特開2016-176964(P2016-176964A)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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特開2016-176964エッジライト型パネルユニット及びこれを具えた液晶表示装置
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2016-176964(P2016-176964A)
(43)【公開日】2016年10月6日
(54)【発明の名称】エッジライト型パネルユニット及びこれを具えた液晶表示装置
(51)【国際特許分類】
   G02F 1/13357 20060101AFI20160909BHJP
   F21V 29/00 20150101ALI20160909BHJP
   F21S 2/00 20160101ALI20160909BHJP
   F21Y 115/10 20160101ALN20160909BHJP
【FI】
   G02F1/13357
   F21V29/00 111
   F21S2/00 439
   F21Y101:02
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】OL
【全頁数】7
(21)【出願番号】特願2013-157615(P2013-157615)
(22)【出願日】2013年7月30日
(71)【出願人】
【識別番号】000001889
【氏名又は名称】三洋電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100066728
【弁理士】
【氏名又は名称】丸山 敏之
(74)【代理人】
【識別番号】100141841
【弁理士】
【氏名又は名称】久徳 高寛
(74)【代理人】
【識別番号】100119596
【弁理士】
【氏名又は名称】長塚 俊也
(74)【代理人】
【識別番号】100100099
【弁理士】
【氏名又は名称】宮野 孝雄
(74)【代理人】
【識別番号】100100114
【弁理士】
【氏名又は名称】西岡 伸泰
(72)【発明者】
【氏名】浜田 弘喜
(72)【発明者】
【氏名】池端 良隆
(72)【発明者】
【氏名】大谷 和寛
【テーマコード(参考)】
2H191
3K014
3K244
【Fターム(参考)】
2H191FA38Z
2H191FA42Z
2H191FA56Z
2H191FA59Z
2H191FA75Z
2H191FA85Z
2H191FB14
2H191FC22
2H191FD04
2H191FD15
2H191FD33
2H191LA04
2H191LA21
3K014AA01
3K014LA01
3K014LB04
3K244AA01
3K244BA07
3K244BA39
3K244BA48
3K244BA50
3K244DA01
3K244GA01
3K244GA02
3K244HA03
(57)【要約】
【課題】LEDの放熱効率を高め、高輝度化及び高信頼性化を達成できるエッジライト型パネルユニット及びこれを具えた液晶表示装置を提供する。
【解決手段】本発明に係るエッジライト型パネルユニットは、液晶パネル12と、前記液晶パネルの背面に配設された導光板16と、一方の面に発光ダイオード32を含むLEDモジュール30が複数搭載され、前記発光ダイオードが前記導光板の端面に向くよう配置されたLEDバー40と、前記LEDバーの他方の面に熱伝導可能に配置される放熱板50と、を具えるエッジライト型パネルユニットであって、前記LEDバーは、前記放熱板と当接する前記他方の面に凹凸42が形成されている。
【選択図】図4
【特許請求の範囲】
【請求項1】
液晶パネルと、
前記液晶パネルの背面に配設された導光板と、
一方の面に発光ダイオードを含むLEDモジュールが複数搭載され、前記発光ダイオードが前記導光板の端面に向くよう配置されたLEDバーと、
前記LEDバーの他方の面に熱伝導可能に配置される放熱板と、
を具えるエッジライト型パネルユニットであって、
前記LEDバーは、前記放熱板と当接する前記他方の面に凹凸が形成されている、
ことを特徴とするエッジライト型パネルユニット。
【請求項2】
前記LEDバーに形成される凹凸は、中心線平均粗さRaが10μm〜25μmである、
請求項1に記載のエッジライト型パネルユニット。
【請求項3】
前記LEDバーは、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、窒化アルミニウムの群より選択される1の材料である、
請求項1又は請求項2に記載のエッジライト型パネルユニット。
【請求項4】
請求項1乃至請求項請求項3の何れかに記載のエッジライト型パネルユニットを具える液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、エッジライト型パネルユニット及びこれを具えた液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
液晶表示装置のパネルユニットとして、液晶パネルの背面側に拡散シート、レンズシート及び導光板を配設し、導光板の端面にバックライトとして発光ダイオード(LED)を配置した所謂エッジライト型パネルユニットが知られている。
【0003】
LEDは、発光に伴い発熱するため、LEDから発生した熱を効率よく放熱する必要がある。たとえば、特許文献1では、アルミニウム製の杆体からなるLEDバーにLEDを搭載し、LEDの放熱特性を高めるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2012−155237号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、LEDバーは、裏面がフラットであり、これに接する放熱板の表面も平坦である。従って、LEDから発生した熱は、LEDに近い領域で効率よく拡散させることができない。すなわち、LEDから放熱板に至るまでの過程で熱抵抗が高くなる結果、LEDの温度が上昇して、LEDの信頼性が低くなることがある。放熱効率が十分でない環境下において、LEDに大電流を流すと、LEDの温度が上昇し、発光効率が低下する虞もある。
【0006】
本発明の目的は、LEDの放熱効率を高め、高輝度化及び高信頼性化を達成できるエッジライト型パネルユニット及びこれを具えた液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明に係るエッジライト型パネルユニットは、
液晶パネルと、
前記液晶パネルの背面に配設された導光板と、
一方の面に発光ダイオードを含むLEDモジュールが複数搭載され、前記発光ダイオードが前記導光板の端面に向くよう配置されたLEDバーと、
前記LEDバーの他方の面に熱伝導可能に配置される放熱板と、
を具えるエッジライト型パネルユニットであって、
前記LEDバーは、前記放熱板と当接する前記他方の面に凹凸が形成されている。
【0008】
また、本発明に係る液晶表示装置は、
上記エッジライト型パネルユニットを具える。
【発明の効果】
【0009】
本発明のエッジライト型パネルユニットによれば、LEDバーと放熱板との接触界面の表面積を大きくすることで熱抵抗を小さくし、LEDバーからの放熱特性を高めることができるから、LEDから発生する熱を効率的に放熱することができる。従って、LEDに大電流を流すことが可能となり、パネルユニットの高輝度化、高信頼性化を達成することができる。
【0010】
また、本発明の液晶表示装置によれば、パネルユニットは、LEDに大電流を流すことが可能であるから、パネルユニットの高輝度化、高信頼性化を達成することができ、これを搭載する液晶表示装置の高輝度化、高信頼性化も達成できる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
図1図1は、本発明に係るエッジライト型パネルユニットの正面図である。
図2図2は、図1の線A−Aに沿う断面図である。
図3図3は、LEDモジュールの搭載されたLEDバーの正面図である。
図4図4は、図3の線B−Bに沿う断面図である。
図5図5は、発明例と比較例のLEDバーと放熱板界面の表面粗さと熱抵抗との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の一実施形態に係るエッジライト型パネルユニット10について、図面を参照しながら詳細に説明を行なう。
【0013】
エッジライト型パネルユニット10は、図1及び図2に示すように、液晶パネル12の背面に拡散シート14、レンズシート15と導光板16を積層し、導光板16の端縁に複数の発光ダイオード(LED)32を配置して構成される。
【0014】
液晶パネル12は、たとえば、偏光フィルム、ガラス基板、電極、配向膜、液晶セル、カラーフィルタから構成することができる。液晶パネル12の周囲は、パネル固定フレーム20とミドルフレーム21によって保持されている。拡散シート14は、ミドルフレーム21に周縁が当接するよう配置され、レンズシート15は、拡散シート14の背面側に重なるように配置される。
【0015】
導光板16は、反射ドット印刷等が施されており、図2に示すように、背面側に反射シート17が配置されている。導光板16の端縁に配置されたLED32からの入射光は、導光板16内で表面反射を繰り返して、面発光することで、レンズシート15を介して拡散シート14から出射し、液晶パネル12の有効光とするものである。導光板16としてアクリル板を採用することができる。
【0016】
導光板16は、前面が開口したシャーシ22に収容され、後述するとおり、LED32等と一体にシャーシ22はパネル固定フレーム20に嵌められる。
【0017】
バックライトとなるLED32は、導光板16の端縁に配置される。図3では、LED32は、パネルユニット10の左右短辺に配置しているが、長辺に配置することもできる。
【0018】
LED32は、図3、より詳細には図4に示すように、LEDチップ34に蛍光体36を塗布等し、電極ワイヤ38をLEDチップ34の背面側に設けられた配線パターン39と電気的に接続したLEDモジュール30を用いることができる。
【0019】
LEDモジュール30は、図3及び図4に示すように、杆状のLEDバー40に所定間隔で配置される。LEDバー40は、導光板16の短辺と略同じ長さであり、熱伝導にすぐれる材料から構成される。たとえば、LEDバー40は、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、窒化アルミニウムを例示することができる。
【0020】
LEDモジュール30は、LEDバー40の一方の面に配置され、他方の面には、放熱板50と熱的に接触している。放熱板50は、アルミニウム等を採用できる。図2乃至図4では、放熱板50は略L字状であり、パネルユニット10を前側から見たときに前後方向となる縦辺の内側にLEDバー40が配置され、内向きに後辺が延びている。
【0021】
ここで、図4に示すように、LEDバー40の前記他方の面には、前記放熱板と当接する前記他方の面に凹凸42が形成されている。LEDバー40に形成される凹凸42は、中心線平均粗さRaを10μm〜25μmとすることが好適である。
【0022】
LEDバー40の凹凸42は、たとえば、LEDバー40を焼結により作製し、作製されたLEDバー40の放熱板50と接する面に研磨等の機械加工を施さないことで形成することができる。
【0023】
また、凹凸42は、LEDバー40に粗面加工を施したり、ブラストやスパッタリングを施すことで形成することもできる。
【0024】
LEDバー40は、放熱板50に、半田や熱伝導性にすぐれる接着剤、熱伝導性にすぐれる高分子テープなどにより熱的に接触するよう固定される。
【0025】
LEDバー40は、放熱板50と接する面に凹凸42が形成されているから、放熱板50との接触界面の面積を大きくすることができ、これにより、LED32の温度上昇を可及的に低減することができる。また、凹凸42を形成することで、LEDバー40と放熱板50との接着強度を向上させることができる。
【0026】
放熱板50は、図2に示すように、LED32が内向きとなって導光板16の端縁を照射可能となるようシャーシ22に装着される。より詳細には、放熱板50は、縦辺がシャーシ22の内側面と熱的に接触し、後辺がシャーシ22の背面に熱的に接触するように配置される。シャーシ22には、反射シート17及び導光板16が収容され、前述のパネル固定フレーム20に嵌められる。
【0027】
然して、LED32に通電を行なうことで、LED32からの光が、導光板16、レンズシート15及び拡散シート14を介して液晶パネル12を発光させる。
【0028】
図5は、LEDバー40の表面粗さ(Ra)と熱抵抗の関係を示すグラフである。なお、LEDモジュール30とLEDバー40との接触面積は、10μmである。
【0029】
発明例は、LEDバー40の凹凸42の表面粗さ(Ra)が10μm〜25μmとなるように加工されており、放熱板50と半田により熱的に接触するよう取り付けている。これにより、LEDバー40と放熱板50との界面表面積が夫々220μm〜510μmとなっている。一方、比較のために、界面に凹凸が形成されておらず、表面粗さ(Ra)が5μm未満であり、界面表面積が100μmである比較例を作製した。
【0030】
発明例については、LEDバー40に凹凸42を形成することで、比較例に比して、放熱板50との界面表面積を2倍以上にできたことがわかる。
【0031】
これらについて、熱抵抗率(mK/S・m−2)を測定した。その結果、図5に示すように、LEDバー40に、放熱板50との接触界面に凹凸42を形成した発明例は、比較例に比して熱抵抗率を約50%以上低減できていることがわかる。
【0032】
このように、本発明によれば、LEDバー40と放熱板50との接触界面の表面積を大きくすることで熱抵抗を小さくし、LEDバー40からの放熱特性を高めることができるから、LED32から発生する熱を効率的に放熱することができる。従って、LED32に大電流を流すことが可能となり、パネルユニット10、ひいては当該パネルユニット10を搭載した液晶表示装置の高輝度化、高信頼性化を達成することができる。
【0033】
上記説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或いは範囲を限縮するように解すべきではない。また、本発明の各部構成は、上記実施例に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。
【0034】
たとえば、液晶パネル12、拡散シート14、レンズシート15、導光板16の構成や構造は、上記に限定されるものではない。
【符号の説明】
【0035】
10 エッジライト型パネルユニット
12 液晶パネル
14 拡散シート
15 レンズシート
16 導光板
32 LED
40 LEDバー
42 凹凸
50 放熱板
図1
図2
図3
図4
図5