JP5271649B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、エッジライト（サイドライト）方式のバックライト（以下、照明装置と呼ぶ場合もある）を備えた液晶表示装置に関する。

液晶パネルを備えた液晶表示装置を薄型化するために、液晶パネルの左右もしくは上下端部側から光を照射するエッジライト（サイドライト）方式のバックライト（照明装置）を用いる場合がある。この照明装置の光源として、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を用いたものが例えば特許文献１に知られている。

特許文献１には、液晶パネル背面の導光板の側面にＬＥＤを配列し、このＬＥＤを熱伝導性の高い光源固定部材で保持する構成、及び液晶パネル、導光板及び液晶パネルと導光板との間の光学シート（拡散シート）を、光源固定部材と結合されるプラスチックフレームにより保持する構成が記載されている。

特開２００６−１５６３２４公報（図３９〜図４２）

近年、液晶表示装置は大画面化（３０インチ以上）が進んでおり、かかる大画面の装置にＬＥＤ光源を用いたサイドライト型の照明装置を用いる場合、ＬＥＤ光源及び放熱部材の長さが大きくなる。例えば画面サイズが３２インチの装置の短辺側にＬＥＤ光源を配置する場合、ＬＥＤ光源及び放熱部材の長さは約４０ｃｍと大きくなるため、外部から加わる力や振動等によるＬＥＤ光源の位置ずれ（位置の変動）の影響が大きなり、光学的性能が劣化する。このため、ＬＥＤ光源を搭載した放熱部材と液晶パネル、導光板等を保持するフレームはネジ等により固定する必要がある。

特許文献１において、光学シートおよび液晶パネル等を保持するフレームは、プラスチックなどの樹脂で構成されており、一方、光源固定部材は、ＬＥＤ光源からの熱を伝導するために放熱部材は熱伝導率の高い金属で構成されている。金属部品と樹脂部品を例えばネジ等で固定した場合、両者は熱膨張率が異なるため、温度が上昇したときに膨張量の差によって、樹脂部品であるフレームにストレスが発生する。液晶表示装置をテレビジョン受像機として使用した場合は、1日に数回のＯＮ／ＯＦＦを繰り返して使用することになり、その都度放熱部材とフレームは温度の上昇下降を繰り返すことになる。すなわち、樹脂製のフレームにストレスが繰り返し加わることとなり、フレームにクラックが発生したり、またストレスを緩和させようと樹脂製のフレームに反りが生じ、隣接する光学シートに力が加わり輝度ムラが発生したりするという問題がある。

本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、液晶表示装置の信頼性を向上させるのに好適な技術を提供するものである。

本発明に係る液晶表示装置は、液晶パネルの端部側から中央部へ向けて光を照射するために、前記液晶パネルの端部側に配置された光源と、前記光源が搭載される光源搭載基板と、前記光源搭載基板と熱伝導接着剤で接着され、前記光源の熱が前記光源搭載基板及び熱伝導接着剤を介して伝達される、金属製のランプホルダーと、前記液晶パネルの背面側に配置され、前記光源からの光を前記液晶パネルへ導くための導光板と、前記液晶パネルと前記導光板との間に配置された光学シートと、前記液晶パネルを保持するための金属製のパネルフレームと、を備え、
前記パネルフレームが、前記光学シートサポートを介して前記ランプホルダーに取り付けられ、前記ランプホルダーと前記光学シートサポートとの間に第１の低摩擦部材を介在させ、かつ、前記光学シートサポートと前記パネルフレームとの間に第２の低摩擦部材を介在させたたことを特徴とするものである。

上記本発明によれば、ランプホルダーと光学シートサポートにおいて熱膨張率の違う部材が使用されても、または光学シートサポートとパネルフレームにおいて熱膨張率の違う部材が使用されても、低摩擦部材により互いが摺動するため、光学シートフレームにストレスが発生しにくいため、長期間にわたって信頼性を確保することができる。よって、本発明によれば、信頼性の高い液晶表示装置を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明に係る実施形態について説明する。

図１は本発明の実施形態に係る液晶表示装置の斜視図である。かかる液晶表示装置１００は、液晶パネルモジュール１２０と、その周囲を囲う筐体であるフロントベゼル１１０、および液晶表示装置１００を自立させるためのスタンド１５０を備えている。ここで、説明上液晶パネルモジュール１２０の表示画面１２１を基準として上下左右及び前背面を定義する。つまり、液晶表示装置１００を観る使用者が表示画面１２１に正対したときに、手前側である表示画面１２１側を「前面」、奥側を「背面」とし、使用者に向かって液晶パネルモジュール１２０の水平方向右側を「右」、左側を「左」と定義する。また、使用者に向かって液晶パネルモジュール１２０の垂直方向上側を「上」、下側を「下」と定義する。液晶パネルモジュール１２０の背面側にはバックカバー（図示せず）が配置されている。

図２、図３は、それぞれ液晶パネルモジュール１２０の正面図、斜視分解図である。

液晶パネルモジュール１２０は、図３に示されるように、前面側からパネルフレーム２、液晶パネル１、低摩擦部材ａ３、光学シートサポート１１、低摩擦部材ｂ５、光源部２０、光学シート群１２、導光板１３、反射シート１４、裏面カバー１５から構成されている。ここで、光学シートサポート１１から背面カバー１５まで照明装置１０とし、パネルフレーム４などは、図２に示されるように、ネジ４ｂにより、光源部２０に固定されるようになっている。それぞれの部品の詳細は後述する。

図４は図２のＸ−Ｘ断面図である。光源部２０は光源２１、光源搭載基板２２、熱伝導接着材２３、ランプホルダー２４から構成されている。

次に各構成要素の機能と配置について説明する。

光源２１は、本実施例においては、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、例えば赤、青、緑のＬＥＤの組を液晶パネル１の左右両端部において上下方向に複数配列し、エッジライト方式のバックライト、すなわち照明装置を構成している。光源２１からの光は、液晶パネル１上に映像を表示するために。液晶パネル１の左右端部から中央側へ向けて、液晶パネル１の水平方向（左右方向）に放出される。光源２１としてのＬＥＤは白色ＬＥＤでもよく、また２つの異なる色（例えば黄色、青）で白色光を放出する構成であってもよい。尚、図４では、液晶パネル１の一方側の断面しか示していないが、他方側の断面も対称な構成となっている。また、本実施例では、光源２１を液晶パネル１の左右両端部に配置した例を示しているが、左右端部の一方のみに配置したものでも本発明を適用できる。また、上下端部の両方または一方に光源部１３０を配置した構成の照明装置にも同様に適用できる。

光源搭載基板２２は、光源２１であるＬＥＤが搭載されており、当該ＬＥＤに電力を供給する機能を有する。光源２１は光源搭載基板２２の搭載面上に上下方向一列に複数個配置され、光が導光板１３の側面に光に当たるように配置される。光源搭載基板２２は、当該光源搭載基板２２を保持するための金属製のランプホルダー２４（例えばアルミニウム製）に、熱伝導接着材２３（例えば熱伝導性接着剤や銀ペースト等）で接着される。これにより光源２１からの熱は、光源搭載基板２２、熱伝導接着材２３を介してランプホルダー２４に伝達される。

導光板１３は、例えば表面にドットパターンや梨地面が成型された、アクリルやＰＣ（ポリカーボネート）等の光透過性に優れた透明樹脂からなり、側面からの入射光を均一化し面光源として表示画面側（液晶パネル１方面）および反対面（反射シート１４方面）に出射する機能を有する。

反射シート１４は樹脂製のシート部材で、導光板１３の反対面（反射シート１４側）から出射した光を反射して導光板１３に戻す機能を有する。例えば、反射性の良い白色の樹脂で成型したものや、反射性の良い塗料で表面を塗装したものが用いられる。

光学シート群１２は、光学的シート（拡散シート、プリズムシート等）が複数枚厚手方向に重ねられて構成されていおり、導光板１３から表示画面側に出射した光を拡散してさらに均一化し、また輝度を向上させる機能を有する。

液晶パネル１は２枚の基板間に液晶を挟持した構成をしており、映像信号に応じて、画素を構成する液晶のＯＮ／ＯＦＦにより照明装置１０から出射した光の透過／遮断を制御するシャッターとしての機能を有する。

図４に示されるように、導光板１３、反射シート１４、光学シート群１２は、ランプホルダー２４、カバー１５と光学シートサポート１１により挟され、液晶パネル１は光学シートサポート１１、パネルフレーム２により挟持される。裏面カバー１５は、背面側から複数個のネジ４ａによりランプホルダー２４に固定され、光学シートサポート１１、パネルフレーム２は前面側から複数個のネジ４ｂによりランプホルダー２４に固定し取り付けられる。

裏面カバー１５は光源装置の裏面側からの保護と、部材保持の機能を有し、例えば薄型化のため金属製の板が用いられる。

光学シートサポート１１は、図２に示されるように枠形状をしており光学シート群１２の縁、および導光板１３の縁を保持する機能を有する。光学シート群１２の光学シートは薄く熱の影響を受けるとゆがみを生じやすくその結果輝度ムラ等と生じるため、光源２１の熱がランプホルダー２４を介して極力伝わらないように、光学シートサポート１１は樹脂により構成される。さらに、光学シートサポート１１は、導光板１３と光学シート群１２に隣接することから、光反射性が悪いと光が吸収され輝度の低下につながるため、例えば反射性の良い白色の樹脂で成型したものや反射性の良い塗料で表面を塗装したものが用いられる。

パネルフレーム２は液晶パネル１の縁を保持する機能を有し、例えば薄型化のため金属製の板が用いられる。

低摩擦部材ｂ５は、光学シートサポート１１とランプホルダー２４の間に挟みこまれ、また、低摩擦部材ａ３は光学シートサポート１１とパネルフレーム２の間に挟みこまれる。

以下、熱の伝播を説明しながら、低摩擦部材ａ３、低摩擦部材ｂ５の機能について説明する。

本実施例において、熱源は複数個配置された光源２１である。光源２１の熱の多くは光源搭載基板２２、熱伝導接着材２３を介してランプホルダー２４に伝わる。ランプホルダー２４の熱は金属製の裏面カバー１５に伝わり、裏面カバー１５に取り付けられた放熱部材（図示せず）等や裏面カバー１５自身により放熱される。

一方、光学シートサポート１１は、上記したように樹脂が用いられる。また、液晶表示装置１００または液晶パネルモジュール１２０の薄型化のため、光学シートサポート１１のランプホルダー２４への取り付け部の厚さｔは薄く設計されている。光源２１からの熱は、ランプホルダー２４を介して、光学シートサポート１１にも伝達されるが、光学シートサポート１１は熱伝導率が小さい樹脂のため、光学シート群１２や液晶パネル１に熱が伝わりにくい。

上記したように光学シートサポート１１は樹脂材料、隣接するランプホルダー２４は金属材料で構成されており、熱膨張率が異なる。具体的な例を挙げると、例えば、光学シートサポート１１をＰＣ（ポリカーボネート、熱膨張率７０［×１０^-6／℃］）、ランプホルダー２４をアルミニウム（熱膨張率２３［×１０^-6／℃］）とした場合の温度上昇は、光学シートサポート１１は約５５℃、ランプホルダー２４は約６０℃であった。画面サイズが３２インチの場合の膨張量は、光学シートサポート１１は約１．７ｍｍ、ランプホルダー２４は約０．６ｍｍである。

上記のように膨張量の異なる部材を複数箇所にてネジ４ｂで固定すると、樹脂製である光学シートサポート１１が、金属製のランプホルダ−２４より相対的に長くなろうとしてストレスが発生してしまう。

パネルフレーム２と結合される光学シートサポート１１についても同様な現象が生じる。例えば、光学シートサポート１１は上記したようにＰＣとし、パネルフレーム２を鋼板（熱膨張率１２［×１０^-6／℃］）とした場合の温度上昇は、光学シートサポート１１は上記したように約５５℃、パネルフレーム２は約５０度であった。画面サイズが３２インチの場合の膨張量は、光学シートサポート１１は約１．７ｍｍ、パネルフレーム２は約０．２ｍｍである。

上記のように膨張量の異なる部材を複数箇所にてネジ４ｂで固定すると、樹脂製である光学シートサポート１１が、金属製のパネルフレーム２より相対的に長くなろうとしてさらにストレスが発生してしまう。その結果として、例えば下記のようにクラックが発生したり、輝度むらが発生したりする。

液晶表示装置１をテレビジョン受像機として使用する場合は、ユーザーは１日に数回の電源ＯＮ／ＯＦＦを繰り返して使用する。すなわち、ＯＮにすると温度が上昇して光学シートサポート１１にストレスが発生し、ＯＦＦにすると温度が下がり元に戻る。このように、温度の上昇下降を繰り返し、その都度ストレスの発生を繰り返すことになり、長期間にわたって使用すると樹脂製の光学シートサポート１１にクラックが発生するという問題があった。

また、電源をＯＮにすると温度が上昇して光学シートサポート１１が相対的に伸びにストレスが発生し、そのストレスを緩和しようと光学シートサポート１１に反りが発生する。光学シートサポート１１は光学シート群１２を挟持しているため、反りによって光学シートに接触してストレスが加わると、輝度むらが発生するという問題があった。

かかる問題を解決すべく、本実施例は、光学シートサポート１１とランプホルダー２４の間に低摩擦部材ｂ５を配置し、及び／または光学シートサポート１１とパネルフレーム２の間に低摩擦部材ａ３を配置することにより、温度上昇による膨張量の差を、光学シートサポート１１の相対位置を変化させる（滑らす）ことによって、光学シートサポート１１の歪を緩和するようにしている。低摩擦部材ａ３、低摩擦部材ｂ５は、例えばフッ素樹脂で構成されたシート状部材、例えばテフロン（登録商標）シート等である。低摩擦部材ｂ５をランプホルダー２４と光学シートサポート１１との間に介在させる場合は、低摩擦部材ｂ５をランプホルダー２４または光学シートサポート１１のどちらか一方に接着しても良い。また、低摩擦部材ａ３をランプホルダー２４と光学シートサポート１１との間に介在させる場合は、低摩擦部材ａ３を光学シートサポート１１またはパネルフレーム２のどちらか一方に接着しても良い。低摩擦部材ａ３、ｂ５は、テフロン（登録商標）シート以外にも、例えば潤滑剤を含むシートやフィルムなどを使用することができる。

上記説明は、液晶パネルモジュール１２０の両短辺の片側について説明したが、他方についても同様である。

以上、上記した構成とすることにより、長期間使用した場合においても、光学シートサポート１１にストレスが発生しにくくなることによりクラックや輝度むらが発生することなく、長期間にわたって信頼性の高い液晶表示装置を実現できる。

本発明の実施形態に関する液晶表示装置の斜視図 液晶パネルモジュール１２０の正面図 液晶パネルモジュール１２０の斜視分解図 図２のＸ−Ｘ断面図

符号の説明

１ 液晶パネル
２ パネルフレーム
３ 低摩擦部材ａ
４ａ、４ｂ ネジ
５ 低摩擦部材ｂ
１０ 照明装置
１１ 光学シートサポート
１２ 光学シート群
１３ 導光板
１４ 反射シート
１５ 裏面カバー
２０ 光源部
２１ 光源
２２ 光源搭載基板
２３ 熱伝導接着剤
２４ ランプホルダー
１００ 液晶表示装置
１１０ フロントベゼル
１２０ 液晶パネルモジュール
１２１ 表示画面
１５０ スタンド

Claims (2)

1. 液晶パネルを備えた液晶表示装置において、
   前記液晶パネルの端部側から中央部へ向けて光を照射するために、前記液晶パネルの端部側に配置された光源と、
   前記光源が搭載される光源搭載基板と、
   前記光源搭載基板と熱伝導接着剤で接着され、前記光源の熱が前記光源搭載基板及び熱伝導接着剤を介して伝達される、金属製のランプホルダーと、
   前記液晶パネルの背面側に配置され、前記光源からの光を前記液晶パネルへ導くための導光板と、
   前記液晶パネルと前記導光板との間に配置された光学シートと、
   前記ランプホルダーに取り付けられ、前記光学シートを保持するための樹脂製の光学シートサポートと、
   前記液晶パネルを保持するための金属製のパネルフレームと、を備え、
   前記パネルフレームが、前記光学シートサポートを介して前記ランプホルダーに取り付けられ、
   前記ランプホルダーと前記光学シートサポートとの間に第１の低摩擦部材を介在させ、かつ、前記光学シートサポートと前記パネルフレームとの間に第２の低摩擦部材を介在させたことを特徴とする液晶表示装置。
2. 請求項１に記載の液晶表示装置において、前記低摩擦部材は、フッ素樹脂により構成されたシート状の部材であることを特徴とする液晶表示装置。

Images