JP2008275825A

JP2008275825A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2008275825A
Application number: JP2007118349A
Authority: JP
Inventors: Satoru Araki; 哲荒木
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2007-04-27
Filing date: 2007-04-27
Publication date: 2008-11-13

Abstract

【課題】液晶表示装置の需要の裾野の広がりに伴い表示画面サイズの多様化が進展し、各表示画面サイズ別の製品化に対応するための製品開発設計業務や生産工程における組み立て作業の効率化および生産品質の安定化を促進する手段の提供。
【解決手段】液晶表示パネルおよび液晶表示パネルコントローラ回路を有する信号処理基板間を電気接続するための液晶表示パネルからの複数の配線引き出し部を該液晶表示パネルの表示画面サイズに係わらず、例えば液晶表示パネル上辺の中央近傍に特定し、且つ信号処理基板を配線引き出し部と最短距離で接続される位置に配置する。
【選択図】図３

Description

本発明は、液晶テレビや液晶データディスプレイなどの液晶表示装置の構成要素である液晶表示パネルおよび液晶表示パネルコントローラ基板間相互を電気接続するための該液晶表示パネルおよび該液晶表示パネルコントローラ基板の配線引き出し部の配置手段に関する。

従来のブラウン管型テレビに比し、大型表示画面、高画質、薄型化による省スペースおよび省電力などの多くの優位性を有する液晶テレビや液晶データディスプレイなどの液晶表示装置の需要が急速に増大しつつある。該液晶表示装置の需要の裾野の広がりに伴い表示画面サイズの多様化が進展し、各表示画面サイズ別製品の開発設計業務や生産工程における組み立て作業面での対応が煩雑化しつつある。

本発明の技術分野としての薄型表示装置内部における回路ユニットの配置についての発明としては特許文献１、特許文献２が開示されている。特許文献１に見られるごとく額縁状の躯体を構成するアルミニウム部材による中空フレームの奥行き寸法の厚い部分に背の低い回路ユニットを取り付け、該額縁状の躯体中央の開口部空間に背の高い回路ユニットを配置することにより製品全体としての薄型化の実現を意図しており、本発明による液晶表示パネルおよび液晶表示パネルコントローラ基板間の相互の位置関係の標準化により製品開発設計業務の効率化および生産品質の向上を図る趣旨とは異なるものである。

特許文献２においては、液晶表示装置において、ソース側ドライバＩＣ及びゲート側ドライバＩＣと、駆動回路基板との接続構造を工夫することによって、レイアウトの自由度を高め、バックライトの配置変更等を容易にする方法に関する開示がされている。

具体的には、ゲート側バス基板からのＦＦＣを液晶パネルの上辺と側辺が交差する稜線Ｌを越えてソース側バス基板に中継し、駆動回路基板とソース側ドライバＩＣ／ゲート側ドライバＩＣとの接続をソース側バス基板間との接続とすることで、ソース側ドライバＩＣ及びゲート側ドライバＩＣへタイミングをとって制御信号を出力する駆動回路基板を、カバーパネルの上部であって、陰極線管のインバータ制御基板から離間した位置に配置することで、レイアウトの自由度を高めるものである。
特開２００３−２１６０５７号公報特開２００６−３０８６４８号公報

液晶表示装置の需要の裾野が広がり表示画面サイズの多様化が進展するのに伴い各表示画面サイズ別製品の開発設計業務や生産工程における組み立て作業の煩雑さが増大しつつある。

液晶表示装置の異なる表示画面サイズ別に液晶表示パネルおよび該液晶表示パネルコントローラ基板間の位置関係および電気配線方法が異なり、対応のため表示画面サイズが異なる製品毎に配線の漂遊容量（ストレーキャパシタンス）が変動し回路動作特性の不安定、不要輻射信号対策、生産現場での作業内容が異なり生産効率の低下を招いていた。また、液晶表示装置は薄型軽量が特徴であり、レイアウトの自由度のみならず、薄型軽量化のための提案が必要である。

本発明は、液晶パネルモジュール、および該液晶パネルモジュールの外部に配設され該液晶パネルモジュールを構成する液晶表示パネルを駆動するための液晶表示パネルコントローラ回路を搭載する信号処理基板を構成要素とする液晶表示装置において、内面にバックライトユニットを収容する長方形状のバックライトシャーシを有し、該液晶パネルモジュールおよび該信号処理基板間を電気接続するための該液晶パネルモジュールからの複数の配線引き出し部を該液晶パネルモジュール上辺の中央近傍に設け、前記バックライトシャーシの前側には液晶パネルモジュールが固定され、前記信号処理基板は縦長形状をなし前記バックライトシャーシ背面の中央上端部近傍で前記配線引き出し部とのＦＰＣを用いた接続間距離が最短距離となる位置に配置され固定されていることを特徴とする。

また、本発明の液晶表示装置において、液晶表示パネルコントローラ回路は縦長形状の前記信号処理基板上で、前記配線引き出し部にもっとも近い領域に配置されていることを特徴とする。

また、本発明の液晶表示装置において、前記バックライトシャーシの中央部に配置された縦長形状の前記信号処理基板の一方の長辺に隣接して入力端子基板を配置し、他方の長辺に隣接して電源基板を配置したことを特徴とする。

さらに、本発明の液晶表示装置において、前記入力端子基板には複数の入力端子部品が前記バックライトシャーシの長手方向に沿ってそれぞれが外向きで、且つ入力端面を一直線上に揃えて配置され、前記電源基板には電源入力端子部品が挿入口を前記バックライトシャーシの短手方向に沿って下向きに配置され、前記複数の入力端子部品と前記電源入力端子部品との相対的な位置関係は複数の液晶パネルサイズの液晶表示装置において同一であることを特徴とする。

異なる表示画面サイズの液晶表示装置の製品設計業務において、該液晶表示装置製品の信号系回路および液晶表示パネルに係わる回路設計や印刷配線基板の配置設計を該液晶表示パネルの表示画面サイズに係わらず同一設計に基づく製品化が可能となり、該液晶表示パネルの表示画面サイズ別の再設計業務を最小限とし、技術開発業務の効率化および生産現場における人的資源の有効活用および生産品質の安定化を図ることが可能となる。

また、液晶表示パネルコントローラと液晶表示パネル間の電気接続用ケーブル長を最短とすることが可能となり、異なる表示画面サイズの液晶表示装置製品の性能の均一性を維持し不要輻射信号レベルの低減を図り安定な動作と性能を発揮することが可能となる。

また、入力端子部品やシールドケースや電源回路の特定の部品等の背の高い部品を所定の領域に集約させ、且つ入力端子部品の相対的な位置関係と背の高い部品の集約領域を液晶パネルサイズが異なる製品の設計に対しても同一にすることで、軽量化や後キャビネットの金型の共用化が可能になる。

以下、図に基づき本発明の実施形態を適用した液晶テレビについて説明する。図１（ａ）は液晶テレビ１の外観正面図、図１（ｂ）は上面図、図１（ｃ）は該液晶テレビ１内部の光学システムの概要構成を示す分解斜視図である。図１において、２は画像表示を行う液晶表示パネル、３は後キャビネット、４はスタンド、５は前キャビネットである。

次に、図１（ｃ）に基づき液晶テレビ１内部の光学システムの概要構成を説明する。液晶表示パネル２の背面側には、液晶表示画面の高輝度化や面輝度均一化などの画像品位改善のため、光反射、偏光、屈折、光拡散などの高度の光制御技術を利用し表面に多数のマイクロレンズアレイを形成するなどの手段を適用したフィルム状の光学シートセット１１が配設されている。さらに光学シートセット１１の後方には光学シートセット１１および該液晶表示パネル２の背面から光照射するためのバックライトユニット１９が配設されている。バックライトユニット１９はバックライトシャーシ１３内部に多数の発光管１４および光拡散板１２を配設し構成されている。

図２は液晶テレビの電気回路のブロック図を示している。尚、液晶テレビ１にはアンテナ入力端子や多数のＡＶ入力用端子を有するが、ブロック図では、入力端子群２２ｄとして、アンテナ入力とＤＶＤ音声入力／ＤＶＤ映像入力の３端子に省略して記載する。アンテナ７により受信された高周波変調テレビ信号は入力端子基板２２に設けられ、液晶テレビの筐体面に露出させ取り付けられた入力端子群２２ｄの中のアンテナ入力端子に入力される。受信信号はチューナ２２ａにより選局後、復調回路２２ｂにより映像および音声のベースバンド信号に復調され入力切換回路２２ｃに導かれる。一方、入力端子群２２ｅの他の入力に接続されたＤＶＤプレーヤやその他のＡＶ機器からの音声信号はプリアンプ２２ｅを経由し入力切換回路２２ｃに導かれる。

入力端子群２２ｅに入力された映像信号も音声信号と同様に入力切換回路２２ｃに導かれ、入力切換回路２２ｃにより所望の映像および音声信号が選択される。選択された音声信号と映像信号は、信号処理基板２３に設けられた信号処理回路２３ａに入力され、必要な信号処理の後に、音声信号は音声電力増幅器２３ｄにより必要なレベルにまで増幅されスピーカ６から可聴周波数の音声として出力される。

一方、映像信号は液晶表示パネルコントローラ２３ｂの回路に入力される。液晶表示パネルコントローラ２３ｂはマイコン２３ｃと共に液晶表示パネル２を構成する５０万〜１００万画素におよぶ液晶画素２ｅ毎に液晶表示パネル２の前面ガラス内面に形成されたスイッチング用ＴＦＴ（ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）２ｃを制御するため、多数の配線が液晶表示パネルコントローラ２３ｂ出力と液晶表示パネル２内のソースドライバ２ａ間や、ゲートドライバ２ｂ間に接続されている。配線数の多さから液晶表示パネルコントローラ２３ｂ出力と液晶表示パネル２間は、ＦＰＣ（ＦｌｅｘｉｂｌｅＰｒｉｎｔｅｄＣａｂｌｅ）２３ｅとして示す複数の配線ブロックに分割し結線されている。２４は電源基板で、電源回路２３ａの出力は、入力端子基板２２や信号処理基板２３やインバータ基板２５に供給される。２５はインバータ基板で、インバータ回路２５ａ出力で蛍光管１４を駆動制御する。

図３は液晶テレビ１の後キャビネット３を外した斜視図で、バックライトシャーシ１３の背面には、入力端子基板２２と信号処理基板２３と電源基板２４とインバータ基板２５が配設され、信号処理基板２２に収容される液晶表示パネルコントローラ２３ｂ部は、液晶表示パネル２入力部に最も近い信号処理基板２２の上端部領域に設けられ、液晶表示パネル２と信号処理基板２２上の液晶表示パネルコントローラ２３ｂ出力は２つのＦＰＣ２３ｅで接続されている。尚、図示はしないが、各基板間には、ワイヤーハーネスや基板ｔｏ基板コネクタ等で必要な結線がなされている。入力端子基板２２には入力端子群２２ｄが入力端子の入力端面が、液晶テレビ１の上下の方向にほぼ面一の状態で、配設されている。また、電源基板２４には電源入力端子２４ｂが液晶テレビの下方向に向いて配設されている。

ここで、ＦＰＣ２３ｅに接続される液晶表示パネル２側からの配線引き出し部２ｄは液晶表示パネル２の表示画面サイズに係わらず配線引き出し位置を例えば液晶表示パネル２の上辺の中央近傍に特定し、また複数のブロックに分割された配線引き出し部２ｄの間隔を一定とすることにより液晶表示パネル２のソースドライバ２ａおよびゲートドライバ２ｂを液晶表示パネルコントローラ２３ｂに接続するためのＦＰＣ２３ｅの長さ、および通過位置を液晶表示パネル２の表示画面サイズに無関係に統一化することが可能となる。特に信号系回路中では相対的に高い電圧を扱い、また周波数の高い高次高調波成分を含む信号を伝送するＦＰＣ２３ｅを最短の長さとし、通過位置を一定にすることにより不要輻射信号レベルの低減を図り安定な動作と性能を発揮することが可能となる。

図４は液晶テレビ１の後キャビネット３を外した正面図で、図４（ａ）は主要部品配置の説明図であり、図４（ｂ）は、入力端子基板２２に配設された入力端子群２２ｄの端子挿入口の端面をＹ軸とし、電源基板２４に配設された電源入力端子２４ｂの端子挿入口の端面をＸ軸として主要箇所の位置関係を表す図である。図４（ｂ）において、ｘ１からｘ７は入力端子基板２２に配設された入力端子群２２ｄの７つの端子挿入口の中心のＸ軸に対する位置を表し、ｙ１は電源基板２４に配設された電源入力端子２４ｂの端子挿入口の中心のＹ軸に対する位置を表す。尚、ｙ２に関しては後述する。

図５は、後キャビネットの図で、図５（ａ）は背面図で、図５（ｂ）は（ａ）のＡ方向から見た下面図で、図５（ｃ）は（ａ）のＢ方向から見た側面図である。図５において、３ａは入力端子用開口で、３ｂは電源入力端子用開口である。３ｃは後キャビネット３の一段高い部分の後キャビネット凸部であり、基板上の背の高い部品や、基板上を通過してバックライトシャーシ１３の上下端での固定で跨設されるシャーシ金具等は、この凸部３ｃ領域に配置される。また、図５（ａ）においてＹ軸とｙ２の間が、凸部３ｃのＸ軸方向の領域範囲となっている。図６は、図４（ｂ）の位置関係を後キャビネット３に投影した状態を表す図である。

図４乃至図６とともに、液晶テレビ１のバックライトシャーシ１３に配設される基板や基板上の部品と、液晶パネル２や後キャビネット３との関係に関し、説明する。液晶パネル２はベゼル枠に収容され液晶パネルモジュールを構成し、ベゼル枠の隣り合った２辺に、それぞれベゼル枠の液晶パネル２の上側の長手面にはソース側ドライバ基板が、ベゼル枠の短手面にはゲート側ドライバ基板が配置され、パネルモジュールとして構成されている。ゲート側ドライバ基板への入力部はソース側ドライバ基板に中継され、両ドライバ入力部はソース側ドライバ基板上で、ベゼル枠の略中央部分に設けられる。バックライトシャーシ１３の内部には前述のようにバックライトユニット１９が配設され、液晶パネルモジュールとの位置合せの後に固定され、液晶モジュールとして構成される。液晶モジュールの構成要素であるバックライトシャーシ１３の背面には、前述のように各種基板等が配設される。

本発明の各基板への回路割当と、各基板のバックライトシャーシ１３背面でのレイアウトにおいては、製品の仕向地や各種仕様に対して、最も設計効率が良く、また高性能を発揮できる方法を採用する。液晶表示パネルコントローラ２３ｂ部を収容する信号処理回基板２３と、チューナ２２ａと復調回路２２ｂ部と入力端子群２２ｄと入力切換回路２２ｃを収容する入力端子基板２２と、電源基板２４と、インバータ基板２５とを設け、各基板に相当する回路を分割し搭載する。これは、製品の仕向地や各種仕様に対応する場合のための最良の分割である。例えば、仕向地（仕向け国）が異なる場合は、入力端子基板２２と電源基板２４を一部変更する程度で対応が可能となり、各種仕様に対応する場合には信号処理回基板２３を一部変更する程度で対応が可能となるためである。

ゲート側ドライバ、及びソース側ドライバ回路への出力部を有する液晶表示パネルコントローラ２３ｂ回路は信号処理回基板２３の上端部領域に配設され、出力コネクタを上端部に配置して、ソース側ドライバ基板との間をＦＰＣ２３ｅにより最短距離で接続される。これにより、液晶表示パネルコントローラ２３ｂ部からの不要輻射信号レベルの低減を図り安定な動作と性能を発揮することが可能となる。さらに、ＦＰＣ２３ｅの長さも製品の仕向地や各種仕様に拘わらず同一にすることで、製品間で品質バラツキも解消される。

液晶テレビ１は薄型軽量を特徴とするため、回路を構成する部品も可能な限り低背部品を採用するが、入出力端子部品は端子の標準化やユーザーの挿抜操作の際の操作性が重要となるために、相対的に背の高い部品となってしまう。また、シールドケースを有する回路や、電源回路２４ａも相対的に背の高い部品の構成となっている。そのために、後キャビネット３の凸部３ｃの領域を最小にするために、信号処理回基板２３をバックライトシャーシ１３のほぼ中央部に縦長形状で配置し、入力端子基板２２を信号処理回基板２３の左側（液晶テレビ背面視）に配置し、電源基板２４を信号処理回基板２３の右側（液晶テレビ背面視）に配置し、且つ電源基板２４上の背の高い部品は可能な限り信号処理回基板２３寄りに配置する。インバータ基板２５は、電源基板２４に隣接し、蛍光管１４の電極近傍であるバックライトシャーシ１３の右端部（液晶テレビ背面視）に配設する。このレイアウトにより、後キャビネット３の凸部領域を最小限に抑え、薄型軽量化を図ることができる。

図４（ｂ）に示すように、入力端子基板２２上の入力端子群２２ｄの複数の入力端子の挿入部端面をＹ軸上に揃えるとともに、入力端子（図４と図５においては７個）の挿入部中心位置をｘ１からｘ７に固定して配置する。更に、電源入力端子２４ｂの挿入部端面をＸ軸上に揃えるとともに、挿入部中心位置をｙ１に固定して配置する。ｘ１からｘ７に配置される入力端子の部品とｙ１に配置される電源入力端子２４ｂは、製品の種類により不要な場合は外される（例えばｘ２とｘ３の入力端子が不要な製品では、ｘ１とｘ４からｘ７までの５個が搭載される）ことはあるが、部品品種は常に同一位置に同一品種の部品が搭載される。また、所定の高さ以上の部品は、Ｙ軸とｙ２の間の凸部３ｃ領域に配置される。

図５と図６には図４の基板レイアウトに対応する後キャビネット３を表す。入力端子群２２ｄに対応する入力端子開口部３ａと、電源入力端子２４ｂに対応する電源入力端子開口３ｂが所定の位置に設けられている。

図４、乃至図６で説明した各基板と各部品のレイアウトや所定の位置関係を、例えば液晶テレビのインチサイズや入力端子数が異なる製品に関わらず常に同一に設定することで、後キャビネットの凸部３ｃ領域と端子開口を成形する金型の部分は常に共通化が可能になる。製品により入力端子数が異なる場合は、入力端子開口部３ａ部分の金型を入れ子型にしておくことで、入力端子数に応じた開口形成が可能となる。またインチサイズが異なる場合は、後キャビネット３の端面部分を入れ子型にしておくことで対応が可能になる。以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。

この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

図１（ａ）は液晶テレビの外観正面図、図１（ｂ）は上面図、図１（ｃ）は該液晶テレビ内部の光学システムの概要構成を示す分解斜視図である。本発明に係わる液晶表示装置の電気回路ブロック図である。本発明の実施形態を示す液晶テレビ内部の印刷配線基板および液晶表示パネルを含む配置関係を示す斜視図である。液晶テレビの後キャビネットを外した状態を表し、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は、位置関係を表すためにＸＹ軸を想定した正面図である。図５（ａ）は後キャビネットの背面図、図５（ｂ）は（ａ）のＡ方向から見た下面図で、図５（ｃ）は（ａ）のＢ方向から見た側面図である。図４（ｂ）の位置関係を後キャビネット３に投影した状態を表す図である。

符号の説明

１：液晶テレビ
２：液晶表示パネル
２ａ：ソースドライバ
２ｂ：ゲートドライバ
２ｃ：スイッチング用ＴＦＴ
２ｄ：配線引き出し部
２ｅ：液晶画素
３：後キャビネット
４：スタンド
５：前キャビネット
６：スピーカ
７：アンテナ
１１：光学シートセット
１２：光拡散板
１３：バックライトシャーシ
１４：発光管
１９：バックライトユニット
２２：入力端子基板
２２ａ：チューナ
２２ｂ：復調回路
２２ｃ：入力切換回路
２２ｄ：入力端子群
２２ｅ：プリアンプ
２３：信号処理基板
２３ａ：信号処理回路
２３ｂ：液晶パネルコントローラ
２３ｃ：マイコン
２３ｄ：音声電力増幅器
２３ｅ：ＦＰＣ
２４：電源基板
２４ａ：電源回路
２５：インバータ基板
２５ａ：インバータ回路

Claims

液晶パネルモジュール、および該液晶パネルモジュールの外部に配設され該液晶パネルモジュールを構成する液晶表示パネルを駆動するための液晶表示パネルコントローラ回路を搭載する信号処理基板を構成要素とする液晶表示装置において、内面にバックライトユニットを収容する長方形状のバックライトシャーシを有し、該液晶パネルモジュールおよび該信号処理基板間を電気接続するための該液晶パネルモジュールからの複数の配線引き出し部を該液晶パネルモジュール上辺の中央近傍に設け、前記バックライトシャーシの前側には液晶パネルモジュールが固定され、前記信号処理基板は縦長形状をなし前記バックライトシャーシ背面の中央上端部近傍で前記配線引き出し部とのＦＰＣを用いた接続間距離が最短距離となる位置に配置され固定されていることを特徴とする液晶表示装置。
請求項１に記載の液晶表示装置において、液晶表示パネルコントローラ回路は縦長形状の前記信号処理基板上で、前記配線引き出し部にもっとも近い領域に配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
請求項１、または２に記載の液晶表示装置において、前記バックライトシャーシの中央部に配置された縦長形状の前記信号処理基板の一方の長辺に隣接して入力端子基板を配置し、他方の長辺に隣接して電源基板を配置したことを特徴とする液晶表示装置。
請求項３に記載の液晶表示装置において、前記入力端子基板には複数の入力端子部品が前記バックライトシャーシの長手方向に沿ってそれぞれが外向きで、且つ入力端面を一直線上に揃えて配置され、前記電源基板には電源入力端子部品が挿入口を前記バックライトシャーシの短手方向に沿って下向きに配置され、前記複数の入力端子部品と前記電源入力端子部品との相対的な位置関係は複数の液晶パネルサイズの液晶表示装置において同一であることを特徴とする液晶表示装置。