JP5234138B2

JP5234138B2 - 放熱板

Info

Publication number: JP5234138B2
Application number: JP2011103378A
Authority: JP
Inventors: 均中塚
Original assignee: Funai Electric Co Ltd
Current assignee: Funai Electric Co Ltd
Priority date: 2011-05-06
Filing date: 2011-05-06
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2031-05-06
Also published as: US20120281167A1; JP2012234078A

Description

本発明は熱放射性に優れた放熱板に関し、特にＬＥＤなどの放熱に好ましく使用される放熱板に関する。

従来より、発熱量が大きいＣＰＵ、ＩＣその他の電子部品の放熱には、通常、図７に示すように、複数のフィン１００ａを一定の相互間隔をあけて基部１００ｂから立設した構造の放熱部材（ヒートシンク）１００が使用されている。この放熱部材１００は電子部品１０１の天面に放熱テープ１０２などを用いて接着され、電子部品１０１から放熱部材１００のフィン１００ａへ伝導してくる熱を、機器の筐体内部の冷却ファン（不図示）からフィン１００ａに送られる風（空気の対流）によって放熱させるものである。

一方、少なくとも断面の辺が傾斜している断面形状（例えば、三角形、台形、円弧、矩形、多角形、円形、楕円、流線型、正弦波形）の突起を、左右交互に蛇行又はジグザグさせて規則的に配列した冷却フィンが知られている（特許文献１）。

また、一方の面に発熱素子が熱的に接続される熱拡散板と、この熱拡散板の他の面に接続される、頭部の放熱面積が脚部の放熱面積よりも大きいＹ字型の放熱フィンとを備えたヒートシンクも知られている（特許文献２）。

特開２００６−１００２９３号公報特開２００６−２１０６１１号公報

しかしながら、図７に示す放熱部材１００は、冷却ファンでフィン１００ａに風を送って空気を対流させると効率良く放熱できるが、空気の対流がなくて主にフィン１００ａからの放射熱によって放熱を行う場合には、各フィン１００ａの放熱面が相対向しているため、各フィン１００ａの放熱面から出た放射熱が隣りのフィン１００ａの放熱面で反射され、放射熱がフィン１００ａの相互間に滞留して効率良く放熱できないという問題があった。

しかも、複数のフィン１００ａを立設した放熱部材１００は嵩が高いため、昨今の薄型で狭額縁の液晶テレビ等に組み込まれるエッジライト型の液晶モジュールにおいて、その光源であるＬＥＤの放熱を行う放熱部材として使用し難いという問題があった。かと言って、フィンのない板状の嵩が低い放熱部材を用いる場合は、その放熱面積が小さいため、ＬＥＤから多量に発生する熱を効率良く放熱できないという問題があった。

一方、前記特許文献１の冷却フィンのように、断面の辺が傾斜している断面形状の突起を左右交互に蛇行又はジグザグさせて規則的に配列したものは、放熱面積が大きいため放熱効率は向上するが、突起の斜面からの放射熱が隣接する突起によって反射されたり遮断されたりして十分放射されないため、熱放射による放熱作用が満足に発揮されないという問題があった。

また、前記特許文献２のヒートシンクのように、熱拡散板の片面に、頭部の放熱面積が脚部の放熱面積よりも大きいＹ字型の放熱フィンを複数設けたものも、放熱面積が大きいため放熱効率は向上するが、やはり熱放射による放熱作用が満足に発揮されず、嵩も高いので、液晶モジュールのＬＥＤの放熱を行う放熱部材として使用し難いという問題があった。

本発明は上記事情の下になされたもので、その解決しようとする課題は、放熱面積が大きく、空気の対流がなくても熱放射による優れた放熱作用を発揮でき、嵩が低いため液晶モジュール等におけるＬＥＤの放熱に好ましく使用される放熱板を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係る液晶モジュールの光源用放熱板は、二等辺三角
形の断面形状を有する複数の凸部を隣接させて片面に形成し、各凸部の傾斜面を熱放射面
とした液晶モジュールの光源用放熱板であって、各凸部の頂角θを９０°以上に設定し、
液晶モジュールの光源が取り付けられる金属製の取付部材からなる前記放熱板に前記複数
の凸部が一体的に形成されている。

本発明の液晶モジュールの光源用放熱板における前記凸部は、互いに平行な複数の凸条
であるか、又は、縦横に隣接する正四角錐形の突起であることが好ましい。
また、凸部が互いに平行な複数の凸条である構成において、好ましくは、取付部材から
なる放熱板には複数の光源が間隔を隔てて所定方向に沿って配列され、複数の凸条の各々
は、所定方向に沿って延びるとともに、放熱板の所定方向に対して垂直方向の断面が二等
辺三角形状を有するように形成されている。

本発明の放熱板のように、二等辺三角形の断面形状を有する複数の凸部を隣接させて片面に形成し、各凸部の傾斜面を熱放射面としたものは、板状の放熱板に比べて放熱面積が大きくなり、しかも、本発明の放熱板のように各凸部の頂角θを９０°以上に設定したものは、各凸部の傾斜した熱放射面から垂直に放射される放射熱が、隣接する凸部の傾斜した熱放射面に当たって反射されたり遮断されたりすることがないため、空気の対流がなくても熱放射による優れた放熱作用を発揮することができる。また、各凸部の頂角θが９０°以上であると、各凸部の高さがそれほど高くならず、放熱板の嵩が従来のフィンを立設した放熱部材よりも低くなるため、薄型で狭額縁の液晶テレビ等に組み込まれるエッジライト型の液晶モジュールにおいて、その光源であるＬＥＤの放熱を行う放熱板として好適に使用できるようになる。

凸部の形状は二等辺三角形の断面形状を有するものであればよいが、その中でも、凸条は隙間をあけないで互いに平行に容易に形成できる利点があり、また、正四角錐形の突起は隙間をあけないで縦横に隣接させて容易に形成できる利点があるので好ましい。

本発明の一実施形態に係る放熱板を前方斜め上から見た部分斜視図である。同放熱板を後方斜め上から見た部分斜視図である。同放熱板の拡大断面図である。本発明の他の実施形態に係る放熱板を示す部分斜視図である。本発明の更に他の実施形態に係る放熱板を装備した液晶モジュールの正面図である。図５のＡ−Ａ線に沿った拡大部分断面図である。従来の放熱部材の説明図である。

以下、図面に基づいて本発明の放熱板を詳細に説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る放熱板を前方斜め上から見た部分斜視図、図２は同放熱板を後方斜め上から見た部分斜視図、図３は同放熱板の拡大断面図であって、この実施形態はＬＥＤバー１の配線基板２を放熱板Ｐ１として利用したものである。

このＬＥＤバー１は、図１に示すように、良好な熱伝導性を有するアルミニウムコアを用いた矩形の配線基板２の前面（配線を形成した面）に、点光源として複数のＬＥＤ３を一定間隔をあけて一列に配列して実装したものである。放熱板Ｐ１となる配線基板２の後面には、図２，図３に示すように、二等辺三角形の断面形状を有する凸部として、配線基板２の長さ方向に延びる複数の凸条４が配線基板２の全長に亘って互いに隣接して平行に形成されており、各凸条４の傾斜面４ａ，４ａは、ＬＥＤ３から配線基板２に伝導した熱を放射する熱放射面となっている。

各凸条４の頂角θは、９０°以上、１８０°未満に設定する必要があり、このように頂角θを設定すると、各凸条４の傾斜面４ａ、４ａから垂直に放射される放射熱が、隣接する凸部４の傾斜面４ａに当たって反射されたり遮断されたりすることがなくなるので、熱放射による放熱作用が向上する。また、頂角θが大きくなって１８０°に近づくほど、放熱板Ｐ１（配線基板２）の後面が平坦面に近くなって放熱面積が減少し、逆に、頂角θが９０°に近づくほど、放熱板Ｐ１の後面の起伏が大きくなって放熱面積が増加するので、この実施形態では、各凸条４の頂角θを９０°に設定することにより、その放熱面積を平坦面の場合のルート（√）２倍として放熱作用を一層向上させている。また、頂角θが９０°以上であれば、凸条４の高さがそれほど高くならず、従来のフィンを立設した放熱部材１００よりも放熱板Ｐ１（配線基板２）の嵩が低くなるので、液晶モジュールのバックライトユニットへの組み込みも容易である。

上記のように配線基板２を放熱板Ｐ１に加工したＬＥＤバー１は、液晶テレビなどの液晶モジュールにおいて、そのエッジライト型バックライトユニットの導光板の端面に沿って組み込まれ、ＬＥＤ３から導光板に入射した光で導光板を面発光させて使用される。このとき、ＬＥＤ３から出る多量の熱は、配線基板２の熱伝導性の良好なアルミニウムコアに速やかに伝導し、配線基板２の後面に形成された各凸条４の傾斜面４ａ，４ａから放射されるが、前述したように、各凸条４の傾斜面４ａ，４ａから垂直に放射される放射熱は、隣接する凸部４の傾斜面４ａに当たって反射されたり遮断されたりすることがなく、放熱面積が大きいことと相俟って、優れた放熱作用が発揮され、空気の対流がなくても効率良く放熱して、ＬＥＤ３の過熱による劣化や輝度の低下を防止することができる。

図４は本発明の他の実施形態を示す部分斜視図である。この実施形態も、ＬＥＤバー１の配線基板２を放熱板Ｐ２として利用するものであるが、この放熱板Ｐ２（配線基板２）の後面には、二等辺三角形の断面形状を有する凸部として、頂角θを９０°以上、１８０°未満とした正四角錐形の突起５が互いに隣接して縦横に配列して形成されている。その他の構成は、前記実施形態の放熱板Ｐ１と同様であるので、説明を省略する。

このような放熱板Ｐ２も、各突起５の傾斜面５ａから垂直に放射される放射熱が、隣接する突起５の傾斜面５ａに当たって反射されたり遮断されたりすることがなく、放熱面積も大きいので、熱放射による優れた放熱作用を発揮し、空気の対流がなくても効率良く放熱してＬＥＤの過熱を防止することができる。

なお、この実施形態では、二等辺三角形の断面形状を有する凸部として、上記の正四角錐形の突起５を形成しているが、これに限定されるものではなく、例えば正六角錐形の突起を互いに隣接させてジグザグに配列して形成してもよい。

また、上述した放熱板Ｐ１，Ｐ２において熱放射性を更に向上させるために、放熱板Ｐ１，Ｐ２の後面にアルマイト処理を施したり、熱放射性に優れた塗膜やコーティング層を形成してもよい。

図５は本発明の更に他の実施形態に係る放熱板を装備した液晶モジュールの正面図、図６は図５のＡ−Ａ線に沿った拡大部分断面図である。

この液晶モジュールは、金属製のリアフレーム６の上に光反射シート７と導光板８と光学シート９を設け、ＬＥＤ３を配線基板２に一列に配列して実装したＬＥＤバー１を導光板８の端面沿いに配置して、放熱シート１０でＬＥＤバー１をリアフレーム６の側板６ａに接着固定すると共に、モールドフレーム１１で導光板８の端縁部を抑え、モールドフレーム１１の上に液晶パネル１２を載置して周縁部をベゼル１３で囲んだ概略構造を有するものであり、リアフレーム６の上記側板６ａを放熱板Ｐ３として使用し、この放熱板Ｐ３（側板６ａ）の外側面に、二等辺三角形の断面形状を有する凸部として、頂角θを９０°以上、１８０°未満とした複数の前記凸条４を互いに隣接させて平行に形成して、各凸条４の傾斜面を熱放射面としたものである。

このように液晶モジュールのリアフレーム６の側板６ａを放熱板Ｐ３としたものは、ＬＥＤバー１のＬＥＤ３で発生した熱が配線基板２、放熱シート１０を通じて放熱板Ｐ３（側板６ａ）まで伝導し、空気の対流がなくても、放熱板Ｐ３の各凸条４の傾斜面から前述したように効率良く放熱されるので、ＬＥＤ３の過熱による劣化や輝度の低下を防止することができる。

なお、凸条４に代えて前記突起５を縦横に隣接させて形成してもよいし、必要に応じて放熱板Ｐ３の外側面に熱放射性を更に高める塗膜やコーティング層を形成してもよいことは言うまでもない。

１ＬＥＤバー
２配線基板
３ＬＥＤ
４凸条
４ａ凸条の傾斜面（熱放射面）
５突起
５ａ突起の傾斜面（熱放射面）
６リアフレーム
６ａリアフレームの側板
８導光板
１２液晶パネル
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３放熱板

Claims

二等辺三角形の断面形状を有する複数の凸部を隣接させて片面に形成し、各凸部の傾斜
面を熱放射面とした液晶モジュールの光源用放熱板であって、
各凸部の頂角θを９０°以上に設定し、
液晶モジュールの光源が取り付けられる金属製の取付部材からなる前記放熱板に前記複
数の凸部が一体的に形成されている、液晶モジュールの光源用放熱板。
前記凸部が互いに平行な複数の凸条である、請求項１に記載の液晶モジュールの光源用
放熱板。
前記凸部が縦横に隣接する正四角錐形の突起である、請求項１に記載の液晶モジュール
の光源用放熱板。
前記取付部材からなる前記放熱板には複数の前記光源が間隔を隔てて所定方向に沿って
配列され、
前記複数の凸条の各々は、前記所定方向に沿って延びるとともに、前記放熱板の前記所
定方向に対して垂直方向の断面が二等辺三角形状を有するように形成されている、請求項
２に記載の液晶モジュールの光源用放熱板。