WO2011104953A1 - 液晶表示装置およびledバックライトユニット - Google Patents

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WO2011104953A1
WO2011104953A1 PCT/JP2010/070349 JP2010070349W WO2011104953A1 WO 2011104953 A1 WO2011104953 A1 WO 2011104953A1 JP 2010070349 W JP2010070349 W JP 2010070349W WO 2011104953 A1 WO2011104953 A1 WO 2011104953A1
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crystal display
liquid crystal
display device
light source
led light
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PCT/JP2010/070349
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English (en)
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裕紀 行方
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シャープ株式会社
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    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
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    • G02F1/133602Direct backlight
    • G02F1/133603Direct backlight with LEDs
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    • G02F1/1336Illuminating devices
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    • GPHYSICS
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    • G02F2201/00Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/36Airflow channels, e.g. constructional arrangements facilitating the flow of air

Definitions

  • the present invention relates to an LED as a light source, an LED backlight unit having a configuration for dissipating heat associated with light emission of the LED light source, and a liquid crystal display device on which this type of LED backlight unit is mounted.
  • a liquid crystal display device including a light transmission type liquid crystal display panel includes a backlight unit that irradiates light toward the liquid crystal display panel.
  • this type of backlight unit includes a light source and an optical member such as a diffusion sheet that makes the luminance distribution of light emitted from the light source uniform.
  • a small fluorescent tube called a cold cathode tube (CCFL) is used as a light source.
  • CCFL cold cathode tube
  • cold cathode fluorescent lamps have significant environmental problems such as disposal of used tubes because mercury, which is a harmful substance, is sealed in the discharge tubes. Further, since a high frequency power supply is required, it is necessary to separately provide a noise countermeasure configuration in the liquid crystal display device.
  • an LED light emitting diode
  • the above problem of harmful substances (mercury) and the problem of noise countermeasures do not occur.
  • it greatly contributes to reducing power consumption and weight of liquid crystal display devices. Therefore, in recent years, LED backlight units using LEDs as light sources are becoming widespread as backlights for liquid crystal display devices with the progress of LED technology (lower prices of LEDs, improved luminous efficiency, etc.).
  • the LED light source has a problem that due to the heat generated by the LED chip itself, the light emission efficiency of the LED is reduced and the life of the LED is reduced.
  • the temperature of the PN junction of the diode generally referred to as a junction temperature
  • the luminous efficiency of the LED decreases and the lifetime of the LED decreases.
  • the amount of power supplied to the LED is increased to improve the brightness per LED, the amount of heat generated from the LED itself increases, resulting in a reduction in luminous efficiency and lifetime.
  • Patent Document 1 discloses a liquid crystal provided with a cooling device that cools an LED light source that generates heat by disposing a pipe that forms a predetermined circulation channel on the back side of the LED light source and flowing a cooling liquid into the pipe.
  • a display device is described.
  • As the circulation path of the cooling water a circulation path having a shape reciprocating in the vertical and horizontal directions and the right and left of the panel, a circulation path formed in a spiral shape, and the like are described.
  • Patent Document 2 describes a liquid crystal display device in which a plurality of heat pipes are provided in an LED backlight unit in order to cool an LED light source. Specifically, when the LED light source emits light and generates heat, the working fluid in the heat pipe evaporates and absorbs the heat. The evaporated working fluid moves to a low temperature part (external to the liquid crystal display panel) at both ends of a heat pipe composed of, for example, heat radiation fins, and condenses. The condensed working fluid returns to the inside of the liquid crystal display panel again by a capillary phenomenon or the like, and absorbs heat generated by light emission of the LED light source.
  • the cooling efficiency may be greatly reduced due to the aging of the coolant. If the cooling efficiency is reduced in this way, the life of the LED light source is reduced, so that the effect of introducing the LED light source having a longer life than the cold cathode tube is diminished.
  • Patent Document 2 has a problem in that the manufacturing cost increases because the heat pipe for cooling has a complicated shape (a wick or the like is also necessary in some cases).
  • the heat dissipating part (refrigerant cooling mechanism) for condensing the working fluid (refrigerant) evaporated in the heat pipe must be provided outside the apparatus, there is a problem that the entire liquid crystal display device is enlarged accordingly. is there.
  • a problem to be solved by the present invention is a liquid crystal display device and an LED backlight unit having a configuration that suppresses a temperature rise due to light emission of an LED light source, and does not require a refrigerant cooling mechanism that cools a refrigerant that has contributed to cooling.
  • An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device and an LED backlight unit having a high quality and a simple configuration.
  • a liquid crystal display device includes a liquid crystal display panel and an LED backlight unit disposed on the back side thereof, and the LED backlight unit includes the liquid crystal display panel surface.
  • An LED light source that emits LED light toward the side is disposed on the chassis plate surface, and the chassis plate is provided with a through-flow passage for cooling air that dissipates heat associated with light emission of the LED light source.
  • the gist is that an exhaust port for discharging the cooling air to the outside of the apparatus is formed at the end.
  • a backlight unit is an LED backlight unit disposed on the back side of a display screen such as a liquid crystal display panel, and an LED light source that emits LED light is a chassis.
  • the chassis plate is provided with a through air passage for cooling air that dissipates heat associated with the light emission of the LED light source.
  • the through air passage is provided on one side of the liquid crystal display panel.
  • a branch pipe arranged along the arrangement direction of the LED light sources branched from the main pipe, and the cooling air is discharged to the outside of the apparatus at the end of the branch pipe
  • the gist is that an exhaust port is formed.
  • the branch pipe of the through-flow path is an LED light source in the chassis plate.
  • a plurality of rows may be arranged along the arrangement direction.
  • the LED light source is disposed on the opposing inner surface of the chassis plate, and the main conduit and the branch conduit are disposed along the LED light source disposition direction on the rear side of the chassis plate. It is good to be.
  • the liquid crystal display panel is arranged upright, the main pipe line of the through-flow path is arranged in a lateral direction along the lower edge of the chassis plate, and the branch pipe line of the through-flow path is It is good to arrange
  • exhaust port formed in the branch pipe may be open toward the back of the apparatus.
  • the through-flow path may be attached to the chassis plate.
  • the through flow path may be formed in the chassis plate itself.
  • the material constituting the through flow path is copper or copper alloy, or aluminum or aluminum alloy.
  • a blower for forcibly introducing air into the main pipeline is connected to the base of the main pipeline in the through channel.
  • a partition plate is provided that divides the through flow path along the direction in which the cooling air flows.
  • the air as the cooling medium flows in the through passage having the main conduit into which the cooling air is introduced and the branch conduit along the arrangement direction of the LED light sources. Since it is a structure, the heat
  • an exhaust port is formed at the end of the branch pipe, and air supplied for cooling is discharged from the exhaust port to the outside of the apparatus. In other words, the cooling air whose temperature has risen is discharged to the outside, and new (low temperature) cooling air is introduced into the main pipeline one after another, so a cooler that cools the cooling air whose temperature has risen, etc. This cooling mechanism is unnecessary.
  • the LED light source is a so-called “directly-type” LED backlight disposed over the entire surface of the chassis plate facing the liquid crystal display panel, it is disposed over the entire surface.
  • a branch pipe may be provided along the LED light source.
  • the LED light source is a so-called “side light type” LED backlight disposed on the inner surface facing the chassis plate, a main conduit and a branch conduit are disposed along the inner surface. do it.
  • a through-flow path is comprised according to arrangement
  • the cooling air for cooling the LED light source can be reduced while suppressing the thickness of the branch pipes.
  • the flow rate can be increased (a large cross-sectional area can be ensured).
  • the shape is substantially circular, the flow path can be easily formed.
  • the substantially triangular cross-section flow channels are alternately faced to each other, the flow rate of the cooling air for cooling the LED light source can be increased while the thickness of the branch pipe is suppressed (a large cross-sectional area is ensured). it can.
  • the cooling air flows upward in the branch pipe, the air heated by the LED light source (air used for cooling) can be smoothly discharged to the outside of the apparatus.
  • the liquid crystal display device is usually installed so that the back surface of the liquid crystal device faces a wall such as a residence. Therefore, if it is configured so that air is exhausted from the back surface of the device, the display device is easy to use. .
  • the through-flow path is attached to the chassis plate, the through-flow path can be easily created.
  • the through flow path is formed in the chassis plate itself, the cooling air flows closer to the LED light source, so that the cooling efficiency of the LED light source can be improved.
  • the cooling efficiency of the LED light source can be improved.
  • cooling air having a low temperature can be smoothly taken into the through-flow path, and the cooling efficiency is further improved.
  • a partition plate that divides the through channel along the direction in which the cooling air flows, the surface area inside the channel through which the cooling air flows increases, so that the cooling efficiency of the LED light source by the cooling air can be increased. it can.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention. It is an expanded sectional view of the liquid crystal display device shown in FIG. It is the schematic of the cooling device (through-flow path) with which the liquid crystal display device shown in FIG. 1 is provided. It is the schematic of the cooling device (through flow path) with which the liquid crystal display device concerning 2nd embodiment of this invention is provided. It is the schematic of the cooling device (through flow path) with which the liquid crystal display device concerning 3rd embodiment of this invention is provided. It is the schematic of the cooling device (through-flow path) with which the liquid crystal display device concerning 4th embodiment of this invention is provided.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a liquid crystal display device 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the liquid crystal display device 1.
  • the up-down direction in the following description shall mean the up-down direction in FIG. 1 and FIG.
  • the liquid crystal display device 1 includes a liquid crystal display panel 10 and an LED backlight unit 20.
  • a liquid crystal display panel 10 includes a thin film transistor (TFT) array substrate 12 (hereinafter simply referred to as an array substrate 12) and a color filter (CF) substrate 14, and includes a bezel 11 having a frame shape. It is fixed.
  • the array substrate 12 and the color filter substrate 14 face each other with a predetermined cell gap, and a liquid crystal is filled between the substrates.
  • the array substrate 12 is obtained by forming TFTs and pixel electrodes in a matrix on a glass substrate.
  • the color filter substrate 14 is formed by forming a plurality of color filters on a matrix on a glass substrate having the same size as the array substrate 12, and forming a transparent common electrode on almost the entire surface of the substrate.
  • the orientation of the liquid crystal filled between the two substrates is controlled by changing the voltage applied between the pixel electrode and the common electrode.
  • the LED backlight unit 20 (the LED backlight unit according to the first embodiment of the present invention) is an illumination device disposed on the back surface of the liquid crystal display panel 10.
  • the LED backlight unit 20 in this embodiment is a so-called “directly-type” LED backlight unit in which the LED light source 28 is disposed over the entire surface facing the liquid crystal display panel 10.
  • the LED backlight unit 20 includes a frame 21, a chassis plate 22, a diffusion plate 24, optical sheets 261, 262, 263, an LED light source 28, and a cooling device 30a. Prepare.
  • the frame 21 is a substantially rectangular frame. A cross section of each side constituting the frame is formed in a substantially L shape.
  • the frame 21 is for fixing the diffusion plate 24 and the optical sheets 261, 262, and 263 stacked on the chassis plate 22. That is, as shown in FIG. 2, the diffusing plate 24 and the optical sheets 261, 262, and 263 are in a state where their peripheral portions are sandwiched between the frame 21 and the chassis plate 22.
  • the chassis plate 22 is a member having a shallow box shape formed of, for example, aluminum or an aluminum alloy.
  • An LED light source 28 is disposed on the inner bottom surface of the chassis plate 22.
  • An outer edge portion having a horizontal plane is formed on the outer edge of the chassis body 22, and the diffusion plate 24 and the optical sheets 261, 262, and 263 are placed on the horizontal plane. As described above, the diffusion plate 24 and the optical sheets 261, 262, and 263 are fixed so as not to move by the frame 21 fixed from above the chassis plate 22 (clamped between the frame 21 and the chassis 22). Have been).
  • the diffusion plate 24 is a resin product having a rectangular plate shape (plate thickness of about 2 to 3 mm) in plan view.
  • the light emitted from the LED light source 28 is diffused by the diffusion plate 24 so as to be uniform. That is, the diffusion plate 24 has a function of making the luminance distribution in the surface direction of the light reaching the liquid crystal display panel 10 uniform with the diffusion sheet 261 described later.
  • Optical sheets 261, 262, and 263 are thin sheet-like resin products having a rectangular shape in plan view.
  • the combination can be appropriately selected according to the characteristics required for the liquid crystal display device 1.
  • a combination of a diffusion sheet 261, a lens sheet 262, and a reflection sheet 263 can be exemplified in order from the bottom.
  • the diffusion sheet 261 further uniformizes the luminance distribution in the surface direction of the light reaching the liquid crystal display panel 10 by further randomly diffusing the light diffused by the diffusion plate 26 described above.
  • the lens sheet 262 collects the light transmitted through the diffusion sheet 261 and increases the luminance.
  • the reflection sheet 263 performs polarized light in a predetermined direction (light polarized in a predetermined direction) so that the light reaching the liquid crystal display panel 10 is not absorbed by the polarizing plate attached to the light receiving surface (lower surface) of the liquid crystal panel 10. It transmits light and reflects other polarized light.
  • the LED light source 28 is a so-called white LED that emits white light.
  • white LED white LED applicable to this embodiment is not limited to a specific thing.
  • a white LED formed by sealing an LED chip 28a that emits blue light with a transparent resin 28b mixed with a yellow phosphor can be used.
  • a wiring pattern (not shown) for supplying power to the mounted LED light source 28 is formed on the LED substrate 281.
  • the wiring pattern formed on the LED board 281 is electrically connected to the LED power supply board 161 attached to the back surface of the chassis plate 22.
  • the LED power supply board 161 is formed with an LED control unit composed of an IC chip or the like. This LED control unit controls the turning on / off of the LED light source 28.
  • a control board 162 for controlling the liquid crystal display panel 10 (TFT) is attached next to the LED power supply board 161 on the rear surface of the chassis plate 22.
  • a heat radiating plate 282 is interposed between the LED board 281 and the inner bottom surface of the chassis plate 22.
  • the heat radiating plate 282 is in close contact with the inner bottom surface of the chassis plate 22.
  • the heat radiating plate 282 plays a role for suppressing a temperature rise accompanying the light emission of the LED light source 28. That is, the heat generated from the LED light source 28 is smoothly conducted to the chassis plate 22 so that the heat generated from the LED light source 28 does not accumulate inside the apparatus. Further, it also serves as a base material for facilitating the attachment of the LED board 281 to the chassis plate 22.
  • the cooling device 30 a is attached to the back surface of the chassis plate 22. A schematic view of the cooling device 30a is shown in FIG.
  • the cooling device 30 a includes a through flow path (cooling pipe) 31 serving as a flow path of air as a cooling medium, and a fan (blower) 40 provided in the through flow path 31.
  • the through channel 31 includes a main pipeline 311 and a branch pipeline 312.
  • the material is suitable if it is excellent in thermal conductivity. Specifically, copper (copper alloy), aluminum (aluminum alloy), and the like are preferable. From the viewpoint of increasing the cooling efficiency of the LED light source 28, copper (copper alloy) having high thermal conductivity is preferable. In addition to heat conductivity, aluminum (aluminum alloy) is preferable in consideration of workability, weight (weight reduction of the apparatus), cost, and the like.
  • the main pipeline 311 is a thin box-shaped pipeline, and is provided sideways along one side (lower end edge) of the liquid crystal display panel 10.
  • the upper part of the main pipeline 311 is open, and a plurality of branch pipelines 312 are attached so as to cover the opening.
  • a fan 40 is installed at approximately the center in the main pipeline 311 (base portion of the main pipeline 311).
  • An air suction port (not shown) is formed on the rear end surface of the fan 40 on the side surface in the longitudinal direction of the main pipeline 311. When the fan 40 rotates, cooling air is introduced into the main pipeline 311 from the air suction port.
  • the branch pipe 312 is a pipe having a substantially rectangular cross section extending in a direction (vertical direction) substantially orthogonal to the main pipe 311. As described above, the base end (one end) of the branch pipe 312 is connected to the open upper part of the main pipe 311. The opening of the main pipeline 311 is entirely covered with a plurality (18 in this embodiment) of branch pipelines 312.
  • the branch pipeline 312 is joined to the main pipeline 311 with no gap, for example, by brazing. Adjacent branch pipes 312 are also joined together.
  • the opposite end (the end of the branch conduit 312) joined to the main conduit 311 in the branch conduit 312 opens upward (exhaust port 312a). Since the lengths of the respective branch pipes 312 are the same, the ends of all the branch pipes 312 are located on the same plane.
  • the through-flow passage 31 having the main pipe line 311 and the branch pipe line 312 having such a structure is formed in a rectangular column shape, and when connected, it becomes a single flat plate as shown in FIG.
  • the size of the flat plate is substantially the same as the bottom surface of the chassis plate 22 or larger than the bottom surface of the chassis plate 22.
  • the cooling device 30a in which the fan 40 is provided inside the flat through-flow channel 31 may be directly fixed to the bottom surface of the chassis plate 22 using an adhesive or the like, or as shown in FIG. It may be fixed to the bottom surface of the chassis plate 22 via an adhesive sheet 41 made of a high material and having adhesive surfaces on both sides.
  • An image signal such as a television broadcast signal is processed by an image signal processing unit provided on the control board 162.
  • the processed image signal is output to the liquid crystal display panel control unit and the backlight control unit.
  • the liquid crystal display panel control unit controls the liquid crystal display panel 10 (TFT) based on the received image signal.
  • the backlight control unit turns on the LED light source 28 and drives the fan 40 of the cooling device 30a. Note that the lighting of the LED light source 28 and the driving of the fan 40 are not necessarily simultaneous.
  • the time from when the LED light source 28 is turned on until the LED light source 28 needs to be cooled is measured in advance, and after the LED light source 28 has been turned on, the fan 40 is driven to drive. Also good.
  • cooling air is introduced into the main pipeline 311.
  • the cooling air introduced into the main pipeline 311 is sent into the branch pipeline 312 branched from the main pipeline 311.
  • the cooling air flowing through the branch pipe 312 is directed upward while taking away the heat generated from the LED light source 28 constituting the “directly-type” backlight disposed on the inner bottom surface of the chassis plate 22. Flowing. Since the end of the branch pipe 312 is open, the air heated by the heat generated from the LED light source 28 is discharged from the opening (exhaust port 312a) to the outside of the apparatus.
  • the air cooled by the cooling air introduced from the main conduit 311 and used for cooling the LED light source 28 is supplied from the exhaust port 312 a of the branch conduit 312. Released to the outside. That is, since the air whose temperature has risen is discharged to the outside of the apparatus, and new (low temperature) cooling air is introduced into the main pipe 311 one after another, the cooler that cools the cooling air whose temperature has risen A refrigerant cooling mechanism such as is unnecessary.
  • the main pipe line 311 is provided so as to lie down on the lower side of the apparatus, and a branch pipe line 312 having an open end is formed so as to extend in the vertical direction (so that the cooling air flows upward). Has been. In this way, since the cooling air heated by the LED light source 28 becomes lighter and rises, the heated air can be smoothly discharged outside the apparatus.
  • FIG. 4 is a schematic view of a cooling device 30b included in the liquid crystal display device according to the second embodiment.
  • the cooling device 30b is different from the cooling device 30a in the first embodiment in that an exhaust pipe (second branch pipe) 323 for releasing cooling air is provided.
  • the cooling device 30 b includes a through channel 32 and a fan 40.
  • the through flow path 32 includes a main pipe line 321, a (first) branch pipe line 322, and an exhaust pipe line (second branch pipe line) 323.
  • a fan 40 for introducing air is disposed substantially at the center in the main pipeline 321.
  • the end of the first branch pipe 322 branched upward from the main pipe 321 is open, and all of the ends are connected to the exhaust pipe 323 without a gap.
  • the exhaust pipe line 323 has a box shape that is substantially symmetrical with the main pipe line 321 in the vertical direction.
  • the exhaust pipe 323 is formed with an exhaust port 323a that opens upward at the approximate center of the upper surface thereof.
  • the cooling device 30b having such a configuration operates as follows.
  • the cooling air introduced into the main pipeline 321 is sent into the first branch pipeline 322 branched from the main pipeline 321.
  • the cooling air flowing through the first branch pipe 322 is taken upward while taking away the heat generated from the LED light source 28 constituting the “directly-type” backlight disposed on the inner bottom surface of the chassis plate 22. It flows toward.
  • the air used for cooling the LED light source 28 that is, the cooling air that has flowed to the end of the first branch pipe 322 is sent to the exhaust pipe 323 connected to the branch pipe 323.
  • the cooling air sent into the exhaust pipe 323 is discharged to the outside of the apparatus through an exhaust port 323a formed at the approximate center of the upper surface of the exhaust pipe 323.
  • the cooling air whose temperature has risen is discharged to the outside from the exhaust port 323a of the exhaust pipe 323, and new (low temperature) cooling air is successively supplied to the main pipe. Since it is a structure introduced into 321, a refrigerant cooling mechanism such as a cooler for cooling the cooling air whose temperature has risen is unnecessary.
  • an exhaust pipe 323 connected to the end of the first branch pipe 322 is provided, and an exhaust port 323a is formed in the exhaust pipe 323. That is, the air that has flowed through the first branch pipe 322 and provided for cooling is collected in the exhaust pipe 323 and then discharged from the exhaust port 323a. Therefore, the exhaust area of the released air can be reduced. Further, the air exhaust position can be freely set by changing the position of the exhaust port 323a.
  • the size of the exhaust port 323a can be changed as appropriate. If the size of the exhaust port 323a is small, there is an advantage that the exhaust area becomes small. However, if the exhaust port 323a is too small, the air used for cooling is not smoothly released to the outside of the apparatus, and the cooling efficiency may be reduced. Therefore, the size of the exhaust port 323a may be set after calculating the cooling efficiency required for the cooling device 30b in consideration of the standard of the LED light source 28 to be used.
  • FIG. 5 is a schematic view of a cooling device 30c included in the liquid crystal display device according to the third embodiment.
  • the cooling device 30 c includes a through flow path 33 and a fan 40.
  • the through flow path 33 includes a main pipe line 331 and a branch pipe line 332 for introducing cooling air.
  • the main pipeline 331 is a pipeline having a substantially rectangular cross section. Unlike the first embodiment, not all of the upper surface is open. An opening 331 a that opens to the same size as the base end (one end) of the branch pipe 332 is formed on one side of the upper surface.
  • the branch pipe 332 is a pipe having a substantially rectangular cross section, and has a shape bent so as to reciprocate in the vertical direction. The proximal end (one end) of the branch pipe 332 is connected to the opening 331a of the main pipe 331 without a gap.
  • an exhaust port 332 a that opens upward is formed at the end (the other end) of the branch pipe 332.
  • the cooling device 30c having such a configuration operates as follows.
  • the cooling air introduced into the main pipeline 331 passes through the opening 331a of the main pipeline 331 and is sent into the branch pipeline 332.
  • the cooling air flowing through the branch pipe 332 reciprocates in the vertical direction while taking away the heat generated from the LED light source 28 that constitutes the “directly-type” backlight disposed on the inner bottom surface of the chassis plate 22. While flowing.
  • the air used for cooling the LED light source 28 is discharged to the outside of the apparatus from an exhaust port 332 a formed at the end of the branch pipe 323.
  • the cooling air whose temperature has risen is discharged to the outside from the exhaust port 332a of the branch line 332, and new (low temperature) cooling air is successively supplied to the main line. Since it is a structure introduced into 331, a refrigerant cooling mechanism such as a cooler for cooling the cooling air whose temperature has risen is unnecessary.
  • the branch pipe 332 in order to cool the “directly-type” backlight in which the LED light source 28 is arranged in a planar shape, the branch pipe 332 is bent so as to reciprocate in the vertical direction, and is formed in a flat plate shape. ing. With such a configuration, the exhaust area can be kept small, and the air heated by the LED light source 28 can be smoothly discharged outside the apparatus.
  • FIG. 6 is a schematic view of a cooling device 30d included in the liquid crystal display device according to the fourth embodiment.
  • the cooling device 30d is different from the cooling device 30a in the first embodiment in the configuration of the exhaust port 342a formed in the branch pipe 342.
  • the cooling device 30 d has a through channel 34 and a fan 40.
  • the through channel 34 includes a main pipeline 341 and a branch pipeline 342.
  • a fan 40 for introducing air is disposed substantially at the center in the main pipeline 341.
  • An exhaust port 342 a that opens in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the branch pipe 342 is formed at the end of the branch pipe 342 that branches upward from the main pipe 341.
  • the exhaust port 342a is provided on the back surface of the liquid crystal display device, and is formed so as to open in a direction orthogonal to the surface.
  • the cooling device 30d having such a configuration operates as follows.
  • the cooling air introduced into the main pipeline 341 is sent into the branch pipeline 342 branched from the main pipeline 341.
  • the cooling air flowing through the branch pipe 342 is directed upward while taking away the heat generated from the LED light source 28 constituting the “directly-type” backlight disposed in a planar shape on the inner bottom surface of the chassis plate 22. Flowing. Then, the air that has flowed to the end of the branch pipe 342 is discharged from the exhaust port 342a on the back surface of the liquid crystal display device to the outside of the device.
  • the cooling air whose temperature has risen is discharged to the outside from the exhaust port 342a of the branch pipe 342, and new (low temperature) cooling air is successively supplied to the main pipe. Since it is a structure introduced into 341, a refrigerant cooling mechanism such as a cooler for cooling the cooling air whose temperature has risen is unnecessary.
  • an exhaust port 342a provided at the end of the branch pipe 342 is provided on the back surface of the liquid crystal display device.
  • the liquid crystal display device is installed with the back side facing the wall, air used for cooling the LED light source 28 is released toward the wall, and is easy to use (released). Less harmful air.
  • the exhaust port 342a opens in a direction perpendicular to the back surface, dust or the like is difficult to enter from the exhaust port 342a.
  • FIG. 7 is a schematic view of a cooling device 30e included in the liquid crystal display device according to the fifth embodiment.
  • the cooling device 30e has a through channel 35 and a fan 40.
  • the through flow path 35 includes a main pipe line 351 and a branch pipe line 352 for introducing cooling air.
  • the main pipeline 351 is a pipeline having a substantially rectangular cross section. Unlike the first embodiment, not all of the upper surface is open. Similar to the third embodiment, an opening 351a having the same size as the base end (one end) of the branch pipe 352 is formed on one side of the upper surface.
  • the branch pipe 352 is a pipe having a substantially rectangular cross section, and has a shape bent in a spiral shape from the outside. The base end (one end) of the branch pipe 352 is connected to the opening 351a of the main pipe 351 without a gap.
  • an end (the other end) of the branch pipe 352 is formed with an exhaust port 352a that opens from a substantially center of the flat branch pipe 352 in a direction perpendicular to the flat plate surface.
  • the exhaust port 352a is provided at substantially the center of the back surface of the liquid crystal display device, and is formed so as to open in a direction perpendicular to the surface.
  • the cooling device 30e having such a configuration operates as follows.
  • the cooling air introduced into the main pipeline 351 is sent into the branch pipeline 352 through the opening 351a of the main pipeline 351.
  • the cooling air flowing through the branch pipe 352 is spirally arranged while taking heat generated from the LED light source 28 constituting the “directly-type” backlight disposed on the inner bottom surface of the chassis plate 22. It flows toward. Then, the air that has flowed to the end of the branch pipe 352 is discharged to the outside of the apparatus from the exhaust port 352a at the approximate center of the back surface of the liquid crystal display device.
  • the cooling air whose temperature has risen is discharged to the outside from the exhaust port 352a of the branch pipe 352, and new (low temperature) cooling air is successively supplied to the main pipe. Since it is a structure introduced into 351, a refrigerant cooling mechanism such as a cooler for cooling the cooling air whose temperature has risen is unnecessary.
  • the exhaust port 352a provided at the end of the branch pipe 352 is formed at the substantially center of the back surface of the liquid crystal display device.
  • the liquid crystal display device is installed with the back surface facing the wall, air used for cooling the LED light source 28 is discharged from the approximate center of the back surface of the device toward the wall, Convenient to use (almost no adverse effect of released air).
  • the exhaust port 32a opens in a direction perpendicular to the center of the panel surface, dust or the like hardly enters from the exhaust port 352a.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view of the liquid crystal display device 6 according to the sixth embodiment
  • FIG. 9 is a schematic view of a cooling device 30f included in the liquid crystal display device 6.
  • the liquid crystal display device 6 includes a so-called “side light type (edge light type)” LED backlight unit 206 in which the LED light source 28 is disposed on the inner side surface 226 a of the chassis plate 226.
  • the LED light source 28 is disposed on each inner side surface 226a (four sides) of the chassis plate 226 formed in a rectangular shape in plan view.
  • the chassis plate 226 In the chassis plate 226, the light reflected from the reflective sheet 2261 and the reflective sheet 2261 that efficiently reflects the light emitted from the LED light source 28 (light emitted from the side) toward the liquid crystal display panel 10 side.
  • a light guide plate 2262 that extends in a planar shape and the optical sheet 261 (diffusion sheet), 262 (lens sheet), and 263 (reflection sheet) described above are provided.
  • the cooling device 30 f includes a through flow path 36 and a fan 40.
  • the through flow path 36 includes a main pipe line 361 for introducing cooling air, a first branch pipe line 362 and a second branch pipe line 363.
  • the main pipeline 361 is a pipeline having a substantially rectangular cross section. Unlike the first embodiment, not all of the upper surface is open. Openings 361 a that open to the same size as the base end (one end) of the first branch conduit 362 are formed on both sides of the upper surface.
  • the first branch pipe 362 is a pipe having a substantially rectangular cross section, and its base end (one end) is connected to the opening 361a of the main pipe 361 without a gap.
  • a second branch pipe 363 located in parallel with the main pipe 361 is connected to the end (the other end) of the first branch pipe 362. That is, the through flow path 36 forms an annular flow path by the main pipeline 361, the first branch pipeline 362, and the second branch pipeline 363.
  • This flow path is sized along the LED light source 28 disposed on each inner side surface 226a (four sides) of the chassis plate 226. Specifically, it is formed in such a size that the through flow path 36 comes into contact with the surface opposite to the inner surface 226a.
  • An exhaust port 363 a is formed at the approximate center of the upper surface of the second branch pipe 363.
  • the cooling device 30f having such a configuration operates as follows.
  • the cooling air introduced into the main pipeline 361 is sent into the first branch pipeline 362 and the second branch pipeline 363 through the opening 361 a of the main pipeline 361.
  • the main pipeline 361, the first branch pipeline 362, and the second branch pipeline 363 have a “side light type” backlight disposed on each inner side surface 226a (four sides) of the chassis plate 226. It arrange
  • the through flow path 36 is arranged along the arrangement direction of the LED light sources 28 arranged on the respective inner side surfaces 226a of the chassis plate 226.
  • the LED light source 28 disposed in the side light type can be efficiently cooled.
  • new (low temperature) cooling air is introduced into the main pipe 361 one after another.
  • a refrigerant cooling mechanism such as a cooler for cooling the cooling air whose temperature has risen is unnecessary.
  • the LED light source 28 was the structure arrange
  • the LED light source 28 may be disposed only on one inner side surface 226a of the chassis plate 226.
  • the annular flow path as shown in FIG. 9 is not necessarily required, and the through flow path 36 may be configured along the position where the LED light source 28 is disposed.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the liquid crystal display device according to the seventh embodiment.
  • the liquid crystal display device includes a cooling device 30g.
  • the cooling device 30f includes a through channel 37 and a fan (not shown).
  • the through channel 37 is formed in the chassis plate 227. That is, the cooling device in the embodiment described so far has a configuration in which the through channels 31 to 36 (cooling pipes) are fixed to the bottom surface of the chassis plate 22 (226), whereas the cooling device 30g in the present embodiment.
  • the through-flow passage 37 is formed in the chassis plate 227 itself.
  • the same flow path as the through flow path 31 in the first embodiment is formed in the chassis plate 227, but the other embodiments (second to sixth embodiments).
  • the chassis plate 227 may have the same flow path as the through flow path in FIG.
  • FIG. The liquid crystal display device 7 '.
  • the cooling air whose temperature has risen is discharged to the outside, and new one after another (the temperature is low). Since the cooling air is introduced into the through-flow passage 37, a refrigerant cooling mechanism such as a cooler for cooling the cooling air whose temperature has increased is unnecessary.
  • the chassis plate 227 may be formed of copper or a copper alloy.
  • the through-flow passage 37 is formed in the chassis plate 227 itself, the cooling air flows closer to the LED light source 28, and the cooling efficiency is greatly improved. Moreover, since it is not necessary to separately create a through channel through which cooling air flows, the material cost can be reduced.
  • the through passages 31 to 37 included in the cooling devices 30a to 30g are formed in a substantially rectangular cross section.
  • each branch pipe is suppressed while suppressing the thickness of the flat plate constituted by the branch pipes.
  • FIGS. 12 to 14 show an outline of the cross-sectional shape of the flow path, taking as an example the branch conduit (configuration in which a plurality of branch conduits are arranged) in the first embodiment to the fourth embodiment. It is illustrated.
  • FIG. 12 shows the flow path 51 according to the first modification.
  • the channel 51 has a substantially circular cross section. With such a shape, for example, when a plurality of branch pipes are arranged side by side as in the first to fourth embodiments, a flow path is obtained by drilling a flat plate having a predetermined thickness. Therefore, processing is easy.
  • FIG. 13 shows a flow path 52 according to a second modification.
  • the flow path 52 is formed so that the cross section is substantially a triangle, and the triangles are alternately facing each other (the oblique sides of adjacent triangles are coincident).
  • the corrugated plate 523 is provided between the two thin flat plates 521 and 522. Since the flow path can be formed by sandwiching, creation is easy. Moreover, the flow volume of the cooling air which flows through each branch pipe line can be enlarged (a big cross-sectional area is ensured), suppressing the thickness of the flat plate comprised by a branch pipe line.
  • FIG. 14 shows a flow path 53 according to a third modification.
  • the flow path 53 is provided with a partition plate 531 that divides the flow path along the direction in which the cooling air flows.
  • the partition plate 531 is provided along the direction in which the fluid flows so as to divide the cross section of the flow path 53.
  • the partition plate 531 shown in FIG. 14 is formed in a substantially cross-shaped cross section, but may have any shape as long as it is provided so as to divide the cross section of the flow path 53.
  • the cross-sectional shape of the flow path 53 may be any shape (a substantially circular shape as in the first modified example, or a substantially triangular shape as in the second modified example).
  • the material of the partition plate 531 should just be excellent in heat conductivity similarly to the material which comprises the flow path 53.
  • copper (copper alloy) or aluminum (aluminum alloy) is preferable. With such a configuration, since the surface area inside the flow path through which the cooling air flows increases, the cooling efficiency of the LED light source 28 by the cooling air can be further increased.
  • FIGS. 12 to 14 illustrate the cross-sectional shapes according to the modified examples using the branch pipes in the first to fourth embodiments as examples. These cross-sectional shapes are the above-described first to seventh embodiments.
  • the present invention can also be applied to the cross-sectional shapes of the through-flow passages 31 to 37 and 37 ′ in all the above-described embodiments such as the main pipeline and the branch pipeline in the embodiment.
  • the air used for cooling the LED light source 28, that is, the air whose temperature has risen is released to the outside of the device and is newly added one after another. Since cooling air (with a low temperature) is introduced into the main pipeline, a refrigerant cooling mechanism such as a cooler for cooling the cooling air whose temperature has risen is unnecessary. Moreover, since air is used as the cooling medium, there is no problem of failure of the apparatus due to leakage of the cooling medium. Thus, according to the present invention, a high-quality liquid crystal display device (LED backlight unit) having a simple structure and easy maintenance can be provided.
  • liquid crystal display device has been described in the above embodiment, it goes without saying that the technical idea of the present invention can be applied to various devices in which other LED light sources are mounted.

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Abstract

 冷却に寄与した冷媒を冷却する冷媒冷却機構を必要としない、高品質かつ簡易な構成の液晶表示装置およびバックライトユニットを提供すること。 液晶表示パネル10と、その背面側に配設されたLEDバックライトユニット20とを備え、該LEDバックライトユニット20には、前記液晶表示パネル10面側に向けてLED光を発するLED光源28がシャーシ板22に配設されるとともに、該シャーシ板22には、前記LED光源28の発光に伴う熱を放散させる冷却エアーの貫流路31が設けられ、該貫流路31は、前記液晶表示パネル10の一側に冷却エアーを導入する主管路311と、その主管路311から分岐した前記LED光源28の配列方向に沿って配設された分岐管路312とを備え、該分岐管路312の末端には前記冷却エアーを装置外部に放出する排気口312aが形成されている。

Description

液晶表示装置およびLEDバックライトユニット
 本発明は、光源であるLEDとそのLED光源の発光に伴う熱を放散させる構成を有するLEDバックライトユニット、およびこの種のLEDバックライトユニットが搭載された液晶表示装置に関するものである。
 光透過型の液晶表示パネルを備える液晶表示装置は、液晶表示パネルに向けて光を照射するバックライトユニットを備える。一般的にこの種のバックライトユニットは、光源およびその光源から発せられた光の輝度分布を均一にする拡散シートなどの光学部材を有する。
 現在、多くの液晶表示装置では、光源として冷陰極管(CCFL)と称される小型の蛍光管が用いられている。しかし、冷陰極管は、放電管の中に有害物質である水銀が封入されているため、使用済み管の処理の問題など、環境面での問題が大きい。また、高周波電源を必要とするため、液晶表示装置内にノイズ対策の構成を別途設ける必要がある。
 このような冷陰極管の欠点を是正するため、バックライトユニットの光源として、LED(発光ダイオード)を用いたものが知られている。LED光源であれば、上記のような有害物質(水銀)の問題や、ノイズ対策の問題などは生じない。また、液晶表示装置の低消費電力化、軽量化にも大きく貢献する。よって、近年LEDを光源として用いたLEDバックライトユニットは、LED技術の進歩(LEDの低価格化、発光効率の向上等)に伴い、液晶表示装置のバックライトとして普及しつつある。
 しかし、LED光源には、LEDチップ自体の発熱により、LEDの発光効率の低下や、LEDの寿命が低下してしまうという問題がある。具体的には、ダイオードのPN接合部の温度(一般的にジャンクション温度と称される)が上昇すればするほど、LEDの発光効率が低下し、LEDの寿命が低下することが知られている。例えば、LEDへの通電量を大きくし、LED一個あたりの輝度を向上させようとすれば、LED自体からの発熱量が増大するため、発光効率や寿命が低下してしまうことになる。
 そこで、例えば特許文献1や特許文献2に記載されるように、LED光源を冷却するための冷却機構が搭載されたLEDバックライトユニット(液晶表示装置)が知られている。特許文献1には、LED光源の背面側に、所定の循環流路を形成するパイプを配し、該パイプ内に冷却液を流すことにより、発熱するLED光源を冷却する冷却装置を備えた液晶表示装置が記載されている。冷却水の循環路としては、パネルの縦横や左右に往復した形状の循環路、渦巻き状に形成された循環路などが記載されている。
 また、特許文献2には、LED光源を冷却するため、複数のヒートパイプがLEDバックライトユニットに設けられた液晶表示装置が記載されている。具体的には、LED光源が発光し発熱すると、ヒートパイプ内の作動液が蒸発しその熱を吸収するものである。蒸発した作動液は、例えば放熱フィンなどから構成されるヒートパイプの両端にある低温部(液晶表示パネルの外部にある)に移動し、凝縮する。凝縮した作動液は、再び毛細管現象などによって液晶表示パネル内部に戻り、LED光源の発光によって発生する熱を吸収する。
特開2007-200869号公報 特開2009-64706号公報
 上記特許文献1および2に記載の構成には次のような問題がある。特許文献1に記載の構成は、冷却液(冷媒)がパイプ内を「循環」するものであるため、発熱するLED光源の冷却に寄与し温度が上昇した冷却液の温度を下げる必要がある。具体的には、冷却液の温度を下げるための冷却器を液晶表示装置内外に設けたり、装置外部に自然冷却用の流路を設けたりするなど、冷却液を冷却する冷媒冷却機構が別途必要となる。このような冷媒冷却機構は、液晶表示装置の薄型化、軽量化、低価格化の大きな妨げとなる。
 また、冷却液の経年劣化により、冷却効率が大きく低下するおそれがある。このように冷却効率が落ちれば、LED光源の寿命が低下してしまうため、冷陰極管に比して高寿命であるLED光源を導入する効果が薄れてしまう。
 さらに、パイプとポンプの連結部や、パイプ同士の連結部から、冷却液が漏れてしまうおそれがある。また、装置内部で結露が発生するおそれもあり、電気製品である液晶表示装置の製品品質上問題となる。
 一方、特許文献2に記載の構成は、冷却用のヒートパイプが複雑な形状である(場合によってはウィック等も必要である)ため製造コストが増大してしまうという問題がある。また、ヒートパイプ内で蒸発した作動液(冷媒)を凝縮させるための放熱部(冷媒冷却機構)を、装置外部に設けなければならないため、その分液晶表示装置全体が大型化してしまうという問題がある。
 本発明が解決しようとする課題は、LED光源の発光による温度上昇を抑える構成を備えた液晶表示装置およびLEDバックライトユニットであって、冷却に寄与した冷媒を冷却する冷媒冷却機構を必要としない、高品質かつ簡易な構成の液晶表示装置およびLEDバックライトユニットを提供することにある。
 上記課題を解決するために本発明にかかる液晶表示装置は、液晶表示パネルと、その背面側に配設されたLEDバックライトユニットとを備え、該LEDバックライトユニットには、前記液晶表示パネル面側に向けてLED光を発するLED光源がシャーシ板面に配設されるとともに、該シャーシ板には、前記LED光源の発光に伴う熱を放散させる冷却エアーの貫流路が設けられ、該貫流路は、前記液晶表示パネルの一側に冷却エアーを導入する主管路と、その主管路から分岐した前記LED光源の配列方向に沿って配設された分岐管路とを備え、該分岐管路の末端には、前記冷却エアーを装置外部に放出する排気口が形成されていることを要旨とする。
 また、上記課題を解決するために本発明にかかるバックライトユニットは、液晶表示パネルのような表示画面の背面側に配設されるLEDバックライトユニットであって、LED光を発するLED光源がシャーシ板面に配設されるとともに、該シャーシ板には、前記LED光源の発光に伴う熱を放散させる冷却エアーの貫流路が設けられ、該貫流路は、前記液晶表示パネルの一側に冷却エアーを導入する主管路と、その主管路から分岐した前記LED光源の配列方向に沿って配設される分岐管路とを備え、該分岐管路の末端には、前記冷却エアーを装置外部に放出する排気口が形成されていることを要旨とする。
 ここで、前記LED光源は、前記シャーシ板の前記液晶表示パネルとの対向面側全面に亘って配設されている場合には、前記貫流路のうち分岐管路は、そのシャーシ板におけるLED光源の配設方向に沿って複数列配設されているとよい。
 また、前記LED光源は、前記シャーシ板の対向する内側面に配設されており、前記主管路および前記分岐管路は、そのシャーシ板の背面側におけるLED光源の配設方向に沿って配設されているとよい。
 前記複数列配設された分岐管路の好適な断面形状としては、断面略矩形状、断面略円形状、断面略三角形状の流路が交互に向かい合わせとなるように形成されている構成などが挙げられる。
 さらに、前記液晶表示パネルは立てて配置され、前記貫流路のうちの主管路は、前記シャーシ板の下端縁に沿って横方向に配置されるとともに、前記貫流路のうちの分岐管路は、前記冷却エアーが上方に向かって流れるように前記シャーシ板に沿って縦方向に配設されているとよい。
 さらに、前記分岐管路に形成された排気口は、装置背面に向かって開口しているとよい。
 また、前記シャーシ板には、前記貫流路が取り付けられているとよい。一方、前記シャーシ板自体に前記貫流路が形成されていてもよい。
 また、前記貫流路を構成する材料は、銅または銅合金、あるいはアルミニウムまたはアルミニウム合金であれば好適である。
 そして、前記貫流路のうちの前記主管路の基部には、該主管路内にエアーを強制的に導入する送風機が連繋されていればよい。
 さらに、前記貫流路を前記冷却エアーが流れる方向に沿って区画する仕切板が設けられていれば好適である。
 本発明にかかる液晶表示装置およびLEDバックライトユニットによれば、冷却エアーが導入される主管路、およびLED光源の配列方向に沿う分岐管路を有する貫流路内を、冷却媒体であるエアーが流れる構成であるため、LED光源の発光に伴う熱を効率よく冷却することができる。また、分岐管路の末端には排気口が形成されており、冷却に供されたエアーは当該排気口より装置外部に放出される。つまり、温度が上昇した冷却エアーは外部に放出され、次々に新たな(温度が低い)冷却エアーが主管路内に導入される構成であるため、温度が上昇した冷却エアーを冷却する冷却器などの冷媒冷却機構が不要である。
 この場合、LED光源が、シャーシ板の液晶表示パネルとの対向面側全面に亘って配設された、いわゆる「直下型」のLEDバックライトである場合には、その全面に亘って配設されたLED光源に沿うように分岐管路を配設すれよい。一方、LED光源が、シャーシ板の対向する内側面に配設された、いわゆる「サイドライト型」のLEDバックライトである場合には、その内側面に沿って主管路および分岐管路を配設すればよい。このように、LED光源の配置に合わせて貫流路を構成すれば、LED光源を効率よく冷却することができる。
 また、分岐管路が複数列配設されている場合に、その分岐管路の流路の断面を略矩形状とすれば、分岐管路の厚みを抑えつつ、LED光源を冷却する冷却エアーの流量を大きくする(大きな断面積を確保する)ことができる。略円形状とすれば、流路の形成が容易である。断面略三角形状の流路が交互に向かい合わせとなるようにすれば、分岐管路の厚みを抑えつつ、LED光源を冷却する冷却エアーの流量を大きくする(大きな断面積を確保する)ことができる。
 また、分岐管路内を、冷却エアーが上方に向かって流れるようにすれば、LED光源によって熱せられたエアー(冷却に供されたエアー)をスムーズに装置外部に放出することができる。
 さらに、分岐管路に形成された排気口が、装置背面に向かって開口していれば、冷却に供されたエアーの排気による悪影響を低減することができる。すなわち、液晶表示装置は、その背面が住居などの壁面と対向するように設置されることが通常であるため、エアーが装置背面から排気されるように構成すれば、表示装置としての使い勝手に優れる。
 また、シャーシ板に貫流路を取り付ける構成とすれば、貫流路を容易に作成することができる。一方、シャーシ板自体に貫流路を形成すれば、冷却エアーがLED光源のより近くを流れることになるため、LED光源の冷却効率を向上させることができる。
 さらに、貫流路を構成する材料が、熱伝導性に優れる銅または銅合金、あるいはアルミニウムまたはアルミニウム合金であれば、LED光源の冷却効率を向上させることができる。
 そして、主管路内にエアーを強制的に導入する送風機が設けられていれば、温度の低い冷却エアーをスムーズに貫流路内に取り込こむことができ、冷却効率がさらに向上する。
 さらに、貫流路を冷却エアーが流れる方向に沿って区画する仕切板が設けられていれば、冷却エアーが流れる流路内部の表面積が増大するため、冷却エアーによるLED光源の冷却効率を高めることができる。
本発明の第一の実施形態にかかる液晶表示装置の分解斜視図である。 図1に示した液晶表示装置の拡大断面図である。 図1に示した液晶表示装置が備える冷却装置(貫流路)の概略図である。 本発明の第二の実施形態にかかる液晶表示装置が備える冷却装置(貫流路)の概略図である。 本発明の第三の実施形態にかかる液晶表示装置が備える冷却装置(貫流路)の概略図である。 本発明の第四の実施形態にかかる液晶表示装置が備える冷却装置(貫流路)の概略図である。 本発明の第五の実施形態にかかる液晶表示装置が備える冷却装置(貫流路)の概略図である。 本発明の第六の実施形態にかかる液晶表示装置の分解斜視図である。 図8に示した液晶表示装置が備える冷却装置(貫流路)の概略図である。 本発明の第七の実施形態にかかる液晶表示装置(直下型バックライト)が備える冷却装置(貫流路)の概略図である。 本発明の第七の実施形態にかかる液晶表示装置(サイドライト型バックライト)が備える冷却装置(貫流路)の概略図である。 第一の変形例にかかる貫流路の断面を示した概略図である。 第二の変形例にかかる貫流路の断面を示した概略図である。 第三の変形例にかかる貫流路の断面を示した概略図である。
 以下、本発明の各実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。まず、本発明の第一の実施形態について説明する。図1は、本発明の第一の実施形態にかかる液晶表示装置1の分解斜視図である。図2は、液晶表示装置1の拡大断面図である。なお、以下の説明における上下方向とは、図1および図2における上下方向をいうものとする。
 本実施形態にかかる液晶表示装置1は、液晶表示パネル10およびLEDバックライトユニット20を備える。図1に示すように、液晶表示パネル10は、薄膜トランジスタ(TFT)アレイ基板12(以下、単にアレイ基板12と称する)と、カラーフィルタ(CF)基板14とを備え、額縁形状を有するベゼル11によって固定されている。アレイ基板12とカラーフィルタ基板14は、所定のセルギャップをおいて対向し、その基板間に液晶が充填されている。
 アレイ基板12は、ガラス基板上に、TFTおよび画素電極などがマトリクス状に形成されたものである。カラーフィルタ基板14は、アレイ基板12とほぼ同じ大きさのガラス基板上に、複数のカラーフィルタがマトリクス上に形成されるとともに、基板のほぼ全面に透明の共通電極が形成されたものである。両基板の間に充填された液晶は、画素電極および共通電極との間に印可する電圧を変化させることによって配向制御される。
 LEDバックライトユニット20(本発明の第一の実施形態にかかるLEDバックライトユニット)は、液晶表示パネル10の背面に配設される照明装置である。本実施形態におけるLEDバックライトユニット20は、液晶表示パネル10との対向面側全面に亘ってLED光源28が配設された、いわゆる「直下型」のLEDバックライトユニットである。
 図1および図2に示すように、LEDバックライトユニット20は、フレーム21と、シャーシ板22と、拡散板24と、光学シート261、262、263と、LED光源28と、冷却装置30aとを備える。
 フレーム21は、略矩形の枠体である。枠を構成する各辺の断面は略L字状に形成されている。このフレーム21は、シャーシ板22上に積層された拡散板24、および光学シート261、262、263を固定するためのものである。すなわち、図2に示すように、拡散板24、および光学シート261、262、263は、その周縁部が、フレーム21とシャーシ板22との間に挟持された状態にある。
 シャーシ板22は、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金から形成された浅い箱形状を有する部材である。シャーシ板22の内底面には、LED光源28が配設されている。また、シャーシ体22の外縁には、水平面を有する外縁部が形成され、その水平面に拡散板24、および光学シート261、262、263が載置されている。上述したように、これら拡散板24、および光学シート261、262、263は、シャーシ板22の上方から固定されたフレーム21によって動かないように固定されている(フレーム21とシャーシ22の間に挟持されている)。
 拡散板24は、平面視矩形の板状(板厚2~3mm程度)の樹脂製品である。LED光源28から発せられた光は、この拡散板24によって均一になるように拡散させられる。つまり、拡散板24は、後述する拡散シート261とともに、液晶表示パネル10に到達する光の面方向における輝度分布を均一化する働きを持つ。
 光学シート261、262、263は、平面視矩形の薄いシート状の樹脂製品である。その組合せとしては液晶表示装置1に求められる特性などに応じて適宜選択可能である。例えば、下から順に拡散シート261、レンズシート262、反射シート263といった組合せが例示できる。拡散シート261は、上述の拡散板26によって拡散された光をさらにランダムに拡散させることで、液晶表示パネル10に到達する光の面方向における輝度分布をさらに均一化させるものである。レンズシート262は、拡散シート261を透過した光を集光し、輝度を高めるものである。反射シート263は、液晶表示パネル10に到達した光が、液晶パネル10の受光面(下面)に貼付された偏光板に吸収されないよう、所定の方向の偏光(所定の方向に偏光する光)を透過し、それ以外の偏光を反射するものである。
 LED光源28は、シャーシ22の内底面(シャーシ22の板面)に配設されている。具体的には、シャーシ板22の内底面に複数(本実施形態では2×4=8枚)のLED基板281が配設されており、各LED基板281上に複数(本実施形態では4個)のLED光源28(LEDチップ28a)が、LED基板281の長手方向に沿って直線上に実装されている。これにより、図1に示されるように、シャーシ板22の内底面上には、マトリクス状(本実施形態では4×8=32個)にLED光源28が配設された状態となっている。
 かかるLED光源28は、白色光を発光させるいわゆる白色LEDである。白色LEDとしては種々のものが知られているが、本実施形態に適用できる白色LEDは特定のものに限定されるものではない。例えば、図2に示すように、青色光を発光させるLEDチップ28aを黄色蛍光体が混合された透明樹脂28bで密封してなる白色LEDを用いることができる。
 LED基板281には、実装されたLED光源28に電源を供給するための図示されない配線パターンが形成されている。このLED基板281に形成された配線パターンは、シャーシ板22の背面に取り付けられるLED用電源供給基板161と電気的に接続されている。LED用電源基板161には、ICチップなどから構成されるLED制御部が形成されている。このLED制御部が、LED光源28の点灯/消灯を制御する。また、シャーシ板22の背面におけるLED用電源基板161の隣には、液晶表示パネル10(TFT)を制御するコントロール基板162が取り付けられている。
 なお、LED基板281とシャーシ板22の内底面との間には、放熱板282が介在されている。放熱板282は、シャーシ板22の内底面と密着している。かかる放熱板282は、LED光源28の発光に伴う温度上昇を抑制するための役割を果たす。すなわち、LED光源28から発せられた熱が装置内部に籠もることのないよう、LED光源28から発せられた熱をスムーズにシャーシ板22に伝導させる。また、LED基板281のシャーシ板22への取り付けを容易とするための基材としての役割も果たす。
 冷却装置30aは、シャーシ板22の背面に取り付けられている。冷却装置30aの概略図を図3に示す。冷却装置30aは、冷却媒体であるエアーの流路となる貫流路(冷却パイプ)31と、貫流路31内に設けられたファン(送風機)40とを備える。
 貫流路31は、主管路311および分岐管路312を備える。その材質は、熱伝導性に優れるものであれば好適である。具体的には、銅(銅合金)やアルミニウム(アルミニウム合金)などが好ましい。LED光源28の冷却効率を高める観点からみれば、高い熱伝導性を有する銅(銅合金)が好ましい。また、熱伝導性に加え、加工性、重量(装置の軽量化)、コストなどの面を考慮すればアルミニウム(アルミニウム合金)が好ましい。
 図1~図3から分かるように、主管路311は、薄い箱形形状の管路であって、液晶表示パネル10の一側(下端縁)に沿うように横向きに設けられている。また、主管路311の上部は開放しており、その開口を覆うように、複数の分岐管路312が取り付けられている。主管路311内略中央(主管路311の基部)には、ファン40が設置されている。主管路311の長手方向側面であって、ファン40の後端面には、図示されないエアー吸引口が形成されている。ファン40が回転すると、かかるエアー吸引口より冷却エアーが主管路311内に導入される。
 分岐管路312は、主管路311と略直交する方向(縦方向)に延びる、断面略矩形状の管路である。上述したように、分岐管路312の基端(一端)は、主管路311の開放した上部に連結されている。その主管路311の開口は、複数(本実施形態では18本)の分岐管路312によってその全体が覆われている。分岐管路312は、主管路311に、例えばロウ付けなどによって隙間なく接合されている。なお、隣り合う分岐管路312同士も接合されている。
 また、図3に示すように、分岐管路312における主管路311に接合された反対側の端部(分岐管路312の末端)は、上方に向かって開口(排気口312a)している。各分岐管路312の長さは同一であるから、全ての分岐管路312の末端は、同一平面上に位置する。
 このような構成を有する主管路311および分岐管路312を有する貫流路31は、それぞれの外形が角柱状に形成されており、連結すると図3に示すような一枚の平板となる。平板の大きさは、シャーシ板22の底面と略同じか、あるいはシャーシ板22の底面より大きい。平板状の貫流路31の内部にファン40が設けられた冷却装置30aは、接着剤などを用いて直接シャーシ板22の底面に固定してもよいし、図2に示すように、熱伝導性の高い材料からなり、両面に粘着面を有する粘着シート41を介してシャーシ板22の底面に固定してもよい。
 次に、上記構成を有する液晶表示装置1の動作(作用)について説明する。テレビジョン放送信号などの画像信号がコントロール基板162に設けられた画像信号処理部で処理される。処理された画像信号は、液晶表示パネル制御部とバックライト制御部に出力される。液晶表示パネル制御部は、受け取った画像信号を基に液晶表示パネル10(TFT)を制御する。バックライト制御部は、LED光源28を点灯させるとともに、冷却装置30aのファン40を駆動させる。なお、LED光源28の点灯と、ファン40の駆動は必ずしも同時でなくともよい。LED光源28の点灯開始から、LED光源28の冷却が必要になるまでの時間を予め測定しておき、LED光源28の点灯後、その時間が経過した後にファン40を駆動させるように制御してもよい。
 ファン40が駆動すると、主管路311内に冷却エアーが導入される。主管路311内に導入された冷却エアーは、主管路311から分岐した分岐管路312内に送り込まれる。分岐管路312を流れる冷却エアーは、シャーシ板22の内底面に面状に配設された、「直下型」のバックライトを構成するLED光源28から発生する熱を奪いつつ、上方に向かって流れる。分岐管路312の末端は開口しているため、LED光源28から発生した熱により熱せられたエアーは、当該開口(排気口312a)から装置外部に放出される。
 このように、本実施形態にかかる液晶表示装置1では、主管路311から導入される冷却エアーによって冷却され、LED光源28の冷却に供されたエアーは、分岐管路312の排気口312aから装置外部に放出される。つまり、温度が上昇したエアーは装置外部に放出され、次々に新たな(温度が低い)冷却エアーが主管路311内に導入される構成であるため、温度が上昇した冷却エアーを冷却する冷却器などの冷媒冷却機構が不要である。
 さらに、本実施形態では、主管路311を装置下方に横たえるように設け、そこから縦方向に延びるようにして(冷却エアーが上方に向かって流れるように)末端が開口した分岐管路312が形成されている。このようにすれば、LED光源28によって熱せられた冷却エアーは軽くなり上昇するから、熱せられたエアーをスムーズに装置外部に放出することができる。
 以下、本発明の他の実施形態について説明する。なお、以下で説明する他の実施形態は、特に明示した場合を除き、冷却装置の構成のみ上記第一の実施形態と異なる。そのため、この異なる冷却装置を中心に説明し、同一の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
 第二の実施形態にかかる液晶表示装置(LEDバックライトユニット)について説明する。図4は、第二の実施形態にかかる液晶表示装置が備える冷却装置30bの概略図である。冷却装置30bは、冷却エアーを放出させるための排気管路(第二分岐管路)323を備える点で上記第一の実施形態における冷却装置30aと異なる。
 この点について具体的に説明する。冷却装置30bは、貫流路32およびファン40を有する。貫流路32は、主管路321と、(第一)分岐管路322と、排気管路(第二分岐管路)323とを有する。主管路321内の略中央に、空気を導入するためのファン40が配設されている。主管路321から上方に向けて分岐した第一分岐管路322の末端は、開口しており、その全てが隙間なく排気管路323と連結されている。具体的には、排気管路323は、主管路321と上下方向に略対称となるような箱形形状を有する。つまり、排気管路323の下部は開口しており、その開口に隙間なく複数の第一分岐管路322の末端が連結されている。排気管路323には、その上面略中央に上方に向かって開口した排気口323aが形成されている。
 かかる構成を有する冷却装置30bは、次のように動作する。ファン40が駆動すると、主管路321内に冷却エアーが導入される。主管路321内に導入された冷却エアーは、主管路321から分岐した第一分岐管路322内に送り込まれる。第一分岐管路322を流れる冷却エアーは、シャーシ板22の内底面に面状に配設された、「直下型」のバックライトを構成するLED光源28から発生する熱を奪いつつ、上方に向かって流れる。
 そして、LED光源28の冷却に供されたエアー、すなわち第一分岐管路322の末端まで流れた冷却エアーは、分岐管路323に連結された排気管路323に送り込まれる。排気管路323に送り込まれた冷却エアーは、排気管路323の上面略中央に形成された排気口323aより装置外部に放出される。
 この第二の実施形態にかかる液晶表示装置によれば、温度が上昇した冷却エアーは排気管路323の排気口323aより外部に放出され、次々に新たな(温度が低い)冷却エアーが主管路321内に導入される構成であるため、温度が上昇した冷却エアーを冷却する冷却器などの冷媒冷却機構が不要である。
 さらに、本実施形態では、第一分岐管路322の末端と連結された排気管路323を設け、その排気管323に、排気口323aを形成している。つまり、第一分岐管路322を流れて冷却に供されたエアーは、排気管路323でまとめられてから、排気口323aより放出される構成である。したがって、放出されるエアーの排気面積を小さくすることができる。また、排気口323aの位置を変えることにより、エアーの排気位置を自由に設定することができる。
 なお、排気口323aの大きさは、適宜変更可能である。排気口323aの大きさが小さければ、排気面積が小さくなるという利点がある。ただし、排気口323aが小さすぎると、冷却に供されたエアーがスムーズに装置外部に放出されず、冷却効率が低下するおそれがある。したがって、使用するLED光源28の規格などを踏まえ、冷却装置30bに求められる冷却効率を算出した上で排気口323aの大きさを設定すればよい。
 第三の実施形態にかかる液晶表示装置(LEDバックライトユニット)について説明する。図5は、第三の実施形態にかかる液晶表示装置が備える冷却装置30cの概略図である。
 冷却装置30cは、貫流路33およびファン40を有する。貫流路33は、冷却エアーを導入する主管路331および分岐管路332を備える。
 主管路331は、断面略矩形状の管路である。第一の実施形態と異なり、上面の全てが開口したものではない。上面の一方側に、分岐管路332の基端(一端)と同じ大きさに開口した開口331aが形成されている。分岐管路332は、断面略矩形状の管路であって、上下方向に往復するように屈曲した形状を有する。分岐管路332の基端(一端)は、主管路331の開口331aに隙間なく連結されている。一方、分岐管路332の末端(他端)には、上方に向かって開口した排気口332aが形成されている。
 かかる構成を有する冷却装置30cは、次のように動作する。ファン40が駆動すると、主管路331内に冷却エアーが導入される。主管路331内に導入された冷却エアーは、主管路331の開口331aを通って、分岐管路332内に送り込まれる。分岐管路332を流れる冷却エアーは、シャーシ板22の内底面に面状に配設された、「直下型」のバックライトを構成するLED光源28から発生する熱を奪いつつ、上下方向に往復しながら流れる。そして、LED光源28の冷却に供されたエアーは、分岐管路323の末端に形成された排気口332aから装置外部に放出される。
 この第三の実施形態にかかる液晶表示装置によれば、温度が上昇した冷却エアーは分岐管路332の排気口332aより外部に放出され、次々に新たな(温度が低い)冷却エアーが主管路331内に導入される構成であるため、温度が上昇した冷却エアーを冷却する冷却器などの冷媒冷却機構が不要である。
 さらに、本実施形態では、LED光源28が面状に配設された「直下型」のバックライトを冷却するため、分岐管路332を上下方向に往復するように屈曲させ、平板状に形成している。このような構成とすれば、排気面積を小さく抑えることができるとともに、LED光源28によって熱せられたエアーをスムーズに装置外部に放出することができる。
 第四の実施形態にかかる液晶表示装置(LEDバックライトユニット)について説明する。図6は、第四の実施形態にかかる液晶表示装置が備える冷却装置30dの概略図である。冷却装置30dは、分岐管路342に形成される排気口342aの構成が、上記第一の実施形態における冷却装置30aと異なる。
 この点について具体的に説明する。冷却装置30dは、貫流路34およびファン40を有する。貫流路34は、主管路341と、分岐管路342とを有する。主管路341内の略中央に、空気を導入するためのファン40が配設されている。主管路341から上方に向けて分岐した分岐管路342の末端には、分岐管路342の長手方向と直交する方向に向かって開口した排気口342aが形成されている。具体的には、排気口342aは、液晶表示装置の背面に設けられ、その面と直交する方向に向かって開口するように形成されている。
 かかる構成を有する冷却装置30dは、次のように動作する。ファン40が駆動すると、主管路341内に冷却エアーが導入される。主管路341内に導入された冷却エアーは、主管路341から分岐した分岐管路342内に送り込まれる。分岐管路342を流れる冷却エアーは、シャーシ板22の内底面に面状に配設された、「直下型」のバックライトを構成するLED光源28から発生する熱を奪いつつ、上方に向かって流れる。そして、分岐管路342の末端まで流れたエアーは、液晶表示装置の背面にある排気口342aから装置外部に放出される。
 この第四の実施形態にかかる液晶表示装置によれば、温度が上昇した冷却エアーは分岐管路342の排気口342aより外部に放出され、次々に新たな(温度が低い)冷却エアーが主管路341内に導入される構成であるため、温度が上昇した冷却エアーを冷却する冷却器などの冷媒冷却機構が不要である。
 さらに、本実施形態では、分岐管路342の末端に設けられた排気口342aが、液晶表示装置の背面に設けられている。多くの場合、液晶表示装置は、背面を壁に向けて設置されるものであるから、LED光源28の冷却に供されたエアーが壁に向かって放出されることとなり、使い勝手がよい(放出されるエアーの悪影響が少ない)。また、排気口342aは、背面に垂直な方向に開口しているため、排気口342aからゴミなどが入りにくい。
 第五の実施形態にかかる液晶表示装置(LEDバックライトユニット)について説明する。図7は、第五の実施形態にかかる液晶表示装置が備える冷却装置30eの概略図である。
 冷却装置30eは、貫流路35およびファン40を有する。貫流路35は、冷却エアーを導入する主管路351および分岐管路352を備える。
 主管路351は、断面略矩形状の管路である。第一の実施形態と異なり、上面の全てが開口したものではない。第三の実施形態と同様に、上面の一方側に、分岐管路352の基端(一端)と同じ大きさに開口した開口351aが形成されている。分岐管路352は、断面略矩形状の管路であって、外側から渦巻き状に屈曲した形状を有する。分岐管路352の基端(一端)は、主管路351の開口351aに隙間なく連結されている。一方、分岐管路352の末端(他端)は、平板状に形成された分岐管路352の略中央から、その平板面と直交する方向に開口した排気口352aが形成されている。具体的には、排気口352aは、液晶表示装置の背面略中央に設けられ、その面と直交する方向に向かって開口するように形成されている。
 かかる構成を有する冷却装置30eは、次のように動作する。ファン40が駆動すると、主管路351内に冷却エアーが導入される。主管路351内に導入された冷却エアーは、主管路351の開口351aを通って、分岐管路352内に送り込まれる。分岐管路352を流れる冷却エアーは、シャーシ板22の内底面に面状に配設された、「直下型」のバックライトを構成するLED光源28から発生する熱を奪いつつ、渦巻き状に内側に向かって流れる。そして、分岐管路352の末端まで流れたエアーは、液晶表示装置の背面略中央にある排気口352aから装置外部に放出される。
 この第五の実施形態にかかる液晶表示装置によれば、温度が上昇した冷却エアーは分岐管路352の排気口352aより外部に放出され、次々に新たな(温度が低い)冷却エアーが主管路351内に導入される構成であるため、温度が上昇した冷却エアーを冷却する冷却器などの冷媒冷却機構が不要である。
 さらに、本実施形態では、分岐管路352の末端に設けられた排気口352aが、液晶表示装置の背面略中央に形成されている。多くの場合、液晶表示装置は、背面を壁に向けて設置されるものであるから、LED光源28の冷却に供されたエアーが装置の背面略中央から壁に向かって放出されることとなり、使い勝手がよい(放出されるエアーの悪影響がほとんどなくなる)。また、排気口32aは、パネル面略中央から垂直な方向に開口しているため、排気口352aからゴミなどが入り込むことはほとんどない。
 第六の実施形態にかかる液晶表示装置6(LEDバックライトユニット206)について説明する。図8は、第六の実施形態にかかる液晶表示装置6の分解斜視図であり、図9は、この液晶表示装置6が備える冷却装置30fの概略図である。
 本実施形態にかかる液晶表示装置6は、LED光源28が、シャーシ板226の内側面226aに配設された、いわゆる「サイドライト型(エッジライト型)」のLEDバックライトユニット206を有する。なお、本実施形態では、平面視矩形状に形成されたシャーシ板226の各内側面226a(四辺)のそれぞれに、LED光源28が配設されている。
 シャーシ板226内には、LED光源28から出射された光(側方から出射された光)を液晶表示パネル10側に向けて効率よく反射させる反射シート2261、反射シート2261によって反射された光を平面状に広げる導光板2262、上述した光学シート261(拡散シート)、262(レンズシート)、263(反射シート)が配設されている。
 冷却装置30fは、貫流路36およびファン40を有する。貫流路36は、冷却エアーを導入する主管路361と、第一分岐管路362および第二分岐管路363とを備える。
 主管路361は、断面略矩形状の管路である。第一の実施形態と異なり、上面の全てが開口したものではない。上面の両側に、第一分岐管路362の基端(一端)と同じ大きさに開口した開口361aが形成されている。第一分岐管路362は、断面略矩形状の管路であって、その基端(一端)は、主管路361の開口361aに隙間なく連結されている。一方、第一分岐管路362の末端(他端)には、主管路361と平行に位置する第二分岐管路363が連結されている。つまり、貫流路36は、主管路361、第一分岐管路362、および第二分岐管路363によって環状の流路を構成する。この流路の形状は、シャーシ板226の各内側面226a(四辺)に配設されたLED光源28に沿うような大きさである。具体的には、内側面226aの反対側の面に貫流路36が当接するような大きさに形成されている。そして、第二分岐管路363の上面略中央には、排気口363aが形成されている。
 かかる構成を有する冷却装置30fは、次のように動作する。ファン40が駆動すると、主管路361内に冷却エアーが導入される。主管路361内に導入された冷却エアーは、主管路361の開口361aを通って、第一分岐管路362および第二分岐管路363内に送り込まれる。このように、主管路361、第一分岐管路362、および第二分岐管路363は、シャーシ板226の各内側面226a(四辺)に配設された、「サイドライト型」のバックライトを構成するLED光源28に沿って配設されている。そのため、貫流路36内に導入された冷却エアーは、LED光源28から発生する熱を奪いつつ、環状の流路を流れる。そして、第二の分岐管路363の略中央まで流れたエアーは、排気口363aから装置外部に放出される。
 この第六の実施形態にかかる液晶表示装置6によれば、貫流路36が、シャーシ板226の各内側面226aに配設されたLED光源28の配設方向に沿って配設されているため、サイドライト型に配設されたLED光源28を効率よく冷却できる。また、温度が上昇した冷却エアーは第二分岐管路363の排気口363aより外部に放出され、次々に新たな(温度が低い)冷却エアーが主管路361内に導入される構成であるため、温度が上昇した冷却エアーを冷却する冷却器などの冷媒冷却機構が不要である。
 なお、本実施形態のLEDバックライトユニット206では、LED光源28がシャーシ板226の内側面226aすべて(四辺)に配設された構成であったが、このような構成に限られない。例えば、シャーシ板226における一の内側面226aにのみLED光源28が配設された構成であってもよい。このような場合には、必ずしも図9に示したような環状の流路である必要はなく、LED光源28が配設された位置に沿うようにして貫流路36を構成すればよい。
 第七の実施形態にかかる液晶表示装置(LEDバックライトユニット)7について説明する。図10は、第七の実施形態にかかる液晶表示装置の断面図である。
 本実施形態にかかる液晶表示装置は、冷却装置30gを有する。冷却装置30fは、貫流路37および図示されないファンを有する。本実施形態では、この貫流路37は、シャーシ板227に形成されている。つまり、これまで説明した実施形態における冷却装置は、貫流路31~36(冷却パイプ)がシャーシ板22(226)の底面に固定されている構成であるのに対し、本実施形態における冷却装置30gは、貫流路37がシャーシ板227自体に形成されたものである。
 なお、図10に示した例は、第一の実施形態における貫流路31と同一の流路をシャーシ板227に形成したものであるが、その他の実施形態(第二~第六の実施形態)における貫流路と同一の流路をシャーシ板227に形成した構成としてもよい。例えば、第六の実施形態のようないわゆるサイドライト型のバックライトであれば、図11に示すようにLED光源28が配設されているシャーシ板227′の側面227a′に、貫流路37′を形成すればよい(液晶表示装置7′)。
 この第七の実施形態にかかる液晶表示装置7によれば、上記第一~第六の実施形態と同様に、温度が上昇した冷却エアーは外部に放出され、次々に新たな(温度が低い)冷却エアーが貫流路37内に導入される構成であるため、温度が上昇した冷却エアーを冷却する冷却器などの冷媒冷却機構が不要である。なお、冷却効率を高めるため、シャーシ板227を銅または銅合金で形成してもよい。
 さらに、本実施形態では、シャーシ板227自体に貫流路37が形成された構成であるため、冷却エアーがLED光源28のより近くを流れることとなり、冷却効率が大きく向上する。また、冷却エアーが流れる貫流路を別途作成しなくてもよいため、材料コストを低減することができる。
 以上説明した第一~第七の実施形態では、冷却装置30a~30gが有する貫流路31~37は、断面形状が略矩形状に形成されている。このようにすれば、例えば第一~第四の実施形態のように分岐管路が複数列並んで配設される場合、分岐管路で構成される平板の厚みを抑えつつ、各分岐管路を流れる冷却エアーの流量を大きくする(大きな断面積を確保する)ことができるという利点がある。
 一方、この断面形状の変形例として、図12~図14に示すような構成が考えられる。図12~図14は、第一実施形態~第四の実施形態における分岐管路(複数の分岐管路が並ぶように配設された構成)を例として、その流路の断面形状の概略を図示したものである。
 図12は、第一の変形例にかかる流路51を示したものである。流路51は、断面が略円形に形成されたものである。このような形状とすれば、例えば第一~第四の実施形態のように分岐管路が複数列並んで配設される場合、所定の厚みを有する平板に、孔加工を施すことで流路を形成することができるため、加工が容易である。
 図13は、第二の変形例にかかる流路52を示したものである。かかる流路52は、断面が略三角形となるように、かつ、その三角形が交互に向かい合わせとなるように(隣り合う三角形の斜辺が一致するように)形成されたものである。このような形状とすれば、例えば第一~第四の実施形態のように分岐管路が複数列並んで配設される場合、薄い二枚の平板521,522との間に波形の板523を挟み込むことによって流路を形成することができるため、作成が容易である。また、分岐管路で構成される平板の厚みを抑えつつ、各分岐管路を流れる冷却エアーの流量を大きくする(大きな断面積を確保する)ことができる。
 さらに、流路の断面形状以外の変形例について説明する。図14は、第三の変形例にかかる流路53を示したものである。この流路53は、冷却エアーが流れる方向に沿って流路を区画する仕切板531が設けられたものである。具体的には、仕切板531は、流路53の断面を分割するように流体が流れる方向に沿って設けられている。図14で示した仕切板531は、断面略十字形状に形成されたものであるが、流路53の断面を分割するように設けられるものであれば、どのような形状であってもよい。また、流路53の断面形状は、どのような形状であってもよい(上記第一の変形例のように略円形、第二の変形例のように略三角形であってもよい)。仕切板531の材質は、流路53を構成する材料と同様に、熱伝導性に優れるものであればよい。例えば、銅(銅合金)やアルミニウム(アルミニウム合金)などが好ましい。このような構成とすれば、冷却エアーが流れる流路内部の表面積が増大するため、冷却エアーによるLED光源28の冷却効率をさらに高めることができる。
 なお、図12~図14は、第一~第四の実施形態における分岐管路を例として変形例にかかる断面形状を図示したものであるが、これら断面形状は、上記第一~第七の実施形態における主管路や分岐管路など、すべての上記実施形態における貫流路31~37、37´の断面形状として適用することもできる。
 以上説明した本発明の実施形態にかかる液晶表示装置(LEDバックライトユニット)によれば、LED光源28の冷却に供されたエアー、つまり温度が上昇したエアーは装置外部に放出され、次々に新たな(温度が低い)冷却エアーが主管路内に導入される構成であるため、温度が上昇した冷却エアーを冷却する冷却器などの冷媒冷却機構が不要である。また、冷却媒体としてエアーを用いているため、冷却媒体の漏れによる装置の故障といった問題もない。このように、本発明によれば、構造が簡単で、メンテナンスが容易な高品質の液晶表示装置(LEDバックライトユニット)が提供できる。
 以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
 例えば、上記実施形態では、液晶表示装置について説明したが、それ以外のLED光源が搭載される種々の装置においても本発明の技術的思想が適用できることはいうまでもない。

Claims (26)

  1.  液晶表示パネルと、その背面側に配設されたLEDバックライトユニットとを備え、該LEDバックライトユニットには、前記液晶表示パネル面側に向けてLED光を発するLED光源がシャーシ板面に配設されるとともに、該シャーシ板には、前記LED光源の発光に伴う熱を放散させる冷却エアーの貫流路が設けられ、該貫流路は、前記液晶表示パネルの一側に冷却エアーを導入する主管路と、その主管路から分岐した前記LED光源の配列方向に沿って配設された分岐管路とを備え、該分岐管路の末端には、前記冷却エアーを装置外部に放出する排気口が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
  2.  前記LED光源は、前記シャーシ板の前記液晶表示パネルとの対向面側全面に亘って配設されており、前記分岐管路は、そのシャーシ板の背面側におけるLED光源の配設方向に沿って複数列配設されていることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
  3.  前記LED光源は、前記シャーシ板の対向する内側面に配設されており、前記主管路および前記分岐管路は、そのシャーシ板の背面側におけるLED光源の配設方向に沿って配設されていることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
  4.  前記複数列の分岐管路は、流路が断面略矩形状に形成されていることを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。
  5.  前記複数列の分岐管路は、流路が断面略円形状に形成されていることを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。
  6.  前記複数列の分岐管路は、断面略三角形状の流路が交互に向かい合わせとなるように形成されていることを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。
  7.  前記液晶表示パネルは立てて配置され、前記貫流路のうちの主管路は、前記シャーシ板の下端縁に沿って横方向に配置されるとともに、前記貫流路のうちの分岐管路は、前記冷却エアーが上方に向かって流れるように前記シャーシ板に沿って縦方向に配設されていることを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
  8.  前記分岐管路の末端に形成された排気口は、装置背面に向かって開口していることを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
  9.  前記シャーシ板に前記貫流路が取り付けられていることを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
  10.  前記シャーシ板自体に前記貫流路が形成されていることを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
  11.  前記貫流路を構成する材料は、銅または銅合金であることを特徴とする請求項1から10のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
  12.  前記貫流路を構成する材料は、アルミニウムまたはアルミニウム合金であることを特徴とする請求項1から10のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
  13.  前記主管路の基部には、該主管路内にエアーを強制的に導入する送風機が連繋されていることを特徴とする請求項1から12のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
  14.  前記貫流路を前記冷却エアーが流れる方向に沿って区画する仕切板が設けられていることを特徴とする請求項1から13のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
  15.  液晶表示パネルのような表示画面の背面側に配設されるLEDバックライトユニットであって、LED光を発するLED光源がシャーシ板面に配設されるとともに、該シャーシ板には、前記LED光源の発光に伴う熱を放散させる冷却エアーの貫流路が設けられ、該貫流路は、前記液晶表示パネルの一側に冷却エアーを導入する主管路と、その主管路から分岐した前記LED光源の配列方向に沿って配設される分岐管路とを備え、該分岐管路の末端には、前記冷却エアーを装置外部に放出する排気口が形成されていることを特徴とするLEDバックライトユニット。
  16.  前記LED光源は、前記シャーシ板の前記液晶表示パネルとの対向面側全面に亘って配設されており、前記分岐管路は、そのシャーシ板の背面側におけるLED光源の配設方向に沿って複数列配設されていることを特徴とする請求項15に記載のLEDバックライトユニット。
  17.  前記LED光源は、前記シャーシ板の対向する内側面に配設されており、前記主管路および前記分岐管路は、そのシャーシ板の背面側におけるLED光源の配設方向に沿って配設されていることを特徴とする請求項15に記載のLEDバックライトユニット。
  18.  前記複数列の分岐管路は、流路が断面略矩形状に形成されていることを特徴とする請求項16に記載のLEDバックライトユニット。
  19.  前記複数列の分岐管路は、流路が断面略円形状に形成されていることを特徴とする請求項16に記載のLEDバックライトユニット。
  20.  前記複数列の分岐管路は、断面略三角形状の流路が交互に向かい合わせとなるように形成されていることを特徴とする請求項16に記載のLEDバックライトユニット。
  21.  前記シャーシ板に前記貫流路が取り付けられていることを特徴とする請求項15から20のいずれか一項に記載のLEDバックライトユニット。
  22.  前記シャーシ板自体に前記貫流路が形成されていることを特徴とする請求項15から20のいずれか一項に記載のLEDバックライトユニット。
  23.  前記貫流路を構成する材料は、銅または銅合金であることを特徴とする請求項15から22のいずれか一項に記載のLEDバックライトユニット。
  24.  前記貫流路を構成する材料は、アルミニウムまたはアルミニウム合金であることを特徴とする請求項15から22のいずれか一項に記載のLEDバックライトユニット。
  25.  前記主管路の基部には、該主管路内にエアーを強制的に導入する送風機が連繋されていることを特徴とする請求項15から24のいずれか一項に記載のLEDバックライトユニット。
  26.  前記貫流路を前記冷却エアーが流れる方向に沿って区画する仕切板が設けられていることを特徴とする請求項15から25のいずれか一項に記載のLEDバックライトユニット。
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