液晶显示器 本申请要求享有2008年2月23日提交的韩国专利申请No.10-2009-0014695的优先权，在此以全文引用的方式结合以供参考。
【技术领域】
本发明涉及包括背光单元和导引/外壳元件的液晶显示模块。
现有技术
近年来，开发了各种能够减小重量和体积的平板显示器，重量和体积往往是阴极射线管(CRT)所存在的缺陷。上述这类的平板显示器包括液晶显示器LCD、场发射显示器FED、等离子体显示面板PDP、电子发光显示器EL等。
液晶显示器由于其轻、薄、低能耗驱动等特性，因此具有应用到更宽范围的趋势。随着这一趋势，液晶显示器已应用在便携式计算机上，如笔记本个人电脑(PC)、办公自动化设备、音频/视频设备、户内/户外广告显示器等。LCD通过根据视频数据控制施加给液晶单元的电场，并且调制从背光单元BLU入射的光线，来显示图像。
液晶显示器包括用于显示液晶模块视频数据的液晶显示面板和将光照射到液晶显示面板上的背光单元。液晶显示面板和背光单元被以堆叠的方式组装以用作液晶模块。
液晶模块还包括导引/外壳元件和液晶显示面板的驱动电路板，所述导引/外壳元件用于固定液晶显示面板和背光单元。在液晶模块中，对应于液晶显示面板和背光单元之间的间隔空间部分(space portion)存在有面板间隙。还进一步存在有作为用于容纳灯的腔部分的背光单元(BLU)腔(cavity)。在面板间隙被基本上基本封闭或者半封闭的情况下，背光单元腔具有一为外部空气流通的通风结构。由于液晶模块的这种结构，因此，当液晶模块暴露于快速变化的温度和湿度的环境之下时，由于面板间隙和背光单元腔之间大的湿度差别，会使液晶面板发生变形。其结果是，液晶面板上显示的图像的亮度会变得不均匀。
【发明内容】
本发明提供一种液晶模块，其能通过减小因暴露于快速变化的温度/湿度环境之下而在液晶显示模块的间隔空间部分之间产生的湿度差来减小液晶显示面板的变形和显示图像亮度均匀度的劣化。
本发明提供一种液晶显示模块，包括：液晶显示面板；背光单元，用于将光照射到所述液晶显示面板上；面板导引件，用于支撑处于堆叠状态下的所述液晶显示面板和所述背光单元，并确保所述液晶显示面板和所述背光单元之间存在有一面板间隙；以及面对所述面板导引件的顶壳。所述面板导引件包括一个或者多个通风开口，所述的通风开口贯通面向于面板间隙的所述面板导引件的各侧壁。
【附图说明】
用于提供对本发明的进一步的理解，并且构成本说明书的一部分的在此结合的附图图解了本发明的实施方式，并且所述的附图和说明书一起用来解释本发明的原理。附图中：
图1是面板间隙基本封闭的液晶模块的横截面图；
图2是用于检测在高温和高湿度环境以及室温和室内湿度环境下液晶模块的驱动特性的测试条件的图形；
图3是显示图2的测试中液晶模块的腔部分中的温度变化和外部环境的温度变化的图形；
图4是显示图2的测试中液晶模块的腔部分中的湿度变化和外部环境的湿度变化的图形；
图5是显示图2的测试中液晶模块的各个部件的位置变化的图形；
图6是显示图2的测试中液晶模块的各个部件的位置变化的横截面图；
图7是概要显示了内侧的所述各个腔部分之间的湿度差值和结果得出的偏光器(polarizer)的收缩量(contraction amounts)差值的图形；
图8是本发明第一优选实施方式的液晶显示模块的前视图和侧视图；
图9a是图8中沿线A-A截取的液晶模块的横截面图；
图9b是图8中沿线B-B截取的液晶模块的横截面图；
图10是液晶模块的分解透视图，示出了在图8所示的液晶模块的面板间隙和外部环境之间的空气和湿气流动。
图11示出了具有封闭的面板间隙的常用液晶模块和具有开放式面板间隙的图8-10的液晶模块之间的湿度变化的比较测试结果；
图12示出了本发明第二优选实施方式的液晶模块。
【具体实施方式】
从下面参见附图对实施方式进行的说明可以使本发明的其它优点和特征将变得更加显而易见。
下文中，将参见图1-12对本发明的实施进行详细的说明。
制造液晶显示器件的方法包括：液晶显示面板基板清洁工序；基板构图工序；定向膜形成/摩擦工序；基板粘合和液晶滴加工序；驱动电路安装工序；测试工序；修复工序和液晶模块装配工序。
在基板清洁工序中，用清洁溶液从液晶显示面板的上下玻璃表面上除去污染的杂质。基板构图工序包括在下玻璃基板上形成和构图各种薄膜材料的工序(如包括数据线和栅线的信号线、薄膜晶体管TFT、像素电极等)以及在上玻璃基板上形成和构图各种薄膜材料的工序(如黑矩阵、滤色器、公共电极等)。在定向膜形成/摩擦工序中，将定向膜涂敷在玻璃基板上，用摩擦布摩擦定向膜或者光学取向。通过这一系列的工序，形成在液晶显示面板的下玻璃基板上的是像素和TFT阵列，该TFT阵列包括用于提供视频数据电压的数据线、以及与数据线交叉并且提供扫描信号(即，栅脉冲)的栅线、形成在栅线和数据线的交叉点的TFT、与TFT连接的各个液晶单元的像素电极以及存储电容器。用于产生扫描信号的栅驱动电路的移位寄存器可以在基板构图工序中与像素和TFT阵列同时形成。黑矩阵、滤色器和公共电极形成在液晶显示面板的上玻璃基板上。在垂直电场驱动系统如扭曲向列(TN)模式或者垂直取向(VA)模式中，公共电极形成在上玻璃基板上。另一方面，在水平电场驱动系统如共平面开关(IPS)模式或者边缘场开关(FFS)模式中，公共电极和像素电极一起形成在下玻璃基板上。偏光器分别贴附到上下玻璃基板，并且在上下玻璃基板上贴附偏光器和保护膜。
在基板粘合和液晶滴加工序中，将密封剂滴加到液晶显示面板的上下玻璃基板中的其中之一上，而将液晶滴加到另一基板上。下面将以液晶滴加到下玻璃基板上的情形为例来进行说明，其中，UV固化密封剂形成在上玻璃基板上，将加有密封剂的上玻璃基板翻转并固定到上平台上，将其上加有液晶的下玻璃基板固定在下平台上。接下来，在基板粘合和液晶滴加工序中，将上玻璃基板和下玻璃基板对准，然后驱动真空泵，在真空状态下将压力施加到上下玻璃基板中的其中之一上，并将上玻璃基板和下玻璃基板粘合。此时，液晶层的盒间隙要大于盒间隙的设计值。然后，当施加氮气N2且将压力调整到大气压时，通过粘合的玻璃基板中的压力与外界大气压之间的压力差值，将盒间隙调节到其设计值。在这一状态下，在基板粘合和液晶滴加工序中，打开UV光源，将UV光穿过上玻璃基板照射到密封剂上，使密封剂固化。
在驱动电路安装工序中，利用COG(玻上芯片)工艺或者TAB(带式自动焊接)工艺，将数据驱动电路的集成电路IC安装到液晶显示面板的下玻璃基板上。栅驱动电路可以如上所述形成在液晶显示面板的下玻璃基板上，或者可以在驱动电路安装工序中通过TAB工艺形成在下玻璃基板上。接下来，在驱动电路安装工序中，集成电路IC和PCB(印刷电路板)通过FPC(柔性印刷电路板)或者FFC(柔性扁平电缆)连接。
测试工序包括集成电路的测试、形成在下玻璃基板上的包括数据线和栅线在内的信号线的测试、在形成像素电极之后执行的测试、在基板粘合和液晶滴加工序之后执行的测试和开启测试。在修复工序中，对被识别为可修复的信号线缺陷和TFT缺陷执行修复工序。
通过这一系列工序，完成了液晶显示面板的制作。如上所述，液晶显示面板包括在上玻璃基板和下玻璃基板之间夹有液晶的液晶显示面板、贴附到液晶显示面板的上下表面的偏光器和用于将数据和栅驱动IC连接至液晶显示面板的数据线和栅线的各种电路部件。
在液晶模块装配工序中，剥下贴在液晶显示面板上的保护膜，然后利用导引/外壳元件将液晶显示面板装配在组装好的背光单元上。本发明的背光单元可以为边缘型背光单元或者图1所示的直下式背光单元。可以选择冷阴极荧光灯(CCFL)和外部电极荧光灯(EEFL)，或者发光二极管(LED)作为背光单元的光源。光源可以包括灯和发光二极管的组合。逆变器是用于开启光源的电源驱动电路。
在本发明中，在装配液晶模块之后，为了检测温度和湿度变化导致的液晶模块的性能变化，可以执行图2所示的测试。
图1示出了包括直下式背光单元、液晶显示面板和导引/外壳元件的液晶模块的一个例子。
参见图1，直下式背光单元包括容纳光源2的底盖1和叠在底盖1上的扩散板和光学片4。用于将从光源2发出的光反射的反射片可以粘附到与光源2相面对的底盖1的内底面和侧表面上。多个光源2设置在由底盖1制备的背光单元腔C中。底盖1可以设有多个通风开口1a，也可以设有扩散板支架3，用于从下面支撑扩散板，防止扩散板下落。扩散板包括诸多小珠，用于扩散从光源2发出的光。光学片包括一个或者多个棱镜片和一个或者多个扩散片，以扩散从扩散板入射的光，并且将光的路径折射到与液晶显示面板的光入射表面基本垂直的角度上。
导引/外壳元件包括面板导引件5，顶盖6等。面板导引件5包括台阶状表面，该台阶表面面对液晶显示面板7的侧面和背光单元的侧面，从而包围液晶显示面板7的上边缘和各侧面以及背光单元的各侧面。面板导引件5的台阶状部分从下面支撑液晶显示面板7，并且确保液晶显示面板7与扩散板及光学片4之间的面板间隙B。顶壳6具有包围面板导引件5的上表面和各侧面的结构。
在本发明中，可以执行图2所示的测试，通过该测试，可以在温度和湿度快速变化的环境下测试出液晶显示模块的各种驱动特性，所述的环境为通过将液晶模块长时间保持在高温高湿度腔中，然后回到室温/室内湿度环境下执行开启测试。图2的温度/湿度测试包括：将液晶显示模块保持在高温高湿腔中约120～140hrs的时间t1从高温高湿腔中取出液晶模块，并在约0.5hrs的时间t2内降低液晶模块的温度和湿度的工序；将液晶模块暴露在室温和室内湿度的环境下约2hrs的时间t3的工序；在室温和室内湿度的环境下开启光源2的工序。
将液晶显示模块暴露在50℃的高温和80％RH的高湿下约时间t1，然后暴露在25℃的室温和50％RH的室内湿度下约时间t2-t4。在本测试中，在t1-t4的期间测量液晶模块中的腔部分B和C的温度以及液晶模块所放置的外部环境A的温度，结果发现，如图3所示，液晶模块中的腔部分B和C与外部环境在这些时间段内的温度是相似的。相反，测量液晶模块中的腔部分B和C与外部环境在与上述相同的时间段内的湿度变化，结果发现，如图4所示，在液晶模块中基本上封闭或者半封闭的腔部分的面板间隙B的湿度和背光单元的腔部分C的湿度与外部环境的的湿度之间存在很大的差别。尤其是在时间段t2和t3，即紧接在液晶模块从高温高湿腔中取出并暴露在室温/室内湿度下之后的时间段内，这一差值会变得更大。
上述测试中液晶显示器的各腔部分之间的湿度差别是由背光单元的结构造成的。换言之，面板间隙B是一个基本上封闭的空间，其难以与背光单元的腔部分C或者外部环境A进行湿度交换；而背光单元腔部分C具有开放的结构，该结构通过通风开口1a与外部环境A连接。因此，当液晶模块的外围环境从高温高湿环境变化到室温和室内湿度环境时，面板间隙B的湿度变得高于背光单元部分C和外部环境A的湿度。如图5-7所示，这样的湿度差使液晶显示面板7产生位移。参见图5-7，当液晶模块的环境从高温高湿环境变化到室温和室内湿度环境时，液晶显示面板7的上偏光器POL1的收缩量相对来说要大于下偏光器POL2的收缩量，这导致液晶显示面板7的中心部分朝向背光单元弯曲。另一方面，背光单元的扩散板和光学片的中心部分凸出地朝向液晶显示面板7弯曲。其结果是，面板间隙B不能为一恒量，即朝向液晶显示面板7的中心部分变得较窄，从而使照射到液晶显示面板7上的光的表面均匀度变差。
图8-12示出了具有下述结构的液晶模块的优选实施方式，在该结构中，即使温度和湿度发生改变，在液晶模块中也不会产生湿度差。
参见图8-10，本发明第一优选实施方式的液晶显示模块包括液晶显示面板17、背光单元、面板导引件15和顶壳16。
数据线、与数据线交叉的栅线、形成在栅线和数据线的交叉点上的TFT、与TFT连接的像素电极以及存储电容器形成在液晶显示面板17的下玻璃基板上。黑矩阵、滤色器和公共电极形成在液晶显示面板17的上玻璃基板上。在垂直电场驱动系统如扭曲向列(TN)模式或者垂直取向(VA)模式中，公共电极形成在上玻璃基板上。另一方面，在水平电场驱动系统如共平面开关(IPS)模式或者边缘场开关(FFS)模式中，公共电极和像素电极一起形成在下玻璃基板上。偏光器贴附到液晶显示面板17的上下玻璃基板上，用于设置液晶的预倾角的定向膜形成在与液晶接触的界面上。可应用于本发明的液晶显示面板17可以是任何液晶模式，也可以是上述的TN模式、VA模式、IPS模式和FFS模式。
一个或多个驱动电路板连接至液晶显示面板17。驱动电路板包括：数据驱动电路，用于利用伽马补偿电压将数字视频数据转换成模拟视频数据电压并将该电压提供给数据线；栅驱动电路，用于按顺序将扫描脉冲提供给栅线；时序控制器，用于将数字视频数据提供给数据驱动电路，并且控制数据驱动电路和栅驱动电路的运行时间。
背光单元包括容纳光源12的底盖11和叠在底盖11上的扩散板和光学片14，并且将光均匀地照射到液晶显示面板上。用于将从光源12发出的光反射的反射片可以粘附到与光源12相面对的底盖11的内底面和侧表面上。在由底盖11制备的背光单元腔C中设置有多个光源12。底盖11可以设有多个通风开口11a，也可以设有扩散板支架13，用于从下面支撑扩散板，以防止扩散板下落。扩散板包括诸多小珠(beads)，并将从光源12发出的光扩散。光学片包括一个或者多个棱镜片和一个或者多个扩散片，扩散从扩散板入射的光，并且将光的路径折射到与液晶显示面板17的光入射表面基本垂直的角度上。本发明的背光单元并不局限于图示的直下式背光单元，也可以是其中存在面板间隙和背光单元腔的任何背光单元。
面板导引件15是包含有掺入玻璃纤维的合成树酯如聚碳酸酯的四角矩形模制框架，并且所述的导引件15还包括阶梯状表面，该阶梯状表面与液晶显示面板17的各侧面和背光单元的各侧面相面对，以包围液晶显示面板17的上边缘和各侧面以及背光单元的各侧面。面板导引件15的阶梯状部分从下方支撑液晶显示面板17，并且确保液晶显示面板17与扩散板及光学片14之间的面板间隙B。用于在面板间隙B和外部环境之间流动空气的一个或者多个通风开口15a形成在面板导引件15的四个角上。如图10所示，面板间隙B通过面板导引件15的通风开口15a连接至外部环境A，并且还与面板导引件15和顶壳16之间的间隙G相连。面板导引件15和顶壳16之间的间隙G为0.2mm～1mm的空隙。因此，空气和湿气能够通过面板导引件15的通风开口15a和面板导引件15与顶壳16之间的间隙G在面板间隙B和外部环境A之间流动。当液晶模块产生迅速的温度和湿度变化时，面板导引件15的通风开口15a和面板导引件15与顶壳16之间的间隙G将面板间隙B的温度和湿度调节成与外部环境A相近似的温度和湿度。
顶壳16由金属材料制成，如涂锌钢板，并且具有包围面板导引件15的上表面和各侧面的结构。
图11示出了具有封闭的面板间隙的常用液晶模块和具有开放式面板间隙的图8-10所示的液晶模块之间的湿度变化的比较测试的结果。本测试的条件如图2所示。图8-10的液晶模块由具有开放结构的间隙实现，在该开放结构中，利用形成在面板导引件15上的通风开口15a，将面板间隙B连接至外部环境A。其结果是，在图2所示的测试中，当将液晶模块从高温高湿腔中取出，并暴露在室温/室内湿度下，从而迅速改变液晶模块的温度和湿度时，能够降低面板间隙B和背光单元的腔C之间的湿度差。在图11中，“SVH”表示图8-10所示的液晶模块中，面板间隙B和背光单元的腔C之间的湿度差，“常用的”表示面板导引件上没有形成通风开口的、具有封闭的面板间隙的常用液晶模块中，面板间隙和背光单元腔之间的湿度差。从图11中可以看出，当连接至外部环境A的通风开口15a形成在面板导引件15的侧面上时，和常用的液晶模块相比，能够降低面板间隙B的湿度，并且能够减小面板间隙和背光单元腔C之间的湿度差。
图12示出了本发明第二优选实施方式的液晶模块。
参见图12，本发明第二优选实施方式的液晶模块包括液晶显示面板17、背光单元、面板导引件15和顶盖16。在本实施方式中，液晶显示面板、背光单元和面板导引件15基本上与图8-10所示的第一优选实施方式相同，因此在此省略其详细说明。
顶壳16由金属材料制成，如涂锌钢板，并且具有包围面板导引件15的上表面和各侧面的结构。顶壳16设有分别和面板导引件15的通风开口15a相面对的通风开口16a。通风开口16a可以通过在顶壳16上开槽而形成。面板间隙B通过面板导引件15的通风开口15a和顶壳16的通风开口16a连接至外部环境A。因此，通过面板导引件15的通风开口15a和顶壳16的通风开口16a，空气和湿气能够在面板间隙B和外部环境A之间流动。当液晶模块产生迅速的温度和湿度变化时，面板导引件15的通风开口15a和顶壳16的通风开口用于将面板间隙B的温度和湿度调节成与外部环境A相近似的温度和湿度。
不同于上述实施方式的方法，如在扩散板和光学片14上形成通风开口的方法，以及在液晶显示面板17的玻璃基板上形成通风开口的方法，也都可以作为连通面板间隙B和背光单元腔C之间的另外的方法。但是，这些方法因为成本高，可靠性低，所以实用性较差。例如，如果通风开口形成在扩散板上，由于形成通风开口导致的额外的成本，该部件的单价会上升。此外，扩散板由厚度1mm～2mm的塑料材料如聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)和聚甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(MS)制成，由于其厚度和材料特性的原因，难以承受振动和冲击。因此，当振动或者冲击施加至扩散板时，在通风开口附近，扩散板容易损坏。由于当前的工艺技术的原因，在液晶显示面板的玻璃基板上形成通风开口的方法也是不可能实现的。此外，当通风开口形成在液晶显示面板的扩散板、光学片和玻璃基板上时，由于光不会通过通风开口扩散，会导致光泄漏现象，从而从显示表面的外围会观察到亮光。
如上所示，本发明优选实施方式的液晶模块使得当暴露于迅速的温度和湿度变化时，由于在面板导引件上或者面板导引件和顶壳上分别形成了通风开口，该通风开口可以在面板间隙和外部环境之间交换空气和湿气，从而能够使面板间隙和背光单元的通风开口之间的湿度差最小化。
尽管已经参考多个图解的实施方式对实施方式进行了说明，应该理解的是，对于本领域技术人员来说，可以在本发明原理的精神和范围之内，作出众多其它的修改和实施方式。此外，可以在本发明的说明书、附图和权利要求的范围之内，对组成部件和/或设置作出各种变形和修改。除了对组成部件和/或设置作出变形和修改之外，对本领域技术人员来说，显然还存在有其它可替代使用的方法。