JP2009180804A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱効果の優れた液晶表示装置の提供。液晶表示領域において均一な熱放散を図ることのできる液晶表示装置の提供。
【解決手段】水平面に対して立てて用いられる液晶表示装置であって、
液晶表示パネルと、この液晶表示パネルの背面に配置されるバックライトとを有し、
前記バックライトは、前記液晶表示パネルと対向する平面内に並設される複数の光源と、これら光源を収納するフレームと、このフレームの内側に配置される放熱板と、該放熱板の前記液晶表示パネル側の面に配置される反射シートを備え、
前記放熱板は、その上方に相当する部分に、前記フレームに形成された透孔を通して該フレームの前記液晶表示パネルと反対側の面へ突出する放熱フィンが形成され、
下方に相当する部分に、前記フレームおよび前記反射シートによって閉塞される透孔が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は液晶表示装置に係り、いわゆる直下型のバックライトを備える液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、その液晶表示パネルの大型化の傾向にともない、バックライトとして面状光源の均一化が図れるいわゆる直下型のものが使用されてきている。

該バックライトは、前記液晶表示パネルと対向する平面内に並設される複数のたとえば蛍光管からなる棒状光源と、これら棒状光源を支持するフレームとを有し、このフレームの前記棒状光源を支持する面に配置された反射シートを備えて構成されている。

この場合において、前記棒状光源から発生する熱が液晶表示装置内に蓄積されないように該液晶表示装置の外方に放熱させることが必要となる。

たとえば、液晶表示装置内には液晶表示パネルの各画素を駆動させるための半導体装置が組み込まれ、該半導体装置が熱によって特性が劣化してしまうのを回避させるためである。

このため、前記フレームの液晶表示パネルと反対側の面に放熱フィンを有する放熱手段を配置させたものが知られている。このような構成を有する液晶表示装置としては、たとえば下記特許文献１に開示がなされている。
特開２００５−８４２７０号公報

しかし、上述した液晶表示装置は、蛍光管から発生する熱をフレームを介して放熱手段に放熱させる構成からなるものである。

このことは、前記フレームにおいて、そのフレームとしての機能を重視した場合、その材料の選定に制限が付され、たとえば熱伝導率の良好でない材料で構成せざるを得ないということがある。

このことから、放熱手段を構成する材料は、その熱の伝導経路において全て熱伝導率の優れた材料で構成し、前記フレームを介在させることなく熱を放散させることが望ましくなる。

また、液晶表示装置は、その駆動時に、水平面に対して立てて用いられるものがあり、この場合において、液晶表示装置の表示領域の全域に亘って均一な放熱手段を設けた場合、熱の対流が影響して、実際には熱放散が均一になされなくなるという不都合を生じ、前記特許文献１は、このことに関し言及していないものとなっている。

本発明の目的は、放熱効果の優れた液晶表示装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、液晶表示領域において均一な熱放散を図ることのできる液晶表示装置を提供することにある。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。

（１）本発明による液晶表示装置は、たとえば、水平面に対して立てて用いられる液晶表示装置であって、
液晶表示パネルと、この液晶表示パネルの背面に配置されるバックライトとを有し、
前記バックライトは、前記液晶表示パネルと対向する平面内に並設される複数の光源と、これら光源を収容するフレームと、このフレームの内側に配置される放熱板と、該放熱板の前記液晶表示パネル側の面に配置される反射シートを備え、
前記放熱板は、その上方に相当する部分に、前記フレームに形成された開口を通して該フレームの前記液晶表示パネルと反対側の面へ突出する放熱フィンが形成され、
下方に相当する部分に、前記フレームおよび前記反射シートによって閉塞される開口が形成されていることを特徴とする。

（２）本発明による液晶表示装置は、たとえば、（１）の構成を前提とし、放熱板の前記放熱フィンは前記放熱板の一部を起立させて構成され、前記放熱板の起立によって形成される該放熱板の開口に対向する前記フレームの箇所に開口が形成されていることを特徴とする。

（３）本発明による液晶表示装置は、たとえば、（１）の構成を前提とし、前記フレームはアルミニウムあるいは鉄で構成されていることを特徴とする。

（４）本発明による液晶表示装置は、たとえば、（１）の構成を前提とし、前記放熱板は前記フレームよりも大きな熱伝導率を有する材料で構成されていることを特徴とする。

（５）本発明による液晶表示装置は、たとえば、（１）の構成を前提とし、 前記放熱フィンは、前記放熱板の上方に相当する部分に複数散在されて設けられていることを特徴とする。

（６）本発明による液晶表示装置は、たとえば、（１）の構成を前提とし、 前記放熱板の下方に相当する部分に形成される前記開口は複数散在されて設けられていることを特徴とする。

（７）本発明による液晶表示装置は、たとえば、（１）の構成を前提とし、 前記放熱フィンは、それを放熱板に対して平面的に観た場合、垂直方向に延在された形状をなすことを特徴とする。

なお、本発明は以上の構成に限定されず、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

このように構成した液晶表示装置は、さらに、放熱の効率化を図ることができるようになる。

また、このように構成した液晶表示装置は、液晶表示領域において均一な熱放散を図ることができるようになる。

以下、本発明による液晶表示装置の実施例を図面を用いて説明をする。

図２（ａ）は、本発明による液晶表示装置の一実施例を示す概略構成図であり、液晶表示パネルＰＮＬ、光学シートＯＳ、およびバックライトＢＬの分解斜視図を示している。なお、これら液晶表示パネルＰＮＬ、光学シートＯＳ、およびバックライトＢＬは、後述するように、上フレーム（図１（ｂ）において符号ＵＦで示す）、中フレーム（図１（ｂ）において符号ＭＦで示す）、および下フレーム（図１（ｂ）において符号ＤＦで示す）によってモジュール化されるが、図２（ａ）において、これら上フレーム、中フレーム、および下フレームの図示は省略している。

図２（ａ）において、まず、観察者側から、液晶表示パネルＰＮＬ、光学シートＯＳ、およびバックライトＢＬが順次配置されている。

液晶表示パネルＰＮＬは、一対の平行配置されたたとえばガラスからなる基板ＳＵＢ１、ＳＵＢ２を外囲器とし、これら各基板ＳＵＢ１、ＳＵＢ２の間に液晶が介在されて構成されている。

前記基板ＳＵＢ１、ＳＵＢ２のそれぞれの液晶側の面には、マトリックス状に配置された画素(図示せず)が前記液晶を一構成要素として形成され、これら画素毎に当該液晶の光透過率を制御できるようになっている。

そして、これら各画素が形成された領域を液晶表示領域ＡＲ（図中点線枠で囲まれた領域）とし、後述のバックライトＢＬからの光を該液晶表示領域ＡＲの全域にわたって照射し、各画素を透過する光を通して観察者に映像を認識させるようになっている。

なお、観察者側に対して後方に配置された基板ＳＵＢ１は基板ＳＵＢ２よりも面積が大きく形成され、前記基板ＳＵＢ２から露出された周辺には、各画素を独立に駆動させるための回路からなる半導体装置ＳＣＤが搭載されている。

そして、液晶表示パネルＰＮＬの背面には、たとえば、拡散シート、プリズムシート、あるいはこれらの積層体からなる光学シートＯＳを介してバックライトＢＬが配置されている。光学シートＯＳは、バックライトＢＬからの光を拡散あるいは集光させたりして液晶表示パネルＰＮＬ側へ導くようになっている。

バックライトＢＬは、いわゆる直下型と称されるもので、液晶表示パネルＰＮＬと平行な平面内に、図中ｘ方向に長手方向を一致させ図中ｙ方向に並設される複数のたとえば蛍光管からなる光源ＣＬを収容する下フレームＤＦを備える。光源ＣＬは蛍光管でなく、発光ダイオード（ＬＥＤ）であってもよい。

この下フレームＤＦはたとえばアルミニウムあるいは鉄から構成された箱体状をなし、それらの側壁面は底面に対して鈍角の広がりを有して傾斜配置されている。このような材料からなる下フレームＤＦは、その表面においてたとえば錆止め等の処理がなされ、このことも原因して、後述の放熱板（図１において符号ＥＨＢで示す）よりも熱伝導率が小さくなっている。この下フレームＤＦはかならずしも上述した材料に限定されることはなくたとえば樹脂等であってもよい。

また、前記下フレームＤＦの液晶表示パネルＰＮＬ側であって前記棒状光源ＣＬの背部に反射シートＲＳが配置され、これによって前記棒状光源ＣＬからの光を前記反射シートＲＳによって反射させて液晶表示パネルＰＮＬ側へ指向させるようになっている。

ここで、図２（ａ）では、図示されていないが、前記反射シートＲＳと下フレームＤＦとの間には、該下フレームＤＦよりも熱伝導率の大きな材料で構成された放熱板ＥＨＢ（図１（ａ）、図１（ｂ）参照）が配置されている。この放熱板ＥＨＢは、たとえば、少なくとも前記液晶表示パネルＰＮＬの液晶表示領域ＡＲと対向して配置される大きさとなっている。

なお、本発明による液晶表示装置は、図２（ｂ）に示すように、水平面に対して立てて用いられるようになっており、その際における該液晶表示装置の液晶表示パネルＰＮＬ、光学シートＯＳ、およびバックライトＢＬの上下方向は、図２（ａ）に示す液晶表示パネルＰＮＬ、光学シートＯＳ、およびバックライトＢＬの図中の上下方向に対応している。

図１（ａ）は、前記バックライトＢＬを、前記液晶表示パネルＰＮＬが配置される側とは反対側の面（観察者にとっては背面に相当する）から観た場合の構成を示している。

図１（ａ）は、図２に示すバックライトＢＬを、その上下をそのままにし、左右を逆にして裏返した状態を示している。

図１（ａ）において、下フレームＤＦは、図中、その上部から下部にかけて、たとえば上段領域ＵＤ、中段領域ＭＤ、下段領域ＤＤの３つに区分けされた横方向と平行な各領域を有し、これらの領域のうち、領域ＵＤおよび領域ＭＤにおいて、前記放熱板ＥＨＢと一体に形成される放熱フィンＥＨＦが前記下フレームＤＦに形成された開口ＯＭＦを通して突出されているのに対し、領域ＤＤにおいて、下フレームＤＦには前記開口ＯＭＦに相当する開口は形成されておらず、放熱板ＥＨＦも突出されていない構成となっている。

すなわち、前記領域ＵＤにおいて、図中ｘ方向に並設された複数の開口ＯＭＦが下フレームＤＦに形成され、これら開口ＯＭＦはたとえば図中ｙ方向に延在する長方形をなすように形成されている。そして、下フレームＤＦの前記液晶表示パネルＰＮＬ側の面に配置された放熱板ＥＨＢと一体に形成された放熱フィンＥＨＦが前記開口ＯＭＦを通して前記下フレームＤＦの前記液晶表示パネルＰＮＬと反対側の面に突出するように構成されている。

前記放熱フィンＥＨＦは、前記開口ＯＭＦの一方側の長辺（たとえば図中右側の長辺）に近接して配置され、図中ｙ方向に延在する板状をなして構成されている。

前記放熱フィンＥＨＦを図中ｙ方向に、すなわち、液晶表示装置を水平面に対して立てて用いた場合において、垂直方向に延在する板状とすることにより、たとえば大気中の塵等が該放熱フィンＥＨＦに堆積してしまうのを回避できるようになる。

前記領域ＭＤにおいても、その放熱フィンＥＨＦが前記領域ＵＤにおける放熱フィンＥＨＦに対し半ピッチ分ずれて配置されていることを除いて、前記領域ＵＤの場合と同様となっている。

すなわち、前記領域ＭＤにおいて、図中ｘ方向に並設された複数の開口ＯＭＦが下フレームＤＦに形成され、各開口ＯＭＦは図中ｙ方向に延在する長方形をなすこと、放熱板ＥＨＢと一体に形成される放熱フィンＥＨＦが前記開口ＯＭＦを通して突出して構成されていること、前記放熱フィンＥＨＦは、前記開口ＯＭＦの図中右側の辺に近接して配置され、図中ｙ方向に延在する板状をなして構成されていることは、前記領域ＵＤの場合と同様となっている。

なお、領域ＭＤにおける放熱フィンＥＨＦを領域ＵＤにおける放熱フィンＥＨＦに対し半ピッチ分ずらして配置させたのは、放熱フィンＥＨＦによる放熱の効果の均一化を図るためである。

このように、放熱板ＥＨＢを下フレームＤＦよりも熱伝導率の良好な材料で構成するとともに、放熱フィンＥＨＦを該放熱板ＥＨＢと一体に形成することによって、熱放散の効率化を図ることができるようになる。

前記領域ＤＤにおいては、その下フレームＤＦに、前記領域ＵＤおよび領域ＭＤに形成された前記開口ＯＭＦに相当するスリットは形成されておらず、このため、放熱フィンＥＨＦも突出していない構成となっている。

しかし、該下フレームＤＦの液晶表示パネルＰＮＬ側に面において配置される放熱板ＥＨＢにおいて、図中ｘ方向に並設された複数の開口ＯＭＥ（図１（ａ）において点線で示す）を有するように形成されている。

前記放熱板ＥＨＢは、その一方の面側において下フレームＤＦが配置され、他方の面側において反射シートＲＳが配置されていることから、該放熱板ＥＨＢの前記開口ＯＭＥは、その開口端が前記下フレームＤＦおよび反射シートＲＳによって閉塞（密閉される必要はない）されるようになる。

このため、前記放熱板ＥＨＢの開口の内部は、熱伝導率の比較的小さな空気を空気層として残留させる機能を有するようになる。

したがって、前記領域ＤＤを上述のように構成することによって、放熱フィンＥＨＦが存在しない分だけ熱の放散を抑制させるばかりか、熱を前記空気層に蓄積（保持）させるようにできる。

このことは、熱の対流等によって、液晶表示装置の上方の領域（前記領域ＵＤ、ＭＤに相当する）において熱が蓄積されやすく、放熱フィンＥＨＦを通して熱の放散がなされたとしても、充分な温度降下を期待できない場合がある。

一方、液晶表示装置の下方の領域（前記領域ＤＤに相当する）において、熱は液晶表示装置の上方に伝導し易く、さらに下フレームＵＦ等を通して熱が放散され、必要以上の温度降下がなされてしまい場合がある。

このため、液晶表示装置の液晶表示領域ＡＲにおいて、熱の分布の均一化が図れなくなり、前記領域ＤＤにおいて、むしろ、熱を積極的に保持させることが必要となる。

上述した実施例では、前記領域ＤＤにおいて、下フレームＤＦと反射シートＲＳに挟持されて配置される放熱板ＥＨＢに開口ＯＭＥを形成することにより、該開口ＯＭＥに空気層を設け、この空気層に熱を保持させるように構成している。

したがって、液晶表示領域において熱の均等化の調整をし易くできるという効果を奏する。

図３（ａ）は、図１（ａ）の説明における放熱板ＥＨＢを、その上下、左右を入れ替えることなく、そのまま抜き出して示した平面図である。

図３（ａ）において、前記放熱板ＥＨＢは、その領域ＵＤにおいて、図中ｘ方向に並設される複数の放熱フィンＥＨＦが形成され、領域ＭＤにおいて、領域ＵＤの放熱フィンＥＨＦよりも半ピッチずれて図中ｘ方向に並設される放熱フィンＥＨＦが形成されている。

そして、領域ＤＤにおいて、図中ｘ方向に並設される複数の開口ＯＭＥが形成されている。

ここで、図３（ａ）から明らかとなるように、前記領域ＵＤ、ＭＤには、放熱フィンＥＨＦと隣接する箇所において開口ＯＰＳが形成されている。

すなわち、図４は、前記放熱板ＥＨＢにおいて、その領域ＵＤに形成されている放熱フィンＥＨＦと、領域ＭＤに形成されている放熱フィンＥＨＦと、領域ＤＤに形成されている開口ＯＭＥを示した斜視図である。

領域ＵＤ、領域ＭＤに形成されている放熱フィンＥＨＦ、いずれも、前記放熱板ＥＨＢに"コ"字状の切り欠きを形成し、この切り欠きに囲まれる部分を屈曲、起立させることにより形成したものとなっている。これにより、一枚の放熱板ＥＨＢから容易に放熱フィンＥＨＦを一体化させて構成させることができる。したがって、前記放熱板ＥＨＢには、前記放熱フィンＥＨＢに隣接する部分において開口ＯＰＥが形成されることになる。

そして、この場合、前記開口ＯＰＥは、たとえば下フレームＤＦに形成された前記開口ＯＭＦの形成領域に重ねて配置されるようになっている。換言すれば、放熱板ＥＨＢの前記開口ＯＰＥと対向する下フレームＤＦの箇所に前記開口ＯＭＦが形成されるようになっている。

このように構成することによって、前記開口ＯＰＥは、放熱フィンＥＨＦを形成しない領域ＤＤにおける前記開口ＯＭＥの場合と異なり、放熱板ＥＨＢからの熱を前記開口ＯＰＥおよび下フレームＤＦに形成された前記開口ＯＭＦを通して液晶表示装置の外方へ放散させやすくする機能を有するようになる。

図１（ｂ）は、図２のI（ｂ）−I（ｂ）線における断面図で、前記液晶表示パネルＰＮＬ、光学シートＯＳ、およびバックライトＢＬをモジュール化させる上フレームＵＦ、中フレームＭＦ、下フレームＤＦも併せ描いている。なお、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるｂ−ｂ線における断面図に相当している。

液晶表示パネルＰＮＬは、該液晶表示パネルＰＮＬの液晶表示領域ＡＲに対向する領域に開口が設けられた枠状の中フレームＭＦに載置されている。

バックライトＢＬの下フレームＤＦと前記中フレームＭＦとの間には光学シートＯＳの周辺が挟持されている。

バックライトＢＬの下フレームＤＦの底面に載置される反射シートＲＳと該下フレームＤＦとの間には放熱板ＥＨＢが配置されている。

この放熱板ＥＨＢには該放熱板ＥＨＢの一部を起立させて構成した放熱フィンＥＨＦが備えられ、この放熱フィンＥＨＦは前記下フレームＤＦに形成された開口ＯＭＦを通して、前記下フレームＤＦの前記液晶表示パネルＰＮＬと反対側の面に突出して形成されている。

この場合、前記放熱フィンＥＨＦの形成によって前記放熱板ＥＨＢに形成された開口ＯＰＥは前記下フレームＤＦの開口ＯＭＦと少なくとも一部において重なるようになっている。

また、液晶表示パネルＰＮＬの上面を被って配置される上フレームＵＦは、該液晶表示パネルＰＮＬの液晶表示領域ＡＲと対向する部分において開口（窓）が設けられ、その周辺部は前記中フレームＭＦの外周を被って延在され、前記下フレームＤＦに係止されるようになっている。

図１（ｃ）は、図２のI（ｃ）−I（ｃ）線における断面図である。また、図１（ｃ）は、図１（ａ）におけるｃ−ｃ線における断面図に相当している。

図１（ｃ）において、図１（ｂ）に示す符号と同一の符号は同一の材料を示している。

図１（ｃ）において、図１（ｂ）の場合と比較して異なる構成は、前記放熱板ＥＨＢにおいて、図１（ｂ）に示した放熱フィンＥＨＦに相当する放熱フィンが形成されていないものとなっており、これにともない、下フレームＤＦにおいて、図１（ｂ）に示した開口ＯＭＦに相当する開口が形成されていないものとなっている。

そして、前記放熱板ＥＨＢには開口ＯＭＥが形成され、この開口ＯＭＥは、前記放熱板ＥＨＢの各面側に配置される下フレームＤＦおよび反射シートＲＳによって、その開口端が閉塞されるようになっている。

上述した実施例では、前記放熱板ＥＨＢにおいて、図３（ａ）に示すように、領域ＤＤに形成する開口ＯＭＥは、図中ｘ方向に並設された複数の開口ＯＭＥとして形成したものである。

しかし、これに限定されることはなく、たとえば、図３（ｂ）に示すように、図中ｘ方向に延在する１個の開口ＯＭＥとして形成するようにしてもよい。このようにした場合でも、液晶表示装置の下部の領域である前記ＤＤにおいて、前記開口ＯＭＥにおいて熱を保持する空気層を形成することができるからである。

上述した実施例では、液晶表示装置を、その上部から下部にかけて、３つに区分けされた水平面と平行な各領域を想定し、これらの領域のうち、最下部の領域に放熱フィンを設けず空気層を設けた構成としたものである。

しかし、区分けする領域は必ずしも３つに限定されることはなく、たとえば２つ、あるいは４つ以上であってもよい。

上述した各実施例はそれぞれ単独に、あるいは組み合わせて用いても良い。それぞれの実施例での効果を単独であるいは相乗して奏することができるからである。

本発明による液晶表示装置の一実施例を示す要部構成図である。 本発明による液晶表示装置の一実施例の全体を示す構成図である。 本発明による液晶表示装置に備えられる放熱板と放熱フィンの実施例を示す構成図である。 本発明による液晶表示装置に備えられる放熱板と放熱フィンの実施例を示す斜視図である。

符号の説明

ＰＮＬ……液晶表示パネル、ＳＵＢ１、ＳＵＢ２……基板、ＡＲ……液晶表示領域、ＳＣＤ……半導体装置、ＣＬ……棒状光源、ＲＳ……反射シート、ＯＳ……光学シート、ＢＬ……バックライト、ＵＦ……上フレーム、ＭＦ……中フレーム、ＤＦ……下フレーム、ＯＭＦ……開口、ＥＨＢ……放熱板、ＯＭＥ、ＯＰＥ……開口、ＥＨＦ……放熱フィン。

Claims (7)

1. 水平面に対して立てて用いられる液晶表示装置であって、
   液晶表示パネルと、この液晶表示パネルの背面に配置されるバックライトとを有し、
   前記バックライトは、前記液晶表示パネルと対向する平面内に並設される複数の光源と、これら光源を収容するフレームと、このフレームの内側に配置される放熱板と、該放熱板の前記液晶表示パネル側の面に配置される反射シートを備え、
   前記放熱板は、その上方に相当する部分に、前記フレームに形成された開口を通して該フレームの前記液晶表示パネルと反対側の面へ突出する放熱フィンが形成され、
   下方に相当する部分に、前記フレームおよび前記反射シートによって閉塞される開口が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 放熱板の前記放熱フィンは前記放熱板の一部を起立させて構成され、前記放熱板の起立によって形成される該放熱板の開口に対向する前記フレームの箇所に開口が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記フレームはアルミニウムあるいは鉄で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 前記放熱板は前記フレームよりも大きな熱伝導率を有する材料で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 前記放熱フィンは、前記放熱板の上方に相当する部分に複数散在されて設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
6. 前記放熱板の下方に相当する部分に形成される前記開口は複数散在されて設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
7. 前記放熱フィンは、垂直方向に延在された形状をなすことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。

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