JP2006343541A - Display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パーソナルコンピュータ等の情報表示に用いられる液晶ディスプレイ等の表示装置に関するものであり、バックライト光源の発生する熱を効率的に拡散放熱することを目的にしたものである。 The present invention relates to a display device such as a liquid crystal display used for displaying information on a personal computer or the like, and aims to efficiently diffuse and dissipate heat generated by a backlight light source.
近年、携帯型パーソナルコンピュータ(以下、携帯型パソコンと表記)は、携行性を良くするために軽量化が成されている。したがってそれに用いられる液晶ディスプレイも大幅な軽量化、小形化、薄型化が図られている。一方で、薄型軽量化を進展させても、屋外での使用を考慮しディスプレイの視認性を確保するためにも、ディスプレイの明るさを低下させることは出来ない。むしろ明るさを向上させなければならない。 In recent years, portable personal computers (hereinafter referred to as portable personal computers) have been reduced in weight in order to improve portability. Therefore, the liquid crystal display used for it is also greatly reduced in weight, size and thickness. On the other hand, even if the reduction in thickness and weight is promoted, the brightness of the display cannot be lowered in order to ensure the visibility of the display in consideration of outdoor use. Rather the brightness must be improved.
発光源からの光を有効に活用するため、導光板、反射フィルム、拡散フィルムには数々の工夫工作がなされている。 In order to make effective use of light from the light source, a number of contrivances have been made to the light guide plate, the reflection film, and the diffusion film.
携帯型パソコンの携行使用においては電池駆動が前提となるので、より長時間駆動を実現するためには、消費電力を抑えることが何よりも重要である。しかしディスプレイを明るくするには光出力を上げる必要があり、消費電力を抑えることとは相反する条件となる。 In portable use of a portable personal computer, battery driving is a precondition. Therefore, in order to realize longer driving, it is most important to suppress power consumption. However, in order to brighten the display, it is necessary to increase the light output, which is a condition contrary to suppressing power consumption.
従来より携帯型パソコンのディスプレイ照明光源として、冷陰極線管が常用されている。しかし冷陰極線管は最近長寿命化が成されているとはいえ、一万時間以上駆動すると急激に輝度が低下してくる。また細く長いガラス管で造られているため、携行中の衝撃によって壊れやすいという課題を抱えている。 Conventionally, cold cathode ray tubes have been commonly used as display illumination light sources for portable personal computers. However, although the cold cathode ray tube has recently been extended in its life, the brightness is drastically lowered when driven for 10,000 hours or more. Moreover, since it is made of a thin and long glass tube, it has a problem that it is easily broken by an impact during carrying.
一方、近年発光ダイオード(以下LEDと表記)の輝度向上と省電力化は目覚しく進歩し現在も発展途上にある。また光の三原色である赤、緑、青のLEDも出揃い演色性も向上し、カラーディスプレイの照明光源として充分実用域に達した。 On the other hand, in recent years, brightness improvement and power saving of light-emitting diodes (hereinafter referred to as LEDs) have advanced remarkably and are still under development. In addition, red, green, and blue LEDs, which are the three primary colors of light, are available and the color rendering is improved.
昨今、上記したようにLEDの輝度向上、演色性の向上、低コスト化が進展したので、LEDが液晶ディスプレイ等の照明光源として用いられるようになって来た。携帯電話では既にLEDによる照明が一般的となっている。 In recent years, as described above, LED brightness has been improved, color rendering properties have been improved, and costs have been reduced. Therefore, LEDs have been used as illumination light sources such as liquid crystal displays. LED lighting is already common in mobile phones.
携帯型パソコンの液晶ディスプレイのバックライト光源として、LEDを多数個直線状に配列して、冷陰極線管の如く線状光源化し、バックライト光源として冷陰極線管の替わりに用いることが可能である。 As a backlight light source for a liquid crystal display of a portable personal computer, it is possible to arrange a number of LEDs in a straight line to form a linear light source like a cold cathode ray tube, and to use it as a backlight light source instead of the cold cathode ray tube.
冷陰極線管は管体自体の温度が上昇しても発光効率が落ちることはなく、管体はガラスで造られているので、別段放熱に配慮する必要はない。 Even if the temperature of the tube itself rises, the luminous efficiency of the cold cathode ray tube does not decrease, and since the tube is made of glass, there is no need to consider heat dissipation.
しかしLEDは、LEDチップの温度が上昇すると発光効率が低下するので温度上昇を極力抑える必要がある。80℃を超えると発光効率の低下が顕著になるので、温度上昇はそれ以下に抑えることが必須である。 However, since the luminous efficiency of the LED decreases as the temperature of the LED chip increases, it is necessary to suppress the temperature increase as much as possible. When the temperature exceeds 80 ° C., the decrease in luminous efficiency becomes remarkable, so it is essential to suppress the temperature rise to be lower than that.
LEDは点光源であり、微小な空間から高密度な光が放射される。このため光源の温度は極めて高温となる。したがって効率のよい発光を持続するためには、LEDの発する熱を速やかに放熱する必要がある。 The LED is a point light source, and high-density light is emitted from a minute space. For this reason, the temperature of the light source becomes extremely high. Therefore, in order to maintain efficient light emission, it is necessary to quickly dissipate the heat generated by the LED.
特にLEDを線状配置,角状配置,円状配置など様々なパターンで配置して、多数個駆動する場合は熱が籠らないよう放熱に工夫する必要がある。 Particularly when LEDs are arranged in various patterns such as a linear arrangement, a square arrangement, and a circular arrangement, and a large number of LEDs are driven, it is necessary to devise heat dissipation so as not to generate heat.
そこでLEDチップの発する熱を、アルミニウムやマグネシウム等の金属で出来た(携帯型パソコンの)筺体に伝熱し放熱することが考えられる。その一例が特許文献1に開示されている。 Therefore, it is conceivable that the heat generated by the LED chip is transferred to the housing (of the portable personal computer) made of a metal such as aluminum or magnesium to dissipate it. An example thereof is disclosed in Patent Document 1.
特許文献1では、実装基板に搭載された発光体が発する熱を、金属フィルム(あるいは箔)を用いて、前記実装基板の発光体が搭載された面とは反対面に、上記金属フィルムを接触させると共に他の部分を筺体に接触させ、上記金属フィルムを介して発光体から筺体に伝熱し放熱を行うというものである。
しかし開示例では、伝熱体として金属フィルムを用いており伝熱路として極めて非効率である。また実装基板及び筺体に金属フィルムを接触させている状態では接触面での伝熱抵抗が大きく、効率的な熱伝達および放熱が行われるとはいえない。 However, in the disclosed example, a metal film is used as a heat transfer body, which is extremely inefficient as a heat transfer path. Further, when the metal film is in contact with the mounting substrate and the housing, the heat transfer resistance at the contact surface is large, and it cannot be said that efficient heat transfer and heat dissipation are performed.
さらに金属フィルムという少しの力で変形し、且つ形状の定まらない部材で構成しているため、筺体への組み込みに難作業が伴うと考えられる。 Furthermore, since the metal film is deformed by a slight force and is formed of a member whose shape is not fixed, it is considered that a difficult operation is involved in the incorporation into the housing.
本発明は上記したような問題点を解消するためのものであり、伝熱効率が高くかつ組み立ての容易な伝熱構造を提供するものである。 The present invention is for solving the above-described problems, and provides a heat transfer structure with high heat transfer efficiency and easy assembly.
上記課題を解決するため、伝熱材料としてバネ性のある銅合金などの金属材料を用いる。上記の金属材料で板材のものを、断面が概U字型を呈する長尺部材に加工を行い、発熱体と金属筺体との間隙に押し込み、それが持っているバネ弾性力を利用して、発熱体と金属筺体とに押圧接触させ、熱伝達および放熱を行う。 In order to solve the above problems, a metal material such as a copper alloy having a spring property is used as the heat transfer material. The above-described metal material is processed into a long member having a substantially U-shaped cross section, pushed into the gap between the heating element and the metal housing, and using the spring elastic force that it has, The heat generating body and the metal housing are pressed and contacted to perform heat transfer and heat dissipation.
高温側となる配線基板と放熱側となる金属筺体との熱的橋渡しを担う部材としてバネ性を有する金属合金(例えばリン青銅板)を用いているので、金属フィルムで熱的結合を行うのと比べると遥かに熱伝導容量が大きく、効率的な放熱が行える。その結果LEDチップの温度上昇が低く抑えられ、LEDチップを封止している樹脂材料の劣化がゆるやかとなり、バックライト光源としての寿命も長く保持される。 Since a metal alloy having a spring property (for example, phosphor bronze plate) is used as a member responsible for thermal bridging between the wiring board on the high temperature side and the metal housing on the heat dissipation side, the metal film is used for thermal coupling. Compared to this, the heat conduction capacity is much larger, and efficient heat dissipation can be achieved. As a result, the temperature rise of the LED chip is kept low, the resin material that seals the LED chip is gradually deteriorated, and the lifetime as a backlight light source is kept long.
(実施の形態1)
以下本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、多数個のLEDチップ2が配線基板3の表面に直列搭載されたLED光源体1を示したものである。個々のLEDチップ2は透明樹脂4でポッティング封止されている。図1に示すように直接配線基板3にLEDチップ2を搭載しただけでは、放射光の利用効率は極めて低いものとなる。 FIG. 1 shows an LED light source body 1 in which a large number of LED chips 2 are mounted in series on the surface of a wiring board 3. Each LED chip 2 is potted and sealed with a transparent resin 4. As shown in FIG. 1, if the LED chip 2 is mounted directly on the wiring board 3, the utilization efficiency of the radiated light is extremely low.
より明るくディスプレイを照明するには、発光源から放射された光を、可能な限り多く導光板に導入することが必要である。そのためにはLEDチップから放射された光を、極力導光板の光線入射部へと導く必要がある。 In order to illuminate the display more brightly, it is necessary to introduce as much light emitted from the light source as possible into the light guide plate. For that purpose, it is necessary to guide the light emitted from the LED chip to the light incident portion of the light guide plate as much as possible.
また図1に示すように、一定の間隔で並べられたLEDから放射された光は、LEDが点光源であるため、LEDチップの近傍部分が明るく照明されるいわゆる「目玉現象」という現象が発生する。これを低減するためには、LEDチップの並び方向に光を拡散させ、冷陰極線管の如く線状光源に近づけることが望ましい。 In addition, as shown in FIG. 1, the light emitted from the LEDs arranged at regular intervals has a so-called “eyeball phenomenon” in which the vicinity of the LED chip is brightly illuminated because the LED is a point light source. To do. In order to reduce this, it is desirable that light is diffused in the LED chip arrangement direction so that it approaches a linear light source such as a cold cathode ray tube.
以下光線利用効率を高め光源を線状化するための一例を説明する。 Hereinafter, an example for increasing the light utilization efficiency and linearizing the light source will be described.
図2は、LED直列モジュール21を示している。セラミック(アルミナ等)素材で造られた長四角柱状を成したチップ基台22に、複数のLEDチップ23が搭載されている。チップ基台22には両側に斜面を持った凹部24が複数箇所形成されており、その底部該中央にLEDチップ23がボンディングされている。チップ基台22には各LEDチップ23を電気的に結合する配線回路が形成されている。
FIG. 2 shows the
なお凹部24の空間は、LEDチップ封止用の透明な樹脂で充たされている。透明樹脂として、屈折率が約Nd=1.55のものを用いた。
The space of the
次に、上記のように構成されたLEDチップ23の光線出射状態を説明する。
Next, the light emission state of the
図3は、LED直列モジュール21を横方向から観た時の凹部24を拡大して示した図である。チップ基台22はアルミナ素材のセラミックで造られているので反射率の高い白色を呈している。したがってLEDチップ23から射出された光は、凹部24内壁で反射されて、図3において矢印で示しているような各方向に分散出射される。なお、図において矢印は代表的な光線を示している。バックライトとして用いる場合には、光線の進路前方には導光板の光線入射部が位置しており、チップ基台22を用いることで導光板に多くの光を導くことができ、光を有効に利用することが可能となる。また光がLEDチップ23の両翼方向に適度に分散するので、冷陰極線管の如き線状光源に近づく。
FIG. 3 is an enlarged view of the
図4は、LED直列モジュール21を複数個、配線基板31に一列に配置搭載して長尺化したバックライト光源51を示す図であり、大型サイズの液晶ディスプレイ用バックライト光源としての使用展開を目論んだものである。
FIG. 4 is a diagram showing a
配線基板31には、各LED直列モジュール21への配線回路と共にLEDを点灯制御する駆動回路も構築されている。配線基板31の基材には、LEDチップ23の発熱を速やかに拡散するために熱伝導のよいアルミニウム板が使われている。
On the
図5は、本実施の形態1に係る液晶ディスプレイユニット50の断面図である。液晶ディスプレイユニット50は、上記したバックライト光源51に加え、導光板52、反射シート53、拡散シート54、液晶パネル55を備えている。
FIG. 5 is a cross-sectional view of the liquid
これらの各部材は、バックライトフレーム(図示せず)に搭載組付けされている。 Each of these members is mounted and assembled on a backlight frame (not shown).
反射シート53と拡散シート54は、配線基板31に突き当たるように取付けられており、LED直列モジュール21群は、この両者に挟み込まれている。反射シート53は全面アルミ蒸着(または銀蒸着)が施され鏡面に仕上げられているか、または反射率が高く拡散性の良い白色のプラスチックシートが使用されている。また拡散シート54は、導光板端面52aから配線基板31に突当たるまでの領域に、鏡面反射テープ54aが貼り合わされている。なお、鏡面反射テープは無くてもよい。
The
LEDチップ23から上下方向に放射される光線は、直接、または反射シート53あるいは拡散シート54の内面で反射されて、導光板52の光線入射端面52aに入射する。
The light beam emitted from the
以上説明したように、反射シート53と拡散シート54を延長させ、LED直列モジュール21群を挟み込むよう構成することで、極めて簡単な構造で光線利用効率の高い液晶ディスプレイユニット50が実現できる。
As described above, the liquid
なお、バックライト光源として、LED光源体1を用いてもよい。 In addition, you may use the LED light source body 1 as a backlight light source.
図6は、本実施の形態1に係る液晶ディスプレイの断面図である。液晶ディスプレイユニット50は本発明の表示装置の一例であり、液晶ディスプレイユニット50を金属筺体61に組み込んだときの状態を示したものである。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the liquid crystal display according to the first embodiment. The liquid
金属筐体61は、アルミニウムあるいはマグネシウム合金等の金属からなる。
The
配線基板31の下端辺は金属筺体61の底面に当接するように挿置される。このようにして形成される配線基板31と金属筺体61とで囲まれる空間62に、図7で示すような断面が概U字形状をした長尺の伝熱部材71を弾性圧縮変形させて介在させる。伝熱部材71は金属からなり、バネ性を有する。伝熱部材71を所定位置まで押し込むと、U字形断面の片面が配線基板31の裏面に押接し、他の片面が金属筺体内面に押接する。これによって配線基板31から金属筺体61への熱伝導路が形成される。
The lower end side of the
従来のように金属フィルムで熱伝達を行うのに較べると、金属板で行うほうがはるかに熱伝達容量が大きくなり放熱効率が向上するので、従来以上のLEDの高輝度駆動が可能となる。 Compared to the conventional heat transfer using a metal film, the heat transfer capacity and the heat radiation efficiency are improved by using a metal plate, so that the LED can be driven with higher brightness than the conventional one.
また液晶ディスプレイユニット50を金属筺体61に挿置した後、この両者で形成される細長い空間に、U字形をした伝熱部材71を弾性圧縮変形させて介在させるだけで熱伝導路が構築できるので、極めて組み立てが簡単である。
Further, after the liquid
また、伝熱部材は弾性圧縮変形させて介在させているため、取り付けた際の熱的接合効率が高い。さらに、U字形をした伝熱部材71に熱伝導グリースを適量塗布しておけば、取り付けた際の熱的接合効率がさらに高まり、一段と放熱能力が向上する。
Moreover, since the heat transfer member is elastically deformed and interposed, the thermal joining efficiency when attached is high. Furthermore, if an appropriate amount of thermal conductive grease is applied to the U-shaped
本発明に係る表示装置は、省電力、高輝度、耐衝撃性、長寿命が望まれるバックライト光源を用いる携帯型の液晶ディスプレイ等として有用である。 The display device according to the present invention is useful as a portable liquid crystal display or the like using a backlight light source for which power saving, high luminance, impact resistance, and long life are desired.
1 LED光源体
2 LEDチップ
3 配線基板
4 透明樹脂
21 LED直列モジュール
22 チップ基台
23 LEDチップ
24 凹部
31 配線基板
50 液晶ディスプレイユニット
51 バックライト光源
52 導光板
53 反射シート
54 拡散シート
55 液晶パネル
61 金属筺体
62 空間
71 伝熱部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 LED light source body 2 LED chip 3 Wiring board 4
Claims (4)
金属筺体または金属で造られた放熱体と、
バネ性を有する金属板で造られ、前記配線基板と前記金属筺体または金属で造られた放熱体との間に弾性圧縮変形させて介在させた熱伝導部材と
を備える表示装置。 A wiring board on which a plurality of light emitters are disposed;
A heat sink made of metal housing or metal,
A display device comprising a heat conductive member made of a metal plate having a spring property and interposed between the wiring board and the metal housing or a heat radiator made of metal by elastic compression deformation.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005169145A JP2006343541A (en) | 2005-06-09 | 2005-06-09 | Display device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005169145A JP2006343541A (en) | 2005-06-09 | 2005-06-09 | Display device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006343541A true JP2006343541A (en) | 2006-12-21 |
Family
ID=37640555
Family Applications (1)
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JP2005169145A Pending JP2006343541A (en) | 2005-06-09 | 2005-06-09 | Display device |
Country Status (1)
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009081092A (en) * | 2007-09-27 | 2009-04-16 | Toyoda Gosei Co Ltd | Light source device |
WO2012102096A1 (en) * | 2011-01-24 | 2012-08-02 | シャープ株式会社 | Edge-light type lighting apparatus and display apparatus |
WO2013179828A1 (en) * | 2012-05-29 | 2013-12-05 | シャープ株式会社 | Display device and television receiver device |
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2005
- 2005-06-09 JP JP2005169145A patent/JP2006343541A/en active Pending
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