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【発明の名称】 液晶表示装置
【発明者】 【氏名】智者 哲也

【氏名】村上 晃
【要約】 【課題】液晶表示パネルに対して、適度な熱を加えて液晶の応答速度を高めながら、必要以上の熱を与えないようにする。

【解決手段】液晶表示パネル２を保持する上ベゼル５１と、液晶表示パネル２に向けて光を出射する導光板６、この側方に配された光源５および導光板６の裏面側に配された反射板７を保持する下ベゼル６０とを連結した構造にして、導光板６の光出射部５７を液晶表示パネル２に近接あるいは接触させる。導光板６の光出射部５７の外側に形成された長溝５６に枠体５０が嵌め込まれ、光源５から熱が液晶表示パネル２に直接伝わらないように断熱して、光出射部５７から液晶表示パネル２に光源５からの熱を伝達する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 液晶表示パネルと、これを保持する第１保持体と、前記液晶表示パネルに向けて光を出射する導光板と、この側方に配された光源と、前記導光板の裏面側に配された反射板と、前記導光板、光源および反射板を保持する第２保持体とを備え、前記導光板の光出射部が前記液晶表示パネルに近接あるいは接触するように前記第１保持体と第２保持体とが連結され、前記光源から熱が前記液晶表示パネルに直接伝わらないように断熱する断熱手段が設けられ、前記光源からの熱は前記光出射部から液晶表示パネルに伝達されることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】 導光板の光出射部の外側に長溝が形成され、光源の上方および前記光出射部の周囲を覆う枠体が前記長溝に嵌め込まれ、前記枠体の上方に液晶表示パネルの周縁が配置され、前記枠体が、前記光源と液晶表示パネルの周縁とを断熱する断熱手段とされたことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】 液晶表示パネルは、周縁に回路基板を有し、該回路基板と枠体との間に、断熱性および弾力性を有するスペーサが設けられたことを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項４】 光源は、第２保持体に着脱自在とされたホルダー内に収納され、該ホルダーは、前記光源の熱を蓄熱できるように厚肉とされたことを特徴とする請求項１または２記載の液晶表示装置。
【請求項５】 第１保持体と第２保持体とを着脱自在に連結する係合手段が設けられたことを特徴とする請求項１または２記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、情報機器、ＡＶ機器および広告表示器等の表示装置に用いられる液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示装置の液晶表示パネルは、樹脂フィルムやガラス板等からなる一対の透明基板の間に液晶を注入し、両基板の内面にＩＴＯ(Indium Tin Oxide)からなる透明電極を形成した構造となっている。そして、対向する透明電極に電圧を印加することにより、この対向する透明電極間にある液晶が応答し、つまりその液晶の配列を変化させて画像を表示する。
【０００３】このような液晶表示装置における液晶の温度に対する応答時間は、温度が低くなる程応答時間が長く、すなわち応答速度が遅くなる。したがって、周囲温度が低い環境で液晶表示装置を使用すると、表示すべき画像の動きに対して液晶の応答速度が遅くなり、画質の低下が著しく、周囲温度が高い場合に比較して表示性能が低下する。
【０００４】単純マトリックスＳＴＮ液晶は、アクティブマトリックスのＴＮ液晶に比べ液晶分子が捩れているため、応答速度が遅いという欠点があり、従来から単純マトリックス液晶の応答速度を高めるために液晶に熱を加える対策が講じらてきた。この液晶表示パネルの応答時間性を高める対策として、下記のようになされてきた。
【０００５】まず、従来の液晶表示装置の構造としては、図９〜１１に示すように、照明装置１と液晶表示パネル２とに分離され、照明装置１と液晶表示パネル２を覆うように上ベゼル３を被せ、照明装置１を装着した下ベゼル４に上ベゼル３をヒンジでかしめ固定した一体化構造をとっている。
【０００６】照明装置１は、光源５と、光源５からの光を液晶表示パネル２へ導く導光板６と、光源５からの光を導光板６へ向けて反射する反射シート７と、光源５、導光板６および反射シート７を覆って互いに固定する枠体８とを備え、エッジライト方式とされている。光源５には、直管型の蛍光管、例えば熱陰極管（ＣＣＦＴ）、冷陰極管を用い、図９に示す単灯式光源の場合、導光板６の片側に近接して配置され、図１２に示す多灯式光源の場合、導光板６の両側にホルダー９に装着されて近接して配置される。導光板６の裏面側には反射シート７が配され、さらに導光板６の裏面に乱反射部材１０がドット状に形成されている。乱反射部材１０としては、導光板６の裏面に直接凹凸をつけたり、ガラスビーズを配合したインクを印刷したりして形成され、また端部から中央に向かって密度が高くなっている。そして、導光板６の表面は開口１１を有するプラスチック製の枠体８に覆われ、液晶表示パネル２の表示領域に対向する導光板６表面の領域が光出射部１２とされる。
【０００７】液晶表示パネル２は、液晶を一対のガラス基板１３，１４の間に封入し、両基板１３，１４の外面に偏光板１５を貼り付けた液晶表示素子と、この周囲に設けられた回路基板１６，１７およびＴＣＰ（Tape Carrier Package）１８とから構成されている。一方のガラス基板１３には複数の信号電極が形成され、他方のガラス基板１４には複数の走査電極が形成され、両電極はマトリックス状に重畳される。そして、信号電極に表示信号を供給するための信号側回路基板１６が信号側ＴＣＰ１８によって信号電極ガラス基板１３に接続され、走査電極に走査信号を供給するための走査側回路基板１７が走査側ＴＣＰ１８によって走査電極ガラス基板１４に接続されている。
【０００８】この液晶表示パネル２は、枠体８の上面に案内部材１９を介して位置決めされて取り付けられ、液晶表示パネル２の表面上に、表示窓２０が形成された上ベゼル３を載置して、上ベゼル３を下ベゼル４に係合することにより液晶表示パネル２および照明装置１が保持される。
【０００９】上記の液晶表示装置では、光源５で発生する熱を利用して、液晶に熱を加えている。すなわち、液晶表示パネル２と照明装置１とは一体化構造をとっているので、光源５からの熱は、光源５の上方にある枠体８を介して回路基板１６，１７へ伝達され、また導光板６を伝わって液晶表示パネル２へ伝達される。
【００１０】光源の熱を利用する従来例１として、特開昭５９−２１４０７４号公報では、図１３に示すように、表示部に対応した表示窓２１が形成された熱伝導部材の外枠体２２で導光板２３の両側の光源２４と液晶表示パネル２５を覆って、光源２４の光を遮光すると共に液晶表示パネル２５を支持するように構成されており、さらにこの外枠体２２を液晶表示パネル２５の表面に密着させて、光源２４の熱を液晶表示パネル２５に伝達するようにしている。この技術では、液晶表示素子の低温時における応答性の低下を配慮し、光源２４の熱を外枠体２２によって伝達することにより、液晶表示パネル２５に光源２４から熱を加えている。
【００１１】次に、液晶表示パネルを加熱して応答時間の短縮化を図ることを目的とし、光源に代わる発熱源を使用して液晶表示パネルに熱を加え、液晶表示パネルと照明装置との間の空間を熱でこもらせた従来例２として、発熱素子や発熱パネルを使用して、液晶表示パネルに熱を加えたり、液晶表示パネルに設けたガラス電極端子の抵抗値を利用して、ジュール熱を発生させ液晶表示素子を加熱し、液晶応答時間を早めていた。
【００１２】例えば、特開平８−１７１０８４号公報には、図１４に示すように、ケース３０内に装着された液晶表示パネル３１の下面側に、透光性の発熱パネル３２が設けられている。発熱パネル３２の下側にはバックライトユニット３３が設けられている。発熱パネル３２は、透明な樹脂フィルム基板にＩＴＯからなる発熱用配線パターンを形成したものである。また、液晶表示パネル３１の上面側に、発熱パネルを設けることもある。このように、液晶表示パネル３１の直下に発熱素子や発熱パネル３２を設けた構造にして、液晶表示パネル３１の裏面から熱を加えていた。なお、３４は光源、３５は導光板である。
【００１３】上記の各従来例のように、熱を直接液晶表示パネルに加えると、表示品位を損ねる可能性があるため、液晶表示パネルへの熱的影響を及ぼさない構造の従来例３として、例えば特開平３−５０５９１号公報には、図１５に示すように、一端部を光源４０の周囲に直接密着させ、他端部を導光板４１と導光板４１裏面に設けられたフレーム４２との間に挟み込むように熱伝導性シリコンゴムを使用した放熱部材４３を設け、光源４０の熱をフレーム４２に伝導放熱させるとともに、光源４０と液晶表示パネル４４との間に断熱シート４５を設置して、光源４０の熱が直接液晶表示パネル４４に加えられることを防いでいる。なお、４６はキャビネットである。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の従来技術では下記の問題が生じる。すなわち、液晶の応答時間温度依存性を利用して、上記従来技術で示すように温度を上げることにより応答時間を早めていたが、その反面、温度が必要以上に加わりすぎて、液晶表示パネルの表示品位に影響を及ぼし、特に白ヌケなどの表示に関する発色ムラを生じ、表示品位に悪影響を及ぼしていた。
【００１５】従来の上ベゼルで液晶表示パネルと照明装置を覆った構造では、上ベゼル内において光源からの熱や回路基板からの熱が蓄熱され、内部での温度が上がる。液晶表示装置の外部へ放熱される割合は、液晶表示装置内部で蓄熱される割合より低いため、この蓄熱が液晶表示パネルに影響を及ぼしていた。
【００１６】具体的に言えば、回路基板を支持する枠体の下方に直接光源が配置されていると、光源から発生する熱が銅箔を配線に使用した熱伝導性および蓄熱性のある回路基板に伝達されてたまり、液晶表示パネルに対して必要以上の熱が伝わり、この熱は上ベゼル外部へ放散しにくく、結果的に照明装置の上部に蓄熱されてしまう。これは、液晶表示パネルを枠体で支持し、その上から照明装置ごと上ベゼルで覆う構造に起因するものであり、液晶表示パネルと照明装置との間の空間に熱の逃げ場所がないため、熱がこもっていくことになる。そのため、液晶表示パネル側へ熱的影響を及ぼし、白ヌケなどといった、表示品位を損ねる原因となる。
【００１７】また、回路基板に蓄熱されることもあり、照明装置の上部での液晶表示パネル付近の熱分布は均等化を図ることができない。つまり、液晶表示パネルに熱が伝わりにくい状態になっている。
【００１８】この従来構造における光源の熱による液晶表示パネル内での温度分布を図１６，１７に示す。図１６は単灯式光源の場合、図１７は４灯式光源の場合である。３５℃の最低温度を基準として、導光板の長辺側両端面に光源を２灯ずつ設けた４灯式では３０℃〜４０℃の範囲でバラツキがあり、導光板の長辺端面に光源を１灯だけ設けた１灯式では２５℃〜３５℃の範囲でバラツキがある。この温度のバラツキが表示品位に影響し、また液晶表示パネルの熱分布が均一でなく、３５℃を下まわるところが液晶表示パネルの中央に集中するため、顕著な応答速度の向上がみられない。
【００１９】従来例１の液晶表示装置では、熱伝導部材の外枠体を液晶表示パネルに接触させて、光源の熱を外枠体を介して液晶表示パネルの端部付近より伝えることにより、液晶表示パネルの応答性を向上させようとしているが、液晶表示パネルに対して不均一に熱が伝わり、特に液晶表示パネルの周囲部に白ヌケ、表示ムラの生じる可能性がある。すなわち、光源の熱を熱伝導性のよい外枠体から液晶表示パネルに伝達しているが、まず液晶表示パネルの端部に伝わり、光源に近い部分の温度が上昇することにより、液晶表示パネルの中央と周囲との温度差によって液晶表示の発色のムラを生じる。また、照明装置と液晶表示パネルが外枠体で一体的に組み込まれているので、内部に熱がこもり易く、熱をうまく逃がせない構造になっている。
【００２０】従来例２の液晶表示装置では、液晶表示パネルの裏面に発熱パネルを設けて、液晶表示パネルに熱を与える構造であるが、発熱パネルを組み込むことによる液晶表示装置自体の透過率低下の問題や、発熱させることによる消費電力の増加の問題が生じる。また、液晶表示パネルのガラス基板上に発熱素子を設けると、液晶表示パネルの良品率の低下が生じたり、発熱素子を別途設けることによってコストアップにつながる。
【００２１】また、従来例３の放熱部材および断熱シートを設けて、液晶表示パネルの光源側端部の温度上昇を抑えたものでも、光源の熱を直接液晶表示パネルへ伝わらない方向に伝達させ放熱させているが、照明装置や液晶表示パネルは構造的に一体化されており、経時的にみれば液晶表示装置内部で熱が蓄熱されることになる。そのため、液晶表示パネルに必要以上に熱が伝わり、表示品位に蓄熱による悪影響が及ぼされる。
【００２２】本発明は、上記に鑑み、液晶表示パネルに対して、適度な熱を加えることにより液晶の応答速度を高めながら、必要以上の熱を与えることのない構造を有する液晶表示装置の提供を目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】本発明による課題解決手段は、液晶表示パネルと、これを保持する第１保持体と、前記液晶表示パネルに向けて光を出射する導光板と、この側方に配された光源と、前記導光板の裏面側に配された反射板と、前記導光板、光源および反射板を保持する第２保持体とを備え、前記導光板の光出射部が前記液晶表示パネルに近接あるいは接触するように前記第１保持体と第２保持体とが連結され、前記光源から熱が前記液晶表示パネルに直接伝わらないように断熱する断熱手段が設けられ、前記光出射部から液晶表示パネルに光源からの熱を伝達するようにしたものである。
【００２４】ここで、光源は液晶表示パネルの周縁の下方に位置しているので、断熱手段としては、光源の上方と液晶表示パネルの周縁との間に配された断熱性部材である。具体的には、光源の上方および導光板の光出射部の周囲を覆う枠体とされ、この枠体は、導光板の光出射部の外側に形成された長溝に嵌め込まれる。
【００２５】上記の構造にすることによって、第１保持体に装着された液晶表示パネルと第２保持体に装着された照明装置とは、熱的に独立させることができる。しかしながら、導光板の光出射部と液晶表示パネルとの距離は短縮されるので、光源からの熱は光出射部を通してのみ液晶表示パネルに伝達されることになり、適度な熱が加えられて、液晶の応答速度が高まる。また、第２保持体内部に光源の熱は蓄熱されるが、第２保持体を熱伝導性のよい材料から形成することにより、外部に放熱され、必要以上の熱を与えることがなくなる。
【００２６】そして、液晶表示パネルの周縁には熱伝導性および蓄熱性のある回路基板が存在しているので、回路基板と枠体との間に、断熱性および弾力性を有するスペーサが設けられる。これによって、枠体に蓄熱されても、回路基板には熱は伝達されず、第２保持体から第１保持体への熱伝達の防止となる。また、第１保持体と第２保持体とが外部からの衝撃により衝突したとしても、スペーサが緩衝材として働き、その衝撃が緩和され、両保持体および内部の部品を保護できる。
【００２７】また、光源は第２保持体に着脱自在とされたホルダー内に収納されているので、取り扱いが容易となり、交換しやすくなる。しかも、ホルダーによって光源の熱が蓄熱され、液晶表示パネル、特にその回路基板への熱の伝達を防げる。
【００２８】
【発明の実施の形態】本実施形態の液晶表示装置を図１〜３に示す。この液晶表示装置は、バックライトとしてエッジライト方式の照明装置１を有するものであり、液晶表示パネル２と、これを保持する第１保持体と、液晶表示パネル２に向けて光を出射する導光板６と、この側方に配された光源５と、導光板６の裏面側に配された反射板（反射シート）７と、光源５の上方および導光板６の周囲を覆う枠体５０と、導光板６、光源５および反射板７からなる照明装置１を保持する第２保持体とを備えている。第１保持体と第２保持体とはそれぞれ別々に設けられ、両者は係合手段により着脱自在に連結される。これにより、各保持体は熱的に独立させることが可能となる。なお、図９，１２に示した従来の液晶表示装置と同じ構成部材には同符号を付しいる。
【００２９】液晶表示パネル２は、従来と同じ構成であり、第１保持体、すなわち上ベゼル５１に着脱可能に装着されている。上ベゼル５１は、液晶表示パネル２の周縁を支持する金属シャーシであり、その中央が表示窓５２となっている。そして、液晶表示パネル２の長手方向と平行な両長辺側は、内方向に折り曲げられ、信号電極ガラス基板１３の表裏面に取り付けられた案内部材５３がそれぞれ上ベゼル５１の内面に摺接して、液晶表示パネル２を上ベゼル５１に対してスライド可能としている。上ベゼル５１の一方の短辺側には挿入口５４が形成されており、ここから液晶表示パネル２を着脱できる。また、液晶表示パネル２の信号側回路基板１６および信号側ＴＣＰ１８は上ベゼル５１に周囲を覆われ、走査側回路基板１７および走査側ＴＣＰ１８も同様に上ベゼル５１に周囲を覆われている。
【００３０】光源５には、冷陰極管あるいは熱陰極管が使用され、熱を必要以上にいる場合は、熱陰極管を使用したり、冷陰極管を複数用いる。ここでは、４本の熱陰極管を使用して、導光板６の両側に長辺に沿って平行に、かつ導光板６の厚み方向に並べて配置している。そして、各光源５は、ランプホルダー５５に保持されている。ランプホルダー５５は、例えばポリカーボネート（ＰＣ）樹脂やＡＢＳ（Acrylonitrile-butadiene-styrene)などの高反射性を有するプラスチックで断面コ字状に成形されている。
【００３１】導光板６は、例えばポリメチルアクリレート（ＰＭＭＡ）樹脂等のアクリル系樹脂やポリカーボネート樹脂等の透明プラスチックを使用して凸型に成形され、光源５が配される長辺側の表面に長溝５６が形成されている。したがって、導光板６の中央の突出した部分が液晶表示パネル２の表示領域に対向する光出射部５７とされ、液晶表示パネル２の表示領域に対応する。
【００３２】導光板６の裏面には、従来と同じ乱反射部材１０がドット状に形成されている。さらに導光板６の裏面に配置された反射板７は、例えば酸化チタン（ＴｉＯ2）、硫酸化バリウム（ＢａＳＯ4）等の白色顔料にガラス、シリカ、ガラスビーズなどの反射材料を配合した塗料をポリエチレンテレフタレートからなる支持シートの片面もしくは両面に塗布したもの、あるいはポリエチレンテレフタレートからなる支持シートにアルミニウム、銀などを蒸着したものである。反射板７を配置する際には、導光板６の裏面との間に光拡散性を持たせるため空気層を設けるとよい。
【００３３】なお、導光板６の表面上には光学部材を設けていないが、高輝度化の観点からレンズシート、拡散シートを導光板６上に設けることが可能である。すなわち、導光板６の光出射部５７の表面に拡散シートを密接して配置し、拡散シート上にレンズシートを１枚または２枚配置する。拡散シートとしては、例えば透明樹脂に酸化チタンなどの光拡散材料を含有させた樹脂配合物からなるシートや、拡散剤含有塗料を透明シートの片面または両面に塗付したものである。
【００３４】枠体５０は、導光板６の光出射部５７以外の表面を覆うような大きさの開口５８を有した長方形の枠であり、開口周縁部５９をＡＢＳなどの断熱樹脂で形成し、本体部分をポリカーボネート樹脂で形成している。そして、開口周縁部５９が光出射部５７の側面と若干の隙間をあけて長溝５６に嵌まり込み、枠体５０は導光板６に載置されることになり、この状態で光出射部５７と枠体５０とは同一高さである。また、枠体５０は光源５の上方を覆うことになるが、この部分には断熱樹脂が使用されているので、この枠体５０のうち開口周縁部５９が断熱性部材としての機能を果たし、光源５から液晶表示パネル２の回路基板１６，１７に熱が直接伝導することを防止する。このような導光板６および枠体５０の構造にすることによって、導光板６を液晶表示パネル２に近づけながら、光源５と液晶表示パネル２とを熱的に分離することができる。
【００３５】そして、反射板７、導光板６、光源５および枠体５０は、第２保持体、すなわち下ベゼル６０に内装される。下ベゼル６０は、上面が開放され四方を取り囲まれた金属シャーシである。短辺側の両端に、ランプホルダー５５を挿入するために切り欠かれた挿通口６１が形成され、ランプホルダー５５は導光板６と下ベゼル６０の側壁との間の空間に収納される。
【００３６】この下ベゼル６０と上ベゼル５１とは係合手段により連結されており、係合手段としては、例えば図１に示すように、枠体５０に上下一対の係合爪６２を形成し、上ベゼル５１および下ベゼル６０に係合爪６２が嵌まる係合孔６３を形成して、枠体５０を利用して両者を連結する。あるいは、上ベゼル５１を枠体５０を介して下ベゼル６０にビスにより固定してもよい。また、図２，３に示すように、上ベゼル５１の長辺側に下向きに突出したヒンジ６４を形成し、下ベゼル６０の長辺側側壁にヒンジ６４を挿入可能な孔６５を形成して、挿入されたヒンジ６４の両端を内側に折り曲げることによって上ベゼル５１と下ベゼル６０とを係合する。
【００３７】このように、上ベゼル５１と下ベゼル６０とが連結されたとき、上ベゼル５１は枠体５０上に載置される。そこで、枠体５０上に、断熱性および弾力性を有するスペーサ６６を設ける。スペーサ６６は、断熱性を有した緩衝性のあるスポンジ系のもので、例えばシリコーン樹脂（商品名、ポロン）、ポリカーボネート樹脂（商品名、レキサン）を使用することができる。このスペーサ６６を設けることによって、上ベゼル５１と下ベゼル６０を連結する際、両ベゼル５１，６０のたわみによる接触を減らし、外部から衝撃が加わっても互いの衝突による損傷を防ぐことができ、さらに断熱効果も得られる。
【００３８】また、このとき、導光板６の光出射部５７は液晶表示パネル２に近接しており、その間には光および熱を液晶表示パネル２に伝達するための伝達空間６７が形成される。この距離は０．４〜１ｍｍである。なお、このような伝達空間６７を形成せず、両者が接触するように光出射部５７の高さを設定してもよい。
【００３９】次に、上記の液晶表示装置の組み立て方法を説明する。まず、上ベゼル１の挿入口５４に液晶表示パネル２を挿入して、組み込む。また、下ベゼル６０に、反射板７、導光板６を組み込んでいき、枠体５０を長溝５６に嵌め込んで導光板６の上に枠体５０を載置する。そして、下ベゼル６０の挿通口６１から光源５を保持したランプホルダー５５を差し込んで、光源５を下ベゼル６０内に収納する。このように、液晶表示パネル２と照明装置１とはそれぞれ個別のユニットとして扱えるので、輸送形態において個別に搬送することができ、効率のよい輸送を行える。
【００４０】その後、上ベゼル５１と下ベゼル６０とは、係合孔６３に係合爪６２を嵌めたり、ビスで固定したりして連結され、一体化される。両者を連結することによって、液晶表示装置の組み立てが完了し、導光板６の光出射部５７と液晶表示パネル２とが向かい合って近接して配置される。
【００４１】また、液晶表示パネル２や照明装置１に不良があった際、個別に修理することができ、さらに使用中にこれらに不具合が生じても上ベゼル５１と下ベゼル６０とは分離可能なので、容易に取り外して修理することができる。したがって、修理工数、コスト面の削減をすることができる。しかも、ランプホルダー５５自体抜き差し型にしているため、光源５の交換も容易に行うことができる。
【００４２】そして、図４に示すように、光源５から出射された光は、直接にまたはランプホルダー５５で反射されて導光板６の側面から入射され、導光板６の裏面に設けられた反射板７と枠体５０の開口周縁部５９の裏面との間で反射が繰り返される。導光板６の光出射部５７に導かれた光は伝達空間６７を通って液晶表示パネル２へ出射される。ここで、導光板６の内部に入射した光は、反射板７によって全反射を繰り返しながら、導光板６の光出射部５７の中央、つまり液晶表示パネル２の有効表示領域へ導かれるので、導光板６の光出射部５７での面輝度均一化を図ることができる。また、導光板６の裏面の乱反射部材１０は中心に向かって密度が高くなっているので、光源５からの光を光出射部５７付近に集中的に集めることができる。なお、光源５を多灯式にしているので、光学的にも熱的にもバランスがとれている。この結果、導光板６には拡散シート、レンズ等の光学部材が必要なく、部品点数の削減や加工工程の簡素化を図ることができ、コストを低減できる。
【００４３】具体的な光路としては、導光板６の側面から入射角θで導光板６内部に入射した光は、導光板６の屈折率を１．５とすると、スネルの法則により導光板６内部において、θ’＝ｓｉｎ-1｛（ｓｉｎθ）／１．５｝
の角度で進行する。θ＝−９０゜〜９０゜であるから、θ’＝−４２゜〜４２゜となる。そして、導光板６内での臨界角φは、φ＝ｓｉｎ-1（１／１．５）≒４２゜であり、全反射条件：φ＞４２゜、屈折条件：φ≦４２゜の基で、導光板６内を光が進行する。すなわち、導光板６の光出射部５７において上記全反射条件を満たすならば、導光板６の裏面側に戻り、屈折条件を満たすならば、液晶表示パネル２側へ進行して行く。
【００４４】次に、光源５から発生した熱の動きについて説明する。光源５から放射された熱のうち導光板６に伝達された熱は、内部を伝導されて光出射部５７に達して、伝達空間６７に放射され、液晶表示パネル２に伝達される。また、一部の熱は、導光板６内部を通らず、枠体５０の開口周縁部５９に沿って導光板６の長溝５６との間を通り、直接伝達空間６７に達し、液晶表示パネル２に伝達される。一方、ランプホルダー５５に向かって放射された熱は、ランプホルダー５５に伝達されて、その肉厚のために蓄熱されるとともに、下ベゼル６０に伝達されて外部に放熱される。
【００４５】ランプホルダー５５の肉厚は、光源５の熱を蓄熱する効果があり、さらに上方の枠体５０の開口周縁部５９は断熱性を有しているため、ここでも蓄熱される。そのため、枠体５０から伝熱性の高い回路基板１６，１７に光源５の熱は直接伝達されない。したがって、ランプホルダー５５の肉厚によって熱容量が変わることから、これを利用して導光板６への熱の伝達量を調節することができ、液晶表示パネル２に必要以上の熱を加えすぎることを防げる。
【００４６】ここで、熱は伝達空間６７にこもるが、光出射部５７と液晶表示パネル２との距離はできるだけ小さくされているので、熱は液晶表示パネル全体にわたって均一に伝わりやすい。すなわち、導光板６の光出射部５７と液晶表示パネル２とを最近接させることにより、熱的な効果が上がる。なお、液晶表示パネル２と導光板６との間に拡散シート、レンズなどの光学部材が設けられている場合、これらはサイズ的に液晶表示素子よりも大きく設けられるので、蓄熱性を高める役割をし、液晶表示パネル２の均熱化に寄与する。
【００４７】このように、光源５からの熱は伝達空間６７に蓄熱され、また下ベゼル６０へ伝わった熱は外部へ放散されるとともに、導光板６にも伝達され、伝達空間６７に達する。したがって、上記液晶表示装置の構造によれば、液晶表示パネル２に伝えるべき熱は伝え、不必要な熱は上ベゼル５１または下ベゼル６０を介して外へ放散させるか、下ベゼル６０内部に閉じ込めて一旦蓄熱しておき、適所すなわち光出射部５７から液晶表示パネル２に対して適度な熱を放出することが可能とされる。また、液晶表示パネル２の周縁を断熱することにより、光出射部５７以外のところからは熱が伝達されにくい構造となり、液晶表示パネル２に対して表示品位を損ねない程度の熱を加えることができ、必要以上の熱を加えることを防止できる。
【００４８】そして、導光板６の両側に光源５を配することにより、大量の熱を液晶表示パネル２に加えることができ、液晶に素早く均一な温度を与え、液晶の応答時間を急速に早めることができる。したがって、光学的には輝度が向上し、熱的には均熱効果が得られる。
【００４９】図５に液晶の応答時間と温度との関係を示す。この図では、応答時間温度依存性を示しているが、３５℃付近で応答時間はほぼ一定となり、液晶表示パネル２に熱を加えることにより応答時間は２００ｍｓから１５０ｍｓに短縮することができる。しかし、必要以上に液晶に熱が加わっても、応答時間の短縮にはならず、逆に液晶表示パネル２の表示品位に影響してくる。そのため、液晶の温度は、３５℃から４０℃の範囲にすれば、応答時間で５０ｍｓの短縮化が図れる。
【００５０】図６は、上記構造の液晶表示装置における液晶表示パネル２の表示領域の温度分布を示している。図に示すように、液晶表示パネル２上での温度分布は、中央部において３５℃（応答速度最適温度）でほぼ均一になっている。つまり、表示領域内での液晶の応答速度を向上させることができ、温度分布バラツキが少なくなり、表示品位の均一性を保つことができる。
【００５１】このように、光源５の熱を利用して液晶の応答速度を速くすることができるので、周囲温度が低い環境で使用しても表示性能が低下せず、しかも表示品位の良好な表示が得られる。したがって、このような環境での使用に適した液晶表示装置を提供することができる。
【００５２】なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正および変更を加え得ることは勿論である。例えば、単灯式の光源を用いた照明装置に上記の構造を適用してもよい。
【００５３】また、光源５と液晶表示パネル２の回路基板１６，１７との間に配する断熱性部材としては、図７に示すように、下ベゼル６０の上部を内側に折り曲げて枠体の代わりとし、下ベゼル６０上に断熱性樹脂からなるスペーサ６６を設ける。あるいは、図８に示すように、導光板６の光出射部５７を液晶表示パネル２に接触させる場合、枠体５０と上ベゼル５１との間に断熱用空間６８を形成し、さらに上ベゼル５１に放熱用孔６９を形成する。
【００５４】
【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明によると、液晶表示パネルを保持する第１保持体と、照明装置を保持する第２保持体とが連結されることにより、導光板の光出射部が液晶表示パネルに近接あるいは接触する構造となり、しかも光源から熱が液晶表示パネルに直接伝わらないように断熱しているので、光出射部から液晶表示パネルに適度な熱を伝達することができる。したがって、液晶の応答速度を高めることができ、低温環境で使用しても、画質の低下を防止できる。しかも、光源の熱は第２保持体内部に蓄熱されたり、あるいはこれから放熱されるので、液晶表示パネルに必要以上の熱を加わらず、液晶表示パネルの温度分布のバラツキをなくすことができ、表示品位がよくなる。
【００５５】そして、光出射部の外側に長溝を設けた、いわゆる凸形状に導光板をすることによって、光出射部は液晶表示パネルに近接あるいは接触され、光源の熱を有効にかつ均等に利用することができる。そのため、発熱パネル等の別部材を設ける必要がなく、簡単な構造にでき、小型化を阻害するものではない。
【００５６】また、第１保持体と第２保持体とは互いに分離された構造となっているので、係合手段を設けることによって容易に連結して組み立てることができ、作業性がよくなる。そして、これらを輸送したり保管する場合には、それぞれ個別に輸送、保管でき、輸送効率がよくなったり保管スペースも少なくてすみ、コスト低減を図れる。しかも、故障等の不良が発生しても、簡単に分離できるので不良品の交換が容易である。さらに、光源をホルダー内に収納して、第２保持体に着脱自在としているので、交換頻度の多い光源の交換作業を容易に行うことができる。
【００５７】また、エッジライト方式の照明装置では、光源の上方と液晶表示パネルの周縁との間に断熱性および弾力性を有するスペーサを設けることにより、熱伝導性および蓄熱性のある液晶表示パネルの回路基板に対する熱の伝達を防ぐことができ、液晶表示パネルに必要以上の熱が伝わず、しかも温度分布のバラツキもなくせる。そして、これは第１保持体と第２保持体との緩衝材となり、外部からの衝撃から両保持体および内部の部品を保護することができる。
【出願人】 【識別番号】０００００５０４９
【氏名又は名称】シャープ株式会社
【出願日】 平成１０年７月１０日（１９９８．７．１０）
【代理人】 【識別番号】１０００７７７８０
【弁理士】
【氏名又は名称】大島 泰甫 （外２名）
【公開番号】 特開２０００−２９００４（Ｐ２０００−２９００４Ａ）
【公開日】 平成１２年１月２８日（２０００．１．２８）
【出願番号】 特願平１０−１９５３１１