JP4492151B2 - 取付具及び液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示ユニットを筐体に対して取り付けるための機能と、液晶表示ユニットに具備された光源の熱を空気中や筐体に逃がすための機能とを備えた取付具及びこれを備えた液晶表示装置に関する。

従来より、液晶表示装置として、蛍光ランプなどの光源を導光板の光入射端面に配置し、この導光板を使って光源からの光を液晶パネルの背面側に導いて液晶パネルを照らすようにしたエッジライト型バックライト方式の液晶表示装置が知られている。

光源は発光の際に熱も出し（特に光源として蛍光ランプを用いた場合にはその蛍光ランプの両端の電極部における発熱量が大きい）、その熱の影響で液晶パネルに輝度ムラが生じることもある。また、光源配設部の放熱が十分に行われずに高温になってしまうと光源からの発光効率が低下して液晶パネルにおける輝度が低下してしまう。

そこで、従来より液晶表示ユニットの裏面にアルミニウムからなる放熱板を設けたり、あるいは下記特許文献１では、蛍光ランプの電極部を覆うように銅箔からなる放熱部材を設け、蛍光ランプが発生する熱をその放熱部材を介して外部に放熱させるようにしている。
特開平１０−１０６３２９号公報

しかし、近年、液晶パネルの高輝度化を図るため、光源としての蛍光ランプが２本以上用いられるようになってきており、蛍光ランプの本数が増えた分、蛍光ランプからの発熱量も増大してきている。そうなると、今までの放熱対策では限界があり、さらなる効果的な放熱対策が必要とされている。

本発明は上述の問題に鑑みてなされ、その目的とするところは、光源が発光する際に発する熱の放熱効率のよりいっそうの向上を図った液晶表示装置を提供することにある。

本発明の取付具は、液晶表示ユニットの側面に対して固定される金属部材と、この金属部材と液晶表示ユニットの側面との間に介在され、金属部材の熱伝導率よりも大きな熱伝導率を有する放熱部材とからなり、放熱部材は、液晶表示ユニットの側面に接触される接触部と、液晶表示ユニットの側面に重ならないように接触部から拡張して設けられた放熱部とを有することを特徴としている。

本発明の液晶表示装置は、液晶表示ユニットと、この液晶表示ユニットの側面に取り付けられる取付具とを備え、取付具は、液晶表示ユニットの側面に対して固定される金属部材と、この金属部材と液晶表示ユニットの側面との間に介在され、金属部材の熱伝導率よりも大きな熱伝導率を有する放熱部材とからなり、放熱部材は、液晶表示ユニットの側面に接触される接触部と、液晶表示ユニットの側面に重ならないように接触部から拡張して設けられた放熱部とを有することを特徴としている。

光源からの熱は、液晶表示ユニットの側面を介してこの側面に接触している放熱部材の接触部に伝わり、さらに上記側面に重ねられていない放熱部から筐体内部の空気中に放熱され、これは筐体を介して筐体の外部空間に放熱、あるいはファンなどの強制対流にて通気口から筐体外部に排気される。あるいは、上記放熱部が筐体に接触している場合には放熱部から直接筐体に伝熱されて、筐体外部の空間に放熱される。以上のように、熱が高温部から低温部へと移動していく現象を利用して、光源及び液晶表示ユニットの温度の上がり過ぎを抑制する。そして、上記放熱部材に設けられた放熱部は、液晶表示ユニットの側面に重ねられていない、すなわち、光源や液晶表示ユニットよりも低温な部分である筐体内部の空気中や筐体に接しているので、上記接触部から伝わる熱を放熱部から効率良く、より低温な部分である筐体内部の空気中や筐体に逃がすことができる。

上記放熱部材を介在させて液晶表示ユニットの側面に対して固定される金属部材は、従来より取付具に要求されている機能、すなわち液晶表示ユニットを筐体に対して固定させるための機能を有する。また、金属部材に接触している上記放熱部材の接触部を介して伝わる熱を筐体内部の空気中や、筐体に逃がす役割も担う。

また、上記放熱部は、上記接触部から液晶表示ユニットの背面側に屈曲させて設ければその放熱部は液晶表示ユニットの背面に重なるようにして位置されるので、液晶表示装置の平面寸法の増大を招かない。したがって、液晶表示装置の平面寸法の増大を気にせずに比較的大面積でもって放熱部の拡張を行えるので、その分、放熱面積を増大させて放熱効率を向上できる。

さらに、その放熱部を、液晶表示ユニットの背面に接触させれば、液晶表示ユニットからの熱を直接放熱部に伝えることができ、液晶表示ユニットの冷却効率を向上でき、熱に起因する輝度ムラなどの画質品質の低下を抑制できる。

また、上述した金属部材と放熱部材とを、相互に固定された一体物とすれば、これら両者の間の熱伝導経路における空気を排除でき放熱部材から金属部材への熱伝導効率を高めることができ、放熱に対する金属部材の寄与を高め、放熱部材と併せてよりいっそうの放熱効率の向上が図れる。

本発明の取付具によれば、液晶表示ユニットに具備された光源からの熱を、液晶表示ユニットの側面に接触している放熱部材を介して逃がすことができ、液晶表示ユニットの冷却効率を高めることができる。

本発明の液晶表示装置によれば、液晶表示ユニットに具備された光源からの熱を、液晶表示ユニットの側面に接触している放熱部材を介して逃がすことができ、液晶表示ユニットの冷却効率を高めることができる。これにより、表示面の輝度を向上させたり、輝度ムラを防げ、また、部品の熱変形や故障も防げる。結果として、画質品質及び信頼性の向上が図れる。

図１は、本実施形態に係る液晶表示装置の概略平面図を示す。液晶表示装置は四角形状の表示画面を有する液晶表示ユニット１と、この液晶表示ユニット１の左右の側面１ａ、１ｂにそれぞれ取り付けられる１対の取付具２とを備えている。

液晶表示ユニット１の模式断面図を図９に示す。液晶表示ユニット１は、液晶パネル１０と、液晶パネル１０の背面（表示面の反対面）側に配置された導光板２１と、液晶パネル１０と導光板２１との間に配置されたプリズムシート２３ｂや拡散シート２３ａなどの光学シートと、導光板２１の裏面に配置された反射シート２０と、導光板２１の光入射端面２１ａに対向して配置された光源５と、光源５を覆うように設けられたリフレクタ２２とを有する。

図１２は液晶表示装置の分解斜視図を示す。液晶パネル１０は、２枚のガラス基板３５、３６中に液晶材を封じ込め、上側（表示画面側）のガラス基板３５にはカラーフィルターを形成し、下側（導光板２１側）のガラス基板３６には薄膜トランジスタを形成し、上下ガラス基板３５、３６の外側に一方向のみの光を通過させ他方向の光を吸収あるいは反射や散乱などによって遮蔽する機能を持つ偏光板３４ａ、３４ｂをそれぞれ配置させて構成される。

また、液晶表示装置は、その他に、液晶パネル１０を駆動するための駆動用集積回路（ドライバーＩＣ）３９と、それらを制御するコントローラ（制御用集積回路）などを搭載した回路基板３８を備える。

図９に示すように、導光板２１は表面に反射ドット２１ｂが形成された透明樹脂材料からなる。この導光板２１の一端面は光源５からの光の入射を受ける光入射端面２１ａであり、この光入射端面２１ａに対向させて光源５が配置されている。

光源５は、例えば、図１に示すように液晶パネル１０の下端面に沿う方向に延在する冷陰極蛍光ランプである。光源５の両端の電極部５ａ、５ｂは、図１２に示すように、光源５を駆動させるためのドライバ３７に接続されている。光源としては、冷陰極蛍光ランプに限らず、熱陰極蛍光ランプ、あるいは、発光ダイオード、ＥＬ（Electro Luminescence）素子などを用いることができる。

次に、取付具２について説明する。取付具２は、金属部材７と放熱部材９とからなる。金属部材７は、液晶表示ユニット１の側面１ａ（１ｂ）に取り付けられた状態で、その側面１ａ（１ｂ）に沿って延在される帯板部７ａと、この帯板部７ａの一端部に設けられた略正方形状の取付部７ｂとからなる。金属部材７が液晶表示ユニット１の側面１ａ（１ｂ）に取り付けられると帯板部７ａはその側面１ａ（１ｂ）に平行とされるのに対し、取付部７ｂは液晶パネル１０の表示画面に平行とされる。取付部７ｂは、帯板部７ａから延出した位置に設けられている。金属部材７は、液晶表示ユニット１を筐体に対して固定させるので、外部からの衝撃が加わっても安定して液晶表示ユニット１を筐体に支持させる機械強度が必要とされる。そのため、機械強度に優れたステンレスや鉄やマグネシウムなどからなる。

また、帯板部７ａには図４に示すように、２つの貫通孔１３ａ、１３ｂと、２つのねじ孔１４ａ、１４ｂが形成されている。貫通孔１３ａ、１３ｂ及びねじ孔１４ａ、１４ｂは、帯板部７ａの長尺方向に沿ってほぼ等間隔に形成されている。貫通孔１３ａ、１３ｂは、帯板部７ａの長尺方向の両端側に位置し、これら貫通孔１３ａ、１３ｂの間にねじ孔１４ａ、１４ｂが位置している。

次に、放熱部材９について説明する。放熱部材９は、液晶表示ユニット１の側面１ａ（１ｂ）に接触される接触部９ａと、この接触部９ａに対して略直角に屈曲され、液晶表示ユニット１の側面１ａ（１ｂ）に重ならないように接触部９ａから拡張されて設けられた放熱部９ｂとからなる。放熱部材９の断面形状は図３に示されるようにＬ字状を呈している。接触部９ａ及び放熱部９ｂは、共に同じ長さの帯板状を呈し、幅は放熱部９ｂの方が大きい。放熱部材９は例えば折り曲げ加工にてＬ字状に成形される。あるいは、接触部９ａと放熱部９ｂとを別体にて接合させてもよいが、上述のように折り曲げ加工にて一体とした方が機械強度を大きくできる。

放熱部材９が液晶表示ユニット１の側面１ａ（１ｂ）に取り付けられると接触部９ａはその側面１ａ（１ｂ）に沿って接触されるのに対し、放熱部９ｂは液晶表示ユニット１の背面（表示面の反対面）に平行に向き合わされる。放熱部材９は、上記金属部材７と異なりその主たる機能は光源５や液晶表示ユニット１からの熱を筐体内の空気中や筐体に逃がす放熱性であるので、放熱部材９は金属部材７よりも熱伝導率の大きな材料からなる。例えばアルミニウムからなる。あるいは、銅でもよい。あるいは、単体金属に限らず、アルミニウム合金、銅合金でもよい。

また、放熱部材９の接触部９ａには図４に示すように、４つの貫通孔１２ａ〜１２ｄが形成されている。これら貫通孔１２ａ〜１２ｄは、接触部９ａの長尺方向に沿ってほぼ等間隔に形成されている。

次に、上記放熱部材９及び金属部材７の、液晶表示ユニット１への取付について説明する。

金属部材７と放熱部材９は、液晶表示ユニット１への取付前に予め一体とされている。図４に示すように、放熱部材９の接触部９ａと金属部材７の帯板部７ａとが重ね合わされたうえで（これにより、帯板部７ａに形成された貫通孔１３ａ、ねじ孔１４ａ、ねじ孔１４ｂ、貫通孔１３ｂは、それぞれ接触部９ａに形成された貫通孔１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに一致される）、放熱部材９の接触部９ａに形成された貫通孔１２ｂ、１２ｃにそれぞれねじ１６が通されて、それらねじ１６は金属部材７の帯板部７ａに形成されたねじ孔１４ａ、１４ｂにねじ込まれる。これにより、金属部材７と放熱部材９とは相互に固定されて一体物とされる。放熱部材９はＬ字状を呈しているため、金属部材７と放熱部材９との一体化により、大部分が平板状の帯板部７ａからなる金属部材７の機械強度を高めることができる。すなわち、放熱部材９と金属部材７との相乗効果にてこれら両者からなる取付具２の機械強度が高まる。

なお、放熱部材９の接触部９ａにねじ孔を形成して、ねじ１６を、金属部材７の帯板部７ａ側から放熱部材９の接触部９ａにねじ込んでもよい。しかし、放熱部材９に高い放熱性を持たせるためにアルミニウムから構成した場合には、金属の中で比較的柔らかいアルミニウムへの精度良いねじ孔の形成は、例えば金属部材７の材料であるステンレスに比べて難しいので、アルミニウムからなる放熱部材９へのねじ孔の形成工程がない方が好ましい。

以上のように一体物とされた金属部材７及び放熱部材９は、ねじ１５によって、液晶表示ユニット１の側面１ａに取り付けられる。ねじ１５は、金属部材７の帯板部７ａの貫通孔１３ａとこれに一致された放熱部材９の接触部９ａの貫通孔１２ａ及び帯板部７ａの貫通孔１３ｂとこれに一致された接触部９ａの貫通孔１２ｄを貫通して、液晶表示ユニット１の側面１ａに形成された図示されないねじ孔にねじ込まれる。

これにより、図３に示すように、放熱部材９はその接触部９ａが液晶表示ユニット１の側面１ａに接触されてその側面１ａに対して固定される。放熱部材９の放熱部９ｂは液晶表示ユニット１の背面側に屈曲されており、液晶表示ユニット１の背面に接触している。

金属部材７は、その帯板部７ａと、液晶表示ユニット１の側面１ａとの間に放熱部材９の接触部９ａを挟み込むようにして、側面に対して固定される。

なお、金属部材７と放熱部材９とを一体化させた上記ねじ１６の頭部は、図１０に示すように、放熱部材９の接触部９ａに形成された凹部２４に入り込んで接触部９ａの表面に突き出ていないので、放熱部材９の接触部９ａと液晶表示ユニット１の側面１ａとの良好な接触が得られ、液晶表示ユニット１の側面１ａから放熱部材９の接触部９ａへと効率良く熱を伝えられる。

以上の取付に際して、金属部材７と放熱部材９とは予め一体化されているので、別個に扱うよりも簡単に液晶表示ユニット１への取付を行える。また、部品管理も簡単になる。

図３、４に図示されない、他方の側面１ｂについても同様に、放熱部材９及び金属部材７が取り付けられる。

そして、左右の側面１ａ、１ｂに取り付けられたそれぞれの金属部材７の取付部７ｂは図１に示すように側面１ａ、１ｂから延出され、その取付部７ｂが筐体に対してねじ止めされることで、液晶表示ユニット１は筐体に対して固定される。

次に、上記液晶表示装置１の動作について説明すると、光源５に電力が供給されると光源５から光が発せられる。光源５から出た光は図９に示すリフレクタ２２で集められて、または直接導光板２１の光入射端面２１ａに入射する。その光を導光板２１に形成された反射ドット２１ｂや導光板２１の裏面に配置された反射シート２０などで液晶パネル１０側に向けて均一に反射させる。導光板２１から出た光は、液晶パネル１０に対してほぼ垂直に入射するように拡散シート２３ａとプリズムシート２３ｂによって方向が変えられる。

上記光源５の発光には発熱を伴い、特に両端の電極部５ａ、５ｂでの発熱量が大きくなる。本実施形態では光源５が発する熱を上記放熱部材９を介してより低温な部分へと逃がすことができる。すなわち、光源５からの発熱は、先ず金属製のリフレクタ２２に伝わり、その熱は液晶表示ユニット１の周囲に形成されたやはり金属製のベゼル３（図１、４に図示）に伝わり、そのベゼル３の側面に接触している放熱部材９の接触部９ａに伝わり、さらに接触部９ａから放熱部９ｂに伝わる。

この結果、液晶表示ユニット１の過剰な温度上昇（特に発熱体である光源５近傍の過剰な温度上昇）を防げるので、表示画面の輝度を向上させたり、輝度ムラを防げ、拡散シート２３ａやプリズムシート２３ｂなどの光学シートの熱膨張によるしわの発生も防げ、さらには偏光板の高熱による特性低下も防止できる。以上のことにより、画質低下及び各部品の誤動作や故障を防ぐことができる。

さらに、放熱部９ｂは、液晶表示ユニット１の背面に接触しているので、液晶表示ユニット１からの熱を直接放熱部９ｂに伝えることができ、液晶表示ユニット１の冷却効率をよりいっそう向上できる。

また、金属部材７と放熱部材９とは、上述したねじ止めにて、相互に固定された一体物であるので、放熱部材９から金属部材７への熱伝導効率を高めることができ、放熱に対する金属部材７の寄与を高め、放熱部材９と併せてよりいっそうの放熱効率の向上が図れる。

液晶表示ユニット１を筐体に対して安定して固定させる機械強度は、ステンレスからなる金属部材７によって確保できる。放熱部材９は筐体に対しては取り付けられず、単に液晶表示ユニット１の側面と金属部材７との間に挟み込まれるだけであるので、それほど高い寸法精度を必要としない。

なお、金属部材７にもこれに接触している放熱部材９から熱が伝わるので金属部材７も光源５や液晶表示ユニット１の冷却に寄与している。逆に、放熱部材９も放熱の機能だけでなく、金属部材７と組み合わさることで金属部材７の機械強度を補っており、結果として取付具２の機械強度を向上させることに寄与している。

以上、本発明の実施形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。

図５は第１の変形例による取付具を示す。この取付具における放熱部材１９は、液晶表示ユニット１の側面１ａ（１ｂ）に接触される接触部１９ａに対して屈曲される放熱部１９ｂを、上記実施形態とは逆に液晶表示ユニット１の背面の反対方向に屈曲させている。

図６は第２の変形例による取付具を示す。この取付具における放熱部材１７は液晶表示ユニット１の側面１ａ（１ｂ）に接触される接触部１７ａと、この接触部１７ａとで取付具７の帯板部７ａを挟むように接触部１７ａに平行にされる部分１７ｃと、これら接触部１７ａと部分１７ｃとを連結する部分１７ｂとからなり、放熱に寄与する表面積の増大が図られている。

図７は第３の変形例による取付具を示す。この取付具における放熱部材２６では、液晶表示ユニット１の側面１ａ（１ｂ）に接触される接触部２６ａを液晶表示ユニット１の厚さ方向に延在させて液晶表示ユニット１から突出させることで、側面１ａ（１ｂ）に重ならない放熱部２６ａ、２６ｂを設けている。

図８は第４の変形例による取付具を示す。この取付具における金属部材７と放熱部材９とは、ねじ止めによる相互の一体化ではなく、接合材（接着剤や溶接用の金属材など）１８によって一体化されている。あるいは、かしめ固定でもよい。

図１１は第５の変形例による取付具を示す。この取付具における放熱部材３０は、液晶表示ユニット１の側面に接触される接触部３１と、この接触部３１から液晶表示ユニット１の背面側に屈曲して設けられた放熱部３２とからなり、その放熱部３２において液晶表示ユニット１の背面に対向する部分の反対面にはフィン３２ａが設けられている。このフィン３２ａによって放熱部３２の表面積の拡大が図られ放熱効率をより高めている。

また、光源５は、図１において液晶表示ユニット１の上端部側に配置してもよい。さらに、その本数も１本に限らず、２本以上であってもよい。

本発明の実施形態に係る液晶表示装置を構成する液晶表示ユニット及び取付具の平面図である。 同実施形態に係る取付具の斜視図である。 同実施形態に係る取付具が液晶表示ユニット側面に取り付けられた状態の断面図である。 図１における要部の拡大斜視図である。 第１の変形例による、取付具が液晶表示ユニット側面に取り付けられた状態の断面図である。 第２の変形例による、取付具が液晶表示ユニット側面に取り付けられた状態の断面図である。 第３の変形例による、取付具が液晶表示ユニット側面に取り付けられた状態の断面図である。 第４の変形例による、取付具が液晶表示ユニット側面に取り付けられた状態の断面図である。 本発明の実施形態に係る液晶表示装置の模式断面図である。 本発明の実施形態に係る金属部材と放熱部材とのねじ止め箇所の断面図である。 第５の変形例による取付具の斜視図である。 本発明の実施形態に係る液晶表示装置の分解斜視図である。

符号の説明

１…液晶表示ユニット、１ａ，１ｂ…側面、２…取付具、３…ベゼル、５…光源、５ａ，５ｂ…電極、７…金属部材、７ａ…帯板部、７ｂ…取付部、９…放熱部材、９ａ…接触部、９ｂ…放熱部、１０…液晶パネル、１７…放熱部材、１７ａ…接触部、１７ｂ，１７ｃ…放熱部、１８…接合材、２１…導光板、２６…放熱部材、２６ａ…接触部、２６ｂ…放熱部、３０…放熱部材、３１…接触部、３２…放熱部。

Claims (2)

1. ネジ孔を有し、液晶表示ユニットの側面に対向配置される帯板部と、前記帯板部に設けられた取付部とを有する金属部材と、
   前記液晶表示ユニットの側面に接触する表面と、前記表面側にネジのネジ頭が入り込む凹部が形成され、前記帯板部のネジ孔と対応する位置に設けられた貫通孔とを含み、前記帯板部及び前記液晶表示ユニットの側面との間に介在される接触部と、前記接触部に対して屈曲して設けられ、前記液晶表示ユニットの背面に接触する放熱部と、前記放熱部の背面側に設けられたフィンとを有し、前記金属部材よりも熱伝導率が高く、かつ、前記金属部材よりも柔らかい材料で構成され、前記貫通孔を介して前記ネジ孔に前記ネジがねじ込まれ、前記金属部材と一体形成された後に前記液晶表示ユニットの側面に固定される放熱部材と
   を具備する取り付け具。
2. 側面と、背面とを有する液晶表示ユニットと、
   ネジ孔を有し、前記液晶表示ユニットの側面に対向配置される帯板部と、前記帯板部に設けられた取付部とを有する金属部材と、
   前記液晶表示ユニットの側面に接触する表面と、前記表面側にネジのネジ頭が入り込む凹部が形成され、前記帯板部のネジ孔と対応する位置に設けられた貫通孔とを含み、前記帯板部及び前記液晶表示ユニットの側面との間に介在される接触部と、前記接触部に対して屈曲して設けられ、前記液晶表示ユニットの背面に接触する放熱部と、前記放熱部の背面側に設けられたフィンとを有し、前記金属部材よりも熱伝導率が高く、かつ、前記金属部材よりも柔らかい材料で構成され、前記貫通孔を介して前記ネジ孔に前記ネジがねじ込まれ、前記金属部材と一体形成された後に前記液晶表示ユニットの側面に固定される放熱部材と
   を具備する液晶表示装置。

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