JP2012074349A - 液晶モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】エッジ型ＬＥＤバックライトのＬＥＤの放熱性を向上させ、熱劣化によるＬＥＤの短命化、発光効率の低下、輝度の低下を抑えるようにした液晶モジュールを提供する。
【解決手段】リアフレーム１の内部に導光板２を収容し、ＬＥＤ３０を配列して搭載したＬＥＤ基板３を導光板２の下端側に設けた液晶モジュールにおいて、ＬＥＤ基板を左上がり又は右上がりに傾斜させて設置し、リアフレーム１の下側の側板１ｂと左右の少なくとも一方の側板１ｃに通気口９ａ，９ｂを形成した構成とする。ＬＥＤ３０で暖められたリアフレーム１内部の空気を通気口９ｂから排気する一方、通気口９ａから外部の空気を流入させ、煙突効果でリアフレーム１の内部を換気させてＬＥＤ３０の放熱性を向上させ、ＬＥＤ３０の短命化等を抑える。
【選択図】図５

Description

本発明は、テレビ、パソコンその他の電子機器に組み込まれる液晶モジュールに関し、更に詳しくは、エッジ型ＬＥＤバックライトのＬＥＤの放熱性を向上させて、ＬＥＤの熱劣化による短命化、発光効率の低下、輝度の低下を抑えるように改良した液晶モジュールに関する。

通常のエッジ型ＬＥＤバックライトを内蔵した液晶モジュールは、ＬＥＤを配列して搭載したＬＥＤ基板を導光板の下端面に沿って水平に配置し、リアフレームの下側の側板に取付けている。このような液晶モジュールは、ＬＥＤから発生する熱がＬＥＤ基板を通じてリアフレームに伝導し、リアフレームから放熱される。

また、ＬＥＤを搭載した配線基板を導光板の側面に配置して金属製基材で支持させると共に、金属製基材と外装部を熱良導部材で接続することにより、ＬＥＤから発生する熱を外装部まで伝導させて放熱させるようにした液晶表示装置（特許文献１）や、ＬＥＤから発生する熱を断面コ字状の放熱シートとヒートシンク基板に伝導させて放熱させるようにした液晶表示装置（特許文献２）も知られている。

更に、導光板の両側面にＬＥＤ搭載基板を配置し、ＬＥＤ搭載基板の裏面にヒートシンクを設け、導光板と背面カバーとの間に空間を設け、該空間に熱輸送部材を配置してヒートシンクに接続し、該空間に液晶パネルに対して上下方向に通気路を設けることにより、熱輸送部材から外部への放熱を可能として背面カバーの高温化を抑制するようにした液晶表示装置（特許文献３）や、箱体の両側板に開口部を設け、冷却用の筒体部を両側板の開口部相互間に傾斜させて設けることにより、箱体内で発生する熱を、筒体部を下方から上方に向けて流れる空気で冷却するようにした表示装置（特許文献４）も知られている。

特開２００７−２４８８２０号公報 特開２００６−１５４１３６号公報 特開２００８−１６５１０１号公報 特許第２８７２６６３号公報

しかしながら、ＬＥＤから発生する熱をリアフレームに伝導させて放熱する従来の液晶モジュールや、ＬＥＤから発生する熱を外装部又はヒートシンク基板まで伝導させて放熱する特許文献１，２の液晶表示装置は、ＬＥＤの放熱性が不十分でＬＥＤがかなり高温になるため、熱劣化が進行して寿命が短くなるという問題があり、ＬＥＤの発光効率や輝度が低下するという問題もあった。
また、特許文献４の表示装置のように、箱体に設けた冷却用の筒体部を流れる空気によって、箱体内で発生する熱を冷却するものも、冷却効率が十分とは言い難いものであった。

これに対し、特許文献３の液晶表示装置のように、導光板と背面カバーの間の空間に熱輸送部材を配置してＬＥＤ搭載基板の裏面のヒートシンクに接続すると共に、該空間に上下方向の通気路を設けたものは、通気路を流れる空気によって熱輸送部材から外部への放熱性が向上するので、ＬＥＤの温度を多少下げることはできる。けれども、ヒートシンクの他に熱輸送部材を組込む必要があるので、部品点数や組立工数が増え、構造も複雑になるという問題があった。

本発明は上記事情の下になされたもので、その解決しようとする課題は、エッジ型ＬＥＤバックライトのＬＥＤの放熱性を向上させ、熱劣化によるＬＥＤの短命化、発光効率の低下、輝度の低下を抑えるようにした液晶モジュールを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係る液晶モジュールは、リアフレームの内部に導光板を収容し、導光板の前面側に液晶パネルを設置すると共に、ＬＥＤを配列して搭載したＬＥＤ基板を導光板の下端側に設けた液晶モジュールにおいて、ＬＥＤ基板を左上がり又は右上がりに傾斜させて設置し、リアフレームの下側の側板と左右の少なくとも一方の側板に通気口を形成したことを特徴とするものである。

本発明の液晶モジュールにおいては、前記ＬＥＤ基板を左右一対に導光板の下端側に設け、左のＬＥＤ基板を左上がりに傾斜させて設置する一方、右のＬＥＤ基板を右上がりに傾斜させて設置し、リアフレームの下側の側板と左右両側の側板に通気口を形成することが好ましく、更に、導光板の下端面の左半分を左上がりの傾斜面とする一方、導光板の下端面の右半分を右上がりの傾斜面とし、左のＬＥＤ基板と右のＬＥＤ基板を左上がりの傾斜面と右上がりの傾斜面に沿って設置することが好ましい。
そして、通気口を、リアフレームの下側の側板の中央部と、左右両側の側板の中央部又は上部に形成することが好ましく、更に、通気口の裏側に、光が通気口から外部に漏れるのを防止する遮光板を設けることが好ましい。

本発明の液晶モジュールによれば、ＬＥＤから出る熱で暖められたリアフレーム内部の空気が、左上がり及び／又は右上がりに傾斜したＬＥＤ基板の上下両面に沿って流動し、導光板とリアフレーム及び液晶パネルとの隙間を上昇して、リアフレームの左及び／又は右の側板の通気口から排気されると共に、外部の空気がリアフレームの下側の側板の通気口から流入するため、この煙突効果によってリアフレームの内部が効率良く換気され、ＬＥＤから出る熱が空気とともに外部に放出される。従って、ＬＥＤの放熱性が向上し、ＬＥＤの温度上昇が抑えられるので、熱劣化によるＬＥＤの短命化、発光効率や輝度の低下を抑制することができる。尚、ＬＥＤ基板がリアフレームに接触して設置されている場合は、ＬＥＤから出る熱がＬＥＤ基板を通ってリアフレームに伝導し、リアフレームからも放熱されるので、ＬＥＤの放熱性は更に向上することになる。

また、本発明の液晶モジュールにおいて、導光板の下端面の左半分を左上がりの傾斜面とする一方、導光板の下端面の右半分を右上がりの傾斜面とし、左のＬＥＤ基板と右のＬＥＤ基板を左上がりの傾斜面と右上がりの傾斜面に沿って設置したものは、リアフレーム内部の空気の流れが良くなることに加えて、導光板の下端の傾斜面とＬＥＤ基板の各ＬＥＤとの距離が等しくなるので、各ＬＥＤから導光板への光の入射効率が一定し、輝度のバラツキを抑えることができる。

そして、通気口を、リアフレームの下側の側板の中央部と、左右両側の側板の中央部又は上部に形成したものは、煙突効果が顕著になってリアフレーム内部の換気効率が良くなるため、ＬＥＤの放熱性を一層向上させることが可能となり、更に、通気口の裏側に遮光板を設けたものは、通気口からの光の漏れを防止することも可能となる。

本発明に係る液晶モジュールの一実施形態を示す背面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 裏側に遮光板を設けた通気口の斜視図である。 裏側に遮光板を設けた通気口の水平断面図である。 本発明に係る液晶モジュールの他の実施形態を示す背面図である。

以下、図面に基づいて、本発明の液晶モジュールの実施形態を詳述する。

図１は本発明に係る液晶モジュールの一実施形態を示す背面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿った断面図であって、１はリアフレーム、２は導光板、３ａ，３ｂは左右のＬＥＤ基板、４は液晶パネル、５は光反射シート、６は光学シート、７はセルガイド、８はベゼルを示している。

図１，図２に示す液晶モジュールは、エッジ型ＬＥＤバックライトを内蔵した薄型の液晶モジュールであって、板金製のリアフレーム１の内部には合成樹脂製の透明な導光板２が収容されている。そして、この導光板２の下側には、ＬＥＤ３０を一定間隔をあけて一列に並べて搭載した左右一対の帯板状のＬＥＤ基板３ａ，３ｂが設置されており、ＬＥＤ３０を点灯すると、ＬＥＤ３０から導光板２に入射した白色光によって導光板２が面発光するようになっている。

上記導光板２は、図１に示すように、その下端面の左半分が左上がりの傾斜面２ａとされており、右半分が右上がりの傾斜面２ｂとされている。そして、左のＬＥＤ基板３ａは導光板２の傾斜面２ａに沿って左上がりに傾斜してリアフレーム１の背面板１ａに取付固定されており、右のＬＥＤ基板３ｂは導光板の傾斜面２ｂに沿って右上がりに傾斜してリアフレーム１の背面板１ａに取付固定されている。また、ＬＥＤ基板３ａ，３ｂの突合わせ端部の相互間には、空気が流れ込む通気空間が設けられており、ＬＥＤ基板３ａ，３ｂの突合わせ端部とリアフレーム１の下側の側板１ｂとの間にも通気空間が設けられている。

上記のように左右のＬＥＤ基板３ａ，３ｂを傾斜させるのは、後述するようにＬＥＤ３０の熱で暖められた空気が左右のＬＥＤ基板３ａ，３ｂの上下両面に沿って左右両側へ流れ易くし、リアフレーム１内部の換気効率を高めてＬＥＤ３０の放熱性を向上させるためであり、また、左右のＬＥＤ基板３ａ，３ｂをリアフレーム１の背面板１ａに取付固定するのは、ＬＥＤ３０から出た熱をＬＥＤ基板３ａ，３ｂを通じてリアフレーム１の背面板１ａに伝導させるためである。

導光板２の傾斜面２ａ，２ｂの水平に対する傾斜角度、及び、左右のＬＥＤ基板３ａ，３ｂの傾斜角度は特に限定されないが、５〜３０°の範囲内に設定するのが適当である。この範囲内の傾斜角度であれば、液晶パネル４の表示領域の下部を大幅に縮小することなく、リアフレーム１内部の換気効率を高めてＬＥＤ３０の放熱性を向上させることができるからである。

また、リアフレーム１の下側の側板１ｂの中央部と左右両側の側板１ｃ，１ｃの中央部には、通気口９ａ，９ｂ，９ｂがそれぞれ形成されており、ＬＥＤ３０の熱で暖められたリアフレーム１内部の空気が左右両側板１ｃ，１ｃの通気口９ｂ，９ｂから排気される一方、外部の空気が下側の側板１ｂの通気口９ａからリアフレーム１内へ流入するようになっている。
上記通気口９ｂ，９ｂは、リアフレーム１の左右両側板１ｃ，１ｃの上部に形成してもよく、上部に形成する方が、煙突効果による換気効率の向上の観点から有利である。また、必要とあらば、通気口９ａ，９ｂをリアフレーム１の側板１ｂ，１ｃ，１ｃに複数ずつ形成してもよい。

前記導光板２とリアフレーム１の背面板１ａと間には、導光板２の背面から出た光を正面側へ反射する反射シート５が配設されており、また、導光板２の前面側には、輝度ムラをなくす光拡散シートなどの光学シート６と液晶パネル４が配置されて、光学シート６の四周縁がセルガイド７で押えられている。そして、液晶パネル４の四周縁は上記セルガイド７で支持され、方形枠状のベゼル８で脱落しないように囲繞されて、液晶モジュールが組立てられている。
尚、上記反射シート５を省略し、反射層を導光板２の背面に形成するようにしてもよい。

以上のような構成の液晶モジュールでは、ＬＥＤ３０から出る熱で暖められたリアフレーム１内部の空気が、左上がり及び右上がりに傾斜したＬＥＤ基板３ａ，３ｂの上下両面に沿って左右両側へ流動し、図１に矢印で示すように、主に導光板２とリアフレーム１の左右両側板１ｃ，１ｃとの隙間を上昇すると共に、導光板２とリアフレーム１の背面板１ａとの隙間や導光板２と液晶パネル４との隙間をも上昇して、リアフレームの左右両側板１ｃ，１ｃの通気口９ｂ，９ｂから排気される。そして、この排気に伴って外部の空気がリアフレーム１の下側の側板１ｂの通気口９ａからリアフレーム１内部へ流入するため、煙突効果によってリアフレーム１の内部が効率良く換気され、各ＬＥＤ３０から出る熱が空気と共に外部に放出される。また、ＬＥＤ３０の熱はＬＥＤ基板３を通じてリアフレーム１の背面板１ａに伝導し、背面板１ａからも放熱される。従って、ＬＥＤ３０の放熱性が向上し、ＬＥＤ３０の温度上昇が抑えられるので、熱劣化によるＬＥＤ３０の短命化、発光効率や輝度の低下を抑制することができる。

本発明の液晶モジュールにおいては、必ずしも導光板２の下端面を左上がりと右上がりの傾斜面２ａ，２ｂに形成する必要はなく、左右のＬＥＤ基板３ａ，３ｂを左上がりと右上がりに傾斜させて設置するだけでもよいが、前記実施形態のように、導光板２の下端面を左上がりと右上がりの傾斜面２ａ，２ｂとし、これらの傾斜面２ａ，２ｂに沿って左右のＬＥＤ基板３ａ，３ｂを左上がりと右上がりに傾斜させて設置してあると、リアフレーム１内部の空気の流れが良くなることに加えて、導光板２の下端の傾斜面２ａ，２ｂとＬＥＤ基板３ａ，３ｂの各ＬＥＤ３０との距離が等しくなるので、各ＬＥＤ３０から導光板２への光の入射効率が一定し、輝度のバラツキを抑えることができるので好ましい。

また、前記実施形態の液晶モジュールでは、リアフレーム１の下側の側板１ｂと左右両側板１ｃ，１ｃに単なる通気口９ａ，９ｂが形成されているだけであるため、これらの通気口９ａ，９ｂから光が外部へ漏れることになる。これを防止するには、通気口９ａ（９ｂ）の裏側に、図３，図４に示すような遮光板１０ａ，１０ｂを設けることが望ましい。

即ち、遮光板１０ａは通気口９ａ（９ｂ）の斜め左側からの光を遮断する矩形状の遮光板であり、遮光板１０ｂは通気口９ａ（９ｂ）の斜め右側と正面側と斜め左側からの光を遮断する平面視略コ字状に屈曲した遮光板であって、図４に示すように、遮光板１０ａの先端と遮光板１０ｂとの間、遮光板１０ｂの先端とリアフレーム１の側板１ｂ（１ｃ）との間、及び、遮光板１０ｂの先端と遮光板１０ａとの間には、空気の流れる隙間が形成されている。そして、遮光板１０ｂの先端を遮光板１０ａの先端よりも側板１ｂ（１ｃ）に近づけることにより、遮光板１０ａの先端と遮光板１０ａの隙間から光が漏れないようにしている。

上記のような遮光板１０ａ，１０ｂを通気口９ａ（９ｂ）の裏側に設けると、空気は、図４に矢印で示すようにＳ字カーブを描いてリアフレーム１内へ流入するか、又は、逆に外部へ排出されるが、通気口９ａ（９ｂ）は遮光板１０ａ，１０ｂによって三方から遮光されるため、リアフレーム１内部の換気効率を低下させることなく、通気口９ａ（９ｂ）からの光の漏れを十分防止することが可能となる。

図５は本発明に係る液晶モジュールの他の実施形態を示す背面図である。

この液晶モジュールは、導光板２の下端面全体が左上がりの傾斜面２ａとされており、この傾斜面２ａに沿って、ＬＥＤ３０を一列に並べて搭載した一枚の長い帯板状のＬＥＤ基板３が左上がりに傾斜してリアフレーム１の背面板１ａに取付固定されている。そして、リアフレーム１の下側の側板１ｂの右端部と左側の側板１ｃの中央部には、通気口９ａ，９ｂがそれぞれ形成されており、ＬＥＤ３０の熱で暖められたリアフレーム１内部の空気が左側の側板１ｃの通気口９ｂから排気される一方、外部の空気が下側の側板１ｂの通気口９ａからリアフレーム１内へ流入するようになっている。

この液晶モジュールの他の構成は、前記実施形態の液晶モジュールのそれと同様であるので、図５において同一部材に同一符号を付し、重複する説明を省略する。

以上のような構成の液晶モジュールは、ＬＥＤ３０から出る熱で暖められたリアフレーム１内部の空気が、左上がりに傾斜したＬＥＤ基板３の上下両面に沿って左側へ流動し、図５に矢印で示すように、主に導光板２とリアフレーム１の左側の側板１ｃとの隙間を上昇して、リアフレームの左側の側板１ｃの通気口９ｂから排気される。そして、この排気に伴って外部の空気がリアフレーム１の下側の側板１ｂの通気口９ａからリアフレーム１内部へ流入するため、煙突効果によってリアフレーム１の内部が効率良く換気され、各ＬＥＤ３０から出る熱が空気と共に外部に放出される共に、ＬＥＤ基板３を通じてリアフレーム１の背面板１ａに伝導し背面板１ａからも放熱される。従って、前記実施形態の液晶モジュールと同様、ＬＥＤ３０の放熱性が向上し、ＬＥＤ３０の温度上昇が抑えられるので、熱劣化によるＬＥＤ３０の短命化、発光効率や輝度の低下を抑制することができる。

尚、図５に示す実施形態の液晶モジュールでは、左右関係を逆転させて、導光板２の下端面全体を右上がりの傾斜面とし、この傾斜面に沿って一枚のＬＥＤ基板３を右上がりに傾斜させてリアフレーム１の背面板１ａに取付固定すると共に、リアフレーム１の下側の側板１ｂの左端部と右側の側板１ｃとに通気口９ａ，９ｂを形成してもよい。
また、通気口９ａ，９ｂの裏側に前述した遮光板１０ａ，１０ｂを設け、通気口９ａ，９ｂからの光の漏れを防止することが好ましいのは言うまでもない。

以上、代表的な二つの実施形態を挙げて本発明の液晶モジュールを説明したが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更態様を許容し得るものである。

１ リアフレーム
１ａ リアフレームの背面板
１ｂ リアフレームの下側の側板
１ｃ リアフレームの左右両側の側板
２ 導光板
２ａ 左上がりの傾斜面
２ｂ 右上がりの傾斜面
３ ＬＥＤ基板
３ａ 左のＬＥＤ基板
３ｂ 右のＬＥＤ基板
３０ ＬＥＤ
４ 液晶パネル
９ａ，９ｂ 通気口
１０ａ，１０ｂ 遮光板

Claims (5)

1. リアフレームの内部に導光板を収容し、導光板の前面側に液晶パネルを設置すると共に、ＬＥＤを配列して搭載したＬＥＤ基板を導光板の下端側に設けた液晶モジュールにおいて、
   ＬＥＤ基板を左上がり又は右上がりに傾斜させて設置し、リアフレームの下側の側板と左右の少なくとも一方の側板に通気口を形成したことを特徴とする液晶モジュール。
2. 前記ＬＥＤ基板は左右一対に導光板の下端側に設けられ、左のＬＥＤ基板を左上がりに傾斜させて設置する一方、右のＬＥＤ基板を右上がりに傾斜させて設置し、リアフレームの下側の側板と左右両側の側板に通気口を形成したことを特徴とする請求項１に記載の液晶モジュール。
3. 導光板の下端面の左半分を左上がりの傾斜面とする一方、導光板の下端面の右半分を右上がりの傾斜面とし、左のＬＥＤ基板と右のＬＥＤ基板を左上がりの傾斜面と右上がりの傾斜面に沿って設置したことを特徴とする請求項２に記載の液晶モジュール。
4. 通気口を、リアフレームの下側の側板の中央部と、左右両側の側板の中央部又は上部に形成したことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の液晶モジュール。
5. 通気口の裏側に、光が通気口から外部に漏れるのを防止する遮光板を設けたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の液晶モジュール。

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