WO2010100786A1 - 光源装置および液晶表示装置 - Google Patents

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WO2010100786A1
WO2010100786A1 PCT/JP2009/068167 JP2009068167W WO2010100786A1 WO 2010100786 A1 WO2010100786 A1 WO 2010100786A1 JP 2009068167 W JP2009068167 W JP 2009068167W WO 2010100786 A1 WO2010100786 A1 WO 2010100786A1
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light source
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led
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賢司 高瀬
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シャープ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a light source device having a light emitting diode (hereinafter also referred to as LED) and a liquid crystal display device including the light source device.
  • a light source device having a light emitting diode (hereinafter also referred to as LED) and a liquid crystal display device including the light source device.
  • Patent Document 1 an LED that uses a LED as a light source device for illuminating a liquid crystal panel and dissipates the heat is disclosed in, for example, Patent Document 1.
  • Patent Document 1 at least a heat radiating plate, a heat pipe, a heat sink, and a cooling fan are disposed below the LED. The heat generated in the LED is conducted to the heat sink through the heat radiating plate and the heat pipe and radiated there, and further, the air is blown between the fins of the heat sink by the cooling fan, thereby promoting the heat radiation.
  • Patent Document 1 By releasing the heat generated in the LED to the outside, it is possible to suppress the temperature rise of the LED and suppress the decrease in the luminous efficiency of the LED.
  • the configuration of Patent Document 1 has a large number of parts constituting the LED heat dissipation mechanism, and these components are arranged below the LED, that is, in the thickness direction of the device. As a result, the light source device becomes thicker, heavier, and more expensive.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and its purpose is to realize heat dissipation of the LED without providing a conventional heat dissipation mechanism below the LED.
  • An object of the present invention is to provide a light source device capable of achieving a reduction in thickness, weight and cost while suppressing a decrease in light emission efficiency of an LED, and a liquid crystal display device including the light source device.
  • the light source device of the present invention includes a substrate on which a light emitting diode is mounted on the surface, and a housing that holds the substrate, and a drive circuit for driving the light emitting diode is mounted on the back surface of the substrate.
  • An opening corresponding to the size of the light emitting diode is formed at the bottom of the housing, and the substrate is formed from the outside of the housing with the light emitting diode fitted into the opening. It is fixed to the bottom of the housing.
  • the board is fixed to the bottom of the housing from the outside with the LED fitted in the opening of the bottom of the housing, the surface excluding the drive circuit mounting portion on the back surface of the substrate is Contact with the open air.
  • the heat generated by the LEDs is radiated to the outside air through the substrate. Therefore, heat radiation of the LED can be realized without providing a conventional heat radiation mechanism (heat radiation plate, heat pipe, heat sink, cooling fan) composed of many parts below the LED.
  • the light source device can be reduced in thickness, weight, and cost can be reduced while suppressing the temperature inside the housing from becoming high and lowering the light emission efficiency of the LED.
  • the light source device of the present invention may further include a heat conductive sheet that conducts heat of the light emitting diode, and the substrate may be fixed to the bottom of the housing via the heat conductive sheet.
  • the heat of the LED is conducted in the sheet laying direction (lateral direction perpendicular to the thickness direction of the sheet) by the heat conductive sheet and dissipated through the substrate. It is possible to achieve soaking in the horizontal direction (temperature unevenness can be reduced). Therefore, an increase in peak temperature in the vicinity of the LED can be reduced, and the effect of suppressing a decrease in light emission efficiency of the LED can be enhanced.
  • the light source device of the present invention further includes a reflection sheet that reflects incident light, and the reflection sheet has a hole formed at a position corresponding to the light emitting part of the light emitting diode, and has a region excluding the light emitting part. You may form in the surface on the opposite side to the fixed side of the said board
  • the gap around the LED and the surface other than the light emitting part of the LED are also covered with the reflection sheet, so that the LED light emitted from the light emitting part and passing through the hole of the reflection sheet is reflected inside the housing and Even when the light returns to the vicinity, the light can be prevented from being absorbed by the gaps around the LED and the surface other than the light emitting portion of the LED. As a result, it is possible to realize a light source device that has no light absorption loss and has high light utilization efficiency.
  • the outer surfaces of the four side surfaces constituting the outer frame perpendicular to the bottom of the casing may be rough surfaces with irregularities.
  • the surface area of the four side surfaces is increased as compared with the case where the outer surfaces of the four side surface portions are flat surfaces. Thereby, the heat dissipation in four side parts can be improved, and the fall of the luminous efficiency of LED can further be suppressed.
  • a paint having an emissivity of 0.9 or more and 1.0 or less may be applied to the outer surfaces of the four side surfaces constituting the outer frame perpendicular to the bottom of the casing.
  • the coating of high emissivity is applied to the outer surfaces of the four side surfaces, so that the amount of far-infrared radiation from the outer surface increases and the surface temperature decreases. Thereby, the temperature rise inside a housing
  • casing can further be suppressed and the fall of the luminous efficiency of LED can further be suppressed.
  • the bottom portion of the casing and the four side surfaces constituting the outer frame perpendicular to the bottom portion may be formed of an aluminum alloy.
  • the aluminum alloy has a higher thermal conductivity (for example, than iron), the heat of the LED is easily transmitted to the bottom and side portions of the housing, and the heat dissipation effect of the housing is enhanced. Thereby, the effect which can suppress the fall of the luminous efficiency of LED (compared with the case where a housing
  • the light emitting diodes may be staggered on the surface of the substrate.
  • the pitch of each LED in the 45 ° oblique direction is long with respect to the two directions, so the luminance between the LEDs in the 45 ° oblique direction is high. And the uniformity of the luminance distribution is reduced.
  • the distance between the LEDs in the oblique 45-degree direction is shortened as compared with the case of the regular arrangement, so that a decrease in luminance between the LEDs in the direction is reduced. Therefore, the uniformity of the luminance distribution can be improved.
  • the formation pitch of the openings at the bottom of the casing is equal to the arrangement pitch of the light emitting diodes mounted on the substrate surface.
  • the substrate can be securely fixed to the bottom of the casing in a state where the plurality of LEDs are securely fitted in the individual openings.
  • the drive circuit is mounted at a position corresponding to between the adjacent light emitting diodes on the back surface of the substrate.
  • a liquid crystal display device includes the above-described light source device according to the present invention and a liquid crystal panel illuminated by the light source device.
  • the conventional heat dissipating mechanism composed of a number of components is installed in the LED.
  • the heat of the LED can be released to the outside without being provided below.
  • the light source device can be reduced in thickness, weight, and cost while suppressing a decrease in light emission efficiency of the LED.
  • (A) is a plan view showing a schematic configuration of a backlight device as a light source device according to an embodiment of the present invention
  • (b) is a cross-sectional view taken along line AA ′ of (a). It is. It is sectional drawing which shows the schematic structure of the liquid crystal display device provided with the said backlight apparatus. It is sectional drawing which decomposes
  • (A) is a plan view showing a schematic configuration of a backlight device according to another embodiment of the present invention, and (b) is a cross-sectional view taken along line B-B ′ of (a).
  • FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a backlight device according to still another embodiment of the present invention
  • (b) is a sectional view taken along the line CC ′ in (a).
  • (C) is sectional drawing which expands and shows the broken-line part in (b).
  • (A) is a plan view showing a schematic configuration of a backlight device according to still another embodiment of the present invention, and (b) is a cross-sectional view taken along line DD ′ in (a). .
  • (A) is a top view which shows the schematic structure of the backlight apparatus based on further another embodiment of this invention
  • (b) is EE 'arrow sectional drawing of (a). . It is explanatory drawing which shows typically a mode that it thermally radiates from the side part of the said backlight apparatus.
  • (A) is a plan view showing a schematic configuration of a backlight device according to still another embodiment of the present invention, and (b) is a cross-sectional view taken along line FF ′ in (a). . It is a top view of the backlight sheet metal of the said backlight apparatus.
  • (A) is a top view which shows the schematic structure of the backlight apparatus based on further another embodiment of this invention,
  • (b) is GG 'arrow sectional drawing of (a).
  • (A) is explanatory drawing which shows the luminance distribution in case LED is a regular array
  • (b) is explanatory drawing which shows the luminance distribution in case LED is a staggered arrangement
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the liquid crystal display device of the present embodiment.
  • the liquid crystal display device includes a liquid crystal panel 1 and a backlight device 2.
  • the liquid crystal panel 1 is a display element that displays an image by modulating illumination light from the backlight device 2 for each pixel in accordance with image data, and includes two transparent substrates 11 and 12 and these two transparent substrates. And a liquid crystal layer 13 sandwiched between 11 and 12.
  • switching elements for example, TFT; Thin Film Transistor
  • various wirings for example, scanning lines, signal lines, and the like are formed.
  • polarizing plates (not shown) are respectively arranged on the outer sides of the two transparent substrates 11 and 12 (on the side opposite to the liquid crystal layer 13).
  • the backlight device 2 is a light source device for illuminating the liquid crystal panel 1 and is disposed immediately below the liquid crystal panel 1.
  • FIG. 1A is a plan view showing a schematic configuration of the backlight device 2
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line A-A 'in FIG.
  • FIG. 3 is an exploded cross-sectional view of the backlight device 2.
  • the backlight device 2 includes a substrate 21 and a housing 31.
  • the substrate 21 is a hard substrate based on, for example, a glass epoxy material or a CEM material (Composite Epoxy Material). Moreover, the board
  • substrate 21 is also a double-sided board or a multilayer board
  • the LED 22 is mounted on the front surface of the substrate 21, while the drive circuit 23 is mounted on the back surface of the substrate 21. That is, the substrate 21 is a common substrate on which both the LED 22 and the drive circuit 23 are mounted.
  • the LED 22 is a light source that emits light from the light emitting unit 22a.
  • the LED 22 has a so-called top view shape that emits light in the front direction (the liquid crystal panel 1 direction) with respect to the mounting surface (the surface of the substrate 21). It has become.
  • the LEDs 22 are two-dimensionally arranged on the surface of the substrate 21, but in particular, are arranged in a matrix-like regular array. That is, the LEDs 22 are arranged on the surface of the substrate 21 so that adjacent rows and columns have the same pitch.
  • the drive circuit 23 is an IC component for driving the LED 22, and is mounted on the back surface of the substrate 21 at a position corresponding to between the adjacent LEDs 22 and 22.
  • the housing 31 holds the substrate 21 and is composed of a bottom portion 32, four side surface portions 33, and a diffusion plate 34.
  • An opening 32 a corresponding to the size of the LED 22 is formed in the bottom 32.
  • the formation pitch of the openings 32 a is equal to the arrangement pitch of the LEDs 22 mounted on the surface of the substrate 21.
  • the substrate 21 is fixed in contact with the bottom 32 from the outside of the housing 31 with the LED 22 fitted in the opening 32a.
  • a copper foil pattern is not formed or only a ground pattern is formed in an area in contact with the bottom 32 on the surface of the substrate 21.
  • substrate 21 are connected through a through hole.
  • a reflection sheet 35 that reflects incident light is provided on the surface of the bottom 32 (the surface opposite to the side in contact with the substrate 21). Even if the light emitted from the LED 22 and reflected inside the casing 31 travels in the direction of the bottom 32 by the reflection sheet 35, the light is reflected by the reflection sheet 35 on the surface of the bottom 32. Can be prevented from entering the bottom portion 32 and absorbed there, and the light utilization efficiency can be improved.
  • the reflection sheet 35 has an opening 35 a at a position corresponding to the opening 32 a of the bottom 32. Thereby, the light emitted from the LED 22 travels forward (on the diffusion plate 34 side) through the opening 35 a, and thus the above-described light travel is not hindered by the reflection sheet 35.
  • the size of the opening 35 a of the reflection sheet 35 is the same as the size of the opening 32 a of the bottom 32.
  • the four side surfaces 33 are erected vertically on the outer peripheral portion of the bottom portion 32, and the outer surface of the casing 31 is configured by these four side surfaces 33.
  • the bottom part 32 and the side part 33 are integrated, and these can be collectively called a backlight metal plate (backlight chassis).
  • the backlight sheet metal is made of, for example, an iron material having a thickness of about 0.5 to 2 mm.
  • the diffusion plate 34 is fixed to the four side portions 33 so as to face the bottom portion 32. As a result, the diffusion plate 34 is located closest to the liquid crystal panel 1 side in the backlight device 2.
  • the diffusing plate 34 is an optical sheet (optical member) that diffuses and makes light emitted from the LEDs 22 uniform and supplies it to the liquid crystal panel 1 as illumination light. Due to the diffusion plate 34, the luminance distribution of the backlight device 2 becomes uniform, and a surface light source (backlight device 2) in which the lamp images of the individual LEDs 22 are not visible is realized. Note that various optical sheets may be stacked on the diffusion plate 34 to further uniform the luminance distribution.
  • the bottom 32 of the housing 31 is subjected to square hole processing corresponding to the arrangement pitch of the LEDs 22 to form an opening 32 a serving as a relief hole for the LEDs 22.
  • the reflective sheet 35 bonded to the surface of the bottom portion 32 is also subjected to square hole processing corresponding to the arrangement pitch of the LEDs 22 to form an opening 35 a serving as a relief hole for the LEDs 22.
  • the reflection sheet 35 is bonded to the bottom 32 so that the positions of the opening 32a and the opening 35a coincide.
  • the opening 32a and the opening 35a may be formed at the same time by pasting the reflective sheet 35 on the bottom 32 first and subjecting them to a square hole processing at the same time.
  • the diffusion plate 34 is bonded to the side surface portion 33 so as to face the bottom portion 32, and the substrate 21 is bonded to the bottom portion 32 from the outside of the housing 31. Thereby, the substrate 21 is held by the housing 31 in a state where the LEDs 22 are fitted in the opening 32 a of the bottom 32.
  • the LED 22 becomes high temperature when it emits light, and the temperature of the LED 22 rises as the current flowing through the LED 22 increases.
  • the luminous efficiency (lm / W) of the LED 22 decreases as the temperature increases.
  • the LED chip which becomes the light emission source of the LED 22 causes aging degradation due to heat. Therefore, it is necessary to design the heat dissipation so that the LED 22 is not as hot as possible.
  • the substrate 21 is fixed to the bottom portion 32 from the outside of the housing 31 in a state where the LED 22 is fitted in the opening portion 32a of the bottom portion 32.
  • the surface excluding the mounting portion of the drive circuit 23 on the back surface of 21 is in contact with outside air.
  • the heat generated by the LED 22 is radiated to the outside air (distributed outside) through the substrate 21. Therefore, the temperature inside the backlight device 2 is unlikely to be high, and it is possible to suppress a decrease in the light emission efficiency of the LED 22 and aged deterioration due to the heat of the LED chip, regardless of the color and light intensity emitted by the LED 22.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a backlight device 2 'of a comparative example.
  • the drive circuit 23 is mounted on a substrate 24 different from the substrate 21, and the substrate 24 is fixed to the bottom portion 32 via the support column 25 from the outside of the housing 31.
  • the substrate 21 is disposed inside the housing 31 and is fixed to the bottom 32 via a heat conductive sheet 36.
  • FIG. 5 is a graph showing the light emission characteristics of the LED 22 in the backlight device 2 of the present embodiment and the backlight device 2 ′ of the comparative example.
  • the backlight device 2 of the present embodiment it can be seen that a decrease in the light emission efficiency of the LED 22 accompanying an increase in the LED current is suppressed as compared with the backlight device 2 ′ of the comparative example. From this, it can be said that the backlight device 2 of the present embodiment has a structure in which the heat of the LED 22 is not easily trapped inside the housing 31.
  • the backlight device 2 'of the comparative example it is sealed so that dust and dust do not enter, and heat is likely to be trapped. Therefore, it is considered that the light emission efficiency is lowered.
  • the heat generated from the LED 22 is transmitted to the back surface through the substrate 21 and directly radiated to the outside, so that the conventional structure composed of many components is used.
  • Heat radiation of the LED 22 can be realized without providing such a heat radiation mechanism (heat radiation plate, heat pipe, heat sink, cooling fan) below the LED 22.
  • the backlight device 2 can be reduced in thickness, weight, and cost at the same time while suppressing the light emission efficiency of the LED 22 from decreasing as described above. Therefore, by combining the backlight device 2 of the present embodiment with the liquid crystal panel 1, a thin, lightweight and inexpensive liquid crystal display device can be easily realized.
  • the drive circuit 23 of the LED 22 is mounted on the common substrate 21 with the LED 22, the substrate 24 dedicated to mounting the drive circuit 23, as in the comparative example, and the substrate 24 for fixing the substrate 24 to the housing 31. There is no need to provide the support column 25 separately.
  • the LED 22 fits into the opening 32 a of the bottom 32 of the casing 31, and therefore, in calculating the thickness of the backlight device 2, the height of the LED 22 from the substrate 21 is equal to or greater than the thickness of the bottom 32. In some cases, the thickness of the bottom 32 can be ignored, and if the height of the LED 22 is less than the thickness of the bottom 32, the height of the LED 22 can be ignored.
  • the backlight device 2 of the present embodiment it is not necessary to provide a conventional heat dissipation mechanism below the LEDs 22, and it is not necessary to provide the substrate 24 and the support column 25 as in the comparative example.
  • the backlight device 2 since the thickness of the bottom 32 or the height of the LED 22 can be ignored in the calculation of the thickness of the backlight device 2, it can be said that the backlight device 2 can be remarkably reduced in thickness.
  • the backlight device 2 can be further reduced in weight and cost.
  • the opening 32 a at the bottom 32 of the housing 31 the effect of reducing the weight is enhanced.
  • the decrease in the light emission efficiency of the LED 22 can be suppressed without providing the heat conductive sheet 36, it is possible to further enhance the effects of reducing the thickness, weight, and cost.
  • a method of reducing the thickness of the backlight device 2 by reducing the distance between the LED 22 and the optical sheet (for example, the diffusion plate 34) can be considered.
  • the lamp image of the LED 22 can be seen on the surface of the backlight device 2, and the uniformity of the luminance distribution as a surface light source is lost. That is, since the LED 22 has directivity and the light intensity varies depending on the light emission angle, if the above distance is too small, the LED 22 is bright (high light intensity) immediately above, but the area between the LEDs 22 and 22 is dark. Therefore, in order to ensure the uniformity of the luminance distribution of the backlight device 2, it is necessary to separate the LED 22 and the optical sheet from each other with a certain distance (cannot be narrowed below the above distance).
  • the lower portion of the LED 22 can be thinned while ensuring the distance between the LED 22 and the optical sheet, so that the uniformity of the luminance distribution of the backlight device 2 is ensured.
  • the entire backlight device 2 can be reduced in thickness.
  • the pitch of the openings 32a of the bottom 32 of the housing 31 is equal to the arrangement pitch of the LEDs 22 mounted on the surface of the substrate 21, so that the substrate 21 is moved from the outside of the housing 31 to the bottom 32.
  • the plurality of LEDs 22 are securely fitted in the individual openings 32a. That is, the substrate 21 can be reliably fixed to the bottom portion 32 in a state where the plurality of LEDs 22 are securely fitted in the individual openings 32a.
  • the drive circuit 23 is mounted on the back surface of the substrate 21 at a position corresponding to between the adjacent LEDs 22 and 22, the back surface of the substrate 21 located directly below the LED 22 is exposed. Touch the open air. Thereby, heat dissipation efficiency can be raised and the fall of the light emission efficiency of LED22 can be suppressed reliably.
  • FIG. 6A is a plan view showing a schematic configuration of the backlight device 2 of the present embodiment
  • FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line BB ′ in FIG. 6A.
  • the diffusion plate 34 of the housing 31 is not shown for convenience.
  • the backlight device 2 of the present embodiment further includes a heat conductive sheet 36 in addition to the configuration of the first embodiment.
  • the heat conductive sheet 36 is a heat radiating member that conducts heat of the LED 22, and is disposed between the bottom 32 of the housing 31 and the substrate 21.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing the temperature distribution on the surface of the substrate 21 on which the LEDs 22 are mounted.
  • the arrangement pitch of the LEDs 22 is wide, when the heat conductive sheet 36 is not provided, heat is not easily transmitted between the adjacent LEDs 22 and 22, and as shown by the broken line graph, temperature unevenness on the surface of the substrate 21 is likely to occur.
  • the heat conductive sheet 36 when the heat conductive sheet 36 is provided as in the present embodiment, the heat of the LED 22 is conducted by the heat conductive sheet 36 in the sheet laying direction (lateral direction perpendicular to the sheet thickness direction). That is, the heat in the vicinity of the mounting portion of the LED 22 that is a high temperature portion is dispersed to a portion where the LED 22 does not exist. Thereby, the heat dissipation near the mounting part of LED22 can be improved, and as shown with the solid line graph, the peak temperature rise near LED22 can be reduced and the temperature nonuniformity of the surface of the board
  • FIG. 8A is a plan view showing a schematic configuration of the backlight device 2 of the present embodiment
  • FIG. 8B is a sectional view taken along the line CC ′ in FIG. 8A
  • FIG.8 (c) is sectional drawing which expands and shows the broken-line part in FIG.8 (b).
  • the diffusion plate 34 of the housing 31 is not shown for convenience.
  • the backlight device 2 of the present embodiment has the hole 35b formed at a position corresponding to the light emitting portion 22a of the LED 22 in the configuration of the second embodiment, except for the light emitting portion 22a.
  • the bottom surface 32 of the housing 31 is formed on the surface opposite to the fixed side of the substrate 21 so as to cover the entire region. That is, the shape of the hole 35b of the reflection sheet 35 is the same as the shape of the light emitting portion 22a of the LED 22, and the size of the hole 35b is smaller than the opening 35a of the reflection sheet 35 in the second embodiment.
  • the reflection sheet 35 is formed so as to cover the entire area except the light emitting portion 22a of the LED 22, the gap S around the LED 22 and the surface 22b other than the light emitting portion 22a of the LED 22 are also covered with the reflection sheet 35.
  • the light can be prevented from being absorbed by the gap S and the surface 22b.
  • the backlight device 2 having no light absorption loss and high light utilization efficiency. Therefore, the luminance can be improved when the power consumption is constant, and the power consumption can be reduced when the luminance is constant.
  • FIG. 9A is a plan view showing a schematic configuration of the backlight device 2 of the present embodiment
  • FIG. 9B is a cross-sectional view taken along the line DD ′ in FIG. 9A.
  • the diffusion plate 34 of the housing 31 is not shown for convenience.
  • the backlight device 2 of the present embodiment is configured such that, in the configuration of the third embodiment, the outer surface of the four side surfaces 33 of the casing 31 is roughened, and the outer surface is a rough surface 33a. is there.
  • rough surface processing means the process which gives an unevenness
  • a rough surface processing method for example, (sand) blast processing, etching processing, cutting processing, and the like can be considered, and any processing method may be used.
  • the rough surface 33a may be a surface (a surface in which irregularities are alternately formed) formed with a plurality of grooves along one direction, or may be a satin or embossed surface.
  • the surface area of the outer surfaces increases compared to when the outer surfaces are flat surfaces without irregularities.
  • the heat dissipation in the four side surface parts 33 can be improved, and the temperature rise in the housing
  • the surface roughness is as fine as possible in order to increase the surface area.
  • Embodiment 5 The following will describe still another embodiment of the present invention with reference to the drawings. For convenience of explanation below, the same members as those in Embodiments 1 to 4 are given the same member numbers, and explanations thereof are omitted.
  • FIG. 11A is a plan view showing a schematic configuration of the backlight device 2 of the present embodiment
  • FIG. 11B is a cross-sectional view taken along line EE ′ of FIG. 11A.
  • the diffusion plate 34 of the housing 31 is not shown.
  • the backlight device 2 of the present embodiment has a configuration in which a paint 37 having a high emissivity is applied to the outer surfaces (rough surfaces 33a) of the four side surface portions 33 of the housing 31 in the configuration of the fourth embodiment. ing.
  • the emissivity refers to the ratio of the ideal total radiant energy based on a black body and the energy radiated by the object. If the emissivity is 0.9 or more and 1.0 or less, the emissivity Can be said to be expensive.
  • the paint 37 is formed by, for example, resin-based paint containing carbon, filler, or the like based on acrylic resin or epoxy resin. More specifically, the paint 37 is made of a metal such as carbon (emissivity 0.8) or graphite (emissivity 0.93), nickel oxide (NiO; emissivity 0.9), silicon dioxide (SiO 2 ; It is formed by blending a metal compound such as emissivity 0.83) and tantalum carbide (emissivity 0.81) into the resin. Thereby, the paint 37 having a high emissivity (with an emissivity within the above range) can be realized.
  • the paint 37 having a high emissivity is applied to the outer surfaces of the four side surface portions 33, the amount of far-infrared radiation from the outer surfaces increases, and the surface temperature thereof decreases. (Radiation cooling increases as the emissivity increases.)
  • the heat dissipation at the four side surface portions 33 can be further enhanced, and the temperature rise in the housing 31 can be further suppressed. . Therefore, a decrease in the light emission efficiency of the LED 22 can be further suppressed and the luminance can be further improved (or the power consumption can be further reduced) as compared with the configuration of the fourth embodiment.
  • a temperature increase inside the housing 31 can be easily suppressed, and a decrease in the light emission efficiency of the LED 22 can be easily suppressed. be able to.
  • FIG. 13A is a plan view showing a schematic configuration of the backlight device 2 of the present embodiment
  • FIG. 13B is a cross-sectional view taken along the line FF ′ in FIG. .
  • the diffusion plate 34 of the housing 31 is not shown for convenience.
  • FIG. 14 is a plan view of the backlight sheet metal (the bottom 32 and the four side portions 33).
  • the backlight device 2 of the present embodiment has a configuration in which the backlight sheet metal is formed of an aluminum alloy in the configuration of the fifth embodiment.
  • the backlight sheet metal made of an aluminum alloy is also referred to as a bottom portion 32 (Al) and a side surface portion 33 (Al).
  • Aluminum alloy has higher thermal conductivity than iron (iron: 4 W / mK, aluminum alloy: 236 W / mK). For this reason, it becomes easy to transmit the heat
  • the specific gravity of the aluminum alloy is about 1/3 of the specific gravity of iron (iron: 7.85, aluminum alloy: 2.7). Therefore, the backlight device 2 can be further reduced in weight compared to the case where the bottom portion 32 and the side surface portion 33 are formed of iron.
  • FIG. 15A is a plan view showing a schematic configuration of the backlight device 2 of the present embodiment
  • FIG. 15B is a cross-sectional view taken along the line GG ′ in FIG. .
  • the diffusion plate 34 of the housing 31 is not shown for convenience.
  • the backlight device 2 of the present embodiment has a configuration in which the LEDs 22 are staggered on the surface of the substrate 21 in the configuration of the sixth embodiment.
  • the staggered arrangement refers to an arrangement form in which the LEDs 22 are arranged in a row direction or a column direction in adjacent rows or columns of the LEDs 22.
  • FIG. 16A is an explanatory diagram showing the luminance distribution on the PP ′ plane and the QQ ′ plane when the LEDs 22 are in a regular arrangement
  • FIG. 16B is a staggered arrangement of the LEDs 22
  • 6 is an explanatory diagram showing luminance distributions on the PP ′ plane and the QQ ′ plane in the case of FIG.
  • the pitch of each LED 22 in the 45 ° oblique direction is long with respect to the above two directions. The luminance between 22 is lowered, and the uniformity of the luminance distribution is lowered.
  • the distance between the LEDs 22 and 22 in the oblique 45-degree direction is shortened compared to the regular arrangement, and the luminance reduction between the LEDs 22 and 22 in the above direction is reduced. Therefore, the uniformity of the luminance distribution can be improved. This can be easily understood from the fact that the amplitude of the luminance distribution curve on the Q-Q ′ plane in FIG. 16B is reduced as compared with the case of FIG.
  • the LEDs 22 are arranged in a staggered arrangement, it is not necessary to stack various optical sheets on the diffusion plate 34 when the luminance distribution is made uniform. That is, by arranging the LEDs 22 in a staggered arrangement, the luminance distribution can be easily made uniform, so that the number of optical sheets can be reduced, and further reduction in thickness and cost can be achieved.
  • the light source device of the present invention can be used as, for example, a direct backlight of a liquid crystal display device.

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Abstract

　バックライト装置（２）において、ＬＥＤ（２２）を搭載した基板（２１）は、ＬＥＤ（２２）が筐体（３１）の底部（３２）の開口部（３２ａ）に嵌った状態で、筐体（３１）の外側から底部（３２）に固定されている。これにより、基板（２１）の裏面における駆動回路（２３）の搭載部位を除く面は外気と接するので、ＬＥＤ（２２）が発した熱は、基板（２１）を介して外気放熱される。よって、多くの部品で構成される従来のような放熱機構（放熱プレート、ヒートパイプ、ヒートシンク、冷却ファン）をＬＥＤ（２２）の下方に設けることなく、ＬＥＤ（２２）の放熱を実現することができ、ＬＥＤ（２２）の発光効率の低下を抑制しながら、バックライト装置（２）の薄型化、軽量化およびコストダウンを図る。

Description

光源装置および液晶表示装置
　本発明は、発光ダイオード（以下、ＬＥＤとも称する）を有する光源装置と、その光源装置を備えた液晶表示装置とに関するものである。
　従来、液晶パネルを照明する光源装置としてＬＥＤを用いるとともにその放熱を図るものが、例えば特許文献１に開示されている。この特許文献１では、ＬＥＤの下方に、放熱プレート、ヒートパイプ、ヒートシンク、冷却ファンを少なくとも配置している。そして、ＬＥＤで発生した熱を、放熱プレートおよびヒートパイプを介してヒートシンクに伝導してそこで放熱させ、さらに冷却ファンでヒートシンクの各フィンの間に送風することで、上記放熱を促進させている。
特開２００６－５８４８６号公報（図１、図２、図６等参照）
　ＬＥＤで発生した熱を外部に放出することにより、ＬＥＤの温度上昇を抑制してＬＥＤの発光効率の低下を抑制することができる。このようなＬＥＤの放熱を実現するにあたり、特許文献１の構成では、ＬＥＤの放熱機構を構成する部品点数が多く、しかも、これらの構成部品がＬＥＤの下方、すなわち装置の厚さ方向に配置されるため、光源装置が厚くなる、重くなる、コストが上昇するという問題が生ずる。
　本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、従来のような放熱機構をＬＥＤの下方に設けることなく、ＬＥＤの放熱を実現することができ、これによって、ＬＥＤの発光効率の低下を抑制しながら、薄型化、軽量化およびコストダウンを図ることができる光源装置と、その光源装置を備えた液晶表示装置とを提供することにある。
　本発明の光源装置は、表面に発光ダイオードが搭載された基板と、前記基板を保持する筐体とを備え、前記基板の裏面には、前記発光ダイオードを駆動するための駆動回路が搭載されており、前記筐体の底部には、前記発光ダイオードの大きさに応じた開口部が形成されており、前記基板は、前記発光ダイオードが前記開口部に嵌った状態で、前記筐体の外側から前記筐体の底部に固定されていることを特徴としている。
　上記の構成によれば、筐体底部の開口部にＬＥＤが嵌った状態で、基板が筐体底部にその外側から固定されているので、基板の裏面における駆動回路の搭載部位を除く面は、外気と接する。これにより、ＬＥＤが発した熱は、基板を介して外気放熱される。したがって、多くの部品で構成される従来のような放熱機構（放熱プレート、ヒートパイプ、ヒートシンク、冷却ファン）をＬＥＤの下方に設けることなく、ＬＥＤの放熱を実現することができる。その結果、筐体内部の温度が高温になってＬＥＤの発光効率が低下するのを抑制しながら、光源装置の薄型化、軽量化およびコストダウンを図ることができる。
　本発明の光源装置は、前記発光ダイオードの熱を伝導する熱伝導シートをさらに備え、前記基板は、前記熱伝導シートを介して前記筐体の底部に固定されていてもよい。
　この構成では、ＬＥＤの熱が熱伝導シートによってシートの敷設方向（シートの厚さ方向に垂直な横方向）に伝導され、基板を介して放熱されるので、ＬＥＤ付近の放熱性を高めて、横方向の均熱化を図ることができる（温度ムラを低減することができる）。したがって、ＬＥＤ付近のピーク温度の上昇を低減することができ、ＬＥＤの発光効率低下の抑制効果を高めることができる。
　本発明の光源装置は、入射光を反射させる反射シートをさらに備え、前記反射シートは、前記発光ダイオードの発光部に対応する位置に形成される孔部を有し、前記発光部を除く領域を全て覆うように、前記筐体の底部における前記基板の固定側とは反対側の表面に形成されていてもよい。
　この場合、ＬＥＤ周辺の隙間やＬＥＤの発光部以外の面も上記の反射シートで覆われるので、発光部から発せられて反射シートの孔部を通過したＬＥＤ光が筐体内部で反射してＬＥＤ付近に戻ってきても、その光がＬＥＤ周辺の隙間やＬＥＤの発光部以外の面で吸収されるのを防ぐことができる。その結果、上記のような光吸収ロスの無い、光利用効率の高い光源装置を実現することができる。
　本発明の光源装置において、前記筐体の底部と垂直な外枠を構成する４つの側面部の外表面は、凹凸がついた粗面であってもよい。
　この構成では、４つの側面部の外表面が凹凸のない平面である場合に比べて、その表面積が増大する。これにより、４つの側面部での放熱性を高めて、ＬＥＤの発光効率の低下をさらに抑制することができる。
　本発明の光源装置において、前記筐体の底部と垂直な外枠を構成する４つの側面部の外表面に、放射率が０．９以上１．０以下の塗料が塗布されていてもよい。
　放射率の高い塗料が４つの側面部の外表面に塗布されていることにより、外表面からの遠赤外線の輻射量が増大し、その表面温度が下がる。これにより、筐体内部の温度上昇をさらに抑制することができ、ＬＥＤの発光効率の低下をさらに抑制することができる。
　本発明の光源装置において、前記筐体の底部、および該底部に垂直な外枠を構成する４つの側面部は、アルミニウム合金で形成されていてもよい。
　アルミニウム合金は（例えば鉄よりも）熱伝導率が高いため、ＬＥＤの熱が筐体の底部および側面部に伝達されやすくなり、筐体の放熱効果が高まる。これにより、（筐体底部および側面部を例えば鉄で形成する場合に比べて）ＬＥＤの発光効率の低下を抑制できる効果が高まる。また、アルミニウム合金は（例えば鉄よりも）比重が小さいので、（筐体底部および側面部を例えば鉄で形成する場合に比べて）光源装置をより軽量化することができる。
　本発明の光源装置において、前記発光ダイオードは、前記基板表面に千鳥配置されていてもよい。
　例えば互いに垂直な２方向に同一ピッチで配置されるマトリクス状の正規配列では、上記２方向に対して斜め４５度方向における各ＬＥＤのピッチが長いため、斜め４５度方向における各ＬＥＤ間の輝度が低下し、輝度分布の均一性が低下する。しかし、ＬＥＤを千鳥配置にすることで、正規配列の場合よりも、斜め４５度方向における各ＬＥＤ間の距離が短縮されるので、上記方向における各ＬＥＤ間の輝度低下が少なくなる。したがって、輝度分布の均一性を向上させることができる。
　本発明の光源装置において、前記筐体の底部の開口部の形成ピッチは、前記基板表面に搭載された前記発光ダイオードの配列ピッチに等しいことが望ましい。
　この構成では、複数のＬＥＤを個々の開口部に確実に嵌めた状態で、基板を筐体底部に確実に固定することができる。
　本発明の光源装置において、前記駆動回路は、前記基板裏面において、隣り合う前記発光ダイオードの間に対応する位置に搭載されていることが望ましい。
　この構成では、ＬＥＤの真下に位置する基板の裏面が露出し、外気に接するため、外気放熱の効率を上げることができる。これにより、ＬＥＤの発光効率の低下を確実に抑制することができる。
　本発明の液晶表示装置は、上述した本発明の光源装置と、前記光源装置によって照明される液晶パネルとを備えていることを特徴としている。
　上述した本発明の光源装置を用いることにより、薄型、軽量で安価な液晶表示装置を容易に実現することができる。
　本発明によれば、筐体底部の開口部にＬＥＤが嵌った状態で、基板が筐体底部にその外側から固定されているので、多くの部品で構成される従来のような放熱機構をＬＥＤの下方に設けることなく、ＬＥＤの熱を外部に放出できる。その結果、ＬＥＤの発光効率の低下を抑制しながら、光源装置の薄型化、軽量化およびコストダウンを図ることができる。
（ａ）は、本発明の実施の一形態に係る光源装置としてのバックライト装置の概略の構成を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ－Ａ’線矢視断面図である。 上記バックライト装置を備えた液晶表示装置の概略の構成を示す断面図である。 上記バックライト装置を分解して示す断面図である。 比較例に係るバックライト装置の断面図である。 ＬＥＤの発光特性を示すグラフである。 （ａ）は、本発明の他の実施の形態に係るバックライト装置の概略の構成を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ－Ｂ’線矢視断面図である。 ＬＥＤが搭載される基板表面の温度分布を示す説明図である。 （ａ）は、本発明のさらに他の実施の形態に係るバックライト装置の概略の構成を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＣ－Ｃ’線矢視断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）における破線部を拡大して示す断面図である。 （ａ）は、本発明のさらに他の実施の形態に係るバックライト装置の概略の構成を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＤ－Ｄ’線矢視断面図である。 上記バックライト装置の側面部から放熱される様子を模式的に示す説明図である。 （ａ）は、本発明のさらに他の実施の形態に係るバックライト装置の概略の構成を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＥ－Ｅ’線矢視断面図である。 上記バックライト装置の側面部から放熱される様子を模式的に示す説明図である。 （ａ）は、本発明のさらに他の実施の形態に係るバックライト装置の概略の構成を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＦ－Ｆ’線矢視断面図である。 上記バックライト装置のバックライト板金の平面図である。 （ａ）は、本発明のさらに他の実施の形態に係るバックライト装置の概略の構成を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＧ－Ｇ’線矢視断面図である。 （ａ）は、ＬＥＤが正規配列の場合の輝度分布を示す説明図であり、（ｂ）は、ＬＥＤが千鳥配置の場合の輝度分布を示す説明図である。
　〔実施の形態１〕
　本発明の実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば以下の通りである。
　図２は、本実施形態の液晶表示装置の概略の構成を示す断面図である。この液晶表示装置は、液晶パネル１と、バックライト装置２とを備えている。
　液晶パネル１は、バックライト装置２からの照明光を画像データに応じて各画素ごとに変調することにより画像を表示する表示素子であり、２つの透明基板１１・１２と、これら２つの透明基板１１・１２で挟持される液晶層１３とを有して構成されている。一方の透明基板１１には、各画素をＯＮ／ＯＦＦするためのスイッチング素子（例えばＴＦＴ；Thin　Film　Transistor）や、各種の配線（走査線、信号線）等が形成されている。他方の透明基板１２には、カラーフィルタや対向電極等が形成されている。また、２つの透明基板１１・１２の外側（液晶層１３とは反対側）には、図示しない偏光板がそれぞれ配置されている。
　バックライト装置２は、液晶パネル１を照明するための光源装置であり、液晶パネル１の直下に配置されている。ここで、図１（ａ）は、バックライト装置２の概略の構成を示す平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ－Ａ’線矢視断面図である。なお、図１（ａ）では、便宜上、後述する筐体３１の拡散板３４の図示を省略している。また、図３は、バックライト装置２を分解して示す断面図である。バックライト装置２は、基板２１と、筐体３１とを有している。
　基板２１は、例えばガラスエポキシ材やＣＥＭ材（Composite　Epoxy　Material）をベースとした硬質基板である。また、基板２１は、その表面および裏面の銅箔パターンがスルーホールを介して導通した両面基板または多層基板でもある。基板２１の表面にはＬＥＤ２２が搭載されている一方、基板２１の裏面には駆動回路２３が搭載されている。すなわち、基板２１は、ＬＥＤ２２と駆動回路２３の両者が実装される共通の基板となっている。
　ＬＥＤ２２は、発光部２２ａから光を出射する光源であり、本実施形態では、実装面（基板２１の表面）に対して正面方向（液晶パネル１方向）に光を出射する、いわゆるトップビュー形状となっている。また、本実施形態では、ＬＥＤ２２は、基板２１の表面に２次元的に配置されているが、特に、マトリクス状の正規配列で配置されている。つまり、ＬＥＤ２２は、隣り合う行同士および列同士で同一ピッチとなるように基板２１の表面に配置されている。駆動回路２３は、ＬＥＤ２２を駆動するためのＩＣ部品であり、基板２１の裏面において、隣り合うＬＥＤ２２・２２の間に対応する位置に搭載されている。
　筐体３１は、基板２１を保持するものであり、底部３２と、４つの側面部３３と、拡散板３４とで構成されている。底部３２には、ＬＥＤ２２の大きさに応じた開口部３２ａが形成されている。この開口部３２ａの形成ピッチは、基板２１の表面に搭載されたＬＥＤ２２の配列ピッチに等しくなっている。上記の基板２１は、ＬＥＤ２２が開口部３２ａに嵌った状態で、筐体３１の外側から底部３２に接触して固定されている。
　なお、基板２１の表面において底部３２と接触するエリアには、銅箔パターンは形成されていないか、接地パターンのみが形成されているものとする。そして、ＬＥＤ２２が実装される部分の銅箔パターンと基板２１の裏面もしくは内層の銅箔パターンとがスルーホールを介して接続される。これにより、ＬＥＤ２２の導通を確保できるとともに、基板２１を底部３２に接触させたときの電気的なショートを防止することができる。
　また、底部３２の表面（基板２１との接触側とは反対側の面）には、入射光を反射させる反射シート３５が設けられている。この反射シート３５により、ＬＥＤ２２から出射されて筐体３１の内部で反射した光が底部３２の方向に進行しても、その光は底部３２の表面の反射シート３５で反射されるので、上記光が底部３２に入射してそこで吸収されるのを回避することができ、光の利用効率を向上させることができる。
　また、反射シート３５には、底部３２の開口部３２ａに対応する位置に開口部３５ａが形成されている。これにより、ＬＥＤ２２から出射された光は、開口部３５ａを介して前方（拡散板３４側）に進行するので、上記の光の進行が反射シート３５によって妨げられることはない。なお、本実施形態では、反射シート３５の開口部３５ａの大きさは、底部３２の開口部３２ａの大きさと同じとなっている。
　４つの側面部３３は、底部３２の外周部に垂直に立設されており、これら４つの側面部３３で筐体３１の外枠が構成されている。底部３２および側面部３３は一体化されており、これらをまとめてバックライト板金（バックライトシャーシ）と呼ぶこともできる。バックライト板金は、例えば厚さ０．５～２ｍｍ程度の鉄材で構成されている。
　拡散板３４は、底部３２と対向するように４つの側面部３３に固定されている。この結果、拡散板３４は、バックライト装置２において最も液晶パネル１側に位置している。拡散板３４は、ＬＥＤ２２が発した光を拡散して均一にし、これを照明光として液晶パネル１に供給する光学シート（光学部材）である。この拡散板３４により、バックライト装置２の輝度分布は均一となり、個々のＬＥＤ２２のランプイメージが見えない面光源（バックライト装置２）が実現されている。なお、拡散板３４上に多種の光学シート類を積層させて輝度分布をさらに均一化するようにしてもよい。
　バックライト装置２を組み立てるときは、図３に示すように、筐体３１の底部３２にＬＥＤ２２の配列ピッチに応じた角穴加工を施し、ＬＥＤ２２の逃げ穴となる開口部３２ａを形成しておく。同様に、底部３２の表面に貼り合わされる反射シート３５にも、ＬＥＤ２２の配列ピッチに応じた角穴加工を施し、ＬＥＤ２２の逃げ穴となる開口部３５ａを形成しておく。そして、開口部３２ａおよび開口部３５ａの位置が一致するように、底部３２に反射シート３５を貼り合わせる。なお、先に底部３２に反射シート３５を貼り合わせ、これらに対して同時に角穴加工を施すことで、開口部３２ａおよび開口部３５ａを同時に形成してもよい。その後、底部３２と対向するように拡散板３４を側面部３３に貼り合わせるとともに、筐体３１の外側から基板２１を底部３２に貼り合わせる。これにより、基板２１は、ＬＥＤ２２が底部３２の開口部３２ａに嵌った状態で筐体３１に保持される。
　以上の構成において、ＬＥＤ２２は発光すると高温となり、ＬＥＤ２２に流す電流が多くなればなるほどＬＥＤ２２の温度は上昇する。ＬＥＤ２２の発光効率（ｌｍ/Ｗ）は、高温になるほど低下する。また、ＬＥＤ２２の発光元となるＬＥＤチップは、熱によって経年劣化を起こす。これらのことから、できるだけＬＥＤ２２が高温にならないような放熱設計を行うことが必要である。
　この点に関して、上記したバックライト装置２の構成によれば、基板２１は、ＬＥＤ２２が底部３２の開口部３２ａに嵌った状態で、筐体３１の外側から底部３２に固定されているので、基板２１の裏面における駆動回路２３の搭載部位を除く面は、外気と接する。これにより、ＬＥＤ２２が発した熱は、基板２１を介して外気放熱される（外部に分散される）。したがって、バックライト装置２の内部の温度は高温になりにくく、ＬＥＤ２２が発光する色や光度に関係なく、ＬＥＤ２２の発光効率の低下や、ＬＥＤチップの熱による経年劣化を抑制することができる。
　ここで、図４は、比較例のバックライト装置２’の概略の構成を示す断面図である。このバックライト装置２’では、基板２１とは別の基板２４に駆動回路２３が搭載され、この基板２４が筐体３１の外側から支柱２５を介して底部３２に固定されている。また、基板２１は筐体３１の内部に配置されるとともに、熱伝導シート３６を介して底部３２に固定されている。
　図５は、本実施形態のバックライト装置２と比較例のバックライト装置２’とにおける、ＬＥＤ２２の発光特性を示すグラフである。本実施形態のバックライト装置２によれば、比較例のバックライト装置２’に比べて、ＬＥＤ電流の増大に伴うＬＥＤ２２の発光効率の低下が抑制されていることがわかる。このことから、本実施形態のバックライト装置２は、筐体３１の内部にＬＥＤ２２の熱がこもりにくい構造であると言える。なお、比較例のバックライト装置２’では、チリ・埃などが入らないように密閉されており、熱がこもりやすいため、発光効率が低下しているものと考えられる。
　また、本実施形態のバックライト装置２の構成によれば、ＬＥＤ２２から発せられる熱は、基板２１を伝わって裏面に伝達されて外部に直接放熱されるため、多くの部品で構成される従来のような放熱機構（放熱プレート、ヒートパイプ、ヒートシンク、冷却ファン）をＬＥＤ２２の下方に設けることなく、ＬＥＤ２２の放熱を実現することができる。その結果、上記のようにＬＥＤ２２の発光効率が低下するのを抑制しながら、バックライト装置２の薄型化、軽量化およびコストダウンを同時に図ることができる。よって、本実施形態のバックライト装置２を液晶パネル１と組み合わせることにより、薄型、軽量で安価な液晶表示装置を容易に実現することができる。
　特に、ＬＥＤ２２の駆動回路２３は、ＬＥＤ２２と共通の基板２１に搭載されるので、比較例のような、駆動回路２３の搭載専用の基板２４や、その基板２４を筐体３１に固定するための支柱２５を別途設ける必要がない。また、本実施形態では、ＬＥＤ２２は筐体３１の底部３２の開口部３２ａに嵌るので、バックライト装置２の厚さの算出において、ＬＥＤ２２の基板２１からの高さが底部３２の厚さ以上である場合は、底部３２の厚さを無視することができ、ＬＥＤ２２の高さが底部３２の厚さよりも小さい場合は、ＬＥＤ２２の高さを無視することができる。
　このように、本実施形態のバックライト装置２においては、ＬＥＤ２２の下方に従来のような放熱機構を設ける必要がないことに加えて、比較例のような基板２４および支柱２５を設ける必要がないこと、バックライト装置２の厚さの算出において底部３２の厚さまたはＬＥＤ２２の高さを無視できることから、バックライト装置２を格段に薄型化することができると言える。また、比較例と比べると、基板２４および支柱２５を設ける必要がないことから、バックライト装置２のさらなる軽量化およびコストダウンを図ることができると言える。特に、筐体３１の底部３２に開口部３２ａを形成することにより、軽量化の効果は高くなる。また、比較例と比べると、熱伝導シート３６を設けることなくＬＥＤ２２の発光効率の低下を抑制できるので、薄型化、軽量化、コストダウンを図る効果をさらに高めることができる。
　また、バックライト装置２の薄型化を実現するにあたり、例えばＬＥＤ２２と光学シート（例えば拡散板３４）との間の距離を狭めることによって、バックライト装置２の薄型化を実現する手法も考えられる。しかし、上記の距離を狭めると、バックライト装置２の面上にＬＥＤ２２のランプイメージが見えるようになり、面光源としての輝度分布の均一性が失われる。つまり、ＬＥＤ２２には指向性があり、発光角度によって光度が異なるため、上記の距離が狭すぎると、ＬＥＤ２２の直上は明るい（光度が高い）が、ＬＥＤ２２・２２の間は暗くなる。よって、バックライト装置２の輝度分布の均一性を確保するためには、ＬＥＤ２２と光学シートとを一定以上の距離をおいて離す必要がある（上記距離以下に狭めることはできない）。
　しかし、本実施形態のバックライト装置２では、ＬＥＤ２２と光学シートとの距離を確保しながら、ＬＥＤ２２の下方を薄型化することができるので、バックライト装置２の輝度分布の均一性を確保しながら、バックライト装置２全体を薄型化することができる。
　また、本実施形態では、筐体３１の底部３２の開口部３２ａの形成ピッチは、基板２１の表面に搭載されたＬＥＤ２２の配列ピッチに等しいので、筐体３１の外側から基板２１を底部３２に固定する際に、複数のＬＥＤ２２が個々の開口部３２ａに確実に嵌る。つまり、複数のＬＥＤ２２を個々の開口部３２ａに確実に嵌めた状態で、基板２１を底部３２に確実に固定することができる。
　また、本実施形態では、駆動回路２３は、基板２１の裏面において、隣り合うＬＥＤ２２・２２の間に対応する位置に搭載されているので、ＬＥＤ２２の真下に位置する基板２１の裏面が露出し、外気に接する。これにより、放熱効率を上げることができ、ＬＥＤ２２の発光効率の低下を確実に抑制することができる。
　〔実施の形態２〕
　本発明の他の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、以下での説明の便宜上、実施の形態１と同一の構成には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。
　図６（ａ）は、本実施形態のバックライト装置２の概略の構成を示す平面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＢ－Ｂ’線矢視断面図である。なお、図６（ａ）では、便宜上、筐体３１の拡散板３４の図示を省略している。本実施形態のバックライト装置２は、実施の形態１の構成に加えて、熱伝導シート３６をさらに備えている。熱伝導シート３６は、ＬＥＤ２２の熱を伝導する放熱部材であり、筐体３１の底部３２と基板２１との間に配置されている。
　ここで、図７は、ＬＥＤ２２が搭載される基板２１の表面の温度分布を示す説明図である。ＬＥＤ２２の配列ピッチが広いと、熱伝導シート３６を設けない場合は、隣り合うＬＥＤ２２・２２間に熱が伝わりにくく、破線のグラフで示すように、基板２１の表面の温度ムラが生じ易い。
　これに対して、本実施形態のように熱伝導シート３６を設けた場合、ＬＥＤ２２の熱が熱伝導シート３６によってシートの敷設方向（シートの厚さ方向に垂直な横方向）に伝導される。つまり、高温部であるＬＥＤ２２の実装部付近の熱がＬＥＤ２２の存在しない部分へ分散される。これにより、ＬＥＤ２２の実装部付近の放熱性を高めることができ、実線のグラフで示すように、ＬＥＤ２２付近のピーク温度上昇を低減して、基板２１の表面の温度ムラを低減することができる。
　このように、熱伝導シート３６を介して基板２１を底部３２に固定することにより、横方向の均熱化を図り、ＬＥＤ２２付近のピーク温度上昇を低減できるので、ＬＥＤ２２の発光効率低下の抑制効果を高めることができる。
　〔実施の形態３〕
　本発明のさらに他の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、以下での説明の便宜上、実施の形態１、２と同一の構成には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。
　図８（ａ）は、本実施形態のバックライト装置２の概略の構成を示す平面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＣ－Ｃ’線矢視断面図であり、図８（ｃ）は、図８（ｂ）における破線部を拡大して示す断面図である。なお、図８（ａ）では、便宜上、筐体３１の拡散板３４の図示を省略している。本実施形態のバックライト装置２は、実施の形態２の構成において、反射シート３５が、ＬＥＤ２２の発光部２２ａに対応する位置に形成される孔部３５ｂを有しており、発光部２２ａを除く領域を全て覆うように、筐体３１の底部３２における基板２１の固定側とは反対側の表面に形成されている構成となっている。つまり、反射シート３５の孔部３５ｂの形状は、ＬＥＤ２２の発光部２２ａの形状と同じであり、孔部３５ｂの大きさは実施の形態２における反射シート３５の開口部３５ａよりも小さい。
　上記のように、反射シート３５がＬＥＤ２２の発光部２２ａを除く領域を全て覆うよう形成されると、ＬＥＤ２２の周辺の隙間ＳやＬＥＤ２２の発光部２２ａ以外の面２２ｂも反射シート３５で覆われる。これにより、発光部２２ａから発せられて反射シート３５の孔部３５ｂを通過した光が筐体３１の内部で反射してＬＥＤ２２付近に戻ってきても、その光は反射シート３５で反射されることになり、その光が隙間Ｓや面２２ｂで吸収されるのを防ぐことができる。その結果、光吸収ロスの無い、光利用効率の高いバックライト装置２を実現することができる。よって、消費電力を一定とした場合は輝度を向上させることができ、輝度を一定とした場合は消費電力を低減することができる。
　〔実施の形態４〕
　本発明のさらに他の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、以下での説明の便宜上、実施の形態１～３と同一の構成には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。
　図９（ａ）は、本実施形態のバックライト装置２の概略の構成を示す平面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＤ－Ｄ’線矢視断面図である。なお、図９（ａ）では、便宜上、筐体３１の拡散板３４の図示を省略している。本実施形態のバックライト装置２は、実施の形態３の構成において、筐体３１の４つの側面部３３の外表面に粗面加工が施され、外表面が粗面３３ａとなっている構成である。
　なお、粗面加工とは、表面がざらざらとするように、表面に凹凸をつける加工のことを言う。このような粗面加工の加工方法としては、例えば（サンド）ブラスト加工、エッチング加工、切削加工などを考えることができ、いずれの加工方法を用いてもよい。また、粗面３３ａは、一方向に沿って溝を複数形成した面（凹凸を交互に形成した面）であってもよいし、梨地状やエンボス状の面であってもよい。
　４つの側面部３３の外表面が凹凸のついた粗面３３ａである場合、その外表面の表面積は、外表面が凹凸のない平面である場合に比べて増大する。これにより、図１０に示すように、４つの側面部３３での放熱性を高めて、筐体３１内の温度上昇を抑制することができる。したがって、基板２１による外気放熱に加えて、上記した側面部３３による放熱を併せて行うことにより、ＬＥＤ２２の発光効率の低下をさらに抑制することができ、輝度をさらに向上させることができる（または消費電力をさらに低減することができる）。
　なお、側面部３３の放熱性を重視する場合は、その表面粗さはできるだけ細かいほうが表面積を大きく稼ぐことができる点で望ましい。
　〔実施の形態５〕
　本発明のさらに他の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、以下での説明の便宜上、実施の形態１～４と同一の構成には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。
　図１１（ａ）は、本実施形態のバックライト装置２の概略の構成を示す平面図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＥ－Ｅ’線矢視断面図である。なお、図１１（ａ）では、便宜上、筐体３１の拡散板３４の図示を省略している。本実施形態のバックライト装置２は、実施の形態４の構成において、筐体３１の４つの側面部３３の外表面（粗面３３ａ）に、放射率の高い塗料３７が塗布された構成となっている。
　ここで、放射率とは、黒体を基準とした理想的な全放射エネルギーと、物体が放射するエネルギーとの比率を指し、放射率が０．９以上１．０以下であれば、放射率が高いと言うことができる。塗料３７は、例えば、樹脂系塗料でアクリル樹脂やエポキシ樹脂をベースにカーボンやフィラ等を含有させることによって形成されている。より具体的には、塗料３７は、炭素（放射率０．８）やグラファイト（放射率０．９３）などの金属や、酸化ニッケル（ＮｉＯ；放射率０．９）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2；放射率０．８３）、炭化タンタル（放射率０．８１）などの金属化合物を上記樹脂に配合することにより形成されている。これによって、放射率の高い（放射率が上記範囲内の）塗料３７を実現することができる。
　本実施形態では、放射率の高い塗料３７が４つの側面部３３の外表面に塗布されていることにより、外表面からの遠赤外線の輻射量が増大し、その表面温度が下がる。（放射率が高いほど放射冷却が増す。）これにより、図１２に示すように、４つの側面部３３での放熱性をさらに高めて、筐体３１内の温度上昇をさらに抑制することができる。したがって、実施の形態４の構成よりも、ＬＥＤ２２の発光効率の低下をさらに抑制することができ、輝度をさらに向上させることができる（または消費電力をさらに低減することができる）。また、放射率の高い塗料３７を側面部３３の外表面に塗布するという簡単な構成で、筐体３１の内部の温度上昇を容易に抑制できるとともに、ＬＥＤ２２の発光効率の低下を容易に抑制することができる。
　〔実施の形態６〕
　本発明のさらに他の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、以下での説明の便宜上、実施の形態１～５と同一の構成には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。
　図１３（ａ）は、本実施形態のバックライト装置２の概略の構成を示す平面図であり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＦ－Ｆ’線矢視断面図である。なお、図１３（ａ）では、便宜上、筐体３１の拡散板３４の図示を省略している。また、図１４は、バックライト板金（底部３２および４つの側面部３３）の平面図である。本実施形態のバックライト装置２は、実施の形態５の構成において、バックライト板金がアルミニウム合金で形成されている構成である。なお、以下では、アルミニウム合金からなるバックライト板金を、底部３２（Ａｌ）および側面部３３（Ａｌ）とも称する。
　アルミニウム合金は、鉄よりも熱伝導率が高い（鉄；４Ｗ／ｍＫ、アルミニウム合金；２３６Ｗ／ｍＫ）。このため、ＬＥＤ２２の熱が筐体３１の底部３２（Ａｌ）および側面部３３（Ａｌ）に伝達されやすくなり、筐体３１の放熱効果が高まる。これにより、例えば実施の形態５のように底部３２および側面部３３を鉄で形成する場合に比べて、ＬＥＤ２２の発光効率の低下を抑制できる効果が高まる。また、アルミニウム合金の比重は鉄の比重の約１／３である（鉄；７．８５、アルミニウム合金；２．７）。したがって、底部３２および側面部３３を鉄で形成する場合に比べて、バックライト装置２をより軽量化することができる。
　〔実施の形態７〕
　本発明のさらに他の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、以下での説明の便宜上、実施の形態１～６と同一の構成には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。
　図１５（ａ）は、本実施形態のバックライト装置２の概略の構成を示す平面図であり、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）のＧ－Ｇ’線矢視断面図である。なお、図１５（ａ）では、便宜上、筐体３１の拡散板３４の図示を省略している。本実施形態のバックライト装置２は、実施の形態６の構成において、ＬＥＤ２２は、基板２１の表面に千鳥配置されている構成である。なお、千鳥配置とは、ＬＥＤ２２の隣り合う行同士または列同士で、行方向または列方向にＬＥＤ２２がずれて配置されるような配置形態を指す。
　ここで、図１６（ａ）は、ＬＥＤ２２が正規配列の場合のＰ－Ｐ’面およびＱ－Ｑ’面での輝度分布を示す説明図であり、図１６（ｂ）は、ＬＥＤ２２が千鳥配置の場合のＰ－Ｐ’面およびＱ－Ｑ’面での輝度分布を示す説明図である。例えば互いに垂直な行方向および列方向に同一ピッチで配置されるマトリクス状の正規配列では、上記２方向に対して斜め４５度方向における各ＬＥＤ２２のピッチが長いため、斜め４５度方向における各ＬＥＤ２２・２２間の輝度が低下し、輝度分布の均一性が低下する。
　しかし、ＬＥＤ２２を千鳥配置にすることで、正規配列の場合よりも、斜め４５度方向における各ＬＥＤ２２・２２間の距離が短縮され、上記方向における各ＬＥＤ２２・２２間の輝度低下が少なくなる。したがって、輝度分布の均一性を向上させることができる。このことは、図１６（ｂ）のＱ－Ｑ’面での輝度分布曲線の振幅が、図１６（ａ）の場合に比べて低減されていることから容易に理解することができる。
　また、ＬＥＤ２２を千鳥配置にすることにより、輝度分布の均一化に際して、拡散板３４上に多種の光学シート類を積層させる必要がなくなる。つまり、ＬＥＤ２２を千鳥配置にすることにより、輝度分布を容易に均一化できるので、光学シートの枚数を低減することができ、さらに薄型化やコストダウンを図ることができる。
　なお、以上で説明した各実施の形態の構成を適宜組み合わせて、バックライト装置２ひいては液晶表示装置を構成することも勿論可能である。
　本発明の光源装置は、例えば液晶表示装置の直下型のバックライトとして利用可能である。
　　　１　　　液晶パネル
　　　２　　　バックライト装置（光源装置）
　　２１　　　基板
　　２２　　　ＬＥＤ
　　２２ａ　　発光部
　　２３　　　駆動回路
　　３１　　　筐体
　　３２　　　底部
　　３２ａ　　開口部
　　３３　　　側面部
　　３３ａ　　粗面
　　３５　　　反射シート
　　３５ｂ　　孔部
　　３６　　　熱伝導シート
　　３７　　　塗料

Claims (10)

  1. 　表面に発光ダイオードが搭載された基板と、
    　前記基板を保持する筐体とを備え、
    　前記基板の裏面には、前記発光ダイオードを駆動するための駆動回路が搭載されており、
    　前記筐体の底部には、前記発光ダイオードの大きさに応じた開口部が形成されており、
    　前記基板は、前記発光ダイオードが前記開口部に嵌った状態で、前記筐体の外側から前記筐体の底部に固定されていることを特徴とする光源装置。
  2. 　前記発光ダイオードの熱を伝導する熱伝導シートをさらに備え、
    　前記基板は、前記熱伝導シートを介して前記筐体の底部に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
  3. 　入射光を反射させる反射シートをさらに備え、
    　前記反射シートは、前記発光ダイオードの発光部に対応する位置に形成される孔部を有し、前記発光部を除く領域を全て覆うように、前記筐体の底部における前記基板の固定側とは反対側の表面に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光源装置。
  4. 　前記筐体の底部と垂直な外枠を構成する４つの側面部の外表面は、凹凸がついた粗面であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光源装置。
  5. 　前記筐体の底部と垂直な外枠を構成する４つの側面部の外表面に、放射率が０．９以上１．０以下の塗料が塗布されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の光源装置。
  6. 　前記筐体の底部、および該底部に垂直な外枠を構成する４つの側面部は、アルミニウム合金で形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の光源装置。
  7. 　前記発光ダイオードは、前記基板表面に千鳥配置されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の光源装置。
  8. 　前記筐体の底部の開口部の形成ピッチは、前記基板表面に搭載された前記発光ダイオードの配列ピッチに等しいことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の光源装置。
  9. 　前記駆動回路は、前記基板裏面において、隣り合う前記発光ダイオードの間に対応する位置に搭載されていることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の光源装置。
  10. 　請求項１から９のいずれかに記載の光源装置と、
    　前記光源装置によって照明される液晶パネルとを備えていることを特徴とする液晶表示装置。
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