(57)【要約】【課題】高輝度且つ省電力を達成することのできるエッジライト型パネルユニット及びこれを具えた液晶表示装置を提供する。【解決手段】本発明に係るエッジライト型パネルユニットは、液晶パネル１２と、前記液晶パネルの背面に配設された導光板１６と、一方の面に発光ダイオード３２を含むＬＥＤモジュール３０が複数搭載され、前記発光ダイオードが前記導光板の端面に向くよう配置されたＬＥＤバー４０と、を具えるエッジライト型パネルユニットであって、前記発光ダイオードは、前記ＬＥＤバー上に一列且つ１．１６個／ｃｍ〜２．３２個／ｃｍとなるように配置される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶パネルと、
前記液晶パネルの背面に配設された導光板と、
一方の面に発光ダイオードを含むＬＥＤモジュールが複数搭載され、前記発光ダイオードが前記導光板の端面に向くよう配置されたＬＥＤバーと、
を具えるエッジライト型パネルユニットであって、
前記発光ダイオードは、前記ＬＥＤバー上に一列且つ１．１６個／ｃｍ〜２．３２個／ｃｍとなるように配置される、
ことを特徴とするエッジライト型パネルユニット。
【請求項２】
前記発光ダイオードは、白色発光ダイオードである、
請求項１に記載のエッジライト型パネルユニット。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のエッジライト型パネルユニットを具える液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッジライト型パネルユニット及びこれを具えた液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置のパネルユニットとして、液晶パネルの背面側に拡散シート、レンズシート及び導光板を配設し、導光板の端面にバックライトとして発光ダイオード（ＬＥＤ）を配置した所謂エッジライト型パネルユニットが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２４２６４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
液晶表示装置では、搭載するＬＥＤの数を増加させることで、輝度、表示面の均一性を高めることができる。一方で、ＬＥＤの数を増やすことにより、消費電力が増加し、また、発熱量も増大する。
【０００５】
本発明の目的は、高輝度且つ省電力を達成することのできるエッジライト型パネルユニット及びこれを具えた液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るエッジライト型パネルユニットは、
液晶パネルと、
前記液晶パネルの背面に配設された導光板と、
一方の面に発光ダイオードを含むＬＥＤモジュールが複数搭載され、前記発光ダイオードが前記導光板の端面に向くよう配置されたＬＥＤバーと、
を具えるエッジライト型パネルユニットであって、
前記発光ダイオードは、前記ＬＥＤバー上に一列且つ１．１６個／ｃｍ〜２．３２個／ｃｍとなるように配置される。
【０００７】
また、本発明に係る液晶表示装置は、
上記エッジライト型パネルユニットを具える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のエッジライト型パネルユニットによれば、ＬＥＤの実装密度を最適化したことで、高輝度且つ省電力なパネルユニットを提供できる。また、パネルユニットの均一化、低コスト化も達成できる。また、省電力化が達成できることから、ＬＥＤの冷却手段を簡易な構成とすることができるから、パネルユニットの薄型化や軽量化も達成できる。
【０００９】
また、本発明のエッジライト型パネルユニットを組み込んだ液晶表示装置は、高輝度且つ省電力であり、薄型化、軽量化を達成できるから、サイネージ用の液晶表示装置としても好適である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明に係るエッジライト型パネルユニットの正面図である。
【図２】図２は、図１の線Ａ−Ａに沿う断面図である。
【図３】図３は、ＬＥＤモジュールの搭載されたＬＥＤバーの正面図である。
【図４】図４は、図３の線Ｂ−Ｂに沿う断面図である。
【図５】図５は、本発明と参考例のＬＥＤの実装パターンを示す図である。
【図６】図６は、発明例と参考例の輝度ムラと輝度との関係を示す表である。
【図７】図７は、輝度ムラの測定方法を説明する図である。
【図８】図８は、ＬＥＤの個数とパネルユニットの輝度ムラ、輝度の関係を示すグラフである。
【図９】図９は、パネルユニットの輝度とＬＥＤの駆動電流の関係を示すグラフである。
【図１０】図１０は、ＬＥＤモジュール間の温度の測定方法を説明する図である。
【図１１】図１１は、ＬＥＤの個数とパネルモジュールの輝度ムラ、温度の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態に係るエッジライト型パネルユニット１０について、図面を参照しながら詳細に説明を行なう。
【００１２】
エッジライト型パネルユニット１０は、図１及び図２に示すように、液晶パネル１２の背面に拡散シート１４、レンズシート１５と導光板１６を積層し、導光板１６の端縁に複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）３２を配置して構成される。
【００１３】
液晶パネル１２は、たとえば、偏光フィルム、ガラス基板、電極、配向膜、液晶セル、カラーフィルタから構成することができる。液晶パネル１２の周囲は、パネル固定フレーム２０とミドルフレーム２１によって保持されている。拡散シート１４は、ミドルフレーム２１に周縁が当接するよう配置され、レンズシート１５は、拡散シート１４の背面側に重なるように配置される。
【００１４】
導光板１６は、反射ドット印刷等が施されており、図２に示すように、背面側に反射シート１７が配置されている。導光板１６の端縁に配置されたＬＥＤ３２からの入射光は、導光板１６内で表面反射を繰り返して、面発光することで、レンズシート１５を介して拡散シート１４から出射し、液晶パネル１２の有効光とするものである。導光板１６としてアクリル板を採用することができる。
【００１５】
導光板１６は、前面が開口したシャーシ２２に収容され、後述するとおり、ＬＥＤ３２等と一体にシャーシ２２はパネル固定フレーム２０に嵌められる。
【００１６】
バックライトとなるＬＥＤ３２は、導光板１６の端縁に配置される。図３では、ＬＥＤ３２は、パネルユニット１０の左右短辺に配置しているが、長辺に配置することもできる。
【００１７】
ＬＥＤ３２は、図３、より詳細には図４に示すように、ＬＥＤチップ３４に蛍光体３６を塗布等し、電極ワイヤ３８をＬＥＤチップ３４の背面側に設けられた配線パターン３９と電気的に接続したＬＥＤモジュール３０を用いることができる。
【００１８】
ＬＥＤモジュール３０は、図３及び図４に示すように、杆状のＬＥＤバー４０に所定間隔で配置される。ＬＥＤバー４０は、導光板１６の短辺と略同じ長さであり、熱伝導にすぐれる材料から構成される。たとえば、ＬＥＤバー４０は、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、窒化アルミニウムを例示することができる。
【００１９】
ＬＥＤモジュール３０は、ＬＥＤバー４０の一方の面に配置され、他方の面には、放熱板５０と熱的に接触している。放熱板５０は、アルミニウム等を採用できる。図２乃至図４では、放熱板５０は略Ｌ字状であり、パネルユニット１０を前側から見たときに前後方向となる縦辺の内側にＬＥＤバー４０が配置され、内向きに後辺が延びている。
【００２０】
放熱板５０は、図２に示すように、ＬＥＤ３２が内向きとなって導光板１６の端縁を照射可能となるようシャーシ２２に装着される。より詳細には、放熱板５０は、縦辺がシャーシ２２の内側面と熱的に接触し、後辺がシャーシ２２の背面に熱的に接触するように配置される。シャーシ２２には、反射シート１７及び導光板１６が収容され、前述のパネル固定フレーム２０に嵌められる。
【００２１】
然して、ＬＥＤ３２に通電を行なうことで、ＬＥＤ３２からの光が、導光板１６、レンズシート１５及び拡散シート１４を介して液晶パネル１２を発光させる。
【００２２】
本発明では、ＬＥＤ３２は、ＬＥＤバー４０上に一列且つ１．１６個／ｃｍ〜２．３２個／ｃｍとなるように配置する。これにより、後述するとおり、高輝度且つ輝度ムラを生じさせることのないパネルユニット１０を提供することができる。
【００２３】
図５は、ＬＥＤ３２の実装パターンを示す図である。図中、パターン１乃至パターン３は発明例、パターン４乃至パターン６は比較のための参考例である。
【００２４】
各パターンにおけるＬＥＤ３２の配置は、図５及び図６に示すように、発明例であるパターン１は２．３２個／ｃｍ、パターン２は１．５５個／ｃｍ、パターン３は１．１６個／ｃｍ、比較例であるパターン４は０．５８個／ｃｍ、パターン５は０．３９個／ｃｍ、パターン６は０．２９個／ｃｍである。なお、ＬＥＤモジュール３０は１個あたり４ｍｍの長さ、ＬＥＤモジュール３０どうしは少なくとも０．３ｍｍの間隔を存して配置するものとする。
【００２５】
図６中、ＬＥＤモジュール３０の実装密度は、ＬＥＤバー４０の長さに占めるＬＥＤモジュール３０の占有長さの和をパーセント表示したものである。
【００２６】
上記パターン１〜パターン６について、ＬＥＤ３２に夫々通電を行ない、パネルユニット１０の輝度ムラと輝度を測定した。
【００２７】
輝度ムラは、図７に示すように、液晶パネル１２の表面にて測定したものであり、ＬＥＤ３２から垂直に１ｃｍ離れた位置（図中Ａ点とＣ点）と、隣り合うＬＥＤ３２どうしの中間位置から垂直に１ｃｍ離れた位置（図中Ｂ点）の輝度を測定し、輝度ムラＭをＢ点の輝度／Ａ点又はＣ点の輝度を算出したものである。結果を図６に示す。
【００２８】
図６及びその結果をプロットした図８を参照すると、発明例であるパターン１は、最もＬＥＤ３２の配置が密であるから輝度ムラが非常に小さいことがわかる。これに対して、パターン３についても、夫々の地点の輝度は小さくなっているが、輝度ムラはパターン１と略同じであり、輝度ムラは小さい。一方、参考例であるパターン４〜パターン６は、各地点の輝度が小さくなると共に、特に中間地点であるＢ点の輝度が小さくなっており、パターン１に比して輝度ムラが大きくなっていることがわかる。パターン１の輝度ムラを１００％としたときに、パターン４〜パターン６の輝度ムラは、９８％以下であった。
【００２９】
また、輝度（ｃｄ／ｍ２）は、図７に示すように、液晶パネル１２の中央点Ｄ（実施例では３２インチHigh  Definitionパネル）にて測定した。結果を図６に示す。
【００３０】
図６及びその結果をプロットした図８を参照すると、発明例であるパターン１に比して、何れのパターンも輝度は小さくなっている。しかしながら、ＬＥＤ３２の配置を疎とすることで、ＬＥＤ３２に大きな動作電流を流しても、発熱を抑えることができるので、図９に示すように、ＬＥＤ３２の輝度を高めることはできる（図９は白色表示時）。従って、パターン２及びパターン３については、輝度はパターン１に比して低下しているが、動作電流を高めることで、輝度の低下を抑えることができ、十分実用に耐えることができる。
【００３１】
次に、ＬＥＤ３２間の熱伝導について、ＬＥＤモジュール３０間の温度を測定した。温度は、図１０に示すように、発光しているＬＥＤから一定距離離れたＬＥＤの波長を測定し、ＬＥＤの実装密度と温度変化の関係を測定した。
【００３２】
結果を図１１に示す。図１１を参照すると、ＬＥＤ間の熱の影響を抑えるには、ＬＥＤ３２の実装密度は、２．３２個／ｃｍ以下とすることが好適であることがわかる。
【００３３】
上記各データから、最適なＬＥＤ３２の実装密度は、１．１６個／ｃｍ〜２．３２個／ｃｍであることが理解されるであろう。
【００３４】
本発明のエッジライト型パネルユニット１０は、ＬＥＤ３２の実装密度を最適化したことで、高輝度且つ省電力なパネルユニットを提供できる。また、パネルユニット１０の均一化、低コスト化も達成できる。また、省電力化が達成できることから、ＬＥＤ３２の冷却手段を簡易な構成とすることができるから、パネルユニット１０の薄型化や軽量化も達成できる。さらに、このエッジライト型パネルユニット１０を組み込んだ液晶表示装置は、高輝度且つ省電力であり、薄型化、軽量化を達成できるから、サイネージ用の液晶表示装置としても好適である。
【００３５】
上記説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或いは範囲を限縮するように解すべきではない。また、本発明の各部構成は、上記実施例に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。
【００３６】
たとえば、液晶パネル１２、拡散シート１４、レンズシート１５、導光板１６の構成や構造、ＬＥＤバー４０等の構成は、上記に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００３７】
１０  エッジライト型パネルユニット
１２  液晶パネル
１４  拡散シート
１５  レンズシート
１６  導光板
３２  ＬＥＤ
４０  ＬＥＤバー
５０  放熱板
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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