JP4566958B2 - 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ＬＥＤを含む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係り、より具体的には所定発光色の少なくとも一つ以上のＬＥＤを一つのユニットとして複数個のＬＥＤユニットを含む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。
近年の本格的な情報化時代に伴い、電気的信号を介して画像を表示するディスプレイ分野も急速に発展してきた。そして、これに応じて軽量薄型と低消費電力を特徴とする平板表示装置（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ ｄｅｖｉｃｅ：ＦＰＤ）として、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ ｄｅｖｉｃｅ：ＬＣＤ）、プラズマ表示装置（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ ｄｅｖｉｃｅ：ＰＤＰ）、電界放出表示装置（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ ｄｅｖｉｃｅ：ＦＥＤ）、電気発光表示装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｄｉｓｐｌａｙ ｄｅｖｉｃｅ：ＥＬＤ）等が導入され、既存のブラウン管（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ：ＣＲＴ）から急速に代替されてきている。
中でも液晶表示装置は動画像表示に優れ、対照比が大きいという特徴があり、モニター、ＴＶ等の分野で最もよく利用されている。その画像実現原理において、液晶の光学的異方性と分極性質を利用したものであり、液晶は分子構造が細長く配列に方向性を有する光学的異方性と、電界内に置かれる場合にその大きさによって分子の配列方向が変化する分極性質を帯びることが知られている。
これにより一般的な液晶表示装置は並んでいる両基板間に液晶層を介在して合着させた液晶パネルを必須の構成要素としており、液晶パネル内部の電界の大きさによって液晶分子の配列方向を人為的に調節して光の透過率を変化させる。しかし、液晶パネル自体は発光要素を備えていないので、透過率変化を外部に投影させることができる照光手段が別途必要であり、液晶パネル背面に光源が内蔵されたバックライトアセンブリが配置されて光を供給する。
ここで、バックライトアセンブリの光源としては伝統的に外部電極蛍光ランプ（Ｅｘｔｅｒｉｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ：ＥＥＦＬ）や冷陰極蛍光ランプ（Ｃｏｌｄ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ：ＣＣＦＬ）等の水銀放電ランプが使われてきたが、最近になって有毒性の水銀（Ａｇ）を使わずに色再現性を向上させることができるＬＥＤがより多く利用されるようになってきている。
一方、一般的にバックライトアセンブリは光を発する光源の位置によって側光型（ｓｉｄｅ ｌｉｇｈｔ ｔｙｐｅ）と直下型（ｄｉｒｅｃｔ ｔｙｐｅ）に区分され、前者の側光型は液晶パネルに対してこれの後方の少なくとも一側面に配置された光源の光を別途の導光板（Ｌｉｇｈｔ Ｇｕｉｄｅ Ｐａｎｅｌ：ＬＧＰ）で屈折させ液晶パネルに供給する一方、後者の直下型は液晶パネル背面に複数の光源を配置して直接的な光を供給する。
以下、図１は従来の液晶表示装置モジュールの概略的な分解斜視図である。液晶（ＬＣＤ）パネル１０とバックライトアセンブリ２０は通常、衝撃からの保護と光漏れの防止のために各種機械的要素により一体化される。一般に、ＬＣＤパネル１０、バックライトユニット２０及び各種機械的要素を合わせて液晶表示装置モジュール（ＬＣＤ）１という。ＬＣＤモジュール１は、上下に重なる液晶パネル１０及びバックライトアセンブリ２０と、これらの縁を囲むメインフレーム（４０）と、バックライトアセンブリー２０の背面を覆ってメインフレーム４０に結合されるボトムフレーム（５０）、そして液晶パネル１０の前面縁を囲んでメインフレーム４０を媒介にしてボトムフレーム５０と組立てられるトップフレーム（６０）を含む。
そしてバックライトアセンブリ２０はボトムフレーム５０内面にストライプ状で配列固定される複数個の印刷回路基板（ＰＣＢ）２２及びこれらそれぞれに列を成して搭載された複数のＬＥＤ２４と、それぞれのＬＥＤ２４が通過することができる複数個の貫通ホール２８を有してＬＥＤ２４を除いた印刷回路基板２２とボトムフレーム５０内面を覆って遮る白色または銀色の反射シート（２６）と、これの上部で複数のＬＥＤ２４と一定間隔を置いて液晶パネル１０との間に介在される複数枚の光学シート３２を含む。
ここで、複数のＬＥＤ２４はＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）色光をそれぞれ発するＲＧＢ ＬＥＤ２４を一定規則によって配列して色混合による白色光を具現することが一般的であり、前記光学シート３２は実質的に拡散シートをはじめとするプリズムシート等を含んで複数枚で構成される。
次に、図２は前記図１の切断線“ＩＩ―ＩＩ”に沿って切断された断面図である。これを図１と比較すると上述した各構成要素を確認することができる。複数のＬＥＤ２４から出射された光は直接または反射シート２６により反射されて光学シート３２を通過した後液晶パネル１０に入射し、これによって液晶パネル１０は外部に画像を表示することができる。
しかし、一般的なバックライトアセンブリ２０を利用した液晶表示装置モジュールにはいくつの問題点がある。ストライプ形態に配列された複数個の印刷回路基板２２上に複数のＬＥＤ２４が列を成して搭載された構造上、いずれか一つのＬＥＤ２４が破損した場合に該当列にある印刷回路基板２２全体を交換または修繕しなければならず、この過程中に正常なＬＥＤ２４までも破損されてしまう。従って、従来技術のバックライトアセンブリでは、その修理のための費用と時間がかさむという欠点があった。
また前記の構造によって印刷回路基板２２上に搭載された複数のＬＥＤ２４は任意的な位置の交換が事実上不可能であり、そのことが、ユーザーの目的に応じた活用において大きな制約となり、設計当初に予想した色再現性や輝度が得られない場合に対処が不可能であるという欠点があった。
一般的なバックライトアセンブリ２０ではいわゆる分割駆動が困難であった。分割駆動とは爆破場面のように表示画面一部でだけ相対的に強い高輝度を表示するために該当部分の光源のみを発光させて対照比を高める方法のことをいう。
また、一般的なバックライトアセンブリ２０で最も重要視される事項の一つはＲＧＢ ＬＥＤ２４それぞれから出射されたＲＧＢカラー光を液晶パネル１０に到達する前に十分に色混合させることである。このために先に言及したようにストライプ形状の印刷回路基板２２上に複数のＬＥＤ２４が一定ピッチで列を作って配列される構造においては、これとは別にＬＥＤ２４の主出射角をなるべく側方に拡大させると共に十分な色混合空間が確保されるようにＬＥＤ２４と光学シート３２間の間隔は必ず一定間隔以上に保障しなければならず、さらにはＬＥＤ２４と光学シート３２間に別途の拡散部材を介在させる等の多様な拡散設計構造が必要となる。
しかし、このような様々な拡散設計構造によって一部のＬＥＤ２４だけを分割駆動により発光させるとしても、列の境界付近では弱い輝度の部分が残ってしまう。
本発明は前記のような問題点を解決するために案出されたものであり、一部のＬＥＤの故障や破損時に最小限のＬＥＤだけを選択的に修理及び交換できるようにして費用、労力及び時間を節減することができ、ユーザーの目的に応じて全部または一部のＬＥＤに対する任意的な配置変更が自在であって、特に分割駆動に好適な特性を示す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を提供することにその目的がある。
前記目的を達成するために、本発明の第１の側面として、マトリクス状の複数のバックライトサブユニットを有するバックライトアセンブリにおいて、複数のバックライトサブユニットの各々が、所定の配置パターンで配置された所定の発光色の少なくとも１つのＬＥＤを含むＬＥＤユニット、及びＬＥＤユニットを囲む隔壁を備える構成とした。
上記第１の側面において、隔壁が前記ＬＥＤユニットを囲んで発光領域を画定する構成とした。
また、複数のバックライトサブユニットがさらに複数の光学シートを含む構成とした。また、複数の光学シート各々をＬＥＤユニット上に配置した。
また、複数の光学シート各々をＬＥＤユニットにから見て凸状のドーム形状とした。
また、複数のバックライトサブユニット上に１枚の光学シートをさらに含む構成とした。
また、バックライトサブユニット各々が、ＬＥＤユニットと光学シートとの間に介在する透明ウィンドウ、及び透明ウィンドウの下面に位置し、少なくとも１つのＬＥＤに対向する少なくとも１つのダイバータを含む構成とした。
また、バックライトサブユニット各々が、少なくとも１つのＬＥＤが実装された印刷回路基板（ＰＣＢ）、及びＰＣＢを覆い、少なくとも１つのＬＥＤを露出させる少なくとも１つの貫通ホールを有する反射シートを含む構成とした。
ここで、ＰＣＢの第１の辺に設けたプラグコネクタ、及びＰＣＢの第１の辺に隣り合う第２の辺に設けたソケットコネクタを備え、複数のバックライトサブユニットがプラグコネクタ及びソケットコネクタによって相互接続される構成とした。
また、ＰＣＢの下面にコネクタ端子を備えた構成とした。
さらに、光学シートが拡散シートを含む構成とした。また、隔壁が、透明材質、不透明反射材質及び半透明拡散材質のうちの１つから選択されるようにした。また、隔壁を格子形状とした。
また、上記の所定の発光色が白色（Ｗ）としてもよいし、ＬＥＤの少なくとも１つが白色（Ｗ）ＬＥＤとしてもよい。また、ＬＥＤユニットの少なくとも１つが、少なくとも１つの赤色（Ｒ）ＬＥＤ、少なくとも１つの緑色（Ｇ）ＬＥＤ及び少なくとも１つの青色（Ｂ）ＬＥＤを含ようにしてもよい。
そして、上記の配置パターンが、直線、三角形状、四角形状、又は４点を構成する４つのＬＥＤ及び該４点の中央に位置する１つのＬＥＤで形成される形状としてもよい。
また、ＬＥＤユニット各々を単独で修理可能なようにしてもよい。
本発明の第２の側面は、液晶表示モジュールであって、マトリクス状の複数のバックライトサブユニットを有するバックライトアセンブリであって、複数のバックライトサブユニットの各々が、所定の配置パターンで配置された所定の発光色の少なくとも１つのＬＥＤを含むＬＥＤユニット、及びＬＥＤユニットを囲む隔壁を備えたバックライトアセンブリ；該バックライトアセンブリの下面に位置するボトムフレーム；該バックライトアセンブリの上面に位置する液晶パネル；バックライトアセンブリ及び該液晶パネルの縁を囲むメインフレーム；液晶パネルの前面縁を囲むトップフレーム；及びボトムフレーム外部のバックライト駆動回路であって複数のＬＥＤユニットに電気的に接続されたバックライト駆動回路からなる液晶表示モジュールである。
上記第２の側面において、バックライト駆動回路が複数のバックライトサブユニットの各々に電気的に接続された構成とした。
また、バックライトサブユニット各々が、少なくとも１つのＬＥＤが実装された印刷回路基板（ＰＣＢ）、及びＰＣＢを覆い、少なくとも１つのＬＥＤを露出させる少なくとも１つの貫通ホールを有する反射シートを含む構成とした。
またさらに、ＰＣＢの下面にコネクタ端子を備える構成とした。
また、バックライト駆動回路が複数のバックライトサブユニットにコネクタ端子を介して電気的に接続される構成とした。
また、ボトムフレームがコネクタ端子１つを露出させる少なくとも１つの開口部を有し、バックライト駆動回路が開口部を介してコネクタ端子に接続された構成とした。
また、バックライトアセンブリが、ＰＣＢの第１の辺に設けたプラグコネクタ、及びＰＣＢの第１の辺に隣り合う第２の辺に設けたソケットコネクタを含む構成とした。
また、バックライト駆動回路がプラグコネクタ及びソケットコネクタにケーブルを介して接続される構成とした。
さらに、上記第１及び第２の側面において、複数のバックライトサブユニットが少なくとも２つのグループに分割され、各グループにおいてそのグループが同一の信号で駆動される構成とした。また、ＰＣＢをメタルコアＰＣＢとした。
上記本発明によるバックライトアセンブリはバックライトサブユニットそれぞれが白色の均一な面光源を提供し、このようなバックライトサブユニットはボトムフレーム内面に沿ってマトリックス状を有してマトリックス配列を形成して複数個が配置されるので、液晶パネル全体に対して均一な白色の面光源を提供することができる長所がある。この場合、特にそれぞれのバックライトサブユニットは隔壁により区分して個別化されたばら状となっているので、一部のＬＥＤの故障や破損時に、該当するバックライトサブユニットだけを交換すればよく、その結果修理及び交換にかかる費用と労力及び時間を大幅に節減することができる効果がある。上述したように、本発明によるバックライトサブユニット内に実装されるＬＥＤの配置例は事実上制限がなくて、したがってユーザーの目的によって全部または一部のＬＥＤに対する任意的な配置変更が自在であるという特徴がある。
特にこれらそれぞれのバックライトサブユニットは独立的な発光領域を画定すると同時に個別的なばら単位で駆動可能であって、したがって分割駆動にとって非常に好適であるという利点がある。
以下、図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。
図３は本発明の一実施形態による液晶表示装置モジュールの概略的な分解斜視図であり、上下に重なる液晶パネル１１０とバックライトアセンブリ１２０を含む。
そしてこれらの縁をステンレス鋼または合成樹脂モールド物で構成されたメインフレーム１５０が共に囲んで、全体的な形態維持と光漏れを最小化するためのボトムフレーム１６０がバックライトアセンブリ１２０背面を覆ってメインフレーム１５０に結合され、液晶パネル１１０前面縁を囲むトップフレーム１７０がメインフレーム１５０を媒介にしてボトムフレーム１６０と組立てられて一体でモジュール化される。
それぞれを具体的に説明する。
まず液晶パネル１１０は画像表現の中心的な役割を担当する部分であって液晶層を間に挟んで合着された第１及び第２基板１１２、１１４を含む。
ここで、液晶パネル１１０がアクティブマトリックス方式という前提の下に、図面上明確ではないが、下部基板またはアレイ基板と呼ばれる第１基板１１２内面には複数のゲートラインとデータラインが交差して画素（ｐｉｘｅｌ）が画定されて、それぞれの交差点毎に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が具備されて各画素に実装された透明画素電極と一対一で対応連結される。
そして上部基板またはカラーフィルター基板と呼ばれる第２基板１１４内面には各画素に対応する。一例として、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）カラーフィルター及びこれらそれぞれを囲んでゲートラインとデータラインそして薄膜トランジスタ等の非表示要素を遮るブラックマトリックスが具備され、これらカラーフィルター及びブラックマトリックスを覆う透明共通電極が設けられている。
またこのような液晶パネル１１０少なくとも一縁に沿ってはフレキシブル回路基板やＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ：１１６）等を媒介にして液晶パネル駆動回路が接続され、モジュール化過程でメインフレーム１５０の側面ないしボトムフレーム１６０背面に適切に反らして密着され、このような液晶パネル駆動回路はゲートラインで薄膜トランジスタのオン／オフ走査信号をスキャン伝達するゲート駆動回路そしてデータラインにフレーム別画像信号を伝達するデータ駆動回路に区分されて液晶パネル１１０の相互に隣接した二縁に位置することができる。
ここに上述した構造の液晶パネル１１０はスキャン伝達するゲート駆動回路の走査信号により各ゲートライン別に選択された薄膜トランジスタがオン（ｏｎ）されればデータ駆動回路の画像信号がデータラインを介して該画素電極に伝えられて、これによる画素電極と共通電極間の上下電界により液晶分子の配列方向を変化して透過率差を示す。
そしてこのような透過率の差が外部に投影されることができるように液晶パネル１１０背面には本発明によるバックライトアセンブリ１２０が配置されて光を供給する。
この場合、特に本発明によるバックライトアセンブリ１２０は、少なくとも一つのＬＥＤをそれぞれ有する複数個のＬＥＤユニット（ＬＵ）に区分され、マトリックス状を有する複数個のバックライトサブユニット１２２を含み、これらはボトムフレーム１６０内面に沿ってマトリックス状でマトリックス配列されると同時に液晶パネル１１０に向けてそれぞれ均一な白色光の面光源を供給することを特徴とする。このようなバックライトサブユニット１２２は細部的な構成によっていくつかの実施形態に区分することができるのでそれぞれを区分して説明する。
特に、前記バックライトサブユニット１２２は個別化されたばら単位で構成されたことを特徴とする。
そして便宜上、各実施形態に対する説明ではバックライトサブユニットの図面符号１２２後にａ、ｂの識別符号を付け加えて互いを区別する。
図４Ａ及び図４Ｂは本発明の一実施形態による一つのＬＥＤユニットを基準にしたバックライトアセンブリに対する図面である。図４Ａは分解斜視図であり、図４Ｂは断面図である。本実施形態によるバックライトサブユニット１２２ａは前方に光を発して所定カラーを具現する少なくとも一つのＬＥＤ１２４をそれぞれ有する複数個のＬＥＤユニット（ＬＵ）と、これの周辺を囲む隔壁１３０、そしてこのような隔壁１３０上に配置されてＬＥＤ１２４前方を覆う光学シート１４６を含む。
まず、隔壁１３０は少なくとも一つのＬＥＤ１２４をそれぞれ有する複数個のＬＥＤユニット（ＬＵ）をそれぞれ分離させて独立した発光領域ＥＲを画定するが、このために透明材質や半透明の拡散材質または不透明の反射材質で構成されて、板構造物で構成することができる。隔壁１３０は格子状とすることができる。特にバックライトサブユニット１２２ａの全体的な形態が六面体形状を示すように相互に垂直に接する４個の面を提供して四角柱形状とすることができる。
この場合、隔壁１３０を形成する透明材質では透過率が９０％以上であるアクリル等の透明合成樹脂を用いることができ、半透明の拡散材質では透過率が５０％ないし９０％程度を示す合成樹脂成形物を用いることができ、一例としてＰＭＭＡ（Ｐｏｌｙ Ｍｅｔｈｙｌ Ｍｅｔｈ Ａｃｒｙｌａｔｅ）の射出成形時アルミニウムパーティクルやその他反射特性をもった物質粒子の拡散剤を添加して製造された形態とすることができる。そして不透明の反射材質ではアルミニウム（Ａｌ）のように表面反射率が高い金属を用いることができる。
次に隔壁１３０による発光領域ＥＲ内に実装されるＬＥＤ１２４は最終的に白色光を供給する光源の役割をもつものである。このため、ＲＧＢカラー光をそれぞれ発するＲＧＢ ＬＥＤ１２４を所定規則によって配置して色混合による白色光を具現したり、または白色光を発する少なくとも一つのＷ（白色）ＬＥＤ１２４を用いたりすることができる。これに対する詳細な内容は該部分で詳細に説明する。
一方、前記のＬＥＤ１２４は印刷回路基板１２６上に搭載される。このような印刷回路基板１２６が発光領域ＥＲ内に露出する場合に光効率が落ちてしまうので、ＬＥＤ１２４だけを選択的に露出させる反射シート１３４が採用される。このための反射シート１３４にはＬＥＤ１２４が一対一で対応挿入される貫通ホール１３６が形成されていてＬＥＤ１２４だけを露出させて、印刷回路基板１２６を覆って遮る形態とすることができる。したがって反射シート１３４は発光領域ＥＲ内の実質的な底面の役割を担っている。
最後に光学シート１４６はＬＥＤ１２４から出射された光を均一な面光源の形態で加工する役割を担っており、少なくとも一つの拡散シートをはじめとするプリズムシートを含んでいてもよく、隔壁１３０上に配置されて発光領域ＥＲ内の実質的な天井面役割と共にＬＥＤ１２４から出射された光の進行経路上に置かれる。なお、さらに１枚の追加の光学シートを、複数のバックライトサブユニットからなるマトリクス全体の上面に配置してもよい。
これによりＬＥＤ１２４から発した光は直接または反射シート１３４により反射されて液晶パネル（図３の１１０参照）を向かう前方に進められる過程中に光学シート１４６を通過しながら均一な面光源の形態で加工される。このようなバックライトサブユニット１２２ａをボトムフレーム（図３の１６０参照）内面に沿ってマトリックス状でマトリックス配列させることによって液晶パネル（図３の１１０参照）全体に対して均一な面光源を供給することができる。
図５Ａ及び図５Ｂは本発明の一実施形態による一つのバックライトサブユニットを基準にしたバックライトアセンブリに対する図面であって、図５Ａは分解斜視図であって、図５Ｂは断面図である。先に述べた第１実施形態と同じ役割をもつ同一要素に対しては同一符号を付与し、重複した説明は省略して差異点のみを説明する。
その結果、本実施形態では発光領域ＥＲ内にＬＥＤ１２４と光学シート１４６間に透明ウィンドウ１４０を介在させていることを特徴としており、透明ウィンドウ１４０のＬＥＤ１２４側背面には所定形状の反射ドット（ダイバータ：ｄｉｖｅｒｔｅｒ）１４２が付着されてＬＥＤ１２４から出射された光を反射または拡散させている。
ここで、反射ドット（ダイバータ）１４２の役割はＬＥＤ１２４から出射された直線光を反射及び拡散させることによってさらに均一な面光源を具現すると同時に色混合を加重させることである。このための反射ドット（ダイバータ）１４２は反射シート１３４と同様に白色または銀色のシート物で製造すればよく、少なくとも一つのＬＥＤ１２４と一対一に対応していればよい。そして透明ウィンドウ１４０は前記の反射ドット（ダイバータ）１４２がＬＥＤ１２４と一定距離を維持するように支持する役割をもつ。
他の部分に関しては第１実施形態と同様である。即ち、印刷回路基板１２６及びここに搭載された少なくとも一つのＬＥＤ１２４と、前記ＬＥＤ１２４の周辺を囲んで独立した発光領域ＥＲを画定するように透明材質、半透明の拡散材質または不透明の反射材質で構成された隔壁１３０と、前記隔壁１３０上に配置されてＬＥＤ１２４前方に置かれる光学シート１４６と、ＬＥＤ１２４を除いた印刷回路基板１２６等の他の部分を遮りながら発光領域ＥＲ内の実質的な底面を形成する反射シート１３４等は前実施例と同じである。
ＬＥＤユニット（ＬＵ）は白色光を発光するために様々な方法で配置されたＬＥＤ１２４を含む。
例えば、ＬＥＤ発光領域ＥＲ内にＲＧＢ・ＬＥＤ１２４が少なくとも一つずつ実装されてこれらの色混合による白色光を具現することができる。ここで、ＲＧＢ・ＬＥＤ１２４は一定な組み合わせを形成することができ、便宜上それぞれのカラーを示す略字で表記すればＲＧＢ、ＧＲＢＧ、ＲＧＧＢ、ＧＲＢＧＲなどが可能であって、これらは前記反射シート１３４上で一列または複列で配列したり、または反復的に複数回にわたって一列または複列で配置したりして一つのＬＥＤユニット（ＬＵ）を形成することができる。また、一例でＲＧＢ・ＬＥＤ１２４は三角形の頂点を形成する三角配置形態、ＧＲＢＧまたはＲＧＧＢ・ＬＥＤ１２４がそれぞれ四角形の頂点を形成する四角配置形態、ＧＲＢＧＲ・ＬＥＤ１２４がそれぞれ中心の一つとこれを囲む四角形の頂点を形成する五方配置形態等の配置構造で一つのＬＥＤユニット（ＬＵ）を構成することもできる。また、これに限らず、様々な配置をバックライトサブユニット１２２ｂに適用することができる。
またこれとは違ってバックライトサブユニット１２２の発光領域ＥＲ内に白色光を発する少なくとも一つのＷ・ＬＥＤ１２４を実装する場合も可能であり、これの配置方法は目的によって自在であることは容易に予想することができる。
また、前述の２種の場合が混合された例として、バックライトサブユニット１２２の発光領域ＥＲ内に適切な数量のＲＧＢ・ＬＥＤ１２４とＷ・ＬＥＤ１２４が所定形態に配列されて一つのＬＥＤユニット（ＬＵ）を形成することも可能である。
以下、図６Ａないし図６Ｈは本発明の一実施形態による一つのユニットを形成するＬＥＤの配置構造をそれぞれ示した図面である。図６Ａは一直線上に配置されたＲＧＧＢ・ＬＥＤ１２４が発光領域ＥＲ内で一列に配列されて一つのＬＥＤユニット（ＬＵ）を形成したものであり、図６Ｂは一列に配置されたＲＧＧＢ・ＬＥＤ１２４の組み合わせ単位が発光領域ＥＲ内で反復的に２列にかけて配列された場合であり、図６Ｃは一直線上に配置されたＲＧＧＢ・ＬＥＤ１２４が発光領域ＥＲ内で反復的に一列に配列された構造で一つのＬＥＤユニット（ＬＵ）を形成した例を示すものである。そして図６Ｄは一直線上に配置されたＲＧＧＢ・ＬＥＤ１２４の単位組合が発光領域ＥＲ内で４回反復的に配置されて２列を形成する例を示し、図６ＥはＧＲＢＧまたはＲＧＧＢ・ＬＥＤ１２４の四角配置が発光領域ＥＲ内で一列に配列された場合であり、図６ＦはＲＧＢ・ＬＥＤ１２４の三角配置が発光領域ＥＲ内で一列に配列された場合である。
またこれと違って図６Ｇはそれ自身が白色光を発するＷ・ＬＥＤ１２４が発光領域内に配列された場合であり、図６ＨはＲＧＢ・ＬＥＤ１２４の三角配置が発光領域ＥＲ内で６回にわたって反復的に配置されて２列構造を形成する場合であり、特にＲＧＢ・ＬＥＤ１２４の三角配置それぞれをＬＥＤクラスタータイプで集めて配置することができることを示す図面である。
ここで、以上の全ての配置関係は先の第１及び第２実施形態に全て適用できることはもちろんである。
以上で説明した本発明によるバックライトサブユニット１２２は別途のバックライト駆動回路により動作を制御することができ、このようなバックライト駆動回路は実装面積の最小化のためにボトムフレーム（図３の１６０参照、以下同じである。）背面に具備されることができるので、それぞれのバックライトサブユニットは適切な方法を介してバックライト駆動回路と接続される。
図７は本発明のバックライトサブユニットの斜視図である。
図４Ａ，４Ｂ、５Ａ及び５Ｂを併せて参照しつつ、図７において、複数のバックライトサブユニット１２２がマトリクス状に配置されている。バックライトサブユニット１２２は少なくとも２つのグループ（例えば、図７のＧＰ１及びＧＰ２）に分割されている。図示していないが、各グループはそれぞれ同一の信号で駆動されている。この構成によると、上述した分割駆動のために好適であり、より多くのグループに分割すればより木目細かい分割駆動の制御を行うことができる。
ここで、本発明によるバックライトサブユニット１２２がバックライト駆動回路に接続される方法は大別して２種が可能である。図８Ａ及び図８Ｂは本発明の一実施形態によるバックライトサブユニットとバックライト駆動回路間の連結構造をそれぞれ示した概略的な分解斜視図であって、バックライトサブユニット１２２の一部で印刷回路基板１２６及びここに搭載された少なくとも一つのＬＥＤ１２４と、ボトムフレーム１６０そして前記ボトムフレーム１６０背面に具備されるバックライト駆動回路１９０の一部が共に現れている。
図８Ａに示したように本発明による所定カラーを具現する少なくとも一つのＬＥＤ１２４をそれぞれ有する複数個のＬＥＤユニット（ＬＵ）に区分される複数個のバックライトサブユニット１２２は相互連結した状態でバックライト駆動回路１９０に接続されることができる。このため、バックライトサブユニット１２２それぞれの印刷回路基板１２６からは少なくとも一つのプラグコネクタ１２７が側方に突出すると同時に少なくとも一つのソケットコネクタ１２８が側方に向けて具備されることができる。
その結果、ボトムフレーム１６０内面でマトリックス状を有してマトリックス配列される複数個のバックライトサブユニット１２２はプラグコネクタ１２７とソケットコネクタ１２８により列または行別ないし全てが相互接続された形態を示しており、最終的に任意のプラグコネクタ１２７及び／またはソケットコネクタ１２８が別途のケーブル２００を介してボトムフレーム１６０背面のバックライト駆動回路１９０と接続される方式とすることができる。この構成により、１つのバックライトサブユニット１２２を単独で修理（例えば、交換）することが可能となる。また、図８Ａに示すように、プラグコネクタ１２７をバックライトサブユニット１２２の隣り合う２辺に設けるとともに、ソケットコネクタ１２８を他の隣り合う２辺に設けることができる。これにより、バックライトサブユニット１２２は４方向に接続することが可能となる。
次に、図８Ｂはボトムフレーム１６０内面に沿って所定カラーを具現する少なくとも一つのＬＥＤ１２４をそれぞれ含む複数個のＬＥＤユニット（ＬＵ）で構成され、マトリックス状を有する複数個のバックライトサブユニット１２２それぞれがボトムフレーム１６０背面のバックライト駆動回路１９０と一対一で対応連結する形態を示す。バックライトサブユニット１２２それぞれの印刷回路基板１２６背面からはコネクタ端子１２９が下方に突出して、ボトムフレーム１６０にはこれらそれぞれのコネクタ端子１２９が挿入されるコネクティングホール１６２が具備されている。
したがってボトムフレーム１６０内面に沿ってマトリックス状を有してマトリックス配列される複数個のバックライトサブユニット１２２それぞれのコネクタ端子１２９はボトムフレーム１６０のコネクティングホール１６２を介してボトムフレーム１６０背面に露出して、ここにバックライト駆動回路１９０がハンダ付け等の方法によって直接接続されることができる。
さらに、ＰＣＢ１２６はメタルコアＰＣＢであってもよい。メタルコアＰＣＢによってＬＥＤ１２４の効率的な放熱が可能となり、ＬＥＤ１２４にとっては好適なものとなる。
図９は本発明のバックライトサブユニットの断面図である。
図９（図４Ｂ及び図５Ｂも併せて参照）に示すように、バックライトサブユニット１２２はドーム形状（ＤＳ）のような、先に示した実施例とは異なる光学シート２４６を備えている。
なお、光学シート２４６の形状について、図９では一方向（正面）からの断面図のみを示しているが、他の方向（図９の側方）からの断面図も同様なものとなる。光学シートをドーム形状とすることにより、光学シート２４６同士の境界部分における画像品質が向上される。
従来の液晶表示装置モジュールの概略的な分解斜視図。 前記図１の切断線“ＩＩ―ＩＩ”に沿って切断された断面図。 本発明の一実施形態による液晶表示装置モジュールの概略的な分解斜視図。 本発明の一実施形態による一つのバックライトサブユニットを基準にしたバックライトアセンブリに対する分解斜視図。 本発明の一実施形態による一つのバックライトサブユニットを基準にしたバックライトアセンブリに対する断面図。 本発明の一実施形態による一つのバックライトサブユニットを基準にしたバックライトアセンブリに対する分解斜視図。 本発明の一実施形態による一つのバックライトサブユニットを基準にしたバックライトアセンブリに対する断面図。 本発明の一実施形態による一つのＬＥＤユニットを形成するＬＥＤの配置構造をそれぞれ示した図面。 本発明の一実施形態による一つのＬＥＤユニットを形成するＬＥＤの配置構造をそれぞれ示した図面。 本発明の一実施形態による一つのＬＥＤユニットを形成するＬＥＤの配置構造をそれぞれ示した図面。 本発明の一実施形態による一つのＬＥＤユニットを形成するＬＥＤの配置構造をそれぞれ示した図面。 本発明の一実施形態による一つのＬＥＤユニットを形成するＬＥＤの配置構造をそれぞれ示した図面。 本発明の一実施形態による一つのＬＥＤユニットを形成するＬＥＤの配置構造をそれぞれ示した図面。 本発明の一実施形態による一つのＬＥＤユニットを形成するＬＥＤの配置構造をそれぞれ示した図面。 本発明の一実施形態による一つのＬＥＤユニットを形成するＬＥＤの配置構造をそれぞれ示した図面。 本発明の一実施例による複数のバックライトサブユニットの斜視図。 本発明の一実施形態によるバックライトサブユニットとバックライト駆動回路間の連結構造をそれぞれ示した概略的な分解斜視図。 本発明の一実施形態によるバックライトサブユニットとバックライト駆動回路間の連結構造をそれぞれ示した概略的な分解斜視図。 本発明の一実施例によるバックライトサブユニットの断面図。
符号の説明
１１０：液晶パネル
１１２、１１４：第１及び第２基板
１１６：ＴＣＰ
１２０：バックライトアセンブリ
１２２：バックライトサブユニット
１２４：ＬＥＤ
１２６：印刷回路基板（ＰＣＢ）
１３０：隔壁
１３４：反射シート
１３６：貫通ホール
１４０：透明ウィンドウ
１４２：反射ドット（ダイバータ）
１４６：光学シート
１５０：メインフレーム
１６０：ボトムフレーム
１７０：トップフレーム
ＬＵ：ＬＥＤユニット

Claims (22)

  1. マトリクス状の複数のバックライトサブユニットを有するバックライトアセンブリであって、該複数のバックライトサブユニットの各々が、
    所定の配置パターンで配置された所定の発光色の少なくとも１つのＬＥＤを含むＬＥＤユニット、及び
    該ＬＥＤユニットを囲む隔壁
    を備え、
    該バックライトサブユニット各々が、
    少なくとも１つの該ＬＥＤが実装された印刷回路基板（ＰＣＢ）、
    該ＰＣＢを覆い、該少なくとも１つのＬＥＤを露出させる少なくとも１つの貫通ホールを有する反射シート、
    該ＰＣＢの第１の辺に設けたプラグコネクタ、及び
    該ＰＣＢの第１の辺に隣り合う第２の辺に設けたソケットコネクタ
    を備え、
    該複数のバックライトサブユニットが該プラグコネクタ及び該ソケットコネクタによって相互接続されたことを特徴とするバックライトアセンブリ。
  2. 請求項１記載のバックライトアセンブリにおいて、前記隔壁が前記ＬＥＤユニットを囲んで発光領域を画定するバックライトアセンブリ。
  3. 請求項１記載のバックライトアセンブリにおいて、前記複数のバックライトサブユニットが、さらに複数の光学シートを含むバックライトアセンブリ。
  4. 請求項３記載のバックライトアセンブリにおいて、前記複数の光学シート各々が前記ＬＥＤユニット上に配置されたバックライトアセンブリ。
  5. 請求項３記載のバックライトアセンブリにおいて、前記複数の光学シート各々が前記ＬＥＤユニットから見て凸状のドーム形状であるバックライトアセンブリ。
  6. 請求項４記載のバックライトアセンブリにおいて、前記複数のバックライトサブユニット上に１枚の光学シートをさらに含むバックライトアセンブリ。
  7. 請求項４記載のバックライトアセンブリにおいて、前記バックライトサブユニット各々が、
    前記ＬＥＤユニットと前記光学シートとの間に挿入された透明ウィンドウ、及び
    該透明ウィンドウの下面に位置し、少なくとも１つの前記ＬＥＤに対向する少なくとも１つのダイバータ
    を含むバックライトアセンブリ。
  8. 請求項１記載のバックライトアセンブリにおいて、前記光学シートが拡散シートを含むバックライトアセンブリ。
  9. 請求項１記載のバックライトアセンブリにおいて、前記隔壁が、透明材質、不透明反射材質及び半透明拡散材質のうちの１つから選択されるバックライトアセンブリ。
  10. 請求項１記載のバックライトアセンブリにおいて、前記隔壁が格子形状であるバックライトアセンブリ。
  11. 請求項１記載のバックライトアセンブリにおいて、前記所定の発光色が白色（Ｗ）であるバックライトアセンブリ。
  12. 請求項１記載のバックライトアセンブリにおいて、前記ＬＥＤの少なくとも１つが白色（Ｗ）ＬＥＤであるバックライトアセンブリ。
  13. 請求項１記載のバックライトアセンブリにおいて、前記ＬＥＤユニットの少なくとも１つが、少なくとも１つの赤色（Ｒ）ＬＥＤ、少なくとも１つの緑色（Ｇ）ＬＥＤ及び少なくとも１つの青色（Ｂ）ＬＥＤを含むバックライトアセンブリ。
  14. 請求項１記載のバックライトアセンブリにおいて、前記配置パターンが、直線、三角形状、四角形状、又は４点を構成する４つのＬＥＤ及び該４点の中央に位置する１つのＬＥＤで形成される形状であるバックライトアセンブリ。
  15. 請求項１記載のバックライトアセンブリにおいて、前記ＬＥＤユニット各々が単独で修理可能なバックライトアセンブリ。
  16. 液晶表示モジュールであって、
    マトリクス状の複数のバックライトサブユニットを有するバックライトアセンブリであって、該複数のバックライトサブユニットの各々が、所定の配置パターンで配置された所定の発光色の少なくとも１つのＬＥＤを含むＬＥＤユニット、及び該ＬＥＤユニットを囲む隔壁を備えたバックライトアセンブリ、
    該バックライトアセンブリの下面に位置するボトムフレーム、
    該バックライトアセンブリの上面に位置する液晶パネル、
    該バックライトアセンブリ及び該液晶パネルの縁を囲むメインフレーム、
    該液晶パネルの前面縁を囲むトップフレーム、及び
    該ボトムフレーム外部のバックライト駆動回路であって、該複数のＬＥＤユニットに電気的に接続されたバックライト駆動回路
    からなり、
    該バックライトサブユニット各々が、
    少なくとも１つの該ＬＥＤが実装された印刷回路基板（ＰＣＢ）、
    該ＰＣＢを覆い、該少なくとも１つのＬＥＤを露出させる少なくとも１つの貫通ホールを有する反射シート、
    該ＰＣＢの第１の辺に設けたプラグコネクタ、及び
    該ＰＣＢの第１の辺に隣り合う第２の辺に設けたソケットコネクタ
    を備えた液晶表示モジュール。
  17. 請求項１６記載の液晶表示モジュールにおいて、前記バックライト駆動回路が前記複数のバックライトサブユニットの各々に電気的に接続された液晶表示モジュール。
  18. 請求項１６記載の液晶表示モジュールにおいて、前記バックライト駆動回路が前記プラグコネクタ及び前記ソケットコネクタにケーブルを介して接続された液晶表示モジュール。
  19. 前記複数のバックライトサブユニットが少なくとも２つのグループに分割され、各グループにおいて該グループが同一の信号で駆動される請求項１記載のバックライトアセンブリ。
  20. 前記複数のバックライトサブユニットが少なくとも２つのグループに分割され、各グループにおいて該グループが同一の信号で駆動される請求項１６記載の液晶表示モジュール。
  21. 前記ＰＣＢがメタルコアＰＣＢである請求項１記載のバックライトアセンブリ。
  22. 前記ＰＣＢがメタルコアＰＣＢである請求項１６記載の液晶表示モジュール。
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