WO2014208368A1

WO2014208368A1 - 光源装置及び表示装置

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Publication number: WO2014208368A1
Application number: PCT/JP2014/065784
Authority: WO
Inventors: 出井　一哉
Original assignee: 堺ディスプレイプロダクト株式会社
Priority date: 2013-06-27
Filing date: 2014-06-13
Publication date: 2014-12-31
Also published as: US10031278B2; US20150378090A1

Abstract

　温度分布の偏差により、バックシャーシにネジレが発生する問題を防止できる光源装置及び表示装置を提供する。　一側面から入射される光を一面から出射させる導光板５と、導光板５の前記一側面側に配置された光源３１と、導光板５の他面と対向配置された底を有するバックシャーシ９とを備える光源装置において、導光板５と、バックシャーシ９の底との間に配置され、光源３１から発せられる熱を吸収する熱吸収板部６に、導光板５から入射される光を導光板５に反射する反射膜６１を形成することにより、熱吸収板部６が光源３１から発生する熱を吸収すると共に、反射シートの役割をなす。

Description

光源装置及び表示装置

　本発明は、一側面から入射される光を一面から出射させる導光板と、該導光板の前記一側面側に配置された光源と、その一面が前記導光板の他面と対向しており、前記導光板及び光源を収容する収容体とを備える光源装置及び表示装置に関する。

　液晶パネルの側面側の光源から光を照射するいわゆるエッジライトの場合には液晶パネルの裏面側に、前記光源からの光を液晶パネルに導く導光板及び反射シートを備えており、これら光源、導光板及び反射シートは、いわゆるバックシャーシに収容されている。

　一方、特許文献１においては、反射シートを筐体状に加工するにおける加工性を高めるため、金属薄板と、充分な反射特性を持つ多孔膜との複合反射材料を用いて、反射シートを筐体状に加工することについて開示されている。

特開２００９－２０２５３２号公報

　ところが、前記バックシャーシは、異なる材質の複数の部材の組合せからなる分割構造である場合がある。このような分割構造のバックシャーシにおいては、構成部材間の熱伝導度差があるうえに、そもそも分離されている構成部材の組み立てであることから、構成部材間の熱伝導が起き難い。

　このため、作動中に、光源から熱が発生した場合、発生した熱は、バックシャーシの各構成部材に均一に伝導され難い。この結果、バックシャーシの全体における温度分布に偏差が生じ、このような温度分布の偏差が所定温度以上である場合は、各構成部材における熱膨張量が大きくなり、バックシャーシにおいて、ネジレが生じる。

　このような温度分布の偏差は光学シートにも影響が及び、該光学シートにおいても、局所的に温度分布の偏差が発生し、これによって、光学シートにおいてもタワミが発生する。

　しかしながら、特許文献１の反射シートでは、温度分布の偏差によるこのような問題を考慮しておらず、解決出来ない。

　本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、一側面から入射される光を一面から出射させる導光板と、該導光板の前記一側面側に配置された光源と、その一面が前記導光板の他面と対向し、前記導光板及び光源を収容する収容体とを備える光源装置において、前記導光板と、前記収容体の一面の間に配置され、前記光源から発せられる熱を吸収する熱吸収板に、前記導光板から入射される光を該導光板に反射する反射膜を形成することにより、前記熱吸収板が、前記光源から発生する熱を吸収することで、該熱が局所的に集中して、上述したように、バックシャーシにネジレが発生するなどの問題を防止でき、また、前記反射膜が反射シートの役割をなすので、反射シートを省くことができ、より構成をコンパクト化できる光源装置及び表示装置を提供することにある。

　本発明に係る光源装置は、一側面から入射される光を一面から出射させる導光板と、該導光板の前記一側面側に配置された光源と、その一面が前記導光板の他面と対向しており、前記導光板及び光源を収容する収容体とを備える光源装置において、前記導光板と、前記収容体の一面との間に配置され、前記光源から発生する熱を吸収する熱吸収板を備え、該熱吸収板は、前記導光板側に、前記導光板から入射される光を該導光板に反射する反射膜を形成してあることを特徴とする。

　本発明にあっては、前記熱吸収板が、前記導光板と、前記収容体の一面との間に配置され、前記光源から発せられる熱を吸収して保つので、熱の局所的集中を防止し、前記反射膜が反射シートの役割をなし、前記導光板から入射される光を該導光板に反射する。

　本発明に係る光源装置は、前記熱吸収板は、前記収容体の前記一面以上の熱伝導度を有する、板状の高熱伝導部を有し、前記反射膜は、前記高熱伝導部に形成されていることを特徴とする。

　本発明にあっては、前記高熱伝導部は、前記収容体の前記一面の熱伝導以上の熱伝導度を有し、かつ板状であるので、前記収容体の前記一面からの熱の吸収、及び、前記収容体の前記一面への熱の伝導が容易である。

　本発明に係る光源装置は、前記反射膜は多孔質樹脂からなることを特徴とする。

　本発明にあっては、前記反射膜は多孔質樹脂からなり、前記導光板から入射される光を該導光板に反射する。

　本発明に係る光源装置は、前記高熱伝導部は、銅、アルミ又はグラファイトからなることを特徴とする。

　本発明にあっては、前記高熱伝導部は、銅、アルミ又はグラファイトのように熱伝導度が良い材料からなり、前記光源及び前記収容体の前記一面から熱を吸収して保ち、また、前記収容体の前記一面に熱を伝導して、熱の局所的集中を防止する。

　本発明に係る光源装置は、前記収容体は、前記光源が取り付けられる枠部材を含む、複数の部材からなることを特徴とする。

　本発明にあっては、前記収容体が、前記光源が取り付けられる枠部材を含む、複数の部材の組立によって構成されている。

　本発明に係る表示装置は、前述の発明の何れか一つに記載の光源装置と、該光源装置の前記導光板の前記一面側に設けられており、該導光板を介して入射される光を用いて画像を表示する表示パネルとを備えることを特徴とする。

　本発明にあっては、前記光源装置の導光板に入射される光は全反射しながら該導光板内を伝播し、均一な光が該導光板の一面から出射され、前記表示パネルは該導光板から出射される光を用いて画像を表示する。

　本発明によれば、前記熱吸収板が、前記光源から発生する熱を吸収することで、該熱が局所的に集中して、上述したように、バックシャーシにネジレが発生するなどの問題を防止でき、また、前記反射膜が反射シートの役割をなすので、反射シートを別途設ける必要がなくなり、より構成をコンパクト化できる。

本発明の実施の形態に係るテレビジョン受像機の外観を示す正面図である。図１のＡ―Ａ線に沿う横断面図である。本発明の実施の形態に係るテレビジョン受像機における、導光板、熱吸収板部及びバックシャーシの関係を説明する説明図である。本発明の実施の形態に係るテレビジョン受像機の熱吸収板部を説明する説明図である。

　以下に、本発明の実施の形態に係る光源装置及び表示装置を、いわゆる液晶表示パネルを備えるテレビジョン受像機に適用した場合を例として、図面に基づいて詳述する。

　図１は本発明の実施の形態に係るテレビジョン受像機の外観を示す正面図である。図中符号１００は、本発明の実施の形態に係るテレビジョン受像機を示す。以下、説明の便宜上、図面視テレビジョン受像機１００の左右方向を横方向、上下方向を縦方向といい、テレビジョン受像機１００の厚み方向を前後方向という。

　図２は図１のＡ―Ａ線に沿う横断面図である。本発明の実施の形態に係るテレビジョン受像機１００は、図１に示したように、表側の一面に映像を表示する矩形の液晶表示パネル２を備えている。また、液晶表示パネル２の裏側には、本発明に係る光源装置１が配置されている。

　光源装置１は、光源部３と、光学シート４と、導光板５と、熱吸収板部６とを備えている。

　光学シート４は一面が液晶表示パネル２の他面と対向するように配置されており、また、導光板５は一面が光学シート４の他面と対向するように配置され、更に熱吸収板部６は一面が導光板５の他面と対向するように配置されている。

　液晶表示パネル２より表側には、フロントカバー７が配置されている。フロントカバー７は、ユーザによって視認される液晶表示パネル２の一面の形状に倣う矩形の底を有する筒状をなしており、断面視Ｌ字状をなしている。また、フロントカバー７の前記底には矩形の表示窓７１が開口している。従って、ユーザは表示窓７１を介して液晶表示パネル２の前記一面に表示される画像を視認することができる。

　更に、フロントカバー７の前記底の縁から表示窓７１の縁までは所定の幅を有しており、換言すれば、フロントカバー７の前記底であって、表示窓７１を除く剰余部分は中空矩形の額縁部７２を形成している。液晶表示パネル２は、前記一面の周縁部が額縁部７２によって覆われている。

　額縁部７２の内側縁部の裏側には、該内側縁に沿って、パネル抑え部７３が液晶表示パネル２の厚み方向に突設されている。パネル抑え部７３は、液晶表示パネル２の周縁部と当接して液晶表示パネル２を抑える。すなわち、パネル抑え部７３は、液晶表示パネル２の周縁部を後述する光学材保持枠８に押し付けることにより、液晶表示パネル２を保持している。

　また、液晶表示パネル２は前記他面に偏光板（図示せず）を設けており、該偏光板を用いて入射される光をＰ波（水平偏向成分）とＳ波（垂直偏向成分）に分離し、Ｐ波だけが一面に向けて出て行き、Ｓ波は該偏光板に吸収されるように構成されている。液晶表示パネル２は、例えば電気泳動液晶パネルであっても良い。

　また、額縁部７２の外側縁部の裏側には、光学材保持枠８と当接するよう、所定の段差を持って当接面７４が形成されている。液晶表示パネル２、光学材保持枠８、光源装置１はフロントカバー７内に収容されている。

　液晶表示パネル２の前記他面側には、液晶表示パネル２の該他面の周縁部と当接して液晶表示パネル２を支持する光学材保持枠８が設けられている。上述したように、パネル抑え部７３が液晶表示パネル２の周縁部を光学材保持枠８側に押し付けており、液晶表示パネル２はパネル抑え部７３及び光学材保持枠８によって挟持されている。

　また、光学材保持枠８はフロントカバー７の前記底の形状に倣う矩形の底を有する筒状をなしており、断面視Ｌ字状をなしている。更に、光学材保持枠８の前記底には表示窓７１に倣う矩形の開口８１が形成されており、光学材保持枠８は、例えばプラスチックからなる。

　光学材保持枠８の前記底において、開口８１を除く剰余部分は、液晶表示パネル２の前記他面及びフロントカバー７の当接面７４と当接する当接部８２でおり、当接部８２は中空矩形をなしている。光源装置１は光学材保持枠８の内側に収容される。

　当接部８２の内側縁部の裏側には、光学シート４の周縁部と当接して光学シート４を抑え、光学シート４、導光板５及び熱吸収板部６を保持するシート抑え部８３が、縁に沿って、光学シート４の厚み方向に突設されている。すなわち、シート抑え部８３は、光学シート４の周縁部を後述するバックシャーシ９（収容体）に押し付けることにより、光学シート４、導光板５及び熱吸収板部６を保持している。

　光学シート４は、光源部３から発せられ、導光板５を介して入射される光に対して拡散、集光等を行ない、より均一な光を液晶表示パネル２に向けて出射させる、公知のものである。例えば、光学シート４は、２枚の拡散シートと、１枚のプリズムシートとからなり、該プリズムシートは２枚の拡散シートの間に介在している。

　前記２枚の拡散シートのうち導光板５側に配置された一の拡散シートは、導光板５を介して光源部３から入射される光を拡散させて前記プリズムシートに入射させる光学シートである。また、前記プリズムシートは、前記一の拡散シートを介して入射される光を集光して他の拡散シートに向けて出射させる光学シートである。前記プリズムシートを通過した光は、該プリズムシートに対して垂直に前記他の拡散シートへ入射される。

　液晶表示パネル２側に配置された前記他の拡散シートは、前記プリズムシートを介して入射される光を更に拡散させてより均一な輝度分布にして液晶表示パネル２に向けて出射させる光学シートである。

　光学シート４の他面側には、矩形の導光板５が配置されている。導光板５は、光源部３から発せられ、光源部３の付近の側面を介して入射される光を、光学シート４（液晶表示パネル２）に導く。例えば、導光板５は、光学シート４の他面と対向する一面に、光源部３から入射された光が液晶表示パネル２方向に進行するようにパターンが形成された出射面を有するように構成してもよい。これによって、導光板５は、光源部３から入射される光を平面光に変えて前記出射面を通じて光学シート４に均一に伝達することができる。

　また、導光板５は、例えば透明度の高いアクリル樹脂からなり、導光板５の他面側には、光源部３から発する熱を吸収し、その全体において、均一な熱分布を保つ熱吸収板部６が配置されている。また、熱吸収板部６は、光源部３から導光板５に入射される光のうち、導光板５の他面を介して熱吸収板部６に入射する光を乱反射させて導光板５の出射面から出射させる。

　テレビジョン受像機１００の横方向における、導光板５の一側面付近には、光源部３が設けられている。光源部３は、導光板５の前記一側面に対して対向配置された短冊状の基板３２と、基板３２の長手方向に沿って実装された複数の光源３１，３１,・・・３１とを有する。

　光源３１は、例えば、冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ：ＣｏｌｄＣａｔｈｏｄｅＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅＬａｍｐ）、外部電極蛍光ランプ（ＥＥＦＬ：ＥｘｔｅｒｎａｌＥｌｅｃｔｒｏｄｅＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔＬａｍｐ）、熱陰極管（ＨＣＦＬ：Ｈｏｔ　Ｃａｔｈｏｄｅ　Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ　Ｌａｍｐ）又は発光ダイオード（ＬＥＤ：ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）等である。

　一方、熱吸収板部６の他面側には、バックシャーシ９が配置されている。バックシャーシ９は、熱吸収板部６の形状に倣う矩形の底を有する筒状をなしており、該底の内側面に熱吸収板部６が載置されている。換言すれば、熱吸収板部６の他面と、バックシャーシ９の前記底の内側面とは当接するように配置されている。従って、熱吸収板部６は、導光板５と、バックシャーシ９の前記底との間に介在され、導光板５及びバックシャーシ９と接している。

　バックシャーシ９は複数の部材からなるいわゆる分割構造をなしている。バックシャーシ９は前記底の大部分を占める部分と、その他の剰余部分とからなる。すなわち、バックシャーシ９は、前記底の大部分を占める矩形の裏壁部材９２と、裏壁部材９２を除く剰余部分たる枠部材９１とを有している。枠部材９１は、バックシャーシ９の前記底における、裏壁部材９２を除く中空矩形部分と、前記底の縁から前記前後方向に延びる側面部分とからなり、フレーム状をなしている。

　光源部３の基板３２は、枠部材９１の前記側面部分の内側に取り付けられている。枠部材９１は、例えばアルミニウムからなり、裏壁部材９２は、例えば鉄からなる。

　上述したように、シート抑え部８３は、光学シート４の周縁部をバックシャーシ９に向けて押し付けており、これによって、光学シート４、導光板５及び熱吸収板部６がシート抑え部８３及びバックシャーシ９に挟持されている。

　図３は本発明の実施の形態に係るテレビジョン受像機１００における、導光板５、熱吸収板部６及びバックシャーシ９の関係を説明する説明図であり、図４は本発明の実施の形態に係るテレビジョン受像機１００の熱吸収板部６を説明する説明図である。

　熱吸収板部６は、上述したように、その一面が導光板５の他面と対向し、他面がバックシャーシ９の裏壁部材９２と対向するように配置されている。また、熱吸収板部６は、高い熱伝導度を有する、板状の高熱伝導部６２と、高熱伝導部６２の一面に形成され、入射する光を反射する反射膜６１とを備えている。より詳しくは、熱吸収板部６において、導光板５側には、反射膜６１が配置されており、バックシャーシ９の裏壁部材９２側には、高熱伝導部６２が配置されている。

　高熱伝導部６２は、例えば、銅、アルミ、グラファイトなどの材料からなり、光源部３から発する熱を吸収して熱伝導させ、自己（高熱伝導部６２）の全体において均一な熱分布を維持する。高熱伝導部６２は、銅からなる場合、厚みは０．３ｍｍであれば良く、アルミである場合は、０．５ｍｍであれば良く、グラファイトである場合は、０．４～１．０ｍｍであれば良い。

　このように、高熱伝導部６２は、バックシャーシ９の枠部材９１及び裏壁部材９２の熱伝導以上の熱伝導度を有しており、かつ板状であるので、枠部材９１及び裏壁部材９２からの熱の吸収、及び、枠部材９１及び裏壁部材９２への熱の伝導が容易となる。

　反射膜６１は、例えば、反射性の良い白色、ＰＥＴからなり、導光板５の他面を介して熱吸収板部６に入射する光を乱反射させる。反射膜６１、例えば、厚みが０．２ｍｍであり、複数のボイド６１１，６１１，・・・６１１を含む多孔質である。

　反射膜６１は、例えば、熱可塑性樹脂組成物と、ボイド形成剤とを用い、直接キャスト成形を行なうことにより、高熱伝導部６２の一面上に生成する。これによって、貼り合わせによって生成する場合より、反射膜６１が高熱伝導部６２から剥がれにくくなる。更に、高熱伝導部６２としてグラファイトが使用された場合は、反射膜６１の生成によって、高熱伝導部６２の縁、角における強度が向上される。

　これによって、熱吸収板部６の反射膜６１は、上述したように、導光板５の他面を介して熱吸収板部６に入射する光を乱反射させて、導光板５の前記出射面側に戻す反射シートの役割をすると共に、テレビジョン受像機１００の作動中に、光源部３から発する熱を吸収し、高熱伝導部６２の全体において、均一な熱分布を維持しながら、当接している枠部材９１を介して外側に放熱するヒートスプレッダの役割をなす。

　本発明の実施の形態に係るテレビジョン受像機１００は、以上のような構成を有することから、光源装置１（テレビジョン受像機１００）において上述したような問題が発生することを防止することができる。

　すなわち、本発明の実施の形態に係るテレビジョン受像機１００のように、バックシャーシ９が異なる材質の複数部材（枠部材９１及び裏壁部材９２）からなる分割構造である場合において、枠部材９１と、裏壁部材９２とにおいて、熱伝導度が相違する。

　一方、光源部３は枠部材９１に取り付けられており、テレビジョン受像機１００の作動中、光源部３からは熱が発生し、発生した熱は、枠部材９１に直接伝導される。しかし、熱伝導度の異なる他材質である上に、互いに分離されているので、枠部材９１から裏壁部材９２に伝導されにくく、バックシャーシ９の全体における温度分布に偏差が生じる。

　すなわち、枠部材９１からなるバックシャーシ９の周縁部が、裏壁部材９２からなる部分より温度が高くなる。また、このような温度分布の偏差が所定温度以上である場合は、枠部材９１及び裏壁部材９２における熱膨張量の差が大きくなり、バックシャーシ９（テレビジョン受像機１００）において、ネジレが生じる。

　このような温度分布の偏差は光学シート４にも影響を及ぼすので、光学シート４においても、周縁部と、中央部においての温度分布の偏差が発生する。これによって、前記周縁部及び中央部での熱膨張量が異なり、光学シート４においてもタワミが発生する。

　また、上述したように、バックシャーシ９にネジレが発生し、光学シート４にタワミが発生することにより、液晶表示パネル２には輝度のムラが現れて、使用者に違和感を与える。

　これに対して、本発明の実施の形態に係るテレビジョン受像機１００においては、熱吸収板部６の高熱伝導部６２が高い熱伝導度を有することから、光源部３から発する熱を吸収し、又は、枠部材９１からも熱を吸収して、自己の全体において、均一に分布させ、この状態を維持する。これによって、高熱伝導部６２付近の裏壁部材９２にも熱伝導されやすくなり、バックシャーシ９の枠部材９１及び裏壁部材９２の間における温度分布の偏差が軽減される。従って、バックシャーシ９のネジレを防ぐことができる。

　また、光学シート４においても、バックシャーシ９と同様に、光学シート４の周縁部及び中央部での温度分布の偏差を軽減でき、タワミの発生を防ぐことができる。

　更に、本発明の実施の形態に係るテレビジョン受像機１００は、熱吸収板部６の反射膜６１が反射シートの役割をなすので、反射シートを別途設ける必要がなく、構成が簡単になり、装置のコンパクト化及び部品点数低減を図ることができる。

　本発明に係る効果はこれに限るものでない。一般に、反射シートとしてはフレキシブルな材料が使用されるところ、フレキシブルな反射シートを使用し、かつ前記分割構造を有する場合、構成部分同士の境界（図３中、矢印にて表示）に段差が生じる。フレキシブルな反射シートは斯かる段差の影響を受け、導光板５をキズ付け、また導光板５の接触が不均一となり、輝度ムラを生じさせていた。

　しかし、本発明の実施の形態に係るテレビジョン受像機１００においては、高熱伝導部６２によって、反射膜６１（反射シート）が常に板状の形状を維持するので、このような問題を解決できる。

　なお、以上の記載においては、光源部３が、テレビジョン受像機１００の下部にのみ設けられた場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限るものでなく、テレビジョン受像機１００の前記縦横方向の何れか一箇所、又は複数箇所に設けた場合でも適用可能であることは言うまでもない。

　１　光源装置
　２　液晶表示パネル
　５　導光板
　６　熱吸収板部
　９　バックシャーシ（収容体）
　３１　光源
　６１　反射膜
　６２　高熱伝導部
　９１　枠部材
　９２　裏壁部材
　１００　テレビジョン受像機

Claims

　一側面から入射される光を一面から出射させる導光板と、該導光板の前記一側面側に配置された光源と、その一面が前記導光板の他面と対向しており、前記導光板及び光源を収容する収容体とを備える光源装置において、
　前記導光板と、前記収容体の一面との間に配置され、前記光源から発生する熱を吸収する熱吸収板を備え、
　該熱吸収板は、前記導光板側に、前記導光板から入射される光を該導光板に反射する反射膜を形成してあることを特徴とする光源装置。
　前記熱吸収板は、
　前記収容体の前記一面以上の熱伝導度を有する、板状の高熱伝導部を有し、
　前記反射膜は、前記高熱伝導部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
　前記反射膜は多孔質樹脂からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の光源装置。
　前記高熱伝導部は、銅、アルミ又はグラファイトからなることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の光源装置。
　前記収容体は、
　前記光源が取り付けられる枠部材を含む、複数の部材からなることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の光源装置。
　請求項１から５の何れかに記載の光源装置と、
　該光源装置の前記導光板の前記一面側に設けられており、該導光板を介して入射される光を用いて画像を表示する表示パネルと
　を備えることを特徴とする表示装置。