(57)【要約】【課題】簡単かつ安価に空冷することができるバックライトユニットを提供する。【解決手段】基板取付シャーシ４０には、基板固定ビス５０を介してＬＥＤ実装基板３０が基板取付シャーシ４０との間に空隙を有して取り付けられている。ＬＥＤ実装基板３０には、ＬＥＤ１０と空気拡散部２０とが取り付けられている。ＬＥＤ１０は、セラミック等を有しており、通電されることによりセラミック等が伸縮してＬＥＤ１０全体が伸縮する。ＬＥＤ実装基板３０は、ＬＥＤ１０の伸縮に伴い図中の上下に撓む。空気拡散部２０は、ＬＥＤ実装基板３０に生じる撓みが誘発する振動によって図中の左右に振動し、空気対流を発生させる。空気拡散部２０によって発生した空気対流は、ＬＥＤ１０が生じる熱を含んだ空気を拡散させ、空冷を行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示装置のバックライトとして機能するバックライトユニットであって、
光源として基板上に複数載置され圧電体を含むＬＥＤと、
前記基板上に設けられ、前記ＬＥＤの駆動に伴い前記基板に生じる振動によって振動し空気対流を発生させる空気拡散手段と
を備えたことを特徴とするバックライトユニット。
【請求項２】
前記空気拡散手段は、
前記空気対流を発生させる空気拡散板と、
前記空気拡散板を支持する支持手段と
を有することを特徴とする請求項１に記載のバックライトユニット。
【請求項３】
前記空気拡散手段は、透明又は半透明であること特徴とする請求項１または請求項２に記載のバックライトユニット。
【請求項４】
前記基板は、基板取付シャーシとの間に空隙を有して取り付けられることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のバックライトユニット。
【請求項５】
上記請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のバックライトユニットを実装したことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネルを照明するバックライトユニット及びそのバックライトユニットを実装した液晶表示装置に関し、特に光源にＬＥＤを備えたバックライトユニット及び液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶パネルのバックライトには、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）が用いられるようになってきた。ＬＥＤバックライトでは、コストを抑えるためにＬＥＤの個数を減らし、１つあたりのＬＥＤの輝度を上げて液晶パネルの明るさを保つことが行われる。ＬＥＤの輝度を上げるには、ＬＥＤへの電流を大きくして対応することが多い。
【０００３】
ＬＥＤへの電流を大きくするとＬＥＤからの発熱量が高くなるため、ＬＥＤやその周辺に熱が溜まり、ＬＥＤや周辺部品を破損させる虞がある。そのため、ＬＥＤのような発熱体を備える電子機器では、その熱を放熱するための処理が必要となる。
【０００４】
例えば、冷蔵庫を空冷するにあたり、インバータ装置を冷却する位置に圧電バイモルフ素子を有する圧電アクチュエータを配置し、インバータ装置が駆動しているときに圧電アクチュエータに通電することで、圧電バイモルフ素子がうちわのようにインバータ装置をあおいで強制空冷することが知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６２−２００１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の技術では、空冷を行うために圧電アクチュエータを用意して通電する必要があるため、冷却用のためだけに電源やハーネス等の電気的接続を追加しなければならず、装置の規模が大きくなるとともにコストがかかる。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、簡単かつ安価に空冷することができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のバックライトユニットは、液晶表示装置のバックライトとして機能するバックライトユニットであって、光源として基板上に複数載置され圧電体を含むＬＥＤと、前記基板上に設けられ、前記ＬＥＤの駆動に伴い前記基板に生じる振動によって振動し空気対流を発生させる空気拡散手段とを備えたことを特徴とする。
また、前記空気拡散手段は、前記空気対流を発生させる空気拡散板と、前記空気拡散板を支持する支持手段とを有してもよい。
また、前記空気拡散手段は、透明又は半透明であってもよい。
また、前記基板は、基板取付シャーシとの間に空隙を有して取り付けられてもよい。
本発明の液晶表示装置は、上記のいずれか一項に記載のバックライトユニットを実装したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、簡単かつ安価に空冷することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係るＬＥＤバックライトユニットの全体構造の概略を示す平面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るＬＥＤ実装基板の構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係るＬＥＤに対するＰＷＭ制御の様子を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係るＬＥＤの伸縮に伴う空気の流れを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１２】
まず、図１を参照して本実施形態に係るＬＥＤバックライトユニット１の全体構造の概略を説明する。図１は、ＬＥＤバックライトユニット１の概略を示す平面図である。ＬＥＤバックライトユニット１は、液晶表示装置（液晶ディスプレイ）に液晶パネル等と共に設けられ、液晶パネルの光源（バックライト）として機能する。なお、一般的に、ＬＥＤバックライトユニット１には、集光板、拡散板、導光板や反射板等の部材が設けられているが、ここではその説明を省略し、本実施形態において特徴のある部材の説明を行う。
【００１３】
ＬＥＤバックライトユニット１は、ＬＥＤ１０と空気拡散部２０とＬＥＤ実装基板３０と基板取付シャーシ４０とを備えている。基板取付シャーシ４０には、複数のＬＥＤ実装基板３０がマトリクス状に配列されている。各ＬＥＤ実装基板３０には、所定個数（図では３個）のＬＥＤ１０が一列に配列されており、各ＬＥＤ１０について対向するように空気拡散部２０が設けられている。
【００１４】
図２を参照してＬＥＤ実装基板３０の構成を詳しく説明する。ＬＥＤ実装基板３０は、略長方形の平板状であり、ベース材に例えばガラスエポキシ樹脂等が用いられている。ＬＥＤ実装基板３０は、両端を基板固定ビス５０によって基板取付シャーシ４０に固定されている。このとき、ＬＥＤ実装基板３０は、基板取付シャーシ４０との間に空隙を有するように固定されている。ＬＥＤ実装基板３０の略中央には、長手方向にわたって複数のＬＥＤ１０が直線状に配置されている。各ＬＥＤ１０は、ＬＥＤ実装基板３０にパターン形成された導電体層に半田等の接合部材６０（図４）により接合されており、直列駆動される。また、ＬＥＤ１０には、電圧を印加されたときにＬＥＤ実装基板３０に撓みを生じさせるように配置されたセラミック等が含まれている。このセラミック等は、ＬＥＤ素子のマウント部材やパッケージ、ＬＥＤ素子自体等に含まれていてもよい。なお、本実施形態において、ＬＥＤ１０の範囲には、ＬＥＤ素子だけでなく、ＬＥＤ素子がマウント部材によりマウントされたものや、ＬＥＤ素子がパッケージングされたものを含んでいてもよい。
【００１５】
空気拡散部２０は、空気をあおぐ空気拡散板２１と空気拡散板２１を支持する支持手段２２とで構成される。空気拡散部２０は、透明又は半透明のアクリルやポリカードネート等の樹脂材で形成されており、ＬＥＤ１０の発光を妨げないように構成されている。空気拡散板２１は、平板状に形成されている。支持手段２２は、空気拡散板２１を支持するとともに直立してＬＥＤ実装基板３０に固定されている。空気拡散部２０は、各ＬＥＤ１０の両側に空気拡散板２１の面が対向するようにＬＥＤ実装基板３０に取り付けられている。空気拡散部２０が取り付けられる位置及び空気拡散部２０の長さは、空気拡散部２０が振動した際にＬＥＤ１０から発生した熱を効率よく拡散できるように予め調整されるとよい。
【００１６】
ＬＥＤ１０の明るさ調整は、ＰＷＭ制御によって行われることが多い。図３は、ＰＷＭ制御によるＬＥＤ１０のアノードとカソード間の電圧変化の様子を示した図である。ＬＥＤ１０には、ＰＷＭ制御によりＨｉｇｈが出力されている間、電圧が印加され、ＰＷＭ制御によりＬｏｗが出力されている間、電圧の印加が停止される。そのため、ＬＥＤ１０は、電圧が印加されている間だけ電流が流れて点灯し、電圧の印加が止まると電流が流れないため消灯する。このように、ＬＥＤバックライトユニット１は、ＬＥＤ１０の点灯と消灯との割合をＰＷＭ制御により時間分割調節することで、バックライトとしての明るさの調整が行われている。
【００１７】
ところで、ＬＥＤ１０に電流が流れているとき、ＬＥＤ１０のアノードとカソード間には電位差が生じている。ＬＥＤ１０は、セラミック等を含んでいるため、電圧印加に伴ってセラミックが圧電体として機能し、伸縮する。ＬＥＤ１０が接合されているＬＥＤ実装基板１０は、比較的変形しやすい樹脂材をベース材としているため、ＬＥＤ１０の伸縮に伴い撓みを生じる。ＬＥＤ１０は、ＰＷＭ駆動されるから頻繁に伸縮し、その結果、ＬＥＤ実装基板１０を振動させるほどに影響を及ぼす。
【００１８】
図４は、ＬＥＤ１０の伸縮に伴う空気の流れを示した図であり、図４（ａ）は、ＬＥＤ１０が伸長したときの空気の流れを示し、図４（ｂ）は、ＬＥＤ１０が収縮したときの空気の流れを示す。なお、ここでは、ＬＥＤ１０は、逆圧電効果により電圧が印加されたときに伸長し、電圧の印加がなくなると収縮するものとして説明する。
【００１９】
図４（ａ）に示すように、ＰＷＭ制御によりＬＥＤ１０に電圧が印加されると、ＬＥＤ１０に含まれるセラミック等が圧電体として機能し、ＬＥＤ１０が伸長する（膨張する）。ＬＥＤ１０が伸長することにより、ＬＥＤ実装基板３０は、接合部材６０を介して上側（Ａ方向）に撓む。ＬＥＤ実装基板３０は、両端を基板固定ビス５０によって基板取付シャーシ４０との間に空隙を有して固定されており、略中央にＬＥＤ１０が載置されているので、ＬＥＤ１０の伸縮に反応しやすく構成されている。ＬＥＤ実装基板３０が上側（Ａ方向）に撓むと、それにつられて２つの空気拡散部２０がそれぞれ外側（Ｂ方向）に傾くので、ＬＥＤ１０側へと吹き込む空気の流れが生じる。
【００２０】
逆に、図４（ｂ）に示すように、ＰＷＭ制御によりＬＥＤ１０への電圧の印加が止まると、圧電素子として機能しなくなるので、セラミック等が元に戻ろうとして収縮し、それにつれてＬＥＤ１０も収縮する。ＬＥＤ１０が収縮したことにより、ＬＥＤ実装基板３０は、接合部材６０を介して下側（Ｃ方向）に撓む。ＬＥＤ実装基板３０が下側（Ｃ方向）に撓むと、それにつられて空気拡散部２０が内側（Ｄ方向）に傾くので、ＬＥＤ１０側から放出するように空気の流れが生じる。
【００２１】
ＬＥＤ１０は、図２に示すＰＷＭ制御の時間分割駆動により、電圧が印加される状態と電圧が印加されない状態とが繰り返されるから、図４（ａ）と図４（ｂ）との状態を繰り返す。すなわち、空気拡散部２０は、ＰＷＭ制御に伴うＬＥＤ１０の伸縮に応じてＬＥＤ実装基板３０に生じる上下方向の撓みが誘発する振動を利用し、図４において左右方向に振動してうちわの如く空気対流を発生させて、ＬＥＤ１０付近に溜まる熱を拡散することができる。
【００２２】
このように、本実施形態によれば、ＬＥＤ１０を実装するＬＥＤ実装基板３０に空気拡散部２０を取り付けることにより、ＬＥＤ１０の伸縮に連動して空気拡散部２０が振動して空気対流を発生させるので、ＬＥＤ１０から発生する熱を安価かつ簡単に拡散することができる。
【００２３】
なお、空気拡散部２０は、ＬＥＤ１０の近くで空気対流を発生させられるように、ＬＥＤ１０に向かって傾斜するようにＬＥＤ実装基板３０に斜めに取り付けられてもよい。また、これにより、ＬＥＤバックライトユニット１の厚みを軽減することができる。また、上記実施形態では、ＬＥＤ実装基板３０と空気拡散部２０とを別体として設けたが、一体としてもよい。また、空気拡散板２１は、支持手段２２を軸にして左右に一枚ずつ例えば台形状の平板を取り付けて羽のように構成してもよく、これによれば、効果的に熱を拡散しやすくなる。
【００２４】
また、空気拡散板２１の形状は、振動しやすいように支持手段２２から遠くなるにつれて薄くなるように形成されてもよい。また、空気拡散板２１の形状は、“く”の字状や円弧状のようにＬＥＤ１０に対し凹むように形成されると、小さい振幅の振動でも効果的にＬＥＤ１０から生じる熱を拡散しやすくなる。また、空気拡散板２１は、支持手段２２と一体に形成されてもよい。
【００２５】
また、空気拡散部２０は、ＬＥＤ１０が最も発熱しやすい調光比のときに、適度な振幅で振動しやすくなるように共振点が調整されて構成されるとよい。これによれば、空気拡散部２０は、ＬＥＤ１０の発熱が高いときに効果的に空気対流を発生させ、熱を拡散できる。
【００２６】
なお、接合部材６０は、ＬＥＤ実装基板３０とＬＥＤ１０との接合が外れにくいように、二重に接合されるなど、接合材料や接合形状を適宜調整されるとよい。
【００２７】
また、本実施形態では、セラミックが含まれたＬＥＤ１０について説明したが、セラミックは圧電体の代表例であり、セラミックに代わる他の圧電体を含んだＬＥＤ１０にも同様の効果がある。
【００２８】
本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々様々に変更が可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００２９】
１・・・ＬＥＤバックライトユニット
１０・・・ＬＥＤ
２０・・・空気拡散部
２１・・・空気拡散板
２２・・・支持手段
３０・・・ＬＥＤ実装基板
４０・・・基板取付シャーシ
５０・・・基板固定ビス
６０・・・接合部材
【図１】
2011228084.tif 000003
【図２】
2011228084.tif 000004
【図３】
2011228084.tif 000005
【図４】
2011228084.tif 000006