JP2009104897A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バックライトに放熱器を取り付けて熱を放散する液晶表示装置において、放熱器をキャビネットの開口部から露出する構造として放熱器による放熱効果を高めつつ、ユーザの手が放熱器に触れた場合の火傷を防止する。
【解決手段】放熱器をキャビネットの開口部５２ａから露出する構造とすることで、温まった空気を容易に排出し、放熱器による放熱効果を高めつつ、キャビネット５０の開口部５２ａから露出している放熱器の表面に熱伝導率の低い樹脂を装着し、又は放熱器が、バックライトから開口部５２ａまでの途中に、他の部分より熱抵抗が大きい構造を備え、露出面の温度上昇速度を遅くすることで、放熱器による火傷を防止する。
【選択図】図２

Description

本発明は、放熱器を用いて放熱効果を高めた液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、薄型、低消費電力を特徴とし、従来のｃＲＴに替わるディスプレイとして普及している。近年ではその表示品質の向上により、ワードプロセッサー、パーソナルコンピュータ等のモニターの他、家庭用のテレビとして広く利用されており、液晶画面の大型化傾向が見られる。

液晶表示装置は、自己発光型の表示装置とは異なり、光源としてのバックライトを必要とし、液晶物質の電気光学特性により決定される光透過率を制御して画像を表示する。液晶パネルとバックライトとの間隙には、拡散板、拡散シート、Ｒ−ｂａＦ及びｄ−ｂａＦ等の積層体である光学シートが設けられ、表示品質の向上が図られている。しかしながら液晶画面の大型化にともない、光源であるバックライトから発生する熱量が増加するため、熱によって光学シートが膨張して撓み、液晶表示装置の表示画像に輝度ムラが発生するという問題があった。

一方、ワードプロセッサー、パーソナルコンピュータ等各種電子機器における発熱を伴う電子部品の温度を下げる事を目的とした部品として、特許文献１では放熱器が開示されている。放熱器は、電子機器内部に設置されたｃＰＵ又はチップセット等の発熱を伴う電子部品に取り付けて、熱の放散により温度を下げる部品である。放散された熱は、電子機器のキャビネットに設けられた通風孔より、外部に排出される。其処でバックライトからの発熱による液晶表示装置の問題に対処するため、液晶表示装置に設置されたバックライトに放熱器を取り付けて熱を放散し、通風孔をキャビネットに設けて液晶表示装置外部に排熱することが考えられる。
特開２００１−５７４０５号公報

一方、通風孔の開口面積を大きくすることで、空気の移動量が増加し、放散された熱が電子機器外部に排出されて放熱器周辺の空気の温度が下がるため、放熱器による放熱効果は高まる。通風孔の開口面積を大きくするために、放熱器をキャビネットから露出するように設置して、温まった空気を容易に排出し、液晶表示装置における放熱器の放熱効果を高めることが考えられる。しかしながら、放熱器がキャビネットから露出した構造にした場合、放熱により放熱器自身が高温になっているため、ユーザの手が放熱器に触れた場合に火傷を引き起こす虜があった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、放熱器をキャビネットの開口部から露出する構造とすることで、温まった空気を容易に排出し、放熱器による放熱効果を高めつつ、キャビネットの開口部から露出している放熱器の表面に熱伝導率の低い樹脂を装着し、又は放熱器が、バックライトから開口部までの途中に、他の部分より熱抵抗が大きい構造を備え、露出面の温度上昇速度を遅くすることで、放熱器による火傷を防止する液晶表示装置を提供することを目的とする。

本発明に係る液晶表示装置は、液晶パネルと、該液晶パネルを背面から投射するバックライトとを、キャビネットに収容してある液晶表示装置において、前記キャビネットは開口部を有し、前記バックライトの熱を放出する放熱器が前記開口部から露出し、該開口部から露出している前記放熱器の表面に、該放熱器より熱伝導率が低い樹脂を固着していることを特徴とする。

本発明では、放熱器から拡散した熱が開口部から液晶表示装置外部に放出される。また開口部から露出している放熱器の表面に接着してある樹脂は、熱伝導率が放熱器より小さいため、樹脂の温度上昇速度が放熱器の温度上昇速度より遅い。

本発明に係る液晶表示装置は、液晶パネルと、該液晶パネルを背面から投射するバックライトとを、キャビネットに収容してある液晶表示装置において、前記キャビネットは開口部を有し、前記バックライトの熱を放出する放熱器が前記開口部から露出し、該放熱器は、前記バックライトから前記開口部までの途中に、他の部分より熱抵抗が大きい構造を備えることを特徴とする。

本発明では、バックライトから発生する熱は放熱器を伝導し、放熱器の表面より拡散する。拡散した熱はキャビネットの開口部から液晶表示装置外部に排出される。一方熱抵抗とは、物体に熱を与えた時におこる熱移動において、物体の両端（熱量を与えられた側と放熱側）の温度差を与えた熱量で割った値であり、熱の伝わりにくさを表す。熱抵抗が大きい構造では、熱移動が抑制される。放熱器は、熱源であるバックライトと前記開口部との途中に、他の部分より熱抵抗が大きい構造を有するため、該構造がない場合と比べて、開口部から露出した放熱器の表面へ熱源から熱が伝わる速度が遅い。その結果、放熱器の該表面の温度上昇速度は、熱抵抗が大きい構造がない場合より遅い。

本発明に係る液晶表示装置は、前記熱抵抗が大きい構造が括れ部を有する構造であることを特徴とする。

本発明では、放熱器が括れ部を有する構造を備える。一方熱抵抗は、物体の断面積に反比例する。括れることにより放熱器の断面積が小さくなるため、括れ部を有する構造は他の部分より熱抵抗が大きい。その結果、括れ部を有する構造で熱移動が抑制されるため、開口部から露出している放熱器の表面の温度上昇速度は、括れ部を有する構造がない場合より遅い。

本発明に係る液晶表示装置は、前記熱抵抗が大きい構造が穴空き部を有する構造であることを特徴とする。

本発明では、放熱器の一部に穴が空けられることにより、放熱器の断面積が小さくなるため、穴空き部を有する構造は他の部分より熱抵抗が大きい。その結果、穴空き部を有する構造で熱移動が抑制されるため、開口部から露出している放熱器の表面の温度上昇速度は、穴空き部を有する構造がない場合より遅い。

本発明によれば、放熱器がキャビネットから露出していることにより、温まった空気が容易にキャビネット外部に排出され、放熱器による放熱効率が高まり、熱源であるバックライトの温度が下がる。またキャビネットの開口部から露出している放熱器の表面に樹脂を固着することにより、ユーザが液晶表示装置に触れた時の火傷を防止することが可能となる。樹脂を固着する面積は、放熱器全体の面積より十分小さいため、放熱効果の低減量は少ない。

本発明によれば、キャビネットの開口部から露出している放熱器の表面の温度上昇速度が遅くなるため、放熱器に樹脂を固着する組立工程が不要になる。

本発明によれば、放熱器の構造を複雑化することなく、キャビネットの開口部から露出している放熱器の表面の温度上昇速度を遅くすることができる。

本発明によれば、放熱器の一部に穴が空けられるため、放熱器の材料費を抑えることができる。

以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。

（実施の形態１）
図１及び図２は本発明に係る液晶表示装置の外観を示す斜視図、図３は本発明に係る液晶表示装置の内部構成を示す断面図である。

図１において、５０はキャビネットであり、前面に横長の長方形面を有する直方体状の箱体である。該長方形面はスタンド９０によって垂直に支持されている。キャビネット５０の下部に、上下に伸びる２本の支柱が並列に固定され、支柱の下端にスタンド９０が取り付けている。

キャビネット５０は、前側キャビネット５１及び後側キャビネット５２によって形成されている。前側キャビネット５１は、前面に１箇所の開口部５１ａを有し、後面が開口した直方体状の箱体である。後側キャビネット５２は、後面に２箇所の開口部５２ａ、５２ａを有し、前面が開口した直方体状の箱体である。前側キャビネット５１及び後側キャビネット５２の開口面を合わせて形成されたキャビネット５０の空間内には、液晶パネル１０、バックライト２０及び放熱器６０が、前からこの順番で配置されている。

前側キャビネット５１が有する開口部５１ａは、横長の長方形であり、前側キャビネット５１の前面中央に設けられていて、開口部５１ａを通じて液晶パネル１０の画像が見ることができる。後側キャビネット５２が有する２箇所の開口部５２ａ、５２ａは、後側キャビネット５２の後面の上端際から下端際まで伸びる縦長の長方形であり、後側キャビネット５２の後面の両脇に設けられている。２箇所の開口部５２ａ、５２ａを通じて、放熱器６０がキャビネット５０から見えている。開口部５２ａの縦横の幅は、放熱器６０の縦横の幅と略一致している。背面視で、開口部５２ａ及び放熱器６０の中心位置は略一致している。

放熱器６０は、例えばアルミニウム又は銅等の熱を伝導しやすい材料からなり、前面に長方形面を有する直方体状の無垢のブロック６０ａ及び丸棒状の多数のフィン６０ｂ、６０ｂ…によって形成されている。ブロック６０ａ前面の縦横の幅は、開口部５２ａの縦横の幅と略一致している。ブロック６０ａ前面は、バックライト２０の基体である直方体状のバックライトシャーシ２１の後面に固着されている。多数のフィン６０ｂ、６０ｂ…は、ブロック６０ａの背面に垂直に突設されている。フィン６０ｂ、６０ｂ…の間隔は、例えば４ｍｍ以内と狭く、ユーザの指先が入らない。フィン６０ｂは、ブロック６０ａから開口部５２ａの方向に伸びていて、フィン６０ｂ先端及び開口部５２ａの前後方向の位置は略一致する。開口部５２ａの縁端部と放熱器６０の周縁に位置するフィン６０ｂとの間隔は、例えば４ｍｍ以内と狭く、ユーザの指先がフィン６０ｂの側面に触れない。フィン６０ｂ先端が開口部５２ａから突出してもよい。フィン６０ｂ先端が開口部５２ａから突出することにより、放熱効果が高まる。

フィン６０ｂ、６０ｂ…の先端は、内径がフィン６０ｂ先端の直径と略一致し、放熱器の材料と比べて熱伝導率の低い樹脂からなる半球状のキャップ８０で、夫々覆われている。樹脂として、例えばケブラーに代表される耐熱性が高く、高強度であるポリアミド系樹脂を用いる。キャップ８０で覆われる面積は、放熱器６０全体の面積より十分に小さくし、放熱効果の低減量を少なくする。

実施の形態１は、放熱器６０のフィン６０ｂの先端夫々を樹脂製のキャップ８０で覆う構成としたが、放熱器６０のフィン６０ｂの間隔を考慮してユーザの指先が放熱器の表面に直接触れることを防止するように、例えば１枚の網状の樹脂を用いて、放熱器６０のフィン６０ｂ、６０ｂ…の先端全体を覆う構成でもかまわない。樹脂を塗布することによりフィン６０ｂの先端夫々を覆う構成であってもよい。その際、フィン６０ｂの先端の表面積がフィン全体の表面積に比べて十分小さくし、放熱効果の低減量を少なくすることが好ましい。

バックライト２０は、前面に横長の長方形面を有する直方体であり、横幅は液晶パネル１０の横幅と略一致する。バックライト２０内には、光源としての複数の線状の冷陰極線放電管（ＣＣＦＬ）４０が横置き状態で縦方向に並置され、自然光に近い白色光が前面に設けられた液晶パネル１０に投射されるようになっている。なお、白色ＬＥＤ及び／又は複数色のＬＥＤを配置したものをバックライトとして用いてもよい。バックライト２０は、前面が横長の長方形に開口された直方体状のバックライトシャーシ２１を基体として、バックライトシャーシ２１の内壁に反射膜２２が形成されている。反射膜２２は、例えば、アルミニウムなどの光反射性に優れた材料を蒸着することにより形成される。バックライトシャーシ２１の開口部には、例えば、拡散板、拡散シート、Ｒ−ＢＡＦ及びＤ−ＢＡＦなどの積層体である光学シート３０が配置されている。

図３は実施の形態１に係る液晶表示装置の内部構成を示す右側断面図である。バックライトシャーシ２１の後面は、バックライトシャーシ２１の横幅と略一致した長さの棒状のヒートパイプ７０を複数備えている。複数のヒートパイプ７０、７０…は、バックライトシャーシ２１の後面に上下方向に等間隔で並列に固着され、無垢なブロック６０ａを貫通している。バックライトシャーシ２１及びヒートパイプ７０、７０…の空隙は、固着界面の熱抵抗を低減して熱伝導性を向上させるために、熱伝導性の接合材で埋められている。ヒートパイプ７０の外径及びブロック６０ａの貫通孔の直径は略一致し、ヒートパイプ７０及びブロック６０ａの空隙は熱伝導性の接合材で埋められている。

放熱器６０の周囲側面に、放熱器６０の材料と比べて熱伝導率の低い樹脂を用いた樹脂板８１が配置されている。樹脂板８１の高さは、バックライトシャーシ２１の後面から開口部５２ａまでの距離に略等しい。樹脂板８１は、バックライトシャーシ２１の後面に垂直であり、開口部５２ａの縁及びバックライトシャーシ２１に当接するように、放熱器６０の周囲側面に配置されている。

上述のような構成を液晶表示装置が備えることにより、バックライト２０からの発熱は、直接及びヒートパイプ７０を介して、ブロック６０ａに伝導する。ブロック６０ａに伝導した熱は、バックライト２０から開口部５２ａの方向に突設されたフィン６０ｂを伝導し、フィン６０ｂ表面から空中に拡散する。拡散した熱は、開口部５２ａより液晶表示装置外部に排出される。放熱器６０がキャビネット５０の開口部５２ａから露出した構造を備えることにより、放熱器６０の放熱により温まった空気がキャビネット外部に排出され、放熱器６０はバックライト２０により発生する熱を効率よく放熱する。また、フィン６０ｂの先端は、樹脂製のキャップ８０を装着するため、フィン６０ｂよりも温度上昇速度が遅く、ユーザの指先が放熱器のフィン先端に触れたときの火傷を防止する。また、樹脂板８１により、温まった空気が、キャビネット５０内部に拡散することが抑制され、開口部５２ａより排出される。その結果、放熱器６０はバックライト２０により発生する熱を効率よく放熱する。

実施の形態１では、フィン６０ｂの先端は開口部５２ａに近接する位置にあり、樹脂板８１は開口部５２ａの縁及びバックライトシャーシ２１に当接するように構成されているが、フィン６０ｂ先端及び樹脂板８１が、開口部５２ａから突出してもよい。また、樹脂板８１の開口部５２ａから突出した部分が、穴空き構造を有する構成であっても良い。穴空き構造の穴の大きさ及び間隔は、ユーザの指先が放熱器６０の側面に直接触れることを防止する大きさ及び間隔で設けられている。穴空き構造を有することにより、フィン６０ｂの開口部５２ａから突出している部分は、周囲の空気の移動量が増加するため、放熱器６０は効率よく放熱を行なう。

（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置の放熱器の配置及び構成を示す下側断面図である。

フィン６０ｂは、長さがフィン６０ｂの長さの約１０分の１で、直径がフィン６０ｂの直径の約１０分の１である丸棒状の括れ部６０ｃを、フィン６０ｂ先端付近に備える。括れ部６０ｃとフィン６０ｂとの中心軸の位置は一致する。括れ部６０ｃからフィン６０ｂ先端までの距離は、フィン６０ｂの長さの約１０分の１である。

熱抵抗と物体の長さ、断面積及び熱伝導率との関係は、Ｒ＝Ｌ／Ａ／ｋで表される（Ｒ：熱抵抗値、Ｌ：長さ、Ａ：断面積、ｋ：熱伝導率）。従って、括れ部６０ｃを有する構造は、括れ部を有さない場合と比べて、断面積Ａが約１０分の１と小さいため、熱抵抗値Ｒが約１０倍大きい。括れ部６０ｃを有する構造を備えるため、放熱器６０は、括れ部がない場合と比べて、熱源であるバックライト２０からフィン６０ｂの先端へ熱が伝わる速度が遅い。その結果、フィン６０ｂの先端の温度上昇速度は、括れ部６０ｃを有する構造がない場合より遅くなり、バックライト２０により発生する熱を効率よく放熱すると共に、ユーザの火傷を防止する。

なお、括れ部６０ｃの長さ、断面積及び括れ部６０ｃからフィン６０ｂの先端までの距離は、放熱器６０が効率よく放熱するとともに、括れ部６０ｃの熱抵抗を大きくすることによりユーザの火傷を防止するように、適宜決定すればよく、本実施の形態の括れ部６０ｃの長さ、断面積及び括れ部６０ｃからフィン６０ｂの先端までの距離に限定されるものではない。また、図４において図３と同一部分には同一符号を付してそれらの説明は省略する。

（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３に係る液晶表示装置の放熱器の配置及び構成を示す下側断面図である。

フィン６０ｂは、多数の穴６０ｄ、６０ｄ、…が開設してある穴空き部６０ｅを、フィン６０ｂ先端からフィン６０ｂ全長の約１０分の１から約１０分の２の位置に有する。多数の穴６０ｄ、６０ｄ、…は、フィン６０ｂの中心軸に対して垂直で、中心軸から放射状に、軸長方向に所定の間隔で開設されている。従って、穴空き部６０ｅを有するフィン６０ｂは、穴空き部６０ｅを有さない場合と比べて、一部の断面積Ａが小さく、熱抵抗値Ｒが大きい。放熱器６０は、穴空き部６０ｅを有するフィン６０ｂを備えるため、穴空き部６０ｅがない場合と比べて、熱源であるバックライト２０からフィン６０ｂ先端へ熱が伝わる速度が遅い。その結果、フィン６０ｂ先端の温度上昇速度は、穴空き部６０ｅがない場合より遅くなり、バックライト２０により発生する熱を効率よく放熱すると供に、ユーザの火傷を防止する。

なお、穴空き部６０ｅの長さ、穴６０ｄの配置、及び穴空き部６０ｅからフィン６０ｂ先端までの距離は、放熱器６０が効率よく放熱するとともに、穴空き部６０ｅの熱抵抗を大きくすることによりユーザの火傷を防止するように、適宜決定すればよく、本実施の形態の穴空き部６０ｅの長さ、穴６０ｄの配置、及び穴空き部６０ｅからフィン６０ｂの先端までの距離に限定されるものではない。また、図５において図３と同一部分には同一符号を付してそれらの説明は省略する。

上述した実施の形態は、熱抵抗が大きい構造として穴空き部６０ｅを有する構造を用いた場合について説明したが、本発明はこれに限らず、放熱器６０の材料と比べて熱伝導率が低い樹脂等で形成された熱抵抗が大きい構造を用いた場合にも適応できる。また、熱抵抗が大きい構造として、多数の穴が開設された括れ部を有する構造を用いた場合にも適応できる。

本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の前側外観を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の後側外観を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の内部構成を示す右側断面図である。 本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置の放熱器の配置及び構成を示す下側断面図である。 本発明の実施の形態３に係る液晶表示装置の放熱器の配置及び構成を示す下側断面図である。

符号の説明

１０ 液晶パネル
２０ バックライト
２１ バックライトシャーシ
３０ 光学シート
４０ ＣＣＦＬ
５０ キャビネット
６０ 放熱器
７０ ヒートパイプ
８０ キャップ

Claims (4)

1. 液晶パネルと、該液晶パネルを背面から投射するバックライトとを、キャビネットに収容してある液晶表示装置において、
   前記キャビネットは開口部を有し、
   前記バックライトの熱を放出する放熱器が前記開口部から露出し、
   該開口部から露出している前記放熱器の表面に、該放熱器より熱伝導率が低い樹脂を固着していること
   を特徴とする液晶表示装置。
2. 液晶パネルと、該液晶パネルを背面から投射するバックライトとを、キャビネットに収容してある液晶表示装置において、
   前記キャビネットは開口部を有し、
   前記バックライトの熱を放出する放熱器が前記開口部から露出し、
   該放熱器は、前記バックライトから前記開口部までの途中に、他の部分より熱抵抗が大きい構造を備えること
   を特徴とする液晶表示装置。
3. 前記熱抵抗が大きい構造は
   括れ部を有する構造であること
   を特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記熱抵抗が大きい構造は
   穴空き部を有する構造であること
   を特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。

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