JP5457213B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特に偏平な筐体内に配置された液晶パネル及びこの液晶パネルの背面側に設けられたバック照明装置とから成る液晶表示装置に関するものである。

従来、液晶表示装置は、例えば図１４及び図１５に示すように構成されている。
図１４及び図１５において、液晶表示装置１は、液晶パネル２の背面に、所謂サイドエッジ型のバック照明装置３が配置されている。

液晶パネル２は、公知の構成であって、例えばドットマトリックス式の多数個の表示部から成る。そして、個々の表示部が、図示しない駆動回路により、それぞれ別個に駆動制御されて、階調表示あるいは三原色の階調表示を行なう。

バック照明装置３は、液晶パネル２の背面側から光を照射して、液晶パネル２による表示をバック照明するものである。
バック照明装置３は、液晶パネル２の背面に対向して配置される偏平な導光板４と、導光板４の下端面に対向して、その長手方向に沿って配置される発光部５と、から構成されている。

導光板４は、平行平板または上方に向かって徐々に厚さが減少するような形状の透光性材料から形成されている。
発光部５は、導光板４の下端面に対向して配置された基板５ａ上に、長手方向に沿って等間隔で実装された複数個のＬＥＤ５ｂと、から構成されている。これらのＬＥＤ５ｂは、外部から給電されることにより、駆動され発光する。

ここで、上記バック照明装置３は、液晶表示装置１の筐体６内に収容されている。そして、発光部５は、その基板５ａの裏面が放熱用の平板７を介して、筐体６の下面に露出している。

このような構成の液晶表示装置１によれば、外部から給電されることにより、各ＬＥＤ５ｂが駆動される。各ＬＥＤ５ｂから出射した光は、導光板４の下面から導光板４内に入射して、導光板４の内部で反射を繰り返した後、導光板４の表面全体からほぼ均一の輝度で出射する。これにより、液晶パネル２は、その背面全体が、導光板４の表面から出射する光によってほぼ均一にバック照明される。

特開２００８−２１８０７５号公報 特開２００９−０７４４１８号公報 特開２００９−０６９２３０号公報

ところで、一般に、液晶表示装置においては、より明るく、より高効率に、そしてより薄型化が要求されるようになってきている。
しかしながら、上述した液晶表示装置１における冷却方式は、所謂自然放熱であり、積極的に冷却しようとするものではない。
このため、より明るくするためにＬＥＤをより大電力で駆動すると、ＬＥＤからの発熱量が増大してしまう。これにより、上述した自然放熱による冷却方式では、十分な冷却が行なわれず、熱が筐体６の内部に溜まってしまう。従って、ＬＥＤが温度上昇してしまい、発光効率が低下し、バック照明が暗くなってしまう。
従って、液晶パネルのバック照明を行なうためのバック照明装置において、発光部をより効率よく冷却する必要がある。

ところで、特許文献１によるＬＥＤ照明装置においては、冷却のために、空冷ファンが使用されている。この空冷ファンは空気流を生成するために羽を有しているため、厚さが例えば１０ｍｍ程度必要であり、ＬＥＤが実装される基板の厚さ（例えば１ｍｍ程度）と比較すると、十分に大きい。
従って、このような空冷ファンを液晶表示装置のバック照明装置のための冷却システムとして採用すると、空冷ファンの大きさにより、液晶表示装置全体が大型化してしまい、小型化の要請に反することになる。

また、特許文献３による液晶ディスプレイ機器においては、第一の熱交換器と第二の熱交換器との間で冷媒を循環させるために、発光体直下に冷媒を循環させるための大きなスペースが必要になる。
このため、このような冷媒循環式の冷却システムを、液晶表示装置のバック照明装置のための冷却システムとして採用すると、同様に液晶表示装置全体が大型化してしまう。
さらに、発熱体によって温度上昇した冷媒を冷却するための第二の熱交換器が必要になるため、液晶表示装置全体がより一層大型化してしまうことになる。

ところで、冷媒を循環させるための手段としては、遠心ポンプ等のポンプが使用されるが、例えば特許文献２で開示された圧電マイクロポンプのような圧電素子を利用した小型のポンプも使用可能である。
特許文献２による圧電マイクロポンプにおいては、偏平な筐体に対して垂直な方向（短手方向）に液体を吸い込み、排出するものであり、その大きさは例えば２０×２０×１．８５ｍｍ、重さ数ｇと小型軽量である。
しかしながら、液体の排出方向が偏平な筐体の短手方向に対して垂直である。このため、例えば液晶表示装置の発熱部の冷却のために組み込んで、液晶表示装置の発熱部に沿って空気流を発生させようとすると、筐体の偏平方向の大きさ分だけ、液晶表示装置の筐体の大きさが増大することになってしまう。

さらに、前述した液晶表示装置１においては、筐体６の下面に平板７が露出している。平板７は、発光部５の各ＬＥＤ５ｂからの熱が基板５ａを介して伝達されることにより、温度上昇している。このため、使用者等が筐体６の下面に露出している平板７に手を触れてしまうおそれがある。

本発明は、以上の点から、簡単な構成により、高効率で冷却を行なうことができると共に、薄型に構成することができるようにした液晶表示装置を提供することを目的としている。

上記目的は、本発明の第一の態様によれば、液晶パネルと、該液晶パネルの背面に対向して配置された偏平な導光板と、該導光板の少なくとも一つの側端面に対向するように、基板上に少なくとも一つの発光素子を備えたバック照明装置と、上記液晶パネル及びバック照明装置を覆うように筐体が形成されてなる液晶表示装置であり、上記筐体の少なくとも１つの側端面には、複数の孔が設けられ、上記発光素子の基板の背面と接するように、内側を中空部とする中空状の平板が形成され、上記中空状の平板には、複数の孔が設けられ、上記中空状の平板に設けられた複数の孔のうちの一つと、上記筐体の底面の複数の孔のうちの一つとに接するように、開口部が設けられたダイヤフラムポンプが位置し、上記平板に設けられた孔と上記ダイヤフラムポンプの開口部を介して上記中空状の平板内の中空部とダイヤフラムポンプが接合され、上記平板の中空部内には上記ダイヤフラムポンプの作動により空気流が流れており、上記筐体の底面及び、上記バック照明装置の基板は、上記中空状の平板と熱的に接続されるとともに、上記中空状の平板内の中空部は、上記筐体の内部空間に対して遮蔽されることを特徴とする液晶表示装置により、達成される。

この第一の態様では、液晶パネルが駆動され、表示が行なわれると共に、バック照明装置が駆動され、バック照明装置の各発光素子から出射した光が、液晶パネルをバック照明することにより、液晶パネルにおける表示が明るく視認される。

ここで、バック照明装置の発光素子で発生した熱は、基板から熱伝導性の高い材料から成る平板に効率的に伝達される。平板の中空部内にはダイヤフラムポンプの作動により空気流が流れており、この空気流が、平板から受熱して、外部に排出される。
また、平板から筐体にも熱が伝達され、筐体から直接に外部に放熱される。また、上記平板が筐体内に配置されていることにより、上記平板が直接に外部に露出せず、筐体により覆われている。従って、使用者が高熱の平板に手を直接触れるようなおそれがない。
さらに、平板の中空部が筐体の内部空間と遮蔽されているので、平板の中空部内を流れる空気が筐体の内部空間内の高温の空気と混合しない。従って、ダイヤフラムポンプによる空気流が、平板の中空部内を流れる際に、効率よく平板から受熱するので、冷却が効率的に行なわれる。

本発明の第二の態様による液晶表示装置は、前記第一の態様による液晶表示装置において、上記筐体の底面に設けられた複数の孔のうち、一つの孔は、上記中空状の平板に設けられた複数の孔の内の一つと重なるように位置し、上記筐体の底面に設けられた複数の孔のうち、上記筐体の孔と上記中空状の平板に設けられた孔と重なるように位置する孔とは異なる上記筐体の孔のうちの一つの孔は、上記ダイヤフラムポンプに設けられた孔の一つと重なるように位置することを特徴とする。
この第二の態様では、バック照明装置にて、発光素子から出射した光は、偏平な導光板の側端面から入射し、導光板内で反射を繰り返す。そして、光は導光板の表面全体から均一に出射して、液晶パネルをバック照明する。
その際、筐体の底面に設けられた孔から外気を取り込み、上記外気は、筐体の底面に設けられた孔と重なる上記ダイヤフラム内の孔を通り、上記筐体の孔から取り込まれた空気が上記平板の中空部内を流れ、導光板の側端面に対向して配置された発光素子で発生した熱が、中空部内を流れる空気流によって効率的に受熱され、外部に放熱される。
液晶表示装置のバック照明装置の冷却を行なうために、従来は平板の厚さにかかわらず、ダイヤフラムポンプの偏平方向の大きさ分だけ液晶表示装置の筐体を大きくする必要があった。これに対して、本態様によれば、ダイヤフラムポンプの短手方向の長さ分及び平板の厚さ分だけ、液晶表示装置の筐体を大きくすればよいので、液晶表示装置を小型且つ薄型に構成することができる。

本発明の第三の態様による液晶表示装置は、前記第一から二の態様による液晶表示装置において、上記筐体が、上記平板と接する領域において、薄肉部または貫通部を備えていることを特徴とする、
また、上記平板から筐体の薄肉部または貫通部を介して直接外部に放熱が行なわれるので、筐体が熱伝導性の低い材料から構成されていたとしても、より効率よく冷却が行なわれる。
さらに、これらの薄肉部または貫通部のうち、貫通部は平板により閉塞されるので、平板の中空部の気密性が損なわれることはない。従って、平板の中空部内を流れる空気流による冷却は保持される。
この第三の態様では、バック照明装置にて、各発光素子から出射した光は、液晶パネルの背面に対して均一に光を照射して、液晶パネルをバック照明する。
その際、各発光素子で発生した熱が、平板の中空部内を流れる空気流によって効率的に受熱され、外部に放熱される。

本発明の第四の態様による液晶表示装置は、前記第三の態様による液晶表示装置において、
上記筐体が、上記薄肉部または貫通部内に熱伝導性の高い金属部を備えていることを特徴とする、請求項３に記載の液晶表示装置。
この第３の態様では、筐体が熱伝導性の低い材料から構成されていたとしても、薄肉部または貫通部に熱伝導性の高い金属部を備えることにより、平板から筐体の薄肉部または貫通部を介して外部に効率よく放熱が行なわれる。

本発明の第五の態様による液晶表示装置は、前記第一から第四の何れかの態様による液晶表示装置において、上記平板が、上記筐体内面に対して、上記平板の筐体への接触面積より大きい表面積を有する熱伝導性の高い金属板を介して接触していることを特徴とする。
この第五の態様では、平板の放熱面積が増大するので、発光部から平板及び筐体を介して外部への放熱効果がより高められる。

本発明の第六の態様による液晶表示装置は、前記第一から第五の何れかの態様による液晶表示装置において、上記発光素子の基板が、上記平板と一体に構成されていることを特徴とする。
この第六の態様では、基板と平板が一体であることから、各発光素子で発生した熱が平板に効率よく伝達される。
従って、平板の中空部内を流れる空気流によって、平板の冷却が効率的に行なわれる。

以上のように、本発明によれば、簡単な構成により、高効率で冷却を行なうことができると共に、薄型に構成することができるようにした、極めて優れた液晶表示装置が提供され得ることになる。

本発明による液晶表示装置の一実施形態の構成を示す概略断面図である。 図１の液晶表示装置におけるＡ−Ａ’線に沿う概略断面図である。 図１の液晶表示装置におけるＢ−Ｂ’線に沿う概略断面図である。 図１の液晶表示装置におけるダイヤフラムポンプを拡大して示す部分拡大正面図である。 図１の液晶表示装置における筐体下面の変形例の形状を示す概略底面図である。 図１の液晶表示装置における筐体下面の別の変形例の形状を示す概略底面図である。 図１の液晶表示装置における冷却構造の第一の変形例の構成を示す概略部分断面図である。 図１の液晶表示装置における冷却構造の第二の変形例の構成を示す概略部分断面図である。 図１の液晶表示装置における冷却構造の第三の変形例の構成を示す概略部分断面図である。 図１の液晶表示装置における冷却構造の第四の変形例の構成を示す概略部分断面図である。 図１の液晶表示装置における冷却構造の第五の変形例の構成を示す（Ａ）概略部分断面図及び（Ｂ）概略部分底面図である。 図１の液晶表示装置における冷却構造の第六の変形例の構成を示す概略部分底面図である。 図１の液晶表示装置における冷却構造の第七の変形例の構成を示す概略部分底面図である。 従来の液晶表示装置の一例の構成を示す概略断面図である。 図１４の液晶表示装置におけるＡ−Ａ’線に沿う概略断面図である。

以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図１３を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。

図１及び図２は、本発明による液晶表示装置の一実施形態の構成を示している。
図１及び図２において、液晶表示装置１０は、液晶パネル１１の背面に、所謂サイドエッジ型のバック照明装置１２が配置されている。

液晶パネル１１は、公知の構成であって、例えばドットマトリックス状に配置された多数個の表示部から成る。そして、個々の表示部が、図示しない駆動回路により、それぞれ別個に駆動制御されて、階調表示あるいは三原色の階調表示を行なう。これにより、液晶パネル１１は、ドットマトリックス方式の画像等の表示を行なう。
バック照明装置１２は、液晶パネル１１の背面に対向して配置される偏平な導光板１３と、導光板１３の下端面に対向して、その長手方向に沿って配置される発光部１４と、から構成されている。
導光板１３は、平行平板または上方に向かって徐々に厚さが減少するような形状の透光性材料から形成されている。
発光部１４は、導光板１３の下端面に対向して配置された基板１４ａ上に、長手方向に沿って等間隔で実装された複数個のＬＥＤ１４ｂと、から構成されており、外部から給電されることにより、各ＬＥＤ１４ｂが駆動され、発光する。

ここで、バック照明装置１２は、液晶表示装置１１の筐体１５内に収容されると共に、発光部１４の基板１４ａの下面が冷却構造２０を介して、筐体１５の内側下面に接触している。
上記冷却構造２０は、平板２１と、ダイヤフラムポンプ２２と、から構成されている。

上記平板２１は、上記発光部１４の基板１４ａの下面に沿って細長く延びており、その長手方向に通気路を構成するように中空状に形成されている。
尚、上記平板２１は、その高さ（図１における上下方向の長さ）が低く、例えば約２〜３ｍｍ程度に選定されている。
上記平板２１は、熱伝導性の高い材料、例えば金属，セラミック等から構成されている。上記平板２１の上面は、上記発光部１４の基板１４ａの裏面に熱的に且つ気密的に接触している。また、上記平板２１の下面は、上記筐体１５の内側下面に熱的に且つ気密的に接触している。

図示の場合には、上記平板２１と基板１４ａ及び筐体１５との熱的接触を良好にするために、上記平板２１の上面と基板１４ａの下面との間に、そして上記平板２１の下面と筐体１５の内側下面との間に、それぞれ熱伝導性の高い材料、例えば熱伝導樹脂２３（あるいは熱伝導性グリース等）が挟持されている。
さらに、上記平板２１と基板１４ａ及び筐体１５との間の熱伝導性を高めるためには、上述した熱伝導樹脂２３等の代わりに、あるいは熱伝導樹脂２３等に加えて、好ましくは上記平板２１の上面及び上記基板１４ａの下面が平滑に研磨される。

さらに、上記平板２１の一方の端部、例えば図１にて左端部において、上記平板２１の中空部は開口２１ａにより開放している。この開口２１ａに対して、後述するようにダイヤフラムポンプ２２の空気吐出口２２ｃが気密的に接続されている。
また、上記平板２１の他方の端部、例えば図１にて右端部において、上記平板２１は、その下面に貫通穴２１ｂを備えている。この貫通穴２１ｂは、さらに筐体１５の下面に設けられた貫通穴１５ａと整合している。
従って、上記平板２１の中空部は、その他方の端部において、貫通穴２１ｂ及び筐体１５の貫通穴１５ａを介して外部に通じている。ここで、貫通穴２１ｂは、筐体１５の貫通穴１５ａに対して気密的に連結されている。従って、平板２１の中空部は、貫通穴２１ｂがあっても、筐体１５の内部空間とは遮断されている。
このようにして、上記平板２１の中空部は、上記平板２１の上面，下面及び両側面そして端面により、周囲に対して気密的に、即ち筐体１５の内部空間そして外部に対して気密的に画成されている。

上記ダイヤフラムポンプ２２は、図１から図３に示すように、偏平な直方体状の枠体２２ａと、枠体２２ａの中空部内に設けられたダイヤフラム２２ｂと、から構成されている。

上記枠体２２ａは、偏平な直方体状の外形を有している。
上記枠体２２ａは、その側面（図１において右側面）に空気吐出口２２ｃを有しており、この空気吐出口２２ｃを介して枠体２２ａの内部空間が外部と通じている。
ここで、空気吐出口２２ｃは、図１に示すように、上記平板２１の左端部の開口２１ａに対して気密的に連結されている。

ダイヤフラム２２ｂは、公知の構成であって、可撓性材料から成る薄膜から構成されており、周縁が上記枠体２２ａの各側壁の内面に対して気密的に固定されている。これにより、上記枠体２２ａのダイヤフラム２２ｂより上方の内部空間がダイヤフラム室として構成されている。即ち、ダイヤフラム２２ｂの上下動によって、ダイヤフラム室の容積が変化し、枠体２２ａの下方の空気吸込口２２ｄから外気を吸引し、空気吐出口２２ｃから吐出する。
ここで、この空気吸込口２２ｄは、筐体１５の下面に設けられた貫通穴１５ｄと整合しており、この貫通穴１５ｄと気密的に連結されている。従って、ダイヤフラムポンプ２２のダイヤフラム室は、筐体１５の内部空間とは遮断されている。

尚、上記ダイヤフラムポンプ２２は、特許文献２による圧電マイクロポンプを利用して、容易に構成され得る。
即ち、図４に示すように、ダイヤフラムポンプ２２は、特許文献２による圧電マイクロポンプ２２ｄに対して、その枠体上方の空気吐出口から枠体の右側面に回り込む流路２２ｅを追加することにより、低コストで構成することができる。

本発明による液晶表示装置は以上のように構成されており、以下のように動作する。
即ち、外部から給電されることにより、各ＬＥＤ１４ｂが駆動される。各ＬＥＤ１４ｂから出射した光は、導光板１３の下面から導光板１３内に入射して、導光板１３の内部で反射を繰り返した後、導光板１３の表面全体からほぼ均一の輝度で出射する。これにより、液晶パネル１１は、その背面全体が、導光板１３の表面から出射する光によってほぼ均一にバック照明される。

ここで、ダイヤフラムポンプ２２が動作することにより、ダイヤフラム２２ｂが上下動して、外気がダイヤフラムポンプ２２のダイヤフラム室内に吸引され、その後ダイヤフラム室から空気吐出口２２ｃを介して平板２１の中空部内に吐出される。
この平板２１の中空部内への空気の吐出が繰り返し行なわれることによって、図１において矢印で示すように、平板２１の中空部内には空気流が発生する。そして、この空気流は、平板２１の中空部内にて、右端部に設けられた貫通穴２１ｂそして筐体１５の貫通穴１５ａを介して外部に排出される。

従って、各ＬＥＤ１４ｂから発生した熱は、基板１４ａから平板２１に伝達され、さらに、平板２１の中空部内を流れる空気流に伝達される。これにより、平板２１の中空部内の空気は、この熱により温められて温度上昇した後、ダイヤフラムポンプ２２により平板２１の中空部内に新たに吐出される空気流により外部に押し出されることになる。
また、上記熱の一部は、さらに平板２１から筐体１５に伝達され、筐体１５から外部に放出される。このようにして、発光部１４で発生した熱の放出が行なわれ、発光部１４が冷却される。

この場合、平板２１の中空部は、開口２１ａ及び貫通穴２１ｂを除いて、気密に構成されている。これにより、平板２１の中空部は、筐体１５の内部空間に対して遮蔽されている。
従って、平板２１の中空部内を流れる空気流が、筐体１５内の空気と直接に接触しない。
このようにして、ダイヤフラムポンプ２２により外部から吸引された低温の空気流が、平板２１の中空部内を流れる。従って、平板２１の中空部が強制的に、そして確実に効率よく冷却されることになる。
このようにして、ダイヤフラムポンプ２２により外部から吸引された低温の空気流が、筐体１５内の高温の空気と混合することなく、平板２１の中空部内を流れる。
従って、平板２１の中空部が強制的に、そして確実に効率よく冷却されることになる。

また、上記平板２１自体が熱電導性の高い材料から構成されていると共に、発熱部１４の基板１４ａ及び筐体１５の内側下面との間に、熱伝導樹脂２３が介在している。従って、発熱部１４の基板１４ａから熱伝導樹脂２３を介して平板２１に熱が効率よく伝達されると共に、平板２１から筐体１５の内側下面に対して熱が効率よく伝達される。

さらに、上述した液晶表示装置１０においては、筐体１５の下面は、貫通穴１５ａのみを備えているので、平板２１の下面は、その全面に亘って筐体１５の内側下面によって覆われている。
従って、発光部１４のＬＥＤ１４ｂで発生する熱により温度上昇している高熱の平板２１が筐体１５の外側に露出しない。このため、使用者が不用意に高熱の平板２１に直接に触れてしまうようなことはない。

また、ダイヤフラムポンプ２２が例えば厚さ２〜３ｍｍ程度で偏平に構成されると共に、空気吐出口２２ｃが側方に設けられているので、ダイヤフラムポンプ２２及び平板２１の高さ（図１における上下方向の長さ）を短くすることができる。
従って、冷却構造２０そして液晶表示装置１０全体を薄型に構成することができる。これにより、ヒートシンクや冷却ファンが不要であり、また冷媒循環系も不要であるので、液晶表示装置１０の筐体１５は、例えば図１４に示した従来の液晶表示装置１とほぼ同じ大きさに構成すことが可能である。

ここで、上述した液晶表示装置１０においては、筐体１５は、その平板２１の下面に接する領域が平板状に形成されているが、上記筐体１５自体は必ずしも熱伝導性の高い材料から構成されているとは限らない。
このため、上記平板２１から筐体１５を介してより効率的に放熱が行なわれるように、好ましくは上記筐体１５は、その平板２１の下面に接する領域において、図５に示すように、複数個の円形の薄肉部１５ｂを備え、あるいは図６に示すように、互いに平行に長手方向に延びる複数本の溝状の薄肉部１５ｃを備えている。

これらの薄肉部１５ｂまたは１５ｃは、より放熱効果を高めるために筐体１５を貫通していてもよい。また、これらの薄肉部１５ｂ、１５ｃまたは貫通部に熱伝導性の高い金属等が嵌め込まれていてもよい。
貫通部の場合には、平板２１の熱がこれらの貫通部を介して直接に外部に放熱され、より一層冷却効率が向上すると共に、薄肉部の場合にも、平板２１の熱がこれらの薄肉部を介して外部に放熱されることになる。
ここで、溝状の貫通部に金属が嵌め込まれる場合には、例えば筐体を構成すべき樹脂板，金属板が交互に積層されたものを積層方向にスライス加工することにより、筐体１５の下面を容易に形成することができる。

これに対して、平板２１と筐体１５との間に、平板２１の下面より幅の広い熱伝導性の高い材料から成る板、例えば金属板が挟み込まれてもよい。この場合、平板２１の筐体１５に対する放熱面積が増大するので、発光部１４から平板２１及び筐体１５を介して外部への放熱効果がより高められる。

図７は、図１及び図２に示した本発明による液晶表示装置１０における冷却構造の第一の変形例の構成を示している。
図７において、液晶表示装置１０の冷却構造３０は、図１及び図２に示した液晶表示装置１０の冷却構造２０と比較して、基板１４ａと平板２１が一体に構成されている点を除いて、同じ構成である。
即ち、平坦な基板１４ａの代わりに、基板３１が、前記冷却構造２０における平板２１と同様に、長手方向に通気路を構成するように中空状に形成されている。

このような構成の冷却構造３０によれば、図１及び図２に示した液晶表示装置１０の冷却構造２０と同様に、液晶表示装置１０の発光部１４の冷却を行なうことができると共に、基板１４ａと平板２１が基板３１として一体に構成されていることによって、より小型，薄型に構成することができ、また部品点数が少ないので、部品コスト及び組立コストを低減することができる。

図８は、図１及び図２に示した本発明による液晶表示装置１０における冷却構造の第二の変形例の構成を示している。
図８において、液晶表示装置１０の冷却構造４０は、図１及び図２に示した液晶表示装置１０の冷却構造２０と比較して、平板２１が、その一端部の開口２１ａに隣接して、下面に空気吸込口２１ｃを備えており、この空気吸込口２１ｃに整合して、筐体１５が、その下面に貫通穴１５ｅを有している点を除いて、同じ構成である。
ここで、空気吸込口２１ｃは、筐体１５の貫通穴１５ｅに対して気密的に連結されている。従って、平板２１の中空部は、空気吸込口２１ｃがあっても、筐体１５の内部空間とは遮断されている。

このような構成の冷却構造４０によれば、ダイヤフラムポンプ２２の空気吐出口２２ｃから平板２１の中空部内に空気が吐出されると、その空気流による負圧に基づいて、筐体１５の外側から貫通穴１５ｅ及び空気吸込口２１ｃを介して、平板２１の中空部内に空気が吸い込まれる。
従って、平板２１の中空部内に対して、より高い圧力の空気流が送り込まれることになるので、空気流による発光部１４の冷却効率が向上することになる。

図９は、図１及び図２に示した本発明による液晶表示装置１０における冷却構造の第三の変形例の構成を示している。
図９において、液晶表示装置１０の冷却構造５０は、図１及び図２に示した液晶表示装置１０の冷却構造２０と比較して、平板２１の他端部に、第二のダイヤフラムポンプ２４を備えている点でのみ異なる構成になっている。
ここで、第二のダイヤフラムポンプ２４は、前述したダイヤフラムポンプ２２と同様の構成であるが、この場合は、枠体２４ａ内に設けられたダイヤフラム２４ｂが駆動されることにより、枠体２４ａの側壁に設けられた空気吸引口２４ｃを介して平板２１の中空部内から空気を吸い込んで、その下面から空気を排出する。
また、第二のダイヤフラムポンプ２４は、そのダイヤフラム室が、筐体１５の内部空間に対して気密的に遮断されている。

このような構成の冷却構造５０によれば、ダイヤフラムポンプ２２の動作により、筐体１５の外側から新しい空気を平板２１の中空部内に導入する。さらに、第二のダイヤフラムポンプ２４の動作により、平板２１の中空部内で温度上昇した空気を筐体１５の外部に放出する。
これにより、平板２１の中空部内において、平板２１の中空部内の空気が積極的に外部に排出されるので、空気流による発光部１４の冷却効率がより一層向上する。

図１０は、図１及び図２に示した本発明による液晶表示装置１０における冷却構造の第四の変形例の構成を示している。
図１０において、液晶表示装置１０の冷却構造６０は、図１及び図２に示した液晶表示装置１０の冷却構造２０と比較して、平板２１の中空部が、空気流の流れる方向に沿って徐々に先細になっている点でのみ異なる構成になっている。
この場合、平板２１の中空部は、垂直方向（図１０にて上下方向）に関して、左方から右方に向かって徐々に先細に、即ち徐々に高さが低くなっている。

このような構成の冷却構造６０によれば、図１及び図２に示した液晶表示装置１０の冷却構造２０と同様に、液晶表示装置１０の発光部１４の冷却を行なうことができる。
さらに、平板２１の中空部の排出側に向かって空気流の流速が徐々に速くなる。従って、空気流が排出側に向かって流れるにつれて温度が高くなったとしても、流速が速くなることによって冷却効率が高くなるので、平板２１の中空部内において、流れる方向に関してほぼ一定の冷却効率が保持され、平板２１そして発光部１４を、長手方向全体に亘ってほぼ均一の温度に冷却することができる。

図１１は、図１及び図２に示した本発明による液晶表示装置１０における冷却構造の第五の変形例の構成を示している。
図１１において、液晶表示装置１０の冷却構造７０は、図１０に示した液晶表示装置１０の冷却構造６０と比較して、平板２１の中空部が幅方向に関して空気流の流れる方向に沿って徐々に先細になっている点でのみ異なる構成になっている。
この場合、平板２１の中空部は、図１１（Ａ）に示すように、垂直方向（図１０にて上下方向）には一定の高さを保持しつつ、図１１（Ｂ）に示すように、幅方向に関しては左方から右方に向かって徐々に先細に狭くなっている。

このような構成の冷却構造７０によれば、図１０に示した液晶表示装置１０の冷却構造６０と同様に、長手方向全体に亘ってほぼ均一に液晶表示装置１０の発光部１４の冷却を行なうことができる。

図１２は、図１及び図２に示した本発明による液晶表示装置１０における冷却構造の第六の変形例の構成を示している。
図１２において、液晶表示装置１０の冷却構造８０は、図１及び図２に示した液晶表示装置１０の冷却構造２０と比較して、平板２１及びダイヤフラムポンプ２２による空気流とは逆向きの空気流を発生させるもう一組の平板２５及びダイヤフラムポンプ２６を備えている点で異なる構成になっている。
平板２５及びダイヤフラムポンプ２６は、それぞれ平板２１及びダイヤフラムポンプ２２と同じ構成であり、同様に連結されていると共に、平板２１及びダイヤフラムポンプ２２とは逆向きに配置されている。
ここで、平板２５は、互いに側壁が全体に亘って接するように、平板２１に隣接して配置されている。そして、平板２５及び平板２４は、平板２１及び平板２５の境界が発光部１４の各ＬＥＤ１４ａの中心下方に位置するように、筐体１５の内側下面に熱的に接触して配置されている。

このような構成の冷却構造８０によれば、二組の平板２１，２５及びダイヤフラムポンプ２２，２６によって、それぞれ平板２１，２５の中空部内を互いに逆向きの空気流が流れ、これら一対の空気流により発光部１４の冷却が行なわれる。
その際、平板２１，２５の中空部内を流れる空気流は、それぞれ長手方向に沿って流れるにつれて発光部１４の基板１４ａから受熱して温度上昇するが、互いに逆向きの一対の空気流によって、長手方向全体に亘ってほぼ均一な冷却効率が得られることになる。
従って、平板２１及び２５の中空部内において、全体として、長手方向に関してほぼ一定の冷却効率が保持され、平板２１，２５そして発光部１４を、長手方向全体に亘ってほぼ均一の温度に冷却することができる。
これにより、発光部１４の各ＬＥＤ１４ｂは、互いにほぼ同じ発光光度で発光し、長手方向に沿ってほぼ均一なライン照明が得られることになる。

図１３は、図１及び図２に示した本発明による液晶表示装置１０における冷却構造の第六の変形例の構成を示している。
図１３において、液晶表示装置１０の冷却構造９０は、図１及び図２に示した液晶表示装置１０の冷却構造２０と比較して、平板２１の中空部が、左方の端部から右方の端部まで延びた後、右方の端部で折り返して、再び左方の端部まで延びている点でのみ異なる構成になっている。

このような構成の冷却構造９０によれば、ダイヤフラムポンプ２２から平板２１内の中空部左端に導入される空気流が、この中空部内を右方の端部に向かって流れ、さらに右方の端部で例えばＵ字状に折り返して、再び左方の端部まで流れる。
この場合、平板２１の中空部内を流れる空気流が長手方向に沿って流れるにつれて温度上昇するが、折り返しにより互いに逆向きとなるＵ字状の空気流によって、長手方向全体に亘ってほぼ均一な冷却効率が得られることになる。
従って、平板２１の中空部内を流れる空気流は、長手方向に沿って流れるにつれて、発光部１４の基板１４ａから受熱して温度上昇するが、平板２１の右方の端部で折り返すことにより、互いに逆向きの空気流となる。これにより、全体として、長手方向に関してほぼ一定の冷却効率が保持され、平板２１そして発光部１４を、長手方向全体に亘ってほぼ均一の温度に冷却することができる。このようにして、発光部１４の各ＬＥＤ１４ｂは、互いにほぼ同じ発光光度で発光し、長手方向に沿ってほぼ均一なライン照明が得られる。

次に、図１及び図２または図７に示した冷却構造２０，３０における冷却効果のシミュレーション評価の結果を示す。
液晶表示装置１０の冷却構造２０，３０において、発光部１４のＬＥＤ１４ｂから合計３Ｗの発熱があった場合に、平板２１の大きさを３×２００×２００ｍｍとして、同じ大きさのヒートシンクにより自然冷却した場合と比較した。
ダイヤフラムポンプ２２により強制冷却した場合には、平板２１の中空部内の空気流の流速は、最大で３０ｍ／ｓとなり、基板１４ａの温度上昇は、約２０℃程度である。これに対して、ヒートシンクによる自然冷却の場合には、平板２１の中空部内の空気流の流速は、約０．２ｍ／ｓ程度であり、基板１４ａの温度上昇は、約１１０℃程度になる。
このようにして、本発明による冷却構造２０，３０において、中空状の平板２１とダイヤフラムポンプ２２による強制冷却によって、基板１４ａが効率よく冷却されることがわかる。

ところで、冷却構造２０，３０においては、平板２１の中空部内において、ダイヤフラムポンプ２２から空気が導入される左方の端部と、空気が排出される右方の端部では、シミュレーション結果において約５℃程度の温度差が生じた。
このため、発光部１４の各ＬＥＤ１４ｂの発光光度が互いに異なってしまうおそれがある。これに対して、図１０〜図１３にそれぞれ示した冷却構造６０〜９０が効果的であり、発光部１４の各ＬＥＤ１４ｂが均一な発光光度で発光し、均一なライン照明が得られることになる。

上述した実施形態においては、上記筐体１５の貫通穴は筐体１５の下面に設けられたものとしたが、上記筐体１５の貫通穴１５ａは筐体の少なくとも１つの側端面に設けられていればよく、例えば筐体の左右側面や上面、背面に設けられても良いものとする。

上述した実施形態においては、平板２１，２５は、発光部１４の基板１４ａ及び筐体１５の内側下面に対して、それぞれ熱伝導樹脂２２等を介して接触しているが、これに限らず、これらの接触面が密着性を高めるために平滑に研磨された状態で、平板２１，２５が発光部１４の基板１４ａ及び筐体１５の内側下面に対して、それぞれ直接に接触していてもよい。

また、上述した実施形態においては、バック照明装置１２は、所謂サイドエッジ型のバック照明装置として構成されているが、これに限らず、液晶パネル１１の背面に対向して配置された面光源のバック照明装置であってもよい。
この場合、液晶パネル１１の背面に対向して配置される基板の表面に、複数個のＬＥＤが列状に配置されていて、各列に対応する方向に延びる中空状の平板が複数個配置される。そして、これらの平板に対して、各平板の一端にダイヤフラムポンプを連結することにより、冷却構造が構成される。
このような冷却構造によれば、面光源を構成する各ＬＥＤが列毎にそれぞれ平板の中空部内を流れる空気流によって積極的に冷却されることになる。

さらに、上述した実施形態においては、発光部１４は、基板１４ａ上で例えば約２００ｍｍの線状に並んで配置された複数個のＬＥＤ１４ｂに対して、一つの平板及び一つのダイヤフラムポンプを備えている。
従って、より大きな発光部１４を備える大型の液晶表示装置１０の場合には、例えば２００ｍｍ毎に一つの平板２１とダイヤフラムポンプ２２を備えるようにすればよい。
また、上述した実施形態においては、筐体１５の下面は、図５に示すような円形の薄肉部１５ｂを備え、あるいは図６に示すような溝状の薄肉部１５ｃを備えているが、これに限らず、薄肉部の形状は、多角形状あるいは不定形等の任意の形状であってもよい。

このようにして、本発明によれば、簡単な構成により、高効率で冷却を行なうことができると共に、薄型に構成することができるようにした、極めて優れた液晶表示装置を提供することができる。

本発明は、液晶表示装置として用いられればよく、テレビ液晶画面や、パーソナルコンピュータの液晶画面、携帯電話の液晶画面、カーナビゲーションシステムの画面などにも適用可能である。

１０ 液晶表示装置
１１ 液晶パネル
１２ バック照明装置
１３ 導光板
１４ 発光部
１４ａ 基板
１４ｂ ＬＥＤ
１５ 筐体
１５ａ，１５ｅ 貫通穴
１５ｂ，１５ｃ 薄肉部
２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０ 冷却構造
２１ 平板
２１ａ 開口
２１ｂ 貫通穴
２１ｃ 空気吸込口
２２ ダイヤフラムポンプ
２２ａ 枠体
２２ｂ ダイヤフラム
２２ｃ 空気吐出口
２３ 熱伝導樹脂
２４ 第二のダイヤフラムポンプ
２５ 平板
２６ ダイヤフラムポンプ
３１ 基板

Claims (6)

1. 液晶パネルと、該液晶パネルの背面に対向して配置された偏平な導光板と、該導光板の少なくとも一つの側端面に対向するように、基板上に少なくとも一つの発光素子を備えたバック照明装置と、
   上記液晶パネル及びバック照明装置を覆うように筐体が形成されてなる液晶表示装置であり、
   上記筐体の少なくとも１つの側端面には、複数の孔が設けられ、上記発光素子の基板の背面と接するように、内側を中空部とする中空状の平板が形成され、
   上記中空状の平板には、複数の孔が設けられ、上記中空状の平板に設けられた複数の孔のうちの一つと、上記筐体の底面の複数の孔のうちの一つとに接するように、開口部が設けられたダイヤフラムポンプが位置し、
   上記平板に設けられた孔と上記ダイヤフラムポンプの開口部を介して上記中空状の平板内の中空部とダイヤフラムポンプが接合され、
   上記平板の中空部内には上記ダイヤフラムポンプの作動により空気流が流れており、
   上記筐体の底面及び、上記バック照明装置の基板は、上記中空状の平板の中空部と熱的に接続されるとともに、上記中空状の平板内の中空部は、上記筐体の内部空間に対して遮蔽されることを特徴とする液晶表示装置。
2. 上記筐体の底面に設けられた複数の孔のうち、一つの孔は、上記中空状の平板に設けられた複数の孔の内の一つと重なるように位置し、
   上記筐体の底面に設けられた複数の孔のうち、上記筐体の孔と上記中空状の平板に設けられた孔と重なるように位置する孔とは異なる上記筐体の孔のうちの一つの孔は、
   上記ダイヤフラムポンプに設けられた孔の一つと重なるように位置することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 上記筐体が、上記平板と接する領域において、薄肉部または貫通部を備えていることを特徴とする、請求項１から２何れかに記載の液晶表示装置。
4. 上記筐体が、上記薄肉部または貫通部内に熱伝導性の高い金属部を備えていることを特徴とする、請求項３に記載の液晶表示装置。
5. 上記平板が、上記筐体内面に対して、上記平板の筐体への接触面積より大きい表面積を有する熱伝導性の高い金属板を介して接触していることを特徴とする、請求項１から４の何れかに記載の液晶表示装置。
6. 上記発光素子の基板の背面と上記内側を中空部とする中空状の平板とは一体として形成されていることを特徴とする請求項１から５に記載の液晶表示装置。

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