JP6131068B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置に関し、より詳しくは、表示パネルに光源が付着している表示装置に関する。

今日、幅広く利用されるコンピュータモニター、テレビ、及び携帯電話機などには表示装置が必要である。表示装置には陰極線管表示装置、液晶表示装置、及びプラズマ表示装置などがある。

液晶表示装置は、現在、最も幅広く使用されている平板表示装置の一つであって、画素電極と共通電極など電界生成電極が形成されている二枚の表示板と、その間に挿入されている液晶層とからなり、電界生成電極に電圧を印加して液晶層に電界を生成し、これを通じて液晶層の液晶分子の配向を決定し、入射光の偏光を制御することによって映像を表示する。

このような液晶表示装置は、自ら発光できないので、光源を必要とする。この時、光源は、別途に具備された人工光源であるか、または自然光であってもよい。液晶表示装置に使用される人工光源には、発光ダイオード（ＬＥＤ:Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）、冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ:ｃｏｌｄ ｃａｔｈｏｄｅ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ ｌａｍｐ）、及び外部電極蛍光ランプ（ＥＥＦＬ:ｅｘｔｅｒｎａｌ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ）などがある。

このような人工光源は、表示パネルと分離されているので、表示装置の厚さを薄くすることが困難である。また、光源を実装するための回路基板が別途に備えられ、外部から信号の印加を受けるための連結手段が具備される。このような構造を形成するための複雑な組み立て工程が必要であり、組み立て過程で連結不良が発生するという問題点がある。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、表示パネルに光源が設けられている表示装置を提供することにある。

このような目的を達成するために、本発明の一実施形態による表示装置は、表示パネル；前記表示パネルの一側周縁に設けられている光源；及び前記表示パネルの下に配置する導光板を含むことを特徴とする。

前記表示パネルは互いに対向する第１基板及び第２基板を含み、前記光源は前記第１基板の下部面に設けられてもよい。

前記光源は、前記導光板の一側面と対向するように配置されて、前記光源から出射した光が前記導光板の一側面に入射してもよい。

前記光源を駆動するための信号を生成する光源駆動部を実装している印刷回路基板；及び前記印刷回路基板と前記表示パネルを連結する連結フィルムをさらに含んでもよい。

前記光源駆動部及び前記連結フィルムを連結する第１配線；及び前記連結フィルム及び前記光源を連結する第２配線をさらに含んでもよい。

前記連結フィルムは、前記印刷回路基板の上部面と前記第１基板の上部面にそれぞれ設けられており、前記第１配線は、前記印刷回路基板の上部面に形成し、前記第２配線は、前記第１基板の上部面及び下部面を連結するように形成してもよい。

前記連結フィルムは、軟性印刷回路（ＦＰＣ、Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）またはチップオンフィルム（ＣＯＦ、Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｆｉｌｍ）からなってもよい。

前記光源は、発光ダイオードチップまたは発光ダイオードパッケージからなってもよい。

前記表示パネルは表示領域及び非表示領域を含み、前記光源は前記非表示領域に形成してもよい。

前記導光板と前記表示パネルの間に形成されている光学シート；及び前記導光板の下に形成されている反射板をさらに含んでもよい。

上記のような本発明の一実施形態による表示装置によれば、表示パネルに光源が設けられている表示装置を提供することができる。

本発明の一実施形態による表示装置の上部面を示した平面図である。 本発明の一実施形態による表示装置の下部面を示した平面図である。 図１のＡ部分を拡大して示した本発明の一実施形態による表示装置の拡大平面図である。 図２のＢ部分を拡大して示した本発明の一実施形態による表示装置の拡大平面図である。 図３及び図４のＶ−Ｖ線に沿って示した本発明の一実施形態による表示装置の断面図である。 本発明の一実施形態による表示装置に使用される光源を示した断面図である。

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態について本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかし、本発明は種々の異なる形態に実現でき、ここで説明する実施形態に限られない。

図面において、種々の層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。明細書の全体にわたって類似する部分に対しては同一の図面符号を付けた。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上」にあるという時、これは他の部分の「すぐ上」にある場合だけでなく、その中間に他の部分がある場合も含む。一方、ある部分が他の部分の「すぐ上」にあるという時には、中間に他の部分がないことを意味する。

最初に、添付した図面を参照して、本発明の一実施形態による表示装置について説明する。

図１は、本発明の一実施形態による表示装置の上部面を示した平面図であり、図２は、本発明の一実施形態による表示装置の下部面を示した平面図である。

まず、図１を参照すれば、本発明の一実施形態による表示装置は、画面を表示する表示パネル１００、表示パネル１００を駆動するための信号を生成する回路を実装している印刷回路基板２００、及び表示パネル１００と印刷回路基板２００を連結する連結フィルム３００を含む。

表示パネル１００は、互いに対向する第１基板１１０及び第２基板１２０を含み、第１基板１１０と第２基板１２０の間には液晶層（図示せず）が形成されている。

図示は省略したが、第１基板１１０の上には複数のゲート線とデータ線、及びこれらと連結される薄膜トランジスタが形成されている。また、ゲート線から印加される信号によって薄膜トランジスタがターンオンされれば、データ線から信号が印加される画素電極が形成されている。第１基板１１０または第２基板１２０の上には共通電極を形成してもよく、画素電極と共通電極の間に電界が形成されて、液晶層の液晶分子の配向を制御する。そのために、表示パネル１００に入射した光を制御して映像を表示する。

上記で、表示パネル１００は液晶表示パネル（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ−ｐａｎｅｌ、ＬＣＤ）である場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、電気泳動表示パネル（ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ ｄｉｓｐｌａｙ ｐａｎｅｌ、ＥＤＰ）などの多様な表示パネルが用いられてもよい。

表示パネル１００は、表示領域ＤＡと非表示領域ＮＡに区分される。表示領域ＤＡは、実際に映像が表示される領域であって、表示パネル１００の中間に配置してもよい。非表示領域ＮＡは、画面が表示されない領域であって、遮光部材などによって覆われる部分であり、表示領域ＤＡを取り囲んでいる。

第１基板１１０と第２基板１２０は互いに異なる大きさに形成してもよい。例えば、第１基板１１０を第２基板１２０より大きく形成してもよい。この時、表示装置の上部面には、第１基板１１０と第２基板１２０が互いに重なる部分と、第１基板１１０だけが存在する部分が示される。表示パネル１００の一側周縁は第１基板１１０だけが存在し、第２基板１２０は形成しなくてもよい。例えば、図１において、表示パネル１００の下側周縁には第１基板１１０だけが存在し、第２基板１２０は形成されていない。第１基板１１０の下側周縁にはゲート線、データ線などと連結されている複数のパッド部（ゲートパッド部、データパッド部など）が形成されている。

印刷回路基板２００は、絶縁物の板に薄い銅箔をかぶせた基板を回路図によって不必要な銅箔を剥ぎ取って電子回路を構成したものである。表示パネル１００を駆動するための信号を生成できる回路を複数個実装しており、例えば、ゲート駆動部、データ駆動部、及びタイミングコントローラなどがある。

連結フィルム３００は、印刷回路基板２００と表示パネル１００を電気的に接続するためのフィルムである。連結フィルム３００は、印刷回路基板２００で生成される信号を表示パネル１００に形成されているゲート線、及びデータ線などに伝達する。

連結フィルム３００は、軟性印刷回路（ＦＰＣ、Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、チップオンフィルム（ＣＯＦ、Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｆｉｌｍ）などからなってもよい。軟性印刷回路は、複雑な回路を柔軟な絶縁フィルムの上に形成した回路基板であって、軟性材料のポリエステル（ＰＥＴ、Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ）、ポリイミド（ＰＩ、Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）などのような耐熱性プラスチックフィルムからなる。チップオンフィルムは、半導体チップを薄いフィルム形態の印刷回路基板ＰＣＢに装着するものであって、回路が刻まれたポリイミド（ＰＩ）フィルムの上に異方導電性フィルムやソルダバンプなどを利用してチップを実装することができる。

次に、図２を参照すれば、本発明の一実施形態による表示装置は、表示パネル１００に設けられている光源５００をさらに含む。

光源５００は、表示パネル１００の一側周縁に設けられており、具体的に第１基板１１０の下部面に設けられてもよい。特に、表示パネル１００の非表示領域ＮＡに位置するように表示パネル１００の下側周縁に設けられてもよい。

光源５００は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ、Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）などからなってもよい。光源５００は複数で形成してもよく、複数の発光ダイオードが一定の間隔を有するように配置してもよい。

次に、図３乃至図５を参照して、本発明の一実施形態による表示装置についてさらに説明する。以下、光源を駆動できる信号を印加するための配線の連結構造などについて説明する。

図３は、図１のＡ部分を拡大して示した本発明の一実施形態による表示装置の拡大平面図であり、図４は、図２のＢ部分を拡大して示した本発明の一実施形態による表示装置の拡大平面図であり、図５は、図３及び図４のＶ−Ｖ線に沿って示した本発明の一実施形態による表示装置の断面図である。

図３及び図５を参照すれば、印刷回路基板２００の上には光源５００を駆動するための信号を生成する光源駆動部２１０が実装されている。光源駆動部２１０は、光源５００のオン／オフ状態を制御する信号、光源５００の明るさを制御する信号、及び光源５００の調光駆動を制御する信号などを生成することができる。

連結フィルム３００は、印刷回路基板２００の上部面と第１基板１１０の上部面にそれぞれ取り付けられている。印刷回路基板２００の上には光源駆動部２１０と連結フィルム３００を連結する第１配線３１０が形成されている。第１配線３１０によって、光源駆動部２１０で生成された光源５００を駆動するための信号が連結フィルム３００に伝達される。第１配線３１０は複数に形成してもよい。

図４及び図５を参照すれば、第１基板１１０の一側周縁部に、例えば、手前側周縁部の下部面に光源パッド部５１０が形成される。光源パッド部５１０は光源５００と第１基板１１０の間に形成され、光源５００の両側にそれぞれ光源パッド部５１０を一つずつ形成してもよい。

第１基板１１０には光源５００と連結フィルム３００を連結する第２配線３２０が形成されている。第２配線３２０の一側端部は光源パッド部５１０と連結され、光源パッド部５１０が光源５００と連結されてもよい。第２配線３２０は、図５に示すように第１基板１１０の下側周縁の上部面（連結フィルム３００と対向する面）、下部面（上部面と反対の面）、及び側面（上部面と下部面との間の面）を取り囲むように形成されてもよい。連結フィルム３００は第１基板１１０の上部面に取り付けられており、光源５００は第１基板１１０の下部面に取り付けられているので、連結フィルム３００と光源５００を連結するために、第２配線３２０が第１基板１１０の上部面と下部面を連結するように形成される。

上記で、第２配線３２０が第１基板１１０の手前側周縁部の上部面、下部面、及び側面を取り囲むように形成されることと説明したが、本発明はこれに限定されない。第２配線３２０は、第１基板１１０の手前側周縁部の上部面と下部面を連結することができれば、他の方式で連結されてもよく、例えば、第１基板１１０の周縁部を貫くホールが形成され、第２配線３２０がホール内に形成されて上部面と下部面を連結してもよい。

図５を参照すれば、表示パネル１００の下には導光板６００が配置されている。導光板６００は光源５００から出射した光を表示パネル１００に均一に伝達するためのものであって、アクリル射出物からなってもよい。光源５００は、導光板６００の一側面と対向するように配置してもよい。例えば、導光板６００は上部面（表示パネル１００と対向する面）、下部面（上部面と反対の面）、及び上部面と下部面を連結する四つの側面を含む直六面体形状であってもよい。四つの側面は奥側面、手前側面、左側面、右側面で形成してもよい。この時、手前側面が表示パネル１００の手前側周縁に対応するように配置してもよい。光源５００が表示パネル１００の手前側周縁部に取り付けられて形成される場合、光源５００は導光板６００の手前側面と対向するように配置してもよい。つまり、光源５００の発光面が導光板６００の手前側面と対向するように配置されて、光源５００から出射した光が導光板６００の下側面に入射することができる。導光板６００の下側面に入射した光は、下側から上側に上がりながら光の経路が変更されて、表示パネル１００側に屈折して表示パネル１００の下部面（導光板６００と対向する面）に入射する。または、導光板６００の手前側面に入射した光が奥側面に反射して、手前側に戻りながら光の経路が変更されて、表示パネル１００側に屈折して表示パネル１００の下部面に入射することもできる。

図５において、導光板６００は一定の厚さに示したが、導光板６００の厚さは一側から他側に向かうほど次第に厚くなるか、または薄くなる形態を有してもよい。

導光板６００と表示パネル１００の間には光学シート６１０をさらに形成してもよい。光学シート６１０は、光源５００から出射した光の集光効率を上げ、光が全体的に均一な分布を有するようにする。このような光学シート６１０は、複数の多様なシートで形成してもよく、例えば、順次に積層された拡散シート、プリズムシート、及び保護シートで形成してもよい。

拡散シートは光源５００から出射した光を拡散させる。プリズムシートは、拡散シートで拡散される光を表示パネル１００の平面に垂直な方向に集光する。プリズムシートを通過した光はほとんど大部分が表示パネル１００に垂直に入射する。また、保護シートはプリズムシート上に配置してもよく、外部の衝撃からプリズムシートを保護する。

上記で、光学シート６１０は拡散シート、プリズムシート、及び保護シートが１枚ずつ備わることを説明したが、本発明はこれに限定されない。前記光学シート６１０は拡散シート、プリズムシート、及び保護シートのうちの少なくともいずれか一つを複数枚重ねて使用してもよく、必要に応じていずれか一つのシートを省略してもよい。

導光板６００の下には反射板６２０をさらに形成してもよい。反射板６２０は、光源５００から出射した光が外部に流失しないように、表示パネル１００の方向に光の経路を変更させる。つまり、光源５００から出射した光が導光板６００の下部面へ出射する場合、反射板６２０がこれを反射させて、さらに導光板６００内に入れるようにする。

以下、図６を参照して、本発明の一実施形態による表示装置に使用される光源についてさらに詳細に説明する。

図６は、本発明の一実施形態による表示装置に使用される光源を示した断面図である。

光源５００は発光ダイオードパッケージで形成してもよい。発光ダイオードパッケージは本体５０２、本体５０２の上に形成されている発光ダイオードチップ５０４、及び発光ダイオードチップ５０４を取り囲むように本体５０２の上に形成されている保護膜５０８を含む。

本体５０２は、上部面が凹んだ形態に形成してもよく、凹んだ部分内に発光ダイオードチップ５０４を配置してもよい。

発光ダイオードチップ５０４は、波長が可視光領域または近赤外領域に存在し、発光効率が高く、ｐ−ｎ接合の製作が可能な材料から製造してもよい。このような材料としては、窒化ガリウム（ＧａＮ）、砒素化ガリウム（ＧａＡｓ）、リン化ガリウム（ＧａＰ）、ガリウム−砒素−リン（ＧａＡｓ１−ｘＰｘ）、ガリウム−アルミニウム−砒素（Ｇａ１−ｘＡｌｘＡｓ）、リン化インジウム（ＩｎＰ）、及びインジウム−ガリウム−リン（Ｉｎ１−ｘＧａｘＰ）などの化合物半導体を用いてもよい。発光ダイオードチップは、波長によって青色発光ダイオードチップ、緑色発光ダイオードチップ、赤色発光ダイオードチップ、及び白色発光ダイオードチップなどがある。

保護膜５０８は、発光ダイオードチップ５０４が外部に露出しないように形成されて、発光ダイオードチップ５０４を保護する。図示したように、保護膜５０８は本体５０２の凹んだ部分を全体的に覆うように形成してもよい。

保護膜５０８によって取り囲まれた領域の内部には蛍光体５０６をさらに形成してもよい。蛍光体５０６は多様な色から形成してもよく、蛍光体５０６の色によって発光ダイオードパッケージの外部に出射する光の色が決定される。例えば、発光ダイオードチップ５０４が青色発光ダイオードチップで形成された場合、蛍光体５０６が赤色蛍光体からなっていれば、発光ダイオードパッケージの外部に赤色光が出るようになる。

上述したように、本体５０２、発光ダイオードチップ５０４、及び保護膜５０８で構成された発光ダイオードパッケージが、表示パネル１００に光源５００として設けられて形成されてもよい。

また、本発明はこれに限定されることではなく、発光ダイオードチップ５０４だけが表示パネル１００に光源５００として設けられて形成されてもよい。つまり、本体、保護膜５０８、及び蛍光体５０６は形成せずに、発光ダイオードチップ５０４だけが光源５００として用いられてもよい。

上記で、本発明の一実施形態による表示装置の光源５００は、表示パネル１００の手前側周縁部に形成されることと説明したが、本発明はこれに限定されない。光源５００は、表示パネル１００の奥側周縁部、左側周縁部、または右側周縁部に形成されてもよい。また、光源５００は、表示パネル１００の一側周縁部だけでなく、一側周縁と対向する他側周縁部にも共に形成されてもよい。つまり、光源５００が表示パネル１００の両側周縁部に形成されてもよい。また、光源５００は表示パネル１００の四つの周縁部に全て形成されてもよい。

上記のような本発明の一実施形態による表示装置によれば、表示パネルに光源が設けられている表示装置を提供することができる。

本発明の一実施形態による表示装置は、表示パネルに光源を設けられて形成することによって、光源を実装するための別途の回路基板が必要なくて、組み立て工程を単純化することができる。

また、表示パネルを駆動するための信号を生成する回路が実装されている印刷回路基板と表示パネルを連結する連結手段を通して光源駆動部と光源を連結することによって、構造を単純化することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の種々の変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属するものである。

１００ 表示パネル
１１０ 第１基板
１２０ 第２基板
２００ 印刷回路基板
２１０ 光源駆動部
３００ 連結フィルム
３１０ 第１配線
３２０ 第２配線
５００ 光源
５０２ 本体
５０４ 発光ダイオードチップ
５０６ 蛍光体
５０８ 保護膜
５１０ 光源パッド部
６００ 導光板
６１０ 光学シート
６２０ 反射板

Claims (10)

1. 表示パネル；
   前記表示パネルの一側周縁部に取り付けられている光源；
   前記表示パネルの下に配置する導光板；
   前記光源を駆動するための信号を生成する光源駆動部を実装している印刷回路基板；
   前記印刷回路基板と前記表示パネルを連結する連結フィルム；
   前記光源駆動部及び前記連結フィルムを連結する第１配線；及び、
   前記連結フィルム及び前記光源を連結する第２配線を含み、
   前記表示パネルは、互いに対向する第１基板及び第２基板を含み、
   前記光源は前記第１基板の下部面に取り付けられており、
   前記光源は、前記導光板の一側面と対向するように配置されて、前記光源から出射した光が前記導光板の一側面に入射し、
   前記連結フィルムは、前記印刷回路基板の上部面と前記第１基板の上部面にそれぞれ取り付けられており、
   前記第１配線は、前記印刷回路基板の上部面に形成されており、
   前記第２配線は、前記第１基板の上部面及び下部面を連結するように形成されており、
   前記第１基板の下部面に形成される第１、第２、第３及び第４の光源パッド部；及び
   前記第１基板の下部面に形成されて、前記第２の光源パッド部と、前記第３の光源パッド部とを連結する第３配線さらに含み、
   前記第２配線の一端部が前記第１の光源パッド部に連結され、
   一の前記光源は、その一方及び他方の端子部が、それぞれ、前記第１及び第２の光源パッド部に接続されるようにして、前記第１基板の下部面に取り付けられ、
   他の一の前記光源は、その一方及び他方の端子部が、それぞれ、前記第３及び第４の光源パッド部に接続されるようにして、前記第１基板の下部面に取り付けられ、
   前記他の一の光源は、前記の第１、第２及び第３の光源パッド部と、前記第３配線と、前記一の光源中の内部配線とを通じて、前記の第２配線の一端部に電気的に接続されている、表示装置。
2. 一つの前記連結フィルムに、複数の前記第２配線が、互いに離間した位置にて接続している、請求項１に記載の表示装置。
3. 一つの前記連結フィルムにおける、一方の端部、及び他方の端部に、それぞれ、一の前記第２配線、及び、他の一の前記第２配線が接続している、請求項２に記載の表示装置。
4. 一つの前記印刷回路基板に、複数の前記連結フィルムが接続している、請求項２に記載の表示装置。
5. 前記連結フィルムは、フレキシブル印刷回路基板（ＦＰＣ、Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）またはチップオンフィルム（ＣＯＦ、Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｆｉｌｍ）からなる、請求項２に記載の表示装置。
6. 前記光源は、発光ダイオードチップまたは発光ダイオードパッケージからなる、請求項１に記載の表示装置。
7. 前記表示パネルは表示領域及び非表示領域を含み、
   前記光源、前記光源パッド部、及び前記第３配線は前記非表示領域に形成されている、請求項１に記載の表示装置。
8. 前記導光板と前記表示パネルの間に形成されている光学シート；及び
   前記導光板の下に形成されている反射板をさらに含み、
   前記反射板は、前記光源の下部面と重なり合う領域にまで延びている、請求項１に記載の表示装置。
9. 前記第２配線は、前記第１基板の周縁の上部面、下部面、及び側面を取り囲むように形成されている、請求項１に記載の表示装置。
10. 前記第１基板の周縁を貫くホールをさらに含み、
    前記第２配線は、前記ホール内に形成されている、請求項１に記載の表示装置。

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