(57)【要約】【課題】  ＬＥＤ光源の発生熱を効率よく放散させて温度上昇を抑え、発光効率の低下を抑制し輝度の低下を防ぐことによって、装置の小型化、薄型化を実現することを可能としたＬＥＤバックライト及び液晶表示装置を提供する。【解決手段】  一主面を光の出射面２４ａとし、この出射面２４ａと略直交する面を光の入射側端面２４ｃとする方形状導光板２４と、導光板２４の入射側端面２４ｃに沿って、発光面２３ａが入射側端面２４ｃに対向するよう配置された複数のＬＥＤ光源２３と導光板２４及びＬＥＤ光源２３を支持するフレーム３１，３３を備えるＬＥＤバックライト２２であって、複数のＬＥＤ光源２３が、導光板２４の厚さと同幅の配線板２５にアレイ状をなすように実装されていると共に、該配線板２５の両面に放熱体２６，２８が設けられ、かつ該放熱体２６，２８がフレーム３１，３３に直接接触している。【選択図】  図１
2006216244.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一主面を光の出射面とし、この出射面と略直交する面を入射面とする方形状導光板と、前記導光板の入射面に沿って、発光面が前記入射面に対向するよう配置された複数のＬＥＤ光源と、前記導光板及びＬＥＤ光源を支持するフレームとを備えるＬＥＤバックライトであって、前記複数のＬＥＤ光源が、配線板にアレイ状をなすように実装されていると共に、該配線板の両面に放熱体が設けられ、かつ該放熱体が前記フレームに直接接触していることを特徴とするＬＥＤバックライト。
【請求項２】
前記配線板の両面に設けられた前記放熱体が、前記配線板と同幅に形成されていることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤバックライト。
【請求項３】
前記配線板が、熱伝導性を有する絶縁材料で形成されていることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤバックライト。
【請求項４】
前記配線板の前記ＬＥＤ光源が実装された面に設けられた前記放熱体が、前記ＬＥＤ光源の貫通孔を有していることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤバックライト。
【請求項５】
前記配線板の前記ＬＥＤ光源が実装された面に設けられた前記放熱体は、その４面が前記フレームに直接接触していることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤバックライト。
【請求項６】
透過型の方形状の液晶表示素子と、この液晶表示素子の背面に配置された方形状導光板の光入射面に沿ってアレイ状をなすように配線板に実装されてなる複数のＬＥＤ光源を有するＬＥＤバックライトと、前記液晶表示素子と前記ＬＥＤバックライトとを一体化するフレームを備える液晶表示装置であって、前記配線板は、その両面に放熱体を有し、該放熱体が前記フレームに直接接触している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、ＬＥＤバックライト及び液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知の通り、液晶表示装置は、軽量、薄型、低消費電力などの特徴を有することから、ＯＡ機器や情報端末機器、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、テレビ受像機（ＴＶ）、カーナビゲーションシステム、そのほか携帯機器などの様々な分野の表示装置として広く用いられている。このような液晶表示装置に用いられている液晶（ＬＣ）は、自ら発光するものではないので表示のために照明装置を必要とし、照明装置の一つとして、光源に発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いたものがある。このような液晶表示装置では、照明装置を液晶表示素子（ＬＣＤ）の背面に配置し、背面側から光を照射して透過光により表示を行うようにするにバックライト方式がとられる。
【０００３】
そして、このような液晶表示装置では、装置の小型化を行っていった場合に、ＬＥＤの発生熱をどのように放散処理するかが問題となる。こうした発生熱の処理のために、ＬＥＤを液晶表示装置のシャーシに直接接触させるように構成したものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
しかし、このように構成されたものでは、より薄型化することが可能であるものの、さらに液晶表示装置を小型化したり、アレイ状としたＬＥＤ光源の配列数を増やしたりして、ＬＥＤ光源の配列間隔を小さくしていった場合には、発生熱の放散処理が充分に行えず、ＬＥＤ光源自体の温度が高くなって、発光効率が低下して輝度低下を生じ、ＬＥＤバックライトとしての所要性能が得られなくなる。また、さらに温度が上昇することで、ＬＥＤ光源を正常に動作させることができなくなる等の問題を生ずる虞がある。
【特許文献１】特開２００４−１８６００４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような状況に鑑みて本発明はなされたもので、その目的とするところは、ＬＥＤ光源の発生熱を効率よく放散させて温度上昇を抑え、発光効率の低下を抑制し輝度の低下を防ぐことによって、装置の小型化、薄型化を実現することを可能としたＬＥＤバックライト及び液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のＬＥＤバックライトは、
一主面を光の出射面とし、この出射面と略直交する面を入射面とする方形状導光板と、前記導光板の入射面に沿って、発光面が前記入射面に対向するよう配置された複数のＬＥＤ光源と、前記導光板及びＬＥＤ光源を支持するフレームとを備えるＬＥＤバックライトであって、前記複数のＬＥＤ光源が、配線板にアレイ状をなすように実装されていると共に、該配線板の両面に放熱体が設けられ、かつ該放熱体が前記フレームに直接接触していることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明の液晶表示装置は、
透過型の方形状の液晶表示素子と、この液晶表示素子の背面に配置された方形状導光板の光入射面に沿ってアレイ状をなすように配線板に実装されてなる複数のＬＥＤ光源を有するＬＥＤバックライトと、前記液晶表示素子と前記ＬＥＤバックライトとを一体化するフレームを備える液晶表示装置であって、前記配線板は、その両面に放熱体を有し、該放熱体が前記フレームに直接接触していることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ＬＥＤ光源の発生熱を効率よく放散させることができて温度上昇が抑えられ、発光効率の低下が抑制され、輝度の低下が防止でき、装置の小型化、薄型化を実現することが可能となる等の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下本発明の一実施形態を、図１乃至図４を参照して説明する。図１は液晶表示装置の概略を示す断面図であり、図２はＬＥＤバックライトの構成を示す分解斜視図であり、図３はアレイ状のＬＥＤ光源の断面図であり、図４はアレイ状のＬＥＤ光源の平面図である。
【００１０】
図１乃至図４において、２０はカーナビゲーションシステム等に用いられる略方形平板状の液晶表示装置で、図示しないが液晶層、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板、偏光板、対向基板等を備えて形成された方形状をなす透過型の液晶表示素子２１と、その背面側に設けられた同じく方形状をなす照明装置（ＬＥＤバックライト）２２を備えて構成されている。さらにＬＥＤバックライト２２は、例えば白色ＬＥＤチップをエポキシ樹脂等の樹脂で樹脂封止して形成された略直方体状の複数個、例えば１０個ないし２０個のＬＥＤ光源２３と、例えばポリカーボネイトやアクリル等の透光性樹脂で形成された所定厚さを有する略長方形平板の導光板２４を備えたものとなっている。
【００１１】
そして、１０個ないし２０個のＬＥＤ光源２３は、例えば幅が導光板２４の厚さと略同寸法で、長さが導光板２４の長辺の長さと略同寸法のガラスエポキシ基板でなる長方形状の配線板２５上の所定位置に、所定の間隔を設け、それぞれ発光面２３ａの背面の発光裏面２３ｂを固着することによって実装されており、さらに各ＬＥＤ光源２３は直列接続されるようにして、アレイ状の光源を形成している。
【００１２】
また、ＬＥＤ光源２３が実装された配線板２５には、その実装面の背面となる裏面に、配線板２５と同外形形状で所定厚さの熱伝導性が良好な材料、例えばアルミニウムや銅、銀あるいはそれらの合金等の金属材料や、窒化アルミニウム等のセラミック材料で形成された第１の放熱体２６が固着されている。さらに、配線板２５の実装面には、各ＬＥＤ光源２３が貫通する方形状の貫通孔２７が形成された第２の放熱体２８が、各ＬＥＤ光源２３の側面部分との間に、製造可能な範囲の最小隙間を設けて囲うように固着されている。なお、第２の放熱体２８は、第１の放熱体２６と同様の熱伝導性の良い材料で形成され、さらに同外形形状を有するものとなっている。
【００１３】
一方、略長方形平板の導光板２４には、その出射面２４ａに拡散シート等の光学シート２９が、また出射面２４ａの背面の裏面２４ｂに反射シート３０がそれぞれ配置され、さらに入射側端面２４ｃとなる１つの長辺を除く他の３辺の側端面には、反射シート３０から延びたシーと３０ａ，３０ｂ，３０ｃが配置されている。そして、各シート２９，３０は、例えばステンレス鋼等の金属材料で形成された形状が略コ字状であると共に、断面形状が略コ字状の第１の内フレーム３１を、導光板２４の他の３辺の側端面部分に嵌め込むことによって、導光板２４に取り付けられている。なお、３２は同じく金属材料で形成された裏板である。
【００１４】
また、アレイ状に形成されたＬＥＤ光源２３は、第１の放熱体２６の裏面と４側面、第２の放熱体２８の４側面のそれぞれを、例えばステンレス鋼等の金属材料で形成された断面形状が略コ字状で、両端に一部閉塞壁３３ａを有する第２の内フレーム３３の内底面や内側面に直接接触するようにして保持されている。そして、第２の内フレーム３３に保持されたＬＥＤ光源２３は、第２の内フレーム３３を導光板２４の入射側端面２４ｃ部分に、その発光面２３ａと入射側端面２４ｃとの間に所定間隙３４を設けるようにして嵌め込むことにより、導光板２４の入射側端面２４ｃの長辺に沿って取り付けられている。
【００１５】
以上の通り、第１の内フレーム３１と第２の内フレーム３３とによりＬＥＤ光源２３と導光板２４とが一体化されて構成されたＬＥＤバックライト２２は、各ＬＥＤ光源２３を発光させることで、その光は、発光面２３ａから出射して入射側端面２４ｃから導光板２４に入射する。そして、導光板２４では、入射した光が発光した光に透明な導光板２４内を伝搬し、裏面２４ｂや入射側端面２４ｃ以外の端面に至った光については反射シート３０やシート３０ａ，３０ｂ，３０ｃで反射されて出射面２４ａに至り、光学シート２９を経て液晶表示素子２１に放射される。
【００１６】
また、発光に伴い各ＬＥＤ光源２３で発生した発生熱は、配線板２５を介して第１の放熱体２６及び第２の放熱体２８に伝えられ、さらに両放熱体２６，２８から直接接触する第２の内フレーム３３へ、またさらに第２の内フレーム３３から第１の内フレーム３１へと伝えられてＬＥＤバックライト２２外へ効率よく放散される。これにより、各ＬＥＤ光源２３の温度上昇が抑制できて、各ＬＥＤ光源２３を所定の温度とすることができ、輝度低下を防止でき、正常に動作させることができる。
【００１７】
またさらに、上記のように構成されたＬＥＤバックライト２２は、第１の内フレーム３１と第２の内フレーム３３に直接接触するように設けられて外周部分を囲う、例えばステンレス鋼等の金属材料で形成された断面形状が略Ｌ字状の外フレーム３５によって方形状の液晶表示素子２１の背面側に組み付けられ、液晶表示素子２１と一体化されて液晶表示装置２０を構成する。そして、ＬＥＤバックライト２２を発光させ、出射面２４ａから光学シート２９を介して光を液晶表示素子２１の背面側に向けて放射することで、液晶表示素子２１に表示された内容が、使用者に視認される。
【００１８】
また、発光に伴う各ＬＥＤ光源２３の発生熱は、第１の放熱体２６、第２の放熱体２８を経て第１の内フレーム３１、第２の内フレーム３３に伝えられ、さらに、これらに直接接触する外フレーム３５に伝えられて液晶表示装置２０外へ効率よく放散される。これにより、同様に、各ＬＥＤ光源２３の温度上昇が抑制できて、各ＬＥＤ光源２３を所定の温度とすることができ、輝度低下を防止でき、正常に動作させることができる。さらに、液晶表示素子２１とＬＥＤバックライト２２との間に介在物がないために、液晶表示装置２０を小型化と薄型化することが可能となる。
【００１９】
なお、配線板２５については、上記したエポキシ基板に限るものでなく、より熱伝導性の良好な窒化アルミニウム等の絶縁材料で構成することで、より向上した放熱特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係わる液晶表示装置の概略を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係わるＬＥＤバックライトの構成を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係わるＬＥＤバックライトにおけるアレイ状のＬＥＤ光源の断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係わるＬＥＤバックライトにおけるアレイ状のＬＥＤ光源の平面図である。
【符号の説明】
【００２１】
２１…液晶表示素子
２２…ＬＥＤバックライト
２３…ＬＥＤ光源
２３ａ…発光面
２４…導光板
２４ａ…出射面
２４ｃ…入射側端面
２５…配線板
２６…第１の放熱体
２７…貫通孔
２８…第２の放熱体
３１…第１の内フレーム
３３…第２の内フレーム
３５…外フレーム
【図１】
2006216244.tif 000003
【図２】
2006216244.tif 000004
【図３】
2006216244.tif 000005
【図４】
2006216244.tif 000006