JP2008112719A - バックライトモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】良好な放熱効率を有するバックライトモジュールを提供する。
【解決手段】本発明によるバックライトモジュールは、ライトボックス、拡散板、複数の光源ユニット及び放熱装置を含む。ライトボックスは対向する底部と光出し面を有し、拡散板はライトボックスの光出し面に配置され、底部は対向する第一の表面と第二の表面を有し、第一の表面は、光出し面に接近する。光源ユニットは底部の第一の表面に設けられ、各光源ユニットは第一の表面に配置される基板と該基板に配置される点光源とを有する。放熱装置は、底部の第二の表面に配置される。放熱装置は、放熱ユニットと少なくとも一つのファンとを有し、放熱ユニットは複数のマスクを含む。各マスクは、複数の光源ユニットのうち一つの真下にある第二の表面に配置され、そのうち、マスクと底部との間は、通風路を形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、平面光源装置に関し、特に、バックライトモジュールに関する。

図１Ａは、従来のバックライトモジュールを示す図であり、図１Ｂは、図１Ａにおけるバックライトの平面図である。図１Ａと図１Ｂを参照する。従来のバックライトモジュール１００におけるライトボックス１１０の底部には、複数の光源ユニット１２０が配置される。そのうち、各光源ユニット１２０は、基板１２２と、基板１２２上に配置される複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）１２４と、を含む。前記バックライトモジュール１００におけるＬＥＤ１２４による熱が基板１２２を介してライトボックス１１０の底部１１２へ伝導される。そのため、従来技術では、ファン１３０を用いて強制対流を生成することによりライトバックス１１０の底部１１２の温度を下げ、放熱の目的を達成する。

しかしながら、従来のファン１３０による気流が、ライトボックス１１０の底部１１２の、ファン１３０に近い部分だけの温度を有効に下げることができるので、ライトボックス１１０の底部１１２の、ファン１３０に遠い部分の温度が依然高い。言い換えると、ファン１３０による気流がライトボックス１１０の底部１１２全体に対して有効に放熱することができないので、ライトボックス１１０の底部１１２の温度を不均一にさせる。また、ファン１３０による気流がライトボックス１１０の底部１１２の、ファン１３０に近い部分だけの温度を有効に下げることができるので、ＬＥＤ１２４による熱の一部がライトボックス１１０の底部１１２に伝導された後に、ファン１３０による気流で外部に放散することができない。これにより、バックライトモジュール１００の放熱効率が良くないのみならず、ＬＥＤ１２４の温度上昇により輝度も低くなると同時に、カラーシフト現象も生じる。さらに、バックライト全体における各ＬＥＤ間の温度差が大き過ぎると、輝度不均一も生じさせる。

本発明の目的は、良好な放熱効率を有するバックライトモジュールを提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明によるバックライトモジュールは、ライトボックス、複数の光源ユニット及び放熱放置を含む。ライトボックスは、底部と光出し面を有し、そのうち、底部は、対向する第一の表面と第二の表面を有し、且つ、第一の表面は、光出し面に隣接する。光源ユニットは、底部の第一の表面または第二の表面に配置され、且つ、各光源ユニットは、第一の表面又は第二の表面に配置される基板と、該基板に配置される複数の点光源と、を含む。また、放熱装置が底部の第二の表面に配置される。放熱装置は、放熱ユニットと少なくとも一つのファンを含み、そのうち、放熱ユニットは、複数のマスクを含み、各々のマスクは、それぞれ、複数の光源ユニットのうち一つの下方にある第二の表面上に配置される。マスクと底部との間は、通風路を形成する。各マスクの一端は第一の開口を有し、他の端は第二の開口を有し、且つ、各マスクの第二の開口は連通する。ファンは、放熱ユニットに配置され、通風路内の気体を第二の開口から流れ出せ、または、気体を第二の開口から通風路に流れ込ませるために使用される。

本発明の一実施例において、底部は複数の放熱穴を有し、各放熱穴は対応する基板を露出させる。

本発明の一実施例において、マスクの、光源ユニットの中間領域に対応する部分と底部との間の最大距離は、マスクの、光源ユニットの両端に対応する部分と底部との間の最大距離より小さい。

本発明の一実施例において、マスクと底部との間の最大距離は、１ｍｍないし１０ｍｍである。

本発明の一実施例において、ファンは、軸流ファンである。

本発明の一実施例において、ファンは、ブロワーである。

本発明の一実施例において、基板の形状は、ストリップ状である。

本発明の一実施例において、基板の材料は、金属を含む。

本発明の一実施例において、点光源は、発光ダイオードを含む。

本発明の一実施例において、ライトボックスの材料は、金属を含む。

本発明の一実施例において、マスクは、複数の穴を有する。

本発明の一実施例において、バックライトモジュールは、さらに、拡散板を含み、この拡散板は、ライトボックスの光出し面に配置される。

本発明の一実施例において、マスクは、複数の光源ユニットのうち一つの真下にある第二の表面に配置される。

本発明では、ライトボックス底部の第二の表面に放熱装置が配置され、この放熱装置が複数のマスクと、当該マスクの近傍に配置される少なくとも一つのファンと、を有し、また、これらのマスクがそれぞれ複数の光源ユニットのうち一つの真下にある第二の表面に配置される。マスクと底部との間は通風路を形成し、ファンによる気流はこの通風路に沿って流動しライトボックスを有効に冷却することができるので、光源ユニットの発光効率及び発光波長に過熱による影響を与えるのを避けることができる。

次に、添付した図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。

図２は、本発明の一実施例に係るバックライトモジュールを示す図である。図３Ａは、図２におけるライトボックスと光源ユニットの平面図であり、図３Ｂは、図３ＡのＡ−Ａ′線に沿う断面図であり、図３Ｃは、図２におけるマスクとライトバックスの底部との接合を示す斜視図である。図２、図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃを参照する。本実施例のバックライト２００は、ライトボックス２１０、拡散板２２０、複数の光源ユニット２３０及び放熱装置２４０を含む。ライトボックス２１０は、互いに対向する底部２１２と光出し面２１４を有し、拡散板２２０は、ライトボックス２１０の光出し面２１４に配置され、底部２１２は、互いに対向する第一の表面２１２ａと第二の表面２１２ｂを有し、且つ、第一の表面２１２ａは、光出し面２１４に接近する。光源ユニット２３０は、底部２１２に配置され、即ち、光源ユニット２３０は、底部２１２の第一の表面２１２ａまたは第二の表面２１２ｂに配置されても良い（本実施例に係る光源ユニット２３０は、底部２１２の第一の表面２１２ａに配置される）。各光源ユニット２３０は、基板２３２と複数の点光源２３４を含み、基板２３２は底部２１２に配置され、点光源２３４は基板２３２上に配置され且つ光出し面２１４に面する。本実施例において、点光源は、例えば、発光ダイオードまたは他の点光源である。また、放熱装置２４０は、底部２１２の第二の表面２１２ｂに配置される。本実施例における放熱装置２４０は、放熱ユニットとファン２４４を含み、そのうち、放熱ユニットは複数のマスク２４２を含む。各々のマスク２４２は、一つの光源ユニット２３０の真下にある第二の表面２１２ｂ上に配置される。各マスク２４２と底部２１２との間は通風路２４６を形成する。本実施例におけるマスク２４２の一端は第一の開口２４６ａを有し、他の端は第二の開口２４６ｂを有する。各マスク２４２の第二の開口２４６ｂは連通する。ファン２４４は放熱ユニットに配置される。具体的に言えば、光源ユニット２３０の真下にある複数のマスク２４２は、例えば、マスク２４８に連通され、これにより、各マスク２４２の第二の開口２４６ｂは連通する。マスク２４２と底部２１２との間の最大距離は、例えば、１ｍｍないし１０ｍｍである。本実施例において、マスク２４２は、例えば、頂面２４２ａと両側面２４２ｂを有し、そのうち、側面２４２ｂは頂面２４２ａと底部２１２との間に接続される。マスク２４２と底部２１２との間の最大距離は、頂面２４２ａから底部２１２までの距離である。

前述したバックライトモジュール２００において、マスク２４２とマスク２４８は、一体化で形成されても良い。光源ユニット２３０の基板２３２の形状は、例えばストリップ状であり、点光源２３４は基板２３２の延伸方向に配列される。基板２３２は、例えば、回路基板であり、その材料は、熱伝導性の良い金属または合金であっても良いが、これに限られない。具体的に言えば、基板２３２は、メタルコアプリント配線板（Ｍｅｔａｌ Ｃｏｒｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ：ＭＣＰＣＢ）であっても良い。また、ライトボックス２１０の材料は、アルミを含み、または、その他の熱導電性の良い金属或いは合金であっても良いが、これに限られない。

バックライト２００が働くときに、点光源２３４による熱がまず基板２３２に伝導され、そして基板２３２を経由しライトボックス２１０の底部２１２に伝導され、これにより、ライトボックス２１２の、基板２３２の真下にある部分が高温状態になる。本実施例では、放熱装置２４０を用いることにより、ライトボックス底部２１２の、基板２３２の真下にある部分の温度を有効に下げることができる。これにより、ライトボックス底部２１２により良い放熱効率を持たせ、点光源２３４を正常の温度に維持させる。以下、本実施例における放熱装置２４０について詳細に説明する。

本実施例において、ファン２４４は、例えば、マスク２４８の開口２４８ａに設けられる。開口２４８ａの配置位置が例えば、バックライト２００の熱集中が生じる箇所に対応する領域である。ファン２４４は例えば、軸流ファンであり、通風路２４６内の熱い空気を第二の開口２４６ｂから外部へ排出させ、且つ、外部の涼しい空気を第一の開口２４６ｂから通風路２４６に吸い込ませることができ、よって、ライトボックス底部２１２の、基板２３２の真下にある部分の温度を有効に下げることができる。従って、従来のバックライトモジュール１００と比べ、本実施例のバックライトモジュール２００がより良好な放熱効率を有するので、点光源２３４の発光輝度が過熱の原因で低くなることがなく、また、発光波長が変わることもない。

また、光源ユニット２３０が一定期間働いた後に、各光源ユニット２３０の中間部分Ｒ１の温度が、通常、その両端の部分Ｒ２より高くなるので、基板２３２に設けられる各点光源２３４間の温度差を大きくさせ、輝度が不均一になる。本発明の好適な一実施例により、このような問題を避けることができる。図４を参照する。図４は、図３Ｂにおける一部のマスクと底部との間の距離を調整した後の断面図である。本実施例において、光源ユニット２３０の中間部分Ｒ１に対応するマスク２４２と底部２１２との間の最大距離Ｈ１が、光源ユニット２３０の両端部分Ｒ２に対応するマスク２４２と底部２１２との間の最大距離Ｈ２より小さいので、気流が中間部分Ｒ１に対応する通風路２４６を通過するときに高い流速を有し、より多くの熱を排出することができる。具体的に言えば、通風路２４６内の気流の質量の速度（Ｍａｓｓ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ）が一定値であり、且つ質量の速度＝密度×流速×断面積であるので、気体が通風路２４６の断面積の小さい部分を通過するときに、その流速が高くなる。本実施例において、Ｈ１がＨ２より小さいので、通風路２４６の、中間部分Ｒ１に対応する断面積が、通風路２４６の、両端部分Ｒ２に対応する断面積より小さい。そのため、気流が中間部分Ｒ１に対応する通風路２４６を通過するときに高い流速を有し、即ち、同じ時間内においてより多くの熱が排出されることができるので、光源ユニット２３０の中間部分Ｒ１の放熱効率を向上することができる。また、本実施例では、マスク２４２に複数の穴（図示せず）を設けることにより、通風路２４６の気体進入の分布を調整することができる。

本発明の他の実施例では、各光源ユニット２３０の真下のライトボックス底部２１２に放熱穴２１６（図３Ｂにおけるライトボックスに放熱穴を設置した後の断面図５Ａを参照する）を設けても良い。各々の放熱穴２１６が対応する基板２３２を露出させ、通風路内の気流により基板２３２に対して直接放熱することができるので、光源ユニット２３０の放熱効率を向上する。他の好適な実施例では、光源ユニット２３０が放熱穴２１６の他方側（図５Ａにおける光源ユニット２３０に放熱穴２１６を設けた後の他方側の断面図５Ｂを参照する）に設置されても良く、即ち、光源ユニット２３０が底部２１２の第二の表面２１２ｂに配置される。

図６は、本発明の好適な実施例における他のバックライトモジュールの底面図である。図６を参照する。本実施例のバックライトモジュール３００は、前述したバックライトモジュール２００と類似するが、その主な相違点は放熱装置にある。より詳しく言えば、本実施例におけるバックライトモジュール３００の放熱装置２４０′の各マスク２４２が、マスク２４８′に接続されることにより、各マスク２４２の第二の開口２４６ｂを連通させる。また、ファン２４４ａは、ブロワーであり、マスク２４８の開口２４８ａに配置される。ファン２４４ａによる気流が第二の開口２４６ｂより通風路に進入し、光源ユニット２３０に対して冷却を行い、そして、第一の開口２４６ａを経由し通風路から流れ出す。また、本実施例では、バックライトモジュール３００にもう一つのファン２４４ｂ（図６におけるバックライトモジュールにブロワーを増設した後の様子を示す図７を参照する）を増設しても良い。よって、ブロワー２４４ａと２４４ｂが同時により多くの気流量を生成し、光源ユニット２３０の温度を有効に下げることができる。

図８は、図６におけるバックライトモジュールの通風路を変更した後の様子を示す図である。図８を参照する。本実施例では、ファン２４４ａによる気流の質量の速度が一定値であり、即ち、ファン２４４ａによる気流の質量の速度が各通風路に流れ込んだ風量の総和である。これにより、開口２４８ａに遠い光源ユニット２３０の熱を排出するための十分な風量を得るために、本実施例は、一部のマスク２４２の幅を調整することにより、マスク２４２と底部２１２との間に形成される通風路の断面積を調整する。具体的に言えば、本実施例は、開口２４８ａに近いマスク２４２の幅を、開口２４８ａに遠いマスク２４２の幅より小さくなるように調整する。言い換えると、開口２４８ａに一番近いマスク２４２の幅Ｗ１が最小であり、開口２４８ｂに一番遠いマスク２４２の幅Ｗ２が最大であるので、より多くの風量を、開口２４８ａに遠い通風路の部分に流れ込ませ、放熱装置２４０′による各光源ユニット２３０の放熱効率が均一になる。

ゆえに、本発明は、ライトボックス底部の第二の表面に放熱装置が設けられ、この放熱装置が複数のマスクと該マスクの近傍に配置される少なくとも一つのファンとを有し、これらのマスクがそれぞれ複数の光源ユニットのうち一つの真下にある第二の表面に設けられる。そのうち、マスクと底部との間は通風路を形成し、ファンによる気流はこの通風路に沿って流れ、光源ユニットを有効に冷却することができる。また、本発明は、各マスクの幅を調整することにより、放熱装置による各光源ユニットの放熱効率を均一にさせることができる。また、ライトボックス底部に複数の放熱穴を適切に増設し、気流に基板に対して直接冷却させることにより、光源ユニットの温度を下げることができる。従来のバックライトモジュールと比べ、本発明のバックライトモジュールは良好な放熱効率を有するので、点光源の発光輝度が過熱の原因で低くなることがなく、また、発光波長が変わることもないと同時に、マスクの調整により温度を均一化する目的を達成することができる。よって、本発明のバックライトモジュールは、輝度が均一でカラーが安定な平面光源を提供することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこの実施形態に限定されず、本発明の趣旨を離脱しない限り、本発明に対するあらゆる変更は本発明の範囲に属する。

従来のバックライトモジュールを示す図である。 図１Ａにおけるバックライトモジュールの平面図である。 本発明の一実施例に係るバックライトモジュールを示す図である。 図２におけるライトボックスと光源ユニットの平面図である。 図３ＡのＡ−Ａ′線に沿う断面図である。 図２におけるマスクとライトボックス底部との接合の斜視図である。 図３Ｂにおける一部のマスクと底部との間の距離を調整した後の断面図である。 図３Ｂにおけるライトボックスに放熱穴を設けた後の断面図である。 図５Ａにおける光源ユニットに放熱穴を設けた後の他方側の断面図である。 本発明の好適な実施例に係る他のバックライトモジュールの底面図である。 図６におけるバックライトモジュールにブロワーを増設した後の様子を示す図である。 図６におけるバックライトモジュールの通風路の幅を変更した後の様子を示す図である。

符号の説明

１００ バックライトモジュール
１１０ ライトボックス
１１２ 底部
１２０ 光源ユニット
１２２ 基板
１２４ 発光ダイオード
１３０ ファン
２００、３００ バックライトモジュール
２１０ ライトボックス
２１２ 底部
２１２ａ 第一の表面
２１２ｂ 第二の表面
２１４ 光出し面
２１６ 放熱穴
２２０ 拡散板
２３０ 光源ユニット
２３２ 基板
２３４ 点光源
２４０、２４０′ 放熱装置
２４２、２４８、２４８′ マスク
２４２ａ 頂面
２４２ｂ 側面
２４４、２４４ａ、２４４ｂ ファン
２４６ 通風路
２４６ａ 第一の開口
２４６ｂ 第二の開口
２４８ａ 穴
Ｒ１、Ｒ２ 領域
Ｈ１、Ｈ２ マスクと底部との間の距離
Ｗ１、Ｗ２ 通風路の幅

Claims (9)

1. 対向する底部と光出し面を有するライトボックスであって、当該底部が対向する第一の表面と第二の表面を有し、当該第一の表面が当該光出し面に接近するライトボックスと、
   前記底部に設けられる複数の光源ユニットであって、当該各光源ユニットが前記底部に配置される基板と当該基板に設けられる複数の点光源とを含む複数の光源ユニットと、
   放熱ユニットと少なくとも一つのファンを含む放熱装置であって、当該放熱ユニットは複数のマスクを含み、当該各マスクが前記複数の光源ユニットのうち一つの下方にある前記第二の表面に配置され、当該各マスクと前記底部との間に通風路が形成され、当該各マスクの一端が第一の開口を有し、当該各マスクの他端が第二の開口を有し、当該ファンは当該放熱ユニットに設けられ、当該通風路内の気体を当該第二の開口から流れ出せ、または、気体を当該第二の開口から当該通風路に流れ込ませる放熱装置と、
   を有する、
   バックライトモジュール。
2. 前記底部は、複数の放熱穴を有し、当該各放熱穴は、対応する前記基板を露出させる、
   請求項１に記載のバックライトモジュール。
3. 前記各マスクと前記底部との間の最大距離が、１ｍｍないし１０ｍｍである、
   請求項１に記載のバックライトモジュール。
4. 前記ファンは、軸流ファン或いはブロワーである、
   請求項１に記載のバックライトモジュール。
5. 前記点光源は、発光ダイオードである、
   請求項１に記載のバックライトモジュール。
6. 前記マスクには、複数の穴が設けられる、
   請求項１に記載のバックライトモジュール。
7. 前記各マスクの、前記光源ユニットの中間部分に対応する部分と前記底部との間の最大距離が、前記マスクの、前記光源ユニットの両端部分に対応する部分と前記底部との間の最大距離より小さい、
   請求項１に記載のバックライトモジュール。
8. 前記ライトボックスの前記光出し面に配置される拡散板をさらに含む、
   請求項１に記載のバックライトモジュール。
9. 前記各マスクは、前記複数の光源ユニットのうち一つの真下にある前記第二の表面に配置される、
   請求項１に記載のバックライトモジュール。

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