JP2017044979A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 外装部材の内部の冷却効率を維持するとともに、液晶パネルへの塵埃等の異物の混入を抑制することが可能な表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】 本発明における表示装置１００は、バックライトモジュール１と、光学シート２と、光学シート２の前面側に配置される液晶パネル４と、駆動制御基板７と、バックライトモジュール１、光学シート２、液晶パネル４、および駆動制御基板７とを収容する外装部材と、外装部材の内側の空気を外部に排出するための冷却ファン１４と、液晶パネル４と光学シート２との間の空間から冷却ファン１４に向かう空気の少なくとも一部を遮蔽するように配置された遮蔽部材１０とを備え、遮蔽部材１０は、液晶パネル４と光学シート２との間の空間の圧力と、環境圧との差が、遮蔽部材１０が配置されない場合に比べて小さくなるように配置されていることを特徴とする。【選択図】 図１

Description

本発明は、外装部材の内側の空気を外部に排出するための排気手段を備える表示装置に関する。

表示装置は、液晶パネル、バックライトモジュール、駆動制御基板、および外装部材を備える。バックライトモジュールは、液晶パネルに光を照射する。液晶パネルは、入力された画像信号に基づいて、バックライトモジュールから照射された光を変調して画面に画像を表示する。駆動制御基板は、バックライトモジュールの背面側に配置され、液晶パネルと接続し、入力された画像信号に基づいて液晶パネルの駆動を制御する。

外装部は、液晶パネルの画面が露出するように開口が設けられた箱状の筐体であって、液晶パネル、バックライトモジュール、および駆動制御基板を収容する。また、外装部材は、バックライトモジュールおよび駆動制御基板から発生した熱を排出するために、外部の空気を外装部材の内側に通気する通気口を備える。

バックライトモジュールおよび駆動制御基板から発生する熱を、外装部材の外側に排出するため、外装部材に設けた冷却ファンで、通気口から外部の空気を吸引して冷却効率を高めることがある。

特許文献１には、液晶パネル、バックライトモジュール、および駆動制御基板が収容される収容空間と隔離された冷却用の風路を外装部材に設ける表示装置が開示されている。

特開２００６−５８６７９号公報

しかしながら、上述した従来の技術では、液晶パネル、バックライトモジュール、および駆動制御基板が収容される空間に加えて、冷却用の風路を外装部材に設ける必要があり、表示装置が大きくなってしまう。また、冷却ファンを駆動して外装部材内部の空気を排出した場合に、表示装置の外の空気が液晶パネルとバックライトモジュールとの間を通って、外装部材の内側へ引き込まれることがある。空気とともに塵埃等の異物が液晶パネルとバックライトモジュールとの間に侵入すると、表示装置の画質が低下する懸念がある。

そこで、本発明は、上記課題に鑑みて、外装部材の内部の冷却効率を維持するとともに、液晶パネルへの塵埃等の異物の混入を抑制することが可能な表示装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明における表示装置は、光を照射する照明部と、前記照明部の前面側に配置され、前記照明部から照射された光を透過する光学シートと、前記光学シートの前面側に配置され、前記光学シートが透過した光を変調して、表示領域に画像を表示する透過型の表示パネルと、前記照明部の少なくとも背面側と側面側の一方に配置され、前記表示パネルと接続して前記表示パネルを制御する駆動制御基板と、前記照明部、前記光学シート、前記表示パネル、および前記駆動制御基板とを収容し、前記表示パネルの前記表示領域が露出するように開口が設けられ、かつ、外部の空気を吸気する吸気孔が設けられた箱型の外装部材と、前記外装部材に設けられ、前記外装部材の内側の空気を外部に排出するための排気手段と、前記表示パネルと前記光学シートとの間の空間から前記排気手段に向かう空気の少なくとも一部を遮蔽するように配置された遮蔽部材とを備え、前記遮蔽部材は、前記表示パネルと前記光学シートとの間の空間の圧力と、環境圧との差が、前記遮蔽部材が配置されない場合に比べて小さくなるように配置されていることを特徴とする。

本発明よる表示装置によれば、外装部材の内部の冷却効率を維持するとともに、液晶パネルへの塵埃等の異物の混入を抑制することが可能となる。

第１の実施例における表示装置１００の断面図である。 第１の実施例との比較のため、遮蔽部材１０を設けない表示装置１０００の断面図を示した模式図である。 第１の実施例における表示装置１００のフレーム５を外して上面斜視から観察した模式図である。 締結部材１９が配置された箇所における表示装置１００の断面図である。 第２の実施例における表示装置２００の断面図を示したものである。 第２の実施例における表示装置２００のフレーム５を外して上面斜視から観察した模式図である。 切りかき部２０ｂが設けられた断面における表示装置２００の断面図である。

以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定され、以下に例示する実施例によって限定されるものではない。また、実施例の中で説明されている特徴の組み合わせすべてが本発明に必須とは限らない。本明細書および図面に記載の内容は例示であって、本発明を制限するものと見なすべきではない。本発明の趣旨に基づき種々の変形（各実施例の有機的な組合せを含む）が可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。即ち、各実施例及びその変形例を組み合わせた構成も全て本発明に含まれるものである。

（第１の実施例）
図１は、第１の実施例における表示装置１００の断面図である。表示装置１００は、バックライトモジュール１、光学シート２、パネルホルダ３、液晶パネル４、フレーム５、背面ケース６、駆動制御基板７、チップオンフィルム（Ｃｈｉｐ ＯＮ Ｆｉｌｍ、ＣＯＦ）８、駆動素子９、および遮蔽部材１０を備える。

バックライトモジュール１は、光を前面側に照射する照明部である。バックライトモジュール１は、光源１１、光源基板１２、およびバックライト筐体１３を備える。光源１１は、Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ（ＬＥＤ）素子である。光源１１は、ＬＥＤ素子に限らず、冷陰極管を用いることも可能である。光源基板１２は、複数の光源１１が配置された基板である。バックライト筐体１３は、前面側に開口を設けられた箱型の筐体であって、光源１１と光源基板１２とを収容する。光源１１から発せられた光は、バックライト筐体１３の開口からバックライト筐体１３の前面側に配置された光学シート２へ照射される。

光学シート２は、バックライトモジュール１の前面側に配置される。光学シート２は、バックライトモジュール１から照射された光を拡散して、前面に透過する。バックライトモジュール１から照射された光は、光学シート２を透過することによって、輝度および色度を分布の均一性を向上させられる。光学シート２を透過した光は、光学シート２の前面側に配置された液晶パネル４に照射される。光学シート２の特性は、バックライトモジュール１から照射された光を偏光させるものであってもよく、所望の光学特性を発揮するように任意に選択される。

パネルホルダ３は、光学シート２の周縁部の前面側と、バックライトモジュール１の側面側とを覆うように配置される枠状の部材である。パネルホルダ３とバックライトモジュール１の前面とは、光学シート２の周縁部を挟んで保持する。また、パネルホルダ３の前面は、液晶パネル４を支える。

液晶パネル４は、個別に透過率を制御可能な液晶素子を複数有しており、入力された画像信号に基づいて各液晶素子が駆動される。液晶パネル４は、光学シート２で拡散された光を変調して、液晶パネル４の表示領域に画像を表示する。液晶パネル４は、Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ（ＭＥＭＳ）素子を用いた透過型の表示パネルであってもよい。

液晶パネル４は、干渉縞が発生することを抑制のため、光学シート２と所定の距離離れて配置される。液晶パネル４と、光学シート２との間の所定の距離は、１〜５（ｍｍ）程度であり、光学シート２の特性等により決定される。第１の実施例において、液晶パネル４は、光学シート２から４．３５（ｍｍ）離して配置される。液晶パネル４と光学シート２との間にクリアランス空間Ｃが形成される。液晶パネル４と、光学シート２との間は、密閉されていないことから、クリアランス空間Ｃは、表示装置１００の外側と繋がっている。

フレーム５は、液晶パネル４の表示領域が露出するように枠状に形成された部材である。フレーム５は、液晶パネル４の表示領域の周辺と、パネルホルダ３の側面側を覆うように配置される。フレーム５のうち、液晶パネル４の表示領域よりも外側に対向する面は、液晶パネル４を支える。液晶パネル４は、パネルホルダ３とフレーム５とに挟まれて保持される。

背面ケース６は、バックライトモジュール１の背面側に設けられた箱状の筐体である。第１の実施例において、背面ケース６は、厚さ１（ｍｍ）の金属板を折り曲げることにより成形されたケースである。背面ケース６は、フレーム５と結合して、表示装置１００の外装部材を形成する。なお、フレーム５と背面ケース６とを１つの箱型の外装部材として成形することも可能である。

また、背面ケース６の背面には、冷却ファン１４と、吸気孔１５とが設けられる。冷却ファン１４は、背面ケース６の内側の空気を外側に送る排気手段である。吸気孔１５は、背面ケース６の背面に設けられた開口である。吸気孔１５は、背面ケース６の背面の冷却ファンよりも下側に複数設けられている。なお、吸気孔１５は、背面ケース６の側面側に設けられてもよい。第１の実施例において、複数の吸気孔１５の面積の合計は９９１６（ｍｍ２）である。

駆動制御基板７は、液晶パネル４と接続し、液晶パネル４の駆動を制御する回路を備える基板である。駆動制御基板７は、制御基板１６、フレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）１７、および駆動基板１８を備える。なお、駆動制御基板７は、制御基板１６の役割と駆動基板１８の役割を１枚の基板に収めたものであってもよい。

制御基板１６は、バックライトモジュール１の背面側に配置される。制御基板１６は、入力画像信号に応じて、液晶パネル４に表示信号を出力する。また、制御基板１６は、液晶パネル４の駆動に必要な電力を液晶パネル４に供給してもよい。制御基板１６はＦＦＣ１７を介して駆動基板１８と接続する。

駆動基板１８は、パネルホルダ３の側面側に配置される。駆動基板１８は、制御基板１６から入力された表示信号に基づいて、後述する駆動素子９に対応する画像信号を、駆動素子９に出力する。駆動基板１８は、複数のＣＯＦ８で、液晶パネル４と接続している。ＣＯＦ８は、折り曲げ可能なフィルム上に集積回路を配置されたフレキシブルプリント基板である。複数のＣＯＦ８はそれぞれ、液晶パネル４の表示領域を分割した複数の制御領域に対応している。

駆動素子９は、複数のＣＯＦ８それぞれに設けられ、パネルホルダ３の側面側でフレーム５に接するように配置される。駆動素子９は、配置されたＣＯＦ８に対応する制御領域に含まれる液晶パネル４の液晶素子を駆動させる。表示装置１００の駆動時に、駆動素子９から発生した熱は、フレーム５を介して放熱される。駆動素子９から発生した熱をフレーム５へ伝えやすくするため、駆動素子９とフレーム５との接触面に、熱伝導率の低い材料を塗布することも可能である。

遮蔽部材１０は、パネルホルダ３の側面側に、駆動素子９をフレーム５側に押しつけるように配置される。言い換えると、遮蔽部材１０は、駆動制御基板７と液晶パネル４とを接続する経路上に配置されるとも言える。遮蔽部材１０は、ゴム等の弾性部材で形成され、パネルホルダ３の側面と、フレーム５との間を塞ぐように配置される。遮蔽部材１０は、後述するように、液晶パネル４および光学シート２で形成されるクリアランス空間Ｃから冷却ファン１４へ向かう空気の少なくとも一部を遮蔽するように配置される。

なお、遮蔽部材１０は、弾性部材に限られず、駆動制御基板７で発生した電磁波の漏出を抑制する導電ガスケットを兼ねる部材や、駆動素子９で発生した熱を放散するための熱伝導性の高い部材であってもよい。

第１の実施例においてパネルホルダ３の側面と、駆動素子９との間の距離は、２．５（ｍｍ）であり、遮蔽部材１０を配置することによって、パネルホルダ３の側面と駆動素子９との間の隙間は０．４（ｍｍ）以下になる。表示装置１００の背面側から前面側に向かう方向において、隙間の断面積は、１４１（ｍｍ２）程度である。また、遮蔽部材１０が形成する隙間の背面側から前面側に向かう長さは５（ｍｍ）程度である。したがって、遮蔽部材１０の近傍には、１４１（ｍｍ２）×５（ｍｍ）の管が存在するとみなすことができる。

前述した吸気孔１５の断面積は、９９１６（ｍｍ２）であり、遮蔽部材１０の近傍の管の断面積の略７０倍である。また、遮蔽部材１０の近傍の管に空気が流れる際の抵抗は、管の長さと、断面積の逆数とに比例することから、遮蔽部材１０近傍の管の抵抗は、吸気孔１５の抵抗に対して略３５０倍となる。後述する効果を得るためには、遮蔽部材１０は、遮蔽部材１０近傍の管の抵抗が、吸気孔１５の抵抗に対して１００倍以上となるように配置されることが望ましい。

次に、第１の実施例に係る表示装置１００の冷却ファン１４を駆動した場合の、フレーム５と背面ケース６との内部の空気の流れについて説明する。第１の実施例において、冷却ファン１４により、背面ケース６の内側の空気が排出される。その結果、背面ケース６の内側は、表示装置１００の外側の圧力（環境圧）よりも圧力が低い負圧の状態となる。

背面ケース６の内側が負圧となるため、背面ケース６の外側の空気が、吸気孔１５から吸引される。吸引された空気は、図１中の黒矢印Ａで示す方向に流れ、制御基板１６や、バックライトモジュール１から発生した熱とともに、冷却ファン１４で背面ケース６の外側に排出される。従って、背面ケース６の内部の熱が排出され、制御基板１６やバックライトモジュール１の温度を好適に保つことが可能となる。

一方で、遮蔽部材１０が設けられていることにより、冷却ファン１４からフレーム５の開口までの空気の流れに対する抵抗は、冷却ファン１４から吸気孔１５までの抵抗よりも充分大きい。したがって、冷却ファン１４が動作しても、クリアランス空間Ｃの空気が背面ケース６の内部を経由して排出され難くなることから、クリアランス空間Ｃの圧力は、環境圧と同等程度となる。クリアランス空間Ｃの圧力が環境圧に近いため、クリアランス空間Ｃと表示装置１００外部との間に、空気の流れが発生し辛くなる。

図２は、第１の実施例との比較のため、遮蔽部材１０を設けない表示装置１０００の断面図を示した模式図である。図１と同じ符号を付した要素は、図１に示した表示装置１００の各要素と同様の機能を発揮するため説明を省略する。

表示装置１０００において、冷却ファン１４を駆動した場合、背面ケース６の内側の空気が排出され背面ケース６の内側の空間が負圧となる。したがって、吸気孔１５から外部の空気が吸引され、背面ケース６の内側の熱とともに冷却ファン１４で排出される。

一方で、背面ケース６の内側の空間と、クリアランス空間とが繋がっていることから、クリアランス空間Ｃの空気は、バックライトモジュール１の側面側を通って、背面ケース６側に吸引される。したがって、クリアランス空間Ｃの圧力が下がり、環境圧に対して負圧となる。つまり、遮蔽部材１０を配置することによって、クリアランス空間Ｃの圧力と表示装置の外側の環境圧との差を小さくしていると言える。

クリアランス空間Ｃの圧力が負圧となることから、表示装置１０００の外部の空気は、図２中の点線Ｂで示した経路を通ってクリアランス空間Ｃへ吸引され、背面ケース６の内側へ到達する。点線Ｂで示した経路は、液晶パネル４とフレーム５との隙間から表示装置１０００に入り、クリアランス空間Ｃを通過して、駆動素子９の近傍を通って背面ケース６の内側に到達する。

表示装置１０００の外側の空気がクリアランス空間Ｃに吸引される際に、表示装置１０００の外側の塵埃等の異物が、空気とともに吸引されることがある。点線Ｂの経路を通って異物が侵入した場合に、侵入した異物の一部が、液晶パネル４と光学シート２との間に残される場合がある。このとき、残された異物が、光学シート２から液晶パネル４に向かう光の一部を遮ることにより、液晶パネル４に表示される画像の画質が低下する可能性がある。

第１の実施例における表示装置１００によれば、クリアランス空間Ｃの圧力と、表示装置１００の外側の環境圧との差を、遮蔽部材１０がない場合に比べて小さくなるように、遮蔽部材１０が冷却ファン１４とクリアランス空間Ｃとの間に配置される。したがって、バックライトモジュール１や、背面ケース６の内側に配置された駆動制御基板７から発生した熱を、表示装置１００の外へ排出するとともに、クリアランス空間Ｃへの塵埃等の異物の侵入を抑制することが可能となる。したがって、外装部材の内部の冷却効率を維持するとともに、液晶パネルへの塵埃等の異物の混入を抑制することが可能となる。

なお、遮蔽部材１０は、表示装置１００の長辺に平行な方向に、複数配置されていてもよい。また、複数の遮蔽部材１０は、断続的に配置することも可能である。図３は、第１の実施例における表示装置１００のフレーム５を外して上面斜視から観察した模式図である。３つのＣＯＦ８に対して１つの遮蔽部材１０が、表示装置１００の長手方向に配置される。遮蔽部材１０の間には、締結部材１９が配置されている。締結部材１９は、パネルホルダ３に設けられた部材である。

図４は、締結部材１９が配置された箇所における表示装置１００の断面図である。図１において、ＣＯＦ８、駆動素子９、遮蔽部材１０が設けられた箇所に、締結部材１９が配置されている。締結部材１９によって、背面ケース６側の冷却ファン１４と、クリアランス空間との間が遮蔽されている。したがって、遮蔽部材１０が配置された箇所と同様に、冷却ファン１４の駆動により、クリアランス空間Ｃの圧力が負圧となることが抑制される。この場合、締結部材１９が、遮蔽部材１０と同等の働きをしていると言える。

（第２の実施例）
図５は、第２の実施例における表示装置２００の断面図を示したものである。図１と同様の符号を付した要素は、第１の実施例と同様であるので、説明を省略する。

表示装置２００は、パネルホルダ３の側面側に、基板トレイ２０を備える。基板トレイ２０は、パネルホルダ３と同一の部材で形成されることも可能である。基板トレイ２０の上に、駆動基板１８が配置される。基板トレイ２０は、背面ケース６側に遮蔽壁２０ａを備える。このとき、遮蔽壁２０ａは、背面ケース６と、クリアランス空間Ｃとの間に配置され、クリアランス空間Ｃの空気が、背面ケース６側に移動することを抑制する遮蔽部材となる。

図６は、第２の実施例における表示装置２００のフレーム５を外して上面斜視から観察した模式図である。基板トレイ２０は、遮蔽壁２０ａを側面側から背面側に備える。遮蔽壁２０ａのうち、背面側の一部に切りかき部２０ｂが設けられる。切りかき部２０ｂに、駆動基板１８と制御基板１６とを接続するＦＦＣ１７が配置される。

図７は、切りかき部２０ｂが設けられた断面における表示装置２００の断面図である。基板トレイ２０上に配置された駆動基板１８と、制御基板１６は、ＦＦＣ１７で接続される。また、駆動基板１８に対向するフレーム５の切りかき部２０ｂに対応する位置に、凹部２１が設けられる。凹部２１は、フレーム５の一部を折り曲げて形成される。凹部２１は、フレーム５の一部の厚みを増やして設けてもよい。図７に示すように、凹部２１は、背面ケース６と、クリアランス空間Ｃとの間に配置され、クリアランス空間Ｃの空気が、背面ケース６側に移動することを抑制する遮蔽部材となる。

第２の実施例の表示装置２００によれば、クリアランス空間Ｃの圧力と、表示装置２００の外側の圧力との差を、遮蔽壁２０ａもしくは凹部２１がない場合に比べて小さくなるように、遮蔽壁２０ａもしくは凹部２１が配置される。したがって、バックライトモジュール１や、背面ケース６の内側に配置された制御基板１６から発生した熱を、排出するとともに、クリアランス空間Ｃへの塵埃等の異物の侵入を抑制することが可能となる。したがって、外装部材の内部の冷却効率を維持するとともに、液晶パネルへの塵埃等の異物の混入を抑制することが可能となる。

１００ 表示装置
１ バックライトモジュール
２ 光学シート
４ 液晶パネル
７ 駆動制御基板
１０ 遮蔽部材
１４ 冷却ファン
１５ 吸気孔

Claims (11)

1. 光を照射する照明部と、
   前記照明部の前面側に配置され、前記照明部から照射された光を透過する光学シートと、
   前記光学シートの前面側に配置され、前記光学シートが透過した光を変調して、表示領域に画像を表示する透過型の表示パネルと、
   前記照明部の少なくとも背面側と側面側の一方に配置され、前記表示パネルと接続して前記表示パネルを制御する駆動制御基板と、
   前記照明部、前記光学シート、前記表示パネル、および前記駆動制御基板とを収容し、前記表示パネルの前記表示領域が露出するように開口が設けられ、かつ、外部の空気を吸気する吸気孔が設けられた箱型の外装部材と、
   前記外装部材に設けられ、前記外装部材の内側の空気を外部に排出するための排気手段と、
   前記表示パネルと前記光学シートとの間の空間から前記排気手段に向かう空気の少なくとも一部を遮蔽するように配置された遮蔽部材と
   を備え、
   前記遮蔽部材は、前記表示パネルと前記光学シートとの間の空間の圧力と、環境圧との差が、前記遮蔽部材が配置されない場合に比べて小さくなるように配置されている
   ことを特徴とする表示装置。
2. 前記外装部材の内側において、前記駆動制御基板と、前記表示パネルとを接続する経路に、前記遮蔽部材が配置されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記駆動制御基板は、
   前記照明部の背面側に配置された前記表示パネルに表示する画像信号を前記表示パネルに出力して、前記表示パネルを制御する制御基板と、
   前記照明部の側面側に配置された前記表示パネルを駆動する駆動基板と
   を含み、
   前記制御基板は、前記駆動基板を経由して、前記表示パネルに接続することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表示装置。
4. 前記駆動基板と前記表示パネルとの間で、前記駆動基板と前記表示パネルとに接続し、前記表示パネルの表示領域を分割した複数の制御領域それぞれの駆動を制御する駆動素子を有するチップオンフィルムと
   を備え、
   前記遮蔽部材は、前記駆動素子に接していることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
5. 前記遮蔽部材が配置された前記表示パネルと前記光学シートとの間の空間と、前記排気手段との間を空気が流れる際の抵抗が、前記吸気孔を空気が流れる際の抵抗よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の表示装置。
6. 前記表示パネルと前記光学シートとの間の空間と、前記排気手段との間を空気が流れる際の抵抗が、前記吸気孔を空気が流れる際の抵抗の１００倍よりも大きいことを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
7. 複数の前記遮蔽部材が、前記表示パネルの長辺に平行な方向に沿って配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の表示装置。
8. 前記外装部材は、
   前記表示パネルの前記表示領域の周辺を前面から覆う枠状のフレームと、
   前記照明部の背面側に配置され、前記駆動制御基板を収容する箱型の背面ケースと
   を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の表示装置。
9. 前記フレームは、前記遮蔽部材を含むように形成されることを特徴とする請求項８に記載の表示装置。
10. 前記光学シートは、前記照明部から照射された光を、拡散もしくは偏光させることを特徴とする請求項１乃至請求項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、個別に透過率を制御可能な複数の液晶素子を有する液晶パネルであることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の表示装置。

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