JP2010108891A - ディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】十分な空気の対流ができない場合であっても、効果的にバックライトからの発熱を放熱することができるディスプレイ装置を提供することにある。
【解決手段】液晶パネル１０と、該液晶パネル１０の裏面１０ａ側に配設され、バックライト３０及び該バックライト３０の裏面３０ａ側に位置するバックライトシャーシ４０を有するバックライトアッセンブリ５０と、該バックライトアッセンブリ５０の裏面５０ａ側に配設されたバックカバー６０とを具え、前記バックライトシャーシ４０が、前記バックカバー６０と対向する表面４０ａの放射率が0.5以上であり、かつ、前記バックカバー６０との間隔Ｘが20mm以下であることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶パネルと、該液晶パネルの裏面側に配設され、バックライト及び該バックライトの裏面側に位置するバックライトシャーシを有するバックライトアッセンブリと、該バックライトアッセンブリの裏面側に配設されたバックカバーとを具えるディスプレイ装置に関し、特に、薄型化により、前記バックライトシャーシと、前記バックカバーとの間での空気の対流が阻害される状況においても、効率的に放熱することができるディスプレイ装置に関する。

液晶テレビ等に用いられるディスプレイ装置は、一般的に、液晶パネルと、該液晶パネルの裏面を光で照らすためのバックライトを有するバックライトアッセンブリと、さらにその裏面に配置されたバックカバーとを具える。

このようなディスプレイ装置では、前記バックライトが光とともに熱を発生し、この熱がディスプレイ装置内に蓄熱する結果、回路やライトの短寿命化や熱応力による各部材及び接点の劣化を引き起こすという問題があった。さらに、現在の液晶ディスプレイの薄型化や、大型化、高輝度化に伴い、前記バックライトから発生する熱がさらに大きくなっているため、前記バックライトからの発熱についての対策が非常に重要であると考えられている。

上記対策としては、従来、バックライトから発生した熱を、前記バックライトの裏面側に位置するバックライトシャーシへと伝導させ、熱を帯びたバックライトシャーシの裏面において、空気の自然対流又はファン等を用いた強制対流によって放熱するディスプレイ装置が挙げられる。例えば、特許文献１に開示されているように、高い熱伝導度を有する放熱部材をバックライトの外部電極とバックライトシャーシの間に設けることで、前記バックライトから発生する熱を効率的に放出させるというディスプレイ装置などである。

しかしながら、特許文献１のディスプレイ装置は、現在の大型化、薄型化が進んだテレビに用いた場合、空気が対流するための経路が長くなる一方で、前記バックライトシャーシと、その裏面に位置するバックカバーとの間隙が狭くなるため、対流では十分に放熱することができないという問題があった。

また、前記対流を促すためのバックカバーに設けられた通気孔は、ディスプレイ装置内へのほこりや水の侵入を防ぐことはできず、回路短絡を引き起こす恐れがあることから、安全上、設けないほうが好ましく、さらに、テレビの清音化及び薄型化の要求から、空気を強制対流させるためのファンについても設けないほうが好ましい。そのような場合には、さらに空気の対流が妨げられることになる。
特開２００６−３１０３０５号公報

本発明の目的は、バックライトシャーシ及びバックカバーの適正化を図ることにより、十分な空気の対流ができない場合であっても、効果的にバックライトからの発熱を放熱することができるディスプレイ装置を提供することにある。

本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、従来の金属表面を有するバックライトシャーシでは、前記バックカバーとの間隔が20mm以下の場合、対流が妨げられるため、対流が十分な場合と比較すると前記バックライトシャーシ温度が上昇するが、前記バックライトシャーシの前記バックカバーと対向する表面の放射率を0.5以上にすることにより、前記バックライトシャーシが帯びた熱を、従来の対流による放熱に加えて、赤外線として前記バックカバーに伝熱させて放熱することができるため、前記バックカバーとの間隔が狭く空気の対流が十分にできない場合であっても、効果的な放熱が可能となることを見出した。

本発明は、このような知見に基づきなされたもので、その要旨は以下の通りである。
（１）液晶パネルと、該液晶パネルの裏面側に配設され、バックライト及び該バックライトの裏面側に位置するバックライトシャーシを有するバックライトアッセンブリと、該バックライトアッセンブリの裏面側に配設されたバックカバーとを具えるディスプレイ装置において、前記バックライトシャーシは、前記バックカバーと対向する表面の放射率が0.5以上であり、かつ、前記バックカバーとの間隔が20mm以下であることを特徴とするディスプレイ装置。

（２）前記バックライトシャーシは、少なくとも前記バックカバーと対向する表面に、前記放射率を有する皮膜を形成してなる表面処理金属板であることを特徴とする上記（１）記載のディスプレイ装置。

（３）前記皮膜は、SiO₂、ZrO₂、TiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、Al₂Si₄O₁₀(OH)₂、白雲母、蛍石、タルク、SiC及びカーボンブラックのうちの少なくとも１つを含む塗膜であることを特徴とする上記（２）記載のディスプレイ装置。

（４）前記皮膜は、黒化処理した電気Zn−Niめっき層、及び有機樹脂皮膜を順次形成した複合層であることを特徴とする上記（２）記載のディスプレイ装置。

（５）前記バックカバーは、前記バックライトシャーシと対向する表面の放射率が0.8以上であることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれか１項記載のディスプレイ装置。

本発明によれば、十分な空気の対流ができない場合であっても、効果的にバックライトからの発熱を放熱することができるディスプレイ装置を提供することが可能となった。

以下、図を参照して、本発明の構成と限定理由を説明する。
図１は、本発明によるディスプレイ装置の要部を模式的に示した分解斜視図であり、図２は、本発明によるディスプレイ装置の要部を模式的に示した分解断面図である。

本発明によるディスプレイ装置は、図１及び図２に示すように、液晶パネル１０と、該液晶パネル１０の裏面１０ａ側に配設され、バックライト３０及び該バックライト３０の裏面３０ａ側に位置するバックライトシャーシ４０及び必要に応じて前記バックライト３０の表面３０ｂ側に位置する拡散板７０を有するバックライトアッセンブリ５０と、該バックライトアッセンブリ５０の裏面５０ａ側に配設されたバックカバー６０とを具えるディスプレイ装置１である。なお、本発明において、バックライトシャーシ４０とバックカバー６０の表・裏については、液晶パネル側をｂ面、その反対側をａ面と表記する。

そして、本発明によるディスプレイ装置１は、前記バックライトシャーシ４０が、前記バックカバー６０と対向する表面４０ａの放射率が0.5以上であり、かつ、前記バックカバー６０との間隔Ｘが20mm以下であることを特徴とする。かかる構成を採用することによって、前記バックライト３０から発生した熱が、前記バックライトシャーシ４０に伝導した後、従来の対流による放熱に加えて、前記表面４０ａから放射した熱が赤外線として前記バックカバー６０へと伝導し、該バックカバー６０において放熱される結果、前記バックライトシャーシ４０と前記バックカバー６０との間隔Ｘが狭く、空気の対流が十分にできない場合であっても、効果的な放熱が可能となる。
ここで、前記間隔Ｘとは、ディスプレイ装置１の前記バックライトシャーシ４０と前記バックカバー６０とが大気を介して接する箇所での最小間隔のことをいい、例えば、図１及び図２に示すように、ディスプレイ装置１の各部材１０〜６０の積層方向に延びる任意の少なくとも１本の線Ｐ１、Ｐ２を、それぞれ液晶パネルの長手方向Ｌと直交する方向Ｃへ移動させ、それぞれの地点における前記バックライトシャーシ４０と前記バックカバー６０との間隔を測定し、その中での最小値を間隔Ｘとすることで定めることができる。なお、図１及び図２は、いずれも分解図であるため、便宜上、間隔Ｘの位置を示したものである。

なお、前記バックライトシャーシ４０の前記バックカバー６０と対向する表面４０ａの放射率を0.5以上としたのは、バックライトシャーシ４０の温度やバックカバー６０の放射率にもよるが、放射率が0.5未満の表面に比べて、約3℃以上の放熱効果が認められるからである。一般に、面Ａから放射される単位面積あたりの放射伝熱量Ｗは、雰囲気からの反射がないとした場合、Ｗ（単位面積）＝σ×ε_A×（Ｔ_Ａ ⁴−Ｔ_Ｘ ⁴）
σ：ステファンボルツマン定数、ε_A：面Ａの放射率、Ｔ_Ａ：面Ａの温度（K）、Ｔ_Ｘ：雰囲気温度（K）
で表わされる。従って、（Ｔ_Ａ ⁴−Ｔ_Ｘ ⁴）が同じであれば、放射率ε_Aが大きいほうが、より多くの熱を放射することがわかる。

また、前記間隔Ｘを20mm以下に限定したのは、従来の対流や、強制対流による放熱を望めない領域であり、前記バックライトシャーシ４０の前記バックカバー６０と対向する表面４０ａが放射率を0.5以上とすることにより、顕著な放熱効果が得られるからである。なお、本発明の放射率が0.5以上となる表面は、前記バックライトシャーシ４０のバックカバー６０と対向する表面全体としてもよく、また、前記間隔Ｘが20mm以下となる表面だけでもよい。さらに、前記間隔Ｘが20mm以下となる部分を含むＣ方向の全幅部分（Ｌ方向の幅は任意）としてもよい。

以下に、本発明のディスプレイ装置１を構成する各部材についての詳細を述べる。
本発明の液晶パネル１０の構成は、図１及び図２に示すように、ディスプレイ装置１の前面に設けられる部材である。その構成については、本発明においては特に限定する必要はなく、例えば、液晶層（図示せず）を挟んで前面側にカラーフィルターの基板となるガラス板（図示せず）を設け、裏面側にＴＦＴ等の液晶駆動スイッチ素子の基板であるガラス板（図示せず）を設けてなる液晶パネルのような、一般的に用いられる液晶パネルを用いればよい。

本発明のバックライトアッセンブリ５０は、図１及び図２に示すように、前記液晶パネル５０の裏面１０ａ側に配設される部材であり、液晶パネルの裏面を光で照らすためのバックライト３０及び該バックライト３０の裏面３０ａ側に位置するバックライトシャーシ４０を有する。また、バックライトアッセンブリ５０は、直下型方式のバックライトの場合、前記バックライト３０のさらに前面３０ｂ側に、発生した光を拡散させて輝度の均一性を有する面光源を作るための拡散板７０を有することが好ましい。

前記バックライト３０は、本発明では特に限定はされず、一般的に用いられる、電極及び蛍光ランプからなるバックライトを利用すればよい。

前記バックライトシャーシ４０は、図１及び図２に示すように、前記バックライト３０の裏面３０ａ側に設けられ、前記液晶パネル１０及び前記バックライト３０を裏面から保持する部材であり、前記バックライト３０から発生した熱を吸収して、外部へと放出することもできる。その構成は、前記バックライト３０から発生した熱を吸収できるように熱伝導度が高く、前記バックカバー６０に対向する面４０ａの放射率が0.5以上である材料であればよく、特に限定はされないが、例えば、アルミニウム板、鋼板又は銅板等が用いることができるが、剛性、加工性、質量、コストのバランスに優れた鋼板を用いることが好ましい。

また、前記バックライトシャーシ４０は、必要に応じて、前記バックライト３０と対向する面に反射フィルム（図示せず）を設けることが好ましい。より多くの可視光を液晶パネル側へ放出することができるためである。

また、前記バックライトシャーシ４０は、少なくとも前記バックカバー６０と対向する表面４０ａに、前記放射率を有する皮膜を形成してなる表面処理金属板であることが好ましい。前記皮膜を形成すれば、通常のバックライトシャーシに用いられる金属板（アルミニウム板、鋼板、銅板等）を用いることができる上、皮膜を形成するだけで、比較的容易に所望の放射率を得ることができるからである。さらにまた、前記金属板は、優れた加工性と耐食性とを確保するため、めっきの種類は限定しないが、めっき鋼板を用いることがより好適である。

なお、前記皮膜は、SiO₂、ZrO₂、TiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、Al₂Si₄O₁₀(OH)₂、白雲母、蛍石、タルク（Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂）、SiC及びカーボンブラックのうちの少なくとも１つを含む塗膜であることが好ましい。上記成分を含有する塗膜を前記金属板上に形成すれば、必要となる放射率0.5以上を得ることができるからである。
また、前記塗膜中における上記各成分の含有量の合計は、10質量％以上とすることが好ましい。10質量％以上含有すれば、さらに高い放射率を得ることができるためである。前記合計含有量の上限値は、皮膜に、意匠上及び防錆上問題となる欠陥が生じない範囲であれば特に問題はなく、制限されるものではない。例えば、(SiO₂)_n等100％となる無機物からなる組成であっても構わない。
さらに、前記皮膜の膜厚は2〜20μmであることが好ましい。2μm以上であれば、放射率が0.1未満の金属面に塗膜を形成した前記バックライトシャーシ４０の表面４０ａの放射率を、0.5以上と向上させることができ、20μm以下であれば、無駄に厚い塗膜とすることなく、所望の放射率を確保でき、かつバックライトシャーシの加工性に影響を与えることがないためである。

また、前記皮膜は、黒化処理した電気Zn−Niめっき層、及び有機樹脂皮膜を、順次形成した複合層であることが好ましい。前記複合層を前記金属板上に形成すれば、前記塗膜を形成した場合と同様に、放射率0.5以上を得ることができるからである。前記複合層としては、例えば、黒化処理した電気Zn−Niめっき層上に、アクリル樹脂又はポリエステル樹脂等の有機樹脂層を形成した複合層が挙げられる。
また、前記複合層の膜厚は1〜5μmであることが好ましい。1μm以上とすれば、前記バックライトシャーシ４０の表面４０ａの放射率を0.5以上とすることができ、5μm以下であれば、無駄に厚い皮膜とすることなく所望の放射率を確保できるためである。

本発明のバックカバー６０は、図１及び図２に示すように、前記該バックライトアッセンブリ５０の裏面５０ａ側に配設され、本発明のディスプレイ装置の液晶パネル１０やバックライトアッセンブリ５０を、外部から覆って保護するための部材である。

前記バックカバー６０は、従来より、樹脂又はプレコート鋼板が用いられている。前記プレコート鋼板は、プレス加工時に金型が当たる事により塗膜に擦疵跡がつき、意匠感の劣化を防ぐため、耐疵付性に優れた塗膜を塗布することが好ましい。また、電磁波の漏洩を防ぐため、前記バックカバー６０の接合部に導通を取り、内部の電子機器から発生する電磁波を遮断することができるように、少なくともバックライトシャーシ４０と対向する表面６０ｂに、導電性に優れた皮膜を形成することが一層好ましい。

また、前記バックカバー６０は、前記バックライトシャーシ４０と対向する表面６０ｂの放射率が0.8以上であることが好ましい。前記バックライトシャーシ４０と対向する表面６０ｂ（上述した面Ｂ）の放射率（ε_Ｂ）を大きくすることによって、より効果的に前記バックライトシャーシ４０から放射された赤外線を吸収できるからである。
なお、前記放射率を得るためには、前記バックライトシャーシ４０の場合と同様、その表面に、前記放射率を向上させるための皮膜を形成すればよい。

上述したところは、この発明の実施形態の一例を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。

本発明の実施例について説明する。
（実施例１〜８、比較例１〜４、参考例）
実施例１〜８、比較例１〜４及び参考例としては、図２に示すように、液晶パネル１０と、該液晶パネル１０の裏面１０ａ側に配設され、拡散板７０、該拡散板７０の裏面側に配設されたバックライト３０及び該バックライト３０の裏面３０ａ側に位置し、バックカバー６０と対向する面４０ａに所定の処理を施したバックライトシャーシ４０を有するバックライトアッセンブリ５０と、該バックライトアッセンブリ５０の裏面５０ａ側に、所定の間隔Ｘ（表１）をもって配設されたバックカバー６０とを具えるディスプレイ装置を作製した。なお、前記バックライトシャーシ４０の、バックカバー６０と対向する表面４０ａ全体の金属板の種類、めっき層の種類・付着量（g／m²）、皮膜の有無・種類・膜厚（μm）及び放射率、並びに、前記バックカバー６０の、バックライトシャーシ４０と対向する表面６０ｂ全体の種類及び放射率については表１に示す。なお、Ａ１とＡ２及びＢ１とＢ２は、それぞれ、めっき層の種類・付着量及び皮膜の種類・膜厚が同じである。
また、前記間隔Ｘは、図１に示すように、線Ｐ２（回路等の障害物のない長手方向Ｌの1／4位置で各部材１０〜６０の積層方向に伸びる線）をＣ方向に移動させ、任意の10箇所について前記バックライトシャーシ４０と前記バックライトカバー６０との間隔を測定し、その最小値を間隔Ｘとした。
なお、放射率については、以下に示す条件で分光放射率を測定し、測定波長範囲の積分強度により算出した。
測定装置：日本電子（株）製 遠赤外線分光放射計 JIR−E500、測定温度：100℃、測定波長：4.5〜25μm、分解能：8cm⁻¹、積算回数：100回、その他の条件：JIS R1801：2002に準拠

以上のようにして得られたディスプレイ装置について評価を行った。その評価方法を以下に示す。

（評価方法）
各実施例、各比較例及び参考例で得られたディスプレイ装置について、連続で２時間作動させた後、前記間隔Ｘを測定した箇所（長手方向Ｌの1／4位置、直交方向Ｃの1／2位置）の前記バックライトシャーシ４０の前記バックカバー６０に対向する面４０ａに、熱電対を取付け、その温度を測定した。
以下の評価基準に従って評価し、測定結果及び評価結果を表１に示す。
◎：45℃未満
○：45℃以上、50℃未満
×：50℃以上

表１によれば、実施例１〜８のディスプレイ装置は比較例１〜４に比べて、いずれも優れた放熱性を有していることがわかる。また、参考例については実施例１と同程度の放熱性を有するものの、前記バックライトシャーシと前記バックカバーとの間隔が30mmと大きいため、対流による放熱効果が発揮された結果だと考えられる。

本発明によれば、十分な空気の対流ができない場合であっても、効果的にバックライトからの発熱を放熱することができるディスプレイ装置を提供することが可能である。

本発明によるディスプレイ装置の要部を模式的に示した分解斜視図である。 本発明によるディスプレイ装置の要部を模式的に示した分解断面図である。

符号の説明

１ ディスプレイ装置
１０ 液晶パネル
３０ バックライト
４０ バックライトシャーシ
５０ バックライトアッセンブリ
６０ バックカバー
７０ 拡散板
Ｘ バックライトシャーシとバックカバーとの距離
Ｐ１、Ｐ２ 線

Claims (5)

1. 液晶パネルと、該液晶パネルの裏面側に配設され、バックライト及び該バックライトの裏面側に位置するバックライトシャーシを有するバックライトアッセンブリと、該バックライトアッセンブリの裏面側に配設されたバックカバーとを具えるディスプレイ装置において、
   前記バックライトシャーシは、前記バックカバーと対向する表面の放射率が0.5以上であり、かつ、前記バックカバーとの間隔が20mm以下であることを特徴とするディスプレイ装置。
2. 前記バックライトシャーシは、少なくとも前記バックカバーと対向する表面に、前記放射率を有する皮膜を形成してなる表面処理金属板であることを特徴とする請求項１記載のディスプレイ装置。
3. 前記皮膜は、SiO₂、ZrO₂、TiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、Al₂Si₄O₁₀(OH)₂、白雲母、蛍石、タルク、SiC及びカーボンブラックのうちの少なくとも１つを含む塗膜であることを特徴とする請求項２記載のディスプレイ装置。
4. 前記皮膜は、黒化処理した電気Zn−Niめっき層、及び有機樹脂皮膜を順次形成した複合層であることを特徴とする請求項２記載のディスプレイ装置。
5. 前記バックカバーは、前記バックライトシャーシと対向する表面の放射率が0.8以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載のディスプレイ装置。

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