(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、を具えるエッジライト型パネルユニットであって、前記ＬＥＤバーは、絶縁材料から構成され、前記ＬＥＤモジュールは、前記ＬＥＤバーに直接当接するよう配置される。【選択図】図４
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【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、
を具えるエッジライト型パネルユニットであって、
前記ＬＥＤバーは、絶縁材料から構成され、前記ＬＥＤモジュールは、前記ＬＥＤバーに直接当接するよう配置される、
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ＬＥＤバーは、高熱伝導絶縁性セラミックスである、
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】
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。
【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】
しかしながら、アルミニウムは導電性を有しているから、ＬＥＤを駆動するための配線パターンをＬＥＤバーの上に形成するには、ＬＥＤバーと配線パターンとの間に絶縁層を設ける必要がある。この絶縁層が熱抵抗となって、ＬＥＤからＬＥＤバーへの放熱効率が低下する結果、ＬＥＤの温度が上昇して、ＬＥＤの信頼性が低くなることがある。放熱効率が十分でない環境下において、ＬＥＤに大電流を流すと、ＬＥＤの温度が上昇し、発光効率が低下する虞もある。
【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、
を具えるエッジライト型パネルユニットであって、
前記ＬＥＤバーは、絶縁材料から構成され、前記ＬＥＤモジュールは、前記ＬＥＤバーに直接当接するよう配置される。
【０００８】
また、本発明に係る液晶表示装置は、
上記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、ＬＥＤバー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、本発明の液晶表示装置によれば、パネルユニットについて、高輝度化及び高信頼性化を達成できるから、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、発明例と比較例の熱伝導率を比較する表である。
【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の背面に拡散シート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、パネル固定フレーム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、前面が開口したシャーシ２２に収容され、後述するとおり、ＬＥＤ３２等と一体にシャーシ２２はパネル固定フレーム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、窒化アルミニウムなどの高熱伝導絶縁性セラミックスから構成する。
【００２０】
ＬＥＤバー４０は、高熱伝導性を有し、絶縁性材料であるセラミックスから形成しているから、ＬＥＤモジュール３０とＬＥＤバー４０との間に絶縁層を設ける必要がなく、ＬＥＤモジュール３０を直接当接するよう配置することができる。従って、ＬＥＤモジュール３０からＬＥＤバー４０への放熱特性を高めることができる。
【００２１】
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。
【００２２】
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シャーシ２２に装着される。より詳細には、放熱板５０は、縦辺がシャーシ２２の内側面と熱的に接触し、後辺がシャーシ２２の背面に熱的に接触するように配置される。シャーシ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。
【００２３】
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。
【００２４】
図５は、ＬＥＤバー４０に高熱伝導絶縁性セラミックスとして窒化アルミニウムを採用した発明例と、ＬＥＤバー４０に熱伝導性にはすぐれるが導電性のアルミニウムを採用し、ＬＥＤバー４０とＬＥＤモジュール３０との間に絶縁層を形成した比較例を示している。
【００２５】
より詳細には、ＬＥＤ３２として、発明例、比較例共にＧａＮを使用し、ＬＥＤ３２を配線パターン３９に半田（Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ）を用いて電気的に接続したＬＥＤモジュール３０について、発明例については、ＬＥＤバー４０は絶縁性であるため、ＬＥＤモジュール３０を直接当接するよう配置している。一方、比較例については、ＬＥＤバー４０は導電性であるため、ポリイミドからなる絶縁層を介して、ＬＥＤモジュール３０を配置している。
【００２６】
各部材の熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）は、図５に示すとおりである。なお、基盤部分、すなわち、配線パターン３９、絶縁層（比較例のみ）、ＬＥＤバー４０の合成熱伝導率は、配線パターン３９の配線パターン残存率＝１により算出した。
【００２７】
図５を参照すると、絶縁層下の熱伝導率は、発明例が比較例よりも劣るが、合成の熱伝導率は、絶縁層を省略したことにより、発明例が比較例に比して４倍以上の高熱伝導率を実現できることがわかる。
【００２８】
発明例について、比較例に比して高い熱伝導率を実現できたことにより、ＬＥＤ３２の温度上昇を抑えることができる。
【００２９】
なお、比較例について、絶縁層が介在していることによる温度上昇は、次により算出することができる。
【００３０】
ＬＥＤチップ３４の面積Ａを０．５ｍｍ２（０．５ｍｍ×０．５ｍｍ×２個）、絶縁層のサイズ寄与率ｓを１００％、絶縁層の厚さｔを８０μｍ、絶縁層の熱伝導率λを３Ｗ／ｍ・Ｋとしたときに、熱抵抗Ｒは、Ｒ＝（１／λ）・（ｔ／Ａ／ｓ）により算出される。これによると、熱抵抗Ｒは５３．３となる。
【００３１】
このとき、ＬＥＤ３２の電力Ｑを０．６Ｗ（６Ｖ、１００ｍＡ）とすると、絶縁層が介在していることによるＬＥＤ３２の温度上昇ΔＴは、ΔＴ＝Ｒ・Ｑにより算出でき、ΔＴは３２℃となる。
【００３２】
一方、発明例については、比較例に比して温度上昇を１／５に抑えることができる。
【００３３】
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、ＬＥＤバー４０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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【符号の説明】
【００３７】
１０  エッジライト型パネルユニット
１２  液晶パネル
１４  拡散シート
１５  レンズシート
１６  導光板
３２  ＬＥＤ
４０  ＬＥＤバー
５０  放熱板
【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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