JP6373153B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は液晶表示装置に関し、特に、光源を構成する発光素子の放熱構造に関する。
液晶表示装置が備える液晶表示素子は、自らは発光しない。このため、液晶表示装置は、液晶表示素子を照明する光源として液晶表示素子の背面にバックライト装置を備えている。近年では、青色発光ダイオード（青色Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ、青色ＬＥＤ）の性能が飛躍的に向上したことに伴い、光源に青色ＬＥＤが利用されたバックライト装置が広く採用されている。
この青色ＬＥＤが利用された光源は、青色の光を発光する青色ＬＥＤと、当該青色ＬＥＤから発される光を吸収し青色の補色（緑色と赤色とを含む色又は黄色）となる色の光を発光する蛍光体とを構成要素としている。このような光源を白色ＬＥＤと呼ぶ。
白色ＬＥＤは、電気から光への変換効率が高く、低消費電力化に有効である。一方で、白色ＬＥＤは、波長帯域幅が広いため、色再現範囲が狭いという問題を有する。
液晶表示装置は、その液晶表示素子の内部にカラーフィルタを備え、このカラーフィルタによって赤色、緑色及び青色のスペクトル範囲だけを取り出すことで色表現を行っている。白色ＬＥＤのように波長帯域幅の広い連続スペクトルを有する光源を用いる場合、色再現範囲を広げるためにカラーフィルタの表示色の色純度を高める必要がある。つまり、カラーフィルタを透過する波長帯域は狭く設定される。しかし、カラーフィルタを透過する波長帯域を狭く設定すると、光の利用効率が低下する。なぜなら、液晶表示素子の画像表示に用いられない不要な光の量が多くなるからである。よって、液晶表示素子の表示面の輝度の低下、さらには液晶表示装置の消費電力の増大につながるという問題が生じる。
そこで、これらの問題を解決する手段として、半導体レーザー（又はレーザーダイオード（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ、ＬＤ））をバックライトとして用いることが提案されている。ＬＤの特徴は、波長帯域幅が狭く単色性に優れていることである。この光源をバックライト装置に採用することで、液晶表示装置の色再現範囲を広げることができる。
ところが、液晶表示装置の真下に光源を配置し液晶表示装置の真下から光を照射する従来方式（直下型方式）において、ＬＤを光源として用いた場合、その単色性の高さから色再現性（色域）は向上するが、ＬＥＤを光源として用いた場合と比較して光の発散角が小さいことから発光領域が狭くなり、また、表示面における輝度のムラが生じやすくなるという問題がある。
上記の問題を解消するため、ＬＤを光源として用いる場合には、使用するＬＤの数を増やす必要があるが、製造コスト及び消費電力が増大するという問題がある。また、ＬＤはＬＥＤと比較して発熱量が大きいこと、また、ＬＤを駆動するために伝熱部材との間に電気接続部を配置する必要があることから、放熱のためのヒートシンクを薄くすることが困難であることも問題である（例えば特許文献１）。
そこで、直下型方式においてレーザー光源をバックライトに採用する場合の欠点を補うものとして、光源を液晶表示装置の直下ではなく側面（エッジ）に配置し、光を拡散させる導光板を介して光を表示面全体へと広げる方式がある。この方式はエッジ型方式と呼ばれている（例えば特許文献２）。
特開２０１１−７６７８１号公報 特開２００９−９９３１６号公報
エッジ型方式の利点は、光源の数を削減して製造コストと消費電力とを下げることができる点である。ところが、ＬＤは温度特性による光出力の変化が大きいため、ＬＤから発せられる熱をＬＤの配線基板を介してヒートシンクに伝える方式では、放熱が十分ではなかった。
ＬＤを光源に用いたエッジ型方式では、光源がパネル側面に配置されるため液晶表示装置の薄型化が可能であるが、ＬＤの温度特性による光出力の変化が大きいため、高効率なヒートシンクが必要であるという問題があった。
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、高効率なヒートシンクを備える液晶表示装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様に関する液晶表示装置は、液晶パネルと、前記液晶パネルの背面に配置される導光部材と、前記導光部材の少なくとも１つの側面に配置される少なくとも１つのレーザーダイオードと、前記導光部材の背面と前記導光部材の前記側面とに亘って一体的に、かつ、少なくとも部分的に配置されるヒートシンクとを備え、前記ヒートシンクは、前記導光部材の前記側面に対応する部分が、少なくとも前記レーザーダイオードの発光面を収容して配置され、前記ヒートシンクは、前記導光部材を保持する導光部材保持部をさらに備え、前記導光部材保持部は、前記導光部材が挿入され、かつ、前記導光部材を保持する孔である。
本発明の上記態様によれば、導光部材の背面と導光部材の側面とに亘って一体的に配置されるヒートシンクが、導光部材の側面に対応する部分において、レーザーダイオードの発光面を収容しているため、レーザーダイオードにおいて生じる熱をより直接的かつ効率的にヒートシンクへ伝播させることができる。よって、高効率なヒートシンクを備える液晶表示装置を実現することができる。
本発明の目的、特徴、局面及び利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
実施形態に関する液晶表示装置の正面図である。 実施形態に関する液晶表示装置の側面図である。 実施形態に関する液晶表示装置の機能ブロック図である。 実施形態に関する液晶表示装置の内部構造を示す図である。 実施形態に関する液晶表示装置の内部構造を示す図である。 図４及び図５に示された内部構造を含む構造の分解図である。 実施形態に関するＬＤモジュールの構造を示す斜視図である。 実施形態に関するＬＤモジュールの構造を示す側面図である。 実施形態に関するヒートシンクの構造を示す斜視図である。 実施形態に関するヒートシンクの構造を示す側面図である。 実施形態に関するヒートシンクの構造を示す上面図である。 実施形態に関するヒートシンクの構造を示す断面図である。 実施形態に関する液晶表示装置における、ヒートシンクの構造を示す断面図である。 実施形態に関する液晶表示装置における、ＬＤモジュールの構造を示す側面図である。 実施形態に関する液晶表示装置における、ヒートシンクの構造を示す断面図である。
以下、添付の図面を参照しながら実施形態について説明する。なお、図面は模式的に示されるものであり、異なる図面にそれぞれ示されている画像のサイズ及び位置の相互関係は、必ずしも正確に記載されるものではなく、適宜変更され得る。また、以下の説明では、同様の構成要素には同じ符号を付して図示し、それらの名称及び機能も同様のものとする。よって、それらについての詳細な説明を省略する場合がある。
また、以下の説明では、「上」、「下」、「側」、「底」、「表」又は「裏」などの特定の位置及び方向を意味する用語が用いられる場合があるが、これらの用語は、実施形態の内容を理解することを容易にするため便宜上用いられているものであり、実際に実施される際の方向とは関係しない。
＜第１実施形態＞
＜構成＞
図１は、本実施形態に関する液晶表示装置の正面図である。また、図２は、本実施形態に関する液晶表示装置の側面図である。
図１及び図２に示されるように、液晶表示装置は、フロントカバー２とバックカバー３とスタンド４とを備える筐体の前面に液晶パネル１を有し、液晶パネル１上に画像を表示させる機能を有する。
フロントカバー２は、例えば樹脂からなり、液晶パネル１の前面に配置される、液晶表示装置の前面カバーである。
バックカバー３は、例えば樹脂からなる、液晶表示装置の背面の保護カバーである。また、バックカバー３には、液晶表示装置の放熱のための吸排気口が備えられていてもよい。
図３は、本実施形態に関する液晶表示装置の機能ブロック図である。図３に示されるように、本実施形態に関する液晶表示装置は、リモコンなどからの入力信号を受信する入出力部５と、電源からの電力供給を受けつつ、入出力部５からの出力信号を受信する電気部６と、電気部６からの信号を表示に反映させる映像表示部７とを備える。これらの機能部の機能は、具体的には、図１における液晶パネル１に搭載された電気回路などによって実現される。
入出力部５は、音声処理を行う音声処理部と、赤外線を受光するＩＲ受光部と、入出力インターフェースと、ハードディスク（Ｈａｒｄ ｄｉｓｋ ｄｒｉｖｅ、ＨＤＤ）又はブルーレイディスク（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ、ＢＤ）（登録商標）の搭載部とを備える。
電気部６は、画像を制御するための画像制御基板と、光源の出力などを制御するための光源制御基板と、画像制御基板及び光源制御基板に制御信号を出力する制御基板と、電源からの電力供給を受ける電源基板とを備える。
映像表示部７は、ＬＥＤと、ＬＥＤを冷却するための冷却器と、ＬＤと、ＬＤを冷却するための冷却器と、光学系と、光学シートと、液晶パネルとを備える。
具体的な動作としては、例えば、テレビでは入出力部５にリモコンなどにより入力された信号は、電気部６の制御基板により入力された信号に応じて処理される。そして、映像表示部７のＬＥＤ１６とＬＤ１９と光学系とにより構成されるバックライトが、光学シート１１を介して液晶パネルを照射する。
図４及び図５は、液晶表示装置の内部構造を示す図であり、図６は、図４及び図５に示された内部構造を含む構造の分解図である。各図においては、ＬＤの出射方向をＸ軸、ヒートシンクにおける放熱フィンと並行な方向をＹ軸、ＬＤの配列方向をＺ軸とする。
図６に示されるように、本実施形態に関する液晶表示装置は、液晶パネル１と、反射シート８と、ヒートシンク９と、背面板金１０と、光学シート１１と、ＬＤ導光ロッド１２と、ＬＥＤ導光ロッド１３と、反射シート１４と、ロッドホルダー１５と、ＬＥＤ１６と、ＬＤモジュール２００とを備える。
光学シート１１は、液晶パネル１の表示面とは反対側の面である裏面側（下方）に配置される。反射シート８は、光学シート１１の下方に、例えば短冊形状で複数配置される。ＬＤ導光ロッド１２は、反射シート８の下方において反射シート８に対応して、例えば短冊形状で複数配置される。ロッドホルダー１５は、ＬＤ導光ロッド１２の双方の端部において、ＬＤ導光ロッド１２を固定する。ＬＤモジュール２００は、少なくとも一方のＬＤ導光ロッド１２の端部におけるロッドホルダー１５に固定される。ＬＤからの光は、ＬＤ導光ロッド１２の側面から入射され、ＬＤ導光ロッド１２内に伝播される。ＬＥＤ導光ロッド１３は、ＬＤ導光ロッド１２の下方に配置される。反射シート１４は、ＬＥＤ導光ロッド１３の下方に配置される。背面板金１０は、反射シート１４の下方に配置される。ＬＥＤ１６は、背面板金１０上に格子状に配置される。ＬＥＤ１６は、光を主に上方（＋Ｙ軸方向）に出射する。ＬＥＤ導光ロッド１３は、ＬＥＤ１６が配置される箇所の上方に対応して配置される。ＬＥＤ１６から出射される光は、ＬＥＤ導光ロッド１３に入射される。ヒートシンク９は、背面板金１０の下方及び背面板金１０の側方に亘って一体的に、少なくとも部分的に配置される。ヒートシンク９は、例えば、ＬＤモジュール２００が配置されるＬＤ導光ロッド１２の端部に対応して、背面板金１０の側面（端部）に固定される。
光学シート１１は、ＬＤ導光ロッド１２とＬＥＤ導光ロッド１３とを介して拡散される光のさらなる面内均一化又は正面方向の輝度を向上させる機能を有する。なお、光学シート１１の枚数は図示されたものに限定されるものではない。
ＬＤ導光ロッド１２とＬＥＤ導光ロッド１３とから出射される光（バックライト）は、直接光学シート１１に到達する光を除き、ＬＤ導光ロッド１２の前面に配置される反射シート８により反射される。反射シート８には、全面に亘って孔１００が形成される。この孔１００の形状と分布とを調整することにより、ＬＤ１９とＬＥＤ１６とから出射される光の液晶パネル１への透過と反射とを制御することができる。これにより、光学シート１１に照射される面光源として輝度の分布を液晶パネル１の面内で一定な分布に近づけることができる。
反射シート１４は、背面板金１０上の全面に亘って配置される。反射シート１４は、ＬＤ１９とＬＥＤ１６とから出射された光のうち、直接光学シート１１に入射しない光と反射シート８に反射された光とを再び反射し、光学シート１１に入射させる。これにより、光学シート１１内の輝度分布の均一化に寄与するとともに、ＬＤ１９とＬＥＤ１６とから出射される光の利用効率を高めることができる。
ＬＥＤ１６は、光源内部に青色ＬＥＤ及び蛍光体を有している。具体的には、ＬＥＤ１６は、青色の光を発する青色ＬＥＤチップを備えたパッケージに、この青色の光を吸収して緑色の光を発する緑色蛍光体が充填されている。これは、緑色の光を発する単色ＬＥＤ又は緑色の光を発するレーザー光が、液晶表示装置に適用可能な簡易で小型なものでは、青緑色ＬＥＤより低消費電力化及び高出力化の観点で劣るためである。
ＬＤ導光ロッド１２は、アクリルなどの透明な樹脂からなり、ＬＤ１９から出射されたレーザー光を拡散させる。ＬＤ導光ロッド１２の端面から入射したレーザー光は、ＬＤ導光ロッド１２の内部で反射と散乱とを繰り返してＬＤ導光ロッド１２内を伝播してゆく。ＬＤ導光ロッド１２の側面である端面の法線は、液晶パネル１の法線と交差するため、ＬＤ導光ロッド１２の端面から入射されるレーザー光は、液晶パネル１に略平行に入射されることとなる。ＬＤ導光ロッド１２から出射される光（液晶パネル１のバックライトとして機能する光）は、ＬＤ導光ロッド１２内部の拡散物質とＬＤ導光ロッド１２の表面状態とに起因し、伝播する過程でＬＤ導光ロッド１２の軸方向に対して有意な角度をもった光である。よって、ＬＤ導光ロッド１２内部の拡散物質とＬＤ導光ロッド１２の表面状態とを制御することにより、液晶パネル１に到達するバックライトの輝度分布を制御することができ、点光源であるＬＤ１９から出射されたレーザー光が面光源として機能する。
また、ＬＤ導光ロッド１２は、ロッドホルダー１５を介して反射シート１４にさらには背面板金１０に固定される。そして、ＬＤ導光ロッド１２は、ＬＤ１９から出射されるレーザー光が側面から入射するように位置決めされる。
ＬＥＤ導光ロッド１３は、アクリルなどの透明な樹脂からなり、ＬＥＤ１６から出射された光を拡散させる。ＬＥＤ導光ロッド１３はＬＥＤ１６上に対応して配置され、ＬＥＤ１６から出射された主な光は、ＬＥＤ導光ロッド１３のＬＥＤ１６側の側面に垂直に入射される。
図７は、ＬＤ１９を保持するＬＤモジュール２００の構造を示す斜視図である。また、図８は、ＬＤモジュール２００の構造を示す側面図である。各図においては、ＬＤの出射方向をＸ軸、ヒートシンクにおける放熱フィンと並行な方向をＹ軸、ＬＤの配列方向をＺ軸とする。
図７に示されるように、ＬＤモジュール２００は、集光レンズ１７と、ＬＤホルダー１８と、配線基板２０と、固定ネジ２６とを備える。さらに、図８に示されるように、ＬＤホルダー１８にはＬＤ１９が収容される。ＬＤホルダー１８は、前面に設けられた開口部１０１に集光レンズ１７を有する。ＬＤホルダー１８の背面と配線基板２０とは、固定ネジ２６によって互いに固定される。ＬＤホルダー１８におけるＬＤ１９は、ＬＤホルダー１８の前面に設けられた開口部１０１に発光部３００が収容され、集光レンズ１７との間で発光面３０１が一定の距離を保った状態で位置決めされる。集光レンズ１７は、発光面３０１とＬＤ導光ロッド１２の側面との間に配置される。発光面３０１の法線は、ＬＤ導光ロッド１２の端面に向かう。また、ＬＤホルダー１８におけるＬＤ１９は、配線基板２０に電気的に接続される。ＬＤ１９から出射される光は、ＬＤ導光ロッド１２の少なくとも一方の側面（端部）からＬＤ導光ロッド１２へ入射される。
従来、液晶表示装置に光源として使用されていた白色ＬＥＤは、特に、６００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の波長帯域の赤色のスペクトルのエネルギー量が少ない。つまり、波長帯域幅の狭いカラーフィルタを用いて赤色として好ましい６３０ｎｍ以上６４０ｎｍ以下の波長帯域で色純度を高めようとすると、極めて透過光量が減少し、光の利用効率が低下する。したがって、著しく輝度が低下するという問題が発生する。
一方で、ＬＤ１９は波長帯域幅が狭く、輝度の低下を抑制しつつ高い色純度が得られる。３原色の色の中でも特に赤色の光を、非常に単色性の高いＬＤ１９とすることによる低消費電力化に対する効果が高く、色純度向上に対する効果も高い。そこで、本実施形態では、ＬＤ１９に赤色の光を発するものを採用する。
赤色として好ましい波長帯域が６３０ｎｍ以上６４０ｎｍ以下であるＬＤ１９は、素子温度が上昇するにしたがい電気から光への変換効率が著しく低下する。深い赤色としては、６３０ｎｍ以上６４０ｎｍ以下の波長帯域が好ましい。また、ＬＤ１９が高温の状態で高出力の光を出射し続けると、素子の劣化が加速し寿命が短くなる。このため、効率よい冷却システムの導入が必要となる。
一方、ＬＥＤ１６の温度に対する電気から光への変換効率の変化は、ＬＤ１９と比較すると極めて小さい。しかし、ＬＥＤ１６により生じる熱をＬＤ１９へ伝えないよう、ＬＥＤ１６により生じる熱についても効率よく放熱させる必要がある。本実施形態においては、すべてのＬＤ１９は、背面板金１０上に配置されたＬＥＤ１６からは離れた、液晶パネル１の側面に配置されている。このような構成であるため、ＬＤ１９におけるＬＥＤ１６により生じる熱の影響は十分に抑制される。
ＬＤ１９から出射されるレーザー光は、指向性の高い光であるが一定の角度の散乱角を持つ。ＬＤ導光ロッド１２の入射面にレーザー光を入射させるために、ＬＤ導光ロッド１２とＬＤ１９との間には集光レンズ１７が配置される。集光レンズ１７は、ＬＤホルダー１８によってＬＤ１９とともに保持される。
一般的に使われているＬＤ１９は、直径が約６ｍｍの円筒形のパッケージ形状である。このような形状のＬＤ１９であれば、パッケージ形状をＬＤホルダー１８に例えば圧力を加えて押し込むことで固定できる。ＬＤ１９は、レーザー光が出射する発光面３０１側とは反対の側からＬＤホルダー１８に押し込まれる。ＬＤホルダー１８は、ＬＤ１９と集光レンズ１７とを固定する部品である。パッケージ形状のＬＤ１９をＬＤホルダー１８に固定する方法は、伝熱効率の点において優れている。なぜなら、パッケージ形状から生じる熱が熱伝導によりＬＤホルダー１８に伝わりやすいためである。
ＬＤホルダー１８は、ＬＤ１９と集光レンズ１７とを保持し、かつ、配線基板２０に対して固定される部材である。ＬＤホルダー１８は、比較的熱伝導率の高い、例えばアルミニウムによって構成され、ＬＤ１９を挿入するための開口部１０１などを有する複雑な形状をしている。そのため、ＬＤホルダー１８を安価に精度良く製造するためには、ＬＤホルダー１８は小型である方が望ましい。なぜなら、ＬＤホルダー１８を小型にすることで、加工の際の取扱いが向上して、精度の良い部品加工が容易になるからである。
ＬＤ１９を駆動させるための配線基板２０は、例えばフレキシブル基板からなり、ＬＤホルダー１８と対をなし、ＬＤホルダー１８の背面に固定される。配線基板２０は、ＬＤホルダー１８と同程度の幅、長さ及び厚さを有し、ＬＤ１９の端子を通す孔を有する。配線基板２０は、例えば固定ネジ２６によってＬＤホルダー１８に固定される。
ＬＤ１９、集光レンズ１７、ＬＤホルダー１８及び配線基板２０は、一体のＬＤモジュール２００として組み立てられる。図７は、ＬＤモジュール２００の組立て図である。このようなモジュール構造にするメリットは、ＬＤ１９と集光レンズ１７とによる光学系の保持が容易となる点である。
図９は、ヒートシンク９の構造を示す斜視図である。また、図１０は、ヒートシンク９の構造を示す側面図である。また、図１１は、ヒートシンク９の構造を示す上面図である。また、図１２は、ヒートシンク９の構造を示す断面図である。各図においては、ＬＤの出射方向をＸ軸、ヒートシンクにおける放熱フィンと並行な方向をＹ軸、ＬＤの配列方向をＺ軸とする。
図９から図１２に示されるように、ヒートシンク９は、基部２２と、放熱フィン２１と、凸部２４と、バックカバー保持機構２３と、配線保持部２７とを備える。
ヒートシンク９は、例えばアルミニウムなどの熱伝導に優れた材料を押し出し加工することによって、比較的安価に成形される。ヒートシンク９は、背面板金１０の背面及び側面に少なくとも部分的に固定される。
基部２２は、Ｘ−Ｚ平面に平行に配置され、背面板金１０の背面に固定される。放熱フィン２１は、基部２２に対して略垂直に、背面板金１０の下方（Ｙ軸正方向）に延び出て形成される。凸部２４は、ヒートシンク９のうち、背面板金１０のＸ軸方向における端部（側面）に沿って形成される部分である。バックカバー保持機構２３は、放熱フィン２１において固定ネジなどを用いてバックカバー３が保持される箇所であり、例えば、固定ネジなどが挿入される孔が形成されている。配線保持部２７は、凸部２４の、背面板金１０の側面に接触する面とは反対側の面から延び出て形成され、配線基板２０から延びる配線を保持する部分であり、例えば溝形状である。
凸部２４は、背面板金１０の側面と接触する面とは反対側の面（配線保持部２７を有する側の面）で、ＬＤホルダー１８及び集光レンズ１７と接触する。具体的には、凸部２４には、貫通している孔である孔１０２が形成されており、孔１０２においてＬＤホルダー１８の開口部１０１が収容される。孔１０２は、ＬＤ１９から出射される光がＬＤ導光ロッド１２の側面へ入射されるように形成され、ＬＤホルダー１８が孔１０２に収容されることにより、ＬＤ１９から出射される光がＬＤ導光ロッド１２へ入射される位置に、ＬＤ１９と集光レンズ１７とが光学的に位置決めされる。なお、孔１０２は、Ｚ軸方向に一列に複数個配列される。それに伴い、ＬＤモジュール２００も、Ｚ軸方向に一列に複数個配列される。また、孔１０２は、ＬＤ１９の特性及び液晶パネル１の大きさによって、配置及び数が適宜変更されてもよい。
図１３は、本実施形態に関する液晶表示装置における、ヒートシンク９の構造を示す断面図である。図１３においては、ＬＤモジュール２００がヒートシンク９に固定された状態が示されている。なお、図１３では、レーザー出射方向をＸ軸、ヒートシンク９における放熱フィン２１と並行方向をＹ軸、ＬＤ１９光源の配列方向をＺ軸とする。
図１３に示されるように、ＬＤ導光ロッド１２がロッドホルダー１５によって反射シート１４上に固定されており、反射シート１４を囲む背面板金１０、さらには、背面板金１０を囲むヒートシンク９が配置される。
ヒートシンク９は、背面板金１０の背面及び背面板金１０の側面に亘って一体的に覆っており、ヒートシンク９の、背面板金１０の側面を覆う箇所においては、貫通している孔である孔１０２が形成されている。この孔１０２に対応する位置の反射シート１４及び背面板金１０にも孔が形成されており、ＬＤ１９から出射される光が、ＬＤ導光ロッド１２に入射することができる。すなわち、ＬＤ１９は、ＬＤ導光ロッド１２の少なくとも側面側に配置され、ＬＤ導光ロッド１２の側面に対応する部分である凸部２４が、ＬＤ１９の発光面３０１を収容している。
ヒートシンク９の、背面板金１０と接触する面とは反対側の面における孔１０２には、ＬＤモジュールの開口部１０１に対応する構造が収容されている。ＬＤモジュール２００は孔１０２に収容されることで固定される。
固定されたＬＤモジュール２００における配線基板２０の背面側には配線保持部２７が設けられているため、配線保持部２７において配線基板２０から延びる配線を保持することができる。よって、ヒートシンク９内に配線基板２０を格納するための空間を設ける必要がない。
ＬＤ１９による発熱は、ＬＤホルダー１８へ伝わり、さらにヒートシンク９の凸部２４を介して基部２２及び放熱フィン２１へ伝わる。そして、ヒートシンク９とバックカバー３との間を流れる空気に放熱される。ヒートシンク９とバックカバー３との間を流れる空気は、自然対流により下方から上方へと流れる（図２参照）。
ＬＤホルダー１８は、ＬＤ１９をＬＤホルダー１８の内側壁面に接触するように配置することが望ましい。そのように配置すれば、ＬＤ１９において発生する熱をＬＤホルダー１８を介してヒートシンク９へ効率よく伝えることができる。
本実施形態のヒートシンク９は、光源であるＬＤ１９の背面には基部２２と放熱フィン２１とが配置されないため、液晶パネル１の周囲のフロントカバー２の幅を細くすることができる。
ヒートシンク９をＬＤホルダー１８と分離させるメリットは、部品の大きさが小さくなるため、部品の加工が容易となる点及び組立てなどの際に扱いやすくなることである。
なお、ヒートシンク９の表面側においてはアルマイト処理を施してもよい。ヒートシンク９の表面側にアルマイト処理を施すことで、耐食性に優れ、表面からの放熱性を増すことができる。
上記の構造によれば、ＬＤ１９及び集光レンズ１７を含む光学系を保持する精度が向上する。また、ＬＤ１９がＬＤホルダー１８を介してヒートシンク９と接触することで、ＬＤ１９とＬＤホルダー１８との間の接触面積が増大し、放熱性が向上する。
また、ＬＤモジュール２００がヒートシンク９の孔１０２に収容されることで、固定ネジなどを必要とせずに光学系を位置決めできる。
以上のように、上記の実施形態に関する液晶表示装置は、ＬＤ１９を光源とすることで広い色再現範囲を実現できる。また、簡単な構成で光源となる発光素子からの発熱を外部に逃がすことができ、エッジ型に対応した薄型、安価かつ高効率なヒートシンクを実現することができる。
＜効果＞
以下に、本実施形態による効果を例示する。
本実施形態によれば、液晶表示装置が、液晶パネル１と、導光部材としてのＬＤ導光ロッド１２と、少なくとも１つのレーザーダイオード（ＬＤ１９）と、ヒートシンク９とを備える。
ＬＤ導光ロッド１２は、液晶パネル１の背面に配置される。ＬＤ１９は、ＬＤ導光ロッド１２の少なくとも１つの側面に配置される。ヒートシンク９は、ＬＤ導光ロッド１２の背面とＬＤ導光ロッド１２の側面とに亘って一体的に、かつ、少なくとも部分的に配置される。
ヒートシンク９は、ＬＤ導光ロッド１２の側面に対応する部分が、少なくともＬＤ１９の発光面３０１を収容して配置される。
このような構成によれば、ＬＤ導光ロッド１２の背面とＬＤ導光ロッド１２の側面とに亘って一体的に配置されるヒートシンク９が、ＬＤ導光ロッド１２の側面に対応する部分において、ＬＤ１９の発光面３０１を収容しているため、ＬＤ１９において生じる熱をより直接的かつ効率的にヒートシンク９へ伝播させることができる。よって、高効率なヒートシンク９を備える液晶表示装置を実現することができる。ヒートシンクの熱伝播の効率が向上するため、ヒートシンクを大型化する必要がない。
また、ＬＤ１９の背面にはヒートシンク９は配置されないため、液晶パネル１の周囲のフロントカバー２の幅を細くすることができる。
なお、これらの構成以外の構成については適宜省略することができるが、本明細書に示される任意の構成を適宜追加した場合でも、上記の効果を生じさせることができる。
また、本実施形態によれば、液晶表示装置が、レーザーダイオード（ＬＤ１９）を保持する保持部材としてのＬＤモジュール２００を備える。
そして、ヒートシンク９は、ＬＤ１９の発光面３０１を収容するＬＤモジュール２００を収容して配置される。
このような構成によれば、ＬＤモジュール２００によって、ＬＤ１９と集光レンズ１７とによる光学系を容易に保持することができる。また、ＬＤ１９で生じる熱を、ＬＤモジュール２００を介してヒートシンク９に効率的に伝播できる。
また、本実施形態によれば、保持部材としてのＬＤモジュール２００は、発光面３０１と導光部材としてのＬＤ導光ロッド１２の側面との間に配置された集光レンズ１７を保持する。
このような構成によれば、集光レンズ１７を含む光学系の位置決めが容易となる。また、集光レンズ１７を保持するための構造を別途必要としない。そのため、部品点数を削減することができる。
また、本実施形態によれば、保持部材としてのＬＤモジュール２００は、レーザーダイオード（ＬＤ１９）を保持する第１部材としてのＬＤホルダー１８と、ＬＤ１９に接続される第２部材としての配線基板２０とを備える。
このような構成によれば、光学系の位置決めが容易となる。また、ＬＤホルダー１８と配線基板２０とが対をなす構造であるため、配線基板２０を含むＬＤの周辺構造の取扱いが容易となる。
また、本実施形態によれば、保持部材としてのＬＤモジュール２００は、第２部材としての配線基板２０から延びるレーザーダイオード（ＬＤ１９）の配線を保持する配線保持部２７を備える。
このような構成によれば、配線保持部２７において配線基板２０から延びる配線を保持することができるため、ヒートシンク９内に配線基板２０を格納するための空間を別途設ける必要がない。
また、本実施形態によれば、レーザーダイオード（ＬＤ１９）は、導光部材としてのＬＤ導光ロッド１２の少なくとも１つの側面において、複数配列される。
このような構成によれば、液晶パネル１における輝度ムラを抑制し、輝度分布を均一にすることができる。
また、本実施形態によれば、導光部材としてのＬＥＤ導光ロッド１３の背面に配置される少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ１６）を備える。
このような構成によれば、液晶パネル１における輝度ムラを抑制し、輝度分布を均一にすることができる。
＜第２実施形態＞
以下では、上記実施形態で説明された構成と同様の構成については同じ符号を付して図示し、その詳細な説明については適宜省略する。
図１４は、本実施形態に関する液晶表示装置における、ＬＤモジュール２０１の構造を示す側面図である。また、図１４では、レーザー出射方向をＸ軸、ヒートシンク９における放熱フィン２１と並行方向をＹ軸、ＬＤ１９光源の配列方向をＺ軸とする。
本実施形態では、ＬＤホルダー１８はＬＤ１９と配線基板２０との間に、さらに伝熱部材２５を備える。伝熱部材２５は、配線基板２０において生じる熱を、ＬＤホルダー１８を介してヒートシンク９へ伝える機能を有する。
また、配線基板２０は、ＬＤ１９の光出力を制御する機能を有するため、例えば、配線基板２０上にサーミスタ２８を備えることで、配線基板２０の温度変化に基づき、ＬＤ１９の光出力を一定に保つことができる。これにより、液晶パネル１上の輝度分布を一定に保つことができる。
上記の構造によれば、ＬＤモジュール２０１における熱をヒートシンク９へ伝播させることができる。また、光出力の制御機構を設けることで液晶パネル１の面内輝度をより均一にできる。
＜効果＞
以下に、本実施形態による効果を例示する。
本実施形態によれば、液晶表示装置が、第１部材としてのＬＤホルダー１８と第２部材としての配線基板２０との間に配置される伝熱部材２５を備える。
このような構成によれば、ＬＤホルダー１８と配線基板２０との間で熱が伝わりやすくなるため、ＬＤモジュール２０１において生じる熱をより効率的にヒートシンク９へ伝播させることができる。
＜第３実施形態＞
以下では、上記実施形態で説明された構成と同様の構成については同じ符号を付して図示し、その詳細な説明については適宜省略する。
図１５は、本実施形態に関する液晶表示装置における、ヒートシンク９ａの構造を示す断面図である。図１５においては、ＬＤモジュール２００がヒートシンク９ａに固定された状態が示されている。なお、図１５では、レーザー出射方向をＸ軸、ヒートシンク９ａにおける放熱フィン２１と並行方向をＹ軸、ＬＤ１９光源の配列方向をＺ軸とする。
本実施形態では、ＬＤモジュール２００が、ヒートシンク９ａの孔１０２に収容される。また、ヒートシンク９ａは、ＬＤ導光ロッド１２を保持するロッド保持機構１０３を備える。ロッド保持機構１０３は、例えば、少なくともＬＤ導光ロッド１２を収容することができ、かつ、保持できる孔である。ロッド保持機構１０３を備えることにより、第１実施形態で用いるようなロッドホルダー１５を必要としない。
また、ヒートシンク９ａの孔１０２とロッド保持機構１０３とにより、ＬＤホルダー１８とＬＤ１９と集光レンズ１７とが光学的に位置決めされ、出射するレーザー光がＬＤ導光ロッド１２に適切に入射する。
上記の構造によれば、ＬＤ１９及び集光レンズ１７を含む光学系を保持する精度が向上する。また、ＬＤ１９がＬＤホルダー１８を介してヒートシンク９ａと接触することで、ＬＤ１９とＬＤホルダー１８との間の接触面積が増大し、放熱性が向上する。
また、ＬＤモジュール２００がヒートシンク９ａの孔１０２に収容されることで、固定ネジなどを必要とせずに光学系を位置決めできる。
また、ロッドを保持するためのロッドホルダーを別途必要としないことから、部品点数の削減が可能である。
以上のように、上記の実施形態に関する液晶表示装置は、ＬＤ１９を光源とすることで広い色再現範囲を実現できる。また、簡単な構成で光源となる発光素子からの発熱を外部に逃がすことができ、エッジ型に対応した薄型、安価かつ高効率なヒートシンクを実現することができる。
＜効果＞
以下に、本実施形態による効果を例示する。
本実施形態によれば、ヒートシンク９ａは、導光部材としてのＬＤ導光ロッド１２を保持する導光部材保持部としてのロッド保持機構１０３を備える。
そして、ロッド保持機構１０３は、ＬＤ導光ロッド１２が挿入され、かつＬＤ導光ロッド１２を保持する孔である。
このような構成によれば、ロッド保持機構１０３を備えることにより、ロッドホルダーを別途必要としない。よって、部品点数を削減することができる。
＜変形例＞
上記各実施形態では、各構成要素の材質、材料、寸法、形状、相対的配置関係又は実施の条件などについても記載している場合があるが、これらはすべての局面において例示であって、本発明が記載されたものに限られることはない。よって、例示されていない無数の変形例が、本発明の範囲内において想定される。例えば、任意の構成要素を変形する場合、追加する場合又は省略する場合、さらには、少なくとも１つの実施形態における少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれる。
また、矛盾が生じない限り、上記各実施形態において「１つ」備えられるものとして記載された構成要素は、「１つ以上」備えられていてもよい。さらに、発明を構成する構成要素は概念的な単位であって、１つの構成要素が複数の構造物から成る場合及び１つの構成要素がある構造物の一部に対応する場合を含む。また、本発明の各構成要素には、同一の機能を発揮する限り、他の構造又は形状を有する構造物が含まれる。
また、本明細書における説明は、本発明のすべての目的のために参照され、いずれも、従来技術であると認めるものではない。
１ 液晶パネル、２ フロントカバー、３ バックカバー、４ スタンド、５ 入出力部、６ 電気部、７ 映像表示部、８，１４ 反射シート、９，９ａ ヒートシンク、１０ 背面板金、１１ 光学シート、１２ ＬＤ導光ロッド、１３ ＬＥＤ導光ロッド、１５ ロッドホルダー、１６ ＬＥＤ、１７ 集光レンズ、１８ ＬＤホルダー、１９ ＬＤ、２０ 配線基板、２１ 放熱フィン、２２ 基部、２３ バックカバー保持機構、２４ 凸部、２５ 伝熱部材、２６ 固定ネジ、２７ 配線保持部、２８ サーミスタ、１００，１０２ 孔、１０１ 開口部、１０３ ロッド保持機構、２００，２０１ ＬＤモジュール、３００ 発光部、３０１ 発光面。

Claims (8)

  1. 液晶パネルと、
    前記液晶パネルの背面に配置される導光部材と、
    前記導光部材の少なくとも１つの側面に配置される少なくとも１つのレーザーダイオードと、
    前記導光部材の背面と前記導光部材の前記側面とに亘って一体的に、かつ、少なくとも部分的に配置されるヒートシンクとを備え、
    前記ヒートシンクは、前記導光部材の前記側面に対応する部分が、少なくとも前記レーザーダイオードの発光面を収容して配置され、
    前記ヒートシンクは、前記導光部材を保持する導光部材保持部をさらに備え、
    前記導光部材保持部は、前記導光部材が挿入され、かつ、前記導光部材を保持する孔である、
    液晶表示装置。
  2. 前記レーザーダイオードを保持する保持部材をさらに備え、
    前記ヒートシンクは、前記レーザーダイオードの前記発光面を収容する前記保持部材を収容して配置される、
    請求項１に記載の液晶表示装置。
  3. 前記保持部材は、前記発光面と前記導光部材の側面との間に配置された集光レンズをさらに保持する、
    請求項２に記載の液晶表示装置。
  4. 前記保持部材は、前記レーザーダイオードを保持する第１部材と、前記レーザーダイオードに接続される配線基板である第２部材とを備える、
    請求項２又は請求項３に記載の液晶表示装置。
  5. 前記保持部材は、前記第２部材から延びる前記レーザーダイオードの配線を保持する配線保持部をさらに備える、
    請求項４に記載の液晶表示装置。
  6. 前記第１部材と前記第２部材との間に配置される伝熱部材をさらに備える、
    請求項４又は請求項５に記載の液晶表示装置。
  7. 前記レーザーダイオードは、前記導光部材の少なくとも１つの側面において、複数配列される、
    請求項１から請求項６のうちのいずれか１項に記載の液晶表示装置。
  8. 前記導光部材の背面に配置される少なくとも１つの発光ダイオードをさらに備える、
    請求項１から請求項７のうちのいずれか１項に記載の液晶表示装置。
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