JP2007142256A - Ｌｅｄ基板、ｌｅｄバックライト装置、及び画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤから発せられた光を有効利用するために、別途反射板を設ける必要がなく且つＬＥＤから発生する熱を効率良く拡散させることが可能なＬＥＤ基板を提供する。
【解決手段】ＬＥＤ基板１１には、複数のＬＥＤ１２を配設し、ＬＥＤ基板１１におけるＬＥＤ１２の発光側の面である基板表面に、ＬＥＤ１２から発光された光を反射するための反射面１３を、導電材料により形成し、ＬＥＤ１２の端子をその導電材料に電気的に接続する。例えば、反射面１３は、基板表面に形成した銅箔パターン上に、光を反射する材料でメッキを施して形成し、ＬＥＤ１２の端子をスルーホールに嵌挿して半田付けし、基板裏面にある銅箔パターンにより端子に対して電流を供給すると共に、端子を基板表面の銅箔パターンに電気的に接続する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤ基板、ＬＥＤバックライト装置、及び画像表示装置に関し、より具体的には、液晶パネル等の光変調素子を照明する素子としてＬＥＤ（発光ダイオード）を使用したＬＥＤ基板、その基板を用いたＬＥＤバックライト装置、及び、そのＬＥＤバックライト装置を備え画像表示を行う画像表示装置に関する。

液晶パネルなどの光変調素子を背面から照明するバックライトとして、ＬＥＤバックライトが注目されている。ＬＥＤバックライトには、白色ＬＥＤを配列して白色光の照明光を発光する構成のものや、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３色のＬＥＤを配列し、これらの３色の光を混色して白色光とする構成のもの等がある。ここで、白色ＬＥＤには、短波長ＬＥＤチップにＲＧＢ蛍光体を組み合わせて白色を得る方式や、青色ＬＥＤチップに黄色の蛍光体を組み合わせて白色を得る方式、或いはＲＧＢの３色のＬＥＤチップの混光として白色を得る方式、補色となる２色のＬＥＤチップの混光として白色を得る方式等が採用できる。

このような、ＬＥＤを利用したバックライトは、従来一般的な冷陰極管（ＣＣＦＬ）等の蛍光管を利用したバックライトに比較して、いくつかの特徴的な利点が得られている。例えば、従来バックライトとして使用されていた蛍光管は、点灯するときに高い電圧を必要とし、また、蛍光管の点灯・消灯を煩雑に繰り返すとその寿命が短くなる、という課題を有していた。また、蛍光管は、通常ガラス材によって形成されているため、バックライト光源として形状の自由度に制限がある、という課題もあった。

これに対して、ＬＥＤを使用したバックライトは、蛍光管に比して低電圧で駆動することができ、また、消費電力が少なく、寿命が長い等の優位な性能を備えている。また、３色でなるＬＥＤを使用したバックライトでは、光の３原色に近い波長から白色光を得るため、従来の冷陰極管に比べて色の自由度が高まるという特徴がある。特に色再現性を大幅に拡大することが可能で、ＮＴＳＣ規格比で１００％を超える色再現性を実現したり、白色点（白の色味）を自由に調整したりすることができるようになる。

ＬＥＤバックライトには、例えば、液晶パネルの背面側に導光板を配置し、その導光板の端部に複数のＬＥＤをアレイ状に配列した導光板方式（エッジライト型）のものがある。この場合、ＬＥＤアレイから発光した照明光は、導光板を介して液晶パネルを照明する。また、導光板と液晶パネルとの間には、照明光に配光特性や輝度分特性を与えるために、拡散板やプリズムシート等の光学シート類が適宜配設される。

特許文献１には、コストを抑えて、均一で高輝度な発光面を実現し、薄型化や低消費電力を可能にすることを目的としたエッジライト型の照明装置が開示されている。この照明装置においては、プリント回路基板の上面に導光板が載置され、プリント回路基板上の導光板が載置されたのと同一面に、導光板の入射端面と対向する位置にＬＥＤが実装される。また、プリント回路基板には、導光板の底面からＬＥＤの実装部分にかけての領域において、反射板の代わりをなす銅箔反射パターンが形成される。ＬＥＤから直接導光板へ進む光は、導光板の入射端面より進行し、導光板の上面方向へ出射される。ＬＥＤからプリント回路基板の方向へ進む光は、プリント回路基板上の銅箔反射パターンにより反射し、導光板に入射される。

上述のような導光板方式に対して、液晶パネルの背面側の直下にＬＥＤを配列する直下型のＬＥＤバックライトも提供されている。直下型のＬＥＤバックライトにおいても、ＬＥＤと液晶パネルの間には上述のような光学シート類が適宜配設される。直下型のＬＥＤバックライトは、導光板方式に比して光利用効率が高く、また軽量化が可能であるなどの長所がある。光利用効率に関し、導光板方式のＬＥＤバックライトでは、その光利用効率は例えば約５０％程度であるのに対して、直下型のＬＥＤバックライトでは、光利用効率は例えば約７５％と高くなる。

一般に、液晶パネルを用いた表示装置では高レベルの画面輝度が求められる。例えば、液晶テレビジョン装置では、画面の輝度レベルは少なくとも４５０ｃｄ／ｍ²が要求される。このような要求を満足するためには、基本的には光利用効率の高い直下型のＬＥＤバックライトが有利であるものといえる。

エッジライト型、直下型に限らず、ＬＥＤバックライトにおいては、ＬＥＤを配設する基板の上に反射板を別途設け、ＬＥＤから発せられる光を有効利用することがなされている。図８は、従来の直下型のＬＥＤバックライト装置を示す概略断面図である。

図８で示すように、ＬＥＤ１０２は、発光部１１０の下部に付いた足（端子）１１１ａ，１１１ｂが基板１０１上に差し込まれて半田付けされてなる。そして、直下型のＬＥＤバックライトにおいては、図８に示すように、基板１０１と液晶パネル等の被照明体１０４との間に、ＬＥＤ１０２の発光部１１０に対応する部分を開口してなる反射板１０３を設けている。直下型では、このようなＬＥＤ１０２が基板１０１上に例えばマトリックス状に配置される。また、エッジライト型のＬＥＤバックライトであっても、反射板を設ける場合にはＬＥＤ基板としては図８に示したような断面をもつこととなり（但し、導光板を図示していないだけでなく被照明体１０４との位置関係が異なる）、直下型に比してＬＥＤ１０２の配列が一列又は数列となるだけである。

反射板を別途設けない例として、特許文献２には、ＬＥＤを実装した発光素子ユニットの表面全体のＬＥＤを除く部分に光学的反射特性を有する被覆体を被覆する技術が開示されている。また、特許文献３には、プリント基板上に実装したＬＥＤの光を反射させる目的でプリント基板のＬＥＤ実装部に白色塗装を施す技術が開示されている。
特開２００４−９５４２２号公報 特開２００５−１２３１０３号公報 実開平１−１５２４０５号公報

上述のごとく、直下型においてもエッジライト型においても、ＬＥＤは支持基板上に面状に実装されるが、ＬＥＤの付いている表側は光を有効に使うため反射する部材を設ける必要がある。しかしながら、従来、ＬＥＤ基板とは別に反射板を基板と被照明体（液晶等）との間に入れて、ＬＥＤの光を基板が吸収しないで被照明体側に到達するようにしていた。従って、従来の反射板を別途設ける構成では、反射板が少なくとも１枚必要であり、また、それを取り付ける工数が必要となる。

さらに、ＬＥＤ、特に白色ＬＥＤは、直流順電圧が大きいため、ＬＥＤに電流を流して輝度を高くすると、消費電力が大幅に増大し、発熱の元となる。

しかしながら、特許文献１に記載の銅箔反射パターンは、ＬＥＤからプリント回路基板の方向へ進む光を反射して導光板に入射させるものであり、発熱に関しては全く考慮されていない。特許文献２及び３に記載の技術においても、ＬＥＤによる発熱の対策は全く考慮されていない。

本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたものであり、ＬＥＤから発せられた光を有効利用するために、別途反射板を設ける必要がなく且つＬＥＤから発生する熱を効率良く拡散させることが可能なＬＥＤ基板、その基板を用いたＬＥＤバックライト装置、及び、そのＬＥＤバックライト装置を備えた画像表示装置を提供することをその目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、複数のＬＥＤを配設したＬＥＤ基板であって、当該ＬＥＤ基板における前記ＬＥＤの発光側の面である基板表面に、前記ＬＥＤから発光された光を反射するための反射面を、導電材料により形成し、前記ＬＥＤの端子を前記導電材料に電気的に接続したことを特徴としたものである。

第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記反射面は、前記基板表面に銅箔パターンを形成してなることを特徴としたものである。

第３の技術手段は、第１の技術手段において、前記反射面は、前記基板表面に銅箔パターンを形成し、該銅箔パターン上に光を反射する材料でメッキを施して形成されることを特徴としたものである。

第４の技術手段は、第２又は第３の技術手段において、当該ＬＥＤ基板は、前記ＬＥＤの配設位置に前記ＬＥＤの端子を嵌挿するための導電性の貫通孔を有し、前記端子を前記貫通孔に嵌挿して半田付けし、前記基板表面の反対の面である基板裏面にある銅箔パターンにより前記端子に対して電流を供給すると共に、前記端子を前記基板表面の銅箔パターンに電気的に接続することを特徴としたものである。

第５の技術手段は、第２乃至第４のいずれかの技術手段において、前記基板表面の銅箔パターンは、前記ＬＥＤの端子個々に対して分離されたパターンとして形成されることを特徴としたものである。

第６の技術手段は、第５の技術手段において、前記ＬＥＤ個々の発光輝度の大きさに応じて、前記基板表面の銅箔パターンの面積及び／又は厚みを大きく形成したことを特徴としたものである。

第７の技術手段は、第２乃至第４のいずれかの技術手段において、前記基板表面の銅箔パターンは、前記ＬＥＤの端子のうち前記基板裏面の銅箔パターンにより電気的に接続された端子毎に、分離したパターンとして形成されることを特徴としたものである。

第８の技術手段は、第５又は第７の技術手段において、前記基板表面の銅箔パターンの面積及び／又は厚みは、所定の辺からその対辺に向かうにつれて大きく形成したことを特徴としたものである。

第９の技術手段は、第５又は第７の技術手段において、前記基板表面の銅箔パターンの面積及び／又は厚みは、当該ＬＥＤ基板を実際の使用形態で設置した際に、周囲温度の高い方向に徐々に大きく形成したことを特徴としたものである。

第１０の技術手段は、第１乃至第９のいずれかの技術手段におけるＬＥＤ基板を備え、該ＬＥＤ基板から発光された光により被照明体を背面から照明する直下型のＬＥＤバックライト装置である。

第１１の技術手段は、第１乃至第９のいずれかの技術手段におけるＬＥＤ基板と、該ＬＥＤ基板から発光された光を、端面から入射させ、出射した光により被照明体を背後から照明するための導光板とを備えたエッジライト型のＬＥＤバックライト装置である。

第１２の技術手段は、複数のＬＥＤを配設したＬＥＤ基板を備え、該ＬＥＤ基板から発光された光により被照明体を背面から照明する直下型のＬＥＤバックライト装置であって、前記ＬＥＤ基板は、前記ＬＥＤの発光側の面である基板表面に、放熱用として銅箔パターンを形成し、当該ＬＥＤバックライト装置は、前記ＬＥＤ基板と前記被照明体との間に、前記ＬＥＤの発光部分に対応する部分を開口してなる反射板を配設したことを特徴としたものである。

第１３の技術手段は、第１０乃至第１２のいずれかの技術手段におけるＬＥＤバックライト装置と、該ＬＥＤバックライト装置により照明される液晶パネルとを備えた画像表示装置である。

本発明によれば、ＬＥＤから発せられた光を有効利用するために、別途反射板を設ける必要がなく且つＬＥＤから発生する熱を効率良く拡散させることが可能となる。

図１は、本発明の一実施形態に係るＬＥＤ基板を備えた直下型のＬＥＤバックライト装置の構成例を説明するための図で、図１（Ａ）は断面図、図１（Ｂ）は平面図である。図１において、１０はＬＥＤバックライト装置、１１はＬＥＤ基板（ＬＥＤ支持基板、又はＬＥＤ実装基板ともいう）、１２はＬＥＤ、１３は反射面、１４は拡散板、１５は他の光学シート、１６はＬＥＤバックライト装置の筐体、１７は液晶パネルである。

図１で例示するＬＥＤバックライト装置１０は、ＬＥＤ１２から発光された光により被照明体を背面から照明するようにしたフルＬＥＤバックライト装置であり、図１では液晶パネル１７も併せて図示している。ＬＥＤバックライト装置１０の筐体１６の底面側には、本発明に係るＬＥＤ基板１１が配設される。

そして、ＬＥＤ基板１１上に複数のＬＥＤ１２がマトリックス状に配設され、後述するように、さらに反射面１３が形成されている。マトリックス状のＬＥＤ１２は、例えば、複数のＬＥＤ１２を基板上にアレイ状に配設してなるユニットを、さらに複数並べて構成することができる。また、個々のＬＥＤ１２は、ＬＥＤ基板１１に貫通孔を開けて、その貫通孔に端子を貫通させて配設するなどすればよい。

また、本発明では、ＬＥＤ１２の配列や数については基本的に何ら限定されるものではなく、複数のＬＥＤ１２が液晶パネル１７等の被照明体の背面側に配置された構成を備えていればよい。例えば、図示したように、所定の横方向間隔及び所定の縦方向間隔をもつ格子の格子点上に複数のＬＥＤ１２を配列させてもよい。ここで、横方向間隔と縦方向間隔とは同じであってもよく、また、縦列と横列のＬＥＤ１２が交互にずれて並ぶいわゆる千鳥状の配列で構成してもよい。勿論、ＬＥＤ１２は、マトリックス状に配設されなくてもよい。また、本発明では、ＬＥＤ１２として、上述したようなシングルチップ方式やマルチチップ方式の白色ＬＥＤを使用してもよく、また、ＲＧＢの３色のＬＥＤを配設してもよく、特に使用するＬＥＤを限定するものではない。

また、ＬＥＤ１２を点灯制御するためのＬＥＤ点灯回路，調光制御部，ＬＥＤ点灯回路等からなる図示しない各種電気回路部品は、通常、ＬＥＤバックライト装置１０の背面にまとめて配置されるが、特にその詳細な位置関係については限定されない。

本発明に係るＬＥＤ基板１１には反射面１３を形成している。反射面１３は、ＬＥＤ基板１１におけるＬＥＤ１２の発光側の面である基板表面に形成した、ＬＥＤ１２から発光された光を反射するための面である。本発明では、この反射面１３を、導電材料により、例えば塗布やプリントによって形成する。ここで、実際に反射面１３を形成する位置は、基板表面のうち少なくともＬＥＤ１２（或いはＬＥＤ１２の端子）が配設されていない位置を指す。また、反射面１３は、後述するが、金属メッキで形成することが好ましい。

ＬＥＤ１２から発せられた光は、反射面１３によって一部反射されながら、拡散板１４により拡散され、さらに他の光学シート類１５で所定の作用を受けて液晶パネル１７を背面側から照明する。他の光学シート類１５としては、例えば、プリズムシート等の光学シートが適宜用いられる。液晶パネル１７は、入力する映像信号に応じて各画素の液晶の配向が制御され、ＬＥＤ１２から発光した照明光を変調する。これにより液晶パネル１７上に映像信号に応じた映像が表示される。

そして、本発明では、ＬＥＤ１２の端子をその導電材料に電気的に接続することを主たる特徴とする。ＬＥＤ１２の端子とは、ＬＥＤ１２の発光部から出た電流供給用（電力供給用）の２本の足である。

このように、本発明に係るＬＥＤ基板１１には、複数のＬＥＤ１２を配設し、ＬＥＤ基板１１におけるＬＥＤ１２の発光側の面である基板表面に、ＬＥＤ１２から発光された光を反射するための反射面１３を、導電材料により形成し、ＬＥＤ１２の端子をその導電材料に電気的に接続する。

このように基板表面に形成した導電材料は、ＬＥＤ１２の足に電気的に接続されているが、その電流供給側とは独立した導電体であるとみなせるので、消費電力がないだけでなく、ＬＥＤ１２から発せられる熱を放射するための放熱板として機能することとなる。

図２は、図１のＬＥＤバックライト装置におけるＬＥＤ基板の一例を示す図で、図２（Ａ）は平面図、図２（Ｂ）は断面図である。また、図３は、図２（Ｂ）のＬＥＤ基板を詳細に説明するための断面図である。図２及び図３において、１１はＬＥＤ基板、１２はＬＥＤ、１３ａ，１３ｂはメッキ、１７は液晶パネル、２０はＬＥＤ１２の発光部、２１ａ，２１ｂはＬＥＤ端子（ＬＥＤ１２の足）、３１はＬＥＤ基板本体、３２ａ，３２ｂは電力供給用銅箔パターン、３３ａ，３３ｂは銅箔パターン（放熱及び反射用の銅箔パターン）、３４ａ，３４ｂはスルーホール用銅箔、３５ａ，３５ｂはスルーホール、３６ａ，３６ｂは半田部である。

本発明において、反射面１３は、基板表面に銅箔パターン３３ａ，３３ｂを形成してなるようにしてもよい。この銅箔パターン３３ａ，３３ｂのみで上述の反射面１３を形成してもよいし、この銅箔パターン３３ａ，３３ｂに光反射率を高める処理、例えば銀色系の塗料を塗布する処理を施してもよい。このような形態では、銅箔パターン３３ａ，３３ｂだけで光反射機能と放熱機能を受け持つこととなる。

本発明では、その光反射機能及び放熱機能をさらに向上させるために、銅箔パターン３３ａ，３３ｂ上に金属メッキ１３ａ，１３ｂを施す形態を採用するとよい。この金属メッキ１３ａ，１３ｂは、光を反射する材料でなされ、特に、銀色系の反射し易い材料で施すことが好ましい。また、金属メッキは、絶縁材の塗料に比べて放熱効率も高いので有用である。従って、その金属メッキを剥き出しにしておくことが好ましい。

このように、この実施形態に係るＬＥＤ基板１１は、ＬＥＤ１２の隙間に、銅箔パターン３３ａ，３３ｂ上にメッキ１３ａ，１３ｂが施される。そして、メッキ１３ａ，１３ｂが施された側に、ＬＥＤ１２の発光部２０が位置することとなる。すなわち、ＬＥＤ１２の発光部２０を実装する表面側（ＬＥＤ側）に銅箔パターン３３ａ，３３ｂを設け、その銅箔（銅面）に銀色系の反射し易い物質でメッキ１３ａ，１３ｂを施すこととなる。

この実施形態の構成例を詳細に説明すると、ＬＥＤ基板１１は、ＬＥＤ基板本体３１にスルーホール３５ａ，３５ｂが形成されている。スルーホール３５ａ，３５ｂは、ＬＥＤ１２の配設位置にＬＥＤ端子２１ａ，２１ｂを嵌挿するための導電性の貫通孔である。従って、スルーホール３５ａ，３５ｂには、それぞれ銅箔３４ａ，３４ｂが施されている。

ＬＥＤ基板本体３１の基板裏面には、電流供給用（電力供給用）の銅箔パターン３２ａ，３２ｂが、それぞれ端子２１ａ，２１ｂに電気的に接続するために、電気的に独立してプリンティングされている。放熱用銅箔パターン３３ａ，３３ｂは、それぞれが電気的に独立してＬＥＤ基板本体３１にプリンティングされている。このように、基板表面の銅箔パターン３３ａ，３３ｂは、ＬＥＤ端子２１ａ，２１ｂの個々に対して分離されたパターンとして形成される。

スルーホール３５ａ（３５ｂ）は、銅箔３４ａ（３４ｂ）によって、電流供給用銅箔パターン３２ａ（３２ｂ）と放熱用銅箔パターン３３ａ（３３ｂ）とを電気的に接続してなる。従って、ＬＥＤ基板１１として用いる基板は両面基板となる。そして、ＬＥＤ１２の発光部２０から伸びた端子２１ａ，２１ｂを、それぞれスルーホール３５ａ，３５ｂに嵌挿し、半田付けして半田部３６ａ，３６ｂが形成され、ＬＥＤ１２がＬＥＤ基板１１に固定される。

このような構成により、銅箔パターン３２ａ，３２ｂは、それぞれＬＥＤ端子２１ａ，２１ｂを介して発光部２０へ電力を供給する。その一方で、電力供給により発光部２０で発光された光はメッキ１３ａ，１３ｂで反射し、直接発光部２０から発光された光と併せて、液晶パネル１７へ入射される。

さらに、発光部２０で放射された熱は、ＬＥＤ端子２１ａ，２１ｂ並びに空間を介して、銅箔パターン３３ａ，３３ｂ及びメッキ１３ａ，１３ｂに伝達する。ここで伝達された熱は、広面積のメッキ１３ａ，１３ｂ、すなわちＬＥＤ基板１１上に誘導され、そこから空間に放熱される。なお、銅箔パターン３２ａ，３２ｂ側にも同様に熱が伝達され、その熱が放熱されるが、その量は表面側より少なくなる。勿論、裏面側銅箔パターン３２ａ，３２ｂも極力広くとることにより放熱効果を合わせ持たせることも可能である。

このように、反射面１３は、基板表面に形成した銅箔パターン３３ａ，３３ｂ上に、光を反射する材料でメッキ１３ａ，１３ｂを施して形成し、ＬＥＤ１２の端子２１ａ，２１ｂをスルーホール３５ａ，３５ｂに嵌挿して半田付けし、基板裏面にある銅箔パターン３２ａ，３２ｂにより端子２１ａ，２１ｂに対して電流を供給すると共に、端子２１ａ，２１ｂを基板表面の銅箔パターン３３ａ，３３ｂに電気的に接続する。

以上、基板裏面の電力供給パターン側では広い銅箔パターン３２ａ，３２ｂを設置できないのに対し、本発明では、基板表面側ではほぼ全面を銅箔パターン３３ａ，３３ｂ（及びメッキ１３ａ，１３ｂ）とすることができるので、放熱効率は２倍以上に向上することとなる。また、基板表面側の方が基板裏面に比べ、放熱空間容量が大きいので、本発明を適用することで放熱空間容量が大幅に増大し、放熱効率がより向上する。

このように、本発明によれば、別途反射板のような部品を追加する必要がなく、元々あるＬＥＤ実装用の基板を利用することにより、コストを削減し、反射の機能と放熱の機能とを実現することができる。

また、本発明の他の実施形態に係るＬＥＤ基板及びＬＥＤバックライト装置として、ＬＥＤ１２個々の発光輝度の大きさに応じて、基板表面の銅箔パターン３３ａ，３３ｂ及びメッキ１３ａ，１３ｂの面積及び／又は厚みを大きく形成するようにしてもよい。反射面の厚みや面積は、反射量だけでなく放熱量にも影響を与えるので、本実施形態によれば、発光輝度が高いＬＥＤ１２ほど放熱量を大きくすることができる。

図４は、本発明の他の実施形態に係るＬＥＤ基板を備えた直下型のＬＥＤバックライト装置の構成例を説明するための図である。本発明の他の実施形態に係るＬＥＤ基板及びＬＥＤバックライト装置として、基板表面の銅箔パターン３３ａ，３３ｂ（及びメッキ１３ａ，１３ｂ）の面積及び／又は厚みは、所定の辺からその対辺に向かうにつれて大きく形成するようにしてもよい。

図４では、反射面１３_１，１３_２，１３_３，１３_４，１３_５のように、設置の際に上となるほどその面積を大きくした例を示している。例えば、テレビセットにＬＥＤバックライト装置１０を実装する場合、放熱された熱流は上部方向（又は、放熱孔のある向き）に近くなるにつれて高くなるので、例えば上部方向に徐々にパターン面積を大きくする。また、上部方向だけでなく、筐体において放熱孔のある向きに近づく或いは遠ざかるに連れて、面積や厚みを大きくしてもよい。

実際、例えばこのＬＥＤ基板を備えた薄型テレビを一般的な垂直方向に立てた状態で使用した場合、物理的に装置の上部に向かって熱対流が発生し、結果として、装置上部ほど温度が高くなる。一般的なＬＣＤとバックライトの取り付け構造は薄い箱の状態となっており、前面にＬＣＤ、裏面内側にバックライトが配置されている。そして、その箱の内部の内、最下部が一番温度が低く、上に行くに従って温度が高くなリ、最上端が一番高くなることになる。一般的には、最下端に比べ最上端では１０〜２０℃温度が高くなってしまう。

このような温度の差に対応するために、図４で説明したような形態を採用すると効果的である。このように、特に薄型表示装置では奥行きが狭いところに、前面の表示パネルと略並行に配列されたバックライトシールド筐体その背面に回路基板等がさらに複数並接されて配列されることが多い。このため、各構成部材が煙突形状を複数層構成し、装置の下方向から放熱孔が多数形成されている上部方向に向かって気流の流れが発生し上部方向で内部温度が高くなる。この対応として上部のパターン面積を徐々に広くして放熱効果を向上させる。

さらに、このような温度の差に対応するために、面積や厚みは、所定の辺からその対辺に向かうにつれて大きく形成するという発想ではなく、装置において発熱が多い部分を考慮して、周囲温度の高い方向に徐々に広くするようにしてもよい。すなわち、基板表面の銅箔パターン３３ａ，３３ｂ（及びメッキ１３ａ，１３ｂ）の面積及び／又は厚みは、ＬＥＤ基板を実際の使用形態でＬＥＤバックライト装置１０内に設置した際に、周囲温度の高い方向に徐々に大きく形成しておくとよい。なお、このような形態は、当然、最終的に図４のごとき設置の際に上となるほどその面積や厚みを大きくするような形態となることが多い。

図５は、本発明の他の実施形態に係るＬＥＤ基板を備えた直下型のＬＥＤバックライト装置の構成例を説明するための図である。本発明の他の実施形態に係るＬＥＤ基板及びＬＥＤバックライト装置として、基板表面の銅箔パターン３３ａ，３３ｂ（及びメッキ１３ａ，１３ｂ）は、ＬＥＤ端子２１ａ，２１ｂのうち基板裏面の銅箔パターン３２ａ，３２ｂにより電気的に接続された端子毎に、分離したパターンとして形成されるようにしてもよい。本実施形態は、ＬＥＤ１２のマトリックス駆動を採用した場合でも、同様に適用できる。また、本実施形態と図４で説明した実施形態とを適宜組み合わせた形態を採用してもよい。

図５の例では、ＬＥＤバックライト装置１０を構成するＬＥＤ１２を点灯させるために、複数のＬＥＤ１２（ここでは８個のＬＥＤ１２）を一組のユニットとして、これらを並列に接続し、その各ユニットに対して定電流を付加する電流制御部Ｃを接続している。ここで、各電流制御部Ｃには電源回路Ｐから電源を供給する。そして、図５に示すように、ＬＥＤ端子のうち基板裏面の銅箔パターンにより電気的に接続された端子毎に、すなわちユニットの片方の電極毎に、分離したパターンとして反射面１３_ｐ〜１３_ｙを形成する。

また、本発明に係るＬＥＤ基板１１は、エッジライト型のＬＥＤバックライト装置にも適用可能である。このエッジライト型ＬＥＤバックライト装置は、図示しないが、上述のごときＬＥＤ基板と、ＬＥＤ基板から発光された光を、端面から入射させ、出射した光により被照明体を背後から照明するための導光板とを備えたものである。また、エッジライト型では、直下型に比してＬＥＤ１２の配列が一列又は数列となるだけであり、そのような配列のＬＥＤ１２を搭載したＬＥＤ基板１１に同様の反射面１３を形成すればよい。

なお、ここで形成する反射面１３は、特許文献１のメッキパターンのごとく導光板の下面に１枚ものを平面状に配置したものとは異なり、あくまでＬＥＤ基板１１上に形成するものである。また、特許文献１に記載のプリント回路基板上に形成される銅箔パターンは、ＬＥＤの端子と電気的に接続していないだけでなく、仮に接続した場合には、導光板が銅箔パターン上に搭載されているので熱が拡散せず、逆に導光板を発熱により損傷させるだけである。

また、直下型のＬＥＤバックライト装置としては、複数のＬＥＤを配設したＬＥＤ基板は、ＬＥＤの発光側の面である基板表面に、放熱用として上述のごとき銅箔パターンを形成するようにしてもよい。そして、ＬＥＤバックライト装置は、ＬＥＤ基板と被照明体との間に、ＬＥＤの発光部分に対応する部分を開口してなる反射板を配設するようにしてもよい。勿論、この形態にあっても、基板表面に形成した銅箔パターン上に光を反射する材料でメッキを施すことや銅箔パターンの面積や厚みなどの応用も可能である。この形態では、反射板が別途必要となるものの、ＬＥＤ基板からの放熱効率を良くすることができる。

図６は、本発明に適用可能なバックライト装置を備えた液晶表示装置の構成例を説明するためのブロック図である。本例では、液晶表示装置が備える液晶パネル（ＬＣＤ）の照明用として、上述のごとき直下型のＬＥＤバックライト装置を適用したものとする。

映像処理部４１は、液晶表示装置４０に入力した映像信号、或いは液晶表示装置４０が内蔵する記録再生装置の記録媒体から読み出された映像信号を処理し、必要に応じて各種の画質調整処理を行って液晶パネル１７の駆動に適したＲＧＢ等の画像表示信号を生成して出力する。

ＬＣＤ制御部４２は、映像処理部４１から出力されたＲＧＢの画像表示信号に従って、ソースドライバ４３に出力する階調データ及び信号線制御信号を生成すると共に、ゲートドライバ４４に出力する走査線制御信号を生成し、液晶パネル１７における画像表示制御を行う。また、ＬＣＤ制御部４２は、光源駆動部４５へ出力するバックライト制御信号を生成する。

光源駆動部４５は、ＬＣＤ制御部４２から得たバックライト制御信号に基づき、水平駆動回路（Ｘライン駆動回路）４６及び垂直駆動回路（Ｙライン駆動回路）４７に対して制御信号を送る。水平駆動回路４６及び垂直駆動回路４７は、ＬＥＤバックライト４８を駆動し、ＬＥＤバックライト４８のＬＥＤを発光させる。ここで、水平駆動回路４６は、水平方向（Ｘ方向）の１行分のＬＥＤを直列に接続するデータ線をＬＥＤの行数分備えている。同様に、垂直駆動回路４７は、垂直方向（Ｙ方向）の一列分のＬＥＤを直列に接続するデータ線をＬＥＤの列数分備えている。

そして、光源駆動部４５からの制御信号により、水平駆動回路４６の点灯制御信号が印加されたデータ線と、垂直駆動回路４７の点灯制御信号が印加されたデータ線の交点にあるＬＥＤが発光点灯される。例えば、ＬＣＤ制御部４２で点灯すべきＬＥＤのＸＹアドレスデータを生成し、光源駆動部４５でそのアドレスデータに従って、ＬＥＤの発光制御を行うようにすることができる。

このように、本発明では、ＬＥＤをマトリックス状に配列し、ＸＹアドレスで各ＬＥＤを個別に点灯駆動するＬＥＤバックライトシステムを採用してもよい。なお、直下式に配置された複数のＬＥＤを個々に発光制御するための構成は、ここで説明するものに限定されることなく、ＬＥＤを個々に発光制御できる回路であれば適宜採用することができる。

また、複数のＬＥＤを個々に発光制御する構成の他、図５で例示したように、複数の隣接するＬＥＤをユニット化して、そのユニット化したＬＥＤごとに発光制御するようにしてもよい。この場合、発光制御するための回路構成を簡略化することができるメリットが生じる。

このようなＬＥＤ毎の発光制御は、異常の検出結果によって消灯したＬＥＤの発光輝度分を隣接したＬＥＤにより補償して液晶パネル１７全体を照明する光量が一定となるように制御するときなどに有用である。ここで、例えば、破損や断線などによる発光の異常を検知する異常検出部を、ＬＥＤ毎に設けておけばよい。

また、個々のＬＥＤの発光輝度を調整（調光）するための輝度調整回路を、光源駆動部４５、又は水平駆動回路４６若しくは垂直駆動回路４７に含ませてもよい。この場合、ＬＣＤ制御部４２から出力されるバックライト制御信号に、調光制御を指示する信号が含まれるようにし、光源駆動部４５による制御信号に従って各輝度調整回路でＬＥＤの発光輝度を調光する。

このような輝度調整回路におけるＬＥＤの調光制御手段としては、電圧（電流）調光方式や、明るさが時分割されるデューティー調光方式などを適用することができる。電圧（電流）調光方式を適用する場合は、図示しない電源回路からの入力電圧または入力電流をＤＣ−ＤＣコンバータ等で変化させて、その駆動電圧（電流）の大きさで直接ＬＥＤの電流を変化させて調光することができる。一方、デューティー調光方式を適用する場合、輝度調整回路では、ＬＥＤを駆動するための調光パルス（ＰＷＭ信号）を生成し、そのＰＷＭ比設定データに応じたデューティー比となるようにパルス幅を可変することで、ＬＥＤの明るさを調光することができる。

図７は、本発明の画像表示装置として構成された液晶テレビジョン装置の構成例を示すブロック図である。液晶テレビジョン装置６０において、チューナ５５は、アンテナ５４によって受信されたテレビジョン放送信号からチャンネルを選局する。また、ビデオ入力端子５６は、液晶テレビジョン装置６０に内蔵若しくは外部接続されたＡＶ機器からのビデオ信号を入力する。そして切換部５７において、チューナ５５で選局されたテレビジョン放送信号とビデオ入力端子５６を介して入力したビデオ信号とを切換出力する。

切換部５７から出力された映像信号は映像処理部４１で映像処理され、ＬＣＤ制御部４２に出力される。映像処理部４１は、入力したビデオ信号から映像信号の生成処理や各種の画質調整処理等を行う。映像処理部４１は、コンポジット信号のＹＣ分離処理、ＹＣ信号からＲＧＢ信号を生成するＲＧＢ信号デコード処理、ＡＤ変換処理、色空間変換処理、ＩＰ変換処理、スケーリング処理、ＦＲＣ処理、色補正処理、同期検出処理、γ補整処理、ＯＳＤ表示処理等の映像信号処理を適宜実行する。

ＬＣＤ制御部４２は、映像処理部４１から出力された画像表示信号に従って液晶パネル（ＬＣＤ）１７のソースドライバに出力する階調データ及び信号線制御信号を生成するとともに、ゲートドライバに出力する走査線制御信号を生成し、液晶パネル１７における画像表示制御を行う。また、ＬＣＤ制御部４２は、光源駆動部４５へ出力するバックライト制御信号を生成し、ＬＥＤバックライト４８の発光駆動制御を行う。これら液晶パネル１７の駆動制御と、ＬＥＤバックライト４８の発光輝度制御は、図６を参照して説明した方式を適用することができる。

また、液晶テレビジョン装置６０において、切換部５７から出力された音声信号は、音声処理部５８で処理されてスピーカ５９から音声出力される。また、リモコン受光部５１は、リモコン装置５０から送信された赤外線によるリモコン操作信号を受光し、制御部５２へ送る。制御部５２は、リモコン受光部５１で受光したリモコン操作信号を検出・解析し、チューナ５５、切換部５７、映像処理部４１、ＬＣＤ制御部４２、音声処理部５８等に対してそれらの動作を制御する制御信号を出力する。制御部５２では、メモリ５３に記憶されたプログラムやデータが使用される。また、液晶テレビジョン装置６０に対するユーザによる操作入力は、リモコン装置５０だけでなく、液晶テレビジョン装置６０の本体操作部に設けられた操作キーやスイッチを用いて実行することができる。

なお、本発明に係わる画像表示装置としては、上述した液晶テレビジョン装置に限定されることはなく、液晶パネル等の表示パネルを背面から照明して、表示画像を生成する構成を有する種々の画像表示装置に適用することができる。また、ここでもエッジライト型や、反射板を別途設けた形態も採用できる。

本発明の一実施形態に係るＬＥＤ基板を備えた直下型のＬＥＤバックライト装置の構成例を説明するための図である。 図１のＬＥＤバックライト装置におけるＬＥＤ基板の一例を示す図である。 図２のＬＥＤ基板を詳細に説明するための断面図である。 本発明の他の実施形態に係るＬＥＤ基板を備えた直下型のＬＥＤバックライト装置の構成例を説明するための図である。 本発明の他の実施形態に係るＬＥＤ基板を備えた直下型のＬＥＤバックライト装置の構成例を説明するための図である。 本発明に適用可能なバックライト装置を備えた液晶表示装置の構成例を説明するためのブロック図である。 本発明の画像表示装置として構成された液晶テレビジョン装置の構成例を示すブロック図である。 従来の直下型のＬＥＤバックライト装置を示す概略断面図である。

符号の説明

１０…ＬＥＤバックライト装置、１１…ＬＥＤ基板、１２…ＬＥＤ、１３…反射面、１３ａ，１３ｂ…メッキ、１４…拡散板、１５…光学シート類、１６…筐体、１７…液晶パネル（ＬＣＤ）、２０…ＬＥＤの発光部、２１ａ，２１ｂ…ＬＥＤ端子、３１…ＬＥＤ基板本体、３２ａ，３２ｂ…電力供給用銅箔パターン、３３ａ，３３ｂ…銅箔パターン、３４ａ，３４ｂ…スルーホール用銅箔、３５ａ，３５ｂ…スルーホール、３６ａ，３６ｂ…半田部、４０…液晶表示装置、４１…映像処理部、４２…ＬＣＤ制御部、４３…ソースドライバ、４４…ゲートドライバ、４５…光源駆動部、４６…水平駆動回路、４７…垂直駆動回路、４８…ＬＥＤバックライト、５０…リモコン装置、５１…リモコン受光部、５２…制御部、５３…メモリ、５４…アンテナ、５５…チューナ、５６…ビデオ入力端子、５７…切換部、５８…音声処理部、５９…スピーカ、６０…液晶テレビジョン装置。

Claims (13)

1. 複数のＬＥＤを配設したＬＥＤ基板であって、当該ＬＥＤ基板における前記ＬＥＤの発光側の面である基板表面に、前記ＬＥＤから発光された光を反射するための反射面を、導電材料により形成し、前記ＬＥＤの端子を前記導電材料に電気的に接続したことを特徴とするＬＥＤ基板。
2. 請求項１に記載のＬＥＤ基板において、前記反射面は、前記基板表面に銅箔パターンを形成してなることを特徴とするＬＥＤ基板。
3. 請求項１に記載のＬＥＤ基板において、前記反射面は、前記基板表面に銅箔パターンを形成し、該銅箔パターン上に光を反射する材料でメッキを施して形成されることを特徴とするＬＥＤ基板。
4. 請求項２又は３に記載のＬＥＤ基板において、当該ＬＥＤ基板は、前記ＬＥＤの配設位置に前記ＬＥＤの端子を嵌挿するための導電性の貫通孔を有し、前記端子を前記貫通孔に嵌挿して半田付けし、前記基板表面の反対の面である基板裏面にある銅箔パターンにより前記端子に対して電流を供給すると共に、前記端子を前記基板表面の銅箔パターンに電気的に接続することを特徴とするＬＥＤ基板。
5. 請求項２乃至４のいずれか１項に記載のＬＥＤ基板において、前記基板表面の銅箔パターンは、前記ＬＥＤの端子個々に対して分離されたパターンとして形成されることを特徴とするＬＥＤ基板。
6. 請求項５に記載のＬＥＤ基板において、前記ＬＥＤ個々の発光輝度の大きさに応じて、前記基板表面の銅箔パターンの面積及び／又は厚みを大きく形成したことを特徴とするＬＥＤ基板。
7. 請求項２乃至４のいずれか１項に記載のＬＥＤ基板において、前記基板表面の銅箔パターンは、前記ＬＥＤの端子のうち前記基板裏面の銅箔パターンにより電気的に接続された端子毎に、分離したパターンとして形成されることを特徴とするＬＥＤ基板。
8. 請求項５又は７に記載のＬＥＤ基板において、前記基板表面の銅箔パターンの面積及び／又は厚みは、所定の辺からその対辺に向かうにつれて大きく形成したことを特徴とするＬＥＤ基板。
9. 請求項５又は７に記載のＬＥＤ基板において、前記基板表面の銅箔パターンの面積及び／又は厚みは、当該ＬＥＤ基板を実際の使用形態で設置した際に、周囲温度の高い方向に徐々に大きく形成したことを特徴とするＬＥＤ基板。
10. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載のＬＥＤ基板を備え、該ＬＥＤ基板から発光された光により被照明体を背面から照明する直下型のＬＥＤバックライト装置。
11. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載のＬＥＤ基板と、該ＬＥＤ基板から発光された光を、端面から入射させ、出射した光により被照明体を背後から照明するための導光板とを備えたエッジライト型のＬＥＤバックライト装置。
12. 複数のＬＥＤを配設したＬＥＤ基板を備え、該ＬＥＤ基板から発光された光により被照明体を背面から照明する直下型のＬＥＤバックライト装置であって、前記ＬＥＤ基板は、前記ＬＥＤの発光側の面である基板表面に、放熱用として銅箔パターンを形成し、当該ＬＥＤバックライト装置は、前記ＬＥＤ基板と前記被照明体との間に、前記ＬＥＤの発光部分に対応する部分を開口してなる反射板を配設したことを特徴とするＬＥＤバックライト装置。
13. 請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載のＬＥＤバックライト装置と、該ＬＥＤバックライト装置により照明される液晶パネルとを備えた画像表示装置。

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