DE10201045A1 - Flexibler LED-Schaltkreis zur Rückseitigen Durchleuchtung - Google Patents

Flexibler LED-Schaltkreis zur Rückseitigen Durchleuchtung

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Abstract

Eine flexible Leiterplatte, die an Oberlicht-LEDs und LED-Steuerschaltkreisen befestigt ist, stellt eine geschickte und platzsparende Art und Weise bereit, um eine LCD rückseitig zu beleuchten. Die flexible Leiterplatte kann mehrere Kontaktfahnen aufweisen, die derart gefaltet sind, dass die Oberlicht-LEDs in einen Lichtleiter aus mehreren Richtungen bereitstellen. Die Oberlicht-LEDs und die LED-Steuerschaltkreise können zur weiteren Kosteneinsparung und verbesserten Herstellbarkeit auf der gleichen Seite der flexiblen Leiterplatte bereitgestellt sein.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung basiert auf der US-vorläufigen Anmeldung Nr. 60/261,760 mit dem Titel "AMLCD LED Backlighting Navigation Radio Display" und wurde am 16. Januar 2001 einge­ reicht. Der Vorteil des Anmeldedatums der vorläufigen Anmeldung wird für diese Anmeldung beansprucht. Der gesamte Inhalt der vorläufigen Anmeldung wird hier durch Bezugnahme darauf einbezogen.
GEBIET
Diese Erfindung betrifft im Allgemeinen das Gebiet von Leuchdioden-("LED")Schaltkreisen. Insbesondere betrifft diese Erfindung das Gebiet des rückseitigen Durchleuchtens bzw. der Hintergrundbeleuchtung von Flüssigkristallanzeigen ("LCDs") und andere Vorrichtungen mit einem flexiblen Schaltkreisdesign.
HINTERGRUND
Die Hintergrundbeleuchtung für Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigen (active matrix liquid crystal displays, "AMLCD") verwendet typischerweise eine Kaltkathoden-Fluoreszenzlam­ pen-(cold cathode fluorescent lamp, "CCFL")Vorrichtung. CCFL-Vorrichtungen neigen dazu, eine große Hintergrund-Beleuchtungsleistungsfähigkeit aufzuweisen. CCFL-Vorrich­ tungen weisen zahlreiche Nachteile auf. Beispielsweise können CCFL-Vorrichtungen Quecksilber enthalten, eine äußerst gefährliche Substanz, die für viele AMLCD-Anwendun­ gen verboten worden ist. CCFL-Vorrichtungen können eine schlechte Leistungsfähigkeit bei niedrigeren Temperaturen aufweisen, was zusätzliche Schaltungen nötig macht, wie ein Heizelement oder einen Verstärkungsstromschaltkreis. CCFL-Vorrichtungen können eine nicht-lineare Leistungsfähigkeitskurve in Bezug auf die Temperatur aufweisen. CCFL-Vor­ richtungen können einen Inverter erfordern, um die CCFL-Vorrichtung anzusteuern. CCFL- Vorrichtungen können komplexe Steuerkonfigurationen erfordern, einschließlich Photode­ tektoren und Temperaturfühler, um angemessene Dimmerverhältnisse für den Nachtbetrieb bereitzustellen. CCFL-Vorrichtungen können eine kurze Lebensdauererwartung aufweisen, besonders bei niedrigeren Betriebstemperaturen, und können eine zusätzliche Abschirmung für elektromagnetische Störung (electro-magnetic interference, "EMI") sowie elektrisches Filtern erfordern.
Alternativen zu CCFL-Vorrichtungen für die Hintergrundbeleuchtung einer AMLCD schließen auf Xenon basierende Vorrichtungen ein. Schaltkreise mit auf Xenon basierender Hinter­ grundbeleuchtung enthalten kein Quecksilber, weisen eine bessere Tieftemperatur-Lebens­ dauererwartung und bessere Tieftemperatur-Betriebsdaten auf und weisen eine geringere Phosphorzersetzung als CCFL-Vorrichtungen auf. Während Xenonlampen viele der Prob­ leme der CCFL-Lampentechnologie korrigieren, schafft die Xenonlampentechnologie viele neue Probleme. Zum Beispiel sind Xenonlampen häufig relativ teuer und erfordern komplexe Steuerschaltungen. Xenonlampen weisen eine geringe Leistungsfähigkeit auf. Beispiels­ weise kann eine Xenonlampe mit dem doppelten Durchmesser lediglich die Hälfte der Hel­ ligkeit einer auf Quecksilber basierenden CCFL-Lampe bereitstellen. Da die Leistungsfähig­ keit der Xenonlampe geringer sein kann als die Hälfte der Leistungsfähigkeit einer CCFL- Lampe, schafft die zusätzliche Leistung, die gebraucht wird, um einen auf Xenon basieren­ den Schaltkreis mit Strom zu versorgen, ein Problem hinsichtlich des Stromverbrauchs.
Herkömmliche LED-Ansteuerschaltungen sind auf herkömmlichen starren Leiterplatten imp­ lementiert worden. Seitenbeleuchtungs-LEDs können mit einer starren Leiterplatte verwen­ det werden, jedoch sind Seitenbeleuchtungs-LEDs relativ teuer. Seitenbeleuchtungs-LEDs sind in einem begrenzten Höhenbereich erhältlich, der nicht für alle Anwendungen geeignet sein kann, besonders für das Beleuchten eines Lichtleiters. Eine Alternative, um Seitenbe­ leuchtungs-LEDs zu verwenden, besteht darin, mehrere starre Leiterplatten zu verwenden. Beispielsweise können "Tochter"-Karten mit "Mutterplatinen" in einer senkrechten Konfigura­ tion verbunden werden. Eine solche senkrechte Verbindung erfordert Verbindungsglieder, die beträchtlichen Raum brauchen und die Zuverlässigkeitsprobleme aufweisen können.
ZUSAMMENFASSUNG
Diese Erfindung stellt eine flexible Leiterplatte bereit, die an Oberlicht-LEDs und LED-Steu­ erschaltkreisen befestigt ist und die eine geschickte und platzsparende Art und Weise bereitstellt, um eine LCD rückseitig zu durchleuchten.
In einem Aspekt weist eine Leuchtdiodenvorrichtung eine Leuchtdiode, eine Leuchtdioden- Ansteuerschaltung und eine flexible Leiterplatte auf. Die flexible Leiterplatte weist einen Kontaktfahnenbereich auf. Die Leuchtdiode und die Leuchtdioden-Ansteuerschaltung sind auf einer ersten Seite der flexiblen Leiterplatte befestigt. Der Kontaktfahnenbereich ist derart gefaltet, dass die Leuchtdiode Licht hin zu einem mittleren Bereich der flexiblen Leiterplatte aussendet.
In einem anderen Aspekt weist eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung einen Lichtleiter, eine Leuchtdiode, einen Leuchtdioden-Steuerschaltkreis, eine flexible Leiterplatte, eine lichtextra­ hierende Oberfläche, einen Diffusor, einen reflektierenden Polarisator sowie eine Flüssig­ kristallanzeige auf. Die flexible Leiterplatte weist einen Kontaktfahnenbereich auf. Die Leuchtdiode und der Leuchtdioden-Steuerschaltkreis sind mit dem Kontaktfahnenbereich der flexiblen Leiterplatte derart verbunden, dass die Leuchtdiode Licht in den Lichtleiter aus­ sendet. Die lichtextrahierende Oberfläche ist nahe einer ersten Seite des Lichtleiters ange­ ordnet. Der Diffusor ist nahe einer zweiten Seite des Lichtleiters angeordnet. Die erste und die zweite Seite liegen einander gegenüber. Der reflektierende Polarisator ist oberhalb des Diffusors angeordnet. Die Flüssigkristallanzeige ist oberhalb des reflektierenden Polarisators angeordnet. Der Lichtleiter sendet Licht aus, das durch den Diffusor, den reflektierenden Polarisator und dann durch die Flüssigkristallanzeige durchgeht.
In einem weiteren Aspekt weist eine Leuchtdiodenvorrichtung eine Oberlicht-Leuchtdiode, eine Leuchtdioden-Ansteuerschaltung und eine flexible Leiterplatte mit einem Kontaktfah­ nenbereich auf. Der Kontaktfahnenbereich der flexiblen Leiterplatte ist in einem im Wesentli­ chen rechten Winkel relativ zu einem mittleren Bereich der flexiblen Leiterplatte gefaltet. Die Leuchtdiode ist an einer ersten Seite des Kontaktfahnenbereichs befestigt. Die Leuchtdio­ den-Ansteuerschaltung ist auf einer zweiten Seite des Kontaktfahnenbereichs befestigt.
Andere Systeme, Verfahren, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden dem Fachmann nach dem Studium der nachfolgenden Figuren und der detaillierten Beschreibung ersichtlich sein oder ersichtlich werden. Alle derartigen zusätzlichen Systeme, Verfahren, Merkmale und Vorteile sollen in dieser Beschreibung im Schutzumfang der Erfindung eingeschlossen und durch die beiliegenden Ansprüche geschützt sein.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung kann besser anhand der nachfolgenden Figuren und der detaillierten Beschreibung verstanden werden. Die Komponenten in den Figuren sind nicht notwendiger­ weise maßstabsgerecht. Die Betonung liegt auf der Darstellung der Prinzipien der Erfindung.
Fig. 1 stellt eine flexible LED-Leiterplatte mit Oberlicht-LEDs auf einfach gefalteten Kon­ taktfahnen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dar.
Fig. 2 stellt eine flexible LED-Leiterplatte mit Oberlicht-LEDs auf zweifach gefalteten Kontaktfahnen gemäß einer anderen Ausführungsform dar.
Fig. 3 stellt eine Ausführungsform einer Anzeige dar, die eine Flüssigkristallanzeige und eine LED-Anordnung mit Hintergrundbeleuchtung einschließt.
Fig. 4 stellt einen Schaltplan eines LED-Schaltkreises gemäß einer Ausführungsform dar.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Oberlicht-LEDs und der LED-Schaltkreis werden an einer flexiblen Leiterplatte befestigt, um eine kostensparende und platzsparende LCD-Hintergrund-Beleuchtungsvorrichtung bereitzustellen. Ein solcher flexibler LED-Hintergrund-Beleuchtungsschaltkreis kann mit ver­ schiedenen Anzeigen verwendet werden, einschließlich LCDs und Aktivmatrix-Flüssigkris­ tallanzeigen ("AMLCD").
Um eine gewünschte Bildhelligkeit zu erreichen, können viele LEDs erforderlich sein. Bei­ spielsweise kann eine 3,8 Zoll-Anzeige für eine Anwendung im Automobilbereich 50 LEDs oder mehr erfordern. Die Anzahl der LEDs kann bedeutend geringer sein als 50, beispiels­ weise 5, oder bedeutend höher, beispielsweise 5000. Steigt die Anzahl von LEDs an, muss das Ansteuerungsverfahren und das Zusammenschaltungssystem der LED geeignet aus­ gelegt sein, um die Maximalleistung für alle LEDs zu erhalten.
Ein LED-Hintergrund-Beleuchtungssystem sollte wenigstens einige der folgenden Eigen­ schaften aufweisen: eine angemessene Wärmeableitung, Kompatibilität mit CCFL-Ausfüh­ rungen, einen LED-Schaltkreis, der nahe an den LEDs angeordnet ist, sowie eine platzspa­ rende Ausführung.
LEDs können eine bedeutende Wärmemenge erzeugen, die über Wärmeableitung dissipiert werden muss. Das Wärmeableitungs- und Wärmeentfernungsverfahren der LED ist auf­ grund des Bildhelligkeitsabfalls der LED und der Herabsetzungserfordernisse wichtig, wenn die Temperatur der LED ansteigt. Die Bildhelligkeit der LEDs nimmt als eine Funktion der LED-Lötstellentemperatur ab, wobei die relative Lichtstärke bei der LED-Lötstellentempera­ tur von 45,91°C gleich 1 ist. Es ist daher wünschenswert, die LED-Temperatur am Ansteigen zu hindern, um die nötige Lichtabgabe beizubehalten.
Es ist wünschenswert, dass der neue LED-Hintergrund-Beleuchtungsschaltkreis in ein exis­ tierendes CCFL-Hintergrund-Beleuchtungssystem nachträglich eingebaut werden kann. CCFL-Hintergrund-Beleuchtungssysteme weisen üblicherweise CCFLs auf, die um den Umfang eines Lichtleiters herum angeordnet sind. Diese Konfiguration hält die Anzeigedicke auf einem Minimum, während sie eine ausgezeichnete Lichtdiffusion bereitstellt. Diese Kon­ figuration ist bei Verwendung von LEDs schwierig zu implementieren, da lediglich Oberlicht- LEDs, beispielsweise "Power TOPLED®", lieferbar durch Infineon Technologies Corp., 1730 N. First Street, San Jose, CA 95112, eine angemessene Lichtabgabe bereitstellen. Ober­ licht-LEDs müssen anders als Seitenlicht-LEDs auf eine Leiterplatte aufgelötet werden, die senkrecht zu der Ebene der Anzeige liegt. Andere Verfahren, wie Verfahren mit totaler inne­ rer Reflexion ("TIR"), erfordern spezielle Lichtleiterausführungen und erlauben keine ange­ messene Anordnung des LED-Steuerschaltkreises, ohne den Entwurf des mechanischen Teils derzeitiger AMLCD-Systeme wesentlich zu verändern. Da es wünschenswert ist, eine LED-Vorrichtung zu haben, die mit existierenden CCFL-Systemen kompatibel ist, werden Oberlicht-LED-Systeme mit geeignet angeordneten LED-Steuerschaltkreisen benötigt.
Eine Oberlicht-LED ist eine LED, die Licht im Wesentlichen senkrecht zu der Ebene der Leiterplatte aussendet, an welcher die LED befestigt ist. Beispielsweise kann eine Oberlicht- LED, die an einer horizontalen Leiterplatte befestigt ist, Licht im Wesentlichen nach oben aussenden. Eine solche Oberlicht-LED ist die durch Infineon Technologies, OSRAM und OSRAM OPTO Semiconductors lieferbare "Power TOPLED". Eine Seitenlicht-LED ist eine LED, die Licht im Wesentlichen parallel zu der Ebene der Leiterplatte aussendet, an welcher die LED befestigt ist. Beispielsweise kann eine Seitenlicht-LED, die an einer horizontalen Leiterplatte befestigt ist, Licht im Wesentlichen horizontal aussenden.
Der LED-Steuerschaltkreis sollte nahe den LEDs angeordnet sein, insbesondere bei einem Parallel-Ansteuerungs-LED-Steuerschaltkreisverfahren. Indem der LED-Steuerschaltkreis nahe den LEDs angeordnet wird, wird die Anzahl der Zwischenverbindungen reduziert und die LEDs können leichter angesteuert und gesteuert werden.
Es ist wünschenswert, den LED-Steuerschaltkreis auf eine ähnliche Weise zu verbinden, um so zu vermeiden, dass das mechanische Design der AMLCD wesentlich verändert werden muss. Herkömmliche, auf CCFL basierende Hintergrundbeleuchtungen weisen üblicher­ weise einen Zwei-Kabel-Verbindungssatz auf, der die CCFLs mit einem Spannungsinverter verbindet.
Fig. 1 stellt eine auf einer flexiblen Leiterplatte basierende Vorrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform dar. Die auf einer flexiblen Leiterplatte basierende Vorrichtung 100 schließt eine flexible Leiterplatte 102 und verschiedene Vorrichtungen ein, die auf der flexiblen Lei­ terplatte 102 befestigt sind. Während die flexible Leiterplatte 102 in einer vollständig flachen Position gezeigt ist, können die Kontaktfahnen 150, 152 und 154 der flexiblen Leiterplatte 102 entlang der gestrichelten Linien 110 gefaltet sein, wenn jene in Gebrauch ist. Die Kon­ taktfahnen 150, 152 und 154 können um im Wesentlichen 90° gefaltet werden, so dass die LEDs 104 nach innen zeigen und im Wesentlichen senkrecht zu dem mittleren Bereich der flexiblen Leiterplatte 102 liegen. Die LEDs 104 können auf der Oberseite der flexiblen Leiter­ platte 102 liegen und die LED-Steuerschaltkreise können auf der gegenüberliegenden Seite liegen, beispielsweise direkt unterhalb der LEDs 104. Versteifungen können zu der flexiblen Leiterplatte 102 in Bereichen ohne Schaltkreise oder Signalleitungen ergänzt werden. Die Ober- und die Bodenseite der flexiblen Leiterplatte 102 können eine frei zugängliche Masse­ ebene sein, die über Wärmeableitkontaktlöcher mit einigen die Vorrichtungen verbindenden Signalleitungen verbunden ist.
Ähnlich der flexiblen Leiterplatte 202 (Fig. 2) schließt die flexible Leiterplatte 102 Masse­ kontaktfahnen 130 und 132, einen Sicherungsausschalter 124 und verschiedene Schalt­ kreise 122 ein. Der Temperaturfühler kann dem thermischen Widerstand RT1 aus Fig. 4 entsprechen und ist auf der den LEDs 104 gegenüberliegenden Seite der flexiblen Leiter­ platte 102 angeordnet. Die Abmessungen der Kontaktfahnen 150, 152 und 154 können im Wesentlichen zu denen der Kontaktfahnen 250, 252 und 254 (Fig. 2) ähnlich oder unter­ schiedlich sein, beispielsweise halb so breit.
Fig. 2 stellt eine auf einer flexiblen Leiterplatte basierende Vorrichtung 200 gemäß einer anderen Ausführungsform dar. Die auf einer flexiblen Leiterplatte basierende Vorrichtung 200 schließt eine flexible Leiterplatte 202 und verschiedene Vorrichtungen einschließlich einer LED-Ansteuerschaltung ein. Die LED-Ansteuerschaltung kann der parallele LED- Schaltkreis 400 (Fig. 4), eine Serienansteuerschaltung oder eine andere Ansteuerschal­ tungsart sein. Während die flexible Leiterplatte 202 in einer vollständig flachen Position gezeigt ist, können die Kontaktfahnen 250, 252 und 254 der flexiblen Leiterplatte 202 ent­ lang der gestrichelten Linien 208 und 210 gefaltet sein, wenn jene in Gebrauch ist. Die Kni­ cke können bei im Wesentlichen 45° sein, so dass die LEDs 204 nach innen zeigen und im Wesentlichen senkrecht zu dem mittleren Bereich der flexiblen Leiterplatte 202 liegen. Eine solche gefaltete flexible Leiterplatte 202 ist im Querschnitt in Fig. 3 als flexible Leiterplatte 316 dargestellt. Es können auch andere Konfigurationen verwendet werden, einschließlich der mit Bezugnahme auf Fig. 1 beschriebenen einfach gefalteten Konfiguration.
Während Fig. 2 12 bis 14 LEDs je Kontaktfahnenbereich darstellt, kann eine andere Anzahl von LEDs verwendet werden, beispielsweise 2 bis 200 LEDs je Kontaktfahnenbereich. Die Anzahl von LEDs je Kontaktfahnenbereich kann, muss aber nicht, die gleiche sein. Unter­ schiedliche Arten von LEDs können auf einer flexiblen Leiterplatte 202 verwendet werden. Ebenso kann die Anzahl an LED-Steuerschaltkreisen 206 abhängig von der Anwendung variieren, während Fig. 2 ein 2 : 1-Verhältnis von LED-Steuerschaltkreisen 206 zu LEDs 204 darstellt.
Die flexible Leiterplatte 202 kann in jedwedem flexiblen Leiterplattenmaterial vorliegen, wie Standard Flex, Novaflex® HD und Novaflex® VHD, lieferbar von Sheldahl Inc., 1150 Sheldahl Road, Nortrifield, Minnesota 55057.
Die LEDs 204 können um den Umfang der flexiblen Leiterplatte 202 herum angeordnet sein. Das Falten der flexiblen Leiterplatte 202 ermöglicht den LEDs 204 und den LED-Steuer­ schaltkreisen 206 und anderen in Beziehung stehenden Schaltkreisen, beispielsweise der Schaltkreis 222, auf einer einzigen flexiblen Leiterplatte 202 angeordnet zu werden. Der Schaltkreis 222 kann den Schaltkreisen 406, 408 und 410 aus Fig. 4 entsprechen. Der Temperaturfühler 240 kann dem thermischen Widerstand RT1 aus Fig. 4 entsprechen. Eine solche einseitige Komponentenpositionierung ist aus Kosten- und Herstellungsgründen wünschenswert. Zusätzlich erlaubt die Anordnung aller Komponenten auf der Oberseite der flexiblen Leiterplatte 202 die Verwendung von Versteifungen, beispielsweise 326 (Fig. 3), über Abschnitte der Bodenseite der flexiblen Leiterplatte 202. Die Versteifung kann aus einem auf Polyester basierenden Versteifungsmaterial sein.
Die flexible Leiterplatte 202 kann für direkt substituierte CCFL-Schaltkreise mit wenigen oder keinen mechanischen Modifikationen verwendet werden. Die flexible Leiterplatte 202 elimi­ niert den rückseitigen Metallschirm, stellt eine Position für den LED-Schaltkreis 206 bereit und verwendet eine flexible Zwischenverbindung für Leistungs- und PWM-Steuerung.
Die Oberfläche der flexiblen Leiterplatte 202 kann eine frei zugängliche Masseebene ein­ schließen. Die Masseebene kann einen Hauptteil des mittleren Bereichs der flexiblen Leiter­ platte 202 sowie Bereiche in den Kontaktfahnen 250, 252 und 254 einschließen, die nicht verwendet werden, um Versorgungs- und Signalleitungen zwischen den LEDs 204, den LED-Steuerschaltkreisen 206 und den anderen Schaltkreisen 222 zu verlegen. Die Boden­ seite der flexiblen Leiterplatte 202 kann eine frei zugängliche Spannungsebene und Signal­ leiterzüge einschließen.
Optional kann die flexible Leiterplatte 202 Massekontaktfahnen 230 und 232 einschließen. Die Massekontaktfahnen 230 und 232 können flexible Kontaktfahnen sein, die in einen exis­ tierenden LCD-Rahmen eingesetzt werden können, um die Masseebene der flexiblen Leiter­ platte 202 mit dem Rahmen zu verbinden. Die Masseebene auf der Oberseite der flexiblen Leiterplatte 202 kann direkt mit einem Rahmen verbunden werden, um eine LED-Wärme­ ableitung bereitzustellen, indem die Kathoden der LEDs mit einer Wärmeableitungsvorrich­ tung wie einem Metallrahmen verbunden werden. Eine solche Wärmeableitung führt zu einem passiven LED-Kühlungsverfahren, das kostensparender als die anderen Verfahren, wie beispielsweise thermoelektrische Kühlelemente oder Federklammern, ist. Obwohl die flexible Leiterplatte 202 mehr als herkömmliche starre Leiterplatten kostet, eliminiert die fle­ xible Leiterplatte 202 den Bedarf nach Tochterplatten oder anderen verbindenden Vorrich­ tungen oder die teureren Seitenlicht-LEDs, indem die LEDs 204 und die LED-Steuerschalt­ kreise 206 direkt an jener befestigt sind.
Außerdem kann die flexible Leiterplatte 202 verschiedene Sicherungsausschalter wie den Sicherungsausschalter 224 einschließen, so dass die flexible Leiterplatte 202 eine CCFL- Vorrichtung direkt ersetzen kann. Zusätzlich können Befestigungskontaktfahnen 220 und 221 und andere Vorrichtungen in die flexible Leiterplatte 202 integriert werden, um der fle­ xiblen Leiterplatte 202 zu erlauben, eine CCFL-Vorrichtung oder andere Vorrichtung direkt zu ersetzen.
Fig. 3 stellt eine AMLCD-Vorrichtung 300 mit einer flexiblen Leiterplatte 316 gemäß einer Ausführungsform dar, die es erlaubt, dass Oberlicht-LEDs 322 und 324 auf der flexiblen Leiterplatte 316 befestigt werden. Fig. 3 zeigt die AMLCD-Vorrichtung 300 im Querschnitt. Die flexible Leiterplatte 316 entspricht der flexiblen Leiterplatte 202 aus Fig. 2 mit den zweifach gefalteten Kontaktfahnen 250, 252 und 254.
Die AMLCD-Vorrichtung 300 kann ferner einen Rahmen 302, eine AMLCD 304, einen reflektierenden Polarisator 306, einen Diffusor 308 und einen Lichtleiter 310 einschließen.
Der Rahmen 302 kann ein metallischer Rahmen oder eine andere Art von Rahmen sein. Der reflektierende Polarisator 306 kann ein reflektierender Polarisator des Doppelhelligkeits- Anreicherungsfilm-diffusen (dual brightness enhancement film-diffuse, "DBEF-D") Typs sein. Der reflektierende DBEF-D-Polarisator 306 erlaubt lediglich richtig polarisiertem/orientiertem Licht den Durchgang zu der AMLCD 304.
Die AMLCD-Vorrichtung 300 kann ferner die LEDs 323 und 324, eine starre Leiterplatte 312, ein Rahmenelement 314, eine flexible Leiterplatte 316, einen angereicherten diffusen Reflektor (enhanced diffuse reflector, "EDR") 318, eine lichtextrahierende Oberfläche (light extracting surface) 320, eine oder mehrere Versteifungen 326 und LED-Steuerschaltkreise 328 einschließen. Das Rahmenelement 314 kann ein metallischer Rahmen sein, der Wärme von der flexiblen Leiterplatte 316 abführt. Der EDR vermischt die Polarisation des Lichts und reflektiert das Licht hin zu dem Diffusor 308. Die flexible Leiterplatte 316 kann Versteifungen 326 an dem mittleren Abschnitt der flexiblen Leiterplatte 316 und auf den gefalteten Kon­ taktfahnen, wie in Fig. 3 durch die dickeren Bereiche der flexiblen Leiterplatte 316 darge­ stellt, aufweisen. Beispielsweise können die Versteifungen auf der den LEDs 323 und 324 gegenüberliegenden Seite der flexiblen Leiterplatte 316, auf der den LED-Steuerschaltkrei­ sen 328 gegenüberliegenden Seite der flexiblen Leiterplatte 316 und in dem mittleren Abschnitt der flexiblen Leiterplatte 316 gegenüber der frei zugänglichen Masseebene ange­ ordnet sein.
Die flexible Leiterplatte 316 kann zwei Knicke in jeder Kontaktfahne wie in Fig. 3 dargestellt einschließen. Die LED-Steuerschaltkreise 328 können auf einem ersten gefalteten Bereich der Kontaktfahnen und die LEDs 322 und 324 können auf dem zweiten gefalteten Bereich der Kontaktfahnen liegen. Die Knicke der Kontaktfahnen der flexiblen Leiterplatte 316 kön­ nen im Wesentlichen 45°-Winkel ausbilden, so dass die LEDs 322 und 324 senkrecht zu dem mittleren Bereich der flexiblen Leiterplatte 316 liegen. Die LEDs 322 und 324 und die LED-Steuerschaltkreise 328 sind auf der gleichen Seite der flexiblen Leiterplatte 316 ange­ ordnet.
Die flexible Leiterplatte 316 kann ferner die Wärmeableitungsfähigkeit und Verbindungen bereitstellen. Der mittlere Abschnitt der flexiblen Leiterplatte 316 kann eine frei zugängliche Masseebene einschließen, die sich in Kontakt mit dem Rahmenelement 314 befindet, um von den LEDs erzeugte Wärme an das Rahmenelement 314 zu übertragen.
Die flexible Leiterplatte 316 kann zu kleinen Biegeradien weniger als 1 mm fähig sein und kann extrem dünn sein, wie z. B. 2 mil dick mit 35 µ Kupfer auf beiden Seiten, d. h. insgesamt ungefähr 3,8 mil. Der Basisisolator kann eine auf Kapton basierende Substanz, wie z. B. Polyimid, sein, die extrem widerstandsfähig hinsichtlich Umwelt- und mechanischen Belas­ tungen ist. 8 mil Abstand und Spur (space and trace) ist für das weniger teure HD-Material verfügbar. Die flexible Leiterplatte 316 unterstützt außerdem die thermische Wärmeablei­ tung. Die Kathodenanschlüsse der LEDs 322 und 324 können auf einer Masseebene auf der flexiblen Leiterplatte 316 aufgelötet sein, die mit einem Rahmenelement 314 für die Wärme­ ableitung der Wärme der LEDs verbunden ist. Der Wärmeflusspfad kann zu der Rückseite der LCD-Anzeige 300 hin ableiten. Die LCD 304 kann eine 3,8" AMLCD sein.
Ein optional wärmeleitendes Material kann zwischen der flexiblen Leiterplatte 316 und dem Rahmenelement 314 angeordnet sein, um die Wärmeleitfähigkeit zu verbessern. Ein solches wärmeleitendes Material ist insbesondere wichtig, wenn ein Luftspalt zwischen der flexiblen Leiterplatte 316 und dem Rahmenelement 314 existiert. Das wärmeleitende Material kann ein Haft-(pressure sensitive adhesive, PSA)Material sein wie Bond Ply™, das von The Bergquist Company, Chanhassen, Minnesota, erhältlich ist.
Fig. 4 stellt eine Ausführungsform eines Parallel-LED-Schaltkreises 400 dar. Der LED- Schaltkreis 400 kann eine parallele LED-Anordnung 402, einen Stromquellenschaltkreis 404, einen Steuerschaltkreis 406, einen optionalen Temperatur-Herabsetzungsschaltkreis 408 sowie einen optionalen Temperatur-Überwachungsschaltkreis 410 einschließen.
Die parallele LED-Anordnung 402 schließt eine Vielzahl von LEDs D2, D3 und Dn ein, die parallel geschaltet sind. Die LEDs können weiße oder farbige LEDs sein, wie z. B. rote, grüne und blaue LEDs, andere farbige LEDs oder eine Kombination verschiedener Arten von LEDs. Die mit "Dn" bezeichnete LED stellt die n-te LED dar, wobei n die gesamte Anzahl von Dioden ist. Obwohl Fig. 4 lediglich drei LEDs in der LED-Anordnung 402 darstellt, kann die LED-Anordnung 402 jedwede Anzahl von LEDs aufweisen, beispielsweise 2 bis 1000 LEDs für einige Anwendungen und weitaus mehr LEDs, wie z. B. 50 000, für andere Anwendun­ gen. Es gibt keine Grenze für die Anzahl an LEDs, die in der LED-Anordnung 402 liegen könnte. Jede zusätzliche LED weist entsprechende Stromquellentransistoren und Emitterwi­ derstände in einer ähnlichen Konfiguration wie die Stromquellentransistoren Q3, Q4 und Qn und die Emitterwiderstände R7, R8 und Rn auf.
Die LEDs D2, D3 und Dn können jeweils separat mit Strom versorgt werden, um eine gleichbleibende LED-Helligkeit bereitzustellen. Dies eliminiert die meisten Helligkeits­ schwankungen, die durch LED-Durchlassspannungsschwankungen verursacht werden. Die Kathodenanschlüsse jeder der LEDs D2, D3 und Dn sind mit der Masse an einem Masse­ knoten verbunden. Die gemeinsame Masseverbindung kann mit einer Wärmesenke verbun­ den sein, um Wärme weg von den LEDs abzuführen. Der Anodenanschluss der LEDs D2, D3, Dn stellt eine Verbindung mit den Stromquellentransistoren Q3, Q4, Qn her. Indem der Kathodenanschluss der parallelen LEDs D2, D3 und Dn mit der Masse verbunden wird, wird ein besserer wärmeleitender Pfad hergestellt, der die LED-Sperrschichttemperatur reduziert und die Sperrschichttemperatur unter den parallelen Dioden ausgleicht. Da die Lichtstärke einer LED dramatisch abfällt, wenn die Sperrschichttemperatur ansteigt, trägt der Ausgleich der Sperrschichttemperatur dazu bei, eine gleichförmigere Helligkeit unter den LEDs D2, D3 und Dn zu halten.
Der Stromquellenschaltkreis 404 versorgt die LED-Anordnung 402 mit im Wesentlichen ein­ heitlichem Strom an jede LED D2, D3 und Dn. Da die Helligkeit einer LED direkt mit dem Strom in Beziehung steht, der durch die LED fließt, erlaubt eine genaue Steuerung des LED- Stroms ein(e) angemessene(s) LED-Betriebsverhalten und -Lebensdauererwartung. Die Anodenanschlüsse der LEDs D2, D3 und Dn sind mit einem Kollektoranschluss des jeweili­ gen Stromquellentransistors Q3, Q4 und Qn verbunden. Ein gemeinsamer Regelungsknoten verbindet die Basisanschlüsse der Stromquellentransistoren Q3, Q4 und Qn. Die Emitteran­ schlüsse der Stromquellentransistoren Q3, Q4 und Qn sind mit der Versorgungsspannung über einen Emitterwiderstand R7, R8 bzw. Rn verbunden. Die Stromquellentransistoren Q3, Q4 und Qn können im Wesentlichen identische Kenndaten aufweisen. Daher wird die Kenn­ linie der Stromquellentransistoren Q3, Q4 und Qn in Bezug auf verschiedene Kollektor­ ströme ("Ic") und Basis-Emitterspannungen (Vbe) im Wesentlichen ähnlich sein, da die Transistortemperaturen im Wesentlichen identisch sein werden. Die Basisanschlüsse der Stromquellentransistoren Q3, Q4 und Qn sind mit einem gemeinsamen Regelungsknoten 454 verbunden.
Die Emitterwiderstände R7, R8 und Rn reduzieren Schwankungen in dem Strom von den Stromquellentransistoren Q3, Q4 und Qn weiter. Daher behalten die parallelen LEDs D2, D3 und Dn eine gleichbleibende Helligkeit bei. Die Emitterwiderstände R7, R8 und Rn können vorzugsweise im Wesentlichen identische Kenndaten aufweisen. Sind die LEDs D2, D3 und Dn weiße LEDs, können die Emitterwiderstände R7, R8 und Rn 0,1 bis 1000 Ohm-Wider­ stände sein. Die Emitterwiderstände R7, R8 und Rn weisen vorzugsweise einen geringen Widerstand auf, wie z. B. 5 Ohm. Werden Farbdioden durch den Stromquellenschaltkreis 404 angesteuert, kann der Wert der Emitterwiderstände R7, R8 und Rn ausgewählt sein, um ein unterschiedliches gewünschtes Stromniveau für jede LED zu erreichen, um einen kor­ rekten Weißabgleich zu erreichen.
Der Steuerschaltkreis 406 stellt einen Fehlertoleranzschutz bereit, wenn eine oder mehrere LEDs in der LED-Anordnung 402 ausfallen. Eine LED kann durch einen Kurzschluss oder eine Stromkreisunterbrechung ausfallen. Fällt eine LED durch eine Stromkreisunterbrechung aus, trennt die LED den Kollektoranschluss des Stromquellentransistors. Fällt eine LED durch einen Kurzschluss aus, verbindet die LED den Kollektoranschluss des Stromquellen­ transistors mit der Masse. Derartige LED-Ausfälle neigen dazu, sich auf die Spannung an dem gemeinsamen Regelungsknoten 454 der Stromquellentransistoren auszuwirken. Der Steuerschaltkreis 406 stabilisiert die Spannung an dem gemeinsamen Basisknoten über eine Rückkopplungsschaltung. Ist die Spannung an dem gemeinsamen Basisknoten stabil, werden die verbleibenden LEDs weiter auf dem vorgeschriebenen Niveau angesteuert.
Der Transistor Q2 und die Zener-Diode D1 stellen eine Anschlussleistungsabführung (load dumping) bereit, wenn eine LED durch Stromkreisunterbrechung ausfällt. Der Strom, der durch die LED gegangen wäre, wird zum Basisanschluss des Stromquellentransistors umgeleitet, der mit der LED verbunden ist, deren Stromkreis unterbrochen ist. Dieser zusätzliche Strom wird von dem Transistor Q2 empfangen und durch die Zener-Diode D1 abgeführt. Die Anzahl der LEDs, die durch Stromkreisunterbrechung ausfallen können, wäh­ rend der LED-Schaltkreis 400 betriebsbereit bleibt, ist durch die Nennleistung des Transis­ tors Q2 und der Zener-Diode D1 beschränkt. Beispielsweise erlaubt eine Zener-Diode D1 mit einer herabgesetzten Leistungsgrenze von 500 mW vier offene LEDs. Ein Widerstand oder eine andere Vorrichtung können alternativ anstelle der Zener-Diode D1 verwendet wer­ den.
Ein LED-Ausfall durch einen Kurzschluss ist ein unwahrscheinlicher Ausfall. Wenn jedoch eine LED kurzgeschlossen wird, beliefert der mit dieser LED verbundene Stromquellentran­ sistor die kurzgeschlossene LED weiter mit dem gleichen Strom wie die anderen LEDs. Die Helligkeit der anderen LEDs wird daher durch die kurzgeschlossene LED nicht beeinflusst.
Ein Vergleichs-Stromquellenschaltkreis (sample current source circuit) 412 schließt einen Transistor Q1 und einen Widerstand R2 ein, die Kenndaten aufweisen, die im Wesentlichen zu denen der Stromquellentransistoren Q3, Q4 und Qn und der Emitterwiderstände R7, R8 und Rn ähnlich sind. Indem die Kenndaten des Stromquellenschaltkreises gespiegelt wer­ den, kann der Strom durch den Vergleichs-Stromquellenschaltkreis 412 überwacht werden, um den Strom abzuschätzen, der durch die LEDs fließt. Der Vergleichs-Stromquellenschalt­ kreis 412 stellt einen Strom bereit, der im Wesentlichen dem Strom entspricht, der durch jede der LEDs D2, D3, Dn fließt. Der Vergleichsstrom wird durch einen Widerstand R3 in eine Referenzspannung umgewandelt. Der Vergleichs-Stromquellenschaltkreis 412 elimi­ niert den Bedarf nach einer zusätzlichen Schaltung, um den tatsächlichen Strom durch die LEDs D2, D3, Dn zu messen. Der Vergleichs-Stromquellenschaltkreis 412 erlaubt den Kathoden der LEDs D2, D3, Dn, mit dem Masseknoten anstelle der Vergleichsschaltung verbunden zu werden. Der Widerstand R1 stellt eine Verschiebung bereit, um sicherzustel­ len, dass die LEDs vollständig ausgeschaltet werden können, sogar mit einer geringen Aus­ gangsspannung an dem Knoten 450, die üblicherweise PWM-Steuereinrichtungen zugeord­ net ist.
Der Steuerschaltkreis 406 verwendet einen Strom-Rückkopplungsschaltkreis, um den Strom an die parallelen LEDs genauer zu steuern. Die zusätzliche Steuerung erlaubt den parallelen LEDs, näher an ihrer maximalen Nennleistung betrieben zu werden, welche dort liegt, wo die LEDs am hellsten sind. Der Fehlerverstärker U1 des Schaltkreises 406 kann konfiguriert werden, um eine bandbreitenbegrenzende Funktion bereitzustellen, die Stromstöße hoher Änderungsrate eliminiert. Diese Eliminierung reduziert elektromagnetische Störungs- (electro-magnetic interference, EMI)Emissionen oder unterdrückt diese vollständig.
Der Fehlerverstärker U1, ein Operationsverstärker, arbeitet typischerweise in einem linearen Arbeitsbereich. Der Eingang an den Fehlerverstärker U1 empfängt eine spannungsgeteilte Ausgabe von dem Operationsverstärker U2. Die Ausgangsspannung von dem Operations­ verstärker U2 wird durch den Spannungsteiler geteilt, der durch die Widerstände R4 und R5 ausgebildet ist.
Der Temperatur-Herabsetzungsschaltkreis 408 setzt den Strom an die LED-Anordnung 402 herab, wenn die Temperatur ansteigt, um die Lebensdauererwartung der LEDs zu verlän­ gern. Der Temperatur-Herabsetzungsschaltkreis 408 ist mit dem Steuerschaltkreis 406 und einem Intensitätseingangsknoten 450 verbunden. Die Eingangsspannung von dem Operati­ onsverstärker U2 steuert die Helligkeit der LED-Anordnung 402. Der Operationsverstärker U2 ist wie ein Differenzverstärker konfiguriert, wobei die Verhältnisse der Widerstände des Operationsverstärkers im Wesentlichen ausgeglichen sind, d. h. R12/R11 = R10/R9. Sind die Verhältnisse der Widerstände R12/R11 und R10/R9 des Operationsverstärkers im Wesentli­ chen gleich 1, ist die Differenzverstärkung des Operationsverstärkers U2 im Wesentlichen 1. Liegt der Ausgang des Operationsverstärkers U4 im Wesentlichen an Masse während eines nicht-herabsetzenden Zustands, leitet der Operationsverstärker U2 das Eingangssignal von dem Eingangsknoten 450 mit der Verstärkung, die durch die Widerstandsverhältnisse fest­ gelegt ist, die eine Verstärkung mit dem Verstärkungsfaktor 1 sein kann. Das Intensitätsni­ veausignal kann eine konstante Gleichspannung, ein Pulsbreiten-moduliertes Signal oder eine andere Art von Signal sein.
Der herabsetzende Operationsverstärker U4 arbeitet üblicherweise in einem Schiene-zu- Schiene-(rail-to-rail)Modus. Arbeitet die LED-Anordnung 402 in einem normalen Betriebs­ temperaturbereich, liegt der Ausgang des herabsetzenden Operationsverstärkers U4, der als das Temperaturherabsetzungsniveau bekannt ist, im Wesentlichen an Masse. Steigt die Temperatur der LED-Anordnung 402 an, steigt das Temperaturherabsetzungsniveau an, nachdem eine vorbestimmte LED-Schwellenwerttemperatur erreicht ist. Da der thermische Widerstand RT1 mit der gleichen Masse und vorzugsweise in unmittelbarer Nähe zu der LED-Anordnung 402 verbunden ist, ändert sich der Widerstand des thermischen Wider­ stands RT1 als eine Funktion der Temperatur des Lötmetalls nahe den Kathodenanschlüs­ sen der LEDs D2, D3 und Dn. Der thermische Widerstand RT1, der auch als ein Tempera­ turmessfühler bezeichnet wird, weist einen Widerstand auf, der sich als eine Funktion einer gemessenen Temperatur ändert. Beispielsweise kann der thermische Widerstand RT1 ein Modell KT230 sein, das von Infineon Technologies AG erhältlich ist. Das Modell KT230 ist ein temperaturabhängiger Widerstand mit Widerstandstoleranzen von ± 3% bei 1000 Ohm, einem Temperaturbereich von -50°C bis +150°C, und ist erhältlich in SMD- oder mit Anschlussdrähten versehenen oder kundenspezifischen Gehäusen. Das Modell KT230 weist einen linearen Ausgang, einen positiven Temperaturkoeffizienten, eine Langzeitstabilität, eine schnelle Ansprechzeit auf und ist aufgrund symmetrischer Konstruktion polaritätsunab­ hängig. Andere, herkömmlich erhältliche Temperaturmessfühler, wie z. B. die Modelle LM135 und LM50 von National Semiconductor, Inc., können auch verwendet werden.
Der Operationsverstärker U2 empfängt eine höhere Ausgangsspannung von dem herabset­ zenden Operationsverstärker U4 durch den Widerstand R11. Die Ausgangsspannung von dem herabsetzenden Operationsverstärker U4 wirkt als eine negative Verschiebung zu der Eingangsspannung an dem Eingangsknoten 450. Indem die Ausgangsspannung des Ope­ rationsverstärkers U2 reduziert wird, erhöht der Fehlerverstärker U1 seine Ausgangsspan­ nung, die bewirkt, dass die Spannung an dem gemeinsamen Basisknoten 454 erhöht wird. Dies führt dazu, dass die Stromquellentransistoren Q3, Q4 und Qn weniger Strom durch die LED-Anordnung 402 fließen lassen. Die LEDs D2, D3 und Dn nehmen dann in ihrer Hellig­ keit ab, wenn die Temperatur ansteigt. Beispielsweise beträgt der Ausgang des Operations­ verstärkers U2 3,5 V, wenn die Eingangsspannung an dem Eingangsknoten 450 5 V Gleich­ spannung und das Temperatur-Herabsetzungsniveau 1,5 V beträgt. Der Temperatur-Herab­ setzungsschaltkreis 408 kann die LED-Anordnung 402 ausschalten, wenn die gemessene Temperatur einen vorbestimmten Temperaturschwellenwert erreicht.
Der Temperatur-Überwachungsschaltkreis 410 stellt ein Temperaturausgangssignal an einem Ausgangsknoten 452 bereit, das eine Temperatur anzeigt, die zu der LED-Anordnung 402 gehört. Das LED-Temperaturausgangssignal kann eine Funktion der LED-Temperatur sein, wie sie durch den thermischen Widerstand RT1 gemessen wird. Der thermische Widerstand RT1 kann für den Temperatur-Überwachungsschaltkreis 410 und den Tempe­ ratur-Herabsetzungsschaltkreis 408 verwendet werden. Der Temperatur-Überwachungsver­ stärker U3 überwacht eine Spannungsdifferenz zwischen einem ersten Spannungsteiler- Schaltkreis R19 und R20 und einem zweiten Spannungsteiler-Schaltkreis R17 und RT1, um eine Ausgangsspannung bereitzustellen, die zu der LED-Temperatur proportional ist. Der Ausgang des Temperatur-Überwachungsverstärkers U3 ist mit dem Ausgangsknoten 452 verbunden. Der Temperatur-Überwachungsausgang 452 kann von einer externen Steuerein­ richtung verwendet werden, um das Ansteuerungsniveau zu dem Eingang 450 abzuglei­ chen, um LED-Bildhelligkeitsveränderungen als eine Funktion der Temperatur zu kompen­ sieren.
Der Eingangsknoten 450 des LED-Schaltkreises 400 kann ein Eingangssignal von einem Mikroprozessor oder einer anderen Steuereinrichtung empfangen. Das Eingangssignal kann ein pulsbreitenmoduliertes (pulse width modulated, "PWM") Signal, ein Gleichspannungssig­ nal oder eine andere Art von Signal sein. Ein PWM-Eingangssignal steuert die Intensität der LED auf der Basis des Tastverhältnisses (duty cycle) und/oder des Spannungsniveaus des Eingangssignals. Im Allgemeinen werden die LEDs D2, D3 und Dn heller, wenn das Tast­ verhältnis des Eingangssignals ansteigt. Ein Gleichspannungs-Eingangssignal steuert die Intensität der LED auf der Basis des Spannungsniveaus des Eingangssignals. Im Allgemei­ nen werden die LEDs D2, D3 und Dn heller, wenn das Spannungsniveau am Eingangskno­ ten 450 ansteigt.
Der LED-Schaltkreis 400 kann mit einer Versorgungsspannung von 1 V bis 15 V arbeiten. Vorzugsweise arbeitet jener bei ungefähr 5 V. Da der LED-Schaltkreis 400 eine parallele LED-Anordnung 402 einschließt, ist ein Hochleistungsumformer und eine höhere Versor­ gungsspannung, die üblicherweise für serielle LED-Schaltkreise benötigt wird, nicht erforder­ lich. Der LED-Schaltkreis 400 kann ein bandbegrenzter Schaltkreis mit niedriger elektro­ magnetischer Störung sein, der durch die Werte von R4, R5, C3, R3 und C2 gesteuert wird.
Der LED-Schaltkreis 400 aus Fig. 4 kann die in Tabelle 1 aufgezeigten Komponenten ein­ schließen. Andere Arten von Komponenten und Komponenten unterschiedlicher Werte kön­ nen ebenso in dem LED-Schaltkreis 400 verwendet werden.
TABELLE 1
Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung sind beschrieben und dargestellt worden. Die Beschreibung und die Darstellungen sind jedoch lediglich beispielhaft. Andere Ausfüh­ rungsformen und Implementierungen sind innerhalb des Schutzumfangs dieser Erfindung möglich und werden dem Fachmann ohne weiteres ersichtlich sein. Die Erfindung ist daher nicht auf spezielle Details, typische Ausführungsformen und dargestellte Beispiele in dieser Beschreibung beschränkt. Demgemäß darf die Erfindung nicht eingeschränkt werden, außer in Anbetracht dessen, was durch die beiliegenden Ansprüche und deren Äquivalente gefor­ dert wird.

Claims (26)

1. Leuchtdioden-(LED) Vorrichtung, umfassend:
eine Leuchtdiode;
eine Leuchtdioden-Ansteuerschaltung;
eine flexible Leiterplatte mit einem Kontaktfahnenbereich;
wobei die Leuchtdiode und die Leuchtdioden-Ansteuerschaltung auf einer ersten Seite der flexiblen Leiterplatte befestigt sind und wobei der Kontaktfahnenbereich derart gefaltet ist, dass die Leuchtdiode Licht hin zu einem mittleren Bereich der flexiblen Leiterplatte aussen­ det.
2. LED-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Leuchtdiode eine Oberlicht-Leuchtdiode umfasst.
3. LED-Vorrichtung nach Anspruch 2, weiter umfassend: eine Versteifung, die an einer zweiten Seite der flexiblen Leiterplatte befestigt ist.
4. LED-Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Kontaktfahnenbereich der flexiblen Leiterplatte zweimal gefaltet ist.
5. LED-Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei jeder der Kontaktfahnenbereiche der flexib­ len Leiterplatte zweimal gefaltet ist, so dass die Leuchtdiode Licht im Wesentlichen parallel zu dem mittleren Bereich der flexiblen Leiterplatte aussendet.
6. LED-Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Leuchtdioden-Ansteuerschaltung mit einem ersten Abschnitt des Kontaktfahnenbereichs verbunden ist, der im Wesentlichen in einem 45°-Winkel relativ zu dem mittleren Bereich der flexiblen Leiterplatte liegt, und wobei die Leuchtdiode mit einem zweiten Abschnitt des Kontaktfahnenbereichs verbunden ist, der im Wesentlichen senkrecht zu dem mittleren Bereich der flexiblen Leiterplatte liegt.
7. LED-Vorrichtung nach Anspruch 6, die ferner eine zweite Versteifung umfasst, die an der zweiten Seite der flexiblen Leiterplatte in dem mittleren Bereich der flexiblen Leiterplatte befestigt ist.
8. LED-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Seite der flexiblen Leiterplatte eine frei zugängliche Masseebene umfasst, die direkt mit einem Rahmenelement verbunden sein kann.
9. LED-Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die frei zugängliche Masseebene von der Leuchtdiode erzeugte Wärme an das Rahmenelement überträgt.
10. LED-Vorrichtung nach Anspruch 9, die ferner ein wärmeleitendes Material zwischen der frei zugänglichen Masse und dem Rahmenelement umfasst.
11. LED-Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend:
einen Temperaturfühler; und
einen Temperatursteuerschaltkreis;
wobei der Temperaturfühler und der Temperatursteuerschaltkreis auf der ersten Seite der flexiblen Leiterplatte befestigt sind und der Temperaturfühler und der Temperatursteuer­ schaltkreis eine Temperatur der Leuchtdioden überwachen.
12. Flüssigkristallanzeige-(LCD)Vorrichtung, umfassend:
einen Lichtleiter;
eine Leuchtdiode;
einen Leuchtdioden-Steuerschaltkreis;
eine flexible Leiterplatte mit einem Kontaktfahnenbereich;
wobei die Leuchtdiode und der Leuchtdioden-Steuerschaltkreis mit dem Kontaktfahnenbe­ reich der flexiblen Leiterplatte derart verbunden sind, dass die Leuchtdiode Licht in den Lichtleiter aussendet;
eine lichtextrahierende Oberfläche, die nahe einer ersten Seite des Lichtleiters ange­ ordnet ist;
einen Diffusor, der nahe einer zweiten Seite des Lichtleiters angeordnet ist, wobei die erste und die zweite Seite einander gegenüberliegen;
einen reflektierenden Polarisator, der oberhalb des Diffusors angeordnet ist; und eine Flüssigkristallanzeige, die oberhalb des reflektierenden Polarisators angeordnet ist;
wobei der Lichtleiter Licht aussendet, das durch den Diffusor, den reflektierenden Polarisator und dann die Flüssigkristallanzeige durchgeht.
13. LCD-Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Leuchtdiode eine Oberlicht-Leucht­ diode umfasst.
14. LCD-Vorrichtung nach Anspruch 12, die ferner eine Versteifung umfasst, die an einer ersten Seite der flexiblen Leiterplatte befestigt ist.
15. LCD-Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Seite der flexiblen Leiterplatte der Vielzahl von Leuchtdioden gegenüberliegt.
16. LCD-Vorrichtung nach Anspruch 14, die ferner eine zweite Versteifung umfasst, die an der zweiten Seite der flexiblen Leiterplatte in dem mittleren Bereich der flexiblen Leiter­ platte befestigt ist.
17. LCD-Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Kontaktfahnenbereich der flexiblen Leiterplatte zweimal gefaltet ist.
18. LCD-Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Leuchtdioden-Ansteuerschaltung mit einem ersten Abschnitt des Kontaktfahnenbereichs verbunden ist, der im Wesentlichen in einem 45°-Winkel relativ zu einem mittleren Bereich der flexiblen Leiterplatte liegt, und wobei die Leuchtdiode mit einem zweiten Abschnitt des Kontaktfahnenbereichs verbunden ist, der im Wesentlichen senkrecht zu dem mittleren Bereich der flexiblen Leiterplatte liegt.
19. LCD-Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei eine erste Seite der flexiblen Leiterplatte eine frei zugängliche Masseebene umfasst, die direkt mit einem Rahmenelement verbunden sein kann.
20. LCD-Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die frei zugängliche Masseebene von der Leuchtdiode erzeugte Wärme an das Rahmenelement überträgt.
21. LCD-Vorrichtung nach Anspruch 20, die ferner ein wärmeleitendes Material zwischen der frei zugänglichen Masse und dem Rahmenelement umfasst.
22. LCD-Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Kontaktfahnenbereich der flexiblen Leiterplatte zweimal gefaltet ist, so dass die Leuchtdiode Licht im Wesentlichen parallel zu einem mittleren Bereich der flexiblen Leiterplatte aussendet.
23. LCD-Vorrichtung nach Anspruch 12, ferner umfassend:
einen Temperaturfühler; und
einen Temperatursteuerschaltkreis;
wobei der Temperaturfühler und der Temperatursteuerschaltkreis auf einer ersten Seite der flexiblen Leiterplatte befestigt sind und der Temperaturfühler und der Temperatursteuer­ schaltkreis eine Temperatur der Leuchtdiode überwachen.
24. Leuchtdioden-(LED)Vorrichtung, umfassend:
eine Oberlicht-Leuchtdiode;
eine Leuchtdioden-Ansteuerschaltung;
eine flexible Leiterplatte mit einem Kontaktfahnenbereich;
wobei der Kontaktfahnenbereich der flexiblen Leiterplatte in einem im Wesentlichen rechten Winkel relativ zu einem mittleren Bereich der flexiblen Leiterplatte gefaltet ist und die Leuchtdiode an einer ersten Seite des Kontaktfahnenbereichs befestigt ist und die Leucht­ dioden-Ansteuerschaltung auf einer zweiten Seite des Kontaktfahnenbereichs befestigt ist.
25. LED-Vorrichtung nach Anspruch 24, wobei eine erste Seite der flexiblen Leiterplatte eine frei zugängliche Masseebene umfasst, die direkt mit einem Rahmenelement verbunden sein kann, um von der Leuchtdiode erzeugte Wärme an das Rahmenelement zu übertragen.
26. LED-Vorrichtung nach Anspruch 25, die ferner ein wärmeleitendes Material zwischen der frei zugänglichen Masse und dem Rahmenelement umfasst.
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