JP2005165318A - 液晶表示装置および表示装置の組立方法 - Google Patents

Abstract

【課題】インバータを高発熱電極部に位置させることにより、独立的に外気に放熱されるようにして、インバータおよびバッグライトの温度上昇を抑制させるようにした液晶表示装置および表示装置の組立方法を提供する。
【解決手段】液晶パネルアセンブリーとバッグライトアセンブリーを収納する下カバーの背面にインバータが取付けられた液晶表示装置において、前記下カバーの高発熱電極部と一定の間隔をもって前記下カバーの背面に構成されて前記バッグライトアセンブリーのランプに必要な電源を供給するインバータを含んでいることを特徴とする。
【選択図】図６

Description

本発明は液晶表示装置に関し、特に輝度の均一度を向上させるに好適な液晶表示装置および表示装置の製造方法に関する。

液晶表示モジュールは、両基板間に配置した液晶セルを有する液晶パネルを含んでいる。照明ユニットは透明さを向上させて液晶パネルを明るくするために、液晶パネルの裏面に形成する。拡散シートは前記照明ユニットと液晶パネルとの間に、ディスプレイ側に光を集めて集中させるために配置される。

以下、添付された図面を参照して従来の液晶表示装置を説明する。
図１は一般的な液晶表示装置を示す分解斜視図である。
図１に示したように、液晶表示装置は画像を表示するための液晶パネルアセンブリー５００および前記液晶パネルアセンブリー５００に光を供給するためのバッグライトアセンブリー３００、そして前記液晶パネルアセンブリー５００と直下型バッグライトアセンブリー３００を収納する下カバー３５０を含んで構成される。前記下カバー３５０はゲート印刷回路基板５４０、データ印刷回路基板５２０、データキャリアパッケージ５３０およびゲートキャリアパッケージ５５０の下部に位置する。また、前記液晶パネル５１０は、前記ゲート印刷基板５４０およびデータ印刷基板５２０と連結されるＴＦＴ基板５１１と、前記ＴＦＴ基板５１１の上部に位置するカラーフィルター基板５１３および両基板間に注入される液晶(図示せず)とで構成される。

共通電極(図示せず)が前記カラーフィルター基板５１３上に形成される。前記液晶パネル５１０に電圧が印加される時、前記共通電極と前記ＴＦＴ基板５１１に位置した画素電極(図示せず)の間に電界が形成される。電界が形成される時、液晶パネル５１０内の液晶分子は電界により配列されて、前記液晶分子を通して透過された光を偏光する。

図１に示したように、前記バッグライトアセンブリー３００は光を発生する複数のランプ３３０と、前記ランプ３３０の下部に位置する反射板３３３と、前記ランプ３３０の上部に位置する拡散板３２０および前記拡散板３２０の上部に載置される拡散シート３１０とを含んでいる。このようなバッグライトアセンブリー３００は前記ＴＦＴ基板５１１の下部に載置される。前記上カバー６００に連結された下カバー３５０は前記拡散板３２０と前記拡散シート３１０を適当な位置に収容する。

図２は図１のインバータ回路を概略的に示した回路図である。
図２に示したように、インバータ回路は、液晶パネル５１０に光を照射できるように、ランプ１に電力を供給する。前記インバータ回路はインバータ駆動電圧Ｖｃｃ１をランプ駆動用交流高圧に切換して出力する直流/交流切換部３１と、複数の出力コネクタ３２ａ、３２ｂとで構成される。前記出力コネクタ３２ａ、３２ｂは前記ランプ１に電流を流す。
図２に示したインバータで、前記直流/交流切換部３１はスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２と、前記出力コネクタ３２ａ、３２ｂに直流/交流切換部３１を誘導的に連結する変圧器Ｔ１を含んで形成される。

前記直流/交流切換部３１にＶｃｃ１が印加される時、前記直流/交流切換部３１は前記変圧器Ｔ１の第１巻線にインバータ駆動電圧Ｖｃｃ１を伝達する。前記直流/交流切換部３１は交流のゲートバイアスを通してＱ１およびＱ２で直流(ＤＣ)を交流(ＡＣ)に切換えする。図示したように、前記直流・交流切換部３１からＡＣ高電圧が低電圧出力コネクタ３２ｂと共に、前記ランプ１に伝達される。ここで、前記低電圧出力コネクタ３２ｂは前記ランプ１と抵抗Ｒ３を通して流す電流に相当する出力電圧をソーシングする。前記出力コネクタ３２ａ、３２ｂを通した電気エネルギーの伝達は、他の電気的な手段により吸収して放熱されなければならない実質的な熱を放出させることができる。

ここで、説明しなかった符号Ｌ１はラインフィルター、Ｒ１〜Ｒ３は抵抗、Ｃ１〜Ｃ３はコンデンサ、Ｄ１はダイオードである。

図３は、図２の複数のインバータ回路を背面に装着した下カバーを示した平面図である。

一方、単一ランプでは液晶パネル(図１の５１０参照)に光を照射するに十分ではないため、複数のランプ(図１の３３０参照)が前記液晶パネル５１０の下部に位置して光を照射する。この場合、複数のランプ３３０を駆動するに複数のインバータが用いられる。図３に示したように、液晶表示モジュールおよびバッグライトユニットを収納する下カバー３５０はその背面にさらに直流を交流に切り換えるインバータ４２を含んでいる。ここで、前記インバータ４２の所定部分は高発熱電極部４３とオーバーラッピング領域(Ａ)を共有する。前記インバータ４２と下カバー３５０は非常に小さい隙間(前記共有垂直面構造内でインバータと下カバーとの間の空間)を有するため、インバータ４２から発生された熱は容易に放出されたり放熱されたりしない。あるシステムでは、このような熱の対流および伝導が高発熱電極部４３、ランプ３３０およびインバータ４２の効率に影響を及ぼす。ここで、前記高発熱電極部４３はランプ３３０の先端の周辺部位である。

図４は、図３のインバータの背面温度分布を示した図面であり、図５はランプアレイの温度分布を示した図面である。

図４および図５は５４”液晶表示モジュールにインバータ取付時の試験結果を示した図面である。即ち、図４は従来インバータ取付時の背面温度分布の解析結果を示した図面であり、図５は従来インバータ取付時のランプアレイ温度分布の解析結果を示した図面である。図４および図５でのように、前記オーバーラッピング領域Ａは局部的な熱集中領域を作ることができる顕著な温度増加を有する。温度のこのような増加は、回路オーバーラップで起こり、ランプ３３０および液晶表示モジュールの左右間に実施的な熱の差を起こすことができる。

電極部領域とインバータ部分の温度が他の部分より高いことがわかる。
この領域は他の領域に比べて相対的に高発熱領域であると共に発熱領域が重なっているため温度上昇が激しい。

したがって、前記のように直下方式の大型ＬＣＤテレビ用バッグライトでは、多数のランプを駆動するために下カバー４１の背面に発熱を伴うインバータ４２を取付ける。

しかしながら、従来のインバータ取付位置は、相対的に高発熱領域であるランプ電極部の位置にオーバーラッピングされる形態である。これはランプ電極部領域の外気への直接的な放熱を妨げてバッグライトおよびインバータ温度が上昇するだけでなく、電極部の領域での温度上昇が激しくなるにつれ、液晶表示モジュールの左右温度の偏差を深化させる。

本発明は上記の問題点を解決するためのもので、その目的は、インバータを高発熱電極部の外部に位置させることにより、独立的に外気に放熱されるようにし、インバータおよびバッグライトの温度上昇を抑制させるようにした液晶表示装置および表示装置の製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る液晶表示装置は、インバータ、下カバー、液晶パネル、バッグライトアセンブリーを含んでいる。前記インバータは液晶パネルとバッグライトを収納する下カバーと機械的に連結されている。各インバータは前記実質的な熱発生電極の領域から離隔させて形成する。前記インバータはバッグライトに電力を印加する機能を有する。

表示装置の製造方法は、前記電極からインバータを離隔させて形成する段階を含んでいる。大体の製造方法としては、インバータを位置させる段階と、インバータの下部に反射板を位置させる段階と、光源にインバータを電気的に連結する段階と、前記インバータを前記下カバーに機械的に連結する段階およびインバータ上に複数の電極を位置させる段階とを含んで形成される。このような製造方法において、最も電極の熱を大きく発生する電極部分及びインバータは共通垂直面構造上には位置しない。

本発明の液晶表示装置は動作と表示の視覚的出力を向上させることができる。本発明の液晶表示装置および表示装置の製造方法はオーバーヒーティングを起こす熱集中領域の生成を防止し、熱を放出する。高発熱の領域間にオーバーラップを最小化し、顕著な温度差がランプアレイ上に生じないようにし、輝度の均一性を向上させ、表示の画質を向上させる。

本発明の液晶表示装置には次のような効果がある。
即ち、インバータをランプの電極部の放熱領域と離隔させて位置させることにより、放熱がスムーズに行われるようにし、インバータおよびバッグライトの温度上昇を抑制してランプの左右温度の偏差を減らして輝度の均一度を向上させることができる。

以下、本発明に係る液晶表示装置の好適な実施の形態について、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

図６は本発明の液晶表示装置において、複数のインバータを装着した下カバーを示す平面図である。

図６に示したように、本発明の液晶表示装置は電気場の発光手段の背面に装着された複数のインバータ５２を含んでいる。下カバー５１は液晶パネルアセンブリー(図１の５００)とバッグライトアセンブリー(図１の３００)を収納および支持する。バッグライトアセンブリーは、電極の熱を最も多く発生させる高発熱電極部５３と一定の間隔をもって離隔して形成された一つ以上のインバータ５２(図６には二つのインバータで図示)とを含んでいる。垂直面構造は前記インバータ５２を前記高発熱電極部５３から区分する。この時、前記各々のインバータおよび各々の高発熱電極部が各々の垂直面構造に載置されるようにする。対称面(図示せず)がさらに前記高発熱電極部５３とインバータ５２の熱の放出を最大化するように区分する。

上述した実施形態で、熱はインバータ５２と電極の高発熱電極部５３から伝導、対流および/または放射により放出される。伝導は前記インバータ５２内に熱を伝達する。もし、インバータ５２の一部分の熱が上がると、熱がインバータ５２の冷却部分に移動する。伝導はまた、インバータ５２が接触した他の物質側にも起こり得る。固体表面と流動するガスまたは液体間の伝導は対流と呼ばれ、他の代替的な実施形態を考えることができる。流体またはガスの動きは自然的、または人工的な力により行うことができる。放射は、熱を交換する物質が接触する必要もなく、真空により行うことができるため、上述した伝導および対流と異なる。

図９は本発明の液晶表示装置の組立を示すフローチャートである。
液晶表示装置を組立てる方法は次の通りである。

先ず、インバータ５２は下カバー５１の背面に機械的に連結される(９０２)。本発明で説明する連結の意味は直接的および間接的な連結を全て含んでいる。インバータ５２と下カバー５１が直接的に接触した時およびインバータ５２が媒介体を通して下カバー５１と連結された時、インバータ５２と下カバー５１は共に連結される。即ち、インバータ５２が下カバー５１に直接的に、または一つまたは他の付加部分と連結された時、インバータ５２と下カバー５１は連結されたものであることを意味する。

下カバー５１の内側下面に反射板を位置させる(９０４)。前記反射板は電気場の発光手段またはほぼ均一に光を散乱させる媒体の下部に位置し、複数のランプから光を反射する。
反射板は前記下カバー５１を通した光の損失を最小化して液晶パネルに入射された光の量を増加させることができる。光をほぼ均一に散乱させる媒体は拡散板および/または拡散シートを備えた拡散器を含んでいる。

製造に際し、薄膜トランジスタアレイが形成されたＴＦＴ基板と、カラーフィルターアレイが形成されたカラーフィルター基板とを対向させて両基板の間に液晶層を形成した後、貼り合わせて液晶パネルを形成する。そして、各々ゲートラインとデータラインに信号を印加するように、前記ＴＦＴ基板のパッド部にゲート印刷回路基板およびデータ印刷回路基板を連結させる(９０６)。ここで、前記ＴＦＴ基板は前記パッド部に相当する面積ほど前記カラーフィルター基板に比べてさらに大きい面積を有する。

前記液晶パネルの外郭を覆うように、上カバーを装着する(９０８)。前記上カバーは部分的に前記液晶パネルを覆い、前記下カバー５１と連結される。完全に組立てられた時、ランプの先端に位置した高発熱電極部５３は発熱しても、前記インバータより離隔している。このため、前記高発熱電極部５３は空気または熱を吸収し、放出できる他の媒体により露出されている。前記他の媒体は金属または他の物質で形成でき、熱伝達に役立つ構造物を有することができる。

図７は図６のインバータの温度分布を示す図面であり、図８はランプの温度分布を示すシミュレーション図である。

図６に示した本発明の液晶表示装置において、インバータはランプに電気的信号を印加する電極部と離隔されている。前記電極部は高い発熱が発生する部位である。この時、前記インバータと電極部は各々排他的な垂直面構造に位置する。本発明の液晶表示装置において、インバータは図３に示したインバータより１℃低い温度で動作する。また、ランプアレイの動作温度は図１に示したランプアレイに比べて３℃低下した値である。

本発明は特別な光源を限定していない。例えば、ダイレクト型、エッジ型のエレクトロミネセンス（ＥＬ）、発行ダイオード（ＬＥＤ）、冷陰極蛍光ランプ(ＣＣＦＬ)、熱陰極蛍光ランプ(ＨＣＦＬ)を含んでいるいずれの光源も使用できる。図８で、ランプの長さの熱分布は観測されている。冷陰極蛍光ランプを用いた実施形態で、高発熱の構成要素はインバータよりおおよそ４０mm程度離隔されている。
上述した製造方法以外にも、多くの別の代替的な製造方法が可能である。

図１０は他の実施形態に係る液晶表示装置の組立方法を示すフローチャートである。
図１０のように、他の実施形態に係る液晶表示装置の組立方法は、先ず一つ以上のインバータ５２を前記下カバーの背面に位置させる(１００２)。そして、一つ以上の高発熱電極部５３を前記一つ以上のインバータ５２から離隔させる(１００４)。前記一つ以上の高発熱電極部５３のランプに電気的信号を印加する電極であり、ランプの先端に形成される。幾つか異なる実施形態では、ただ熱を放出する電極領域または他の電極領域と比べる時、実質的な熱を放出する領域が一つまたは他のインバータ５２より離隔される。

上述した組立過程で、垂直面構造は高発熱電極部５３から前記インバータ５２を区分する。この時、各々のインバータおよび各々の発熱電極領域は各々垂直面構造および/または排他的な垂直面構造に形成される。対称面がさらに前記インバータ５２より熱の放出を最大化するように発熱電極領域を区分することができる。

本発明の液晶表示装置は動作および表示装置の視覚出力を向上させる。本発明の液晶表示装置および表示装置の組立方法はオーバーヒーティングを起こす熱集中領域の生成を防止し、熱を放出する。本発明の液晶表示装置は高発熱電極部から離隔された一つまたはそれ以上のインバータ５２を有する光アセンブリーを含むことができる。垂直面構造は前記高発熱電極部５３からインバータ５２を区分し、インバータと高発熱電極部の各々の垂直面構造は互いにオーバーラップされていない。

本発明は前記インバータ５２、電極領域、光源および他の電気的構成要素により放出された熱を放熱させることができ、かつ吸収できる大きい面積を通して、熱を分散させてオーバーヒーティングを防止することができる。また、実質的に表示装置の最も大きい熱を発生するオーバーラップ領域を除去して、光源を経て熱の伝導がもう少し均一になり、均一な輝度を得ることができ、液晶表示装置の画質を向上させることができる。

以上で説明した本発明は上述した実施形態および添付された図面に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で様々の置換、変形および変更が可能であるということは本発明が属す技術分野で通常の知識を持つ者には明白である。

一般的な液晶表示装置を示す分解斜視図である。 図１のインバータ回路を概略的に示した回路図である。 図２の複数のインバータ回路を背面に装着した下カバーを示す平面図である。 図３のインバータの背面温度分布を示す図面である。 ランプアレイの温度分布を示す図面である。 複数のインバータを装着した下カバーを示す平面図である。 図６のインバータの温度分布を示す図面である。 ランプの温度分布を示すシミュレーション図である。 本発明の液晶表示装置の製法を示すフローチャートである。 他の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を示すフローチャートである。

符号の説明

５１：下カバー
５２：インバータ
５３：高発熱電極部

Claims (23)

1. 液晶パネルとバッグライトを収納する下カバーに連結され、
   熱を放出する電極部と一定の間隔をもって前記下カバーの背面に配置され、前記バッグライトに必要な電力を供給する複数のインバータを含むことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記電極部は複数の電極を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 複数の垂直面構造が前記インバータを前記熱発生電極部から区分し、各々のインバータおよび熱発生電極部は各々異なる垂直面構造内に配置されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 対称面が第１インバータおよび第１電極領域と、前記第２インバータおよび第２電極領域とを区分することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 前記第１インバータ、第２インバータ、第１電極、第２電極は伝導を通して熱を放出させることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 前記第１インバータ、第２インバータ、第１電極、第２電極は対流を通して熱を放出させることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
7. 前記第１インバータ、第２インバータ、第１電極、第２電極は放射を通して熱を放出させることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
8. 前記インバータは直流を交流に切り換えることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
9. 液晶パネルと、
   光を散乱させるように前記液晶パネルの下部に位置した媒体と、
   前記媒体の下部に位置した電気場の発光手段と、
   第１垂直面構造と第２垂直面構造内に配置した複数のインバータと、
   第３垂直面構造と第４垂直面構造との間に配置されて熱を発生させる複数の電極領域とを含んでいることを特徴とする液晶表示装置。
10. 前記電極領域は複数の電極を含むことを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置。
11. 前記媒体は光学手段であることを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置。
12. 前記光学手段は拡散板および拡散シートを含むことを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置。
13. 対称面が前記第１および第３垂直面構造と、前記第２および第４垂直面構造とを区分することを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置。
14. 前記インバータおよび前記電極は放射を通して熱を放出することを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置。
15. 前記インバータおよび電極は伝導により熱を放出することを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置。
16. 前記インバータおよび電極は前記対流を通して熱を放出することを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置。
17. 前記第１面、第２面、第３面、第４面は排他的に垂直面構造からなることを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置。
18. 液晶パネルと、
    光を散乱させるように前記液晶パネルの下部に位置した媒体と、
    前記媒体の下部に位置した光源と、
    垂直面構造内に配置され、一方から他方に電気的信号を切り換える手段と、
    前記電気的信号を切り換える手段を含む垂直面構造から排他的な垂直面構造内に配置された熱放出電極領域とを含むことを特徴とする液晶表示装置。
19. 前記電気信号を切り換える手段は電気的信号を切り換える複数の手段を含むことを特徴とする請求項１８に記載の液晶表示装置。
20. 前記電気的信号を切り換える手段は下カバーに機械的に連結され、前記光源に電気的に連結されることを特徴とする請求項１８に記載の液晶表示装置。
21. 複数の垂直面構造内に複数のインバータを位置させる段階と、
    一つまたはそれ以上の複数のインバータを含む各々の垂直面構造から離隔された垂直面構造内に複数の電極を位置させる段階とを含んでいることを特徴とする表示装置の製造方法。
22. 前記複数のインバータを位置させる段階は、対称面により分かれ、対応する領域の各表面にインバータを位置させてなることを特徴とする請求項２１に記載の表示装置の製造方法。
23. 前記インバータは複数の光源に電気的に連結されたことを特徴とする請求項２２に記載の表示装置の製造方法。