JP4294423B2

JP4294423B2 - 液晶表示装置

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Publication number: JP4294423B2
Application number: JP2003316290A
Authority: JP
Inventors: 三男中山
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-09-09
Filing date: 2003-09-09
Publication date: 2009-07-15
Anticipated expiration: 2023-09-09
Also published as: JP2005084354A

Description

本発明は、大型液晶テレビ等の直下型バックライトを有する液晶表示装置に関し、詳しくは、液晶表示装置のバックライトの背面の回路基板の取付け部をいわゆる煙突構造として、バックライトおよび回路基板の発熱を自然対流により効率良く排出するようにした液晶表示装置に関する。

従来、直下型バックライトを有する液晶テレビは、図６のように構成されている。図において、６はキャビネットであり、その前面に液晶パネル５が配置され、その後方に光学シート４、拡散板３、ランプ１、バックライト反射板２が配置されている。さらに、バックライト反射板２の背面には、回路基板７６が取付けられている。この液晶テレビの作動時は、ランプ１および回路基板７６の発熱により、バックライト反射板２の背面空間の温度が上昇する。すると、矢印に示すような自然対流が発生し、キャビネット６の下部に形成された孔６１から空気が供給されて上部の孔６２から排出される。ここでバックライト反射板２と背面の回路基板７６とは近接して取り付けられるため、バックライト反射板２の背面側と回路基板７６との間で、上方向には排熱気流が流れにくいという課題があった。ところで、近年、液晶テレビは大型化しつつあり、その大型化に伴い、バックライトの発熱量と回路基板の発熱量が増大し、それらの発熱を効率よく排出することが課題となっていた。

これは、液晶テレビに限らずＥＬ表示装置、ＰＤＰ装置等でも同様な課題であった。その課題を解決するための従来技術として、特許文献１および特許文献２等が知られている。特許文献１は、表示パネル１の背面に冷却空気の通路となる所定の間隙を形成する支持体７を介して仕切り板３３を配置し、この間隙を上昇通過する空気により表示パネル１を冷却するよう構成したものである。また、表示パネル１の背面に熱伝導部材を介して前記間隙内に冷却フィンを取り付けることによりさらに冷却特性を向上させる手段も開示されている。

また、特許文献２は、閉塞された空間に配置した液晶パネル表示面から発生する熱を筐体の外部に放熱する手段として、回路基板２５２と液晶パネル２５６とで構成される表示部１２４を縦置き状態でゲージ部１１４に取り付けた際、センター装飾部材２５０の保護カバー２６８によって閉塞状態となる液晶パネル２５６の表示面前方の雰囲気を、前記基板２５２の上端部に設けた排熱ファン２７６によって、導路２７２を介して導き、ケース２６０外に排出するようにした。またここでは、意図的に仕切板２７４及びリブ２７４Ａによって電子部品から発する熱が空間部２７０へ来ないようにした放熱手段が開示されている。
特開２０００−８９６８２号公報特開２００２−４５５３０号公報

しかしながら、特許文献１は、表示パネル１の背面に冷却空気の通路となる所定の間隙を形成する支持体７を介して表示パネルと略同じ大きさのアルミ製仕切り板３３を配置し、この間隙を上昇通過する空気により表示パネル１を冷却するよう構成されているが、複数の電気回路基板が仕切り板３３の背面上のほぼ全体の表面にわたって一様に配置されているので、該仕切り板３３の下方向に配置されている回路基板から発生する熱量（温度）と該仕切り板３３の上方向に配置されている回路基板の熱量（温度）とが均衡し、仕切り板３３の背面において、下部と上部の温度差が小さいために通路空間において、下部から上部方向へ冷却空気が流れにくく放熱効果が悪いという問題があった。そこで、冷却効果を向上するためには、冷却空気が一定以上の流速をもつことが必用であるが、下部から上部方向へ一定以上の流速を得るためには上部に放熱用のファン等が必要になる課題を有していた。このため、特許文献１に記載のように、表示パネル１の背面に熱伝導部材を設けてアルミニウム製の冷却フィンを取り付けなければならない課題を有していた。

また、特許文献２では、液晶パネル２５６からの放熱用に機器の上部に排熱ファンが必要になると共に、回路基板２５２の背面に電子部品が下部から上部にわたって配置されているために電子部品側の空間において下部と上部で発生する熱量差（温度差）が生じにくく、特許文献１の場合と同様に放熱効果が悪い問題を有していた。特に大型表示装置では必然的にパネルや回路部品からの発熱量が大きくなるが、特に表示装置の下部と上部方向とでより大きな温度差を実現しないと冷却空気の流速を大きくできず放熱効果の向上が難しい課題があった。
そこで、本発明は、回路基板の上部と下部とに温度差を設けるようにして放熱効果を増大することを目的とした。

上記課題を解決するために、本発明は、キャビネット前部に直下型バツクライトにより照射される液晶パネルを収納し、前記直下型バツクライトの反射板の背面に回路基板を配設し、前記キャビネット後部の下面および上面に通風手段を形成し、前記反射板の背面に前記回路基板を前記反射板と略並行に配設するとともに、前記反射板と前記回路基板との間を自然対流が発生する間隔とした液晶表示装置において、前記回路基板の縦寸法を前記反射板の背面高さ寸法よりも小さくし、前記回路基板を下寄りに配置し、その上方の高さ寸法に満たない部分に補助仕切り板を前記回路基板に連続させて設けたことを特徴とする。
また、本発明は、前記回路基板を複数配置し、縦寸法が前記反射板の背面高さ寸法に満たない回路基板についてのみ下寄りに配置し、その上方の高さ寸法に満たない部分に補助仕切り板を前記回路基板に連続させて設けたことを特徴とする。
また、本発明は、前記各回路基板および前記各補助仕切り板をそれぞれ垂直方向のリブを介して前記反射板の背面に取り付けたことを特徴とする。
また、本発明は、前記各回路基板のそれぞれの発熱量の値が左右対称またはそれに近い配置となるように前記各回路基板を配置したことを特徴とする。
また、本発明は、前記各回路基板のそれぞれの発熱量の値が左右均等またはそれに近い配置となるように前記各回路基板を配置したことを特徴とする。
また、本発明は、前記回路基板として２個の点灯回路用インバータ基板を備え、それらを左右両端に配置したことを特徴とする。
また、本発明は、前記回路基板と前記キャビネットの背面側壁との間を自然対流が発生する間隔としたことを特徴とする。

以上述べたように本発明によれば、直下型バツクライトの反射板の背面に回路基板を前記反射板と略並行に配設し、反射板と回路基板との間を自然対流が発生する間隔とするとともに、回路基板が複数あってそれらの縦寸法が反射板の背面高さ寸法に満たない場合は、各回路基板を下寄りに配置し、それらの上方の高さ寸法に満たない部分にそれぞれ補助仕切り板を前記各回路基板に連続させて設けたことでいわゆる煙突構造が形成され、熱源である回路基板が下寄りに配置されたことで、煙突構造の下部が上部よりも高温となり、煙突構造により発生する自然対流の勢いが増大される。その結果、液晶表示装置における発生熱を自然対流により排出することが可能となり、液晶表示装置が大型化された場合も、熱排出に関しては、ファンを設置することなく、対応可能となる。

以下、図に基づいて本発明の実施形態を説明する。
図１は本発明に係る液晶表示装置の第１の実施形態を示す縦断面図であり、図２は図１の背面の回路基板の配置を示す配置図であり、図３は図１の横断面図であり、図４は図３の要部を拡大して示した図である。これらの図において、６はキャビネットであり、その前面に液晶パネル５が配置され、その後方に光学シート４、拡散板３、ランプ１、バックライト反射板２が配置されている。さらに、バックライト反射板２の背面の下寄りには、煙突効果を発揮するに最適な５〜１０ｍｍの間隔をおいて回路基板７１、インバータ基板７２、映像基板７３、音声基板７４が取付けられている。さらに回路基板７１、映像基板７３、音声基板７４の上端には、ポリカーボネイトからなる補助仕切り板８１〜８３がそれぞれ接続されている。これら補助仕切り板８１〜８３は、バックライト反射板２の背面にリブ９１を介して支持されており、バックライト反射板２の背面と５〜１０ｍｍの間隔をおいて、バックライト反射板２の上端部まで支持されている。

この液晶表示装置の作動時は、ランプ１および回路基板７１、インバータ基板７２、映像基板７３、音声基板７４が発熱して、バックライト反射板２の背面および各基板７１〜７４の両面が温度上昇する。すると、それらの表面の暖められた空気は、比重が小さくなり上昇を開始し、図１の矢印に示すような自然対流が発生する。その結果、キャビネット６の下部に形成された孔６１から空気が供給されて上部の孔６２から排出される。また、このとき、バックライト反射板２の背面と各基板７１〜７４および補助仕切り板８１〜８３の間は、煙突効果を発揮するに最適な間隔であるため、その間を通過する空気は、加速されて上昇する。また、各基板７１〜７４および補助仕切り板８１〜８３とキャビネット６の背面側壁６３との間も、同様に、幅の狭い空間であるため、煙突効果により上昇気流を発生して、暖められた空気を上方に排気して、冷えた外気を下方より吸い込む。なお、各基板７１〜７４および補助仕切り板８１〜８３の互いに接する縁の部分は、隙間がない方が煙突効果が著しいので、可能な限り近づけるように配置する。

この液晶表示装置では、ランプ１を点灯するためのインバータ基板７２が２枚あり、これらは基板７１〜７４の中で最も発熱量が大きいため、左右の両端に配置した。残りの基板７１、７３、７４については、その発熱量に応じて、その発熱量が左右対称または左右均等に近い状態になるように配置した。また、基板７１、７３、７４については、下方寄りに配置してインバータ基板７２の下端に揃え、その上方の空いた部分に補助仕切り板８１〜８３を接続するようにして、発熱部が煙突構造の下部となり煙突構造の下部がその上部よりも高温になるようにして、煙突構造部で発生する上昇気流の勢いが増大されるようにした。またその結果、各基板７１〜７４ごとに煙突構造が形成され、各基板７１〜７４の発生熱量が横移動することなく、そのまま上昇して排出されるようになる。

図５は本発明に係る液晶表示装置の第２の実施形態を示す縦断面図である。図において、６はキャビネットであり、その前面に液晶パネル５が配置され、その後方に光学シート４、拡散板３、ランプ１、バックライト反射板２が配置されている。さらに、バックライト反射板２の背面の下寄りには、煙突効果を発揮するに最適な５〜１０ｍｍの間隔をおいて回路基板７１が取付けられている。この液晶表示装置の作動時は、ランプ１および回路基板７１が発熱して、バックライト反射板２の背面および回路基板７１の両面が温度上昇する。

すると、それらの表面の暖められた空気は、比重が小さくなり上昇を開始し、矢印に示すような自然対流が発生する。その結果、キャビネット６の下部に形成された孔６１から空気が供給されて上部の孔６２から排出される。また、このとき、バックライト反射板２の背面と回路基板７１の間は、煙突効果を発揮するに最適な間隔であるため、その間を通過する空気は、加速されて上昇する。なお、回路基板７１とキャビネット６の背面側壁６３との間も、同様に、幅の狭い空間であるため、煙突効果により上昇気流を発生して、暖められた空気を上方に排気して、冷えた外気を下方より吸い込む。

このように構成したことで、本発明の液晶表示装置では、自然対流のみにより発生熱を外部に排出することが可能となり、大型化された場合も、騒音、振動や埃の問題を発生する排気ファンの取付けが不要となる。なお、自然対流による冷却を補完する目的で、キャビネット６の上下部に形成された孔６１，６２の近くに小容量のファンを設けることも可能である。

本発明は、液晶テレビ等の液晶表示装置以外には、発熱する表示パネルを有するＥＬ表示装置、ＰＤＰ等にも利用可能である。

本発明に係る液晶表示装置の第１の実施形態を示す縦断面図である。図１の背面の回路基板の配置を示す配置図である。図１の横断面図である。図３の要部を拡大して示した図である。本発明に係る液晶表示装置の第２の実施形態を示す縦断面図である。従来例を示す縦断面図である。

符号の説明

１ランプ
２バックライト反射板
３拡散板
４光学シート
５液晶パネル
６キャビネット
６１，６２孔
６３背面側壁
７１回路基板
７２インバータ基板
７３映像基板
７４音声基板
８１〜８３補助仕切り板
９１リブ

Claims

キャビネット前部に直下型バツクライトにより照射される液晶パネルを収納し、前記直下型バツクライトの反射板の背面に回路基板を配設し、前記キャビネット後部の下面および上面に通風手段を形成し、前記反射板の背面に前記回路基板を前記反射板と略並行に配設するとともに、前記反射板と前記回路基板との間を自然対流が発生する間隔とした液晶表示装置において、
前記回路基板の縦寸法を前記反射板の背面高さ寸法よりも小さくし、前記回路基板を下寄りに配置し、その上方の高さ寸法に満たない部分に補助仕切り板を前記回路基板に連続させて設けたことを特徴とする液晶表示装置。
請求項１に記載の液晶表示装置において、
前記回路基板を複数配置し、縦寸法が前記反射板の背面高さ寸法に満たない回路基板についてのみ下寄りに配置し、その上方の高さ寸法に満たない部分に補助仕切り板を前記回路基板に連続させて設けたことを特徴とする液晶表示装置。
請求項１または２に記載の液晶表示装置において、
前記各回路基板および前記各補助仕切り板をそれぞれ垂直方向のリブを介して前記反射板の背面に取り付けたことを特徴とする液晶表示装置。
請求項２または３に記載の液晶表示装置において、
前記各回路基板のそれぞれの発熱量の値が左右対称またはそれに近い配置となるように前記各回路基板を配置したことを特徴とする液晶表示装置。
請求項２または３に記載の液晶表示装置において、
前記各回路基板のそれぞれの発熱量の値が左右均等またはそれに近い配置となるように前記各回路基板を配置したことを特徴とする液晶表示装置。
請求項２乃至５のいずれかに記載の液晶表示装置において、
前記回路基板として２個の点灯回路用インバータ基板を備え、それらを左右両端に配置したことを特徴とする液晶表示装置。
請求項１乃至６のいずれかに記載の液晶表示装置において、
前記回路基板と前記キャビネットの背面側壁との間を自然対流が発生する間隔としたことを特徴とする液晶表示装置。