JP2008076919A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インバータ回路に温度寿命特性を有する電解コンデンサを採用してインバータ回路のディレーティングを確保できるようにしたバックライト構造体を具備した液晶表示装置を提供する。
【解決手段】液晶表示パネルの背面に設置したバックライト構造体ＢＬは、裏面プレートＲＰＬと枠状のモールドフレームＭＬＤとの間に並列に配置された複数の外部電極蛍光管ＥＦＬと、外部電極蛍光管ＥＦＬを電気的に並列に接続する給電端子ＴＭを備えたサイドモールドフレームＳＭＬと、外部電極蛍光管ＥＦＬを制御する一対のインバータ回路基板ＩＮＶと、給電端子ＴＭとインバータ回路基板ＩＮＶとを接続する給電ケーブルＣＢＬ１，ＣＢＬ２とから構成され、インバータ回路基板ＩＮＶは、裏面プレートＲＰＬの液晶表示パネル搭載面の裏面下辺部に装着される構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示装置に係り、特に、外部電極蛍光管（External Electrode Fluorescent Lamp：ＥＥＦＬ）を用いたバックライト構造体に関し、詳細には外部蛍光管を制御するインバータ回路基板の設置構造に関するものである。

テレビや情報端末のディスプレイデバイスとして、液晶表示装置が広く普及している。通常、この種の比較的サイズが大きく、画面の高輝度が要求される液晶表示装置では、その補助照明装置であるバックライト構造体は液晶表示パネルの背面に複数の線状光源を配列して当該線状光源からの光を液晶表示パネルの背面に直接照明する、所謂直下ライト型バックライト構造体が用いられる。ここで言う「直下ライト型」という呼称は、液晶表示パネルの背面に設置した導光板の側辺に同じような線状光源を設けて照明を行う、所謂サイドライト型バックライト構造体と対照される表現である。

直下ライト型バックライト構造体では、線状光源として、冷陰極蛍光管（Cold Cathode Fluorescent Lamp：CCFL）が多く用いられる。一般的に、直下ライト型バックライト構造体内では、複数の冷陰極蛍光管が並列に設置される。しかしながら、冷陰極蛍光管では、１本または２本に１つの蛍光管に直接インバータ回路を接続するために、それぞれの管からインバータ回路へ配線する必要があり、複雑な配線を必要としていた。このような構成を示す例として、特許文献１や特許文献２がある。

近年、冷陰極蛍光管の代わりに、外部電極蛍光管（External Electrode Fluorescent Lamp：EEFL）が用いられ始めている。外部電極蛍光管は、既存の冷陰極蛍光管と異なり、管外に電極を有し、接続が容易であることに加え、インバータ回路に対して複数本の蛍光管を並列接続することも可能としている。したがって外部電極蛍光管では、この並列接続を生かし、それぞれの蛍光管からインバータ回路への接続は、共通配線で行うことが可能となっており、省配線化が可能である。また、使用するインバータ回路の数も冷陰極蛍光管よりも外部電極蛍光管の方が少なくてすむ。このような外部電極蛍光管を用いた例として、特許文献３、特許文献４や特許文献５等がある。

特開２００２−２３１０３４号公報 特開平６−２３０３８２号公報 特開２００５−３４７２５９号公報 特開２００４−１６４９０７号公報 特開２００３−１０７４６３号公報

従来の冷陰極蛍光管を用いたバックライト構造体ＢＬにおいては、図５に裏面プレートＲＰＬの冷陰極蛍光管が設置される面と反対側の面から見た模式平面図で示すように冷陰極蛍光管ＣＦＬ毎にトランスＴＲＦ等を備えたインバータ回路があるため、冷陰極蛍光管ＣＦＬが配置される蛍光管搭載用の構造体の裏面にインバータ回路基板ＩＮＶを配置し、その複数のインバータ回路は、インバータ回路基板ＩＮＶ上に実装されて各蛍光管端の裏面の一端側に位置するように配置され、各蛍光管端からそれぞれのインバータ回路基板ＩＮＶへ最短距離で給電ケーブルを引き回すのが一般的である。

この構成においては、冷陰極蛍光管ＣＦＬの駆動が１本づつ行われるため、横並びの冷陰極蛍光管ＣＦＬに対してインバータ回路基板ＩＮＶが縦方向に設置されることになる。

これに対して、外部電極蛍光管ＥＦＬを用いたバックライト構造体ＢＬでは、図６に裏面プレートＲＰＬの外部電極蛍光管ＥＦＬが設置される面と反対側の面から見た模式平面図で示すように複数の外部電極蛍光管ＥＦＬを固定保持し給電する給電端子ＴＭを備えた一対のサイドモールドフレームＳＭＬ間に外部電極蛍光管ＥＦＬを並列接続できることから、トランスＴＲ及び電界コンデンサＣＰ等を実装したインバータ回路基板ＩＮＶを両端側に分割させて設置することができる。インバータ回路基板ＩＮＶと外部電極蛍光管ＥＦＬとを接続する給電ケーブルの数を減らすことができる。したがって、外部電極蛍光管ＥＦＬを用いることで、蛍光管に関する組み立て工程は、大幅に簡素化することが可能になる。

この構成においては、外部電極蛍光管ＥＦＬは並列駆動が可能となるので、電極ホルダを兼ねた給電端子ＴＭにて電力を供給することができる。この場合も横並びの外部電極蛍光管ＥＦＬに対してインバータ回路基板ＩＮＶが両端側に縦方向に装着（縦方向配置）されることになる。

しかしながら、外部電極蛍光管ＥＦＬは、並列駆動であるためにインバータの出力電力を大きくする必要があり、トランスＴＲを大型化することになる。また、コンデンサＣＰの耐電圧特性も冷陰極蛍光管ＣＦＬと異なり、耐電圧特性の高いコンデンサが必要となり、従来のセラミックコンデンサでは耐電圧特性を維持することができない。このために電解コンデンサＣＰを採用することが必要不可欠となる。通常、電解コンデンサＣＰは、温度が高くなると、温度寿命特性が低下するので、高温度領域では使用することができない。

また、外部電極蛍光管ＥＦＬをバックライト構造体に用いることは、近年始められたことであり、インバータ回路の構成部材，インバータ回路基板ＩＮＶを装着するための構造及びディレーティングの確保等について改善しなければならない点が多い等の課題があった。

したがって、本発明は、前述した従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、インバータ回路に温度寿命特性を有する電解コンデンサを採用してインバータ回路のディレーティングを確保して安価な構成部材を用いて外部電極蛍光管を採用したバックライト構造体を備えた液晶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による液晶表示装置は、液晶表示パネルと、液晶表示パネルの背面に設置したバックライト構造体とから構成される。バックライト構造体は、裏面プレートと枠状のモールドフレームとの間に並列に配置された複数の外部電極蛍光管と、当該外部電極蛍光管を電気的に並列に接続する給電端子を備えたサイドモールドフレームと、外部電極蛍光管を制御する一対のインバータ回路基板と、給電端子とインバータ回路基板とを接続する給電ケーブルとから構成され、インバータ回路基板は裏面プレートの液晶表示パネル搭載面の裏面下辺部に装着されることにより、バックライト構造体内の熱対流による影響を受け難くなるので、背景技術の課題を解決することができる。

また、本発明による他の液晶表示装置は、好ましくは、上記構成において、インバータ回路基板の長辺側を当該裏面下辺部に沿って横方向に装着させることを特徴としている。

本発明によれば、電解コンデンサを搭載したインバータ回路がバックライト構造体内の熱対流による影響を受け難くなるので、インバータ回路基板に搭載された電解コンデンサの温度寿命特性を長期間に亘って維持でき、外部電極蛍光管を用いた液晶表示装置が容易に実現できる等の極めて優れた効果が得られる。

また、本発明によれば、インバータ回路に温度寿命特性を有する電解コンデンサを採用してインバータ回路のディレーティングを確保できるようにしたバックライト構造体を具備した液晶表示装置が容易に実現できる等の極めて優れた効果が得られる。

以下、本発明の最良の実施形態を実施例の図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施例の各図面において、同一機能を有するものには同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

図１は、本発明による液晶表示装置で用いられるバックライト構造体の実施例１を示す展開斜視図である。このバックライト構造体は、直下ライト型である。本実施例のバックライト構造体ＢＬは、金属性板材により形成された裏面プレートＲＰＬと樹脂成形体により枠状に形成されたモールドフレームＭＬＤとの間に反射シートＲＦＢと、線状光源としての複数の外部電極蛍光管ＥＦＬを固定保持する給電端子ＴＭを備えた一対のサイドモールドフレームＳＭＬと、複数の外部電極蛍光管ＥＦＬの端部間隔を保持する間隔規制板ＳＥＰと、拡散板ＤＦＢと、プリズムシートや拡散シートを積層した光学補償シート類ＯＣＳとが順次積層して配置されている。

なお、この構成のバックライト構造体ＢＬでは、大型サイズの拡散板ＤＦＢの撓みによる照度分布の不均一性を抑制するためのスペーサＳＰＣを裏面プレートＲＰＬ上に植立させ、反射シートＲＦＢに設けた穴を通して拡散板ＤＦＢの裏面に当接させている。そして、スペーサＳＰＣに長尺の外部電極蛍光管ＥＦＬの撓みを抑制する枝状突起構造を設けることもできる。図示しない液晶表示パネルは、モールドフレームＭＬＤ上に配置されることになる。

また、裏面プレートＲＰＬの外部電極蛍光管ＥＦＬが設置される面と反対側の面で下辺部の両端側には、図２に模式平面図で示すように複数の外部電極蛍光管ＥＦＬをそれぞれ位相反転させて駆動させる一対のインバータ回路基板ＩＮＶが装着されている。このインバータ回路基板ＩＮＶは、基板上にトロイダルコイル型のトランスＴＲ及び電解コンデンサＣＰ等から構成されたインバータ回路ＩＮが搭載されている。

また、図中、左辺部のインバータ回路基板ＩＮＶのインバータ回路ＩＮは、複数の外部電極蛍光管ＥＦＬの一端側に設けられた外部電極がサイドモールドフレームＳＭＬの給電端子ＴＭに給電ケーブルＣＢＬ１を介して電気的に接続されている。また、図中、右辺部のインバータ回路基板ＩＮＶのインバータ回路ＩＮは、複数の外部電極蛍光管ＥＦＬの他端側に設けられた外部電極がサイドモールドフレームＳＭＬの給電端子ＴＭに給電ケーブルＣＢＬ２を介して電気的に接続されている。なお、給電ケーブルＣＢＬ１，ＣＢＬ２には高周波電流が流れることから、ケーブル長は短いほど良い。

そして、外部電極蛍光管ＥＦＬには、その両端に設けられた外部電極に対して同期をとって互いに位相反転された駆動電圧が供給される。この駆動電圧は、インバータ回路ＩＮの高周波出力が一方の外部電極に供給され、他方の外部電極にはトランスＴＲで位相反転された高周波出力が供給される。

この液晶表示装置の組み立てでは、液晶表示パネルとバックライト構造体ＢＬとをそれぞれの工程で組み立てた後、バックライト構造体ＢＬの上に液晶表示パネルを重ねて一体化する。バックライト構造体ＢＬは、図１に示した複数部材を組み立てることで得られる。すなわち、裏面プレートＲＰＬに反射シートＲＦＢを置き、左右両端にサイドモールドフレームＳＭＬを設置して両者に有する給電端子ＴＭの間に外部電極蛍光管ＥＦＬを橋絡してセットし、間隔規制板ＳＥＰで給電端子ＴＭ部分をカバーする。

この間隔規制板ＳＥＰには外部電極蛍光管ＥＦＬの間に介挿される櫛歯を有する。この間隔規制板ＳＥＰの上に拡散板ＤＦＢを置き、その上に光学補償シート類ＯＣＳを積層した後、枠状のモールドフレームＭＬＤを設置して螺子等で全体を一体に固定する。最後に裏面プレートＲＰＬの外部電極蛍光管ＥＦＬが設置される面と反対側の面で下辺部の両端側にインバータ回路基板ＩＮＶを設置して螺子等により一体的に固定することで装着される。

このように構成されたバックライト構造体ＢＬは、その内部では複数の外部電極蛍光管ＥＦＬから放射された暖かい空気が対流現象により下辺部から上辺部に向かって移動することから、下辺部の温度が上辺部よりも約２０℃程度低い温度差が生じていることが確認できた。この構成において、インバータ回路ＩＮに搭載されている温度寿命特性を有する電解コンデンサＣＰが熱対流の生じない裏面プレートＲＰＬの裏面下辺部側に設置されているので、熱対流の影響を受け難くなり、電解コンデンサＣＰの温度寿命特性を大幅に延ばすことができる。

また、バックライト構造体ＢＬは、内部の温度分布が上辺側と下辺側とで約２０℃の温度差が生じているので、裏面プレートＲＰＬによる輻射熱を軽減することができる。

また、発明者は、このようにして構成されたバックライト構造体ＢＬについて、液晶表示パネルに組み合わせて３７型の液晶表示装置を製作し、実際に使用される状態に設置してバックライト構造体ＢＬの内部における温度分布を実際に測定した。

図３は、バックライト構造体ＢＬの液晶表示パネル側から見た模式平面図である。図３において、Ｐ１〜Ｐ４は、バックライト構造体の内部の温度分布を測定する測定点であり、Ｐ５は液晶表示装置が設置される周辺部の室温を測定する測定点であり、Ｐ１は画面中央部、Ｐ２は画面左上部、Ｐ３は画面左下部、Ｐ４は画面右下部であり、Ｐ５はバックライト構造体を組み合わせた液晶表示装置の周辺部の温度、所謂室温測定部をそれぞれ示している。

まず、複数の外部電極蛍光管を点灯して上記各測定点上記各測定点Ｐ１、Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５における約３０分毎の温度上昇を測定した結果、下記表１及び図４に示すような結果が得られた。

図４から明らかように外部電極蛍光管の点灯後は、バックライト構造体の内部温度が熱対流により室温状態から漸次上昇し、約３０分経過後からほぼ一定した温度分布で維持されていることが明らかとなった。なお、表１中、ΔＴの値は、各測定点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３
，Ｐ４の温度実測値から測定点Ｐ５の室温を減算した温度上昇値を示している。

これらの結果から、明らかなようにバックライト構造体ＢＬの上辺部と下辺部とで約２０℃の温度差が生じているので、バックライト構造体ＢＬの裏面プレートＲＰＬの裏面下辺部側に配置される電解コンデンサＣＰに対して熱対流による影響を殆んど与えていないことが判明した。

本発明による液晶表示装置の実施例を説明するバックライト構造体の展開斜視図である。 図１の裏面プレートの外部電極蛍光管が設置される面と反対側の面から見た模式平面図である。 バックライト構造体の温度分布測定点を示す模式平面図である。 バックライト構造体の蛍光管点灯時間に対する温度上昇を示す図である。 従来の冷陰極蛍光管を用いたバックライト構造体の裏面プレートの冷陰極蛍光管が設置される面と反対側の面から見た模式平面図である。 従来の外部電極蛍光管を用いたバックライト構造体の裏面プレートの外部電極蛍光管が設置される面と反対側の面から見た模式平面図である。

符号の説明

ＢＬ・・・バックライト構造体、ＲＰＬ・・・裏面プレート、ＭＬＤ・・・モールドフレーム、ＲＦＢ・・・反射シート、ＥＦＬ・・・外部電極蛍光管、ＳＭＬ・・・サイドモールドフレーム、ＳＥＰ・・・間隔規制板、ＴＭ・・・給電端子、ＤＦＢ・・・拡散板、ＯＣＳ・・・光学補償シート類、ＳＰＣ・・・スペーサ、ＩＮ・・・インバータ回路、ＴＲ・・・トランス、ＣＰ・・・電解コンデンサ、ＩＮＶ・・・インバータ回路基板。

Claims (5)

1. 液晶表示パネルと、該液晶表示パネルの背面に設置したバックライト構造体とから構成される液晶表示装置であって、
   前記バックライト構造体は、
   裏面プレートと枠状のモールドフレームとの間に並列に配置された複数の外部電極蛍光管と、
   当該外部電極蛍光管を電気的に並列に接続する給電端子を備えたサイドモールドフレームと、
   前記外部電極蛍光管を制御する一対のインバータ回路基板と、
   前記給電端子と前記インバータ回路基板とを接続する給電ケーブルと、
   を備え、
   前記インバータ回路基板は、前記裏面プレートの前記液晶表示パネル搭載面の裏面下辺部に設置されていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記インバータ回路基板は、少なくともトランス及び電解コンデンサが実装されて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. 前記インバータ回路基板は、基板長辺側が前記裏面下辺部に沿って設置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記電解コンデンサは、前記インバータ回路基板の最下部に設置されていることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
5. 前記一対のインバータ回路基板は、一方の外部電極蛍光管の外部電極に接続され、他方が当該外部電極蛍光管の対向する外部電極に接続されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の液晶表示装置。

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