JP2007027056A - バックライト装置及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構成により、バックライト装置に設けられた光源の発熱による温度上昇の抑制、あるいは発熱による熱を冷却する。
【解決手段】 液晶表示パネルに光を照射する光源と、この光源が配される光源室を形成するとともにこの光源と対向する底面部に反射シートが貼り付けられてなる背面筐体１０を備えるバックライト装置において、背面筐体１０の底面部に対し、反蛍光管側に向けて少なくとも１箇所以上の切り起こし部１２を形成する。そして、より好ましくは、反射シートの反蛍光管側は、反光透過性の材質及び／又は熱伝導性の高い材質で成膜処理する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、液晶表示パネルを背面から照明するバックライト装置、及びこれを用いた液晶表示装置に関し、特に光源が発生する熱の放熱に係わる。

従来、冷陰極蛍光管等の蛍光管を光源として、液晶表示パネルの直下に配置される所謂直下型のバックライト装置がある。以下、この直下型のバックライト装置を用いた液晶表示装置について説明する。

図７は、従来の直下型バックライト装置を用いた液晶表示装置の例の概略分解斜視図である。図７に示すように、スチール又はアルミニウムなどからなるリアフレーム（背面筐体）１１０の平坦な底面に反射シート（又は反射板）１０９が貼られ、この反射シート１０９が貼られたリアフレーム１１０の上方に、光源となる複数本の冷陰極蛍光管１０６が配置される。

この冷陰極蛍光管１０６端部の電極にはリード線が半田付けされ、冷陰極蛍光管１０６の保持と半田部を保護するためにゴム製のホルダー（保持部材）１０７が装着される。そして冷陰極蛍光管１０６に装着されたホルダー１０７を覆うように、ホルダー１０７の上から高反射材を使用した樹脂製のサイドリフレクター１０８が設けられる。サイドリフレクター１０８には、ホルダー１０７の形状に対応する溝が複数設けられている。このサイドリフレクター１０８の穴とホルダー１０７を係合し、ホルダー１０７を保持することで冷陰極蛍光管１０６の位置決め及び固定がなされる。

発熱源となる冷陰極蛍光管１０６は、その両端がサイドリフレクター１０８、他の２方向（蛍光管に沿う方向）がリアフレームの折り曲げ１１０ａ，１１０ｂで囲われ、さらに上方は樹脂製の拡散板１０５で塞がれている。この拡散板１０５の上には光学シート類（拡散シート１０４ａ、プリズムシート１０４ｂなど）１０４があり、照光面となる大きな開口部を持ったミドルフレーム１０３で覆われて、バックライト装置１００が構成される。

そして、ミドルフレーム１０３の淵に液晶表示パネル１０２が載置され、最後に金属製のトップフレーム１０１で固定され液晶表示装置が完成する。

このように構成される液晶表示装置において、発熱源である冷陰極蛍光管１０６は、両端はサイドリフレクター１０８と、他の２方向はリアフレームの折り曲げ１１０ａ，１１０ｂで囲われ、さらに上方は樹脂製の拡散板１０５で塞がれているために、閉じられた空間に閉じ込められ、その結果この空間に熱がこもってしまう。

そして、この熱が液晶表示パネル１０２に輝度むら、色むらなどの悪影響を与える。また、この熱によって各樹脂部品の熱膨張などの歪み、光学シート類１０４のしわ等が発生して、液晶表示パネル１０２の表示が乱れるなど不具合の原因となる。さらにこの熱によって冷陰極蛍光管１０６の発光効率が低下することで、輝度低下、蛍光管の寿命低下を招いていた。

従来、上記のような熱を外部へ逃がすため、背面筐体１１０を放熱性の良い鋼鈑又はアルミニウムなどを用い、さらにその背面筐体１１０外面に放熱フィンなどのヒートシンクを設置していた。あるいは冷却ファンを設けて強制空冷を行うなどしていた。

例えば、光拡散板を備え蛍光管を光源とするバックライト装置において、その光拡散板を除いた所定位置に通気口を設け、当該通気口にファン等の強制冷却機具を取り付けて強制冷却するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、光源に発光ダイオード（ＬＥＤ；Light Emitting Diode）を利用したバックライト装置において、その冷却手段として冷却ファン、ヒートバイプ及びヒートシンクが設けられたバックライト装置が提案されている（例えば非特許文献１参照。）。
特開２００１−２９７６２３号公報 日経エレクトロニクス（日経ＢＰ社）、2004年12月20日号（第 889号）第123〜130頁

しかし、冷却ファンやヒートシンク等を設けることにより、バックライト装置自体が必要以上に大きくなるとともに重量が重くなってしまうという問題がある。また、バックライト装置にそれらの部品が追加されることで製造コストが上がってしまうという問題がある。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、簡単な構成により、バックライト装置に設けられた光源の発熱による温度上昇の抑制、あるいは発熱による熱を冷却することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、液晶表示パネルに光を照射する光源と、この光源が配される光源室を形成するとともにこの光源と対向する底面部に反射シートが貼り付けられてなる背面筐体を備えるバックライト装置において、背面筐体の底面部は、反蛍光管側に向けて少なくとも１箇所以上の切り起こし部が形成されてなることを特徴とする。

上記構成によれば、背面筐体の底面部に切り起こし部が設けられたことで、従来の平坦な底面と比較して、背面筐体の外気と触れる面積、すなわち放熱面積が増加する。

また、本発明は、透過型の液晶表示パネルと、該液晶表示パネルに背面から光を照射するバックライト装置より構成される液晶表示装置であって、バックライト装置は、液晶表示パネルに光を照射する光源と、この光源が配される光源室を形成するとともにこの光源と対向する底面部に反射シートが貼り付けられてなる背面筐体を備え、背面筐体の底面部は、反蛍光管側に向けて少なくとも１箇所以上の切り起こし部が形成されてなることを特徴とする。

上記構成によれば、バックライト装置の放熱効果が向上することによって、光源の発光効率が向上し、輝度むら、色むらが抑制される。

本発明によれば、背面筐体の底面部に、反蛍光管側に向けて切り起こし部を形成しただけの簡単な構成により、バックライト装置に設けられた光源の発熱による温度上昇の抑制、あるいは発熱による熱を冷却することができる。
また、上記バックライト装置が適用された液晶表示装置は、バックライト装置の発光効率の向上によって、液晶表示パネルに照射される光が安定し、輝度むら、色むらが抑制されるとともに輝度が上昇する。したがって、液晶表示装置の画質が向上する。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態の例について説明する。

図１は、本発明の一実施の形態例に係る液晶表示装置の概略分解斜視図である。図１に示すように、スチール又はアルミニウムなどからなるリアフレーム（背面筐体）１０の底面部内壁に両面テープ又は接着剤により反射シート（又は反射板）９が貼られ、この反射シート９が貼られた背面筐体１０の上方に、光源となる複数本の冷陰極蛍光管６が配置される。背面筐体１０の底面部に形成されている複数の孔（切り起こし孔）１１は、後述する切り起こし加工に伴って生成されたものである。

この冷陰極蛍光管６端部の電極にはリード線が半田付けされ、冷陰極蛍光管６の保持と半田部を保護するためにゴム製のホルダー（保持部材）７が装着される。そして冷陰極蛍光管６に装着されたホルダー７を覆うように、ホルダー７の上から高反射材を使用した樹脂製のサイドリフレクター８が設けられる。サイドリフレクター８には、ホルダー７の形状に対応する溝が複数設けられている。このサイドリフレクター８の溝とホルダー７を係合し、ホルダー７を保持することで冷陰極蛍光管６の位置決め及び固定がなされる。

発熱源となる冷陰極蛍光管６は、その両端がサイドリフレクター８、他の２方向（蛍光管に沿う方向）が背面筐体１０の折り曲げ１０ａ，１０ｂで囲われ、さらに上方は樹脂製の拡散板５で塞がれている。したがって冷陰極蛍光管１０６は閉じられた空間に閉じ込められる。以下、この空間を光源室という。

上記拡散板５の上には光学シート類（拡散シート４ａ、プリズムシート４ｂなど）４があり、照光面となる大きな開口部を持ったミドルフレーム３で覆われて、バックライト装置２０が構成される。

そして、ミドルフレーム３の淵に液晶表示パネル２が載置され、最後に金属製のトップフレーム１で固定され液晶表示装置が完成する。

図２は、背面筐体１０の裏面、すなわち背面筐体１０を反蛍光管側から見た図である。冷陰極蛍光管６から発生した熱を、背面筐体１０を介して放熱するため、図２に示すように、背面筐体６の底面部に反蛍光管側に向けてフィンのような切り起こし部１２を少なくとも１箇所以上設ける。切り起こし孔１１は、切り起こし部１２の形成に伴い生成される孔である。図２に示した背面筐体１０の要部を拡大したものを、図３に示す。

図４は、図３のＡ−Ａ線に沿う切り起こし部１２の断面を示す図である。背面筐体１０の底面部より反蛍光管側へ切り起こされた切り起こし部１２は、切り起こし部１２の表面だけでなく、その反対面の切り起こし裏面１２ａと切り起こし断面１２ｂが外気に触れることができる。さらには切り起こし孔１１の断面１１ａも外気に触れることができる。すなわち、切り起こし部１２を設けることにより、背面筐体１０底面部全体の外気と触れる面積（以下、「放熱面積」という）が増加する。それによって、背面筐体１０の放熱及び冷却の効果が向上する。

また、背面筐体内部の反射シート９が切り起こし孔１１より表面に現れるので、この部分の反射シート９も外気に直接触れるようになる。したがって、反射シート９を介して内気（光源室の雰囲気）と外気との熱交換ができ、さらに放熱及び冷却の効果が向上する。この反射シート９は、切り起こし孔１１から光源室内部にごみや異物が入るのを防ぐ役目もある。

さらに、反射シート９は、切り起こし孔１１から冷陰極蛍光管６の光が外部へ漏れるのを防ぐため、その反反射面側、すなわち背面筐体底面と接する側には、光透過性がなく、もしくは極力低く、かつ背面筐体１０への熱伝導性のよい金属又はアルミニウムなどの材質を蒸着処理したものを使用する。これらの材質は蒸着以外に、コーティング処理など種々の手法を利用して成膜できることは勿論である。

なお、特定サイズの液晶表示装置（バックライト装置）に対する上記切り起こし部１２の数、切り起こし部１２（切り起こし孔１１）の大きさ、切り起こし部１２の高さ、切り起こし角度などは、例えば温度測定試験を実施するなどして最も放熱効果の高い状態に形成する。また、切り起こし部１２の形成にあたっては、背面筐体１０の反蛍光管側における図示しない回路部等の設置に支障をきたさないように設計することは勿論である。

切り起こし部１２が形成されたバックライト装置２０の各部について温度を測定した結果を、図５に示す。図６は、図５の測定結果に基づいて、測定位置毎に測定温度をプロットしたグラフである。

測定試験には、３２インチサイズの液晶表示装置を使用した。反射シート９は反射面側（蛍光管側）にアルミニウム粉末を蒸着させたものを使用し、背面筐体１０への貼り付けは熱伝導性の良い両面テープを使用した。

そして、背面筐体１０の外気に触れる放熱面積は、切り起こし処理が未実施の従来形状（図７参照）の底面を平坦とした場合の約２９８４．５２ｃｍ^２に対して、切り起こし部１２を形成したものは約３１１０．２８ｃｍ^２と、約４．２％増加したものを使用した。従来形状の背面筐体及び本発明による背面筐体ともアルミニウムからなり、板厚１．２ｍｍである。このような仕様の液晶表示装置を使用して、次のように測定試験を実施した。

放熱効果により各部（蛍光管含む）の温度が下がったどうか、液晶表示装置の１１ヶ所（図１参照）に熱電対温度センサを取り付け、温度飽和時の温度と照光面中心の輝度を測定する。
測定位置は、蛍光管表面ａ，ｃの２箇所、光源室内の蛍光管雰囲気ｂ，ｄの２箇所、液晶表示パネルの裏面ｅ，ｇの２箇所、液晶表示パネル表面ｆ，ｈの２箇所、背面筐体エッジ（折り曲げ）ｉ、背面筐体裏（反射シート側）ｊ，ｋの２箇所、背面筐体表側の外気ｍである。

測定の結果、図５，図６に示すように、各部ａ〜ｍにおいて、０．５℃〜１．７℃温度が低下しており、放熱（冷却）効果が確認された。また、照光面中心輝度も約３．１％の輝度上昇が得られた。

以上説明したように、本例のバックライト装置２０によると、通常外装部品である背面筐体１０の底面部にいくつかの切り曲げ（切り起こし部１２）を形成することで、従来の平坦な底面より外気と触れる面積、すなわち放熱面積が増加する。従来のものより、放熱面積が増えたことで、光源室内の熱をより自然放熱するようになるので、冷却ファンなどによる強制空冷及びヒートシンクなどの冷却用部品を追加することなく、発熱源である冷陰極蛍光管６及びその周囲温度を低下させることができる。

そして、切り起こし部１２を利用した自然放熱によりバックライト装置の温度が低下することで、冷陰極蛍光管６の発光が安定し、輝度むら、色むらが抑えられ、液晶表示装置の画質が向上する。またさらに、温度が低下することで、冷陰極蛍光管６の発光効率が向上するので、バックライト装置すなわち液晶表示装置の輝度上昇、及び冷陰極蛍光管６の寿命が延びる効果が得られる。

なお、上述した実施の形態の例において、光源として冷陰極蛍光管を一例として挙げたが、この例に限るものではなく、例えば発光ダイオードなど種々の光源を採用できる。

また、本発明は、上述した各実施の形態例に限定されるものではなく、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能であることは勿論である。

本発明の一実施の形態例に係る液晶表示装置の概略分解斜視図である。 本発明の一実施の形態例に係る背面筐体の裏面図である。 図２に示した背面筐体の要部を示す図である。 図３のＡ−Ａ線に沿う矢視図である。 本発明の一実施の形態例に係る温度測定及び輝度測定の結果を示した図である。 本発明の一実施の形態例に係る背面筐体の温度測定位置と測定温度との関係を示した図である。 従来の液晶表示装置の概略分解斜視図である。

符号の説明

１…トップフレーム、２…液晶表示パネル、３…ミドルフレーム、４…光学シート、５…拡散板、６…冷陰極蛍光管、７…ホルダー、８…サイドリフレクター、９…反射シート、１０…リアフレーム（背面筐体）、１１…切り起こし孔、１１ａ…切り起こし孔断面、１２…切り起こし部、１２ａ…切り起こし裏面、１２ｂ…切り起こし断面、２０…バックライト装置

Claims (4)

1. 液晶表示パネルに光を照射する光源と、前記光源が配される光源室を形成するとともに前記光源と対向する底面部に反射シートが貼り付けられてなる背面筐体を備えるバックライト装置において、
   前記背面筐体の底面部は、反蛍光管側に向けて少なくとも１箇所以上の切り起こし部が形成されてなる
   ことを特徴とするバックライト装置。
2. 前記反射シートの反蛍光管側は、反光透過性の処理がなされている
   ことを特徴とする請求項１に記載のバックライト装置。
3. 前記反射シートの反蛍光管側は、熱伝導性の高い材質からなる
   ことを特徴とする請求項１に記載のバックライト装置。
4. 透過型の液晶表示パネルと、該液晶表示パネルに背面から光を照射するバックライト装置より構成される液晶表示装置であって、
   前記バックライト装置は、前記液晶表示パネルに光を照射する光源と、前記光源が配される光源室を形成するとともに前記光源と対向する底面部に反射シートが貼り付けられてなる背面筐体を備え、
   前記背面筐体の底面部は、反蛍光管側に向けて少なくとも１箇所以上の切り起こし部が形成されてなる
   ことを特徴とする液晶表示装置。

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