JPH09318940A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】バックライトの光源の発熱に起因する液晶表示
素子の表示むらの発生を抑制すると共に、軽量化を実現
し、さらにバックライトの輝度の低下を抑制する。 【解決手段】液晶表示素子ＰＮＬの下に配置したバック
ライトＢＬの、冷陰極蛍光管ＬＰの近傍の導光板ＧＬＢ
の下に、導光板ＧＬＢに接触してアルミからなる０．１
ｍｍ厚の放熱シートＲＳを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バックライトの構
成要素であり、発熱体である蛍光管を有する液晶表示装
置において、表示品質の向上と軽量化を共に実現できる
液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、例えば、表示用の透明
電極と配向膜等をそれぞれ積層した面が対向するように
所定の間隙を隔てて２枚のガラス等からなる透明絶縁基
板を重ね合わせ、該両基板間の周縁部近傍に枠状（ロの
字状）に設けたシール材により、両基板を貼り合わせる
と共に、シール材の一部に設けた切り欠け部である液晶
封入口から両基板間のシール材の内側に液晶を封入、封
止し、さらに両基板の外側に偏光板を設けて成る液晶表
示素子（すなわち、液晶表示パネル、ＬＣＤ：リキッド
クリスタル ディスプレイ(Liquid Crystal Display)）
と、液晶表示素子の下に配置され、液晶表示素子に光を
供給するバックライトと、液晶表示素子の外周部の外
側、あるいは液晶表示素子の下側に配置した液晶駆動用
回路基板と、プラスチック等を用いて一体成型により形
成され、これらの各部材を保持する下側ケースと、これ
らの各部材を収納し、表示窓があけられた金属製シール
ドケース（フレーム）等を含んで構成されている。

【０００３】バックライトは、例えば、光源から発せら
れる光を光源から離れた方へ導き、液晶表示素子全体に
光を均一に照射するための透明のアクリル等の合成樹脂
板から成る導光板と、導光板の少なくとも１端面（１側
面）近傍に、該端面に沿って該端面と平行に配置した冷
陰極蛍光管等の線状光源等から構成される。

【０００４】なお、このような従来の液晶表示装置は、
例えば特公昭６０−１９４７４号公報や実開平４−２２
７８０号公報に記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】液晶表示装置では、液
晶表示素子に光を供給するバックライトを、該液晶表示
素子の下に配置している。このため、バックライトを構
成する６０℃程度の高温になる冷陰極蛍光管からの熱が
液晶表示素子に伝わり、液晶表示素子の光源側とその反
対側とで７〜８℃程度の温度差が生じ、該液晶表示素子
の面内の温度分布にむらが生じる。この結果、液晶表示
素子内に封入された液晶のしきい値電圧の変動、ばらつ
きが液晶表示素子の面内で生じ、光源近傍で画面が白っ
ぽくなり、表示むらが生じ、表示品質が劣化する問題が
あった。なお、画面輝度を上げるため、蛍光管の電流を
大きくすると、該蛍光管の発熱量が増加し、蛍光管近傍
の画面に熱による表示むらが顕著となる。

【０００６】また、最近、高精細化が進む液晶表示素子
を内蔵する液晶表示モジュールの小型化、および表示画
面の大型化のため、液晶表示素子の表示画面の周囲のい
わゆる額縁部の縮小化が進んでいる。このため、蛍光管
と液晶表示素子とがより接近し、この発熱の問題がます
ます重大となっている。

【０００７】しかし、従来の液晶表示装置では、このよ
うな発熱の問題についてあまり考慮されていなかった。

【０００８】なお、特に、単純マトリクス方式カラー液
晶表示装置においては、バックライトを収納する下側ケ
ースとして、アルミ板からなるものを使用し、バックラ
イトの蛍光管の放熱の機能を持たせたものがある。しか
し、この液晶表示装置では、アルミ板の厚さは０．３ｍ
ｍ〜０．５ｍｍもあり、重量が重く、液晶表示装置の製
品全体の重量の約１０％を占めており、軽量化の妨げと
なっている。近年、情報化社会の進展に伴ない、パソコ
ン、ワープロ等の情報処理装置もノートブックサイズ等
の携帯可能なものが望まれており、表示部として組み込
まれ、当該情報処理装置の主だった形状・寸法・重量を
決定する液晶表示装置も小型、軽量なことが望まれる。
また、この液晶表示装置では、下側ケースがアルミ板か
ら構成されているため、リーク電流が発生しやすいとい
う問題もある。さらに、蛍光管の下に放熱用のアルミ板
が配置されているため、蛍光管の温度が下がり、バック
ライトの輝度が低下するという問題もある。

【０００９】本発明の目的は、バックライトの光源の発
熱に起因する液晶表示素子の表示むらの発生を抑制する
と共に、軽量化を実現できる液晶表示装置を提供するこ
とにある。

【００１０】また、本発明の別の目的は、表示むらの発
生を抑制すると共に、バックライトの輝度の低下を抑制
できる液晶表示装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の液晶表示装置は、液晶表示素子の下に配置
した導光板と、前記導光板の少なくとも１端面に沿って
配置した線状光源とを有する液晶表示装置において、少
なくとも前記線状光源の近傍の前記導光板の下に、該導
光板に接触して熱伝導性の良い放熱シートを設けたこと
を特徴とする。

【００１２】また、液晶表示素子を含んで収納する金属
製シールドケースと、前記液晶表示素子の下に配置され
る導光板および該導光板の少なくとも１端面に沿って配
置した線状光源を含んで収納する下側ケースとを有し、
前記下側ケースの枠状部分を除く中央部に開口を設けた
液晶表示装置において、少なくとも前記線状光源の近傍
の前記導光板の下に、該導光板に接触して熱伝導性の良
い放熱シートを設けたことを特徴とする。

【００１３】また、前記放熱シートの前記線状光源側の
端部を、前記線状光源から所定の距離離して配置したこ
とを特徴とする。

【００１４】また、前記放熱シートの、前記線状光源の
伸長方向と垂直方向の幅が、前記導光板の同一方向の幅
の約１／２〜１／３であることを特徴とする。

【００１５】また、前記放熱シートの厚さが約０．１ｍ
ｍであることを特徴とする。

【００１６】さらに、前記放熱シートがアルミシートで
あることを特徴とする。

【００１７】本発明では、少なくとも線状光源の近傍の
導光板の下に、該導光板に接触して熱伝導性の良い放熱
シートを設けたので、発熱体であるバックライトの光源
から発生し、伝導した熱を、該放熱シートにより速やか
に拡散するため、液晶表示素子の温度上昇を抑制し、液
晶表示素子面内の温度分布を均一にすることができる。
したがって、液晶表示素子の面内での液晶のしきい値電
圧の変動、ばらつきを抑制し、表示むらの発生を抑制す
ることができる。また、放熱シートは薄く軽いので、液
晶表示装置の軽量化を実現できる。さらに、放熱シート
を光源の下に配置せず、光源から所定の距離離すことに
より、バックライトの輝度の低下を抑制することができ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態について詳細に説明する。なお、以下説明する図
面で、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰
り返しの説明は省略する。

【００１９】《アクティブ・マトリクス方式液晶表示モ
ジュールの全体構成》図２は、本発明を適用したアクテ
ィブ・マトリクス方式の液晶表示モジュールＭＤＬの分
解斜視図、図３は、図２の液晶表示モジュールの正面図
（上面図）、図４は背面図（下面図）である。

【００２０】ＳＨＤは金属板から成るシールドケース
（メタルフレームとも称す）、ＷＤは表示窓、ＩＮＳ１
〜３は絶縁シート、ＰＣＢ１〜３は回路基板（ＰＣＢ１
はドレイン側回路基板、ＰＣＢ２はゲート側回路基板、
ＰＣＢ３はインターフェイス回路基板）、ＪＮは回路基
板ＰＣＢ１〜３どうしを電気的に接続するジョイナ、Ｔ
ＣＰ１、ＴＣＰ２はテープキャリアパッケージ、ＰＮＬ
は液晶表示パネル（液晶表示素子）、ＧＣはゴムクッシ
ョン、ＩＬＳは遮光スペーサ、ＰＲＳはプリズムシー
ト、ＳＰＳは拡散シート、ＧＬＢは導光板、ＲＦＳは反
射シート、ＭＣＡは一体成型により形成された下側ケー
ス（モールドケース）、ＬＰは蛍光管、ＬＰＣはランプ
ケーブル、ＧＢは蛍光管ＬＰを支持するゴムブッシュで
あり、図に示すような上下の配置関係で各部材が積み重
ねられて液晶表示モジュールＭＤＬが組み立てられる。
また、ＲＳは放熱シートであるが、これについては後で
詳述する。

【００２１】また、モジュールＭＤＬは、下側ケースＭ
ＣＡ、シールドケースＳＨＤの２種の収納・保持部材を
有する。絶縁シートＩＮＳ１〜３、回路基板ＰＣＢ１〜
３、液晶表示パネルＰＮＬを収納、固定した金属製シー
ルドケースＳＨＤと、蛍光管ＬＰ、導光板ＧＬＢ、プリ
ズムシートＰＲＳ等から成るバックライトＢＬを収納し
た下側ケースＭＣＡとを合体させることにより、モジュ
ールＭＤＬが組み立てられる。

【００２２】なお、シールドケースＳＨＤには、下側ケ
ースＭＣＡの凹部および突起にそれぞれ嵌合する爪とフ
ックとが、該シールドケースＳＨＤと一体に設けられて
いる。爪は回路基板ＰＣＢ１〜３をシールドケースＳＨ
Ｄに収納した後、それぞれ内側に折り曲げられて下側ケ
ースＭＣＡに設けられた四角い固定用凹部に挿入され
る。固定用フックは、それぞれ下側ケースＭＣＡに設け
た固定用突起に嵌合される。これにより、液晶表示パネ
ルＰＮＬ、回路基板ＰＣＢ１〜３等を保持・収納するシ
ールドケースＳＨＤと、導光板ＧＬＢ、蛍光管ＬＰ等を
保持・収納する下側ケースＭＣＡとがしっかりと固定さ
れる。また、液晶表示パネルＰＮＬの下面の表示に影響
を与えない四方の縁周囲には薄く細長い長方形状のゴム
クッションＧＣ（ゴムスペーサとも称す）が設けられて
いる。ゴムクッションＧＣは、表示パネルＰＮＬと導光
板ＧＬＢとの間に介在される。ゴムクッションＧＣの弾
性を利用して、シールドケースＳＨＤを装置内部方向に
押し込むことにより固定用フックが固定用突起にひっか
かり、また、固定用爪が折り曲げられ、固定用凹部に挿
入されて、各固定用部材がストッパとして機能し、シー
ルドケースＳＨＤと下側ケースＭＣＡとが固定され、モ
ジュール全体が一体となってしっかりと保持され、他の
固定用部材が不要である。従って、組立が容易で製造コ
ストを低減できる。また、機械的強度が大きく、耐振動
衝撃性が高く、装置の信頼性を向上できる。また、固定
用爪と固定用フックは取り外しが容易なため（固定用爪
の折り曲げを延ばし、固定用フックを外すだけ）、２部
材の分解・組立が容易なので、修理が容易で、バックラ
イトＢＬの蛍光管ＬＰの交換も容易である。

【００２３】また、下側ケースＭＣＡの底面には、周囲
の枠状部分を除く中央の部分に、該面の半分以上の面積
を占める大きな開口ＭＯが形成されている。これによ
り、モジュールＭＤＬの組み立て後、液晶表示パネルＰ
ＮＬと、導光板ＧＬＢ間のゴムクッションＧＣの反発力
により、下側ケースＭＣＡの底面に上面から下面に向か
って垂直方向に加わる力によって、下側ケースＭＣＡの
底面がふくらむのを防止でき、最大厚みを抑えることが
できる。したがって、ふくらみを抑えるために、下側ケ
ースの厚さを厚くしなくて済み、下側ケースの厚さを薄
くすることができるので、モジュールＭＤＬを薄型化、
軽量化することができる。

【００２４】また、図５は、図２〜図４に示した液晶表
示モジュールＭＤＬを実装したノートブック型のパソコ
ンあるいはワープロの斜視図である。

【００２５】実施の形態１ 図３は、図２に示した液晶表示モジュールの正面図（上
面図）、図４は本発明の実施の形態１を示す背面図（下
面図）、図１は、図３のＡ−Ａ′切断線における断面図
である。

【００２６】図１において、ＭＤＬは液晶表示モジュー
ル、ＰＮＬは液晶表示素子、ＳＵＢ１、ＳＵＢ２はそれ
ぞれ液晶表示素子ＰＮＬを構成するガラス等からなる１
対の透明絶縁基板、ＣＨＩは液晶表示素子ＰＮＬの駆動
用ＩＣチップ、ＴＣＰ１は駆動用ＩＣチップＣＨＩを搭
載するテープキャリアパッケージ（ＴＣＰ）、ＰＣＢ１
はテープキャリアパッケージＴＣＰ１が接続され、駆動
用ＩＣチップＣＨＩに電圧、信号を供給するプリント基
板、ＢＬは液晶表示素子ＰＮＬの下に配置され、液晶表
示素子ＰＮＬに光を供給するバックライト、ＧＬＢは光
源から発せられる光を光源から離れた方へ導き、液晶表
示素子ＰＮＬ全体に光を均一に照射するための透明のア
クリル等の合成樹脂板から成るいわゆる楔形（すなわ
ち、側面形状が台形）の導光板、ＬＰは導光板ＧＬＢの
１側面である入光端面に沿って該端面と平行に１本配置
された線状光源である冷陰極蛍光管、ＬＳは蛍光管ＬＰ
をそのほぼ全長にわたって覆い、断面形状がほぼＵ字状
で、少なくともその内面が白色または銀色のランプ反射
シート、ＩＳＬは導光板ＧＬＢの上面と液晶表示素子Ｐ
ＮＬの下面との間に配置され、表示領域以外の光を遮断
するためのプラスチック製の遮光スペーサ、ＭＣＡはバ
ックライトＢＬを収納、保持するプラスチックモールド
成形品からなる下側ケース、ＳＨＤは前記各部材を収納
する金属製シールドケース（フレーム）、ＷＤは金属製
シールドケースＳＨＤに設けられた表示窓である。

【００２７】なお、この図では、導光板ＧＬＢの上に配
置される拡散シート、導光板ＧＬＢの底面に設けた複数
個の光拡散用ドットパターン、導光板ＧＬＢの下に配置
される反射シート等は図示省略してある。

【００２８】液晶表示素子ＰＮＬの下に、導光板ＧＬＢ
と蛍光管ＬＰとを含んでなるバックライトＢＬを配置
し、これらの各部材を金属製シールドケースＳＨＤと下
側ケースＭＣＡにより収納、固定している。バックライ
トＢＬの蛍光管ＬＰからの熱は、プラスチック製スペー
サＩＳＬ、下側ケースＭＣＡ、金属製シールドケースＳ
ＨＤ等を介して、液晶表示素子ＰＮＬに伝わる。このた
め、液晶表示素子ＰＮＬの蛍光管ＬＰ近傍は、他の部分
と比べて温度が上昇し、液晶表示素子ＰＮＬの表示むら
が発生する。

【００２９】本例では、図１、図２、図４に示すよう
に、蛍光管ＬＰの近傍の導光板ＧＬＢの下に、導光板Ｇ
ＬＢの底面に接触して例えばアルミ等からなる厚さ約
０．１ｍｍの熱伝導性の良い放熱シートＲＳが設けてあ
るので、蛍光管ＬＰから発生し、伝導した熱が、この放
熱シートＲＳにより速やかに拡散、放熱されるため、液
晶表示素子ＰＮＬの温度上昇を抑制し、液晶表示素子Ｐ
ＮＬ面内の温度分布を均一にすることができる。したが
って、液晶表示素子ＰＮＬの面内での液晶のしきい値電
圧の変動、ばらつきを抑制し、表示むらの発生を抑制す
ることができる。また、図１に示すように、放熱シート
ＲＳは蛍光管ＬＰの下には配置せず、放熱シートＲＳの
蛍光管ＬＰ側の端部を、蛍光管ＬＰから所定の距離離
し、導光板ＧＬＢの端部と一致させて導光板ＧＬＢの下
に配置してあるので、蛍光管ＬＰの温度が下がるのを抑
制し、蛍光管ＬＰの輝度を低下させずに、液晶表示素子
ＰＮＬの表示むらの発生を抑制できる。また、放熱シー
トＲＳは、導光板ＧＬＢに接着しないで、放熱シートＲ
Ｓの３端部を下側ケースＭＣＡにより押圧保持してあ
る。なお、放熱シートＲＳの保持の仕方は種々考えら
れ、例えば放熱シートＲＳの少なくとも一部を両面テー
プ等を使用して導光板ＧＬＢの底面等に接着してもよ
い。

【００３０】また、本例では、図５に示すように、放熱
シートＲＳの幅ｗ（蛍光管ＬＰの伸長方向と垂直方向の
幅）は、導光板ＧＬＢの幅の約１／３程度とし、放熱シ
ートＲＳの面積を小さくし、さらに、前述のように、
０．１ｍｍ厚の放熱シートＲＳを使用したので、従来の
下側ケースが放熱作用を兼ねたアルミ板からなるものと
比較して、液晶表示素子モジュールＭＤＬの製品重量を
約９％低減することができた。

【００３１】《単純マトリクス方式液晶表示モジュー
ル》図６は、液晶表示素子６２と、この液晶表示素子６
２を駆動するための駆動回路と、光源をコンパクトに一
体にまとめた液晶表示モジュール６３を示す分解斜視図
である。

【００３２】液晶表示素子６２を駆動するＩＣ３４は、
中央に液晶表示素子６２を嵌め込むための窓部を備えた
枠状体のプリント基板３５に搭載される。液晶表示素子
６２を嵌め込んだプリント基板３５はプラスチックモー
ルドで形成された枠状体４２の窓部に嵌め込まれ、これ
に金属製フレーム４１を重ね、その爪４３を枠状体４２
に形成されている切込み４４内に折り曲げることにより
フレーム４１を枠状体４２に固定する。

【００３３】液晶表示素子６２の上下端に配置される冷
陰極蛍光灯３６、この冷陰極蛍光灯３６からの光を液晶
表示セル６０に均一に照射させるためのアクリル板から
なる導光体３７、反射シート３８、導光体３７からの光
を拡散する乳白色の拡散板３９が図９の順序で、枠状体
４２の裏側からその窓部に嵌め込まれる。冷陰極蛍光灯
３６を点灯するためのインバータ電源回路（図示せず）
は枠状体４２の右側裏部に設けられた凹部（図示せず）
に収納される。拡散板３９、導光体３７、冷陰極蛍光灯
３６および反射シート３８、放熱シートＲＳは、開口Ｍ
Ｏを有するプラスチック製の下側ケースＭＣＡに設けら
れている舌片４６を枠状体４２に設けられている小口４
７内に折り曲げることにより固定される。

【００３４】本例においても、２本の蛍光管３６の近傍
の導光体３７の下に、それぞれ導光体３７の底面に接触
してアルミ等からなる厚さ約０．１ｍｍの２枚の放熱シ
ートＲＳが設けてあるので、蛍光管ＬＰからの熱が速や
かに放熱され、液晶表示素子６２の表示むらの発生を抑
制できる。また、放熱シートＲＳは蛍光管３６の直下に
は配置されないので、蛍光管３６の輝度を低下させな
い。

【００３５】以上本発明を実施例に基づいて具体的に説
明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能で
あることは勿論である。例えば、熱伝導性の良い放熱シ
ートＲＳはアルミシートに限定されない。また、本発明
は、単純マトリクス駆動方式の液晶表示装置にも、アク
ティブ・マトリクス駆動方式の液晶表示装置にも適用で
きることは言うまでもない。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
バックライトの光源の発熱に起因する液晶表示素子の表
示むらの発生を抑制でき、表示品質を向上できると共
に、軽量化が実現でき、さらに、バックライトの輝度の
低下も抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１を示す液晶表示モジュー
ルの要部断面図（図３のＡ−Ａ′切断線における断面
図）である。

【図２】本発明を適用したアクティブ・マトリクス方式
の液晶表示モジュールＭＤＬの分解斜視図である。

【図３】図２に示した液晶表示モジュールの正面図（上
面図）である。

【図４】本発明の実施の形態１を示す液晶表示モジュー
ルの背面図（下面図）である。

【図５】図２の液晶表示モジュールＭＤＬを実装したノ
ートブック型のパソコンあるいはワープロの斜視図であ
る。

【図６】本発明を適用した単純マトリクス方式の液晶表
示モジュールの一例の分解斜視図である。

【符号の説明】

ＲＳ…放熱シート、ＢＬ…バックライト、ＬＰ…冷陰極
蛍光管、ＧＬＢ…導光板、ＬＳ…ランプ反射シート、Ｓ
ＨＤ…金属製シールドケース、ＷＤ…表示窓、ＭＣＡ…
下側ケース、ＭＯ…開口、ＰＮＬ…液晶表示素子、ＳＵ
Ｂ１、ＳＵＢ２…透明絶縁基板、ＩＳＬ…遮光スペー
サ、ＭＤＬ…液晶表示モジュール、ＣＨＩ…駆動用ＩＣ
チップ、ＴＣＰ１…テープキャリアパッケージ、ＰＣＢ
１…プリント基板。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液晶表示素子の下に配置した導光板と、前
   記導光板の少なくとも１端面に沿って配置した線状光源
   とを有する液晶表示装置において、少なくとも前記線状
   光源の近傍の前記導光板の下に、該導光板に接触して熱
   伝導性の良い放熱シートを設けたことを特徴とする液晶
   表示装置。
2. 【請求項２】液晶表示素子を含んで収納する金属製シー
   ルドケースと、前記液晶表示素子の下に配置される導光
   板および該導光板の少なくとも１端面に沿って配置した
   線状光源を含んで収納する下側ケースとを有し、前記下
   側ケースの枠状部分を除く中央部に開口を設けた液晶表
   示装置において、少なくとも前記線状光源の近傍の前記
   導光板の下に、該導光板に接触して熱伝導性の良い放熱
   シートを設けたことを特徴とする液晶表示装置。
3. 【請求項３】前記放熱シートの前記線状光源側の端部
   を、前記線状光源から所定の距離離して配置したことを
   特徴とする請求項１または２記載の液晶表示装置。
4. 【請求項４】前記放熱シートの、前記線状光源の伸長方
   向と垂直方向の幅が、前記導光板の同一方向の幅の約１
   ／２〜１／３であることを特徴とする請求項１または２
   記載の液晶表示装置。
5. 【請求項５】前記放熱シートの厚さが約０．１ｍｍであ
   ることを特徴とする請求項１または２記載の液晶表示装
   置。
6. 【請求項６】前記放熱シートがアルミシートであること
   を特徴とする請求項１または２記載の液晶表示装置。