JP2006004927A - 放熱構造を改善したバックライトアセンブリ及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 放熱機能を改善したバックライトアセンブリを提供する。また、そのバックライトアセンブリを備えた表示装置を提供する。
【解決手段】 本発明は放熱構造を改善したバックライトアセンブリ及びそれを備えた表示装置に関する。本発明によるバックライトアセンブリは、光を供給する複数のランプと、複数のランプを収納する固定部材とを備える。固定部材のエッジ付近に突出した隔離部材は、光が射出する内部空間を固定部材に区画し、隔離部材は、ランプの電極部を内部空間から隔離する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、放熱構造を改善したバックライトアセンブリ及び表示装置に関し、特にランプの電極で発生する熱を効率的に外部に放出できるバックライトアセンブリ及びそれを備えた表示装置に関する。

近来、急速に発展している半導体技術を中心に小型化及び軽量化が進んでおり、より高性能の表示装置の需要が急激に増えている。
このような表示装置のうち近来脚光を浴びている液晶表示装置（ＬＣＤ）は、小型化、軽量化及び省電力化等の利点を有しており、既存ブラウン管（ＣＲＴ）の短所を克服する代替手段として益々注目されている。現在ディスプレイ装置を要する殆どの情報処理機器に装着され使用されている。

一般の表示装置は、液晶の特定分子配列に電圧を印加し別の分子配列に変換させ、このような分子配列によって発光する液晶セルの複屈折性、旋光性、２色成及び光散乱特性等の光学的性質の変化を視覚変化に変換するものであって、液晶セルによる光の変調を利用して情報を表示するディスプレイ装置である。
液晶表示パネルは、自ら発光できない受光素子であるので、液晶表示パネル下部で液晶表示パネルに光を供給するバックライトアセンブリを備えている。バックライトアセンブリは、ランプ、拡散板、反射板及び光学シート等を備える。ランプには、比較的に発熱量が少なく、自然光に近い白色光を発し、寿命の長い冷陰極線管方式のランプ（ＣＣＦＬ）が使用される。

発光時ランプから発生する熱は、輻射によってランプと接する反射板に伝達され、反射板と接するボトムシャーシ（bottom chassis）を通じて放出される。ところが、近来の表示装置はユーザの好みに合わせて次第に大型化しているので、充分な輝度特性を有する画像を実現するため、複数のランプを配設しなければならない。従って、大型表示装置のバックライトアセンブリではランプの増加による熱エネルギーが多く発生する。

従来ボトムシャーシの構造では、熱エネルギーを外部に放出する能力に限界があり、熱を円滑に放出できず周囲の温度を上昇させる問題点があった。その結果、ランプの蛍光物質が劣化し、ランプの寿命が短くなる他、反射板が劣化し性能が低下する。また、ランプホルダーがランプから発散された熱によって変形する。そして、ランプ内部の水銀の蒸気圧が影響を受けて、ランプを多く設置するほど輝度が低下する問題点があった。

特に、大型ＬＣＤテレビの場合、ランプの長さが９００〜１０００ｍ程度であり、両側電極間において電流漏れ及びそれによる温度差が生ずる。この場合、高温（ｈｏｔ）電極部の温度は１００〜１２０℃まで上昇し、接地電極である低温（ｃｏｌｄ）電極部との温度差は４０〜５０℃に達する。特に、ＬＣＤテレビは、電源オフ時よりも電源オン時に高温電極部の温度が急激に上昇する。これは高温電極部で発生した熱が放熱されず高温電極部の付近に集まっているためである。このような温度差によってランプの寿命が低下する問題点がある。

本発明は前述した問題点を解決するためのものであって、本発明の目的は、放熱機能を改善したバックライトアセンブリを提供することである。
また、本発明は前記したバックライトアセンブリを備えた表示装置を提供するものである。

前述した課題を解決するための本願第１発明によるバックライトアセンブリは、光を供給する複数のランプと、複数のランプを収納する固定部材とを備えている。固定部材のエッジ付近に突出した隔離部材は、光が射出される内部空間を固定部材に区画し、隔離部材は、ランプの電極部を内部空間から隔離する。
固定部材と隔離部材により区画される内部空間により、ランプから出射される光は内部空間内で拡散されるため、光の損失を最小限に抑えることができる。また、隔離部材は、ランプの電極部を内部空間から隔離するため、ランプの電極部で発生する熱を外部に容易に放出することができる。また、隔離部材によって内部空間に熱が浸透するのを遮断し、内部部品の劣化を防止することができる。

本願第２発明によるバックライトアセンブリは、ランプの両端を固定するランプホルダーをさらに備えることができる。隔離部材は、ランプホルダーを内部空間から隔離することができる。
本願第３発明において、ランプホルダーが隔離部材により内部空間と隔離され、ランプから出射される光は内部空間内で拡散される。よって、光の損失を最小限に抑えて有効画面領域を最大化することができ、表示品質が向上される。

ランプホルダーは、ランプを固定するランプ固定部と、これと連通する一つ以上のエアーホールとを有するのが好ましい。
ランプの電極部で発生する熱は、エアーホールを通じて放出される。従って、ランプの耐久性を向上させることができる。
本願第４発明において、ランプホルダーは、隔離部材に隣接し得る。ランプホルダーを隔離部材に密着させることで、ランプホルダーの遊動を防止することができる。

本願第５発明において、ランプホルダーの一面に設けられた突起部が隔離部材に隣接することが好ましい。ランプホルダーを隔離部材に密着させることで、ランプホルダーの遊動を防止することができる。
本願第６発明において、複数のランプホルダーは、内部空間を間に置いて互いに対向し得る。互いに対向するランプホルダーにより、ランプの両端を固定することができる。

本願第７発明において、バックライトアセンブリは、固定部材の内部空間を覆い光を反射する反射シートをさらに備えることができる。これにより光の損失を最少に抑えることができる。
本願第８発明において、ランプホルダーは、固定部材に形成された開口部に嵌合結合することが好ましい。

本願第９発明において、隔離部材は、固定部材と一体に形成することができる。隔離部材を別に形成する必要がないので、生産コストが節減される。
本願第１０発明において、隔離部材は、固定部材の一部を切断及びプレッシングして形成することができる。
本願第１１発明において、隔離部材は、固定部材と脱着可能である。従って、ランプホルダーをより容易に分離及び結合することができる。

本願第１２発明において、隔離部材は、ランプの配列方向に延び、ランプの配列方向に開放されているのが好ましい。
本願第１３発明において、バックライトアセンブリは、その上部を固定するまた他の固定部材を更に有し、前記他の固定部材は、隔離部材とネジ結合され得る。
本願第１４発明において、隔離部材はその上部を支持する支持部を備えることができる。隔離部材は、その上部を支持する支持部を有するので耐久性が優れている。

本願第１５発明において、固定部材の背面にカバー部材を付着してランプの電極部を外部から隔離することができる。ランプホルダーは、固定部材の下部に付着されるカバー部材によって覆われるので、外部衝撃からランプの電極部を保護することができる。
本願第１６発明において、隔離部材は、シャーシまたは樹脂で形成することができる。
本発明による表示装置は、画像を表示するパネルユニットとこれに光を供給するバックライトアセンブリとを備えている。バックライトアセンブリは、光を供給する複数のランプとこれを収納する固定部材とを備える。固定部材のエッジ付近に突出した隔離部材が光が射出される内部空間を固定部材に区画し、隔離部材はランプの電極部を内部空間から隔離する。

本発明による表示装置は、ランプの両端を固定するランプホルダーを更に有し、隔離部材は、ランプホルダーを内部空間から隔離することができる。
ランプホルダーは、ランプを固定するランプ固定部と、これと連通する一つ以上のエアーホールとを有することができる。
ランプホルダーは、隔離部材に隣接していることが好ましい。

ランプホルダーの一面に設けられた突起部が隔離部材に隣接することができる。
ランプホルダーは、内部空間を間に置いて互いに対向し得る。
ランプホルダーは、固定部材に形成された開口部に嵌合結合することが好ましい。
本発明による表示装置は、固定部材の内部空間を覆い光を反射する反射シートを更に備えることができる。

隔離部材は、固定部材と一体に形成されるのが好ましい。
隔離部材は、固定部材の一部を切断及びプレッシングして形成することができる。
隔離部材は、固定部材と脱着可能である。
隔離部材は、ランプの配列方向に延びることができる。
本発明による表示装置は、バックライトアセンブリの上部を固定するまた他の固定部材を更に有し、それは隔離部材とネジ結合することができる。

隔離部材は、その上部を支持する支持部を有することができる。
固定部材の背面にカバー部材を付着してランプの電極部を外部から隔離することができる。
隔離部材は、シャーシまたは樹脂で形成することができる。
パネルユニットは、液晶表示パネルであり得る。

本発明によるバックライトアセンブリは、内部空間に流入する熱を効率的に遮断することができる。その結果、ランプの寿命を延長させ、反射シートの劣化を防止することができる。また、ランプホルダーが隔離部材により内部空間と隔離されるので、有効画面領域を最大化することができ、表示品質が向上される。ランプホルダーは、カバー部材によって外部と隔離されるので、ランプの電極部を外部衝撃から保護することができる。

以下、図１乃至図８を参照して本発明の実施形態を説明する。このような本発明の実施形態は単に本発明を例示するためのものであって、本発明がこれに限定されるものではない。
図１は、本発明の第１実施形態によるバックライトアセンブリ７０を備えた表示装置１００を示す。図１で拡大円で示すのはランプホルダー１６の断面構造である。図１に示したバックライトアセンブリ７０の構造は単に本発明を例示するためのものであって、本発明がこれに限定されるものではない。従って、バックライトアセンブリ７０を他の構造に変形することができる。

表示装置１００は、画像を表示するパネルユニット４０と、これに光を供給するバックライトアセンブリ７０とを備える。トップシャーシ６０は、パネルユニット４０をバックライトアセンブリ７０上に固定する。
パネルユニットアセンブリ５０は、パネルユニット４０、駆動ＩＣパッケージ５１、５３及び印刷回路基板（ＰＣＢ）５５、５７を備える。この他にも別の部品を更に備えることができる。駆動ＩＣパッケージ５１、５３は、ＣＯＦ（chip on film）またはＴＣＰ（tape carrier package）を使用することができる。

図１で、パネルユニット４０として液晶表示パネルを示したが、これは単に本発明を例示するためのものであって、本発明がこれに限定されるものではない。従って、他のパネルユニットを使用することもできる。
パネルユニット４０は、複数の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）からなるＴＦＴパネル４２、ＴＦＴパネル４２上部に位置するカラーフィルタパネル４４及びこれらパネルの間に注入される液晶（図示せず）を備える。

ＴＦＴパネル４２は、マトリクス上の薄膜トランジスタが形成されている透明なガラス基板である。ＴＦＴパネル４２のソース端子にはデータラインが連結され、ゲート端子にはゲートラインが連結されている。そして、ドレイン端子には導電性材質として透明なＩＴＯ（indium tin oxide）からなる画素電極が形成されている。
パネルユニット４０のデータライン及びゲートラインに印刷回路基板５５、５７から電気的な信号を入力すると、ＴＦＴのソース端子とゲート端子に電気的な信号が入力される。電気的な信号の入力によってＴＦＴはターンオンまたはターンオフされ、画素形成に必要な電気的な信号がドレイン端子に出力される。

一方、ＴＦＴパネル４２に対向しその上にカラーフィルタパネル４４が配置されている。カラーフィルタパネル４４は、光が通過しながら所定の色を発現する色画素であるＲＧＢ画素が薄膜工程によって形成された基板である。カラーフィルタパネル４４の前面にはＩＴＯからなる共通電極が塗布されている。ＴＦＴのゲート端子及びソース端子に電源が印加され薄膜トランジスタがターンオンされると、画素電極とカラーフィルタ基板の共通電極との間に電界が形成される。電界によってＴＦＴパネル４２とカラーフィルタパネル４４との間に注入された液晶の配列角が変化し、変化した配列角により光透過度が変更され所望の画素が得られる。

パネルユニット４０の液晶の配列角及び液晶が配列されるタイミングを制御するため、ＴＦＴのゲートラインとデータラインに駆動信号及びタイミング信号を印加する。パネルユニット４０のソース側にはデータ駆動信号の印加タイミングを決定するデータＴＣＰ５１が付着さており、ゲート側にはゲート駆動信号の印加タイミングを決定するためにゲートＴＣＰ５３が付着されている。

ゲートＰＣＢ５７及びデータＰＣＢ５５は、パネルユニット４０の外部から映像信号を受信し、データラインとゲートラインに各々駆動信号を印加する。このためゲートＰＣＢ５７は、パネルユニット４０のゲートライン側のゲートＴＣＰ５３と接続し、データＰＣＢ５５は、パネルユニット４０のデータライン側のデータＴＣＰ５１とそれぞれ接続する。

データＰＣＢ５５及びゲートＰＣＢ５７は、それぞれ表示装置１００を駆動するための信号であるデータ駆動信号、ゲート駆動信号及びこれらの信号を適切なタイミングに印加するための複数のタイミング信号を発生する。ゲートＰＣＢ５７は、ゲート駆動信号をゲートＴＣＰ５３を通じてパネルユニット４０のゲートラインに印加し、データＰＣＢ５５は、データ駆動信号をデータＴＣＰ５１を通じてパネルユニット４０のデータラインに印加する。

データＰＣＢ５５は、固定部材１０の背面に配設されたコントロールボード（図示せず）と連結されている。コントロールボードから駆動信号を受信してパネルユニット４０に転送する。
バックライトアセンブリ７０はパネルユニット４０に光を供給する。バックライトアセンブリ７０は、光学シート２２、拡散板２３、ランプ２７、ランプホルダー１６及び反射シート２８を備えている。これらは固定部材１０上に収納され、また他の固定部材であるモールドフレーム３０にて固定される。

ランプ２７として、冷陰極蛍光ランプまたは外部電極蛍光ランプ（ＥＥＦＬ）が使用される。固定部材１０の背面にはインバータ８０（図４参照）が配設され、ランプ２７に駆動電力を供給する。ランプ２７は、ランプワイヤ８２（図４参照）を通じてインバータ８０に電気接続される。ランプ２７の両端にはランプホルダー１６を設置してランプ２７を固定する。

ランプ２７から射出する光は、反射シート２８によって反射され上部に向かう。反射シート２８は、固定部材１０の内部空間Ｓを覆い光を反射する。これにより光の損失を最少に抑えることができる。拡散板２３は、ランプ２７から射出した光を均一に拡散する。これにより、ランプ２７による輝線発生を防止する。光学シート２２は、拡散板２３を通過した光の輝度を向上させる。

図１に示したように、固定部材１０のエッジ付近に隔離部材１５が突出されている。
隔離部材１５は傾斜しているので、光を射出する内部空間Ｓも傾斜している。このため、内部空間Ｓは光をより効率的に拡散させて、パネルユニット５０に供給することができる。隔離部材１５は、光が射出する内部空間Ｓを固定部材１０に区画する。また、隔離部材１５は、ランプ２７の電極部を内部空間Ｓから隔離する。これにより電極部で発生する熱を外部に容易に放出することができる。また、隔離部材１５によって内部空間Ｓに熱が浸透するのを遮断し、内部部品の劣化を防止することができる。

一方、カバー部材２９がインバータ８０（図４参照）を保護するために、固定部材１０の背面に付着される。カバー部材２９は、外部衝撃によるランプ２７の電極２７１の破損を防ぐ。電極２７の両端に位置しており外部衝撃によって破損し易いので、カバー部材２８を利用するとランプ２７の電極２７１を外部から保護することができる。
ランプ２７の電極部が外部衝撃によって破損することを防止するため、カバー部材２９を固定部材１０の背面に付着する。これによりランプ２７の電極部を外部から隔離して、ランプ２７の電極部を保護することができる。

図２は、図１に示した表示装置１００の全部品を結合したものを示す。図２に示したランプホルダー１６は表示装置１００の外部に位置しているが、シールドケース（図示せず）によって外部衝撃から保護される。
図３は、ランプホルダー１６を固定部材１０に組立てる過程を示す。図３に示したように、ランプホルダー１６を固定部材１０の外側から組み立てる。ランプホルダー１６は、固定部材１０に形成された開口部１０３１に嵌合結合する。従って、図３に示すようにランプホルダー１６は、内部空間Ｓを間に置いて互いに対向する。ランプホルダーが隔離部材により内部空間と隔離され、ランプから出射される光は内部空間内で拡散される。よって、光の損失を最小限に抑えて有効画面領域を最大化することができ、表示品質が向上される。また、ランプホルダーは、カバー部材によって外部と隔離されるので、ランプの電極部を外部衝撃から保護することができる。

隔離部材１５は、固定部材１５の一部を切断及びプレッシングして形成することができる。このため隔離部材１５を固定部材１５と一体に形成することができる。隔離部材１５を別に形成する必要がないので、生産コストが節減される。隔離部材１５は、ランプホルダー１６を内部空間Ｓから隔離する。従って、ランプホルダー１６で発生する熱を効率的に放出することができる。

ランプホルダー１６の一面には突起部１６３が設けられている。また、ランプホルダー１６は複数のエアーホール１６７を有する。ランプホルダー１６については図４を参照して更に詳細に説明する。
図４は、図２のＩ-Ｉ線に沿って切断した断面図である。同図では矢印で熱が放出される過程を示す。ランプホルダー１６の一面には突起部１６３が設けられ、隔離部材１５に隣接している。これによりランプホルダー１６を隔離部材１５に密着させ、ランプホルダー１６の遊動を防止することができる。

ランプホルダー１６は、ランプ２７を固定するランプ固定部１６５と、ランプ固定部１６５と連通する一つ以上のエアーホール１６７とを有する。ランプ２７の電極部２７１で発生する熱は、エアーホール１６７を通じて放出される。従って、ランプ２７の耐久性を向上させることができる。
以上のように、バックライトアセンブリは、内部空間に流入する熱を効率的に遮断することができる。その結果、ランプの寿命を延長させ、反射シートの劣化を防止することができる。また、ランプホルダーが隔離部材により内部空間と隔離されるので、有効画面領域を最大化することができ、表示品質が向上される。ランプホルダーは、カバー部材によって外部と隔離されるので、ランプの電極部を外部衝撃から保護することができる。

図５は、本発明の第２実施形態によるバックライトアセンブリ７２を具備した表示装置２００を示す。同図に示した表示装置は、本発明の第１実施形態による表示装置と類似しているので、同一部分には同一な図面符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図５に示した隔離部材２５は、固定部材１０と脱着可能である。従って、ランプホルダー２６をより容易に分離及び結合することができる。モールドフレーム３０は、隔離部材２５とネジ３２にて結合する。これにより隔離部材２５を堅固に固定することができる。隔離部材２５は、その上部を支持する支持部２５１を有するので耐久性が優れている。固定部材１０には耐久性が良好なシャーシまたは樹脂が使用される。 図６は、図５に示した全部品を結合した表示装置２００を示す。ランプホルダー２５は、固定部材の下部に付着されるカバー部材によって覆われるので、外部衝撃からランプの電極部を保護することができる。

図７は、本発明の第２実施形態によるバックライドアセンブリの組立過程を示す。同図に示したように、まずランプホルダー２５を反射シート２８及びランプ２７と共に固定部材１０に固定する。次に、隔離部材２５をランプホルダー２５の後面に挿入して固定する。隔離部材２５がランプ２７の配列方向（Ｙ軸方向）に延びているので一度で組立てることができる。

図８は、図６のＩＩ-ＩＩ線に沿って切断した断面図である。図８で矢印で示したように、ランプホルダー２６から熱が外部に放出されることにより、ランプ２７の電極部２７１で発生する熱を効率的に除去することができる。
以上の構成により、第１実施形態と同様に、バックライトアセンブリは、内部空間への熱の流入防止、ランプ寿命の延長、反射シートの劣化防止、表示品の向上、ランプ電極部の保護を行うことができる。

本発明を前記したように説明したが、本発明の特許請求の範囲の概念及び範囲を逸脱しない限り、様々な修正及び変形が可能であるということを本発明の属する技術分野に従事する者は容易に理解できることである。

本発明の第１実施形態に係るバックライトアセンブリを備えた表示装置の分解斜視図である。 図１に示した表示装置の結合斜視図である。 本発明の第１実施形態によるバックライトアセンブリの組立図である。 図２のＩ-Ｉ線に沿って切断した断面図である。 本発明の第２実施形態によるバックライトアセンブリを備えた表示装置の分解斜視図である。 図５に示した表示装置の結合斜視図である。 本発明の第２実施形態によるバックライトアセンブリの組立図である。 図６のＩＩ-ＩＩ線に沿って切断した断面図である。

符号の説明

１０ 固定部材
１５、２５ 隔離部材
１６、２５、２６ ランプホルダー
２７ ランプ
２８ 反射シート
２９ カバー部材
４０ パネルユニット
５０ パネルユニットアセンブリ
７０ バックライトアセンブリ
８０ インバータ
１００、２００ 表示装置
１６３ 突起部
１６７ エアーホール
２７１ 電極部

Claims (18)

1. 光を供給する複数のランプと、
   前記複数のランプを収納する固定部材と、
   前記固定部材のエッジ付近に突出して形成され、前記固定部材とともに前記ランプから出射される光を閉じこめる内部空間を形成し、前記ランプの電極部を前記内部空間から隔離する隔離部材とを含むバックライトアセンブリ。
2. 前記ランプの両端を固定するランプホルダーを更に備え、前記隔離部材は、前記ランプホルダーを前記内部空間から隔離する請求項１に記載のバックライトアセンブリ。
3. 前記ランプホルダーは、前記ランプを固定するランプ固定部と、前記ランプ固定部と連通する一つ以上のエアーホールとを備える請求項２に記載のバックライトアセンブリ。
4. 前記ランプホルダーは、前記隔離部材に隣接している請求項２に記載のバックライトアセンブリ。
5. 前記ランプホルダーの一面に設けられた突起部が前記隔離部材に隣接している請求項２に記載のバックライトアセンブリ。
6. 複数の前記ランプホルダーは、前記内部空間を間に置いて互いに対向する請求項２に記載のバックライトアセンブリ。
7. 前記固定部材の内部空間を覆い光を反射する反射シートを更に備える請求項１に記載のバックライトアセンブリ。
8. 前記ランプホルダーは、前記固定部材に形成された開口部に嵌合結合する請求項１に記載のバックライトアセンブリ。
9. 前記隔離部材は、前記固定部材と一体に形成された請求項１に記載のバックライトアセンブリ。
10. 前記隔離部材は、前記固定部材の一部を切断及びプレッシングして形成された請求項９に記載のバックライトアセンブリ。
11. 前記隔離部材は、前記固定部材と脱着可能に形成された請求項９に記載のバックライトアセンブリ。
12. 前記隔離部材は、前記ランプの配列方向に延び、前記ランプの配列方向に開放されている請求項１に記載のバックライトアセンブリ。
13. 前記バックライトアセンブリの上部を固定するまた他の固定部材を更に有し、前記他の固定部材は、前記隔離部材とネジ結合されている請求項１に記載のバックライトアセンブリ。
14. 前記隔離部材は、その上部を支持する支持部を備えている請求項１に記載のバックライトアセンブリ。
15. 前記固定部材の背面にカバー部材を付着して前記ランプの電極部を外部から隔離する請求項１に記載のバックライトアセンブリ。
16. 前記隔離部材は、シャーシまたは樹脂で形成される請求項１に記載のバックライトアセンブリ。
17. 画像を表示するパネルユニットと、
    前記パネルユニットに光を供給する前記請求項１〜１６のいずれかに記載のバックライトアセンブリと、
    を備える表示装置。
18. 前記パネルユニットは液晶表示パネルである請求項１７に記載の表示装置。

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