(57)【要約】【課題】液晶表示装置の大型化を招くことなく、簡易な構成で、発光素子から発せられた熱の放熱性を高めるとともに発光素子から発せられた光の拡散性を向上することのできる技術を提供する。【解決手段】本発明の面光源は、液晶表示装置のバックライトに用いられる面光源であって、前記液晶表示装置の液晶パネルと反対の側から入射された光を散乱させて前記液晶パネルの側に出射する透光性の基板と、前記透光性の基板の前記液晶パネルと対向する面とは反対側の面に設けられた複数の発光素子と、前記発光素子を覆い、該発光素子から発せられた光を前記透光性の基板に向けて反射する反射部材と、を有することを特徴とする。【選択図】図１
2012015070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示装置のバックライトに用いられる面光源であって、
前記液晶表示装置の液晶パネルと反対の側から入射された光を散乱させて前記液晶パネルの側に出射する透光性の基板と、
前記透光性の基板の前記液晶パネルと対向する面とは反対側の面に設けられた複数の発光素子と、
前記発光素子を覆い、該発光素子から発せられた光を前記透光性の基板に向けて反射する反射部材と、
を有することを特徴とする面光源。
【請求項２】
前記透光性の基板の表面には、入射された光を散乱させるための粗面加工が施されている
ことを特徴とする請求項１に記載の面光源。
【請求項３】
前記透光性の基板は、その内部に、入射された光を散乱させるための粒状部材を含んでいる
ことを特徴とする請求項１に記載の面光源。
【請求項４】
前記反射部材の主成分は、シリコーンである
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の面光源。
【請求項５】
前記反射部材上に設けられたヒートシンクを更に有する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の面光源。
【請求項６】
前記複数の発光素子は、
発する光の波長が互いに異なる複数の発光素子を含み、
前記液晶パネルの背面に所定の色の光が照射されるように、発光量が調整されている
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の面光源。
【請求項７】
液晶パネルと、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の面光源と、
前記液晶パネルと前記面光源の間に設けられ、且つ、前記面光源から発せられた光を拡散する拡散部材と、
を有する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、面光源及び液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ（液晶表示装置）は液晶パネルの背面側に光源を備えている。従来、この光源として冷陰極管が多く用いられていたが、近年、発光効率や色再現性等のメリットによりＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）などの発光素子が用いられることが増えてきた。図７は、光源としてＬＥＤを用いた液晶表示装置の模式図である。図７に示すように、そのような液晶表示装置では、液晶パネルに対向する基板１０２の表面（液晶パネルと対向する面；対向面）に複数のＬＥＤ１０１が設けられている。ＬＥＤ１０１から発せられた光は、拡散板１０８にて拡散され、液晶パネル６の背面に照射される。また、液晶表示装置には、ＬＥＤ１０１から発せられた光が外部に漏れないように、シャーシ１０７が設けられている。その結果、ＬＥＤ１０１は、液晶パネル６とシャーシ１０７に囲まれた通風性の乏しい空間に配置されることになり、液晶表示装置は、ＬＥＤ１０１が発した熱が該空間にこもり易い構造となっている。
これに対し、例えば、ＬＥＤを実装する基板としてセラミックス製の基板を用いることにより、放熱を図る等の対策が考えられている（特許文献１）。
【０００３】
また、液晶パネル６に対し光を均一に照射させるには、拡散板１０８等を用いて発光素子からの光を拡散しなければならない。そして、発光素子から発せられた光の拡散性を高めるには発光素子と拡散板１０８との距離を大きくする必要がある。しかしながら、ディスプレイの薄型化に伴い、発光素子と拡散板１０８との距離が充分に確保できないため、拡散性の改善も重要な課題の１つである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３１１７９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上述べたように、従来技術では発光素子から発せられた熱の放熱性及び光の拡散性の問題があり、薄型化や光量アップに制約があった。また、特許文献１に開示の技術では、放熱性に対しての効果は得られるが、複雑な形状のセラミック板を必要とするため、コストの増加を招いてしまう。そして、特許文献１に開示の技術では、拡散性に対しての効果は何ら得られない。
【０００６】
そこで、本発明は、液晶表示装置の大型化を招くことなく、簡易な構成で、発光素子から発せられた熱の放熱性を高めるとともに発光素子から発せられた光の拡散性を向上することの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】
【０００７】
本発明の面光源は、液晶表示装置のバックライトに用いられる面光源であって、液晶表示装置の液晶パネルと反対の側から入射された光を散乱させて液晶パネルの側に出射する透光性の基板と、透光性の基板の液晶パネルと対向する面とは反対側の面に設けられた複数の発光素子と、発光素子を覆い、該発光素子から発せられた光を透光性の基板に向けて反射する反射部材と、を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明の液晶表示装置は、液晶パネルと、上記面光源と、液晶パネルと面光源の間に設けられ、且つ、面光源から発せられた光を拡散する拡散部材と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、液晶表示装置の大型化を招くことなく、簡易な構成で、発光素子から発せられた熱の放熱性を高めるとともに発光素子から発せられた光の拡散性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１に係る面光源の一例を示す図。
【図２】実施例１，２に係る液晶表示装置の一例を示す図。
【図３】実施例１，２に係るＬＥＤの一例を示す図。
【図４】発光素子の実装方法の一例を示す図。
【図５】実施例１に係る面光源の一例を示す図。
【図６】実施例２に係る面光源の一例を示す図。
【図７】従来の液晶表示装置を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜実施例１＞
以下、本発明の実施例１に係る面光源及び液晶表示装置について説明する。本実施例に係る面光源は、液晶表示装置のバックライトに用いられる。
図１は、本実施例に係る面光源の一部を示す断面図である。図１において、符号１はＬＥＤ、符号２はガラス基板、符号３は銅配線電極、符号４は白色塗料を示す。なお、本実施例で「断面」とは、発光素子を通り、液晶表示装置の表示面に垂直な平面によって得られる断面を意味する。
図２は、本実施例に係る液晶表示装置の断面図である。図２において、図１と同じ部材には同じ符号を付している。図２において、符号６は液晶パネル、符号７はシャーシ、符号８は拡散板を示す。
図３は、ＬＥＤ１の構成の一例を示す図である。
【００１２】
図３を用いてＬＥＤ１の構成について説明する。
本実施例で用いるＬＥＤ１としては、従来から知られているＬＥＤを用いることができる。例えば、図３において、耐熱性ポリマーで作られたＬＥＤパッケージ１１の中に、ＬＥＤ素子が、シリコーン樹脂等を用いて封入されている。また、ＬＥＤ素子からの電極（アノード電極１２、カソード電極１３）の金属板が、それぞれＬＥＤパッケージ１１の外部に引き出され、フォーミングされている。
図３の破線矢印はこのようなＬＥＤが発する光を表す。
【００１３】
図１，２を用いて本実施例に係る面光源及び液晶表示装置について説明する。
ガラス基板２は、液晶表示装置の液晶パネル６と反対の側から入射された光（具体的にはＬＥＤ１から発せられた光）を散乱させて液晶パネル６の側に出射する透光性の基板である。本実施例では、ガラス基板２の表面（液晶パネル６と対向する面、その反対側の面、または、それら両方の面）に、入射された光を散乱させるための粗面加工が施されている。
【００１４】
銅配線電極３は、ガラス基板２の液晶パネル６と対向する面（対向面）とは反対側の面上に設けられた、ＬＥＤ１に電気信号を伝達するための配線である。例えば、ガラス基板２の対向面全体に銅箔を接着し、一般的な回路基板の製造方法と同様に、エッチング処理により必要な部分の銅箔のみを残すことにより、所望のパターンの銅配線電極３が形成さ
れる。
【００１５】
ＬＥＤ１は、ガラス基板２の対向面とは反対側の面に設けられた発光素子である。ＬＥＤ１は、銅配線電極３に電気的に接続されている。ＬＥＤ１は、例えば、一般的な回路基板の製造方法と同様に、クリームはんだを銅配線電極３の必要箇所に塗布した後に、搭載される。そして、リフロー炉で加熱してはんだを溶解させることにより銅配線電極３と電気的に接続される。また、本実施例では、ＬＥＤ１は、図１に示すように、ガラス基板２に向けて光が発せられるように搭載されている。銅配線電極３に不図示の駆動回路から電気信号を印加することにより、ＬＥＤ１が駆動され、ＬＥＤ１から光が発せられる。
なお、図１では１つのＬＥＤ１のみを示しているが、実際には図２に示すように複数のＬＥＤ１がガラス基板２上に実装される。具体的には、数十個以上のＬＥＤ１が実装される。なお、ガラス基板２上には複数の白色ＬＥＤが設けられていてもよいし、Ｒ色，Ｇ色，Ｂ色のＬＥＤがそれぞれ複数設けられていてもよい。
【００１６】
白色塗料４は、ＬＥＤ１を覆い、該ＬＥＤ１から発せられた光をガラス基板２に向けて反射する反射部材である。本実施例では、反射部材として、反射率の高い白色の部材（白色塗料４）を用いている。なお、反射部材はＬＥＤ１毎に設けられてもよいし、複数のＬＥＤ１を覆うように設けられてもよい。ガラス基板２のＬＥＤ１が設けられている側の面全体に設けられてもよい。
【００１７】
拡散板８は、面光源から発せられた光（ガラス基板２から出射された光）を拡散する拡散部材であり、液晶パネル６と面光源との間に設けられている。
シャーシ７は、面光源から発せられた光が外部へ漏れないようにするための遮蔽部材である。
【００１８】
以上述べたように、本実施例では、ＬＥＤ１がガラス基板２の対向面とは反対側の面に設けられている。そのため、ＬＥＤ１を液晶パネル６とシャーシに囲まれた空間外に配置することができる。その結果、周囲を流れる空気により、ＬＥＤ１から発せられた熱を効率的に放熱することが可能となる（発光素子から発せられた熱の放熱性を高めることができる）。
また、本実施例によれば、ガラス基板２の表面に粗面加工が施されているため、ＬＥＤ１から発せられた光はガラス基板２によって散乱される。その結果、ＬＥＤ１から発せられた光の拡散性を向上することができる。即ち、液晶表示装置の大型化を招くことなく（拡散板８と光源との距離を大きくすることなく）拡散性を向上することができる。
【００１９】
なお、本実施例では、ガラス基板２上にＬＥＤ１を設ける構成としたが、基板はガラス基板に限定されるものでは無い。透光性の基板であればどのような基板であってもよい。
なお、本実施例では、エッチングにより銅配線電極３を形成する構成としたが、配線電極の種類及び形成方法はこれに限らない。例えば、銀ペーストを塗布した後に、該銀ペーストを焼結することにより配線電極を形成してもよい。スパッタや蒸着などにより配線電極を形成してもよい。配線抵抗を下げる為にメッキ等で配線電極の断面積を増やすなどの追加処置を施してもよい。
【００２０】
なお、本実施例では、発光素子の電極が配線電極に直接接続される構成としたが、発光素子の実装方法はこれに限らない。例えば、図４のように、発光素子の電極と配線電極とを導線１４を介して電気的に接続するワイヤーボンディング等の手法を用いてもよい。
【００２１】
なお、図１の例では、ＬＥＤ１が、ガラス基板２にのみ向けて光を発しているが、ＬＥＤ１は複数の方向に光を発する発光素子であってもよい。その場合には、図５に示すように、ＬＥＤ１から発せられた光のうち、ガラス基板２の方向とは異なる方向に発せられた
光（図５の実線矢印）は白色塗料４にて反射されて、ガラス基板２に入射される。そのため、液晶パネルの背面側への光の漏れを抑制することができるとともに、ＬＥＤ１から発せられた光を効率よく利用することができる。
【００２２】
＜実施例２＞
以下、本発明の実施例２に係る液晶表示装置について説明する。なお、本実施例に係るＬＥＤ及び液晶表示装置の構成は実施例１と同様のため、説明は省略する。
図６は、本実施例に係る面光源の一部を示す断面図である。図６において、実施例１と同じ部材には同じ符号を付している。図６において、符号４１はシリコーン樹脂、符号５は放熱板を示す。
【００２３】
図６に示すように、本実施例では、反射部材（白色塗料４）として、主成分がシリコーンのシリコーン樹脂４１が設けられている。シリコーン樹脂４１は熱伝導率が高いため、このような構成にすることにより、各ＬＥＤ１から発せられた熱を効率的に放熱させることができる。
なお、シリコーン樹脂に限らず、一般的に電子部品とヒートシンク間に充填されるペースト状の放熱用シリコーンオイル、塗布後に硬化するシリコーンゴムなどを用いてもよい。
【００２４】
また、本実施例では、反射部材上（シリコーン樹脂４１上）に放熱板５が設けられている。放熱板５は、ヒートシンクとしての機能を有する。そのため、放熱板５を設けることにより、放熱性（放熱効果）を更に高めることができる。なお、放熱板５はシャーシ７の一部であってもよいし、シャーシ７とは異なる部材であってもよい。放熱板５の材料としては、例えば、アルミニウムや銅を用いることができる。なお、シリコーン樹脂４１を設けることで放熱性が十分に得られるのであれば、放熱板５を設けなくてもよい。
【００２５】
また、実施例１では、ガラス基板２の表面に粗面加工が施すことにより、入射した光を散乱させる構成としたが、本実施例では、ガラス基板２に粒状部材４２を含ませることにより、入射した光を散乱させる。
具体的には、ガラス内に、粒状部材４２として、該ガラスと密度が異なる透光性の部材が存在すれば、その境界面で光は屈折し、散乱する。また、粒状部材４２が、表面にメッキを施した部材や金属の部材などであれば、光は、該粒状部材４２の表面で反射し、散乱する。なお、粒状部材４２は、ガラス内部に設けられた気胞であってもよい。それによっても、同様の効果が期待できる。
即ち、ガラス基板２に粒状部材４２（ガラス基板２の材料とは異なる材料からなる部材）を内包させることにより、ガラス基板２に入射した光は、ガラス基板２内で屈折または反射を繰り返し、散乱する。それにより、実施例１と同様に発光素子から発せられた光の拡散性を向上することができる。
【００２６】
以上述べたように、本実施例によれば、シリコーン樹脂４１や放熱板５を設けることにより、実施例１に比べ発光素子から発せられた熱の放熱性を更に高めることができる。
また、本実施例によれば、ガラス基板２が粒状部材４２を含むことにより、発光素子から発せられた光の拡散性を向上することができる。
【００２７】
なお、シリコーン樹脂４１、ガラス基板２内に内包された物質、配線電極などの反射色の影響により、ＬＥＤ１から発せられた各波長の光が全て同じ比率で液晶パネルに照射されるとは限らない。上記比率が波長ごとに異なると、液晶パネルの背面に照射される光の色が、所望の色とは異なる色になってしまう。具体的には、白ではなく、何らかの色見を帯びてしまう。そのため、複数のＬＥＤ１として、発する光の波長が互いに異なる複数のＬＥＤを用い、液晶パネルの背面に所定の色の光が照射されるように、各ＬＥＤの発光量
が調整されていることが好ましい。具体的には、複数のＬＥＤ１として、複数のＲ色，Ｇ色，Ｂ色のＬＥＤを用い、液晶パネルの背面に白色の光が照射されるように、色毎に発光量が調整されていることが好ましい。
【符号の説明】
【００２８】
１  ＬＥＤ
２  ガラス基板
４  白色塗料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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