JP5479215B2

JP5479215B2 - 表示装置

Info

Publication number: JP5479215B2
Application number: JP2010112781A
Authority: JP
Inventors: 淳川田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2010-05-17
Filing date: 2010-05-17
Publication date: 2014-04-23
Anticipated expiration: 2030-05-17
Also published as: JP2011242488A

Description

本発明は、表示装置に関する。

液晶（Liquid Crystal Display：ＬＣＤ）パネルを用いた薄型表示装置は、ＬＣＤパネルを背面から照射するバックライトを備えている。近年、バックライトの光源として、環境に対する配慮等の理由から発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）が採用されることが多くなっている。また、高画質の薄型表示装置のバックライトは、高輝度、かつ面内の輝度ムラを低減させる目的で、ＬＥＤをＬＣＤパネルの直下に略等間隔に配置した直下型のバックライト構造が用いられている。

図７は、薄型表示装置の断面図の例である。薄型表示装置１０１は、画像を表示するＬＣＤモジュール１２０を、正面側からベゼル１０２、背面側からリアカバー１０３で収容した構造を有している。リアカバー１０３には、下部に吸気口１０３ａ、上部に排気口１０３ａ’が設けられている。ＬＣＤモジュール１２０は、ＬＣＤパネル１２１の背面側に、直下型のバックライトとしてＬＥＤ１２２を略等間隔で実装したＬＥＤ基板１２３を配置した構造となっている。ＬＣＤパネル１２１は、正面側、背面側に開口を形成した枠体のフロントケース１２４、リアケース１２５により挟み込んで保持されている。リアケース１２５の背面側の開口には、ＬＥＤ基板１２３を保持したシャーシ１２６が配置され、ＬＣＤパネル１２１、リアケース１２５、シャーシ１２６により、バックライト内は密閉された構造を有している。シャーシ１２６の材質は、熱伝導性のよいアルミニウム等の板材であり、図示しないネジ等により、ＬＥＤ基板１２３と熱抵抗が少ない状態で固定されている。

ＬＣＤパネル１２１の底面側の端部には、フレキシブル配線基板１２１ａが備えられている。フレキシブル配線基板１２１ａは、ＬＣＤパネル１２１を制御するドライバＩＣ１２８を実装したＬＣＤドライバ基板１２９と接続されている。ＬＣＤドライバ基板１２９は、リアケース１２５と伝熱シート１２７とで押さえられて保持されている。伝熱シートは、フロントケース１２４の枠体内側に設けられている。シャーシ１２６の背面側の下部には、ＬＥＤ１２２を駆動制御するためのドライバＩＣ１３１を実装したＬＥＤドライバ基板１３２が、シャーシ１２６に設けたボスにネジ固定されている。

なお、下記の特許文献１は、バックライト背面の所定の位置に、複数の冷却ファンと冷却ファンに対応した温度センサを設け、検出温度に応じて冷却ファンを駆動制御することにより、温度ムラを低減させる構造を有する表示装置を開示している。

特開平１１−２５９００１号公報

図７に示す薄型表示装置では、図７中の矢印に示すように、全てのＬＥＤ１２２で発生した熱は、背面側に向かってＬＥＤ基板１２３、シャーシ１２６に伝熱し、筐体内の空気に放熱される。このため、筐体内の空気の温度は上方に向かって上昇する。従って、シャーシ１２６の上部ほど放熱効率が低下するので、上部に配置したＬＥＤ１２２ほど温度が高くなる。その結果、上部に配置されたＬＥＤ１２２の周囲と下部に配置されたＬＥＤ１２２の周囲との間で温度差が生じる。具体的には、温度分布としては、ＬＥＤ基板１２３の上部の方がより高温となることが測定によって判明している。複数のＬＥＤ１２２において、設置位置によって温度差が生じるとＬＥＤ１２２の輝度に差が生じるだけでなく、劣化の速度も変わってしまい、結果として輝度ムラが生じてしまう。さらに、ＬＥＤ基板１２３を駆動制御するドライバＩＣ１３１で発生した熱は、配置位置近傍で筐体内の空気に放熱される構造となっているため、より上部の空気の温度が上昇する傾向となり、さらに温度差が増す（温度ムラが大きくなる）原因となっている。

また、特許文献１が開示する構造のように、冷却ファンと温度センサを用いて温度制御を行い、温度ムラを減少させる構造では、冷却ファンと温度センサを制御範囲毎に複数設置する必要があるので、多くのコストが生じてしまう。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものである。本発明は、冷却ファンや温度センサを用いずに、簡易な構造で、表示パネルを背面側から照明する複数の光源の周囲で温度にムラが発生するのを抑えることができる薄型表示装置の提供を目的とする。

本発明の一実施形態の表示装置は、表示パネルと、前記表示パネルを背面側から照明する複数の光源が設けられた第一の基板と、前記表示パネルを駆動制御する第二の基板と、前記第一の基板に設けられた前記複数の光源を駆動制御する第三の基板と、前記第一の基板を背面側から支持する放熱性を有する金属板と、前記表示パネルと前記金属板とを保持して表示モジュールを形成する保持部材と、前記表示モジュールを収容する筐体とを備える。前記筐体は、下部に吸気口、上部に排気口を備えており、前記第二、第三の基板は、前記筐体内における前記表示モジュールの下部に設けられており、前記金属板の背面側下部を含む領域に、該金属板の背面側の面に接触し、かつ前記第二の基板と前記第三の基板とに接触する伝熱部材が設けられている。

本発明の表示装置によれば、冷却ファンや温度センサを用いずに、簡易な構造で、表示パネルを背面側から照明する複数の光源の周囲で温度にムラが発生するのを抑えることができる。

薄型表示装置の正面側斜視図である。薄型表示装置の背面側斜視図である。ＬＣＤモジュールの分解斜視図である。ＬＣＤモジュールの断面図である。本実施形態の表示装置の放熱構造を説明する図である。他の実施形態の薄型表示装置の断面図の例である。薄型表示装置の断面図の例である。

図１、図２は、本実施形態の表示装置の外観の例を示す図である。以下では、本実施形態の表示装置が薄型表示装置である場合を例にとって説明する。図１は、薄型表示装置の正面側斜視図を示し、図２は、薄型表示装置の背面側斜視図を示す。

図１、２に示す薄型表示装置１は、画像を表示するＬＣＤモジュール２０を正面側からベゼル２、背面側からリアカバー３で収容した構造を有する。ベゼル２にはＬＣＤモジュール２０の画面表示範囲を露出する開口が設けられている。リアカバー３には、上部と下部に通気口３ａ（下部に吸気口３ａ−１、上部に排気口３ａ−２）が設けられている。また、薄型表示装置１は、スタンド５０や図示しない壁掛け金具で保持される。

次に、図３、４を参照して、ＬＣＤモジュール２０の構造を説明する。図３は、ＬＣＤモジュールの分解斜視図を示す。図４は、ＬＣＤモジュールの断面図を示す。ＬＣＤモジュール２０は、ＬＣＤパネル２１の背面側に直下型のバックライトとして、発光ダイオード（以下、ＬＥＤ）２２を略等間隔で実装したＬＥＤ基板２３を配置した構造を有する。すなわち、ＬＥＤ基板２３は、表示パネル（ＬＣＤパネル２１）を背面側から照明する複数の光源が設けられた基板（第一の基板）である。ＬＣＤパネル２１は、表示パネルである。ＬＣＤパネル２１は、正面側、背面側に開口を形成した枠体のフロントケース２４、リアケース２５により挟み込んで保持されている。リアケース２５の背面側の開口には、ＬＥＤ基板２３を背面側から支持する放熱性の金属板であるシャーシ２６が配置されている。シャーシ２６は、例えば、熱伝導性のよいアルミニウム等の板材である。シャーシ２６は、図示しないネジ等によりＬＥＤ基板２３と熱抵抗が少ない状態で固定されている。

ＬＣＤパネル２１、リアケース２５、シャーシ２６により、バックライト内は密閉された構造となっている（密閉体が形成される）。すなわち、リアケース２５は、表示パネル（ＬＣＤパネル２１）と金属板（シャーシ２６）とを保持して密閉体を形成する保持部材である。薄型表示装置１は、上記形成された密閉体を収容する筐体を有する。この筐体は、後述する図５中に示すベゼル２とリアカバー３とにより形成される。

また、ＬＣＤパネル２１とＬＥＤ基板２３の間には、拡散板、反射板等の光学部材（図示を省略）が配置されている。シャーシ２６の背面側下部には、弾性を有するシリコン等の材質で形成された伝熱部材である伝熱シート２７が、シャーシ２６の背面側から底面側に向かって略Ｌ字形状となるように折り曲げて配置されている。すなわち、金属板（シャーシ２６）の背面側下部を含む領域に、該金属板の裏面に面接触し、かつ第二の基板（ドライバＩＣ２８とＬＣＤドライバ基板２９）と第三の基板（ドライバＩＣ３１とＬＥＤドライバ基板３２）とに接触する伝熱部材が設けられている。

ＬＣＤパネル２１の底面側の端部には、フレキシブル配線基板２１ａが備えられており、ＬＣＤパネル２１を駆動制御する電気実装部品であるドライバＩＣ２８を搭載する回路基板であるＬＣＤドライバ基板２９と接続されている。ドライバＩＣ２８とＬＣＤドライバ基板２９とは、ＬＣＤパネル２１を駆動制御する第二の基板を構成する。ＬＣＤドライバ基板２９は、ドライバＩＣ２８を伝熱シート２７に接触させ、フロントケース２４の枠体内側に設けたクッション３０で押さえ保持されている。シャーシ２６の背面側の下部には、ＬＥＤ２２を駆動制御する電気実装部品であるドライバＩＣ３１を搭載した回路基板であるＬＥＤドライバ基板３２が配置されている。ドライバＩＣ３１とＬＥＤドライバ基板３２とは、ＬＥＤ２２を駆動制御する第三の基板を構成する。ＬＣＤドライバ基板２９、ＬＥＤドライバ基板３２は、筐体内における上記密閉体の下部に設けられている。

ＬＥＤドライバ基板３２はドライバＩＣ３１を伝熱シート２７に接触させ、シャーシ２６に設けたボスにネジ固定されている。このとき、ＬＣＤドライバ基板２９とＬＥＤドライバ基板３２とは、ＬＣＤドライバ基板２９の面とＬＥＤドライバ基板３２の面とで伝熱シート２７に沿って略Ｌ字形状を形成するように配置されている。すなわち、ＬＣＤドライバ基板２９とＬＥＤドライバ基板３２とは、ＬＣＤドライバ基板２９が有する面とＬＥＤドライバ基板３２が有する面とがなす角度が略直角になるように配置されている。

図５は、本実施形態の表示装置の放熱構造を説明する図である。図５中に示すＬＥＤ基板２３に実装されたＬＥＤ２２のうち、シャーシ２６の下部に配置したＬＥＤドライバ基板３２に対向する範囲に配置されたＬＥＤ２２をＬＥＤ２２ａとし、ＬＥＤ２２ａより上方に配置されたＬＥＤ２２をＬＥＤ２２ｂとする。

薄型表示装置１が備える筐体を構成するリアカバー３の下部に吸気口３ａ−１、上部に排気口３ａ−２が設けられている。すなわち、薄型表示装置１は、自然対流によって筐体底面側から天面側に向かって通気し、筐体内部の熱を冷却する構造を有する。ＬＣＤドライバ基板２９に実装したドライバＩＣ２８とＬＥＤドライバ基板３２に実装したドライバＩＣ３１で発生した熱は、主に伝熱シート２７を介してシャーシ２６に伝熱し、冷却される。

このとき、シャーシ２６の下部は、ドライバＩＣ２８、ドライバＩＣ３１から熱が発生するのに加えて、ＬＣＤドライバ基板２９とＬＥＤドライバ基板３２が筐体内の通気に対して遮蔽する働きをしているため、温度が上昇する。また、シャーシ２６の上部は、シャーシ２６の下部で通気に対する放熱が抑えられ、流入する空気の温度が下がるので、図７で示した従来の構成に比べて放熱効率が上昇する。従って、シャーシ２６の下部に配置されたＬＥＤ２２ａで発生した熱は、背面側に向かってＬＥＤ基板２３を介してシャーシ２６に伝熱されるが、シャーシ２６の下部の温度が上昇しているので、伝熱効率が低下する。これによりＬＥＤ２２ａの周囲及びＬＥＤ２２ａ近傍のＬＥＤ基板２３の温度が上昇する。一方、シャーシ２６の上部に配置されたＬＥＤ２２ｂで発生した熱は、背面側に向かってＬＥＤ基板２３を介してシャーシ２６に伝熱されるが、シャーシ２６の上部からの放熱効率が上昇している。従って、ＬＥＤ２２ｂの周囲及びＬＥＤ２２ｂ近傍のＬＥＤ基板２３の温度は従来の構成に比べて下がる。これにより、薄型表示装置１によれば、ドライバＩＣを冷却するとともに、冷却ファンや温度センサを用いずに、直下型のバックライトの上部と下部の温度差を小さくし、温度ムラを従来技術に比べて抑制することができる。従って、簡易かつ安価な構造でバックライトの温度ムラを抑制することができる。

図６は、本発明の他の実施形態の薄型表示装置の断面図の例である。図６に示す薄型表示装置１０の全体構成は、前述した薄型表示装置１の全体構成と同様である。図６中に示す構成要素のうち、図４、図５に示す薄型表示装置１が備える構成要素と同符号が付けられたものは、図４、図５に示す薄型表示装置１が備える構成要素と同様である。図６を参照して、薄型表示装置１０の構成のうち、薄型表示装置１と異なる部分について主に説明する。

薄型表示装置１０は、ＬＣＤモジュール２０を正面側からベゼル２、背面側からリアカバー３で収容した構造を有する。ＬＣＤモジュール２０は、ＬＣＤパネル２１の背面側に直下型のバックライトとして、シャーシ２６に保持されたＬＥＤ基板２３を備える構造を有する。シャーシ２６の背面側の下部には、弾性を有するシリコン等の材質で形成した伝熱シート２７が設けられている。また、シャーシ２６の背面側の下部には、ＬＣＤパネル２１を駆動制御するドライバＩＣ２８とＬＥＤ基板２３を駆動制御するドライバＩＣ３１とを実装したドライバ基板３３が設けられている。すなわち、ドライバ基板３３は、第二の基板（図４のドライバＩＣ２８とＬＣＤドライバ基板２９）と第三の基板（図４のＬＥＤドライバ基板３２）の機能を備える基板である。もちろん、シャーシ２６の背面側下部に上記第二の基板、第三の基板を別個に設けるようにしてもよい。

ドライバ基板３３とシャーシ２６との間には、シャーシ２６の裏面に面接触するとともに、ドライバ基板３３に接触する伝熱シート２７が設けられている。このために、ドライバ基板３３は、シャーシ２６に設けられたボスにネジ固定されている。また、リアカバー３には、上部に排気口３ａ−２、下部に吸気口３ａ−１が設けられている。吸気口３ａ−１は、ドライバ基板３３（第二の基板および第三の基板）の筐体下部側の端部より上方に設けられている。

薄型表示装置１０の放熱構造について説明する。薄型表示装置１０は、吸気口３ａ−１から吸気した気体を自然対流によって筐体底面側から天面側の排気口３ａ−２に向かって通気し、筐体内部の熱を冷却する構造を有する。ドライバ基板３３に実装されたドライバＩＣ２８とドライバＩＣ３１とで発生した熱は、主に伝熱シート２７を介してシャーシ２６に伝熱し冷却される。このとき、シャーシ２６の下部においては、リアカバー３の吸気口３ａ−１がドライバ基板３３の下部側の端部より上方に設けられている。従って、ドライバ基板３３が筐体内の通気に対して遮蔽する働きをしているため、シャーシ２６の下部の温度が上昇する。また、シャーシ２６の上部は、シャーシ２６の下部で通気に対する放熱が抑えられ、流入する空気の温度が下がるので、図７で示した従来の構成に比べて放熱効率が上昇する。

これにより、ＬＣＤモジュール２０の下部に配置されたＬＥＤ２２ａで発生した熱は、背面側に向かってＬＥＤ基板２３を介してシャーシ２６に伝熱されるが、シャーシ２６の下部の温度が上昇しているので、伝熱効率が低下する。従って、ＬＥＤ２２ａの周囲及びＬＥＤ２２ａ近傍のＬＥＤ基板２３の温度が上昇する。一方、上部に配置されたＬＥＤ２２ｂで発生した熱は、背面側に向かってＬＥＤ基板２３を介してシャーシ２６に伝熱されるが、シャーシ２６の上部からの放熱効率が上昇している。従って、ＬＥＤ２２ｂの周囲及びＬＥＤ２２ｂ近傍のＬＥＤ基板２３の温度は従来の構成に比べて下がる。

図６を参照して説明した薄型表示装置１０によれば、ＬＣＤパネル２１のドライバＩＣ２８とＬＥＤ基板２３のドライバＩＣ３１を同一の基板（ドライバ基板３３）に実装する構成をとりつつ、前述した薄型表示装置１と同様の効果を得ることができる。すなわち、薄型表示装置１０によれば、ドライバＩＣを冷却するとともに、直下型のバックライトの上部と下部の温度差を小さくし、温度ムラを抑制することができる。また、冷却ファンや温度センサを用いずに、簡易かつ安価な構造で温度ムラを抑制することができる。

１、１０薄型表示装置
２ベゼル
３リアカバー

Claims

表示パネルと、
前記表示パネルを背面側から照明する複数の光源が設けられた第一の基板と、
前記表示パネルを駆動制御する第二の基板と、
前記第一の基板に設けられた前記複数の光源を駆動制御する第三の基板と、
前記第一の基板を背面側から支持する放熱性を有する金属板と、
前記表示パネルと前記金属板とを保持して表示モジュールを形成する保持部材と、
前記表示モジュールを収容する筐体とを備える表示装置であって、
前記筐体は、下部に吸気口、上部に排気口を備えており、
前記第二、第三の基板は、前記筐体内における前記表示モジュールの下部に設けられており、
前記金属板の背面側下部を含む領域に、該金属板の背面側の面に接触し、かつ前記第二の基板と前記第三の基板とに接触する伝熱部材が設けられている
ことを特徴とする表示装置。
前記第二、第三の基板は、電気実装部品と該電気実装部品を搭載する回路基板を備え、
前記第二、第三の基板は、前記第二の基板が備える回路基板の面と前記第三の基板が備える回路基板の面とがなす角度が略直角となるように配置されている
ことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
前記筐体が備える吸気口は、少なくとも前記第二の基板または前記第三の基板の筐体下部側の下端部より上方に設けられている
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。
前記筐体が備える吸気口は、前記第二の基板および前記第三の基板よりも下方に設けられている
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。
表示パネルと、
前記表示パネルを背面側から照明する複数の光源が設けられた第一の基板と、
前記表示パネルを駆動制御し、前記第一の基板に設けられた前記複数の光源を駆動制御する制御基板と、
前記第一の基板を背面側から支持する放熱性を有する金属板と、
前記表示パネルと前記金属板とを保持して表示モジュールを形成する保持部材と、
前記表示モジュールを収容する筐体とを備える表示装置であって、
前記筐体は、下部に吸気口、上部に排気口を備えており、
前記制御基板は、前記筐体内における前記表示モジュールの下部に設けられており、
前記金属板の背面側下部を含む領域に、該金属板の背面側の面に接触し、かつ前記制御基板に接触する伝熱部材が設けられている
ことを特徴とする表示装置。
前記筐体が備える吸気口は、前記制御基板の筐体下部側の下端部より上方に設けられている
ことを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
前記筐体が備える吸気口は、前記制御基板よりも下方に設けられている
ことを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
前記排気口は、前記金属板の上端部よりも上方に設けられている
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の表示装置。
前記表示パネルを背面側から照明する複数の光源は、直下型のバックライトである
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の表示装置。