(57)【要約】【課題】  高輝度で光の利用効率が優れたサイドライト型のバックライト装置および液晶表示装置並びにテレビジョン受像機を提供する。【解決手段】  所定の側面が光入射面となる導光板と、導光板の光入射面と対向するように配置された光源とを備え、光源は基板に実装された複数の側面発光型ＬＥＤからなり、複数のＬＥＤは光入射面の上下方向に２段に配置されていることを特徴としている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の側面が光入射面となる導光板と、前記導光板の光入射面と対向するように配置された光源とを備え、
前記光源は基板に実装された複数の側面発光型のＬＥＤからなり、前記複数のＬＥＤは前記光入射面の上下方向に２段に配置されていることを特徴とするバックライト装置。
【請求項２】
前記光源は、前記上段のＬＥＤと前記下段のＬＥＤが千鳥配列されていることを特徴とする請求項１に記載のバックライト装置。
【請求項３】
前記光源は、前記上段のＬＥＤと前記下段のＬＥＤが異なる光学ランクの組合せで構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバックライト装置。
【請求項４】
前記光源は、前記上段のＬＥＤと前記下段のＬＥＤが異なる光学ランクの組合せで構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバックライト装置。
【請求項５】
前記光源は、前記上段のＬＥＤと前記下段のＬＥＤが異なる色の組合せで構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバックライト装置。
【請求項６】
前記光源は、前記基板の上面に前記上段のＬＥＤが実装され、前記基板の下面に前記下段のＬＥＤが実装されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のバックライト装置。
【請求項７】
前記光源は、前記上段のＬＥＤが実装された上段基板と、前記下段のＬＥＤが実装された下段基板からなり、前記上段基板と前記下段基板が上下に重なり接続されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のバックライト装置。
【請求項８】
前記光源は、前記基板の上面に前記上段のＬＥＤと前記下段のＬＥＤが実装され、前記基板を前記上段のＬＥＤと前記下段のＬＥＤとの間で折り重ねられていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のバックライト装置。
【請求項９】
前記基板がフレキシブルプリント基板であることを特徴とする請求項８に記載のバックライト装置。
【請求項１０】
前記光源は、前記基板が前記導光板の周囲を覆う枠体に固定されていることを特徴とする請求項７から請求項９のいずれかに記載のバックライト装置。
【請求項１１】
前記枠体が金属部材であることを特徴とする請求項１０に記載のバックライト装置。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１のいずれかに記載のバックライト装置を用いた液晶表示装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の液晶表示装置と、テレビジョン放送を受信するチューナ部とを備えることを特徴とするテレビジョン受像機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ光源と導光板とを備えたサイドライト型のバックライト装置および液晶表示装置並びにテレビジョン受像機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示装置に用いるバックライト装置には、導光板の側面側に光源を配置したサイドライト型のバックライト装置や、液晶パネルの直下に光源を配置した直下型のバックライト装置などがある。サイドライト型のバックライト装置は、中小型の液晶表示装置や特に薄型を必要とする液晶表示装置に用いられている。また、直下型のバックライト装置は大型の液晶テレビなどに用いられている。これらのバックライト装置の光源としては、従来は冷陰極管（ＣＣＦＬ）が主流であったが、最近では環境問題が重要視されており、低消費電力で水銀フリーであるＬＥＤに切り替わりつつある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ＬＥＤを用いたサイドライト型のバックライト装置が開示されている。特許文献1は、図５に示すように、表面が発光面で、光を導く平板状のライトコンダクタ１３０と、このライトコンダクタ１３０の裏側に配置された平板状のリフレクタ１４０と、ライトコンダクタ１３０の両側に配置され、２個のＬＥＤ１２０、１２１を直列接続したランプユニットＬをそれぞれ複数個列状に接続してなる光源とを備えている。ランプユニットＬの光は、ライトコンダクタ１３０及びリフレクタ１４０により拡散・反射され、ライトコンダクタ１３０の発光面から外部に放射され、明るさのムラの無い発光面、安定した光の供給、特性劣化の防止、薄型化、モジュール化等を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−６４０７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のバックライト装置では、２個のＬＥＤを設けたランプユニットＬが６個を一組にして１つの光源として形成され、この光源がランプホルダ１５０、１５１を介してライトコンダクタ１３０及びリフレクタ１４０の両側に配置されているので、バックライト装置の構造が複雑になって部品点数も多くなり、バックライト装置の価格が高くなる問題がある。また、部品点数とともに各部品の接続箇所も増えるため、例えば、ＬＥＤとランプユニットとの間や、ランプユニットとドライバボードとの間で接続不良を起こす虞が生じ、バックライト装置の信頼性が低下する問題がある。また、今日の液晶表示装置は額縁部分の面積が小さくなっており、例えば、光源の配置スペースがライトコンダクタの片側のみにしか設けられない場合では、ランプユニットの大きさが嵩ばって光源として搭載できるＬＥＤの個数が少なくなり、バックライト装置の輝度が低下する問題がある。
【０００６】
したがって、本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、バックライト装置および液晶表示装置において、部品点数の削減、信頼性の向上、高輝度化を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るバックライト装置および液晶表示装置は、所定の側面が光入射面となる導光板と、導光板の光入射面と対向するように配置された光源とを備え、光源は基板に実装された複数のＬＥＤからなり、複数のＬＥＤは光入射面の上下方向に２段に配置されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、光源として複数のＬＥＤをコンパクトにまとめて配置することにより、バックライト装置の部品点数を削減し、信頼性を高め、輝度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施例のバックライト装置及び液晶表示装置を説明する斜視図である。
【図２】第１の実施例のバックライト装置における光源の正面図である。
【図３】第２の実施例のバックライト装置における光源の正面図である。
【図４】第３の実施例のバックライト装置における光源の平面図及び正面図である。
【図５】従来のバックライト装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明のバックライト装置および液晶表示装置の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、透過型の液晶表示装置に本発明を適用した場合を例示して説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本発明の第１の実施例にかかるバックライト装置および液晶表示装置について説明するための斜視図である。液晶表示装置１は、図１に示すように、バックライト装置２と、バックライト装置２からの光が照射される液晶パネル３とが一体化され構成されている。
【００１２】
また、液晶表示装置１は、バックライト装置２と液晶パネル３との間に、例えば、拡散シート４、プリズムシート５、及び偏光シート６が配置されており、これらの光学シートにより、バックライト装置２から照射される光の輝度が整えられて、液晶パネル３の表示性能が向上されている。
【００１３】
バックライト装置２は、導光板７の所定の側面側に光源８が配置されるサイドライト型の構造である。導光板７は、例えば、透明なアクリル樹脂などの合成樹脂を材料として略くさび形状に形成されている。そして、導光板７の肉厚側の側面が光の入射面７１となっており、導光板７の上面が光の出射面７２となっている。また、光入射面７１に対向するように光源８が配置されている。さらに、導光板７の下方には、光源８からの光を上方の液晶パネル３に向けて効率よく反射させる反射シート９が配置されている。
【００１４】
図２は、光入射面７１側から見た光源８の正面図である。図２（ａ）、（ｂ）に示すように、光源８は基板１０に実装された複数の側面発光型のＬＥＤ８０で構成されている。複数のＬＥＤ８０は各々の発光面１１を同一側に揃えて、基板１０の上面に上段のＬＥＤ８０ａ〜８０ｈが実装され、基板１０の下面に下段のＬＥＤ８０Ａ〜８０Ｈが実装されている。このように、基板１０の両面にＬＥＤ８０を実装することにより、ＬＥＤ８０と基板１０の線膨張係数および弾性率の差が、基板１０の両面で打ち消しあってバランスがとられるので、基板１０が反って変形されることを防止できる。上段のＬＥＤ８０と下段のＬＥＤ８０は基板１０に設けられたスルーホールを通じて、例えば、直列に接続されている。基板１０に実装された複数のＬＥＤ８０は、図１に示すように、導光板７の側面部で発光面１１が光入射面７１に対向するように配置されている。
【００１５】
本発明によれば、上記のように、複数の側面発光型のＬＥＤ８０が１枚の基板上にコンパクトにまとめて実装されるため、基板間を接続するためのコネクタやケーブルなどの接続部品が省略され、バックライト装置の部品点数を削減して信頼性を向上させることができる。また、複数の側面発光型のＬＥＤ８０が光入射面７１に対して上下２段に配置されるため、光源８の配置スペースが拡大されることなく、光源８に実装できるＬＥＤ８０の個数を２倍にすることができる。したがって、バックライト装置２の輝度が向上され、液晶表示装置１の表示品位を高めることができる。
【００１６】
なお、上段と下段のＬＥＤ８０それぞれから出射される光が、導光板７へ均等に導入されるように、光源８と導光板７の高さは揃えることが望ましい。具体的には、図２に示すように、光源８の上段のＬＥＤ８０と下段のＬＥＤ８０との中間を中心線Ｃ１として、また、図１に示すように、導光板７の光入射面７１の上下中心を中心線Ｃ２として、光源８の中心線Ｃ１と導光板７の中心線Ｃ２を同じ高さに配置することが望ましい。
【００１７】
また、上段のＬＥＤ８０ａ〜８０ｈと下段のＬＥＤ８０Ａ〜８０Ｈの配置は、図２（ａ）に示すように、基板１０に対して上段と下段のＬＥＤ８０を上下対称に配置したり、図２（ｂ）に示すように、上段のＬＥＤ８０の間に下段のＬＥＤ８０が配置される千鳥配置にすることができる。
【００１８】
図２（ｂ）に示す千鳥配置では、導光板７の光源８と近接する端部に発生する明と暗の輝度むらを防止することができる。例えば、光源８においてＬＥＤ８０の間隔が広くなると、光源８に近接する導光板７の端部では、ＬＥＤ８０と対向する箇所は明るく、ＬＥＤ８０の間と対向する箇所は暗くなり、ＬＥＤ８０の間隔に対応した明と暗の輝度むらが発生する。これに対して、千鳥配置では、上段のＬＥＤ８０ａとＬＥＤ８０ｂとの間には下段にＬＥＤ８０Ｂが配置されるため、ＬＥＤ８０の間と対向する導光板７の端部が暗くなることがなく、明と暗の輝度むらの発生を防止することができる。
【００１９】
また、一般に、ＬＥＤ８０は光学特性にばらつきがあり、光度や色度などにより光学ランクとして分類されている。光源８に用いるＬＥＤ８０は、光学ランクを無視して無作為に用いると輝度むらや色度むらが発生するため、複数のＬＥＤ８０の光学ランクを揃える必要がある。しかし、光学ランクを揃えると歩留りが低下するので、部品コストが高くなってしまう問題がある。
【００２０】
上記の光学ランクに対して、図２（ａ）や図２（ｂ）に示す光源８では、個々のＬＥＤ８０の間隔を上下、左右で均等にして、光学ランクの異なるＬＥＤ８０を上下、左右で適切に組合わせて配置することにより、輝度むらや色度むらが発生するのを防止することができる。
【００２１】
光学ランクの異なるＬＥＤ８０の組合せとして、例えば、図２（ａ）では、上段のＬＥＤ８０の内、ａ、ｃ、ｅ、ｇに光学ランクの高いものを配置するとともに、ｂ、ｄ、ｆ、ｈには光学ランクの低いものを配置して、下段のＬＥＤ８０の内、Ａ、Ｃ、Ｅ、Ｇに光学ランクの低いものを配置するとともに、Ｂ、Ｄ、Ｆ、Ｈには光学ランクの高いものを配置する方法がある。このように、光学ランクの高いものと低いものを交互に配置することにより、光源全体として光学ランクの差が均等化されて、輝度むらや色度むらの発生を防止することができる。したがって、複数のＬＥＤ８０の光学ランクを揃える必要がないので、部品のコストダウンを図ることができる。
【００２２】
また、モジュールとして色再現範囲を広げるには、擬似白色よりもＲＧＢ各色のＬＥＤ８０を組合わせた光源にするほうが再現範囲を高くすることができる。具体的には、擬似白色（青色チップ＋黄色蛍光体）で色再現範囲がＮＴＳＣ比が約７０％であったものが、ＲＧＢ各色のＬＥＤを組合わせることにより約１００％近くまで色再現範囲が広げることができる。なお、コストが高くなり、効率も悪くなることから、特に赤色だけは濃い赤を再現したいときは、主流のＬＥＤには擬似白色を用い、擬似白色と赤色を上下交互に配置するなど、用途に応じてＬＥＤ８０の色の組合せを変えても良い。
【実施例２】
【００２３】
図３は、本発明の第２の実施例におけるバックライト装置２における、光入射面７１側から見た光源８の正面図である。上記第１の実施例と異なるところは光源８の構成であり、その他の構成は第１の実施例と同じであってよいので、詳細な説明は省略する。
【００２４】
第２の実施例における光源８は、上段のＬＥＤ８０が実装された上段基板１０ａと、下段のＬＥＤ８０が実装された下段基板１０ｂからなり、上段基板１０ａと下段基板１０ｂが上下に接続されて構成されている。上記構成によれば、基板１０の両面に上段と下段のＬＥＤ８０を実装するのではなく、別々の基板１０の片側にＬＥＤ８０を実装しているので、ＬＥＤ８０の実装が容易であり、いずれかのＬＥＤ８０に不具合があった場合には片側の基板交換で対応することができる。また、ＬＥＤ８０を基板１０の片側に実装したものをユニット化して、従来のサイドライト型のバックライト装置と光源８を共用化することにより、部品コストを削減することができる。
【００２５】
図３（ａ）〜（ｄ）を用いて、光源８の上段基板１０ａと下段基板１０ｂの接続例を説明する。図３（ａ）に示す光源８は、上段のＬＥＤ８０と接続端子１２ａを備える上段基板１０ａと、下段のＬＥＤ８０と接続端子１２ｂを備える下段基板１０ｂを、それぞれの基板１０の下面側で重ね合わせて、接続端子１２ａと１２ｂをケーブル１４等で接続したものである。上記の構成によれば、接続端子１２ａ、１２ｂは、ＬＥＤ８０を接続する接続端子と一緒に基板１０に形成できるので、基板１０の製造コストを抑えて安価にすることができる。
【００２６】
また、図３（ｂ）、（ｃ）に示す光源８は、上段のＬＥＤ８０とコネクタ１３ａを備える上段基板１０ａと、下段のＬＥＤ８０とコネクタ１３ｂを備える下段基板１０ｂを上下に重ね合わせて、それぞれのコネクタ１３ａ、１３ｂを互いに接続したものである。コネクタ１３ａ、１３ｂを用いることにより、上段基板１０ａと下段基板１０ｂの接続を容易に行うことができる。また、例えば、図２で示したように、上段のＬＥＤ８０と下段のＬＥＤ８０が上下対称配置や千鳥配置の関係になるように、上段基板１０ａと下段基板１０ｂを配置した状態でそれぞれのコネクタ１３ａ、１３ｂの位置を合わせることで、コネクタ１３により上段と下段の基板１０を接続すると同時に上段と下段のＬＥＤ８０の位置決めも行うことができる。なお、図３（ｃ）に示す接続例では、上段のＬＥＤ８０と下段のＬＥＤ８０を近接して配置できるので、上段と下段のＬＥＤ８０で光学ランクを補正する場合に顕著な効果が得られる。
【００２７】
また、図３（ｄ）に示す光源８は、上段基板１０ａと下段基板１０ｂをコネクタ１３ａと１３ｂにより接続するとともに、上段基板１０ａと下段基板１０ｂをベゼル１５に接着して固定したものである。ベゼル１５とは導光板７の周囲を覆う枠体であり、バックライト装置２を一体化するために用いられる部材である。ベゼル１５は、例えば、金属板を打ち抜いて折り曲げて形成されている。このベゼル１５に上段基板１０ａと下段基板１０ｂを固定することにより、ＬＥＤ８０の発熱をベゼル１５に伝導させ放熱させることができ、ＬＥＤ８０の熱劣化を防止し寿命を延ばすことができる。
【００２８】
なお、図３（ａ）〜（ｄ）に示した光源８においても、上段と下段のＬＥＤ８０それぞれから出射される光が、導光板７へ均等に導入されるように、光源８と導光板７の高さは揃えることが望ましい。具体的には、図３に示すように、光源８の上段のＬＥＤ８０と下段のＬＥＤ８０との中間を中心線Ｃ１として、また、図１に示すように、導光板７の光入射面７１の上下中心を中心線Ｃ２として、光源８の中心線Ｃ１と導光板７の中心線Ｃ２を同じ高さに配置することが望ましい。
【実施例３】
【００２９】
図４は、本発明の第３の実施例におけるバックライト装置２の光源８を説明する図面である。なお、図４（ａ）は複数のＬＥＤ８０を基板１０に実装した平面図であり、図４（ｂ）は完成した光源８を光入射面７１側から見た正面図である。上記第１の実施例と異なるところは光源８の構成であり、その他の構成は第１の実施例と同じであってよいので、詳細な説明は省略する。
【００３０】
第３の実施例の光源８は、図４（ａ）に示すように、基板１０の片面に上段のＬＥＤ８０ａ〜８０ｆと下段のＬＥＤ８０Ａ〜８０Ｆが同一工程で実装され、図４（ｂ）に示すように、複数のＬＥＤ８０を実装した基板１０を上段のＬＥＤ８０と下段のＬＥＤ８０との間を中心にして折り重ねたものである。基板１０は柔軟性を備えるＦＰＣが望ましく、さらに折り曲げ易くするために、上段のＬＥＤ８０と下段のＬＥＤ８０との間に狭幅部１６を設けたり、スリット１７を設けたりしてもよい。
【００３１】
第３の実施例によれば、基板１０の片側だけにＬＥＤ８０を実装されるので、基板１０に複数のＬＥＤ８０を実装することが容易になる。また、上段のＬＥＤ８０と下段のＬＥＤ８０が同じ基板上に実装されるため、上段のＬＥＤ８０と下段のＬＥＤ８０を接続端子やコネクタを介して接続する必要がなく、部品点数を削減して信頼性の高いバックライト装置を構成することができる。
【００３２】
なお、図４（ｂ）に示した光源８においても、上段と下段のＬＥＤ８０それぞれから出射される光が、導光板７へ均等に導入されるように、光源８と導光板７の高さは揃えることが望ましい。具体的には、図４に示すように、光源８の上段のＬＥＤ８０と下段のＬＥＤ８０との中間を中心線Ｃ１として、また、図１に示すように、導光板７の光入射面７１の上下中心を中心線Ｃ２として、光源８の中心線Ｃ１と導光板７の中心線Ｃ２を同じ高さに配置することが望ましい。
【００３３】
以上、第１から第３の実施例について説明したが、本発明は上記の実施例に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。例えば、第１の実施例で示したＬＥＤ８０の配置や光学ランクの組合わせを、第２の実施例や第３の実施例と組合わせて実施することも可能である。
【００３４】
また、第３の実施例において、第２の実施例のように基板１０をベゼル１５に接着して固定してもよい。ベゼル１５に固定することにより、ＬＥＤ８０の発熱をベゼル１５を介して放熱させることができ、ＬＥＤ８０の寿命を延ばすことができる。
【符号の説明】
【００３５】
１  液晶表示装置
２  バックライト
３  液晶パネル
４  拡散シート
５  プリズムシート
６  偏光シート
７  導光板
８  光源
９  反射シート
１０  基板
１１  発光面
１２ａ、１２ｂ  接続端子
１３ａ、１３ｂ  コネクタ
１４  ケーブル
１５  ベゼル
１６  狭幅部
１７  スリット
７１  光入射面
７２  光出射面
８０、１２０、１２１  ＬＥＤ
１３０  ライトコンダクタ
１４０  リフレクタ
１５０、１５１  ランプホルダ
【図１】
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【図２】
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【図３】
2013084342.tif 000005
【図４】
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【図５】
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