(57)【要約】【課題】  表示面の端部に光源を備えたエッジライト式の光源を備えた液晶表示装置に関し、光の取り出し効率を向上し、かつ光学部材の劣化を抑制することで、良好な光学特性を備えた液晶表示装置を提供する。【解決手段】  パネルフレームのＬＥＤ光源ブロックを配置した端部において、少なくともＬＥＤ光源ブロックから導光板・反射シートの少なくとも一部まで広がる凹み部を設け、さらに凹み部に、ＬＥＤ光源ブロックの端部から導光板・反射シートの少なくとも一部まで広がり、かつパネルフレームに固定された、反射断熱部材を設ける。【選択図】図３
2010072262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶パネル、およびその表示面の少なくとも一つの端部に設けられたＬＥＤ光源、前記ＬＥＤ光源を搭載したＬＥＤ光源ブロック、前記液晶パネルの背面側に設けられた前記ＬＥＤ光源からの光を前記液晶パネルに導く導光板、前記導光板の背面側に設けられた反射シート、前記ＬＥＤ光源ブロックを固定し前記導光板と前記反射シートを背面側から保持するパネルフレーム、を備えた液晶表示装置において、
前記パネルフレームの前記ＬＥＤ光源ブロックを配置した端部において、少なくとも前記ＬＥＤ光源ブロックから前記導光板・前記反射シートの少なくとも一部まで広がる凹み部を設け、さらに前記凹み部に前記ＬＥＤ光源ブロックの端部から前記導光板・前記反射シートの少なくとも一部まで広がり、かつ前記パネルフレームに固定された端部反射断熱部材を設けたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の液晶表示装置において、
前記端部反射断熱部材は、前記液晶パネルに対向する面に反射面が形成され、かつ前記パネルフレームに固定される側に断熱層が設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
請求項１記載の液晶表示装置において、
前記端部反射断熱部材は、前記反射シートと断熱部材の積層体で構成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
請求項１記載の液晶表示装置において、
前記端部反射断熱部材は、前記液晶パネルに対向する面に反射面が形成され、かつ前記パネルフレームに固定される側の少なくとも一部に中空部分が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
請求項１記載の液晶表示装置において、
前記端部反射断熱部材は、前記導光板及び前記反射シートと摺動可能な形態で接触していることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に表示面の端部に光源を備えたエッジライト方式の液晶表示装置に関し、光の取り出し効率を向上し、かつ光学部材の劣化を抑制することで、良好な光学特性を備えた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、液晶パネル面に形成された多数の画素の光透過性を制御することで画像を表示するものである。液晶パネル自体は発光せず、一般的に透過型とよばれる液晶表示装置は、バックライトと呼ばれる光源を備え、バックライトから発せられた光を液晶パネル背面側から面状に入射させる。
【０００３】
バックライトの形態としては、液晶パネル表示面の背面側に、多数の光源を分散させて配置する方式（以下直下方式と呼ぶ）と、液晶パネルの少なくとも一つの端部に光源を設ける方式（以下エッジライト方式と呼ぶ）が用いられている。
【０００４】
エッジライト方式は、光源を液晶パネルの端部に配置したことで、直下方式に比較して、液晶表示装置の薄型化に有利である。しかしながら、エッジライト方式では、多くの熱が発生する光源を端部に集中して配置するため、光源や導光板等の光学部品の光源付近の端部が高温となりやすい。これらが高温となることで、光源の寿命低下，液晶パネルの表示均一性低下，導光板の熱的劣化等、熱的要因による光学特性悪化が生じるため、それらを抑制するための冷却構造が必要となる。また、この冷却構造は、同時に、組立て容易であることが望ましく、かつ、光源からの光が効率的に導光板に入射して、液晶パネルに向かうこと、あるいは熱以外の要因による光学特性低下のような副作用を引き起こさないこと、が必要である。
【０００５】
エッジライト方式における冷却構造として、特許文献１において、冷陰極管を光源として用いた構造が示されている。本構造によれば、冷陰極管光源から発生した熱は、背面に設けられた熱伝導層によって拡散されて、端部における高温が緩和される効果が示されている。この時、冷陰極管の周囲には、同時に反射層が形成されており、本構造によれば、冷却を行いながら、冷陰極管から発せられた光は効率的に導光板に入射されるようになっている。
【０００６】
また、特許文献２においては、ＬＥＤ（発光ダイオード）をアレイ上に並べた光源をもちいた構造が示されている。本構造によれば、多数のＬＥＤを細長い基板上に配列したＬＥＤモジュールを、立体的に折り曲げられた金属Ｐ板上に配置する。ここで金属Ｐ板とは、金属の板金の上に絶縁層と配線の銅箔をプリントしたものであり、金属Ｐ板に光源の熱を拡散することで光源を冷却する。また金属Ｐ板の立体的に折り曲げられた部分には反射板を備えているため、ＬＥＤから発せられた光は、効率的に導光板に入射されるようになっている。
【０００７】
【特許文献１】特開平６−５１３０７号公報
【特許文献２】特開２００６−３１０２２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記二つの特許文献に示されているように、エッジライト方式の光源としては、冷陰極管、あるいはＬＥＤ（発光ダイオード）が一般的に用いられる。冷陰極管は比較的安価で高い光量を発することが可能であるため、テレビ，コンピュータ等の大型の液晶表示装置において主に用いられている。一方ＬＥＤは、小型実装が必要で光量をさほど必要としない、情報端末，携帯電話等の小型の液晶表示装置に主に用いられている。
【０００９】
しかしながら、近年はＬＥＤの発光効率が向上してきており、大型の液晶表示装置においてもエッジライト方式のＬＥＤ光源の適用が図られている。ＬＥＤを大型の液晶表示装置に適用することで、以下の利点がある。第一には、ＬＥＤの発光素子は冷陰極管に比較して小さいため、液晶表示装置の更なる薄型化が可能となる。第二に、ＬＥＤ光源は多数の発光素子が概略線状に並んだ光源であり、各発光素子単位、あるいは、複数の発光素子をまとめたユニット単位で光量の制御が可能となる。これにより、表示画像の条件に応じて光量を局所的に制御することで、消費電力の低減と、全体コントラスト比を向上することができる。第三に、ＬＥＤ光源として赤，緑，青の発光素子を組合わせることで、高い色再現性が得られる。
【００１０】
上記したように、エッジライト方式のＬＥＤ光源を用いることで、より薄型で良好な画像を出力できる大型の液晶表示装置が実現できる。
【００１１】
しかしながら、上記特許文献１，特許文献２で示した構造を用いて、エッジライト方式のＬＥＤ光源をもつ大型の液晶表示装置を実現するには、以下の問題点があった。
【００１２】
特許文献１で示された構造は、冷陰極管を用いるために、光源を取り囲むような反射層・熱伝導層が形成できるが、ＬＥＤ光源を用いた場合はこれが困難となる。すなわち、冷陰極管は光を発する管内部は非常に高温となっているため、発生した熱は主に放射伝熱によって、光源周囲の熱伝導層に広く伝熱し拡散することができるが、ＬＥＤ光源は固体素子発光でありその温度は冷陰極管の発光部より低く、放射伝熱が殆ど期待できないため、主に固体熱伝導によって熱を伝導しなければならない。
【００１３】
従って、特許文献１で記載された構造で冷陰極管をＬＥＤ光源に置き換えただけでは、ＬＥＤ光源の冷却は困難となる。また、仮にこの構造で、ＬＥＤ光源を何らかの形で反射層に固定させて、熱伝導層へ熱を拡散させることも考えられるが、この場合ＬＥＤ光源を固定した部分の反射層が熱抵抗となり、ＬＥＤ光源から熱伝導層への熱拡散が妨げられてしまうため、ＬＥＤ光源を効果的に冷却することができない。ＬＥＤ光源が高温となると、その信頼性・素子寿命が短くなるだけでなく、発光効率も低下するため、仮に信頼性の低下を許容しても消費電力の増大を招いてしまう。
【００１４】
さらには、表示画面サイズが大きくなると、同じ表示輝度を得るためには、ほぼ面積に比例した光量増加が必要であるにもかかわらず、エッジライト方式では端部に光源を搭載するため、概略線状であるＬＥＤ光源の配置領域は長さに比例してしか増加しない。このため、大型の液晶表示装置になると、ＬＥＤ素子をより高密度に実装するか、ＬＥＤ素子１個あたりの光量を増加させることが必要となり、いずれもＬＥＤ光源部分における発熱密度が増大する。従って、大型の液晶表示装置においては、ＬＥＤ光源部分がより高温となりやすくなる。
【００１５】
このため、特許文献１に示された構造では仮にＬＥＤ光源の信頼性低下、消費電力の増大を許容したとしても、熱伝導層に伝わった高温は、拡散する過程で導光板に伝わり、特に導光板の端部が高温となってしまう。導光板は一般的に光学特性の良好なアクリル樹脂に表面加工を施したものが用いられるが、端部が高温となることで樹脂が変質・軟化等によって劣化し、その結果導光板の光学特性が劣化してしまう。
【００１６】
特許文献２に記載の構造は、ＬＥＤ光源を想定したものであり、金属Ｐ板上に熱を拡散することでＬＥＤ光源の冷却を行うものである。この場合は、ＬＥＤ光源から金属Ｐ板には効率的に熱が伝わるが、液晶表示装置が大型化すると、上記特許文献１に関して記載したように光源の発熱密度が増加し、金属Ｐ板への熱拡散だけでは光源の冷却性能が不十分となる。その結果ＬＥＤ光源と金属Ｐ板が高温となってしまう。これにより特許文献１に記載の構造と同様に、光源の信頼性低下，消費電力の増大を招いてしまう。またさらには、高温となった金属Ｐ板によって、導光板端部が高温となってしまい、光学特性の劣化を引きおこす。
【００１７】
上記したように、特許文献１，特許文献２に記載の構造では、光源から発せられた光は、効率的に導光板に入射されるようになっているが、大型の液晶表示装置に適用する場合には、ＬＥＤ光源の冷却性能が不十分であり、光源の信頼性低下，消費電力の増大を招くだけでなく、さらには、導光板端部が高温となってしまい、熱による光学特性の劣化を引き起こす問題があった。
【００１８】
本発明の目的は、上記の従来の課題を解決し、光源から発せられた光を効率的に導光板に入射させると同時に、大型の液晶表示装置においても、ＬＥＤ光源を効果的に冷却し、熱による光学特性の劣化を抑制する、良好な光学特性を備えた液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的は、液晶パネル、およびその表示面の少なくとも一つの端部に設けられたＬＥＤ光源、前記ＬＥＤ光源を搭載したＬＥＤ光源ブロック、前記液晶パネルの背面側に設けられた前記ＬＥＤ光源からの光を前記液晶パネルに導く導光板、前記導光板の背面側に設けられた反射シート、前記ＬＥＤ光源ブロックを固定し前記導光板と前記反射シートを背面側から保持するパネルフレーム、を備えた液晶表示装置において、前記パネルフレームの前記ＬＥＤ光源ブロックを配置した端部において、少なくとも前記ＬＥＤ光源ブロックから前記導光板・前記反射シートの少なくとも一部まで広がる凹み部を設け、さらに前記凹み部に前記ＬＥＤ光源ブロックの端部から前記導光板・前記反射シートの少なくとも一部まで広がり、かつ前記パネルフレームに固定された端部反射断熱部材を設けたことにより達成される。
【００２０】
また上記目的は、前記端部反射断熱部材は、前記液晶パネルに対向する面に反射面が形成され、かつ前記パネルフレームに固定される側に断熱層が設けられていることにより達成される。
【００２１】
また上記目的は、前記端部反射断熱部材は、前記反射シートと断熱部材の積層体で構成されていることにより達成される。
【００２２】
また上記目的は、前記端部反射断熱部材は、前記液晶パネルに対向する面に反射面が形成され、かつ前記パネルフレームに固定される側の少なくとも一部に中空部分が形成されていることにより達成される。
【００２３】
また上記目的は、前記端部反射断熱部材は、前記導光板及び前記反射シートと摺動可能な形態で接触していることにより達成される。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、パネルフレームに、導光板と反射シートの少なくとも一部まで広がる凹み部を設け、さらに凹み部に、前記ＬＥＤ光源ブロックの端部から導光板・反射シートの少なくとも一部まで広がり、かつパネルフレームに固定された、端部反射断熱部材を設けることにより、大型の液晶表示装置においても、光源から発せられた光を効率的に導光板に入射させると同時に、ＬＥＤ光源を効果的に冷却し、熱による光学特性の劣化を抑制した、良好な光学特性を備えた液晶表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図１〜図４を参照して一実施の形態による液晶表示装置を説明する。  
【実施例１】
【００２６】
図１は、本実施の形態における液晶表示装置を表示面側から見た概略構成図である。  
図２は図１のＡ−Ａ′断面図である。  
本発明の範囲では、図１の縦方向を縦方向、横方向を横方向と定義する。また、図２の液晶パネル３側を前面側，背面外装パネル４側を背面側と定義する。
【００２７】
図１に示すように、液晶表示装置１を表示面側から見ると、前面外装パネル２の内側に液晶パネル３が見える。図２に示すように、液晶パネル３の背面側には光を液晶パネル背面に均一に導くために、導光板１１に代表される部材が積層されており、そのさらに背面には、それらの部材を背面から保持するためにパネルフレーム８が配置されている。光源を実装したＬＥＤ基板１０はＬＥＤ光源ブロック９に取り付けられ、さらにＬＥＤ光源ブロック９はパネルフレーム８に固定されている。パネルフレーム８のさらに背面には、必要に応じて電気回路基板５，６，７が配置される。さらにその背面には、背面外装パネル４が配置されており、前面外装パネル２と合わせて液晶表示装置１の筐体を形成している。
【００２８】
電気回路基板５，６，７は、例えばＬＥＤ光源に電流を供給するためのドライバー，液晶表示装置に入力された表示用信号を処理するための信号処理回路，商用電源から必要な電力をとりだすための電源回路基板、あるいはテレビのような表示装置の場合はチューナー回路基板であるが、特に限定されない。
【００２９】
光源であるＬＥＤ素子を実装したＬＥＤ基板１０は、横方向の両端部に配置されており、光源から発せられた光は、導光板１１の両端部から入射し、導光板１１の前面から液晶パネル３を透過して画像を形成する。
【００３０】
図３に、図２における端部の拡大図を示す。図を分かりやすくするために、前面外装パネル２，背面外装パネル４および、電気回路基板は図示されていない。  
液晶パネル３の背面には空間としてパネル隙間１４があり、さらにその背面には拡散シート１２，導光板１１，反射シート１３が配置され、パネルフレーム８により背面側から保持されている。パネル隙間１４は、導光板１１から液晶パネル３に入射する光の均一性をより高めるとともに、液晶パネル３が湾曲した時に拡散シート１２の表面を傷つけることを防止する効果がある。拡散シート１２は、導光板１１から液晶パネル３へ向かう光の均一性を高めるためのものであり、必要に応じて、視野角特性を改善するためのプリズムシート等もこの部分に積層される。反射シート１３は導光板に端部から入射した光が背面側に漏れさせず、効率的に液晶パネルに向かうように反射させるものである。反射シート１３は例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）や、ＰＣ（ポリカーボネート）のシートの一面に反射率を高めるために、アルミニウムを鏡面状に蒸着させたものや、白色顔料を塗布したものが用いられる。
【００３１】
液晶パネル３は、パネル押さえゴム３９を介して前面フレーム２５と導光板押さえ部材２６によって保持されている。パネル押さえゴム３９を介することで、液晶パネルにかかる力が緩和され、液晶パネルの破損が防止される効果がある。また、導光板押さえ部材２６は、前面側から拡散シート１２，導光板１１を押さえる役割があり、背面側のパネルフレーム８あるいは、端部反射断熱部材２０との間で挟み込むことで、拡散シート１２，導光板１１を保持する。
【００３２】
光源となるＬＥＤ素子３０は、ＬＥＤ基板１０の上に概略（図１における）縦方向に並ぶように多数配置される。また、ＬＥＤ素子３０の外側はＬＥＤレンズ３１で覆われている。ＬＥＤレンズ３１は、ＬＥＤ素子３０から発せされた光を効率的に導光板方向に取り出すために設けられており、例えばＬＥＤレンズ３１は屈折率の高く、耐熱性の高い透明シリコーン樹脂等で構成される。
【００３３】
ＬＥＤ素子３０を実装したＬＥＤ基板１０はＬＥＤ光源ブロック９に固定される。ＬＥＤ素子の発熱を効率的にＬＥＤ光源ブロック９に伝えるためには、ＬＥＤ基板１０とＬＥＤ光源ブロック９の間には熱伝導性のグリースやシートが挿入されて密着していることが望ましい。あるいははんだ付けされているとなお好適である。
【００３４】
パネルフレーム８は端部において、少なくともＬＥＤ光源ブロック９から導光板・反射シートの少なくとも一部と重なる位置まで横方向に広がるパネルフレーム凹み部８ａが設けられており、さらにパネルフレーム凹み部８ａにおいて、ＬＥＤ光源ブロック９が、パネルフレームに固定されている。ＬＥＤ光源ブロック９からパネルフレーム８へ熱を効率的に伝えるために、ＬＥＤ光源ブロックとパネルフレームの間には、熱伝導層２３が設けられている。熱伝導層２３は、例えば熱伝導性のグリースやシートであり、固定部分の平坦度ばらつきを吸収し接触熱抵抗を低減する役割がある。あるいは、熱伝導層２３として、ＬＥＤ光源ブロックとパネルフレームがはんだ付けされていても良い。
【００３５】
また、ＬＥＤ光源ブロック９はＬＥＤ基板１０の熱を効率的にパネルフレームに伝える必要があり、熱伝導率の高い材料、たとえばアルミニウム，銅などで構成されていることが望ましい。また、ＬＥＤ光源ブロック９の横方向の厚みは少なくともパネルフレーム８よりも厚いことが望ましい。これにより、ＬＥＤ光源ブロック内での熱伝導性をより高めるだけでなく、パネルフレームとの接触部である熱伝導層２３の面積を増大し、接触部での熱抵抗を低減できる。
【００３６】
また、加えて、ＬＥＤ光源ブロックの端部面９ａをパネルフレーム８に接触させることで、さらに効率的にパネルフレームに熱を伝えることが可能となるが、特に限定されない。
【００３７】
パネルフレーム８は、ＬＥＤ光源ブロック９から伝えられた熱を効果的にパネルフレーム面内に拡散するために、熱伝導率の高い材料であることが望ましい。またパネルフレーム８は、導光板等の部材を保持するための強度を備える必要がある。これらを満たす材料として、パネルフレームはアルミニウム、あるいはマグネシウム等で構成される。また、パネルフレーム８は端部で前面側に折り曲げられているが、これにより、強度を高めるとともに、ＬＥＤ光源ブロックからパネルフレームに伝えられた熱を端部でさらに拡散する効果がある。
【００３８】
なお、パネルフレーム８で拡散された熱は、背面外装パネル４に伝えられるか、あるいは必要に応じて背面外装パネル４とパネルフレーム８の間に冷却風を入気させることで、液晶表示装置外に放熱される。
【００３９】
さらに、パネルフレーム凹み部８ａには、ＬＥＤ光源ブロックの端部から導光板・反射シートの少なくとも一部まで広がる領域に端部反射断熱部材２０が設置されている。端部反射断熱部材２０は、その厚みがパネルフレーム凹み部８ａの凹み高さと概略一致するように構成されており、これにより、端部反射断熱部材は、端部において、導光板および反射シートを背面側から保持することができる。特に反射シートは厚みが薄いため、端部で保持しないと平面が維持できずたわんでしまい、端部において反射シートによる光の反射が妨げられる恐れがある。また、端部反射断熱部材２０は、前面側において光を反射する機能を備え、またその厚み方向に、熱伝導を抑制する機能を備えている。
【００４０】
端部反射断熱部材２０としては、前面側に反射面が形成されており、さらに反射面の背面は少なくともパネルフレーム８よりも熱伝導率の低い材料・部材で構成された断熱層であることが望ましい。これにより、端部反射断熱部材の光源の光が直接入射する前面側で光を反射し、かつパネルフレーム側から伝わる熱を背面側で効果的に断熱することができる。反射面は、前述の反射シートと同様にアルミニウムを鏡面状に蒸着させたり、白色顔料を塗布することで形成される。また断熱層は前述の反射シートと同様にＰＥＴあるいはＰＣ等の樹脂で形成されていれば断熱機能が得られる。
【００４１】
断熱層は内部に気泡を内包した発泡樹脂で形成されていると実効的な熱伝導率がさらに低下して断熱効果が高まり好適である。また、断熱層は、その厚み方向に熱伝導を抑制する機能を備えている必要があるが、面方向に関しては、必ずしも熱伝導を抑制する必要はなく、例えば、面方向より厚み方向の熱伝導率が低い熱伝導異方性を備えた材料で構成されていても良い。このような材料としては、例えば面方向に配向されたフィラーを含んだ樹脂複合材料が挙げられる。
【００４２】
また、端部反射断熱部材を反射シートと断熱部材の積層体としても良い。この場合は、端部反射断熱部材が反射シートと同じ反射特性を持つことができることに加え、反射シートと部材を共通化することで、安価に端部反射断熱部材を製作することができる。また反射層と独立に、断熱層の部材が選定できるため、より望ましい断熱機能を持った断熱層を形成することができる。
【００４３】
また端部反射断熱部材２０は、ＬＥＤ光源ブロック９に概略接する位置に配置され、かつ底面側がパネルフレーム８に固定されている。固定の方法としては、例えば両面テープで良い。
【００４４】
また、端部反射断熱部材はパネルフレームに固定されるともに、反射シート，導光板と摺動可能となっている。すなわち、端部反射断熱部材は、反射シート・導光板を背面側から保持するだけでその面内の移動を妨げないように構成されている。
【００４５】
また、パネルフレーム８のパネルフレーム凹み部８ａは、端部反射断熱部材２０を収容した上で、若干の隙間１５が形成されていることが望ましい。隙間１５が形成される程度にパネルフレーム凹み部８ａが広いことで、ＬＥＤ素子３０を搭載したＬＥＤ基板１０がパネルフレーム８に固定された後でも、これらを避けながら、容易に端部反射断熱部材２０をパネルフレームに固定し組立てることができる。
【００４６】
また、パネルフレーム８のパネルフレーム凹み部８ａにＬＥＤ光源ブロック９が配置されていることで、端部反射断熱部材２０をＬＥＤレンズよりもさらにＬＥＤ光源ブロックに近づけ、概略接する位置に配置することが可能となっている。導光板１１の端部への光の入射効率を考えると、ＬＥＤ素子３０およびＬＥＤレンズ３１は、表示面に垂直な方向に関して、導光板と概略同一位置にある必要がある。従って、仮にＬＥＤ光源ブロック９がパネルフレーム凹み部８ａに配置されていないと、ＬＥＤレンズ３１，ＬＥＤ基板１０とパネルフレーム８の間に隙間を確保することが困難であり、端部反射断熱部材２０をＬＥＤ光源ブロック９に近づけ、概略接する位置に配置することが出来ない。
【００４７】
また、導光板１１と反射シート１３の端部とＬＥＤレンズ３１に間には所定の隙間３２が設けられている。この隙間３２は、第一には、製作精度のばらつきや外的要因によって加わる衝撃によって、導光板と反射シートがＬＥＤレンズと接触しないようにするためのものである。一般的に部材が大型化すると絶対寸法精度を確保するのが困難となり、また、衝撃によって生じる変形量も大きくなることから、液晶表示装置が大型化すると、隙間３２の大きさも大きくする必要がある。
【００４８】
隙間３２を設ける第二の理由として、熱膨張がある。すなわち、前述の通り、パネルフレームは光源からの熱を効率的にパネルフレーム内に拡散するために、アルミニウム等の金属で形成されている。これに対し、導光板，反射シートはアクリル，ＰＥＴ、ないしＰＣ等の樹脂で形成されている。アルミニウム，アクリル，ＰＥＴ，ＰＣの温度によって膨張する割合（線膨張係数）は常温下でおおよそ図４の通りである。樹脂は成型条件によっても線膨張係数が変化するが、アクリル，ＰＥＴ，ＰＣ等の線膨張係数は、一般に金属よりも非常に大きい。
【００４９】
従って、液晶表示装置が動作することで部材の温度が上昇すると、全体的に部材は膨張するが、特に樹脂部材は相対的に大きく膨張することになる。液晶表示装置が大型化すると、この膨張が無視できなくなり、例えば、液晶表示装置の横幅が１.５ｍで、部材の温度が組立て時よりも４０℃上昇した状況を想定する。アルミの膨張は約１.４mmであるのに対し、樹脂（図４のアクリルを想定）の膨張は４.２mmとなり、両者の膨張には２.８mm程度の差が生じる。仮に導光板・反射シートが液晶表示装置の中央部で正確に位置決めされているとしても、左右の端部においては各々１.４mm程度の膨張量の差が生じることになる。
【００５０】
一方、ＬＥＤ光源が固定されたＬＥＤ光源ブロック９は、効率的に熱をパネルフレームに伝えるために、パネルフレームに固定されており、ＬＥＤ素子３０，ＬＥＤレンズ３１はパネルフレームの膨張に追随して変位する。従って、液晶表示装置が動作して内部が温度上昇すると熱膨張で、ＬＥＤレンズと導光板・反射シートの間の隙間３２は組立て時よりも減少してしまう。さらには、液晶表示装置が動作と停止を繰り返すと、導光板・反射シートとパネルフレームは熱膨張差によって摺動を繰り返すことになり、これによって、徐々にそれらの位置関係がずれていく恐れがある。
【００５１】
従って、隙間３２は、上記第一，第二の理由により、必要であるとともに、液晶表示装置が大型化に伴って大きくする必要がある。
【００５２】
以上のごとく、本実施の形態によれば、パネルフレームの端部において、ＬＥＤ光源ブロックから導光板・反射シートの少なくとも一部まで広がるパネルフレーム凹み部８ａを設け、ＬＥＤ光源ブロック９をパネルフレーム凹み部８ａに固定し、さらにパネルフレーム凹み部８ａに、ＬＥＤ光源ブロックの端部から前記導光板・前記反射シートの少なくとも一部まで広がり、かつ前記パネルフレームに固定された、端部反射断熱部材２０を設けることにより、ＬＥＤ素子が発する熱は、ＬＥＤ基板，ＬＥＤ光源ブロックを介して、パネルフレームに効果的に伝えられ、パネルフレーム内で拡散されることで、ＬＥＤ素子を効果的に冷却することができる。この際、パネルフレームのパネルフレーム凹み部８ａの特にＬＥＤ光源ブロックが固定された近傍は、ＬＥＤ光源ブロックから伝えられた熱により高温となるが、パネルフレームの凹み部と導光板・反射シートは端部反射断熱部材２０によって断熱されているため、導光板の端部温度が高温となることを抑制することができ、これにより、導光板端部の熱的な劣化を抑制することができる。
【００５３】
また、前記したように、特に液晶表示装置が大型化すると、導光板・反射シートとＬＥＤレンズの間の隙間３２が大きくなり、反射シートをＬＥＤレンズに近接することが困難となるが、端部反射断熱部材２０によって、ＬＥＤレンズ近傍においても、光を背面側に漏らすことなく反射させることが可能となり、光源からの光を効率的に導光板に入射させることができる。また特に、液晶表示装置内部の温度が上昇し、熱膨張によって導光板・反射シートとパネルフレームの相対的な位置関係が端部においてずれた場合によっても、端部反射断熱部材と反射シートが摺動することによって、常に背面側全体に反射面が形成され、光を背面側に漏らすことなく反射させることが可能となり、光源からの光を効率的に導光板に入射させることができる。また、端部反射断熱部材と反射シートは一部が重なりあっているため、仮に、液晶表示装置が動作と停止を繰り返す過程で、熱膨張差による摺動の結果、それらの位置関係が徐々にずれていっても、常に背面側全体に反射面が形成され、光を背面側に漏らすことなく反射させることが可能となり、光源からの光を効率的に導光板に入射させることができる。
【００５４】
特に、端部反射断熱部材が、液晶パネルに対向する面に反射面が形成されて、かつパネルフレームに固定される側に断熱層が設けられた部材とすることで、端部反射断熱部材の光源の光が直接入射する前面側で光を反射し、かつパネルフレーム側から伝わる熱を背面側で効果的に断熱することができる。
【００５５】
さらには、断熱層が内部に気泡を内包した発泡樹脂で形成されていると実効的な熱伝導率がさらに低下して断熱効果が高まり好適である。
【００５６】
また、特に端部反射断熱部材を反射シートと断熱部材の積層体とすることで、端部反射断熱部材が反射シートと同じ反射特性を持つことができるだけなく、反射特性の違いによる光むらを抑制することができる。また、反射シートと部材を共通化することで、安価に端部反射断熱部材を製作することができる。また反射層の形成の適否と無関係に、断熱層の部材選定ができるため、より望ましい断熱性を持った断熱層を形成することができる。
【００５７】
以上により、本実施の形態においては、光源から発せられた光を効率的に導光板に入射させると同時に、大型の液晶表示装置においても、ＬＥＤ光源を効果的に冷却し、熱による光学特性の劣化を抑制する、良好な光学特性を備えた液晶表示装置を提供することができる。
【００５８】
なお、本実施の形態では、ＬＥＤ光源は横方向端部に配置されているが、本発明の構造を用いて縦方向端部に配置することもできる。一般に液晶表示装置は横方向に長いため、同じ光量を得るために、同じ個数のＬＥＤ素子を配置しても、縦方向端部に配置する方がＬＥＤ素子の実装密度は低下するため、ＬＥＤ光源の温度を低下させることができる。あるいは、より大型の液晶表示装置においてＬＥＤ光源を冷却することができる。
【００５９】
また、縦方向端部と横方向端部の両方にＬＥＤ光源を配置して、本発明の構造を適用することも可能である。この場合は、ＬＥＤ素子の実装密度はより低下するため、さらにＬＥＤ光源の温度を低下させることができる。あるいは、より大型の液晶表示装置においてＬＥＤ光源を冷却することができる。
【実施例２】
【００６０】
次に、別の実施形態による液晶表示装置を説明する。  
図５は別の実施形態における液晶表示装置端部の断面模式図であり、図１〜図３に示した実施の形態における図３に相当するものである。図３と同様に、図を分かりやすくするために、前面外装パネル，背面外装パネルおよび、電気回路基板は図示されていない。
【００６１】
本実施の形態においては、ＬＥＤ光源ブロック９，端部反射断熱部材２０を除いて、図１〜図３に示した実施の形態と同じである。端部反射断熱部材２０は、その前面側に反射シート２０ｂを備え、背面側は一部が中空となった部材２０ａの積層体で構成されている。部材２０ａは、特に断熱性を高めるために、樹脂で構成されていることが望ましい。このような部材２０ａは例えば、樹脂成型によって容易に製作することができる。また、ＬＥＤ光源ブロック９はパネルフレーム８に固定される部分が、ＬＥＤ基板を取り付ける部分に比べ導光板の方向に向かって延長された、概略末広がり形状となっている。反射シート２０ｂは、導光板背面に配置されている反射シート１３と同一の部材で形成することによって、端部反射断熱部材が反射シートと同じ反射特性を持つことができることに加え、反射シートと部材を共通化し安価に端部反射断熱部材を製作することができるが、特に限定されず、例えば、部材２０ａの前面側に反射機能を備えた表面を形成しても良い。
【００６２】
本実施の形態をとることにより、図１〜図３で示した実施の形態に追加して、以下の効果がある。まず、端部反射断熱部材のパネルフレームに固定される側の少なくとも一部に中空部分が形成されていることで、中空部分の空気の低い熱伝導率によって高い断熱性を得ることができ、図１〜図３に示した実施の形態に比較して導光板の端部温度が高温となることをさらに抑制することができ、これにより、導光板端部の熱的な劣化をさらに抑制することができる。
【００６３】
また、第一の実施形態で示したように、断熱層を発泡樹脂で形成することによっても、実効的な熱伝導率を低下させることが、本実施の形態のように、部材の形状によって中空部分を形成した場合は、より高い断熱性が得られるだけでなく、発泡樹脂と異なり樹脂成型によって高い形状寸法精度を持った部材を作成することができ、かつ部材の剛性を発泡樹脂に比較して高くすることができる。その結果、端部において、導光板，反射シートをより確実に保持することができる。
【００６４】
さらには、図５に示すように、ＬＥＤ光源ブロックと端部反射断熱部材２０が概略接する位置において、部材２０ａの背面側を中空とすることで、ＬＥＤ光源ブロック９のパネルフレーム８に固定される部分を、導光板１１の方向に向かって延長することができる。これにより、パネルフレームとＬＥＤ光源ブロック９の固定部の面積を大きくすることができ、ＬＥＤ光源ブロック９とパネルフレーム８の間の熱抵抗を低減し、ＬＥＤ光源からの熱を効果的にパネルフレームに拡散させることができる。
【００６５】
次に、さらに別の実施形態による液晶表示装置を説明する。図６は本実施の形態における断面模式図であり、図１〜図３に示した実施の形態における図２の部分に相当するものである。
【００６６】
本実施の形態は図１〜図３に示した実施の形態と比較して、背面外装パネル４の形状が異なっている点を除いて概略同じである。電気回路基板５，６，７は、パネルフレーム凹み部８ａの内側（表示領域中央側）の概略中央部に配置され、背面外装パネル４は、電気回路基板５，６，７を概略中央部において収容しながら、ＬＥＤ光源ブロック９が配置される端部においてはパネルフレーム８と対向し、概略近接する位置まで前面側に押し出されている。さらに背面外装パネル４には、背面外装パネル凹み部４ａが形成されている。背面外装パネル凹み部４ａは、ＬＥＤ光源ブロックが固定されている近傍のパネルフレーム８と対向する側に設けられている。背面外装パネル凹み部４ａは端部において、それぞれ１箇所である必要は無く、背面外装パネル４の強度，成型性等を考慮して複数の凹みで構成されていてもよい。
【００６７】
図１〜図３の実施の形態で述べたように、パネルフレーム８に伝えられた光源の熱はパネル面内で拡散された後、背面外装パネルに伝えられ、外気に放熱される。あるいは、必要に応じて背面外装パネル４とパネルフレーム８の間に冷却風を入気させることで、液晶表示装置外に放熱される。本実施の形態では、背面外装パネル４は端部においてパネルフレーム８と対向し、概略近接する位置まで前面側に押し出されているため、端部においては背面外装パネル４とパネルフレーム８の間に冷却風を入気させることはできないが、必要に応じて、電気回路基板５，６，７が収容されている概略中央部には冷却風を入気させても良い。
【００６８】
本実施の形態ととることにより、図１〜図３で示した実施の形態に追加して、以下の効果がある。  
まず、電気回路基板５，６，７を、概略中央部のパネルフレーム凹み部８ａの内側（表示領域中央側）に配置し、背面外装パネル４を、電気回路基板５，６，７を概略中央部において収容しながら、端部においてパネルフレーム８と対向し、概略近接する位置まで、前面側に押し出すことによって端部において、液晶表示装置をより薄型化することができる。また、パネルフレーム凹み部８ａの内側（表示領域中央側）に、電気回路基板５，６，７を配置することで、電気回路基板とパネルフレーム凹み部８ａが重なることがなく、概略中央部においても液晶表示装置の厚みを抑制できる。さらに、背面外装パネル４が端部においてパネルフレーム８に対し概略近接する位置まで、前面側に押し出されていることで、パネルフレーム凹み部８ａと背面外装パネルの間の隙間が小さくなり熱の移動を効率的に行うことができ、その結果ＬＥＤ素子からＬＥＤ光源ブロック，パネルフレームへ伝わった熱を効率的に背面から放熱できることがでる。
【００６９】
さらには、端部において、背面外装パネル４のＬＥＤ光源ブロックが固定されている近傍の、パネルフレーム８と対向する側に、背面外装パネル凹み部４ａを設けることによって、ＬＥＤ光源ブロックが固定されている近傍において、背面外装パネルが局所的に高温となることが抑制できる。パネルフレーム８においては、ＬＥＤ光源ブロックが固定されている近傍はＬＥＤ光源ブロックの高温が直接伝わるため、最も高温である。このため、仮に背面外装パネル凹み部４ａが無い場合には、端部において背面外装パネルと、パネルフレーム８が近接しているため、その高温が背面外装パネルに伝わり、局所的に背面外装パネルが高温となる。高温となるということは、背面外装パネルから外気への放熱という観点では望ましいが、あまり高温となると人が触れた時にやけど等の問題を引き起こすため、背面外装パネルの温度は一定以下に保つことが必要である。
【００７０】
背面外装パネル凹み部４ａを形成することによって、ＬＥＤ光源ブロックが固定されている近傍において、パネルフレーム８から背面外装パネルに熱が伝わることを抑制することができ、背面外装パネルが、局所的に高温となることを抑制することができる。また、パネルフレーム８の温度は、ＬＥＤ光源ブロックが固定されている近傍で、最も高温であるが、熱がパネルフレーム面内に広がるため近傍から離れるに従い、温度は徐々に低下する。従って、背面外装パネル凹み部４ａを設けることによって、背面外装パネル凹み部４ａの部分では背面外装パネルが高温となることを抑制するとともにそれ以外の温度が低下した部分では背面外装パネルとパネルフレーム８を近接させ背面外装パネルへ熱を積極的に伝えることにより、背面外装パネルの温度分布を均一化することができる。これによって、背面外装パネルの局所的高温を抑制しながら、全体的に高温とすることが可能となり、背面外装パネルから効果的に外気に熱を放出することができる。
【００７１】
また、背面外装パネル凹み部４ａは液晶表示装置の内側に形成されるため、液晶表示装置の背面の外観に影響を与えることなく、効果的に放熱することができ、望ましい外観を持った液晶表示装置を提供することができる。
【００７２】
以上のごとく本実施の形態においては、液晶表示装置の薄型化を実現しながら、背面外装パネルから効率的に外気に放熱することが可能となり、この結果、ＬＥＤ素子，導光板端部の温度を低下されることができ、薄型でありかつ、良好な光学特性を備えた液晶表示装置を提供することができる。
【００７３】
以上、述べたように、本発明によれば、パネルフレームに、導光板・反射シートの少なくとも一部まで広がる凹み部を設け、さらに凹み部に、前記ＬＥＤ光源ブロックの端部から導光板・反射シートの少なくとも一部まで広がり、かつパネルフレームに固定された、端部反射断熱部材を設けることにより、大型の液晶表示装置においても、光源から発せられた光を効率的に導光板に入射させると同時に、ＬＥＤ光源を効果的に冷却し、熱による導光板の光学特性の劣化を抑制した、良好な光学特性を備えた液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明による一実施の形態に係る液晶表示装置の概略構成図。
【図２】図１におけるＡＡ′断面模式図。
【図３】図２の端部を拡大した断面模式図。
【図４】各種素材における線膨張係数を示す表。
【図５】本発明による一実施の形態に係る断面模式図。
【図６】本発明による一実施の形態に係る断面模式図。
【符号の説明】
【００７５】
１  液晶表示装置
２  前面外装パネル
３  液晶パネル
４  背面外装パネル
５，６，７  電気回路基板
８  パネルフレーム
８ａ  パネルフレーム凹み部
９  ＬＥＤ光源ブロック
９ａ  ＬＥＤ光源ブロックの端部面
１０  ＬＥＤ基板
１１  導光板
１２  拡散シート
１３  反射シート
１４  パネル隙間
１５，３２  隙間
２０  端部反射断熱部材
２３  熱伝導層
２５  前面フレーム
２６  導光板押さえ部材
３０  ＬＥＤ素子
３１  ＬＥＤレンズ
３９  パネル押さえゴム
【図１】
2010072262.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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