TWI401505B - 液晶顯示裝置 - Google Patents

Description

液晶顯示裝置

本發明係關於一種液晶顯示裝置，特別是一種具有發光二極體背光單元之液晶顯示裝置，能夠透過複數個發光二極體提供光線至液晶面板。

顯示器係為一種在資訊導向社會中提供視覺資訊之媒介，近年來其重要性愈加被強化。為了佔據領導位置，顯示器應該滿足低功率消耗、輕薄配置以及高影像品質等需求。

顯示器可以被分類為發光型與非發光型顯示器。其中發光型顯示器包含陰極射線管(cathode ray tube；CRT)、電致發光(electroluminescence；EL)、發光二極體(light emitting diode；LED)、真空螢光顯示器(vacuum fluorescent display；VED)、場發射顯示器(field emission display；FED)、電漿顯示器(plasma display panel；PDP)等。非發光型顯示器本身不發射光線，比如液晶顯示器(liquid crystal display；LCD)。

液晶顯示裝置係為一種利用液晶之光各向異性以顯示影像之裝置。液晶顯示裝置可提供比陰極射線管更卓越的可視性，並且與相同螢幕尺寸的陰極射線管相比可實現更低的平均功率消耗。此外，液晶顯示裝置還產生較低的熱量值。因此，液晶顯示裝置連同電漿顯示器作為下世代顯示裝置正日益受到矚目。

液晶顯示裝置中使用的液晶並非自身能夠產生自己的光線之發光材料，而是一種光球材料(photospheric material)，來自外部的一定數量光線被調變以在螢幕上顯示影像。因此，液晶顯示裝置需要分離光源即背光單元，從而發射光線至液晶面板上。

以下將詳細描述液晶顯示裝置。

假如未給出特定描述，液晶顯示裝置中燈所處的部位被稱為下部，液晶面板所處的部位被稱為下部。

液晶顯示裝置包含：用以顯示影像的液晶面板，包含在陣列基板與彩色濾光片基板之間注入的液晶；背光單元，被安裝於液晶面板之下部以在全部液晶面板上發射光線；以及複數個套管元件(casing components)，用於固定地彼此耦合液晶面板與背光單元。

背光單元的功能係由用作光源的燈管產生均勻亮度的平面光。液晶顯示裝置的厚度與功率消耗取決於背光單元如何薄以及光線作業如何高效。

結合顯示器表面，這種背光單元依照光源之位置被劃分為側光型與直射型。此外，背光單元之光源可以為線性光源或者點狀光源。本文中，線性光源的例子可以為冷陰極螢光燈管(cold cathode fluorescent lamp；CCFL)，點狀光源的例子可以為發光二極體(light emitting diode；LED)。

冷陰極螢光燈管經常用作背光單元之現有光源。但是，隨著液晶顯示裝置的近來趨勢變得小、薄且輕，由於發光二極體在功率消耗、重量、亮度等方面的優勢，採用發光二極體作為背光單元之光源之液晶顯示裝置開始增加。

以下將結合附圖詳細描述習知技術之液晶顯示裝置。

「第1圖」所示係為習知技術之液晶顯示裝置之配置之分解示意圖。

此外，「第2圖」所示係為「第1圖」之習知技術之液晶顯示裝置之直射型發光二極體背光單元之示意圖。

如「第1圖」所示，習知技術之液晶顯示裝置包含：液晶面板1，用於輸出影像；複數個發光二極體2，放置於液晶面板1之下部以發射光線至液晶面板1，擴散板3，放置於液晶面板1與發光二極體2之間，用以擴散發光二極體2所發射的光線；光片6，用於轉換擴散板3所釋放的光線以供應至液晶面板1；以及底蓋7，用於遮蓋發光二極體2。

如「第2圖」所示，直射型發光二極體背光單元採用發光二極體印刷電路板(printed circuit board；PCB)8之對準方法，令具有底蓋7的發光二極體印刷電路板8上裝設的發光二極體2為板狀以偶合於兩者之間。

本文中，發光二極體印刷電路板8的尺寸與數目取決於背光單元的尺寸以及能夠採用表面黏著技術(surface mounting technology；SMT)之尺寸。

使用螺釘、夾具等方式，這種方法製造的發光二極體印刷電路板8連同反射片(圖中未表示)被耦合至底蓋7。

其間，與陰極射線管相比，使用發光二極體2作為光源之發光二極體背光單元更包含發光二極體印刷電路板8，從而導致製造成本增加。

另外，為了耦合板狀發光二極體印刷電路板8於底蓋7之上，發光二極體印刷電路板8反而需要使用比實際安裝發光二極體以及接線所需的更大的區域。

就是說，因為發光二極體封裝無法直接地被裝設且接線至底蓋，所以發光二極體封裝首先採用一種方法被裝設於每一發光二極體印刷電路板之上，然後完成接線。然而，使用的印刷電路板的區域比發光二極體封裝與接線所使用的區域大若干倍，造成印刷電路板之消耗。就是說，印刷電路板之大區域用於遮蓋底蓋的整個表面，從而均勻地排列全部發光二極體封裝於背光單元上方。因此，造成發光二極體印刷電路板之使用區域之損失，並且母板上的使用效率也被降低。

因此，為了克服習知技術之問題，本發明之目的在於提供一種液晶顯示裝置，能夠改善發光二極體印刷電路板之使用效率。

本發明之其他目的與特徵在本發明之實施方式與申請專利範圍中加以描述。

為了獲得本發明的這些目的和其他優點，現對本發明作具體化和概括性的描述，本發明之一種液晶顯示裝置包含：液晶面板，用於顯示影像；背光單元，放置於液晶面板之下部以用於提供光線至液晶面板，並且被提供複數個棒狀發光二極體印刷電路板，以及放置於每一發光二極體印刷電路板之上以彼此間隔之複數個發光二極體；以及套管元件，包含塑膠框，用於接收且固定液晶面板與背光單元，上蓋與下蓋。

如上所述，透過配置現有的板狀發光二極體印刷電路板為棒狀以減少使用的區域，本發明之發光二極體裝置可改善發光二極體印刷電路板之使用效率。因此，可降低發光二極體印刷電路板之價格以提高價格競爭力，從而更適於出售。

當結合附圖時，本發明之前述及其他目的、特徵、方面以及優點將從本發明之詳細描述中體現得更加明顯。

現在結合圖式部份詳細說明本發明之液晶顯示裝置之較佳實施方式。

「第3圖」所示係為本發明之液晶顯示裝置之結構之剖視圖，圖中表示具有直射型發光二極體背光單元之液晶顯示裝置之部分。

如「第3圖」所示，本發明之液晶顯示裝置包含：液晶面板101，用於輸出影像；背光單元，放置於液晶面板101之下部，用於向液晶面板101提供光線；以及套管元件，例如塑膠框(mold frame)115，用於容納與固定液晶面板101與背光單元、上蓋(圖中未表示)、底蓋107等。

本文中，液晶面板101包含彩色濾光片基板105、陣列基板110以及放置於彩色濾光片基板105與陣列基板110之間的液晶層(圖中未表示)。

另外，雖然圖中未表示，彩色濾光片基板105被提供：彩色濾光片，具有複數個次彩色濾光片，用於實現紅、綠與藍色；黑色矩陣，用於分割次彩色濾光片並且阻擋光線穿透液晶層；以及透明共同電極，用於應用電壓至液晶層。

陣列基板110被提供：複數條閘極線與資料線，依照縱向與水平方向排列以定義複數個畫素區域；薄膜電晶體，作為開關裝置，各自放置於閘極線與資料線之間的交叉處；以及畫素電極，各自形成於畫素區域之上。本文中，閘極線與資料線分別透過閘極捲帶式封裝(tape carrier package；TCP)與資料捲帶式封裝電連接閘極印刷電路板與資料印刷電路板。

本文中，本發明之背光單元可以被配置為直射型，其中複數個發光二極體102被放置於液晶面板101之下部。

背光單元包含：複數個發光二極體印刷電路板108，各自於底蓋107上形成為棒狀；複數個發光二極體102，放置於每一發光二極體印刷電路板108之上以彼此分離；以及擴散板103與複數個光片106，均放置於複數個發光二極體102上方，用於擴散且聚集發光二極體102所發射的光線。

本文中，發光二極體印刷電路板108可以被實施為金屬核心印刷電路板(metal core PCB；MPCB)，其下表面上堆疊有鋁層之從而釋放作為光源之每一發光二極體102所產生的熱量。

反射片104形成於複數個發光二極體102之周邊，這樣向上反射複數個發光二極體102所發射的光線，從而改善光效率。

本文中，發光二極體102可以被配置，這樣用於顯示紅、綠與藍色的一個發光二極體被放置於發光二極體燈管(或晶片)內。或者，發光二極體102可以被配置為封裝形式，此封裝包含分別顯示紅、綠與藍色之發光二極體。這種發光二極體封裝具有優勢，能夠較好地顯示紅、綠與藍色之混合色彩並且改善亮度。

雖然已代表性地描述了用於顯示紅、綠與藍色之發光二極體102；但是，除了紅、綠與藍色之外，光線發光二極體102可根據使用目的產生白色或各種顏色。或者說，光線發光二極體102可以依照使用目的產生不同顏色的光線，或者被劃分為預設數目的組，從而每組產生不同顏色的光線。

特別地，因為現有的板狀印刷電路板被棒狀印刷電路板代替，所以本發明之發光二極體印刷電路板108可以被特徵化，因此可減少使用區域，從而可改善發光二極體印刷電路板108之效率。以下將結合「第4圖」詳細描述這種配置。

「第4圖」所示係為本發明第一實施例之發光二極體背光單元之結構平面圖。

如「第4圖」所示，本發明第一實施例之發光二極體背光單元包含：複數個發光二極體印刷電路板108，於底蓋107上形成為棒狀；複數個發光二極體102，放置於每一發光二極體印刷電路板108上以彼此間隔；以及擴散板(圖中未表示)與複數個光片(圖中未表示)，均放置於複數個發光二極體102上方，從而擴散或者聚集發光二極體102所發射的光線。

本文中，複數個棒狀發光二極體102被劃分為若干組，從而透過連接組件123被電連接至對應的連接印刷電路板120。此外，連接印刷電路板120透過連接至連接器121之電纜122被連接至驅動單元印刷電路板(圖中未表示)，其中驅動單元印刷電路板包含為驅動發光二極體102所裝設的驅動元件。就是說，本發明第一實施例之發光二極體背光單元被配置，這樣安裝連接印刷電路板120，用於連接對應組內的棒狀發光二極體印刷電路板108至另一個，從而允許複數個發光二極體印刷電路板108之間的接線，並且還實現連接每一發光二極體印刷電路板108至驅動驅動器(driving driver)之功能。

透過替換現有的板狀發光二極體印刷電路板為棒狀發光二極體印刷電路板，本發明第一實施例之發光二極體背光單元可改善發光二極體背光單元中無須使用的印刷電路板區域之使用效率。就是說，棒狀發光二極體印刷電路板可被製造以具有實質裝設發光二極體之最小區域，從而改善無須使用的印刷電路板之使用效率。

本文中，當發光二極體被週期性地排列時，棒狀發光二極體印刷電路板可以依照水平方向或縱向被排列以被廣泛分佈。

另外，為了耦合發光二極體印刷電路板108之上放置的擴散板，考慮每一發光二極體印刷電路板108與擴散板之間的間隙以及光距，用於保持均勻高度之間隔物被安裝於發光二極體印刷電路板108之間。

其間，本發明第一實施例之發光二極體背光單元使用單獨的棒狀發光二極體印刷電路板，其中棒狀發光二極體印刷電路板需要連接印刷電路板。此外，光二極體印刷電路板與連接印刷電路板之間還需要很多連接組件。

「第5圖」所示係為本發明第二實施例之發光二極體背光單元之結構平面圖，圖中表示棒狀發光二極體印刷電路板之一端被連接以製造為二至八個叉之矛形，從而不使用連接印刷電路板。

如「第5圖」所示，本發明第二實施例之發光二極體背光單元包含：複數個發光二極體印刷電路板208，在底蓋207上形成為棒狀並且一端全部連接；複數個發光二極體202，放置於每一發光二極體印刷電路板208上以彼此間隔；以及擴散板(圖中未表示)與複數個光片(圖中未表示)，放置於複數個發光二極體202上方，用於擴散與聚集發光二極體202所發射的光線。

本文中，棒狀發光二極體印刷電路板208中的四個透過連接它們的一端，被製造為四叉之矛形。此外，四叉之矛形連接的四個發光二極體印刷電路板208透過連接至連接器221之電纜222被連接至驅動單元印刷電路板(圖中未表示)，驅動單元印刷電路板包含用於驅動其上安裝的發光二極體202之驅動元件。就是說，透過連接四個棒狀發光二極體印刷電路板208之一端製造四個棒狀發光二極體印刷電路板208為四叉矛形，本發明第二實施例之發光二極體背光單元可被實施，從而實現相對複數個發光二極體202之局部黯淡。這種製造可減少所需的連接器之數目。此外，可無須連接印刷電路板即可直接地連接發光二極體印刷電路板208至發光二極體驅動驅動器。

本文中，本發明並非限制於四叉矛形之發光二極體印刷電路板。或者，本發明可應用至兩個或多個棒狀發光二極體印刷電路板於它們的一端處被連接以形成兩個或多個叉之矛形之任意實例。

透過使用螺釘或者透過同時插入棒狀發光二極體印刷電路板208於兩個到八個叉之矛中，棒狀發光二極體印刷電路板208可以被裝設於底蓋207之上。此外，孔洞或突起可以形成於棒狀發光二極體印刷電路板208處，從而滑入底蓋207內。

本文中，當發光二極體被週期性地排列時，棒狀發光二極體印刷電路板208可以依照水平方向或縱向被排列以被廣泛分佈。

此外，為了耦合發光二極體印刷電路板208上放置的擴散板，考慮每一發光二極體印刷電路板208與擴散板之間的間隙以及光距，用於保持均勻高度之間隔物被安裝於發光二極體印刷電路板208之間。

透過替換現有的板狀發光二極體印刷電路為棒狀發光二極體印刷電路板，本發明第二實施例之發光二極體背光單元可改善發光二極體背光單元中無須使用的印刷電路板區域之使用效率。就是說，棒狀發光二極體印刷電路板可被製造以具有實質裝設發光二極體之最小區域，從而改善無須使用的印刷電路板之使用效率。

特別地，在本發明第二實施例之發光二極體背光單元中，兩個或多個棒狀發光二極體印刷電路板在它們的一端被連接，以被製造為兩個或多個叉之矛形，從而減少所需的連接器的數目。此外，無須連接印刷電路板以有效地降低製造成本。

「第6圖」所示係為本發明第三實施例之發光二極體背光單元之結構平面圖，圖中代表性地表示棒狀發光二極體印刷電路板之一端被連接以製造為二至八個叉之矛形，從而無須使用連接印刷電路板，二至八個叉之矛形之發光二極體印刷電路板彼此接合，從而最大化發光二極體印刷電路板之使用效率。

如「第6圖」所示，本發明第三實施例之發光二極體背光單元包含：複數個發光二極體印刷電路板308a與308b，在底蓋307上形成棒狀並且一端全部連接；複數個發光二極體302a與302b，放置於每一發光二極體印刷電路板308a與308b上以彼此間隔；以及擴散板(圖中未表示)與複數個光片(圖中未表示)，放置於複數個發光二極體302a與302b上方，用於擴散與聚集發光二極體302a與302b所發射的光。

本文中，四個棒狀發光二極體印刷電路板308a與308b包含彼此接合之第一發光二極體印刷電路板308a與第二發光二極體印刷電路板308b。

第一發光二極體印刷電路板308a與第二發光二極體印刷電路板308b在它們的一端連接，以被製造為四叉之矛形。此外，透過分別連接第一與第二連接器321a與321b之第一與第二電纜322a與322b，四叉之矛形連接的四個第一發光二極體印刷電路板308a與四叉之矛形連接的四個第二發光二極體印刷電路板308b被連接至第一與第二驅動單元印刷電路板(圖中未表示)，第一與第二驅動單元印刷電路板各自包含用於驅動其上裝設的第一與第二發光二極體302a與302b之驅動元件。

本文中，本發明並非限制於四叉之矛形之發光二極體印刷電路板。或者，本發明可應用至兩個或多個棒狀發光二極體印刷電路板於它們的一端處被連接以處於兩個或多個叉之矛形以及兩個或多個叉之發光二極體印刷電路板彼此接合之任意例子。

本文中，當第一與第二發光二極體302a與302b被週期性地排列時，棒狀第一發光二極體印刷電路板308a與棒狀第二發光二極體印刷電路板308b沿水平方向或縱向排列以被廣泛分佈。

另外，為了耦合每一第一與第二發光二極體印刷電路板308a與308b上放置的擴散板，考慮到每一第一與第二發光二極體印刷電路板308a與308b與此擴散板之間的間隙以及光距，用於保持均勻高度之間隔物被安裝於第一與第二發光二極體印刷電路板308a與308b之間。

與本發明第一與第二實施例類似，透過替換現有的板狀發光二極體印刷電路板為棒狀發光二極體印刷電路板，本發明第三實施例之發光二極體背光單元可改善發光二極體背光單元中無須使用的印刷電路板區域之使用效率。就是說，棒狀發光二極體印刷電路板可被製造以具有實質裝設發光二極體之最小區域，從而改善無須使用的印刷電路板之使用效率。

特別地，在本發明第三實施例之發光二極體背光單元中，兩個或多個棒狀發光二極體印刷電路板在它們的一端處被連接以製造為兩個或多個叉之矛形，從而減少需要的連接器的數目。此外，不需要連接印刷電路板，從而有效地降低製造成本。另外，允許兩個或多個叉之發光二極體印刷電路板彼此接合，發光二極體印刷電路板之使用效率可被最大化，進而更加有效地降低製造成本。

上述實施例與優點僅僅是代表性的，而並非用於限制本揭露。本發明之經驗可應用至其他類型之裝置。本發明描述之目的在於說明，而非限制申請專利之範圍。本領域之技術人員顯然看可出很多選擇、修正與更動。本說明書描述的代表性實施例之特徵、結構、方法與其他特徵可以依照各種方式組合以獲得其他與/或另一代表實施例。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

1．．．液晶面板

2．．．發光二極體

3．．．擴散板

6．．．光片

7．．．底蓋

8．．．發光二極體印刷電路板

101．．．液晶面板

102．．．發光二極體

103．．．擴散板

104．．．反射片

105．．．彩色濾光片基板

106．．．光片

107．．．底蓋

108．．．發光二極體印刷電路板

110．．．陣列基板

115．．．塑膠框

120．．．印刷電路板

121．．．連接器

122．．．電纜

123．．．連接組件

202‧‧‧發光二極體

207‧‧‧底蓋

208‧‧‧發光二極體印刷電路板

221‧‧‧連接器

222‧‧‧電纜

302a、302b‧‧‧發光二極體

307‧‧‧底蓋

308a、308b‧‧‧發光二極體印刷電路板

321a、321b‧‧‧連接器

322a、322b‧‧‧電纜

第1圖所示係為習知技術液晶顯示裝置之配置之分解示意圖；

第2圖所示係為第1圖之習知技術液晶顯示裝置之直射型發光二極體背光單元之示意圖；

第3圖所示係為本發明之液晶顯示裝置之結構之剖視圖；

第4圖所示係為本發明第一實施例之發光二極體背光單元之結構之平面圖；

第5圖所示係為本發明第二實施例之發光二極體背光單元之結構之平面圖；以及

第6圖所示係為本發明第三實施例之發光二極體背光單元之結構之平面圖。

102．．．發光二極體

107．．．底蓋

108．．．發光二極體印刷電路板

120．．．印刷電路板

121．．．連接器

122．．．電纜

123．．．連接組件

Claims (8)

1. 一種液晶顯示裝置，包含：一液晶面板，用於顯示影像；一背光單元，放置於該液晶面板之一下部以用於提供光線至該液晶面板，並且被提供複數個棒狀發光二極體(light emitting diode；LED)印刷電路板(printed circuit board；PCB)，放置於每一該發光二極體印刷電路板之上以彼此間隔之複數個發光二極體，並且一反射片形成於該等發光二極體之周邊，其中該等棒狀發光二極體印刷電路板在其一端處被連接，以形成兩個或多個叉之矛形；以及套管元件，包含一塑膠框，用於接收且固定該液晶面板與該背光單元、一上蓋與一下蓋。
2. 如請求項第1項所述之液晶顯示裝置，更包含一擴散板以及複數個光片，均放置於該等發光二極體上方，並且用於擴散與聚集該發光二極體所發射的光線。
3. 如請求項第1項所述之液晶顯示裝置，其中當該等發光二極體被週期性地排列時，該等棒狀發光二極體印刷電路板依照水平方向或縱向被排列以被廣泛分佈。
4. 如請求項第1項所述之液晶顯示裝置，其中該等棒狀發光二極體印刷電路板透過螺釘被耦合至該底蓋。
5. 一種液晶顯示裝置，包含： 一液晶面板，用於顯示影像；一背光單元，放置於該液晶面板之一下部以用於提供光線至該液晶面板，並且被提供複數個棒狀發光二極體(light emitting diode；LED)印刷電路板(printed circuit board；PCB)，放置於每一該發光二極體印刷電路板之上以彼此間隔之複數個發光二極體，並且一反射片形成於該等發光二極體之周邊，其中該等棒狀發光二極體印刷電路板在其一端處被連接，以形成兩個或多個叉之矛形，其中該等棒狀發光二極體印刷電路板包含彼此接合的第一發光二極體印刷電路板與第二發光二極體印刷電路板；以及套管元件，包含一塑膠框，用於接收且固定該液晶面板與該背光單元、一上蓋與一下蓋。
6. 如請求項第5項所述之液晶顯示裝置，其中該棒狀發光二極體印刷電路板透過螺釘被耦合至該底蓋。
7. 如請求項第5項所述之液晶顯示裝置，更包含一擴散板以及複數個光片，均放置於該等發光二極體上方，並且用於擴散與聚集該發光二極體所發射的光線。
8. 如請求項第5項所述之液晶顯示裝置，當該等發光二極體被週期性地排列時，該等棒狀發光二極體印刷電路板依照水平方向或縱向被排列以被廣泛分佈。