置する多数の発光ダイオード１２４は、一つの発光ダイオードユニット１３６で定義される。
本実施例の代案として、所定のカラーを一つの発光ダイオード１２４を通じて具現できる場合、一つの発光ダイオードユニット１３６は、一つの発光ダイオード１２４で構成される。
発光ダイオードユニット１３６は、実質的に多数の発光ダイオードユニット１３６を構成する。また、発光ダイオード１２４を除いた印刷回路基板１２２及びボトムフレーム１５０の内面を覆う領域に、反射シート１２６が位置する。反射シート１２６は、各々の発光ダイオード１２４が通過する複数個のホール１２８を有して、白色または銀色のカラーシートで構成される。
反射シート１２６の上部には、透明ウインドー１３０が位置しており、透明ウインドー１３０の上部には、輝度の均一度のための拡散板１３２が位置して、拡散板１３２の上部には、光学シートグループ１３４が位置する。図面には示してないが、光学シートグループ１３４は、反射型の偏光シート、集光シート、拡散シートで構成される。
実質的に、発光ダイオードユニット１３６は、赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂの色を発する発光ダイオードチップを含み、各々の発光ダイオードチップから発散される光の均一な混合によって所定のカラー、例えば、白色の光を具現する多数の発光ダイオード１２４と、多数の発光ダイオード１２４が搭載された印刷回路基板１２２とを含む。
従って、本発明では、各々の発光ダイオードユニット１３６が独立的な形態を有していて、一部の発光ダイオード１２４の故障や破損時、該当する発光ダイオードユニット１３６のみを交替するので、修理及び交替にかかる費用及び時間が大幅に節減する。
この時、赤色、緑色、青色の色を発する発光ダイオードチップを含む発光ダイオード１２４の代わりに、赤色、緑色、青色の色を発する各々の発光ダイオード１２４が一つのクラスタに結ばれ実装されて、または、白色を発する発光ダイオード１２４が使用される。
また、このような一つの発光ダイオードユニット１３６に含まれる多数の発光ダイオード１２４は、印刷回路基板１２２上に一列に並んで配列されたり、複数列に並んで配列されたりする。
これによって、発光ダイオードユニット１３６から出射された光は、直接または反射シート１２６によって反射して透明ウインドー１３０、拡散板１３２、光学シートグループ１３４を通過する際に、均一な面光源に加工され液晶パネル１１０に入射されて、これを利用して液晶パネル１１０では、望む輝度の画像を表示することができる。
前述したように、本発明による発光ダイオードユニット１３６は、別途のバックライト駆動回路(図示せず)によって動作が制御されて、このようなバックライト駆動回路(図示せず)は、実装面積の最小化のためにボトムフレーム１５０の背面に備える。
従って、個別的に多数に構成される各々の発光ダイオードユニット１３６は、相互に連結された状態でバックライト駆動回路(図示せず)に接続されて、このために、発光ダイオードユニット１３６各々の印刷回路基板１２２から延長され、少なくとも一つの配線(図３の２３８)を備える。
印刷回路基板１２２に備える配線(図３の２３８)は、印刷回路基板１２２上に並んで配列される多数の発光ダイオード１２４と電気的に連結されるために構成された薄膜配線(図３の２４２)とソルダリング（ｓｏｌｄｅｒｉｎｇ）され連結される。
このような個々の多数の発光ダイオードユニット１３６の連結構造を、詳細的な構成によっていくつかの実施例で説明する。
図３は、本発明の一実施例による発光ダイオードユニットの連結構造を示した断面図である。
図３に示したように、多数の発光ダイオード２２４が一つの印刷回路基板２２２上に一列に実装され一つの発光ダイオードユニット２３６を構成して、このような発光ダイオードユニット２３６は、隣接する発光ダイオードユニット２３６とボトムフレーム２５０上で、相互に一定間隔離隔して配置される。
発光ダイオードユニット２３６の印刷回路基板２２２上には、薄膜配線２４２が形成されていて、一列に配列された発光ダイオード２２４各々に電気的信号を印加する役割をする。薄膜配線２４２の一端には、配線２３８がソルダリングされ連結されて、配線２３８を通じて相互に隣接する各々の発光ダイオードユニット２３６が相互に連結される。
この時、相互に隣接する発光ダイオードユニット２３６を連結する配線２３８は、ソルダリングされ連結される薄膜配線２４２が印刷回路基板２２２上に構成されるので、配線２３８も印刷回路基板２２２の上側に突出するように形成される。これによって、発光ダイオードから露出された印刷回路基板領域及び発光ダイオードユニット間の離隔領域を覆う領域に位置する反射シートの配線の突出部と対応する領域は、配線との接触を防ぐために、配線と接触する内部領域で凹部が形成される。すなわち、反射シートの方向に突出された配線は、反射シートによって覆われても、押されないように反射シートは、凹部を含む。
以下、本発明のまた他の実施例を、図を参照して説明する。
図４Ａ及び図４Ｂは、本発明の一実施例による発光ダイオードユニットの連結構造を示した図である。図４Ａは、分解斜視図であって、図４Ｂは、断面図である。
図４Ａ及び図４Ｂに示したように、多数の発光ダイオード３２４が一つの印刷回路基板３２２上に、一定なパターンで配置され一つの発光ダイオードユニット３３６を構成して、このような発光ダイオードユニット３３６は、ボトムフレーム３５０上、相互に一定間隔離隔して隣接するように配置される。
発光ダイオードユニット３３６の印刷回路基板３２２上には、薄膜配線３４２が構成され一列に配列される各々の発光ダイオード３２４に電気的信号を印加する。薄膜配線３４２の一端には、配線３３８がソルダリングされ連結されて、配線３３８を通じて相互に隣接する各々の発光ダイオードユニット３３６が相互に連結される。
本実施例では、相互に隣接する各々の発光ダイオードユニット３３６を連結する配線３３８がボトムフレーム３５０の方向に曲がっている。
これは、並んで配列される発光ダイオード３２４を連結する印刷回路基板３２２上に形成される薄膜配線３４２を、印刷回路基板３２２の両端で刷回路基板３２２の側面に沿って形成されるように下方に折曲して、折曲された一端でソルダリングし、配線３３８を連結して構成される。
従って、相互に隣接する発光ダイオードユニット３３６を連結する配線３３８は、印刷回路基板３２２の背面から延長され、ボトムフレーム３５０の方向に曲がって突出された構造である。
この時、印刷回路基板３２２の背面へと突出される配線３３８が、発光ダイオードユニット３３６が構成されるボトムフレーム３５０の内面によって押されないようにボトムフレーム３５０上に所定の凹部３４４を形成する。
また、ボトムフレーム３５０には、所定の凹部３４４を形成すること以外にも、図５Ａ及び図５Ｂに示したように、配線３３８が突出されるボトムフレーム３５０の一部をパンチング(punching)したり、ボトムフレームの背面にエンボシング（embossing）したりして形成することによって、突出される配線３３８がボトムフレーム３５０によって押されないようにすることができる。
従って、ボトムフレーム３５０上に、配線３３８を通じて各々連結された多数の発光ダイオードユニット３３６が配列されて、発光ダイオードユニット３３６上に、各々の発光ダイオード３２４を通過する複数個のホール３２８を備えて、発光ダイオード３２４を除いた印刷回路基板３２２とボトムフレーム３５０の内面を覆う反射シート３２６を安着する。
この時、印刷回路基板３２２は、発光ダイオード３２４の発光時に発生する抵抗熱を迅速に外部に放出するために、メタルコア(metal core)印刷回路基板で構成される。
前述したように、本実施例によると、反射シート３２６に別途の加工処理(突出された配線による溝の形成)をしなくても良いので、輝度及び色の均一度、色の染み等をさらに改善する。
本発明は、前述した実施例に限られるのではなく、本発明の趣旨に反しない限度内で、多様に変更して実施できる。
従来による液晶表示装置モジュールの分解斜視図である。 本発明の一実施例による液晶表示装置モジュールの分解斜視図である。 本発明の一実施例による発光ダイオードユニットの連結構造を示した断面図である。 本発明の一実施例による発光ダイオードユニットの連結構造を示した分解斜視図である。 本発明の一実施例による発光ダイオードユニットの連結構造を示した 断面図である。 本発明の一実施例によるホールを有するボトムフレームの断面図である。 本発明の一実施例によるエンボシングパターンを有するボトムフレームの断面図である。
符号の説明
３２２：印刷回路基板
３２４：発光ダイオード
３２６：反射シート
３２８：ホール
３３６：発光ダイオードユニット
３３８：配線
３４２：薄膜配線
３４４：凹部
３５０： ボトムフレーム

Claims (14)

  1. 多数で構成されて、各々は、少なくとも一つの発光ダイオードと、前記少なくとも一つの発光ダイオードが装着された印刷回路基板を含む発光ダイオードユニットと；
    前記印刷回路基板上に位置して、前記少なくとも一つの発光ダイオードに対応して前記少なくとも一つの発光ダイオードを露出させるホールを有する反射シートと；
    前記印刷回路基板の下部に位置するボトムフレームを含み、
    前記多数の発光ダイオードユニットは、相互に離隔され位置して、前記印刷回路基板の背面から延長された少なくとも一つの配線を利用して相互に電気的に連結されて、
    前記少なくとも一つの配線は、前記ボトムフレームの方向に曲がっていて、
    前記ボトムフレームは、前記少なくとも一つの配線の曲がった方向に対する凹部、前記少なくとも一つの配線の曲がった部分に対応するオープン部、及び前記曲がった配線の形状に対応するエンボシングパターンのいずれか１つを有することを特徴とするバックライトアセンブリ。
  2. 前記凹部の厚さは、前記凹部を除いたボトムフレームの厚さより薄いことを特徴とする請求項１に記載のバックライトアセンブリ。
  3. 前記一つの発光ダイオードに対応する少なくとも一つのダイバーターを有して、前記反射シート上に位置する透明ウインドー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アセンブリ。
  4. 前記透明ウインドーの上部に位置する光学シートグループをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載のバックライトアセンブリ。
  5. 前記多数の発光ダイオードユニットの動作を調節するバックライト駆動回路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アセンブリ。
  6. 前記印刷回路基板上に位置して、前記発光ダイオードと前記少なくとも一つの配線を連結する薄膜配線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アセンブリ。
  7. 前記薄膜配線は、前記ボトムフレームの方向に曲がっていることを特徴とする請求項６に記載のバックライトアセンブリ。
  8. 前記配線は、ソルダリングによって前記薄膜配線の末端部に連結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アセンブリ。
  9. 前記少なくとも一つの発光ダイオードは、前記薄膜配線を通じて信号を受けることを特徴とする請求項６に記載のバックライトアセンブリ。
  10. 前記少なくとも一つの発光ダイオードは、白色の光を発光することを特徴とする請求項１に記載のバックライトアセンブリ。
  11. 前記少なくとも一つの発光ダイオードは、混色によって白色の光を発光する少なくとも一つの赤色の発光ダイオード、少なくとも一つの緑色の発光ダイオード、及び少なくとも一つの青色の発光ダイオードを含むことを特徴とする請求項１０に記載のバックライトアセンブリ。
  12. 前記少なくとも一つの赤色の発光ダイオード、少なくとも一つの緑色の発光ダイオード、及び少なくとも一つの青色の発光ダイオードは、一定なパターンで配置されることを特徴とする請求項１１に記載のバックライトアセンブリ。
  13. 多数で構成されて、各々は、少なくとも一つの発光ダイオードと、前記少なくとも一つの発光ダイオードが装着された印刷回路基板とを含む発光ダイオードユニットと、前記印刷回路基板上に位置して、前記少なくとも一つの発光ダイオードに対応して前記少なくとも一つの発光ダイオードを露出させるホールを有する反射シートを含み、前記多数の発光ダイオードユニットは、相互に離隔され位置して、前記印刷回路基板の背面から延長された少なくとも一つの配線を利用して相互に電気的に連結されることを特徴とするバックライトアセンブリと；前記バックライトアセンブリの下部に位置するボトムフレームと；
    前記バックライトアセンブリの上部に位置する液晶パネルと；
    前記液晶パネルとバックライトアセンブリを取り囲むメインフレームと；
    前記液晶パネルの前面の枠を取り囲むトップフレームとを含み、
    前記少なくとも一つの配線は、前記ボトムフレームの方向に曲がっていて、
    前記ボトムフレームは、前記少なくとも一つの配線の曲がった方向に対する凹部、前記少なくとも一つの配線の曲がった部分に対応するオープン部、及び前記曲がった配線の形状に対応するエンボシングパターンのいずれか１つを有することを特徴とする液晶表示装置モジュール。
  14. 前記凹部の厚さは、前記凹部を除いたボトムフレームの厚さより薄いことを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置モジュール。
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