JP2012014949A - Lighting system and image display device equipped with it - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置などの画像表示装置に用いられる照明装置に関するものである。 The present invention relates to an illumination device used in an image display device such as a liquid crystal display device.
液晶表示装置などの画像表示装置は、一般的に、画素の明度、色度などを制御するための表示パネルと、当該表示パネルに向けて光を照射するバックライト装置(照明装置)と、これらを制御するための制御回路及び回路基板とからなる。 In general, an image display device such as a liquid crystal display device includes a display panel for controlling brightness, chromaticity, and the like of a pixel, a backlight device (illumination device) that emits light toward the display panel, and these It consists of a control circuit and a circuit board for controlling.
バックライト装置は、画像表示装置内で光線を拡散させて、上記表示パネルに向け面発光を行うものである。バックライト装置には、光源がバックライト装置の裏面に分布させて設置される直下型方式と、光源がバックライト装置の側面から入光を行うべく設置されるエッジライト方式(「サイドライト方式」ともいう)とがある。エッジライト方式は、直下型方式に比べてバックライト装置の厚さを薄くすることができ、商品価値を高めることができるというメリットがある。 The backlight device diffuses light rays in the image display device and emits light toward the display panel. There are two types of backlight devices: a direct-light type in which light sources are distributed on the back side of the backlight device, and an edge light method in which the light source is installed to allow light to enter from the side of the backlight device (“side light method”). Also called). The edge light method has an advantage that the thickness of the backlight device can be reduced compared with the direct type and the commercial value can be increased.
画像表示装置に用いられる光源の種類としては、従来、冷陰極管が用いられてきた。近年では、発光ダイオード(以下、「LED」という)などの点状光源も用いられている。光源は、一般的に、光と共に熱を発生させる。LEDの場合においても、電流を流して発光させることによって熱が発生する。その熱によってLEDが高温になると、発光効率が低下するほか、画像表示装置における素子の寿命が短くなり、最悪の場合、素子が破壊されて発光しなくなる恐れもある。 Conventionally, cold cathode fluorescent lamps have been used as types of light sources used in image display apparatuses. In recent years, point light sources such as light-emitting diodes (hereinafter referred to as “LEDs”) have also been used. The light source generally generates heat with the light. Even in the case of an LED, heat is generated by causing a current to flow to emit light. When the LED becomes high temperature due to the heat, the luminous efficiency is lowered, and the lifetime of the element in the image display device is shortened. In the worst case, the element is destroyed and there is a possibility that the element does not emit light.
特にエッジライト方式においては、熱源となる光源がバックライト装置の裏面に分布しておらず、バックライト装置の周囲のエッジ部分に固まって設置されるため、放熱の観点から不利な構成となっている。なぜなら、熱は、均一に分布しているときが最も伝導及び放出しやすく、不均一に分布しているほど伝導及び放出しにくくなるからである。 In particular, in the edge light system, the light source serving as a heat source is not distributed on the back surface of the backlight device, and is installed in the edge portion around the backlight device, which is a disadvantageous configuration from the viewpoint of heat dissipation. Yes. This is because heat is most easily transmitted and released when it is uniformly distributed, and heat is less likely to be transferred and released when it is unevenly distributed.
近年、携帯電話のような小型の画面(ディスプレイ)ではなく、テレビのような大型の画面(ディスプレイ)でもエッジライト方式が用いられるようになってきている。画面の大型化を図っていく場合には、通常、画面上の輝度を下げるわけにはいかないため、光源に求められる光量の総和を面積に比例させて増大させなければならない。すなわち、画面における縦方向または横方向の長さの2乗に比例させて光量を増やす必要が生じる。 In recent years, the edge light system has been used not only for a small screen (display) such as a mobile phone but also for a large screen (display) such as a television. In order to increase the size of the screen, the luminance on the screen cannot usually be lowered, so the total amount of light required for the light source must be increased in proportion to the area. That is, it is necessary to increase the amount of light in proportion to the square of the length in the vertical direction or the horizontal direction on the screen.
その一方で、エッジライト方式の場合には、光源が設置できるスペースの増加量は画面(ディスプレイ)周囲の長さに比例する。すなわち、画面における縦方向または横方向の長さの1乗に比例した増加しか得られない。そのため、原理的に1つのLEDあたりに求められる光量は多くなり、発熱量は増加する。 On the other hand, in the case of the edge light system, the amount of increase in the space where the light source can be installed is proportional to the length of the periphery of the screen (display). That is, only an increase proportional to the first power of the length in the vertical or horizontal direction on the screen can be obtained. Therefore, in principle, the amount of light required per LED increases, and the amount of heat generation increases.
この状況は、直下型方式からエッジライト方式に移行して、画面の大型化を図る場合の光源に関わる一般的な問題である。しかし、画面周囲4辺からの入光方式よりも、画面の上下2辺または左右の2辺からの入光方式において、光源からの発熱がより大きくなる。特に、液晶テレビ、パソコンのディスプレイなどは、一般的に横長形状で用いられることから、上下2辺ではなく左右2辺からの入光の場合に発熱がより大きくなり、従来の放熱手法では対処できない状況が生じている。 This situation is a general problem related to the light source when the screen size is increased from the direct type to the edge light method. However, heat generation from the light source is larger in the light incident method from the upper and lower two sides or the left and right sides of the screen than the light incident method from the four sides of the screen. In particular, LCD TVs, personal computer displays, etc. are generally used in a horizontally long shape, so that heat generation is greater when light enters from the left and right sides instead of the upper and lower sides, and conventional heat dissipation methods cannot cope with it. A situation has arisen.
ここで、従来の放熱手法としては、携帯電話、カーナビゲーションシステムなどの中小型の画面(ディスプレイ)を備えたバックライト装置においては、従来、素子の発熱による熱を逃がし、放熱する手法が行われている。例えば、特許文献1には、液晶表示装置において、LEDを実装した基板をリアフレーム、フロントフレームに直接ネジにて固定することによって、フレームまでの経路を短くして、熱を効率よく伝えて放熱する放熱手法が示されている。この放熱手法によれば、リアフレーム、フロントフレームが放熱部材として作用する。
Here, as a conventional heat dissipation method, in a backlight device equipped with a small and medium-sized screen (display) such as a mobile phone and a car navigation system, conventionally, a method of releasing heat by releasing heat due to heat generated by the element has been performed. ing. For example, in
しかしながら、特許文献1に示されている液晶表示装置では、点状光源であるLEDの付近に熱が集中するため、熱の分布が不均一になり、放熱部材として作用するリアフレーム及びフロントフレームへの熱伝導が悪くなる。その結果、放熱性能が低下するという問題がある。また、当該液晶表示装置では、大型化された場合にリアフレーム及びフロントフレームの構造的な強度が低下するという問題がある。
However, in the liquid crystal display device disclosed in
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、構造的な強度を保持しつつ放熱性能を向上させることができ、熱の不均一な分布に基づいて生じる輝度ムラを抑制することができ、かつ装置の薄型化を図ることができる照明装置及びそれを備えた画像表示装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and the object thereof is to improve heat dissipation performance while maintaining structural strength, and is based on uneven distribution of heat. An object of the present invention is to provide an illuminating device capable of suppressing unevenness in luminance and reducing the thickness of the device, and an image display device including the same.
上記の課題を解決するための技術として、例えば、特許文献2には、表示装置(バックライト装置)において、情報が表示される表示面と、表示面を後側から照らすための光を発する光源が内蔵されて発光に伴い線状に発熱する発光部とを有するディスプレイパネルユニットと、ディスプレイパネルユニットの発光部から発せられた熱が伝えられてその熱を放熱する放熱体と、発光部が発する熱を放熱体に伝達する、発光部における線状の発熱箇所の中央部と端部とでは中央部の方が熱の伝達性が良好な伝熱部とを備えることによって、伝熱部の中央部から積極的に放熱する放熱手法が示されている。
As a technique for solving the above-mentioned problem, for example, in
本発明者らは、上記課題に鑑み、特許文献2に示される表示装置(バックライト装置)の放熱性能について鋭意検討した。
In view of the above problems, the present inventors have intensively studied the heat dissipation performance of the display device (backlight device) disclosed in
ここで、一般的な表示装置(バックライト装置)では、表示面を縦置きにて利用する(光源が縦に並んで存在する、光が縦線状に発光される)のが実情である。そして、表示装置において光源を点灯させた場合には、自然対流によって、熱が上側に向かって流動し、表示装置の上側にて熱が滞留しやすくなる。 Here, in a general display device (backlight device), the actual situation is that the display surface is used vertically (the light sources are arranged vertically, and the light is emitted in the form of vertical lines). When the light source is turned on in the display device, heat flows upward due to natural convection, and heat tends to stay on the upper side of the display device.
特許文献2に示される表示装置では、表示面の脇に存在する光源から線状に光が発光された際に、線状に発熱した発熱箇所の中央部ほど熱がたまりやすいとの理由から、伝熱部において中央部の熱が効率よく放熱されるように構成されている。しかし、特許文献2に示される放熱手法は、表示装置の実情に合った方法であるとはいえず、上側の熱を効果的に放熱することができない。その結果、当該伝熱部全体において、熱の分布が均一にならないということを本発明者らは見出した。
In the display device shown in
そして、本発明者らは、表示装置の表示面を縦置きにて利用するという実情を踏まえて、伝熱部の上側の面積が、伝熱部の下側の面積よりも大きくすることによって、当該伝熱部全体において熱の分布が均一になるため、表示装置の放熱性能を向上させることができるということを独自に見出し、本発明を完成させるに至った。 And, based on the actual situation of using the display surface of the display device in a vertical orientation, the present inventors make the area above the heat transfer section larger than the area below the heat transfer section, Since the heat distribution is uniform throughout the heat transfer section, it has been found that the heat dissipation performance of the display device can be improved, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明の照明装置では、上記の課題を解決するために、光源、光入射面と該光入射面に垂直な光出射面とを有している導光部材、該導光部材の背面にて該光出射面に対向して配置されている放熱部材、および、該光源によって生じた熱を該放熱部材に伝えるための熱伝導性部材を備えており、上記熱伝導性部材において、上記光入射面に対向する面を有する光源保持部、ならびに、上記光出射面に対向する面および上記放熱部材に対向する面を有する板状部が隣接して形成されており、上記光源保持部において、上記光源が、上記光入射面に対向する面に、該光入射面へ向けて配置されており、上記板状部の、上記放熱部材に対向する面が、該放熱部材の、上記導光部材に対向する面と接しており、上記板状部において、該板状部の重心が、上記光入射面および上記光出射面の両方に平行な方向に沿って偏っていることを特徴としている。 That is, in the illumination device of the present invention, in order to solve the above problems, a light source, a light guide member having a light incident surface and a light output surface perpendicular to the light incident surface, and the back surface of the light guide member A heat dissipating member disposed opposite to the light emitting surface, and a heat conductive member for transmitting heat generated by the light source to the heat dissipating member. In the heat conductive member, A light source holding portion having a surface facing the light incident surface, and a plate-like portion having a surface facing the light emitting surface and a surface facing the heat radiating member are formed adjacent to each other in the light source holding portion. The light source is disposed on the surface facing the light incident surface toward the light incident surface, and the surface of the plate-shaped portion facing the heat radiating member is the light guide of the heat radiating member. In contact with the surface facing the member, in the plate-like portion, the plate-like portion Center of gravity, is characterized by biased along a direction parallel to both the light incident surface and the light exit surface.
上記の構成によれば、板状部の重心が、光入射面および光出射面の両方に平行な方向に沿って偏っているので、板状部において、重心が偏っている側の面の面積が、他方の面の面積よりも大きくなる。これにより、重心が偏っている側の面では、熱が放熱されやすくなる。そして、表示面が縦置きにて利用される表示装置において、重心が偏っている側を上にして照明装置として用いることによって、熱が滞留している上側にて熱が効率よく拡散されるため、放熱部材に効率よく熱を伝えることができる。これにより、当該照明装置全体において、光源から放熱部材までの熱伝導が良好になる。その結果、本発明の照明装置は、放熱性能を向上させることができる。 According to said structure, since the gravity center of a plate-shaped part is biased along the direction parallel to both a light-incidence surface and a light-projection surface, in the plate-shaped part, the area of the surface of the side where the gravity center is biased However, it becomes larger than the area of the other surface. As a result, heat is easily radiated on the surface where the center of gravity is biased. And, in a display device that uses the display surface in a vertical orientation, heat is efficiently diffused on the upper side where heat is accumulated by using the lighting device with the side where the center of gravity is biased upward. Heat can be efficiently transferred to the heat radiating member. Thereby, in the whole said illuminating device, the heat conduction from a light source to a heat radiating member becomes favorable. As a result, the lighting device of the present invention can improve the heat dissipation performance.
また、上記の構成によれば、放熱部材とは別に熱伝導性部材を備えているので、構造的な強度を保持しつつ放熱性能を向上させることができる。 Moreover, according to said structure, since the heat conductive member is provided separately from the heat radiating member, heat radiating performance can be improved, maintaining structural strength.
また、上記の構成によれば、熱伝導性部材によって熱が拡散されるため、光源における熱分布が均一となり、光源における温度のばらつきを低減することができる。その結果、本発明の照明装置は、光源の輝度ムラを抑制することができる。 Moreover, according to said structure, since heat is diffused by a heat conductive member, the heat distribution in a light source becomes uniform, and the dispersion | variation in the temperature in a light source can be reduced. As a result, the illumination device of the present invention can suppress uneven brightness of the light source.
また、上記の構成によれば、熱伝導性部材において、板状部の重心が偏っていない部分を利用して、回路基板などを配置することができる。その結果、本発明の照明装置は、薄型化を図ることができる。 Moreover, according to said structure, a circuit board etc. can be arrange | positioned using the part in which the gravity center of a plate-shaped part is not biased in a heat conductive member. As a result, the lighting device of the present invention can be reduced in thickness.
また、本発明の照明装置は、上記光源保持部と上記板状部とが一体形成されていることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said light source holding | maintenance part and the said plate-shaped part are integrally formed in the illuminating device of this invention.
これにより、本発明の照明装置は、各部材の界面を減らすことができる。その結果、本発明の照明装置は、放熱部材に対してより一層効率よく熱を伝えることができ、放熱性能をより一層向上させることができる。 Thereby, the illuminating device of this invention can reduce the interface of each member. As a result, the lighting device of the present invention can transmit heat to the heat radiating member more efficiently, and can further improve the heat radiating performance.
また、本発明の照明装置は、上記熱伝導性部材を補強するための補強部材をさらに備えており、上記補強部材の、上記光入射面に対向する面が、上記熱伝導性部材の、該光入射面に対向する面の背面と接しており、上記補強部材の、上記放熱部材に対向する面が、該放熱部材の、上記導光部材に対向する面と接していることが好ましい。 The lighting device of the present invention further includes a reinforcing member for reinforcing the thermal conductive member, and a surface of the reinforcing member that faces the light incident surface is the thermal conductive member. It is preferable that the surface facing the light incident surface is in contact with the back surface, and the surface of the reinforcing member facing the heat dissipation member is in contact with the surface of the heat dissipation member facing the light guide member.
これにより、本発明の照明装置は、構造的な強度を向上させることができる。 Thereby, the illuminating device of this invention can improve structural intensity | strength.
また、本発明の照明装置は、光入射面および光出射面の両方を水平面と垂直に配置した場合に、上記重心が、重力方向と逆向きに偏っていることが好ましい。 In the illumination device of the present invention, it is preferable that the center of gravity is biased in the direction opposite to the gravity direction when both the light incident surface and the light output surface are arranged perpendicular to the horizontal plane.
これにより、本発明の照明装置は、上側にて熱が放熱されやすくなる。その結果、表示面が縦置きにて利用される表示装置において、熱が滞留している上側にて熱を効率よく放熱することができる。 Thereby, heat becomes easy to radiate heat in the lighting device of the present invention on the upper side. As a result, in a display device in which the display surface is used vertically, heat can be efficiently radiated on the upper side where heat is accumulated.
また、本発明の照明装置は、上記熱伝導性部材における、該熱伝導性部材と上記放熱部材との接触面に沿う方向への単位長さあたりの熱抵抗が、該放熱部材における、該熱伝導性部材と該放熱部材との接触面に沿う方向への単位長さあたりの熱抵抗よりも小さいことが好ましい。 Further, in the lighting device of the present invention, the thermal resistance per unit length in the direction along the contact surface between the heat conductive member and the heat radiating member in the heat conductive member is the heat resistance in the heat radiating member. It is preferably smaller than the thermal resistance per unit length in the direction along the contact surface between the conductive member and the heat radiating member.
これにより、本発明の照明装置は、熱伝導性部材が放熱部材内における当該方向への熱伝導を補助することができる。その結果、本発明の照明装置は、放熱部材における熱分布がより一層均一化され、放熱性能をさらに向上させることができる。 Thereby, as for the illuminating device of this invention, a heat conductive member can assist the heat conduction to the said direction in a thermal radiation member. As a result, in the lighting device of the present invention, the heat distribution in the heat radiating member is made more uniform, and the heat radiating performance can be further improved.
また、本発明の照明装置は、上記熱伝導性部材の熱伝導率が、200W/m・K以上、1000W/m・K以下の範囲内であることが好ましい。 In the lighting device of the present invention, it is preferable that the thermal conductivity of the thermal conductive member is in a range of 200 W / m · K or more and 1000 W / m · K or less.
これにより、本発明の照明装置は、上記熱伝導性部材によって効率的に熱を拡散することができる。その結果、本発明の照明装置は、放熱部材に対してより一層効率よく熱を伝えることができる。 Thereby, the illuminating device of this invention can diffuse a heat | fever efficiently with the said heat conductive member. As a result, the lighting device of the present invention can transfer heat to the heat dissipation member more efficiently.
また、本発明の画像表示装置は、上記照明装置を備えていることを特徴としている。 In addition, an image display device of the present invention includes the above-described illumination device.
これにより、本発明の画像表示装置は、光源の輝度ムラを抑制することができ、かつ構造的な強度を保持しつつ放熱性能を向上させるので、光源の温度を下げることができ発光効率を向上させることができる。また、本発明の画像表示装置は、大画面を照射するために高輝度にて動作させた場合でも素子の温度上昇を抑制することができ、サイド入光による大型かつ薄型の画像表示装置の動作を可能にする。 As a result, the image display apparatus of the present invention can suppress the uneven brightness of the light source and improve the heat dissipation performance while maintaining the structural strength, so the temperature of the light source can be lowered and the luminous efficiency can be improved. Can be made. In addition, the image display device of the present invention can suppress the temperature rise of the element even when operated at high brightness to illuminate a large screen, and the operation of a large and thin image display device due to side incident light. Enable.
本発明の照明装置は、以上のように、光源、光入射面と該光入射面に垂直な光出射面とを有している導光部材、該導光部材の背面にて該光出射面に対向して配置されている放熱部材、および、該光源によって生じた熱を該放熱部材に伝えるための熱伝導性部材を備えており、上記熱伝導性部材において、上記光入射面に対向する面を有する光源保持部、ならびに、上記光出射面に対向する面および上記放熱部材に対向する面を有する板状部が隣接して形成されており、上記光源保持部において、上記光源が、上記光入射面に対向する面に、該光入射面へ向けて配置されており、上記板状部の、上記放熱部材に対向する面が、該放熱部材の、上記導光部材に対向する面と接しており、上記板状部において、該板状部の重心が、上記光入射面および上記光出射面の両方に平行な方向に沿って偏っているものである。 As described above, the lighting device of the present invention includes a light source, a light guide member having a light incident surface and a light emitting surface perpendicular to the light incident surface, and the light emitting surface on the back surface of the light guiding member. And a heat conductive member for transmitting heat generated by the light source to the heat dissipating member, and facing the light incident surface in the heat conductive member. A light source holding portion having a surface, and a plate-like portion having a surface facing the light emitting surface and a surface facing the heat radiating member are formed adjacent to each other, and in the light source holding portion, the light source The surface facing the light incident surface is disposed toward the light incident surface, and the surface of the plate-shaped portion facing the heat radiating member is the surface of the heat radiating member facing the light guide member. And the center of gravity of the plate-like portion is the light incident surface and the plate-like portion. Those that are biased along a direction parallel to both of the light emitting surface.
それゆえ、本発明の照明装置は、構造的な強度を保持しつつ放熱性能を向上させることができ、熱の不均一な分布に基づいて生じる輝度ムラを抑制することができ、かつ装置の薄型化を図ることができるという効果を奏する。 Therefore, the illuminating device of the present invention can improve the heat dissipation performance while maintaining the structural strength, can suppress the luminance unevenness caused by the non-uniform distribution of heat, and is thin. There is an effect that it can be realized.
本発明の実施形態について、以下に詳しく説明するが、本発明の範囲はこれらの説明に拘束されることはなく、以下の例示以外についても、本発明の趣旨を損なわない範囲で適宜変更して実施し得るものである。 Embodiments of the present invention will be described in detail below, but the scope of the present invention is not limited to these descriptions, and modifications other than the following examples may be made as appropriate without departing from the spirit of the present invention. It can be implemented.
〔実施形態1〕
(I)本実施形態における照明装置の構成
本実施形態における照明装置では、光源、光入射面と該光入射面に垂直な光出射面とを有している導光部材、該導光部材の背面にて該光出射面に対向して配置されている放熱部材、および、該光源によって生じた熱を該放熱部材に伝えるための熱伝導性部材を備えており、上記熱伝導性部材において、上記光入射面に対向する面を有する光源保持部、ならびに、上記光出射面に対向する面および上記放熱部材に対向する面を有する板状部が隣接して形成されており、上記光源保持部において、上記光源が、上記光入射面に対向する面に、該光入射面へ向けて配置されており、上記板状部の、上記放熱部材に対向する面が、該放熱部材の、上記導光部材に対向する面と接しており、上記板状部において、該板状部の重心が、上記光入射面および上記光出射面の両方に平行な方向に沿って偏っている。
(I) Configuration of Illumination Device in Present Embodiment In the illumination device in the present embodiment, a light source, a light guide member having a light incident surface and a light exit surface perpendicular to the light incident surface, and the light guide member A heat dissipating member disposed on the back surface facing the light emitting surface, and a heat conductive member for transmitting heat generated by the light source to the heat dissipating member, A light source holding portion having a surface facing the light incident surface, and a plate-like portion having a surface facing the light emitting surface and a surface facing the heat radiating member are formed adjacent to each other, and the light source holding portion The light source is disposed on the surface facing the light incident surface toward the light incident surface, and the surface of the plate-shaped portion facing the heat radiating member is the conductive member of the heat radiating member. In contact with the surface facing the optical member, The center of gravity of the plate-like portion is biased along a direction parallel to both the light incident surface and the light emitting surface.
すなわち、本実施形態における照明装置は、光源および導光部材を備えており、光源からの光を導光部材の光入射面より入射させて、導光部材の光出射面より光を出射させる。光出射面側からみた導光部材の背面には、光源にて生成された熱量を装置外部へ放出する機能を有している。光源は、導光部材の、光出射面に垂直な面を有している、放熱部材と接続された熱伝導性部材上に設けられており、その光軸が該導光部材内部へ向けられている。ここで、上記光源が熱伝導性部材上に配置され、上記熱伝導性部材と上記放熱部材とが接触している、すなわち、上記熱伝導性部材と上記放熱部材とが接続されていることによって、該光源にて生成された熱量が首尾よく放熱部材へ伝えられて、放熱部材から装置外部へその熱量を放出する。 That is, the illuminating device in the present embodiment includes a light source and a light guide member. Light from the light source is incident from the light incident surface of the light guide member, and light is emitted from the light output surface of the light guide member. The back surface of the light guide member viewed from the light emitting surface side has a function of releasing the amount of heat generated by the light source to the outside of the apparatus. The light source is provided on a heat conductive member connected to the heat radiating member having a surface perpendicular to the light emitting surface of the light guide member, and an optical axis thereof is directed to the inside of the light guide member. ing. Here, the light source is disposed on the heat conductive member, and the heat conductive member and the heat radiating member are in contact, that is, the heat conductive member and the heat radiating member are connected. The amount of heat generated by the light source is successfully transmitted to the heat radiating member, and the amount of heat is released from the heat radiating member to the outside of the apparatus.
また、本実施形態における照明装置は、上記熱伝導性部材において、上記板状部における上記導光部材に対向する面において、上記光出射面および上記光入射面の両方に沿う方向における該板状部の両端の長さが半分になるように該板状部を二分したときに生じる、一方の面の面積が、他方の面の面積よりも大きく、かつ該一方の面の、該光入射面の法線方向における最長部の長さが、該他方の面の、該光入射面の法線方向における最長部の長さよりも長い。 Further, in the lighting device according to the present embodiment, the plate-like portion in the direction along both the light emitting surface and the light incident surface on the surface of the thermally conductive member facing the light guide member in the plate-like portion. When the plate-like part is divided into two so that the length of both ends of the part is halved, the area of one surface is larger than the area of the other surface, and the light incident surface of the one surface The length of the longest portion in the normal direction is longer than the length of the longest portion of the other surface in the normal direction of the light incident surface.
また、本実施形態における照明装置は、放熱部材からなる筐体を備えていてもよい。 Moreover, the illuminating device in this embodiment may be provided with the housing | casing which consists of a heat radiating member.
また、本実施形態における照明装置は、スピーカ、外部接続端子、電源スイッチなど、多くの種類の部品を設置する必要があるため、できるだけ放熱板の面積も減らす必要がある。その際に、発熱の少ない、中心部よりも下側部分にて放熱板の面積を削り、その部分を他の部品等の載置場所にすることによって、サイズを大きくすることなく、放熱性を確保することができる。 Moreover, since the illuminating device in this embodiment needs to install many kinds of components, such as a speaker, an external connection terminal, and a power switch, it is necessary to reduce the area of a heat sink as much as possible. At that time, by reducing the area of the heat sink at the lower part of the center with less heat generation, and making that part a place to place other parts etc., heat dissipation can be achieved without increasing the size. Can be secured.
また、本実施形態における照明装置は、上記光源保持部と上記板状部とが一体形成されていることが好ましい。また、本実施形態における照明装置は、光入射面および光出射面の両方を水平面と垂直に配置した場合に、上記重心が、重力方向と逆向きに偏っていることが好ましい。また、本実施形態における照明装置は、上記熱伝導性部材における、該熱伝導性部材と上記放熱部材との接触面に沿う方向への単位長さあたりの熱抵抗が、該放熱部材における、該熱伝導性部材と該放熱部材との接触面に沿う方向への単位長さあたりの熱抵抗よりも小さいことが好ましい。 In the illumination device according to the present embodiment, it is preferable that the light source holding part and the plate-like part are integrally formed. In the illumination device according to the present embodiment, it is preferable that the center of gravity is biased in the direction opposite to the gravitational direction when both the light incident surface and the light exit surface are arranged perpendicular to the horizontal plane. Further, in the lighting device according to the present embodiment, the thermal resistance per unit length in the direction along the contact surface between the heat conductive member and the heat dissipation member in the heat conductive member is It is preferably smaller than the thermal resistance per unit length in the direction along the contact surface between the heat conductive member and the heat dissipation member.
具体的には、図1〜10を参照しながら具体的に説明する。図1は、本実施形態におけるバックライト装置(照明装置)1を備えた液晶表示装置(画像表示装置)10の構成を示す模式的な断面図である。図2は、本実施形態におけるバックライト装置1の光源7付近の構成を示す斜視図である。図3及び図4は、当該光源7付近の構成を示す断面図である。
Specifically, it demonstrates concretely, referring FIGS. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of a liquid crystal display device (image display device) 10 including a backlight device (illumination device) 1 according to the present embodiment. FIG. 2 is a perspective view showing a configuration in the vicinity of the
図1〜図4に示すように、本実施形態におけるバックライト装置1は、主として、光源7(複数の点状光源(発光素子)2及び点状光源2を実装する基板3)、光源7を固定するヒートスプレッダー(熱伝導性部材)6、ヒートスプレッダー6に接続されるシャーシ(放熱部材)5、光源7から入射された光を出射する導光板(導光部材)22を備えている。なお、各部材(部品)の接続の手段としては、ネジ止めのほかに、例えば、粘着テープ、接着剤等による固定;勘合;圧接;などの方法が考えられる。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
また、図1に示すように、本実施形態における液晶表示装置10は、主として、バックライト装置1、反射シート21、光学シート23、液晶パネル24及びベゼル(外枠)25を備えている。
As shown in FIG. 1, the liquid
本実施形態におけるバックライト装置1は、光源7からの発熱を放熱部材5に伝えるにあたって、熱伝導の性能を向上させるという目的を、熱経路中にて熱を拡散させ熱分布を均一化させることができる構成を用いることによって実現している。各部材の詳細については、以下に説明する。
The
<光源(発光素子及び基板)>
本実施形態のバックライト装置1に用いられる光源7は、点状光源(発光素子)2のみでもよいし、点状光源2を基板3に担持させたものでもよい。図1〜図3及び図10では、光源7は、点状光源2を基板3に担持させたものとして示している。
<Light source (light emitting element and substrate)>
The
なお、本実施形態のバックライト装置1において、光源7が熱源となり、放熱の必要性が生じる。
In the
本実施形態のバックライト装置1に用いられる点状光源2としては、例えば、発光ダイオード(LED)、冷陰極管(CCFL)などが挙げられる。発光ダイオード(LED)としては、白色LED光源、RGB−LED(R、G、Bのチップがそれぞれ1つのパッケージ内にモールドされている発光ダイオード)光源、マルチカラーLED光源、レーザー光源のいずれも好ましく用いうる。
Examples of the point
本実施形態のバックライト装置1に用いられる基板3としては、点状光源2を実装することができるものであれば特に限定されない。例えば、熱伝導率の高いアルミニウム(Al)、銅(Cu)等を基材とするメタル基板などを好ましく用いうる。
The
本実施形態において、「実装」とは、光源などの電子部品を基板の上に取り付けることをいう。本実施形態において、光源などを基板の上に取り付ける方法は特に限定されず、例えば、はんだ付けによって取り付ける方法などが挙げられる。 In the present embodiment, “mounting” refers to mounting an electronic component such as a light source on a substrate. In this embodiment, the method of attaching a light source etc. on a board | substrate is not specifically limited, For example, the method of attaching by soldering etc. are mentioned.
ここで、基板3の裏側まで熱伝導した熱は、接触しているヒートスプレッダー6へと伝えられる。このとき、基板3とヒートスプレッダー6との界面には熱抵抗が生じる。この熱抵抗を少しでも小さくするために、ヒートスプレッダー6と基板3との接触面積をより広くし、かつ密着性を確実にすることが重要である。
Here, the heat conducted to the back side of the
また、本実施形態の構造では、ヒートスプレッダー6は、熱源となる点状光源2が実装されている基板3の裏側に配置されており、熱源からの熱経路が最短であるため、放熱性に優れた構造となっている。
In the structure of the present embodiment, the
<ヒートスプレッダー(熱伝導性部材)>
本実施形態のバックライト装置1に用いられるヒートスプレッダー6は、光入射面に対向する面を有するフレーム(光源保持部)17、ならびに、光出射面に対向する面および放熱部材5に対向する面を有する熱伝導板(板状部)16が隣接して形成されている(図10を参照)。本実施形態では、図1〜図4に示すように、ヒートスプレッダー6は、フレーム17と熱伝導板16とが一体形成されているものとして示している。なお、フレーム17と熱伝導板16とが分離形成されているヒートスプレッダー6は、後述する実施形態2として示している。
<Heat spreader (thermally conductive member)>
The
本実施形態のバックライト装置1に用いられるヒートスプレッダー6としては、構造的強度を有し、かつ熱伝導率が高いものであれば特に限定されない。
The
図4は、本実施形態のヒートスプレッダー6の形状を示している。照明装置を縦置きにて利用する際に、図4に示すヒートスプレッダー6の手前側(長さがLの部分)が上側に位置し、図4に示すヒートスプレッダー6の奥側が下側に位置する。
FIG. 4 shows the shape of the
本実施形態では、熱伝導をさらに向上させる構造として、ヒートスプレッダー6の形状を断面(図3に示す面)からみたときに、L字型の形状を用いている。これにより、ヒートスプレッダー6とシャーシ5との接触面積が増え、界面での熱抵抗がさらに低下する。
In the present embodiment, as a structure for further improving heat conduction, an L-shaped shape is used when the shape of the
ヒートスプレッダー6の、基板3の裏側に位置する角柱部分(フレーム、光源保持部)は、例えば7mm角程度の角柱であり、基板3と比較して断面積が大きいことが望ましい。また、ヒートスプレッダー6において、シャーシ5と平行方向に伸びている薄板部分(熱伝導板、板状部)の板厚は、例えば2mm程度である。また、薄板の横方向の長さLは、外部への放熱をより一層効率よく行うことができるという理由から、例えば60型以上の液晶表示装置の場合は100mm程度とする。この角柱部分と薄板部分とが合わさって、L字型のヒートスプレッダー6の形状としている。
The prism portion (frame, light source holding portion) located on the back side of the
さらに、ヒートスプレッダー6における薄板の、照明装置の中心側に位置する先端の形状は、図4に示すようにヒートスプレッダー6の上側(手前側)から少し下がったところの先端長さを長くし、ヒートスプレッダー6の下側の先端長さを短くした構造とする。この構造とした理由を、図5及び図6を用いて以下に説明する。
Further, the shape of the tip of the thin plate in the
図5は、図1に示す構造の、68型の液晶表示装置を用いて、図4に示すL字型ヒートスプレッダー6の入光方向の長さLを100mmとした場合の、各LED(点状光源)の温度分布の結果を示している。図5に示すグラフの横軸は、LEDの温度測定位置であり、縦軸が測定温度である。なお、グラフ横軸の左側がLEDの上側の測定点であり、グラフ横軸の右側がLEDの下側の測定点を示している。
FIG. 5 shows each LED (dot) when the length L in the light incident direction of the L-shaped
この結果によれば、照明装置の上側に位置するLEDの温度が高くなっており、下側に位置するLEDの温度は上側よりも低くなっていることが分かる。これは、液晶表示装置としてLEDを点灯させた場合、自然対流によって、熱は上方向に向かって対流が発生し、それに伴って、各LEDから発生する熱も上方向に向かって対流する。そのため、上側のLEDの放熱が悪くなり、下側のLEDの温度は上側に比べて低くなるからである。 According to this result, it turns out that the temperature of LED located on the upper side of an illuminating device is high, and the temperature of LED located below is lower than the upper side. This is because, when an LED is turned on as a liquid crystal display device, heat is convected upward due to natural convection, and accordingly, heat generated from each LED is also convected upward. For this reason, the heat radiation of the upper LED is deteriorated, and the temperature of the lower LED is lower than that of the upper LED.
さらに、図5の結果によれば、LEDの温度が最も上昇している箇所は、最上部のLEDではなく、最上部から少し下に位置するLEDとなっている。この理由としては、最上部のLEDは、上側に隣り合うLEDがないため、発生する熱が比較的外部へ放出されやすくなる。そのため、最も熱がこもりやすい最上部からすぐ下に位置するLEDの温度が上昇しやすくなる。 Furthermore, according to the result of FIG. 5, the portion where the temperature of the LED is most increased is not the uppermost LED but an LED located slightly below the uppermost portion. The reason for this is that the uppermost LED has no adjacent LED on the upper side, so that the generated heat is relatively easily released to the outside. For this reason, the temperature of the LED located immediately below the uppermost portion where heat is most likely to be accumulated tends to increase.
また、図6は、図5に示す測定と比較して、L字型ヒートスプレッダー6の薄板部分の光源からの入光方向の長さを40mmと短くした場合の、各LEDの温度分布の結果を示している。この結果によれば、薄板部分の長さを短くした場合には、LED上下の温度分布を維持したまま、全体的にLED温度が2〜3℃上昇していることがわかる。従って、L字型ヒートスプレッダー6の薄板部分の長さを延ばすことによって、熱抵抗の影響を最小限に抑えることができ、効率よく放熱ができるため、熱源の温度も下げることができる。
FIG. 6 shows the result of the temperature distribution of each LED when the length in the light incident direction from the light source of the thin plate portion of the L-shaped
図5及び図6の結果から、L字型ヒートスプレッダー6の薄板部分の長さを長くすると、熱源の温度を下げることができるということが明らかである。これに基づいて、各LEDの光出力のばらつきを均等にするためは、配列されている熱源であるLEDの温度分布に沿って、LEDの温度が低い部分に対してLEDの温度が高い部分において、ヒートスプレッダー6におけるL字型の薄板部分の長さを長くすることによって、熱源の温度を均等に放熱させることが可能となる。
From the results of FIGS. 5 and 6, it is apparent that the temperature of the heat source can be lowered by increasing the length of the thin plate portion of the L-shaped
これらの結果をもとに、68型の液晶表示装置を用いた評価では、ヒートスプレッダー6において、最上部より少し下に位置する最長部が100mmのとき、最短部である下側の長さをおよそ30mmとすれば、LEDの温度分布は一様となる結果になった。
Based on these results, in the evaluation using the 68-inch liquid crystal display device, in the
図7には、上面から見たヒートスプレッダー6およびシャーシ5の形状を示している。また、図8(a)〜(d)には、図7に示すヒートスプレッダー6の、光源の配列方向に対して垂直方向の形状を変更した具体例を示している。図7及び図8(a)〜(d)では、図中の上側が液晶表示装置の上側となり、図中の下側が液晶発光装置の下側となるように配置される。図8(a)〜(d)に示しているように、LEDなどの熱源の温度が高い部分の、ヒートスプレッダー6の長さを、熱源の温度が低い部分の、ヒートスプレッダー6の長さよりも長い形状にすることによって、配列された光源において温度分布を発生させることなく、放熱を行うことができる。さらに、ヒートスプレッダー6の長さが短い部分のスペースを利用して、回路基板などを収めることができる。そのため、液晶表示装置とした場合に、空きスペースを有効に活用することができ、さらなる薄型化に繋げることができる。
FIG. 7 shows the shapes of the
<シャーシ(放熱部材)>
本実施形態のバックライト装置1に用いられるシャーシ5としては、放熱性能及び構造的強度を有しているものであれば特に限定されない。また、本実施形態のバックライト装置1に用いられるシャーシ5としては、例えば、アルミ合金、鋼板、ステンレスなどを好ましく用いうる。アルミ合金としては、A5052(引っ張り強さ195N/mm2、熱伝導率138W/m・K)、A6063(引っ張り強さ185N/mm2、熱伝導率209W/m・K)などの材料が挙げられる。鋼板としては、SECC(熱伝導率70W/m・K)などの材料が挙げられる。ステンレスとしては、SUS(熱伝導率15W/m・K)などの材料が挙げられる。
<Chassis (heat dissipation member)>
The
<導光板(導光部材)>
本実施形態のバックライト装置1に用いられる導光板22としては、光入射面と該光入射面に垂直な光出射面とを有しており、光源7から入射された光を出射することができるものであれば特に限定されない。
<Light guide plate (light guide member)>
The
<その他の部材>
本実施形態における液晶表示装置10において、反射シート21、光学シート23、液晶パネル24及びベゼル25は、従来公知の液晶表示装置に備えられるものを用いることができる。
<Other members>
In the liquid
<熱伝導の手法>
本実施形態のバックライト装置1における熱伝導の手法について、図1〜図4及び図9(a)・(b)を参照しながら以下に具体的に説明する。なお、以下の説明では、光源7が点状光源2を基板3に担持させたものである場合を例に挙げて説明している。
<Method of heat conduction>
A method of heat conduction in the
LEDなどの点状光源2から発生した熱は、まず基板3へと伝えられる。このとき、基板3の厚さは、メタル基板の場合では一般的に1〜2mm程度、基板3の長手方向の長さは画面の一辺の長さ分であるため、画面サイズにも依存するが、一般的に300mm〜1200mm程度である。そして、基板3の長手方向に複数の点状光源2が配列している。点状光源2の大きさとしては、一辺が3mm〜10mm程度の矩形(長方形、正方形など)が一般的である。
Heat generated from the point
その場合、基板3の厚さ方向への熱伝導は、点状光源2の大きさの範囲にて熱が伝達するため、比較的良好である。しかし、基板3の長手方向への熱伝導は、基板3の厚さ方向の範囲でしか進行しないため、厚さ方向への熱伝導と比べて劣る。このため、LEDの配置などによって熱に分布が生じる。
In that case, heat conduction in the thickness direction of the
具体的には、中央付近のLEDには、両隣に他のLEDが存在して密集しているため、熱がこもる。一方、端に配置されたLEDは、片隣に熱源が無いため、熱が拡散しやすい。その結果、点状光源2にて発生した熱は、基板3の長手方向に熱の分布が生じることになる。また一般的に、LEDは温度によって発光効率が変化する。各LEDによって発熱状態に違いがある状態で全LEDを動作させると、発光状態が異なることからバックライト装置1における輝度ムラの発生につながり、このままの状態では好ましくない。本実施形態は、この状態を解消することができる。その原理は、以下の通りである。
Specifically, the LEDs near the center are densely populated with other LEDs on both sides, so heat is trapped. On the other hand, since the LED arranged at the end has no heat source next to it, heat is likely to diffuse. As a result, the heat generated in the point
本実施形態によれば、基板3は、ヒートスプレッダー6と接触している。ヒートスプレッダー6は、上述のとおり熱伝導率が高い材料で形成されている。従って、ヒートスプレッダー6内にて十分に熱拡散が行われる。その結果、基板3の温度を均一化する効果が生じ、LEDの動作温度のばらつきを低減するため、バックライト装置1における輝度ムラを抑制することができる。
According to the present embodiment, the
また、熱の均一化は、熱抵抗を低減する効果も持ち合わせている。熱の分布が不均一であるときに熱伝導が悪くなる仕組みは、以下のように説明される。 In addition, heat uniformity has the effect of reducing thermal resistance. The mechanism by which heat conduction deteriorates when the heat distribution is uneven is explained as follows.
図9(a)・(b)は、ある熱伝導体11に大きさの違う熱源12・13それぞれを搭載した場合の断面図である。熱伝導体11は、図9(a)・(b)にて同じものであり、熱伝導率が同じであるため、単位面積あたりの熱抵抗も同じである。
FIGS. 9A and 9B are cross-sectional views when heat sources 12 and 13 having different sizes are mounted on a
熱源12・13それぞれに単位時間あたり同じだけの熱量を与えた場合において、それぞれ熱伝導体11内を45度則に従って熱が伝導される。しかし、熱伝導体11におけるある断面Aにおいて、図9(a)の場合と比較して図9(b)の場合では、熱の伝導に寄与する領域が狭く、狭い面積に熱が集中する。熱伝導体11における単位面積あたりの熱抵抗は等しいため、図9(a)の場合と比較して図9(b)の場合では、熱の伝導に寄与する面積が少ないので熱抵抗が上がる。これにより、熱伝導体11の上下での温度差は、図9(a)の場合と比較して図9(b)の場合に大きくなり、熱伝導が悪くなることが分かる。
When the same amount of heat is given to each of the
従って、単位時間あたりに同じ熱量を投入した場合の、熱伝導体11の熱伝導を向上させようとすれば、熱を面積的に広げてから熱伝導を行う方が、熱伝導が良くなることがわかる。また、最も熱伝導が良くなるのは、熱の分布が均一であるときであることがわかる。
Therefore, if the heat conduction of the
本実施形態によれば、基板3からヒートスプレッダー6に伝えられた熱は、均一な分布をもった状態でシャーシ5に伝えられる。このため、熱伝導の良い状態でシャーシ5まで熱伝導が行われる。そして、シャーシ5への熱伝導が良ければ、シャーシ5の温度が高くなり、大気温度との温度差が開くことから熱交換の効率が上がる。その結果、バックライト装置1の放熱性能が向上する。さらには、ヒートスプレッダー6の平面方向への熱抵抗が、シャーシ5の平面方向への熱抵抗よりも小さくなるような構成とすることによって、シャーシ5の平面方向での熱分布が均一化されるので、放熱の性能を上げることができるようになる。
According to this embodiment, the heat transmitted from the
なお、バックライト装置1における各部材の間には、樹脂シート、金属シート、グリースなどの熱伝導補助材が挿入されていると、界面の熱抵抗をさらに下げることができるため望ましい。
In addition, it is desirable that a heat conduction auxiliary material such as a resin sheet, a metal sheet, or grease is inserted between each member in the
本実施形態は、2辺入光のエッジライト方式の場合について述べたが、4辺入光の場合であっても同様に適応することができる。 In the present embodiment, the case of the edge light system with two-side incident light has been described. However, the present invention can be similarly applied to the case of four-side incident light.
また、本実施形態では、照明装置を液晶表示装置に使用しバックライト装置とした場合を説明した。本実施形態の照明装置はこの場合にとどまらず、天井に設置する照明用としても使用することも可能である。 Further, in the present embodiment, the case where the illumination device is used as a backlight device for a liquid crystal display device has been described. The lighting device of the present embodiment is not limited to this case, and can also be used for lighting installed on the ceiling.
(II)本実施形態における照明装置の製造方法
本実施形態における照明装置の製造方法は、光源7(点状光源2及び基板3)、ヒートスプレッダー6並びにシャーシ5を、順番に接続していく。その後、導光板22を配置する。各部材の接続の手段としては、ネジ止めのほかに、例えば、粘着テープ、接着剤等による固定;勘合;圧接;などの方法が挙げられる。
(II) Manufacturing Method of Lighting Device in the Present Embodiment In the manufacturing method of the lighting device in the present embodiment, the light source 7 (the point
〔実施形態2〕
本実施形態について、図10及び図11に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、上述した実施形態1にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。また、上述した実施形態1にて説明した用語については、その説明を省略する。
[Embodiment 2]
The following describes the present embodiment with reference to FIGS. 10 and 11. For convenience of explanation, members having the same functions as those in the drawings described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. Further, the explanation of the terms explained in the first embodiment will be omitted.
(I)本実施形態における照明装置の構成
本実施形態における照明装置は、上述した実施形態1における照明装置と比較して、「ヒートスプレッダー6」を、「フレーム17と熱伝導板16とが一体形成されているもの」ではなく、「フレーム17と熱伝導板16とが分離形成されているもの」としている。
(I) Configuration of Illuminating Device in the Present Embodiment The illuminating device in the present embodiment is different from the illuminating device in the first embodiment described above in that the “
具体的には、図10は、本実施形態におけるバックライト装置(照明装置)1を備えた液晶表示装置(画像表示装置)10の構成を示す模式的な断面図である。図11は、本実施形態のヒートスプレッダー6の形状を示している。
Specifically, FIG. 10 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of a liquid crystal display device (image display device) 10 including the backlight device (illumination device) 1 according to the present embodiment. FIG. 11 shows the shape of the
<ヒートスプレッダー(熱伝導性部材)>
本実施形態のバックライト装置1に用いられるヒートスプレッダー6は、図10に示すように、光入射面に対向する面を有するフレーム(光源保持部)17、ならびに、光出射面に対向する面および放熱部材5に対向する面を有する熱伝導板(板状部)16が隣接して形成されている。本実施形態では、フレーム17と熱伝導板16とが分離形成されている。
<Heat spreader (thermally conductive member)>
As shown in FIG. 10, the
《フレーム(光源保持部)》
本実施形態のバックライト装置1に用いられるフレーム17としては、構造的強度を有しているものであれば特に限定されない。また、本実施形態のバックライト装置1に用いられるフレーム17としては、例えば、アルミ合金、鋼板、ステンレスなどを好ましく用いうる。アルミ合金としては、A5052(引っ張り強さ195N/mm2、熱伝導率138W/m・K)、A6063(引っ張り強さ185N/mm2、熱伝導率209W/m・K)などの材料が挙げられる。鋼板としては、SECC(熱伝導率70W/m・K)などの材料が挙げられる。ステンレスとしては、SUS(熱伝導率15W/m・K)などの材料が挙げられる。
<Frame (light source holder)>
The frame 17 used in the
本実施形態のバックライト装置1に用いられるフレーム17の形状は、長方形もしくは正方形の断面(図3に示す面)を有する四角柱形状などである。
The shape of the frame 17 used in the
フレーム17は、導光板22の光出射面に垂直な面を有している。また、フレーム17は、当該光出射面に垂直な面にて導光板22を囲んでいてもよいし、囲んでいなくてもよい。
The frame 17 has a surface perpendicular to the light exit surface of the
《熱伝導板(板状部)》
本実施形態のバックライト装置1に用いられる熱伝導板16としては、熱伝導率が高いものを用いる。熱伝導板16の熱伝導率は、好ましくは200W/m・K以上、1000W/m・K以下の範囲内である。熱伝導板16の熱伝導率が200W/m・K未満である場合には、熱伝導が不十分になり熱が放熱部材に広がらないため、放熱に寄与する面積が小さくなり、放熱性能が不足するという理由から好ましくない。一方、熱伝導板16の熱伝導率が1000W/m・Kよりも大きい場合には、値段が高い、柔らかくて使いづらい、経年劣化を生じるなどという理由から好ましくない。
<Heat conduction plate (plate-shaped part)>
As the heat
本実施形態において、「熱伝導率」とは、熱伝導において、熱の流れに垂直な単位面積を通って単位時間に流れる熱量を、単位長さあたりの温度差(温度勾配)で割った値(W/m・K)を意味する。 In the present embodiment, the “thermal conductivity” is a value obtained by dividing the amount of heat flowing in a unit time through a unit area perpendicular to the heat flow by a temperature difference (temperature gradient) per unit length in heat conduction. (W / m · K).
また、本実施形態において、「熱抵抗」とは、温度の伝え難さを表す値であり、単位時間あたりの発熱量に対する温度上昇量(℃/W)を意味する。 Further, in the present embodiment, “thermal resistance” is a value representing the difficulty of transmitting temperature, and means a temperature increase amount (° C./W) with respect to a heat generation amount per unit time.
また、本実施形態のバックライト装置1に用いられる熱伝導板16としては、構造的強度は要求されないので、熱伝導率が高い材料を選べばよい。例えば、アルミニウム、銅、カーボン、銀などを好ましく用いうる。純アルミとしては、A1050(熱伝導率225W/m・K)などの材料が挙げられる。純銅としては、C1100(熱伝導率391W/m・K)などの材料が挙げられる。それ以外に、カーボン、銀等のフィラーを含むシート、ヒートパイプ内蔵の金属平板などの材料も用いることができる。
Further, as the
本実施形態のバックライト装置1に用いられる熱伝導板16の熱伝導率は、フレーム17及びシャーシ5の熱伝導率よりも大きい。また、熱伝導板16の厚さとしては、0.5〜2mm程度が好ましい。
The thermal conductivity of the heat
本実施形態のバックライト装置1に用いられる熱伝導板16の形状は、図10に示す板状などが挙げられる。
Examples of the shape of the heat
熱伝導板16とシャーシ5との接触面積は、熱伝導板16とフレーム17との接触面積よりも大きいことが望ましい。つまり、フレーム17は機械的強度が必要であることから角柱などの形状をしており、熱伝導板16を用いずにシャーシ5との接触面積を増やそうとすれば、体積が増大して材料費や重量が増加してしまう。しかし、熱伝導板16を用いた場合には、熱伝導板16の体積が増えても厚さが0.5〜2mm程度と十分に薄いため、材料費および重量とも増加の割合が少ない。このようにして、熱伝導板16とシャーシ5との接触面積を増やすことによって、界面の熱抵抗を低下させることができる。
The contact area between the
(II)本実施形態における照明装置の製造方法
本実施形態における照明装置の製造方法は、上述した実施形態1における照明装置の製造方法と比較して、「フレーム17」と「熱伝導板16」とを分離形成して「ヒートスプレッダー6」製造すること以外は、上述した実施形態1における照明装置の製造方法と同様である。
(II) Manufacturing method of lighting device in the present embodiment The manufacturing method of the lighting device in the present embodiment is “frame 17” and “thermal
〔実施形態3〕
本実施形態について、図12〜図15に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、上述した実施形態1にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。また、上述した実施形態1にて説明した用語については、その説明を省略する。
[Embodiment 3]
The following describes the present embodiment with reference to FIGS. For convenience of explanation, members having the same functions as those in the drawings described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. Further, the explanation of the terms explained in the first embodiment will be omitted.
(I)本実施形態における照明装置の構成
本実施形態における照明装置は、上述した実施形態1における照明装置と比較して、「ヒートスプレッダー6」を補強するための補強部材をさらに備えている。
(I) Configuration of Lighting Device in the Present Embodiment The lighting device in the present embodiment further includes a reinforcing member for reinforcing the “
具体的には、図12は、本実施形態におけるバックライト装置(照明装置)1を備えた液晶表示装置(画像表示装置)10の構成を示す模式的な断面図である。図13は、本実施形態のヒートスプレッダー6の形状を示している。
Specifically, FIG. 12 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of a liquid crystal display device (image display device) 10 including the backlight device (illumination device) 1 in the present embodiment. FIG. 13 shows the shape of the
<補強部材>
本実施形態のバックライト装置1に用いられる補強部材18としては、構造的強度を有しているものであれば特に限定されない。また、本実施形態のバックライト装置1に用いられる補強部材18としては、例えば、アルミ合金、鋼板、ステンレスなどを好ましく用いうる。アルミ合金としては、A5052(引っ張り強さ195N/mm2、熱伝導率138W/m・K)、A6063(引っ張り強さ185N/mm2、熱伝導率209W/m・K)などの材料が挙げられる。鋼板としては、SECC(熱伝導率70W/m・K)などの材料が挙げられる。ステンレスとしては、SUS(熱伝導率15W/m・K)などの材料が挙げられる。
<Reinforcing member>
The reinforcing
本実施形態のバックライト装置1に用いられる補強部材18の形状は、長方形もしくは正方形の断面(図12に示す面)を有する四角柱形状などである。
The shape of the reinforcing
<他の実施例>
本実施形態におけるバックライト装置1の他の実施例として、補強部材18の形状を変更したものが挙げられる。具体的には、図14(a)・(b)及び図15を参照しながら具体的に説明する。
<Other embodiments>
As another example of the
図14(a)・(b)に示すように、補強部材18の形状をコの字型の断面(図14及び図15に示す面)を有する多角柱形状、または図15に示すように、補強部材18の形状をL字型の断面を有する多角柱形状とすることによって、長方形もしくは正方形の断面を有する四角柱形状と比べて、材料費が削減できるほか、コの字型、L字型などのように平板を折り曲げることによって機械的強度を高めることができる。
As shown in FIGS. 14A and 14B, the shape of the reinforcing
また、ヒートスプレッダー6の、縦方向(基板3やフレーム17の長手方向)への熱抵抗が、シャーシ5の同方向での熱抵抗より小さくなるような構成とすることによって、フレーム17の断面積が角柱のときと比較して小さくなり熱抵抗が高くなったとしても、ヒートスプレッダー6の縦方向での熱分布が均一になってからシャーシ5に熱が伝わる。そのため、シャーシ5のみのときと比較して、シャーシ5の縦方向での熱分布が均一化される。さらに、ヒートスプレッダー6の平面方向での熱抵抗がシャーシ5の平面方向での熱抵抗よりも小さくなるような構成とすることによって、ヒートスプレッダー6の平面方向で熱分布が均一になってからシャーシ5に熱が伝わることから、熱伝導及び放熱の性能を向上させることができるようになる。
Further, the
(II)本実施形態における照明装置の製造方法
本実施形態における照明装置の製造方法は、上述した実施形態1における照明装置の製造方法と比較して、「ヒートスプレッダー6」の後に「補強部材18」を接続すること以外は、上述した実施形態1における照明装置の製造方法と同様である。
(II) Manufacturing Method of Lighting Device in the Present Embodiment The manufacturing method of the lighting device in the present embodiment is the “reinforcing
〔その他の実施形態〕
なお、本実施形態の照明装置は、例えば、熱源となる複数の点状光源と、前記複数の点状光源が一列ないし複数の列状に実装された基板と、熱伝導体となるヒートスプレッダーと、放熱体となるシャーシを備える照明装置であって、前記照明装置は、前記複数の点状光源が鉛直方向に列状に配列されているサイド入光のエッジライト方式であって、前記複数の点状光源から前記シャーシまでが、前記基板および前記ヒートスプレッダーを介して熱伝導するように接触しており、前記ヒートスプレッダーは、前記シャーシと平行な面を備えており、その面を前記基板の長手方向の長さを2等分した上部を第1の面とし、下部を第2の面としたとき、前記第1の面の面積は、前記第2の面の面積よりも大きく、さらに前記シャーシと平行な面の横方向の長さにおいて、前記第1の面の最長部は前記第2の面の最長部よりも長いという構成であってもよい。
[Other Embodiments]
The lighting device of the present embodiment includes, for example, a plurality of point light sources serving as heat sources, a substrate on which the plurality of point light sources are mounted in one or a plurality of rows, and a heat spreader serving as a heat conductor. The lighting device includes a chassis serving as a radiator, wherein the lighting device is a side-entering edge light system in which the plurality of point light sources are arranged in a line in a vertical direction, The point light source and the chassis are in contact with each other so as to conduct heat through the substrate and the heat spreader, and the heat spreader includes a surface parallel to the chassis, and the surface is provided on the substrate. When the upper part of the length in the longitudinal direction is divided into two as the first surface and the lower part as the second surface, the area of the first surface is larger than the area of the second surface, Next to the plane parallel to the chassis In the length of the direction, the longest portion of the first surface may be configured as longer than the longest portion of the second surface.
また、本実施形態の照明装置は、例えば、熱源となる複数の点状光源と、前記複数の点状光源が一列ないし複数の列状に実装された基板と、熱伝導体となるヒートスプレッダーと、放熱体となるシャーシを備える照明装置であって、前記照明装置は、前記複数の点状光源が鉛直方向に列状に配列されているサイド入光のエッジライト方式であって、前記複数の点状光源から前記シャーシまでが、前記基板および前記ヒートスプレッダーを介して熱伝導するように接触しており、前記ヒートスプレッダーは、前記シャーシと垂直な面を備えており、その面を前記基板の長手方向の長さを2等分した上部を第1の面とし、下部を第2の面としたとき、前記第1の面の面積は、前記第2の面の面積よりも大きく、さらに前記シャーシと平行な面の横方向の長さにおいて、前記第1の面の最長部は前記第2の面の最長部よりも長いという構成であってもよい。 Further, the illumination device of the present embodiment includes, for example, a plurality of point light sources serving as heat sources, a substrate on which the plurality of point light sources are mounted in one or a plurality of rows, and a heat spreader serving as a heat conductor. The lighting device includes a chassis serving as a radiator, wherein the lighting device is a side-entering edge light system in which the plurality of point light sources are arranged in a line in a vertical direction, The point light source and the chassis are in contact with each other so as to conduct heat through the substrate and the heat spreader, and the heat spreader has a surface perpendicular to the chassis, and the surface is formed on the substrate. When the upper part of the length in the longitudinal direction is divided into two as the first surface and the lower part as the second surface, the area of the first surface is larger than the area of the second surface, Next to the plane parallel to the chassis In the length of the direction, the longest portion of the first surface may be configured as longer than the longest portion of the second surface.
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.
本発明は、携帯電話、ノートパソコン、テレビ等の液晶表示装置などに備えられる面発光バックライト装置、特に光源にLED等の点状光源を用いたサイドエッジ方式の大型バックライト装置に好適に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is suitably used for a surface emitting backlight device provided in a liquid crystal display device such as a mobile phone, a notebook personal computer, and a television, particularly a side edge type large backlight device using a point light source such as an LED as a light source. can do.
1 バックライト装置(照明装置)
2 点状光源(発光素子、光源)
3 基板
5 シャーシ(放熱部材)
6 ヒートスプレッダー(熱伝導性部材)
7 光源
10 液晶表示装置(画像表示装置)
11 熱伝導体
12 熱源
13 熱源
16 熱伝導板(板状部)
17 フレーム(光源保持部)
18 補強部材
21 反射シート
22 導光板(導光部材)
23 光学シート
24 液晶パネル
25 ベゼル(外枠)
1 Backlight device (lighting device)
2 Point light source (light emitting element, light source)
3
6 Heat spreader (thermally conductive member)
7
DESCRIPTION OF
17 frames (light source holder)
18 Reinforcing
23
Claims (7)
上記熱伝導性部材において、上記光入射面に対向する面を有する光源保持部、ならびに、上記光出射面に対向する面および上記放熱部材に対向する面を有する板状部が隣接して形成されており、
上記光源保持部において、上記光源が、上記光入射面に対向する面に、該光入射面へ向けて配置されており、
上記板状部の、上記放熱部材に対向する面が、該放熱部材の、上記導光部材に対向する面と接しており、
上記板状部において、該板状部の重心が、上記光入射面および上記光出射面の両方に平行な方向に沿って偏っていることを特徴とする照明装置。 A light source, a light guide member having a light incident surface and a light emitting surface perpendicular to the light incident surface, a heat dissipating member disposed on the back surface of the light guide member so as to face the light emitting surface, and A heat conductive member for transmitting heat generated by the light source to the heat radiating member;
In the heat conductive member, a light source holding portion having a surface facing the light incident surface, and a plate-like portion having a surface facing the light emitting surface and a surface facing the heat radiating member are formed adjacent to each other. And
In the light source holding part, the light source is disposed on a surface facing the light incident surface toward the light incident surface,
The surface of the plate-like portion facing the heat dissipation member is in contact with the surface of the heat dissipation member facing the light guide member,
In the above plate-like portion, the center of gravity of the plate-like portion is biased along a direction parallel to both the light incident surface and the light emitting surface.
上記補強部材の、上記光入射面に対向する面が、上記熱伝導性部材の、該光入射面に対向する面の背面と接しており、
上記補強部材の、上記放熱部材に対向する面が、該放熱部材の、上記導光部材に対向する面と接していることを特徴とする請求項2に記載の照明装置。 A reinforcing member for reinforcing the thermally conductive member,
The surface of the reinforcing member facing the light incident surface is in contact with the back surface of the surface of the thermally conductive member facing the light incident surface,
The lighting device according to claim 2, wherein a surface of the reinforcing member facing the heat radiating member is in contact with a surface of the heat radiating member facing the light guide member.
An image display device comprising the illumination device according to claim 1.
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