(57)【要約】【課題】  発光ダイオードチップの発光効率低下を抑制するとともに、明るい長寿命の液晶表示ができるLEDバックライトを有する液晶表示装置を提供する。【解決手段】  液晶表示素子１と導光板２１、ＬＥＤチップ２３が実装されたＬＥＤ実装基板２２からなるＬＥＤバックライト２を有し、ＬＥＤ実装基板２２のＬＥＤチップ実装面には、ＬＥＤチップが実装される実装金属膜２５、前記ＬＥＤチップに駆動電流を供給する金属駆動配線２６、金属駆動配線２６を取り囲むように形成された金属膜パターン２７が形成され、ＬＥＤ実装面と対向する面には放熱用金属膜２８が形成され、金属膜パターン２７と放熱用金属膜２８とを接続する金属スルーホール２９によって接合されている。【選択図】    図２
2005283852.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも表示電極、配向膜を有する一対の透明基板を、互いの表示電極が対向するようにして液晶層を介在させてなる液晶表示素子と、
該液晶表示素子の他方の透明基板に対向するように外部側に配置され、且つ導光板と該導光板に供給される発光ダイオードチップが実装された発光ダイオード実装基板とからなるバックライトとを備えた液晶表示装置において、
前記発光ダイオード実装基板の発光ダイオード実装面には、前記発光ダイオードチップが実装される実装金属膜、前記発光ダイオードチップに駆動電流を供給する金属駆動配線、該金属駆動配線を取り囲むように形成された金属膜パターンが形成され、且つ該発光ダイオードチップ実装面と対向する面には放熱用金属膜が形成されるとともに、前記発光ダイオード実装基板の厚み方向に、前記金属膜パターンと前記放熱用金属膜とを接続する金属スルーホールを形成したことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記実装金属膜は、発光ダイオード実装基板の厚みを方向に形成した金属スルーホールを介して放熱用金属膜に接続されている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】
前記発光ダイオード実装基板は前記導光板の端面に配されるとともに、前記発光ダイオード実装基板の導光板面の外側主面と、発光ダイオード実装基板の発光ダイオード実装面と対向する面とが略同一面を形成して、該同一面に反射金属板が配置されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記発光ダイオード実装基板の各金属膜、配線及び金属スルーホールは、銅または銅系金属材料で形成されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記液晶表示素子及びバックライトは、Ａｌ（アルミニウム）又はＭｇ（マグネシウム）、Ｆｅ（鉄）又はそれら金属の合金からなる筐体に収容されているとともに、該筐体は、直接または間接的に放熱用金属膜に接合されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載されている液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示素子とバックライトとからなる液晶表示装置に関し、特に、バックライトの光源に発光ダイオード（ＬＥＤ）を利用した液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示装置の表示方式のうち透過型、半透過型の液晶表示装置は、液晶表示素子と該液晶表示素子に透過する光源を供給するバックライトが配置されて構成されている。
【０００３】
一般に、バックライトは、光源と導光板とからなり、光源としてはＣＦＬ（冷陰極管）といわれる小型の蛍光管を使用していた。また、導光板は、液晶表示素子側の主面（表面）は、液晶表示素子の表示領域に対向するように対向し、この主面の反対側の主面（裏面）は、光を表面側に拡散・反射する拡散部が形成されて構成されている。そして、冷陰極管である光源は、導光板の端面に配置され、導光板の端面から入射された冷陰極管の光は、導光板内に伝達され、また、裏面側で拡散・反射して導光板の表面側から出射することになり、液晶表示素子の表示領域に供給される。即ち、この冷陰極管は導光板の端面に配置され端面から入光させた冷陰極管の白色光が、導光板のなかたの裏面に設けられた拡散部により導光板面内を均一に拡散され、線光源から面状光源へと変換し利用される。
【０００４】
しかし、このＣＦＬの光源は、放電管の中にＨｇ（水銀）を封入し、放電により励起された水銀から放出される紫外線がＣＦＬ管壁の蛍光体にあたり可視光に変換させている。このため、環境面を考慮すると、有害な水銀の使用抑制により、代替光源の使用が求められている。
【０００５】
一方、新たな光源として、点光源という特徴を持つ発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源に利用したバックライトが開発された。このＬＥＤを光源としたバックライト（ＬＥＤバックライト）は、低価格化と発光効率向上、環境規制に伴い、液晶表示素子のバックライト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。
【０００６】
従って、高輝度・大型化の液晶表示素子とともに用いられるＬＥＤバックライトとするために、点光源であるＬＥＤ光源を変換して、均一に発光する面状光源（導光板の表面で均一な光に変換された光源）とする必要があり、たとえば、導光板の裏面の拡散部の材料、構造を制御するとともに、ＬＥＤ光源の指向性に合わせて最適な位置にＬＥＤ光源を配置する必要がある。
【０００７】
最も大きな課題は、ＬＥＤの光源の発光効率である。ＬＥＤは最近の改善により発光効率の向上はなされているものの、発光効率は現状で約１０％程度であり、残りの９０％は熱として放出されることになる。即ち、ＬＥＤを光源としたバックライトにおいても、この発生熱がＬＥＤを実装した基板に蓄熱され、基板の温度上昇に伴い、ＬＥＤ自身の発光効率の低下を招くことになる。さらに、この熱がＬＥＤやそのＬＥＤ実装基板の配線などの破損の原因となる。しかも、バックライトの高輝度化のために、ＬＥＤの実装数を増加させると、その発生熱量が増大することから、一層、この発熱を無視することができない。
【０００８】
従来技術、例えば特開２００１−７５０３８に開示されているように電源供給端子を有する線状光源用基板であるフレキシブル基板の片面に白色ＬＥＤを構造が知られているが、ＬＥＤ光源から発生する熱を放熱し、ＬＥＤ光源の発光効率を低下を防止し、さらにＬＥＤ光源の損傷を防止する提案はなされてない。
【特許文献１】特開２００１−７５０３８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、液晶表示装置に用いられ、液晶表示素子の裏面側に配置されるＬＥＤバックライトは、ポリイミドまたはポリエステルからなるフレキシブル基板又はガラスエポキシからなる絶縁基板の片面上に銅等の金属配線を設け、その配線上にＬＥＤ光源を実装し、その絶縁基板の裏面（ＬＥＤ光源を実装する面の裏面）を液晶表示装置の筐体または放熱板に面接触載置した構造をしていた。この絶縁基板の熱伝導率が金属材料等に比べ極めて小さく、ＬＥＤの光源からの発生熱が該絶縁基板上に蓄熱され、ＬＥＤの温度上昇により、ＬＥＤの発光効率の低下、さらには、ＬＥＤ光源が損傷するという問題が発生してしまうものであった。
【００１０】
本発明は上述の問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、ＬＥＤバックライトを備えた液晶表示装置において、ＬＥＤ光源をその上に実装するＬＥＤ実装基板の熱伝導を改善し、ＬＥＤ光源の発生熱を、効率よく基板裏面側に放熱し、さらに、外部に放熱することにより、ＬＥＤ実装基板の蓄熱を低減し、ＬＥＤの温度上昇を小さくすることにより、ＬＥＤの発光効率低下を抑制するとともに、ＬＥＤの損傷を防ぎ、明るい長寿命の液晶表示ができるＬＥＤバックライトを有する液晶表示装置を提供することになる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の液晶表示装置は、少なくとも表示電極、配向膜を有する一対の透明基板を、互いの表示電極が対向するようにして液晶層を介在させてなる液晶表示素子と、
該液晶表示素子の他方の透明基板に対向するように外部側に配置され、且つ導光板と該導光板に供給される発光ダイオードチップが実装された発光ダイオード実装基板とからなるバックライトとを備えた液晶表示装置において、前記発光ダイオード実装基板の発光ダイオード実装面には、前記発光ダイオードチップが実装される実装金属膜、前記発光ダイオードチップに駆動電流を供給する金属駆動配線、該金属駆動配線を取り囲むように形成された金属膜パターンが形成され、且つ該発光ダイオードチップ実装面と対向する面には放熱用金属膜が形成されるとともに、前記発光ダイオード実装基板の厚み方向に、前記金属膜パターンと前記放熱用金属膜とを接続する金属スルーホールを形成したことを特徴とする。
【００１２】
また、前記実装金属膜は、発光ダイオード実装基板の厚みを方向に形成した金属スルーホールを介して放熱用金属膜に接続されていることを特徴とする。
【００１３】
また、前記発光ダイオード実装基板は前記導光板の端面に配されるとともに、前記発光ダイオード実装基板の導光板面の外側主面と、発光ダイオード実装基板の発光ダイオードチップ実装面と対向する面とが略同一面を形成して、該同一面に反射金属板が配置されていることを特徴とする。
【００１４】
また、前記発光ダイオード実装基板の各金属膜、配線及び金属スルーホールは、銅または銅系金属材料で形成されていることを特徴とする。
【００１５】
さらに、前記液晶表示素子及びバックライトは、Ａｌ（アルミニウム）又はＭｇ（マグネシウム）、Ｆｅ（鉄）又はそれら金属の合金からなる筐体に収容されているとともに、該筐体は、直接または間接的に放熱用金属膜に接合されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の液晶表示装置では、発光ダイオード（ＬＥＤ）実装基板のＬＥＤチップ実装面（一方主面側）には、ＬＥＤチップが実装される実装金属膜と、ＬＥＤチップに駆動電流を供給する金属駆動配線と、放熱を目的とした金属膜パターンが形成され、ＬＥＤチップ実装面と対向する面（他方主面側）には放熱用金属膜が形成され、ＬＥＤ実装基板の厚み方向に、一方主面側の金属膜パターンと他方主面側の放熱用金属膜とを接続する金属スルーホールを形成している。従って、ＬＥＤチップで変換された熱が、一方主面側の金属膜パターンから金属スルーホールを介して他方主面側の放熱用金属膜を伝達されることになり、ＬＥＤチップの発生熱を放熱用金属膜に効率よく熱伝導され、放熱させることができる。
【００１７】
これにより、ＬＥＤ実装基板の蓄熱を低減し、ＬＥＤチップの温度上昇を小さくすることにより、ＬＥＤチップの発光効率低下を抑制するとともに、ＬＥＤの損傷を防ぎ、明るい長寿命の液晶表示ができるＬＥＤバックライトを有する液晶表示装置を提供することができる。
【００１８】
しかも、この発熱源であるＬＥＤチップは実装金属膜を実装され、しかもこの実装金属膜は、他方主面側の放熱用金属膜に金属スルーホールを介して接合されている。このため、ＬＥＤチップから発熱した熱を最短距で放熱用金属膜に伝達することができる。但し、このＬＥＤチップの形状は非常に小さいものであり、実装金属膜の面積が限られており、直下に形成できる金属スルーホールの数も限られている。このため、実装金属膜を金属膜パターンに接合させて一体的に形成して、実装金属膜の熱を、金属膜パターンに効率よく伝達させて、金属スルーホールの形成に制約のない金属スルーホールを介して、ＬＥＤ実装基板の裏面側に形成した放熱用金属膜に伝達しても構わない。
【００１９】
また、ＬＥＤ実装基板は導光板の端面に並設されるとともに、導光板面の外側主面と、ＬＥＤ実装基板のＬＥＤチップ実装面と対向する面（裏面）とが略同一面になるようにして、この同一面に導光板、ＬＥＤ実装基板に共通となる反射金属板を配置する。このため、反射金属板は、ＬＥＤ実装基板の裏面側の放熱用金属膜に簡単に面接触させることができ、これにより、放熱用基板膜から非常に大面積の反射金属板を介して効率よく外部に放熱することができる。
【００２０】
また、前記発光ダイオード実装基板の各金属膜、配線及び金属スルーホールは、銅または銅系金属材料で形成されていることから、実装基板に比較して熱伝導率がよいため、非常に効率よく放熱させることができる。
【００２１】
また、先の反射金属板や実装基板の他方主面側の放熱用金属薄膜が、液晶表示素子及びバックライトを収容するＡｌ（アルミニウム）又はＭｇ（マグネシウム）、Ｆｅ（鉄）又はそれら金属の合金からなる筐体に接合されているため、これにより、液晶表示装置の外部に熱を安定的に放熱することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の液晶表示装置を図面に基づいて詳説する。
【００２３】
図１は、本発明の液晶表示装置の概略断面図を示すものである。図２〜図４は、本発明の液晶表示装置に用いられるＬＥＤバックライトのＬＥＤ実装基板の概略図であり、図５は、バックライトの要部拡大図である。
【００２４】
本発明の液晶表示装置は、液晶表示素子１、ＬＥＤバックライト２及び両者を収容する筐体３とから主に構成されている。
【００２５】
液晶表示素子１は、他方の基板である下部側透明基板１１、一方の基板である上部側透明基板１２、両透明基板１１、１２との間には、シール部１４によって周囲が囲まれた液晶層１３が配置されている。また、下部透明基板１１の内面には、例えば、表示電極、配向膜などが形成されており、また、上部透明基板１２内面にも表示電極、配向膜が形成されている。尚、図１では下部透明基板の内面の構造物を単に符号１５で示し、また、上部透明基板の構造物を単に符号１６で示している。
【００２６】
この下部透明基板１１の内部構造物を構成する表示電極と上部透明基板１２の内部構造物を構成する表示電極は、互いに対向してマトックス状に配列された表示画素領域を形成している。
【００２７】
なお、各表示画素領域を構成する１画素は、たとえば透過型液晶表示装置においては、表示電極が全て透明電極で構成されてバックライト２の光を透過しえる光透光部となり、半透過型液晶表示装置においては、一部が反射金属膜で構成された光反射部と、一部がバックライト２の光を透過しえる光透過部を並設している。即ち、この半透過型液晶表示装置では、表示面側から入射した外部の光を利用して、画素領域の光反射部で反射し表示面側に戻すとともに、また、バックライト２の光を透過させてその光を表示面側に与えている。これにより、外光が強い場合には、反射型モードで表示して、外光が弱い時とには、透過型モードで表示を行っている。
【００２８】
また、下部透明基板１１の外面および上部透明基板１２の外面には、図では省略しているが、偏光板、位相差フィルム、必要に応じて拡散フィルタが配置されている。
【００２９】
また、カラー表示を達成するために、下部透明基板１１の内部構造物１５または上部透明基板１２の内部構造物１６のいずれかの各画素領域に対応したカラーフィルタを形成してもよい。
【００３０】
また、表示駆動方式によっては、下部透明基板１１の内部構造物１５の各画素領域にスイッチング手段を形成し、画素領域ごとに表示を制御するようにしてもよい。
【００３１】
また、上部透明基板１１や下部透明基板１２のいずれか一方の基板、たとえば形状の大きい基板、たとえば下部透明基板１１の外周領域には、下部透明基板１１の内面構造体１５のうち表示電極やスイッチング手段に接続する配線パターンを設け、この配線パターンに表示電極やスイッチング手段に所定信号、所定電圧を供給する駆動回路や外部の駆動回路に接続する入力端子を設けても構わない。なお、配線パターンを形成しない側の基板、たとえば、上部透明基板１２の表示電極は、両基板１１、１２間の間隔に配置した導電性フィラーを介して下部透明基板側の配線パターンに接続しても構わない。
【００３２】
下部透明基板１１や上部透明基板１２は、ガラス、透光性プラスチックなどが例示できる。また、内部構造物１５、１６をする表示電極は、たとえば透明導電材料であるＩＴＯや酸化錫などで形成され、また、反射部を構成すると反射金属膜はアルミニウムやチタンなどで構成されている。また、配向膜はラビング処理したポリイミド樹脂からなる。また、カラーフィルタを形成する場合には樹脂に染料や顔料など添加して、画素領域ごとに赤、緑、青の各色のフィルタを形成し、さらに各フィルタ間や画素領域の周囲を遮光目的で黒色樹脂を用いてもよい。
【００３３】
このような下部透明基板１１や上部透明基板１２は、シール部１４を介して貼り合わせ圧着し、そのシール部１４の一部の開口よりネマチック液晶などからなる液晶材を注入し、しかる後に、その注入口を封止する。この貼り合わせに際し、両透明基板１１、１２に配列した双方の表示電極を両者が直交するようになし、表示電極の交差部分が各画素領域となり、この画素領域が集合して表示領域となる。
【００３４】
このようにして、液晶表示素子１が構成されている。この液晶表示素子１の他方の透明基板である下部基板１１の外部側には、ＬＥＤバックライト２が配置されている。なお、具体的には、ＬＥＤバックライト２は、導光板２１と導光板２１に供給される発光ダイオードチップ２３が実装された発光ダイオード実装基板２２とからなっており、導光板２１の一方の主面（光が出射される面）が、液晶表示素子１の表示領域に対向するように配置されている。
【００３５】
ＬＥＤバックライト２を構成する導光板２１は、透明樹脂基板からなり、その樹脂成分中に光散乱部材を含有させても構わない。導光板２１の他方の主面には、光が拡散・反射される反射部が形成されている。この反射部は、基板中を伝搬する光を一方主面側に放射させるためのもいであり、他方主面に直接、拡散・反射させるための溝を形成したり、さらに、他主面に拡散・反射機能を有する塗膜を形成したり、さらに、他方主面に反射金属基板を貼附して構わない。
【００３６】
図では、反射金属板２４を用いた例を示す。なお、反射金属板２４の表面は光散乱の目的で散乱層を形成してもよいし、また、細かな散乱溝を形成しても構わない。また、導光板２１の他方主面側に細かな散乱溝を形成しても構わない。
【００３７】
この導光板２１の端面部分には、導光板２１と並設されるように発光ダイオード実装基板２２が配置されている。図１では、たとえば発光ダイオード実装基板２２の発光ダイオードチップ２３が、導光板２１の端面と対向するように配置されている。なお、ＬＥＤ実装基板２２の裏面は液晶表示装置の金属筐体３０の側面内面に直接接合されている。
【００３８】
また発光ダイオード実装基板２２の発光ダイオードチップ２３が実装される実装面が導光板１の端面に直交するように配置されたりする。これは、発光ダイオードチップ２３の光の指向性を考慮して選択すればよく、導光板２１の端面から発光ダイオードチップ２３の光が最大限供給できるように配置すればよい。
【００３９】
また、発光ダイオード実装基板２２は、ガラス布基材エポキシ樹脂基板やセラミック基板からなり、ＬＥＤ実装面には、ＬＥＤチップ２３を実装する実装金属膜２５、ＬＥＤチップに所定駆動電流を供給する金属駆動配線２６、金属駆動配線２６を取り囲むように形成された金属膜パターン２７が形成されている。また、実装面と対向する面、裏面側には、略全面にわたり放熱用金属膜２８が形成されている。
【００４０】
さらに、ＬＥＤ実装基板２２の厚み方向に、金属膜パターン２７と放熱用金属膜２８とを接続する複数の金属スルーホール２９が形成されている。
【００４１】
実装金属膜２５についても、ＬＥＤ実装基板２２の厚みを方向に形成した金属スルーホール２９を介して放熱用金属膜２７に接続されている。
【００４２】
そして、各金属膜２５、２７、２８や配線２６、金属スルーホール２９は、たとえば銅または銅系金属材料（銅合金や表面に酸化銅で覆われた銅）で形成されている。
【００４３】
なお、発光ダイオード２３に供給される所定駆動電流は、金属駆動配線２６が実装基板２２の端部に延出して、入力端子を構成している。
【００４４】
ＬＥＤチップ２３は、たとえば実装金属膜２５に接着固定され、ＬＥＤチップ２３の電極が、金属駆動配線２６に導電部材を介して接続され、実装基板２２上に複数、所定間隔をおいて実装されることになる。ここで、実装金属膜２５にＬＥＤチップ２３を接着する際には、絶縁性接着剤を用いている。これは、ＬＥＤチップ２３と不要な短絡を防止するためである。また、ＬＥＤチップ２３の実装金属膜２５に接続する部分が、アース電位の箇所であれば、実装金属膜２５、金属スルーホール２９、放熱用金属膜２８、金属膜パターン２７をともにアース電位としておくことが重要である。
【００４５】
このようなＬＥＤ実装基板２２と導光板２１との関係には、図１に示すような、ＬＥＤ実装基板２２の裏面を金属筐体３０に直接接合し、且つＬＥＤチップ２３を導光板２１の端面に対向させる構造がある。また、別の構造として、図５（ａ）のように、ＬＥＤ実装基板２２の裏面と、導光板２１の他方主面と同一面にして、たとえば、導光板２１の他方主面に貼付した反射金属板２４を延長させて、この反射金属板２４の上にＬＥＤ実装基板２２を実装する構造がある。即ち、導光板２１の厚みに比較して、ＬＥＤ実装基板２２の厚みを薄く設定して、ＬＥＤチップ２３から発光された光が、導光板２１の端面に供給されることが重要である。このとき、反射金属板２４と、ＬＥＤ実装基板２２の裏面側の放熱用金属膜２８とが面接触する。この構造の場合には、ＬＥＤチップ２３の発光指向性が広いチップが望ましい。
【００４６】
さらに、図５（ｂ）に示すように、導光板２１の端面とＬＥＤ実装基板２２の実装面とが互いに対向するように配置するとともに、反射金属板２４を延長させて、その先端部分をＬ字状に屈曲させて、屈曲させた反射金属板２４の一部にＬＥＤ実装基板２２の裏面とが面接触するように固定する構造がある。
【００４７】
いずれの場合には、ＬＥＤ実装基板２２の裏面に形成された放熱用金属膜２８が、実装基板２２の以外の部材の金属部材、たとえば、導光板２１に貼付けた反射金属板２４や装置全体の金属筐体３０に、直接または接着材料を介して間接的に面接触して固定されることが重要となる。
【００４８】
これにより、液晶表示素子１の表示情報の視認性を向上させるため、液晶表示装置のバックライト２を駆動（ＬＥＤチップ２３が点灯駆動）させた時、その発光とともに、発熱が発生する。この発熱された熱は、ＬＥＤ実装基板２２の実装面側で発生することになるが、実装金属膜２５や実装面側の金属膜パターン２７から金属スルーホール２９を介して裏面側の放熱用金属膜２８に伝わることになる。
【００４９】
したがって、ＬＥＤチップ２３で発生した熱が基板２２に蓄熱されにくくなるため、ＬＥＤチップ２３の温度上昇を有効に抑えることができる。
【００５０】
しかも、この放熱用金属膜２８がＬＥＤ実装基板２２とは別の部材、たとえば反射金属板２４や液晶表示装置の金属筐体３０に、直接または間接的にＬＥＤ実装基板２２の放熱用金属膜２８が面接触するため、これらの反射金属板２４や液晶表示装置の金属筐体３０がヒートシンクとして作用して、ＬＥＤ実装基板２２に蓄積される熱を、外部に有効に放熱されることになり、ＬＥＤチップ２３の温度上昇を非常に有効に抑えることができる。
【００５１】
これらの作用は、液晶表示素子１の表示領域が大型化して、導光板２１の形状が大型化して、大型化した導光板２１に十分な光を供給すべく、ＬＥＤ実装基板２２に多数のＬＥＤチップ２３を形成するようになればなるほど、その効果が非常に大きくなる。
【００５２】
また、金属スルーホール２９は、ＬＥＤチップ２３での発熱を、ＬＥＤ実装基板２２の裏面側に伝達する手段として非常に重要である。その金属スルーホールの数は、多いほど有効に働く。しかも、特に放熱のためには実装用金属膜２５に金属スルーホール２９を設けることは非常に有効である。しかし、実装目的のために形成した実装用金属膜２５はその表面の平坦化が求められているので、金属スルーホール２９の形成においては、表面形状に影響のないように形成することが望ましい。
【００５３】
実用的には、実装用金属膜２５と金属膜パターン２７を一体的に形成し、ＬＥＤチップ２３が実際に実装される領域をさけて、この領域に近接するように、複数の金属スルーホール２９を設けることが重要となる。
【実施例】
【００５４】
ＬＥＤ実装基板２２のヒートシンクとして作用する金属筐体３０の厚みが２mmで、材質がアルミニウムを使用し、ＬＥＤ実装基板２２の放熱用金属膜２８に面接触するように、ネジ固定した。
【００５５】
ここで各使用材料の熱伝導率は、ガラスエポキシからなるＬＥＤ実装基板２２が０．４５Ｗ／ｍ・Ｋ、金属膜、配線や金属スルーホールであるＣｕが４０３Ｗ／ｍ・Ｋ、金属筐体であるアルミニウムが２３６Ｗ／ｍ・Ｋである。
【００５６】
ＬＥＤチップ２３で発光とともに発生する熱は、ＬＥＤチップ２３の直下に設けられた実装用金属膜２５を通し、熱伝導性の極めて高いＣｕの全面に設けられた金属配線パターン２７の全面に拡散されるとともに、さらに、複数の金属スルーホール２９を介してＬＥＤ実装基板２２の裏面側に形成した放熱用金属膜２８に伝わることになる。
【００５７】
そして、放熱用金属膜２８は、アルミニウムからなる金属筐体３０に熱伝導されて放熱される。
【００５８】
ここで、ＬＥＤ実装基板２２の熱伝導率は金属膜や金属配線パターンや金属スルーホールに比較して、また、ヒーチシンクとして作用する金属筐体３０に使用される金属材料に比べ非常に小さいため、熱伝導を改善するためには、実装基板２２の厚みを限り無く薄くする方法が有効である。また、金属筐体３０としては、アルミニウム、マグネシウム、鉄であってもよい。ちなみに、マグネシウムの熱伝導率は、１５７Ｗ／ｍ・Ｋ，鉄の熱伝導率は８３．５Ｗ／ｍ・Ｋであり、放熱性が悪い場合は、板厚を増すか、ＬＥＤ実装基板２２との面接触部を除き、放熱フィーンを設ければよい。
【００５９】
そして、表示領域の大きさきとして５．７インチサイズの液晶表示素子１を用い、ＬＥＤチップ２３をＬＥＤ実装基板２２に５個配列実装し、各ＬＥＤチップに電流を２５０ｍA流し、ＬＥＤ実装基板２２の実装面の温度上昇を測定した。その結果、実装面側を２５℃以下、実装基板２２の裏面側の温度上昇を１８℃以下に押さえることができ、ＬＥＤ光源の常温発光効率に比べても２％程度の発光効率低下にとどめることができ、明るい表示が可能となった。
【００６０】
一方では、ＬＥＤ実装基板の実装面側のみに金属配線パターンを形成しただけでは、ＬＥＤ実装基板の温度上昇が大きく、ＬＥＤ実装基板の温度上昇が５０℃以上になり、ＬＥＤ光源の発光効率が４％以上低下するとともに、液晶表示装置の使用環境が常温（２５℃）と比較し、７０℃とするとＬＥＤ実装基板の温度が１２０℃以上となり、ＬＥＤ発光素子の損傷も予想される状態になった。
【００６１】
上記実験確認結果から、ＬＥＤ実装基板の熱伝導を改善し、ＬＥＤチップ２３の発生熱を放熱板へ効率よく、熱伝導放熱させることにより、ＬＥＤ実装基板２２の蓄熱を低減し、ＬＥＤチップ２３の温度上昇を小さくすることにより、ＬＥＤチップの発光効率低下を抑制するとともに、ＬＥＤチップまたはＬＥＤチップの接続部分での接合の損傷を防ぎ、明るい長寿命の液晶表示装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の液晶表示装置の概略断面図である。
【図２】本発明の液晶表示装置に用いられるＬＥＤバックライトのＬＥＤ実装基板の断面図である。
【図３】本発明の液晶表示装置に用いられるＬＥＤバックライトのＬＥＤ実装基板の実装面側の概略斜視図である
【図４】本発明の液晶表示装置に用いられるＬＥＤバックライトのＬＥＤ実装基板の裏面側の概略斜視図である
【図５】（ａ）は、実装基板の固定構造を示すものであり、（ｂ）は、別の実装基板の固定構造を示すものである。
【符号の説明】
【００６３】
１・・・・・液晶表示素子
２・・・・・バックライト
２１・・・・導光板
２２・・・・発光ダイオード（ＬＥＤ）実装基板
２３・・・・発光ダイオード（ＬＥＤ）チップ
２４・・・・反射金属板
２５・・・・実装金属膜
２６・・・・金属駆動配線
２７・・・・金属膜パターン
２８・・・・放熱用金属膜
２９・・・・金属スルーホール
３０・・・・金属筐体
【図１】
2005283852.tif 000003
【図２】
2005283852.tif 000004
【図３】
2005283852.tif 000005
【図４】
2005283852.tif 000006
【図５】
2005283852.tif 000007