JP2008140646A - バックライト装置及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】少ない工数及びコストで、ＬＥＤからの光の損失を極力無くして輝度及び輝度均一性を向上させることが可能なバックライト装置及び液晶表示装置を提供すること。
【解決手段】液晶表示装置１００のバックライト装置１０は、複数のＬＥＤ２１が実装された配線基板２２と、各ＬＥＤ２１を貫通させ露出させるための開口６ｄを有する反射板６とを有する。各開口６ｄの径は各ＬＥＤ２１の径に比べて大きく形成されるため、各開口６ｄと各ＬＥＤ２１との間にはクリアランス７１が生じる。各配線基板２２の表面には高光反射性材料を含有した白色ソルダーレジスト６１が塗布されている。これにより、クリアランス７１にＬＥＤ２１から拡散板５及び反射板６の間を反復する光が入射しても、白色ソルダーレジスト６１がその光を反射するため、光の損失を抑えることができる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ；Light Emitting Diode）を有するバックライト装置、当該バックライト装置を搭載した液晶表示装置に関する。

従来から、液晶テレビやＰＣ（Personal Computer）等の電子機器に搭載されるＬＣＤ（Liquid Crystal Display；液晶ディスプレイ）においては、ＬＣＤの背面側にバックライトを配置し、当該バックライトによりＬＣＤの背面を照明することで画像を表示させている。このバックライトの光源としては、従来からＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescent Lighting；冷陰極蛍光ランプ）が用いられている。

このＣＣＦＬに変わる光源として、近年、ＬＥＤが有望視されている。ＬＥＤを用いることで、高効率化及び高色域化が可能であり、かつ、ＣＣＦＬのように水銀を用いることがないため、環境への悪影響も失くすことができる。

このようなＬＥＤを用いた従来のバックライト装置及び液晶表示装置においては、複数のＬＥＤを緑色や黄色、黒色等のソルダーレジストが塗布された基板上に実装し、各ＬＥＤの形状及び数に合わせた開口を有する反射板により、その開口から一つずつＬＥＤが露出するようにして基板を覆っている。ＬＥＤから出射された光は、反射板と、反射板の上方に設けられた拡散板との間で反復反射されながら、拡散板の上方の液晶パネルへ導かれることとなる。

ところで、上記ＬＥＤには寸法公差等のばらつきがあり、またＬＥＤを基板に実装する場合にも実装精度にばらつきがあるため、そのような場合に上記反射板の開口をＬＥＤの形状と同一形状に形成し、またＬＥＤの配置と同一配置に形成すると、反射板を基板に組み付けることができなくなってしまうおそれがある。また、上記ばらつき以外にも、例えば反射板に少しでも撓みがある場合などにも同様の問題が生じる。そこで、上記反射板の開口を、各ＬＥＤの大きさに対して一回り大きく形成することで、各ＬＥＤの組み付けを容易にすることが考えられる。しかし、この場合、各ＬＥＤと反射板の各開口との間にはクリアランスが存在することとなる。このクリアランス部分に光が入射すると、その光は上記基板のソルダーレジストにより吸収されていまい、結果としてＬＥＤからの光を損失してしまうこととなる。これは、液晶表示装置の輝度低下及び輝度むらに繋がる。

このような問題を解決するために、下記特許文献１には、１枚の大きな反射プレートと、各ＬＥＤ基板毎に設けられる反射シート片の２層構造を採用したバックライト装置が開示されている。このバックライト装置において、各基板に設けられる反射シート片は、各ＬＥＤの径と略同径とされた開口を有し、この開口により、各ＬＥＤを、上記クリアランスを極力なくすように貫通させることができる。一方、反射プレートは、この各反射シート片及び各基板を覆うように設けられ、ＬＥＤの寸法公差等のばらつきを考慮して、例えば直線上に並んだ５つのＬＥＤを一度に貫通させるような開口を有している。このように各反射シート片及び反射プレートの２層構成とすることで、光の損失を防ぎながら、寸法公差等のばらつきを吸収することができる。
特開２００６−４９０９８号公報（段落［００５５］〜［００６８］、図４等）

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術においては、各基板に対応した多数の反射シート片をまず基板上に実装し、その上に反射プレートを実装するという２つの工程が必要となり、生産工数及びコストが増加してしまう。特に、各ＬＥＤの基板上の位置及び大きさに完全に対応した開口を各反射シート片に形成するのは多大な手間とコストを要する。この問題は、バックライト装置及び液晶表示装置が大型化すればするほど顕著になる。また、そもそも、上記ＬＥＤの寸法精度及び実装精度、上記反射シート片の各開口の形成精度等の相互のずれにより、ＬＥＤとの間のクリアランスを完全に無くすのは困難であり、これにより依然として上述した光の損失が生じてしまう。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、少ない工数及びコストで、ＬＥＤからの光の損失を極力無くして輝度及び輝度均一性を向上させることが可能なバックライト装置及び液晶表示装置を提供することにある。

上述の課題を解決するため、本発明の主たる観点に係るバックライト装置は、表面に塗布された白色ソルダーレジストと、前記表面方向において第１の外周長を有し前記表面から突出するように設けられた第１の数の発光ダイオードとを有する基板と、前記第１の外周長よりも大きい第２の外周長を有する第１の数の開口を有し、前記各発光ダイオードを前記各開口から露出させながら前記基板を覆うように設けられ、前記各発光ダイオードから出射された光を反射することが可能な反射板とを具備する。

このバックライト装置は、例えば液晶パネルを有する液晶表示装置に搭載されるものである。この液晶表示装置においては、反射板と液晶パネルとの間に拡散板が設けられる。上記バックライト装置の構成により、各発光ダイオードの第１の外周長よりも反射板の各開口の第２の外周長を大きく形成したことで、各開口と各発光ダイオードとの間にクリアランスが生まれるため、各発光ダイオードの外周長の公差寸法や、各発光ダイオードを基板上に実装する場合の位置ずれ等のばらつきが吸収され、基板に対して反射板を容易に組み付けることが可能となる。その一方で、基板の表面に白色ソルダーレジストを塗布したことで、拡散板で反射された光が、反射板で反射されずに反射板の各開口と各発光ダイオードとの間のクリアランスに入射した場合でも、その入射光が白色ソルダーレジストにより拡散板側へ反射されるため、緑色や黄色、黒色等の他の色のソルダーレジストが光を吸収してしまうのに比べて、光の損失を格段に抑えて輝度むらの発生を防止することができる。

上記バックライト装置において、前記基板は複数設けられ、前記反射板は前記複数の基板に対して一枚設けられるようにしてもよい。

この場合、各基板の各発光ダイオードに一枚の反射板の各開口で対応するため、上記寸法公差や位置ずれ等の影響をより考慮すると上記クリアランスもより大きくならざるを得ないが、白色ソルダーレジストにより光の損失を防ぐことができるため、上記クリアランスを失くすために反射板の他に各基板毎に別途反射シート片等を設ける必要も無くなる。この結果、バックライト装置の製造時の工数及びコストを抑えることが可能となる。

上記バックライト装置において、前記白色ソルダーレジストは高光反射性材料を含有していてもよい。

ここで高光反射性材料とは、例えば微細な酸化チタン（ＴｉＯ２）や硫酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）等の無機材料や、光散乱のための無数の穴を有する微細な多気質アクリル、ポリカーボネート等の有機材料等である。これにより、光の損失を更に効率よく抑えて色むらの発生を防止することができる。

本発明の他の観点に係る液晶表示装置は、表面に形成された白色ソルダーレジストと、前記表面方向において第１の外周長を有し前記表面から突出するように設けられた第１の数の発光ダイオードとを有する基板と、前記第１の外周長よりも大きい第２の外周長を有する第１の数の開口を有し、前記各発光ダイオードを前記各開口から露出させながら前記基板を覆うように設けられ、前記各発光ダイオードから出射された光を反射することが可能な反射板とを有するバックライト装置と、前記バックライト装置からの光の透過率を変化させることで映像を表示可能な液晶パネルとを具備する。

以上のように、本発明によれば、少ない工数及びコストで、ＬＥＤからの光の損失を極力無くして輝度及び輝度均一性を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るバックライト装置を有する液晶表示装置の概略分解斜視図であり、図２は、図１の液晶表示装置のＺ方向の一部断面図である。また、図３は、図１及び図２に示した液晶表示装置のバックライト装置の構成を示す一部切り欠き平面図である。

この液晶表示装置は、例えば４０インチ以上の大型表示画面を有するテレビジョン受像機の表示パネルに用いられるものであり、液晶パネルを背面側からバックライト装置によって照明する事で画像を表示させる透過型の液晶表示装置である。

両図に示すように、液晶表示装置１００は、フロントシャーシ１とバックシャーシ８とによって、液晶パネル２、ミドルフレーム３、光学シート積層体４、拡散板５、反射板６及び光源アレイ７を挟み込んで保持することで構成される。フロントシャーシ１、ミドルフレーム３及びバックシャーシ８は例えばアルミニウム等の金属製である。光学シート積層体４、拡散板５、反射板６、光源アレイ７及びバックシャーシ８はバックライト装置１０を形成し、液晶パネル２の背面側から表示光を供給する。

図２に示すように、液晶パネル２は、その外周縁部を、フロントシャーシ１とミドルフレーム３との間に例えばスペーサ１１やガイド部材１２等を介して保持される。液晶パネル２は、詳細は省略するが、第１ガラス基板と第２ガラス基板との間に液晶を封入し、この液晶に対して電圧を印加して液晶分子の向きを変えることで光透過率を変化させる。第１ガラス基板の内面には、ストライプ状の透明電極と、絶縁膜と、配向膜とが形成されており、第２ガラス基板の内面には、赤、緑、青（ＲＧＢ）の光３原色のカラーフィルタと、オーバーコート層と、ストライプ状の透明電極と、配向膜とが形成されている。また両ガラス基板の表面には、偏向フィルム及び位相差フィルムがそれぞれ接合される。

液晶パネル２においては、ポリイミドからなる配向膜が液晶分子を界面にして水平方向（両図Ｘ及びＹ方向）に配列されており、偏向フィルムと位相差フィルムとが波長特性を無彩色化、白色化して、カラーフィルタによるフルカラー化を図って画像をカラー表示する。なお、液晶パネル２はこのような構成に限定されるものではなく、従来から存在する種々の構成を備える液晶パネルを適用することができる。

光学シート積層体４と拡散板５とは、両者が積層された状態で、ミドルフレーム３と、バックシャーシ８に取り付けられたブラケット部材１５とによって挟み込まれるように保持される。ミドルフレーム３と光学シート積層体４との間には例えばスペーサ１１が介挿される。またブラケット部材１５と拡散板５との間には後述する反射板６のエッジ部６ｃが介挿される。

光学シート積層体４は、詳細は省略するが、例えば光源アレイ７側から出射され液晶パネル２に供給される表示光を直交する偏向成分に分解するための偏向変換シートや、光波の位相差を補償して広角視野角化や着色防止を図るための位相差シート（フィルム）、表示光を拡散させて輝度の均一化を図るための拡散シートやプリズムシート等の所定の光学機能を奏する複数の光学機能シートが積層されて構成される。

拡散板５は、一方の主面側（光源アレイ７側）から入射した表示光の一部を光源アレイ７側へ反射させるとともに、表示光の一部を透過させて内部において屈折、反射させて拡散させることにより、他方の主面側から全面に亘って均一な状態で光学シート積層体４へと入射させる。

ところで、液晶表示装置１００においては、例えばユーザが液晶パネル２の周縁部を斜め方向から観察した場合等、液晶パネル２の主面に対するユーザの観察角度の変化に対応するために、バックライト装置１０の照明領域は液晶パネル２の主面領域よりも大きくする必要がある。本実施形態の液晶表示装置１００のように表示画面が大型化するほどその必要性は高まる。そのため、上記ミドルフレーム３には、段差部１３が設けられており、ユーザがどの角度から液晶パネル２を観察してもバックライト装置１０の照明光を得られるようにしている。なお、段差形状ではなく、液晶パネル２側から光学シート積層体側へ向かうテーパー形状としても構わない。

しかしながら、この段差部１３には液晶パネル２の主面と略平行な段差面１３ａが形成されており、この段差面１３ａにバックライト装置１０から拡散板５及び光学シート積層体４を介して出射した光が反射してしまい、その反射光が光学シート積層体４に当たることで、ハレーション（額縁状の反射）が生じてしまう場合がある。このようなハレーションは、不自然な画像を映し出し、液晶表示装置としての品位を落としてしまうことになる。そこで、本実施形態においては、上記段差面１３ａに、つや消しの黒色テープ１４を貼付している。これにより、光学シート積層体４から段差部１３へ入射した光が黒色テープ１４により吸収され、ハレーションの無い高品位の液晶表示装置１００を提供することができる。

なお、黒色テープを貼付する代わりに、ミドルフレーム３を黒色に塗装処理してもよい。本実施形態においては、ミドルフレーム３はアルミニウム製であるので、黒アルマイト加工すればよい。また、本実施形態においては強度や熱膨張率差等の影響を考慮してミドルフレーム３を金属製（アルミニウム製）としているが、それらの影響が解決できればミドルフレーム３自体を黒色樹脂で成形しても構わない。

図３に示すように、光源アレイ７は、水平方向（同図Ｘ方向）に向かう長尺状を有し、バックシャーシ８の底面に、同図Ｙ方向に沿って所定間隔を置いて複数列並べられている。本実施形態においては、光源アレイ７は１２列設けられるが、もちろんこの数に限られるものではない。なお、図３においては、バックライト装置１０のうち、ミドルフレーム３、光学シート積層体４及び拡散板５を除いた状態を示している。

図２及び図３に示すように、各光源アレイ７は、金属製のアレイベース１６と、このアレイベース１６の凹部１６ａに複数並べられた光源装置２０とを有する。一のアレイベース１６に並べられる光源装置２０の数は例えば４個であるがこの数に限られない。光源装置２０と、アレイベース１６及びバックシャーシ８とが例えば螺着されることで、光源アレイ７がバックシャーシ８の底面に固定される。

各光源装置２０は、配線基板２２と、この配線基板２２上に実装された複数のＬＥＤユニット２５、入力用コネクタ１８及び出力用コネクタ１９を有する。配線基板２２の材料としては、コストダウンのため、アルミ等の金属ではなく、例えばガラスエポキシ樹脂等の樹脂を用いている。

図４は、上記バックライト装置１０の、上記図３の破線Ａで囲んだ部分の拡大図である。同図及び図３に示すように、各ＬＥＤユニット２５は、複数のＬＥＤ２１が一ユニットとして非線状（十字状）に近接して構成され、一の光源装置２０にはこのＬＥＤユニット２５が複数設けられる。ただし、左端及び右端のＬＥＤユニット２５については、ＸＹ方向における十字状ではなく斜め方向にずれて配置され、また左右のＬＥＤユニット２５でその配置は対称的となっている。各ＬＥＤユニット２５の各ＬＥＤ２１は、配線基板２２の表面からＺ方向に突出するように設けられる。具体的には、例えばＸ方向に並んだそれぞれ一つの赤色ＬＥＤ２１ａ及び青色ＬＥＤ２１ｂと、Ｙ方向に並んだ２つの緑色ＬＥＤ２１ｃ及び２１ｄとによる計４個のＬＥＤ２１により一のＬＥＤユニット２５が構成され、このＬＥＤユニット２５が一の光源装置２０の配線基板２２上の長手方向（Ｘ方向）に所定間隔（例えば６０ｍｍ）を置いて例えば６ユニット並べられる。したがって、本実施形態のバックライト装置１０においては、ＬＥＤユニット２５は６×４×１２＝２８８ユニット設けられ、ＬＥＤ２１は４×２８８＝１１５２個設けられることとなる。なお、ＬＥＤユニット２５及びＬＥＤ２１の数や配置間隔は、上述しまたは図示したものに限られるものではなく、液晶パネル２のサイズやＬＥＤ２１の発光能力等によって適宜変更可能である。

各ＬＥＤ２１は、詳細は省略するが、例えば発光部を樹脂ホルダによって保持するとともに、樹脂ホルダから一対の端子を引き出して構成される。各ＬＥＤ２１には、出射光の主成分を発光部の外周方向に出射する指向性を有するいわゆるサイドエミッション型のＬＥＤが用いられている。

各光源装置２０の配線基板２２は全て同一仕様で形成されており、図示しないが、各配線基板２２に各ＬＥＤユニット２５の各色のＬＥＤ２１をシリーズで接続する配線パターンや各ＬＥＤ２１の端子を接続するランド等が形成されている。また、各配線基板２２の、各ＬＥＤ２１の下方に位置する部分には、Ｚ方向に貫通するサーマルビアが設けられている。このサーマルビアにより各ＬＥＤ２１の熱をアレイベース１６へ伝導して放熱することが可能となっている。また、各配線基板２２には、短手方向（Ｙ方向）の一側部でかつ長手方向（Ｘ方向）の一方側端部に入力用コネクタ１８が実装されるとともに、他方側端部に出力用コネクタ１９が実装されている。

なお、図２に示すように、この各配線基板２２とアレイベース１６との間には、粘着材２３が設けられており、この粘着材２３を介して配線基板２２をアレイベース１６側へ規定荷重で押し付けることで両者が固定される。この粘着材２３は、絶縁体であり、熱伝導性の高い材料が用いられる。この粘着材２３としては、粘着性を有する絶縁物を用いてもよいし、粘着性を有しない絶縁物の両面に粘着材を塗布したものを用いても構わない。上述したように、配線基板２２にはＬＥＤ２１からの伝熱用のサーマルビアが設けられているが、このサーマルビアは導電化もされており、アレイベース１６は導電体であるため、配線基板２２とアレイベース１６との間には絶縁体が必要となる。上記粘着材２３を用いることで、絶縁性を保ちながら、ＬＥＤ２１から発生する熱をアレイベース１６にむら無く均一に伝導させて効率よく放熱しながら、各ＬＥＤ２１の温度差を低減することができる。またこのような構成を安価で実現することができる。更に、配線基板２２とアレイベース１６とをネジ止めする必要がないため、製造時の工数を低減することもできる。

また、図２に示すように、各配線基板２２の表面には、白色ソルダーレジスト６１が塗布されている。この白色ソルダーレジスト６１の詳細については後述する。

各光源アレイ７は、上述したように、各光源装置２０が各アレイベース１６上に配線基板２２を同じ向き並べて形成される。また各光源アレイ７のうち、第１列目、第３列目、第５列目、・・・第１１列目の奇数列目の光源アレイ７は、各配線基板２２がそれぞれ入力用コネクタ１８及び出力用コネクタ１９を実装した一側部が下向きになるように各光源装置２０が配列される。一方、第２列目、第４列目、第６列目、・・・第１２列目の偶数列目の光源アレイ７は、各配線基板２２がそれぞれ入力用コネクタ１８及び出力用コネクタ１９を実装した一側部が上向きになるように各光源装置２０が配列される。

すなわち、各光源アレイ７は、一の光源装置２０に対して、それにＹ方向において隣接する他の光源装置２０が、ＸＹ平面において１８０度反転した状態となるように設けられている。したがって、一の光源装置２０の入力用コネクタ１８と、それにＹ方向において隣接する他の光源装置２０の出力用コネクタとが対向し、一の光源装置２０の出力用コネクタ１９と他の光源装置２０の入力用コネクタ１８とが対向することとなる。これにより、列の異なる各光源装置２０間で最短の配線を行うことができる。

また、図４に示すように、各光源装置２０の上記２つの緑色ＬＥＤ２１ｃ（Ｇ１）及び２１ｄ（Ｇ２）は、互いに色度が異なり、両者の平均色度が所定の色度となるように構成されている。すなわち、平均色度が所定の色度になりさえすれば、どのような色度の緑色ＬＥＤでも組み合わせることができる。このように構成することで、各色ＬＥＤの中でも特に大きい緑色ＬＥＤのばらつきを吸収することができる。

そして、各緑色ＬＥＤ２１ｃ及び２１ｄ（Ｇ１及びＧ２）は、それぞれＸ方向に沿ってジグザグ状となるように配置されている。すなわち、各ＬＥＤユニット２５において各緑色ＬＥＤ２１ｃ及び２１ｄは上下の位置がＸ方向に行くにしたがって交互に入れ替わっている。

上述したように、バックライト装置１０においては、Ｙ方向において隣接する各光源装置２０が１８０度反転して配置されることから、仮に、色度の異なる各緑色ＬＥＤ２１ｃ及び２１ｄをＸ方向に沿って直線状に配置すると、Ｙ方向において隣接する光源装置２０間で、同一の色度を有する緑色ＬＥＤ２１ｃ同士及び２１ｄ同士（Ｇ１同士及びＧ２同士）が近接してしまい、これにより色むら及び輝度むらが生じてしまう。しかしながら、本実施形態のように緑色ＬＥＤ２１ｃ及び２１ｄをそれぞれジグザグ状に配置することで、Ｙ方向で隣接する光源装置２０間でＧ１同士及びＧ２同士の距離が近接することなく均一に配置されることとなるため、色むら及び輝度むら発生を抑えることができる。

なお、上記緑色ＬＥＤ２１ｃ及び２１ｄには、色度のみならず輝度も異なるものを採用しても構わない。この場合、緑色ＬＥＤ２１ｃ及び２１ｄの平均輝度が所定の輝度となりさえすればどのような輝度の緑色ＬＥＤでも組み合わせることができる。

また、ＬＥＤユニット２５に、緑色ＬＥＤ２１ｃ及び２１ｄのみならず、赤色ＬＥＤ２１ａまたは青色ＬＥＤ２１ｂも複数実装して、その複数の赤色ＬＥＤ２１ａまたは青色ＬＥＤ２１ｂの平均色度（または平均色度）が所定の色度（または輝度）となるようにしても構わない。

図２及び図３に示すように、各光源アレイ７の上方（Ｚ方向）には、それら光源アレイ７を全て覆うように、反射板６が設けられている。この反射板６は、例えばアルミプレートやステンレスプレートを基材として、その表面に蛍光材を含有した発泡性ＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）等からなる反射材を接合して形成される。光源装置２０の各ＬＥＤユニット２５から出射された光のうち、上記拡散板５で反射された光はこの反射板６で反射され、再び拡散板５へ入射する。各色のＬＥＤ２１からの出射光を拡散板５と反射板６との間で反復反射させることで、増反射原理による反射率及び混色性の向上が図られている。

反射板６は、平面部６ａと、この平面部６ａと略平行に反射板６の周縁に形成されたエッジ部６ｃと、平面部６ａとエッジ部６ｃとの間（平面部６ａの周囲）に、拡散板５側から光源装置２０側にかけて形成された傾斜部６ｂとからなる。平面部６ａには、各ＬＥＤユニット２５の各ＬＥＤの数及び形状に合わせて複数（１１５２個）の円形の開口６ｄが設けられており、反射板６は、当該開口６ｄから各ＬＥＤ２１を貫通させるようにして、各光源アレイ７のアレイベース１６の上面に平面部６ａが例えば接着等により固定されるように設けられる。

図４に示すように、各開口６ｄは、その径ｄ２（及び外周長）が、各ＬＥＤ２１の各樹脂ホルダのＸＹ平面における径ｄ１（及び外周長）に比べて一回り大きく形成されている。これにより、各ＬＥＤ２１と各開口６ｄとの間にクリアランス７１が形成されるため、各ＬＥＤ２１の寸法公差や、各ＬＥＤ２１を各配線基板２２に実装する場合の実装精度等のばらつきを吸収して、反射板６を容易に組み付けることができる。また、上述したように反射板６は全ての光源装置２０を覆うように一枚のみ設けられ、またアルミ等の可撓性材料で設けられるため、その組み付け時には、バックライト装置１０の中央部に向かって撓んでしまい、上記各開口６ｄと各ＬＥＤ２１との間に位置ずれが生じる場合も考えられるが、上記クリアランス７１により、その撓みにも対応して反射板６を容易に組み付けることができる。なお、このクリアランス７１のＸＹ平面における幅ｃは例えば１ｍｍ〜２ｍｍ程度であるが、これに限られるものではない。

また、反射板６は、上述したように、エッジ部６ｃが、拡散板５と、バックシャーシ８に設けられたブラケット部材１５との間に介挿されることによって保持される。更に反射板６は、後述する光学スタッド１７によっても保持される。

図２及び図３に示すように、拡散板５と反射板６との間には、複数個の光学スタッド１７が設けられている。図２に示すように、光学スタッド１７は、突起部１７ａ、基底部１７ｃ及びそれらを繋ぐ軸部１７ｂで構成され、例えばバックシャーシ８の凹部８ｂと反射板６に設けられた嵌合孔（図示せず）を軸部１７ｂが貫通して、凹部８ｂ及び反射板６を突起部１７ａと基底部１７ｃとが挟み込むように固定される。光学スタッド１７は、例えばポリカーボネート樹脂等の、導光性と機械的剛性及びある程度の弾性を有する乳白色の合成樹脂材によって一体に成形される。光学スタッド１７を設けることで、拡散板５の底面が光学スタッド１７の突起部１７ａの先端に突き当てられるように保持され、拡散板５と反射板６との間隔及び平行度が保持されるため、拡散板５や反射板６の撓み等による色むら等の発生が防止される。

この光学スタッド１７は、図３に示すように、バックライト装置１０の全面に亘って複数設けられる。光学スタッド１７は、例えば、３行分のＬＥＤユニット２５が設けられる毎にＹ方向に所定間隔を置いて３つまたは４つ設けられ、バックライト装置１０の中心部においてはＹ方向に所定間隔を置いて５つ設けられ、バックライト装置１０全体では計２７個設けられる。この数はもちろん適宜変更可能である。また、この光学スタッド１７は、互いに隣接する４つのＬＥＤユニット２５から略等しい距離となる位置に設けられる。仮に、Ｘ方向またはＹ方向において隣接する２つのＬＥＤユニット２５の中間の位置に光学スタッド１７を設けた場合、光学スタッド１７によりその２つのＬＥＤユニット２５間で各出射光の混色が妨げられて、赤色、青色、緑色のいずれかの色による色むらや輝度むらが発生してしまう。しかしながら、本実施形態においては、上述のように４つのＬＥＤユニット２５の略中央に光学スタッド１７を設けることで、この色むらや輝度むらの発生を抑えて高品位な液晶表示装置を提供することができる。

上述したように、反射板６は、ＬＥＤ２１を開口６ｄに貫通させて反射板６の表面に露出させるようにして設けられているが、このように設けると、各配線基板２２上に設けられた入力用コネクタ１８及び出力用コネクタ１９と反射板６が干渉してしまうため、反射板６には、この入力用コネクタ１８及び出力用コネクタ１９を貫通させて反射板６の表面に露出させるための開口（図示せず）も設ける必要がある。しかしながら、ＬＥＤ２１から出射された光がこの開口部分や入力用コネクタ１８及び出力用コネクタ１９に当たると、光が拡散板５側へ反射せずに損失してしまい、結果としてバックライト装置１０の輝度の減少を招き、局所的な輝度むらが生じてしまう。

そこで、本実施形態においては、図３に示すように、露出した入力用コネクタ１８及び出力用コネクタ１９を覆うように反射板６に反射シート３１を貼付している。この反射シート３１は、反射板６と同様に例えば発泡性ＰＥＴ等の反射性材料からなる。これにより、反射板６に入力用コネクタ１８及び出力用コネクタ１９のための開口を設ける必要がある場合でも、光の損失をなくして高輝度で輝度むらの小さいバックライト装置１０を提供することができる。

また、配線基板２２上には、コネクタ以外にも、光源装置２０をバックシャーシ８に固定するためのビスも設けられており、反射板６には、このビスを貫通させて露出さえるための開口も設ける必要がある。これによっても、同様に光の損失の問題が生じる。そこで、反射板６上に、上記反射シート３１と同様に、ビスを覆う反射シート（図示せず）を設けるようにしても構わない。

なお、上記反射シート３１を設ける代わりに、入力用コネクタ１８及び出力用コネクタ１９やビス自体に高反射材料を採用しても構わない。また、反射シート３１を設ける代わりに、入力用コネクタ１８及び出力用コネクタ１９と開口との隙間を極力小さくして、入力用コネクタ１８及び出力用コネクタ１９やそれらの配線と反射板６とが干渉する場合には、反射板６にフラップ（切れこみ）をつけて、そのフラップ部分を浮かせるようにして干渉を防ぎながら、そのフラップ部分に光を反射させることで光の損失を防ぐようにしても構わない。

ところで、本実施形態のように、バックライト装置１０の光源としてＬＥＤユニット２５を採用した場合、ＬＥＤユニット２５を点灯し続けると、時間の経過とともに光源装置２０のバックシャーシ８等の温度が、例えば室温に対して約３０℃上昇する。これに伴い、フロントシャーシ１、ミドルフレーム３等を介して、液晶パネル２の温度も、例えば室温に対して約２０℃上昇する。その結果、フロントシャーシ１、ミドルフレーム３に保持されている液晶パネル２の周縁部と、該周縁部から離れた液晶パネル２の中央部分との間に温度差が生じる。これにより、液晶が封入されているガラス基板に応力が発生し、ガラス基板の屈折率が変わり偏光特性が変わる現象が発生する。特に黒画面では、偏向特性が白く見える方向に変化し、これが輝度むらとなってしまう。

そこで、本実施形態においては、図３に示すように、反射板６の平面部６ａの四隅に例えば二等辺三角形状の黒色テープ５１を貼付し、反射板６の四隅における反射率を低下させ、輝度むらを改善している。なお、この黒色テープ５１の形状は、二等辺三角形状に限られるものではなく、例えばＬ字状等の他の形状にしてもよい。また、この黒色テープ５１は、反射板６の平面部６ａの四隅ではなく傾斜部６ｂの四隅に設けられていてもよい。更に、本実施形態では、黒色テープ５１を貼付した例を示したが、この例に限られず、黒色テープ５１を貼付する代わりに、黒色塗装または黒色印刷の処理を施してもよい。すなわち、反射板６の四隅の反射率を低下させる処理を施せればよい。

次に、上記配線基板２２に塗布された白色ソルダーレジスト６１の詳細について説明する。図５は、上記図４の略式Ａ−Ａ´断面図である。図２及び図５に示すように、各配線基板２２の表面には、白色ソルダーレジスト６１が塗布されており、この白色ソルダーレジスト６１には、光を効率よく反射する高光反射性材料が含まれる。高光反射性材料としては、例えば微細な酸化チタン（ＴｉＯ_２）や硫酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）等の無機材料や、光散乱のための無数の穴を有する微細な多気質アクリル、ポリカーボネート等の有機材料等が好適に用いられる。

従来の配線基板では、緑色や黄色、黒色等のソルダーレジストが塗布されているのが一般的である。しかし、上述のように、上記反射板６に設けられた各開口６ｄの径ｄ２は、各ＬＥＤ２１の径ｄ１に比べて一回り大きく形成されているため、配線基板のソルダーレジストを緑色や黄色及び黒色等にした場合、各ＬＥＤ２１と各開口６ｄとの間のクリアランス７１に光が入射してしまうと、ソルダーレジスト部分にその光が吸収されてしまい、結果としてＬＥＤ２１からの光を損失してしまうことになる。

そこで、本実施形態においては配線基板２２に高光反射性材料を含む白色ソルダーレジスト６１を塗布することで、図５に示すように、ＬＥＤ２１から出射され拡散板５から反射板６側に反射してきた光Ｌ１や、反射板６で反射され再度拡散板５から反射板６側へ反射してきた光Ｌ２が、ＬＥＤ２１と開口６ｄとの間のクリアランス７１に入射しても、白色ソルダーレジスト６１によりその光を拡散板５側へ反射することができる。これにより、光の損失による輝度むらを最小限に抑えることができる。

本発明者等は、この白色ソルダーレジスト６１を配線基板２２に塗布するにあたり、各種のソルダーレジストを塗布した場合の効果を比較するシミュレーションを行った。図６は、このシミュレーション結果を示した図である。

本発明者等は、従来の緑色及び黄色のソルダーレジストと、本実施形態における上記酸化チタン（ＴｉＯ_２）、硫酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）及び多気質アクリルをそれぞれ含有する各白色ソルダーレジスト６１の計５種類のソルダーレジストを配線基板２２に塗布した場合のそれぞれについて、バックライト装置１０の平均輝度及び輝度むらを測定した。具体的には、上記液晶表示装置１００において、上記バックライト装置１０の各光源装置２０に、上記５種類のソルダーレジストを塗布した配線基板２２をそれぞれ設置してバックライト装置１０を点灯させ、液晶パネル２をＸＹ平面において９分割して各分割画面の輝度を測定し、各分割画面の輝度を平均して平均輝度を測定した。また、各分割画面の輝度の最大値と最小値との差分％を輝度むらと定義して測定した。

その結果、同図に示すように、緑色及び黄色のソルダーレジストを塗布した場合に比べて、本実施形態における酸化チタン、硫酸バリウム及び多気質アクリルの何れを含有する白色ソルダーレジストも、平均輝度において１１〜１４％の改善が見られ、輝度むらにおいて５〜８％の改善が見られた。

このように、本実施形態においては、配線基板２２に白色ソルダーレジスト６１を塗布することで、白色以外のソルダーレジストを塗布する場合に比べて光の損失を抑え、液晶表示装置１００の平均輝度を向上させるとともに、輝度むらを抑制することができる。

また、上記反射板６の各開口６ｄと各ＬＥＤ２１との間に上記クリアランス７１があっても光の損失を抑えることができるため、各配線基板２２の上方には一枚の反射板６のみ設ければよく、従来のように反射板６に加えて各配線基板２２毎に反射シート片を設ける必要もなくなるため、工数及びコストを削減することもできる。

次に、上記液晶表示装置１００の駆動回路について簡単に説明する。図７は、その駆動回路を示したブロック図である。

同図に示すように、液晶表示装置１００は、映像を表示する上記液晶パネル２、該液晶パネル２の背面側に配置されたバックライト装置１０、該バックライト装置１０及び液晶パネル２に対して各種の制御を行う制御部４０、及び該制御部４０がアクセス可能なメモリ３６を備えている。制御部４０は、映像信号を検出する映像信号検出回路３９と、バックライト装置１０の点灯を制御するバックライト点灯制御回路３５と、液晶パネル２の駆動を制御する液晶パネル制御回路３４とを備えている。

液晶パネル２は、該液晶パネル２に対して駆動信号を送出するためのソースドライバ３７及びゲートドライバ３８を有している。また、上述したように液晶パネル２には、図示しない３原色（ＲＧＢ）のカラーフィルタが搭載されており、１つの画素が３つのＲＧＢに対応したサブ画素で構成されている。当該カラーフィルタの構成として、ＲＧＢ以外の色、例えばエメラルド、またはシアン等の色も含む４原色以上の構成であってもよい。

映像信号検出回路３９により検出された映像信号は、液晶パネル制御回路３４によりメモリ３６を介して所定のタイミングでソースドライバ３７及びゲートドライバ３８へ供給され、両ドライバの制御により液晶パネル２が駆動されることで映像が表示される。一方でバックライト点灯制御回路３５は、バックライト点灯信号を生成してバックライト装置１０の各光源装置２０の各ＬＥＤ２１を駆動する。

本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

上述の実施形態において、各ＬＥＤユニット２５の各ＬＥＤ２１は十字状に４つ設けられていたが、各ＬＥＤ２１の配置、数及びその樹脂ホルダの形状等は適宜変更可能であり、各反射板６の各開口６ｄもこれらに合わせて適宜変更することができる。例えば各ＬＥＤ２１の樹脂ホルダの形状は、ＸＹ平面で矩形状となるものでもよく、この場合各反射板６の各開口６ｄも矩形状に形成され、かつ、その外周長が樹脂ホルダの外周長よりも大きくなるように形成される。

上述の実施形態においては、白色ソルダーレジストに含有される材料として酸化チタン、硫酸バリウム及び多気質アクリルを例に挙げたが、これらに限られず、高光反射性材料であればいかなる有機材料及び無機材料も用いることができる。

上述の実施形態においては、配線基板２２の全面に白色ソルダーレジスト６１を塗布していたが、特に上記クリアランス７１が小さい場合には、上記クリアランス７１から入射する光が配線基板２２上に当たる部分のみを白色塗装するようにしてもよい。この場合、従来の緑色や黄色のソルダーレジストが塗布された配線基板２２の上に更に部分的に白色ソルダーレジスト６１を塗布するようにしても構わない。

本発明の一実施形態に係るバックライト装置を有する液晶表示装置の概略分解斜視図である。 図１の液晶表示装置のＺ方向の一部断面図である。 本発明の一実施形態に係るバックライト装置の構成を示す一部切り欠き平面図である。 本発明の一実施形態に係るバックライト装置の、上記図３の破線Ａで囲んだ部分の拡大図である。 図４のＡ−Ａ´断面図である。 本発明の一実施形態におけるバックライト装置の各配線基板に塗布されたソルダーレジストに関するシミュレーション結果を示した図である。 本発明の一実施形態における液晶表示装置の駆動回路を示したブロック図である。

符号の説明

１…フロントシャーシ
２…液晶パネル
３…ミドルフレーム
４…光学シート積層体
５…拡散板
６…反射板
６ｄ…開口
７…光源アレイ
８…バックシャーシ
１０…バックライト装置
１３…段差部
１３ａ…段差面
１４、５１…黒色テープ
１６…アレイベース
１７…光学スタッド
１８…入力用コネクタ
１９…出力用コネクタ
２０…光源装置
２１…ＬＥＤ
２１ａ…赤色ＬＥＤ
２１ｂ…青色ＬＥＤ
２１ｃ、２１ｄ…緑色ＬＥＤ
２２…配線基板
２３…粘着材
２５…ＬＥＤユニット
３１…反射シート
６１…白色ソルダーレジスト
７１…クリアランス
１００…液晶表示装置

Claims (4)

1. 表面に塗布された白色ソルダーレジストと、前記表面方向において第１の外周長を有し前記表面から突出するように設けられた第１の数の発光ダイオードとを有する基板と、
   前記第１の外周長よりも大きい第２の外周長を有する第１の数の開口を有し、前記各発光ダイオードを前記各開口から露出させながら前記基板を覆うように設けられ、前記各発光ダイオードから出射された光を反射することが可能な反射板と
   を具備することを特徴とするバックライト装置。
2. 請求項１に記載のバックライト装置であって、
   前記基板は複数設けられ、
   前記反射板は前記複数の基板に対して一枚設けられる
   ことを特徴とするバックライト装置。
3. 請求項１に記載のバックライト装置であって、
   前記白色ソルダーレジストは高光反射性材料を含有することを特徴とするバックライト装置。
4. 表面に形成された白色ソルダーレジストと、前記表面方向において第１の外周長を有し前記表面から突出するように設けられた第１の数の発光ダイオードとを有する基板と、前記第１の外周長よりも大きい第２の外周長を有する第１の数の開口を有し、前記各発光ダイオードを前記各開口から露出させながら前記基板を覆うように設けられ、前記各発光ダイオードから出射された光を反射することが可能な反射板とを有するバックライト装置と、
   前記バックライト装置からの光の透過率を変化させることで映像を表示可能な液晶パネルと
   を具備することを特徴とする液晶表示装置。

Images