JP2007256763A

JP2007256763A - 液晶表示装置

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Publication number: JP2007256763A
Application number: JP2006082712A
Authority: JP
Inventors: Toshihisa Matsuo; 順向松尾
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2006-03-24
Filing date: 2006-03-24
Publication date: 2007-10-04

Abstract

【課題】液晶表示部を照明するための光源の駆動電流から生じる電磁波ノイズの影響を受けにくく、光源の発光素子からの熱が効率的に放熱され、光源用の配線が容易な液晶表示装置を提供する。
【解決手段】液晶表示装置は、液晶表示部と、液晶表示部を照明するための光源とを有する液晶表示装置であって、互いに対向する一方主面および他方主面を有し、一方主面側にて光源を支持する導電性の第１のプレートと、他方主面側に配され、かつ第１のプレートと導電的に接続、或いは導電性部材で接続された導電性の第２のプレートと、光源に電気的に接続され、かつ第１のプレートと第２のプレートとの間の空間を通る配線材とを有している。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特に、液晶表示部を照明するための光源を有する液晶表示装置に関するものである。

近年、コンピュータやテレビに利用される画像用ディスプレイとして、従来のＣＲＴ(Cathode-Ray Tube)表示装置に代わって液晶表示装置が普及している。液晶とは物質の状態の一つで、液体の流動性と固体(結晶)の光学的性質を併せ持つものである。液晶表示装置は、２枚のガラス板の間に封入された液晶状態の物質を有している。液晶状態の物質に部分的に電圧が印加されると、その部分の液晶分子の向きが変わり、光の透過率が増減して像が形成される。液晶表示装置は自ら発光するわけではないため、像が視認されるためには別途光源が必要である。透過型液晶表示装置では、光源は液晶パネルの裏面に配置されており、バックライトと呼ばれている。液晶表示装置はＣＲＴ表示装置に比べて薄く、軽く、消費電力も少ないため、携帯用機器やパソコンから採用されてきたが、最近では家庭用大型テレビにも採用されている。

バックライトの光源としては、冷陰極管（蛍光管）が一般的によく使用されるが、最近になって、ＬＥＤ(Light-Emitting Diode)を光源とするバックライトが発表されてきている。ＬＥＤを用いた場合、水銀を用いないこと、寒冷時の発光の立ち上がり安定時間が早いこと、ＲＧＢ(Red, Green, Blue)の３原色ＬＥＤを用いると画像の色再現範囲が拡大できること、長寿命であること、小型・薄型化が可能であること等の利点があり、今後ＬＥＤバックライトが普及することが考えられる。

バックライトの構造上の方式としては、発光素子が画面の縁部分近傍に局所的に備え付けられ、そこから発する光が導光板により画面全体に拡散される方式がある（例えば、特許文献１参照）。この方式は、サイドエッジ方式と呼ばれる。また、もうひとつの構造上の方式としては、発光素子が画面の真裏に複数設けられる直下方式がある（例えば特許文献２参照）。

直下方式のバックライトを備えた液晶表示装置は、図１３に示すように、バックパネル９４の一方の主面側に、光源となる複数の発光ブロック体９５と、光源からの光が透過する液晶パネル５３とが設けられている。各発光ブロック体９５は、配線基板と、その配線基板に実装された複数のＬＥＤとから構成されている。なお、図示しないが、必要に応じて発光ブロック体９５と液晶パネル５３との間には光学部材が設けられている。ＬＥＤから発した光は液晶パネル５３を透過して映像として表示される。

バックパネル９４の他方の主面には液晶コントロールユニット９１、ＬＥＤ制御ユニット９２、電源制御ユニット９３などの各種の機能ユニットが備え付けられている。また、これら機能ユニットと並んでヒートシンク９０が備え付けられている。

ＬＥＤ制御ユニット９２と複数の発光ブロック体９５とは、図示しない配線材により接続されている。この配線材により、ＬＥＤ制御ユニット９２から発光ブロック体９５に設けられた図示しないコネクタまで電流が供給される。このコネクタから配線基板の配線パターンによりＬＥＤに電流が供給される。電流の印加されたＬＥＤから生じる大量の熱は、図示しないヒートパイプによりヒートシンク９０へと導かれる。ヒートシンク９０がファン３０により冷却されることにより放熱がなされる。
特開２００５−２３４６００号公報特開２００５−３１６３３７号公報

しかしながら、上述したサイドエッジ方式によりＬＥＤバックライトが構成される場合、画面サイズに見合った光量が得られるだけの数のＬＥＤをサイドエッジ部分に局所的に設ける必要がある。画面サイズが大きい場合、必要なＬＥＤ数が多くなり、ＬＥＤを局所的に配置しかつ効率よく放熱させることが困難である。また、導光板による光量低下により光利用効率が低下するという課題もある。

また、上述した直下方式のＬＥＤバックライトの場合、３つの課題が存在する。
第一に、各発光ブロック体９５とＬＥＤ制御ユニット９２とを接続する配線材から生じる電磁波ノイズが課題となる。ＬＥＤの駆動において、点灯時の電流値が変わると発光のピーク波長が変わってしまう。このため、点灯時の電流値を一定にでき、また電流値の制御とデジタル制御との相性がよいＰＷＭ(Pulse Width Modulation)駆動が一般に用いられる。すなわち、ＬＥＤはパルス電流で駆動されることとなる。電流がパルス状に駆動されると、それに同期して、電流が流れる配線材の周囲の空間に電磁波が発生する。駆動されるＬＥＤの数が数個程度であれば、流される電流量も少なくてよいので、発生電磁波も弱く、装置への影響も少ない。しかし、テレビ用途等の大画面のバックライト光源に対応するには、駆動ＬＥＤが数百〜数千個にも及ぶため、合計電流値が数アンペア〜数十アンペアの大電流がパルス駆動されることになり、発生電磁波も強くなる。

また、特許文献２の構成においては、ＬＥＤを備えた発光ブロック体９５とＬＥＤ制御ユニット９２とを電気的に接続する配線材は通常数ｃｍ〜数十ｃｍ必要である。この配線材がアンテナとなり、より強く電磁波を発生しやすい。

この電磁波の装置への影響が大いに懸念される。装置への主な影響として、電磁波がノイズとして装置内の回路信号ラインに混入し、装置が誤動作することが考えられる。また、前述した図１３に示す各機能ユニット９１、９２、９３の配置は一例であるが、発光ブロック体９５は画面の全面に渡って配置される必要があるため、各発光ブロック体９５とＬＥＤ制御ユニット９２とを接続する配線材もバックパネル９４の全面に渡って展開される。このため、いかに各機能ユニット９１、９２、９３の配置を考慮しようとも、電磁波ノイズの影響から逃れることは難しい。

他にも、他の機器との信号をやり取りするインターフェースユニット、商用電源から装置で使用する複数の電源電圧を生成する電源ユニットなどの機能ユニットが電磁波ノイズに晒されることが考えられる。また、液晶表示装置がテレビ受像機能も備えている場合は、機能ユニットとして搭載される放送電波を受信・復号するチューナユニット、チューナユニットの信号から液晶パネルに表示するための映像信号を生成する画像処理ユニットも電磁波ノイズの影響を受けうる。

第二に、ＬＥＤからの発熱の放熱が課題となる。テレビ用途などの大画面に対応するバックライトにおいては、ＬＥＤの個数が数百〜数千個にも及ぶため、大量の熱が発生する。この熱によりＬＥＤのジャンクション温度が上昇すると、発光効率低下および発光波長変動の問題が生じる。この発光効率低下を補うために駆動電流が増加されると、さらにジャンクション温度が上昇して発光効率が落ちるという悪循環が起こる。この発光効率の低下は消費電力の上昇に直結する。また、発光波長変動は表示映像上の発色の変動を引き起こす。

ＬＥＤのジャンクション温度の過度の上昇を防ぐためには、十分な放熱が必要となる。特許文献２の構造では、ＬＥＤから生じた熱は、放熱プレートおよびヒートパイプを介してヒートシンク９０へと導かれる。このヒートシンクがファン３０により冷却されることにより放熱がなされる。

これら放熱プレート、ヒートパイプ、ヒートシンク９０およびファン３０からなる放熱機構一式を液晶表示装置に付加すると、コスト高となるだけでなく、構造が複雑化する。また、バックパネル９４の一方の主面には発光ブロック体９５を、他方の主面には各種機能ユニット９１、９２、９３をそれぞれ配置する必要性から、大面積のヒートシンク９０を設けることはスペースの関係上困難である。よって、放熱能力が不足するか、または能力不足を補うだけの強力なファンが必要となり消費電力が増大する。

第三に、発光ブロック体９５とＬＥＤ制御ユニット９２とを接続する配線材の配線スペースの確保が課題となる。上述したように、配線材は画面の全面に渡って配置されることとなる。しかし、バックパネル９４の一方の面には各種機能ユニット９１、９２、９３やヒートシンク９０が配置されている。また他方の面には複数の発光ブロック体９５が配置されている。よって、配線材はこれらのバックパネル９４の配置物の間隙を縫って配線されなければならず、その経路が大変複雑となる。このため、配線経路の設計が困難となり、設計期間が長期化する。また、配線長が長くなり、配線材固定具の使用量も増えるため、コストの増加を招く。また、配線の作業性が悪化するため、作業時間が長くなったり、配線トラブルに起因する製造不良が増加したりする。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、電磁波ノイズの影響を受けにくく、放熱性能が高く、配線が容易な液晶表示装置を提供することである。

本発明の液晶表示装置は、液晶表示部と、液晶表示部を照明するための光源とを有する液晶表示装置であって、互いに対向する一方主面および他方主面を有し、一方主面側にて光源を支持する導電性の第１のプレートと、他方主面側に配され、かつ第１のプレートと導電的に接続、或いは導電性部材で接続された導電性の第２のプレートと、光源に電気的に接続され、かつ第１のプレートと第２のプレートとの間の空間を通る配線材とを備えている。

本発明の液晶表示装置によれば、第１のプレートと第２のプレートとが導電性部材で接続されているため、両者の間の空間が電磁的にシールドされる。このため、この空間を通る配線材から発生する電磁波がシールドされ、この空間の外への影響が低減される。また、光源から発生した熱が第１のプレートおよび第１のプレートと接続された第２のプレートの両者から放熱されるため、放熱性能が高められる。さらに、第１のプレートと第２のプレートとの間の空間を使用することで配線が容易となる。

上記の液晶表示装置において好ましくは、第１のプレートは複数の貫通穴を有する。
これにより、複数の光源からの配線材を各光源の近傍の貫通穴から第１のプレートと第２のプレートとの間に入れることが可能となる。よって、配線材の大部分を第１のプレートと第２のプレートとの間の空間の中に収めることが可能となる。

上記の液晶表示装置において好ましくは、第２のプレートの第１のプレートと反対の面に機能ユニットを備える。

これにより、配線材からの電磁波ノイズの多くが第２のプレートにより遮断されるので、機能ユニットが電磁波ノイズの影響を受けにくくなる。また、機能ユニットが第１のプレートではなく第２のプレートに設けられるので、光源からの熱の第１のプレートからの放熱が機能ユニットにより阻害されにくい構成とすることができる。

上記の液晶表示装置において好ましくは、光源は、発光素子と発光素子が実装された光源基板とを有し、光源基板は第１のプレートの一方主面に支持されたことを特徴とするか、または、光源は発光素子であり、発光素子は第１のプレートに実装されることにより第１のプレートに支持されることを特徴とする。

前者の特徴によれば、第１のプレートとしては単純な導電体の板を使用することができ、後者の特徴によれば、発光素子から光源基板を介さずに第１のプレートへと熱伝導が起きるので放熱性能が向上する。

上記の液晶表示装置において好ましくは、導電性部材は金属であることを特徴とする。
これにより、導電性や熱伝導性を高くすることができる。

上記の液晶表示装置において好ましくは、導電性部材は、第１のプレートと第２のプレートとの間に配された複数の支柱であり、複数の支柱は他方主面上に仮想されるひとつの方向に沿って均等な間隔となるように配列されたことを特徴とするか、または、導電性部材は、第１のプレートと第２のプレートとの間に配された複数の支柱であり、複数の支柱は他方主面上に仮想されるひとつの方向に沿って他方主面の単位面積当たりの該支柱の本数が変化するように配列されたことを特徴とする。

前者の特徴によれば、第１のプレート上において単位面積当たりほぼ均等に発生する光源からの熱を、効率よく第２のプレートへと伝達することができ、後者の特徴によれば、空気中の熱の流れにより第１のプレートの上方に偏った熱を、効率よく第２のプレートへと伝達することができる。

上記の液晶表示装置において好ましくは、配線材の第１のプレートと第２のプレートとの間に位置する部分が、液晶表示装置の使用状態における重力方向に沿って延在していることを特徴とする。

これにより、空気中で上方に向かって移動しようとする熱の経路が配線材により阻害されることが少なくなり、放熱性能が高まる。

上記の液晶表示装置において好ましくは、第１のプレートと第２のプレートとの間隔の最小値が配線材の許容曲率半径以上であることを特徴とする。

これにより、配線材の内部で導線が断線するのを防ぐことができる。
上記の液晶表示装置において好ましくは、第１のプレートと第２のプレートとの間の空間が液晶表示装置の外部空間に対して開放されていることを特徴とする。

これにより、第１のプレートと第２のプレートとの間の空間の熱せられた空気が液晶表示装置の外部空間に抜けることができるため、放熱性能が高まる。

上記の液晶表示装置において好ましくは、第１のプレートと第２のプレートとの間の空間の空気を液晶表示装置の外部空間へ排気するためのファンがさらに設けられる。

これにより、第１のプレートと第２のプレートとの間の空間の熱せられた空気が換気され、放熱性能が高まる。

上記の液晶表示装置において好ましくは、第１のプレートと第２のプレートとの間の空間には、配線材以外の電気回路を設けないことを特徴とする。

これにより、電気回路が受ける電磁波ノイズの影響を低減することができる。

以上説明したように本発明によれば、電磁波ノイズの影響を受けにくく、放熱性能が高く、配線が容易な液晶表示装置を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１における液晶表示装置の構成の概略について、図１〜６を用いて説明する。

図１は、本発明の実施の形態１における液晶表示装置の構成を概略的に示す鳥瞰図である。なお、見やすくするために図１では配線材や筐体などは記載が省略されている。また、各構成要素の形状は単純化されて描かれている。図１を参照して、液晶表示装置は、画像情報に応じて光の透過率が制御される液晶パネル５３を液晶表示部として有する。液晶パネル５３の背後に、第１のプレート１に支持された光源２０が配置されている。なお、第１のプレート１は導電性を有する。この第１のプレート１の２つの主面のうち光源２０と反対の面側には、導電性を有する第２のプレート２が、空間を空けて主面同士が対向するように配置されている。そして、第１のプレート１と第２のプレート２とは導電性部材よりなる支柱４により接続されている。この第２のプレート２の２つの主面のうち支柱４と反対側の面には、機能ユニットが配置されている。機能ユニットとは、液晶表示装置を機能させるためのユニットや、テレビ受像機能などの付加機能を実現するためのユニットである。例えば光源ドライブユニット３１、液晶表示制御ユニット３２、画像処理ユニット３３、チューナユニット３４、インターフェースユニット３５、電源ユニット３６などがある。チューナユニット３４は、液晶表示装置がテレビ受像機能を発揮できるように搭載されるものである。これら機能ユニットと並んで、ファン３０が第２のプレート２に設けられている。第２のプレート２におけるファン３０の取り付けられた部分には図示しない換気口が開けられている。ファン３０が稼働すると、この換気口を介して、第１のプレート１と第２のプレート２との間の空間の空気が液晶表示装置の外部へと強制排気される。

光源２０が駆動されるための電流は、光源ドライブユニット３１から供給される。光源ドライブユニット３１には光源に電流を流すための回路部品が実装されている。光源ドライブユニット３１から光源２０への電流経路を設けるため、図１においては記載を省略している配線材３により光源ドライブユニット３１と光源２０とが電気的に接続されている。光源ドライブユニット３１から延びた配線材３は、第２の貫通穴１２を通って第１のプレート１と第２のプレート２との間の空間に導入されている。この配線材３はさらに光源２０へと導かれているが、その詳細は後述される。

図２は、本発明の実施の形態１におけるバックライトの構成を概略的に示す断面図である。図２を参照して、第１のプレート１の２つの主面のうち光源２０と反対の面側には、導電性を有する第２のプレート２が、空間を空けて主面同士が対向するように配置されている。そして、第１のプレート１と第２のプレート２とは導電性部材たる支柱４により接続されている。この第２のプレート２の２つの主面のうち支柱４と反対側の面には、光源ドライブユニット３１が支持部材５２を介して支持されている。光源ドライブユニット３１は複数の光源２０を駆動するために、光源２０の数に応じた複数組のコネクタ５１を有している。コネクタ５１のピン数は必要に応じて選択される。光源ドライブユニット３１のコネクタ５１に接続された複数組の配線材３は、光源ドライブユニット３１の近傍に設けられた第２の貫通穴１２を通って第１のプレート１と第２のプレート２との間の空間に導入されている。さらにこの空間内部で配線の引き回しが行われ、各光源２０へと配線材３が分配されている。分配された配線材３は、各光源２０の各々の近傍に設けられた第１の貫通穴１１を通って、各光源２０のコネクタ５１に接続されている。

図３は、本発明の実施の形態１における光源の第１のプレートへの配置を概略的に示す平面図である。図３を参照して、光源２０は第１のプレート１の一方の主面全体をほぼ覆うように複数配置されている。さらに詳細な構造を説明するため、破線部６０の拡大図について以下に説明する。

図４は、本発明の実施の形態１における第１のプレートおよび光源の構成を概略的に示す平面図である。図４は図３の破線部６０の詳細拡大図に相当する。図４を参照して、光源２０のコネクタ５１と接続されている配線材３は、各光源２０の近傍の第１のプレート１に設けられた第１の貫通穴１１を通って、第１のプレート１と第２のプレート２との間の空間へと導かれている。光源２０の詳細構成は後述される。

図５は、本発明の実施の形態１における光源および配線材の構成を概略的に示す平面図である。図５を参照して、光源２０は、複数の発光素子２１と、発光素子２１が均等な間隔でほぼ全面に渡り実装された光源基板２２とを主たる構成要素としている。光源基板２２は図示しない回路パターンを有している。配線材３によりコネクタ５１まで供給された電流は、さらにこの回路パターンを介して、各発光素子２１に印加される。

図６は、本発明の実施の形態１における発光素子の構成を概略的に示す平面図である。図６を参照して、発光素子２１は、赤色ＬＥＤ２４、緑色ＬＥＤ２５、青色ＬＥＤ２６から構成されている。これら３色のＬＥＤからの発光が適当な比率で混合することにより、発光素子２１は白色光を放出する発光素子として機能する。

次に、本発明の実施の形態１における電磁波ノイズについて、図２を用いて説明する。図２を参照して、光源２０に電流を供給するための配線材３は、各光源２０のコネクタ５１の近傍に設けられた第１の貫通穴１１を通って第１のプレート１と第２のプレート２との間の空間に導入される。この配線材３は光源ドライブユニット３１の近傍に設けられた第２の貫通穴１２を通って、第１のプレート１と第２のプレート２との間の空間の外へと導かれ、すぐに光源ドライブユニット３１のコネクタ５１に接続されている。

この構成により、配線材３の引き回し部分は第１のプレート１と第２のプレート２との間の空間に収められている。ここで、第１のプレート１と第２のプレート２とは共に導電性を有し、かつ両者が導電性の支柱４により連結されているため、この空間は電磁的にシールドされた空間となる。よって、配線材３がアンテナとなって放出される電磁波の大部分はこの空間外へは伝播しない。このため、この空間外に設置されている各種機能ユニット３１、３２、３３、３４、３５、３６が受ける電磁波ノイズの影響が低減される。

また、各種機能ユニット３１、３２、３３、３４、３５、３６に加えて、配線材３を除き各種信号線等も含めた電気回路が、第１のプレート１および第２のプレート２の間の空間の外に設けられることにより、液晶表示装置の電気系統全体の受ける電磁波ノイズの影響を低減することができる。これにより、よりいっそう液晶表示装置の電磁波ノイズによる誤動作を防止することができる。

なお、第１のプレート１および第２のプレート２は、導電性の支柱４によらず、直接ビス等の固定具にて導電的に接続されてもよい。

続いて、本発明の実施の形態１における発光素子からの熱の移動について、図１〜１２を用いて説明する。

まず、第１のプレート１の熱的作用について説明する。図６を参照して、発光素子２１を構成するＬＥＤは発光時に発熱を伴う。図５を参照して、この熱は光源基板２２に伝導する。図３を参照して、各光源基板２２の熱は第１のプレート１へと伝導する。図２を参照して第１のプレート１の光源２０と反対の主面には機能ユニットが取り付けられておらず、支柱４があるのみである。このため、この主面は広い面積が露出している。さらに、第１のプレート１には光源２０以外には熱源となるユニットが載っていない。図１を参照して、これは各種機能ユニット３１、３２、３３、３４、３５、３６が第１のプレート１ではなく、第２のプレート２に載っているからである。以上から、第１のプレート１への熱の流入は主に光源２０のみからであり、かつ第１のプレート１は放熱のために広い露出面積を有している。このため、光源２０からの熱が第１のプレート１から効率的に放熱される。また、光源２０からの熱の一部は、第１のプレート１を通って支柱４へと流入する。

次に、支柱４の熱的作用について説明する。図２を参照して、光源２０から第１のプレート１を介して支柱４に流入してきた熱は、支柱４を伝導して、第２のプレート２へと流出する。支柱４は金属などの導電性材料でできているので、高い熱伝導性を有している。よって、第１のプレート１の熱は第２のプレート２へと効率的に伝導する。支柱４が複数存在する場合の配列パターンについては後述される。

続いて、第２のプレート２の熱的作用について説明する。図２を参照して、第２のプレート２の光源ドライブユニット３１と反対の主面には機能ユニットが取り付けられておらず、支柱があるのみである。よって第２のプレート２は広い有効放熱面積を有している。このため、支柱４を介して第２のプレート２に流入してきた熱は、第２のプレートから効率的に放熱される。

上述した第１のプレート１および第２のプレート２からの放熱により、第１のプレート１と第２のプレート２との間の空間の空気が熱せられる。図１を参照して、第２のプレート２の第１のプレート１と反対側の主面には、ファン３０が設置されている。第２のプレート２のファン３０が取り付けられた部分には図示しない換気口が設けられている。この換気口により、第１のプレート１と第２のプレート２との間の空間が外部環境に対して開放された状態となる。この換気口を介して、第１のプレート１と第２のプレート２との間の熱せられた空気が外部に排気される。さらに、ファンを稼働させることでこの排気作用がさらに強まる。この排気により、光源２０から発生した熱は、最終的に液晶表示装置の外部へと放出される。

続いて、支柱４の配列パターンについて詳述する。
図７は、本発明の実施の形態１における支柱の配置パターンを概略的に示す断面図である。図７を参照して、ＸＹ面は第１のプレート１の主面と平行な面である。破線は仮想的な正方格子を示している。各単位格子の中心に支柱４がひとつずつ配列されている。よって、支柱４はＸ軸方向に沿って、均等な間隔となるように配列されている。また、支柱４はＹ軸方向に沿って、均等な間隔となるように配列されている。本実施の形態の支柱４の配置パターンによれば、第１のプレート１の単位面積当たりに接続されている支柱の数は、第１のプレート１の全面にわたってほぼ均等となる。図３を参照して、光源２０は第１のプレート１の全面にわたってほぼ均等に配置されている。このため、光源２０から第１のプレート１への単位面積当たりの熱流入量は、第１のプレート１の全面にわたってほぼ均等である。一方で、上述したように第１のプレート１の単位面積当たりに接続されている支柱４の数は、第１のプレート１の全面にわたってほぼ均等である。よって、各支柱４はほぼ平等に第１のプレート１から第２のプレート２への熱伝導作用を奏する。以上から、支柱４を本実施の形態のように配列すれば、熱伝導の上で非効率的な位置に支柱４が設けられることがなく、効率的に第１のプレート１から第２のプレート２へと熱を伝導させることができる。

図８は、本発明の実施の形態１における支柱の配置パターンの第１の変形例を概略的に示す断面図である。図８を参照して、ＸＹ面は第１のプレート１の主面と平行な面である。破線は仮想的な六方格子を示している。各単位格子の中心に支柱４がひとつずつ配列されている。よって、支柱４はＹ軸方向に沿って均等な間隔となるように配列されている。また、支柱４はＸＹ面内においてＹ軸から６０°回転した方向に沿って均等な間隔となるように配列されている。本変形例の支柱４の配置パターンによれば、上述した正方格子の場合と同様に、第１のプレート１の単位面積当たりの支柱の数は、第１のプレート１の全面にわたってほぼ均等となる。このため、正方格子の場合と同様の作用が得られる。

なお、上述した支柱４の配置パターンは、正方格子または六方格子を基準としているが、本発明はこれに限定されるものではない。上述したＸＹ面において、あるひとつの方向に沿って均等に支柱４を配列することにより、その方向の単位長さ当たりに第１のプレート１に接続される支柱数を均等にすることができる。これにより、この方向の単位長さあたりに第１のプレート１に均等に流入する熱を、効率よく第２のプレート２に伝導させることができる。

図９は、本発明の実施の形態１における支柱の配置パターンの第２の変形例を概略的に示す断面図である。図９を参照して、ＸＹ面は第１のプレート１の主面と平行な面であり、Ｙ軸方向は使用状態における重力方向のＸＹ面に対する射影と平行であり、Ｙ軸の正の向きは重力に逆らう方向である。破線で示される仮想的な格子は、Ｘ軸およびＹ軸に平行な辺を有する長方形の形状をしている。そして、各格子の中心に支柱４が配されている。図７に示す正方格子の場合とは異なり、Ｙ座標に依存して格子のＹ軸方向の格子間隔が変化している。このため、第１のプレート１に接続されている単位面積当たりの支柱数は、Ｙ軸方向に沿って変化する。さらに言えば、Ｙ座標が大きくなるに従って、格子のＹ軸方向の格子間隔が漸次狭まっている。このため、第１のプレート１に接続されている単位面積当たりの支柱数は、Ｙ座標の増加に伴い増加する。

図１０は、本発明の実施の形態１における支柱の配置パターンの第３の変形例を概略的に示す断面図である。なお、Ｘ、Ｙの定義は図９と同一である。図１０を参照して、破線で示される仮想的な格子は、Ｘ軸方向に平行な２つの辺を有しＹ軸方向の高さが等しい四角形であり、前述した図７に示す正方格子の場合と異なり、Ｙ座標に依存して格子のＸ軸方向の格子間隔が変化している。このため、第１のプレート１に接続されている単位面積当たりの支柱数は、Ｙ軸方向に沿って変化する。さらに言えば、Ｙ座標が大きくなるに従って、格子のＸ軸方向の格子間隔が漸次狭まっている。このため、第１のプレート１に接続されている単位面積当たりの支柱数は、Ｙ座標の増加に伴い増加する。

熱は空気中では重力に対して上方に向かって移動しやすいため、液晶表示装置の放熱特性によっては第１のプレート１内の熱の分布が重力方向における上方に偏ろうとすることがある。この場合、支柱４の配置が、第１のプレートの重力方向における上側部分に密に配列され、下側部分に疎に配列されれば、熱が集中しようとする部分に多くの支柱が集中的に配列される。よって、第１のプレート１から第２のプレート２へと効率よく放熱させることができる。したがって、図９、１０に示すような支柱４の配置パターンの変形例によれば、放熱が効率化されることとなる。

なお、上述した支柱４の配置パターンの第２および第３の変形例においては、Ｙ座標に依存して仮想格子のＸ軸方向またはＹ軸方向の格子間隔が変化したが、本発明はこれに限定されるものではない。ＸＹ面内のある方向に沿った第１のプレート１の温度勾配の発生を抑制できるように、その方向に沿ってＸＹ面の単位面積当たりの支柱数を変化させることができる。

続いて、本発明の実施の形態１における配線材３の引き回しについて、図１、２を用いて説明する。

図１を参照して、図１においては記載を省略している配線材３は、光源ドライブユニット３１から、光源ドライブユニット３１の近傍に設けられている第２の貫通穴１２へと通されている。このため、第２のプレート２の各種機能ユニット３１、３２、３３、３４、３５、３６が載っている面側には、わずかしか配線材３が存在しない。よって、配線材の引き回しの上で、各種機能ユニット３１、３２、３３、３４、３５、３６が障害となることがなく、設計上も作業上も容易に配線を行なうことが可能である。また、第２のプレート２の各種機能ユニット３１、３２、３３、３４、３５、３６が載っている面側にはわずかしか配線材３が露出しないので、配線材３から放出される電磁波ノイズが各種機能ユニット３１、３２、３３、３４、３５、３６へ及ぼす影響も小さくなる。

図２を参照して、ひとつの第２の貫通穴１２に対して複数組の配線材３が第１のプレート１と第２のプレート２との間の空間へと挿入されている。各配線材３は、対応する光源２０の近傍に設けられた第１の貫通穴１１までは第１のプレート１と第２のプレート２との間の空間に配設されている。よって、配線材３の大部分は第１のプレート１と第２のプレート２との間の空間に存在する。この空間には、光源２０や各種機能ユニット３１、３２、３３、３４、３５、３６が存在しないので、配線の障害物が少なく、ほぼ最短距離で配線材３を配設することができる。よって、必要となる配線材３は短くて済むようになる。

そして、配線材３は第１の貫通穴１１を通され、すぐ近傍の光源２０のコネクタ５１に接続されている。光源２０のコネクタ５１が第１の貫通穴１１のすぐ近傍に位置しているため、第１のプレート１の光源２０の側に存在する配線材３は非常に短くなる。よって、配線材の引き回しの上で、光源２０が障害となることが少なく、設計上も作業上も容易に配線を行なうことが可能である。また、第１のプレート１の光源２０の側に露出する配線材３は非常に短くなるので、第１のプレート１の光源２０の側において配線材３から放出される電磁波ノイズが小さくなる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２における液晶表示装置の構成の概略について、図１１を用いて説明する。なお、本実施の形態の液晶表示装置は、第１のプレート１と第２のプレート２との間の配線材３の延在方向に特徴があるものであり、その他の構成の主要な部分については実施の形態１と同一である。よって、この特徴部分についてのみ以下に説明を行なう。

まず、本実施の形態の液晶表示装置の使用状態における姿勢について説明する。大型の液晶テレビや固定ディスプレイなどの液晶表示装置の応用商品は、その画面が横方向に長辺を有し縦方向に短辺を有する矩形であり、短辺が重力方向に一致する姿勢で設置されて使用されることが一般的である。本実施の形態の液晶表示装置はこれらの商品に対応したものであり、第１のプレート１および第２のプレート２は、横方向に長辺を有し縦方向に短辺を有する矩形であり、短辺が重力方向に一致する姿勢で使用される。

図１１は、本発明の実施の形態２における第１のプレートと第２のプレートとの間の配線材延在方向を概略的に示す説明図である。図１１を参照して、第１のプレート１と第２のプレート２との間の配線材３は、第１の貫通穴１１の近傍を除いた大部分の領域について、矩形状の第１のプレート１の短辺方向に沿って延在している。すなわち、第１のプレート１と第２のプレート２との間の配線材３は、第１の貫通穴１１の近傍を除き、重力方向に沿って延在していることになる。

配線材３が上述した延在方向をとることにより、第１のプレート１の短辺方向に沿って、第１のプレート１と第２のプレート２との間の空間に、配線材３に阻害されない自由空間が確保される。第１のプレート１の短辺方向は重力方向と同一方向であるから、この自由空間は重力方向と同一方向に延在する。よって、第１のプレート１と第２のプレート２との間に、配線材３によって阻害されない重力方向の気流経路が確保される。空気中における熱の流れは重力方向に下方から上方へと移動しやすいが、本実施の形態においては重力方向に気流経路が確保されているため、効率よく熱の移動が可能である。さらに、気流経路の上方に排気ファンを設けることにより、より効率的に液晶表示装置の外部空間への排熱を行なうことができる。

なお、第１の貫通穴１１の近傍においては、配線材３が第１の貫通穴１１に近づくにつれて、配線材３の延在方向は重力方向から第１の貫通穴１１の深さ方向へと移行していく。

また、第２の貫通穴１２の近傍においては、配線材３が第２の貫通穴１２に近づくにつれて、配線材３の延在方向は重力方向から第２の貫通穴１２の深さ方向へと移行していく。

また、本実施の形態においては、第１のプレート１の短辺方向が重力方向と同一であるとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、第１のプレート１の短辺方向が重力方向に対して傾斜角を有していてもよい。この場合、重力の第１のプレート１と平行な面への射影成分を重力とみなせば、上述した原理がそのまま成立する。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３における液晶表示装置の構成の概略について、図１２を用いて説明する。実施の形態１との相違は、図示しない光源２０が光源基板２２を備えておらず、代わりに第１のプレート１上に絶縁膜２７と導電パターン２８とが形成されている点である。それ以外の構成は、図２に示したものと同様であるため、同一の要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。図１２は、本発明の実施の形態３におけるバックライトの構成を概略的に示す断面図である。図１２を参照して、第１のプレート１の支柱４と反対側の面には、絶縁膜２７が形成されており、さらにその上面に導電パターン２８が設けられている。この絶縁膜２７と導電パターン２８とが表面に形成された第１のプレート１に、図１２においては記載を省略している複数の発光素子２１が、光源２０として実装されている。

絶縁膜２７により、導電パターン２８と第１のプレート１との間の電気的絶縁性が確保されている。また、導電パターン２８により、第１のプレート１に設けられたコネクタ５１と、図１２においては記載を省略している複数の光源２０とが、各光源２０に電流が印加されるように電気的に接続されている。

このように第１のプレート１に絶縁膜２７と導電パターン２８とを付加することで、実施の形態１における光源基板２２を省略し、光源２０として発光素子２１を第１のプレート１の導電パターン２８が形成された側の面に直接実装することができる。これにより、発光素子で発生する熱は直接第１のプレート１へと伝導する。このため、実施の形態１の場合よりも効率的に発光素子２１から第１のプレート１へと熱伝導が起きる。発光素子２１からの熱が第１のプレート１に流入した後は、第１の実施の形態と同様の原理で放熱がなされる。

以上のように、本発明によれば、相互に電気的に接続された第１のプレート１および第２のプレート２が、配線材３を流れる光源２０の駆動のための電流により発生する電磁波ノイズに対してシールド効果を発揮する。よって、第１のプレート１と第２のプレート２との間の空間の外に伝播される電磁波ノイズが低減される。この結果、第２のプレート２の第１のプレート１と反対側の面上に配置されている各機能ユニット３１、３２、３３、３４、３５、３６へのノイズの混入が低減され、液晶表示装置や付随して設けられる装置の誤動作を防ぐことができる。

また、本発明によれば、光源２０以外の熱源が載っていない第１のプレート１からの放熱が可能となり、かつ支柱４を通して第２のプレート２からも放熱が可能であるため、放熱面積が拡大し、放熱性能が格段に向上する。光源の発光原理がＬＥＤによるものである場合、ＬＥＤが十分に冷却されることにより発光効率の低下が抑えられる。よって、低消費電力のバックライトシステムが構築可能となる。また、熱によるＬＥＤのピーク発光波長変動も抑えられるため、表示映像としての発色の変動を抑えることができる。

また、本発明によれば、第１のプレート１と第２のプレート２との間の空間に、各種機能ユニット３１、３２、３３、３４、３５、３６や光源２０が存在しないため、この空間を配線スペースとして広く使用でき、配線設計が容易になる。よって、従来のように複雑な配線設計が必要だった場合に比べて、設計期間の短縮や、配線設計の単純化による配線材料費の削減が可能である。また、配線作業性が改善されるので、短時間で配線作業が行われると共に、配線に関わる製品不良も削減される。

なお、上述した各実施の形態においては、第１のプレート１と第２のプレート２とが平行に配置されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、第１のプレート１と第２のプレート２とが、傾斜角を伴って対向していてもよい。

また、上述した各実施の形態においては、発光素子として赤色ＬＥＤ２４、緑色ＬＥＤ２５、青色ＬＥＤ２６の組み合わせからなる発光素子２１が用いられているが、本発明はこれに限定されるものではなく、点灯時に全体として白色光が得られるものが好適に用いられる。例えば、白色ＬＥＤを用いることが可能である。

また、上述した各実施の形態においては、支柱４の断面形状が正方形であったが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、断面形状が多角形や円形や楕円形であってもよい。また、熱伝導性はある程度低下するが、中空形状であっても本発明の効果を発揮することができる。

また、上述した各実施の形態においては、第１のプレート１および第２のプレート２が横方向に長辺を有し縦方向に短辺を有する矩形の形状であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、その形状は液晶表示部の形状に対応して任意のものとすることができる。

今回開示された各実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。

本発明は、液晶表示部を照明するための光源を備えた液晶表示装置に特に有利に適用され得る。

本発明の実施の形態１における液晶表示装置の構成を概略的に示す鳥瞰図である。本発明の実施の形態１におけるバックライトの構成を概略的に示す断面図である。本発明の実施の形態１における光源の第１のプレートへの配置を概略的に示す平面図である。本発明の実施の形態１における第１のプレートおよび光源の構成を概略的に示す平面図である。本発明の実施の形態１における光源および配線材の構成を概略的に示す平面図である。本発明の実施の形態１における発光素子の構成を概略的に示す平面図である。本発明の実施の形態１における支柱の配置パターンを概略的に示す断面図である。本発明の実施の形態１における支柱の配置パターンの第１の変形例を概略的に示す断面図である。本発明の実施の形態１における支柱の配置パターンの第２の変形例を概略的に示す断面図である。本発明の実施の形態１における支柱の配置パターンの第３の変形例を概略的に示す断面図である。本発明の実施の形態２における第１のプレートと第２のプレートとの間の配線材延在方向を概略的に示す説明図である。本発明の実施の形態３におけるバックライトの構成を概略的に示す断面図である。従来の液晶表示装置の構成を概略的に示す鳥瞰図である。

符号の説明

１第１のプレート、２第２のプレート、３配線材、４支柱、１１第１の貫通穴、１２第２の貫通穴、２０光源、２１発光素子、２２光源基板、２４赤色ＬＥＤ、２５緑色ＬＥＤ、２６青色ＬＥＤ、２７絶縁膜、２８導電パターン、３０ファン、３１光源ドライブユニット、３２液晶表示制御ユニット、３３画像処理ユニット、３４チューナユニット、３５インターフェースユニット、３６電源ユニット、５１コネクタ、５２支持部材、５３液晶パネル、６０破線部、９０ヒートシンク、９１液晶コントロールユニット、９２ＬＥＤ制御ユニット、９３電源制御ユニット、９４バックパネル、９５発光ブロック体。

Claims

液晶表示部と、前記液晶表示部を照明するための光源とを有する液晶表示装置であって、
互いに対向する一方主面および他方主面を有し、前記一方主面側にて前記光源を支持する導電性の第１のプレートと、
前記他方主面側に配され、かつ前記第１のプレートと導電的に接続、或いは導電性部材で接続された導電性の第２のプレートと、
前記光源に電気的に接続され、かつ前記第１のプレートと前記第２のプレートとの間の空間を通る配線材とを備えた、液晶表示装置。
前記第１のプレートは、前記配線材が通されるための複数の貫通穴を有することを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
前記第２のプレートの前記第１のプレートとは反対側の面に支持された機能ユニットをさらに備えた、請求項１または２に記載の液晶表示装置。
前記光源は、発光素子と、前記発光素子が実装された光源基板とを有し、前記光源基板は前記第１のプレートの前記一方主面に支持されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の液晶表示装置。
前記光源は発光素子であり、前記発光素子は前記第１のプレートに実装されることにより前記第１のプレートに支持されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の液晶表示装置。
前記導電性部材は金属であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の液晶表示装置。
前記導電性部材は、前記第１のプレートと前記第２のプレートとの間に配された複数の支柱であり、前記複数の支柱は前記他方主面上に仮想されるひとつの方向に沿って均等な間隔となるように配列されたことを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の液晶表示装置。
前記導電性部材は、前記第１のプレートと前記第２のプレートとの間に配された複数の支柱であり、前記複数の支柱は前記他方主面上に仮想されるひとつの方向に沿って前記他方主面の単位面積当たりの前記複数の支柱の本数が変化するように配列されたことを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の液晶表示装置。
前記配線材の前記第１のプレートと前記第２のプレートとの間に位置する部分が、前記液晶表示装置の使用状態における重力方向に沿って延在していることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の液晶表示装置。
前記第１のプレートと前記第２のプレートとの間隔の最小値が前記配線材の許容曲率半径以上であることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の液晶表示装置。
前記第１のプレートと前記第２のプレートとの間の空間が前記液晶表示装置の外部空間に対して開放されていることを特徴とする、請求項１〜１０に記載の液晶表示装置。
前記第１のプレートと前記第２のプレートとの間の空間の空気を前記液晶表示装置の外部空間へ排気するためのファンをさらに備えた、請求項１〜１１のいずれかに記載の液晶表示装置。
前記第１のプレートと前記第２のプレートとの間の空間には、前記配線材以外の電気回路を設けないことを特徴とする、請求項１〜１２のいずれかに記載の液晶表示装置。