JP2009152146A - 面光源装置および表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた性能、および高い放熱効率を有し、かつ安価な面光源装置を提供する。
【解決手段】本発明の液晶ユニット２は、バックライト光源３からの光を対象物に照射する液晶ユニット２であって、バックライト光源３と電気的に接続された配線が片面に形成されているＬＥＤ基板３２と、バックライト光源３から伝わる熱を放散する放熱部材３３と、ＬＥＤ基板３２の配線と放熱部材３３とに挟まれた熱伝導シート３４と、放熱部材３３における熱伝導シート３４との接触面とは反対の面に形成された反射シート３５と、を備え、放熱部材３３は、ＬＥＤ基板３２上に設けられた第１の部分とＬＥＤ基板３２の外部に延長された第２の部分とを有し、第２の部分は、第１の部分における反射シート３５の形成面よりもＬＥＤ基板３２側に位置している。
【選択図】図２

Description

本発明は、光源から発せられた光を対象物に照射する面光源装置、および当該面光源装置を備えた表示装置に関する。

透過型の液晶パネルを用いた表示装置は、テレビおよびＰＣ（パーソナルコンピュータ）用のモニタなどとして広く用いられている。透過型の液晶パネルは、液晶が２枚のガラス板の間に挟まれた構造を有している。上記ガラス板の上には、多数の画素がマトリクス状に形成されている。上記画素のそれぞれが有するトランジスタスイッチは、外部から入力された映像情報に対応する信号に応じて駆動して、液晶分子の配列方向を変化させる。これによって、画素のそれぞれにおける光の透過率が変化する。このとき、バックライト装置が液晶パネルの背面側から光を照射することによって、表示装置の透過型の液晶パネルには、入力された信号に対応する映像が表示される。

従来、透過型の液晶パネルを有する表示装置のバックライト装置の光源として、通常、ＣＣＦＬ（冷陰極管）が使用されている。しかし、近年、光源としてＬＥＤ（発光ダイオード）を備えるバックライト装置（ＬＥＤバックライト装置）が普及し始めている。ＬＥＤバックライト装置は、広い色再現の範囲、高い信頼性、および水銀フリーなどという利点を有している。このため、特に中小型の表示装置を中心にして、ＣＣＦＬバックライト装置からＬＥＤバックライト装置への置き換えが進みつつある。

ＬＥＤバックライト装置は、導光板の側面にＬＥＤを配置して導光板に光を入射させるサイドエッジ方式と、画面直下の２次元平面上に対してマトリクス状にＬＥＤを配置して、ＬＥＤからの光を直接に利用する直下方式の２種類の方式に分類される。サイドエッジ方式よりも直下方式の方が輝度を向上させ易いため、大型の液晶表示素子を用いた表示装置においては直下方式が主流となっている。

ＬＥＤバックライト装置の光源であるＬＥＤに電流を供給して発光させると、ＬＥＤが発熱してＬＥＤの内部温度が上昇する。ここで、ＬＥＤの放熱が不十分である場合には、ＬＥＤ内部の温度が過度に上昇して、発光効率の低下または素子自体の劣化などを引き起こすおそれがある。ＬＥＤは、ＣＣＦＬよりも小さい光源であるため、消費電力が同じであっても、ＬＥＤにおいては熱がより狭い領域に集中する。つまり、ＬＥＤは、単位面積あたりにおける温度が上昇し易い。これらのことから、光源としてＬＥＤを用いる場合には、ＬＥＤからの熱を外部へ効率よく放出する技術（方法または構造）が求められる。

ＬＥＤからの熱を外部へ効率よく放出する構造が、特許文献１が開示されている。特許文献１に記載の表示装置は、発光ダイオードに連結された放熱板を備えている。上記表示装置の構成において、発光ダイオードが放熱板と連結しているため、発光ダイオードからの熱は、放熱板から効率よく放出される。なお、発光ダイオードの発光部からの熱は、基材および放熱板を介して、外部の空気に空気に放出される。

また、ＬＥＤからの熱を外部へ効率よく放出する方法として、両面に配線を有する基板（以下、単に両面基板と記載する）を用いる方法が挙げられる。より詳細には、表面（ＬＥＤが実装された面）のパターンと裏面の放熱用のパターンとを、サーマルビアを介して接続する方法である。さらに、非常に高い放熱性が求められる場合には、金属ベース基板を用いる方法が挙げられる。例えば、アルミニウムなどのベース材の上に、絶縁層を介して配線パターンを形成する金属ベース基板を用いる方法などである。
特開２００６−１８１７５号公報（平成１８年１月１９日公開）

特許文献１に記載の表示装置において、ＬＥＤからの熱は、基材の厚さ方向に伝わって放熱板に達する。放熱板がアルミニウムなどの金属から形成されているため、通常、基材を構成する材料として樹脂が用いられる。つまり、上記構成において、発光ダイオードからの熱は、熱伝導率が極めて低い樹脂から構成される基材を、厚さ方向に伝わる。よって、特許文献１に記載の構造は、発光ダイオードから放熱板へ十分に効率よく熱が伝わるとは言えない。

また、直下方式のＬＥＤバックライト装置において、液晶パネルのほぼ全体に光を照射するために、表示画面である液晶パネルの直下に複数のＬＥＤが敷き詰められる。よって、ＬＥＤを実装する基板は、表示画面とほぼ同程度の面積を有している必要がある。通常、基板の価格は面積に比例するため、大画面の表示装置に使用するものほどＬＥＤバックライト装置の価格が上昇する。さらに、両面基板の形成には、ビアホールを形成するめっき工程が必要である。よって、ＬＥＤバックライト装置において、光源を実装する基板として両面基板を採用すると、工程数の増加および製造コストの上昇が避けられない。よって、大面積の表示装置に使用するバックライト装置の製造において、両面基板は金属ベース基板よりも安価であるが、面積の増大に伴うコストの上昇は無視できない。また、上述のような、金属ベース基板は、通常の基板と比較して極めて高価である。基板のコストが高いことは、大画面の表示装置にＬＥＤバックライト装置を適用することを阻害する要因の一つである。

図９は、片面基板を用いたバックライト光源を含む、従来の液晶ユニット４の断面図である。液晶ユニット４は、液晶パネル４１、前シャーシ４２、光学シート４３、バックライト光源、および後シャーシ４４を備えている。バックライト光源は、液晶パネル４１、前シャーシ４２および後シャーシ４４によって密閉された空間内に保持されている。

バックライト光源は、光源であるＬＥＤ５１が２次元平面上に敷き詰められて構成されている。個々のＬＥＤ５１は片面基板５２上に実装されており、片面基板５２上のＬＥＤ５１の近傍には、ＬＥＤの光出射方向と同じ側に放熱部材５３が設置されている。放熱部材５３はアルミニウム合金などの金属製であり、その上部には放熱効果を高めるためのフィン形状が設けられている。放熱部材５３と片面基板５２との間には、密着性を高めるための熱伝導シート５４が挟み込まれている。

バックライト光源の動作時においては、図示しない外部の電源から片面基板５２を経由してＬＥＤ５１に電流が供給され、ＬＥＤ５１が発光する。ＬＥＤ５１から発生する熱は、片面基板５２上の配線パターンおよび熱伝導シート５４を経由して放熱部材５３に達し、周囲の空気に放出される。

しかし、本構造では、放熱部材５３が液晶ユニット４内部に存在しているため、光源であるＬＥＤ５１から発生した熱は全て液晶ユニット４内部に放出されることになる。液晶ユニット４は、通常外部からの埃や異物の侵入を防ぐため密閉されており、内部の空間は外部との空気の出入りがないため温度が上昇しやすい。そのため、本構造では液晶ユニット４の内部温度が過度に上昇する危険が存在する。通常、液晶ユニット４の動作温度の上限は、一般には６０℃程度に規定されており、この温度を超えると表示に乱れが生じるなど、製品としての信頼性が低下する恐れがある。

また、特に近年は映像表示装置に対する薄型化の要求が強いため、液晶ユニット自体も薄型化が求められている。液晶ユニットを薄型化すると、光源と液晶ユニットとの距離が狭まることにより、ＬＥＤが発する熱が直に液晶パネルに伝わり、液晶ユニットの温度上昇がさらに増大してしまう恐れがある。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、優れた性能、および高い放熱効率を有し、かつ安価な面光源装置および表示装置を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の面光源装置は、
光源からの光を対象物に照射する面光源装置であって、
上記光源と電気的に接続された配線が片面に形成されている基板と、
上記光源から伝わる熱を放散する放熱部材と、
上記基板の配線と上記放熱部材とに挟まれた熱伝導シートと、
上記放熱部材における上記熱伝導シートとの接触面とは反対の面に形成された断熱部材と、
を備え、
上記放熱部材は、上記基板上に設けられた第１の部分と上記基板の外部に延長された第２の部分とを有し、
上記第２の部分は、上記第１の部分における上記断熱部材の形成面よりも上記基板側に位置していることを特徴とする。

上記構成において、基板上には光源および熱伝導シートが形成されており、かつ基板とともに熱伝導シートを挟む放熱部材上には断熱部材が形成されている。つまり、面光源装置の一部において、光源からの光の出射方向（対象物の方向）に向かって順番に、光源が形成された基板およびその配線、熱伝導シート、放熱部材ならびに断熱部材の積層構造が形成されている。よって、光源の発光に伴って生じた熱（以下、単に“熱”と記載する）は、基板の配線、熱伝導シート、および放熱部材の順に伝わる。

放熱部材の上に断熱部材が形成されているため、熱のほとんどは、放熱部材よりも対象物の方向に伝わらない。これにより、放熱部材に伝わった熱は、放熱部材の内、断熱部材が形成されていない部分から、他の部材または空気中に伝わる。

ここで、放熱部材は、断熱部材および熱伝導シートに接している第１の部分と、基板の外側に延長された第２の部分とを有している。第２の部分は、第１の部分における断熱部材の形成面よりも基板側に位置している。例えば、第２の部分は、第１の部分と平行に、第１の部分よりも対象物の方向とは反対に、または基板を回り込むように、延長されている。

第２の部分が、第１の部分と平行に、または第１の部分よりも対象物の方向とは反対に延長されているとき、放熱部材の内、断熱部材の形成面とは反対側から他の部材または空気中に熱が伝わる。また、第２の部分が基板を回り込むように延長されているとき、放熱部材の内、基板を回り込んで延長された部分から他の部材または空気中に熱が伝わる。

このように本面光源装置では、光を照射する方向と、熱が伝わって行く方向とが逆向きである。これにより対象物に熱を伝えることなく光を照射できるので、放熱効率を高めることができる。さらに、光源を形成する基板として、配線が片面に形成された基板を用いて放熱効率の高い面光源装置を実現できる。配線が片面に形成された基板は、安価な上に、煩雑な製造工程を省いて作製できる。

以上のように、本面光源装置は、優れた性能、および高い放熱効率を有し、かつ安価に実現できる提供できるという効果を奏する。

また、本発明の面光源装置では、上記第２の部分と接するシャーシ部材を、さらに備えていることが好ましい。

上記構成によって、第２の部分は、外部の空気と接しているシャーシ部材に熱を伝えることができる。つまり、対象物または対象物が収納されている空間に熱を伝えることなく、シャーシ部材から効率的に熱を放散できる。

また、本発明の面光源装置では、さらに、上記光源が発光ダイオードであることが好ましい。

発光ダイオードは、表示装置用の面光源装置の光源として、広い色再現の範囲、高い信頼性、および水銀フリーなどの利点を有している。よって、面光源装置の性能を向上させることができる。

また、本発明の面光源装置では、さらに、上記基板および上記放熱部材によって、上記光源の配置される空間が密閉されていることが好ましい。

上記構成によれば、光源の配置される空間は、基板および放熱部材により密閉されている。これにより、光源の配置される空間内への埃や異物の進入を防ぐことができるので、当該空間に内にある各部材への埃や異物の付着を防止できる。

また、本発明の面光源装置では、さらに、上記第２の部分の内、上記断熱部材の形成面とは反対の面の一部が、フィン形状を有していることが好ましい。

上記構成によれば、第２の部分と空気または他の部材との接触面積が増大する。よって、第２の部分から熱が放散される効率が、さらに向上する。

また、本発明の面光源装置では、さらに、上記断熱部材が、上記光源からの光を反射して拡散させる材料によって構成されていることが好ましい。

上記構成よって、光源からの光を、無駄なく、より均一に対象物へ照射できる。つまり、光源からの光の利用効率を向上し、かつ輝度むらを低減した面光源装置を提供できる。

また、本発明の面光源装置では、さらに、上記熱伝導シートが、上記光源の周囲を取り囲むリング状の形状を有していることが好ましい。

熱伝導シートが光源を取り囲むリング状を有していれば、配線との接触面積を大きくできる。これによって、光源から生じた熱は、配線を介して熱伝導シートに伝わるので、熱伝導シートは、配線から効率よく熱を受け取って、放熱部材に熱を伝えることができる。つまり、上記構成によって、さらに放熱効率が向上する。

また、本発明の面光源装置では、さらに、上記光源が有する光の出射部には、上記光源からの光を拡散する光学部材が形成されていることが好ましい。

上記構成において、光学部材とは、例えば、光を拡散するレンズなどである。この光学部材が形成されていることによって、個々の光源からの光を、効率的に拡散させることができる。したがって、より少ない数の光源を用いて、対象物に対して均一に光を照射できる。その結果、さらに安価な面光源装置を提供できる。一方、光源の数が同じであれば、面光源装置の輝度むらが低減する。したがって、面光源装置をさらに安価または高性能にできる。

上記の課題を解決するために、本発明の表示装置は、上述したいずれかの面光源装置を備えていることを特徴としている。

上述した各面光源装置は、優れた性能、および高い放熱効率を有する上に、安価である。したがって、優れた性能、および高い放熱効率を有し、かつ安価な表示装置を提供できる。

以上のように、本発明に係る面光源装置では、放熱部材は、上記基板上に設けられた第１の部分と上記基板の外部に延長された第２の部分とを有し、上記第２の部分は、上記第１の部分における上記断熱部材の形成面よりも上記基板側に位置しているため、優れた性能、および高い放熱効率を有し、かつ安価な面光源装置を提供することができる。

〔第１の実施形態〕
本発明の一実施形態に係る映像表示装置１および面光源装置の構成および基本的な動作について、図１から図３を参照して以下に説明する。なお、以下の映像表示装置１の説明においては、映像表示装置１における視聴者に近い側を前面側、その反対側を背面側と定義する。

図１は、本実施形態に係る映像表示装置１の内部構成を示す分解斜視図である。この図に示すように、本実施形態の映像表示装置１は、液晶ユニット２、映像回路基板１２、電源回路基板１３、およびスタンド１４を備えている。映像回路基板１２および電源回路基板１３は、液晶ユニット２の背面側に存在し、図示しないネジによって液晶ユニット２に固定されている。液晶ユニット２、映像回路基板１２、および電源回路基板１３は、スタンド１４によって、垂直に立った状態において支持されている。

（液晶ユニット２）
図１に示すように、液晶ユニット２は、液晶パネル２１、前シャーシ２２、光学シート２３、バックライト光源３（光源）、および後シャーシ２４を備えている。

液晶パネル２１は、透過型の液晶パネルである。具体的には、２枚の透明ガラス基板の間に液晶層が配置され、各ガラス基板には図示しない偏光フィルムが貼り付けられている構造を有している。

液晶パネル２１は、枠型の前シャーシ２２の裏側に、周囲を固定された状態で取り付けられている。これにより、液晶パネル２１の表面は外部から見えるようになっている。液晶パネル２１の背面側には、光学シート２３が存在する。光学シート２３は樹脂製のシートであり、バックライト光源３からの光を拡散または集光等し、向上させる。なお、本実施形態においては、光学シート２３の枚数は１枚のみであるが、必要に応じてその枚数や組合せを変えることができる。

液晶パネル２１におけるガラス基板上には、マトリクス状に形成された多数の画素構造が存在する。また、外部から入力された映像信号に合わせて各画素に存在するトランジスタスイッチを駆動し、これにより液晶分子の配列方向を変化させて、各画素の光線透過率を変化させることができる。この状態において、バックライト光源３からのバックライト光を、液晶パネル２１の背面側から照射することにより、映像回路基板１２から入力された映像信号に応じた映像の表示が可能になる。

液晶ユニット２を構成する前シャーシ２２および後シャーシ２４は、いずれも、亜鉛めっき鋼板製である。また、図示しないネジによって両者が接触した状態で連結され、液晶ユニット２の全体を覆っている。このような構造により、液晶パネル２１を外部衝撃から保護している。本実施形態では、後シャーシ２４の一部に開口が設けられており、この開口部に後述するバックライト光源３が配置されている。

図２は、バックライト光源３を含む液晶ユニット２の断面図である。この図に示すように、バックライト光源３は、複数のＬＥＤ３１（発光ダイオード）およびＬＥＤ基板３２を備えている。ＬＥＤ３１のセラミック製パッケージ内には、青色ＬＥＤ素子が搭載されている。また、ＬＥＤ素子の上部には、蛍光物質を含有する封止樹脂が配置されている。外部から電流が供給されると、ＬＥＤ素子は青色光を発する。発光の一部は封止樹脂内の蛍光物質を励起し、その結果、蛍光物質から黄色光が発せられる。映像表示装置１では、この黄色光と、元の青色光との混色によって白色光を得て、液晶パネル２１のバックライト光として利用している。

なお、ＬＥＤ３１は、液晶ユニット２の光源３として、広い色再現の範囲、高い信頼性、および水銀フリーなどの利点を有している。よって、映像表示装置１の性能を向上させることができる。

（ＬＥＤ基板３２）
ＬＥＤ３１は、ＬＥＤ基板３２上に実装されている。ＬＥＤ基板３２は片面基板であり、ＬＥＤ３１が実装されている面のみに配線層を有している。当該配線層は、銅箔を部分的にエッチングするサブトラクティブ法よって形成されている。また、配線層の表面には、電気絶縁用のレジスト層が設けられている。

一般に、表裏２層の配線層を有する両面配線基板においては、表裏間の配線層を接続するためのビアホールが必要である。そのため、ビアホールの穴あけ加工工程およびめっき工程が余分に必要となる結果、高価となる。

一方、ＬＥＤ基板３２のような片面基板では、これらの工程が不要になる分、同一面積での基板単価は、両面基板の１／２以下にできる。これにより、直下方式のバックライト光源３において画面直下にＬＥＤ基板３２を敷き詰める場合であっても、回路基板全体の価格を安価にできる。

（ランド）
ＬＥＤ基板３２の配線パターンには、図示しない２つのランドが設けられている。これらのランドは、ＬＥＤ３１のアノード端子およびカソード端子にそれぞれ接続されている。図３は、本実施形態における熱伝導シートの形状と取付形態を示す斜視図である。この図に示す配線パターン３２１には、ＬＥＤ素子において発生する熱が主に伝わる側の端子（本実施形態ではアノード端子）が接続されている。図３に示すように、ＬＥＤ３１の近傍において、配線パターン３２１は、ベタパターンとなってＬＥＤ３１を取り囲むように広がっている。

（熱伝導シート３４）
ＬＥＤ基板３２上にあるＬＥＤ３１の近傍において、ＬＥＤの光出射方向と同じ側に、アルミニウム合金製の放熱部材３３が設置されている。また、放熱部材３３とＬＥＤ基板３２との間には、熱伝導シート３４が挟み込まれている。

熱伝導シート３４は、シリコーン樹脂に無機フィラーを含有させた構造を有している。これにより、弾力性柔軟性に富むため、ＬＥＤ基板３２と放熱部材との密着性を高めることができる。また、電気絶縁性を有するため、ＬＥＤ基板３２の表面のレジストに傷などが存在しても、ＬＥＤ基板３２の配線パターンと放熱部材３３とのショート発生を防止できる。

熱伝導シート３４の外形形状は、リング型（ドーナツ型、Ｏ字型）である。図３に示すように、熱伝導シート３４は、ＬＥＤ３１の周囲を囲うように取り付けられる。ＬＥＤ３１から発生した熱は、ＬＥＤ３１の周囲の配線パターン３２１から、熱伝導シート３４を経由して放熱部材３３に伝わる。熱伝導シート３４をリング型とすることにより、ＬＥＤ基板３２と熱伝導シートとの接触面積を大きくできるので、光源から発生する熱を放熱部材３３に効率よく伝えることができる。

ＬＥＤ３１から発生する熱は、ＬＥＤ基板３２の平面上にある配線パターンを経由して四方に広がってゆく。そのため反射シート３５は、ＬＥＤ基板３２の平面上のなるべくＬＥＤ３１から近い位置に配置され、かつＬＥＤ３１の周囲の広い範囲をカバーする必要がある。これにより、図３に示すように、リング型の熱伝導シート３４のリング内にＬＥＤ３１が存在し、かつＬＥＤ３１のＬＥＤ基板３２平面上における全周３６０度が、全て熱伝導シート３４で覆われている位置関係が、最も好ましい。

液晶ユニット２の組立作業性等を考慮すれば、熱伝導シート３４のリング形状の一部に切欠きを設けることも可能である。しかしこの場合でも、全周３６０度のうち少なくとも１８０度以上をカバーする必要がある。また、熱伝導シート３４の表面積が小さい場合、放熱部材３３に熱が十分伝わらず伝熱上のボトルネックとなる恐れがある。そこで熱伝導シート３４は、少なくともＬＥＤ３１の大きさよりも大きい表面積を有することが望ましい。

なお、熱伝導シート３４は、図４に示す形態で製造することもできる。図４は、本実施形態における熱伝導シートの、製造時の多面取り配置の一例を示す図である。この図に示すように、熱伝導シート３４は、組立作業性や製造時の多面取り配置効率を考慮して、２分割した形態（Ｃ字型）として製造してもよい。この場合、取り付け時には互いに貼り合せて、リング型とすることもできる。また、これ以外の分割形態や面付け形態とすることも可能である。

（放熱部材３３と後シャーシ２４との接触形態）
放熱部材３３の背面側における一部領域は、後シャーシ２４に機械的に接触している。これにより、放熱部材３３に伝わった熱は、放熱部材３３と後シャーシ２４との接触部を経由して、後シャーシ２４に伝導し、最終的には空気に放出される。放熱部材３３と後シャーシ２４とは、図示しないネジによって接続され、一定の接触圧が保たれている。なお、両者の接続にはネジの他、板バネなどの機構を用いてもよい。また、両者の間に合成ゴムやシリコーン樹脂などの熱伝導シートを配置したり、熱伝導グリスなどを塗布したりすることもできる。

（反射シート３５）
放熱部材３３の前面側には、反射シート３５が配置されている。反射シート３５は、ＬＥＤ３１からの光を拡散反射してバックライト光源の正面輝度を向上させるとともに、ＬＥＤ３１からの熱を遮断する断熱効果を有する。このような反射シートとしては、レフホワイトＲＷ１８８（（株）きもと製）、ＭＣＰＥＴ（古河電気工業（株）製）などの、白色の発泡ＰＥＴ樹脂フィルムを用いることができる。他に、拡散反射効果および断熱効果を有する材質であれば、これら以外のものでも構わない。

（伝導する熱量）
放熱部材３３から反射シート３５側に伝導する熱量について、次に説明する。説明の簡単のために、境界面の影響を無視し、上下の空気の温度を等しいと仮定する。さらに、反射シート３５および後シャーシ２４の厚みをそれぞれ０．２５ｍｍおよび１．０ｍｍとする。また、反射シート３５および後シャーシ２４の材料の熱伝導率を、それぞれ０．３Ｗ／（Ｋ・ｍ）および４０Ｗ／（Ｋ・ｍ）とする。このとき、放熱部材３３から反射シート３５側に伝導する熱量は、後シャーシ２４側に移動する熱量の３％程度と推測される。すなわち、ＬＥＤから放熱部材３３に伝わった熱は、大部分が後シャーシ２４を経由して、背面側の空気に放散されることが分かる。ＬＥＤの前面側には殆ど熱は伝わらないため、液晶ユニット２の内部における空気の温度上昇を抑えることができる。

なお、本実施形態においては、上述のように後シャーシ２４には開口が設けられているものの、開口部は、放熱部材３３およびＬＥＤ基板３２によって液晶ユニット２の背面側が密閉される構造となっている。そのため、液晶ユニット２内への埃や異物の侵入は、従来技術と同様に防止されている。

また、本実施形態におけるバックライト光源３は、光源であるＬＥＤからアルミニウム合金製の放熱部材３３に伝導した熱を、鋼鉄製のシャーシの背面側から放熱している。アルミニウム合金は鋼板と比較して曲げ剛性が低いため、例えば特許文献１のようにシャーシをすべてアルミニウム合金製にすると、液晶ユニットを支持するのに必要な強度を得るために板厚を極めて厚くせねばならない。そのため材料費が非常に高価となってしまう。ここで、実施形態の映像表示装置１のように、放熱に必要な部分にのみ熱伝導率が高い材質を使用することによって、シャーシの強度を確保しながら材料の使用量を抑え、面光源装置の価格を低減できる。

（作用効果）
以上のように、実施形態の映像表示装置１によれば、反射シート３５のバックライト光源３とは反対側の面に、反射シート３５よりも熱伝導率の低い反射シート３５が設けられている。これにより、光源から反射シート３５に伝わった熱を、前面側ではなく背面側から逃がすことができる。したがって、安価な片面基板である映像回路基板１２を使用しながら、液晶パネル４１の温度上昇を抑えることができ、バックライト光源３の信頼性を向上させることができる。

より詳細には、放熱部材３３は、反射シートおよび熱伝導シート３４に接している第１の部分と、基板の外側に延長された第２の部分とを有している。第２の部分は、第１の部分における反射シートの形成面よりもＬＥＤ基板３２側に位置している。例えば、第２の部分は、第１の部分と平行に、第１の部分よりも対象物の方向とは反対に、またはＬＥＤ基板３２を回り込むように、延長されている。

第２の部分が、第１の部分と平行に、まは第１の部分よりも対象物の方向とは反対に延長されているとき、反射シート３５の内、反射シートの形成面とは反対側から他の部材または空気中に熱が伝わる。また、第２の部分がＬＥＤ基板３２を回り込むように延長されているとき、反射シート３５の内、ＬＥＤ基板３２を回り込んで延長された部分から他の部材または空気中に熱が伝わる。

このように映像表示装置１では、光を照射する方向と、熱が伝わって行く方向とが逆向きである。これにより対象物に熱を伝えることなく光を照射できるので、放熱効率を高めることができる。

また、映像表示装置１は、上記第２の部分と接する後シャーシ２４を備えている。第２の部分は、外部の空気と接している後シャーシ２４に熱を伝えることができる。これにより映像表示装置１は、対象物または対象物が収納されている空間に熱を伝えることなく、後シャーシ２４から効率的に熱を放散できる。

また、映像表示装置１では、ＬＥＤ３１、放熱部材３３、および熱伝導シート３４の組み合わせが、密着した板状の形状を有している。これにより、当該組み合わせた部品を、空気の出入りを遮断する部品として使用できる。例えば、対象物が収納されている空間を形成する後シャーシ２４の開口部を、上記部品によって塞ぐことによって空間を密閉できる。つまり、上記部品を用いて、当該空間への埃または異物などの侵入を防ぐことができる。

（放熱部材３３の材料）
なお、本実施形態において、放熱部材３３として、アルミニウム合金から構成されたものを使用している。しかし、本発明の液晶ユニット２における放熱部材３３の材料としては、熱伝導効率の高い材料であればよい。熱伝導効率の高い材料としては、例えば、純アルミニウム、純銅、または銅合金のような金属、窒化アルミニウムのような金属化合物、あるいはグラファイトのような非金属などが挙げられる。

〔第２の実施形態〕
本発明に係る第２の実施形態について、図５を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同一の概念については同一の記号を付し、詳細な説明は省略する。本実施形態においては、後シャーシの開口をなくし、バックライト光源３をシャーシの内側に収納したことを特徴とする。

本実施形態では、ＬＥＤ基板３２は、後シャーシ２４ｂの前面側に、接着剤やネジ等によって固定されている。アルミニウム合金製の放熱部材３３ｂには、ＬＥＤ基板３２および熱伝導シート３４の厚みに相当する段差が設けられている。これにより放熱部材３３ｂを、複数の熱伝導シート３４および後シャーシ２４ｂに同時に接触させることができる。放熱部材３３ｂと後シャーシ２４ｂとの接続は、第１の実施形態と同様にネジや板バネ等が用いられる。液晶ユニット２の背面側は、前シャーシ２２と後シャーシ２４ｂにより密閉されているため、液晶ユニット２内への埃や異物の侵入は防止される。

放熱部材３３ｂの前面には、発泡ＰＥＴ樹脂製の反射シート３５が配置されている。反射シート３５は、ＬＥＤ光の拡散反射機能および断熱機能を有する。したがって、第１の実施形態と同様、ＬＥＤ３１からの熱はＬＥＤ基板３２上の配線パターン、熱伝導シート３４および放熱部材３３ｂを経由して後シャーシ２４ｂに伝えられ、最終的に後シャーシ２４ｂ背面の空気へ放出される。

本実施形態においては、後シャーシ２４ｂに開口が存在しないため、後シャーシ２４ｂ背面側の空気に露出している面積は第１の実施形態と比較して大きくなる。これにより、後シャーシ２４ｂと空気との間の熱抵抗が低くなり、放熱性能をさらに高めることができる。

なお、後シャーシ２４ｂの内、ＬＥＤ基板３２、熱伝導シート３４、反射シート３５、および後シャーシ２４ｂに囲まれた空間と接する部分には、後シャーシ２４ｂを貫通する穴が設けられていてもよい。これによって、上記穴を通って、上記空間の空気と外部の空気とが交換される。結果として、放熱部材３３ｂから上記空間に伝わった熱を、さらに放散することができる。ここで、後シャーシ２４ｂは、液晶パネル２１およびバックライト光源３を保護し、かつこれらの重量を支える役割を果たしている。したがって、上記穴の数および大きさは、後シャーシ２４ｂが一定以上の強度を維持し得る範囲から、適宜、選択される。

〔第３の実施形態〕
本発明に係る第３の実施形態について、図６を参照して以下に説明する。本実施形態では、第１の実施形態と同一の概念については同一の記号を付し、詳細な説明は省略する。本実施形態においては、放熱部材３３ｃを１８０度曲げてＬＥＤ基板３２の周囲に取り付けることを特徴とする。

図６は、本実施形態に係るバックライト光源３を含む液晶ユニット２の構造を示す断面図である。この図に示すように、アルミニウム合金製の放熱部材３３ｃは、両端が１８０度折り返された形状をしている。放熱部材３３のうちＬＥＤ基板３２の外部に延長された部分（下部）は、ＬＥＤ基板３２の底面に、接触した状態で取り付けられている。一方、放熱部材３３のうちＬＥＤ基板３２上にある部分（上部）は、リング型の熱伝導シート３４に、接触した状態で取り付けられている。このようにＬＥＤ基板３２、熱伝導シート３４および放熱部材３３ｃは一体となった状態で、図示しないネジによって後シャーシ２４ｃに取り付けられる。液晶ユニット２の背面側は、前シャーシ２２および後シャーシ２４ｃによって密閉されているため、液晶ユニット２内への埃や異物の侵入は防止される。

放熱部材３３ｃの前面には、発泡ＰＥＴ樹脂製の反射シート３５が配置されている。反射シート３５は、ＬＥＤ光の拡散反射機能および断熱機能を有する。したがって、第１の実施形態と同様、ＬＥＤ３１からの熱はＬＥＤ基板３２上の配線パターン、熱伝導シート３４、および放熱部材３３ｃを経由して後シャーシ２４ｃに伝えられ、最終的に後シャーシ２４ｃ背面の空気へ放出される。

本実施形態においては、ＬＥＤ基板３２、熱伝導シート３４および放熱部材３３ｃを一体として取り扱えるため、組立時の作業性に優れるという利点が存在する。

なお、後シャーシ２４ｃの内、反射シート３５および後シャーシ２４ｃに囲まれた空間と接する部分には、後シャーシ２４ｃを貫通する穴が設けられていてもよい。これによって、上記穴を通って、上記空間の空気と外部の空気とが交換される。結果として、放熱部材３３ｃから上記空間に伝わった熱を、さらに放散することができる。ここで、後シャーシ２４ｃは、液晶パネル２１およびバックライト光源３を保護し、かつこれらの重量を支える役割を果たしている。したがって、上記穴の数および大きさは、後シャーシ２４ｃが一定以上の強度を維持し得る範囲から、適宜、選択される。

〔第４の実施形態〕
本発明に係る第４の実施形態について、図７を用いて説明する。第１の実施形態と同一の概念については同一の記号を付し、詳細な説明は省略する。本実施形態においては、ＬＥＤ基板３２および反射シート３５と後シャーシとの間に空間を設けて放熱を行うことを特徴とする。

図７は、本実施形態におけるバックライト光源３を含む液晶ユニット２の構造を示す断面図である。この図に示すように、アルミニウム合金製の放熱部材３３ｄは、熱伝導シート３４を介してＬＥＤ基板３２と接している。放熱部材３３ｄの一部は前シャーシ２２に固定されており、前シャーシ２２、放熱部材３３ｄ、およびＬＥＤ基板３２によって液晶ユニット２側の空間が密閉され、埃や異物の侵入が防止される。

後シャーシ２４ｄは、放熱部材３３ｄおよびＬＥＤ基板３２から数ｍｍ程度の距離を隔てて配置されている。これにより、隙間の空間において空気の自然対流による放熱が可能となっている。また、放熱部材３３ｄのうちＬＥＤ基板３２の外部に延長された部分（第２の部分）の背面側（ＬＥＤ基板３２側）には、フィン形状の部材が設けられているので、放熱部材から空気への放熱性能を高めている。

放熱部材３３ｄの前面には、発泡ＰＥＴ樹脂製の反射シート３５が配置されている。反射シート３５は、ＬＥＤ光の拡散反射機能および断熱機能を有する。したがって、ＬＥＤ３１からの熱はＬＥＤ基板３２上の配線パターン、熱伝導シート３４、および放熱部材３３ｄを経由し、最終的にＬＥＤ基板３２と後シャーシ２４ｄとの間の空間へ放出される。

本実施形態においては、ＬＥＤ３１からの熱が液晶ユニット２側だけでなく、後シャーシ２４ｄにも直接伝わらない。したがって、後シャーシ２４ｄの背面側に取り付けられた映像回路基板や電源回路基板との熱的な干渉を抑えることができる。

なお、後シャーシ２４ｄの背面側および側面には、後シャーシ２４ｄを貫通する穴が設けられていてもよい。これによって、上記穴を通って、上記空間の空気と外部の空気とが交換される。結果として、放熱部材３３ｄから上記空間に伝わった熱を、さらに放散することができる。ここで、後シャーシ２４ｄは、液晶パネル２１およびバックライト光源３を保護し、かつこれらの重量を支える役割を果たしている。したがって、上記穴の数および大きさは、後シャーシ２４ｄが一定以上の強度を維持し得る範囲から、適宜、選択される。

〔第５の実施形態〕
本発明に係る第５の実施形態について、図８を参照して説明する。第１の実施形態と同一の概念については同一の記号を付し、説明は省略する。本実施形態においては、第１の実施形態におけるＬＥＤ３１の直上に光拡散用レンズ３６を搭載していることを特徴とする。

図８は、本実施形態におけるバックライト光源３を含む液晶ユニット２の構造を示す断面図である。この図に示すように、ＬＥＤから出射された光を光拡散用レンズ３６が広げることにより、隣のＬＥＤから出射された光との混合が促進される。これにより第１の実施形態に比べてより少ない個数のＬＥＤによって、液晶ユニット２に均一な光を入射させることができる。したがって、第１の実施形態よりもさらに部材価格を低減することが可能になる。

なお、第２から第４の実施形態における液晶ユニット２においても、光源であるＬＥＤの直上に光拡散用レンズ３６を搭載することによって、ＬＥＤの個数を削減し、部材価格を低減できる。また、光拡散効果を有する光学素子としては、レンズ以外に回折格子などを用いることも可能である。

（その他の実施形態）
以上のように、第１から第５の実施形態においては、白色ＬＥＤを光源として用いるバックライト光および映像表示装置１について説明した。しかし本発明は、赤（Ｒ）緑（Ｇ）青（Ｂ）の三色のＬＥＤ光の混合によって白色光を得る方式のバックライト光源や、ＬＥＤ以外の光源を用いたバックライト光源および映像表示装置にも容易に適用できる。

本発明によれば、優れた性能、および高い放熱効率を有し、かつ安価な面光源装置を実現できる。このため、映像表示装置用の照明装置として適用可能である。特に、液晶表示装置に適用した場合、非常に有効である。

本発明に係る第１の実施形態における映像表示装置の内部構成を示す分解斜視図である。 本発明に係る第１の実施形態におけるバックライト光源を含む液晶ユニットの構造を示す断面図である。 本発明に係る第１の実施形態における熱伝導シートの形状とその取付形態を示す斜視図である。 本発明に係る第１の実施形態における熱伝導シートの、製造時の多面取り配置の一例を示す図である。 本発明に係る第２の実施形態におけるバックライト光源を含む液晶ユニットの構造を示す断面図である。 本発明に係る第３の実施形態におけるバックライト光源を含む液晶ユニットの構造を示す断面図である。 本発明に係る第４の実施形態におけるバックライト光源を含む液晶ユニットの構造を示す断面図である。 本発明に係る第５の実施形態におけるバックライト光源を含む液晶ユニットの構造を示す断面図である。 従来技術に係る片面配線の回路基板を用いたバックライト光源を含む液晶ユニットの構造を示す断面図である。

符号の説明

１ 映像表示装置（表示装置）
２ 液晶ユニット（面光源装置）
３ バックライト光源（光源）
１２ 映像回路基板
１３ 電源回路基板
１４ スタンド
２１ 液晶パネル
２２ 前シャーシ
２３ 光学シート
２４ 後シャーシ（シャーシ部材）
３１ ＬＥＤ（発光ダイオード）
３２ ＬＥＤ基板（基板）
３３ 放熱部材
３４ 熱伝導シート
３５ 反射シート（断熱部材）
３６ 光拡散用レンズ（光学部材）

Claims (9)

1. 光源からの光を対象物に照射する面光源装置であって、
   上記光源と電気的に接続された配線が片面に形成されている基板と、
   上記光源から伝わる熱を放散する放熱部材と、
   上記基板の配線と上記放熱部材とに挟まれた熱伝導シートと、
   上記放熱部材における上記熱伝導シートとの接触面とは反対の面に形成された断熱部材と、
   を備え、
   上記放熱部材は、上記基板上に設けられた第１の部分と上記基板の外部に延長された第２の部分とを有し、
   上記第２の部分は、上記第１の部分における上記断熱部材の形成面よりも上記基板側に位置している
   ことを特徴とする面光源装置。
2. 上記第２の部分と接するシャーシ部材を、さらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
3. 上記光源が発光ダイオードであることを特徴とする請求項１または２に記載の面光源装置。
4. 上記基板および上記放熱部材によって、上記光源の配置される空間が密閉されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の面光源装置。
5. 上記第２の部分の内、上記断熱部材の形成面とは反対の面の一部が、フィン形状を有していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の面光源装置。
6. 上記断熱部材が、上記光源からの光を反射して拡散させる材料から構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の面光源装置。
7. 上記熱伝導シートが、上記光源の周囲を取り囲むリング状の形状を有していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の面光源装置。
8. 上記光源が有する光の出射部には、上記光源からの光を拡散する光学部材が形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の面光源装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の面光源装置を備えることを特徴とする表示装置。

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