(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示面部の背後から光を照射する発光ダイオードが実装される基板と；
陰極パターンと陽極パターンとが一組となった給電パターンを複数並べて前記基板に形成された配線パターンと；
前記配線パターンに所望個数の発光ダイオードがマトリクス状に配置できるように、複数個の発光ダイオードを前記給電パターンの陰極パターンと陽極パターンとに並列接続可能とした発光ダイオード取り付け端子と；
前記基板と所定の間隔を保って前記表示面部の背面に配置され前記発光ダイオードの光を拡散させる拡散板と；
前記基板を収納すると共に拡散板を保持する筐体と；
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】
前記基板の前記発光ダイオードが取り付けられた部分以外を覆って配置されたシート状の反射板を備えたことを特徴とする請求項１記載のバックライトユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示面部を背後から照明するバックライトユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶画像が表示される表示面部の明るさが足りない場合には、背後からバックライトユニットにより照明して画像を鮮明に表示するようにしている。このバックライトユニット用の光源としては冷陰極蛍光ランプが使用されており、また、発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用するものも開発されている。
【０００３】
例えば、特公平７−６９５４２号公報に示される液晶表示装置では、バックライトユニット用の光源としてダイオード型のＬＥＤが用いられ、プリント基板に複数個のダイオード型ＬＥＤを実装してバックライトユニットを形成している。また、ダイオード型ＬＥＤの取付面は白色に印刷し、実装される部品名は抜き文字にしている。これにより、表示面部の照明効果を高めている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ダイオード型ＬＥＤが実装されるプリント基板には、実装される部品名が予め抜き文字で印刷されており、実装されるダイオード型ＬＥＤの個数は予め決められている。従って、表示面部が異なる場合には、その表示面部が要求する照明の明るさに応じたプリント基板を用意する必要がある。このように、表示面部に応じて、複数種類の基板を用意する必要があり基板の標準化が図れないものであった。
【０００５】
本発明の目的は、表示面部に実装する発光ダイオードの個数が変化した場合でも発光ダイオードを実装する基板を共通化できるバックライトユニットを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係るバックライトユニットは、表示面部の背後から光を照射する発光ダイオードが実装される基板と；陰極パターンと陽極パターンとが一組となった給電パターンを複数並べて前記基板に形成された配線パターンと；前記配線パターンに所望個数の発光ダイオードがマトリクス状に配置できるように、複数個の発光ダイオードを前記給電パターンの陰極パターンと陽極パターンとに並列接続可能とした発光ダイオード取り付け端子と；前記基板と所定の間隔を保って前記表示面部の背面に配置され前記発光ダイオードの光を拡散させる拡散板と；前記基板を収納すると共に拡散板を保持する筐体と；を備えたことを特徴とする。
【０００７】
本発明および以下の発明において、特に指定しない限り用語の定義および技術的意味は以下による。
【０００８】
表示面部は、例えば液晶表示素子（ＬＣＤ）で形成される。表示面部には画像が形成され、発光ダイオードからの光により画像を鮮明に表示する。発光ダイオード（ＬＥＤ）は白色のもの、もしくは表示面部の特性に応じて、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のものを組み合わせて表示面部を適切に照明する。
【０００９】
基板は、リジット基板もしくはＦＰＣ(flexibile printed circuit)のいずれでも良い。ＦＰＣを使用した場合は薄型化や屈曲配線が可能になる。また基板の表面には配線パターンが形成され基板に実装される発光ダイオードに点灯電力を供給する。
【００１０】
配線パターンは、基板の縦方向に陰極と陽極とを１組にした２本のパターンからなる給電パターンを形成し、給電パターンの２本のパターン間に複数個の発光ダイオード取り付け端子を有する。このような複数の給電パターンを基板の横方向に形成して配線パターンを形成する。
【００１１】
これにより、発光ダイオード取り付け端子は基板にマトリクス状に配置される。従って、基板の表面に均一に発光ダイオードが配置されるように所望個数の発光ダイオードをその取り付け端子に接続することが可能となる。すなわち、それぞれ給電パターンの２本のパターンの取り付け端子間に間隔を保って複数個の発光ダイオードを並列に接続し、基板全体として発光ダイオードの配置位置が均一となるように上下左右対称になるように配置する。
【００１２】
拡散板は基板と所定の間隔を保って表示面部の背面に配置される。拡散板は、発光ダイオードからの光を拡散して表示面部に均等に光が照射されるようにするものであり、ガラス板または樹脂板で形成される。基板に配置される発光ダイオードの個数が少ないときは基板との間を大きくし、一方、基板に配置される発光ダイオードの個数が多いときは基板との間を小さくして、薄型を図り表示面部の均斉度を所定の均斉度に保つ。
【００１３】
筐体は、基板を収納すると共に拡散板を保持する。基板は筐体に収納される。拡散板は、筐体の内部側面に設けられた係止部または筐体の内部側面に配置されるスペーサにより保持され、基板と所定の間隔を保つ。また、筐体は拡散板の前面に配置される表示面部も保持する。
【００１４】
本発明によれば、所望個数の発光ダイオードが基板表面に均一に接続配置できるように、基板の配線パターンを形成しているので、基板に実装する発光ダイオードの個数を任意に選択できる。これにより、表示面部が要求する照明の明るさに応じて、複数種類の基板を用意する必要がなくなり基板の標準化が図れる。
【００１５】
請求項２の発明に係るバックライトユニットは、請求項１の発明において、前記基板の前記発光ダイオードが取り付けられた部分以外を覆って配置された反射板を備えたことを特徴とする。
【００１６】
本発明は、反射板としてシート状の反射板を使用するようにしたものである。すなわち、シート状の反射板は基板の発光ダイオードが取り付けられた部分以外を覆って配置される。発光ダイオードからのほとんどの光は直接的に拡散板に照射されるが、一部の光は拡散板の方向以外に照射され反射される。そこで、基板の発光ダイオードが取り付けられた部分を切り欠いたシート状の反射板を基板に配置し、発光ダイオードからの直射光や拡散板での反射光を反射する。反射板は照度の高い色、例えば白色で形成される。これにより、表示面部での均斉度を向上させる。
【００１７】
本発明によれば、基板の発光ダイオードが取り付けられた部分を切り欠いたシート状の反射板を基板に配置するので、表示面部の照明効果を向上させることができ、また均斉度を向上させることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施の形態に係るバックライトユニットの説明図であり、図１（ａ）は側面図、図１（ｂ）は基板の平面図である。図１（ａ）に示すように、筐体１１の内部に基板１２が収納されている。基板１２には発光ダイオード１３が実装されており、この発光ダイオード１３の光は拡散板１４で拡散され図示省略の表示面部を背部から照射する。筐体の内部側面には係止部１５が設けられており、基板１２および拡散板１４は、この係止部１５で保持されている。拡散板１４は、発光ダイオード１３からの光を拡散して表示面部に均等に光が照射されるようにするものであり、ガラス板または樹脂板で形成される。なお、図１（ａ）では係止部１５により基板１２や拡散板１４を保持するようにしているが、係止部１５に代えてスペーサを挿入し、そのスペーサにより保持するようにしても良い。
【００１９】
次に、図１（ｂ）に示すように、基板１２の表面には配線パターンが形成されている。この配線パターンは、陰極パターン１６ａと陽極パターン１６ｂとからなり、陰極パターン１６ａと陽極パターン１６ｂとが１組になって一つの給電パターン１７を形成し、複数の給電パターン１７が基板１２の縦方向に形成されている。そして、一つの給電パターン１７には複数個の発光ダイオード１３を並列に接続可能となっている。すなわち、給電パターン１７には２本のパターン間に複数個の発光ダイオード取り付け端子２０が設けられ、発光ダイオード１３はこれら取り付け端子間に接続される。図１（ｂ）では例えば１１個の発光ダイオード１３を並列に接続できる場合を示している。また、これら給電パターン１７の陰極パターン１６ａおよび陽極パターン１６ｂは基板１２の端部で集端されて電源端子を形成し電源に接続される。
【００２０】
発光ダイオード１３は、一つの給電パターンの陰極パターン１６ａと陽極パターン１６ｂとの取り付け端子２０間に跨って接続される。これにより、所望の個数の発光ダイオード１３を並列に接続可能となる。複数個の発光ダイオード１３を接続するにあたっては、基板１２全体として発光ダイオード１３の配置位置が均一となるように上下左右対称になるように配置する。
【００２１】
このように配線パターンは、一つの給電パターンの陰極パターン１６ａと陽極パターン１６ｂとの取り付け端子２０間に搭載できるようになっており、これにより、複数個の発光ダイオード１３が搭載できるようになっている。
【００２２】
図２は、基板１２に４５個の発光ダイオード１３を配置した場合の基板１２の平面図である。なお、図２では電源端子の図示を省略している。図２に示すように、基板１２には縦方向に１９組の給電パターン１７が形成されており、給電パターン１７の一つおきに、発光ダイオード１３を接続したものを示している。一つの給電パターン１７には５個の発光ダイオード１３が接続され、４５個の発光ダイオード１３は基板全体として均一に接続配置されている。
【００２３】
図３は、図２に示した４５個の発光ダイオード１３を配置した基板１２の筐体１１への配置位置の説明図であり、図３（ａ）は取り付け過程の説明図、図３（ｂ）は基板１２に反射板１８を装着し反射板１８を配置した状態における図３（ａ）のＡ−Ａ線での断面図である。
【００２４】
図３（ａ）に示すように、４５個の発光ダイオード１３が実装された基板１２の表面は、反射板１８で覆われる。反射板１８はシート状に形成され、基板１２の発光ダイオード１３の取付部分に切り欠き孔１９が設けられている。反射板１８が基板１２に取り付けられる際には、発光ダイオード１３はこの切り欠き孔１９を貫通する。従って、反射板１８は基板１２の発光ダイオード１３の取付部分以外を覆って配置される。そして、反射板１８と一定の間隔を保って拡散板１４が配置され、さらに図示省略の表示面部が配置される。
【００２５】
図３（ｂ）に示すように、反射板１８が基板１２に取り付けられる際には、基板１２の発光ダイオード１３は反射板１８の切り欠き孔１９を貫通する。反射板１８の切り欠き孔１９の部分はテーパー状に形成されており、発光ダイオード１３からの斜め横方向の出射光を反射できるようにしている。
【００２６】
発光ダイオード１３からのほとんどの光は直接的に拡散板１４に照射されるが、一部の光は拡散板の方向以外に照射され反射される。この実施の形態では、発光ダイオードの光の出射角度は広角の１１０°程度のものを用いている。広角の出射角度を持つ発光ダイオード１３を用いるのは表示面部での均斉度を向上させるためである。そこで、反射板１８の切り欠き孔１９の部分をテーパー状に形成し斜め横方向の出射光を反射させる。また、反射板１８は拡散板１４等での反射光を反射する。
【００２７】
拡散板１４は基板１２と所定の間隔ｄを保って表示面部の背面に配置されており、この所定の間隔ｄは５〜２０ｎｍ程度とする。基板１２に配置される発光ダイオード１３の個数が少ないときは基板１２との間を大きくし、一方、基板１２に配置される発光ダイオード１３の個数が多いときは基板１２との間を小さくして、表示面部の均斉度を所定の均斉度に保つ。なお、透明樹脂の発光ダイオードの場合には、反射板１８と拡散板１４との間隔は０とすることも可能である。
【００２８】
これにより、基板１２は発光ダイオード１３の取付部分以外は反射板１８で覆われることになるので、発光ダイオード１３からの直射光や拡散板１４等での反射光を反射し、表示面部での均斉度を向上させる。反射板１８は照度の高い色、例えば白色で形成される。
【００２９】
次に、図４は、基板１２に１５個の発光ダイオード１３を配置した場合の基板１２の平面図である。なお、図４では電源端子の図示を省略している。図４に示すように、基板１２には縦方向に１９組の給電パターン１７が形成されており、給電パターン１７の二つおきに、発光ダイオード１３を接続したものを示している。一つの給電パターン１７には３個の発光ダイオード１３が接続され、１５個の発光ダイオード１３は基板全体として均一に接続配置されている。
【００３０】
この場合には、反射板１８の切り欠き孔１９は発光ダイオード１３の個数と同じ１５個となり、また、反射板１８と拡散板１４との間隔は図２に示した場合よりも大きくする。これにより表示面部の均斉度を所定の均斉度に保つ。
【００３１】
このように、基板１２を共用化可能としたことに伴い、反射板１８は基板１２に実装される発光ダイオードの個数および位置により固有の反射板１８となるが、基板１２を個別に製作することと比較すると反射板１８を個別に製作することは容易である。
【００３２】
以上の説明では、白色の発光ダイオードを設置する場合について説明したが、Ｒ、Ｇ、Ｂの各単色の発光ダイオード、ＲＧＢ一体型の発光ダイオードを設けるようにしても良い。例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂの各単色の発光ダイオードを設ける場合には、これらＲ、Ｇ、Ｂの発光ダイオードを近接して接続する。そして、それぞれの照度を制御することも可能である。例えば、表示面部の特性により白色の発光ダイオードではＲが弱いときには、Ｒの発光ダイオードの印加電圧を高くしてＲを強くする。また、２個のＲの発光ダイオードを設け照度を強くすることも可能である。これにより、表示面部での視認性の向上が図れ、色再現性効率を向上させることができる。
【００３３】
以上述べたように、本発明の実施の形態によれば、表示面部の特性に応じて必要とされる明るさを共通の基板１２を用いて対応できるので製作コストが軽減する。また、シート状の反射板１８にて発光ダイオードの取付部分以外を覆うので発光ダイオードから出射した光を適正に拡散板１４に入射でき、表示面部の均斉度が向上する。
【００３４】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１の発明によれば、所望個数の発光ダイオードが基板表面に均一に接続配置できるように基板の配線パターンを形成しているので、基板に実装する発光ダイオードの個数を任意に選択できる。これにより、表示面部が要求する照明の明るさに応じて、複数種類の基板を用意する必要がなくなり基板の標準化が図れコストが軽減する。
【００３５】
請求項２の発明によれば、基板の発光ダイオードが取り付けられた部分を切り欠いたシート状の反射板を基板に配置するので、表示面部の照明効果を向上させることができ、また均斉度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るバックライトユニットの説明図。
【図２】本発明の実施の形態における基板に４５個の発光ダイオードを配置した場合の基板の平面図。
【図３】図２に示した４５個の発光ダイオードを配置した基板の筐体への配置位置の説明図。
【図４】本発明の実施の形態における基板に１５個の発光ダイオードを配置した場合の基板の平面図。
【符号の説明】
１１…筐体、１２…基板、１３…発光ダイオード、１４…拡散板、１５…係止部、１６ａ…陰極場ターン、１６ｂ…陽極パターン、１７…給電パターン、１８…反射板、１９…切り欠き孔、２０…取り付け端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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