JP2006350301A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】点光源と導光板との間の段差を除去して、光の利用効率と明るさを向上させることができる液晶表示装置を提供する。
【解決手段】液晶表示装置は、導光板、導光板の下部をカバーするボトムシャーシ、導光板の上部に配置される液晶表示パネル、液晶表示パネルと連結され液晶表示パネルからボトムシャーシの背面に曲げられ固定されるフレキシブル回路基板、及びフレキシブル回路基板に結合されフレキシブル回路基板の屈曲によってボトムシャーシの下部から導光板の入射面に配置される少なくとも一つの点光源を有し、導光板は、入射面が点光源の発光面と実質的に対応するように入射面側に行くほど、上部から下部方向に傾斜するように形成された傾斜部を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は液晶表示装置に関し、より詳細には、点光源と導光板との間の段差を除去して、光の利用効率を向上させることができる液晶表示装置に関する。

一般に、移動通信端末機、デジタルカメラ、電子手帳等の携帯型電子機器には、画像を表示するための表示装置が具備される。表示装置としては多様な種類を使用することができるが、携帯型電子機器の特性上、小型で軽い平板形状の表示装置が主に使用され、特に、液晶を利用して画像を表示する液晶表示装置が広く使用されている。液晶表示装置は、他の表示装置に対して薄く軽くて、低い駆動電圧及び低い消費電力を有するという長所を有する。

このような液晶表示装置は、画像を表示する液晶表示パネルが自発的に発光しない非発光性素子なので、別の光を供給するためのバックライトアセンブリを必要とする。

特に、移動通信端末機等のような中小型の製品に採用されるバックライトアセンブリは、製品の特性上、サイズが小さい発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源として使用し、発光ダイオードから発生した光を液晶表示パネル方向に導くための導光板を具備する。

一般に、発光ダイオードは、発光ダイオードを駆動するための別の光源用フレキシブル回路基板（ＦＰＣ）に結合された状態で液晶表示装置に組立てられる。

最近、別の光源用フレキシブル回路基板を使用する代わりに、液晶表示パネルを駆動するために、液晶表示パネルと連結されたメインフレキシブル回路基板に発光ダイオードを実装することにより、光源用フレキシブル回路基板を除去して費用を低減し、光源用フレキシブル回路基板をメインフレキシブル回路基板に半田付けする工程を除去することができる液晶表示装置が開発された。

しかし、このような構造の液晶表示装置は、発光ダイオードの位置の差異によって発光ダイオードと導光板との間の段差が発生し、これによって光漏洩及び輝度低下が生じるという問題点が発生する。

そこで、本発明は上記従来の液晶表示装置における問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、発光ダイオードと導光板との間の段差を除去して、光の利用効率を向上させることができる液晶表示装置を提供することにある。

上記目的を達成するためになされた本発明の一特徴による液晶表示装置は、ボトムシャーシと、前記ボトムシャーシ上に配置される導光板と、前記導光板の上部に配置され画像を表示する液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルと連結され、前記液晶表示パネルから前記ボトムシャーシの背面に曲げられ固定されるフレキシブル回路基板と、前記フレキシブル回路基板と電気的に接続され、前記導光板の入射面に配置され光を発生する少なくとも一つの点光源とを、を有する。

前記導光板は、前記入射面が前記点光源の発光面と実質的に対応するように、前記入射面側に行くほど、上部から下部方向に傾斜するように形成された傾斜部を有する。

又、上記目的を達成するためになされた本発明の他の特徴による液晶表示装置は、内部が開口された長方形形状を有するモールドフレームと、前記モールドフレームの内部に配置される導光板と、前記モールドフレームと結合され前記導光板の下部をカバーするボトムシャーシと、前記導光板の上部に配置され画像を表示する液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルと連結され、前記液晶表示パネルから前記ボトムシャーシの背面に曲げられ固定されるフレキシブル回路基板と、前記フレキシブル回路基板と電気的に接続され、前記導光板の入射面に配置され光を発生する少なくとも一つの発光ダイオードと、を有する。

前記導光板は、前記入射面と向かい合う対向面、前記入射面の上端から垂直に延長され前記対向面の上端と連結される出射面、及び前記入射面の下端から延長され前記対向面の下端と連結される反射面を含む。

前記入射面と隣接した前記反射面領域には、前記入射面が前記発光ダイオードの発光面と実質的に対応するように、前記入射面側に行くほど、上部から下部方向に傾斜する傾斜部が形成される。

前記ボトムシャーシは、前記発光ダイオード及び前記傾斜部の収納のために一部が開口される。

このような本発明の液晶表示装置によれば、液晶表示パネルと連結されたメインフレキシブル回路基板に発光ダイオードを実装することにより、光源用フレキシブル回路基板を除去して費用を節減し、光源用フレキシブル回路基板をメインフレキシブル回路基板に半田付けする工程を除去することができる。
又、導光板の反射面に傾斜部を形成することにより、発光ダイオードと導光板間との間の段差を除去して、光漏洩及び輝度低下を防止し、光の利用効率を向上させることができる。

次に、本発明の液晶表示装置を実施するための最良の形態の具体例を、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施例による液晶表示装置を示す分解斜視図であり、図２は、図１に示した液晶表示装置の結合された断面を示す断面図である。

図１及び図２を参照すると、本発明の一実施例による液晶表示装置１００は、モールドフレーム１１０、導光板２００、ボトムシャーシ１２０、液晶表示パネル３００、フレキシブル回路基板１３０、及び点光源１４０を含む。

モールドフレーム１１０は、内部が開口された長方形形状を有する。モールドフレーム１１０は、プラスティック材質からなる。

導光板２００は、モールドフレーム１１０の内部に配置される。導光板２００は、点光源１４０から発生した光の経路を液晶表示パネル３００方向に導く。

導光板２００は、光の損失を最小化するために、透明な材質からなる。例えば、導光板２００は、強度が優れたポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）材質からなる。

これと異なり、導光板２００の薄型化のために、導光板２００は、ポリメチルメタクリレートより強度は劣化するが、耐熱特性に優れたポリカーボネート（ＰＣ）材質で形成することができる。

導光板２００の下部面には、光の散乱反射のための所定の反射パターン（図示せず）が形成される。例えば、反射パターンは、印刷パターン又は凸凹パターンで構成される。点光源１４０から導光板２００の内部に入射した光は、反射パターンによって散乱反射され、特定臨界角を越える光は、導光板２００の上部面を通じて液晶表示パネル３００方向に出射される。

ボトムシャーシ１２０は、モールドフレーム１１０と結合され、導光板２００の下部をカバーする。例えば、ボトムシャーシ１２０は、モールドフレーム１１０に対して強度が優れた金属からなり、モールドフレーム１１０とフック式で結合される。

ボトムシャーシ１２０には、点光源１４０の収納のために、一部が開口された開口部１２２が形成される。

液晶表示パネル３００は、導光板２００の上部に配置され、導光板２００から出射される光を利用して画像を表示する。

液晶表示パネル３００は、フレキシブル回路基板１３０が連結される下部基板３１０、下部基板３１０と対向する上部基板３２０、下部基板３１０と上部基板３２０との間に配置された液晶層（図示せず）、及び下部基板３１０に結合された駆動チップ３３０を含む。

駆動チップ３３０は、フレキシブル回路基板１３０を通じて印加される制御信号に応答して液晶表示パネル３００を駆動するための駆動信号を出力する。

液晶表示パネル３００は、下部基板３１０の外面に付着された第１偏光板３４０及び上部基板３２０の外面に付着された第２偏光板３５０を更に含む。第１偏光板３４０と第２偏光板３５０は、例えば、互いに直交する偏光軸を有する。

フレキシブル回路基板１３０は、駆動チップ３３０が実装された下部基板３１０の一方の側に連結される。フレキシブル回路基板１３０は、例えば、異方性導電フィルム（ＡＣＦ）を介して下部基板３１０と電気的に連結される。

図示していないが、フレキシブル回路基板１３０には、上記制御信号の生成及び制御信号の安定化のためのキャパシタ又は抵抗等の素子が形成されている。

フレキシブル回路基板１３０は、柔軟性を有するので、液晶表示パネル３００からボトムシャーシ１２０の背面に曲げられた後、ボトムシャーシ１２０の背面に固定される。例えば、フレキシブル回路基板１３０は両面テープを通じてボトムシャーシ１２０の背面に固定される。

点光源１４０は、フレキシブル回路基板１３０に少なくとも一つ以上が電気的に接続される。点光源１４０は、白色光を発生する発光ダイオード（ＬＥＤ）で構成される。点光源１４０の個数は、液晶表示パネル３００のサイズ及び要求される輝度によって決定される。

点光源１４０は、フレキシブル回路基板１３０の屈曲によってボトムシャーシ１２０の下部から導光板２００の入射面２１０側に配置される。即ち、点光源１４０は、フレキシブル回路基板１３０が曲げられる際、ボトムシャーシ１２０の開口部１２２を貫通して、導光板２００の入射面２１０と隣接するように配置される。

このように、点光源１４０がフレキシブル回路基板１３０に付着された状態で入射面２１０側に配置される場合、フレキシブル回路基板１３０の反り等によって点光源１４０と導光板２００との間に段差が発生する可能性がある。

従って、本実施例による導光板２００は、点光源１４０との段差発生を防止するために、入射面２１０が点光源１４０の発光面と実質的に対応するように、入射面２１０側に行くほど、上部から下部方向に傾斜するように形成された傾斜部２４２を有する。

図３は、図１に示した導光板を具体的に示す斜視図であり、図４は、図３のＩ−Ｉ’に沿って切断した導光板の断面図である。

図３及び図４を参照すると、導光板２００は、入射面２１０、入射面２１０と向かい合う対向面２２０、入射面２１０の上端から垂直に延長され対向面２２０の上端と連結される出射面２３０、及び入射面２１０の下端から延長され対向面２２０の下端と連結される反射面２４０を含む。

反射面２４０は傾斜部２４２を含む。傾斜部２４２は、対向面２２０側から入射面２１０側に行くほど、上部から下部方向に所定角度に傾斜するように形成される。傾斜部２４２は、入射面２１０に隣接した反射面２４０領域に形成される。

反射面２４０は、対向面２２０の下端から出射面２３０と平行に延長され、傾斜部２４２の上端と連結される第１反射部２４４を含む。

又、反射面２４０は、入射面２１０の下端から出射面２３０と平行に延長され、傾斜部２４２の下端と連結される第２反射部２４６を含む。

反射面２４０に傾斜部２４２が形成されることにより、出射面２３０と第２反射部２４６間の厚さは、出射面２３０と第１反射部２４４間の厚さより厚くなる。従って、導光板２００の入射面２１０は、対向面２２０より厚い厚さを有する。

図２を参照すると、ボトムシャーシ１２０は、点光源１４０及び傾斜部２４２の収納のために、一部が開口された開口部１２２を有する。

フレキシブル回路基板１３０に付着された点光源１４０は、ボトムシャーシ１２０の開口部１２２を通じてモールドフレーム１１０の内部に配置される。又、導光板２００の傾斜部２４２及び第２反射部２４６は、ボトムシャーシ１２０の開口部１２２内に配置されフレキシブル回路基板１３０と隣接する。

従って、点光源１４０の発光面は、導光板２００の入射面２１０と実質的に対応し、点光源１４０と導光板２００との間の段差が殆ど発生しない。

一方、液晶表示パネル３００は、実質的に画像を表示する表示領域ＤＡ、及び表示領域ＤＡを取り囲む周辺領域ＰＡに区分される。その際、導光板２００の傾斜部２４２は、表示品質に影響を与えないようにするために、周辺領域ＰＡに対応するように形成されることが好ましい。

図１及び図２を参照すると、液晶表示装置１００は、導光板２００の下部、即ち、反射面２４０側に配置される反射シート１５０を更に含む。反射シート１５０は、傾斜部２４２を含む反射面２４０の全体面積をカバーする。一例として、反射シート１５０は、導光板２００の反射面２４０に付着される。

反射シート１５０は、導光板２００の反射面２４０を通じて外部に漏洩する光を導光板２００の内部に反射させて、光の利用効率を向上させる。反射シート１５０は、光反射率が高い物質からなる。例えば、反射シート１５０は、白色のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又はポリカーボネート（ＰＣ）材質からなる。

又、液晶表示装置１００は、導光板２００の上部、即ち、出射面２３０側に配置される少なくとも一つの光学シート１６０を更に含む。

光学シート１６０は、導光板２００から出射される光の輝度特性を向上させる。光学シート１６０は、導光板２００から出射される光を拡散させて、輝度均一度を向上させるための拡散シートを含むことができる。

又、光学シート１６０は、導光板２００から出射される光を正面方向に集光させて、光の正面輝度を向上させるためのプリズムシートを含むことができる。

又、光学シート１６０は、特定条件を満足する光は透過させ、残りの光は反射させる方式で光をリサイクリングさせて、光の輝度を増加させる反射偏光シートを含むことができる。液晶表示装置１００は、要求される輝度特性によって多様な機能の光学シートを更に含むことができる。

一方、導光板２００の上部に配置された光学シート１６０は、黒色の接着テープ１７０によってモールドフレーム１１０に固定される。又、光学シート１６０の上部に配置される液晶表示パネル３００も接着テープ１７０によって固定することができる。

接着テープ１７０は、液晶表示パネル３００の周辺領域ＰＡに対応するように付着される。接着テープ１７０は黒色を有するので、点光源１４０及び導光板２００の入射面２１０の近傍で光が漏れることを遮断する。

図５は、図４に示した導光板の他の実施例を示す断面図である。

図５を参照すると、本発明の他の実施例による導光板４００は、入射面４１０、入射面４１０と向かい合う対向面４２０、入射面４１０の上端から垂直に延長され対向面４２０の上端と連結される出射面４３０、及び入射面４１０の下端から延長され対向面４２０の下端と連結される反射面４４０を含む。

反射面４４０は、反射部４４２及び傾斜部４４４で構成される。反射部４４２は、対向面４２０の下端から出射面４３０と平行に延長され、傾斜部４４４の上端と連結される。傾斜部４４４は、反射部４４２から下部方向に所定角度に傾斜するように形成され、入射面４１０の下端と連結される。

従って、導光板４００の入射面４１０は、点光源の発光面と実質的に対応するように対向面４２０より厚い厚さを有する。

図６は、図１に示した液晶表示パネルを具体的に示す平面図である。

図６を参照すると、液晶表示パネル３００は、下部基板３１０、下部基板３１０と対向する上部基板３２０、下部基板３１０と上部基板３２０との間に配置された液晶層（図示せず）、及び下部基板３１０に結合された駆動チップ３３０を含む。

液晶表示パネル３００は、実質的に画像を表示する表示領域ＤＡ、及び表示領域ＤＡを取り囲む周辺領域ＰＡに区分される。

表示領域ＤＡに対応して、下部基板３１０には多数のゲートライン（ＧＬ１〜ＧＬｎ）、及びゲートライン（ＧＬ１〜ＧＬｎ）と交差する多数のデータライン（ＤＬ１〜ＤＬｍ）が形成される。ここで、ｎとｍは１以上の自然数である。ゲートライン（ＧＬ１〜ＧＬｎ）とデータライン（ＤＬ１〜ＤＬｍ）は、互いに異なる層に具備され、互いに絶縁されるように交差する。

表示領域ＤＡに対応して、下部基板３１０には、多数の薄膜トランジスタと多数の画素電極がマトリックス形態に形成される。例えば、第１薄膜トランジスタＴＦＴ１のゲート電極は、ゲートライン（ＧＬ１〜ＧＬｎ）のうち、第１ゲートラインＧＬ１に連結され、ソース電極は、データライン（ＤＬ１〜ＤＬｍ）のうち、第１データラインＤＬ１に連結され、ドレイン電極は第１画素電極３１２に連結される。

周辺領域ＰＡに対応して、下部基板３１０には、ゲートライン（ＧＬ１〜ＧＬｎ）を駆動するためのゲート駆動回路部３６０を更に形成することができる。ゲート駆動回路部３６０は、多数の駆動トランジスタで構成されたシフトレジスタを含む。

ゲート駆動回路部３６０は、フレキシブル回路基板１３０を通じて印加されるゲート制御信号に応答して、ゲートライン（ＧＬ１〜ＧＬｎ）にゲート駆動信号を順次に出力する。

ゲート駆動回路部３６０は、ゲートライン（ＧＬ１〜ＧＬｎ）、データライン（ＤＬ１〜ＤＬｍ）、及び薄膜トランジスタを形成する薄膜工程によって同時に形成される。

上部基板３２０には、色を具現するためのカラーフィルター層（図示せず）、及び上部基板３１０の画素電極と向かい合う共通電極（図示せず）が具備される。これと異なり、カラーフィルター層は、下部基板３１０に形成することができる。

下部基板３１０と上部基板３２０との間に配置された液晶層は、異方性誘電率及び異方性屈折率等の電気的及び光学的特性を有する液晶分子で構成される。例えば、液晶層は、画素電極と共通電極によって形成された電界によって所定の角度に傾斜するツイストネマチック液晶分子で構成される。

駆動チップ３３０は、下部基板３１０の周辺領域ＰＡに実装される。駆動チップ３３０は、例えば、異方性導電フィルム（ＡＣＦ）を通じて下部基板３１０と電気的に連結される。

駆動チップ３３０は、フレキシブル回路基板１３０を通じて印加される制御信号に応答して、データライン（ＤＬ１〜ＤＬｍ）にデータ駆動信号を出力する。

液晶表示パネル３００は、薄膜トランジスタのゲート端子に電圧が印加され薄膜トランジスタがターンオンすると、画素電極と共通電極との間には電界が形成される。このような電界によって下部基板３１０と上部基板３２０との間に配置された液晶層の液晶分子の配列が変化し、液晶分子の配列変化によって光の透過度が変更され、所望する階調の画像を表示することになる。

一方、図示していないが、液晶表示装置１００は、外部から入力されるソース画像信号を処理するためのタイミングコントローラ及びメモリ等の部品が実装された印刷回路基板及び液晶表示パネル３００を固定するためのトップシャーシを更に含むことができる。

以上、本発明の実施例によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離れることなく、本発明を修正または変更できる。

本発明の一実施例による液晶表示装置を示す分解斜視図である。 図１に示した液晶表示装置の結合された断面を示す断面図である。 図１に示した導光板を具体的に示す斜視図である。 図３のＩ−Ｉ’に沿って切断した導光板の断面図である。 図４に示した導光板の他の実施例を示す断面図である。 図１に示した液晶表示パネルを具体的に示す平面図である。

符号の説明

１００ 液晶表示装置
１１０ モールドフレーム
１２０ ボトムシャーシ
１２２ 開口部
１３０ フレキシブル回路基板
１４０ 点光源（発光ダイオード）
１５０ 反射シート
１６０ 光学シート
１７０ 接着テープ
２００ 導光板
２１０、４１０ 入射面
２２０、４２０ 対向面
２３０、４３０ 出射面
２４０、４４０ 反射面
２４２、４４４ 傾斜部
２４４ 第１反射部
２４６ 第２反射部
４４２ 反射部
３００ 液晶表示パネル
３１０ 下部基板
３２０ 上部基板
３３０ 駆動チップ
３６０ ゲート駆動回路部

Claims (20)

1. ボトムシャーシと、
   前記ボトムシャーシ上に配置され、入射面と入射面側に行くほど、上部から下部方向に傾斜するように形成された傾斜部を有する導光板と、
   前記導光板の上部に配置され画像を表示する液晶表示パネルと、
   前記液晶表示パネルと連結され、前記液晶表示パネルから前記ボトムシャーシの背面に曲げられ固定されるフレキシブル回路基板と、
   前記フレキシブル回路基板と電気的に接続され、前記導光板の入射面に配置され光を発生して、発光面が前記導光板の入射面と実質的に対応する少なくとも一つの点光源と、を有することを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記導光板は、
   前記入射面と向かい合う対向面と、
   前記入射面の上端から垂直に延長され前記対向面の上端と連結される出射面と、
   前記入射面の下端から延長され前記対向面の下端と連結され、前記傾斜部を有する反射面と、を含むことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
3. 前記入射面は、前記対向面より厚い厚さを有することを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
4. 前記傾斜部は、前記入射面に隣接した前記反射面に形成されることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
5. 前記反射面は、前記対向面の下端から前記出射面と平行に延長され前記傾斜部の上端と連結される第１反射部を含むことを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
6. 前記反射面は、前記入射面の下端から前記出射面と平行に延長され前記傾斜部の下端と連結される第２反射部を含むことを特徴とする請求項５記載の液晶表示装置。
7. 前記傾斜面の下端は、前記入射面の下端と直接連結されることを特徴とする請求項５記載の液晶表示装置。
8. 前記ボトムシャーシは、前記点光源及び前記傾斜部の収納のために一部が開口されることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
9. 前記液晶表示パネルは、画像を表示する表示領域及び前記表示領域を取り囲む周辺領域に区分され、
   前記傾斜部は、前記周辺領域に対応するように形成されることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
10. 前記液晶表示パネルは、
    前記フレキシブル回路基板が連結される下部基板と、
    前記下部基板と対向する上部基板と、
    前記下部基板と前記上部基板との間に配置された液晶層と、
    前記下部基板に結合された駆動チップと、を含むことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
11. 前記下部基板には、ゲートラインを駆動するためのゲート駆動回路部が形成されることを特徴とする請求項１０記載の液晶表示装置。
12. 前記点光源は、白色光を発生する発光ダイオードで構成されることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
13. 前記導光板の下部に配置され、前記導光板から下部に漏洩する光を反射させる反射シートを更に含むことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
14. 前記導光板の上部に配置され、前記導光板から上部に出射される光の輝度特性を向上させる少なくとも一つの光学シートを更に含むことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
15. 長方形形状を有し、内部に前記導光板が配置され、前記ボトムシャーシと結合されるモールドフレームを更に含むことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
16. 内部が開口された長方形形状を有するモールドフレームと、
    前記モールドフレームの内部に配置され、入射面、入射面側に行くほど上部から下部方向に傾斜するように形成された傾斜部、前記入射面と向かい合う対向面、前記入射面の上端から垂直に延長され前記対向面の上端と連結される出射面、及び前記入射面の下端から延長され前記対向面の下端と連結される反射面を含む導光板と、
    前記モールドフレームと結合され前記導光板の下部をカバーするボトムシャーシと、
    前記導光板の上部に配置され画像を表示する液晶表示パネルと、
    前記液晶表示パネルと連結され、前記液晶表示パネルから前記ボトムシャーシの背面に曲げられ固定されるフレキシブル回路基板と、
    前記フレキシブル回路基板と電気的に接続され、前記導光板の入射面に配置され光を発生して発光面が前記導光板の入射面と実質的に対応する少なくとも一つの発光ダイオードと、を有し、
    前記ボトムシャーシは、前記発光ダイオード及び前記傾斜部の収納のために一部が開口されることを特徴とする液晶表示装置。
17. 前記反射面は、
    前記対向面の下端から前記出射面と平行に延長され前記傾斜部の上端と連結される第１反射部と、
    前記入射面の下端から前記出射面と平行に延長され前記傾斜部の下端と連結される第２反射部と、を含むことを特徴とする請求項１６記載の液晶表示装置。
18. 前記反射面は、前記対向面の下端から前記出射面と平行に延長され前記傾斜部の上端と連結される第１反射部を含むことを特徴とする請求項１６記載の液晶表示装置。
19. 前記反射面は、前記入射面の下端から前記出射面と平行に延長され前記傾斜部の下端と連結される第２反射部を含むことを特徴とする請求項１８記載の液晶表示装置。
20. 前記傾斜部の下端と前記入射面の下端が直接連結されることを特徴とする請求項１８記載の液晶表示装置。

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