(57)【要約】【課題】ＬＥＤの放熱効率を高め、高輝度化及び高信頼性化を達成できるエッジライト型パネルユニット及びこれを具えた液晶表示装置を提供する。【解決手段】本発明に係るエッジライト型パネルユニットは、液晶パネル１２と、前記液晶パネルの背面に配設された導光板１６と、一方の面に発光ダイオード３２を含むＬＥＤモジュール３０が複数搭載され、前記発光ダイオードが前記導光板の端面に向くよう配置されたＬＥＤバー４０と、前記ＬＥＤバーの他方の面に熱伝導可能に配置される接触する放熱板５０と、前記導光板の背面を覆う金属製のバックシャーシ２３と、を具えるエッジライト型パネルユニットであって、前記放熱板と前記バックシャーシとの間は、コンテナ６２の内部に作動流体の封入された複数のヒートパイプ６０により熱的に接続されており、前記複数のヒートパイプは、夫々コンテナの全表面積の８〜１８％が、前記バックシャーシと熱的に接触している。【選択図】図２
2016176966.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶パネルと、
前記液晶パネルの背面に配設された導光板と、
一方の面に発光ダイオードを含むＬＥＤモジュールが複数搭載され、前記発光ダイオードが前記導光板の端面に向くよう配置されたＬＥＤバーと、
前記ＬＥＤバーの他方の面に熱伝導可能に配置される放熱板と、
前記導光板の背面を覆う金属製のバックシャーシと、
を具えるエッジライト型パネルユニットであって、
前記放熱板と前記バックシャーシとの間は、コンテナの内部に作動流体の封入された複数のヒートパイプにより熱的に接続されており、
前記複数のヒートパイプは、夫々コンテナの全表面積の８〜１８％が、前記バックシャーシと熱的に接触している、
ことを特徴とするエッジライト型パネルユニット。
【請求項２】
前記ヒートパイプは、前記コンテナが扁平形状であり、平坦面が前記バックシャーシと熱的に接触している、
請求項１に記載のエッジライト型パネルユニット。
【請求項３】
前記放熱板はバックベゼルに装着されており、前記ヒートパイプは、前記バックベゼルを介して前記放熱板の熱を吸収する、
請求項１又は請求項２に記載のエッジライト型パネルユニット。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか２に記載のエッジライト型パネルユニットを具える液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッジライト型パネルユニット及びこれを具えた液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置のパネルユニットとして、液晶パネルの背面側に拡散シート、レンズシート及び導光板を配設し、導光板の端面にバックライトとして発光ダイオード（ＬＥＤ）を配置した所謂エッジライト型パネルユニットが知られている。
【０００３】
ＬＥＤは、発光に伴い発熱するため、ＬＥＤから発生した熱を効率よく放熱する必要がある。たとえば、特許文献１では、アルミニウム製の杆体からなるＬＥＤバーにＬＥＤを搭載し、ＬＥＤの放熱特性を高めるようにしている。また、ＬＥＤバーと、パネルユニットの背面を覆うバックシャーシとを熱的に接続して、ＬＥＤバーからの放熱を行なうことができるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１５５２３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
パネルユニットの高輝度化を図るためには、ＬＥＤの電流量を増やしたり、搭載数を増やす必要がある。しかしながら、これに伴い発熱も大きくなる。従って、さらに放熱効率の良いパネルユニットの提供が求められている。
【０００６】
本発明の目的は、ＬＥＤの放熱効率を高め、高輝度化及び高信頼性化を達成できるエッジライト型パネルユニット及びこれを具えた液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るエッジライト型パネルユニットは、
液晶パネルと、
前記液晶パネルの背面に配設された導光板と、
一方の面に発光ダイオードを含むＬＥＤモジュールが複数搭載され、前記発光ダイオードが前記導光板の端面に向くよう配置されたＬＥＤバーと、
前記ＬＥＤバーの他方の面に熱伝導可能に配置される放熱板と、
前記導光板の背面を覆う金属製のバックシャーシと、
を具えるエッジライト型パネルユニットであって、
前記放熱板と前記バックシャーシとの間は、コンテナの内部に作動流体の封入された複数のヒートパイプにより熱的に接続されており、
前記複数のヒートパイプは、夫々コンテナの全表面積の８〜１８％が、前記バックシャーシと熱的に接触している。
【０００８】
また、本発明に係る液晶表示装置は、
上記のエッジライト型パネルユニットを具える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のエッジライト型パネルユニットによれば、ヒートパイプにより放熱板からバックシャーシへのＬＥＤの放熱効率を高めたことで、高輝度化及び高信頼性化を達成できる。
【００１０】
また、本発明のエッジライト型パネルユニットを具えた液晶表示装置についても、高輝度化及び高信頼性化を達成でき、特に高輝度を必要とされるサイネージ用の液晶表示装置として好適である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明に係るエッジライト型パネルユニットの正面図である。
【図２】図２は、図１の線Ａ−Ａに沿う断面図である。
【図３】図３は、ＬＥＤモジュールの搭載されたＬＥＤバーの正面図である。
【図４】図４は、図３の線Ｂ−Ｂに沿う断面図である。
【図５】図５は、ヒートパイプの接触面積とＬＥＤの温度低下率との関係を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態に係るエッジライト型パネルユニット１０について、図面を参照しながら詳細に説明を行なう。
【００１３】
エッジライト型パネルユニット１０は、図１及び図２に示すように、液晶パネル１２の背面にシート１４、レンズシート１５と導光板１６を積層し、導光板１６の端縁に複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）３２を配置して構成される。
【００１４】
液晶パネル１２は、たとえば、偏光フィルム、ガラス基板、電極、配向膜、液晶セル、カラーフィルタから構成することができる。液晶パネル１２の周囲は、フロントベゼル２０とミドルフレーム２１によって保持されている。拡散シート１４は、ミドルフレーム２１に周縁が当接するよう配置され、レンズシート１５は、拡散シート１４の背面側に重なるように配置される。
【００１５】
導光板１６は、反射ドット印刷等が施されており、図２に示すように、背面側に反射シート１７が配置されている。導光板１６の端縁に配置されたＬＥＤ３２からの入射光は、導光板１６内で表面反射を繰り返して、面発光することで、レンズシート１５を介して拡散シート１４から出射し、液晶パネル１２の有効光とするものである。導光板１６としてアクリル板を採用することができる。
【００１６】
導光板１６は、前面が開口したバックベゼル２２に収容され、後述するとおり、ＬＥＤ３２等と一体にシャーシ２３はフロントベゼル２０に嵌められる。
【００１７】
バックライトとなるＬＥＤ３２は、導光板１６の端縁に配置される。図３では、ＬＥＤ３２は、パネルユニット１０の左右短辺に配置しているが、長辺に配置することもできる。
【００１８】
ＬＥＤ３２は、図３、より詳細には図４に示すように、ＬＥＤチップ３４に蛍光体３６を塗布等し、電極ワイヤ３８をＬＥＤチップ３４の背面側に設けられた配線パターン３９と電気的に接続したＬＥＤモジュール３０を用いることができる。
【００１９】
ＬＥＤモジュール３０は、図３及び図４に示すように、杆状のＬＥＤバー４０に所定間隔で配置される。ＬＥＤバー４０は、導光板１６の短辺と略同じ長さであり、熱伝導にすぐれる材料から構成される。たとえば、ＬＥＤバー４０は、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、窒化アルミニウムを例示することができる。
【００２０】
ＬＥＤモジュール３０は、ＬＥＤバー４０の一方の面に配置され、他方の面には、放熱板５０と熱的に接触している。放熱板５０は、アルミニウム等を採用できる。図２乃至図４では、放熱板５０は略Ｌ字状であり、パネルユニット１０を前側から見たときに前後方向となる縦辺の内側にＬＥＤバー４０が配置され、内向きに後辺が延びている。
【００２１】
放熱板５０は、図２に示すように、ＬＥＤ３２が内向きとなって導光板１６の端縁を照射可能となるようバックベゼル２２に装着される。より詳細には、放熱板５０は、縦辺がバックベゼル２２の内側面と熱的に接触し、後辺がバックベゼル２２の背面に熱的に接触するように配置される。バックベゼル２２には、反射シート１７及び導光板１６が収容され、前述のパネル固定フレーム２０に嵌められる。
【００２２】
バックベゼル２２の背面側は、図２に示すように、バックシャーシ２３により覆われている。バックベゼル２２とバックシャーシ２３との間には、空隙が存在しており、バックベゼル２２とバックシャーシ２３は、ヒートパイプ６０によって熱的に接続される。より詳細には、ヒートパイプ６０は、一端（高温部）がバックベゼル２２を挟んで放熱板５０と対向するよう配置されて放熱板５０と熱的に接触し、他端（冷却部）がバックシャーシ２３と熱的に接触するよう配置される。
【００２３】
ヒートパイプ６０は、コンテナ６２の内部に作動流体を封入して構成することができる。作動流体として、アセトン水溶液を例示することができる。
【００２４】
ヒートパイプ６０は、複数配置することができ、バックベゼル２２を挟んで放熱板５０とバックシャーシ２３とを高い熱交換効率で接続し、放熱板５０の熱を効率よく吸収することができるように、ヒートパイプ６０は、コンテナ６２の全表面積の８〜１８％が、バックシャーシ２３と接触するように配置する。
【００２５】
ヒートパイプ６０は、図示の実施形態では、コンテナ６２を扁平形状としており、バックベゼル２２及びバックシャーシ２３に対して、その平坦面が広い面積で熱的に接触するようにしている。
【００２６】
また、ヒートパイプ６０は、バックベゼル２２とバックシャーシ２３との接触面積を大きく採るために、冷却部と高温部との間で段差が生じるように僅かに屈曲している。
【００２７】
ヒートパイプ６０は、バックベゼル２２及びバックシャーシ２３に高熱伝導樹脂で接着したり、半田付け、あるいは、図２に示すように、テープや金具などの抑え部材６４により装着することができる。
【００２８】
然して、ＬＥＤ３２に通電を行なうことで、ＬＥＤ３２からの光が、導光板１６、レンズシート１５及び拡散シート１４を介して液晶パネル１２を発光させる。
【００２９】
ＬＥＤ３２の通電に伴い、ＬＥＤ３２は熱を発生するが、発生した熱は、ＬＥＤバー４０、放熱板５０、バックベゼル２２を介してヒートパイプ６０に伝導する。
【００３０】
ヒートパイプ６０は、放熱板５０から吸熱したバックベゼル２２の熱を受けて、高温部の内部で作動流体が熱を吸収して蒸発し、コンテナ６２内を通って冷却部に移動する。冷却部は、バックシャーシ２３と熱的に接触しているから、冷却部に移動した作動流体は冷却されて凝集し、再度液体の状態となって、高温部に戻る。
【００３１】
このように、作動流体がコンテナ６２内を循環することで、バックベゼル２２を介して放熱板５０からの吸熱を効率的に行なうことができ、ＬＥＤ３２の発熱を抑えることができる。
【００３２】
図５は、ヒートパイプ６０とバックシャーシ２３との接触面積の割合と、ＬＥＤ３２の温度低下率との関係を示している。
図５において、放熱面積は８３ｃｍ２（一定）であり、接触面積Ｓｃは、図２に示すように、ヒートパイプ６０とバックシャーシ２３が接触している部分の面積を示している。図５中、発明例は、本発明の構造を適用した実施例、参考例は、比較のために作製した実施例である。なお、参考例１は、ヒートパイプ６０を取り付けていない実施例である。
【００３３】
ヒートパイプ６０の接触面積Ｓｃを変化させて、接触面積Ｓｃ／ヒートパイプ６０の全面積Ｓｈを変えると、接触面積Ｓｃが小さくなるにつれて、ＬＥＤ３２の温度低下率が下がっていくことがわかる。しかしながら、図５を参照してわかるとおり、接触面積Ｓｃ／ヒートパイプ６０の全面積Ｓｈが０．１８（１８％）を越えるとその効果は一旦飽和し、さらに０．０８（８％）未満となると、再度温度低下率は悪化している。
【００３４】
従って、ヒートパイプ６０とバックシャーシ２３との接触面積は、ヒートパイプ６０の全面積Ｓｈの８〜１８％となる状態ですぐれた熱交換効率を発揮できることがわかる。
【００３５】
上記のように、本発明のエッジライト型パネルユニット１０によれば、ヒートパイプ６０による放熱板５０からバックシャーシ２３へのＬＥＤ３２の放熱効率を高めたことで、パネルユニット１０の高輝度化及び高信頼性化を達成できる。
【００３６】
また、本発明のエッジライト型パネルユニットを具えた液晶表示装置についても、高輝度化及び高信頼性化を達成でき、特に高輝度を必要とされるサイネージ用の液晶表示装置として好適である。
【００３７】
上記説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或いは範囲を限縮するように解すべきではない。また、本発明の各部構成は、上記実施例に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。
【００３８】
たとえば、液晶パネル１２、拡散シート１４、レンズシート１５、導光板１６の構成や構造、ＬＥＤバー４０等の構成は、上記に限定されるものではない。
【００３９】
また、上記実施形態では、ヒートパイプ６０と放熱板５０との間にバックベゼル２２を設けているが、バックベゼル２２を省略し、ヒートパイプ６０を放熱板５０に直接接するように配置してもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１０  エッジライト型パネルユニット
１２  液晶パネル
１４  拡散フィルム
１６  導光板
２２  バックベゼル
２３  バックシャーシ
３２  ＬＥＤ
４０  ＬＥＤバー
５０  放熱板
６０  ヒートパイプ
【図１】
2016176966.tif 000003
【図２】
2016176966.tif 000004
【図３】
2016176966.tif 000005
【図４】
2016176966.tif 000006
【図５】
2016176966.tif 000007