(57)【要約】  放熱効率が向上した面状光源装置、表示装置及び面状光源装置製造方法を提供することを目的とする。本発明にかかる面状光源装置は、導光板６と、導光板６の側面と対向する側面と、導光板６の背面と対向する背面とを有するボトムシャーシ２と、導光板６の側面と対向するように、ボトムシャーシ２の側面上に設けられた複数のＬＥＤモジュール５と、ボトムシャーシ２の側面から背面に亘って設けられ、当該側面ではＬＥＤモジュール５の配列方向に沿って延在し、複数のＬＥＤモジュール５が実装された平板状ヒートパイプ１０と、を備えるものである。
2011077692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導光板と、
前記導光板の側面と対向する側面と、前記導光板の背面と対向する背面とを有する筺体と、
前記導光板の側面と対向するように、前記筺体の側面上に設けられた複数の発光素子と、
前記筺体の側面から背面に亘って設けられ、当該側面では前記発光素子の配列方向に沿って延在し、前記複数の前記発光素子が実装された平板状ヒートパイプと、を備える面状光源装置。
【請求項２】
前記平板状ヒートパイプは、前記筺体の内部に形成され、当該筺体の表面に前記複数の発光素子が実装される請求項１記載の面状光源装置。
【請求項３】
前記筺体の側面において前記平板状ヒートパイプは、前記発光素子からの発熱を受け取る受熱部を有し、前記筺体の背面において前記平板状ヒートパイプは、放熱部を有する請求項１又は２記載の面状光源装置。
【請求項４】
前記平板状ヒートパイプは、前記放熱部が前記受熱部よりも上方に設けられている請求項１〜３のいずれか１項に記載する面状光源装置。
【請求項５】
前記平板状ヒートパイプは、作動液体が満たされており、前記受熱部は当該作動液体の液面よりも下にある請求項１〜４のいずれか１項に記載する面状光源装置。
【請求項６】
複数の前記発光素子は、前記平板状ヒートパイプの表面に接するように実装され、当該平板状ヒートパイプに設けられた配線部とワイヤボンディングにより接続される請求項１〜５のいずれか１項に記載の面状光源装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の面状光源装置と、表示パネルとを備える表示装置。
【請求項８】
導光板の側面と対向する側面と、前記導光板の背面と対向する背面とを有する筺体を形成するステップと、
平板状ヒートパイプに複数の発光素子を実装するステップと
前記筺体の側面から背面に亘って前記平板状ヒートパイプを実装するステップと、を備える面状光源装置製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面状光源装置、表示装置及び面状光源装置製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、業務用液晶表示装置の大型化と高画質化が進み、駅、空港等での運行表示や空席案内、ショッピングモール、学校、企業等でのインフォメーション表示など、多種多様な公共場所で、有益な情報を表示するデジタルサイネージ市場が進展しており、大型の液晶表示装置の需要が拡大してきている。大型サイズの液晶表示装置においては、一般に拡散板の背面に複数本の長尺な冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）を配置して表示光を液晶パネルに供給するエリアライト型バックライト装置が備えられている。【０００３】
このＣＣＦＬ光源体は、放電管の中にＨｇ（水銀）を封入している。放電により励起された水銀から放出される紫外線は、ＣＣＦＬ管壁の蛍光体を励起させる。これにより、可視光が発光される。このように、ＣＣＦＬ光源体は有害な水銀を使用しており、環境面を考慮すると、その使用の抑制と、代替光源体が求められている。【０００４】
一方、新たな光源として、点光源である発光ダイオードチップ（ＬＥＤチップ）を用いることが既に知られている。具体的には、ＬＥＤチップを取り扱い容易にするため、ＬＥＤチップを発光面に開口を有する容器に収容して利用されている。すなわち、この容器内にＬＥＤチップを収容したＬＥＤモジュールが用いられる。【０００５】
これらのＬＥＤモジュール（以下、単にＬＥＤと称する）を光源体として用いたバックライト装置としては、エリアライト型バックライト装置やエッジライト型バックライト装置などがある。エリアライト型バックライト装置では、たとえば、長尺状の実装基板の一方主面に、電極パッドおよび配線パターンを形成する。そして、この電極パッドに複数のＬＥＤをアレイ状に実装し、拡散板の背面に複数本の長尺状の実装基板を配置させる。これにより、液晶パネルにＬＥＤからの表示光を供給する。エッジライト型バックライト装置では、ＬＥＤを介して、導光板の端面と実装基板の一方の主面とが対向するように配置させる。これにより、各ＬＥＤで発光した光が導光板の端面から導光板内に入射され、表示光を液晶パネルに供給する。【０００６】
このＬＥＤを利用したバックライト装置（ＬＥＤバックライト装置）は、低価格化、発光効率向上、及び環境規制に伴い、液晶パネルのバックライト装置として普及しつつある。同時に、液晶表示装置の高輝度化・大型化（表示領域の大型化）に伴い、ＬＥＤ光源体を複数構成することの要求がますます高まりを見せている。【０００７】
ところで、ＬＥＤバックライト装置においては、多数個のＬＥＤを備えることによってこれらＬＥＤから大容量の熱が発生する。そのため、ＬＥＤは、ＬＥＤ自身の発熱によりＬＥＤ及びその周辺温度が上昇する。これにより、ＬＥＤの発光効率や寿命が低下する。そのため、ＬＥＤからの発熱を効率よく外気に放熱する技術が求められている。【０００８】
次に、図１３を参照して、一般的なエッジライト型バックライト装置を備える液晶表示装置について説明する。図１３は、液晶表示装置の構成を示す断面図である。【０００９】
一般的な液晶表示装置は、液晶表示部５０と電子部品格納部６０の２つによって構成される。液晶表示部５０の全体は、ボトムシャーシ５１及びベゼル部５９によって支持される。ボトムシャーシ５１には、プリント基板５３が接続される。プリント基板５３は、ＬＥＤ５２の実装基板であり、ＬＥＤ５２が実装される。ＬＥＤ５２からの光は、導光板５４の端面に入射する。導光板５４から出射された光は、光拡散シート５５、ＢＦＥ(Brightness Enhancement Film)シート５６、ＤＢＦＥ(Dual Brightness Enhancement Film)シート５７を通過し、液晶パネル５８を照射する。また、電子部品格納部６０は、電源供給や駆動／制御を行う、電源基板、制御基板、音声基板などの電子部品群６１を格納する。【００１０】
一般的なバックライト装置では、ＬＥＤが動作した際の発熱を、ＬＥＤを実装するプリント基板、プリント基板に接続された放熱基板、ヒートパイプを通してボトムシャーシに放熱している。【００１１】
ここで、具体的に、図１４を参照して特許文献１に記載のバックライト装置について説明する。図１４は、特許文献１に記載のバックライト装置の構成を示す断面図である。【００１２】
図１４に示されるように、バックパネル７０には、放熱プレート７１が固定される。放熱プレート７１には、ヒートパイプ７２が接続される。そして、放熱プレート７１上には、配線基板７３及びＬＥＤ７４が配置される。ＬＥＤ７４が動作することにより消費電力の多くが熱として放出される。ＬＥＤ７４からの熱は、熱伝導により配線基板７３へと輸送される。そして、放熱プレート７１、ヒートパイプ７２、バックパネル７０へと熱伝導により熱が輸送される。バックパネル７０に輸送された熱は、バックパネル７０表面に設けられた、ヒートシンク等を通して外気へと輸送される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００５−３１６３３７号公報
【特許文献２】特開２００６−１２８１２９号公報
【特許文献３】特開２００７−１７４９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、特許文献１に記載された放熱手法は放熱性能面で問題がある。この放熱手法は、放熱プレート７１を介して、ＬＥＤ７４からの発熱がヒートパイプ７２に伝わる。ＬＥＤ７４と放熱プレート７１との接触熱抵抗、放熱プレート７１自身の熱抵抗、放熱プレート７１とヒートパイプ７２との接触熱抵抗は大きい。このため、特許文献１に記載された放熱手法では、ＬＥＤ７４からの発熱を効率良く、ヒートパイプ７２に伝えることができなかった。【００１５】
また、特許文献２、３には、ヒートパイプを平板状とし、ヒートパイプ上にＬＥＤを設ける点が開示されている。特許文献２に記載されたバックライト装置は、エリアライト型であり、液晶パネルの背面側にＬＥＤ及びヒートパイプを設けている。一方、特許文献３に記載されたバックライト装置は、エッジライト型であり、導光板の端面と対向してＬＥＤが設けられる。従って、ヒートパイプは、導光板の背面側のみならず、側面側にも設けることが好ましい。特許文献３では、ヒートパイプが上方に向けて一定の傾斜で設けられているため、ＬＥＤの配列方向とヒートパイプの延在方向が異なってしまう。これにより、多くのＬＥＤの直下にヒートパイプを設けることが困難であり、十分に放熱効率を向上させることができなかった。【００１６】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、放熱効率が向上した面状光源装置、表示装置及び面状光源装置製造方法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】
【００１７】
本発明の第１の態様にかかる面状光源装置は、導光板と、前記導光板の側面と対向する側面と、前記導光板の背面と対向する背面とを有する筺体と前記導光板の側面と対向するように、前記筺体の側面上に設けられた複数の発光素子と、前記筺体の側面から背面に亘って設けられ、当該側面では前記発光素子の配列方向に沿って延在し、前記複数の前記発光素子が実装された平板状ヒートパイプと、を備えるものである。【００１８】
本発明の第２の態様にかかる面状光源装置製造方法は、導光板の側面と対向する側面と、前記導光板の背面と対向する背面とを有する筺体を形成するステップと、平板状ヒートパイプに複数の発光素子を実装するステップと前記筺体の側面から背面に亘って前記平板状ヒートパイプを実装するステップと、を備えるものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、放熱効率が向上した面状光源装置、表示装置及び面状光源装置製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】エッジライト型バックライト装置の構成を示す平面図である。
【図２】実施の形態１にかかる液晶表示装置の構成を示す概観図である。
【図３】実施の形態１にかかる液晶表示装置の構成を示す概観図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿って切断した断面図である。
【図５】実施の形態１にかかるボトムシャーシ、平板状ヒートパイプ、及びＬＥＤの構成を示す平面図である。
【図６】実施の形態１にかかるボトムシャーシ、平板状ヒートパイプ、及びＬＥＤの構成を示す断面図である。
【図７】実施の形態１にかかるＬＥＤと平板状ヒートパイプの構成を示す断面図である。
【図８】実施の形態１にかかる平板状ヒートパイプの構成を示す平面図である。
【図９】図８の平板状ヒートパイプを面内方向に切断した断面図である。
【図１０】実施の形態２にかかるＬＥＤと平板状ヒートパイプの構成を示す断面図である。
【図１１】実施の形態３にかかるボトムシャーシ、平板状ヒートパイプ、及びＬＥＤの構成を示す平面図である。
【図１２】実施の形態３にかかるボトムシャーシ、平板状ヒートパイプ、及びＬＥＤの構成を示す断面図である。
【図１３】液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図１４】特許文献１に記載のバックライト装置の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１を参照して、本発明にかかるエッジライト型バックライト装置について説明する。図１は、エッジライト型バックライト装置の構成を示す平面図である。
【００２２】
エッジライト型バックライト装置は、導光板６、ボトムシャーシ２、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）モジュール５、及び平板状ヒートパイプ１０を有する。導光板６には、アクリル板の表面に特殊な加工が施されている。これにより、導光板６は、その側面から入射された光を均一に面発光させる。筺体としてのボトムシャーシ２は、導光板６の側面と対向する側面と、導光板６の背面と対向する背面とを有する。ボトムシャーシ２は、例えば熱伝導性の良い金属によって形成される。ボトムシャーシ２には、凹部が設けられており、この凹部内に導光板６が配置される。
【００２３】
ボトムシャーシ２の側面上には、導光板６の側面と対向するように複数の発光素子としてのＬＥＤモジュール５が設けられる。これにより、ＬＥＤモジュール５からの光が導光板６の側面に入射する。ＬＥＤモジュール５は、ＬＥＤチップ、レンズ、ケース等から構成された固体発光素子である。以降、ＬＥＤモジュールを単にＬＥＤと称する。ＬＥＤ５は、平板状ヒートパイプ１０に実装される。１本の平板状ヒートパイプ１０に対して、複数のＬＥＤ５が実装される。図１においては、１本の平板状ヒートパイプ１０に対して、３個のＬＥＤ５が実装される。平板状ヒートパイプ１０は、ボトムシャーシ２の側面から背面に亘って設けられる。また、ボトムシャーシ２の側面では、平板状ヒートパイプ１０は、ＬＥＤ５の配列方向に沿って延在する。平板状ヒートパイプ１０は、例えば熱伝導性の良い金属によって形成される。
【００２４】
このように、平板状を有する平板状ヒートパイプ１０を用いることで、平板状ヒートパイプ１０上にＬＥＤ５を直接実装することができる。すなわち、特許文献１のように、ヒートパイプとＬＥＤの間に放熱プレートを介在させる必要がなく、ＬＥＤと放熱プレートとの接触熱抵抗、放熱プレート自身の熱抵抗、放熱プレートとヒートパイプとの接触熱抵抗がない。このため、ＬＥＤ５からの発熱を効率的に放熱することができる。また、放熱プレートが不要であるため、薄型化を保持することができる。
【００２５】
また、平板状ヒートパイプ１０の一部をＬＥＤ５の配列方向に沿って延在させることにより、多くのＬＥＤ５の直下に平板状ヒートパイプ１０を設けることができる。従って、ＬＥＤ５から効率的に熱を受け取ることができる。そして、平板状ヒートパイプ１０をボトムシャーシ２の背面まで延在させることにより、ＬＥＤ５から離れた平板状ヒートパイプ１０の部分に放熱部を設けることができる。以上のことから、本発明によれば、放熱効率を向上させることができる。
【００２６】
放熱効率が向上することにより、エッジライト型バックライト装置に消費電力の大きなＬＥＤ５を実装することが可能となる。すなわち、高輝度化を図ることができる。また、ＬＥＤ５のＬＥＤチップは、ＬＥＤチップ自身の温度が上昇すると、その温度依存性により、発光効率や寿命が低下してしまう。このため、放熱効率を向上させることで、ＬＥＤ５の長寿命化が可能となる。
以降、本発明にかかるエッジライト型バックライト装置について、具体的な実施の形態を用いて説明する。
【００２７】
実施の形態１
本実施の形態にかかるエッジライト型バックライト装置は、例えば、透過型の液晶表示装置に用いられる。まず、図２〜図４を参照して、エッジライト型バックライト装置を備える液晶表示装置について説明する。図２、３は、液晶表示装置の構成を示す概観図である。図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線に沿って切断した断面図である。
【００２８】
図２、３に示されるように、液晶表示装置では、ベゼル部３の前面側（視認側）に液晶パネル４、ベゼル部３の背面側（反視認側）にバックシャーシ２１が設けられる。また、図４に示されるように、液晶表示装置は、主に、液晶表示部１と電子部品格納部２０の２つによって構成される。液晶表示装置は、周囲の外気が循環できないように、液晶表示部１及び電子部品格納部２０は共に密閉されている。
【００２９】
液晶表示部１は、ボトムシャーシ２、ベゼル部３、液晶パネル４、ＬＥＤ５、導光板６、光拡散シート７、ＢＦＥ(Brightness Enhancement Film)シート８、ＤＢＦＥ(Dual Brightness Enhancement Film)シート９、及び平板状ヒートパイプ１０から構成される。液晶表示部１の全体は、ボトムシャーシ２及びベゼル部３によって支持される。ベゼル部３は、ボトムシャーシ２の外側に設けられる。ベゼル部３は、ボトムシャーシ２を取り囲むように枠状に設けられる。ボトムシャーシ２は、例えば、一面が開口した立方体状に形成される。すなわち、ボトムシャーシ２は、凹部を有し、略コ字型の断面形状を有する。このボトムシャーシ２の開口には、液晶パネル４が設けられる。ボトムシャーシ２の凹部内には、ＬＥＤ５、導光板６、光拡散シート７、ＢＦＥシート８、ＤＢＦＥシート９、及び平板状ヒートパイプ１０が設けられる。これらは、エッジライト型バックライト装置を構成する。
【００３０】
ボトムシャーシ２の側面上には、複数のＬＥＤ５が設けられる。また、ＬＥＤ５は、ボトムシャーシ２の背面上には設けられない。また、ボトムシャーシ２の側面とＬＥＤ５との間には、平板状ヒートパイプ１０が設けられる。すなわち、平板状ヒートパイプ１０は、ボトムシャーシ２に接続され、ＬＥＤ５が実装される。換言すると、平板状ヒートパイプ１０は、ＬＥＤ５の実装基板である。平板状ヒートパイプ１０によって、ＬＥＤ５からの発熱が放熱される。
【００３１】
平板状ヒートパイプ１０は、ボトムシャーシ２の側面から背面に亘って設けられる。すなわち、平板状ヒートパイプ１０は、一部が屈曲し、例えば、Ｌ字状に設けられる。ここで、ボトムシャーシ２の内側において、液晶パネル４と対向する面をボトムシャーシ２の背面とする。そして、ボトムシャーシ２の内側において、背面以外の面をボトムシャーシ２の側面とする。
【００３２】
導光板６は、側面がＬＥＤ５と対向するように設けられる。導光板６の主面（光出射面）上には、光拡散シート７、ＢＦＥシート８、及びＤＢＦＥシート９が順に設けられる。なお、光学シートの種類及び配置順は、これに限定されるものではない。光拡散シート７は、導光板６から入射した光を拡散させ、面内方向に均一な明るさにする。ＢＦＥシート８及びＤＢＦＥシート９は、輝度を向上させるものである。液晶パネル４は、導光板６とは反対側の面が表示面になっており、映像を表示するものである。ＬＥＤ５からの光は、導光板６の側面に入射する。換言すると、液晶パネル４の表示面の垂線方向に対して直交するように、ＬＥＤ５から光が入射する。そして、導光板６に入射した光は、導光板６の光出射面から出射される。導光板６からの光は、光拡散シート７、ＢＦＥシート８、及びＤＢＦＥシート９を順次通過し、液晶パネル４を照射する。
【００３３】
電子部品格納部２０は、バックシャーシ２１、プリント基板２２、電子部品群２３、及びファン２４から構成される。電子部品格納部２０の全体は、バックシャーシ２１によって支持される。バックシャーシ２１は、ベゼル部３に接続される。バックシャーシ２１の凹部内には、プリント基板２２、電子部品群２３、及びファン２４が設けられる。プリント基板２２の液晶表示部１とは反対側（背面側）には電子部品群２３が搭載される。電子部品群２３は、電源供給や駆動／制御を行う、電源基板、制御基板、音声基板などである。ファン２４は、強制空冷用ファンであり、電子部品群２３近傍に設けられる。
【００３４】
次に、図５、６を参照して、ボトムシャーシ２、平板状ヒートパイプ１０、及びＬＥＤ５の構成を説明する。図５は、ボトムシャーシ２、平板状ヒートパイプ１０、及びＬＥＤ５の構成を示す平面図である。図５は、搭載される液晶パネル４からボトムシャーシ２を見た図である。図６は、ボトムシャーシ２、平板状ヒートパイプ１０、及びＬＥＤ５の構成を示す断面図である。
【００３５】
ボトムシャーシ２の内側には、ＬＥＤ５が設けられる。ＬＥＤ５は、ボトムシャーシ２の側面上に設けられ、背面上には設けられない。本実施の形態では、ＬＥＤ５は、右側、左側、下側の３つの側面上に複数個ずつ設けられる。これに限らず、ＬＥＤ５は、これら３つの側面のうち、少なくとも１つの側面上に設けられていればよい。
【００３６】
また、ＬＥＤ５とボトムシャーシ２との間には、平板状ヒートパイプ１０が設けられる。平板状ヒートパイプ１０は、互いに離間して複数設けられる。平板状ヒートパイプ１０は、ボトムシャーシ２の側面から背面に亘って形成される。ここで、平板状ヒートパイプ１０において、ボトムシャーシ２の側面に設けられた部分を側面側ヒートパイプ１０ａとする。そして、平板状ヒートパイプ１０において、ボトムシャーシ２の背面に設けられた部分を背面側ヒートパイプ１０ｂとする。すなわち、１本の平板状ヒートパイプ１０には、側面側ヒートパイプ１０ａ及び背面側ヒートパイプ１０ｂがそれぞれ設けられる。
【００３７】
ボトムシャーシ２の左右側の側面の背面側ヒートパイプ１０ｂは、側面側ヒートパイプ１０ａの上端と接続される。また、ボトムシャーシ２の下側の側面の背面側ヒートパイプ１０ｂは、側面側ヒートパイプ１０ａの中央側の端と接続される。
【００３８】
側面側ヒートパイプ１０ａは、ＬＥＤ５の配列方向に沿って延在する。側面側ヒートパイプ１０ａには、ＬＥＤ５が実装される。１本の平板状ヒートパイプ１０に対して、複数のＬＥＤ５が実装される。図４においては、１本の平板状ヒートパイプ１０に対して、３つのＬＥＤ５が実装される。１本の平板状ヒートパイプ１０に対するＬＥＤ５の個数は特に限定されるものではない。これは、平板状ヒートパイプ１０の最大熱輸送量に応じて決められる。
【００３９】
また、側面側ヒートパイプ１０ａは、背面側ヒートパイプ１０ｂより下側にある。背面側ヒートパイプ１０ｂは、上方に向かって延在していることが好ましい。ここで、上方とは、液晶表示装置を設置した状態で上方ということである。すなわち、液晶表示装置を使用している状態で上方ということである。背面側ヒートパイプ１０ｂは、一定の角度で傾斜している。また、背面側ヒートパイプ１０ｂの傾斜角度は、平板状ヒートパイプ１０ごとに異なってもよい。また、全ての平板状ヒートパイプ１０において、背面側ヒートパイプ１０ｂが傾斜していなくてもよい。すなわち、傾斜角度がゼロであってもよい。また、全ての平板状ヒートパイプ１０において、背面側ヒートパイプ１０ｂの長さを同一にしなくてもよい。
【００４０】
図５に示されるように、側面側ヒートパイプ１０ａの延在方向と背面側ヒートパイプ１０ｂの延在方向は異なっている。具体的には、同一の平板状ヒートパイプ１０において、ボトムシャーシ２の下側の側面（底面）に対する側面側ヒートパイプ１０ａの傾斜角度と、ボトムシャーシ２の底面に対する背面側ヒートパイプ１０ｂの傾斜角度とは、異なっている。
【００４１】
平板状ヒートパイプ１０において、ＬＥＤ５の周辺部分は、ＬＥＤ５からの発熱を受け取る受熱部となる。すなわち、側面側ヒートパイプ１０は、受熱部を有する。そして、平板状ヒートパイプ１０の受熱部で受け取ったＬＥＤ５からの発熱は、この平板状ヒートパイプ１０の放熱部で放熱される。平板状ヒートパイプ１０において、受熱部から離れた部分が放熱部となる。すなわち、背面側ヒートパイプ１０ｂは、放熱部を有する。それぞれのヒートパイプ１０において、放熱部は受熱部に対して常に上方側にある。換言すると、放熱部は、受熱部と比べて重力方向とは反対方向に常に上になるように配置される。
【００４２】
図６に示されるように、平板状ヒートパイプ１０は、ボトムシャーシ２側の面とＬＥＤ５側の面とが平面となっている。この対向する２つの平面は、略平行になっている。平板状ヒートパイプ１０のボトムシャーシ２側の面を平面とすることにより、ボトムシャーシの側面との接触面積を大きくすることができる。そして、放熱効率を向上させることができる。また、平板状ヒートパイプ１０のＬＥＤ５側の面を平面とすることにより、平板状ヒートパイプ１０上にＬＥＤ５を直接実装できる。
【００４３】
次に、図７を参照して、ＬＥＤ５と平板状ヒートパイプ１０の構成について説明する。図７は、ＬＥＤ５と平板状ヒートパイプ１０の構成を示す断面図である。
【００４４】
平板状ヒートパイプ１０には、絶縁層３０及び配線層３１が順次積層される。換言すると、配線層３１と平板状ヒートパイプ１０の間には、絶縁層３０が設けられている。絶縁層３０によって、配線層３１と平板状ヒートパイプ１０の絶縁を保つことができる。絶縁層３０としては、エポキシ樹脂などが用いられる。配線層３０としては、銅などが用いられる。配線層３１には、ＬＥＤ５の駆動回路が印刷されている。配線層３０上には、ＬＥＤ５が実装される。また、平板状ヒートパイプ１０、絶縁層３０、及び配線層３１を貫通するようにネジ３２が設けられ、ボトムシャーシ２上にこれらが固定される。平板状ヒートパイプ１０には、ウィック３３が設けられる。このウィック３３の毛細管現象により、平板状ヒートパイプ１０内にある作動液体が還流する。
【００４５】
次に、図８、９を参照して、平板状ヒートパイプ１０の構成について説明する。図８は、平板状ヒートパイプ１０の構成を示す平面図である。なお、図８、９中のＣ−Ｃ'線、Ｄ−Ｄ'線は、図６中のＣ−Ｃ'線、Ｄ−Ｄ'線それぞれに対応している。図９は、図８のヒートパイプを面内方向に切断した断面図である。
【００４６】
図８に示されるように、平板状ヒートパイプ１０は、図６のＣ−Ｃ'線からＤ−Ｄ'線に亘って屈曲したボトムシャーシ２の曲げ半径に併せて屈曲している。また、平板状ヒートパイプ１０は、放熱部が受熱部より上方になるように屈曲されている。すなわち、側面側ヒートパイプ１０ａより背面側ヒートパイプ１０ｂのほうが上方になるように屈曲されている。図９に示されるように、平板状ヒートパイプ１０内には、作動液体３４が注入されている。この作動液体３４は、受熱部でＬＥＤ５からの発熱を潜熱として吸収し、放熱部で蒸発して潜熱を放熱する。この作動液体３４は、気体から液体に相変化した際に再度受熱部へとウィック３３の毛細管力によって移動する。このように、作動液体３４は、熱を輸送する役割を持つ。
【００４７】
作動液体３４としては、常温下で液体の物質を用いることができる。例えば、作動液体３４として水を用いることができる。平板状ヒートパイプ１０内の作動液体３４の量は、全てのＬＥＤ５が常に作動液体３４で満たされる量とする。すなわち、常温下で作動液体３４の液面より下に全てのＬＥＤ５が配置される。これにより、ＬＥＤ５からの発熱を効率的に冷却することができる。
【００４８】
本実施の形態にかかる液晶表示装置は以上のように構成される。次に、図１に示された液晶表示装置の放熱方法について詳述する。ＬＥＤ５が発光して熱が発生する。このＬＥＤ５における発熱は、平板状ヒートパイプ１０に積層された、配線層３１及び絶縁層３０を経て、平板状ヒートパイプ１０に伝熱される。そして、平板状ヒートパイプ１０の熱は、受熱部において、潜熱として平板状ヒートパイプ１０の内部の作動液体３４に吸収される。作動液体３４は、この熱によって液体から気体へと相変化する。この気体は比重が小さいため上昇し、ＬＥＤ５直下の受熱部よりも温度の低い放熱部に到達する。放熱部において、気化した作動液体３４の熱は、平板状ヒートパイプ１０を締結するボトムシャーシ２に放熱される。これにより、気化した作動液体３４は再び液体に相変化する。
【００４９】
液体に相変化した作動液体３４は、平板状ヒートパイプ１０に設けられたウィック３３中を毛細管力、重力によって移動し、放熱部から受熱部へと再び還流される。平板状ヒートパイプ１０からボトムシャーシ２に放出された熱は、様々な経路で伝わる。例えば、液晶表示部１内の空気に伝わり、導光板６、光拡散シート７、ＢＦＥシート８、ＤＢＦＥシート９、液晶パネル４表面を経て外気に伝わる。あるいは、バックシャーシ２１表面からバックシャーシ２１内の空気へと放熱される。大部分の熱は、バックシャーシ２１表面からバックシャーシ２１内の空気へと伝わる。そして、バックシャーシ２１内に設置されているファン２４によってバックシャーシ２１内の空気が攪拌され、バックシャーシ２１の表面から外気へと放熱される。
【００５０】
本実施の形態にかかるエッジライト型バックライト装置は、ボトムシャーシ２の側面から背面に亘って、平板状ヒートパイプ１０を設けている。そして、この側面では、平板状ヒートパイプ１０は、ＬＥＤ５の配列方向に沿って延在し、複数のＬＥＤ５が実装される。これにより、放熱効率を向上させることができる。そして、エッジライト型バックライト装置の高輝度化及び長寿命化を図ることができる。従って、このエッジライト型バックライト装置を備える液晶表示装置においても、高輝度化及び長寿命化を図ることができる。
【００５１】
実施の形態２．
実施の形態１では、配線層３１上にＬＥＤ５を実装した。本実施の形態では、平板状ヒートパイプにＬＥＤチップをベアチップ実装する。なお、実施の形態１と同様の構成等については説明を適宜、省略又は簡略化する。まず、図１０を参照して、本実施の形態にかかるＬＥＤ５と平板状ヒートパイプ１０の構成について説明する。図１０は、ＬＥＤ５と平板状ヒートパイプ１０の構成を示す断面図である。
【００５２】
ボトムシャーシ２には、平板状ヒートパイプ１０が搭載される。平板状ヒートパイプ１０上には、発光チップとしてのＬＥＤチップ４０がベアチップ実装される。すなわち、平板状ヒートパイプ１０とＬＥＤチップ４０とは、直接接している。また、ＬＥＤチップ４０の実装領域の外側において、平板状ヒートパイプ１０上には、絶縁層３０及び配線層３１が順次形成される。ＬＥＤチップ４０と配線層３１は、ボンディングワイヤ４１によって電気的に接続される。ＬＥＤチップ４０及びボンディングワイヤ４１は、ＬＥＤレンズ４２によって封止される。
【００５３】
次に、本実施の形態にかかる液晶表示装置の放熱方法について説明する。ＬＥＤチップ４０が動作するとＬＥＤチップ４０から熱が発生する。このＬＥＤチップ４０からの発熱の多くは、ＬＥＤチップ４０が実装された平板状ヒートパイプ１０に熱伝導により放熱される。そして、実施の形態１と同様、平板状ヒートパイプ１０の熱は、最終的には外気へと放熱される。
【００５４】
上記のように、ＬＥＤチップ４０は平板状ヒートパイプ１０に直接実装されているため、図７で示したようにＬＥＤ５を表面実装するよりも、ＬＥＤチップ４０と平板状ヒートパイプ１０との熱抵抗が低下し、ＬＥＤチップ４０からの発熱をさらに効率よく平板状ヒートパイプ１０に放熱することが可能となる。
【００５５】
実施の形態３．
実施の形態１ではボトムシャーシ２に平板状ヒートパイプ１０を接続した。本実施の形態では、ボトムシャーシ２の内部に平板状ヒートパイプ１０を設ける。なお、実施の形態１と同様の構成等については説明を適宜、省略又は簡略化する。まず、図１１、１２を参照して、本実施の形態にかかるボトムシャーシ２及び平板状ヒートパイプ１０について説明する。図１１は、ボトムシャーシ２、平板状ヒートパイプ１０、及びＬＥＤ５の構成を示す平面図である。図１１は、搭載される液晶パネル４からボトムシャーシ２を見た図である。図１２は、ボトムシャーシ２、平板状ヒートパイプ１０、及びＬＥＤ５の構成を示す断面図である。
【００５６】
実施の形態１と同様、ＬＥＤ５は、絶縁層３０と配線層３１が順次積層されたボトムシャーシ２に実装される。ボトムシャーシ２は、複数の平板状ヒートパイプ１０を有する。具体的には、図１１、１２に示されるように、ボトムシャーシ２の内部は部分的に中空になっており、この中空の部分が平板状ヒートパイプ１０を構成する。また、この中空部分は、所定数のＬＥＤ５ごとに区切られている。実施の形態１と同様、ボトムシャーシ２の放熱部の位置は、ボトムシャーシ２内部のＬＥＤ５直下の受熱部に比べて、重力方向と反対方向に常に上になるように配置される。ボトムシャーシ２の中空内には、水などの作動液体で満たされている。
【００５７】
次に、本実施の形態にかかる液晶表示装置の放熱方法について説明する。ＬＥＤ５における発熱は、平板状ヒートパイプ１０を有するボトムシャーシ２に積層された、配線層３１、絶縁層３２を経て、ボトムシャーシ２に伝熱される。ボトムシャーシ２の熱は、受熱部において、潜熱としてボトムシャーシ２の内部の作動液体に吸収される。作動液体は、この熱によって液体から気体へと相変化する。この気体は比重が小さいためＬＥＤ５直下の受熱部よりも温度の低い放熱部に到達する。放熱部において、気化した作動液体の熱は放熱され、気化した作動液体は再び液体に相変化する。液体に相変化した作動液体は、平板状ヒートパイプ１０に設けられたウィック中を毛細管力、重力によって移動し、放熱部から受熱部へと再び還流される。ボトムシャーシ２内部で放熱された熱は、実施の形態１と同様、様々な経路で伝わる。
【００５８】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。また、実施の形態１〜３は、組み合わせることも可能である。例えば、実施の形態２と実施の形態３を組み合わせて、バックシャーシにＬＥＤチップをベアチップ実装してもよい。
【００５９】
以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【００６０】
この出願は、２００９年１２月２２日に出願された日本出願特願２００９−２９０４３７を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【００６１】
１  液晶表示部、２  ボトムシャーシ、３  ベゼル部、４  液晶パネル、
５  ＬＥＤ、６  導光板、７  光拡散シート、８  ＢＦＥシート、９  ＤＢＦＥシート、
１０  平板状ヒートパイプ、１０ａ  側面側ヒートパイプ、
１０ｂ  背面側ヒートパイプ、２０  電子部品格納部、２１  バックシャーシ、
２２  プリント基板、２３  電子部品群、２４  ファン、３０  絶縁層、
３１  配線層、３２  ネジ、３３  ウィック、３４  作動液体、
４０  ＬＥＤチップ、４１  ボンディングワイヤ、４２  ＬＥＤレンズ、
５０  液晶表示部、５１  ボトムシャーシ、５２  ＬＥＤ、５３  プリント基板、
５４  導光板、５５  光拡散シート、５６  ＢＦＥシート、５７  ＤＢＦＥシート、
５８  液晶パネル、５９  ベゼル部、６０  電子部品格納部、６１  電子部品群、
７０  バックパネル、７１  放熱プレート、７２  ヒートパイプ、７３  配線基板、
７４  ＬＥＤ
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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