JP2009158193A - バックライト装置及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶パネルの温度を上昇させると共に、ＬＥＤから発生した熱を放熱する。
【解決手段】バックライト装置３は、照明光を照射する発光素子１１が実装される光源基板１０と、光源基板１０が一方の面側に取り付けられるボトムシャーシ７と、ボトムシャーシ７の一方の面側に対向間隔を介して取り付けられ、照明光に光学処理を施す光学機能シート積層体２２とを有し、液晶パネル４と光学機能シート積層体２２との間には第１の空間部８が形成され、ボトムシャーシ７と光学機能シート積層体２２との間には第２の空間部９が形成され、光学機能シート積層体２２には、第１の空間部８と第２の空間部９とを連通させる通気口２４ａ，２４ｂが形成されているので、ＬＥＤ１１から発生した熱で液晶パネルの温度を上昇させることができると共に、ＬＥＤから発生した熱を外部に放熱することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、透過型の液晶パネルを照明するバックライト装置と、このバックライト装置を備える液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、２枚の透明基板の間に液晶が封入され、電圧が印加されることにより液晶分子の向きが変えられ光透過率を変化させることで所定の映像等が光学的に表示される。この液晶表示装置には、液晶自体が発光体ではないため、例えば液晶パネルの背面側に、発光ダイオード（以下、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）という ）を光源として照明光を照射するバックライト装置を備えるものがある（特許文献１参照。）。また、このバックライト装置は、ＬＥＤが実装された光源基板が、ボトムシャーシに取り付けられ、ヒートシンクや冷却ファン等の放熱部材によって放熱されている。

このような液晶表示装置は、ＬＥＤが実装された光源基板が取り付けられたボトムシャーシと、液晶パネルとが、光学機能シート積層体によって仕切られており、液晶パネルと光学機能シート積層体との間に第１の空間部が設けられ、ボトムシャーシ内であり、ボトムシャーシと光学機能シート積層体との間に第２の空間部が設けられている。

しかしながら、液晶表示装置は、第１の空間部と第２の空間部とが光学機能シート積層体によって仕切られているため、ＬＥＤから発熱した熱が、第２の空間部内のみを対流し、第２の空間部の温度が上昇される。したがって、液晶表示装置は、ＬＥＤの発光効率が落ちて、輝度むらや色むらが生じる等の問題が発生する虞がある。

また、第２の空間部では、ＬＥＤから発熱した熱が、若干は光学機能シート積層体を介して放熱されるものの、ほとんどがボトムシャーシに伝導されて、放熱される。このため、液晶表示装置には、ＬＥＤやボトムシャーシ等の部品温度を下げるために、ヒートシンクやファン等の放熱部材を備える必要があり、部品点数が増え、装置の小型化、軽量化を図る際に問題となる。

これに対して、液晶表示装置は、第１の空間部側に、ＬＥＤから発熱した熱が若干は光学機能シート積層体を介して伝導されてくるものの、液晶パネルが外気と直に相対しているので、熱が外部に放熱されてしまい、第１の空間部の温度上昇が少ない。このため、液晶表示装置は、特に低温環境下での動作の場合、液晶パネルの液晶材料温度が上がらないため、液晶動作速度が遅く、動画特性の劣化が生じる虞がある。

特開２００６−０５８４８６号公報

本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、液晶パネルの液晶材料温度を最適な動作温度に上げて、応答特性の向上を図ることができ、画質の向上を図ることができると共に、液晶パネルによって効果的にＬＥＤから発生した熱を外部に放熱することができるバックライト装置及びこのバックライト装置を備える液晶表示装置を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために本発明に係るバックライト装置は、透過型の液晶パネルを背面側から照明し、照明光を照射する複数の発光素子が実装される複数の光源基板と、複数の光源基板が一方の面側に取り付けられるボトムシャーシと、ボトムシャーシの一方の面側にボトムシャーシと所定の対向間隔を介して対向され、複数の光学機能シートを積層してなり、透過型の液晶パネルに照明光を導光する光学機能シート積層体とを備え、光学機能シート積層体の一方の面側に光学機能シート積層体と所定の対向間隔を介して組み合わされる液晶パネルと光学機能シート積層体との間には、第１の空間部が形成され、ボトムシャーシと光学機能シート積層体との間には、第２の空間部が形成され、光学機能シート積層体には、第１の空間部と第２の空間部とを連通させる通気口が形成されている。

また、上述した目的を達成するために本発明に係る液晶表示装置は、透過型の液晶パネルと、透過型の液晶パネルを背面側から照明するバックライト装置とを備えるものである。

本発明によれば、光学機能シート積層体の一方の面側に光学機能シート積層体と所定の対向間隔を介して組み合わされる液晶パネルと光学機能シート積層体との間に形成された第１の空間部と、ボトムシャーシと光学機能シート積層体との間に形成された第２の空間部とが、光学機能シート積層体に形成された通気口によって連通されているので、第２の空間部内に取り付けられた発光素子から発生された熱が、通気口を介して第１の空間部に流れ込み、第１の空間部の温度が上昇されるに伴い、液晶パネルの液晶材料温度を最適な動作温度に上げて、応答特性の向上を図ることができ、画質の向上を図ることができる。

また、本発明によれば、第２の空間部内に取り付けられた発光素子から発熱した熱が、通気口を介して第１の空間部に流れ込み、液晶パネルから外部に放熱されることで、ＬＥＤから発生された熱を液晶パネルによって効果的に外部に放熱することができる。

以下、本発明を適用したバックライト装置及び液晶表示装置について、図面を参照して説明する。

本発明が適用された液晶表示装置１は、例えば大型表示画面を有するテレビジョン受像機の表示パネルに用いられる。この液晶表示装置１は、図１に示すように、透過型の液晶パネル４を有する液晶パネルユニット２と、この液晶パネルユニット２の背面側に組み合わされ液晶パネルユニット２に対して照明光を照明する本発明が適用されたバックライトユニット３とを備える。

バックライトユニット３により背面側から照明光が照明される液晶パネルユニット２は、図２に示すように、略矩形状の液晶パネル４と、この液晶パネル４を保持するトップシャーシ５及びミドルシャーシ６とを有する。

トップシャーシ５及びミドルシャーシ６に保持される液晶パネル４は、図２に示すように、スペーサビーズ等によって対向間隔が保持された第１のガラス基板４ａと第２のガラス基板４ｂとの間に図示しない液晶が封入されてなる。第１のガラス基板４ａの内面には、例えば、ストライプ状の透明電極と、絶縁膜と、液晶分子を一定方向に配列させる配向膜とが設けられている。また、第２のガラス基板４ｂの内面には、例えば、光の三原色のカラーフィルタと、このカラーフィルタを保護するオーバコート層と、ストライプ状の透明電極と、液晶分子を一定方向に配列させる配向膜とが設けられている。更に、第１のガラス基板４ａと第２のガラス基板４ｂとの表面には、それぞれ偏向フィルムと位相差フィルム等からなる光学フィルム層４ｃが設けられている。

以上のような構成を有する液晶パネル４は、スペーサビーズ等によって対向間隔が保持された第１のガラス基板４ａと第２のガラス基板４ｂとの間に液晶が封入され、透明電極に電圧が印加されると、ポリイミドからなる配向膜によって液晶分子が界面に対して水平方向に配列されて液晶分子の向きを変えることで光透過率を変化させる。そして、液晶パネル４は、光学フィルム層４ｃによってバックライトユニット３から照明された照明光の波長特性が無彩色化又は白色化され、カラーフィルタによってフルカラー化を図り、所定の映像等がカラー表示される。なお、液晶パネル４は、上述した構成に限定されるものではなく、一般的に用いられているものである。

液晶パネル４を保持するトップシャーシ５は、図２に示すように、液晶パネル４よりやや大きな略矩形状の枠部５ａと、この枠部５ａの一方の面の全周に亘って液晶パネル４の一方の面の外周縁部と係合されて液晶パネル４を保持する第１の保持部５ｂとで構成されている。ミドルシャーシ６は、ボトムシャーシ７よりやや大きな略矩形状の枠部６ａと、この枠部６ａの一方の面の全周に亘って液晶パネル４の他方の面の外周縁部を保持する第２の保持部６ｂとで構成されている。

そして、トップシャーシ５及びミドルシャーシ６は、第１の保持部５ｂがスペーサ２ａを介して液晶パネル４の一方の面の外周縁部に係合し、第２の保持部６ｂがスペーサ２ｂを介して液晶パネル４の他方の面の外周縁部を支持し、第１の保持部５ｂ及び第２の保持部６ｂによって、スペーサ２ａ，２ｂを介して液晶パネル４の外周縁部を挟み込み、液晶パネル４を保持している。また、トップシャーシ５及びとミドルシャーシ６は、ミドルシャーシ６の枠部６ａがボトムシャーシ７に取り付けられ、トップシャーシ５の枠部５ａがミドルシャーシ６の枠部６ａに取り付けられている。

以上のような構成を有する液晶パネルユニット２は、背面側にバックライトユニット３が組み合わされ、液晶パネルユニット２に対して照明光が照明されることで所定の映像等がカラー表示される。また、本発明が適用された液晶表示装置１は、次に説明する本発明が適用されたバックライトユニット３が背面側に備えられることで、バックライトユニット３が液晶パネルユニット２に対して照明光を全面に亘って均一かつ安定な状態で照明され、輝度むらや色むら等が少なくなり画質等の向上が図られる。

液晶パネルユニット２の背面側に組み合わされ照明光を照明するバックライトユニット３は、図２に示すように、液晶パネルユニット２の背面と略同じ大きさの外形寸法を有しており、ミドルシャーシ６等が取り付けられるボトムシャーシ７と、ボトムシャーシ７の一方の面に取り付けられ、複数の発光ダイオード（以下、ＬＥＤという。）１１が実装され光源として照明光を照射する複数の光源基板１０と、ボトムシャーシ７の一方の面側にボトムシャーシ７と所定の対向間隔を介して取り付けられ、光源基板１０から照射された照明光に光学処理を施す光学シートブロック２０とを有する。

ミドルシャーシ６等が組み合わされるボトムシャーシ７は、例えば機械的剛性を有する金属材に亜鉛メッキが施されて形成され、図２に示すように、液晶パネル４の外形よりもやや小型の略矩形薄板状の主面部７ａと、この主面部７ａの周囲にミドルシャーシ６が取り付けられる外周壁部７ｂとで構成されている。

主面部７ａには、複数のＬＥＤ１１が実装された光源基板１０が一方の面に複数個直接取り付けられている。また、主面部７ａには、図３に示すように、光源基板１０を配置する際に、各光源基板１０を所定の位置に位置決めする位置決め突起部７ｃと、位置決め突起部７ｃによって位置決めされた各光源基板１０を一方の面に図示しないネジ等の結合部材で取り付ける結合孔７ｄとが形成されている。位置決め突起部７ｃは、各光源基板１０に少なくとも２箇所以上、例えば対角する２箇所に形成されている。結合孔７ｄは、各光源基板１０に少なくとも２箇所以上、例えば位置決め突起部７ｃと相対する対角する２箇所に形成されている。更に、主面部７ａには、反射板２１をボトムシャーシ７に接着する両面粘着テープ１３が設けられている。なお、位置決め突起部７ｃ及び結合孔７ｄの数及び配置位置は、光源基板１０を、ボトムシャーシ７の一方の面に位置決めして、ボトムシャーシ７に取り付けることができればよく、適宜変更可能である。

また、主面部７ａには、図４に示すように、光源基板１０が配置されない領域（以下、この領域を配置部７ｅという。）に、光学スタッド部材２３が挿入されて立設される挿入孔７ｆが複数個形成されている。具体的に、挿入孔７ｆは、光学スタッド部材２３がボトムシャーシ７の配置部７ｅに、縦方向、すなわちボトムシャーシ７の長辺方向に対して直交する図４中の矢印Ｙ方向に所定の間隔を介して３個、横方向、すなわちボトムシャーシ７の長辺方向である図４中の矢印Ｘ方向に所定の間隔を介して４個、合計１２個、形成されている。なお、挿入孔７ｆの数及び配置位置は、液晶パネル４の大きさ等によって異なり、適宜変更可能である。

外周壁部７ｂは、図２に示すように、主面部７ａの周囲全周に亘って、略Ｕ字形状に折り返して形成されている。また、外周壁部７ｂは、折り返しの頂面に、主面部７ａと略平行な支持部７ｇが形成されている。この支持部７ｇには、反射板２１の取付部２１ｃが、両面粘着テープや接着剤等で取り付けられる。また、支持部７ｇは、光学機能シート積層体２２を支持している。具体的に、支持部７ｇは、両面粘着テープや接着剤等で取り付けられた反射板２１の外周縁部上に、光学機能シート積層体２２の他方の面の外周縁部を支持している。これにより、光学機能シート積層体２２は、他方の面の外周縁部が支持部７ｇに支持されると共に、一方の面の外周縁部がスペーサ２ｃを介してミドルシャーシ６の第２の保持部６ｂに係合されることで、支持部７ｇ及び第２の保持部６ｂによって外周縁部が挟み込まれて保持される。

以上のように光学機能シート積層体２２が保持されることにより、液晶表示装置１には、液晶パネル４と光学機能シート積層体２２との間に第１の空間部８が形成され、ボトムシャーシ７の主面部７ａと光学機能シート積層体２２との間、すなわち、ボトムシャーシ７の内側に第２の空間部９が形成される。第１の空間部８は、液晶パネル４と、光学機能シート積層体２２と、トップシャーシ５及びミドルシャーシ６とで囲まれ、基本的に密閉された空間となっている。また、第２の空間部９は、ボトムシャーシ７の主面部７ａと、外周壁部７ｂと、光学機能シート積層体２２とで囲まれ、基本的に密閉された空間となっている。

なお、外周壁部７ｂは、主面部７ａの周囲全周に亘って、略Ｕ字形状に折り返して形成されていることに限定されるものではなく、光学機能シート積層体２２の他方の面の外周縁部を支持することができれば如何なる形状でもよく、例えば、主面部７ａの周囲全周に亘って主面部７ａに対して直交方向に設けた枠部の一方の面側に支持部７ｇを有する、所謂略逆Ｌ字形状に形成されるようにしてもよい。

ボトムシャーシ７の一方の面に取り付けられ、照明光を照射する複数のＬＥＤ１１が実装された複数の光源基板１０は、例えば、表面に導電層が形成され、アルミニウム材等で形成されたメタルコア基板であり、図３に示すように、略矩形薄板状に形成されている。また、導電層には、例えば赤色ＬＥＤと青色ＬＥＤとを各１個、緑色ＬＥＤを２個、合計４個を組み合わせて構成されたＬＥＤ１１が、光源基板１０の長辺方向に対して略等間隔に複数個実装されている。具体的に、光源基板１０には、長辺方向に対して、ＬＥＤ１１が略等間隔に３個実装されている。なお、光源基板１０は、アルミニウム材で形成されたメタルコア基板を用いることに限定されるものではなく、他の金属材で形成されたメタルコア基板や他の材質、例えばガラスエポキシ基板でもよく、更に、両面又は多層に亘って導電層が形成されているものでもよい。また、ＬＥＤ１１は、赤色ＬＥＤと青色ＬＥＤと緑色ＬＥＤとを各１個、合計３個を組み合わせて構成されるようにしてもよい。更に、光源基板１０に実装されるＬＥＤ１１の数及び配置位置は、液晶パネル４の大きさ等によって異なり、適宜変更可能である。

また、光源基板１０には、ボトムシャーシ７に取り付けられる際に、位置決めされる位置決め孔１０ａとネジ等によってボトムシャーシ７に結合される貫通孔１０ｂとが形成されている。位置決め孔１０ａは、ボトムシャーシ７の一方の面に形成された位置決め突起部７ｃの配置位置に対応して複数個形成され、例えば対角する２箇所に形成されている。貫通孔１０ｂは、ボトムシャーシ７の一方の面に形成された結合孔７ｄの配置位置に対応して複数個形成され、例えば位置決め突起部７ｃと相対する対角する２箇所に形成されている。光源基板１０は、位置決め孔１０ａがボトムシャーシ７の位置決め突起部７ｃに挿通されることで、ボトムシャーシ７の一方の面に位置決めされて配置され、図示しないネジ等の結合部材が、貫通孔１０ｂを介して結合孔７ｄにネジ止めされて、ボトムシャーシ７に取り付けられている。なお、位置決め孔１０ａ及び貫通孔１０ｂの数及び配置位置は、光源基板１０を、ボトムシャーシ７の一方の面に位置決めして、ボトムシャーシ７に取り付けることができればよく、適宜変更である。

また、上述したように、ボトムシャーシ７に取り付けられる光源基板１０は、図４に示すように、長辺を縦方向、すなわち図４中の矢印Ｙ方向に向けて、ボトムシャーシ７の一方の面に直接、例えばマトリックス状に２行×１２列に取り付けられる。なお、光源基板１０は、例えば長辺を、横方向、すなわち図４中の矢印Ｘ方向に向けてボトムシャーシ７に直接取り付けられるようにしてもよい。

また、縦方向に並べて配置された光源基板１０，１０は、例えば、ＦＰＣ（Flexible Printed wiring Cable）又はＦＦＣ(Flexible Flat Cable)又はハーネス等の配線部材１２によって電気的に接続されている。更に、縦方向に並べて配置された光源基板１０，１０は、ボトムシャーシ７の裏面側、すなわち、主面部７ａの他方の面側に設けられたＬＥＤ１１を駆動制御する図示しないＬＥＤ駆動回路基板等と、配置部７ｅに形成された図示しない開口部からＦＰＣ、ＦＦＣ又はハーネス等の図示しない配線部材をボトムシャーシ７の裏面側に引き出して、電気的に接続されている。

以上のような構成を有する光源基板１０は、ボトムシャーシ７の一方の面に直接取り付けられることで、ＬＥＤ１１から発生された熱をボトムシャーシ７に放熱する一方、ＬＥＤ１１から発生された熱によって、第２の空間部９の温度を上昇させている。

ボトムシャーシ７に取り付けられる光学シートブロック２０は、図２に示すように、液晶パネル４の背面側に対向して設けられている。また、光学シートブロック２０は、一方の面に複数の光源基板１０が取り付けられたボトムシャーシ７と一方の面側に所定の対向間隔を介して対向され、ＬＥＤ１１から照射された照明光を一方の面側に反射する反射板２１と、反射板２１の一方の面側に所定の対向間隔を介して対向され、複数の光学機能シートが積層された光学機能シート積層体２２と、ボトムシャーシ７と反射板２１との対向間隔と、反射板２１と光学機能シート積層体２２との対向間隔とをそれぞれ規定する光学スタッド部材２３とを有する。

ボトムシャーシ７の一方の面側に所定の対向間隔を介して対向される反射板２１は、図２に示すように、機械的剛性を有する透明又は乳白色の樹脂材、例えばポリカーボネート樹脂によって、開口側に向かって次第に外側に広がっている略矩形箱側形状に成形され、表面に高反射率特性を有する反射膜を被着して形成されている。具体的に、反射板２１は、ボトムシャーシ７の主面部７ａと略同等の大きさの平坦な主面部２１ａと、この主面部２１ａと連続して主面部２１ａから開口方向に向かって次第に外側に広がる外周部２１ｂと、この外周部２１ｂの開口側先端部にボトムシャーシ７の外周壁部７ｂの支持部７ｇに取り付けられる主面部２１ａと略平行となるように外側に向かって突出形成された取付部２１ｃとで構成されている。

主面部２１ａには、光学スタッド部材２３が挿入されるボトムシャーシ７の挿入孔７ｆの配置位置に対応して、反射板貫通孔２１ｄが形成されている。具体的に、反射板貫通孔２１ｄは、挿入孔７ｆの配置位置に対応して、縦方向に所定の間隔を有して３個、横方向に所定の間隔を有して４個、合計１２個が形成されている。また、反射板２１の主面部２１ａには、ボトムシャーシ７に一方の面に配置された複数の光源基板１０に実装されたＬＥＤ１１にそれぞれ対向し、各ＬＥＤ１１が露出される開口部２１ｅが形成されている。これにより、反射板２１は、開口部２１ｅから露出させた各ＬＥＤ１１より照射された照明光を、一方の面側、すなわち光学機能シート積層体２２側に反射させている。

そして、反射板２１は、図２及び図３に示すように、ボトムシャーシ７の配置部７ｅに設けられた両面粘着テープ１３によって、主面部２１ａが、光源基板１０を介してボトムシャーシ７の一方の面に接着される。また、両面粘着テープ１３によって主面部２１ａが、ボトムシャーシ７の一方の面に取り付けられている反射板２１は、取付部２１ｃが、両面粘着テープや接着剤によって、ボトムシャーシ７の支持部７ｇに取り付けられる。なお、反射板２１は、樹脂材等によって形成されることに限定されるものではなく、照明光を反射することができればよく、例えば機械的剛性を有する金属材、例えばアルミニウム材の表面に高反射率特性を有する反射剤を塗布したものであってもよい。

反射板２１の一方の面側に反射板２１と所定の対向間隔を介して対向される光学機能シート積層体２２は、図２に示すように、反射板２１と略同形の略矩形薄板状に形成されており、導光性及び機械的剛性を有する透明又は乳白色の樹脂材、例えば、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂等によって成形され、他方の面側から入射された照明光を内部において屈折、反射させて拡散させる機能を有する拡散シート、光源基板１０に実装されたＬＥＤ１１から照射されて液晶パネル４に導光される照明光を直交する偏光成分に分解する機能を有する偏光フィルム、光波の位相差を補償して広角視野角化及び着色防止を図る機能を有する位相差フィルム等からなる光学機能を有する複数の光学機能シートが積層されている。なお、光学機能シート積層体２２は、上述した光学機能シートに限定されるものではなく、例えば輝度向上を図る輝度向上フィルム、位相差フィルムやプリズムシートを挟む上下２枚の拡散シート等を用いてもよい。

また、光学機能シート積層体２２には、図２及び図５に示すように、第１の空間部８と第２の空間部９とを連通させるために、使用状態において、上辺及び下辺となる長辺近傍に、それぞれ貫通された複数個の通気口２４ａ，２４ａ，２４ａ，２４ｂ，２４ｂ，２４ｂが形成されている。具体的に、光学機能シート積層体２２は、上辺近傍に上辺方向に対して略等間隔に３個、長孔の通気口２４ａ，２４ａ，２４ａ（以下、上辺近傍に形成された通気口を、単に、２４ａともいう）が形成され、下辺近傍に下辺方向に対して略等間隔、例えば通気口２４ａの配置位置と対応するように３個、長孔の通気口２４ｂ，２４ｂ，２４ｂ（以下、下辺近傍に形成された通気口を、単に、２４ｂともいう）が形成されている。

これらの通気口２４ａ，２４ｂは、上辺及び下辺からそれぞれ離間されて形成されている。上辺と通気口２４ａとの間及び下辺と通気口２４ｂとの間には、光学機能シート積層体２２が第２の保持部６ｂ及び支持部７ｇによって挟み込まれて保持されるので、第２の保持部６ｂ及び支持部７ｇによって挟み込まれる挟み込み部２５が設けられている。そして、光学機能シート積層体２２は、光学機能シート積層体２２の挟み込み部２５の一方の面がスペーサ２ｃを介して第２の保持部６ｂに係合され、挟み込み部２５の他方の面が支持部７ｇに支持されることで、第２の保持部６ｂ及び支持部７ｇによって挟み込み部２５が挟み込まれて保持される。

更に、通気口２４ａ，２４ｂは、液晶パネル４に通気口２４ａ，２４ｂの影等が写りこまないように、換言すると、視聴者に通気口２４ａ，２４ｂが視認されないように、図２に示すように、例えば、第１の保持部５ｂの最も内側の先端部５ｃから、液晶パネル４の厚さ方向の直線と、第１の保持部５ｂの先端部５ｃから通気口２４ａ，２４ｂの内側縁部とを結ぶ直線とのなす角θが、４５°以上となるように形成されている。

なお、通気口２４ａ，２４ｂは、長孔であることに限定されるものではなく、第１の空間部８と第２の空間部９とを連通させることができればよく、略方形状や、図６に示すような切り欠き形状であってもよい。また、通気口２４ａ，２４ｂの数は、例えば液晶パネル４の大きさによって異なり、適宜変更可能である。

上述した各光学シートの相互の対向間隔を規定する光学スタッド部材２３は、図２に示すように、高反射率特性、導光性及び機械的剛性を有する透明又は乳白色の樹脂材、例えばポリカーボネート樹脂によって成形されている。光学スタッド部材２３は、先端部が光学機能シート積層体２２の他方の面に突き当てられ光学機能シート積層体２２とボトムシャーシ７との対向間隔を規定する本体部２３ａと、この本体部２３ａの基端に連続して形成された取付部２３ｂとを有する。

光学機能シート積層体２２とボトムシャーシ７との対向間隔を規定する本体部２３ａは、本体部２３ａの先端側が、先端に向かって次第に小径とされる円錐形状に形成されており、この円錐形状の基端に反射板貫通孔２１ｄよりも大径である反射板規定部２３ｃが突出形成されている。この反射板規定部２３ｃは、反射板２１の一方の面と当接される。更に、本体部２３ａは、基端にボトムシャーシ７の挿入孔７ｆよりも大径であるボトムシャーシ規定部２３ｄが突出形成されている。このボトムシャーシ規定部２３ｄは、ボトムシャーシ７の一方の面と当接される。

本体部２３ａの基端に連続して形成された取付部２３ｂは、ボトムシャーシ７に形成された挿入孔７ｆに挿入される支軸部２３ｅが本体部２３ａと一体に形成されている。この支軸部２３ｅには、基端の外周部に、先端が挿入孔７ｆよりも大径であり先端面が挿入孔７ｆの他方の面側の周囲に支持される支持体２３ｆが突出形成されている。この支持体２３ｆは、弾性特性を有し、挿入孔７ｆよりも大径である先端が径方向に押圧されると挿入孔７ｆよりも一時的に小径となり、ボトムシャーシ７に脱着することができる。

ここで、バックライトユニット３の組立方法を説明する。

先ず、既に赤色ＬＥＤと青色ＬＥＤとを各１個、緑色ＬＥＤを２個、合計４個を組み合わせて構成されたＬＥＤ１１が長辺方向に所定の間隔を有して３個実装された光源基板１０は、位置決め孔１０ａが、ボトムシャーシ７の位置決め突起部７ｃに挿通されてボトムシャーシ７の一方の面に位置決めされ、縦方向、すなわち図４中の矢印Ｙ方向に所定の間隔を介して２個、横方向、すなわち図４中の矢印Ｘ方向に所定の間隔を介して１２個、合計４８個配置され、ネジ等の図示しない結合部材によって、貫通孔１０ｂを介して結合孔７ｄにネジ止めされて直接取り付けられる。そして、縦方向に並べて配置された光源基板１０，１０は、例えば、ＦＰＣ、ＦＦＣ又はハーネス等の配線部材１２によって電気的に接続される。そして、縦方向に並べて配置された光源基板１０，１０は、ボトムシャーシ７の裏面側、すなわち、主面部７ａの他方の面側に設けられた図示しないＬＥＤ駆動回路基板等と、配置部７ｅに形成された図示しない開口部からＦＰＣ、ＦＦＣ又はハーネス等の図示しない配線部材をボトムシャーシ７の裏面側に引き出して、電気的に接続される。

次に、反射板２１は、開口部２１ｅからＬＥＤ１１を露出させると共に、反射板貫通孔２１ｄと挿入孔７ｆとを対向させて、他方の面を、ボトムシャーシ７の配置部７ｅに設けられた両面粘着テープ１３によって、ボトムシャーシ７の一方の面に接着される。そして、反射板２１は、取付部２１ｃを、ボトムシャーシ７の外周壁部７ｂの支持部７ｇに両面粘着テープや接着材等の結合部材によって取り付けられる。

次に、光学スタッド部材２３は、取付部２３ｂをボトムシャーシ７の一方の面側から反射板２１の反射板貫通孔２１ｄを介して、挿入孔７ｆ内に押し込まれる。そして、光学スタッド部材２３は、取付部２３ｂが挿入孔７ｆ内を通過する際に、支持体２３ｆが挿入孔７ｆより小径となり、通過後、弾性特性により挿入孔７ｆより大径に復帰することで、支持体２３ｆの先端面が挿入孔７ｆの他方の面側の周囲に支持される。このとき、各光学スタッド部材２３は、支持体２３ｆの先端面がボトムシャーシ７の挿入孔７ｆの他方の面側の周囲に支持されると共に、ボトムシャーシ規定部２３ｄがボトムシャーシ７の一方の面と当接されることでボトムシャーシ７に取り付けられる。

次に、光学機能シート積層体２２は、他方の面を光学スタッド部材２３の先端部に突き当てるようにして、他方の面の外周縁部が、ボトムシャーシ７の外周壁部７ｂの支持部７ｇに支持される。このとき、光学スタッド部材２３は、先端部が光学機能シート積層体２２の他方の面に点又は狭い面積で接触され突き当てられると共に、反射板規定部２３ｃが反射板２１の一方の面で当接されることで、光学機能シート積層体２２と反射板２１及び反射板２１とボトムシャーシ７との対向間隔を規定し、これら対向する各光学シートの主面間の平行度を全面に亘って高精度に位置決めする。

そして、光学機能シート積層体２２は、ミドルシャーシ６の枠部６ａがボトムシャーシ７に取り付けられ、挟み込み部２５の一方の面がミドルシャーシ６の第２の保持部６ｂにスペーサ２ｃを介して係合される。これにより、光学機能シート積層体２２は、光学機能シート積層体２２の挟み込み部２５の一方の面が第２の保持部６ｂに係合され、光学機能シート積層体２２の挟み込み部２５の他方の面が支持部７ｇに支持されることで、第２の保持部６ｂ及び支持部７ｇによって挟み込み部２５が挟み込まれて保持される。そして、ボトムシャーシ７の主面部７ａと光学機能シート積層体２２との間、すなわち、ボトムシャーシ７の内側には、第２の空間部９が形成される。以上のようにしてバックライトユニット３が組み立てられる。

次に、液晶パネル４は、ミドルシャーシ６の第２の保持部６ｂによってスペーサ２ｂを介して、他方の面の外周縁部が支持され、トップシャーシ５の枠部５ａがミドルシャーシ６の枠部６ａに取り付けられ、トップシャーシ５の第１の保持部５ｂがスペーサ２ａを介して液晶パネル４の一方の面の外周縁部に係合される。これにより、液晶パネル４は、第１の保持部５ｂ及び第２の保持部６ｂによって、スペーサ２ａ，２ｂを介して外周縁部が挟み込みまれて保持される。そして、液晶パネル４と光学機能シート積層体２２との間には、第１の空間部８が形成される。

以上のように組み立てられた液晶表示装置１は、図７に示すように、第２の空間部９内にあるボトムシャーシ７の主面部７ａに取り付けられたＬＥＤ１１から発生された熱によって暖められた第２の空間部９の空気が、第２の空間部９内を対流して使用状態において上方向に流れ込み、光学機能シート積層体２２の上辺近傍に形成された通気口２４ａを介して第１の空間部８に流れ込み、第１の空間部８内を対流して、第１の空間部８が暖められると共に、液晶パネル４によって外部に放熱される。

そして、液晶表示装置１は、第２の空間部９の空気が光学機能シート積層体２２の上辺近傍に形成された通気口２４ａを介して第１の空間部８に流れ込むことで、液晶パネル４によって外部に放熱される等して第２の空間部９の空気より温度の低い第１の空間部８の空気が、光学機能シート積層体２２の下辺近傍に形成された通気口２４ｂを介して第２の空間部８に流れ込む。

以上のように構成を有する液晶表示装置１は、光学機能シート積層体２２の一方の面側に光学機能シート積層体２２と所定の対向間隔を介して組み合わされる液晶パネル４と光学機能シート積層体２２との間に形成された第１の空間部８と、ボトムシャーシ７と光学機能シート積層体２２との間に形成された第２の空間部９とが、光学機能シート積層体２２に形成された通気口２４ａ，２４ｂによって連通されているので、第２の空間部９内にあるボトムシャーシ７の主面部７ａに取り付けられたＬＥＤ１１から発生された熱によって暖められた第２の空間部９の空気が、第２の空間部９内を対流して使用状態において上方向に流れ込み、光学機能シート積層体２２の上辺近傍に形成された通気口２４ａを介して第１の空間部８に流れ込み、第１の空間部８内を対流して第１の空間部８が暖められ、第１の空間部８の温度が上昇されるに伴い、液晶パネル４の液晶材料温度を最適な動作温度に上げて、応答特性の向上を図ることができ、画質の向上を図ることができる。

また、液晶表示装置１は、上述したようにＬＥＤ１１から発生された熱によって暖められた第２の空間部の空気が、第２の空間部９内を対流して使用状態において上方向に流れ込み、光学機能シート積層体２２の上辺近傍に形成された通気口２４ａを介して第１の空間部８に流れ込み、第１の空間部８内を対流し、液晶パネル４によって外部に放熱されることで、ＬＥＤ１１から発生された熱を効果的に放熱することができ、ＬＥＤ１１の発光効率が下がることを防止することができる。

更に、液晶表示装置１は、第２の空間部９の空気が光学機能シート積層体２２の上辺近傍に形成された通気口２４ａを介して第１の空間部８に流れ込むことで、液晶パネル４によって外部に放熱される等して第２の空間部の空気より温度の低い第１の空間部８の空気が、光学機能シート積層体２２の下辺近傍に形成された通気口２４ｂを介して第２の空間部８に流れ込み、第２の空間部９の温度を下げることができるので、第２の空間部９の温度が下げられることに伴い、ＬＥＤ１１の温度を下げることができ、ＬＥＤ１１の発光効率が下がることを防止することができる。

更にまた、液晶表示装置１は、トップシャーシ５の液晶パネル４の一方の面を係合して保持する第１の保持部５ｂの最も内側の先端部５ｃから、液晶パネル４の厚さ方向の直線と、第１の保持部５ｂの先端部５ｃから通気口２４ａ，２４ｂの内側縁部とを結ぶ直線とのなす角θが、４５°以上となるように形成されているので、通気口２４ａ，２４ｂが液晶パネル４に写りこまないように、換言すると、視聴者に通気口２４ａ，２４ｂが視認されないように設けることができる。

なお、液晶表示装置１は、図８に示すように、反射板２１に、ＬＥＤ１１から発生された熱によって暖められた第２の空間部９の空気が、光学機能シート積層体２２の上辺近傍に形成された通気口２４ａを介して第１の空間部８に流れ込む際に、第２の空間部９の空気を通気口２４ａにガイドするガイド部２６を設けるようにしてもよい。例えば、ガイド部２６は、反射板２１の外周部２１ｂの一方の面に、使用状態において上下方向となる方向に対して、各通気口２４ａを挟み込むように複数個設けられ、一方の面側に突出して形成されている。そして、ガイド部２６は、第２の空間部９内にあるボトムシャーシ７の主面部７ａに取り付けられたＬＥＤ１１から発生された熱によって暖められた第２の空間部の空気が、第２の空間部９内を対流して使用状態において外周部２１ｂに沿って上方向に流れ込んだ際に、暖められた第２の空間部の空気を、光学機能シート積層体２２の上辺近傍に形成された各通気口２４ａにガイドする。これにより、液晶表示装置１は、第２の空間部の空気を、通気口２４ａを介して効果的に第１の空間部８に流れ込ませることができ、より効果的に上述したような効果を実現することができる。

また、液晶表示装置１は、光源基板１０がボトムシャーシ７の一方の面に取り付けられることに限定されるものではなく、光源基板１０が反射板２１の一方の面に取り付けられるようにしてもよい。この場合においても、液晶表示装置１は、光源基板１０がボトムシャーシ７の一方の面に直接取り付けられているときと比べて、光源基板１０に実装されたＬＥＤ１１から発生した熱がボトムシャーシ７から放熱されにくくなるものの、ＬＥＤ１１から発生された熱によって暖められた第２の空間部の空気が、第２の空間部９内を対流して使用状態において上方向に流れ込み、光学機能シート積層体２２の上辺近傍に形成された通気口２４ａを介して第１の空間部８に流れ込み、第１の空間部８内を対流することで、液晶パネル４によって外部に放熱され、ＬＥＤ１１から発生された熱を効果的に放熱することができ、ＬＥＤ１１の発光効率が下がることを防止することができる。したがって、液晶表示装置１は、反射板２１に、光源基板１０に実装されたＬＥＤ１１にそれぞれ対向させて各ＬＥＤ１１が露出される開口部２１ｅを形成する必要がなくなる等、構成の簡素化を図ることができ、更に加工工程及び組立工程の簡素化を図ることができる。

本発明が適用された透過型の液晶表示装置の要部分解斜視図である。 本発明が適用された透過型の液晶表示装置の要部縦断面図である。 光源基板及び反射板がボトムシャーシに取り付けられる状態を示した要部分解斜視図である。 光源基板が取り付けられたバックライトユニットの平面図である。 通気口が形成された光学機能シート積層体の平面図である。 切り欠きが形成された他の例の光学機能シート積層体の平面図である。 ＬＥＤの発熱によって暖められた第２の空間部の空気が、第２の空間部から第１の空間部に流れ込み、第１の空間部の空気が、第１の空間部から第２の空間部に流れ込む状態を示した要部縦断面図である。 第２の空間部の空気を、通気口にガイドするガイド部が設けられた反射板の斜視図である。

符号の説明

１ 液晶表示装置、２ 液晶パネルユニット、２ａ スペーサ、２ｂ スペーサ、２ｃ スペーサ、３ バックライトユニット、４ 液晶パネル、４ａ 第１のガラス基板、４ｂ 第２のガラス基板、４ｃ 光学フィルム層、５ トップシャーシ、５ａ 枠部、５ｂ 保持部、５ｃ 先端部、６ ミドルシャーシ、６ａ 枠部、６ｂ 保持部、７ ボトムシャーシ、７ａ 主面部、７ｂ 外周壁部、７ｃ 位置決め突起部、７ｄ 結合孔、７ｅ 配置部、７ｆ 挿入孔、７ｇ 支持部、８ 第１の空間部、９ 第２の空間部、１０ 光源基板、１０ａ 位置決め孔、１０ｂ 貫通孔、１１ 発光素子（ＬＥＤ）、１２ 配線部材、１３ 両面粘着テープ、２０ 光学シートブロック、２１ 反射板、２１ａ 主面部、２１ｂ 外周部、２１ｃ 取付部、２１ｄ 反射板貫通孔、２１ｅ 開口部、２２ 光学機能シート積層体、２３ 光学スタッド部材、２３ａ 本体部、２３ｂ 取付部、２３ｃ 反射板規定部、２３ｄ ボトムシャーシ規定部、２３ｅ 支軸部、２４ｆ 支持体、２４ａ 通気口、２４ｂ 通気口、２５ 挟み込み部、２６ ガイド部

Claims (3)

1. 透過型の液晶パネルを背面側から照明するバックライト装置において、
   照明光を照射する複数の発光素子が実装される複数の光源基板と、
   上記複数の光源基板が一方の面側に取り付けられるボトムシャーシと、
   上記ボトムシャーシの一方の面側に上記ボトムシャーシと所定の対向間隔を介して対向され、複数の光学機能シートを積層してなり、上記透過型の液晶パネルに上記照明光を導光する光学機能シート積層体とを備え、
   上記光学機能シート積層体の一方の面側に上記光学機能シート積層体と所定の対向間隔を介して組み合わされる上記液晶パネルと上記光学機能シート積層体との間には、第１の空間部が形成され、
   上記ボトムシャーシと上記光学機能シート積層体との間には、第２の空間部が形成され、
   上記光学機能シート積層体には、上記第１の空間部と上記第２の空間部とを連通させる通気口が形成されていることを特徴とするバックライト装置。
2. 透過型の液晶パネルと、
   上記透過型の液晶パネルを背面側から照明するバックライト装置とを備え、
   上記バックライト装置は、
   照明光を照射する複数の発光素子が実装される複数の光源基板と、
   上記複数の光源基板が一方の面側に取り付けられるボトムシャーシと、
   上記ボトムシャーシの一方の面側に上記ボトムシャーシと所定の対向間隔を介して対向され、複数の光学機能シートを積層してなり、上記透過型の液晶パネルに上記照明光を導光する光学機能シート積層体とを備え、
   上記光学機能シート積層体の一方の面側に上記光学機能シート積層体と所定の対向間隔を介して組み合わされる上記液晶パネルと上記光学機能シート積層体との間には、第１の空間部が形成され、
   上記ボトムシャーシと上記光学機能シート積層体との間には、第２の空間部が形成され、
   上記光学機能シート積層体には、第１の空間部と第２の空間部とを連通させる通気口が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
3. 上記液晶パネルは、一方の面をトップシャーシによって保持されており、
   上記光学機能シート積層体には、上記トップシャーシの上記液晶パネルの一方の面を保持する先端部から、上記液晶パネルの厚さ方向の直線と、上記先端部から上記通気口の内側縁部とを結ぶ直線とのなす角が、４５°以上となるように上記通気口が形成されていることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。

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