JP2015170415A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バックライトの光源から発生する熱をより効率的に放熱することのできる液晶表示装置を提供する。
【解決手段】液晶表示装置は、表示面を有する表示パネルと、表示パネルの表示方向とは反対の裏面方向に配置され、表示パネルに光を照射する光源が配置された光源配置基板と、光源配置基板の裏面方向に配置され、光源配置基板に取付けられる本体部と本体部からそれぞれ裏面方向に延びる複数のフィンとを有し、光源で発生する熱を放出するヒートシンクと、ヒートシンクの本体部の裏面方向に配置され、複数のフィンを通す穴が本体部の一つに対し複数開けられた底面部を有し、光源配置基板及びヒートシンクを収容するフレームと、を備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、液晶表示装置に関する。

情報通信端末やテレビ受像機に利用される薄型の表示装置として、液晶表示装置が広く用いられている。液晶表示装置は、２つの基板の間に封じ込められた液晶組成物の配向を、画素電極と対向電極との間の電位差により形成される電界を変化させることにより変え、バックライト装置から照射される光の透過を制御することにより画像を表示させる装置である。

従来、バックライトの光源としては冷陰極蛍光ランプ（Cold Cathode Fluorescent Lamp）が用いられてきたが、近年、高輝度で小型である発光ダイオードを利用するものが多くなってきている。

特許文献１は、発光ダイオードを用いた直下型のバックライトにおいて、ランプハウスの開口に放熱ブロックを配置する構成について開示している。

特開２００８−２５１２４５号公報

液晶表示装置に用いられる発光ダイオードは、高輝度になるほど発熱量が大きく、発光ダイオードが周辺の温度を上昇させた場合には、その熱が発光ダイオード自身の色度及び輝度に影響を与えると共に、発光ダイオードを制御するＩＣ（Integrated Circuit）の動作に影響を与える恐れがある。更に、高温下での発光ダイオード及びＩＣの駆動は劣化速度を速め、液晶表示装置の寿命の短縮化に繋がる恐れもある。

本発明は、上述の事情に鑑みてされたものであり、バックライトの光源から発生する熱をより効率的に放熱することのできる液晶表示装置を提供することを目的とする。

本発明の液晶表示装置は、表示面を有する表示パネルと、前記表示パネルの表示方向とは反対の裏面方向に配置され、前記表示パネルに光を照射する光源が配置された光源配置基板と、前記光源配置基板の前記裏面方向に配置され、前記光源配置基板に取付けられる本体部と前記本体部からそれぞれ前記裏面方向に延びる複数のフィンとを有し、前記光源で発生する熱を放出するヒートシンクと、前記ヒートシンクの前記本体部の前記裏面方向に配置され、前記複数のフィンを通す穴が前記本体部の一つに対し複数開けられた底面部を有し、前記光源配置基板及び前記ヒートシンクを収容するフレームと、を備える液晶表示装置である。

また、本発明の液晶表示装置において、前記ヒートシンクの前記本体部が、前記底面部と間隔を空けて配置されることにより、前記ヒートシンクと前記フレームとの組合せにより形成される管状の管状部を更に備え、前記フレームは、前記フレームの前記底面部から延びる側面に、前記管状部の管の両端に対応する通気口を有していてもよい。

また、本発明の液晶表示装置において、前記ヒートシンクの前記フィンは、裏面方向に次第に細くなるように延び、前記管状部は、前記穴にフィンが嵌って固定されることにより形成されてもよい。

また、本発明の液晶表示装置において、前記複数のフィンと前記フレームとは、スナップフィットにより固定されることとしてもよい。

また、本発明の液晶表示装置において、前記光源は、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の３色の発光ダイオードからなり、ＲＧＧＢの４つの前記発光ダイオードからなる発光ダイオード群を構成し、前記発光ダイオード群は、前記光源配置基板の複数箇所に配置されていてもよい。

また、本発明の液晶表示装置において、前記複数のフィンのそれぞれは、１つの前記穴に通されることとしてもよい。

本発明の一実施形態に係る液晶表示装置を概略的に示す図である。 図１のモールドフレーム、バックライト装置の各部品及びフレームを示す分解斜視図である。 図２のフレームについて示す斜視図である。 光源配置基板及びヒートシンクの一部について示す斜視図である。 光源配置基板及びヒートシンクが、フレーム及びモールドフレームに組み合わされた際の、フレームの底面の長辺方向に沿った一部断面図である。 液晶表示装置の放熱の様子について説明するための図である。 液晶表示装置の放熱の様子について説明するための図である。

以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

図１には、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置１００が概略的に示されている。この図に示されるように、液晶表示装置１００は、液晶表示パネル１５０と、液晶表示パネル１５０を固定するモールドフレーム１０１と、液晶表示パネル１５０を裏面側から照らすバックライト装置２００と、バックライト装置２００を収容するフレーム１２０から構成されている。本実施形態においては、このような構成としたが、モールドフレーム１０１を用いずに、液晶表示パネル１５０及びバックライト装置２００を収容するフレーム１２０等その他の構成であってもよい。

図２は、図１のモールドフレーム１０１、バックライト装置２００の各部品及びフレーム１２０を示す分解斜視図である。この図においては、説明を分かりやすくするために、液晶表示パネル１５０の記載は省略している。この図に示されるように、モールドフレーム１０１とフレーム１２０との間に配置されるバックライト装置２００は、光源であるＬＥＤ（Light Emitting Diode）２１２（図４参照）が配置された光源配置基板２１０と、光源配置基板２１０上に配置され、光源配置基板２１０側に向かう光を反射して、液晶表示パネル１５０側に向わせる反射シート２０２と、ＬＥＤ２１２から出射された光の拡散、集光及び偏光の機能等を有する複数のシート状部材からなる光学シート２０１と、光源配置基板２１０の裏面方向に配置され、ＬＥＤ２１２等から発せられる熱を放熱するヒートシンク２２０と、を有している。なお、反射シート２０２のＬＥＤ２１２の配置される位置には穴が開けられており、これにより各ＬＥＤ２１２は、反射シート２０２より液晶表示パネル１５０側に配置される。

図３は、図２のフレーム１２０について示す斜視図である。この図に示されるように、フレーム１２０は、光源配置基板２１０等を収容するために、長辺と短辺を有する矩形の底面部１２７と、底面部１２７の４辺をそれぞれ共有する４つの側面を有する形状であり、底面部１２７には、短辺が延びる方向に沿って細長い穴１２１が複数並置されている。また、穴１２１の延びる方向に対向する側面であり、該底面部１２７の長辺を一辺とする側面には、底面部１２７に近い側に複数の通気口１２３が設けられている。なお、本実施形態において穴１２１は、短辺に沿って細長いこととしたが、長辺に沿って細長くても、曲がった形状その他の形状であってもよく、通常、穴１２１の形状は、後述するヒートシンク２２０のフィン２２３の形状に合わせて定められる。

図４は、光源配置基板２１０及びヒートシンク２２０の一部について示す斜視図である。この図に示されるように、光源配置基板２１０上には、液晶表示パネル１５０に光を照射するための光源であるＬＥＤ２１２が配置されている。本実施形態においてＬＥＤ２１２は、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の３色が用いられており、Ｒ１つ、Ｇ２つ、Ｂ１つの合計４つのＬＥＤ２１２を１つのＬＥＤ群２１４として、２つのＧ色のＬＥＤ２１２がそれぞれＲ色のＬＥＤ２１２及びＢ色のＬＥＤ２１２の両方と隣合うようにまとめて配置し、当該ＬＥＤ群２１４を発光領域の複数の箇所に等間隔に配置している。このような構成とすることにより、青色のＬＥＤ及びＹＡＧ蛍光体を用いて白色を発光させる場合や、青色のＬＥＤとＲＧ蛍光体を用いて白色を発光させる場合と比較して、色域、特にＧとＲにおける色域を広げることができる。したがって、液晶表示装置１００の色再現性が向上し、表示品質を向上させることができる。また、上述のようなＬＥＤ群２１４を用いた配置とすることにより、色域を広げるだけでなく、各色の輝度のバランスを取ることができると共に、混色することができる。なお、ＬＥＤ２１２の色の組合せ及び配置はこれに限られず、１色や２色であっても４色以上であってもよいし、蛍光体を組み合わせるものであってもよく、任意に定めることができる。

また、ヒートシンク２２０は、光源配置基板２１０の裏面側に配置され、光源配置基板２１０の全体に接触させ、光源配置基板２１０から熱を吸収するための本体部２２１と、表面積を大きくして放熱効果を上げるための複数のフィン２２３と、から構成される。なお、光源配置基板２１０とヒートシンク２２０との間には、熱伝導性部材２１６（図５参照）を挟むことができ、この場合には、熱伝導性部材２１６は、例えばガラスフィラーを含む樹脂とすることができる。本実施形態においては、複数のフィン２２３は、それぞれ裏面方向に延びると共に、フレーム１２０の底面部１２７の短辺に沿う方向に延びる形状であり、等間隔に並置されている。しかしながら、長辺に沿う方向に延びるものであっても、曲線的なものであってもよく、形状は放熱効果及びヒートシンク２２０が配置できる領域に応じて適宜定められる。なお、この図に示されるように、本実施形態では、光源配置基板２１０及びヒートシンク２２０は、一つの液晶表示装置１００に対し、発光領域を分割した複数の領域に複数配置するものとしているが、一つの液晶表示装置１００に一枚の光源配置基板２１０及びヒートシンク２２０であってもよく、画面の大きさ等の周囲の条件に合わせて定められる。

図５は、光源配置基板２１０及びヒートシンク２２０が、フレーム１２０及びモールドフレーム１０１に組み合わされた際の、フレーム１２０の底面部１２７の長辺方向に沿って切断した一部断面図である。この図に示されるように、ヒートシンク２２０の複数のフィン２２３のそれぞれは、フレーム１２０の複数の穴１２１の１つに差し込まれて組立てられる。フィン２２３は、表示方向とは反対側の裏面方向に向って次第に細くなるように延びており、ヒートシンク２２０の本体部２２１とフレーム１２０の底面部１２７とは、所定の間隔となった際に、穴１２１とヒートシンク２２０のフィン２２３が嵌るように穴１２１の大きさが定められている。図に示されるように、フレーム１２０の側面に形成された通気口１２３は、ヒートシンク２２０とフレーム１２０との組合せにより形成される管状の管状部２２５の位置に対応して形成されており、通気口１２３から管状部２２５を抜けて反対側の側面の通気口１２３に空気等が抜けることにより、放熱の効果を高めることができる。また、穴１２１にフィン２２３が嵌ることで固定するとすることにより、製造時の位置決めや、製造工程において、フレーム１２０の裏面が上に向くようにひっくり返してからネジによる固定を行う等の作業の必要がなく、製造工程を大幅に簡略化できる。そのため、製造コストを抑えると共に、歩留まりの向上を図ることができる。

なお、本実施形態においては、管状部２２５は、穴１２１にフィン２２３が嵌ることにより形成されることとしたが、ヒートシンク２２０の本体部２２１と、フレーム１２０の底面部１２７との間にスペーサを設ける等その他の手段により、管状部２２５を形成することとしてもよい。また、特にヒートシンク２２０或いはフレーム１２０にスナップフィット形状の切欠きを設け、噛み合わせることで固定し、管状部２２５を形成することとしてもよい。

また、本実施形態においては、１つのフィン２２３に対して１つの穴１２１が設けられることとしたが、複数のフィン２２３に対して１つの穴であってもよく、この場合には、ヒートシンク２２０に対して少なくとも２つの穴１２１が設けられることによって、管状部２２５を形成することができ、上述と同様の効果を有する。

図６及び図７は、液晶表示装置１００の放熱の様子について説明するための図である。図６は、図５と同じ視野による断面図である。この図の矢印に示されるように、各ＬＥＤ２１２から発生した熱は、光源配置基板２１０の裏面にヒートシンク２２０が直接取付けられているため、ヒートシンク２２０の本体部２２１に伝わり、本体部２２１から外気に曝され、より冷却効果の高いフィン２２３に効率的に伝えられる。本体部２２１から延びる２つの隣合うフィンの間には、底面部１２７の一部が配置こととなり、フレーム１２０の底面部１２７は、ヒートシンク２２０と接しているため、フレーム１２０もヒートシンク２２０と共に放熱部材として働くため、放熱効果をより向上させることができる。このため、ＬＥＤ２１２で発生する熱を効率的に放出することができる。

図７は、フレーム１２０の底面部１２７の短辺方向に沿った一部断面図である。上述のようにフィン２２３において放熱されるが、放熱しきれない熱は、本体部２２１に留まることとなる。しかしながら、本実施形態においては、ヒートシンク２２０の本体部２２１とフレーム１２０の底面部１２７との間の空間が管状となった管状部２２５が設けられており、管状部２２５は、フレーム１２０の互いに対向する側面に開けられた２つの通気口１２３を結んでいるため、この間を空気等の流体が流れることにより、本体部２２１からも放熱することができる。放熱効果が向上すると、部品の熱による劣化を抑えることができる。特にＬＥＤ２１２や光源配置基板２１０上のＩＣ（Integrated Circuit）は熱を発するため、周囲の温度を下げることは製品の長寿命化には不可欠である。

なお、より効率的に放熱するために、通気口１２３の一方にファンを設け、強制的に通気を行うこととしてもよい。この場合にはファンはヒートシンク２２０又はフレーム１２０に埋め込むことができるため、製品サイズを大きくすることなく、効果的な放熱を行うことができる。

なお、本実施形態においては、図４のようなＬＥＤ２１２の組合せ及び配置を用いたことにより発熱が大きくなる考慮して、放熱の優れた構造を提案しているが、図４のようなＬＥＤ２１２の組合せ又は配置に限らず、どのようなＬＥＤ２１２の色及び色の組合せ、又は蛍光体との組合せを使用したバックライト装置２００であっても、ヒートシンク２２０及びフレーム１２０の構成に適用することができる。

本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

１００ 液晶表示装置、１０１ モールドフレーム、１２０ フレーム、１２１ 穴、１２３ 通気口、１５０ 液晶表示パネル、２００ バックライト装置、２０１ 光学シート、２０２ 反射シート、２１０ 光源配置基板、２１２ ＬＥＤ、２１４ ＬＥＤ群、２１６ 熱伝導性部材、２２０ ヒートシンク、２２１ 本体部、２２３ フィン、２２５ 管状部。

Claims (6)

1. 表示面を有する表示パネルと、
   前記表示パネルの表示方向とは反対の裏面方向に配置され、前記表示パネルに光を照射する光源が配置された光源配置基板と、
   前記光源配置基板の前記裏面方向に配置され、前記光源配置基板に取付けられる本体部と前記本体部からそれぞれ前記裏面方向に延びる複数のフィンとを有し、前記光源で発生する熱を放出するヒートシンクと、
   前記ヒートシンクの前記本体部の前記裏面方向に配置され、前記複数のフィンを通す穴が前記本体部の一つに対し複数開けられた底面部を有し、前記光源配置基板及び前記ヒートシンクを収容するフレームと、を備える液晶表示装置。
2. 請求項１に記載の液晶表示装置において、
   前記ヒートシンクの前記本体部が、前記底面部と間隔を空けて配置されることにより、前記ヒートシンクと前記フレームとの組合せにより形成される管状の管状部を更に備え、
   前記フレームは、前記フレームの前記底面部から延びる側面に、前記管状部の管の両端に対応する通気口を有している、ことを特徴とする液晶表示装置。
3. 請求項２に記載の液晶表示装置において、
   前記ヒートシンクの前記フィンは、裏面方向に次第に細くなるように延び、
   前記管状部は、前記穴にフィンが嵌って固定されることにより形成される、ことを特徴とする液晶表示装置。
4. 請求項３に記載の液晶表示装置において、
   前記複数のフィンと前記フレームとは、スナップフィットにより固定される、ことを特徴とする液晶表示装置。
5. 請求項１に記載の液晶表示装置において、
   前記光源は、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の３色の発光ダイオードからなり、ＲＧＧＢの４つの前記発光ダイオードからなる発光ダイオード群を構成し、
   前記発光ダイオード群は、前記光源配置基板の複数箇所に配置されている、ことを特徴とする液晶表示装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の液晶表示装置において、
   前記複数のフィンのそれぞれは、１つの前記穴に通される、ことを特徴とする液晶表示装置。

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