JP4384881B2

JP4384881B2 - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP4384881B2
Application number: JP2003276669A
Authority: JP
Inventors: 政明村上; 啓之中野; 朝和坂本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-07-18
Filing date: 2003-07-18
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2023-07-18
Also published as: JP2005037814A

Description

本発明は液晶表示装置に関する。さらに詳しくは、液晶パネルの端部の温度上昇を防止して、帯状の白色部分（すなわち、表示斑)の発生を防止することができる液晶表示装置に関する。

従来の液晶表示装置として、リアフレームの上に反射板、バックライトユニット（冷陰極管、リフレクタ、導光板、および拡散板）、中間フレームおよび液晶パネルが置かれており、フロントフレームを前記リアフレームの側面でかみ合い締結させることにより構成されるものがある。

この液晶表示装置において、前記冷陰極管で発生した熱は、主にリアフレーム全体から周囲空気へ放熱されるが、一部の熱は液晶パネルに伝わり、この液晶パネルの端部が加熱され高温になると、帯状の白色部分（表示斑)が表示される。

かかる熱拡散を防止する技術として、たとえば特許文献１に記載される液晶表示装置では、前記リアフレームに相当するバックライトアセンブリの収納容器と該収納容器に装着されるインバータ（回路基板）とのあいだに金属と合成樹脂からなる積層板を介在させるようにしている。これにより、該インバータ（回路基板）からの熱を遮断してバックライトアセンブリの反射板に熱が伝わるのを防止している。

特開２００２−３５０８０７号公報

しかしながら、表示斑の発生をなくすためには、冷陰極管からの熱をより多くリアフレーム側に伝える必要があるにもかかわらず、前記特許文献１記載の装置では、積層板により熱が伝わりにくいという問題がある。

一方、前記表示パネルに伝わる熱をリアフレームやフロントフレームへ伝導しやすくして液晶パネルの端部の温度上昇を抑え、表示斑の発生をなくす方法として、アルミニウムなどから製作されるリアフレームの板厚を大きくして、リアフレームの冷陰極管の設置位置から中央部にいたる熱抵抗を小さくすることが考えられる。しかしながら、この方法では、リアフレームの全板厚分により製造コストが高くなるとともに装置の重量が重くなることにつながるという問題がある。

本発明は、叙上の事情に鑑み、装置の製造コストおよび重量の増大を生じることなく、液晶パネルの端部の温度上昇を防止して、表示斑の発生を防止することが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、金属製のリアフレームと、該リアフレームの上に設けられる反射板、バックライトユニットおよび液晶表示素子と、当該反射板、バックライトユニットおよび液晶表示素子を上から挟むように締結手段により前記リアフレームと締結されるフロントフレームを備える液晶表示装置であって、
前記リアフレームの外面の前記バックライトユニットの冷陰極管の近傍から前記リアフレームの底部の中央部にいたる領域に熱拡散板が設けられてなることを特徴としている。

本発明によれば、温度勾配が最も大きくなるリアフレームの冷陰極管部付近に熱拡散板（たとえばアルミニウム板などの熱伝導率が大きい材料）を貼り付けるようにしているため、冷陰極管からの熱が効率よくリアフレームの中央部に伝えられ、液晶パネルの端部の温度上昇を防止して、表示斑の発生を防止することができる。また、前記熱拡散板は、冷陰極管の近傍からリアフレームの底部の中央部にいたる領域に部分的に貼り付けられているため、放熱板を板厚を厚くする場合と比較して装置重量の増加が少なく、実用上問題がない。

以下、添付図面に基づいて本発明の液晶表示装置を説明する。

実施の形態１
図１〜３に示されるように、本発明の実施の形態１にかかわる液晶表示装置は、底部と側部を有する金属製のリアフレーム１と、その上に設けられる反射板２、バックライトユニット３、中間フレーム４および液晶表示素子５と、当該反射板２、バックライトユニット３、中間フレーム４および液晶表示素子５を上から挟むように締結手段、たとえば切欠きとフックとの係合により前記リアフレーム１と締結されるフロントフレーム６から構成されている。このフロントフレーム６は、金属製であり、上面に表示窓を有している。

前記バックライトユニット３は、本発明においてとくに限定されるものではなく、たとえば、少なくとも冷陰極管７、該冷陰極管７に沿って開口し、発光を照射する断面がほぼコ字状のリフレクタ８、ならびに前記冷陰極管７を介してリフレクタ８に対向配置され、一定の方向に照射された発光を導光する導光板９および拡散板１０から構成されるものを用いることができる。また、液晶表示素子３も、本発明において、とくに限定されるものではなく、たとえば液晶パネル５ａ、および該液晶パネル５ａの前後両面に配設された偏光板（図示せず）などから構成されるものを用いることができる。液晶パネル５ａは、一般的には、２枚の透明基板、すなわち、対向面にスイッチング素子となる薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）および画素電極が配線とともに形成されたＴＦＴアレイ基板、および対向面に対向電極が形成された対向基板を備えている。前記２枚の基板の対向面には液晶パネル５ａの液晶に初期配向をもたせる配向膜が形成され、前記対向基板の対向面またはその反対側の面に着色層および遮光層が形成され、これら２枚の基板がスペーサを介して等間隔に保持された状態で、液晶注入口以外の全周にわたってシール材によって貼り合わされ、これら２枚の基板のあいだに液晶を注入したのち、液晶注入口が封止材によって封止されることにより液晶パネル５ａが作製される。また、液晶表示素子５を駆動する回路基板５ｂをさらに備えている。

前記リアフレーム１の冷陰極管７の近傍から該リアフレーム１の中央部にいたる温度勾配は、冷陰極管７に近いほど大きいことを考えると、温度勾配の大きな冷陰極管７の付近に熱拡散板を用いれば冷陰極管７の近傍部の温度を低下させることができる。

本実施の形態１では、図１〜３に示されるように、前記冷陰極管７で発生する熱を速やかに吸収するとともに、前記リアフレーム１の中央部側へ伝え、周囲の空気へ放熱させることにより、該冷陰極管７の近傍の前記液晶パネル５ａの端部の温度の上昇を防止するために、前記リアフレーム１の冷陰極管７の近傍から該リアフレーム１の底部１ａの中央部にいたる領域に熱伝導率が大きい熱拡散板１１を設置している。

該熱拡散板１１としては、前記冷陰極管７の軸に沿った前記リアフレーム１の側部１ｂから該リアフレーム１の底部１ａの中央部に延びる断面がＬ字状であり、展開形状が長方形を呈する板を用いることができる。該熱拡散板１１は、たとえばリアフレーム１の外面（側部の外側面と底部の背面）に接着剤、たとえばＤＩＥＭＡＴ社製のＤＭ４１３ＨＴ（熱伝導率１８Ｗ／ｍ・Ｋ）などの高熱伝導接着剤により貼り付けることができる。

前記リアフレーム１は、冷陰極管７にとって放熱フィンのような役割を有しており、加工性のよいアルミニウム材などで作製することができる。リアフレーム１の伝熱量は、その板厚に左右されるが、原価の低減（製造コストの低下）や軽量化を考慮して、通常、０．５〜１．２ｍｍ、とりわけ０．８ｍｍ程度の板厚の薄板が採用されている。

前記熱拡散板１１としては、熱拡散性能を向上させるために、板厚は大きいほどよいが、板厚が大きいと重量が重くなるため、板厚が１ｍｍ程度であり、熱伝導率が大きいアルミニウム材料から作製することができる。なお、本発明においては、熱拡散板１１の材料は、とくにアルミニウムに限定されるものではなく、部分的に貼り付けるため、異種の金属材料でも可能であり、たとえばアルミニウム材より大きな熱伝導率を有する銅などの材料を用いることができる。熱拡散板１１として、かかる銅を用いると、アルミニウムを用いる場合よりもさらに熱拡散性能を向上させることができる。また、銅の熱伝導率はアルミニウムの熱伝導率の２倍程度大きいため、銅製の熱拡散板は、１／２の厚さで、２倍の厚さのアルミニウム製拡散板を貼った場合と同等の熱拡散の性能になりコンパクト化（軽量化）を実現することもできる。

つぎに表示サイズが１５インチサイズの液晶表示装置について、リアフレームに熱拡散板を貼り付けた場合と貼り付けない場合（以下、熱拡散板の有り無しという）についてリアフレームの温度解析を行なった。この解析モデルでは、液晶表示装置の底部が、０．８×３１２×２５２（厚さ×横×縦）ｍｍのアルミニウム製(材質：Ａ１１００)のリアフレーム１からなり、３１２ｍｍの辺に冷陰極管４が設けられている。熱拡散板として、断面がＬ字状になるように成形した、１．０×２４０×５５（厚さ×横×縦）ｍｍのアルミニウム板(材質：Ａ１１００)を作製した。そして、成形後の熱拡散板を前記リアフレームの３１２ｍｍの縦の辺の中央端に接着剤で貼り付けた。本実施例では、リアフレームの３１２ｍｍの端部に冷陰極管による発熱量０．０３Ｗ／ｍｍを与えた。また、リアフレームの底部では、自然対流および放射熱伝達(熱伝達率：１０Ｗ／ｍ²・Ｋ)により周囲空気(２５℃)へ放熱される。

リアフレーム１の下端から中央までの解析結果による温度分布を図４に示す。ここで、解析されたリアフレームの寸法は、厚さが０．８ｍｍ、下端から中央までの距離が１４０ｍｍである。図４では、本発明の実施例である熱拡散板が有りの場合（曲線Ｉ）と、比較例である熱拡散板が無し（曲線II）の場合の両方について温度分布を示しており、熱拡散板を貼ることによりリアフレーム１の端の温度、すなわち熱拡散板が有り（曲線Ｉ）の場合、冷陰極管部の温度が２．７℃低くなることがわかる。

したがって、熱拡散板の有無により、数度の温度変化が決定されるため、前記液晶パネル５ａの表示端部における表示斑の発生を防止する上で、前記実施例における温度降下量（２．７℃）は効果がある。

実施の形態２
つぎに本発明の実施の形態２を説明する。前記液晶パネル５ａの表示斑は偏光板の特性上、パネル端の中央が強調される。したがって、冷陰極管部の中央付近を中心に冷却すれば表示斑の発生を防止することができる。しかし、温度の低いリアフレームの中央部へはより多くの熱を伝達させたいため、熱拡散板の伝導断面積は大きい方が望ましい。

そこで、本実施の形態２では、前記実施の形態１における長方形形状を呈する熱拡散板１１では達成し得なかった熱拡散板の軽量化および熱拡散性の向上の両方を実現させるため、図５に示されるように、熱拡散板２１が、ほぼ台形形状を呈し、当該熱拡散板２１の短辺２１ａが前記冷陰極管７の軸に沿った前記リアフレーム１の側部１ｂの外面側に配置され、前記熱拡散板２１の長辺２１ｂが前記短辺２１ａとほぼ平行に当該リアフレーム１の底部１ａの背面の中央部に配置されている。また、熱拡散板２１は、短辺２１ａ付近が上方に折れ曲がり、断面がＬ字状を呈している。

本実施の形態２では、熱拡散板２１が、リアフレーム１の中央部側に行くほど広がるような台形形状を呈しているため、冷陰極管部で集熱した熱を温度の低いリアフレーム１の中央部により効率よく導くことができる。これにより、冷陰極管部の温度を低くすることができる。

本発明の実施の形態１にかかわる液晶表示装置を示す分解斜視図である。図１のリフレクタおよび熱拡散板を示す斜視図である。図１の液晶表示装置の断面図である。本発明の実施例である熱拡散板が有りの場合（曲線Ｉ）と、比較例である熱拡散板が無し（曲線II）の場合についてのリアフレームの温度分布を示す図である。本発明の実施の形態２にかかわるリアフレームおよび熱拡散板の斜視図である。

符号の説明

１リアフレーム、１ａ底部、１ｂ側部、２反射板、３バックライトユニット、４中間フレーム、５液晶表示素子、５ａ液晶パネル、５ｂ駆動回路基板、６フロントフレーム、７冷陰極管、８リフレクタ、９導光板、１０拡散板、１１熱拡散板、２１熱拡散板、２１ａ短辺、２１ｂ長辺。

Claims

金属製のリアフレームと、該リアフレームの上に設けられる反射板、バックライトユニットおよび液晶表示素子と、当該反射板、バックライトユニットおよび液晶表示素子を上から挟むように締結手段により前記リアフレームと締結されるフロントフレームを備え、
前記リアフレームの外面の前記バックライトユニットの冷陰極管の近傍から前記リアフレームの底部の中央部にいたる領域に熱拡散板が設けられてなる液晶表示装置であって、
前記熱拡散板が、長方形状を呈しているとともに、前記冷陰極管の軸に沿った前記リアフレームの側部の外面から該リアフレームの底部の背面の中央部まで延設されてなる液晶表示装置。
前記熱拡散板が、略台形形状を呈しており、該熱拡散板の短辺が前記冷陰極管の軸に沿った前記リアフレームの側部の外面側に配置され、該熱拡散板の長辺が前記短辺とほぼ平行に当該リアフレームの底部の背面の中央部に配置されてなる請求項１記載の液晶表示装置。