JP2012032722A - Liquid crystal display - Google Patents

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JP2010174081A
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Shigeyuki Sasaki
重幸 佐々木
Yoshiharu Yamashita
芳春 山下
Katsunari Sato
克成 佐藤
Shigeo Ohashi
繁男 大橋
Mikio Shiraishi
幹夫 白石
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Hitachi Consumer Electronics Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To release heat from a light emitting element into air while avoiding influence of heat deformation of a metal chassis and a light emitting element substrate.SOLUTION: A liquid crystal display comprises: light source units each of which comprises combination of a light source 8 which is mounted on a wiring substrate 9 and composed of multiple light emitting elements and a light guide plate 11 for guiding light from the light source 8 toward a liquid crystal panel; and a metal chassis 5 comprising a positioning member for holding the light source units. The liquid crystal display also includes: a heat diffusion plate 10 provided on a surface of the opposite side to a mounting surface of the light source 8 on the wiring substrate 9 comprising the light source; and a gap d between the heat diffusion plate 10 and the chassis 5.

Description

本発明は、液晶表示装置に関する。例えば、筐体内部に発生する熱を効率よく排熱できる液晶表示装置に関する。   The present invention relates to a liquid crystal display device. For example, the present invention relates to a liquid crystal display device that can efficiently exhaust heat generated in a housing.

近年、表示装置として、CRT(Cathode Ray Tube)に代わって、発光型のプラズマディスプレイ表示装置や非発光型の液晶表示装置の使用が多くなっている。   In recent years, as a display device, a light-emitting plasma display device or a non-light-emitting liquid crystal display device is increasingly used in place of a CRT (Cathode Ray Tube).

このうち、液晶表示装置は、透過型の光変調素子として液晶パネルを用い、その背面に照明装置(以下、バックライト装置と称する)を備えて光を液晶パネルに照射する。そして、液晶パネルはバックライト装置から照射された光の透過率を制御することにより画像を形成する。   Among these, a liquid crystal display device uses a liquid crystal panel as a transmissive light modulation element, and includes a lighting device (hereinafter referred to as a backlight device) on the back thereof to irradiate the liquid crystal panel with light. The liquid crystal panel forms an image by controlling the transmittance of the light emitted from the backlight device.

液晶パネルに光を照射するためのバックライト装置の方式として、主として次の二つの方式が知られている。一つは、液晶パネルの左右または上下端部に光源を配置し、側面から入射した光を平面方向に出射させるための導光板を介して照射するサイドライト方式であり、もう一つは、液晶パネルの背面から光を照射する直下方式である。液晶表示装置は、外形を薄く構成できることが特徴の一つとなっているが、近年はより薄く、消費電力の少ない液晶表示装置が望まれている。液晶表示装置を薄くすると、液晶表示装置の外形を構成する筺体内部に発生する熱を排熱するための空気流路の確保が困難になるため効率よく排熱できず、熱に弱い部分が温度上昇してしまうという課題が生じる。   The following two systems are mainly known as a backlight device system for irradiating a liquid crystal panel with light. One is a sidelight system in which light sources are arranged on the left and right or upper and lower ends of the liquid crystal panel, and light is incident through a light guide plate for emitting light incident from the side surface in a plane direction. This is a direct system that irradiates light from the back of the panel. One feature of the liquid crystal display device is that the outer shape can be thinned. In recent years, a liquid crystal display device that is thinner and consumes less power is desired. If the liquid crystal display device is made thin, it will be difficult to secure an air flow path for exhausting heat generated inside the housing that forms the outer shape of the liquid crystal display device. The problem of rising will arise.

そこで、例えば特許文献1には、サイドライト方式の液晶表示装置においてバックライト装置の光源としてLED(Light Emitting Diode)を用い、LEDが発生させた熱が駆動回路基板から一対の伝熱部材を経て速やかに放散される構成が記載されている。   Therefore, for example, in Patent Document 1, an LED (Light Emitting Diode) is used as a light source of a backlight device in a sidelight type liquid crystal display device, and heat generated by the LED passes through a pair of heat transfer members from a drive circuit board. A configuration that is quickly dissipated is described.

一方、直下型の冷却構造として特許文献2には、蛍光管式光源を液晶パネルの奥側に配置し、裏面壁面を放熱面として利用し、さらにその背面の空気の流動で冷却する構造が記載されている。   On the other hand, as a direct cooling structure, Patent Document 2 describes a structure in which a fluorescent tube type light source is disposed on the back side of a liquid crystal panel, a back wall surface is used as a heat radiating surface, and cooling is performed by air flow on the back surface. Has been.

特開2007−12416号公報JP 2007-12416 A 特開2009−252724号公報JP 2009-252724 A

液晶パネルに光を照射するためのバックライト方式のうち、直下方式とした場合、特許文献2のように、バックライト裏面の壁面となるシャーシは面積が広く放熱面として利用できる。点光源であるLEDを用いた場合、発熱が集中するLEDから、いかに広い面積に広げて空気に放熱できるかが課題として重要となる。そこで、基板上に実装したLEDからの放熱を行うため、LEDを実装した基板を熱伝導性シート等を介してシャーシに固定接触させ放熱する構造が考えられる。しかしながら、LEDの発熱と共にシャーシと基板には温度差が生じる。この温度差により、シャーシと基板は各々の線膨張係数の差により反りが生じてしまう。この反りにより、シャーシと基板との密着性が部分的に悪くなる課題がある。また、基板の反りは実装したLEDの傾きを変えてしまう。その結果、LEDから照射光の所定の光軸がずれ画面輝度の低下を招いてしまう課題がある。   Among the backlight methods for irradiating the liquid crystal panel with light, when the direct method is adopted, as in Patent Document 2, the chassis serving as the wall surface on the back surface of the backlight has a large area and can be used as a heat dissipation surface. When an LED that is a point light source is used, it is important as an issue how to spread heat from an LED that generates heat to a wide area and dissipate heat to the air. Therefore, in order to dissipate heat from the LED mounted on the substrate, a structure in which the substrate on which the LED is mounted is fixed and brought into contact with the chassis via a heat conductive sheet or the like can be considered. However, there is a temperature difference between the chassis and the substrate as the LEDs generate heat. Due to this temperature difference, the chassis and the substrate are warped due to the difference in their linear expansion coefficients. Due to this warpage, there is a problem that the adhesion between the chassis and the substrate is partially deteriorated. Further, the warpage of the substrate changes the inclination of the mounted LED. As a result, there is a problem that the predetermined optical axis of the irradiation light is shifted from the LED and the screen brightness is lowered.

さらに、金属製のプレス加工品のシャーシ等では、基板との密着性を良くするため広い面積で面の平坦度を確保することは、シャーシ自体の低コスト化の妨げとなる課題がある。   Further, in the case of a metal press-processed chassis or the like, securing the flatness of the surface with a large area in order to improve the adhesion to the substrate has a problem that hinders cost reduction of the chassis itself.

本発明は、上記従来技術の課題に鑑みて為されたものであり、液晶表示装置の薄型化を可能としつつ、シャーシと基板が熱変形を生じた場合においても画質低下がなく安定に冷却が可能な構造を提供するものである。   The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and enables stable cooling without causing deterioration in image quality even when the chassis and the substrate are thermally deformed while enabling the liquid crystal display device to be thinned. It provides a possible structure.

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、液晶パネル、当該液晶パネルを背面から照明する光源を備えたバックライト装置、前記バックライト装置を保持するシャーシを備え、前記バックライト装置は、液晶パネルの表示面と平行な方向に光を放出する光源と前記光源を搭載した配線基板と前記光源の光を前記液晶パネル方向へ導くための透光性を有する導光板とを組み合わせた複数の光源ユニットとを有する液晶表示装置において、前記光源を搭載した配線基板の光源搭載面と反対側の面に設けられた熱拡散板を有し、前記熱拡散板と前記シャーシとの間に間隙を設けることを特徴とする。   In order to solve the above problems, for example, the configuration described in the claims is adopted. The present application includes a plurality of means for solving the above-described problems. For example, a liquid crystal panel, a backlight device including a light source that illuminates the liquid crystal panel from the back, and a chassis that holds the backlight device are provided. And the backlight device has a light source that emits light in a direction parallel to a display surface of the liquid crystal panel, a wiring board on which the light source is mounted, and translucency for guiding the light of the light source toward the liquid crystal panel. In a liquid crystal display device having a plurality of light source units combined with a light guide plate, the liquid crystal display device includes a heat diffusion plate provided on a surface opposite to a light source mounting surface of a wiring board on which the light source is mounted, and the heat diffusion plate A gap is provided between the chassis and the chassis.

さらに、例えば、熱拡散板は配線基板の平面の全面、もしくは、個々の光源搭載面近傍の部分的に配置するものである。   Further, for example, the heat diffusing plate is arranged on the entire plane of the wiring substrate or partially in the vicinity of the individual light source mounting surface.

さらに、例えば、金属シャーシは、全面、もしくは、部分的に前記配線基板に設けられた熱拡散板と微小な間隙を構成するものである。   Further, for example, the metal chassis constitutes a minute gap with the heat diffusion plate provided on the entire or part of the wiring board.

さらに、例えば、配線基板に設ける熱拡散板は、アルミや鉄、グラファイトシート等の配線基板の熱伝導率よりも高い板材とするものである。   Furthermore, for example, the heat diffusion plate provided on the wiring board is a plate material having a higher thermal conductivity than the wiring board such as aluminum, iron, or graphite sheet.

さらに、例えば、配線基板は、紙基材フェノール樹脂製のプリント配線基板か、ガラス布基材エポキシ樹脂製の積層配線プリント基板とするものである。   Further, for example, the wiring board is a printed wiring board made of paper base phenolic resin or a laminated wiring printed board made of glass cloth base epoxy resin.

さらに、例えば、前記熱拡散板と前記シャーシとの間に設ける間隙は、配線基板の熱変形量よりも大きいものである。   Further, for example, the gap provided between the heat diffusion plate and the chassis is larger than the amount of thermal deformation of the wiring board.

本発明によれば、液晶表示装置の薄型化を可能としつつ、画質低下がなく安定に冷却が可能な構造を提供できる。例えば液晶表示装置の光源ユニットの点光源の発熱により、実装した配線基板が熱変形した場合にも、光源を安定に冷却できる構造を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a structure in which a liquid crystal display device can be thinned and can be stably cooled without deterioration in image quality. For example, it is possible to provide a structure capable of stably cooling a light source even when a mounted wiring board is thermally deformed due to heat generated by a point light source of a light source unit of a liquid crystal display device.

第一の実施例の液晶表示装置を正面から見た図である。It is the figure which looked at the liquid crystal display device of the 1st example from the front. 第一の実施例の図1におけるA−A断面図である。It is AA sectional drawing in FIG. 1 of a 1st Example. 第一の実施例における配線基板と熱拡散板との組み合わせの図である。It is a figure of the combination of the wiring board and thermal diffusion board in a 1st Example. 第一の実施例に用いる配線基板の部品図である。It is a component diagram of the wiring board used for a 1st Example. 第二の実施例の液晶表示装置の断面図である。It is sectional drawing of the liquid crystal display device of a 2nd Example. 第三の実施例の液晶表示装置の断面図である。It is sectional drawing of the liquid crystal display device of a 3rd Example. 第四の実施例の液晶表示装置の断面図である。It is sectional drawing of the liquid crystal display device of a 4th Example. 第一実施例と第二の実施例と第四の実施例の配線基板の部品図である。It is a component figure of the wiring board of a 1st Example, a 2nd Example, and a 4th Example. 本発明の放熱性能の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the thermal radiation performance of this invention.

以下、本発明を実施するための形態について、適宜図を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.

本発明を適用した液晶表示装置の一実施例である液晶テレビを図1および図2に示す。   A liquid crystal television which is an embodiment of a liquid crystal display device to which the present invention is applied is shown in FIGS.

図1は、第一実施形態の液晶テレビの映像を表示する側の正面図である。また、図2は図1におけるA−A断面図の一部であり、図2の紙面右側が液晶テレビの映像を表示する側である。   FIG. 1 is a front view on the side of displaying an image of the liquid crystal television of the first embodiment. FIG. 2 is a part of a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1, and the right side of FIG.

本実施例に係る液晶テレビ1は、図2に示されるように、パッシブ表示デバイスとしての液晶パネル2と、この液晶パネル2に光を照射するためのバックライトユニット3と、液晶パネル2とバックライトユニット3との間に配置され、バックライトユニット3の光を拡散させるための光学シート4を備えている。液晶パネル2は、カラーフィルタ付きでも、モノクロでもよく、IPS方式、VA方式でもよい。バックライトユニット3は、たとえば、アルミ板や鋼板などの金属で箱型に成形された金属シャーシ5の内部に組み付けられる。また、金属シャーシ5の背面には、信号制御回路、電源回路、パネル駆動回路などの回路基板6又は回路基板6′が搭載され、これらの要素を収納する筐体7などを含んで構成されるものとする。また光学シート4は、図2では模式的に1枚としているが、実際は、拡散シート、プリズムシート、拡散板、偏光選択性の反射フィルムなどのいずれかを組み合わせて構成されている。これらのシートは、光源8から出射された光の一部を反射し、バックライトユニット3側に光を反射させるため、バックライトユニット3から再度反射された光が透過、拡散し、輝度均一性を高める効果がある。   As shown in FIG. 2, the liquid crystal television 1 according to the present embodiment includes a liquid crystal panel 2 as a passive display device, a backlight unit 3 for irradiating the liquid crystal panel 2 with light, a liquid crystal panel 2 and a back panel. An optical sheet 4 that is disposed between the light unit 3 and diffuses the light of the backlight unit 3 is provided. The liquid crystal panel 2 may be provided with a color filter, may be monochrome, and may be an IPS system or a VA system. The backlight unit 3 is assembled in a metal chassis 5 formed into a box shape with a metal such as an aluminum plate or a steel plate. Further, on the rear surface of the metal chassis 5, a circuit board 6 or a circuit board 6 'such as a signal control circuit, a power supply circuit, and a panel drive circuit is mounted, and includes a housing 7 for storing these elements. Shall. Although the optical sheet 4 is schematically shown as one sheet in FIG. 2, it is actually configured by combining any of a diffusion sheet, a prism sheet, a diffusion plate, a polarization selective reflection film, and the like. Since these sheets reflect a part of the light emitted from the light source 8 and reflect the light toward the backlight unit 3, the light reflected again from the backlight unit 3 is transmitted and diffused, and the luminance uniformity. There is an effect to increase.

バックライトユニット3は、図2に示すように、例えば発光ダイオード(LED)などの複数の発光素子を含む光源8を搭載した配線基板9と、配線基板9の発光素子実装面と反対側の面に設けられた熱拡散板10とから構成される。該光源8から矢印Bの方向(すなわち液晶パネル2と平行な方向)に放出された光が入射され、これを矢印Cの方向(すなわち液晶パネル2の表示面と直交する方向)に折り曲げてバックライトユニット3の前面に配置される液晶パネル2に導くための導光板11とを組み合わせている。   As shown in FIG. 2, the backlight unit 3 includes a wiring board 9 on which a light source 8 including a plurality of light emitting elements such as light emitting diodes (LEDs) is mounted, and a surface opposite to the light emitting element mounting surface of the wiring board 9. And a heat diffusing plate 10 provided on the surface. Light emitted from the light source 8 in the direction of the arrow B (that is, the direction parallel to the liquid crystal panel 2) is incident, and this is bent in the direction of the arrow C (that is, the direction orthogonal to the display surface of the liquid crystal panel 2). A light guide plate 11 for guiding to the liquid crystal panel 2 disposed in front of the light unit 3 is combined.

図1の正面図に格子状に示すように、このバックライトユニット3は、光源ユニット12として複数のエリアに分割されている。図1及び図2に示されるように矢印Bの方向、および矢印Cの方向、すなわち液晶パネル2の表示面と平行な方向に複数個配列されている。上記光源8の照度(光源8から放出される光の強度)を、回路基板6を介して、例えば映像信号の輝度情報を用いて、各光源ユニット12の光源を単位として光源ユニット12毎に制御するようにしてもよい。この場合、光源ユニット12に対応して液晶パネル2上の表示映像の明るさや色を局所的に制御することができる。その結果、係る表示映像のコントラストや色純度を向上させることができる。光源ユニット12の数が多いほどきめ細かい制御を行うことができる。例えば図1に示されるように、光源ユニット12を上下方向に6個、横方向に16個配置する場合は、各光源ユニット12に対応して液晶パネル2の表示領域が96領域に分割され、その分割領域毎にその明るさや色などを制御することができる。勿論、光源ユニット12の数(表示領域の分割数)はこれに限られるものではない。上述のように、光源ユニット12の数が多いほど決め細かい制御が可能となるが、多すぎると部品点数やコストの大幅な上昇になるので、液晶パネル2のサイズに応じて適切な数を設定することが望ましい。   As shown in a lattice shape in the front view of FIG. 1, the backlight unit 3 is divided into a plurality of areas as a light source unit 12. As shown in FIGS. 1 and 2, a plurality of elements are arranged in the direction of arrow B and the direction of arrow C, that is, in the direction parallel to the display surface of the liquid crystal panel 2. The illuminance of the light source 8 (intensity of light emitted from the light source 8) is controlled for each light source unit 12 through the circuit board 6 for each light source unit 12 using the luminance information of the video signal, for example, as a unit. You may make it do. In this case, the brightness and color of the display image on the liquid crystal panel 2 can be locally controlled corresponding to the light source unit 12. As a result, the contrast and color purity of the display image can be improved. As the number of light source units 12 increases, finer control can be performed. For example, as shown in FIG. 1, when six light source units 12 are arranged in the vertical direction and sixteen in the horizontal direction, the display area of the liquid crystal panel 2 is divided into 96 areas corresponding to each light source unit 12. The brightness and color can be controlled for each divided area. Of course, the number of light source units 12 (the number of divisions of the display area) is not limited to this. As described above, as the number of the light source units 12 increases, fine control is possible. However, if the number is too large, the number of parts and the cost are significantly increased, so an appropriate number is set according to the size of the liquid crystal panel 2. It is desirable to do.

本実施例で特徴となる点は、光源8を実装した配線基板9の裏面に熱拡散板10を設けている点である。この熱拡散板により局所的な発熱が広い面積に広げられる。そして、熱拡散板10と金属シャーシ5との間には、1mm以下程度の微小な間隙dを、スペーサ13を介して設けている。   A feature of this embodiment is that a heat diffusion plate 10 is provided on the back surface of the wiring board 9 on which the light source 8 is mounted. This heat diffusion plate spreads local heat generation over a wide area. A minute gap d of about 1 mm or less is provided between the heat diffusion plate 10 and the metal chassis 5 via a spacer 13.

次に、本実施例構造の動作を説明する。液晶表示装置である液晶テレビ1への給電により、発光ダイオード(LED)などの発光素子を含む光源8に電流が通電されると同時に光源8は発光を開始する。発光と共に、光源8内部にジュール熱が発生し温度上昇が始まる。次に、熱伝導経路となる配線基板9に熱が伝わる。配線基板9の裏面には、アルミ等の熱伝導率の比較的高い材料で作られた熱拡散板10が貼り付けられている。そのため、熱拡散板10の面方向に広く熱が広げられる。スペーサ13により一定の間隙dが設けられた金属シャーシ5に、間隙d内に存在する空気の熱伝導と、熱放射によって熱が伝わる。金属シャーシ5に伝わった熱は、その背面側に設けられた空間が空気の通風路14となって空気の密度差による自然対流が発生し、液晶テレビ1内への空気の流入、排出が行われ、最終的にLEDの熱は液晶表示装置の外部に排出される。   Next, the operation of the structure of this embodiment will be described. By supplying power to the liquid crystal television 1 which is a liquid crystal display device, a current is supplied to the light source 8 including a light emitting element such as a light emitting diode (LED), and the light source 8 starts to emit light simultaneously. Along with light emission, Joule heat is generated inside the light source 8 and the temperature starts to rise. Next, heat is transmitted to the wiring board 9 serving as a heat conduction path. A heat diffusion plate 10 made of a material having a relatively high thermal conductivity such as aluminum is attached to the back surface of the wiring board 9. Therefore, heat is widely spread in the surface direction of the heat diffusing plate 10. Heat is transmitted to the metal chassis 5 provided with a certain gap d by the spacer 13 by heat conduction and heat radiation of air existing in the gap d. The heat transferred to the metal chassis 5 is a natural air convection due to the air density difference in the space provided on the back side of the air, and the air flows into and out of the liquid crystal television 1. Finally, the heat of the LED is discharged to the outside of the liquid crystal display device.

上記の間隙dがなく配線基板9と金属シャーシ5をピン等で固定した場合については、光源8への給電により発熱が生じ、金属シャーシ5と配線基板9材料との線膨張係数の違いから、熱変形によって湾曲の反りを生じる。配線基板9と金属シャーシ5との固定具合によっては、金属シャーシ5側から強制力が働き配線基板9に必要以上の変形が生じてしまう。この変形が著しい場合には、発光素子の半田等接続部の疲労強度の低下を招いてしまう。配線基板9の変形により、実装した光源8の発光素子の実装角度にずれが生じ、導光板11への照射光角度がずれてしまう。その結果、最終的に液晶表示装置画面の輝度の均一性が悪化し画質の低下を招いてしまう。   When the wiring board 9 and the metal chassis 5 are fixed with pins or the like without the gap d, heat is generated due to the power supply to the light source 8, and due to the difference in coefficient of linear expansion between the metal chassis 5 and the wiring board 9 material, Curvature warpage occurs due to thermal deformation. Depending on how the wiring board 9 and the metal chassis 5 are fixed, a forcible force is applied from the metal chassis 5 side and the wiring board 9 is deformed more than necessary. When this deformation is significant, the fatigue strength of the connection portion such as solder of the light emitting element is reduced. Due to the deformation of the wiring board 9, the mounting angle of the light emitting element of the mounted light source 8 is shifted, and the irradiation light angle to the light guide plate 11 is shifted. As a result, the luminance uniformity of the liquid crystal display screen eventually deteriorates, resulting in a reduction in image quality.

以上のように、本実施例で設けた熱拡散板10と金属シャーシ5との間隙dにより、配線基板9が金属シャーシ5に近づく方向に熱変形した場合にでも、金属シャーシ5に配線基板9が当たり拘束されることがないので、配線基板9単体の熱変形以上の大きな光軸ずれを生じることがない。   As described above, even when the wiring board 9 is thermally deformed in the direction approaching the metal chassis 5 due to the gap d between the heat diffusion plate 10 and the metal chassis 5 provided in the present embodiment, the wiring board 9 is formed on the metal chassis 5. Therefore, the optical axis is not greatly displaced more than the thermal deformation of the wiring board 9 alone.

また、画面サイズが37インチ以上等の大きな画面サイズの場合、金属シャーシ5の広い面積で面の平坦度をある程度の範囲で確保することは難しい。その点、本実施例のように熱拡散板との対向面部分の平坦度のみ管理すれば良い点は、金属シャーシのコストの上昇を抑えることができる。   Further, when the screen size is a large screen size such as 37 inches or more, it is difficult to ensure the flatness of the surface within a certain range with a large area of the metal chassis 5. The point which should just manage only the flatness of the opposing surface part with respect to the heat | fever diffusion plate like this point can suppress the raise of the cost of a metal chassis.

図3は、図1及び図2の実施例の配線基板9を裏面から見た図である。光源8を実装した配線基板9の面全体に広く熱拡散板10を設けている。なお、9′は配線基板がガラスエポキシ基材等で熱伝導率が小さい場合に熱拡散の目的で用いる銅層パターンである。銅層パターンは厚いほど熱拡散効果が大きい。なお、配線基板9と熱拡散板10は、熱伝導性テープ等粘着性のある材料で貼り付け固定することにより、より熱抵抗の小さい接続ができる。   FIG. 3 is a view of the wiring board 9 of the embodiment of FIGS. 1 and 2 as viewed from the back side. A heat diffusion plate 10 is provided over the entire surface of the wiring board 9 on which the light source 8 is mounted. Reference numeral 9 'denotes a copper layer pattern used for the purpose of thermal diffusion when the wiring board is a glass epoxy base material or the like and has a low thermal conductivity. The thicker the copper layer pattern, the greater the thermal diffusion effect. The wiring board 9 and the heat diffusing plate 10 can be connected with a lower thermal resistance by sticking and fixing with a sticky material such as a heat conductive tape.

図4は、本発明の第二の実施例を示す。図4は、図2のバックライトユニット3相当部分から右側部分のみを描いている。図2の実施例では熱拡散板10を配線基板9の大きさとほぼ等しい大きさの図で示したが、図4の実施例では光源8の発光素子近傍の限られた部分のみに熱拡散板10を設ける構造のものである。このような構成により、熱拡散板10を小型化でき軽量化と共に、コストの上昇を抑えることができる。また、対向面積が小さいため、金属シャーシ5の平坦度の制約がさらに広げられる。その他の構成は、既に説明した図1及び図2に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有するので、それらの説明は省略する。   FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention. FIG. 4 shows only the right side portion from the portion corresponding to the backlight unit 3 of FIG. In the embodiment of FIG. 2, the heat diffusion plate 10 is shown as a size approximately equal to the size of the wiring board 9, but in the embodiment of FIG. 4, the heat diffusion plate is provided only in a limited portion near the light emitting element of the light source 8. 10 is provided. With such a configuration, the heat diffusing plate 10 can be reduced in size and weight, and an increase in cost can be suppressed. Moreover, since the facing area is small, the restriction on the flatness of the metal chassis 5 is further expanded. Other configurations have the same functions as the configurations denoted by the same reference numerals shown in FIG. 1 and FIG. 2 described above, and thus description thereof is omitted.

図5は、本発明の第三の実施例を示す。図5は、図2のバックライトユニット3相当部分から右側部分のみを描いている。図5の実施例においては、金属シャーシ5側にも熱拡散板5′を設けた構成である。このような構成により金属シャーシとしては鉄等の熱伝導率の比較的小さい材料であっても、熱拡散板5′にアルミ等の熱伝導率の比較的高い材料を選定することにより、所定の放熱量を得ることができる。これにより、広い面積には熱伝導率の低い安価な材料を用い、熱伝導率の高い高価な材料を少量用いることで、コストの上昇を抑えることができる。なお、金属シャーシ側熱拡散板5′と金属シャーシ5は、熱伝導性接着剤で固定することや、リベット固定することで達成される。さらに、金属シャーシ5は金属でなくて、ABS等の樹脂材料であってもその効果は達成される。その他の構成は、既に説明した図1及び図2に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有するので、それらの説明は省略する。   FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention. FIG. 5 depicts only the right side portion from the portion corresponding to the backlight unit 3 of FIG. In the embodiment of FIG. 5, the heat diffusion plate 5 'is also provided on the metal chassis 5 side. With such a configuration, even if the metal chassis is a material having a relatively low thermal conductivity, such as iron, a material having a relatively high thermal conductivity, such as aluminum, is selected for the heat diffusion plate 5 '. The amount of heat dissipation can be obtained. Accordingly, an increase in cost can be suppressed by using an inexpensive material having a low thermal conductivity for a large area and a small amount of an expensive material having a high thermal conductivity. The metal chassis-side heat diffusion plate 5 'and the metal chassis 5 are achieved by fixing with a heat conductive adhesive or rivets. Further, even if the metal chassis 5 is not a metal but a resin material such as ABS, the effect is achieved. Other configurations have the same functions as the configurations denoted by the same reference numerals shown in FIG. 1 and FIG. 2 described above, and thus description thereof is omitted.

図6は、本発明の第四の実施例を示す。図6は、図2のバックライトユニット3相当部分から右側部分のみを描いている。図4の実施例と異なる点は、図4の実施例では、配線基板9を上下方向に6枚で構成しているが、図5の実施例では3枚で構成している。このような構成においても、本発明は適用できる。その他の構成は、既に説明した図1及び図2に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有するので、それらの説明は省略する。   FIG. 6 shows a fourth embodiment of the present invention. FIG. 6 depicts only the right side portion from the portion corresponding to the backlight unit 3 of FIG. 4 differs from the embodiment of FIG. 4 in the embodiment of FIG. 4 in that the wiring board 9 is composed of six in the vertical direction, but in the embodiment of FIG. 5, it is composed of three. Even in such a configuration, the present invention can be applied. Other configurations have the same functions as the configurations denoted by the same reference numerals shown in FIG. 1 and FIG. 2 described above, and thus description thereof is omitted.

図7は、図2から図5の構造における配線基板9と熱拡散板10の一部を平面的に示した図である。図2の構造では、図7(a)に示すように各配線基板の一部に光源8の発光素子を並べ、熱拡散板10を設けている。図4の構造では図7(b)、図6では図7(c)のような構造となる。   FIG. 7 is a plan view showing a part of the wiring board 9 and the heat diffusion plate 10 in the structure of FIGS. In the structure of FIG. 2, as shown in FIG. 7A, the light-emitting elements of the light source 8 are arranged on a part of each wiring board, and the heat diffusion plate 10 is provided. In the structure of FIG. 4, the structure is as shown in FIG. 7B and in FIG. 6 is as shown in FIG. 7C.

図8は、第一実施例と第二の実施例と第四の実施例の配線基板の部品図である。図8において、既に説明した符号と同一の符号を付された構成は、同一の機能を有するので、それらの説明は省略する。   FIG. 8 is a component diagram of the wiring board of the first embodiment, the second embodiment, and the fourth embodiment. In FIG. 8, the configurations denoted by the same reference numerals as those already described have the same functions, and thus description thereof is omitted.

図8(a)は、図2における熱拡散板10と金属シャーシ5との組み合わせの一部断面の拡大図を示す。熱拡散板10に金属シャーシ5の内面が平行に対向するように配置している。   FIG. 8A shows an enlarged view of a partial cross section of the combination of the thermal diffusion plate 10 and the metal chassis 5 in FIG. The heat diffusion plate 10 is disposed so that the inner surface of the metal chassis 5 faces in parallel.

図8(b)では、他の実施例を示す。熱拡散板10と金属シャーシ5表面に、放射率を高める工夫をしたものである。具体的には、符号5′又は符号10′に示すように、黒色テープの貼り付けや、部分的、もしくは全面に黒体系塗料を塗布するものである。このような構成により、金属素面の場合に比べて、放射伝熱量を大きくすることができ、光源8の発光素子から金属シャーシ5までの伝熱量の増加を図ることができる。さらに、金属シャーシ5表面に樹脂5′をコーティングする等の処理によっても表面の放射率は高められる。例えば、表面の放射率に関しては、金属の場合、0.05(研磨面)〜0.95(黒色アルマイト処理)程度と広い範囲になりえるので、上記したような表面の放射率を高める構造が望ましい。   FIG. 8B shows another embodiment. The heat diffusion plate 10 and the surface of the metal chassis 5 are devised to increase the emissivity. Specifically, as indicated by reference numeral 5 'or reference numeral 10', a black tape is applied, or a black paint is applied partially or entirely. With such a configuration, the amount of radiant heat transfer can be increased as compared with the case of a metal base surface, and the amount of heat transfer from the light emitting element of the light source 8 to the metal chassis 5 can be increased. Further, the emissivity of the surface can be increased by a process such as coating the surface of the metal chassis 5 with the resin 5 '. For example, the surface emissivity can be as wide as 0.05 (polished surface) to 0.95 (black alumite treatment) in the case of metal, so a structure that increases the emissivity of the surface as described above. desirable.

図8(c)では、金属シャーシ5に絞り加工を施し、部分的に熱拡散板10に近接するように変形させるものである。このような構成により、表示面側からみて凸型になったW′の部位のみ、熱拡散板10と金属シャーシ5との間隙dを有するように構成することで、W′の部位のみ、金属シャーシ5の平坦度を確保すればよく、金属シャーシ5のコスト低減に有効である。   In FIG. 8 (c), the metal chassis 5 is drawn and deformed so as to partially approach the heat diffusion plate 10. With such a configuration, only the portion of W ′ that is convex when viewed from the display surface side is configured to have a gap d between the heat diffusion plate 10 and the metal chassis 5, so that only the portion of W ′ is made of metal. It is sufficient to ensure the flatness of the chassis 5, which is effective for reducing the cost of the metal chassis 5.

図9は、本発明の効果の一例を説明する図である。熱拡散板10の材質をアルミ、鉄、樹脂と変え、鉄製のシャーシ5との間隙dと発光素子接続部の温度の関係を三次元熱流体解析によって計算した値である。図9中の「基準」で示す点から、熱拡散板10と金属シャーシ5との間隙dが広がることによって、空気が間隙dに介在するため熱抵抗が増え、発光素子の接続部の温度の上昇が見られる。しかし、熱拡散板10として、アルミ等の熱伝導率の比較的高い材料を用いることにより、樹脂シートや鉄板を用いる場合に比較して、温度上昇の度合いはある程度押さえられる。たとえば、熱拡散板10としてアルミ板を用いる場合、1mmの間隙dで数℃程度である。その結果、金属シャーシ5や配線基板9の熱変形量を間隙d内で吸収しながらの伝熱は可能となる。なお、熱拡散板10の材料としては、アルミの他、熱伝導率の高い銅やその合金、また、柔軟性のあるグラファイトシート等が有効な材料である。例えば、グラファイトシートは横方向の熱伝導率はアルミよりも高く左右方向の熱拡散に特に有効となる。なお、厚さ方向の熱伝導率は鉄と同等程度ゆえ、グラファイト部分は、所定の厚さを確保することが望ましい。また、グラファイトシートは部材自体の電気導電性材料であるためラミネート構造が望ましい。   FIG. 9 is a diagram for explaining an example of the effect of the present invention. The heat diffusion plate 10 is made of aluminum, iron, or resin, and the relationship between the gap d between the iron chassis 5 and the temperature of the light emitting element connection portion is a value calculated by three-dimensional thermal fluid analysis. From the point indicated by “reference” in FIG. 9, the gap d between the heat diffusion plate 10 and the metal chassis 5 is widened, so that air is interposed in the gap d, so that the thermal resistance is increased, and the temperature of the connection portion of the light emitting element is increased. An increase is seen. However, by using a material having a relatively high thermal conductivity such as aluminum as the heat diffusion plate 10, the degree of temperature rise can be suppressed to some extent as compared with the case of using a resin sheet or an iron plate. For example, when an aluminum plate is used as the heat diffusion plate 10, the temperature is about several degrees C with a gap d of 1 mm. As a result, heat transfer is possible while absorbing the amount of thermal deformation of the metal chassis 5 and the wiring board 9 in the gap d. In addition, as a material of the thermal diffusion plate 10, other than aluminum, copper having a high thermal conductivity, an alloy thereof, a flexible graphite sheet, or the like is an effective material. For example, a graphite sheet has a higher thermal conductivity in the lateral direction than aluminum, and is particularly effective for thermal diffusion in the lateral direction. Since the thermal conductivity in the thickness direction is about the same as that of iron, it is desirable that the graphite portion has a predetermined thickness. Moreover, since the graphite sheet is an electrically conductive material of the member itself, a laminate structure is desirable.

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。   In addition, this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. In addition, a part of the configuration of a certain embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of a certain embodiment. Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.

1 液晶テレビ
2 液晶パネル
3 バックライトユニット
4 光学シート
5 金属シャーシ
6 回路基板
7 筺体
8 光源(LED)
9 配線基板
10 熱拡散板
11 導光板
12 光源ユニット
13 スペーサ
14 空気の通風路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid crystal television 2 Liquid crystal panel 3 Backlight unit 4 Optical sheet 5 Metal chassis 6 Circuit board 7 Housing 8 Light source (LED)
9 Wiring board 10 Thermal diffusion plate 11 Light guide plate 12 Light source unit 13 Spacer 14 Air ventilation path

Claims (7)

液晶パネル、当該液晶パネルを背面から照明する光源を備えたバックライト装置、前記バックライト装置を保持するシャーシを備え、
前記バックライト装置は、液晶パネルの表示面と平行な方向に光を放出する光源と前記光源を搭載した配線基板と前記光源の光を前記液晶パネル方向へ導くための透光性を有する導光板とを組み合わせた複数の光源ユニットとを有する液晶表示装置において、
前記光源を搭載した配線基板の光源搭載面と反対側の面に設けられた熱拡散板を有し、前記熱拡散板と前記シャーシとの間に間隙を設けることを特徴とする液晶表示装置。
A liquid crystal panel, a backlight device including a light source that illuminates the liquid crystal panel from the back, and a chassis that holds the backlight device;
The backlight device includes a light source that emits light in a direction parallel to a display surface of a liquid crystal panel, a wiring board on which the light source is mounted, and a light guide plate having translucency for guiding light from the light source toward the liquid crystal panel. In a liquid crystal display device having a plurality of light source units combined with
A liquid crystal display device comprising: a heat diffusion plate provided on a surface opposite to a light source mounting surface of a wiring board on which the light source is mounted, wherein a gap is provided between the heat diffusion plate and the chassis.
前記熱拡散板は、配線基板の平面に対向する全面、もしくは、個々の光源搭載面近傍の部分的に配置することを特徴とする特許請求項1記載の液晶表示装置。   2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the heat diffusion plate is disposed on the entire surface facing the plane of the wiring board or partially in the vicinity of each light source mounting surface. 前記シャーシは、前記配線基板に設けられた熱拡散板と全面、もしくは、部分的に間隙を構成することを特徴とする特許請求項1記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the chassis forms a gap with a heat diffusion plate provided on the wiring board or on the entire surface or partially. 前記配線基板に設ける熱拡散板は、配線基板の熱伝導率よりも高い板材であることを特徴とする特許請求項1記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the heat diffusion plate provided on the wiring board is a plate material having a thermal conductivity higher than that of the wiring board. 前記配線基板は、紙基材フェノール樹脂製のプリント配線基板、または、ガラス布基材エポキシ樹脂製の積層配線プリント基板であることを特徴とする特許請求項1記載の液晶表示装置。   2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the wiring board is a printed wiring board made of a paper base phenolic resin or a laminated wiring printed board made of a glass cloth base epoxy resin. 前記熱拡散板と前記シャーシとの間に設ける間隙は、配線基板の熱変形量よりも大きいものであることを特徴とする特許請求項1記載の液晶表示装置。   2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein a gap provided between the heat diffusion plate and the chassis is larger than a thermal deformation amount of the wiring board. 前記配線基板に設ける熱拡散板は、アルミ、鉄、又はグラファイトシートを主たる構成部材とする板材であることを特徴とする特許請求項1記載の液晶表示装置。   2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the heat diffusion plate provided on the wiring substrate is a plate material mainly composed of aluminum, iron, or graphite sheet.
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