JP2016035534A - 表示装置 - Google Patents

表示装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2016035534A
JP2016035534A JP2014158851A JP2014158851A JP2016035534A JP 2016035534 A JP2016035534 A JP 2016035534A JP 2014158851 A JP2014158851 A JP 2014158851A JP 2014158851 A JP2014158851 A JP 2014158851A JP 2016035534 A JP2016035534 A JP 2016035534A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light source
display device
case
heat
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2014158851A
Other languages
English (en)
Inventor
安田　真吾
Shingo Yasuda
真吾 安田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2014158851A priority Critical patent/JP2016035534A/ja
Priority to US14/810,881 priority patent/US20160033821A1/en
Publication of JP2016035534A publication Critical patent/JP2016035534A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133603—Direct backlight with LEDs
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/133308—Support structures for LCD panels, e.g. frames or bezels
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133608—Direct backlight including particular frames or supporting means
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/133308—Support structures for LCD panels, e.g. frames or bezels
    • G02F1/133314—Back frames
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133628—Illuminating devices with cooling means

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

【課題】表示装置において、光源基板の反りを抑制し、かつ、発生する熱を効率的に放熱する。
【解決手段】表示パネルと、前記表示パネルの背面側に配置され、光を照射する複数の光源素子が略平面状に実装された光源部材と、前記光源部材が取り付けられ、前記表示パネルの背面側に光拡散空間を形成する略箱形状のケース部材と、前記光源部材から発生する熱を拡散する放熱部材と、を有する表示装置であって、前記光源部材は、前記ケース部材の外側に取り付けられ、前記ケース部材と前記放熱部材によって挟持され、前記ケース部材は、前記光源部材と前記放熱部材とを締結する締結部材を有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、バックライト光源を有する表示装置に関する。
液晶をはじめとする透過型の表示装置は、パネルの背面から光を照射するバックライト装置を備えている。近年では、テレビジョン装置や業務用表示装置において、発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いたバックライトモジュールが多く用いられている。バックライトにＬＥＤを採用することで、装置の長寿命化や廃棄リサイクル処理の容易化を図ることができる。
また、近年、表示装置の高輝度化やダイナミックレンジの拡大に伴い、バックライトモジュールの発熱量が増大している。バックライトモジュールの温度が設計値を超えると動作不良を引き起こすおそれがあるため、モジュールの放熱性は、以前にも増して重要となっている。
図７は、従来例における表示装置７００を俯瞰した状態の断面図である。図中、上方向が表示装置の正面側、下方向が表示装置の背面側を表す。
符号７０１は表示パネルであり、符号７０２は、複数のＬＥＤ素子７０２ａが実装された光源基板である。光源基板７０２は、底面部の四辺に側壁部を有する、略箱形状のバックライトケース７０３の内側底面部に配置される。また、光源基板７０２は、ＬＥＤ素子７０２ａの実装面側に反射拡散シート７０４が、背面側に絶縁性を有する熱伝導シート７０５が配置されるように、バックライトケース７０３の締結部７０３ａにねじ７０７で締結されている。
ＬＥＤ素子７０２ａで発生した熱は、矢印Ａのように金属製のバックライトケース７０３に拡散し、これにより、ＬＥＤ素子７０２ａの局所的な温度上昇が抑制される。
符号７０６は、光源を駆動するための基板（光源駆動基板）である。光源基板７０２と光源駆動基板７０６は、コネクタ７０２ｂおよび７０６ａを介して互いに接続されている。
このように、従来の表示装置においては、ケースの内側底面部に光源基板を配置し、その表面に、反射拡散シートを配置することで放熱性および光拡散性を両立させている。
また、特許文献１では、反射拡散シートによって光源基板を背面側のボトムシャーシに押し付け、熱伝導効率の向上を図った液晶表示装置が開示されている。
特許第４９６８０１４号公報
図説したように、従来の表示装置では、反射拡散シート７０４に、光源素子７０２ａを露出させるための貫通穴を設けたうえで、光源素子７０２ａの実装面側、および、バックライトケース７０３の側壁部内側に配置する。これにより、光学シート類７０８に、均一な光を照射できる光拡散空間を形成することができる。
ところで、表示装置の使用中に、光源基板７０２に反りが発生する場合がある。
図７に示した表示装置では、反射拡散シート７０４を光源基板７０２に押し付けること
でこの反りを抑制している。しかし、反射拡散シート７０４の、光源基板７０２と接する底面部は略平面状であり、光源基板７０２の反りを押し付けによって抑制するには形状的に不十分である。
また、反射拡散シート７０４は、厚さ０．３〜１ｍｍ程度の、主に発泡系の白色ＰＥＴでできており、光源基板７０２として一般的に用いられるガラスエポキシ基板（厚さ１ｍｍ程度）よりも曲げ応力が小さい。従って、光源基板７０２の初期反りや熱による反りを抑制するには材質的にも不十分である。
これに対し、従来の表示装置では、ねじ７０７の締結数を増やすことで光源基板７０２の反りを抑制している。しかし、この方法では、基板を点で固定するため、締結されていない部分の反りを抑制することができない。基板に反りが発生すると、放熱部材と光源基板の熱接触抵抗が増大するため、光源基板７０２の放熱効率の低下や、面内温度ムラが生じるという課題があった。
本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、表示装置において、光源基板の反りを抑制し、かつ、発生する熱を効率的に放熱する技術を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る表示装置は、
表示パネルと、前記表示パネルの背面側に配置され、光を照射する複数の光源素子が略平面状に実装された光源部材と、前記光源部材が取り付けられ、前記表示パネルの背面側に光拡散空間を形成する略箱形状のケース部材と、前記光源部材から発生する熱を拡散する放熱部材と、を有する表示装置であって、前記光源部材は、前記ケース部材の外側に取り付けられ、前記ケース部材と前記放熱部材によって挟持され、前記ケース部材は、前記光源部材と前記放熱部材とを締結する締結部材を有することを特徴とする。
本発明によれば、表示装置において、光源基板の反りを抑制し、かつ、発生する熱を効率的に放熱することができる。
第一の実施形態に係る液晶表示装置のＸ−Ｚ断面図である。 第一の実施形態に係る液晶表示装置のＡ部拡大図である。 第一の実施形態に係る液晶表示装置のＢ部拡大図である。 第一の実施形態に係る液晶表示装置のＢ部拡大図（変形例）である。 第一の実施形態に係る液晶表示装置の組み立て手順を説明する図である。 放熱部材の押付け圧力と熱伝達率の関係の一例を表す図である。 放熱板の一部を拡大した図である。 第二の実施形態に係る液晶表示装置のＸ−Ｚ断面図である。 第三の実施形態に係る液晶表示装置のＸ−Ｚ断面図である。 従来例に係る液晶表示装置のＸ−Ｚ断面図である。
（第一の実施形態）
以下、図面に基づいて、本発明の第一の実施形態に係る液晶表示装置について説明する。
図１は、本実施形態に係る液晶表示装置１００を俯瞰した状態の断面図である。図中、上方向が表示装置の正面側、下方向が表示装置の背面側を表す。
<内部構造の説明>
まず、液晶表示装置１００を構成する要素および配置について説明する。
液晶表示パネル（符号１０１）は、薄膜トランジスタ基板（ＴＦＴ基板）とカラーフィルタ基板（ＣＦ基板）とからなる一対のガラス基板を所定の間隔で平行に対向配置し、液晶を充填したパネルである。液晶表示パネル１０１は、金属製の薄板からなるケース枠１０２と、樹脂製のパネルホルダー１０３によって、局部的な応力がかからないように挟持される。
液晶表示パネル１０１の背面側には、バックライトから照射された光を均一化し、正面輝度を向上させるための光学シート類１０５が配置されている。また、反射拡散部材である反射拡散シート１０６は、ケース部材であるバックライトケース１０７の内面に沿って接着または締結されている、光を反射および拡散させるためのシートである。
表示パネル１０１の背面側に配置された光学シート類１０５と、バックライトケース１０７の内面に沿って配置された反射拡散シート１０６によって光拡散空間が形成され、輝度および色度が均一な面光源を提供することができる。
反射拡散シート１０６は、光源素子を露出するための貫通穴が設けられた平面状の基底部１０６ａと、バックライトケース１０７の側壁面（および光学シート類１０５の周縁部）を覆う側壁部１０６ｂからなる。反射拡散シート１０６は、折り曲げ加工することによって、一体で作製されてもよいが、図１に示したように、基底部１０６ａと、複数の側壁部１０６ｂからなる構成であることが好ましい。反射拡散シート１０６の材質は、前述のように、主に発泡系の白色ＰＥＴでできており、熱による影響で数％程度収縮する。よって、複数の部材で構成することにより、基底部と側壁部との曲げ境界部において発生する浮きを抑制することができる。また、抜き加工や曲げ加工の誤差に起因して、バックライトケース１０７の内側面に発生する隙間やたわみを抑制することができる。
光源基板１０４は、液晶表示パネル１０１を照光するバックライト光源である光源素子１０４ａが、略平面状に複数配置された基板（光源部材）である。光源基板１０４の材質は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリカーボネート（ＰＣ）であり、絶縁性を有する厚さ０．１〜０．３ｍｍ程度のシート部材（絶縁シート１０８）を介して、バックライトケース１０７の外側に配置される。
バックライトケース１０７および絶縁シート１０８には、光源素子１０４ａを露出させるための貫通穴が設けられている。さらに、光源基板１０４の背面側には、絶縁シート１０９と、放熱板１１０が配置される。放熱板１１０は、ねじ１１１によって光源基板１０４と押し付けるように配置される。また、光源基板１０４は、基板間コネクタ１０４ｃおよび１１３ｃによって、駆動回路基板１１３と互いに接続される。
以上のように、本実施形態では、光源基板１０４が、バックライトケース１０７の外側に配置され、当該バックライトケース１０７と放熱板１１０の対向する面同士で挟持される構造となっている。
なお、バックライトケース１０７と放熱板１１０の対向面は、完全に平行である必要はない。例えば、バックライトケース１０７の対向面は、箱形状の外側方向、つまり光源基板１０４に向かって僅かに凸形状であってもよく、放熱板１１０の対向面も、光源基板１０４に向かって僅かに凸形状であってもよい。このような形状とすることで、更に互いの面の密着性を高めることができる。例えば、液晶表示パネルの大きさが、２０〜３０インチ程度である場合、凸量が約１ｍｍ程度以内であれば、光源基板１０４の配線パターンや実装部品のはんだ接合部に許容値以上のストレスをかけず、かつ、光源基板１０４との密着性を高めることができる。
次に、図２Ａ〜図２Ｃを参照して、図１におけるＡ部およびＢ部の構造を説明する。図
２Ａが、図１におけるＡ部の拡大図であり、図２Ｂが、図１におけるＢ部の拡大図である。また、図２Ｃは、Ｂ部の変形例である。
まず、図２Ａを参照して、Ａ部について説明する。
図２Ａにおける光源素子１０４ａは、略直方体形状の発光ダイオード(ＬＥＤ)であり、一例として、一辺の長さ（ｄ１）が３ｍｍ、高さ（ｈ１）が１ｍｍの形状を成している。
本実施形態では、表示パネル１０１側（図中上方）から順に、反射拡散シート１０６、バックライトケース１０７、絶縁シート１０８、光源基板１０４、絶縁シート１０９、放熱板１１０が積層されている。反射拡散シート１０６の厚さは０．３〜１ｍｍ程度である。また、バックライトケース１０７は、厚さが約０．５ｍｍ程度のステンレス部材(ＳＵ
Ｓ３０４、ＳＵＳ４３０等)または薄板金(ＳＥＣＣ、ＳＰＣＣ)で構成される。絶縁シー
ト１０８の厚さは０．１〜０．３ｍｍ程度である。また、光源基板１０４の厚さは０．５〜１．２ｍｍ程度である。また、絶縁シート１０９の厚さは０．１〜０．３ｍｍ程度であり、放熱板１１０は、厚さが１〜３ｍｍ程度のアルミ部材(Ａ５０５２等)で構成される。
光源素子１０４ａの両端には、アノードおよびカソード電極部１０４ｂが設けられているため、金属製のバックライトケース１０７の角穴(角穴寸法：ｄ３)端面との絶縁を保つことが重要である。ゆえに、光源素子１０４ａの電極部１０４ｂを含む１辺の寸法（ｄ１）よりも、バックライトケース１０７の角穴寸法（ｄ３）を大きくすることが好ましい。片側の間隙寸法を２ｍｍ程度確保すると、ｄ３は７ｍｍ程度となる。
バックライトケース１０７がステンレス部材である場合、角穴端面に化学的に安定な、薄い酸化皮膜(不動態皮膜)を形成することで、サビ等による電極部１０４ｂとの電気的な短絡を防止することができる。また、バックライトケース１０７の材質が、電気亜鉛めっき鋼板(ＳＥＣＣ)などの薄板金である場合、少なくとも角穴の端面に塗装による防錆処理を施すことで、電気的な短絡を防止することができる。また、酸化チタンを主成分とする白色顔料や、極微細な気泡を含ませた、光拡散反射の機能を持つ塗料を利用してもよい。この場合、反射拡散シート１０６の代替となり、製造コストを抑制することができる。
なお、反射拡散シート１０６は、光源素子１０４ａから射出された光を効率的に拡散反射するように構成されているが、全ての光を漏れなく反射させるわけではない。すなわち、反射拡散シート１０６を透過した一部の光が、光源基板やバックライトケースの表面に吸収され、損失となる場合がある。そこで、バックライトケース１０７のステンレス部材として、冷間圧延後に特殊ガス雰囲気中で熱処理を施したＢＡ（ブライト・アニール）材を用いてもよい。ＢＡ材は、表面が鏡面加工されているため、反射拡散シート１０６を透過した一部の光を再利用することができる。
なお、光源素子１０４ａを露出させるための角穴は、バックライトケース１０７の角穴端面の抜き加工バリから光源基板１０４を保護するため、適切な寸法で設ける必要がある。
ここで、光源素子１０４ａの電極部１０４ｂを含む１辺の寸法をｄ１、絶縁シート１０８の角穴寸法をｄ２、バックライトケース１０７の角穴寸法をｄ３とすると、
ｄ１＜ｄ２＜ｄ３ ・・・式（１）
とすることが好ましい。例えば、ｄ１＝３ｍｍ、ｄ３＝７ｍｍである場合、ｄ２＝５ｍｍ程度に設定すればよい。
ここで、図２Ａの光源素子１０４ａの光源直上の最大輝度値を１とした時の、光の相対強度が０．５となる半値角θを有する配光曲線を、破線Ｃで表す。この場合、反射拡散シート１０６の角穴寸法（ｄ４）は、破線Ｃと干渉しない寸法であることが好ましい。
光源素子１０４ａの高さ（ｈ１）に対して、反射拡散シート１０６、バックライトケー
ス１０７、絶縁シート１０８の厚さを足した値（ｈ２）が大きくなると、ｄ４の寸法によっては光源の光が遮られるおそれが出てくるため、ｄ４も大きくする必要がある。しかし、ｄ４は、光源の利用効率向上の観点から可能な限り小さくした方がよい。これを両立させるため、反射拡散シート１０６、バックライトケース１０７、絶縁シート１０８は、必要最小限に薄い材料を用いるとよい。一例として各々の値を代入すると、
ｈ２＝０．５＋０．５＋０．１＝１．１ｍｍ ・・・式（２)
となり、ｈ１＝１ｍｍとほぼ同等値を得ることができる。ゆえに、式（１)を合わせて
、
ｄ４≒ｄ２ ・・・式(３)
とすることができる。
次に、図２Ｂを参照して、Ｂ部について説明する。
本実施形態では、締結部材であるカシメ部材１０７ａと、ねじ１１１を用いて、バックライトケース１０７、光源基板１０４、放熱板１１０を締結する。
まず、光源基板１０４とバックライトケース１０７の面方向の位置合わせについて説明する。ここで、バックライトケース１０７にプレス圧入され、円筒状の貫通穴の内面にタップ加工が施されたカシメ部材１０７ａの外径φをｄ５（ｍｍ）とし、光源基板１０４の貫通丸穴の外形φをｄ６（ｍｍ）と定義する。
例えば、タップ加工ねじ径：Ｍ３、ｄ５＝φ６．２（＋０．０８／０）ｍｍ、ｄ６＝φ６．３（＋０．１／０）ｍｍで作製すると、バックライトケース１０７の貫通穴ｄ３に対して、ｄ１が干渉することなく、容易に位置合わせが可能となる。
次に、光源基板１０４と放熱板１１０が接することによる放熱構造について説明する。ここで、図２Ｂにおいて、反射拡散シート１０６の厚さを０．５ｍｍ、バックライトケース１０７の厚さを０．５ｍｍ、絶縁シート１０８および１０９の厚さを０．１ｍｍ、光源基板１０４の厚さを１．０ｍｍ、放熱板１１０の厚さを１．５ｍｍとする。
すなわち、表示パネル１０１側から順に、バックライトケース１０７、絶縁シート１０８、光源基板１０４、絶縁シート１０９、放熱板１１０の厚さの合計値は、３．２ｍｍとなる。ここで、カシメ部材１０７ａの全長を７ｍｍとすると、絶縁シート１０９から背面側への突出量ｈ４は、
ｈ４＝７−３．２＝３．８ｍｍ ・・・式（４）
となる。
図２Ｂの放熱板１１０の絞り部１１０ａは、主に板金のプレス加工によって成型される。一例として、その絞り量（ｈ５）を４．０ｍｍ程度に設定すれば、式（４）で得られた値３．８ｍｍから、カシメ部材１０７ａと絞り部１１０ａとの間に
ｈ５−ｈ４＝０．２ｍｍ ・・・式（５)
程度のクリアランスが生じる。さらに、ねじ１１１の締結トルクによる軸力Ｆ１（Ｎ）と、バックライトケース１０７、放熱板１１０の弾性変形によって、ｈ４≒ｈ５となるまでねじ締結を行うと、発熱源である光源基板１０４に対して放熱板１１０を押し付けて放熱を行う構成が可能となる。
<応力集中の比較>
次に、図７と図２Ｂを参照して、光源基板１０４と放熱板１１０の接触面積による応力集中の比較を説明する。図７の例では、ねじ７０７にＭ３なべ小ねじを用いて、反射拡散シート７０４を介し、光源基板７０２をバックライトケース７０３に押し付けている。その接触面積をＳ１とし、ねじ７０７のねじ頭径を５．５ｍｍ、光源基板７０２の貫通穴径を３．５ｍｍとすると、
Ｓ１＝π(５．５／２)2−π(５．５／２)2＝４．５π(ｍｍ2) ・・・式（６）
が得られる。ここで、一例として、軸力Ｆ１＝５２５（Ｎ）を代入すると、接触圧力Ｐ
１は、
Ｐ１＝５２５／４．５π≒３７．１(Ｎ／ｍｍ2) ・・・式（７）
となる。
一方で、図２Ｂにおいて、光源基板１０４は、絶縁シート１０９を介して放熱板１１０と熱的に接触する構造となっている。その接触圧力は、放熱板１１０の絞り部１１０ａの中心から同心円上に斜線部Ｓ２、斜線部Ｓ３と段階的に小さくなる。仮に斜線部Ｓ２に全ての軸力Ｆ１（Ｎ）が加わると仮定すると、
Ｓ２＝π(ｄ９／２) 2−π(ｄ８／２) 2
となる。ここで、一例として、ｄ９＝１９．５ｍｍ、ｄ８＝１６．５ｍｍを代入すると、
Ｓ２＝π(１９．５／２) 2−π(１６．５／２) 2＝２７π(ｍｍ2) ・・・式（８）
が得られる。さらに、軸力Ｆ１＝５２５（Ｎ）を代入すると、接触圧力Ｐ２は、
Ｐ２＝５２５／２７π≒６．２(Ｎ／ｍｍ2) ・・・式（９）
となる。
以上の結果から、図７の従来例と図２Ｂの例とを比較すると、応力集中を約６分の１程度に抑制することができることがわかる。これは、光源基板の変形防止や均熱化の観点から好適な構造である。
図２Ｃは、図２Ｂの変形例である。図２Ｂの例においては、反射拡散シート１０６をバックライトケース１０７の略箱形状の内側面に固定するために、ねじ１１２で締結を行った。しかし、部材コストや組立工数の削減の観点から、ねじではなく、耐熱性の両面テープなどの接着部材を用いることもできる。これにより、ねじを挿入するために、反射拡散シート１０６に設けた貫通穴を削除することができる。
<液晶表示装置の組立手順>
次に、図３を参照して、第一の実施形態に係る液晶表示装置１００の組立手順を説明する。まず、両面テープ（不図示）、または、ねじ１１２を用いて、バックライトケース１０７に反射拡散シート１０６を固定する。次に、光源基板１０４を、バックライトケース１０７の外側より、カシメ部材１０７ａの円筒状凸部を位置決めに用いて挿入（嵌合）する。
本例では、カシメ部材１０７ａの全長Ｈからバックライトケース１０７の板厚tを引い
た値（Ｈ−ｔ）を、光源素子１０４ａの実装高さ(ｈ１)に比べて十分大きく設定している。これにより、光源素子１０４ａおよび電極部１０４ｂがバックライトケース１０７の貫通穴端面に干渉することがなくなるため、組立てを確実に行うことができる。
一例として、Ｈ＝７ｍｍ、ｔ＝０．５ｍｍ、ｈ１＝１ｍｍとすると、Ｈ−ｔ＝６．５ｍｍ＞＞ｈ１＝１ｍｍとなる。
次に、放熱板１１０を、光源基板１０４の背面側からバックライトケース１０７のカシメ部材１０７ａにねじ１１１を用いて締結する。最後に、駆動回路基板１１３の基板間コネクタ１１３ｃを、光源基板１０４の背面側に実装された基板間コネクタ１０４ｃに挿入し、ねじ１１４にて締結する。
<温度分布の均一化>
次に、図４Ａおよび図４Ｂを参照して、光源基板１０４の面内温度分布の均一化について説明する。
光源基板１０４の光源素子１０４ａは、白色のＬＥＤ素子または、赤色・緑色・青色を複数個組み合わせたＬＥＤ素子が用いられる。液晶表示装置に用いる光源装置は、面内で
均一な光量を発することが求められる。一方で、ＬＥＤ素子の輝度や色度は、温度によって変化する。そのため、光源基板１０４の面内の温度分布を均一化することが、液晶表示装置の表示性能向上にとって重要な要素である。
図４Ａは、発熱源から発生した熱を、放熱部材を用いて放熱する際の、放熱部材の押付け圧力と熱伝達率の関係の一例を表す図である。図４Ａから分かるように、放熱部材の発熱源への押付圧力を高くすれば、熱伝達率も向上する。
図４Ｂは、液晶表示装置１００が有する放熱板１１０の一部を、装置の背面方向（Ｚ軸方向）から観察した図である。放熱板１１０の平面上には、９箇所の絞り部１１０ａがあり、また、液晶表示パネル１０１を制御する制御回路基板４０１が、４つのねじ４０２を用いて締結されている。点線で表した矩形は、光源基板１０４の位置を表す。
図４Ｂでは、光源基板１０４の面内温度分布をＬ，Ｍ，Ｈの文字を用いて表している。すなわち、最周縁部の領域Ｌが相対的に最も温度が低い領域であり、領域Ｈが最も温度が高い領域である（領域Ｍは中間の温度を表す）。温度分布がこのようになる理由として、発熱源である光源素子１０４ａで暖められた空気が、表示装置内部で上昇対流することや、発熱する素子が実装されている制御回路基板４０１が、放熱板１１０の背面に積層されていることが挙げられる。
この光源基板１０４の面内温度分布を均一化する方法として、例えば、９箇所の絞り部１１０ａ(１１０ａＬ，１１０ａＭ，１１０ａＨ)の配置密度を変更する方法がある。例えば、絞り部の配置密度を、高温領域であるほど密に、低温領域であるほど疎にすることで、面内温度分布の均一化が図ることができる。
また、放熱板１１０の光源基板１０４への押付圧力（締結力）を、高温領域であるほど大きく、低温領域であるほど小さくするようにしてもよい。例えば、図２Ｂにおける、ｈ５−ｈ４のクリアランス値に着目し、
絞り部１１０ａＨ(高温部)では、ｈ５−ｈ４＝０．３(ｍｍ) ・・・式（１０）
絞り部１１０ａＭ(中間温度部)では、ｈ５−ｈ４＝０．２(ｍｍ) ・・・式（１１）
絞り部１１０ａＬ(低温部)では、ｈ５−ｈ４＝０．１(ｍｍ) ・・・式（１２）
となるよう、絞り部１１０ａの絞り高さを調整することで、軸力Ｆ１(Ｎ)、つまり放熱板１１０の光源基板１０４への押付圧力を、高温領域であるほど大きく、低温領域であるほど小さくすることができる。これにより、光源基板１０４の面内温度分布の均一化を図ることができる。
<曲げ剛性の大小関係>
次に、図３および図４Ｂを参照して、バックライトケース１０７、光源基板１０４、放熱板１１０の曲げ剛性の大小関係について説明する。
図４Ｂにおける放熱板１１０は、長方形状の平板であるが、周囲端の四辺を背面側に曲げる加工を施し、曲げ剛性を確保している。これは、図３における高さｈ３の部分に相当し、その幅は５〜１０ｍｍ程度である。
放熱板１１０の曲げ剛性は、曲げ高さｈ３の三乗に比例するため、容易に曲げ剛性を大きくすることができる。また、曲げ加工は、光源基板１０４の背面方向に向かって行うため、空間的な制約が少ない。すなわち、バックライトケース１０７や光源基板１０４よりも曲げ剛性を大きくすることができる。これにより、光源基板１０４に反りが発生したとしても、放熱板１１０により平坦に矯正することができ、安定した放熱構造を得ることができる。
なお、本実施形態では、絶縁シート１０８および１０９を光源基板１０４の両面に設け
たが、光源基板１０４表面が電気的に絶縁されていれば、絶縁シートは必ずしも必要ではない。
（第二の実施形態）
次に、図５を参照して、第二の実施形態について説明する。第二の実施形態は、第一の実施形態におけるカシメ部材１０７ａの代わりに、凸形状のバーリングタップ部５０７ａを設けた実施形態である。なお、本実施形態では、主に第一の実施形態との相違点を中心に説明し、第一の実施形態と同様の構成については説明を省略する。
第二の実施形態では、図１のバックライトケース１０７のカシメ部材１０７ａの代わりにバックライトケース５０７の底面部に、光源基板５０４に向かって凸形状をなすバーリングタップ部５０７ａを設ける。また、当該バーリングタップ部５０７ａを用いて、絶縁シート１０８、光源基板５０４、絶縁シート１０９、放熱板５１０の貫通丸穴を貫通するねじ５１２を締結し、反射拡散シート１０６の基底部１０６ａを固定する。
また、第二の実施形態では、放熱板５１０から突出したねじ５１２の先端部側に、フランジナット５１１（例えばＭ３、外径ｄ１２＝８ｍｍ）を締結することで、光源基板５０４をバックライトケース５０７と放熱板５１０で挟持する。
第二の実施形態では、放熱板５１０から突出する長さのねじ５１２を用いて、フランジナット５１１で締結すればよいため、図２Ｂにおける絞り部１１０ａのような形状を設けなくてもよい。このようにすることで、部品の加工コストを抑えることができる。
（第三の実施形態）
次に、図６を参照して、第三の実施形態について説明する。第三の実施形態は、第二の実施形態と類似するが、バーリングタップ部の凸形状の方向が異なる。なお、本実施形態では、主に第二の実施形態との相違点を中心に説明し、第一の実施形態と同様の構成については説明を省略する。
第三の実施形態では、バックライトケース６０７の底面部に、表示パネル側に向かって凸形状をなすバーリングタップ部６０７ａを設ける。また、バックライトケース６０７には、光源基板６０４の位置決めを行うための凸形状（不図示）が底面部に別途設けられている。
光源基板６０４をバックライトケース６０７に締結する手順は以下のとおりである。まず、バックライトケース６０７の略箱形状の外側から絶縁シート１０８、光源基板６０４、絶縁シート１０９、放熱板５１０の順に積層し、ねじ６１１を用いてバーリングタップ部６０７ａに締結し、固定する。このとき、ねじ６１１の先端部がバックライトケース６０７の箱形状内側に２ｍｍ程度突出するため、反射拡散シート基底部６０６ａの、ねじ６１１の先端突出部に対応した箇所に、エンボス部６０６ｃを設ける。これにより、突出したねじ６１１の先端部を覆うことができる。ただし、エンボス部６０６ｃは、面内の光学的な分布への影響が無視できるほど十分に低い高さとする。
エンボス部６０６ｃは、反射拡散シート材料を加熱した後に、円錐形凹形状の金型に載せ、真空引きで成型する真空成型方法や、円錐形凹形状と円錐形凸形状の金型に反射拡散シート材料を挟んで成型するプレス成型方法等で作製することができる。なお、反射拡散シート６０６は、バックライトケース６０７の箱形状内側面に両面テープ（不図示）等で固定される。
第三の実施形態では、ねじ６１１の締結時にバーリングタップ部６０７ａとの削り粉が、バックライトケース６０７、反射拡散シート６０６および光学シート類１０５で形成される光拡散空間内に侵入することがない。すなわち、画像表示の信頼性を確保することが
できる。
（変形例）
なお、各実施形態の説明は本発明を説明する上での例示であり、本発明は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更または組み合わせて実施することができる。
例えば本発明は、上記処理の少なくとも一部を含む表示装置として実施することもできる。また、上記処理の少なくとも一部を含む表示装置の制御方法として実施することもできる。上記処理や手段は、技術的な矛盾が生じない限りにおいて、自由に組み合わせて実施することができる。
例えば、実施形態の説明では、バックライトケース１０７および絶縁シート１０８に貫通穴を設け、光源素子１０４ａを露出させたが、光源素子を露出させるかわりに、光を透過する部材を用いてもよい。
また、各実施形態では、液晶パネルを有する液晶表示装置を例に説明を行ったが、本発明は、有機ＥＬディスプレイを有する表示装置に適用することもできるし、その他のディスプレイを有する表示装置に適用することもできる。表示パネルをバックライトによって照明する表示装置であれば、種類を問わず適用することができる。
１００・・・液晶表示装置、１０１・・・液晶表示パネル、１０４・・・光源基板、１０４ａ・・・光源素子、１０７・・・バックライトケース、１１０・・・放熱板、１０７ａ・・・カシメ部材

Claims (11)

  1. 表示パネルと、
    前記表示パネルの背面側に配置され、光を照射する複数の光源素子が略平面状に実装された光源部材と、
    前記光源部材が取り付けられ、前記表示パネルの背面側に光拡散空間を形成する略箱形状のケース部材と、
    前記光源部材から発生する熱を拡散する放熱部材と、
    を有する表示装置であって、
    前記光源部材は、前記ケース部材の外側に取り付けられ、前記ケース部材と前記放熱部材によって挟持され、
    前記ケース部材は、前記光源部材と前記放熱部材とを締結する締結部材を有する
    ことを特徴とする表示装置。
  2. 前記ケース部材は、前記光源素子の各々を前記光拡散空間内に露出させる貫通穴を有する
    ことを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
  3. 前記ケース部材と前記光源部材が接する面、または、前記光源部材と前記放熱部材が接する面の少なくともいずれかに、絶縁性を有するシート部材が配置される
    ことを特徴とする、請求項１または２に記載の表示装置。
  4. 前記ケース部材、前記光源部材、前記放熱部材の、各々が対向する面における曲げ剛性のうち、前記放熱部材の曲げ剛性が最も大きい
    ことを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の表示装置。
  5. 前記締結部材は、前記光源部材の側に突出した凸形状を有し、
    前記光源部材は、前記凸形状と嵌合する第二の貫通穴を有する
    ことを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の表示装置。
  6. 前記締結部材が有する凸形状の高さは、前記光源部材における前記光源素子の実装高さよりも高い
    ことを特徴とする、請求項５に記載の表示装置。
  7. 前記ケース部材の内側の少なくとも一部に、光を反射または拡散する反射拡散部材が配置される
    ことを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の表示装置。
  8. 前記反射拡散部材は、前記ケース部材の少なくとも一部を鏡面加工したものである
    ことを特徴とする、請求項７に記載の表示装置。
  9. 前記光源部材と前記放熱部材が接触する面内において、前記光源部材の温度がより高くなる箇所であるほど、より大きい締結力で前記光源部材と前記放熱部材が締結される
    ことを特徴とする、請求項１から８のいずれか１項に記載の表示装置。
  10. 前記光源部材と前記放熱部材が接触する面内において、前記光源部材の温度がより高くなる箇所であるほど、より高い配置密度で前記締結部材が配置される
    ことを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載の表示装置。
  11. 前記表示パネルは、液晶パネルである
    ことを特徴とする、請求項１から１０のいずれか１項に記載の表示装置。
JP2014158851A 2014-08-04 2014-08-04 表示装置 Pending JP2016035534A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014158851A JP2016035534A (ja) 2014-08-04 2014-08-04 表示装置
US14/810,881 US20160033821A1 (en) 2014-08-04 2015-07-28 Display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014158851A JP2016035534A (ja) 2014-08-04 2014-08-04 表示装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2016035534A true JP2016035534A (ja) 2016-03-17

Family

ID=55179881

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014158851A Pending JP2016035534A (ja) 2014-08-04 2014-08-04 表示装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20160033821A1 (ja)
JP (1) JP2016035534A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022176272A1 (ja) 2021-02-17 2022-08-25 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 画像表示装置

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6416662B2 (ja) * 2015-03-03 2018-10-31 東芝映像ソリューション株式会社 電子機器
CN104763931B (zh) * 2015-04-09 2017-06-13 深圳市华星光电技术有限公司 背光模组及液晶显示器
CN207074539U (zh) * 2017-08-28 2018-03-06 京东方科技集团股份有限公司 一种显示装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4798006B2 (ja) * 2006-06-30 2011-10-19 ソニー株式会社 バックライト装置、液晶表示装置及び電子機器
US8147113B2 (en) * 2007-01-22 2012-04-03 Sharp Kabushiki Kaisha Backlight device and flat display using it
JP5056372B2 (ja) * 2007-11-22 2012-10-24 ソニー株式会社 バックライト装置及び液晶表示装置
US8083372B2 (en) * 2008-04-25 2011-12-27 Epson Imaging Devices Corporation Illumination system, electro-optic device, and electronic apparatus
EP2942662B1 (en) * 2009-12-23 2017-03-29 LG Electronics, Inc. Display device
GB2484711A (en) * 2010-10-21 2012-04-25 Optovate Ltd Illumination Apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022176272A1 (ja) 2021-02-17 2022-08-25 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 画像表示装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20160033821A1 (en) 2016-02-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8636382B2 (en) Light source apparatus, image display apparatus and television receiving apparatus
JP5823617B2 (ja) 照明装置、表示装置、及びテレビ受信装置
US20100066937A1 (en) Liquid crystal display unit
JP5286206B2 (ja) 液晶表示装置
JP4715895B2 (ja) 照明装置
JP5261215B2 (ja) 光源装置および該光源装置を備える液晶表示装置
JP2009272451A (ja) 面光源モジュール、バックライトユニット及び液晶表示装置
JP2016035534A (ja) 表示装置
US8194208B2 (en) Backlight module with a heat conductive block
JP2009266624A (ja) 照明装置、液晶表示装置及び電子機器
JP2008020557A (ja) 液晶表示モジュール
JP2007193946A (ja) 発光装置
JP6220458B2 (ja) 光源装置及び液晶表示装置
US20190086049A1 (en) Lamp unit and vehicle lamp
US10527887B2 (en) LED display device, has flexible circuit board comprising main and extension portions, where main portion is arranged on first surface and extension portion is arranged on second surface, and light-emitting units arranged on main portion
WO2012099001A1 (ja) 照明装置および表示装置
TWI525370B (zh) 液晶顯示裝置
JP5530778B2 (ja) 液晶表示装置
US20120294041A1 (en) Backlight module with thermal insulation
JP5945460B2 (ja) 照明装置および表示装置
US20080304270A1 (en) Light emitting diode heat dissipation module
JP2009152146A (ja) 面光源装置および表示装置
JP2010276628A (ja) 液晶表示装置
WO2018078699A1 (ja) 照明装置および表示装置
JP2008016197A (ja) Ｌｅｄ実装基板、ｌｅｄ実装基板を備えたバックライトおよびｌｅｄ実装方法