JPH1124072A

JPH1124072A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH1124072A
Application number: JP17593897A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Muramatsu; 正吉村松; Hisashi Takasu; 久志高須
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1997-07-01
Filing date: 1997-07-01
Publication date: 1999-01-29

Abstract

(57)【要約】【課題】バックライト光源を備えた液晶表示装置にお
いて、装置全体の温度上昇を抑えると共に、液晶パネル
の温度むらを緩和する。【解決手段】液晶表示装置は、液晶パネル１０と、液
晶パネル１０の対向する２側端に配置したバックライト
光源２４と、バックライト光源２４の光を液晶パネル１
０後面に導き、照射する導光板２３と、導光板２３の後
面を覆う放熱器２６とを備える。導光板２３と放熱器２
６との間には隙間ｂを設け、この隙間ｂが導光板２３の
中央部付近で最小になるように放熱器２６を形成し、ま
た放熱器２６とバックライト光源２４の電極部を覆うカ
バー部とを接触させている。このように設けられた放熱
器２６はバックライト光源２４で発生した熱を吸収し、
放散すると共に、導光板２３中央部にもその熱を与え
る。この結果、装置全体の温度上昇の抑制すると共に、
液晶パネル１０の温度むらを緩和することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、液晶表示装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば図３に示すように、透
過型の液晶パネル１０の裏面側に、これと同形状のバッ
クライトユニット２０を平行に配置し、バックライトユ
ニット２０により液晶パネル１０の後方から光を照射す
るように構成された液晶表示装置が知られている。

【０００３】この液晶パネル１０は、例えばシール、ス
ペーサ、接着微粒子等を介して互いに重ね合わせた両電
極基板１１、１２の間にＳＴＮ液晶１３を封入し、電極
基板１１の前面に偏光板１４を貼付け、一方、電極基板
１２の後面に偏光板１５を貼付けることによって構成さ
れる。

【０００４】また、バックライトユニット２０は、液晶
パネル１０に近い方から順に、レンズシート２１、光拡
散板２２、導光板２３を備え、導光板２３の両端にはバ
ックライト光源２４がホルダー２７によって保持されて
いる。さらに、導光板２３とバックライト光源２４と覆
うようにして光反射シート２５が配置されている。光反
射シート２５によって、、バックライト光源２４が発し
た光は効率的に導光板２３に入射することができると共
に、光を無駄なく液晶パネル１０に照射できる。この
ような構造の液晶表示装置においては、まず、導光板２
３の両端に、バックライト光源２４が直接発した光と光
反射シート２５で反射した光とが入射する。導光板２３
に入射した光は、導光板２３内で多重反射を繰り返した
後、導光板の前面から出てくる。さらに光は、光拡散板
２２で拡散され、レンズシート２１で液晶パネル１０に
対して垂直方向の光に揃えられ、液晶パネル１０に入射
する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような液晶表示装
置においては、バックライト２４光源を狭いスペースに
閉じ込めて使用しているため、バックライト光源２４で
発生した熱はその近傍に集中し、温度が上昇しがちであ
る。このため、バックライトユニット２０の両端部の温
度が中央部に比べ高くなり、中央部と両端部との間で、
図４に示すような温度差が発生する。

【０００６】これに伴い、液晶パネル１０の中央部と両
端部との間においても、バックライトユニット２０と同
様の温度差が発生する。液晶パネル１０温度差が発生し
た場合、温度むらに対し敏感でないネマチック液晶につ
いては特に問題はないが、ＳＴＮ液晶１３やスメクチッ
ク液晶は温度変化による表示特性の変動が大きいため、
液晶パネル１０の表示むらを招くという問題があった。

【０００７】またバックライト光源２４としては、一般
的に熱陰極管、冷陰極管等の蛍光管が用いられている
が、これらは周囲温度に対する輝度変化が大きく、極端
な温度上昇に対して、輝度の低下を起こすという問題も
あった。一方、液晶表示装置に放熱作用を持たせたもの
としては、例えば実開平６−４３６２５号公報に示す様
なものがある。この液晶表示装置は、液晶パネルの後方
に蛍光管を備え、更に蛍光管の後方に光反射板を設けた
ものであるが、この光反射板に放熱フィン等を設け、空
冷ファンで強制空冷することによって放熱を行ってい
る。

【０００８】同様な方法を、例えば図３に示した様な従
来の液晶表示装置に適用した場合、全体的に放熱を行う
ことは可能であるが、温度差を抑制する作用は不十分で
あるし、空冷ファンの騒音が問題になるため、この方法
は好ましくない。本発明は、こうした問題に鑑みなされ
たものであり、装置全体の温度上昇を抑えると共に、液
晶パネルの温度むらを防止するようにした液晶表示装置
を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段および発明の効果】上記の
目的を達成するためになされた液晶表示装置は、導光板
の後面を覆うように設けられた放熱器を備えている。導
光板を覆うように放熱器を設けることによって、バック
ライト光源から導光板の各部位に伝達される熱の経路は
２つに増える。１つは導光板自体であり、バックライト
光源で発生した熱は、バックライト光源に近い部分から
遠い部分へ向かって導光板内を流れる。もう１つは放熱
器であり、バックライト光源で発生した熱は放熱器を介
して導光板に伝達される。

【００１０】そして、この放熱器は、バックライト光源
で発生した熱を雰囲気中（例えば空気中）に放散しつ
つ、バックライト光源から離れるに従って、より多くの
熱を導光板に与えるように形成されている。こうする
と、バックライト光源で発生した熱の一部は放熱器に吸
収され、バックライト光源近傍において導光板に流入す
る熱は減る。そして、放熱器を介した新たな熱流によっ
て、バックライト光源から遠い部分の導光板に与えられ
る熱が増える。

【００１１】その結果、従来の液晶表示装置と比較し
て、バックライト光源近傍における温度上昇は低く抑え
られ、一方、バックライト光源から遠い部分の温度上昇
は大きくなる。こうして、装置全体の温度上昇を抑制で
きると共に、バックライトユニットや液晶パネルの温度
むらを緩和することができ、ＳＴＮ液晶やスメクチック
液晶を用いた場合であっても、液晶パネルの表示むらを
防止することができる。

【００１２】ここで、放熱器により液晶パネルの温度む
らを緩和するためには、その形状に工夫を施せばよく、
例えば、同じ大きさの穴を、バックライト光源に近い部
分から遠い部分にかけて、次第にその数密度（単位面積
当たりの個数）が小さくなるように設けてもよい。この
ように形成された放熱器を導光板に密着させた場合、バ
ックライト光源から離れるほど、放熱器と導光板との接
触面積の割合が大きくなっているため、より多くの熱を
放熱器から導光板に与えることができる。また、穴の数
密度は変えずに、バックライト光源から離れるほど穴の
大きさを小さくしても同様の作用・効果が得られる。な
お、上記の穴を、導光板との接面に設けた凹部で置き換
えても同様の作用・効果が得られることは明らかであ
る。

【００１３】このように、請求項１に記載の発明を実施
する方法としては様々なものが考えられる。しかし、液
晶が所定の動作性能を維持できる温度範囲には限りがあ
り、液晶表示装置全体の温度上昇をなるべく抑える必要
があるため、請求項２に記載のように、導光板と放熱器
との間に所定の隙間を設け、その隙間がバックライト光
源から離れるほど狭くなるように放熱器を配置すること
が好ましい。

【００１４】このようにすれば、放熱器の表面積が増え
るため、より多くの熱を放散して液晶表示装置全体の温
度上昇を抑制することができると共に、バックライト光
源から離れるほど、より多くの熱を導光板に与えること
ができるため、温度むらを緩和することができる。

【００１５】なお、放熱器は導光板の後面を覆っている
ため、請求項３に記載のように、放熱器の導光板と対向
する面に、光を反射する機能を持たせれば、バックライ
ト光源が発した光を液晶パネル後面に効率よく当てるこ
とができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施例を図面
と共に説明する。図１（ａ）は、実施例の液晶表示装置
を全体的に示す断面図である。なお、図３の液晶表示装
置の構成部材と同一の構成部材には、同一符号を付して
ある。

【００１７】図１（ａ）に示すように、本実施例の液晶
表示装置は、液晶パネル１０とバックライトユニット２
０Ａとから構成されている。この液晶表示装置において
は、図３に示した従来の液晶表示装置のバックライトユ
ニット２０に代えて、導光板２３の後面を覆うように設
けられた放熱器２６を備えるバックライトユニット２０
Ａが採用されている。液晶パネル１０とバックライトユ
ニット２０Ａとは、互いに平行に配置され、バックライ
トユニット２０Ａの発した光が液晶パネル１０を透過す
ることによって、液晶パネル１０は文字や図形などを表
示する。

【００１８】液晶パネル１０は従来と同じＳＴＮ液晶１
３を封入したものであるので、その説明については省略
する。バックライトユニット２０Ａは、図１（ａ）に示
すように、バックライト光源２４、導光板２３、光反射
シート２５、光拡散板２２、レンズシート２１、放熱器
２６及び樹脂カバー２７から構成されている。

【００１９】バックライト光源２４には２つの円筒形の
蛍光管を使用し、これら２つのバックライト光源２４は
互いに平行になるよう配置されている。蛍光管として
は、熱陰極管、冷陰極管等が用いられる。導光板２３
は、液晶パネル１０と同形状の長方形であり、２つのバ
ックライト光源２４の間に配置される。ここで、導光板
２３とバックライト光源２４との相対的な位置関係を、
導光板２３の板厚方向中心線がバックライト光源２４の
中心を通るように決定する。これによって、バックライ
ト光源２４と対向する導光板２３の面（以下、光入射端
面という）に、バックライト光源２４の光が効率よく入
射することができる。

【００２０】光反射シート２５は、導光板２３の後面に
密着し、導光板２３の後面を覆うと共にバックライト光
源２４を覆っている。光反射シート２５がバックライト
光源２４を覆うことによって、バックライト光源２４か
ら光入射端面とは逆方向に放射された光であっても、光
反射シート２５で反射され、光入射端面に入射できる。
また、光反射シート２５が導光板２３の後面を覆うこと
によって、後方に漏れた光を前方、即ち液晶パネル１０
の方向に反射し戻すことができる。

【００２１】光拡散板２２は導光板２３の前面に配置さ
れ、導光板２３の前面から出射した光を拡散し、表面輝
度を均一化する。光拡散板２２は、透光性樹脂により形
成されている。レンズシート２１は光拡散板２２の前面
に重ねられ、光拡散板２２を通過した光を液晶パネル１
０に垂直な方向に揃える。これによって、液晶パネル１
０に垂直な方向の輝度が向上する。

【００２２】放熱器２６は光反射シート２５の後面に配
置され、バックライト光源２４、導光板２３及び光反射
シート２５を覆い、また図１（ａ）及び図１（ｂ）に示
すように、バックライト光源２４の電極部周囲のカバー
部と接触しているため、バックライト光源２４で発生す
る熱を吸収し、雰囲気中に放散する機能だけではなく、
バックライト光源２４を保持する機能をも備えている。
ここで放熱器２６の材質は熱伝導性の良いものであれば
何でもよく、例えば、アルミニウム、銅、銀等の熱伝導
性の良い金属材料が考えられる。

【００２３】さらに、光反射シート２５と放熱器２６と
の間には隙間ｂが設けられ、その隙間ｂはバックライト
光源２４近傍では大きく、バックライト光源２４から最
も遠い部分、即ちバックライトユニット２０Ａ中央部で
は最も小さくなるように放熱器２６を形成してある。

【００２４】樹脂カバー２７は、熱伝導性の悪い樹脂材
料にて形成され、バックライトユニット２０Ａの前面の
外周に配置されている。これによって、バックライト光
源２４で発生した熱が液晶パネル１０に伝わり難くなっ
ている。以上のように構成された本実施例の液晶表示装
置においては、バックライト光源２４を点灯すると、バ
ックライト光源２４で熱が発生し、その温度が上昇す
る。しかし、例えば図３に示した従来の構造とは違っ
て、放熱器２６がバックライト光源２４の電極部を覆う
カバー部を保持するように取り付けられているため、バ
ックライト光源２４で発生した熱は放熱器２６に吸収さ
れ、雰囲気中（例えば空気中）に放散される。こうし
て、バックライト光源２４近傍における導光板２３の温
度が極端に高くなることを防止できる。

【００２５】また、放熱器２６に伝達された熱の一部は
雰囲気層（例えば空気層）を介して導光板２３にも伝え
られる。このとき、バックライトユニット２０Ａ中央部
では、バックライト光源２４近傍と比べて放熱器２６と
光反射シート２５との隙間ｂが小さいため、より多量の
熱が放熱器２６から光反射シート２５を経て導光板２３
へと伝達される。つまり、放熱器２６から導光板２３に
流入する熱による導光板２３の温度上昇は、バックライ
ト光源２４近傍よりも、バックライトユニット２０Ａ中
央部の方が大きいのである。

【００２６】この結果、図２に示すように、液晶パネル
１０面内の温度差が小さく抑えられ、本実施例のよう
に、ＳＴＮ液晶１３を用いた液晶パネル１０であって
も、その温度むらによる表示のむらを確実に抑えること
ができる。また、バックライト光源２４の電極部を覆う
カバー部に放熱器２６を接触させ放熱する構造にしてい
るので、温度上昇によるバックライト光源２４自体の輝
度低下及びこれに伴う液晶パネル１０の表示輝度の低下
を防止することが可能となる。

【００２７】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限定される物ではなく、種々
の態様を取ることができる。例えば、上記実施例では、
導光板２３の後面に光反射シート２５を配置している
が、この光反射シート２５を廃止し、その代わりとして
放熱器２６の導光板２３に対向する面に光反射機能を持
たせてもよい。このようにすれば、光反射シート２５を
導光板２３の後面に張り付ける手間をなくすことができ
る。ここで、放熱器２６の導光板２３に対向する面に光
反射機能を持たせるためには、めっきを施したり、白色
塗料を塗装したりすればよく、また放熱器２６が金属で
ある場合には鏡面研磨を施してもよい。

【００２８】また、上記実施例では、バックライト光源
２４を２つ使用し、長方形の導光板２３の両端から照射
しているが、片側だけにバックライト光源を配置する場
合にも、本発明を適用することができる。すなわち、上
記実施例ではバックライト光源２４が両端にあったた
め、放熱器２６と導光板２３（または光反射シート２
５）との隙間ｂが中央付近で最小となるよう放熱器２６
を形成したが、片側だけにバックライト光源が設けられ
ている場合には、その反対側で隙間ｂが最小になるよう
放熱器を湾曲させればよい。つまり、導光板及びバック
ライト光源の相対的な配置に関わらず、バックライト光
源で発生した熱が到達しにくい部位において、隙間ｂが
小さくなるように放熱器２６を形成すればよいのであ
る。

【００２９】さらにまた、上記実施例では、ＳＴＮ液晶
１３を使用した液晶表示装置に対して本発明を適用した
が、ＳＴＮ液晶１３に限らず、反強誘電性液晶等のスメ
クチック液晶を使用した液晶表示装置に対して本発明を
適用した場合にも、表示むらを防止するという効果を奏
する。

【００３０】なお本発明は、温度上昇の抑制と温度むら
の緩和とが可能であるため、車両、航空機、船舶等の温
度条件の厳しい移動体において使用する場合や、また、
ＯＮ・ＯＦＦの切り替えにより光を透過・遮断する液晶
シャッターを備えた各種液晶表示装置に用いた場合にも
有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明に係る液晶表示装置の一実施例の
全体的構成を表す断面図である。（ｂ）図１（ａ）のバックライト光源近傍を詳細に表す
図である。

【図２】本発明に係る液晶表示装置の一実施例のバック
ライトユニットの全体的構成を表す断面図、及び、該断
面図の横方向の温度分布と従来品の温度分布とを比較す
る図である。

【図３】従来の液晶表示装置の全体的構成を表す断面図
である。

【図４】従来の液晶表示装置のバックライトユニットを
表す断面図、及び、該断面図の横方向の温度分布を表す
図である。

【符号の説明】

１０…液晶パネル２３…導光板２４…バックラ
イト光源２６…放熱器ｂ…隙間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液晶パネルと、前記液晶パネルの側端に
配置されたバックライト光源と、前記液晶パネルの後面
に配置され、前記バックライト光源が発した光を前記液
晶パネルの後面に照射する導光板と、を備えた液晶表示装置において、前記導光板の後面を覆うように設けられ、前記バックラ
イト光源で発生した熱を吸収し雰囲気中に放散すると共
に、該熱を前記導光板にバックライト光源から離れるほ
ど多く与える放熱器を備えたことを特徴とする液晶表示
装置。
【請求項２】前記放熱器と前記導光板との間に隙間を
設け、該隙間が前記バックライト光源から離れるほど小
さくなるよう前記放熱器を形成したことを特徴とする請
求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】前記放熱器は、前記導光板に対向した面
に光反射機能を有したことを特徴とする請求項２に記載
の液晶表示装置。