CN102095126A - 背光单元和液晶显示器 - Google Patents

Abstract

背光单元和液晶显示器。本发明公开了一种能够减小热和噪声的背光单元和使用该背光单元的液晶显示器。该背光单元包括：光源单元，该光源单元包括发射光的光源；设置在光源单元下方的盖底；附着到该盖底的另一表面的减震部件；以及经由减震部件而连接到盖底的逆变器，该减震部件夹在该逆变器和该盖底之间。

Description

背光单元和液晶显示器

发明领域

本发明涉及能够减小热和噪声的背光单元以及使用该背光单元的液晶显示器(LCD)。

背景技术

液晶显示器(LCD)具有轻、薄以及使用低功耗驱动的特性，因此其应用不断增长。LCD被诸如笔记本电脑的移动计算机、办公自动装置、视频/音频装置、室内/室外广告显示装置等使用。透射型LCD是最常见的LCD，其通过控制应用于液晶层的电场来调制从背光单元入射的光而显示图像。

背光单元分为直接型背光单元和边缘型背光单元。直接型背光单元具有这种结构：若干光源成行地设置在光导板的下表面上，以允许光直接行进到LCD的正面。边缘型背光单元具有这种结构，光源被设置为面对光导板的侧面且多个光学片被设置在液晶面板和光导板之间。在边缘型背光单元中，当光源向光导板的一侧照射光时，光导板将从光源输出的线性光或点光转换成平面光且使得该平面光行进到LCD的正面。

常规地，已将诸如CCFL(冷阴极荧光灯)、HCFL(热阴极荧光灯)、EEFL(外置电极荧光灯)等灯型光源用作背光单元的光源。最近，具有低电压驱动以减小功耗、具有良好色彩再现(色域)和对比度且具有长寿命的优点的发光二极管(LED)不断吸引注意，但是它具有产生热以及光效率低为灯型光源的三分之一的问题。因而，灯型光源仍是占主导且通常被使用。

采用灯型光源的背光单元包括施加驱动功率以驱动灯的逆变器(inverter)。该逆变器包括控制器、驱动器、变压器和检测器。该控制器根据从电源提供的DC功率来产生驱动频率。该驱动器响应于从控制器产生的驱动频率来产生AC电流。该变压器接收驱动器产生的AC电流，提升(或升高)其电压，且将该电压提供到灯以点亮灯从而发出光。该检测器检测来自电阻器的电流且向控制器传递包括灯状态的信号来作为反馈，使得控制器可以完全地控制逆变器。

现在将描述具有这种逆变器的现有技术的LCD。参考图1和2，现有技术的LCD包括：用于显示图像的液晶面板50；用于保护液晶面板50的顶壳60；以预定间隔成行设置且发光的多个灯10；紧固灯10的两端的功率端子单元11；用于将朝灯下方行进的光向灯10的上方进行反射的反射板12；设置在反射板12之下以用于保护灯10和功率端子单元11等的盖底15；设置在盖底15之下的逆变器20，该逆变器20向灯10提供驱动功率且包括变压器19和具有控制器、驱动器和检测器的逆变器电路单元18；以及设置在变压器19之下且保护逆变器电路单元18和变压器19的逆变器屏蔽罩22。如图2所示，包括变压器屏蔽罩的盖底15包括用于保护数据驱动电路(未示出)的数据驱动电路屏蔽罩23以及用于保护选通驱动电路(未示出)的选通驱动电路屏蔽罩25。

然而，逆变器包括在驱动器中的诸如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的开关单元，以将DC电压和DC电流转换成AC电压和AC电流，以及用于提升已经在驱动器中被转换成AC电流的AC电压的变压器。根据上述构造，存在一些问题：MOSFET产生热，且变压器产生振动，由此缩短了装置的寿命。

发明内容

在一方面，本发明的背光单元包括：光源单元，该光源单元包括发射光的光源；盖底，设置在光源单元下方；减震部件，附着到盖底的另一面；以及逆变器，经由夹在逆变器和盖底之间的减震部件而连接到盖底。

在又一方面，本发明的液晶显示器(LCD)包括：液晶面板，其被配置成显示图像；以及背光单元，其被配置成向该液晶面板照射光。

附图说明

附图被包括在本说明书中以提供对本发明的进一步理解，并结合到本说明书中且构成本说明书的一部分，附图示出了本发明的实施方式，且与说明书一起用于解释本发明的原理。附图中：

图1是采用直接型背光单元的现有技术液晶显示器的侧截面图。

图2是示出在盖底的背面上形成的用于保护电路驱动单元和逆变器的屏蔽罩的位置的示意图。

图3是示出根据本发明的第一示例性实施方式的直接型背光单元的一部分的侧截面图。

图4是示出使用根据本发明的第一示例性实施方式的直接型背光单元的液晶显示器(LCD)的部分配置的侧截面图。

图5是示出使用根据本发明的第二示例性实施方式的边缘型背光单元的液晶显示器(LCD)的部分配置的侧截面图。

图6A-6C示出通过测量现有技术的LCD和根据本发明的示例性实施方式的LCD中产生的噪音而获得的结果，其中图6A示出在距离LCD的正侧中心0.5m的位置且距离LCD的背侧中心0.5m的位置处测量噪声，图6B是现有技术的LCD的噪声测量记录的表格，且图6C是根据本发明的示例性实施方式的LCD的噪声测量记录的表格。

具体实施方式

现在将参考附图来详细描述根据本发明的示例性实施方式的背光单元和使用该背光单元的液晶显示器(LCD)。在整个说明书中，相同的附图标记代表相同的部件。

图3是示出根据本发明的第一示例性实施方式的直接型背光单元的一部分的侧截面图。参考图3，根据本发明的第一示例性实施方式的直接型背光单元包括：光源单元，其包括以预定间隔成行设置且生成光的多个光源以及固定光源100的两端的功率端子单元110；反射板112，其设置在该光源单元的下方且将朝光源100下方行进的光向着光源上方进行反射；盖底115，其在光源单元的下方与反射板112连接；逆变器120，其附着到盖底115的外侧的、对应于光源单元的位置，且向光源100提供驱动功率；以及逆变器屏蔽罩122，其被形成为容纳逆变器120以保护逆变器120。

在本示例性实施方式中，诸如CCFL(冷阴极荧光灯)、HCFL(热阴极荧光灯)、EEFL(外置电极荧光灯)等线性光源用作光源单元的光源100。然而，不限于此，诸如LED(发光二极管)、EL(电致发光)等点光源也可用作光源。

反射板112设置在光源单元下方且将朝光源100下方行进的光向光源单元的上方进行反射，由此增加光的使用效率。

盖底115用于保护作为背光单元的内部组件的光源单元和反射板112。反射板112附着到盖底115的内表面，且在盖底115的外表面安装有用于保护数字驱动电路的数据驱动电路屏蔽罩、用于保护选通驱动电路的选通驱动电路屏蔽罩以及用于保护逆变器120的逆变器屏蔽罩122。

逆变器120包括逆变器电路单元118、变压器119和绝缘层117。逆变器电路单元118包括：控制器，用于根据从电源提供的DC功率而产生驱动频率；驱动单元，用于响应于控制器产生的驱动频率而切换功率以产生AC电流；以及检测单元(未示出)，用于检测来自电阻器的电流、将通知灯状态的信号传送到控制器，使得控制器可以整体控制逆变器。变压器119设置在逆变器电路单元118的一个表面上，提升从驱动单元提供的AC电压且将提升后的AC电压提供到灯100以点亮灯100。绝缘层117附着到逆变器电路单元18的面对盖底115一侧的另一表面，以防止逆变器电路单元118由于电泄漏或短路而与盖底115电连接。因此，可以防止器件被损坏。

逆变器的驱动单元是包括MOSFET的开关元件。MOSFET将从外部源提供的DC电压转换成相应频率的AC电压。详细地，当通过源极端输入DC电压时，MOSFET根据从与逆变器控制器相连的栅极端所接收的脉冲来将DC电压转换为AC电压，且将该AC电压提供到漏极端。通过MOSFET转换的AC电压被变压器119提升且被提供到灯100，使得灯点亮。这种操作使得MOSFET产生大量的热。因而，必须释放从MOSFET产生的热以降低MOSFET的温度，使得逆变器的操作特性可以得到改善。在本示例性实施方式中，热释放部件121安装在逆变器122和盖底115之间以允许从逆变器120的MOSFET产生的热容易地释放到外部。因此，从MOSFET产生的热可以容易地释放到外部。作为热释放部件121的材料，可以使用具有高放热效果的银、铜、铝等，但是本发明不限于此且可以使用任何材料，只要该材料具有好的放热效果。

根据本示例性实施方式的背光单元还包括在热释放部件121和逆变器120的绝缘层117之间形成的减震部件123。通过缠绕在由多层硅钢形成的铁芯上的初级线圈和次极线圈的绕组比例，逆变器120的变压器119将提供到驱动单元的AC电压提升为高电平电压。在变压器119中，由于层间磁力和铁芯硅钢的接合部分的振动而产生磁致伸缩振动，且另外，由于线圈导体之间的线圈间振动而产生绕组振动，由此导致噪声。在热释放部件121和逆变器120的绝缘层117之间形成根据本示例性实施方式的减震部件123以吸收变压器119导致的振动，因而有效地减小了噪声。减震部件123可以由硅、减震橡胶、弹簧等制成。优选地，减震部件123由硅制成，但是本发明不限于此且可以使用任何材料，只要该材料可以抑制振动。而且，减震部件123设置在对应于变压器119的位置。

图4是示出使用根据本发明的第一示例性实施方式的直接型背光单元的液晶显示器(LCD)的部分配置的侧截面图。参考图4，根据本发明的示例性实施方式的LCD包括如上参考图3描述的背光单元、光学片140、液晶面板150和壳顶160。

光学片140设置在光源单元的上方，增强从光源单元的光源100发射的光的均匀性，且还通过折射和会聚光来增加亮度。具体而言，光学片140包括散射片、棱镜片和保护片。散射片用于将从光源100输出的光进行散射以将其提供到液晶面板150。可以使用两个或三个散射片，或者可以以交叠的方式使用更多的散射片。在棱镜片的上表面上形成三角形微棱镜。因为以预定角度形成微棱镜，因此棱镜片可以在垂直于上液晶面板的表面的方向上会聚被散射片散射的光以提供均匀的亮度分布。保护片保护容易划伤的棱镜片以允许棱镜片向液晶面板提供均匀的亮度分布。

液晶面板150设置在光学片140上，且包括薄膜晶体管(TFT)基板151a(其上形成有TFT)以及面对TFT基板151a形成的滤色器基板151b。滤色器基板151b包括以晶格形式形成的黑底以及在黑底之间形成的滤色器。通过密封剂密封TFT基板151a和滤色器基板151b，且在TFT基板和滤色器基板之间形成液晶层。

由诸如镀锌钢板之类的金属材料制成的壳顶160通过钩子或螺丝钉(未示出)与盖底115接合。壳顶160与盖底115一起在它们内部容纳液晶面板150和背光单元，且限定了液晶面板150的有效显示区域。

已经描述了根据本发明的第一示例性实施方式的使用诸如CCFL、HCFL、EEFL等灯型光源作为光源的直接型背光单元以及使用该背光单元的LCD。然而，本发明不限于此，且可以应用于边缘型背光单元和使用该边缘型背光单元的LCD。

图5是示出使用根据本发明的第二示例性实施方式的边缘型背光单元的液晶显示器(LCD)的部分配置的侧截面图。

图5中示出的根据本发明的第二示例性实施方式的LCD具有与图4中示出的LCD相同的配置，只不过光源200设置在背光单元的一侧，且用于将从光源200发射的光导向液晶面板150的光导板130设置在反射板112和光学片140之间。因而，相同的附图标记用于相同的元件且省略其描述。即，本发明的第二示例性实施方式中除了光导板130之外的其他元件与本发明的第一示例性实施方式描述的相同，所以，现在仅描述光导板130。

光导板130将从光源200入射到光导板130上的光引导到光导板130的朝上方向，即朝向液晶面板150。为此，在光导板130的下表面上形成散射图形(未示出)以对通常向下方行进的光进行散射从而使得光向上方行进。即，光导板130将从光源200入射的光转换成均匀的平面光且将该均匀的平面光输出到设置在光导板130之上的多个光学片140。光导板130可以由具有良好折射系数和透射率的材料制成，即，PMA(polymethylmethacrylate：聚甲基丙烯酸甲酯)、PC(polycarbonate：聚碳酸酯)、PE(polyethylene：聚乙烯)、COP(cycloolefin-based resin：基于环烯烃的树脂)等，但是本发明不限于此。

图6A-6C示出了通过测量现有技术的LCD和根据本发明的示例性实施方式的LCD中产生的噪声而获得的结果。具体而言，图6A示出在距离LCD的正侧中心0.5m的位置且距离LCD的背侧中心0.5m的位置测量噪声，图6B是现有技术的LCD的噪声测量记录的表格，且图6C是根据本发明的示例性实施方式的LCD的噪声测量记录的表格。对于噪声测量条件，在改变施加到灯的电压时在相同的电压测量噪声5次，且在32英寸全HD LCD的全白显示条件下获得平均值。

首先，在全白条件下，在距离LCD的正侧中心0.5m的位置，通过每次以20％的量增加施加到灯的电压百分比来测量噪声。在现有技术的LCD中，结果表明：当施加于灯的电压百分比是20％时，获得16.9dB的噪声，当电压百分比是40％时，获得14.3dB的噪声，当电压百分比是60％时，获得18.1dB的噪声，且当电压百分比是80％时，获得17.0dB的噪声。另一方面，根据本发明的示例性实施方式的LCD的噪声测量结果表明：当施加于灯的电压百分比是20％时，获得15.3dB的噪声，当施加于灯的电压百分比是40％时，获得14.3dB的噪声，当施加于灯的电压百分比是60％时，获得15.8dB的噪声，且当施加于灯的电压百分比是80％时，获得15.6dB的噪声。实验结果表明：与现有技术的LCD相比，在距离LCD的正侧中心0.5m的位置，根据本发明的示例性实施方式的LCD获得最大2.3dB的噪声减小效果。

另外，在相同的全白条件下，在距离LCD的背侧中心0.5m的位置，通过每次以20％的数增加施加到灯的电压百分比来测量噪声。在现有技术LCD中，结果表明：当施加于灯的电压百分比是20％时，获得23.4dB的噪声，当电压百分比是40％时，获得19.5dB的噪声，当电压百分比是60％时，获得23.6dB的噪声，且当电压百分比是80％时，获得22.7dB的噪声。另一方面，根据本发明的示例性实施方式的LCD的噪声测量结果表明：当施加于灯的电压百分比是20％时，获得21.2dB的噪声，当施加于灯的电压百分比是40％时，获得18.8dB的噪声，当施加于灯的电压百分比是60％时，获得23.1dB的噪声，且当施加于灯的电压百分比是80％时，获得21.7dB的噪声。实验结果表明：与现有技术的LCD相比，在距离LCD的背侧中心0.5m的位置，根据本发明的示例性实施方式的LCD获得最大2.2dB的噪声减小效果。

尽管已经参考很多说明性实施方式描述了实施方式，应当注意，本领域技术人员可以料想到落在本发明的原理的精神和范围内的很多其他修改和实施方式。更具体而言，在本说明书书、附图和所附权利要求的范围内的组成部件和/或主题组合排列的排列中，各种变型和修改是可能的。除了组成部件和/或排列的变型和修改，替换性应用对本领域技术人员来说也是显然的。

本申请要求2009年11月24日提交的韩国专利申请No.10-2009-113951的优先权，此处以引证的方式并入其全部内容。

Claims (14)

1.一种背光单元，其包括：

光源单元，该光源单元包括发射光的光源；

盖底，该盖底具有设置在所述光源单元下方的一表面；

减震部件，该减震部件附着到所述盖底的另一表面；以及

逆变器，该逆变器经由所述减震部件而连接到所述盖底，该减震部件插设在该逆变器和该盖底之间。

2.根据权利要求1所述的背光单元，其中该光源单元附着到该盖底的另一侧。

3.根据权利要求1所述的背光单元，该背光单元还包括光导板，该光导板被配置成将从所述光源入射的光转换成平面光。

4.根据权利要求1所述的背光单元，其中该逆变器包括：

控制器，其被配置成根据从电源提供的DC功率来产生驱动频率；

逆变器电路单元，其包括驱动单元，该驱动单元被配置成响应于由该控制器产生的驱动频率而产生AC电流；以及

变压器，其设置在该逆变器电路单元的一个表面上以提升从所述驱动单元提供的AC电压，且将提升后的AC电压提供到所述光源单元，

其中，该减震部件在对应于该变压器的位置处附着到所述盖底的另一表面。

5.根据权利要求4所述的背光单元，其中该逆变器还包括绝缘层，该绝缘层形成在该逆变器电路单元的另一表面上，以将该逆变器电路单元和该盖底进行电绝缘，

其中该绝缘层形成在该减震部件和该逆变器电路单元之间。

6.根据权利要求5所述的背光单元，其还包括：

热释放部件，其形成在该减震部件和该盖底之间。

7.根据权利要求6所述的背光单元，其中该热释放部件由从包含银、铜和铝的组中选择的材料而制成。

8.一种液晶显示器，其包括：

液晶面板，其被配置成显示图像；以及

背光单元，其包括：光源单元，该光源单元具有发射光的光源；盖底，该盖底具有设置在所述光源单元下方的一表面；减震部件，该减震部件附着到该盖底的另一表面；以及逆变器，该逆变器经由该减震部件而连接到盖底，该减震部件插设在该逆变器和该盖底之间。

9.根据权利要求8所述的液晶显示器，其中该光源单元附着到该盖底的另一侧。

10.根据权利要求8所述的液晶显示器，其还包括光导板，该光导板被配置成将从光源入射的光转换成平面光。

11.根据权利要求8所述的液晶显示器，其中该逆变器包括：

控制器，其被配置成根据从电源提供的DC功率产生驱动频率；

逆变器电路单元，其包括驱动单元，该驱动单元被配置成响应于该控制器产生的驱动频率而产生AC电流；以及

变压器，其设置在该逆变器电路单元的一个表面上以提升从所述驱动单元提供的AC电压，且将提升后的AC电压提供到所述光源单元，

其中，该减震部件在对应于该变压器的位置处附着到盖底的另一表面。

12.根据权利要求11所述的液晶显示器，其中该逆变器还包括绝缘层，该绝缘层形成在该逆变器电路单元的另一表面上，以将该逆变器电路单元和该盖底进行电绝缘，

其中该绝缘层形成在该减震部件和该逆变器电路单元之间。

13.根据权利要求12所述的液晶显示器，其还包括：

热释放部件，其在该减震部件和该盖底之间形成。

14.根据权利要求13所述的液晶显示器，其中该热释放部件由从包含银、铜和铝的组中选择的材料制成。

Images