JP2012014948A - 照明装置及びそれを備えた画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】少ない固定部を用いて放熱性能の向上及び製造工程の簡略化を実現した照明装置及びそれを備えた画像表示装置を提供する。
【解決手段】熱伝導性部材６は、放熱部材５の、導光部材２２に対向している面と接する第二板状部、および、光源保持部材４の、導光部材２２に対向している面と接する第一板状部を有しており、放熱部材５と第二板状部との間の接触面には、放熱部材５と第二板状部との接触を強固にする固定部５０が複数設けられており、固定部５０は、接触面における第一方向に沿う複数の列上に直線状に配列されており、複数の列のうち隣接する２列の上に配列されている固定部５０は、第一方向と直交する第二方向に沿って直線状に配列されていない。
【選択図】図１

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。

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。

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。

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。一般的に光源は、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。

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、熱は均一な分布を持つときが最も伝導及び放出しやすく、不均一な分布を持つほど伝導及び放出しにくくなるからである。

さらに近年、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、画面上の輝度を落とす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。

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。

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法則である。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る。

エッジライト方式が多用されるにともなって、現在までに、照明装置における種々の放熱手段が考案されてきた。例えば、特許文献１および２には、ネジ留めによって構成同士が連結されている照明装置が記載されている。これらの照明装置では、Ｌ字型の形状をした熱伝導性部材が光源と光源保持部材とに接続されており、光源にて発生した熱は、熱伝導部材を介して光源保持部材へと伝導され、その後、光源保持部材によって放熱される。

特開２００６−２６７９３６号公報（公開日：２００６年１０月５日） 特開２０１０−９２６７０号公報（公開日：２０１０年４月２２日）

しかしながら、特許文献１および２に記載の照明装置では、放熱性能を上げるためには多数のネジ留め箇所を必要とし、その結果、照明装置及びそれを備えた画像表示装置の製造工程を煩雑にするという問題点を有している。

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、固定箇所を少なくして放熱性能の向上及び製造工程の簡略化を実現した照明装置、及びそれを備えた画像表示装置を提供することにある。

本発明者らは、上記課題に鑑み、鋭意検討した結果、複数の固定箇所を独自の配置にすることによって、少ない固定箇所であっても、光源からの熱を効率良く放熱することが可能であることを見出し、本発明を完成させるに至った。

すなわち、本発明の照明装置は、上記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、上記光源を光入射面へ向けて配置するための光源保持部材、上記導光部材の背面にて上記光出射面に対向して配置されかつ上記光源保持部材と接続されている放熱部材、ならびに、上記光源保持部材および上記放熱部材と接触している熱伝導性部材を備えており、上記熱伝導性部材は、上記光源保持部材の、上記導光部材に対向している面と接する第一板状部、および、上記放熱部材の、該導光部材に対向している面と接する第二板状部を有しており、上記光源は、上記光源保持部材の光入射面に対向する面に、第一板状部を介して配置されており、上記放熱部材と第二板状部との間の接触面には、該放熱部材と第二板状部との接触を強固にする固定部が複数設けられており、上記固定部は、上記接触面における第一方向に沿う複数の列上に直線状に配列されており、上記複数の列のうち隣接する２列の上に配列されている固定部は、第一方向と直交する第二方向に沿って直線状に配列されていないことを特徴としている。

上記構成によれば、熱伝導性部材によって熱が拡散されるため、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。

また、上記構成によれば、光源保持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。

また、上記構成によれば、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。

また、上記構成によれば、放熱部材における熱分布も均一となり、放熱性能をより一層向上させることができる。

また、上記構成によれば、放熱部材と第二板状部との間の熱抵抗を小さくすることができる。その結果、光源から放熱部材までの熱伝導が良好になるので、照明装置の放熱性能を向上させることができる。

本発明の照明装置では、第二方向は上記光源から上記導光部材への光入射方向であってもよい。

本発明の照明装置では、上記固定部がネジ留めによって形成されていることが好ましい。

上記構成によれば、放熱部材と第二板状部との接触を更に強固にできるので、放熱部材と第二板状部との間の熱抵抗を更に小さくすることができる。

本発明の照明装置では、第一板状部から遠位の列上に配列されている固定部の数が、第一板状部から近位の列上に配列されている固定部の数よりも多いことが好ましく、第一板状部から最も遠位の列上に配列されている固定部の数が最も多く、第一板状部から最も近位の列上に配列されている固定部の数が最も少ないことがより好ましい。

上記構成によれば、第一板状部から遠い位置の固定部の数を増加させることによって放熱部材と第二板状部との接触を更に強固にできるので、放熱部材と第二板状部との間の熱抵抗をより小さくすることができる。

本発明の照明装置では、第一方向に沿う列上に配列されている上記固定部の、各列上における間隔が、第一方向に向けて減少していることが好ましい。

上記構成によれば、放熱部材と第二板状部との接触を更に強固にできるので、放熱部材と第二板状部との間の熱抵抗をより小さくすることができる。

本発明の照明装置では、上記複数の列の、隣接する２列の間の距離が、第二方向に向けて減少していることが好ましい。

上記構成によれば、放熱部材と第二板状部との接触を更に強固にできるので、放熱部材と第二板状部との間の熱抵抗をより小さくすることができる。

本発明の画像表示装置は、上記課題を解決するために、本発明の照明装置を備えていることを特徴としている。

上記構成によれば、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るので、サイド入光による大型かつ薄型の画像表示装置を実現することができる。

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、上記光源を光入射面へ向けて配置するための光源保持部材、上記導光部材の背面にて上記光出射面に対向して配置されかつ上記光源保持部材と接続されている放熱部材、ならびに、上記光源保持部材および上記放熱部材と接触している熱伝導性部材を備えており、上記熱伝導性部材は、上記光源保持部材の、上記導光部材に対向している面と接する第一板状部、および、上記放熱部材の、該導光部材に対向している面と接する第二板状部を有しており、上記光源は、上記光源保持部材の光入射面に対向する面に、第一板状部を介して配置されており、上記放熱部材と第二板状部との間の接触面には、該放熱部材と第二板状部との接触を強固にする固定部が複数設けられており、上記固定部は、上記接触面における第一方向に沿う複数の列上に直線状に配列されており、上記複数の列のうち隣接する２列の上に配列されている固定部は、第一方向と直交する第二方向に沿って直線状に配列されていないものである。

それ故、本発明の照明装置は、固定箇所を少なくして放熱性能の向上及び製造工程の簡略化を実現した照明装置、及びそれを備えた画像表示装置を実現することができるという効果を奏する。

本発明の実施形態１におけるバックライト装置を備えた液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。 本発明の実施形態１におけるバックライト装置の光源付近の構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態１におけるバックライト装置の光源付近の構成を示す断面図である。 従来のバックライト装置の光源付近の構成を示す断面図である。 （ａ）・（ｂ）は、熱源の大きさが異なる場合の熱伝導性能の相違を説明するための模式的な断面図である。 （ａ）・（ｂ）は、本発明の実施形態１におけるバックライト装置の光源付近の好ましい構成を示す断面図である。 本発明の実施形態１におけるバックライト装置の光源付近の好ましい構成を示す断面図である。 （ａ）・（ｂ）は、第二板状部を光出射面側からみた場合の固定部の配置を示す模式図である。

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。

（Ｉ）本実施形態における照明装置の構成
本実施形態の照明装置について、図面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は、当該光源７付近の構成を示す断面図である。

図１〜図３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、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からなる光源７、光源７を固定するフレーム（光源保持部材）４、フレーム４に接続されるシャーシ（放熱部材）５、光源７とフレーム４との間に配置される熱伝導板（熱伝導性部材）６、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、ネジ留めのほかに、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。

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。

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、熱伝導板６とシャーシ５との接触を強固にする複数の固定部５０の配置を独自の配置にす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。

＜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。各図面では、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。

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。

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。

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。

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。

＜フレーム（光源保持部材）＞
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４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４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／ｍｍ^２、熱伝導率１３８Ｗ／ｍ・Ｋ）、Ａ６０６３（引っ張り強さ１８５Ｎ／ｍｍ^２、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。

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４の形状は、長方形もしくは正方形の断面（図３及び図４に示す面）を有する四角柱形状、またはＬ字型もしくはコの字型の断面を有する多角柱形状である。フレーム４の形状について、「他の実施例」として以下に具体的に説明する。

フレーム４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４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。また、フレーム４は、導光板２２の隣り合わない２面に対向して、シャーシ５の両端に構造補強柱として配置されていることが好ましい。

＜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／ｍｍ^２、熱伝導率１３８Ｗ／ｍ・Ｋ）、Ａ６０６３（引っ張り強さ１８５Ｎ／ｍｍ^２、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。

＜熱伝導板（熱伝導性部材）＞
本実施形態のバックライト装置１に用いられる熱伝導板６としては、熱伝導率が高いものを用いる。熱伝導板６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６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６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。

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。

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。

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６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。

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６の熱伝導率は、フレーム４及びシャーシ５の熱伝導率よりも大きいことが好ましい。また、熱伝導板６の厚さとしては、０．５〜２ｍｍ程度が好ましい。

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６の形状としては、例えば、図１〜３、７および８に示すＬ字型形状などが挙げられる。

本実施形態のバックライト装置１では、シャーシ５と熱伝導板６とが接触しているため、シャーシ５における熱分布が均一となり、放熱性能をより一層向上させることができる。

＜熱伝導板（熱伝導性部材）とシャーシ（放熱部材）との接触に関して＞
図１〜３などに示すように、熱伝導板６は、フレーム４の、導光板２２に対向している面と接する第一板状部５５、および、シャーシ５の、導光板２２に対向している面と接する第二板状部５６を有している。

第一板状部５５および第二板状部５６の形状は、フレーム４またはシャーシ５に接触できる形状であればよく、特に限定されない。例えば、第一板状部５５および第二板状部５６の各々は、長方形の板、正方形の板などであり得るが、これらに限定されない。第一板状部５５と第二板状部５６とは、略垂直になるように互いに連結されていることが好ましい。

シャーシ５と第二板状部５６との間の接触面には、シャーシ５と第二板状部５６との接触を強固にする固定部５０が複数設けられている。

固定部５０は、シャーシ５と第二板状部５６との接触を強固にできるものであればよく、その具体的な構成は特に限定されない。例えば、ネジ、溶接、圧接、はんだ付け、粘着テープ、粘着シート、接着剤、かしめ、または、はめ込みであることが好ましい。これらの中では、ネジが更に好ましいといえる。

本実施の形態の照明装置では、固定部５０は、シャーシ５と第二板状部５６との間の接触面における第一方向に沿う複数の列上に直線状に配列されており、当該複数の列のうち隣接する２列の上に配列されている固定部５０は、第一方向と直交する第二方向に沿って直線状に配列されていない。更に具体的には、固定部５０は、千鳥状に配列されていることが好ましい。

第一方向および第二方向の具体的な方向は特に限定されない。例えば、第二方向は、点状光源２から導光板２２への光入射方向であり得、この場合、第一方向は、上記光入射方向に対して直行する方向である。

上記列の数は複数であればよく特に限定されない。本実施の形態の照明装置は、２本以上のあらゆる数の列を用い得る。固定部５０の数を減らすことによって照明装置の製造工程を容易にするという観点からは、２列であることがより好ましいといえる。本発明であれば、たとえ２列であったとしても、シャーシ５と第二板状部５６との間の熱抵抗を小さくすることができる。その結果、点状光源２からシャーシ５までの熱伝導が更に良好になるので、照明装置の放熱性能を向上させることができる。

列の間隔は特に限定されないが、上記複数の列の、隣接する２列の間の距離が、第二方向に向けて減少していることが好ましい。なお、隣接する２列の間の具体的な距離は、特に限定されない。

複数の列上に配列された固定部５０の配列としては、３つの固定部５０が正三角形の各頂点に位置するような配列であり得る。例えば、隣接する第一列および第二列について考える。なお、第一列および第二列の何れが、第一板状部５５に近くてもよい。このとき、第一列上に隣接して配列されている２つの固定部５０と、これらの固定部５０の両方から最短距離にある第二列上の１つの固定部５０とが、正三角形の各頂点に配置され得る。

１つの列上に配列される固定部５０間の距離は特に限定されないが、例えば、３ｃｍ〜１５ｃｍであることが好ましく、６ｃｍ〜１２ｃｍであることが更に好ましい。

１つの列上における固定部５０の間隔は同じであってもよく、異なっていてもよい。異なっている場合には、各列上における固定部５０の間隔が、第一方向に向けて減少していることが好ましい。

個々の列上に配列される固定部５０の数は特に限定されないが、第一板状部５５から最も遠位の列上に配列されている固定部５０の数が最も多く、第一板状部５５から最も近位の列上に配列されている固定部５０の数が最も少ないことが好ましい。また、第一板状部５５から最も遠位の列の末端に配置されている固定部５０は、第一板状部５５から最も近位の列の末端に配置されている固定部５０よりも、第１方向に対して外側に配置されていることが好ましい。

図８を用いて、固定部５０の配置に関して更に詳細に説明する。図８の（ａ）および（ｂ）は、第二板状部５６を光出射面側からみた場合の固定部５０の配置を示す模式図である。第二板状部５６には、第一方向に向かう２つの列上に複数の固定部５０が配列されている。（ｂ）に示すように、第二板状部５６には切り欠きが設けられていてもよい。この場合には、切り欠きが無い状態を想定して本明細書にしたがって固定部５０の配置を決めた後で、所望の切り欠きを設ければよい。

例えば、本実施の形態の照明装置に基づいて６８型ＬＣＤ−ＴＶなどを作製するとすれば、１つの光源に対して、２つの列上に合計２９個の固定部５０を配列させることも可能である。２つの列の各々に配列させる固定部５０の数は特に限定されないが、例えば、一方の列上に１５個の固定部５０を配列させ、他方の列上に１４個の固定部５０を配列させることが可能である。この場合、光源から遠位の列上に１５個の固定部５０を配列させ、光源から近位の列上に１４個の固定部５０を配列させることが可能である。

上記構成であれば、片側の光源に対して７２本のネジを一列で配置した場合と比較して、略同程度の放熱性能を実現することができる。例えば、７２本のネジの場合にＬＥＤの温度が３４．６℃（１７０．８Ｗ）であった照明装置を、２９本のネジによってＬＥＤの温度が３４．９℃（１７１．６Ｗ）にすることも可能である。

＜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。

＜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。

＜各部材の関連性＞
本実施形態のバックライト装置１における各部材の関連性について、図４を参照しながら以下に具体的に説明する。

図４に示すように、フレーム４に熱伝導板６の機能を併せ持たせて熱伝導板６を省略しようとすると、フレーム４に構造的強度と熱伝導性との両方の性能を併せ持たせなければならなくなる。しかし一般的に、その２つの性能を両立させることは難しい。例えば、構造部材として一般的な（構造的強度に優れた）アルミ合金であるＡ５０５２の熱伝導率は、ＳＵＳなどに比べると高いものの、純銅であるＣ１１００の半分以下である。その一方、熱伝導性に優れた純アルミであるＡ１０５０では、構造部材として用いるには強度が不足している（構造的強度に劣っている）。Ａ１０５０は、ひっぱり強さ、せん断強さ及び耐力という全ての点においてＡ５０５２よりも劣っている。また、Ａ１０５０は、硬度も劣るため、ネジ締結のためにタッピングを行っても、実際には容易にタッピングの効果がなくなるという問題がある。よって、構造的強度と熱伝導性との両方の性能を併せ持たせるためには、フレーム４とは別に熱伝導板６が必須となる。

逆に、フレーム４を省略して構造的強度をシャーシ５に担保させ、熱伝導性の観点から熱伝導板６のみを採用しようとすると、携帯電話及びカーナビゲーションシステム程度の中小型パネルであれば、光源に必要な総光量が小さいため、その２つの性能を両立させることができる可能性はある。しかし、液晶テレビ、デジタルサイネージ用ディスプレイなどのような大型ディスプレイでは、その重量は面積的に増加するため、シャーシ５のみで構造的強度を保たせるなら、大型化に比例してシャーシ５の厚みを増加させる必要がある。その場合、重量、材料費、加工性などの面で現実的ではない。よって、シャーシ５を現実的な厚みである２ｍｍ程度以下にして構造的強度を成り立たせるには、シャーシ５とは別にフレーム４が必須となる。

従って、構造的強度はフレーム４に、熱伝導性は熱伝導板６に、それぞれ役割分担を行い、それぞれに最適な部材を用いることによって、トータルとして最も優れた性能を発揮させることができる。

また、同じエッジライト式のバックライトであっても、大型化が進んだ上で、さらに４辺入光から２辺入光、２辺入光の中でも長辺である上下入光から短辺である左右入光と形態が変われば、熱源が密集することによって熱的な条件が厳しくなる。そのため、上記のような構造的強度部材と熱伝導性部材とを役割分担しそれぞれの性能を最大限に発揮させることがより一層重要となる。

＜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３及び図５（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。

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。

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。

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の長手方向に熱分布を持つことになる。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。

本実施形態によれば、基板３は、熱伝導板６を介しフレーム４と接触している。熱伝導板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。また、フレーム４は、構造的強度を保つ部材であるため、基板３と比較して断面積が大きい。従って、フレーム４の長手方向への熱抵抗は基板３よりも小さく、熱伝導板６及びフレーム４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。

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。

図５（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５（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。

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５（ａ）の場合と比較して図５（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５（ａ）の場合と比較して図５（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５（ａ）の場合と比較して図５（ｂ）の場合に大きくなり、熱伝導が悪くなることが分かる。

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。

本実施形態によれば、基板３から熱伝導板６及びフレーム４に伝えられた熱は、均一な分布を持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、熱伝導板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。

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。

＜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、フレーム４の形状を変更したものが挙げられる。具体的には、図６（ａ）・（ｂ）及び図７を参照しながら具体的に説明する。

図６（ａ）・（ｂ）に示すように、フレーム４の形状をコの字型の断面（図３及び図４に示す面）を有する多角柱形状、または図７に示すように、フレーム４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。

すなわち、本実施形態の照明装置では、上記光源保持部材と上記熱伝導性部材とが接触する第１面、および該光源保持部材と上記放熱部材とが接触する第２面の両方に垂直な平面における、該光源保持部材の断面の形状が、長方形または正方形であることが好ましい。また、本実施形態の照明装置では、上記光源保持部材と上記熱伝導性部材とが接触する第１面、および該光源保持部材と上記放熱部材とが接触する第２面の両方に垂直な平面における、該光源保持部材の断面の形状が、Ｌ字型またはコの字型であることも好ましい。

本実施形態の照明装置は以下のように構成することも可能である。

本実施形態の照明装置は、シャーシと、シャーシの面に対して略垂直に設置されており、片側面に点状光源を備えた基板と、基板と接続する第一板状部およびシャーシと接続する第二板状部の少なくとも２つの板状部からなる熱伝導板と、を備えた照明装置であって、第二板状部は光の出射方向へ延伸しており、第二板状部とシャーシとは固定部によって締結されており、固定部による締結位置が、光の出射方向と略直交する２つ以上の列をなした千鳥状に配置されていることを特徴としている。

本実施形態の照明装置では、基板よりも遠い側の列が、基板に近い側の列よりも固定部の数が多い列となることが好ましい。なお、第二板状部に切り欠きが設けられている場合には、切り欠きが無い状態を想定して、固定部の数を計算することになる。

（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）、熱伝導板６、フレーム４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、ネジ留めのほかに、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。

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。

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。

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
４ フレーム（光源保持部材）
５ シャーシ（放熱部材）
６ 熱伝導板（熱伝導性部材）
７ 光源
８ 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
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）
３０ 液晶表示装置（画像表示装置）
３１ バックライト装置（照明装置）
３３ 基板
５０ 固定部
５５ 第一板状部
５６ 第二板状部

Claims (7)

1. 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、上記光源を光入射面へ向けて配置するための光源保持部材、上記導光部材の背面にて上記光出射面に対向して配置されかつ上記光源保持部材と接続されている放熱部材、ならびに、上記光源保持部材および上記放熱部材と接触している熱伝導性部材を備えており、
   上記熱伝導性部材は、上記光源保持部材の、上記導光部材に対向している面と接する第一板状部、および、上記放熱部材の、該導光部材に対向している面と接する第二板状部を有しており、
   上記光源は、上記光源保持部材の光入射面に対向する面に、第一板状部を介して配置されており、
   上記放熱部材と第二板状部との間の接触面には、該放熱部材と第二板状部との接触を強固にする固定部が複数設けられており、
   上記固定部は、上記接触面における第一方向に沿う複数の列上に直線状に配列されており、
   上記複数の列のうち隣接する２列の上に配列されている固定部は、第一方向と直交する第二方向に沿って直線状に配列されていないことを特徴とする照明装置。
2. 第二方向が、上記光源から上記導光部材への光入射方向である、請求項１に記載の照明装置。
3. 上記固定部がネジ留めによって形成されている、請求項１または２に記載の照明装置。
4. 第一板状部から最も遠位の列上に配列されている固定部の数が最も多く、第一板状部から最も近位の列上に配列されている固定部の数が最も少ない、請求項１〜３の何れか１項に記載の照明装置。
5. 第一方向に沿う列上に配列されている上記固定部の、各列上における間隔が、第一方向に向けて減少している、請求項１〜４の何れか１項に記載の照明装置。
6. 上記複数の列の、隣接する２列の間の距離が、第二方向に向けて減少している、請求項１〜５の何れか１項に記載の照明装置。
7. 請求項１〜６の何れか１項に記載の照明装置を備えていることを特徴とする画像表示装置。

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