JP4646307B2 - 光源ユニット及び液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、発光素子であるＬＥＤチップを電極，配線を形成した支持基板に複数個実装した光源モジュールや光源ユニット等のモジュール構造、及びそれを適用した表示装置に関する。

光源ユニットは、液晶表示装置などで用いられてきたＣＣＦＬ（冷陰極管）に代わるもので、その特徴からＬＥＤチップを直線状に実装配置、形成した細長い形状をもつ。

チップを実装する場合、チップを搭載する電極や配線を形成するための支持基板が使用される。チップが発熱体であり、かつ発光素子である場合は、支持基板として放熱性に優れた金属板を用いる。また、発光素子を用いた表示装置では、光を一方向に取り出すため、通常支持基板の片面側へチップを搭載するモジュール構造になる。

表示装置において、表示部に用いるチップ（発光素子，駆動素子）が発熱体である場合、特許文献１に見られるように、構造上の制約条件等により発熱体から熱を移動させる冷却手段が必要になり、ヒートパイプなどを用いて放熱経路を形成している。

特開２００４−３７６８１号公報

上記特許文献１では、熱を効率的に移動する構成について記載されているが、発熱体を実装する基板の熱による変形については考慮されていない。

光源ユニットとしてＬＥＤを用いる場合、ＬＥＤチップを支持基板に実装することとなる。発熱体であるＬＥＤチップを片面実装すると、発生する熱により支持基板自身がそり変形を起こすという問題が生じる。光源ユニットの支持基板は薄板で細長い形状をとるため、実装時に熱膨張差に起因する構造上の歪，そり，ねじれなどを発生しやすいことも要因となる。そして、発生したそりを強制的に取り除こうとすれば、新たな歪を発生し、ユニットの信頼度を損なうことになる。

本発明は、このようなＬＥＤチップの支持基板の変形を抑制し、バックライトユニットの信頼性を向上することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、複数個のＬＥＤチップと、ＬＥＤチップを実装するための電極配線と、電極配線と絶縁膜を介して接続された支持基板とを有し、支持基板は中空断面形状を有することを特徴とする光源モジュールの構成をとる。ここで光源モジュールとは、ＬＥＤチップ電極配線を実装したモジュールの単位を表している。

また本発明では、複数個のＬＥＤチップと、ＬＥＤチップを実装するための電極配線と、電極配線と絶縁膜を介して接続された支持基板と、を有する光源モジュールと、光源モジュールを複数実装する筐体とを有し、支持基板は中空断面形状を有することを特徴とする光源ユニットの構成をとる。ここで、光源ユニットとは、上記の光源モジュールを複数実装した、或いは一体とした光源の単位を表している。

また、複数個のＬＥＤチップと、そのＬＥＤチップを実装するための電極配線と、電極配線と絶縁膜を介して接続され、一方面上に、複数の溝と、それらの各溝間に複数の平坦部とを有する筐体と、溝に固着され、中空断面形状を有し、作動液が封入されたパイプ状の管材と、を有する構成をとる。

本発明により、ＬＥＤチップを実装する支持基板の変形を抑制することができ、液晶表示装置等の光源の信頼性を高めることができる。

以下図面を用いて各実施例を説明する。

本発明の第１，第２の実施例を、図１〜図９を使って説明する。

図１は、表示装置１に用いた複数の光源モジュール２を筐体４に配置した構造を示す。複数のＬＥＤチップ１０（図中省略、後述の図２に記載）を搭載した複数個の光源モジュール２を表示装置１の中央線３を境に２ａ(２ａ−１，．．．．，２ａ−ｎ)，２ｂ（２ｂ−１，．．．．，２ｂ−ｎ）の２つに分離する形で平行に配置している。光源モジュール２は横方向に１つで形成しても良い。光源モジュール２の両側には、ＬＥＤチップ１０を駆動するための駆動源（図中省略）が接続されている。２分割構造は、構造や発生する温度分布の対称性を利用したもので、機能面も含めて組立，加工やコストの面で有利になる。光源モジュール２の表示装置１への取り付けは、筐体４に対して、Ｙ１−Ｙ１線断面でのＴ型補助板５、Ｙ２−Ｙ２線断面での筐体４の圧着づめ６を用いて行われる。図２は、細長い光源モジュール２の一部を、表示装置１の光取り出し方向から見た平面図を示す。支持基板７の上に絶縁層８（図中省略、後述の図３に記載）を介して電極配線９が形成され、ＬＥＤチップ１０が接続されている。破線１１で囲まれた４つのＬＥＤチップ１０
（１０−１，１０−２，１０−３，１０−４）は、光源モジュール２におけるチップ実装の基本単位をとる。ＬＥＤチップ１０は、電極配線９(９−１，９−２，９−３，９−４)により同一ＬＥＤチップをシリーズに接続した構成をとる。図３，図４は、各々図２のＡ−Ａ線，Ｂ−Ｂ線の断面図を示す。図３に示す支持基板７の外形は、平坦面１２（１２−１，１２−２）を有する細長の形状を有する。一方の平坦面１２−１には、熱伝導性に優れた絶縁層８を介して電極配線９のパターンが形成され、その上にＬＥＤチップ１０が接続されている。

本実施例では、絶縁層８を介してＬＥＤチップを支持基板７に実装し、この支持基板７の内部に、図４に示すように内面が矩形に近い中空断面形状１４を形成することを特徴とする。図４に示す中空断面形状１４は、ＬＥＤチップ１０の搭載面である平坦面１２−１以外は特に平坦である必要はなく、円形，楕円形や凹凸等の面をもつ場合もある。

このように、支持基板自体を中空形状とすることにより、ＬＥＤチップの発熱による基板の湾曲を防止することができる。

次に本発明の第２の実施例を説明する。

本実施例では上記した中空形状を利用し、図４に示すように、中空部１５に作動液１７を入れる構成をとる。この構成により、支持基板７の変形防止のみでなく、以下の課題を解決することができる。

ＬＥＤチップは発熱体であるため、熱伝導性，放熱性を向上させて接合部温度Ｔｊの上昇を抑制する必要がある。理由は、ＬＥＤチップの発光効率，寿命などが接合部温度Ｔｊにより影響を受け、温度Ｔｊが低いほど効率，寿命が向上するためである。効率向上に関しては、特に光源モジュールの輝度特性に対して電力、コスト面で有利になる。また、
ＣＣＦＬに代わる細長の光源ユニットの場合、実装上の特徴から発熱体であるチップ間、或いは複数の光源モジュール間で温度分布が発生しやすく、これを抑制，除去することである。理由は、前記したように温度分布の発生によりＬＥＤチップの効率特性が影響を受けて輝度特性が変化し、画質上重要な特性である輝度の均一化が劣化するためである。従って、複数のＬＥＤチップ、或いは光源モジュールが存在する場合、チップの特性ばらつきを低減する中で、チップの実装構造に起因する放熱条件を等しくして、温度分布の発生を抑制する必要がある。

作動液１７を使い、ＬＥＤチップ１０の発熱量を作動液１７に移動（伝導）させ、原理的にはヒートパイプ機能（蒸発，凝縮）を用いて支持基板７全体の温度を均一化することと同様の効果を得ることができる。同時に、ＬＥＤチップ１０の放熱性を向上させて接合部温度Ｔｊの上昇を抑制している。この場合、ＬＥＤチップ１０と作動液１７との間の距離１８は、矩形に近い断面の幅１９の２〜３倍の範囲内に配置している。作動液１７の領域にもよるが、これ以上大きくすると熱抵抗が増加し、効率的な熱移動（作動液１７を用いた放熱）が困難になるためである。図１に示した表示装置１が大面積を有し、内部に大面積の中空部を備えた支持基板の場合、重力作用により発熱体と作動液の距離が離れてしまうため、前記した理由から効率的な熱移動に限界が存在する。本実施例では、細長の支持基板７、或いは光源モジュール２を複数本並列に配置する構造にして、表示装置１の重力方向１６の大面積化に対する限界を取り除いている。また、細長の支持基板７が傾斜する場合に対しては、２分割など複数の分割をすることにより緩和している。

図５，図６は、各々図１に示すＹ１−Ｙ１線，Ｙ２−Ｙ２線の断面図を示す。光源モジュール２を熱伝導性シート２０を介して筐体４に取り付けている。接触部の空隙を取り除くことにより、接触熱抵抗を低減している。図５は、光源モジュール２の両端部において、Ｔ型補助板５を用いて筐体４の裏側から一定のピッチでねじ２１で締め付けている。図６は、光源モジュール２を筐体４に固定した後、光源モジュール２の中間部を筐体４の圧着づめ６を用いて両側から締め付け、必要な加圧力を維持している。いずれも、接触熱抵抗を低減し、かつこれを維持する構造を提供している。

図７は、図１の光源モジュール２を搭載した表示装置１の筐体４に対する温度分布
Ｔ（ｘ）をＸ−Ｘ断面方向について示す。但し、ｘ＝０は、筐体４の中央線３の位置を表す。本発明の特性２２（２２−１，２２−２）は、従来技術の特性２３に比べて、細長い光源モジュール２の長手方向に対して中央線３（ｘ＝０）での温度Ｔ（０）を低下させ、かつ温度分布Ｔ（ｘ）を抑制（２２−１）、又は取り除いている（２２−２）。

図８は、図１の光源モジュール２を搭載した表示装置１の筐体４に対する温度分布
Ｔ（ｙ）をＹ２−Ｙ２′断面方向について示す。但し、図１の筐体４は、光源モジュール２、又は支持基板７を図４に示す重力方向１６に沿って配置した場合である。

通常、Ｙ２−Ｙ２′断面が、図１の下側から上側、つまり２ｂ−ｎから２ｂ−１へいくに従い温度が上昇する分布となる。これは、バックライトユニット全体として、熱がパネルの上部へと流れていくためである。

図８のｙの範囲は、表示装置１に配置した光源モジュール２の下部端２ｂ―ｎから上部端２ｂ−１までの位置を表す。本発明の特性２４（２４−１，２４−２）は、従来技術の特性２５に比べて、重力（の働く）方向である上端部２ｂ−１から下端部２ｂ−ｎまでの範囲で温度Ｔを低下させ、かつ温度分布Ｔ（ｙ）を抑制（２４−１）、又は取り除いている（２４−２）。この場合、放熱，発熱条件の対称性から、２ａの場合も同様である。

また、本実施例の作動液１７としては、例えば水やアンモニア水等が挙げられる。

更に、ＬＥＤチップ１０の発熱量を効率的に移動させ、放熱するため、支持基板７には熱伝導性に優れたＣｕ，Ａｌ或いはＣｕ／Ａｌのクラッド材などの基材を用いている。支持基板７にＡｌ基材を用いる場合、絶縁層８に酸化アルミの絶縁膜（アルマイト処理膜）を１０μｍ程度形成し、ＬＥＤチップ１０からの放熱性を向上させている。更に発熱体であるＬＥＤチップ１０を作動液１７の近傍に配置する形で作動液１７を十分に封入して熱抵抗を低減している。

尚、支持基板７は図９に示すように、光源モジュール２を熱伝導性シート２６を介して筐体２７へ取り付ける構造とすることもできる。この光源モジュール２は、筐体２７の片面側に光源モジュール２をはめ込む構造２８を形成し、熱伝導性シート２６を介してはめ込んである。

本発明の第３の実施例を図１０，図１１を使って説明する。

図１０は、細長い光源モジュール２９の一部を光取り出し方向から見た平面図を示す。図１１は、図１０のＣ−Ｃ線での断面図を示す。

本実施例では、支持基板３０に搭載された発熱体であるＬＥＤチップ３１の搭載位置
（加熱部）を図１１に示す作動液３２の近傍（蒸発部）に配置（重力方向３３）させることにより、支持基板３０内部での効率的な熱移動を実現させ放熱部の凝縮領域面積を増加させる。等温条件を満足させる支持基板３０の断面長さ３４（重力方向３３）を大幅に増加して放熱性を向上させている。本発明の効果は、図７の特性２２−２の場合になる。温度分布Ｔ（ｘ）を取り除くと同時に、絶対温度Ｔも大幅に低減する。

本発明の第４の実施例を図１２，図１３を使って説明する。

図１２は、平坦面形状を備える筐体３５の内部に細長の中空部３６(図中、破線で示す)を複数個一体構造で形成した場合の平面図を示す。図１３は、図１２のＤ−Ｄ線での断面図を示す。

複数個の支持基板を一体化する構造において、ＬＥＤチップ３７を配置する中心位置
３８を、図１３に示す中空部３６の重力方向３９の端部４０にとっている。個別の支持基板を用いた場合に比べてＬＥＤチップ３７と作動液４１との間の熱伝導に寄与する面積が増加するため、ＬＥＤチップ３７から作動液４１への熱抵抗が低減している。また、実装面では、筐体３５が複数のＬＥＤチップ３７を搭載した中空部３６を備える（一つの支持基板に相当）ため、個別の光源モジュールの場合に用いた支持基板が存在しない。このため、ＬＥＤチップ３７からの放熱が支持基板でもある筐体３５から直接行われる。また、筐体３５と支持基板（本実施例では、筐体と一体化）との接触部（部材）が取り除かれ、接触及び伝導による熱抵抗も大幅に低減される。更に、複数の中空部３６を一体化する構造にしたことにより、重力方向３９に隣接する２つの中空部３６間の距離４２を小さくでき（例えば、筐体幅４３の２〜３倍）、筐体３５の重力方向３９の温度分布Ｔ（ｙ）も抑制される。

一方、複数個の等しい構造を有する中空部３６の構造は、一つの平坦面形状を備える基材でもある筐体３５の肉厚内部に型押し込み法で一体形成される。コスト，加工の面から、少なくとも二つの基材を組み合わせて、支持基板が有する中空断面形状を複数個一体で形成する場合もある。この場合、筐体３５を断面中央部４４、或いは端部４５で２分割して形成する。ＬＥＤチップ３７を搭載する基材と放熱系（放熱フィン一体形成、等）を形成する基材とに独立に分離でき、加工，処理方法等に有利な付加価値を付けている。特に、ＬＥＤチップ３７を搭載する基材の場合、絶縁層，電極配線を厚膜，薄膜などの一括形成プロセスを用いて形成し、低コスト化ができる。

本発明の第５の実施例を図１４，図１５を使って説明する。

図１４，図１５は、本発明のもう一つの実施例である。図１４は、平坦面を有する筐体４６の内部に形成した複数個の中空部４７の構造に対して、重力方向４９の中空断面形状の長さ４８（４８−１，４８−２，．．．．，４８−ｎ）を単調に減少させた場合の平面図を示す。図１５は、図１４のＥ−Ｅ線での断面図を示す。ＬＥＤチップ５０が発熱すると、筐体４６を介して放熱が行われる。筐体４６を重力方向４９に沿って配置する場合、自然空冷の状態では重力方向４９に熱流が発生して温度分布が発生する。そこで、重力方向４９に発生する温度分布を取り除くため、筐体４６に形成した中空部４７の中空断面形状の長さ４８を一定条件の基で増減させて制御（重力方向４９に温度分布を発生しないように）している。作動液５１が効率的に働く範囲内で、温度の高い領域の中空断面形状の長さ４８−１を低い領域に対し増加させて放熱性を向上させている。即ち、筐体４６の高温側では、ＬＥＤチップ５０の１チップ当たりの放熱面積を増加させて温度上昇を抑制
（平均温度に制御）している。中空断面形状の長さ４８に代わり、放熱フィン，放熱シートなどの条件により放熱系を制御する場合もある。

本発明の第６の実施例を図１６，図１７を使って説明する。

図１６はＬＥＤチップ５２を搭載した支持基板（又は筐体）５３内部の中空部表面にらせん状の溝５５を形成した場合の平面図を示す。図１７は、図１６のＦ−Ｆ線での断面図を示す。中空部５４の重力方向５６に位置する作動液５７が蒸発し凝縮した後、一定のピッチで形成された複数本のらせん状の溝５５が縦方向５８（重力方向５６）と横方向５９の２方向に同時に作用し、効率的な熱移動の働きを行っている。特に、作動液５７が存在する中空部５４の端部近傍領域に対しては、作動液５７の循環を効果的にするため、らせん状の溝５５を分断して横方向５９の直線的な溝を形成する場合もある。

本発明の第７の実施例を図１８−図２１を使って説明する。

図１８は、ＬＥＤチップ６０を搭載する平坦面を有し、かつ２つの基材を用いて内部に複数個の細長の中空部６１を一体で形成した筐体６２の平面図を示す。図１９は、図１８で２つの基材を張り合わせ面６７で一体化した筐体６２のＧ−Ｇ線での断面図を示す。図２０は、図１８のＨ−Ｈ線での断面図を示す。図２１は、図１９，図２０の張り合わせ面６７での平面図を示す。筐体６２は、ＬＥＤチップ６０を搭載した面６３とは反対側の面に、細長の中空部６１に対して直交する形で放熱用の溝６４（フィン構造）を一体で形成した構造を示す。

筐体６２の製造方法は、基材一体での型打ち抜きもあるが、加工を容易にする為、図
１９，図２０に示すように放熱用の溝６４を形成する基材６５と中空部６１を形成する基材６６とからなる個別の基材２枚を張り合わせ面６７で接合させて一体化している。加工処理構造から張り合わせ面６８，６９等を用いる場合もある。図２１に示す接合部７２は、張り合わせ面６７において中空部６１の近傍領域に形成される。基材にＡｌを用いる場合、接合部７２も含めた中空部６１を形成する部分にＣｕの層（Ｃｕ箔，Ｃｕ膜、又は
Ｃｕ薄板）を局部的に形成して作動液７０を閉じ込める場合もある。図１９に示す２つの基材６５，基材６６の接合部の信頼度を向上させるため、接合部７２近傍に他の金属の層（Ａｕ／Ｎｉ，Ａｇ等）を形成して接合する場合もある。中空部６１への作動液７０の封入は、両端部に設けた封入口部（穴部）７１から接合の後に行う。ＬＥＤチップ６０を筐体６２へ直接搭載し、かつ放熱用の溝６４を筐体６２の一部に形成することにより、放熱系を形成する部材（支持基板，熱伝導性シート，個別フィン）を取り除いている。これにより、中空部６１の作動液７０がもつ高効率な熱移動効果（筐体６２全体の均熱化）に加え、部材間の接触熱抵抗や伝導熱抵抗を低下している。更に、部材の減少により、コスト低減にも寄与している。

本発明の第８の実施例を図２２−図２８を使って説明する。

図２２は、ＬＥＤチップ７３を搭載した段差付の支持基板７４からなる光源モジュール７５の外観図を示す。図２３は、段差付の支持基板７４のＩ−Ｉ線での断面図を示す。内部に中空部７６が形成され、重力方向７７の端部に作動液７８を備える。図２４は、段差付の支持基板７４を形成するため、中空部７６の内面に複数個の平面支持突起７９を備えた途中基材８０の一つの実施例を示す。図２５は、途中基材８０の平面支持突起７９を用いて段差付の支持基板７４を形成した場合で、図２４の突起７９を含むＪ−Ｊ線での断面図を示す。図２６は、段差付の支持基板７４を用いた光源モジュール７５を筐体８１に組み込んだ場合の平面図を示す。図２７は、Ｋ−Ｋ線での断面図を示す。図２８は、図２６を重力方向７７から見た側面図を示す。

光源モジュール７５は、中空部７６，作動液７８を内部に備える支持基板７４の長手方向８３に折り目を２重に入れた構造で段差構造を形成し、そり変形を更に抑制する構造を実現している。ＬＥＤチップ７３を搭載した面８４は、段差によりＬＥＤチップ７３の搭載面８５と段差を形成する中間の面８６、及び残りの面８７の３面に分割される。同時に、ＬＥＤチップ７３を搭載した面８４と反対側の面８８も３面に分割される。段差を形成する中間の面８６は平坦面ではなく、両側の面８５，８７と共に連続する形で緩やかに変形した曲面で形成する場合もある。図２６では、光源モジュール７５を構成する支持基板７４を筐体８１に対して重力方向７７（縦方向）に整列する形で組み込むため、筐体８１に細長の挿入穴８８（８８−１，８８−２，８８−ｎ）を形成している。支持基板７４は、図２７に示すように組み込んだ後筐体８１に設けたつめ固定部８９で局部的に固定される。図２６の場合、複数個の支持基板７４が縦方向にのみ配置されているが、マトリックス状に形成するため横方向にも２分割，多分割する場合もある。

支持基板７４は筐体８１を境にして、筐体８１の内側面９０と外側面９１の２つに分割されて、密着固定される構造をとっている。この結果、ＬＥＤチップ７３での発熱は、中空部７６，作動液７８を内部に備える支持基板７４を介して、筐体８１の外側面９１へ直接放熱され、更に支持基板７４の外側面９１に占める面積の割合を増加させて放熱性を向上させている。特に、支持基板７４の外側面９１に放熱フィン構造を形成する場合もある。また、筐体８１の面積全体の中で重力方向７７の複数の支持基板７４に対して放熱面積を増減してバランス調整することにより、筐体８１の全面に対して温度分布Ｔを均一化させる場合もある。

一方、本実施例の光源モジュール７５は、その特徴から単体で放熱経路の全体系を形成するため、光源モジュール７５を固着する筐体８１に対して必ずしも放熱性を要求しない。この結果、部材間の熱伝導で発生する接触熱抵抗が存在せず、また密着させる加圧力も高く維持する必要がない。従って、部材間の放熱性を維持するための手段（熱伝導シート，グリースなどの使用）が不要になり、更に筐体８１の材質に対しても自由度が広がるメリットがある。また、光源モジュール７５自体は、構造上の特徴から単独で交換もできるため、歩留まりの向上やリペア容易な構造により、低コスト化に大きく寄与できる。

本実施例で用いる段差付の支持基板７４の製造方法を述べる。まず、円形断面の中空部をもつ基材を基に図２４に示す２つの平坦面を備えた矩形に近い断面形状に加工する。その後、中空部７６の内面に複数個の平面支持突起７９を形成し、これを途中基材８０とする。次に、この途中基材８０の複数個の平面支持突起７９を基に、途中基材８０の中空部７６が一定の形状（厚み）を維持する形で段差加工する。平面支持突起７９は、局所的に面部を有する凸部形状の場合もある。図２５は、段差加工後の平面支持突起７９を含む断面構造であり、中空部７６の内面に対向配置された平面支持突起７９により中空断面を形成する２つの平坦面を支持している。中空部７６の厚みを支持するための平面支持突起
７９は、対向する両側に設けず、片側を平坦面にする場合もある。また、平面支持突起
７９は、段差加工のためのみならず、中空部７６の厚みを全面で支持するため点在させて配置する場合もある。

本発明の第９の実施例を図２９−図３１を使って説明する。

図２９は、筐体９２の平坦面９３にヒートパイプ９４とＬＥＤチップ９５を分離して実装した平面図を示す。図３０は、図２９のＬ−Ｌ線での断面図を示す。図３１は、図２９のＭ−Ｍ線での断面図を示す。

図３０に示すように、中空部９６を有し、作動液９７を封入した細長の構造を備えるヒートパイプ９４は、図２９に示す筐体９２に形成した複数の細長の溝９８（９８−１，
９８−２，．．．．．．，９８−ｎ）に熱伝導性材質９９を介して密着、或いは固着され、接触熱抵抗を低減している。材質９９には、熱伝導性のシート，グリース、或いははんだなどの金属を用いる。

一方、ＬＥＤチップ９５は、前記した個別の支持基板に代わりに、筐体９２に一体で形成した複数の細長の溝９８の間に配置された平坦部９３上に、熱伝導性の良好な絶縁層
１００，電極配線１０１を順に形成し、その上に搭載，接続されている。

即ち、筐体９２は、一つの面に少なくとも複数の細長の平坦部９３と細長の溝９８構造とを備える構造であり、該平坦部９３には絶縁層１００，電極配線１０１を介して複数個のＬＥＤチップ９５を接続した光源モジュールを形成し、該溝９８の構造には長手方向に中空断面形状を有し作動液９７を封入したヒートパイプ（パイプ状の管材）を固着した構造を特徴とするモジュール構造を提供している。

ＬＥＤチップ９５の駆動回路（図２９では省略されている）は、筐体９２の両端部に位置する電極配線１０１と電気的に接続されている。絶縁層１００，電極配線１０１は、
ＬＥＤチップ９５を搭載したテープキャリア，リードフレーム構造等により一旦ライン状に形成後、筐体９２に搭載，接続させる間接搭載方式をとっている。この場合、ＬＥＤチップ９５の実装品を筐体９２に搭載する前に特性検査を行い歩留まりを向上させている。また、筐体９２に対して、絶縁層１００，電極配線１０１を厚膜プロセス、或いは薄膜プロセスで一括形成後、ＬＥＤチップ９５を搭載，接続する場合もある。この場合は、実装プロセスの一体化，簡略化等により、低コスト化を実現する。更に、絶縁層１００は、筐体９２をアルミ基材で形成する場合、アルマイト処理膜を用いて一体形成される場合もある。この時は、めっき，エッチング工程により電極配線１０１を形成し、ＬＥＤチップ
９５を実装する。

筐体９２のＬＥＤチップ９５を搭載した面と反対側の面には、重力方向１０４にフィン溝１０３を形成した放熱フィン１０２が配置されている。フィン溝１０３は、ヒートパイプ９４を埋め込んだ複数本の細長の溝９８とほぼ直交するように形成され、筐体９２全体の強度増加と変形防止の効果を得ている。

即ち、筐体９２は、前記一つの面の反対側にもう一つの面を備える構造であり、前記複数の細長の溝９８の構造にほぼ直交するように別の細長の溝であるフィン溝１０３を形成した構造を特徴とするモジュール構造を提供している。本実施例では、重力方向１０４に対し直交する方向に一本のヒートパイプ９４で形成しているが、２本以上でコスト，実装、及び性能面から効果的に形成してもよい。特に、筐体９２が重力方向１０４の面内で回転して傾いた場合、ヒートパイプ９４の傾斜で発生（移動）する作動液９７の分布が影響を受けにくいという効果がある。

ヒートパイプ９４に関して円形断面構造を用いているが、重力方向１０４に引き伸ばした矩形型、或いは扁平型のヒートパイプ構造にする場合もある。この場合は、筐体９２に対して複数の細長の溝９８を薄く形成できるため、筐体９２の薄型化，軽量化を容易に実現する。また、ヒートパイプ９４の間に実装したＬＥＤチップ９５を一列のみ配置する形をとっているが、複数列配置して効果的な放熱構造を得る場合もある。

本発明は、発熱体である発光素子を搭載したモジュール構造の光源モジュール、及びこれを複数個用いた表示装置に関し、特に液晶表示装置などで用いられてきたＣＣＦＬ（冷陰極管）に代わるＬＥＤバックライトの実装方法に関するものである。

本発明の一実施例であり、筐体４に複数の光源モジュール２を配置した構造を示す平面図である。 図１の光源モジュール２の一部を示す平面図である。 図２のＡ−Ａ線での断面図である。 図２のＢ−Ｂ線での断面図である。 図１のＹ１−Ｙ１線での断面図である。 図１のＹ２−Ｙ２線での断面図である。 図１におけるＸ−Ｘ線での断面方向ｘに対する筐体４の温度分布Ｔ（ｘ）を示す特性図である。 図１におけるＹ２−Ｙ２線での断面方向ｙに対する筐体４の温度分布Ｔ(ｙ)を示す特性図である。 本発明のもう一つの実施例であり、筐体２７に光源モジュール２を取り付けた場合の断面図である。 本発明のもう一つの実施例であり、光源モジュール２９の平面図である。 図１０のＣ−Ｃ線での断面図である。 本発明のもう一つの実施例であり、筐体３５の内部に細長の中空部３６を複数個一体で形成した場合の平面図である。 図１２のＤ−Ｄ線での断面図である。 本発明のもう一つの実施例であり、筐体４６の内部に中空断面形状の長さ４８を変化させて形成した場合の平面図である。 図１４のＥ−Ｅ線での断面図である。 本発明のもう一つの実施例であり、支持基板（又は筐体）５３の中空部表面にらせん状の溝５５を形成した場合の平面図である。 図１６のＦ−Ｆ線での断面図である。 本発明のもう一つの実施例であり、ＬＥＤチップ６０を搭載し、かつ内部に複数の中空部６１を２つの基材で一体形成した筐体６２の平面図である。 ２つの基材を張り合わせ面６７で一体化した図１８に示す筐体６２のＧ−Ｇ線での断面図である。 図１８のＨ−Ｈ線での断面図を示す。 図１９，図２０の張り合わせ面６７での平面図である。 本発明のもう一つの実施例であり、ＬＥＤチップ７３を搭載した段差付の支持基板７４からなる光源モジュール７５の外観図である。 図２２のＩ−Ｉ線での断面図である。 段差付の支持基板７４を形成するための途中基材８０の一部を示す外観図である。 図２４のＪ−Ｊ線での断面図である。 図２２の段差付の支持基板７４を用いた光源モジュール７５を筐体８１に組み込んだ場合の平面図である。 図２６のＫ−Ｋ線での断面図である。 図２６を重力方向８２から見た側面図である。 筐体９２の平坦面９３にヒートパイプ９４とＬＥＤチップ９５を分離して実装した場合の平面図を示す。 図２９のＬ−Ｌ線での断面図である。 図２９のＭ−Ｍ線での断面図である。

符号の説明

１…表示装置、２，２９，７５…光源モジュール、３…中央線、４，２７，３５，４６，６２，８１，９２…筐体、７，３０，５３…支持基板、８,１００…絶縁層、９,１０１…電極配線、１０，３１，３７，５０，５２，６０，７３，９５…ＬＥＤチップ、１２…平坦面、１３，８３…長手方向、１４…中空断面形状、１５，３６，４７，５４，６１，
７６…中空部、１６，３３，３９，４９，５６，７７，８２，１０４…重力方向、１７，３２，４１，５１，５７，７０，７８，９７…作動液、２０，２６…熱伝導性シート、
５５…らせん状の溝、６４…放熱用の溝、６７…張り合わせ面、７２…接合部、７４…段差付の支持基板、７９…平面支持突起、８０…途中基材、９４…ヒートパイプ、９９…熱伝導性材質、１０２…放熱フィン。

Claims (4)

1. 複数個のＬＥＤチップと、
   前記ＬＥＤチップを実装するための電極配線と、
   重力方向に沿って配置され、前記電極配線と絶縁膜を介して接続された筐体と、
   を有し、
   前記筐体の断面は矩形であり、
   前記筐体自体の内部に複数の中空部が形成され、
   前記筐体は前記電極配線との接続面において平坦部を有し、
   前記複数の中空部は、一部が作動液で満たされ、
   前記筐体は、熱伝導性のＣｕ，Ａｌ又はＣｕおよびＡｌのクラッド材で構成され、
   前記複数の中空部は、前記重力方向に並んで配列され、
   前記重力方向の上側に位置する前記中空部は、前記重力方向の下側に位置する前記中空部よりも、前記重力方向の中空断面形状が長いことを特徴とする光源ユニット。
2. 前記複数の中空部には複数の溝が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。
3. 前記筐体の前記ＬＥＤチップを実装しない側の面に、複数の溝を形成したことを特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。
4. 一対のガラス基板と、
   前記ガラス基板間に配置する液晶層と、
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光源ユニットと、
   を有する液晶表示装置。

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