(57)【要約】【課題】  電気配線による放熱経路の遮断，回路基板発熱の放熱部への干渉による放熱阻害要因を回避し、薄型で効率よく排熱できる液晶表示装置を提供することを課題とする。【解決手段】  熱拡散部材１３とＬＥＤドライバ基板５をはじめとする回路基板を筐体内のフレーム２背面の平面内に隔離して配列し、金属ブロック１２に搭載されたＬＥＤ光源１１とＬＥＤドライバ基板５とを、フレキシブルケーブル６が金属ブロック１２および熱拡散部材１３の外側から熱拡散部材１３と背面ケース１４との間を経由するように引き回して電気的に接続する構成とした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶パネル、当該液晶パネルを背面から照明する光源を備えたバックライト装置、前記光源と熱的に接続された熱拡散部材、複数の回路基板、前記バックライト装置と熱拡散部材と回路基板を保持するフレーム、および、前記光源と前記回路基板を電気的に接続するフレキシブルケーブルが筐体ケース内に収納された液晶表示装置において、
前記フレームの背面に熱拡散部材及び回路基板を配置し、光源と回路基板との接続は前記フレキシブルケーブルが熱拡散部材の外側面から熱拡散部材と筐体ケースとの間を経由するように引き回されて接続されている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、
前記フレームの背面に配置する熱拡散部材及び複数の回路基板は概略同一平面状に配置さ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に記載の液晶表示装置において、
前記フレキシブルケーブルは熱拡散部材と筐体ケースとの間で液晶表示装置の背面方向に延在して形成される間隙を通過して接続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に記載の液晶表示装置において、
前記熱拡散部材は金属板と前記金属板に熱的に接続され、かつ固定された複数のヒートパイプから構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に記載の液晶表示装置において、
前記熱拡散部材は、グラファイト製の平板状部材からなり、金属部材を介して前記フレームに固定されることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
請求項１に記載の液晶表示装置において、
前記液晶パネル背面を複数の領域に分割し、光源を搭載した光源基板，導光板，導光板の背面側に設けた反射シート及びそれらを保持した金属製シャーシで構成したバックライト装置を前記分割した各領域にそれぞれ配置した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、筐体内部に発生する熱を効率よく排熱できる液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、表示装置として、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）に代わって、発光型のプラズマディスプレイ表示装置や非発光型の液晶表示装置の使用が多くなっている。
【０００３】
このうち、液晶表示装置は、透過型の光変調素子として液晶パネルを用い、その背面に照明装置（以下、バックライト装置と称する）を備えて光を液晶パネルに照射する。そして、液晶パネルはバックライト装置から照射された光の透過率を制御することにより画像を形成する。
【０００４】
液晶表示装置はＣＲＴに比べ、外形を薄く構成できることが特徴の一つとなっているが、近年はさらに薄い液晶表示装置が望まれている。液晶表示装置を薄くすると、液晶表示装置の外形を構成する筺体内部に発生する熱を排熱するための空気流路の確保が困難になるため効率よく排熱できず、熱に弱い部分が温度上昇してしまうという問題が生じる。そこで、例えば特許文献１には、サイドライト方式の液晶表示装置においてバックライト装置の光源としてＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用い、ＬＥＤの発熱を除熱するために光源搭載基板を放熱部材に接続して放熱する構成が記載されている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示される技術においては、ＬＥＤと放熱部材との間に光源搭載基板（フレキシブル基板）が介在するためＬＥＤの放熱が阻害されるという問題があった。また、回路基板とＬＥＤが近接して配置されるが、回路基板での発熱がＬＥＤの放熱に与える影響について考慮されていなかった。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２０８４８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＬＥＤを用いたバックライト装置を搭載した液晶表示装置において、発熱源であるＬＥＤは、局所的に発熱するため一旦熱を拡散させた後、放熱することが必須であり、ＬＥＤから熱拡散部材までの低熱抵抗化が必須である。ＬＥＤの放熱を阻害する要因として、電気配線によるＬＥＤから熱拡散部材までの熱経路の遮断，回路基板の発熱のＬＥＤ放熱部への干渉がある。
【０００８】
そこで、本発明は、これらの放熱阻害要因を回避し、薄型の筐体で筐体内部の熱を効率よく排熱できる液晶表示装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的は、液晶パネル、当該液晶パネルを背面から照明する光源を備えたバックライト装置，前記光源と熱的に接続された熱拡散部材，複数の回路基板，前記バックライト装置と熱拡散部材と回路基板を保持するフレーム、および、前記光源と前記回路基板を電気的に接続するフレキシブルケーブルが筐体ケース内に収納された液晶表示装置において、前記フレームの背面に熱拡散部材及び回路基板を配置し、光源と回路基板との接続は前記フレキシブルケーブルが熱拡散部材の外側面から熱拡散部材と筐体ケースとの間を経由するように引き回されて接続されていることにより達成される。
【００１０】
また上記目的は、前記フレームの背面に配置する熱拡散部材及び複数の回路基板は概略同一平面状に配置されていることにより達成される。
【００１１】
また上記目的は、前記フレキシブルケーブルは熱拡散部材と筐体ケースとの間で液晶表示装置の背面方向に延在して形成される間隙を通過して接続されていることにより達成される。
【００１２】
また上記目的は、前記熱拡散部材は金属板と前記金属板に熱的に接続され、かつ固定された複数のヒートパイプから構成されていることにより達成される。
【００１３】
また上記目的は、前記熱拡散部材は、グラファイト製の平板状部材からなり、金属部材を介して前記フレームに固定されることにより達成される。
【００１４】
また上記目的は、前記液晶パネル背面を複数の領域に分割し、光源を搭載した光源基板，導光板，導光板の背面側に設けた反射シート及びそれらを保持した金属製シャーシで構成したバックライト装置を前記分割した各領域にそれぞれ配置したことにより達成される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ＬＥＤを用いたバックライト装置のＬＥＤの温度上昇を抑制する液晶表示装置が薄型の筐体で実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、適宜図を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００１７】
本発明を適用した液晶表示装置の一例である液晶テレビを図１および図２に示す。  
図１は、第１実施形態の液晶テレビ内部の背面図である。  
図２は、図１のＡ−Ａ断面の部分拡大図である。  
図１，図２において、液晶テレビ１は、サイドライト方式のＬＥＤを光源としたバックライトを搭載したもので、図１に示すように、内部に設置されたフレーム２の背面に電源基板３，信号処理用の回路基板４ａ，４ｂ，フレーム２の両サイドに設けたバックライト，バックライトのＬＥＤを放熱するための熱拡散部材１３，ＬＥＤを駆動するＬＥＤドライバ基板５，ＬＥＤとＬＥＤドライバ基板５とを接続するフレキシブルケーブル６などが搭載される。
【００１８】
さらに、液晶テレビ１の剛性を確保するとともにスタンドを取り付けるためのステー７，スピーカ８などで構成される。また、図２に示すように、液晶テレビ１は、液晶パネル９と、液晶パネル９背面にあって側面から入射した光を液晶パネル２背面に向かって出射する導光板１０（材質は、たとえば、透明なアクリル板で、背面に入射光を液晶パネル方向に出射させるためのドットパターン印刷が施されたもの），導光板１０の側面に配置され液晶パネル９に供給する光源であるＬＥＤ光源１１，導光板１０から出射された光を液晶パネル９に向けて均一になるようにする光学シート１０ａ，導光板１０背面から出射された光を液晶パネル９側に反射する反射シート１０ｂを備え、それらをはじめとする液晶テレビの内蔵部材がフレーム２で保持される。
【００１９】
また、図２に示すように、ＬＥＤ光源１１は、ＬＥＤ１１ａが搭載されたＬＥＤ基板１１ｂが熱伝導性の接着剤１１０で金属ブロック１２に接着され、この金属ブロック１２がフレーム２端部に取り付けられる。ＬＥＤ１１ａが搭載されたＬＥＤ基板１１ｂは、たとえば、セラミック製の配線基板やＬＥＤ搭載部で基板表裏を熱的に接続する金属（たとえば銅）コアを設けた配線基板である。また、ＬＥＤ１１ａは、レンズ１１ｃで封止される。さらに、フレーム２の背面には、熱拡散部材１３が設置されている。熱拡散部材１３は、液晶テレビ１の面方向に延在し、端部で金属ブロック１２と熱的に接続される。熱拡散部材１３と金属ブロック１２との熱的な接続は、フレーム２を介して行われ、必要に応じてそれぞれの接触面には熱伝導性のシート，グリース，接着剤などを介在させてもよい（この場合の接触面積は、金属ブロック１２の接触面積だけでも十分である）。
【００２０】
また、金属ブロック１２が部分的にフレーム２を貫通し、直接、熱拡散部材１３に接続されるようにしてもよい。熱拡散部材１３は、アルミやグラファイトなどの高熱伝導性の板状部材や、アルミなどの板状部材に水平方向に配置された複数のヒートパイプを組み合わせたものである。また、フレーム２の背面に設置される、ＬＥＤ１１ａを駆動するためのＬＥＤドライバ基板５，電源基板３，信号基板４ａ，４ｂなどの回路基板は、熱拡散部材１３が配置された位置よりも液晶テレビ１の中心側の位置に熱拡散部材１３と隔離されて、熱拡散部材１３と同一平面状に配置される。
【００２１】
さらに、熱拡散部材１３およびＬＥＤドライバ基板５，３，４ａ，４ｂの背面側に背面ケース１４が設置される。ＬＥＤ基板１１ｂとＬＥＤドライバ基板５とはそれぞれの基板に搭載されたコネクタ１１ｄ，５ａを介しフレキシブルケーブル６で電気配線される。このとき、フレキシブルケーブル６は、金属ブロック１２および熱拡散部材１３の外側面側から熱拡散部材１３と背面ケース１４との間隙を経由するように引き回される。
【００２２】
液晶パネルの両側端部に配置されるＬＥＤ基板１１ｂは、複数個に分割され、金属ブロック１２に一直線状に配列，搭載される。各ＬＥＤ基板１１ｂには、それぞれ、ＬＥＤドライバ基板５から独立して給電されるようになっており、それぞれのＬＥＤ基板１１ｂでの光量を制御することができる。フレキシブルケーブル６は、図１に示すように、各ＬＥＤ基板１１ｂに給電するラインが中央部近傍で集約されてＬＥＤドライバ基板上のコネクタ５ａに接続されるような形状となっている。集約部分の面積は、小さくすることで熱拡散部材１３から背面ケース１４への熱抵抗をより小さくすることができる。
【００２３】
なお、ＬＥＤ基板１１ｂとＬＥＤドライバ基板５とを最短で接続しようとすると、フレキシブルケーブル６がフレーム２および熱拡散部材１３を貫通することになり、局所的に熱経路が遮断される。このため、当該部分のＬＥＤ温度が上昇する。また、組立工程において、フレキシブルケーブル６とＬＥＤ基板１１ｂのコネクタ１１ｄの接続は、ＬＥＤ基板１１ｂが搭載された金属ブロック１２，フレーム２，熱拡散部材１３どうしが組み付けられた以降に行われることになり、組立性が著しく損なわれ、作業時間，工数増加によるコストアップの要因になる。また、フレーム２に設けるフレキシブルケーブル６の貫通穴の形状，面積によっては、フレーム２の剛性を落としてしまうという弊害もある。
【００２４】
図３（ａ），（ｂ）を用いて熱拡散部材の取付部の例を説明する。  
図３（ａ），（ｂ）は、熱拡散部材１３としてグラファイトの板を用いた場合の各部材の取付部における分解図である。  
図３において、各ＬＥＤ基板１１ｂを搭載した金属ブロック１２，フレーム２，熱拡散部材１３のみを示した。熱拡散部材１３は、厚さが１〜３mm前後の平板状で、ＬＥＤの発熱量，搭載可能な面積に応じて必要な厚さを決める。金属ブロック１２，フレーム２，グラファイト板１３ａ（熱拡散部材）は、たとえば、金属ブロック１２に形成した雌ネジ１２ａ，フレーム２およびグラファイト板１３ａに形成した貫通穴を用い貫通ネジ２１によって固定される。グラファイト板１３ａの貫通穴１３ｂ端部は、母材がグラファイト材であるためもろく、直接、ネジ止めしても機械的な強度が得られない。そのため、図３（ａ）に示すように、金属などの剛性のある固定板１５を介してネジ止めする。
【００２５】
さらに、固定板１５は、アルミなどの熱伝導性の金属板としてグラファイト板１３ａに準じたサイズとして熱拡散効果を付加させてもよい。また、図３（ｂ）に示すように、グラファイト板１３ａに形成した貫通穴１３ｂに、金属などの剛性の高い材質で形成したつば付スリーブ１６を取り付け、ネジ２１で止めてもよい。なお、フレーム２とグラファイト板１３ａの線膨張係数差を考慮し、必要に応じグラファイト板１３ａとフレーム２とは、上記固定部以外の部分を非固定とするのが望ましい。図３（ａ），（ｂ）では、熱拡散部材の材質として、熱伝導率および比重がともに液晶テレビの放熱部材として有利なグラファイトを用いた例を示したが、強度的にグラファイトより優れたアルミや銅などの熱伝導性の金属板でもよい。この場合、上記に示した貫通穴部の補強が不要になるという利点がある。
【００２６】
図４（ａ），（ｂ）に熱拡散部材の他の例を示す図であり、熱拡散部材１３ｂは、アルミなどの金属板１７に複数の偏平状のヒートパイプ１８を概略水平方向になるように固定したものである。
【００２７】
図４（ａ）は、この熱拡散部材１３ｂをフレーム２への取り付け面側から見たものである。  
図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ断面およびＢ−Ｂ断面である。  
図４において、金属板１７とヒートパイプ１８との固定は、図４（ｂ）Ｂ−Ｂ断面に示すように、金属板１７を一部切り起こし、切り起こし部１９でヒートパイプ１８をかしめている。なお、半田付けなどで金属的に固定しても良い。一方、端部（金属ブロック１２接続部）においては、図４（ｂ）Ａ−Ａ断面に示すように、ヒートパイプ１８の端部を包み込むように金属板１７の端部に絞り加工２０を施し、当該部分２０で金属板１７をネジ２１ｂでフレーム２および金属ブロック１２にネジ止めすることにより金属板１７およびヒートパイプ１８をフレーム２に固定するようにする。
【００２８】
これにより、特に、ヒートパイプ１８端部の受熱部が良好にフレーム２に熱的に接続される。本熱拡散部材１３ｂを用いると、フレーム２，金属板１７およびヒートパイプ１８によりＬＥＤの発熱を熱拡散することができる。特に、ヒートパイプ１８により水平方向（ＬＥＤ搭載部から液晶テレビ中心方向）への拡散が促進されるため、画面サイズが大型化し水平方向の距離が大きくなっても効率の良い熱拡散効果が得られる。また、フレーム２と金属板１７は、ヒートパイプ１８を介して接続されるので、フレーム２で拡散された熱は、金属板１７，背面ケース１４を介して背面側から放熱される。
【００２９】
第１の実施例によれば、フレキシブルケーブル６が金属ブロック１２および熱拡散部材１３の外側面側から熱拡散部材１３と背面ケース１４との間を経由するため、ＬＥＤ１１ａから熱拡散部材１３までの熱経路がフレキシブルケーブル６によって遮断されることが無い。したがって、ＬＥＤ１１ａの熱は、熱拡散部材１３に効率よく熱伝導され、熱拡散部材１３内で面方向に拡散される。なお、フレーム２をアルミなどの熱伝導性の金属とすることで熱拡散効果がさらに得られるとともに液晶テレビ１の剛性を上げることができる。
【００３０】
ＬＥＤ１１ａの熱は、熱拡散部材１３で拡散された後に背面ケース１４に熱が伝わる。このとき、熱拡散部材１３と背面ケース１４の間にフレキシブルケーブル６が介在するが、ＬＥＤ１１ａの熱は、熱拡散部材１３で拡散された後フレキシブルケーブル６を通過するため、フレキシブルケーブル６を通過する熱流束（単位面積あたりの通過熱量）が小さくなっており、さらに、一般的にフレキシブルケーブル６の厚さが０.１mm前後ときわめて薄いため、熱拡散部材１３から背面ケース１４への放熱は阻害されない。
【００３１】
また、熱拡散部材１３と回路基板を隔離してフレーム２背面の平面内に配列したことにより、回路基板の発熱の熱拡散部材１３への干渉が無く熱拡散部材１３からの放熱が阻害されることがなくなるとともに、液晶テレビ１全体の厚さを熱拡散部材１３の厚さを考慮することなく回路基板に必要な厚さだけで決められる（熱拡散部材１３は、厚さが回路基板の厚さより小さくても十分熱拡散効果が得られるため）ため、液晶テレビの薄型化が可能となる。
【００３２】
次に、第２実施例について図５，図６，図７を用いて説明する。第２実施例は、第１実施例の光源部分を変更したものである。
【実施例２】
【００３３】
図５は、液晶テレビの正面側から光学シートより背面部を見た図である。  
図６は、図５のＡ−Ａ断面における液晶テレビの断面図である。  
本実施例では、図５に示すように、液晶テレビの面内を複数の領域に分割し、各領域に光源ブロック５０を配列したものである。配列された各光源ブロック５０は、各々同一に構成されたもので、図６の断面図に示すように、フレーム２に取り付けられる。光源ブロック５０の正面側には、光学シート５１，液晶パネル９が設置される。フレーム２背面の構成は、第１実施例と同様に、ＬＥＤを駆動するためのＬＥＤドライバ基板５，電源基板，信号基板およびこれらの回路基板と隔離して設置された熱拡散部材１３で構成される。各光源ブロック５０からの給電用のフレキシブルケーブル６ａは、フレーム２端部に集約された後、フレーム２側端部から背面側へ熱拡散部材１３と背面ケース１４との間を経由するように引き回されＬＥＤドライバ基板５のコネクタ５ａに接続される。
【００３４】
図７（ａ），（ｂ）に光源ブロック５０の詳細を示す。  
図７（ｂ）は、図７（ａ）の断面Ａ−Ａから見た図である。  
図７において、光源ブロック５０は、アルミなどの高熱伝導性の金属板で構成されたサブシャーシ５２，複数のＬＥＤ５５を搭載したＬＥＤ基板５３，導光板５４，導光板の背面側に設けた反射シート５４ａなどからなる。ＬＥＤ基板５３は、図７（ｂ）に示すように、フレキシブル基板で基板上に設けた銅配線層５３ａにＬＥＤ５５が半田付けなどで実装され、実装部の銅配線層５３ａは、基板裏面に設けた銅配線層５３ｂとの間で銅コア５３ｃによって熱的に接続されている。銅コア５３ｃによりＬＥＤ５５の熱が基板裏面の銅配線層５３ｂに熱伝導される。ＬＥＤ基板５３は、サブシャーシ５２の一部をＬ字状に曲げて切り起こし部５２ａを設け、この切り起こし部５２ａに熱伝導性接着剤などで接着される。なお、切り起こしのない部分を一部切除して、当該スペースにコネクタ５６をＬＥＤ基板５３の裏面に設けるようにしている。ＬＥＤ基板５３への給電用のフレキシブルケーブル６ａは、コネクタ５６を介しフレーム２端部に集約された後、ＬＥＤドライバ基板５に接続される。なお、銅コア５３ｃは、ＬＥＤ５５への給電用配線層を兼用することができる。
【００３５】
本構成によれば、ＬＥＤ５５からサブシャーシ５２までの熱抵抗を小さく抑えることができ、ＬＥＤ５５の発熱を効率よくサブシャーシ５２に伝え、サブシャーシ５２内で熱拡散させることができる。サブシャーシ５２内で拡散されたＬＥＤ５５の熱は、フレーム２および熱拡散部材１３でさらに拡散されたのち、背面ケース１４の表面から外気に放熱される。なお、熱拡散部材１３は、ＬＥＤ５５の発熱量やサブシャーシ５２，フレーム２の熱拡散能力に応じて省略してもよい。
【００３６】
本実施例によれば、表示装置の大画面化に対して、光源ブロックの配列数を増やせばよく、容易に大画面化への対応ができる。その場合もＬＥＤから背面放熱部までの熱経路が遮断されることなく、効率よいＬＥＤの放熱が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】液晶表示装置の第１実施例を示す図で、内部を背面から見た図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】熱拡散部材の取付部の部品展開図である。
【図４】熱拡散部部材の他の例を示す図である。
【図５】液晶表示装置の第２実施例を示す図で、内部を正面側から見た図である。
【図６】図５におけるＡ−Ａ断面の一部拡大図である。
【図７】第２実施例の光源ブロックを示す図で、（ａ）は部品展開図で、（ｂ）はＡ−Ａ断面から見た図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  液晶テレビ
２  フレーム
５  ＬＥＤドライバ基板
５ａ，１１ｄ，５６  コネクタ
６  フレキシブルケーブル
９  液晶パネル
１０  導光板
１１  ＬＥＤ光源
１１ａ，５５  ＬＥＤ
１１ｂ，５３  ＬＥＤ基板
１２  金属ブロック
１３  熱拡散部材
１４  背面ケース
１８  ヒートパイプ
５０  光源ブロック
５２  サブシャーシ
【図１】
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【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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【図７】
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