JP2010192174A - 照明装置および液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤ２２の発光効率を上げて輝度低下を無くすとともに、温度ムラによるバックライト装置２全体としての輝度ムラを無くす。省電力化を図る。
【解決手段】バックライト装置２は、基板２１上に配置されるＬＥＤ２２およびペルチェ素子２４と、熱電モジュール２３とを有している。ＬＥＤ２２は、基板２１上で複数の領域に配置される。熱電モジュール２３は、各領域に対応して設けられ、対応する領域内にあるＬＥＤ２２の熱を基板２１を介して吸収してそれを電力に変換する。複数のペルチェ素子２４は、各領域に対応して設けられ、駆動電力に応じて、対応する領域内にあるＬＥＤ２２の熱を吸収することにより、ＬＥＤ２２を冷却する。ペルチェ素子２４は、対応する領域の熱電モジュール２３で得られる電力によって駆動される。これにより、各領域ごとにＬＥＤ２２の冷却度合いを調整することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光ダイオード（以下、ＬＥＤとも称する）を有する照明装置と、その照明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照明装置としてＬＥＤを用いたものが、例えば特許文献１、２に開示されている。特に、特許文献２の照明装置は、ＬＥＤの熱を熱電変換モジュールによる発電に利用し、生じる電力をＬＥＤの駆動に利用することにより、ＬＥＤの駆動のためのエネルギー効率を向上させている。

特開平１０−８２９１５号公報（請求項５等参照） 特開２００４−２９６９８９号公報（段落〔００１１〕等参照）

ところで、液晶パネルの直下にＬＥＤを２次元的に配置して液晶パネルを照明する構成において、照明装置の薄型化を求めると、輝度を均一にするためには多数のＬＥＤを敷き詰める必要がある。しかし、例えば液晶テレビに必要な輝度を得るために必要な量の電流をＬＥＤに流すと、個々のＬＥＤの発熱が大きくなり、かなりの高温になる。この結果、ＬＥＤの発光効率が低下して輝度が低下する。さらに、液晶テレビのように照明装置を立てて使用する場合（ＬＥＤが搭載される基板を立てて使用する場合）、熱は上方に移行するため、筐体の上下で数十度の温度差（温度ムラ）が生じ、この温度差によって上下で輝度ムラが生じてしまう。

この点、特許文献２では、省電力化を図る構成については開示されているものの、ＬＥＤ単体での輝度低下を無くす構成や、温度ムラによる照明装置全体としての輝度ムラを無くす構成については一切開示されていない。

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、ＬＥＤの発光効率を上げて輝度低下を無くすとともに、温度ムラによる照明装置全体としての輝度ムラを無くすことができる、省電力の照明装置と、その照明装置を備えた液晶表示装置とを提供することにある。

本発明の照明装置は、基板上で複数の領域に配置される発光ダイオードと、各領域に対応して設けられ、対応する領域内にある前記発光ダイオードの熱を前記基板を介して吸収してそれを電力に変換する熱電変換手段と、各領域に対応して設けられ、駆動電力に応じて、対応する領域内にある前記発光ダイオードの熱を吸収することにより、前記発光ダイオードを冷却する冷却手段とを備え、前記冷却手段は、対応する領域の前記熱電変換手段で得られる電力によって駆動されることを特徴としている。

上記の構成によれば、ＬＥＤの熱は、基板を介して熱電変換手段（例えば熱電モジュール）に吸収され、電力に変換される。そして、この熱電変換手段で得られた電力を利用して冷却手段（例えば複数のペルチェ素子）が駆動され、ＬＥＤが冷却される。これにより、例えば別の駆動源からの電力によってファンを駆動し、ＬＥＤを冷却する手法に比べて、省電力となる。また、ＬＥＤの冷却により、ＬＥＤの発光効率を上げることができるので、ＬＥＤ単体での輝度低下を回避することができる。

また、熱電変換手段および冷却手段は、ＬＥＤが配置される各領域に対応して設けられており、冷却手段は、対応する領域の熱電変換手段で得られる電力によって駆動されるので、例えば基板を立てたときに熱が上方に移行する等により、各領域間で温度分布が不均一となる場合でも、各領域ごとにＬＥＤの冷却度合い（冷却効果）を調整して、温度分布を均一にすることができる。その結果、各領域間でＬＥＤの発光特性を均一にすることができ、照明装置全体としての輝度ムラを無くすことができる。

本発明の照明装置において、前記発光ダイオードは、前記基板上で２次元的に配置されており、前記各領域には、前記基板を垂直に立てたときに水平方向に並ぶ前記発光ダイオードの各列がそれぞれ配置されていることが望ましい。

この場合、ＬＥＤの各列を、基板を立てたときに温度差が生じる領域（例えば上方の高温部、下方の低温部を含む）に対応させることが容易となり、その温度差が生じる領域ごとに、その温度状況に応じた冷却効果を得ることが可能となる。したがって、基板を立てて使用する用途（例えば液晶テレビなどの液晶表示装置）において、本発明が特に有効となる。

本発明の照明装置において、前記熱電変換手段は、複数の熱電変換素子を含んでおり、前記複数の熱電変換素子は、前記基板を介して前記発光ダイオードの真下に配置されていることが望ましい。

この場合、ＬＥＤの熱を基板を介して複数の熱電変換素子に効率よく導くことができ、複数の熱電変換素子による熱電変換を効率よく行うことができる。

本発明の照明装置において、前記冷却手段は、複数のペルチェ素子で構成されており、前記複数のペルチェ素子は、前記基板上において、対応する領域内で隣り合う発光ダイオードの間にそれぞれ配置されていてもよい。

この構成では、各ペルチェ素子が、対応する領域内で隣り合う２つのＬＥＤの熱を基板を介して吸収するので、同一領域内の複数のＬＥＤを効率よく冷却することができる。

本発明の照明装置は、前記ペルチェ素子を覆う反射シートをさらに備えていることが望ましい。

この構成では、隣り合うＬＥＤからの光を反射シートで反射させて使用することができるので、光の有効利用を図ることができ、照明装置全体としての輝度低下を低減することができる。

本発明の照明装置において、前記基板は、前記発光ダイオードの熱を伝導する放熱シートと、前記放熱シートを挟持するマウント基板および金属板とを含み、前記冷却手段は、複数のペルチェ素子で構成されており、前記放熱シートは、前記マウント基板を介して個々の発光ダイオードの真下に位置している一方、前記複数のペルチェ素子は、対応する領域内で各放熱シートの隣にそれぞれ配置されていてもよい。

この構成では、ＬＥＤの熱は、マウント基板、放熱シートおよび金属板を介して熱電変換手段に伝達される。このとき、放熱シートが個々のＬＥＤの真下に位置し、複数のペルチェ素子が各放熱シートの隣に配置されていることにより、ペルチェ素子が吸収したＬＥＤの熱も金属板に伝わり、熱電変換手段での熱電変換に供される。これにより、熱の利用効率を向上させることができる。

本発明の液晶表示装置は、上述した本発明の照明装置と、前記照明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。

この構成では、液晶表示装置を例えば液晶テレビとして使用する場合でも、照明装置に起因する輝度ムラの無い良好な映像を表示することが可能となる。

本発明によれば、熱電変換手段で得られた電力を利用して冷却手段が駆動されるので、省電力である。また、冷却手段によるＬＥＤの冷却により、ＬＥＤの発光効率を上げて、ＬＥＤ単体での輝度低下を回避することができる。さらに、熱電変換手段および冷却手段は、ＬＥＤが配置される各領域に対応して設けられており、冷却手段は、対応する領域の熱電変換手段で得られる電力によって駆動されるので、各領域ごとにＬＥＤの冷却度合いを調整して温度分布を均一にすることができ、照明装置全体としての輝度ムラを無くすことができる。したがって、液晶表示装置においては、照明装置に起因する輝度ムラの無い良好な映像を表示することが可能となる。

本発明の実施の一形態に係る照明装置としてのバックライト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備えた液晶表示装置の概略の構成を示す断面図である。 （ａ）は、上記バックライト装置の平面図であり、（ｂ）は、上記バックライト装置の底面図である。 上記バックライト装置全体の温度分布が、温度ムラのある状態から均一な状態に移行する様子を模式的に示す説明図である。 （ａ）は、上記バックライト装置の個々のＬＥＤの温度分布を示す説明図であり、（ｂ）は、上記ＬＥＤの冷却後における上記バックライト装置全体での温度分布を示す説明図である。 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断面図である。 （ａ）は、上記バックライト装置の基板の底面図であり、（ｂ）は、上記バックライト装置の底面図である。 （ａ）は、上記バックライト装置の個々のＬＥＤの温度分布を模式的に示す説明図であり、（ｂ）は、上記ＬＥＤの冷却後における上記バックライト装置全体での温度分布を模式的に示す説明図である。

〔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を照明するための照明装置であり、液晶パネル１の直下に配置されている。ここで、図１は、バックライト装置２の概略の構成を示す断面図である。バックライト装置２は、基板２１と、ＬＥＤ２２と、熱電モジュール２３と、ペルチェ素子２４と、反射シート２５と、図示しない光学シート（拡散板等）とを有して構成されている。上記の光学シートは、バックライト装置２において最も液晶パネル１側に配置されており、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。以下、バックライト装置２の詳細について説明する。

基板２１は、ＬＥＤ２２の搭載側から、反射シート２１ａ、マウント基板２１ｂ、放熱シート２１ｃ、金属板２１ｄをこの順で積層して構成されている。反射シート２１ａは、ＬＥＤ２２からの光を液晶パネル１側に反射させる光学シートであり、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの樹脂で構成されている。マウント基板２１ｂ上に反射シート２１ａを設けることにより、ＬＥＤ２２の光の利用効率が向上し、輝度が向上する。

マウント基板２１ｂは、例えば厚さ１ｍｍのガラスエポキシ材で構成されており、このマウント基板２１ｂ上に反射シート２１ａを介して上記のＬＥＤ２２が搭載されている。放熱シート２１ｃは、ＬＥＤ２２が発した熱を伝導するものであり、例えば厚さ１ｍｍのアクリル系シートで構成されている。金属板２１ｄは、例えば厚さ１ｍｍの鉄（Ｆｅ）からなる板金である。

ＬＥＤ２２は、基板２１上で２次元的に配置されている。これにより、液晶パネル１をその直下から面状に照明する面状光源を実現することができる。ここで、図３（ａ）は、バックライト装置２の平面図である。本実施形態では、ＬＥＤ２２は、マトリクス状の配置となっているが、千鳥配置であってもよい。なお、マトリクス状の配置とは、隣接する行同士または列同士で行方向または列方向に同一ピッチとなるＬＥＤ２２の配置を指し、千鳥配置とは、隣接する行同士または列同士で行方向または列方向に互いに半ピッチずらしたＬＥＤ２２の配置を指す。

バックライト装置２を直下型として用いる場合、ＬＥＤ２２の配列ピッチが基板２１から上記の拡散板までの距離とほぼ等しくなければ輝度ムラを無くすことがかなり困難となる。このことを考慮して、本実施形態では、ＬＥＤ２２は、行方向および列方向に例えば１６．５ｍｍピッチで配置されている。

ＬＥＤ２２は、基板２１上で複数の領域Ａ₁〜Ａ₅に配置されている。ここで、各領域Ａ₁〜Ａ₅は、バックライト装置２を液晶パネル１と対向する面内で複数に分割したときの個々の領域に対応する。本実施形態では、各領域Ａ₁〜Ａ₅は、基板２１を垂直に立てたときに水平方向に並ぶＬＥＤ２２の各列と対応付けられている。つまり、各領域Ａ₁〜Ａ₅には、基板２１を垂直に立てたときに水平方向に並ぶＬＥＤ２２の各列がそれぞれ配置されている。なお、本実施形態では、説明の便宜上、各領域の個数を５つ（Ａ₁〜Ａ₅）とし、横１列のＬＥＤ２２の段数を５段としているが、これらの数に限定されるわけではない。

次に、熱電モジュール２３について説明する。図３（ｂ）は、バックライト装置２の底面図である。熱電モジュール２３は、上記した各領域Ａ₁〜Ａ₅に対応して、基板２１の裏側に設けられており、対応する領域内にあるＬＥＤ２２の熱を基板２１を介して吸収してそれを電力に変換する熱電変換手段を構成している。

この熱電モジュール２３は、図１に示すように、基板２１の金属板２１ｄに接触して設けられている。より詳しくは、熱電モジュール２３は、複数の熱電変換素子であるＰ型半導体２３ａとＮ型半導体２３ｂとを交互に並べ、それらの吸熱側を金属板２１ｄに接触させる一方、一対のＮ型半導体２３ｂとＰ型半導体２３ａとにおける金属板２１ｄとの接触側とは反対側を金属板２３ｃで連結した構造となっている。Ｐ型半導体２３ａとＮ型半導体２３ｂとを複数組み合わせて熱電モジュール２３を構成することにより、効率よく発電量を稼ぐことができる。なお、Ｐ型半導体２３ａおよびＮ型半導体２３ｂとしては、例えばＢｉ／Ｔｅ系の材料を用いることができる。

複数の熱電変換素子（Ｐ型半導体２３ａ、Ｎ型半導体２３ｂ）は、基板２１を介してＬＥＤ２２の真下に配置されている。これにより、ＬＥＤ２２の熱を基板２１を介して複数の熱電変換素子に効率よく導くことができ、複数の熱電変換素子による熱電変換を効率よく行うことができる。熱電変換によって得られる電力（電流）は、金属板２３ｃに接続されるリード線２３ｄを介して、各領域Ａ₁〜Ａ₅ごとに（横一列ごとに）取り出される。

ペルチェ素子２４は、駆動電力に応じて、ＬＥＤ２２の熱を吸収することにより、ＬＥＤ２２を冷却する素子であり、基板２１上に設けられているとともに、図３（ａ）に示すように、各領域Ａ₁〜Ａ₅内に複数個ずつ設けられている。各領域Ａ₁〜Ａ₅ごとに、すなわち、各領域Ａ₁〜Ａ₅に対応して設けられる複数のペルチェ素子２４は、駆動電力に応じて、対応する領域内にあるＬＥＤ２２の熱を吸収することにより、上記領域内のＬＥＤ２２を冷却する冷却手段（冷却機構、ペルチェ素子群）を構成している。

ペルチェ素子２４は、基本的には、上記した熱電モジュール２３と同じ構造を採用することができる。すなわち、ペルチェ素子２４は、一対のＰ型半導体およびＮ型半導体と、それらを連結する金属板とを有して構成されている。Ｐ型半導体およびＮ型半導体の吸熱側を金属板を介して基板２１に接触させ、それらに電流を流すことにより、吸熱側から放熱側に熱が移行する。なお、上記のＰ型半導体およびＮ型半導体としては、例えばＢｉ／Ｔｅ系の材料を用いることができる。

複数のペルチェ素子２４は、基板２１上において、対応する領域内で隣り合うＬＥＤ２２・２２の間にそれぞれ配置されている。これにより、各ペルチェ素子２４は、隣り合う２つのＬＥＤ２２・２２の熱を基板２１を介して吸収するので、同一領域内の複数のＬＥＤ２２を効率よく冷却することができる。本実施形態では、基板２１上におけるＬＥＤ２２の配列ピッチが例えば１６．５ｍｍであるため、ペルチェ素子２４の大きさを約８ｍｍ角とし、隣り合う２つのＬＥＤ２２・２２の間にペルチェ素子２４を配置している。

複数のペルチェ素子２４は、各領域Ａ₁〜Ａ₅ごとに、配線２４ａによって直列接続されている。そして、配線２４ａは、各領域Ａ₁〜Ａ₅ごとに、熱電モジュール２３のリード線２３ｄとそれぞれ接続されている。これにより、各領域Ａ₁〜Ａ₅のペルチェ素子２４は、対応する領域の熱電モジュール２３で得られる電力によって駆動されるようになる。このように、本実施形態では、１つの熱電モジュール２３と、横一列に配置される同一領域内の複数のペルチェ素子２４（冷却手段）とが、１対１の対応関係にある。

反射シート２５は、基板２１上の各ペルチェ素子２４を覆うように形成されており、隣り合うＬＥＤ２２・２２からの光を反射させる。基板２１の上面にペルチェ素子２４を配置すると、ペルチェ素子２４の配置部分では、基板２１の反射シート２１ａの反射機能が無くなるため、輝度低下が懸念される。そこで、上記のように反射シート２５を設けて、隣り合うＬＥＤ２２・２２からの光を反射シート２５で反射させて使用することにより、光の有効利用を図ることができ、照明装置全体としての輝度低下を低減することができる。なお、反射シート２５は、上述した反射シート２１ａと同一材料で構成することが可能である。

次に、バックライト装置２の上記構成による作用効果について説明する。図１において、ＬＥＤ２２が発した熱は、基板２１を介して対応する領域の熱電モジュール２３に吸収され、電力に変換される。そして、熱電モジュール２３で得られた電力がリード線２３ｄおよび配線２４ａ（図３（ａ）参照）を介して、対応するペルチェ素子２４に供給される。供給された電力に応じてペルチェ素子２４が駆動されることにより、ＬＥＤ２２が冷却される。

このように、熱電モジュール２３で得られた電力を利用してペルチェ素子２４が駆動されるので、例えば別の駆動源からの電力によってファンを駆動し、ＬＥＤ２２を冷却する構成に比べて、省電力のバックライト装置２を実現することができる。また、ＬＥＤ２２の冷却により、ＬＥＤ２２の発光効率を上げることができ、ＬＥＤ２２単体での輝度低下を回避することができる。したがって、本実施形態の構成は、特に、個々のＬＥＤ２２が高温となってその発光効率が低下しやすくなる、バックライト装置２の薄型化に非常に有効となり、バックライト装置２ひいては液晶表示装置の薄型化に大きく貢献することができる。

また、ＬＥＤ２２の冷却にファンやその駆動源を必要としないので、ファンの駆動による騒音、別の駆動源を必要とすることによるエネルギー効率の低下、バックライト装置２の厚さ増大等の問題を全く心配する必要がない。

また、液晶パネル１は、バックライト装置２の前面に配置されており、バックライト装置２の温度の影響を少なからず受ける。つまり、ＬＥＤ２２が高温になってバックライト装置２が高温になると、その影響が液晶パネル１の応答速度等に現れる。しかし、個々のＬＥＤ２２はペルチェ素子２４によって冷却されるので、液晶パネル１の応答速度の低下等を回避することができる。

さらに、バックライト装置２の上記構成によれば、温度ムラによるバックライト装置２全体の輝度ムラを無くすことができる。以下、この効果についてより詳しく説明する。

図４は、バックライト装置２全体の温度分布が、２つの領域Ｒ₁・Ｒ₂で温度ムラのある状態から均一な状態に移行する様子を模式的に示す説明図である。なお、領域Ｒ₁は、基板２１を垂直に立てたときに領域Ｒ₂よりも下方に位置する領域であり、例えば図３（ａ）の領域Ａ₁がこれに相当すると考えることができる。また、領域Ｒ₂は、基板２１を垂直に立てたときに領域Ｒ₁よりも上方に位置する領域であり、例えば図３（ａ）の領域Ａ₅がこれに相当すると考えることができる。

本実施形態では、ペルチェ素子２４は、対応する領域の熱電モジュール２３で得られる電力によって駆動されるので、各領域ごとにＬＥＤ２２の冷却度合い（冷却効果）を調整することができる。これにより、例えば、本実施形態の液晶表示装置を液晶テレビとして用いる場合のように、バックライト装置２の基板２１を立てて使用する用途において、熱が上方に移行することによってバックライト装置２の異なる領域Ｒ₁・Ｒ₂間で温度分布が不均一となり、温度ムラが生じる場合でも、各領域Ｒ₁・Ｒ₂ごとの冷却度合いの調整により、全体の温度分布を均一にすることができる。

つまり、バックライト装置２の基板２１を立てて使用する場合、熱の上方への移行により、相対的に上方に位置する領域Ｒ₂が外気との温度差が大きい高温部となり、相対的に下方に位置する領域Ｒ₁が外気との温度差が小さい低温部となる。そして、高温部では、熱電モジュール２３の発電量が大きくなるので、ペルチェ素子２４の駆動電力も大きくなり、ペルチェ素子２４によるＬＥＤ２２の冷却効果が大きくなる。逆に、低温部では、外気との温度差が小さく、熱電モジュール２３の発電量は小さくなるので、ペルチェ素子２４の駆動電力も小さくなり、ペルチェ素子２４によるＬＥＤ２２の冷却効果が小さくなる。その結果、領域Ｒ₁と領域Ｒ₂とで温度差がほとんどなくなり、各領域Ｒ₁・Ｒ₂間で温度分布が均一となる。

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、温度分布にムラがある場合でも、温度分布が自動的に均一となる。したがって、このような温度分布の均一化により、各領域Ｒ₁・Ｒ₂間でＬＥＤ２２の発光特性を均一にすることができ、バックライト装置２全体としての輝度ムラを無くすことができる。

図５（ａ）は、バックライト装置２の個々のＬＥＤ２２の温度分布を示す説明図であり、図５（ｂ）は、ＬＥＤ２２の冷却後におけるバックライト装置２全体での温度分布を示す説明図である。基板２１を立てて使用した場合、実際、個々のＬＥＤ２２の温度は、図５（ａ）のように、最も下方に位置する領域Ａ₁から最も上方に位置する領域Ａ₅に向かうにつれて次第に高くなる。しかし、上記と同様にして各領域Ａ₁〜Ａ₅ごとに冷却度合いを調整することにより、図５（ｂ）のように、バックライト装置２全体として温度分布を均一化することができ、全体の輝度ムラを無くすことができる。その結果、バックライト装置２を備えた液晶表示装置においては、バックライト装置２に起因する輝度ムラの無い良好な映像を表示することが可能となる。

また、本実施形態のように、ＬＥＤ２２が基板２１上で２次元的に配置されており、各領域Ａ₁〜Ａ₅には、基板２１を垂直に立てたときに水平方向に並ぶＬＥＤ２２の各列がそれぞれ配置されていることにより、基板２１を立てて使用したときに上下方向に温度差が生じる複数の領域（上方の高温部、下方の低温部を含む）にＬＥＤ２２の各列（各領域Ａ₁〜Ａ₅）を容易に対応させることが可能となる。これにより、温度差が生じる複数の領域ごとに（ＬＥＤ２２の各列ごとに）、その温度状況に応じた冷却効果を得ることが可能となる。したがって、基板２１を立てて使用する用途（例えば液晶テレビなどの液晶表示装置）において、本発明が特に有効となる。また、ＬＥＤ２２の横１列ごとに温度分布を細かく制御できるので、温度分布を確実に均一にすることができる。

〔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断面図である。このバックライト装置２は、基板２１の構成とペルチェ素子２４の配置位置とが、実施の形態１と異なっている。

より具体的には、基板２１の放熱シート２１ｃは、マウント基板２１ｂを介して個々のＬＥＤ２２の真下に位置しており、離散的な配置となっている。そして、複数のペルチェ素子２４は、対応する領域内で各放熱シート２１ｃの両隣にそれぞれ配置されている。つまり、各放熱シート２１ｃおよびその両隣に配置されるペルチェ素子２４がともに、マウント基板２１ｂおよび金属板２１ｄで挟持される。なお、ペルチェ素子２４の吸熱側はマウント基板２１ｂ側であり、放熱側は金属板２１ｄ側である。ペルチェ素子２４が、対応する領域の熱電モジュール２３で得られる電力によって駆動される点は、実施の形態１と同様である。

図７（ａ）は、本実施形態のバックライト装置２の基板２１の底面図であり、図７（ｂ）は、上記バックライト装置２の底面図である。なお、図７（ａ）では、便宜上、放熱シート２１ｃおよび金属板２１ｄの図示を省略している。複数のペルチェ素子２４は、各領域Ａ₁〜Ａ₅ごとに配線２４ａによって直列接続されるが、本実施形態では、各ペルチェ素子２４はマウント基板２１ｂと金属板２１ｄとの間に配置されるため、配線２４ａもマウント基板２１ｂと金属板２１ｄとの間を通る。すなわち、ペルチェ素子２４および配線２４ａは、基板２１の表面には露出しない。

図８（ａ）は、本実施形態のバックライト装置２の個々のＬＥＤ２２の温度分布を模式的に示す説明図であり、図８（ｂ）は、ＬＥＤ２２の冷却後の上記バックライト装置２全体での温度分布を模式的に示す説明図である。本実施形態においても、ペルチェ素子２４は、対応する領域の熱電モジュール２３で得られる電力によって駆動されるので、各領域Ａ₁〜Ａ₅ごとにＬＥＤ２２の冷却度合いを調整することができる。これにより、バックライト装置２の領域Ａ₁〜Ａ₅間で温度分布が不均一となる場合でも、各領域Ａ₁〜Ａ₅ごとの冷却度合いの調整により、全体の温度分布を均一にすることができる。その結果、バックライト装置２全体の全体の輝度ムラを無くすことができる。

また、図６において、ＬＥＤ２２が発した熱は、基板２１（反射シート２１ａ、マウント基板２１ｂ、放熱シート２１ｃおよび金属板２１ｄ）を介して熱電モジュール２３に伝達される。このとき、放熱シート２１ｃが個々のＬＥＤ２２の真下に位置し、複数のペルチェ素子２４が各放熱シート２１ｃの隣に配置されていることにより、ペルチェ素子２４は、ＬＥＤ２２が発した熱を反射シート２１ａおよびマウント基板２１ｂを介して吸収し、その熱が金属板２１ｄを介して熱電モジュール２３に伝達される。したがって、ペルチェ素子２４が吸収した熱も熱電モジュール２３での熱電変換に供されるので、熱の利用効率を向上させることができる。特に、ペルチェ素子２４が各放熱シート２１ｃの両隣に配置されていることにより、その効果を確実に得ることができる。

また、ペルチェ素子２４が露出しないので、ペルチェ素子２４の熱が液晶パネル１とバックライト装置２との間にこもって液晶パネル１に悪影響を及ぼすこともない。さらに、輝度低下を回避すべく、ペルチェ素子２４を覆う実施の形態１の反射シート２５を設ける必要もなくなる。

本発明の照明装置は、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（照明装置）
２１ 基板
２１ｂ マウント基板
２１ｃ 放熱シート
２１ｄ 金属板
２２ ＬＥＤ
２３ 熱電モジュール（熱電変換手段）
２３ａ Ｐ型半導体（熱電変換素子）
２３ｂ Ｎ型半導体（熱電変換素子）
２４ ペルチェ素子（冷却手段）
２５ 反射シート
Ａ₁〜Ａ₅ 領域

Claims (7)

1. 基板上で複数の領域に配置される発光ダイオードと、
   各領域に対応して設けられ、対応する領域内にある前記発光ダイオードの熱を前記基板を介して吸収してそれを電力に変換する熱電変換手段と、
   各領域に対応して設けられ、駆動電力に応じて、対応する領域内にある前記発光ダイオードの熱を吸収することにより、前記発光ダイオードを冷却する冷却手段とを備え、
   前記冷却手段は、対応する領域の前記熱電変換手段で得られる電力によって駆動されることを特徴とする照明装置。
2. 前記発光ダイオードは、前記基板上で２次元的に配置されており、
   前記各領域には、前記基板を垂直に立てたときに水平方向に並ぶ前記発光ダイオードの各列がそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 前記熱電変換手段は、複数の熱電変換素子を含んでおり、
   前記複数の熱電変換素子は、前記基板を介して前記発光ダイオードの真下に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
4. 前記冷却手段は、複数のペルチェ素子で構成されており、
   前記複数のペルチェ素子は、前記基板上において、対応する領域内で隣り合う発光ダイオードの間にそれぞれ配置されてい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照明装置。
5. 前記ペルチェ素子を覆う反射シートをさらに備えていることを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
6. 前記基板は、
   前記発光ダイオードの熱を伝導する放熱シートと、
   前記放熱シートを挟持するマウント基板および金属板とを含み、
   前記冷却手段は、複数のペルチェ素子で構成されており、
   前記放熱シートは、前記マウント基板を介して個々の発光ダイオードの真下に位置している一方、前記複数のペルチェ素子は、対応する領域内で各放熱シートの隣にそれぞれ配置されてい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照明装置。
7. 請求項１から６のいずれかに記載の照明装置と、
   前記照明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。