JP2006208722A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 比較的表示面積の広い液晶表示装置において、光源である蛍光管をＬＥＤに置換することによるコストダウンと、ＬＥＤの放熱対策とを実現する。
【解決手段】 樹脂フレーム１２の床板１６の表面上に敷設されたアルミ放熱板１８から、樹脂フレーム１２の一辺の枠体１４ａに沿って設けられた光源設置スペースＳに、導光板２０の側端面と平行かつアルミ放熱板１８の材質よりも熱伝導率の高い金属で構成された壁４０が立設され、その壁面に、ＦＰＣ３４に実装された複数のＬＥＤ３６が密着固定される。そして、アルミ放熱板１８に、シールドカバー３０に形成された切起こし３０ａが、樹脂フレーム１４の床板１６の貫通孔１６ａを貫通して密着することにより、アルミ放熱板１８とシールドカバー３０との熱交換が可能となる。したがって、ＬＥＤ３６の熱は、液晶表示装置３２の外部へと放熱される。
【選択図】 図４

Description

本発明は、サイドライト方式の面状照明装置を備えた液晶表示装置の改良に関するものである。

今日の電子機器の表示手段等には液晶表示装置が広く用いられているが、この液晶表示装置は自発光型ではないことから、夜間や暗所での視認性を確保するための照明手段が必要となる。かかる照明手段として、従来から、面状照明装置が用いられている。
また、面状照明装置の一形態として、サイドライト方式の面状照明装置が広く用いられている。サイドライト方式の面状照明装置は、透光性を有する導光板と、該導光板の側端面に配置された蛍光管等の棒状光源を基本要素として構成されている（例えば、特許文献１）。そして、近年の傾向では、携帯情報端末等の小型の電子機器への応用例の増加から、駆動回路の簡略化を図ることが可能な点状光源を備える形式の面状照明装置が用いられている（例えば、特許文献２参照。）。

特開２００３−３３８２１４号公報（〔００１３〕〜〔００１７〕、〔００２２〕） 特開２００４−１８６００４号公報（〔請求項１〕、図２）

ところで、産業機械やカーナビゲーションシステム等、据置型の機器に用いられる、比較的表示面積の広い液晶表示装置の面状照明装置は、広範囲を高輝度に照らす必要があることから、一次光源には一般に蛍光管が用いられている。かかる液晶表示装置１０の構造例を図５に示す。
液晶表示装置１０は、枠体１４と枠体１４に周囲を囲まれた床板１６とを有する樹脂フレーム１２の、床板１６の表面に、図示しない反射シートと共にアルミ放熱板１８が敷設され、アルミ放熱板１８上に、樹脂フレーム１２の一辺の枠体１４ａに沿って一定幅の光源設置スペースが確保された状態で、導光板２０および図示しない光学シート類が重ねて設置され、該光源設置スペースには、導光板２０の側端部に沿うようにして蛍光管２２が配置されている。さらに、樹脂フレーム１２の枠体１４上に、液晶パネル２４が重ねられている。一方、樹脂フレーム１２の床板１６の裏面には、液晶パネル２４等を駆動するための回路基板２６が固定されている。そして、樹脂フレーム１２の液晶パネル２４側からは、液晶パネル２４のための開口２８ａが形成されたフェイスカバー２８が被せられ、回路基板２６側からは、回路基板２６の電磁遮蔽を確保するためのシールドカバー３０が各々被せられて、各部品が一体化された構造を有している。

この液晶表示装置１０においても、比較的表示面積の狭い液晶表示装置の面状照明装置と同様に、光源である蛍光管２２を対環境性と対衝撃性に優れたＬＥＤ（白色ＬＥＤ）に置換する場合、蛍光管２２と同等の光量をＬＥＤで得るために、ＬＥＤに投入する電流を増加させるか、若しくは多数のＬＥＤを用いる必要が生ずる。これらの構成は、何れも、ＬＥＤの消費電力の増大に伴うＬＥＤからの発熱量の増大を来たし、その結果、ＬＥＤの発光効率が大きく低下するというような、相反する問題を引き起こすこととなる。
したがって、比較的表示面積の広い液晶表示装置１０において、蛍光管２２からＬＥＤへの置換を実現するためには、液晶表示装置１０の全体構造を大幅に変更し、ＬＥＤの放熱対策を万全にすることが必要不可欠となっていた。このような、液晶表示装置１０の全体構造の変更に伴うコストアップは、光源を蛍光管からＬＥＤに置換すること自体によるコストダウン効果を打ち消し、場合によってはそれを上回ってしまう事態となった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、比較的表示面積の広い液晶表示装置において、サイドライト方式の面状照明装置に十分な照明能力を確保し、かつ、光源である蛍光管をＬＥＤに置換することによるコストダウンと、ＬＥＤの放熱対策とを実現することにある。

上記課題を解決するための、本発明に係る面状照明装置は、樹脂フレームを挟んで、液晶パネルおよびサイドライト方式の面状照明装置と、回路基板とが位置決めされ、かつ、前記樹脂フレームの液晶パネル側からフェイスカバーが、回路基板側からシールドカバーが各々被せられて、前記各部品が一体化された構造を有する液晶表示装置であって、前記樹脂フレームは枠体と枠体に周囲を囲まれた床板とを有し、該床板の表面には、アルミ放熱板が敷設され、該アルミ放熱板上に、前記樹脂フレームの一辺の枠体に沿って一定幅の光源設置スペースが確保された状態で、面状照明装置の導光板が重ねて設置され、さらに、前記樹脂フレームの枠体上に液晶パネルが重ねられており、また、前記床板の裏面には回路基板が固定されており、前記アルミ放熱板の前記光源設置スペースに面する部位に、前記導光板の側端面と平行かつアルミ放熱板の材質よりも熱伝導率の高い金属で構成された壁が、前記導光板の側端面に対し所定距離を空けて立設され、該壁の前記導光板側壁面に、ＦＰＣに実装された複数のＬＥＤが、前記導光板の側端面に対向配置された状態で、前記ＦＰＣを介して密着固定され、前記シールドカバーに、前記樹脂フレームの床板を貫通して、前記アルミ放熱板の前記光源設置スペースに面する部位へと密着する切起こしが形成され、前記樹脂フレームの床板に、前記シールドカバーに形成された切起こしが貫通する、貫通孔が形成されていることを特徴とするものである。

本発明によれば、樹脂フレームを挟んで、液晶パネルおよびサイドライト方式の面状照明装置と、回路基板とが位置決めされ、かつ、前記樹脂フレームの液晶パネル側からフェイスカバーが、回路基板側からシールドカバーが各々被せられて、前記各部品が一体化された構造を有する液晶表示装置の、樹脂フレームの床板表面状に敷設されたアルミ放熱板から、樹脂フレームの一辺の枠体に沿って設けられた一定幅の光源設置スペースに、導光板の側端面と平行かつアルミ放熱板の材質よりも熱伝導率の高い金属で構成された壁が、前記導光板の側端面に対し所定距離を空けて立設され、該壁の前記導光板側壁面に、ＦＰＣに実装された複数のＬＥＤが、導光板の側端面に対向配置された状態で、ＦＰＣを介して密着固定されることで、導光板は、ＬＥＤによって照らされることとなる。また、光源設置スペースには、壁によってＬＥＤの支持手段が構成され、かつ、ＬＥＤの熱は壁へと伝達されることから、壁は、ＬＥＤの放熱手段としても機能する。しかも、シールドカバーに形成された切起こしが、樹脂フレームの床板の貫通孔を貫通して、壁が固定されたアルミ放熱板と密着することにより、アルミ放熱板とシールドカバーとが物理的に接触し、壁、アルミ放熱板、シールドカバー間の熱交換が可能となる。したがって、ＬＥＤの熱は、壁、アルミ放熱板、切起こし、シールドカバーの各部を介して、液晶表示装置の外部へと放熱され、ＬＥＤの冷却が行われる。
しかも、壁はアルミ放熱板の材質よりも熱伝導率の高い金属で構成されていることから、壁を介したＬＥＤの冷却効果はより一層高められる。
また、樹脂フレームの床板に形成された貫通孔から、光源設置スペースに篭もるＬＥＤの熱が排出されることによっても、ＬＥＤの冷却効果が得られる。

なお、本発明においては、前記アルミ放熱板の前記光源設置スペースに面する部位に固定された壁は、前記アルミ放熱板よりも肉厚の角柱部材により構成されていることが望ましい。
この構成によれば、壁の持つ高い熱伝導率によって、ＬＥＤの熱を十分に壁に吸収し、ＬＥＤの冷却を効率的に行うことが可能となる。また、アルミ放熱板に対する壁の固定手法としても、接着のみならず、角柱部材の肉厚を利用してねじ止めを行うことも可能となる。

本発明はこのように構成したので、比較的表示面積の広い液晶表示装置において、サイドライト方式の面状照明装置に求められる照明能力を確保しつつ、光源である蛍光管をＬＥＤに置換することによるコストダウンと、ＬＥＤの放熱対策とを実現することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。ここで、従来技術と同一部分、若しくは相当する部分については同一の符号を付している。
まず、本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示装置３２について説明する。この液晶表示装置３２は、図１から図３に示すように、枠体１４と枠体１４に周囲を囲まれた床板１６とを有する樹脂フレーム１２の、床板１６の表面に、図示しない反射シートと共に、アルミ放熱板１８が敷設され、アルミ放熱板１８上に、樹脂フレーム１２の一辺の枠体１４ａに沿って一定幅（図５の蛍光管２２を設置することが可能な幅）の光源設置スペースＳが確保された状態で、導光板２０および図示しない光学シート類が重ねて設置されている。また、光源設置スペースＳには、プリント回路基板であるＦＰＣ３４に実装された複数のＬＥＤ３６が、導光板２０の側端面に対向配置されている。
具体的には、アルミ放熱板１８の光源設置スペースＳに面する部位には、導光板２０の側端面と平行な壁１８ａが、導光板２０の側端面に対し所定距離（ＦＰＣ３４およびＬＥＤ３６を配置することが可能な距離）を空けて立設され、壁１８ａの導光板側壁面に、ＦＰＣ３４が接着固定されることにより、複数のＬＥＤ３６が導光板２０の側端面に対向配置された状態で固定されている。なお、光源設置スペースＳに立設された壁１８ａは、アルミ放熱板１８の端部が壁状に起立してなるものである。

さらに、樹脂フレーム１２の枠体１４上には、液晶パネル２４が重ねられている。一方、樹脂フレーム１２の床板１６の裏面には、液晶パネル２４等を駆動するための回路基板２６が固定されている。そして、樹脂フレーム１２の液晶パネル２４側からは、液晶パネル２４のための開口２８ａが形成されたフェイスカバー２８が被せられ、回路基板２６側からは、回路基板２６の電磁遮蔽を確保するためのシールドカバー３０が各々被せられて、各部品が一体化された構造を有している。なお、フェイスカバー２８、シールドカバー３０のうち、少なくともシールドカバー３０は板金部品である。
また、シールドカバー３０には、切起こし３０ａが形成されている。切起こし３０ａは、樹脂フレーム１４の床板１６を貫通して、アルミ放熱板１８の光源設置スペースに面する部位に形成された壁１８ａの、ＦＰＣ３４が接着された面とは反対側の面へと密着するものである。そして、樹脂フレーム１４の床板１６には、シールドカバー３０の切起こし３０ａが貫通する、貫通孔１６ａが形成されている。なお、壁１８ａと切起こし３０ａとは、単に圧接された状態でも良く、熱伝導性を有する接着剤により接着固定されても良い。

ところで、上記構造における光源設置スペースＳは、図５に示す従来例では、蛍光管２２が配置されていたスペースであり、比較的大きな設置容積が必要となる蛍光管２２を削除したことにより生じるスペースを、ＬＥＤ３６を設置するために有効利用したものである。また、導光板２０、液晶パネル２４、回路基板２６、フェイスカバー２８は、図５に示す従来例と同一形状となっている。一方、樹脂フレーム１２、アルミ放熱板１８、シールドカバー３０についても、従来形状に、夫々、貫通孔１６ａ、壁１８ａ、切起こし３０ａを加えたのみであり、従来部品の金型に若干の変更を加えることによって、必要な形状を成形することが可能となる。

上記構成を有する本発明の第１の実施の形態によれば、次のような作用効果を得ることが可能となる。まず、樹脂フレーム１２の床板１６の表面上に敷設されたアルミ放熱板１８から、樹脂フレーム１２の一辺の枠体１４ａに沿って設けられた、一定幅の光源設置スペースＳに、導光板２０の側端面と平行な壁１８ａが、導光板２０の側端面に対し所定距離を空けて立設され、壁１８ａの導光板側の壁面に、ＦＰＣ３４に実装された複数のＬＥＤ３６が、導光板２０の側端面に対向配置された状態で、ＦＰＣ３４を介して密着固定されることで、導光板２０は、ＬＥＤ３６によって照らされることとなる。また、光源設置スペースＳには、壁１８ａによってＬＥＤ３６の支持手段が構成され、かつ、ＬＥＤ３６の熱は壁１８ａへと伝達されることから、壁１８ａは、ＬＥＤ３６の放熱手段としても機能する。
しかも、この壁１８ａには、シールドカバー３０に形成された切起こし３０ａが、樹脂フレーム１４の床板１６の貫通孔１６ａを貫通して密着することにより、アルミ放熱板１８とシールドカバー３０とが物理的に接触し、アルミ放熱板１８とシールドカバー３０との熱交換が可能となる。したがって、ＬＥＤ３６の熱は、壁１８ａ、アルミ放熱板１８、切起こし３０ａ、シールドカバー３０の各部を介して、液晶表示装置３２の外部へと放熱され、ＬＥＤ３６の冷却が効率的に行われることとなる。このように、本発明の第１の実施の形態によれば、シールドカバー３０を積極的に活用して、ＬＥＤ３６の冷却を行うことが可能となる。

また、樹脂フレーム１２の床板１６に形成された貫通孔１６ａから、光源設置スペースＳに篭もるＬＥＤ３６の熱が排出されることによっても、ＬＥＤ３６の冷却効果が得られる。
さらに、本発明の第１の実施の形態では、アルミ放熱板１８の、光源設置スペースＳに立設された壁１８ａは、アルミ放熱板１８の端部が壁状に起立してなるものであることから、壁１８ａはアルミ放熱板１８と一体をなしている。したがって、ＬＥＤ３６の熱は、壁１８ａからアルミ放熱板１８へと円滑に熱伝達され、さらに、切起こし３０ａ、シールドカバー３０の各部を介して、液晶表示装置３２の外部へと放熱されることとなる。
シミュレーション計算例では、上記冷却効果によって、ＬＥＤ３６のジャンクション温度が２．７℃低下したことが確認されている。

続いて、図４を参照しながら、本発明の第２の実施の形態に係る液晶表示装置３８について説明する。ここで、本発明の第１の実施の形態と同一部分、若しくは相当する部分については同一の符号を付し、詳しい説明を省略する。

本発明の第２の実施の形態に係る液晶表示装置３８の、第１の実施の形態に係る液晶表示装置３２との相違部分は、アルミ放熱板１８の光源設置スペースＳに面する部位に、導光板２０の側端面と平行かつアルミ放熱板１８の材質よりも熱伝導率の高い金属（例えば銅）で構成された壁４０が、導光板２０の側端面に対し所定距離を空けて固定されている点にある。したがって、複数のＬＥＤ３６が実装されたＦＰＣ３４は、壁４０の導光板側壁面に固定されている。
また、シールドカバー３０に形成された切起こし３０ｂは、図４に示すように、シールドカバー３０の本体部分から一度直角に折り曲げられた後、再度、アルミ放熱板１８の裏面と平行に折り曲げられた形状を有しており、切起こし３０ｂとアルミ放熱板１８とは、アルミ放熱板１８の裏面において密着している。

ここで、壁４０はアルミ放熱板１８よりも肉厚の角柱部材により構成されていることから、アルミ放熱板１８に対する壁４０の固定手法は、接着のみならず、角柱部材である壁４０の肉厚を利用して、ねじ止めを行うことも可能となる。さらに、壁４０、アルミ放熱板１８、切起こし３０ｂの全てを、ねじによって固定すること可能となる。
なお、シールドカバー３０の切起し３０ｂは、図３の例と同様に、壁４０のＦＰＣ３４が接着された面とは反対側の面へと密着するように、一度だけ折り曲げられた形状とすることも可能である。

上記構成を有する本発明の第２の実施の形態によれば、樹脂フレーム１２の一辺の枠体１４ａに沿って設けられた、一定幅の光源設置スペースＳに、導光板２０の側端面と平行かつアルミ放熱板１８の材質よりも熱伝導率の高い金属で構成された壁４０が、導光板２０の側端面に対し所定距離を空けて立設され、壁４０の導光板側壁面に、ＦＰＣ３４に実装された複数のＬＥＤ３６が、導光板２０の側端面に対向配置された状態で、ＦＰＣ３４を介して密着固定されることで、導光板２０は、ＬＥＤ３６によって照らされることとなる。また、光源設置スペースＳには、壁４０によってＬＥＤ３６の支持手段が構成され、かつ、ＬＥＤ３６の熱は壁４０へと伝達されることから、壁４０は、ＬＥＤ３６の放熱手段としても機能する。
しかも、シールドカバー３０に形成された切起こし３０ｂが、樹脂フレーム１２の床板１６の貫通孔を貫通して、壁４０が固定されたアルミ放熱板１８と密着することにより、アルミ放熱板１８とシールドカバー３０とが物理的に接触し、壁４０、アルミ放熱板１８、シールドカバー１２間の熱交換が可能となる。したがって、ＬＥＤ３６の熱は、壁４０、アルミ放熱板１６、切起こし３０ｂ、シールドカバー３０の各部を介して、液晶表示装置３８の外部へと放熱され、ＬＥＤ３６の冷却が行われる。

なお、本発明の第２の実施の形態においては、アルミ放熱板１８の光源設置スペースＳに面する部位に固定された壁４０は、アルミ放熱板１８よりも肉厚の角柱部材により構成されていることから、壁４０の持つ高い熱伝導率によって、ＬＥＤ３６の熱を十分に壁に吸収し、ＬＥＤ３６の冷却を効率的に行うことが可能となる。なお、シミュレーション計算例では、上記冷却効果によって、ＬＥＤ３６のジャンクション温度が４．０℃低下したことが確認されている。
また、アルミ放熱板１８に対する壁４０の固定手法としても、接着のみならず、角柱部材の肉厚を利用してねじ止めを行うことも可能となる。特に、壁４０、アルミ放熱板１８、切起こし３０ｂの全てを一体にねじ止めすることで、さらなる放熱性の向上が図られることとなる。
その他、本発明の第１の実施の形態と同一の作用効果については、説明を省略する。

本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示装置の分解図である。 図１に示す液晶表示装置からフェイスカバーおよび液晶パネルを除去した状態を示す平面図である。 図２のＡ−Ａ線における断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る液晶表示装置の断面図であり、本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示装置の図３に相当する部分を、断面図示したものである。 従来の液晶表示装置の分解図である。

符号の説明

１２：樹脂フレーム、１４：枠体、１４ａ：一辺の枠体、１６：床板、１６ａ：貫通孔、１８：アルミ放熱板、１８ａ：壁、２０：導光板、２４：液晶パネル、２６：回路基板、２８：フェイスカバー、２８ａ：開口、３０：シールドカバー、３０ａ：切起こし、３２、３８：液晶表示装置、３４：ＦＰＣ、３６：ＬＥＤ、Ｓ：光源設置スペース

Claims (2)

1. 樹脂フレームを挟んで、液晶パネルおよびサイドライト方式の面状照明装置と、回路基板とが位置決めされ、かつ、前記樹脂フレームの液晶パネル側からフェイスカバーが、回路基板側からシールドカバーが各々被せられて、前記各部品が一体化された構造を有する液晶表示装置であって、
   前記樹脂フレームは枠体と枠体に周囲を囲まれた床板とを有し、該床板の表面には、アルミ放熱板が敷設され、該アルミ放熱板上に、前記樹脂フレームの一辺の枠体に沿って一定幅の光源設置スペースが確保された状態で、面状照明装置の導光板が重ねて設置され、さらに、前記樹脂フレームの枠体上に液晶パネルが重ねられており、また、前記床板の裏面には回路基板が固定されており、
   前記アルミ放熱板の前記光源設置スペースに面する部位に、前記導光板の側端面と平行かつアルミ放熱板の材質よりも熱伝導率の高い金属で構成された壁が、前記導光板の側端面に対し所定距離を空けて固定され、該壁の前記導光板側壁面に、ＦＰＣに実装された複数のＬＥＤが、前記導光板の側端面に対向配置された状態で、前記ＦＰＣを介して密着固定され、
   前記シールドカバーに、前記樹脂フレームの床板を貫通して、前記アルミ放熱板の前記光源設置スペースに面する部位へと密着する切起こしが形成され、
   前記樹脂フレームの床板に、前記シールドカバーに形成された切起こしが貫通する、貫通孔が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記アルミ放熱板の前記光源設置スペースに面する部位に固定された壁は、前記アルミ放熱板よりも肉厚の角柱部材により構成されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。