(57)【要約】【課題】光源基板と放熱部材との間での接触熱抵抗の増大を抑制しつつ、かつ、光源基板の締結部材点数の削減が可能な光源装置を提供すること。【解決手段】本発明の光源装置は、光源基板と、光源基板の裏面に配置された放熱部材と、を有し、光源基板は放熱部材に締結固定されており、放熱部材は、光源基板側との接触面側にアーチ形状を有していることを特徴とする。放熱プレートにアーチ形状を設けることによって、光源基板と放熱プレートが押し付けあった状態で固定されることで、光源基板と放熱プレートとの間に隙間が生じることが抑制され、かつ、光源基板の締結部材点数の削減が可能とすることができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源基板と、光源基板の裏面に配置された放熱部材と、を有し、
光源基板は放熱部材に締結固定されており、
放熱部材は、光源基板側との接触面側にアーチ形状を有していることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記アーチ形状は、光源基板の長手方向にそって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記アーチ形状は、締結固定の間隔それぞれに形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項４】
光源基板は、放熱部材のアーチ形状の周囲部分にて締結固定されており、
アーチ形状は、光源基板の反りの曲率円の中心が光源基板の光源素子実装側の場合には、放熱部材の曲率円の中心は光源基板側であり、かつ、光源基板の曲率半径より大きい、もしくは、放熱部材の曲率円の中心は光源基板の反対面側となっていることを特徴とする請求項２又は３に記載の光源装置。
【請求項５】
光源基板は、放熱部材のアーチ形状の周囲部分にて締結固定されており、
アーチ形状は、光源基板の反りの曲率円の中心が光源基板の光源素子実装側と反対の場合には、放熱部材の曲率円の中心は光源基板側と反対側であり、かつ、光源基板の曲率半径より小さいことを特徴とする請求項２又は３に記載の光源装置。
【請求項６】
光源基板は、放熱部材のアーチ形状の中央部にて締結固定されており、
アーチ形状は、光源基板の反りの曲率円の中心が光源基板の光源素子実装側の場合には、放熱部材の曲率円の中心は光源基板側であり、かつ、光源基板の曲率半径より小さい、光源基板の反りの曲率円の中心が光源基板の光源素子実装側と反対の場合には、放熱部材の曲率円の中心は光源基板側にある、もしくは、放熱部材の曲率円の中心は光源基板の反対面側にあり、かつ、光源基板の曲率半径より大きいことを特徴とする請求項２又は３に記載の光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置および画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置では、画像を表示する液晶表示パネルと、その背面にバックライト装置が配置されている。従来、バックライト装置の光源として冷陰極蛍光管が用いられてきたが、近年では光源として発行ダイオード（ＬＥＤ）を用いたバックライト装置が主流となっており、これを用いた液晶表示装置においては高精細化、高輝度化、高コントラスト化が進められている。
【０００３】
高精細化する場合、つまり液晶パネルの表示画素ピッチを小さくする場合、一般的には液晶パネルを透過する光の透過率は低下する。このような液晶パネルを用いて高い輝度の表示画像を得るためには、光源装置からの発光輝度をより大きくする必要がある。
【０００４】
また、高コントラスト化する場合、ＬＥＤが点光源であることを利用して、ＬＥＤの発光輝度を個別に制御することで、バックライト装置の明るさを部分的に変更し、表示画像のコントラストを高める技術が用いられる。このような発光輝度の制御は、一般的にローカルディミング制御と呼ばれている。ローカルディミング制御では、画面の領域を構成する複数の分割領域のそれぞれについて、画像信号の輝度値を分析し、対応する光源の発光輝度を輝度値の分析結果に基づいて制御する処理が行われる。通常、画像信号の明所部分にあたる領域では光源の発光輝度を大きくし、暗所部分では光源の発光輝度を小さくする処理が行われる。このようなローカルディミング制御を用いた場合において、画像信号の明所部分で高い輝度の表示画像を得るためには、光源装置からの発光輝度をより大きくする必要がある。
【０００５】
このように、光源装置の発光輝度は増加する傾向にあり、これに伴って光源装置の発熱量も増加してきている。光源であるＬＥＤは、高温になると発光効率の低下や、ＬＥＤ素子を構成している樹脂パッケージや封止剤などの劣化による故障が生じる可能性があることから、光源装置の放熱をより効率的に行う必要がある。
【０００６】
従来、多数のＬＥＤからの発熱を効率的に放熱する構成として、光源基板に放熱プレートを取り付け、この放熱プレートを介して空気への放熱が行われている。
【０００７】
特許文献１には、光源基板の背面に放熱プレートを取り付け、さらに放熱プレートにヒートシンク、ヒートパイプを取り付け、冷却ファンによる送風を行う技術が開示されている。また、特許文献２には、光源基板の前面に放熱プレートを取りつける技術が開示されている。
【０００８】
このような構成では、光源基板が反りを持っている場合や、光源基板と放熱プレートとが熱膨張率の異なる材質を用いている場合、光源基板と放熱プレートとの間に隙間が空いてしまうことがある。この隙間によって放熱プレートへの伝熱が阻害され、放熱効率が低下してしまう。これを防ぐために、一般的には、光源基板に多数の取りつけ穴を設け、多数のネジで放熱プレートに固定するようになっている。
【０００９】
また、特許文献３には、光源基板の背面に放熱プレートを取り付け、さらに光源基板の前面に取り付けられた反射板によって光源基板を放熱プレートに押し付けることで、光源基板と放熱プレートとの間に生じる隙間を抑制する技術が開示されている。
【００１０】
上述のように、従来では、光源基板と放熱プレートとの間に隙間が生じることで、放熱部材との接触熱抵抗が増大してしまうという課題があった。これを抑制するために、多数の部材を用いた締結固定を行わなければならなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００５−３１６３３７号公報
【特許文献２】特開２００８−１２９４６４号公報
【特許文献３】特開２００９−１２９７０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、光源基板と放熱部材との間での接触熱抵抗の増大を抑制しつつ、かつ、光源基板の締結部材点数の削減が可能な光源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するために、本発明に係る光源装置は、
光源基板と、光源基板の裏面に配置された放熱部材と、を有し、光源基板は放熱部材に締結固定されており、放熱部材は、光源基板側との接触面側にアーチ形状を有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る光源装置によれば、放熱プレートにアーチ形状を設けることによって、光源基板と放熱プレートが押し付けあった状態で固定されることで、光源基板と放熱プレートとの間に隙間が生じることが抑制され、かつ、光源基板の締結部材点数の削減が可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態１に係る画像表示装置を模式的に示した分解斜視図
【図２】実施形態１に係る画像表示装置の光源基板正面図
【図３】実施形態１に係る画像表示装置のＡＡ‘断面図
【図４】実施形態１に係る画像表示装置の構成の他の例を示す図
【図５】実施形態２に係る画像表示装置の光源基板正面図
【図６】実施形態２に係る画像表示装置のＢＢ‘断面図
【図７】実施形態２に係る画像表示装置の構成の他の例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
（実施形態１）
本発明に係る第一の実施形態について説明する。
【００１８】
図１は本実施形態に係る画像表示装置１の全体を模式的に示した分解斜視図である。
【００１９】
画像表示装置１はフレーム１０、液晶表示パネル２０、パネルホルダー３０、光学シート４０、反射シート５０、光源基板６０、ケース７０を含んで構成される。
【００２０】
フレーム１０は液晶表示パネル２０を前面から覆い、液晶表示パネル２０の画像表示領域部分を露出する開口部を有している。フレーム１０は金属を用いることが多く、プレス加工や機械加工により形成されるが、樹脂成型された構成でもよい。
【００２１】
パネルホルダー３０は液晶表示パネル２０を背面側から覆い、フレーム１０と挟持することで液晶表示パネル２０を保持する。パネルホルダー３０には、背面側に配置された光源基板６０からの光を液晶表示パネル２０の画像表示領域に通過させるための開口部が設けられている。パネルホルダー３０は樹脂成型されたものが好適であるが、金属材料で形成されてもよい。
【００２２】
光学シート４０はパネルホルダー３０と光源基板６０との間に配置され、光源基板６０からの光を透過させる際に拡散、集光する。光学シート４０は複数枚の光透過性のシートを積層して構成され、シートには、光を拡散させる特性を持ったものや、表面に凹凸形状を有し光を集光させる特性をもったものなどを用いることができる。
【００２３】
反射シート５０は光源基板６０の液晶表示パネル２０側の面を覆い、光源基板６０から射出された光を液晶表示パネル２０の方向へ反射する。反射シート５０には複数の開口部５１が形成されており、この開口部５１において光源基板６０に設けられた複数の光源群６１を露出する。また、反射シート５０の端部には液晶表示パネル２０側に向かって折り曲げて形成された壁部が設けられている。反射シート５０は、高反射率のシート材を用いることが望ましく、白色の発泡ＰＥＴシートや高反射膜を表面に塗布された金属薄板などを用いることができる。
【００２４】
光源基板６０には光源として複数のＬＥＤ６１が実装される。各々のＬＥＤ６１は、所定の間隔で格子状に光源基板６０に配置されている。
【００２５】
ケース７０は光源基板６０を背面側より覆い、周囲に持った壁部の内部に、反射シート５０、および光源基板６０を収納する。ケース７０は複数の部材によって構成されており、光源基板が取り付けられる部分である放熱プレート７１、および、放熱プレート７１の周辺部に取り付けられ、液晶表示パネル２０側に向かって延伸された周囲壁部材とで構成される。放熱プレート７１には金属を用いることが多く、特に熱伝導性の高いアルミニウム合金を用いることが多い。放熱プレート７１は板金プレス加工や機械加工により形成することができる。
【００２６】
ケース７０と反射シート５０、および光源基板６０はねじ（不図示）やリベット（不図示）よって固定される。ケース７０とパネルホルダー３０はねじや爪勘合などの係合手段によって固定され、光学シート４０、反射シート５０、光源基板６０とともに一体化され、バックライト装置８０を構成する。さらにバックライト装置８０とフレーム１０が固定され、画像表示装置１を構成する。画像表示装置１は、液晶表示パネル２０および光源基板６０を駆動制御するための電気基板（不図示）も具備されている。
【００２７】
図２、および図３に、実施形態１に係る画像表示装置の光源基板をケース７０に取り付ける前の正面概略図、およびＡＡ’断面を示す。なおこれらの図では、説明のため、反射シート５０、およびケース７０の周囲壁部材は不図示とし、後述する光源基板６０の反りおよび放熱プレート７１のアーチ形状は誇張して表示してある。
【００２８】
光源基板６０は、矩形形状の配線基板と、その表面に実装された複数のＬＥＤ６１とで構成される。配線基板はガラスエポキシ基材、および銅配線、プリプレグを複層積層して構成される。本実施例では、配線基板の大きさは３８０ｍｍ×２２０ｍｍ、厚みは１ｍｍを用いる。また、光源基板６０には、放熱プレート７１に取り付ける際の位置決めに用いる位置決め穴６２、６３、およびねじ締結の際にねじを挿通する穴６４が複数設けられている。位置決め穴６２、６３は光源基板６０の長辺中央部分、短辺方向に沿って配置されている。穴６４は光源基板６０の両側短辺に沿って配置されている。
【００２９】
光源基板６０は、ＬＥＤ６１の実装面側に曲率円の中心を持った反りを有している。この反りは、配線基板を複層積層して製作することに起因する反り、およびＬＥＤ６１を実装する際のリフロー工程での加熱工程に起因する反りが合わさり、生じる。本実施例では、光源基板６０の長手方向に沿ったおおよそ１ｍｍ程度の反りを有している。
【００３０】
光源基板６０の反りを低減するためには配線基板の総厚さを厚くすることが必要だが、ＬＥＤ６１から放熱プレート７１への伝熱を効率的に行うためには薄いほうが好ましい。
【００３１】
放熱プレート７１は、矩形形状のアルミニウム合金板である。本実施例では、大きさは３９０ｍｍ×２３０ｍｍ、厚み２ｍｍを用いる。放熱プレート７１には、光源基板６０を取り付ける際の位置決め用ピン７３が光源基板６０側に約２ｍｍ凸となるように組み付けられている。
【００３２】
また、放熱プレート７１には、光源基板６０をねじ締結によって固定するためのネジ穴７４が複数設けられている。さらに、先述したような周囲壁部材を取り付けるためのネジ穴（不図示）が設けられている。
【００３３】
放熱プレート７１は、光源基板６０とは反対側に曲率円の中心を持ったアーチ形状を有している。このアーチ形状は、放熱プレート７１を製作する際にプレス成型によってあらかじめ与えたものであり、本実施例ではおおよそ１ｍｍ程度の反りを有している。位置決めピン７３はこのアーチ形状の凸部に配置されている。
【００３４】
光源基板６０を放熱プレート７１へ組み付ける際、まず、光源基板６０の位置決め穴６２、６３に放熱プレート７１の位置決めピン７３を挿通させ、光源基板６０と放熱プレート７１の相対位置決めを行う。次いで、光源基板６０の側から、穴６４部分にてねじ７２によってネジ穴７４に締結を行う。ねじ締結によって、光源基板６０は放熱プレート７１のアーチ形状に沿うように弾性変形した状態で放熱プレート７１に固定される。このとき、放熱プレート７１は光源基板６０側に沿うように弾性変形した状態となる。この弾性変形によって、光源基板６０および放熱プレート７１が互いに押し付けあうことにより、隙間量が低減される。
【００３５】
なお、ねじ７２をすべて締結し終える前の段階では、光源基板６０の反りと放熱プレート７１のアーチ形状によって、位置決めピン７３部分にて光源基板６０と放熱プレート７１が離れる状態となる。この際においても位置決めピン７３が位置決め穴６２、６３に挿通されているように位置決めピン７３の長さを十分に設けることで、光源基板６０と放熱プレート７１との位置ずれが生じないようにすることができる。
【００３６】
本実施例では、光源基板６０がＬＥＤ６１の実装面側に反り、放熱プレート７１が光源基板６０側に凸状にアーチ形状をもった構成例を示したが、これに限るものではない。
【００３７】
図４（ａ）に示すように、光源基板６０がＬＥＤ６１の実装面側に曲率円の中心を持った反りを有しており、放熱プレート７１が光源基板６０側に曲率円の中心を持ったアーチ形状を持った形状であってもよい。このとき、放熱プレート７１のアーチ形状の曲Ｒは、光源基板６０の反りの曲Ｒよりも大きくすることで、光源基板６０および放熱プレート７１が互いに押し付けあい隙間量が低減される。
【００３８】
図４（ｂ）に示すように、光源基板６０がＬＥＤ６１の実装面と反対側に曲率円の中心を持った反りを有しており、放熱プレート７１が光源基板６０と反対側に曲率円の中心を持ったアーチ形状を持った形状であってもよい。このとき、放熱プレート７１のアーチ形状の曲Ｒは、光源基板６０の反りの曲Ｒよりも小さくすることで、光源基板６０および放熱プレート７１が互いに押し付けあい隙間量が低減される。
【００３９】
また、光源基板６０の配線基板は、ガラスエポキシ基材に限定されるものではなく、可撓性を有すれば如何なる基材を用いてもよい。また、配線基板の厚みも１．０ｍｍに限定するものではなく、放熱プレート７１への締結時に可撓性によって変形可能であれば適宜用いることができる。
【００４０】
放熱プレート７１は光源基板６０と面する側にアーチ形状が設けられていればよく、光源基板６０とは反対側の面にアーチ形状がなくてもよい。たとえば、光源基板６０側にはアーチ形状を設け、反対面側を平面となった放熱プレート７１は、押出成型にて容易に製作することができる。また、放熱プレート７１の材質、厚みは、光源基板６０を固定した際に隙間が低減できる構成であれば、可撓性がないものであってもよい。
【００４１】
アーチ形状は、光源基板６０の長手方向に沿った形状を述べたが、これに限らず、短辺方向にもアーチ形状が形成されているものでもよい。
【００４２】
また、放熱プレート７１と光源基板６０の間には、絶縁シートや熱伝導シートが挟持されていてもよい。
【００４３】
以上述べたように、本実施例によれば、放熱プレート７１にアーチ形状を設けることによって、光源基板６０に反りが生じたものであっても多数の締結部材点数を用いることなく光源基板６０と放熱プレート７１が押し付けあった状態で固定される。これにより、光源基板と放熱プレートとの間に隙間が生じることが抑制される。
【００４４】
（実施形態２）
以下、図面に基づいて本発明に係る第二の実施形態について説明する。
【００４５】
なお、実施形態１と同じ部分の説明は省略する。
【００４６】
図５、および図６に、実施形態２に係る画像表示装置の光源基板６０’をケース７０に取り付ける前の正面概略図、およびＡＡ’断面を示す。なおこれらの図では、説明のため、反射シート５０、およびケース７０の周囲壁部材は不図示とし、後述する光源基板６０’の反りおよび放熱プレート７１’のアーチ形状は誇張して表示してある。
【００４７】
光源基板６０’は、矩形形状の配線基板と、その表面に実装された複数のＬＥＤ６１とで構成される。配線基板の大きさは３８０ｍｍ×２２０ｍｍ、厚みは１ｍｍを用いる。また、光源基板６０’には、放熱プレート７１’に取り付ける際の位置決めに用いる位置決め穴６２’、６３’、およびねじ締結の際にねじを挿通する穴６４’が複数設けられている。位置決め穴６２’、６３’は光源基板６０’の短辺中央部分、長辺方向に沿って配置されている。穴６４’は光源基板６０’の長辺中央部分、短辺に沿って配置されている。
【００４８】
光源基板６０’は、ＬＥＤ６１の実装面側に曲率円の中心を持った反りを有している。本実施例では、光源基板６０’の長手方向に沿ったおおよそ１ｍｍ程度の反りを有している。
放熱プレート７１’は、矩形形状のアルミニウム合金板である。本実施例では、大きさは３９０ｍｍ×２３０ｍｍ、厚み２ｍｍを用いる。放熱プレート７１’には、光源基板６０’を取り付ける際の位置決め用ピン７３’が光源基板６０’側に約２ｍｍ凸となるように組み付けられている。
【００４９】
放熱プレート７１’は、光源基板６０’側に曲率円の中心を持ったアーチ形状を有している。このアーチ形状は、放熱プレート７１’を製作する際にプレス成型によってあらかじめ与えたものであり、本実施例ではおおよそ１ｍｍ程度の反りを有している。位置決めピン７３’はこのアーチ形状の凸部に配置されている。
【００５０】
光源基板６０’を放熱プレート７１’へ組み付ける際、まず、光源基板６０’の位置決め穴６２’、６３’に放熱プレート７１’の位置決めピン７３’を挿通させ、光源基板６０’と放熱プレート７１’の相対位置決めを行う。次いで、光源基板６０’の側から、穴６４’部分にてねじ７２によってネジ穴７４’に締結を行う。ねじ締結によって、光源基板６０’は放熱プレート７１’のアーチ形状に沿うように弾性変形した状態で放熱プレート７１’に固定される。このとき、放熱プレート７１’は光源基板６０’側に沿うように弾性変形した状態となる。この弾性変形によって、光源基板６０’および放熱プレート７１’が互いに押し付けあうことにより、隙間量が低減される。
【００５１】
本実施例では、光源基板６０’がＬＥＤ６１の実装面側に反り、放熱プレート７１’が光源基板６０’側に反ったアーチ形状をもった構成例を示したが、これに限るものではない。
【００５２】
図７（ａ）に示すように、光源基板６０’がＬＥＤ６１の実装面と反対側に曲率円の中心を持った反りを有しており、放熱プレート７１’が光源基板６０’側に曲率円の中心を持ったアーチ形状を持った形状であってもよい。
【００５３】
図７（ｂ）に示すように、光源基板６０’がＬＥＤ６１の実装面と反対側に曲率円の中心を持った反りを有しており、放熱プレート７１’が光源基板６０’と反対側に曲率円の中心を持ったアーチ形状を持った形状であってもよい。このとき、放熱プレート７１’のアーチ形状の曲Ｒは、光源基板６０’の反りの曲Ｒよりも大きくすることで、光源基板６０’および放熱プレート７１’が互いに押し付けあい隙間量が低減される。
【００５４】
アーチ形状は、光源基板６０’の長手方向に沿った形状を述べたが、これに限らず、短辺方向にもアーチ形状が形成されているものでもよい。
【００５５】
以上述べたように、本実施例によれば、放熱プレート７１’にアーチ形状を設けることによって、光源基板６０’に反りが生じたものであっても多数の締結部材点数を用いることなく光源基板６０’と放熱プレート７１’が押し付けあった状態で固定される。これにより、光源基板と放熱プレートとの間に隙間が生じることが抑制される。
【符号の説明】
【００５６】
１  画像表示装置
１０  フレーム、２０  表示パネル、３０  パネルホルダー、
４０  光学シート、５０  反射シート、５１  開口部、
６０  光源基板、６１  ＬＥＤ、７０  ケース、７１  放熱プレート、
７２  ねじ、８０  バックライト装置
【図１】
2020071980.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2020071980.tif 000007
【図６】
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【図７】
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