KR20080027739A

KR20080027739A - 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR20080027739A
Application number: KR1020070096203A
Authority: KR
Inventors: 요오이찌 이또오
Original assignee: 가부시끼가이샤 아이피에스 알파 테크놀로지
Priority date: 2006-09-25
Filing date: 2007-09-21
Publication date: 2008-03-28
Also published as: US20080074582A1; JP2008076919A; TW200818079A; CN101153994A; EP1903381A1

Abstract

인버터 회로에 온도 수명 특성을 갖는 전해 콘덴서를 채용하여 인버터 회로의 디레이팅을 확보할 수 있게 한 백 라이트 구조체를 구비한 액정 표시 장치를 제공한다.

액정 표시 패널의 배면에 설치한 백 라이트 구조체(BL)는, 이면 플레이트(RPL)의 액정 표시 패널 탑재면측에 병렬로 배치된 복수의 외부 전극 형광관(EFL)과, 외부 전극 형광관(EFL)을 전기적으로 병렬로 접속하는 한 쌍의 급전 단자(TM)와, 외부 전극 형광관(EFL)을 제어하는 인버터 회로 기판(INV)과, 급전 단자(TM)와 인버터 회로 기판(INV)을 접속하는 급전 케이블(CBL1, CBL2)로 구성되고, 인버터 회로 기판(INV)은, 이면 플레이트(RPL)의 액정 표시 패널 탑재면의 이면 하변부에 장착됨으로써, 인버터 회로 기판(INV)에 탑재되어 있는 전해 콘덴서(CP)가 백 라이트 구조체(BL) 내의 열 대류에 의한 영향을 받기 어려워지므로, 전해 콘덴서(CP)의 온도 수명 특성을 대폭 늘릴 수 있다.

외부 전극 형광관, 인버터 회로 기판, 전해 콘덴서, 온도 수명, 급전 케이블

Description

액정 표시 장치 {LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은, 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히, 외부 전극 형광관(External Electrode Fluorescent Lamp : EEFL)을 이용한 백 라이트 구조체에 관한 것으로, 상세하게는 외부 형광관을 제어하는 인버터 회로 기판의 설치 구조에 관한 것이다.

텔레비전이나 정보 단말기의 디스플레이 디바이스로서, 액정 표시 장치가 널리 보급되고 있다. 통상, 이러한 종류의 비교적 사이즈가 크고, 화면의 고휘도가 요구되는 액정 표시 장치에서는, 그 보조 조명 장치인 백 라이트 구조체는 액정 표시 패널의 배면에 복수의 선광원을 배열하여 당해 선광원으로부터의 광을 액정 표시 패널의 배면에 직접 조명하는, 소위 직하 라이트형 백 라이트 구조체가 이용된다. 여기에서 말하는 「직하 라이트형」이라는 호칭은, 액정 표시 패널의 배면에 설치한 도광판의 측변에 동일한 선광원을 설치하여 조명을 행하는, 소위 사이드 라이트형 백 라이트 구조체와 대조되는 표현이다.

직하 라이트형 백 라이트 구조체에서는, 선광원으로서, 냉음극 형광관(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL)이 많이 이용된다. 일반적으로, 직하 라이트형 백 라이트 구조체 내에서는, 복수의 냉음극 형광관이 병렬로 설치된다. 그러나, 냉음극 형광관에서는，1개 또는 2개당 1개의 형광관에 직접 인버터 회로를 접속하기 때문에, 각각의 관으로부터 인버터 회로에 배선할 필요가 있어, 복잡한 배선을 필요로 하였다. 이러한 구성을 설명하는 예로서, 특허 문헌1이나 특허 문헌2가 있다.

최근, 냉음극 형광관 대신에, 외부 전극 형광관(External Electrode Fluorescent Lamp : EEFL)이 이용되기 시작한다. 외부 전극 형광관은, 기존의 냉음극 형광관과 달리, 관외에 전극을 갖고, 접속이 용이한 것 외에 인버터 회로에 대하여 복수개의 형광관을 병렬 접속하는 것도 가능하게 하고 있다. 따라서 외부 전극 형광관에서는, 이 병렬 접속을 살려, 각각의 형광관으로부터 인버터 회로로의 접속은, 공통 배선으로 행하는 것이 가능하게 되어 있어, 배선 절약화가 가능하다. 또한, 사용하는 인버터 회로의 수도 냉음극 형광관보다도 외부 전극 형광관이 더 적어도 된다. 이러한 외부 전극 형광관을 이용한 예로서, 특허 문헌3, 특허 문헌4나 특허 문헌5 등이 있다.

<특허 문헌1> 일본 특개2002-231034호 공보(대응 미국 출원 제6,661,181호)

<특허 문헌2> 일본 특개평6-230382호 공보

<특허 문헌3> 일본 특개2005-347259호 공보(대응 미국 출원 제2005/0265047Al호)

<특허 문헌4> 일본 특개2004-164907호 공보(대응 미국 출원 제6,984,056호)

<특허 문헌5> 일본 특개2003-107463호 공보

종래의 냉음극 형광관을 이용한 백 라이트 구조체(BL)에 있어서는, 도5에 이면 플레이트(RPL)의 냉음극 형광관이 설치되는 면과 반대측의 면으로부터 본 모식 평면도로 도시한 바와 같이 냉음극 형광관(CFL)마다 트랜스포머(TRF) 등을 구비한 인버터 회로가 있기 때문에, 냉음극 형광관(CFL)이 배치되는 형광관 탑재용의 구조체의 이면에 인버터 회로 기판(INV)을 배치하고, 그 복수의 인버터 회로는, 인버터 회로 기판(INV) 상에 실장되고 각 형광관단의 이면의 일단측에 위치하도록 배치되어, 각 형광관단으로부터 각각의 인버터 회로 기판(INV)으로 최단 거리로 급전 케이블을 주회시키는 것이 일반적이다.

이 구성에서는, 냉음극 형광관(CFL)의 구동이 1개씩 행해지기 때문에, 가로 배열의 냉음극 형광관(CFL)에 대하여 인버터 회로 기판(INV)이 세로 방향으로 설치되게 된다.

이에 대하여 외부 전극 형광관(EFL)을 이용한 백 라이트 구조체(BL)에서는, 도6에 이면 플레이트(RPL)의 외부 전극 형광관(EFL)이 설치되는 면과 반대측의 면으로부터 본 모식 평면도로 도시한 바와 같이 복수의 외부 전극 형광관(EFL)을 고정·유지하여 급전하는 급전 단자(TM)를 구비한 한 쌍의 사이드 몰드 프레임(SML) 사이에 외부 전극 형광관(EFL)을 병렬 접속할 수 있기 때문에, 트랜스포머(TR) 및 전계 콘덴서(CP) 등을 실장한 인버터 회로 기판(INV)을 양단측으로 분할시켜 설치 할 수 있다． 인버터 회로 기판(INV)과 외부 전극 형광관(EFL)을 접속하는 급전 케 이블의 수를 줄일 수 있다. 따라서, 외부 전극 형광관(EFL)을 이용함으로써, 형광관에 관한 조립 공정은, 대폭 간소화되는 것이 가능하게 된다.

이 구성에서는, 외부 전극 형광관(EFL)은 병렬 구동이 가능해지므로, 전극 홀더를 겸한 급전 단자(TM)에 의해 전력을 공급할 수 있다． 이 경우에도 가로 배열의 외부 전극 형광관(EFL)에 대하여 인버터 회로 기판(INV)이 양단측에 세로 방향으로 장착(세로 방향 배치)되게 된다.

그러나, 외부 전극 형광관(EFL)은, 병렬 구동이기 때문에 인버터의 출력 전력을 크게 할 필요가 있어, 트랜스포머(TR)를 대형화하게 된다. 또한, 콘덴서(CP)의 내전압 특성도 냉음극 형광관(CFL)과 달리, 내전압 특성이 높은 콘덴서가 필요해져, 종래의 세라믹 콘덴서으로는 내전압 특성을 유지할 수 없다. 이 때문에 전해 콘덴서(CP)를 채용하는 것이 필요 불가결하게 된다. 통상적으로, 전해 콘덴서(CP)는, 온도가 높아지면, 온도 수명 특성이 저하되므로, 고온도 영역에서는 사용할 수 없다.

또한, 외부 전극 형광관(EFL)을 백 라이트 구조체에 이용하는 것은, 최근 시작된 것이며, 인버터 회로의 구성 부재, 인버터 회로 기판(INV)을 장착하기 위한 구조 및 디레이팅의 확보 등에 대하여 개선해야 하는 점이 많다는 등의 과제가 있었다.

따라서, 본 발명은, 전술한 종래의 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 그 목적은, 인버터 회로에 온도 수명 특성을 갖는 전해 콘덴서를 채용하여 인버터 회로의 디레이팅을 확보하여 저렴한 구성 부재를 이용하여 외부 전극 형광관을 채 용한 백 라이트 구조체를 구비한 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 액정 표시 장치는, 액정 표시 패널과, 액정 표시 패널의 배면에 설치한 백 라이트 구조체로 구성된다. 백 라이트 구조체는, 이면 플레이트와, 이면 플레이트의 액정 표시 패널의 탑재면측에 병렬로 배치된 복수의 외부 전극 형광관과, 당해 외부 전극 형광관을 전기적으로 병렬로 접속하는 한 쌍의 급전 단자와, 외부 전극 형광관을 제어하는 인버터 회로 기판과, 급용 단자와 인버터 회로 기판을 접속하는 급전 케이블로 구성되고, 인버터 회로 기판은, 이면 플레이트의 액정 표시 패널 탑재면의 이면이며, 사용 시에 하측으로 되는 위치에 설치됨으로써, 백 라이트 구조체 내의 열 대류에 의한 영향을 받기 어려워지므로, 배경 기술의 과제를 해결할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 다른 액정 표시 장치는, 바람직하게는, 상기 구성에 있어서, 인버터 회로 기판의 장변측을 당해 이면 하변부를 따라 가로 방향으로 장착시키는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 따르면, 전해 콘덴서를 탑재한 인버터 회로가 백 라이트 구조체 내의 열 대류에 의한 영향을 받기 어려워지므로, 인버터 회로 기판에 탑재된 전해 콘덴서의 온도 수명 특성을 장기간에 걸쳐 유지할 수 있어, 외부 전극 형광관을 이용한 액정 표시 장치를 용이하게 실현할 수 있거나 하는 매우 우수한 효과가 얻어진다.

또한, 본 발명에 따르면, 인버터 회로에 온도 수명 특성을 갖는 전해 콘덴서를 채용하여 인버터 회로의 디레이팅을 확보할 수 있게 한 백 라이트 구조체를 구비한 액정 표시 장치를 용이하게 실현할 수 있거나 하는 매우 우수한 효과가 얻어진다.

이하, 본 발명의 최량 실시 형태를 실시예의 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한，이하에 설명하는 실시예의 각 도면에 있어서, 동일 기능을 갖는 것에는 동일 부호를 붙이고, 그 반복되는 설명은 생략한다.

<실시예>

도1은, 본 발명에 따른 액정 표시 장치에서 이용되는 백 라이트 구조체의 실시예1을 도시하는 전개 사시도이다. 이 백 라이트 구조체는, 직하 라이트형이다. 본 실시예의 백 라이트 구조체(BL)는, 금속성 판재에 의해 형성된 이면 플레이트(RPL)와 수지 성형체에 의해 프레임 모양으로 형성된 몰드 프레임(MLD) 사이에 반사 시트(RFB)와, 선광원으로서의 복수의 외부 전극 형광관(EFL)을 고정·유지하는 급전 단자(TM)를 구비한 한 쌍의 사이드 몰드 프레임(SML)과, 복수의 외부 전극 형광관(EFL)의 단부 간격을 유지하는 간격 규제판(SEP)과, 확산판(DFB)과, 프리즘 시트나 확산 시트를 적층한 광학 보상 시트류(OCS)가 순차적으로 적층되어 배치되어 있다.

또한，이 구성의 백 라이트 구조체(BL)에서는, 대형 사이즈의 확산판(DFB)의 휘어짐에 의한 조도 분포의 불균일성을 억제하기 위한 스페이서(SPC)를 이면 플레 이트(RPL) 상에 꽂아 세우게 해, 반사 시트(RFB)에 형성한 구멍을 통하여 확산판(DFB)의 이면에 접촉시키고 있다. 그리고, 스페이서(SPC)에 가로로 긴 외부 전극 형광관(EFL)의 휘어짐을 억제하는 가지 형상 돌기 구조를 설치할 수도 있다. 도시하지 않은 액정 표시 패널은, 몰드 프레임(MLD) 상에 배치되게 된다.

또한, 이면 플레이트(RPL)의 외부 전극 형광관(EFL)이 설치되는 면과 반대측의 면에서 하변부의 양단측에는, 도2에 모식 평면도에 도시한 바와 같이 복수의 외부 전극 형광관(EFL)을 각각 위상 반전시켜 구동시키는 한 쌍의 인버터 회로 기판(INV)이 장착되어 있다. 이 인버터 회로 기판(INV)은, 기판 상에 트로이덜 코일형의 트랜스포머(TR) 및 전해 콘덴서(CP) 등으로 구성된 인버터 회로(IN)가 탑재되어 있다.

또한, 도면 중, 좌변부의 인버터 회로 기판(INV)의 인버터 회로(IN)는, 복수의 외부 전극 형광관(EFL)의 일단측에 설치된 외부 전극이 사이드 몰드 프레임(SML)의 급전 단자(TM)에 급전 케이블(CBL1)을 통하여 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 도면 중, 우변부의 인버터 회로 기판(INV)의 인버터 회로(IN)는, 복수의 외부 전극 형광관(EFL)의 타단측에 설치된 외부 전극이 사이드 몰드 프레임(SML)의 급전 단자(TM)에 급전 케이블(CBL2)을 통하여 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 급전 케이블(CBL1, CBL2)에는 고주파 전류가 흐르기 때문에, 케이블 길이는 짧을수록 좋다.

그리고, 외부 전극 형광관(EFL)에는, 그 양단에 설치된 외부 전극에 대하여 동기를 취하여 서로 위상 반전된 구동 전압이 공급된다. 이 구동 전압은, 인버터 회로(IN)의 고주파 출력이 한쪽의 외부 전극에 공급되고, 다른 쪽의 외부 전극에는 트랜스포머(TR)에 의해 위상 반전된 고주파 출력이 공급된다.

이 액정 표시 장치의 조립에서는, 액정 표시 패널과 백 라이트 구조체(BL)를 각각의 공정에서 조립한 후, 백 라이트 구조체(BL) 상에 액정 표시 패널을 겹쳐 일체화한다. 백 라이트 구조체(BL)는, 도1에 도시한 복수 부재를 조립함으로써 얻어진다. 즉, 이면 플레이트(RPL)에 반사 시트(RFB)를 두고, 좌우 양단에 사이드 몰드 프레임(SML)을 설치하여 양자에 갖는 급전 단자(TM)의 사이에 외부 전극 형광관(EFL)을 교락하여 세트하고, 간격 규제판(SEP)에 의해 급전 단자(TM) 부분을 커버한다.

이 간격 규제판(SEP)에는 외부 전극 형광관(EFL)의 사이에 개재 삽입되는 빗살 무늬를 갖는다. 이 간격 규제판(SEP) 상에 확산판(DFB)을 두고, 그 위에 광학보상 시트류(OCS)를 적층한 후, 프레임 형상의 몰드 프레임(MLD)을 설치하여 나사 등으로 전체를 일체로 고정한다. 마지막으로 이면 플레이트(RPL)의 외부 전극 형광관(EFL)이 설치되는 면과 반대측의 면에서 하변부의 양단측에 인버터 회로 기판(INV)를 설치하여 나사 등에 의해 일체적으로 고정함으로써 장착된다.

이와 같이 구성된 백 라이트 구조체(BL)는, 그 내부에서는 복수의 외부 전극 형광관(EFL)으로부터 방사된 열에 의해 생긴 따뜻한 공기가 대류 현상에 의해 하변부로부터 상변부를 향하여 이동하기 때문에, 하변부의 온도가 상변부보다도 약 20℃ 정도 낮은 온도차가 생기는 것을 확인할 수 있었다. 이 구성에서, 인버터 회로(IN)에 탑재되어 있는 온도 수명 특성을 갖는 전해 콘덴서(CP)는, 열 대류가 생 기지 않는 이면 플레이트(RPL)의 이면 하변부측에 설치되어 있으므로, 열 대류의 영향을 받기 어려워져, 전해 콘덴서(CP)의 온도 수명 특성을 대폭 연장시킬 수 있다.

또한, 백 라이트 구조체(BL)는, 내부의 온도 분포가 상변측과 하변측에서 약 20℃의 온도차가 생기므로, 이면 플레이트(RPL)에 의한 복사열을 경감시킬 수 있다.

또한, 발명자는, 이렇게 하여 구성된 백 라이트 구조체(BL)에 대하여, 액정 표시 패널에 조합하여 37인치의 액정 표시 장치를 제작하고, 실제로 사용되는 상태로 설치하여 백 라이트 구조체(BL)의 내부에 있어서의 온도 분포를 실제로 측정했다.

도3은, 백 라이트 구조체(BL)의 액정 표시 패널측으로부터 본 모식 평면도이다. 도3에 있어서, P1 내지 P4는, 백 라이트 구조체의 내부의 온도 분포를 측정하는 측정점이며, P5는 액정 표시 장치가 설치되는 주변부의 실온을 측정하는 측정 점이며, P1은 화면 중앙부의 측정점, P2는 화면 좌상부의 측정점, P3은 화면 좌하부의 측정점, P4는 화면 우하부의 측정점이며, P5는 백 라이트 구조체를 조합한 액정 표시 장치의 주변부의 온도, 소위 실온 측정부를 각각 나타내고 있다.

우선, 복수의 외부 전극 형광관을 점등하여 상기 각 측정점(P1, P2, P3, P4, P5)에 있어서의 약 30분마다의 온도 상승을 측정한 결과, 하기 표1 및 도4에 나타낸 바와 같은 결과가 얻어졌다.

단위 : ℃	60분 후		120분 후
단위 : ℃	실측값	ΔT	실측값	ΔT
P1	51.9	31.0	52.4	30.9
P2	51.8	30.9	52.4	30.9
P3	34.1	13.2	34.0	12.5
P4	31.6	10.7	31.9	10.4
P5	20.9	-	21.5	-

도4로부터 분명한 바와 같이 외부 전극 형광관의 점등 후에는, 백 라이트 구조체의 내부 온도가 열 대류에 의해 실온 상태로부터 점차 상승하여, 약 30분 경과 후부터는 거의 일정한 온도 분포로 유지되고 있는 것이 분명해졌다. 또한, 표1중, ΔT의 값은, 각 측정점(P1, P2, P3, P4)의 온도 실측값으로부터 측정점(P5)의 실온을 감산한 온도 상승값을 보이고 있다.

이러한 결과로부터, 분명한 바와 같이 백 라이트 구조체(BL)의 상변부와 하변부에서 약 20℃의 온도차가 생기므로, 백 라이트 구조체(BL)의 이면 플레이트(RPL)의 이면 하변부측에 배치되는 전해 콘덴서(CP)에 대하여 열 대류에 의한 영향을 거의 주지 않는 것이 판명되었다.

도1은 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 실시예를 설명하는 백 라이트 구조체의 전개 사시도.

도2는 도1의 이면 플레이트의 외부 전극 형광관이 설치되는 면과 반대측의 면으로부터 본 모식 평면도.

도3은 백 라이트 구조체의 온도 분포 측정점을 도시하는 모식 평면도.

도4는 백 라이트 구조체의 형광관 점등 시간에 대한 온도 상승을 도시하는 도면

도5는 종래의 냉음극 형광관을 이용한 백 라이트 구조체의 이면 플레이트의 냉음극 형광관이 설치되는 면과 반대측의 면으로부터 본 모식 평면도.

도6은 종래의 외부 전극 형광관을 이용한 백 라이트 구조체의 이면 플레이트의 외부 전극 형광관이 설치되는 면과 반대측의 면으로부터 본 모식 평면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

BL : 백 라이트 구조체

RPL : 이면 플레이트

MLD : 몰드 프레임

RFB : 반사 시트

EFL : 외부 전극 형광관

SML : 사이드 몰드 프레임

SEP : 간격 규제판

TM : 급전 단자

DFB : 확산판

OCS : 광학 보상 시트류

SPC : 스페이서

IN : 인버터 회로

TR : 트랜스포머

CP : 전해 콘덴서

INV : 인버터 회로 기판

Claims

액정 표시 패널과, 상기 액정 표시 패널의 배면에 설치한 백 라이트 구조체로 구성되는 액정 표시 장치이며,

상기 백 라이트 구조체는,

이면 플레이트와,

상기 이면 플레이트의 상기 액정 표시 패널의 탑재면측에 병렬로 배치된 복수의 외부 전극 형광관과,

당해 외부 전극 형광관을 전기적으로 병렬로 접속하는 한 쌍의 급전 단자와,

상기 외부 전극 형광관을 제어하는 인버터 회로 기판과,

상기 급전 단자와 상기 인버터 회로 기판을 접속하는 급전 케이블을 구비하고,

상기 인버터 회로 기판은, 상기 이면 플레이트의 상기 액정 표시 패널 탑재면의 이면이며, 사용 시에 하측으로 되는 위치에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 인버터 회로 기판은, 적어도 트랜스포머 및 전해 콘덴서가 실장되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 인버터 회로 기판은, 사각 형상이며, 당해 기판의 장 변측이 상기 이면 플레이트의 사용 시에 하측으로 되는 변을 따라 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제3항에 있어서, 상기 전해 콘덴서는, 사용 시 설치 상태에 있어서, 상기 인버터 회로 기판의 최하부에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 인버터 회로 기판은, 한 쌍의 기판으로 이루어지고,

상기 한 쌍의 인버터 회로 기판의 한 쪽이 상기 한 쌍의 급전 단자의 한 쪽에 접속되고, 다른 쪽이 상기 급전 단자의 다른 쪽에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 급전 단자를 고정하는 사이드 몰드 프레임을 갖고, 당해 사이드 몰드 프레임은, 상기 이면 플레이트의 단변측을 따라 설치되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 급전 케이블은, 사용시 설치 상태에 있어서 하측으로 되는 위치에서, 상기 이면 플레이트의 상기 액정 표시 패널 탑재면으로부터 그 이면으로 주회하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제1항에 있어서, 사용시 설치 상태에 있어서, 상기 인버터 회로 기판의 높이 방향의 변은, 상기 이면 플레이트의 높이 방향의 변의 절반보다 하측에 들어가도록 설치되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.