JP2007287463A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光源の近傍の温度を十分に低くすることが可能な照明装置を提供する。
【解決手段】この照明装置は、筐体１の内部側の表面に対して所定の間隔を隔てて配置され、ＬＥＤ２が搭載される基板３と、ＬＥＤ２で発生した熱を放熱するための放熱シート４とを備えている。そして、放熱シート４は、基板３と筐体１の内部側の表面との間の領域に配置された部分４ａと、基板３と筐体１の内部側の表面との間の領域以外の領域に配置された部分４ｂとを有しており、放熱シート４の部分４ａおよび４ｂは、一体的に形成されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、照明装置に関し、特に、光源で発生する熱を放熱するための放熱シートを備えた照明装置に関する。

従来、液晶表示装置用の照明装置（バックライト）として、ＬＥＤ（光源）を含む照明装置が知られている。上記した従来の照明装置では、ＬＥＤの近傍の温度が高くなることに起因して、液晶表示装置の駆動回路に悪影響を及ぼすという不都合や、液晶パネル内に封入された液晶のしきい値電圧が変動するという不都合が生じる。

そこで、従来では、ＬＥＤで発生した熱を放熱シートにより放熱する技術が提案されている。（たとえば、特許文献１参照）。上記特許文献１に開示された従来の照明装置は、導光板と、その導光板の一方の端部側に設けられたＬＥＤとを含んでおり、導光板の下方側にのみ放熱シートが配置された構造を有している。

特開２００４−２２７９４１号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された従来の照明装置では、放熱シートが導光板の下方側にのみ配置されているため、放熱シートによる放熱を効率的に行うのが困難であるという不都合がある。その結果、ＬＥＤ（光源）の近傍の温度を十分に低くするのが困難になるという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、光源の近傍の温度を十分に低くすることが可能な照明装置を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の一の局面による照明装置は、筐体と、筐体の内部側に配置された光源と、筐体の内部側の表面に対して所定の間隔を隔てて配置され、光源が搭載される基板と、光源で発生した熱を放熱するための放熱シートとを備えている。そして、放熱シートは、光源が搭載された基板と筐体の内部側の表面との間の領域に配置された第１部分と、光源が搭載された基板と筐体の内部側の表面との間の領域以外の領域に配置された第２部分とを有しており、放熱シートの第１部分および第２部分は、一体的に形成されている。

この一の局面による照明装置では、上記のように、光源で発生した熱を放熱するための放熱シートを、光源が搭載された基板と筐体の内部側の表面との間の領域に配置された第１部分と、光源が搭載された基板と筐体の内部側の表面との間の領域以外の領域に配置された第２部分とを有するように構成することによって、光源の近傍の領域（基板と筐体の内部側の表面との間の領域）に位置する放熱シートの第１部分と、光源から離れた領域（基板と筐体の内部側の表面との間の領域以外の領域）に位置する放熱シートの第２部分との両方において、光源で発生した熱の放熱を行うことができる。この場合、放熱シートの第１部分および第２部分を、一体的に形成することによって、光源で発生した熱を、放熱シートの第１部分から第２部分に効率的に伝達することができるので、光源で発生した熱の放熱を効率的に行うことができる。その結果、光源の近傍の温度を十分に低くすることができる。

上記一の局面による照明装置において、放熱シートの第２部分は、少なくとも光源が搭載された基板と筐体の内部側の表面との間の領域以外の領域に位置する筐体の外部側の表面に沿って延びるように形成されていてもよい。このように構成すれば、放熱シートの第２部分を外気に晒すことができるので、放熱シートの第２部分における放熱を良好に行うことができる。

この場合、好ましくは、放熱シートの筐体の外部側の表面に沿って延びる第２部分は、筐体の外部側の表面に対して接着されている。このように構成すれば、筐体に対して放熱シートが固定されるので、放熱シートの第１部分を光源が搭載された基板と筐体の内部側の表面との間の領域に接着する必要がない。これにより、放熱シートの第１部分と筐体の内部側の表面との間に接着層が介在する場合のように、放熱シートから筐体への熱の伝達が接着層により阻害されるという不都合が発生するのを抑制することができる。また、放熱シートの第１部分と光源が搭載された基板との間に接着層が介在する場合のように、基板から放熱シートへの熱の伝達が接着層により阻害されるという不都合が発生するのを抑制することができる。

上記一の局面による照明装置において、放熱シートの第２部分は、少なくとも光源が搭載された基板と筐体の内部側の表面との間の領域以外の領域に位置する筐体の内部側の表面に沿って延びるように形成されていてもよい。このように構成すれば、外部からの力により放熱シートが剥がれるという不都合が発生するのを抑制することができる。

この場合、好ましくは、筐体の内部側に固定された板部材をさらに備え、放熱シートの筐体の内部側の表面に沿って延びる第２部分は、筐体の内部側に固定された板部材と、筐体の内部側の表面との間に挟み込まれている。このように構成すれば、筐体に対して放熱シートを接着することなく、筐体に対して放熱シートを固定することができる。これにより、筐体に対する放熱シートの固定を容易に行うことができる。また、上記のように筐体に対して放熱シートを固定することができるので、放熱シートの第１部分を光源が搭載された基板と筐体の内部側の表面との間の領域に接着する必要がない。これにより、放熱シートの第１部分と筐体の内部側の表面との間に接着層が介在する場合のように、放熱シートから筐体への熱の伝達が接着層により阻害されるという不都合が発生するのを抑制することができる。また、放熱シートの第１部分と光源が搭載された基板との間に接着層が介在する場合のように、基板から放熱シートへの熱の伝達が接着層により阻害されるという不都合が発生するのを抑制することができる。

上記一の局面による照明装置において、好ましくは、放熱シートの第２部分は、光源が搭載された基板と筐体の内部側の表面との間の領域以外の領域に位置する筐体の外部側および内部側の両方の表面に沿って延びるように形成されている。このように構成すれば、筐体の外部側および内部側の両方において放熱を行うことができるので、光源の近傍の温度をより低くすることができる。

以上のように、本発明によれば、光源の近傍の温度を十分に低くすることが可能な照明装置を得ることができる。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による照明装置の構造を示した側面図である。まず、図１を参照して、第１実施形態による照明装置の構造について説明する。なお、第１実施形態による照明装置は、液晶表示装置などのバックライトとして用いられる。

この第１実施形態では、図１に示すように、照明装置の筐体（裏ベゼル）として、約０．２ｍｍ〜約３ｍｍの厚みを有するアルミニウム製の筐体１が用いられている。この筐体１は、底部１ａと、その底部１ａの表面に対して垂直に折り曲げられることにより形成された側部１ｂとを有している。筐体１の内部側には、光源としてのＬＥＤ２が設けられている。このＬＥＤ２は、アルミニウム製の基板３に搭載されている。また、ＬＥＤ２が搭載された基板３は、筐体１の内部側に固定されているとともに、筐体１の側部１ｂの内部側の表面に対して約１．０ｍｍの間隔を隔てて配置されている。

また、筐体１には、基板３と筐体１の側部１ｂとの間の距離（約１．０ｍｍ）と同じ厚みを有する放熱シート４が固定されている。この放熱シート４は、ＬＥＤ２で発生した熱を放熱する機能を有する。また、放熱シート４は、グラファイトシート（松下電子製）により構成されているとともに、約５．０Ｗ／ｍ・ｋの熱伝導率を有する。

ここで、第１実施形態では、放熱シート４は、基板３と筐体１の内部側の表面との間の領域に配置された部分４ａと、基板３と筐体１の内部側の表面との間の領域以外の領域に配置された部分４ｂとを有している。なお、部分４ａおよび４ｂは、それぞれ、本発明の「第１部分」および「第２部分」の一例である。また、放熱シート４の部分４ａおよび４ｂは、一体的に形成されている。また、放熱シート４の部分４ｂは、筐体１の底部１ａおよび側部１ｂの外部側の表面を覆うように、筐体１の外部側の表面に沿って延びるように形成されている。そして、放熱シート４の部分４ｂは、筐体１の底部１ａの外部側の表面に対して両面テープ５を介して接着されている。この両面テープ５は、約１０ｍｍ角の正方形状に形成されているとともに、約０．１ｍｍ以下の厚みを有している。これにより、放熱シート４が筐体１に対して固定されている。

また、筐体１の内部側において、筐体１の底部１ａの表面上には、約１．０ｍｍの厚みを有するＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製のスペーサ６を介して、ステンレス製の補強用の板部材７が設けられている。この板部材７は、筐体１に対して固定されている。また、板部材７上には、反射シート（図示せず）を介して、導光板８が設けられている。この導光板８上には、１枚または２枚のレンズシート（図示せず）が設けられている。

第１実施形態では、上記のように、ＬＥＤ２で発生した熱を放熱するための放熱シート４を、基板３と筐体１の内部側の表面との間の領域に配置された部分４ａと、基板３と筐体１の内部側の表面との間の領域以外の領域に配置された部分４ｂとを有するように構成することによって、ＬＥＤ２の近傍の領域（基板３と筐体１の内部側の表面との間の領域）に位置する放熱シート４の部分４ａと、ＬＥＤ２から離れた領域（基板３と筐体１の内部側の表面との間の領域以外の領域）に位置する放熱シート４の部分４ｂとの両方において、ＬＥＤ２で発生した熱の放熱を行うことができる。この場合、放熱シート４の部分４ａおよび４ｂを、一体的に形成することによって、ＬＥＤ２で発生した熱を、放熱シート４の部分４ａから部分４ｂに効率的に伝達することができるので、ＬＥＤ２で発生した熱の放熱を効率的に行うことができる。その結果、ＬＥＤ２の近傍の温度を十分に低くすることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、放熱シート４の部分４ｂを、基板３と筐体１の内部側の表面との間の領域以外の領域に位置する筐体１の外部側の表面に沿って延びるように形成することによって、放熱シート４の部分４ｂを外気に晒すことができるので、放熱シート４の部分４ｂにおける放熱を良好に行うことができる。

また、第１実施形態では、上記のように、放熱シート４の筐体１の外部側の表面に沿って延びる部分４ｂを、筐体１の外部側の表面に対して接着することによって、筐体1に対して放熱シート４が固定されるので、放熱シート４の部分４ａを基板３と筐体１の内部側の表面との間の領域に接着する必要がない。これにより、放熱シート４の部分４ａと筐体１の内部側の表面との間に接着層が介在する場合のように、放熱シート４から筐体１への熱の伝達が接着層により阻害されるという不都合が発生するのを抑制することができる。また、放熱シート４の部分４ａと基板３との間に接着層が介在する場合のように、基板３から放熱シート４への熱の伝達が接着層により阻害されるという不都合が発生するのを抑制することができる。

（第２実施形態）
図２は、本発明の第２実施形態による照明装置の構造を示した側面図である。次に、図２を参照して、第２実施形態による照明装置の構造について説明する。なお、第２実施形態による照明装置は、上記第１実施形態と同様、液晶表示装置などのバックライトとして用いられる。

この第２実施形態による照明装置では、図２に示すように、筐体１に、基板３と筐体１の側部１ｂとの間の距離（約１．０ｍｍ）と同じ厚みを有する放熱シート１４が固定されている。この放熱シート１４は、上記第１実施形態と同様、グラファイトシートにより構成されているとともに、約５．０Ｗ／ｍ・ｋの熱伝導率を有する。

ここで、第２実施形態では、放熱シート１４は、基板３と筐体１の内部側の表面との間の領域に配置された部分１４ａと、基板３と筐体１の内部側の表面との間の領域以外の領域に配置された部分１４ｂとを有している。なお、部分１４ａおよび１４ｂは、それぞれ、本発明の「第１部分」および「第２部分」の一例である。また、放熱シート１４の部分１４ａおよび１４ｂは、一体的に形成されている。また、放熱シート１４の部分１４ｂは、筐体１の底部１ａの内部側の表面を覆うように、筐体１の内部側の表面に沿って延びるように形成されている。そして、放熱シート１４の部分１４ｂは、筐体１に対して固定された板部材７と、筐体１の底部１ａの内部側の表面との間に挟み込まれている。これにより、放熱シート１４が筐体１に対して固定されている。すなわち、第２実施形態では、放熱シート１４を筐体１に対して接着するための両面テープが使用されていない。また、第２実施形態では、筐体１の内部側において、筐体１の底部１ａの表面上に放熱シート１４の部分１４ｂ（厚み：約１．０ｍｍ）が配置されるため、上記第１実施形態で使用されたスペーサ６（図１参照）が設けられていない。

なお、第２実施形態のその他の構造は、上記第１実施形態と同様である。

第２実施形態では、上記のように、ＬＥＤ２で発生した熱を放熱するための放熱シート１４を、基板３と筐体１の内部側の表面との間の領域に配置された部分１４ａと、基板３と筐体１の内部側の表面との間の領域以外の領域に配置された部分１４ｂとを有するように構成し、かつ、放熱シート１４の部分１４ａおよび１４ｂを一体的に形成することによって、上記第１実施形態と同様、ＬＥＤ２で発生した熱の放熱を効率的に行うことができるので、ＬＥＤ２の近傍の温度を十分に低くすることができる。

また、第２実施形態では、上記のように、放熱シート１４の部分１４ｂを、基板３と筐体１の内部側の表面との間の領域以外の領域に位置する筐体１の内部側の表面に沿って延びるように形成することによって、外部からの力により放熱シート１４が剥がれるという不都合が発生するのを抑制することができる。

また、第２実施形態では、上記のように、放熱シート１４の筐体１の内部側の表面に沿って延びる部分１４ｂを、筐体１の内部側に固定された板部材７と筐体１の内部側の表面との間に挟み込むことによって、筐体１に対して放熱シート１４を接着することなく、筐体１に対して放熱シート１４を固定することができる。これにより、筐体１に対する放熱シート１４の固定を容易に行うことができる。また、上記のように筐体１に対して放熱シート１４を固定することができるので、放熱シート１４の部分１４ａを基板３と筐体１の内部側の表面との間の領域に接着する必要がない。これにより、上記第１実施形態と同様、放熱シート１４から筐体１（基板３から放熱シート１４）への熱の伝達が接着層により阻害されるという不都合が発生するのを抑制することができる。

（第３実施形態）
図３は、本発明の第３実施形態による照明装置の構造を示した断面図である。次に、図３を参照して、第３実施形態による照明装置の構造について説明する。なお、第３実施形態による照明装置は、上記第１および第２実施形態と同様、液晶表示装置などのバックライトとして用いられる。

この第３実施形態による照明装置では、図３に示すように、筐体１に、基板３と筐体１の側部１ｂとの間の距離（約１．０ｍｍ）と同じ厚みを有する放熱シート２４が固定されている。この放熱シート２４は、上記第１および第２実施形態と同様、グラファイトシートにより構成されているとともに、約５．０Ｗ／ｍ・ｋの熱伝導率を有する。

ここで、第３実施形態では、放熱シート２４は、基板３と筐体１の内部側の表面との間の領域に配置された部分２４ａと、基板３と筐体１の内部側の表面との間の領域以外の領域に配置された部分２４ｂおよび２４ｃとを有している。なお、部分２４ａは、本発明の「第１部分」の一例であり、部分２４ｂおよび２４ｃは、本発明の「第２部分」の一例である。また、放熱シート２４の部分２４ａ〜２４ｃは、一体的に形成されている。また、放熱シート２４の部分２４ｂは、筐体１の底部１ａおよび側部１ｂの外部側の表面を覆うように、筐体１の外部側の表面に沿って延びるように形成されている。また、放熱シート２４の部分２４ｃは、筐体１の底部１ａの内部側の表面を覆うように、筐体１の内部側の表面に沿って延びるように形成されている。そして、放熱シート２４の部分２４ｂは、筐体１の底部１ａの外部側の表面に対して両面テープ５を介して接着されているとともに、放熱シート２４の部分２４ｃは、筐体１に対して固定された板部材７と、筐体１の底部１ａの内部側の表面との間に挟み込まれている。これにより、放熱シート２４が筐体１に対して固定されている。

なお、第３実施形態のその他の構造は、上記第１および第２実施形態と同様である。

第３実施形態では、上記のように、ＬＥＤ２で発生した熱を放熱するための放熱シート２４を、基板３と筐体１の内部側の表面との間の領域に配置された部分２４ａと、基板３と筐体１の内部側の表面との間の領域以外の領域に配置された部分２４ｂおよび２４ｃとを有するように構成し、かつ、放熱シート２４の部分２４ａ〜２４ｃを一体的に形成することによって、上記第１および第２実施形態と同様、ＬＥＤ２で発生した熱の放熱を効率的に行うことができるので、ＬＥＤ２の近傍の温度を十分に低くすることができる。

また、第３実施形態では、上記のように、放熱シート２４の部分２４ｂを、基板３と筐体１の内部側の表面との間の領域以外の領域に位置する筐体１の外部側の表面に沿って延びるように形成するとともに、放熱シート２４の部分２４ｃを、基板３と筐体１の内部側の表面との間の領域以外の領域に位置する筐体１の内部側の表面に沿って延びるように形成することによって、筐体１の外部側および内部側の両方において放熱を行うことができるので、光源の近傍の温度を第１および第２実施形態よりも低くすることができる。

なお、第３実施形態のその他の効果は、上記第１および第２実施形態と同様である。

次に、上記した効果を確認するために行った実験について説明する。

この確認実験では、まず、上記した第１〜第３実施形態の各々に対応する照明装置を作製した。また、比較例として、図４に示すような照明装置を作製した。この比較例としての照明装置を作製する際には、シリコンと金属粉末とを含むとともに、約１．０Ｗ／ｍ・ｋ〜約１．５Ｗ／ｍ・ｋの熱伝導率を有するシート（アキレス製）からなる放熱シート３４を用いた。また、上記した放熱シート３４を、基板３と筐体１の内部側の表面との間の領域にのみ配置した。

そして、上記した第１〜第３実施形態および比較例の各々に対応する照明装置について、ＬＥＤ２の近傍の温度を測定した。なお、測定位置は、筐体１の側部１ｂの外部側で、かつ、筐体１の奥行き方向（紙面に対して垂直な方向）の中心に設定した。この測定の結果、第１〜第３実施形態では、比較例よりもＬＥＤ２の近傍の温度が低くなることが判明した。具体的には、比較例おけるＬＥＤ２の近傍の温度は、６３．３０℃であったのに対して、第１〜第３実施形態におけるＬＥＤ２の近傍の温度は、それぞれ、５４．１５℃、５６．９０℃および５３．８５℃であった。この温度測定の結果から、照明装置を上記した第１〜第３実施形態のように構成することによって、ＬＥＤ２の近傍の温度を１０％以上も低くすることができることが確認できた。特に、第１および第３実施形態に対応する照明装置では、ＬＥＤ２の近傍の温度の低下率がそれぞれ１５％および１６％となり、より効率的に放熱することができることが確認できた。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記第１〜第３実施形態では、約５．０Ｗ／ｍ・ｋの熱伝導率を有するグラファイトシートを放熱シートとして用いたが、本発明はこれに限らず、放熱シートを構成するグラファイトシートの熱伝導率が約５．０Ｗ／ｍ・ｋよりも小さくてもよい。たとえば、約３．５Ｗ／ｍ・ｋの熱伝導率を有するグラファイトシート（大塚電機製）を放熱シートとして用いた場合には、上記した確認実験において、第１〜第３実施形態のＬＥＤの近傍の温度が、それぞれ、５５．６５℃、５８．３０℃および５５．０２℃となる。

また、上記第１〜第３実施形態では、約５．０Ｗ／ｍ・ｋの熱伝導率を有するグラファイトシートを放熱シートとして用いたが、本発明はこれに限らず、グラファイト以外の材料からなるシートを放熱シートとして用いてもよい。たとえば、銅箔およびポリイミド樹脂を含むとともに、約２．０Ｗ／ｍ・ｋの熱伝導率を有するシート（沖電気製）を放熱シートとして用いてもよい。この場合には、上記した確認実験において、第１および第３実施形態のＬＥＤの近傍の温度が、それぞれ、５６．８９℃および５６．１３℃となる。

また、上記第１〜第３実施形態では、アルミニウムからなる筐体を用いたが、本発明はこれに限らず、アルミニウム以外の材料からなる筐体を用いてもよい。たとえば、ステンレスおよびブリキなどからなる筐体を用いてもよい。

本発明の第１実施形態による照明装置の構造を示した側面図である。 本発明の第２実施形態による照明装置の構造を示した側面図である。 本発明の第３実施形態による照明装置の構造を示した断面図である。 比較例による照明装置の構造を示した断面図である。

符号の説明

１ 筐体
２ ＬＥＤ（光源）
３ 基板
４、１４、２４ 放熱シート
４ａ、１４ａ、２４ａ 部分（第１部分）
４ｂ、１４ｂ、２４ｂ、２４ｃ 部分（第２部分）
７ 板部材

Claims (6)

1. 筐体と、
   前記筐体の内部側に配置された光源と、
   前記筐体の内部側の表面に対して所定の間隔を隔てて配置され、前記光源が搭載される基板と、
   前記光源で発生した熱を放熱するための放熱シートとを備え、
   前記放熱シートは、前記光源が搭載された前記基板と前記筐体の内部側の表面との間の領域に配置された第１部分と、前記光源が搭載された前記基板と前記筐体の内部側の表面との間の領域以外の領域に配置された第２部分とを有しており、
   前記放熱シートの第１部分および第２部分は、一体的に形成されていることを特徴とする照明装置。
2. 前記放熱シートの第２部分は、少なくとも前記光源が搭載された前記基板と前記筐体の内部側の表面との間の領域以外の領域に位置する前記筐体の外部側の表面に沿って延びるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 前記放熱シートの前記筐体の外部側の表面に沿って延びる第２部分は、前記筐体の外部側の表面に対して接着されていることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
4. 前記放熱シートの第２部分は、少なくとも前記光源が搭載された前記基板と前記筐体の内部側の表面との間の領域以外の領域に位置する前記筐体の内部側の表面に沿って延びるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
5. 前記筐体の内部側に固定された板部材をさらに備え、
   前記放熱シートの前記筐体の内部側の表面に沿って延びる第２部分は、前記筐体の内部側に固定された前記板部材と、前記筐体の内部側の表面との間に挟み込まれていることを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
6. 前記放熱シートの第２部分は、前記光源が搭載された前記基板と前記筐体の内部側の表面との間の領域以外の領域に位置する前記筐体の外部側および内部側の両方の表面に沿って延びるように形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の照明装置。

Images