(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を液晶表示ユニットに導く透光性を有する平板形状の導光板と、この導光板の４つの辺の側面に配置される１対のＬ字型ランプ光源と、このＬ字型ランプ光源からの光を前記導光板へ集光させる反射シートと、前記導光板及び反射シートを保持するための金属シャーシと、この金属シャーシに前記導光板及び反射シートを固定するための樹脂製キャビネットとを備え、前記導光板はＬ字型ランプ光源の電極部または曲げ部が存在する４隅に切り欠き部を有するとともに、前記金属シャーシは前記導光板の切り欠き部に対応する部分に突起部を形成し、前記導光板の切り欠き部と金属シャーシの突起部とを係合させることにより前記導光板を金属シャーシに位置決めするように構成し、かつ前記金属シャーシは、前記導光板の切り欠き部が形成された領域の外周部に、Ｌ字型ランプ光源の電極部または曲げ部の形状に対応するように立ち上がり部を形成したことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は透過型液晶パネルを背面より照射するエッジライト型バックライトを有した液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年パーソナルコンピュータやモニターテレビ用途に、大型の液晶表示装置が多く使用されるようになってきた。従来のエッジライト型バックライトは直管型ランプ光源を用いた液晶表示装置が例えば特開昭６２−１６９１９２号公報等で開示されている。図２に示すように、上述の液晶表示装置は導光板の対向側面に直管型ランプ光源を配置したものである。一対の直管型ランプ光源１は導光板２の両側面に配列され、直管型ランプ光源１の光を導光板２に導く。反射シート３は直管型ランプ光源１の光を反射し、効率的に集光するために配置されている。導光板２に導かれた光は表示部に集光され、液晶表示ユニット５に照射される構成である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の液晶表示装置では、対向する側面の２方向からの光が導光板に導かれるため、表示面の輝度が低く、輝度むらが発生する問題がある。一般的には輝度むらは導光板の反射ドット率を変えることで対応しているが、大きな輝度むらは解消できないという問題がある。また、より高輝度化に対応して、上述の直管型ランプ光源を２本使用し並列配置したものも考案されているが、表示装置厚み方向の寸法が大きくなるため、液晶表示装置の大型化や重量が重くなる欠点がある。さらに、２本の直管型ランプ光源が近接配置されるため、ランプ温度が上昇し最適輝度での温度範囲を超えてしまうため光効率的にも不利となっている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、光源からの光を液晶表示ユニットに導く透光性を有する平板形状の導光板と、この導光板の４つの辺の側面に配置される１対のＬ字型ランプ光源と、このＬ字型ランプ光源からの光を前記導光板へ集光させる反射シートと、前記導光板及び反射シートを保持するための金属シャーシと、この金属シャーシに前記導光板及び反射シートを固定するための樹脂製キャビネットとを備え、前記導光板は４隅に切り欠き部を有するとともに、前記金属シャーシは前記導光板の切り欠き部に対応する部分に突起部を形成し、前記導光板の切り欠き部と金属シャーシの突起部とを係合させることにより前記導光板を金属シャーシに位置決めするように構成し、かつ前記金属シャーシは、前記導光板の切り欠き部が形成された領域の外周部に、Ｌ字型ランプ光源の電極部または曲げ部の形状に対応するように立ち上がり部を形成したことを特徴とする。
【０００５】
本発明は１対のＬ字型ランプ光源を使用したエッジライト型バックライト構成であり、直管型ランプ光源での課題であった表示部での輝度むらが抑制されるだけでなく、簡単な構成で各部の位置決めが出来るため組み立てが容易であるため、薄型と同時に低価格な液晶表示装置が実現できる。また、金属シャーシの放熱制御も温度検出することでＬ字型ランプ光源の温度管理が最適化できるため、高効率な液晶表示装置が提供できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお従来の実施の形態と同一である点の詳細な説明は省略する。
【０００７】
図１は本発明に係る液晶表示装置の平面図、図３は本発明に係る液晶表示装置の断面図である。
【０００８】
図１、図３に示すように、１対のＬ字型ランプ光源６は、平板形状の導光板２の４つの辺の側面に対向して配置されている。Ｌ字型ランプ光源６には近接して反射シート３がＬ字型ランプ光源６の背後の光を反射し、導光板２へ効率よく光を導いている。
【０００９】
導光板２の４隅には切り欠き部８が設けられている。また、導光板２や反射シート３及びＬ字型ランプ光源６を保持するための金属シャーシ７の４隅には、前記導光板２の切り欠き部８に対応する部分に突起部９が形成され、導光板２の切り欠き部８の角に対応して形成されている。また、反射シート３にも導光板２と同様に欠き部が形成されている。
【００１０】
このように導光板２の切り欠き部８と金属シャーシ７の突起部９とを係合させることにより前記導光板２を金属シャーシ７に位置決めするように構成することにより、組み立てにおいては金属シャーシ７に反射シート３、Ｌ字型ランプ光源６、導光板２を上方向から順番に置くだけで、精度良く位置決めができる。切り欠き部８には樹脂キャビネット１０に付属している固定ポスト１１により、樹脂キャビネット１０と金属シャーシ７を組み合わせると共に、導光板２や反射シート３及びＬ字型ランプ光源６を挟む構成で固定している。
【００１１】
金属シャーシ７は、ほぼ導光板２の厚みに相当する寸法で立ち上がり部１３を形成しており、強度維持と反射シート３及びＬ字型ランプ光源６の保持の目的を有する。液晶表示ユニット５は導光板２の上部に別取り付け手段で配置されている。このような構成においては、従来の直管型ランプ光源１の２列配置に比べて、薄型となるだけでなく、ランプ光が導光板２へ４方から照射されるために、輝度むらが少なくなる。さらに、簡単な位置決め手段であるので、組み立て性の向上を図ることが可能である。
【００１２】
図４は、図６において、Ｌ字型ランプ光源６の中央部６ａ、６ｂの温度と輝度を実験的に求めた相関図である。図４に示すように、Ｌ字型ランプ光源６の温度が上昇しすぎると、輝度低下が起こるため、Ｌ字型ランプ光源６の温度には最適輝度を維持するための最適温度が有ることがわかる。最近では装置の小形軽量化を進めるために高密度機構設計を行うため、ランプ光源温度が装置内部に蓄熱しランプ光源温度が最適温度よりも上昇してしまうことが一般的な課題となっている。
【００１３】
図５にランプ温度の伝熱経路を示す。Ｌ字型ランプ光源６の発熱熱量は、矢印のように熱伝導率の大きな金属シャーシ７の立ち上がり部１３への伝熱量が多く、金属シャーシ７から空気雰囲気中に放熱される。
【００１４】
図６に示す液晶表示装置において、Ｌ字型ランプ光源６の温度は電極部１５及び曲げ部１６の温度が一般的に高く、ランプ寿命を考慮すればランプ光源内での温度ばらつきは少ないほうが良い。金属シャーシ７において、Ｌ字型ランプ光源６の電極部１５または曲げ部１６が存在する４隅の外周部に、前記導光板２の切り欠き部８に対応するように立ち上がり部１３を形成することにより、図５を用いて説明したように金属シャーシ７の立ち上がり部１３からの伝熱量が多いため、ランプ光源の温度上昇が抑えられる。図７は図６の構成の液晶表示装置を実施した時の温度−輝度時間経過のグラフを示している。図７に示すように輝度は時間経過とともに安定に温度上昇するとともに、ランプ光源の温度上昇が抑えられ、図４のような輝度低下も見られなく良好な結果となっている。
【００１５】
図８は本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置の断面図である。
【００１６】
図８において、金属シャーシ７には液晶表示ユニット５を駆動させるための駆動回路基板１７が直接に固定されている。液晶表示ユニット５と駆動回路基板１７は接続ケーブル１８で電気的に接続されている。さらに、金属シャーシ７には放熱フィン１９が設けられている。放熱フィン１９は、金属シャーシ７の一部を曲げ形成手段で形成したり、別の放熱フィン１９を取り付けても良い。尚、放熱フィン１９の配置方向は放熱空気の通風性を確保するため、上下方向に立っている構成が好ましい。
【００１７】
このような構成では、ランプ光源からの熱は金属シャーシ７に伝熱され、その熱は空気中に放熱されるが、放熱フィン１９により放熱面積が増大するため、より放熱性能が良くなることは自明である。特に、ランプの高輝度化への対応としては放熱性能を向上させることが重要であり、本発明は有効な放熱手段である。
【００１８】
図９は本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置の構成と断面を示す図である。
【００１９】
図９において、放熱フィン１９を自然冷却だけでなく強制冷却するための冷却ファン２０を設けている。また、サーミスタ等での周囲温度検出器２１で液晶表示装置の周囲温度を検出し、前もって周囲温度とランプ光源温度及び冷却条件を決めている演算テーブル２２との誤差を比較演算器２３で比較して制御信号を出し、その制御信号により冷却ファン２０を冷却ファン駆動回路２５で駆動することで、ランプ光源温度を最適とする構成である。
【００２０】
ここで、Ｌ字型ランプ光源６の動作電流をランプ駆動回路２４で駆動することで、ランプ光源温度を最適とする構成としてもよい。即ち、図９において、サーミスタ等での周囲温度検出器２１で液晶表示装置の周囲温度を検出し、前もって周囲温度とランプ光源温度及び冷却条件を決めている演算テーブル２２との誤差を比較演算器２３で比較して制御信号を出し、その制御信号によりＬ字型ランプ光源６の動作電流をランプ駆動回路２４で駆動することで、ランプ光源温度を最適とする構成である。
【００２１】
図１０は本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置の構成と断面を示す図である。
【００２２】
図１０において、金属シャーシ７の背面にペルチェ素子２６等の電子冷却装置を取り付け、金属シャーシ７を放熱または加熱する構成を示している。サーミスタ等での周囲温度検出器２１で液晶表示装置の周囲温度を検出し、前もって周囲温度とランプ光源温度及び冷却条件を決めている演算テーブル２２との誤差を比較演算器２３で比較して制御信号を出し、その制御信号によりペルチェ素子２６をペルチェ素子駆動回路２７で駆動することで、ランプ光源温度を最適とする構成である。
【００２３】
上述のように、本発明は簡易構造での薄型の液晶表示装置を提供すると共に、Ｌ字型ランプ光源６の最適温度を確保するために、主として金属シャーシ７の放熱特性を向上させる放熱手段を提供するものである。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、光源からの光を液晶表示ユニットに導く透光性を有する平板形状の導光板と、この導光板の４つの辺の側面に配置される１対のＬ字型ランプ光源と、このＬ字型ランプ光源からの光を前記導光板へ集光させる反射シートと、前記導光板及び反射シートを保持するための金属シャーシと、この金属シャーシに前記導光板及び反射シートを固定するための樹脂製キャビネットとを備え、前記導光板はＬ字型ランプ光源の電極部または曲げ部が存在する４隅に切り欠き部を有するとともに、前記金属シャーシは前記導光板の切り欠き部に対応する部分に突起部を形成し、前記導光板の切り欠き部と金属シャーシの突起部とを係合させることにより前記導光板を金属シャーシに位置決めするように構成し、かつ前記金属シャーシは、Ｌ字型ランプ光源の電極部または曲げ部が存在する４隅の外周部に、前記導光板の切り欠き部に対応するように立ち上がり部を形成したことにより、導光板と金属シャーシが位置決めされた簡単な構造で薄型の液晶表示装置を提供することができる。また、環境周囲温度検出用の温度検出器を有し、温度検出器の信号によりＬ字型ランプ光源の駆動電流、冷却ファン等で最適制御することによりＬ字型ランプ光源温度を安定化させることができるため、より高輝度にも対応可能なことを特徴とする液晶表示装置を提供できる。
【００２５】
また、本発明は１対のＬ字型ランプ光源を使用したエッジライト型バックライト構成であり、直管型ランプ光源での課題であった表示部での輝度むらが抑制されるだけでなく、簡単な構成で各部の位置決めが出来るため組み立てが容易であるため、薄型と同時に低価格な液晶表示装置が実現できる。また、金属シャーシの放熱制御も温度検出することでＬ字型ランプ光源の温度管理が最適化できるため、高効率な液晶表示装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る液晶表示装置の平面図
【図２】  従来の液晶表示装置を示す平面図
【図３】  本発明に係る液晶表示装置の断面図
【図４】  ランプ光源温度と輝度の相関を示すグラフ
【図５】  本発明において、ランプ熱の放熱経路の説明図
【図６】  本発明に係る液晶表示装置の平面図
【図７】  本発明において、ランプ温度時間経過を示すグラフ
【図８】  本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置の断面図
【図９】  本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置の構成と断面を示す図
【図１０】  本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置の構成と断面を示す図
【符号の説明】
１  直管型ランプ光源
２  導光板
３  反射シート
４  表示部
５  液晶表示ユニット
６  Ｌ字型ランプ光源
７  金属シャーシ
８  切り欠き部
９  突起部
１０  樹脂キャビネット
１１  固定ポスト
１３  立ち上がり部
１５  電極部
１６  曲げ部
１７  駆動回路基板
１８  接続ケーブル
１９  放熱フィン
２０  冷却ファン
２１  周囲温度検出器
２２  演算テーブル
２３  比較演算器
２４  ランプ駆動回路
２５  冷却ファン駆動回路
２６  ペルチェ素子
２７  ペルチェ素子駆動回路
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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