JP4969376B2 - Liquid crystal display equipment - Google Patents
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Description
本発明は、液晶ディスプレイ機器に係わり、特にバックライトとして発光ダイオード素子を用いた液晶ディスプレイ機器の冷却技術に関するものである。 The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a cooling technique for a liquid crystal display device using a light emitting diode element as a backlight.
液晶ディスプレイにおいて、更なる高輝度化(高画質化)、及び薄型化の要望から、バックライトとしての発光ダイオード(LED)を用いる場合がある。LEDは、半導体の光源素子であることから、温度変化によって発光効率の変化や寿命等に大きな影響を生じやすい。かかる温度変化による影響を低減するために、バックライトとしてのLEDを好適に冷却するための技術が従来から検討されている。
In a liquid crystal display, a light emitting diode (LED) as a backlight may be used in order to further increase the luminance (high image quality) and reduce the thickness. Since an LED is a semiconductor light source element, a change in light emission efficiency, a lifetime, and the like are likely to be greatly affected by a temperature change. In order to reduce the influence of such a temperature change, a technique for suitably cooling an LED as a backlight has been conventionally studied.
例えば、特許文献1には、発光素子(LED)が配列された金属基板の下面に設けられたストライブ状の突出部とこの突出部に固定されるガイド部材との空間にファンにより空気を流通させ、このファンにより発光素子を空冷することを開示している。
For example, in
また特許文献2には、冷却用冷媒液の流通路である扁平チューブをLED基板とすることで、LEDを液冷することが開示されている。 Patent Document 2 discloses that the LED is liquid-cooled by using a flat tube, which is a flow path for the cooling coolant, as an LED substrate.
また特許文献3には、多数のLEDチップが実装された配線基板と金属筐体との空間に熱伝導性シリコーンゴムで充たして大面積の熱伝導路を形成し、チップが発生する熱を速やかに金属筐体に伝熱し放熱を行うことを開示している。 In Patent Document 3, a space between a wiring board on which a large number of LED chips are mounted and a metal casing is filled with a heat conductive silicone rubber to form a large area heat conduction path, and heat generated by the chips is quickly generated. Discloses that heat is transferred to a metal casing to dissipate heat.
特許文献1に記載の技術は、空気を冷却用の冷媒とする空冷方式である。空気は、液冷媒等に比べて熱伝達容量が低いため、かかる空冷方式において冷却性能の効果を挙げるためには、通風する風量を大幅に増加させるか、通風空気を低温化させる必要がある。よって特許文献1に記載のような空冷方式では、冷却装置の大形化に見合うだけの冷却性能を得ることは難しい。
The technique described in
特許文献2は、液冷方式を開示するが、扁平チューブで受熱した冷媒の熱を放熱するためのラジエータの構造には何ら考慮されておらず、また、冷却装置全体の小型化に関しても何ら考慮されていない。 Patent Document 2 discloses a liquid cooling system, but no consideration is given to the structure of the radiator for radiating the heat of the refrigerant received by the flat tube, and no consideration is given to the miniaturization of the entire cooling device. It has not been.
特許文献3は、LEDの発熱を熱伝導性シリコーンゴムにより金属筐体に伝導する構成としているので、大画面で直下型のバックライトを搭載する液晶ディスプレイにおいては、使用するシリコーンゴムが多量となり、重量の増加や、回路基板の補修等における作業性を阻害する懸念がある。 Since Patent Document 3 is configured to conduct the heat generated by the LED to the metal casing by the heat conductive silicone rubber, in a liquid crystal display having a large screen and a direct backlight, a large amount of silicone rubber is used. There is a concern that the workability in increasing the weight or repairing the circuit board may be hindered.
本発明は、上述した課題に鑑みて為されたものであって、その目的は、バックライトとして発光ダイオード(LED)を用いた液晶ディスプレイ機器において、LEDの冷却効率を高めつつ機器の薄型化、軽量化を可能にするための技術を提供ることにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and its purpose is to reduce the thickness of the device while increasing the cooling efficiency of the LED in a liquid crystal display device using a light emitting diode (LED) as a backlight. The purpose is to provide a technique for enabling weight reduction.
本発明では、上記目的を達成するために、特許請求の範囲に記載された攻勢を特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention is characterized by the offense described in the claims.
すなわち、本発明は、液晶ディスプレイと、液晶ディスプレイの背面に対向して配置される回路基板と、前記回路基板に載置され液晶ディスプレイを照射するバックライトと、前記バックライトを冷却する冷却装置とを備えた液晶ディスプレイ機器において、前記バックライトは、複数個の発光ダイオードを含み、前記発光ダイオードの発熱が、前記回路基板の裏面に配置される前記冷却装置に熱伝導されるように構成され、
前記冷却装置は、前記複数の発光ダイオードの各々に熱的に接続された受熱ベース体とカバー体とで冷媒が通流される内部空間を構成し、該内部空間に冷媒を噴射によって気化する第1の熱交換器と、前記第1の熱交換器の背面側に対向して配置されており、かつ前記液晶ディスプレイ機器の背面筐体に一体構造によって形成され、前記第1の熱交換器で気化された冷媒を通流する内部空間を構成し、前記筐体からの熱伝達によって前記気化された冷媒を液化する平面形状の第2の熱交換器とを有し、前記第1の熱交換器と前記第2の熱交換器とを前記冷媒が循環可能なように互いに連結したことを特徴とする。
That is, the present invention includes a liquid crystal display, a circuit board disposed opposite to the back surface of the liquid crystal display, a backlight that is placed on the circuit board and irradiates the liquid crystal display, and a cooling device that cools the backlight. In the liquid crystal display device comprising: the backlight includes a plurality of light emitting diodes, and the heat generated by the light emitting diodes is configured to be conducted to the cooling device disposed on the back surface of the circuit board,
In the cooling device, a heat receiving base body thermally connected to each of the plurality of light emitting diodes and a cover body constitute an internal space through which the refrigerant flows, and the refrigerant is vaporized by injection into the internal space. The heat exchanger and the back surface of the first heat exchanger are opposed to each other, and are formed in an integrated structure on the back housing of the liquid crystal display device, and are vaporized by the first heat exchanger. A second heat exchanger having a planar shape that constitutes an internal space through which the flowed refrigerant flows, and liquefies the vaporized refrigerant by heat transfer from the housing, and the first heat exchanger And the second heat exchanger are connected to each other so that the refrigerant can circulate.
前記冷却装置の第1の熱交換器は、前記液晶ディスプレイに略等しい大きさの平面形状を有し、前記複数個の発光ダイオードとの熱的な接続は、前記回路基板において前記複数個の発光ダイオードに対応して貫通された開口部を介して行われてもよい。 The first heat exchanger of the cooling device has a planar shape that is substantially equal in size to the liquid crystal display, and thermal connection with the plurality of light emitting diodes is performed on the circuit board. You may carry out through the opening part penetrated corresponding to the diode.
前記第1の熱交換器は、前記液晶ディスプレイに略等しい大きさの平面形状を有し、内部空間に流通される冷媒の気化により前記発光ダイオードの発熱を吸熱する熱交換器であって、かつ前記冷媒を噴射するポンプに接続される冷媒噴射口と、前記第1の熱交換器の内部において、該第1の熱交換器の内壁面の略全平面と等しい大きさで熱接続して設置され、前記噴射される冷媒を薄膜液状態で係留する開口目を有する液留め部材と、前記気化された冷媒を前記第2の熱交換器側に放出する冷媒放出口と、前記開口目に係留された冷媒薄膜液の落下冷媒液を回収する冷媒回収と、を有するものであってもよい。 The first heat exchanger is a heat exchanger having a planar shape substantially equal in size to the liquid crystal display, and absorbing heat generated by the light emitting diodes by vaporization of the refrigerant flowing in the internal space, and The refrigerant injection port connected to the pump for injecting the refrigerant and the first heat exchanger are installed in the first heat exchanger so as to be thermally connected with a size equal to substantially the entire plane of the inner wall surface of the first heat exchanger. A retaining member having an opening for mooring the injected refrigerant in a thin film liquid state, a refrigerant discharge port for discharging the vaporized refrigerant to the second heat exchanger side, and a mooring to the opening And a refrigerant recovery for recovering the falling refrigerant liquid of the refrigerant thin film liquid.
また、前記第2の熱交換器は、前記第1の熱交換器の上方部に配置される冷媒受入部と、前記冷媒受入部に気化した冷媒液を搬入する冷媒搬入口と、該搬入された気化冷媒を前記筐体からの熱伝達によって内壁面において凝縮して液化すると共に、前記第2の熱交換器の内壁面に対向設置され、前記気化された冷媒の搬入圧力によって回転駆動により内壁面に露化した液冷媒を掻き落すワイパー部材と、液化した冷媒をタンク部に搬出する冷媒搬出口と、を有するものであってもよい。 In addition, the second heat exchanger includes a refrigerant receiving portion disposed in an upper portion of the first heat exchanger, a refrigerant inlet for carrying in the refrigerant liquid vaporized in the refrigerant receiving portion, and the second heat exchanger. The vaporized refrigerant is condensed and liquefied on the inner wall surface by heat transfer from the housing, and is opposed to the inner wall surface of the second heat exchanger, and is rotated and driven by the carry-in pressure of the vaporized refrigerant. You may have a wiper member which scrapes off the liquid refrigerant exposed to the wall surface, and a refrigerant carrying-out port which carries out the liquefied refrigerant to a tank part.
更にまた、前記第1の熱交換器と前記第2の熱交換器を近接して対向配置し、前記第1の熱交換器と前記第2の熱交換器とを直接、あるいは空気層を介して熱接続し、前記第2の熱交換器における冷媒の凝縮による上昇温度の一部を前記第1の熱交換器に熱伝達する構成としてもよい。 Furthermore, the first heat exchanger and the second heat exchanger are arranged close to each other so as to face each other, and the first heat exchanger and the second heat exchanger are directly or via an air layer. It is good also as a structure which heat-connects and heat-transmits a part of rising temperature by the condensation of the refrigerant | coolant in a said 2nd heat exchanger to a said 1st heat exchanger.
上記構成による本発明によれば、大画面を有する液晶ディスプレイ機器に搭載されたLEDバックライトを効率よく冷却でき、信頼性の高い、薄型の液晶ディスプレイ機器を提供できる。 According to the present invention configured as described above, an LED backlight mounted on a liquid crystal display device having a large screen can be efficiently cooled, and a highly reliable and thin liquid crystal display device can be provided.
以下本発明の実施形態について図を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本実施形態における液晶ディスプレイ機器の概略構成図である。図1の平面図は、説明の都合によって、液晶ディスプレイ3、及び拡散板5を透過して表示している。図1において、液晶ディスプレイ機器1の筐体2内部には、情報を表示する液晶ディスプレイ3と、液晶ディスプレイ3の背面に対向して平面的に配置され光を照射するバックライト4と、バックライト4の光を液晶ディスプレイ3に均一に拡散する拡散板5と、上記バックライト4が配置される回路基板6とを搭載している。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a liquid crystal display device according to the present embodiment. The plan view of FIG. 1 is displayed through the liquid crystal display 3 and the diffusion plate 5 for convenience of explanation. In FIG. 1, a liquid crystal display 3 that displays information, a backlight 4 that is arranged in a plane opposite to the back surface of the liquid crystal display 3 and emits light, and a backlight 4 is mounted on the liquid crystal display 3 and a
この回路基板6には高熱伝導性部材8が固着されており、高熱伝導性部材8は、バックライト4からの発熱を回路基板6の貫通した開口部を通して伝導されるように構成されている。また、本実施形態に係る液晶ディスプレイ機器1は、バックライト4を冷却するための冷却装置7を備えており、この冷却装置7は、冷媒を噴射するための複数の冷媒駆動部材74、この冷媒駆動部材74によって噴射される冷媒を気化するための第1の熱交換器である受熱部材71、及び気化された冷媒を液化する第2の熱交換器である放熱部材72を含んでいる。これらの第1の熱交換器との第2の熱交換器は、上記冷媒が循環するように互いに連結されている。この冷媒の気化、液化の相変化による潜熱によってバックライト4を冷却するように構成されている。尚、第2の熱交換器である受熱部材71の内部には、熱変換により凝縮して露化した付着冷媒を掻き落とすためのワイパー部材726を設けている。この冷却装置7の詳細については、後述するものとする。
A high
ここで、本実施形態では、バックライト4は、液晶ディスプレイ3の輝度向上のためにLEDによるバックライト4としている。 Here, in the present embodiment, the backlight 4 is a backlight 4 made of LEDs in order to improve the luminance of the liquid crystal display 3.
次に、LEDバックライト4の構成の一例について、図2を参照しつつ説明する。 Next, an example of the configuration of the LED backlight 4 will be described with reference to FIG.
図2は、本実施形態におけるLEDによるバックライトの概略構造断面図である。図2において、バックライト4のLEDは、発光ダイオード素子41を有し、基台43に保持されている。また、回路基板6には、図示しない配線が付設されている。LEDのバックライト4は、発光ダイオード素子41を保持する基台43のベース部431において回路基板6に接着剤等によって固着されている。さらに、発光ダイオード素子41と回路基板6に付設された配線(図示しない)とは、例えばワイヤボンディング42によって電気的な接続がなされている。
FIG. 2 is a schematic structural cross-sectional view of a backlight using LEDs in the present embodiment. In FIG. 2, the LED of the backlight 4 has a light emitting diode element 41 and is held on a
ここで、発光ダイオード素子41を保持する基台43には、発光ダイオード素子41の光を反射する反射部432と、回路基板6の開口部61から回路基板6の裏面側に突出させる突出部433とを一体的に有している。
Here, the
上記構成において、発光ダイオード素子41の発熱は、基台43を経由して突出部433に伝熱される構成としている。
In the above configuration, the heat generated by the light emitting diode element 41 is transferred to the protruding
次に、バックライトの構成、及びその冷却に関して説明する。図3は、本実施形態における、LEDを載置した回路基板と冷却装置の受熱部材との関係を示す概略構成図である。図3において、回路基板6は、液晶ディスプレイ3の平面形状と略等しい大きさの平面形状を有し、複数個のLEDを縦横に行列を構成して載置している。LEDは、液晶ディスプレイ3を所望の輝度で均一に照射するために必要な個数が配列されている。回路基板6のLEDを載置した平面と対向する他方の平面側には、後述する冷却装置7の受熱部材71が配置され、受熱部材71は、回路基板6の開口部61より突出したLEDの各々の突出部433と熱的に接続(以降、熱接続と称す)されている。各々の突出部433と冷却装置7の受熱部材71との熱接続は、LEDの回路基板6への載置時における突出位置のずれや、回路基板6のそり変形等によって損なわれることのないように両部材の間に粘着性の高熱伝導性部材8を介して固着されることが望ましい。
Next, the configuration of the backlight and its cooling will be described. FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing the relationship between the circuit board on which the LED is placed and the heat receiving member of the cooling device in the present embodiment. In FIG. 3, the
上記のように構成された冷却装置7について詳細に説明する。図4は、本実施形態におけるバックライトを冷却する冷却装置7の一実施例の概略構成図である。図4によって、まず、冷却装置7の構成を説明する。冷却装置7は、LEDの発熱を冷媒によって吸熱する受熱部材71と、受熱部材71において吸熱により温度上昇し気化された冷媒の熱を放熱して凝縮する放熱部材72と、冷媒を貯留するタンク73と、冷媒を受熱部材71に噴射する冷媒駆動部材74と、各部材(71、72,73)間で冷媒を循環可能に接続した配管75群(751、752、753)とを有する構成である。
The
すなわち、本実施例に係る冷却装置7において、受熱部材71は、冷媒駆動部材74から噴射される霧状の冷媒を気化させるための第1の熱交換器として動作し、放熱部材72は、この第1の熱交換器によって気化された冷媒を冷却して凝縮(液化)させるための第2の熱交換として動作するように構成される。
That is, in the
本実施例において、第1の熱交換器である受熱部材71は、液晶ディスプレイ3の平面形状と略等しい大きさの平面形状として回路基板6と対向配置され、前述したLEDの各々の突出部433に熱接続する受熱ベース体711と、受熱カバー体712とで内部に密閉空間を形成する構成とされる。また受熱部材71の下端側には冷媒を噴射流入する冷媒噴射口713を有し、上端側には冷媒を放出する冷媒放出口714を有している。さらには、冷媒を通流する内部空間内には、噴射された冷媒を一時的に薄膜液状態として係留する開口目を全平面に設けた平面形状の液留め部材715を受熱ベース体711に略同じ大きさで内壁面に近接して設置している。ここで、液留め部材715の開口目は、金網構造や、多数個の開孔を有する平板構造としている。また、開口目に係留する冷媒量が増加した場合には、冷媒液は液留め部材715から滴下し、液戻し口716と配管751によって接続されたタンク73に還流される。
In the present embodiment, the
第2の熱交換器である放熱部材72は、内部に冷媒の通流する密閉空間を有する平面形状とし、平面形状の一方の平面721を筐体2に、他方の対向平面722を受熱部材71に、それぞれ接触、あるいは近接 (図面には近接状態で記載)する状態で受熱部材71の背面側において配置されている。放熱部材72の上部側には、冷媒受入空間部723を設けている。また、冷媒受入空間部723には、受熱部材71よりの冷媒を搬入する冷媒搬入口724を有し、密閉空間の下端部には冷媒を排出する冷媒排出口725を有している。さらには、冷媒を通流する内部密閉空間の筐体2側の平面721の内壁面には熱変換により凝縮して露化した付着冷媒を掻き落とすワイパー部材726を設けている。
The
受熱部材71の冷媒放出口714と放熱部材72の冷媒搬入口724とは配管752により接続されている。放熱部材72の冷媒排出口725と冷媒を貯留するタンク73とは配管(図示しない)、あるいは一体構成によって冷媒を流通可能に接続されている。さらには、受熱部材71の冷媒噴射口713には、冷媒を霧状にして受熱ベース体711の内壁面に向けて冷媒を噴射する冷媒駆動部材74を接続している。また、タンク73と冷媒駆動部材74は配管753によって接続されている。
The
上記構造における冷却装置7の動作、作用について、つづいて説明する。液晶ディスプレイ機器1において、液晶ディスプレイ3の情報の表示性能を上げるために前述したようにバックライト4をLEDとしているが、発光ダイオード素子41は、温度依存性が非常に高い。
Next, the operation and action of the
本実施例は、発光ダイオード素子41の温度上昇による発光効率の低下を抑制するために、冷却装置7は、冷却効率の良い冷媒の相変化を利用してLEDを冷却するようにしているものである。
In this embodiment, in order to suppress a decrease in light emission efficiency due to a temperature rise of the light emitting diode element 41, the
各発光ダイオード素子41の発熱は、まず、LEDの基台43の突出部433に熱伝導され、突出部433と熱接続している冷却装置7の受熱部材71の受熱ベース体711に熱伝達される。受熱ベース体711は、熱伝導性の良い、例えば銅材、アルミニウム材等の金属材料で形成されることが好ましいが、大画面の液晶ディスプレイ3と同面積を有するため、重量的な観点から極力薄肉の板材とすることが望ましい。
The heat generated by each light-emitting diode element 41 is first thermally conducted to the protruding
受熱部材71の密閉空間内には、液留め部材715が、受熱ベース体711の内壁面と対向して僅かな隙間を設けて設置されている。冷媒駆動部材74は、この受熱ベース体711の内壁に向けて冷媒液を霧状にして噴射する。また、冷媒駆動部材74は、冷媒液を受熱ベース体711に平均的に噴射するように所定の間隔をもって複数個設置している。図4においては、冷媒駆動部材74は、受熱ベース体711の下端側に配置しているが、冷媒を受熱ベース体711においてより均一に噴射して吸熱するために、受熱ベース体711の横側に配置されても良いし、下端側と横側の両方に配置されても良いことは言うまでもない。
In the sealed space of the
冷媒駆動部材74によって受熱ベース体711に噴射された冷媒は、受熱ベース体711の受熱温度において気化され、気化潜熱によってLEDを冷却することになる。ここで、噴射された冷媒の一部で気化されなかった冷媒は、受熱ベース体711と液留め部材715との僅かな隙間における毛管現象によって冷媒を薄膜状に拡散し、開口目における表面張力によって係留することになる。係留している冷媒は、受熱ベース体711からの熱伝達によって気化される。これらの気化潜熱によって受熱ベース体711の冷却を介してLEDが冷却される。
The refrigerant injected to the heat receiving base body 711 by the
一方、気化された冷媒は、体積膨張して圧力増加により、開口目よる放射され、冷媒放出口714より放熱部材72側に移送される。
On the other hand, the vaporized refrigerant expands in volume and is radiated from the opening due to an increase in pressure, and is transferred from the
また、逆に、LED、および受熱ベース体711の温度低下時においては、冷媒の気化量が抑制され、液留め部材715に多くの冷媒が係留する状態においては、冷媒は、液留め部材715から滴下して、液戻し口716より、配管751を通流してタンク73に還流される構成としている。
Conversely, when the temperature of the LED and the heat receiving base body 711 is lowered, the amount of refrigerant vaporized is suppressed, and in the state where a large amount of refrigerant is moored in the
ここで、LEDの発熱を所望の温度に冷却するための気化潜熱を得るには、所定量の冷媒を気化させる必要がある。冷媒の気化量を増加させるためには、密閉空間内の飽和気化量を増加させることであり、密閉空間の温度が高いほど飽和気化量が大きいことから、本実施例では、受熱部材71の密閉空間の温度を高める構成(詳細は後述する)としている。
Here, in order to obtain vaporization latent heat for cooling the heat generation of the LED to a desired temperature, it is necessary to vaporize a predetermined amount of the refrigerant. In order to increase the vaporization amount of the refrigerant, the saturated vaporization amount in the sealed space is increased. Since the saturated vaporization amount increases as the temperature of the sealed space increases, in this embodiment, the
受熱部材71の密封空間において受熱ベース体711、及び液留め部材715の開口目において気化された冷媒は、体積膨張を生じて密閉空間内で圧力増加を起こす。気化した冷媒は、圧力増加によって液留め部材715の開口目より放射され、ポンプ作用によって、冷媒放出口714から配管752を経由して放熱部材72の冷媒搬入口724より冷媒受入空間部723に移送される。
The refrigerant that is vaporized in the opening of the heat receiving base body 711 and the
受熱部材71から移送された気化冷媒は、筐体2と対向して配置された放熱部材72に移送される。そして、気化冷媒は、放熱部材72の筐体2から外気温度を熱伝達する平面721と受熱部材71側に対向する平面722とで構成される平面空間において、平面721における筐体2からの熱伝達により凝縮して液化される。この際、この液化潜熱によって放熱され、冷媒は低温冷媒液となる。凝縮された冷媒液は冷媒排出口725よりタンク73に移送される。
The vaporized refrigerant transferred from the
従来の冷媒液を循環する液冷方式の冷却装置においては、外気温度によって熱変換される冷媒液の温度低下が図られない場合には、発熱体から受熱する冷媒液の吸熱量が狭められ熱変換効率の悪い冷却装置となる。しかしながら、本実施例に係る冷却装置、つまり冷媒の相変化による潜熱方式の冷却装置においては、凝縮後の冷媒温度が大きく低下する必要がなく、再気化しない程度に温度低下した比較的高温状態の冷媒液状態で循環駆動されるものである。すなわち、このことは、冷媒液を通流する放熱部材72の平面722も冷媒液によって熱伝達されてやや高温の状態を呈している。この平面722を受熱部材71の近接、あるいは接触して配置することは、平面722のやや高温の温度状態を受熱部材71に熱影響として及ぼし、受熱部材71の内部空間の温度が上げることになる。このことは、前述の内部空間の飽和気化量を増加させることになる。
In a conventional liquid cooling type cooling device that circulates a refrigerant liquid, when the temperature of the refrigerant liquid that is heat-converted by the outside air temperature cannot be reduced, the heat absorption amount of the refrigerant liquid that is received from the heating element is reduced and the heat is reduced. It becomes a cooling device with poor conversion efficiency. However, in the cooling device according to the present embodiment, that is, the cooling device of the latent heat method based on the phase change of the refrigerant, the refrigerant temperature after the condensation does not need to be greatly reduced, and the temperature is lowered to such an extent that the refrigerant is not revaporized. It is circulated and driven in the refrigerant liquid state. That is, this means that the
この受熱部材71と放熱部材72との近接した配置は、冷媒の相変化による潜熱による熱交換方式によるものであるから可能な配置であると言える。このことは、双方の熱交換器を平面形状とし、背中合わせに近接配置することで薄型の液晶ディスプレイ機器1を構成可能としている。
The arrangement of the
実施例においては、受熱部材71、放熱部材72、筐体2を各々専用の板部材で構成して背中あわせに配置して説明してきたが、放熱部材72の1つ平面721と筐体2とを共通の部材とし、また、放熱部材72の他の平面722と受熱部材71のカバー体712を共通の部材として、構成してもよく、どちらか一方のみ共通として構成してもよい。これらの構成とすることによって、部材の組み立ては若干複雑になるが、より薄型、軽量化、及び冷却効率の向上が可能である。
In the embodiment, the
ここで、冷媒の円滑な移送のためには、放熱部材72の冷媒搬入口724より移送される気化冷媒は、飽和状態に近いため僅かな温度変化によって液化する可能性があるため冷媒受入空間部723には、液を下部に移送する傾斜面を有している。また、放熱部材72の冷媒搬入口724には、気化冷媒が逆流しないように逆流防止部材(図示しない)が付設されていることが好ましい。
Here, in order to smoothly transfer the refrigerant, the vaporized refrigerant transferred from the refrigerant carry-in
また、放熱部材72は、薄型平面形状の密閉空間であることから露化した冷媒液が放熱部材72の平面721、722の内壁面に付着しやすい。よって、凝縮作用を促進するためにも、壁面内面に付着した液化冷媒を掻き落とすワイパー部材726を設けると良い。このワイパー部材726は、図5に示すように風車状に回転可能に構成されたものである。本実施例に係るワイパー部材726は、大きな回転力や回転速度を必要とすることがないため、気化冷媒の圧力増加で回転可能としている。もちろん、回転駆動装置を設置して、露化量を検知しながら、回転駆動を制御される方法としても良い。
Further, since the
放熱部材72において液化され、放熱された冷媒液は、放熱部材72の下側に配置されるタンク73に通流され、タンク73の貯留された冷媒は冷媒駆動部材74によって、受熱部材71に噴射され、冷媒の循環駆動を行う構成としている。
The refrigerant liquid liquefied and dissipated in the
尚、発光ダイオード素子41の発熱を冷却装置7に熱伝達する部材を発光ダイオード素子41の基台43の突出部433としている。しかしながら、基台43と冷却装置7との間に、例えば、回路基板上に構成されるプリント配線基材等の熱伝導性の良い材質による熱伝導体を介して熱伝達される構成であっても良い。
Note that a member that transfers heat generated by the light emitting diode element 41 to the
以上のような構成によって、LEDバックライトの発熱に対しても薄型で、効率の良い冷却装置を搭載しながら、信頼性の良い薄型液晶ディスプレイ機器を提供可能とすることはできるものである。 With the above-described configuration, it is possible to provide a thin liquid crystal display device with high reliability while mounting an efficient cooling device that is thin with respect to heat generation of the LED backlight.
1…液晶ディスプレイ機器
2…筐体
3…液晶ディスプレイ
4…バックライト
5…拡散板
6…回路基板
7…冷却装置
8…高熱伝導性部材
71…第1の熱交換器(受熱部材)
72…第2の熱交換器(放熱部材)
DESCRIPTION OF
72 ... Second heat exchanger (heat radiating member)
Claims (5)
前記バックライトは、複数個の発光ダイオードを含み、
前記発光ダイオードの発熱が、前記回路基板の裏面に配置される前記冷却装置に熱伝導されるように構成され、
前記冷却装置は、
前記複数の発光ダイオードの各々に熱的に接続された受熱ベース体とカバー体とで冷媒が通流される内部空間を構成し、該内部空間に冷媒を噴射によって気化する第1の熱交換器と、
前記第1の熱交換器の背面側に対向して配置されており、かつ前記液晶ディスプレイ機器の背面筐体に一体構造によって形成された、前記第1の熱交換器で気化された冷媒を通流する内部空間を構成し、前記筐体からの熱伝達によって前記気化された冷媒を液化する平面形状の第2の熱交換器とを有し、
前記第1の熱交換器と前記第2の熱交換器とが、前記冷媒を循環可能なように互いに連結されることを特徴とする液晶ディスプレイ機器。 In a liquid crystal display device comprising: a liquid crystal display; a circuit board disposed opposite to the back surface of the liquid crystal display; a backlight placed on the circuit board to irradiate the liquid crystal display; and a cooling device for cooling the backlight. ,
The backlight includes a plurality of light emitting diodes,
The heat generation of the light emitting diode is configured to be thermally conducted to the cooling device disposed on the back surface of the circuit board,
The cooling device is
A heat-receiving base body thermally connected to each of the plurality of light emitting diodes and a cover body constitute an internal space through which the refrigerant flows, and a first heat exchanger that vaporizes the refrigerant by injection into the internal space; ,
The refrigerant vaporized by the first heat exchanger is disposed so as to face the back side of the first heat exchanger, and is formed in an integrated structure in the back housing of the liquid crystal display device. A second heat exchanger having a planar shape that constitutes an internal space to flow and liquefyes the vaporized refrigerant by heat transfer from the housing;
The liquid crystal display device, wherein the first heat exchanger and the second heat exchanger are connected to each other so that the refrigerant can be circulated.
前記冷却装置の第1の熱交換器は、前記液晶ディスプレイに略等しい大きさの平面形状を有し、前記複数個の発光ダイオードとの熱的な接続は、前記回路基板において前記複数個の発光ダイオードに対応して貫通された開口部を介して行われることを特徴とする液晶ディスプレイ機器。 The liquid crystal display device according to claim 1.
The first heat exchanger of the cooling device has a planar shape that is substantially equal in size to the liquid crystal display, and thermal connection with the plurality of light emitting diodes is performed on the circuit board. A liquid crystal display device characterized in that the liquid crystal display device is performed through an opening penetrating the diode.
前記第1の熱交換器は、内部空間に流通される冷媒の気化により前記発光ダイオードの発熱を吸熱する熱交換器であって、かつ、
前記冷媒を噴射するポンプに接続される冷媒噴射口と、
前記第1の熱交換器の内部において、該第1の熱交換器の内壁面の略全平面と等しい大きさで熱接続して設置され、前記噴射される冷媒を薄膜液状態で係留する開口目を有する液留め部材と、
前記気化された冷媒を前記第2の熱交換器側に放出する冷媒放出口と、
前記開口目に係留された冷媒薄膜液の落下冷媒液を回収する冷媒回収口と、
を有することを特徴とする液晶ディスプレイ装置。 The liquid crystal display device according to claim 1.
The first heat exchanger is a heat exchanger that absorbs heat generated by the light-emitting diode by vaporization of a refrigerant flowing in an internal space, and
A refrigerant injection port connected to a pump for injecting the refrigerant;
Inside the first heat exchanger, an opening that is installed in thermal connection with a size equal to substantially the entire plane of the inner wall surface of the first heat exchanger, and anchors the injected refrigerant in a thin film liquid state. A liquid retaining member having an eye;
A refrigerant discharge port for discharging the vaporized refrigerant to the second heat exchanger side;
A refrigerant recovery port for recovering the falling refrigerant liquid of the refrigerant thin film moored at the opening;
A liquid crystal display device comprising:
前記第2の熱交換器は、前記第1の熱交換器の上方部に配置される冷媒受入部と、
前記冷媒受入部に気化した冷媒液を搬入する冷媒搬入口と、
該搬入された気化冷媒を前記筐体からの熱伝達によって内壁面において凝縮して液化すると共に、前記第2の熱交換器の内壁面に対向設置され、前記気化された冷媒の搬入圧力によって回転駆動により内壁面に露化した液冷媒を掻き落すワイパー部材と、
液化した冷媒をタンク部に搬出する冷媒搬出口と、
を有することを特徴とする液晶ディスプレイ機器。 The liquid crystal display device according to claim 1.
The second heat exchanger includes a refrigerant receiving unit disposed in an upper part of the first heat exchanger;
A refrigerant carry-in port for carrying the vaporized refrigerant liquid into the refrigerant receiving unit;
The carried vaporized refrigerant is condensed and liquefied on the inner wall surface by heat transfer from the housing, and is installed opposite to the inner wall surface of the second heat exchanger, and is rotated by the carried-in pressure of the vaporized refrigerant. A wiper member that scrapes off the liquid refrigerant exposed on the inner wall surface by driving;
A refrigerant outlet for carrying out the liquefied refrigerant to the tank;
A liquid crystal display device comprising:
前記第1の熱交換器と前記第2の熱交換器を近接して対向配置し、前記第1の熱交換器と前記第2の熱交換器とを直接、あるいは空気層を介して熱接続し、前記第2の熱交換器における冷媒の凝縮による上昇温度の一部を前記第1の熱交換器に熱伝達する構成とした
ことを特徴とする液晶ディスプレイ機器。 The liquid crystal display device according to claim 1,
The first heat exchanger and the second heat exchanger are disposed in close proximity to each other, and the first heat exchanger and the second heat exchanger are thermally connected directly or via an air layer. The liquid crystal display device is characterized in that a part of the rising temperature due to the condensation of the refrigerant in the second heat exchanger is transferred to the first heat exchanger.
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