JP2014077837A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製作の容易なヒートシンクを備えた液晶表示装置を提供すること。
【解決手段】液晶パネルと、液晶パネルの背面側に平行に設けられた導光板と、前記導光板を介して液晶パネルを背面から照明するための複数の発光素子と、前記導光板の端面に沿って設けられ前記複数の発光素子を配列した細長い基板と、前記基板に結合され前記発光素子を冷却するためのヒートシンクとを備え、前記ヒートシンクは前記基板の長手方向に沿って導光板の背面側に平行に設けられる細長い平板と、平板の背面に長手方向に沿って互いに平行に立設した複数の板状フィンとを有し、前記平板の長手方向に直交する断面の形状が平板の長手方向について同一であることを特徴とする液晶表示装置。
【選択図】図２

Description

この発明は液晶表示装置に関し、とくにバックライト付液晶表示装置に関する。

この発明の背景技術としては、液晶表示装置において、図８に示すように金属基板２２の表面に多数の矩形状のフィン２３をロウ付けやリベット締めなどによって接合したヒートシンクを備え、バックライト用のＬＥＤを自然冷却するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−１０４８５８号公報

しかしながら、図８に示すようなヒートシンクを用いる液晶表示装置は、ヒートシンクの構造が非常に複雑であり、金属基板２２と多数のフィン２３との接合にロウ付けやリベット締めなどの作業を要するのでその製作が容易でなく、量産に適さないという問題点があった。

この発明はこのような事情を考慮してなされたもので、単純な構造で製作が容易であり、量産に適したヒートシンクを有する液晶表示装置を提供するものである。

この発明は、液晶パネルと、液晶パネルの背面側に平行に設けられた導光板と、前記導光板を介して液晶パネルを背面から照明するための複数の発光素子と、前記導光板の端面に沿って設けられ前記複数の発光素子を配列した細長い基板と、前記基板に結合され前記発光素子を冷却するためのヒートシンクとを備え、前記ヒートシンクは前記基板の長手方向に沿って導光板の背面側に平行に設けられる細長い平板と、平板の背面に長手方向に沿って互いに平行に立設した複数の板状フィンとを有し、前記平板の長手方向に直交する断面の形状が平板の長手方向について同一であることを特徴とする液晶表示装置を提供するものである。

この発明によれば、ヒートシンクが細長い平板と、平板の背面に平板の長手方向に沿って互いに平行に立設された複数の板状フィンを有し、前記平板の長手方向に直交する断面の形状が平板の長手方向について同一であるので、ヒートシンクは押し出し成形により製作でき、量産が容易になる。

この発明による液晶表示装置の第１実施形態の部分切欠き背面図である。 図１のＡ−Ａ矢視断面図である。 図１のＢ部拡大図である。 図２のＣ部拡大図である。 図２のＤ部拡大図である。 この発明による第２実施形態の図２対応図である。 第２実施形態の変形例を示す説明図である。 従来の液晶表示装置のヒートシンクを示す斜視図である。

この発明の液晶表示パネルは、液晶パネルと、液晶パネルの背面側に平行に設けられた導光板と、前記導光板を介して液晶パネルを背面から照明するための複数の発光素子と、前記導光板の端面に沿って設けられ前記複数の発光素子を配列した細長い基板と、前記基板に結合され前記発光素子を冷却するためのヒートシンクとを備える。

前記ヒートシンクは前記基板の長手方向に沿って導光板の背面側に平行に設けられる細長い平板と、平板の背面に長手方向に沿って互いに平行に立設した複数の板状フィンとを有し、前記ヒートシンクは前記平板の長手方向に直交する断面の形状が平板の長手方向について同一であることを特徴とする。

ヒートシンクは熱伝導率の高いアルミニウム合金や銅合金を用いて押し出し成形により形成できる。
前記板状フィンが前記平板に対して９０度以下の角度をなすように設けられることが好ましい。

前記板状フィンは発光素子に近いほど長手方向に直交する方向の幅が大きくなるように形成されてもよい。
前記板状フィンは発光素子に近いほど前記平板に対する角度が大きくなるように形成されてもよい。

以下、図面に示す実施形態を用いてこの発明を詳述することによってこの発明が限定されるものではない。

第１実施形態
図１はこの発明による液晶表示装置の第１実施形態を示す部分切り欠き背面図である。
図１に示すように液晶表示装置１はフレーム２を備え、フレーム２にバックライトシャーシ５がはめ込まれ、バックライトシャーシ５の背面に水平方向に細長い上部ヒートシンク３と下部ヒートシンク４とが固定されている。

図２は図１のＡ−Ａ矢視断面図、図３は図１のＢ部拡大図、図４と図５はそれぞれ図２のＣ部とＤ部の拡大図である。

これらの図に示すように、液晶表示装置１は、液晶パネル７と、液晶パネル７の背面に固定された光学シート１０と、光学シート１０の背面側に平行に設けられた導光板６を備える。導光板６は端部から入射される光を表面から出射するように設計され、アクリル板等で形成される。

光学シート１０は導光板６からの光を効率よく液晶表示装置に照射させる為の工夫を施した樹脂製シートである。導光板６の上端面と下端面に沿ってそれぞれ細長いアルミニウム合金製又は銅合金製のメタル基板９（図３，図４，図５）が設けられ、細長いメタル基板９は表面に複数のＬＥＤ素子８（図３）を一列に搭載している。

ＬＥＤ素子８は赤色、緑色、青色の各単色のものを組合せてもよいし、白色のものであってもよい。メタル基板９は配線パターンを備えており、ＬＥＤ素子８への給電はこの配線パターンを用いて行われる。

ＬＥＤ素子８の発する光は導光板６の上端面と下端面から入射して液晶パネル７を背面から照明する。導光板６の背面にはバックライトシャーシ５に上部ヒートシンク３と下部ヒートシンク４が固定されて設けられている。

上下のメタル基板９はそれぞれ上部ヒートシンク３と下部ヒートシンク４の端縁に高分子シートやグリスを介して面接触し、ＬＥＤ素子８の発熱はメタル基板９を介して上部ヒートシンク３と下部ヒートシンク４にそれぞれ伝達されて大気中に放熱される。

パネルホルダ１１は、液晶パネル７と光学シート１０と導光板６とバックライトシャーシ５と上部ヒートシンク３と下部ヒートシンク４をフレーム２に固定するように構成されている。

上部ヒートシンク３と下部ヒートシンク４は、熱伝導率の高いアルミニウム合金又は銅合金製である。これらはいずれもメタル基板９の長手方向に沿って導光板６の背面側に平行に設けられる細長い平板１２と、平板１２の背面に平板１２の長手方向に沿って互いに平行に立設した複数の板状フィン１３を有する。

上部ヒートシンク３と下部ヒートシンク４は、平板１２の長手方向に直交する断面形状（図２に示す）が平板１２の長手方向について変化せず一定（同一）である。従って、上部ヒートシンク３と下部ヒートシンク４は押し出し成形によって容易に形成することができる。

また、板状フィン１３は図２に示すように平板１２に対して９０度以下の角度θ（この実施形態では４５度）にて平板１２より離れるにしたがい上方向に設けられる。従って、板状フィン１３によって暖められた空気が上昇し易くなり、板状フィン１３の放熱効果が向上する。

バックライトシャーシ５と上部ヒートシンク３との間およびバックライトシャーシ５と下部ヒートシンク４との間に間隙を設け（図２）、バックライトシャーシ５および導光板６が上部ヒートシンク３と下部ヒートシンク４から熱の影響を受けないようになっている。また、その間隙を移動する空気により上部ヒートシンク３および下部ヒートシンク４の放熱効果を向上させることができる。

このような構成における液晶表示装置１の動作を要約すると次の通りである。
ＬＥＤ素子８はメタル基板９を介して通電されて発光すると、ＬＥＤ素子８から出射された光は、導光板６の端面に入射する。

端面に入射された光は導光板６の前面から光学シート１０へ出射される。光学シート１０へ入射した光は、光学シート１０の光学的機能の作用によりその平面全体に光る。その結果、光学シート１０から液晶パネル７へ一様に白色光がバックライトとして出射される。

一方、複数のＬＥＤ素子８から発生した熱は、メタル基板９によってそれぞれ拡散されると共に、上部ヒートシンク３および下部ヒートシンク４の平板１２の端縁に伝導される。平板１２の端縁に伝導された熱は、平板１２を通り平板１２の背面に平板１２より遠ざかるにつれて上方向４５度の角度で立設する板状フィン１３に伝えられる。板状フィン１３の表面からその近傍の空気へ自然対流や放射によって放熱される。

第２実施形態
図６はこの発明による第２実施形態の図２対応図である。
その他の構成は図１，図３〜図５に示される。

これらの図に示すように、第２実施形態における液晶表示装置１は、第１実施形態と同様に液晶パネル７と、液晶パネル７の背面に固定された光学シート１０と、光学シート１０の背面側に平行に設けられた導光板６を備える。導光板６の上端面と下端面に沿ってそれぞれ細長いメタル基板９が設けられ、細長いメタル基板９は複数のＬＥＤ素子８を一列に搭載する。

ＬＥＤ素子８の発する光は導光板６の上端面と下端面から入射して液晶パネルを背面から照明するようになっている。導光板６の背面には、図６に示すように、バックライトシャーシ５を介して上部ヒートシンク３ａと下部ヒートシンク４ａが設けられている。

上下のメタル基板９はそれぞれ上部ヒートシンク３ａと下部ヒートシンク４ａの端縁に面接触し、ＬＥＤ素子８の発熱はメタル基板９を介して上部ヒートシンク３ａと下部ヒートシンク４ａにそれぞれ伝達されて大気中に放熱される。

パネルホルダ１１は、液晶パネル７と光学シート１０と導光板６とバックライトシャーシ５と上部ヒートシンク３ａと下部ヒートシンク４ａをフレーム２に固定するように構成されている。

上部ヒートシンク３ａと下部ヒートシンク４ａは、いずれもメタル基板９の長手方向に沿って導光板６の背面側に平行に設けられる細長い平板１２と、平板１２の背面に平板１２の長手方向に沿って互いに平行に立設した複数の板状フィン１３を有する。

上部ヒートシンク３ａと下部ヒートシンク４ａは、平板１２の長手方向に直交する断面形状（図２に示す）が平板１２の長手方向について変化せず一定（同一）である。従って、上部ヒートシンク３と下部ヒートシンク４は押し出し成形によって容易に形成することができる。

また、上部ヒートシンク３ａと下部ヒートシンク４ａにおいて、板状フィン１３は、図６に示すように平板１２に対して４５度をなすように設けられると共に、ＬＥＤ素子８に近いほど板状フィン１３の高さ、つまり平板１２の長手方向に直交する方向の幅が大きくなり、空気との接触面積が広くなっている。

従って、ＬＥＤ素子８からの発熱を板状フィン１３によってより効果的に放熱することができる。また、バックライトシャーシ５と上部ヒートシンク３との間およびバックライトシャーシ５と下部ヒートシンク４との間に間隙を設け（図２）、バックライトシャーシ５および導光板６が熱の影響を受けないようになっている。
図６では、更に、板状フィン１３の長さが長くなり、また角度を設ける事により板状フィン１３の間隔が狭くなることにより、空気の流れが悪くなることを防止する手法として、板状フィン１３の平板１２側近傍に通気用の貫通した穴を成形後にドリル等にて数カ所設けることで、板状フィン１３間の空気の流れを良くする工夫を行っている。

図７は第２実施形態の変形例を示す説明図である。
この変形例では、第２実施形態における下部ヒートシンク４ａ（図６）が図７に示すヒートシンク４ｂに置換されている。その他の構成は第２実施形態と同等である。

単純に鋭角に板状フィン１３を同一角度で設けた場合、板状フィン１３間の間隔が狭くなって逆に空気の動きが悪くなる。これに対して、この変形例では、ヒートシンク４ｂにおいては平板１２と板状フィン１３とのなす角度θがＬＥＤ素子８に近いほど大きくなり、この変形例では４５度から９０度まで徐々に変化している。これによって板状フィン１３によって加熱される空気の動きが容易になり、ヒートシンク４ｂの放熱効果が向上する。

１ 液晶表示装置
２ フレーム
３ 上部ヒートシンク
４ 下部ヒートシンク
５ バックライトシャーシ
６ 導光板
７ 液晶パネル
８ ＬＥＤ素子
９ メタル基板
１０ 光学シート
１１ パネルホルダ
１２ 平板
１３ 板状フィン

Claims (5)

1. 液晶パネルと、液晶パネルの背面側に平行に設けられた導光板と、前記導光板を介して液晶パネルを背面から照明するための複数の発光素子と、前記導光板の端面に沿って設けられ前記複数の発光素子を配列した細長い基板と、前記基板に結合され前記発光素子を冷却するためのヒートシンクとを備え、前記ヒートシンクは前記基板の長手方向に沿って導光板の背面側に平行に設けられる平板と、平板の背面に長手方向に沿って互いに平行に立設した複数の板状フィンとを有し、前記ヒートシンクは前記平板の長手方向に直交する断面の形状が平板の長手方向について同一で、前記板状フィンは前記平板に対して９０度以下の角度をなすように設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記ヒートシンクは押し出し成形により形成される請求項１記載の液晶表示装置。
3. 前記板状フィンは発光素子に近いほど長手方向に直交する方向の幅が大きくなるように形成される請求項１〜２のいずれか１つに記載の液晶表示装置。
4. 前記板状フィンには前記平板側近傍に通気用の穴が形成される請求項３記載の液晶表示装置。
5. 前記板状フィンは発光素子に近いほど前記平板に対する角度が大きくなるように形成される請求項１〜４のいずれか１つに記載の液晶表示装置。