JP2004193002A - Area light source device and display device - Google Patents

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JP2004193002A
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誠司 境
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a display device and an area light source device used for the display device, capable of sufficiently radiating heat of an LED with a simple structure of which, a thin thickness is required. <P>SOLUTION: The area light source device comprises a point light source mounted on a base plate; a heat radiation plate having at least one hole formed thereon, equipped with a blower blowing air to a surface supporting a surface opposite to the surface on which the point light source on a base plate is mounted; and a blowing direction changing means making the air blown toward the supporting surface turn toward the back side of the supporting surface of the heat radiation plate at the hole. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は面状光源装置に関する。さらに詳しくは、基板上に複数個の発光ダイオードチップを備えた表示装置などに配置される面状光源装置および表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、発光ダイオード(以下、LEDという)などを多数配置した面状光源装置は、表示装置のバックライトや顕微鏡の照明などに用いられている。
【0003】
前記のような面状光源装置(照明装置)においては、LEDの放熱をリードおよび放熱シートを介して放熱器に放熱するとともに強制風冷の風をボディとともにリードにも当てて放熱している(たとえば、特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開平10−133608号公報(第3〜4頁、図2)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
前記のようにLEDを配置した面状光源装置を構成する場合、LEDの発熱量が上昇するに従いLED自体の発光効率が低下したり、ジャンクション部分の耐久性もわるくなる。たとえば、特許文献1に記載されている面状光源装置(照明装置)ではLEDを設置したプリント基板の背面に設置した放熱シートおよび放熱器によってリードの熱を放熱させる。さらに、リードから伝わった熱を放熱させるためにさらに背面に配置したファンによる送風をフィンを介して送り、風の一部を排出、さらに一部をプリント基板の表面に伝えボディとプリント基板の表面にも流れるようにしている。しかしながら、この構成の面状光源装置(照明装置)では、ファンから送風された風はフィンおよび放熱器を介して放熱シートを放熱するため、放熱シートの放熱効果が充分ではなかった。このため、放熱シートの放熱のために多くの部品で放熱手段を構成しているが、表示装置で昨今求められている薄型の表示装置を作製することができない。
【0006】
本発明はかかる問題を解決するためになされたものであり、LEDの放熱を簡単な構造で充分に行え、しかも薄型が要求される表示装置および表示装置に設置される面状光源装置を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の面状光源装置は、
基板上に実装された点光源と、
少なくとも1個の孔が形成され、前記基板の点光源が実装された面とは反対の面を支持する支持面に空気を送風する送風機を備えた放熱板
とを備えた面状光源装置であって、
前記孔において前記支持面に送風された空気を前記放熱板の支持面の裏面に向かわしめる風向変更手段を備えてなることを特徴とするものである。
【0008】
また、本発明の表示装置は、
表示パネルと、
前記表示パネルの表示面とは反対側の面に配置された基板上に実装された点光源と、
前記基板の点光源が実装された面とは反対の面を支持し、かつ少なくとも1個の孔を有する放熱板と、
前記表示パネルと前記放熱板とを囲むように形成され、前記放熱板の支持面に前記少なくとも1個の孔を介して空気を送風する送風機を備えた枠体
とを備えた表示装置であって、
前記少なくとも1個の孔が前記放熱板の支持面に送風された空気を前記支持面の裏面に向かわしめる風向変更手段を備えてなることを特徴とするものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
実施の形態1
以下図面を用いて本発明の実施の形態にかかわる面状光源装置の構造について詳細に説明する。本発明の一実施の形態にかかわる面状光源装置の斜視図を図1に、図1のA−A線断面図を図2に示す。図において、1はLED、2はMCPCBなどの基板、3は第1リフレクタ、4は第1導光板、5は第2リフレクタ、6はリアメタル、7はモールドフレーム、8は第2導光板、9は反射シート、10は光学シート、11は放熱板、12は送風機であり、以上により面状光源装置が構成されている。13は液晶パネルであって、面状光源装置を表示面とは反対側の面に配置して液晶表示装置を形成する。
【0010】
LED1が基板2上に実装されたLEDユニット31は放熱板11によって支持されている。LED1から発光した光は第1導光板4に入射させるように内面が鏡面加工された第1リフレクタ3をLED1近傍に配置する。第1導光板4はLED1から発生する複数の光を入射面4aから入射し、上下左右面で全反射を繰り返しながら光を混合し、ムラのない白色を生成し、入射面4aと対峙する出射面4bより出射する。本発明で使用する導光板は全反射をなすために表面は全面鏡面加工で、屈曲率はn=1.41以上必要である。第1導光板4の材質は主に光透過性が高く、軽くて安価なメタクリル樹脂(PMMA)やポリカーボ樹脂などがよく用いられる。第1導光板4の出射面4bより出射した光は内面が鏡面加工された第2リフレクタ5を湾曲した略半円形状などに配置して光路を180度転換し、第2導光板8の入射面8aに入射する。第2導光板8に入射した光は第1導光板4と同様に全反射を繰り返し、出射面8bへ光を出射する。また、第2導光板8は出射面8bと対向する対出射面8cにインクドットを施したり、凹凸形状などに形成しており、インクドットまたは凹凸形状などに光をあて、拡散させて出射面8b全体に光を出射させる。また、入射面8aと対向する対入射面8dに出射した光は反射シート9で反射されて再び第2導光板8に入射される。さらに第2導光板8の出射面8bより出射した光は、透過して液晶パネル13に入射するよう拡散シート、保護シート、レンズシート、プリズムシートなどからなる光学シート類10を配置して面状光源装置が完成する。
【0011】
液晶パネル13は液晶層を挟持するカラーフィルタ基板とTFTアレイ基板とから構成される。カラーフィルタ基板はR(Red)、G(Green)、B(Blue)の着色層、遮光層を備えている。また、TFTアレイ基板はスイッチング素子、および画素電極などを備えている。カラーフィルタ基板、TFTアレイ基板の外側に偏光板を貼りつけた液晶パネル13はスイッチング素子による電圧のON、OFFによって、液晶層が配向される。
【0012】
液晶パネル13には電圧のON、OFF信号を入力するためにソース基板(図示せず)が備えられ、ソース基板はフレキシブルに屈曲可能なTCP(Tape Carrier Package)によって液晶パネルに接続されている。ソース基板は放熱板11にボルトおよびナットなどによって固定され、外部からの映像信号を入力するためにコネクタが装着される。この液晶パネル13をリアメタル6、モールドフレーム7で支持および固定し、液晶パネル13の片方の基板側に前記面状光源装置を配置し、液晶表示装置が形成される。このような構成によって、液晶パネル13に到達した面状光源装置からの光は映像信号に合わせて変調され、RGB各色を表示する。
【0013】
図4はLEDユニット31の斜視図である。図に示すように基板2上にRGB各々のLED1が複数個一直線状に高密度に実装されている。LED1から発光されたRGB色を図1の第1導光板4にて混色することで白色を生成する。RGBのLED1を用いる利点としては、白色のLEDに比べて、RGBの混色による白色を生成する方法は発光効率(=光束量/投入電力)が高い。また、RGBの発光スペクトルと液晶パネルのカラーフィルタRGB(図示せず)の透過特性を近似にさせることで、色再現性が高い液晶表示装置が実現できる。
【0014】
図5に図4のB−B断面図を示す。14はLEDチップ、15はダイ、16はレンズ、17は電極である。レンズ16はLEDチップ14の保護と配向特性の調整のために備えられている。LEDチップ14は熱伝導用のダイ15上に配置されており、LEDチップ14で発生する熱を基板2に伝導するため熱伝導性の高い接着剤で実装されている。LEDチップ14と電極17は金ワイヤ17aで電気的に接続されており、LED1を構成している。また、電極17は半田などで基板2に接続されている。
【0015】
LEDチップ14は現在のところ消費電力の85%から95%が熱として発生し、残りの5%から15%が光として発生しレンズ16を透過して発光する。発生した熱量の一部はLEDのレンズ16に伝わるものの、多くの熱量がダイ15および電極17を介して基板2へと伝熱される。
【0016】
また、図4に示す高密度にLEDを実装すると、LEDチップの発熱部の温度であるLEDジャンクション温度が上昇するため、面状光源装置の輝度が低下してしまう。LEDジャンクション温度はLEDの寿命、安定性に大きく影響を及ぼす。
【0017】
基板2は、ガラスエポキシ基板18とアルミニウム板19からなる。ガラスエポキシ基板18には各RGBごとの複数のLED1に電力を投入するために銅のパターンを形成させる。また、ガラスエポキシ基板は材質がガラスおよびエポキシ樹脂であり、金属材料と比較して熱伝導率が1/1000であるため、厚く形成することができない。このため、一般的にはガラスエポキシ基板18を極力薄くし、裏面に強度をもたせ、熱伝導率を向上させるためにアルミニウム板19を配置している。アルミニウム板19はアルミ材の中でも熱伝導率がさらに高い純アルミ(A1050、A1100)を使用することが望ましい。また、基板2にはLED1に電気信号を入力するためのコネクタ(図示せず)、基板2の温度の測定を行う温度センサー(図示せず)などが装着されている。
【0018】
図2に示すようにLEDユニット31は基板2のLED1を実装した面とは反対の面を放熱板11によって支持し、放熱板11に複数のネジ(図示せず)を用いて取り付けられている。放熱板11はLEDユニット31を支持するほか、LED1からの熱を拡散させる。また、放熱板11は面状光源装置で用いられる他の部品の位置決め、固定、面状光源装置全体の強度を確保している。
【0019】
また、LEDユニット31と放熱板11との接触部には熱を伝導する際の抵抗である接触熱抵抗が存在する。熱源であるLEDユニット31から放熱板11へ熱を伝わりやすくするために接触熱抵抗を小さくすることが重要である。接触熱抵抗を小さくするとLEDジャンクション温度が低下する。接触熱抵抗を小さくするためには接触面の表面積を大きくし、接触面の表面を平滑にし、接触圧を増加させる必要がある。LEDユニット31と放熱板11の接触面の面積を大きく、接触面を平滑に形成する。接触圧を増加させるためにはLEDユニット31を放熱板11に取り付ける際にネジによる複数箇所取り付ける方法が好ましいが,熱伝導性が高い両面テープなどを用いてもよい。放熱板11は熱伝導性が高い純アルミ(A1050,A1100など)がよく用いられる。
【0020】
ところで、熱の流れ(伝熱)には3つの形態があり、温度が高温の部分から低温の部分へ移動する熱伝導のほか熱放射、対流熱伝達がある。対流熱伝達は空気と放熱板11の温度差がある場合に発生する対流である。また、熱放射は高温物体内での分子の運動によって発生した熱エネルギーの一部の放射エネルギーが電磁波間の空間を伝わる現象である。このため、熱伝導だけではなく、熱放射率を高めることで、放熱板11の伝熱量を増加させる。放熱板11の放熱板11表面を酸化処理、または有機物を塗布することで熱放射率を高めることができる。
【0021】
さらにLEDユニット31の放熱のために、本実施の形態1では放熱板11に送風機12を取り付ける。送風機12から強制的に対流を発生させ放熱板11の放熱を促す。図1、図2に示すように送風機12は、たとえば、LEDユニット31を配置した近傍であって、放熱板11の側面11cの近傍に取り付けられる。このため、送風機12より送風された空気はLED1の隙間を通り、放熱板11の支持面11aに沿って流れ、放熱板11の支持面11aと第1導光板4の4c面のあいだを流れる。さらに放熱板11の支持面との反対の面である裏面11bにこの空気を排出するために、少なくとも1個の孔21を設ける。孔21は放熱板11の熱伝導方向32にほぼ垂直に設ける。孔21には送風機12から送風され放熱板11の支持面11aに沿って流れた空気を排出させるだけでなく、放熱板11の支持面11aの裏面11bに向かわしめることができるように、少なくとも1個の孔21に風向変更手段を設ける。放熱板の支持面11a全体に空気が流れ、支持面11aに沿って流れた空気を全て裏面11bに向かわしめることができるように、孔21は送風機12から離れた位置であって、可能な限り放熱板11の側面11dの端部に設ける。
【0022】
孔21を端部に設けられない場合は、図3に示したように風向変更がしやすいように突起部20aを設けてもよい。なお、図1に示される熱伝導方向32aについては、本実施の形態においては送風機12の近傍であり、放熱が促されるため、本実施の形態においては考慮していない。
【0023】
送風機12については本発明においてとくに限定されるものではないが、LED1の発熱量や放熱量を考慮することにより、送風機12の数、大きさ、プロペラの回転数、風量、風圧が任意に設定され得る。基板2上に取り付けられた温度センサーの情報を元に回転のON、OFFまたは回転数を調整し放熱量を加減することもできる。
【0024】
また、LED1は高密度に配置されているため、LED1間の隙間が狭くなりLED1自体が送風機12から送風された空気の抵抗となるため、LED1周辺に渦流を発生させる。このように、LED1がタービューランスプロモート(乱流促進体)となり、LED1周辺の放熱量が増加する。本実施の形態においては、LED1間の隙間が送風機から送風された空気の抵抗となり、送風機12からの送風される風量が低下するが、乱流による空気への放熱量が増加するため、放熱効果が大きくなる。
【0025】
孔21に設ける風向変更手段は図1、図2に示すように、たとえば、ダクト20などを放熱板11に一体に形成する。送風機12によって送風される空気を放熱板11の支持面11aに送風したのち、ダクト20によって放熱板11の支持面の裏面11bに向かうように形成する。ダクト20は孔21を覆うよう放熱板11の支持面の裏面11bに突出しており、空気(風向)を180度転換させて、放熱板11の支持面の裏面11bに向かうように、湾曲や角度を有した形状をもつようにする。本実施の形態1においては、送風機は3個、孔21および風向変更手段20は2個形成した。
【0026】
本実施の形態1の構成とすることで送風機12によって送風された空気は放熱板11の支持面11a、支持面の裏面11bの両面を放熱させることができる。これによって、送風機12による強力な送風を利用してLED1から空気への熱伝導を高め、風向変更手段によって放熱板11の支持面11aから裏面11bに沿って空気を向かわしめ、空気の流れる方向を設定することで、強制的に空気の対流(空気の混合)を早めることができる。放熱板11を放熱させることができるために、LEDジャンクション温度を低下させることができ、液晶表示面の輝度や信頼性が向上する。また図1〜3に示すように風向変更手段であるダクト20は放熱板11と一体成型加工で実現可能なため、別部材を必要とせず、安価で信頼性の高い放熱機構を実現できる。
【0027】
また、面状光源装置を前記の構造とすることで、孔21から排出される空気は放熱板11の支持面の裏面11bに沿って面状光源装置外へ排気するため、直接排出された空気が使用者に不快感を与えない位置に任意に設定することができる。この面状光源装置を搭載した、ノートPC、モニターなどで使用者に不快感を与えない位置に排気口を設けることができる。
【0028】
実施の形態2
実施の形態1ではダクト20を熱伝導方向32に垂直に配置したが、実施の形態2においては、図6に示すようにダクト20を熱伝導方向32にほぼ平行に設けた。ダクト20を熱伝導方向32にほぼ平行に設けることで、発熱温度が高いLEDユニット31付近の放熱板11の裏面11bに送風機12からの空気を向かわせて放熱板11の放熱をさせることができるため、実施の形態1に比べて放熱板11の裏面11bの放熱が効率良くできる。その他の構成は実施の形態1と同様である。このように、ダクト20の数、位置、形状については放熱板11の熱分布を元に任意に設定することができる。
【0029】
本実施の形態2において説明した構成とすることで実施の形態1と同様に、送風機12によって送風された空気は放熱板11の支持面11a、支持面の裏面11bの両面を放熱させることができる。これによって、送風機12による強力な送風を利用してLED1から空気への熱伝導を高め、風向変更手段によって放熱板11の支持面11aから裏面11bに沿って空気を向かわしめ、空気の流れる方向を設定することで、強制的に空気の対流(空気の混合)を早めることができる。放熱板11を放熱させることができるために、LEDジャンクション温度を低下させることができ、液晶表示面の輝度や信頼性が向上する。また図6に示すよう風向変更手段であるダクト20は放熱板11と一体成型加工で実現可能なため、別部材を必要とせず、安価で信頼性の高い放熱機構を実現できる。また、ダクト20を熱伝導方向32にほぼ平行に設けることで、実施の形態1に比べて発熱温度が高いLED1付近の放熱板11の裏面11bの放熱が効率良くできる。
【0030】
また、面状光源装置を前記の構造とすることで、孔21から排出される空気は放熱板11の支持面の裏面11bに沿って面状光源装置外へ排気するため、直接排出された空気が使用者に不快感を与えない位置に任意に設定することができる。この面状光源装置を搭載した、ノートPC、モニターなどで使用者に不快感を与えない位置に排気口を設けることができる。
【0031】
実施の形態3
本実施の形態1、2では風向変更手段であるダクト20を放熱板11と一体に形成したが、実施の形態3においては、孔21に風向変更手段を別部材22で形成した。図7に示すように別部材22は孔21を形成した近傍であって、放熱板11の支持面の裏面11b側にピン23aなどで一定の隙間を設けてネジなど(図示せず)で固定する。また、図8(a)、(b)に示すようにピンを用いず、放熱板11に絞り加工によって形成した絞り23b、23cにネジなど(図示せず)で別部材22を固定することもできる。
【0032】
孔21の付近に風向変更手段として、別部材22を設けることによって、送風機12から送風される空気を放熱板11の支持面11aに送風したのち、放熱板11の裏面11bに沿って空気を向かわしめる。別部材22は放熱板11の裏面11b側に固定し、風向を転換させるように形成する。
【0033】
また、風向変更手段である別部材22を回路基板にて形成してもよい。たとえば回路基板には、LEDドライバーや、LEDドライバー以外の基板であるソース基板、ゲート基板、制御基板、電源基板などを搭載する。
【0034】
LED1の駆動はLEDドライバーによって行われ、LED1にRGBごとに定電流を供給し、RGB各色毎にデューティー比を制御し、各々の色の光量を任意に調整をすることができる。第2導光板8の三刺激値をセンサー(図示せず)でモニターすることでRGBごとのデューティー比を調整し、表示面のホワイトポイントを一定に保つ機能を備えることもできる。LEDドライバーは一般的にコイルなどの高発熱部材が実装されており、これらの部品の熱を放熱することで、LEDドライバーの信頼性や効率が向上するため消費電力を抑えることができる。コイルなどの高発熱部材を実装したLEDドライバーを放熱板11の裏面11bと対向する面22a(図7参照)に実装した場合、タービュランスプロモート(乱流促進体)となり、さらにLEDドライバーの放熱効率が上がる。また、LEDドライバーの効率も上昇する。
【0035】
本実施の形態3で説明した構成とすることで、送風機12によって送風された空気は放熱板11の支持面11a、支持面の裏面11bの両面を放熱させることができる。これによって、送風機12による強力な送風を利用してLED1から空気への熱伝導を高め、風向変更手段22によって放熱板11の支持面11aから裏面11bに沿って空気を向かわしめ、空気の流れる方向を設定することで、強制的に空気の対流(空気の混合)を早めることができる。放熱板11を放熱させることができるために、LEDジャンクション温度を低下させることができ、液晶表示面の輝度や信頼性が向上する。また、図7〜8に示すように風向変更手段を別部材22にて構成するため、別部材の放熱も可能となり、さらに液晶表示面の輝度や信頼性が向上する。
【0036】
また、面状光源装置を前記の構造とすることで、孔21から排出される空気は放熱板11の支持面の裏面11bに沿って面状光源装置外へ排気するため、直接排出された空気が使用者に不快感を与えない位置に任意に設定することができる。この面状光源装置を搭載した、ノートPC、モニターなどで使用者に不快感を与えない位置に排気口を設けることができる。
【0037】
実施の形態4
実施の形態4においては図9に示すように実施の形態1、2で説明した風向変更手段であるダクト20と、実施の形態3で説明した別部材22を併用して形成する。放熱板11に設けたダクト20の開口部20b付近に別部材22を隣接して固定する。固定の方法は実施の形態3と同様とする。
【0038】
孔21に設けたダクト20は、送風機12によって送風される空気を放熱板11の支持面11aに送風させたのち、裏面に向かわせる。この風向変更を行なった空気はダクト20の開口部20b付近に固定された別部材22によって、空気の流路を設定することできるために無駄な空気の流れが生じず、また、局所的に風速を上げることができるために、別部材22やLEDユニット31付近の放熱板11の裏面11bの放熱を効果的に行うことができる。
【0039】
本実施の形態4で説明した構成とすることで、送風機12によって送風された空気は放熱板11の支持面11a、支持面の裏面11bの両面を放熱させることができる。これによって、送風機12による強力な送風を利用してLED1から空気への熱伝導を高め、風向変更手段によって放熱板11の支持面11aから裏面11bに沿って空気を向かわしめ、空気の流れる方向を設定することで、強制的に空気の対流(空気の混合)を早めることができる。放熱板11を放熱させることができるために、LEDジャンクション温度を低下させることができ、液晶表示面の輝度や信頼性が向上する。また、図9に示すようにダクト20と別部材の両方を併用する構成するため、別部材の放熱も可能となるとともに空気の流路(方向)を確保し、風速を上げることができるため、より放熱板11の放熱量を増加することができる。
【0040】
また、面状光源装置を前記の構造とすることで、孔21から排出される空気は放熱板11の支持面の裏面11bに沿って面状光源装置外へ排気するため、直接排出された空気が使用者に不快感を与えない位置に任意に設定することができる。この面状光源装置を搭載した、ノートPC、モニターなどで使用者に不快感を与えない位置に排気口を設けることができる。
【0041】
また、前記の実施の形態1〜4で説明した送風機12は、図1〜9に示したように放熱板11の裏面11b側に取り付けたが、支持面11a側に取り付ける構成でも同様の効果を奏することができる。
【0042】
実施の形態5
実施の形態1〜4では送風機を放熱板11に形成したが、本実施の形態5の表示装置では図10に示すように面状光源装置と液晶パネル13を囲むように形成した枠体29に送風機12を取り付ける。枠体29は表示装置を所望の位置に固定する金属製の板金枠である金属枠24と、上ケース26と、下ケース25とから構成されている。金属枠24は放熱板11を固定し、孔21から排出された空気をさらに外部に排出させるために孔24aを形成する。上ケース26と、下ケース25で液晶パネル13を囲むとともに表示装置の外部を保護している。また下ケース25、上ケース26は、ともに審美性が要求される意匠部品であり樹脂や、ダイキャストで成型された金属が使用されている。下ケース25には孔24aから排出された空気を液晶表示装置外へ排出させるため、孔25aを形成している。送風機12は板金枠24または、下ケース25に取り付ける。
【0043】
また、孔21の付近に設置した風向変更手段は実施の形態1〜4と同様のものを使用することができる。
【0044】
実施の形態5で説明した構成とすることで、送風機12によって送風された空気は放熱板11の支持面11a、支持面の裏面11bの両面を放熱させることができる。これによって、送風機12による強力な送風を利用してLED1から空気への熱伝導を高め、風向変更手段によって放熱板11の支持面11aから裏面11bに沿って空気を向かわしめ、空気の流れる方向を設定することで、強制的に空気の対流(空気の混合)を早めることができる。放熱板11を放熱させることができるために、LEDジャンクション温度を低下させることができ、液晶表示面の輝度や信頼性が向上する。
【0045】
また図10のように、枠体29に送風機12を取り付けたため、外気を表示装置内に取り込むことが可能となり、長時間使用しても、送風機12によって送風させた空気の温度をほぼ一定に保つことができる。また、枠体29に設置される発熱体も同時に放熱することができ、枠体29と面状光源装置の送風機12を共有することができるため、送風機12の数を減らすことも可能である。
【0046】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の面状光源装置は、基板上に実装された点光源と、少なくとも1個の孔が形成され、前記基板の点光源が実装された面とは反対の面を支持する支持面に空気を送風する送風機を備えた放熱板とを備えた面状光源装置であって、前記孔において前記支持面に送風された空気を前記放熱板の支持面の裏面に向かわしめる風向変更手段を備えてなることを特徴としたので、送風機によって送風された空気は放熱板の支持面、および支持面の裏面の両面を放熱させることができる。これによって、送風機による強力な送風を利用してLEDから空気への熱伝導を高め、風向変更手段によって放熱板の支持面から裏面に沿って空気を向かわしめ、空気の流れる方向を設定することで、強制的に空気の対流(空気の混合)を早めることができる。放熱板を放熱させることができるために、LEDジャンクション温度を低下させることができ、液晶表示面の輝度や信頼性が向上する。
【0047】
また、本発明の表示装置は、表示パネルと、前記表示パネルの表示面とは反対側の面に配置された基板上に実装された点光源と、前記基板の点光源が実装された面とは反対の面を支持し、かつ少なくとも1個の孔を有する放熱板と、前記表示パネルと前記放熱板とを囲むように形成され、前記放熱板の支持面に前記少なくとも1個の孔を介して空気を送風する送風機を備えた枠体とを備えた表示装置であって、前記少なくとも1個の孔が前記放熱板の支持面に送風された空気を前記支持面の裏面に向かわしめる風向変更手段を備えてなることを特徴としたので、送風機による強力な送風を利用してLEDから空気への熱伝導を高め、風向変更手段によって放熱板の支持面から裏面に沿って空気を向かわしめ、空気の流れる方向を設定することで、強制的に空気の対流(空気の混合)を早めることができる。放熱板を放熱させることができるために、LEDジャンクション温度を低下させることができ、液晶表示面の輝度や信頼性が向上する。
【0048】
また、外気を表示装置内に取り込むことが可能となり、長時間使用しても、送風機によって送風させた空気の温度をほぼ一定に保つことができる。
【0049】
また、枠体に設置される発熱体も同時に放熱することができ、枠体と面状光源装置の送風機を共有することができるため、送風機の数を減らすことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態にかかわる面状光源装置の斜視図である。
【図2】図1のA−A線断面図である。
【図3】本発明の他の実施の形態であって、図2の面状光源装置にさらに突起部20aを設けた場合の断面説明図である。
【図4】本発明の一実施の形態にかかわる面状光源装置に搭載するLEDユニットの斜視図である。
【図5】図4のB−B線断面図である。
【図6】本発明の他の実施の形態にかかわる面状光源装置の斜視図である。
【図7】本発明のさらに他の実施の形態にかかわる面状光源装置の断面図である。
【図8】(a)、(b)はそれぞれ本発明のさらに他の実施の形態であって、図7のピンの代わりに放熱板を絞り加工して形成された絞りを用いた場合の断面説明図である。
【図9】本発明の他の実施の形態にかかわる面状光源装置の断面図である。
【図10】本発明のさらに他の実施の形態にかかわる表示装置の断面図である。
【符号の説明】
1 LED
2 基板
3 第1リフレクタ
4 第1導光板
5 第2リフレクタ
6 リアメタル
7 モールドフレーム
8 第2導光板
9 反射シート
10 光学シート類
11 放熱板
12 送風機
13 液晶パネル
14 LEDチップ
15 ダイ
16 レンズ
17 電極
17a 金ワイヤ
18 ガラスエポキシ基板
19 アルミニウム板
20 ダクト
20b 開口部
21 孔
22 風向変更手段
23a ピン
23b 絞り
24 金属枠
24a 孔
25 下ケース
26 上ケース
29 枠体
31 LEDユニット
32 熱伝導方向
32a 熱伝導方向
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a planar light source device. More specifically, the present invention relates to a planar light source device and a display device arranged in a display device having a plurality of light emitting diode chips on a substrate.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a planar light source device in which a number of light emitting diodes (hereinafter, referred to as LEDs) are arranged has been used for a backlight of a display device, illumination of a microscope, and the like.
[0003]
In the surface light source device (illumination device) as described above, the heat radiation of the LED is radiated to the radiator through the lead and the heat radiation sheet, and the wind of forced air cooling is applied to the lead together with the body to radiate the heat ( For example, see Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-10-133608 (pages 3 and 4, FIG. 2)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
When the planar light source device in which the LEDs are arranged is configured as described above, the luminous efficiency of the LEDs themselves decreases and the durability of the junction part deteriorates as the heat generation of the LEDs increases. For example, in the planar light source device (illumination device) described in Patent Literature 1, the heat of the leads is radiated by a radiator sheet and a radiator provided on the back of a printed circuit board on which LEDs are provided. Furthermore, in order to dissipate the heat transmitted from the leads, the air blown by the fan located on the back is sent through the fins, a part of the wind is discharged, and a part is further transmitted to the surface of the printed circuit board, and the body and the surface of the printed circuit board So that it also flows. However, in the planar light source device (illumination device) having this configuration, since the wind blown from the fan radiates the heat radiation sheet through the fins and the radiator, the heat radiation effect of the heat radiation sheet is not sufficient. For this reason, many components constitute the heat radiating means for radiating the heat radiating sheet, but it is not possible to manufacture a thin display device which is recently required for a display device.
[0006]
The present invention has been made in order to solve such a problem, and provides a display device that can sufficiently radiate LEDs with a simple structure and that is required to be thin and a planar light source device installed in the display device. Things.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The planar light source device of the present invention,
A point light source mounted on a substrate,
A heat sink having a blower for blowing air to a support surface having at least one hole formed therein and supporting a surface of the substrate opposite to a surface on which the point light source is mounted.
A planar light source device comprising:
It is characterized in that it is provided with wind direction changing means for directing the air blown to the support surface in the hole to the back surface of the support surface of the heat sink.
[0008]
Further, the display device of the present invention,
A display panel;
A point light source mounted on a substrate disposed on a surface opposite to the display surface of the display panel,
A heat sink that supports a surface of the substrate opposite to the surface on which the point light source is mounted, and has at least one hole;
A frame formed so as to surround the display panel and the heat sink, and having a blower that blows air through the at least one hole on a support surface of the heat sink.
A display device comprising:
The at least one hole is provided with wind direction changing means for directing the air blown to the support surface of the heat sink to the back surface of the support surface.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiment 1
Hereinafter, the structure of the planar light source device according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of a planar light source device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG. In the drawing, 1 is an LED, 2 is a substrate such as MCPCB, 3 is a first reflector, 4 is a first light guide plate, 5 is a second reflector, 6 is a rear metal, 7 is a mold frame, 8 is a second light guide plate, 9 Is a reflection sheet, 10 is an optical sheet, 11 is a radiator plate, 12 is a blower, and the surface light source device is configured as described above. Reference numeral 13 denotes a liquid crystal panel, which forms a liquid crystal display device by arranging a planar light source device on a surface opposite to a display surface.
[0010]
The LED unit 31 in which the LED 1 is mounted on the substrate 2 is supported by the heat radiating plate 11. A first reflector 3 whose inner surface is mirror-finished is arranged near the LED 1 so that light emitted from the LED 1 is incident on the first light guide plate 4. The first light guide plate 4 receives a plurality of lights generated from the LED 1 from the incident surface 4a, mixes the light while repeating total reflection on the upper, lower, left and right surfaces, generates uniform white, and emits light that faces the incident surface 4a. The light exits from the surface 4b. The surface of the light guide plate used in the present invention must be mirror-finished in order to make total reflection, and the bending factor must be n = 1.41 or more. As a material of the first light guide plate 4, a light and inexpensive methacrylic resin (PMMA), a polycarbonate resin, or the like is mainly used. The light emitted from the emission surface 4b of the first light guide plate 4 is arranged such that the inner surface of the second reflector 5 whose surface is mirror-finished is arranged in a curved substantially semicircular shape or the like, changes the optical path by 180 degrees, and enters the second light guide plate 8 The light enters the surface 8a. Light incident on the second light guide plate 8 repeats total reflection similarly to the first light guide plate 4, and emits light to the emission surface 8b. In addition, the second light guide plate 8 is provided with an ink dot on an emission surface 8c facing the emission surface 8b or formed in an uneven shape or the like. The light is emitted to the whole 8b. Further, the light emitted to the paired incident surface 8d facing the incident surface 8a is reflected by the reflection sheet 9 and is incident on the second light guide plate 8 again. Further, an optical sheet 10 including a diffusion sheet, a protection sheet, a lens sheet, a prism sheet, and the like is arranged so that the light emitted from the emission surface 8b of the second light guide plate 8 transmits and enters the liquid crystal panel 13. The light source device is completed.
[0011]
The liquid crystal panel 13 includes a color filter substrate sandwiching a liquid crystal layer and a TFT array substrate. The color filter substrate includes R (Red), G (Green), and B (Blue) coloring layers and a light shielding layer. The TFT array substrate includes a switching element, a pixel electrode, and the like. In the liquid crystal panel 13 in which a polarizing plate is stuck on the outside of the color filter substrate and the TFT array substrate, the liquid crystal layer is oriented by turning on and off the voltage by the switching element.
[0012]
The liquid crystal panel 13 is provided with a source substrate (not shown) for inputting ON / OFF signals of voltage, and the source substrate is connected to the liquid crystal panel by a flexible bendable TCP (Tape Carrier Package). The source board is fixed to the heat radiating plate 11 with bolts and nuts, and a connector is mounted for inputting an external video signal. The liquid crystal panel 13 is supported and fixed by the rear metal 6 and the mold frame 7, and the planar light source device is arranged on one of the substrates of the liquid crystal panel 13 to form a liquid crystal display device. With such a configuration, the light from the planar light source device that has reached the liquid crystal panel 13 is modulated in accordance with the video signal, and displays each of the RGB colors.
[0013]
FIG. 4 is a perspective view of the LED unit 31. As shown in the figure, a plurality of RGB LEDs 1 are mounted on a substrate 2 in a straight line at a high density. The first light guide plate 4 in FIG. 1 mixes the RGB colors emitted from the LEDs 1 to generate white. An advantage of using the RGB LED 1 is that a method of generating white by mixing RGB colors has a higher luminous efficiency (= luminous flux amount / input power) than a white LED. In addition, a liquid crystal display device with high color reproducibility can be realized by approximating the transmission characteristics of the RGB emission spectrum and the color filters RGB (not shown) of the liquid crystal panel.
[0014]
FIG. 5 is a sectional view taken along line BB of FIG. 14 is an LED chip, 15 is a die, 16 is a lens, and 17 is an electrode. The lens 16 is provided for protecting the LED chip 14 and adjusting the alignment characteristics. The LED chip 14 is arranged on a die 15 for heat conduction, and is mounted with an adhesive having high thermal conductivity to conduct heat generated by the LED chip 14 to the substrate 2. The LED chip 14 and the electrode 17 are electrically connected by the gold wire 17a, and constitute the LED1. The electrode 17 is connected to the substrate 2 by solder or the like.
[0015]
At present, 85% to 95% of the power consumption of the LED chip 14 is generated as heat, and the remaining 5% to 15% is generated as light and transmitted through the lens 16 to emit light. Although a part of the generated heat is transmitted to the lens 16 of the LED, a large amount of heat is transmitted to the substrate 2 via the die 15 and the electrode 17.
[0016]
In addition, when LEDs are mounted at a high density as shown in FIG. 4, the LED junction temperature, which is the temperature of the heat generating portion of the LED chip, increases, so that the luminance of the planar light source device decreases. The LED junction temperature greatly affects the life and stability of the LED.
[0017]
The substrate 2 includes a glass epoxy substrate 18 and an aluminum plate 19. A copper pattern is formed on the glass epoxy substrate 18 in order to supply power to the plurality of LEDs 1 for each RGB. Further, the glass epoxy substrate is made of glass and epoxy resin and has a heat conductivity of 1/1000 as compared with a metal material, so that it cannot be formed thick. For this reason, in general, an aluminum plate 19 is arranged to make the glass epoxy substrate 18 as thin as possible, to give strength to the back surface, and to improve the thermal conductivity. The aluminum plate 19 is desirably made of pure aluminum (A1050, A1100) having a higher thermal conductivity among aluminum materials. The board 2 is provided with a connector (not shown) for inputting an electric signal to the LED 1, a temperature sensor (not shown) for measuring the temperature of the board 2, and the like.
[0018]
As shown in FIG. 2, the LED unit 31 supports the surface of the substrate 2 opposite to the surface on which the LEDs 1 are mounted by the heat radiating plate 11, and is attached to the heat radiating plate 11 using a plurality of screws (not shown). . The radiator plate 11 supports the LED unit 31 and diffuses heat from the LED 1. Further, the heat radiating plate 11 positions and fixes other components used in the planar light source device, and secures the strength of the entire planar light source device.
[0019]
In addition, a contact thermal resistance, which is a resistance when conducting heat, exists at a contact portion between the LED unit 31 and the heat sink 11. It is important to reduce the contact thermal resistance in order to easily transmit heat from the LED unit 31 which is a heat source to the heat sink 11. Reducing the contact thermal resistance lowers the LED junction temperature. In order to reduce the contact thermal resistance, it is necessary to increase the surface area of the contact surface, smooth the surface of the contact surface, and increase the contact pressure. The area of the contact surface between the LED unit 31 and the heat sink 11 is increased, and the contact surface is formed to be smooth. In order to increase the contact pressure, it is preferable to mount the LED unit 31 to the heat sink 11 at a plurality of locations with screws, but a double-sided tape having high thermal conductivity may be used. Pure aluminum (A1050, A1100, etc.) having high thermal conductivity is often used for the heat sink 11.
[0020]
By the way, there are three forms of heat flow (heat transfer), and there are heat radiation, convection heat transfer, as well as heat conduction moving from a high temperature part to a low temperature part. Convection heat transfer is convection generated when there is a temperature difference between the air and the radiator plate 11. Thermal radiation is a phenomenon in which part of the thermal energy generated by the movement of molecules in a high-temperature object is transmitted through the space between electromagnetic waves. For this reason, the amount of heat transfer of the radiator plate 11 is increased by increasing not only the heat conduction but also the heat emissivity. The thermal emissivity can be increased by oxidizing the surface of the heat radiating plate 11 or applying an organic substance.
[0021]
Further, in the first embodiment, the fan 12 is attached to the heat radiating plate 11 for heat radiation of the LED unit 31. The convection is forcibly generated from the blower 12 to radiate heat from the radiator plate 11. As shown in FIGS. 1 and 2, the blower 12 is attached, for example, near the LED unit 31 and near the side surface 11 c of the heat sink 11. For this reason, the air blown from the blower 12 passes through the gap between the LEDs 1, flows along the support surface 11 a of the radiator plate 11, and flows between the support surface 11 a of the radiator plate 11 and the 4 c surface of the first light guide plate 4. Further, at least one hole 21 is provided on the back surface 11b opposite to the support surface of the heat radiating plate 11 to discharge this air. The hole 21 is provided substantially perpendicular to the heat conduction direction 32 of the heat sink 11. The holes 21 not only allow the air blown from the blower 12 to flow along the support surface 11a of the heat sink 11 but also allow at least one air to be directed to the back surface 11b of the support surface 11a of the heat sink 11. The wind direction changing means is provided in each of the holes 21. The hole 21 is located at a position away from the blower 12 so that air flows over the entire support surface 11a of the radiator plate and all air flowing along the support surface 11a can be directed to the back surface 11b. It is provided at the end of the side surface 11 d of the heat sink 11.
[0022]
When the hole 21 is not provided at the end, a protrusion 20a may be provided so as to easily change the wind direction as shown in FIG. Note that the heat conduction direction 32a shown in FIG. 1 is in the vicinity of the blower 12 in the present embodiment and heat dissipation is promoted, and therefore is not considered in the present embodiment.
[0023]
Although the blower 12 is not particularly limited in the present invention, the number and size of the blower 12, the number of rotations of the propeller, the flow rate, and the wind pressure are arbitrarily set by considering the heat generation amount and the heat release amount of the LED 1. obtain. It is also possible to adjust the rotation ON / OFF or the number of rotations based on the information of the temperature sensor mounted on the substrate 2 to adjust the amount of heat radiation.
[0024]
Further, since the LEDs 1 are arranged at a high density, the gap between the LEDs 1 is narrowed, and the LEDs 1 themselves become the resistance of the air blown from the blower 12, so that eddies are generated around the LEDs 1. Thus, the LED 1 becomes a turbulence promote (turbulence promoter), and the amount of heat radiation around the LED 1 increases. In the present embodiment, the gap between the LEDs 1 becomes the resistance of the air blown from the blower, and the amount of air blown from the blower 12 is reduced. Becomes larger.
[0025]
As shown in FIGS. 1 and 2, the wind direction changing means provided in the hole 21 is, for example, a duct 20 or the like formed integrally with the heat sink 11. After the air blown by the blower 12 is blown to the support surface 11a of the radiator plate 11, the air is formed by the duct 20 toward the back surface 11b of the support surface of the radiator plate 11. The duct 20 protrudes from the back surface 11b of the support surface of the radiator plate 11 so as to cover the hole 21. The duct 20 changes the air (wind direction) by 180 degrees so as to be directed toward the back surface 11b of the support surface of the radiator plate 11. To have a shape having In the first embodiment, three blowers are formed, and two holes 21 and the wind direction changing means 20 are formed.
[0026]
With the configuration of the first embodiment, the air blown by the blower 12 can radiate heat on both sides of the support surface 11a of the heat sink 11 and the back surface 11b of the support surface. Thereby, the heat conduction from the LED 1 to the air is enhanced by using the strong air blowing by the blower 12, and the air is changed from the support surface 11a of the heat sink 11 to the back surface 11b by the wind direction changing means, and the air flowing direction is changed. By setting, the convection of air (mixing of air) can be forcibly accelerated. Since the heat radiating plate 11 can radiate heat, the LED junction temperature can be lowered, and the brightness and reliability of the liquid crystal display surface can be improved. Further, as shown in FIGS. 1 to 3, the duct 20 as the wind direction changing means can be realized by integral molding with the heat radiating plate 11, so that a separate and inexpensive and highly reliable heat radiating mechanism can be realized without requiring a separate member.
[0027]
In addition, since the planar light source device has the above structure, the air discharged from the holes 21 is exhausted to the outside of the planar light source device along the back surface 11b of the support surface of the heat sink 11, so that the directly discharged air Can be arbitrarily set at a position that does not cause discomfort to the user. An exhaust port can be provided at a position where the user does not feel uncomfortable with a notebook PC, a monitor, or the like equipped with the planar light source device.
[0028]
Embodiment 2
In the first embodiment, the duct 20 is arranged perpendicular to the heat conduction direction 32. However, in the second embodiment, the duct 20 is provided substantially parallel to the heat conduction direction 32 as shown in FIG. By providing the duct 20 substantially parallel to the heat conduction direction 32, the heat from the blower 12 can be radiated by directing the air from the blower 12 to the back surface 11 b of the radiator plate 11 near the LED unit 31 having a high heat generation temperature. Therefore, heat can be efficiently radiated from the back surface 11b of the heat radiating plate 11 as compared with the first embodiment. Other configurations are the same as those of the first embodiment. As described above, the number, position, and shape of the ducts 20 can be arbitrarily set based on the heat distribution of the heat sink 11.
[0029]
With the configuration described in the second embodiment, similarly to the first embodiment, the air blown by the blower 12 can radiate heat on both sides of the support surface 11a of the radiator plate 11 and the back surface 11b of the support surface. . Thereby, the heat conduction from the LED 1 to the air is enhanced by using the strong air blowing by the blower 12, and the air is changed from the support surface 11a of the heat sink 11 to the back surface 11b by the wind direction changing means, and the air flowing direction is changed. By setting, the convection of air (mixing of air) can be forcibly accelerated. Since the heat radiating plate 11 can radiate heat, the LED junction temperature can be lowered, and the brightness and reliability of the liquid crystal display surface can be improved. Further, as shown in FIG. 6, the duct 20 as the wind direction changing means can be realized by integral molding with the heat radiating plate 11, so that a separate and inexpensive and highly reliable heat radiating mechanism can be realized without requiring a separate member. Further, by providing the duct 20 substantially parallel to the heat conduction direction 32, heat can be efficiently radiated from the back surface 11b of the heat radiating plate 11 near the LED 1 having a higher heat generation temperature than in the first embodiment.
[0030]
In addition, since the planar light source device has the above structure, the air discharged from the holes 21 is exhausted to the outside of the planar light source device along the back surface 11b of the support surface of the heat sink 11, so that the directly discharged air Can be arbitrarily set at a position that does not cause discomfort to the user. An exhaust port can be provided at a position where the user does not feel uncomfortable with a notebook PC, a monitor, or the like equipped with the planar light source device.
[0031]
Embodiment 3
In the first and second embodiments, the duct 20 as the wind direction changing means is formed integrally with the heat radiating plate 11, but in the third embodiment, the wind direction changing means is formed in the hole 21 by another member 22. As shown in FIG. 7, the separate member 22 is in the vicinity of the hole 21 and is fixed with a screw or the like (not shown) with a fixed gap provided by a pin 23a or the like on the back surface 11b side of the support surface of the radiator plate 11. I do. Further, as shown in FIGS. 8A and 8B, the separate member 22 may be fixed to the apertures 23b and 23c formed by the aperture processing on the radiator plate 11 with screws or the like (not shown) without using pins. it can.
[0032]
By providing another member 22 as a wind direction changing means in the vicinity of the hole 21, the air blown from the blower 12 is blown to the support surface 11 a of the radiator plate 11, and then the air is directed along the back surface 11 b of the radiator plate 11. Close. The separate member 22 is fixed to the back surface 11b side of the heat radiating plate 11 and formed so as to change the wind direction.
[0033]
Further, another member 22 which is a wind direction changing means may be formed on a circuit board. For example, an LED driver, a source substrate other than the LED driver, a gate substrate, a control substrate, a power supply substrate, and the like are mounted on the circuit substrate.
[0034]
The LED 1 is driven by an LED driver. A constant current is supplied to the LED 1 for each of RGB, the duty ratio is controlled for each of the RGB colors, and the light amount of each color can be arbitrarily adjusted. By monitoring the tristimulus value of the second light guide plate 8 with a sensor (not shown), a duty ratio for each of RGB can be adjusted to provide a function of keeping the white point of the display surface constant. Generally, a high heat generating member such as a coil is mounted on the LED driver, and by radiating heat of these components, the reliability and efficiency of the LED driver are improved, so that power consumption can be suppressed. When an LED driver on which a heat-generating member such as a coil is mounted is mounted on a surface 22a (see FIG. 7) facing the back surface 11b of the heat sink 11, the turbulence is promoted (turbulence promoter), and the heat dissipation efficiency of the LED driver is further reduced. Go up. Also, the efficiency of the LED driver increases.
[0035]
With the configuration described in the third embodiment, the air blown by the blower 12 can radiate heat on both sides of the support surface 11a of the radiator plate 11 and the back surface 11b of the support surface. Thereby, the heat conduction from the LED 1 to the air is enhanced by using the strong air blowing by the blower 12, and the air is changed from the support surface 11a of the heat sink 11 to the back surface 11b by the wind direction changing means 22, and the air flows in the direction. Is set, the convection of air (mixing of air) can be forcibly accelerated. Since the heat radiating plate 11 can radiate heat, the LED junction temperature can be lowered, and the brightness and reliability of the liquid crystal display surface can be improved. Further, as shown in FIGS. 7 and 8, since the wind direction changing means is constituted by the separate member 22, heat can be released from the separate member, and the brightness and reliability of the liquid crystal display surface are further improved.
[0036]
In addition, since the planar light source device has the above structure, the air discharged from the holes 21 is exhausted to the outside of the planar light source device along the back surface 11b of the support surface of the heat sink 11, so that the directly discharged air Can be arbitrarily set at a position that does not cause discomfort to the user. An exhaust port can be provided at a position where the user does not feel uncomfortable with a notebook PC, a monitor, or the like equipped with the planar light source device.
[0037]
Embodiment 4
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 9, the duct 20 as the wind direction changing means described in the first and second embodiments and the separate member 22 described in the third embodiment are used together. Another member 22 is fixed adjacent to the opening 20 b of the duct 20 provided on the heat sink 11. The fixing method is the same as in the third embodiment.
[0038]
The duct 20 provided in the hole 21 blows the air blown by the blower 12 to the support surface 11a of the radiator plate 11 and then to the back surface. The air whose flow direction has been changed can be set in a separate member 22 fixed in the vicinity of the opening 20b of the duct 20, so that the flow path of the air can be set, so that useless air flow does not occur. Can be effectively released from the back surface 11b of the heat radiating plate 11 near the separate member 22 and the LED unit 31.
[0039]
With the configuration described in the fourth embodiment, the air blown by the blower 12 can radiate heat on both sides of the support surface 11a of the radiator plate 11 and the back surface 11b of the support surface. Thereby, the heat conduction from the LED 1 to the air is enhanced by using the strong air blowing by the blower 12, and the air is changed from the support surface 11a of the heat sink 11 to the back surface 11b by the wind direction changing means, and the air flowing direction is changed. By setting, the convection of air (mixing of air) can be forcibly accelerated. Since the heat radiating plate 11 can radiate heat, the LED junction temperature can be lowered, and the brightness and reliability of the liquid crystal display surface can be improved. Further, as shown in FIG. 9, since both the duct 20 and the separate member are used in combination, it is possible to dissipate heat from the separate member, secure a flow path (direction) of air, and increase the wind speed. The amount of heat radiation of the heat radiating plate 11 can be further increased.
[0040]
In addition, since the planar light source device has the above structure, the air discharged from the holes 21 is exhausted to the outside of the planar light source device along the back surface 11b of the support surface of the heat sink 11, so that the directly discharged air Can be arbitrarily set at a position that does not cause discomfort to the user. An exhaust port can be provided at a position where the user does not feel uncomfortable with a notebook PC, a monitor, or the like equipped with the planar light source device.
[0041]
In addition, the blower 12 described in the first to fourth embodiments is attached to the back surface 11b side of the heat sink 11 as shown in FIGS. 1 to 9, but the same effect can be obtained by a configuration attached to the support surface 11a side. You can play.
[0042]
Embodiment 5
In the first to fourth embodiments, the blower is formed on the heat radiating plate 11. However, in the display device of the fifth embodiment, the frame 29 is formed so as to surround the planar light source device and the liquid crystal panel 13 as shown in FIG. Install the blower 12. The frame body 29 includes a metal frame 24 which is a metal sheet metal frame for fixing the display device at a desired position, an upper case 26, and a lower case 25. The metal frame 24 fixes the heat radiating plate 11 and forms a hole 24a for further discharging the air discharged from the hole 21 to the outside. The upper case 26 and the lower case 25 surround the liquid crystal panel 13 and protect the outside of the display device. The lower case 25 and the upper case 26 are both design parts that require aesthetics, and are made of resin or metal formed by die casting. A hole 25a is formed in the lower case 25 in order to discharge the air discharged from the hole 24a to the outside of the liquid crystal display device. The blower 12 is attached to the sheet metal frame 24 or the lower case 25.
[0043]
Further, the wind direction changing means installed near the hole 21 may be the same as in the first to fourth embodiments.
[0044]
With the configuration described in the fifth embodiment, the air blown by the blower 12 can radiate heat on both sides of the support surface 11a of the radiator plate 11 and the back surface 11b of the support surface. Thereby, the heat conduction from the LED 1 to the air is enhanced by using the strong air blowing by the blower 12, and the air is changed along the back surface 11b from the support surface 11a of the radiator plate 11 by the wind direction changing means, and the air flowing direction is changed. By setting, the convection of air (mixing of air) can be forcibly accelerated. Since the heat radiating plate 11 can radiate heat, the LED junction temperature can be lowered, and the brightness and reliability of the liquid crystal display surface can be improved.
[0045]
Further, as shown in FIG. 10, the blower 12 is attached to the frame 29, so that the outside air can be taken into the display device, and the temperature of the air blown by the blower 12 is kept substantially constant even when used for a long time. be able to. In addition, the heat generating elements installed in the frame body 29 can also radiate heat at the same time, and the frame body 29 and the blower 12 of the planar light source device can be shared, so that the number of the blowers 12 can be reduced.
[0046]
【The invention's effect】
As described above, the surface light source device of the present invention includes a point light source mounted on a substrate and at least one hole formed on the surface opposite to the surface on which the point light source is mounted on the substrate. And a radiator plate provided with a blower for blowing air to the supporting surface for supporting, wherein the air blown to the supporting surface in the hole is directed to the back surface of the supporting surface of the radiating plate. Since the air blower is provided with the wind direction changing means, the air blown by the blower can radiate heat on both the support surface of the heat sink and the back surface of the support surface. With this, the heat conduction from the LED to the air is enhanced by using the strong air blowing by the blower, and the air is changed from the support surface of the heat sink to the rear surface by the wind direction changing means, thereby setting the direction of the air flow. Forcibly, the convection of air (mixing of air) can be accelerated. Since the heat radiating plate can radiate heat, the LED junction temperature can be lowered, and the brightness and reliability of the liquid crystal display surface are improved.
[0047]
Further, the display device of the present invention includes a display panel, a point light source mounted on a substrate disposed on a surface opposite to a display surface of the display panel, and a surface of the substrate on which the point light source is mounted. Is formed so as to surround the display panel and the heat radiator plate, the heat radiator plate supporting the opposite surface and having at least one hole, and the support surface of the heat radiator plate is provided through the at least one hole. A frame provided with a blower that blows air in the display device, wherein the at least one hole directs the air blown to the support surface of the heat sink to the back surface of the support surface. Since it is characterized by comprising means, the heat conduction from the LED to the air is enhanced by using the strong blowing by the blower, and the air is changed from the support surface of the heat sink to the back surface by the wind direction changing means, Setting the direction of air flow Can be forcibly advancing the convection air (mixed air). Since the heat radiating plate can radiate heat, the LED junction temperature can be lowered, and the brightness and reliability of the liquid crystal display surface are improved.
[0048]
Further, the outside air can be taken into the display device, and the temperature of the air blown by the blower can be kept substantially constant even when used for a long time.
[0049]
In addition, the heating element installed on the frame can also radiate heat at the same time, and the frame and the blower of the planar light source device can be shared, so that the number of blowers can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a planar light source device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating another embodiment of the present invention, in which a projection 20a is further provided on the planar light source device of FIG. 2;
FIG. 4 is a perspective view of an LED unit mounted on the planar light source device according to one embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a sectional view taken along line BB of FIG. 4;
FIG. 6 is a perspective view of a surface light source device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a planar light source device according to still another embodiment of the present invention.
8 (a) and 8 (b) show still another embodiment of the present invention, respectively, and a cross section in the case of using a stop formed by drawing a heat sink in place of the pin of FIG. 7; FIG.
FIG. 9 is a sectional view of a planar light source device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view of a display device according to still another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 LED
2 substrate
3 First reflector
4 First light guide plate
5 Second reflector
6 rear metal
7 Mold frame
8 Second light guide plate
9 Reflective sheet
10 Optical sheets
11 Heat sink
12 blower
13 LCD panel
14 LED chip
15 die
16 lenses
17 electrodes
17a Gold wire
18 Glass epoxy board
19 Aluminum plate
20 duct
20b opening
21 holes
22 Wind direction changing means
23a pin
23b aperture
24 Metal frame
24a hole
25 Lower case
26 Upper case
29 frame
31 LED unit
32 Heat conduction direction
32a Heat conduction direction

Claims (12)

基板上に実装された点光源と、
少なくとも1個の孔が形成され、前記基板の点光源が実装された面とは反対の面を支持する支持面に空気を送風する送風機を備えた放熱板
とを備えた面状光源装置であって、
前記孔において前記支持面に送風された空気を前記放熱板の支持面の裏面に向かわしめる風向変更手段を備えてなる面状光源装置。
A point light source mounted on a substrate,
A surface light source device comprising: a radiator plate having at least one hole formed therein and having a blower for blowing air to a support surface for supporting a surface of the substrate opposite to the surface on which the point light source is mounted. hand,
A planar light source device comprising: a wind direction changing unit that directs air blown to the support surface in the hole toward a back surface of the support surface of the heat sink.
前記風向変更手段が前記放熱板に一体に形成されてなる請求項1記載の面状光源装置。The planar light source device according to claim 1, wherein the wind direction changing means is formed integrally with the heat sink. 前記風向変更手段が前記放熱板の孔付近に別部材で形成されてなる請求項1記載の面状光源装置。The planar light source device according to claim 1, wherein the wind direction changing means is formed as a separate member near a hole of the heat sink. 前記風向変更手段が前記放熱板の孔付近における回路基板で形成されてなる請求項1記載の面状光源装置。The planar light source device according to claim 1, wherein the wind direction changing means is formed on a circuit board near a hole of the heat sink. 前記点光源がLEDである請求項1、2、3または4記載の面状光源装置。5. The planar light source device according to claim 1, wherein the point light source is an LED. 前記点光源がLEDであり、前記風向変更手段が前記放熱板の前記孔付近におけるLEDドライバを搭載した回路基板で形成されてなる請求項1記載の面状光源装置。The planar light source device according to claim 1, wherein the point light source is an LED, and the wind direction changing means is formed on a circuit board on which an LED driver is mounted near the hole of the heat sink. 表示パネルと、
前記表示パネルの表示面とは反対側の面に配置された基板上に実装された点光源と、
前記基板の点光源が実装された面とは反対の面を支持し、かつ少なくとも1個の孔を有する放熱板と、
前記表示パネルと前記放熱板とを囲むように形成され、前記放熱板の支持面に前記少なくとも1個の孔を介して空気を送風する送風機を備えた枠体
とを備えた表示装置であって、
前記少なくとも1個の孔が前記放熱板の支持面に送風された空気を前記支持面の裏面に向かわしめる風向変更手段を備えてなる表示装置。
A display panel;
A point light source mounted on a substrate disposed on a surface opposite to the display surface of the display panel,
A heat sink that supports a surface of the substrate opposite to the surface on which the point light source is mounted, and has at least one hole;
A display device comprising: a frame formed so as to surround the display panel and the heat sink, and having a blower that blows air through the at least one hole on a support surface of the heat sink. ,
The display device, wherein the at least one hole includes wind direction changing means for directing air blown to the support surface of the heat sink toward the back surface of the support surface.
前記風向変更手段が前記放熱板に一体に形成されてなる請求項7記載の表示装置。The display device according to claim 7, wherein the wind direction changing unit is formed integrally with the heat sink. 前記風向変更手段が前記放熱板の孔付近に別部材で形成されてなる請求項8記載の表示装置。9. The display device according to claim 8, wherein the wind direction changing means is formed as a separate member near a hole of the heat sink. 前記風向変更手段が前記放熱板の孔付近における回路基板で形成されてなる請求項9記載の表示装置。10. The display device according to claim 9, wherein the wind direction changing means is formed on a circuit board near a hole of the heat sink. 前記点光源がLEDである請求項7、8、9または10記載の表示装置。The display device according to claim 7, wherein the point light source is an LED. 前記点光源がLEDであり、前記風向変更手段が前記放熱板の前記孔付近におけるLEDドライバを搭載した回路基板で形成されてなる請求項7記載の面状光源装置。The planar light source device according to claim 7, wherein the point light source is an LED, and the wind direction changing means is formed on a circuit board on which an LED driver is mounted near the hole of the heat sink.
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