JP4796016B2 - バックライト装置および液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は液晶表示装置に関し、特に液晶表示装置に用いられる直下型のバックライト装置に関する。

アクティブマトリクス型の液晶表示装置は、画素ごとに光の透過を制御する液晶表示パネル、液晶表示パネルの画素を駆動するドライバ、および液晶表示パネルに光を照射するバックライト装置などを備えている。このような液晶表示装置は、バックライト装置から照射された光の輝度を液晶表示パネルによって画素ごとに制御することによって、多階調のドット画像を提供している。

従来、バックライト装置には冷陰極蛍光管が用いられることが多かったが、青色発光ダイオード（ＬＥＤ；light emitting diode）の発明に伴い、ＬＥＤを用いたバックライト装置が実用化されている。ＬＥＤを用いたバックライト装置は、従来の冷陰極蛍光管のものに比べると、発光時間の制御が容易である、電極寿命が１０万時間程度と長い、消費電力が少ない、などの様々な利点を有しており、有望視されている。

ＬＥＤを用いてバックライト装置を構成する場合、多数のＬＥＤが基板上にマトリクス状に配置される。さらに、ＬＥＤを駆動するためのＬＥＤドライバなども基板上に設けられる。このＬＥＤドライバには、ＬＥＤの発光量などを規定する制御信号が制御ユニットから供給される。

特許文献１には、ＬＥＤを用いた直下型のバックライト装置が開示されている。図１７に示すように、この従来のバックライト装置１００は、発光部プリント基板１５０と、発光部プリント基板１５０に実装される複数の発光ダイオード１２０と、発光ダイオード１２０を駆動させる複数の発光ダイオード駆動素子１８０と、発光部プリント基板１５０に接続されて各発光ダイオード駆動素子１８０を制御する制御部プリント基板１７０とを含んでいる。

そして、パルス幅変調信号が制御部プリント基板１７０から各発光ダイオード駆動素子１８０に伝送され、各発光ダイオード１２０の電流がデューティ制御される。この構成では、それぞれの発光ダイオードを独立駆動することにより、分割領域ごとに輝度の制御が可能となる。
特開２００６−１２８１２５号公報（平成18年５月18日公開）

しかしながら、上述した従来の発光ダイオードバックライト装置１００を用いて液晶表示装置を製造した場合、発光ダイオードバックライト装置１００の制御部プリント基板１７０があるために、液晶表示装置の額縁部（表示領域の周囲の枠部分）が広くなってしまうという問題がある。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、液晶表示装置の額縁部を狭くすることのできるバックライト装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明に係るバックライト装置は、平面状に配列された複数の発光素子と該発光素子を駆動する駆動素子とが配置された発光基板と、上記駆動素子に制御信号を供給することにより該駆動素子を制御する制御素子が配置された制御基板とを備え、液晶表示装置の光源として用いられるバックライト装置であって、上記制御基板の少なくとも一部が、上記発光基板の２つの面のうち、上記発光素子の配置された発光面と反対の面である背面と対向していることを特徴とする。

上記構成によれば、制御基板の少なくとも一部が発光基板と重なっているため、制御基板が発光基板と全く重なっていない場合と比較して、２つの基板によって占有される面積に対する発光領域の面積の割合を高くすることができる。それゆえ、このバックライト装置を用いて液晶表示装置を構成すれば、液晶表示装置の額縁部を狭くすることができる。なお、制御基板は発光基板の背面側に配置されているため、発光基板と重なっていても発光素子からの光が遮られることはない。

なお、制御基板と発光基板とが「対向している」状態において、制御基板と発光基板とは接触していてもよいし、接触していなくてもよい。

また、上記発光基板は、長方形形状の部分基板がその短手方向に複数並設されたものであることが好ましい。

大面積の一枚基板を製造するのは困難であるが、上記構成によれば、発光基板が複数の部分基板によって構成されているので、大面積の一枚基板を作成することなく、発光基板全体の面積を大きくすることができる。

また、それぞれの上記部分基板には、互いにカスケード接続された複数の上記駆動素子が該部分基板の長手方向に沿って配置され、上記制御素子は、各部分基板の上記駆動素子に対して制御信号を供給し、上記発光素子の発光量は、該発光素子の配置された領域ごとに制御可能であることが好ましい。

上記構成によれば、各部分基板には、発光素子を駆動する駆動素子が複数設けられ、これらが互いにカスケード接続されている。そして、部分基板ごとに別々の制御信号が供給されることにより、発光素子の発光量を領域ごとに制御することができるようになっている。

また、上記制御基板は、長方形形状であるとともに、その長辺が複数の上記部分基板を横断するように配置されていることが好ましい。

駆動素子がカスケード接続されている場合には、信号の劣化をなるべく抑制した状態で最初の駆動素子に制御信号を供給することが好ましい。この信号の劣化には、制御基板と部分基板とを接続する電気配線の長さが大きな影響を与える。

上記構成によれば、長方形形状の制御基板が複数の部分基板を横断するように配置されているので、制御基板から、制御基板の長手方向における両端に配置された部分基板までの距離が短くなり、両基板間の電気配線の長さを短くすることができる。それゆえ、端に配置された部分基板上の駆動素子に対しても劣化の少ない制御信号を供給することができる。

上記制御基板は、その長手方向の長さが上記部分基板の短手方向における上記発光基板の長さよりも短く、該制御基板の長手方向が上記部分基板の長手方向と直交し、上記制御基板は、上記部分基板の短手方向における上記発光基板の中央に配置されていてもよい。

上記構成によれば、長方形形状の制御基板の長手方向が部分基板の長手方向と直交するように制御基板が配置されるので、制御基板は、最も多くの部分基板を横断することになる。これにより、制御基板から、両端に配置された部分基板までの距離が短くなり、両基板間の電気配線の長さを短くすることができる。

さらに、制御基板が発光基板の中央に配置されているので、制御基板から最も遠い部分基板と制御基板との間の距離が短くなる。それゆえ、両基板間の電気配線の長さを短くすることができる。

以上のように電気配線を短くすることができるので、端に配置された部分基板上の駆動素子に対しても劣化の少ない制御信号を供給することができる。

また、上記発光基板の背面には、複数の上記駆動素子が配置され、上記制御素子は、上記制御基板の２つの面のうち、上記発光基板と対向する面に配置され、上記制御素子の少なくとも一部が、隣接する２つの上記駆動素子の間に嵌り込んでいることが好ましい。

「制御素子の少なくとも一部が、隣接する２つの駆動素子の間に嵌り込む」とは、２つの駆動素子の頂上を通る平面と駆動素子が設けられている発光基板の基板面とによって挟まれる空間に、制御素子の少なくとも一部が含まれている状態をいう。このとき、駆動素子と制御素子とが接触している必要はない。

上記構成によれば、制御基板と発光基板との間の空間に制御素子と駆動素子とが配置されるとともに、制御素子が駆動素子の間に嵌り込むように配置されるので、バックライト装置を薄くすることができる。従って、このバックライト装置を用いて液晶表示装置を構成すれば、液晶表示装置も薄くすることができる。

また、上記制御基板は、上記部分基板の長手方向における上記発光基板の両端の上記駆動素子よりも内側に配置され、上記制御素子は、上記部分基板の長手方向における上記制御基板の両側に配置された上記駆動素子に対して別々の制御信号を供給することが好ましい。

上記構成によれば、制御基板が、部分基板の長手方向における発光基板の両端の駆動素子よりも内側に配置され、制御基板の両側にある駆動素子に対して別々の制御信号が供給されるので、制御基板から最も遠い駆動素子までの制御信号の伝送距離を短くすることができる。従って、部分基板の端に配置された駆動素子に対して、劣化の少ない制御信号を供給することができる。

また、上記制御基板は、上記部分基板の長手方向における上記発光基板の中央に配置されていることが好ましい。

上記構成によれば、制御基板が発光基板の中央に配置されているので、制御基板から最も遠い駆動素子までの制御信号の伝送距離を短くすることができる。従って、部分基板の端に配置された駆動素子に対して、劣化の少ない制御信号を供給することができる。

また、上記制御基板は、長方形形状の小基板がその長手方向に複数並設されたものであることが好ましい。

制御基板と各部分基板とを接続する電気配線を短くする観点から、制御基板はなるべく多くの部分基板を横断していることが好ましい。このためには、制御基板が十分な長さを有していることが望まれる。しかしながら、一定以上の長さの一枚基板を製造するのは困難である。

上記構成によれば、複数の小基板を長手方向に組み合わせて制御基板を構成することにより、制御基板を十分な長さにすることができる。従って、大面積の発光領域を得られるよう発光基板が大きい場合であっても、制御基板と両端の部分基板とを接続する電気配線を短くすることができ、両端に配置された部分基板の駆動素子に対して劣化の少ない制御信号を供給することができる。

また、上記発光基板は、上記部分基板がその長手方向にも複数並設されたものであり、上記制御基板は、上記部分基板の短手方向と平行な上記部分基板の継ぎ目と対向するように配置され、上記制御素子は、上記部分基板の長手方向における上記制御基板の両側に配置された上記部分基板の上記駆動素子に対して別々の制御信号を供給することが好ましい。

長い一枚基板を製造するのは困難であるが、上記構成によれば、発光基板が複数の部分基板によって構成されているので、長い一枚基板を作成することなく、発光基板を長くすることができる。このように発光基板を長くすると、発光基板の端に配置された駆動素子までの信号の伝送距離が長くなるため、信号の劣化が問題になりやすい。

しかしながら、上記構成によれば、制御基板が部分基板の継ぎ目に配置され、制御基板の両側にある部分基板に対して別々の制御信号が供給されるので、制御基板から最も遠い駆動素子までの制御信号の伝送距離を短くすることができる。従って、発光基板の端に配置された駆動素子に対して、劣化の少ない制御信号を供給することができる。

また、上記制御基板は、上記部分基板の短手方向と平行な上記継ぎ目のうち、上記部分基板の長手方向における上記発光基板の中央に最も近い継ぎ目と対向するように配置されることが好ましい。

上記構成によれば、発光基板の中央に最も近い継ぎ目と対向するように制御基板が配置されるので、制御素子から発光基板の端の駆動素子までの制御信号の伝送距離が短くなる。従って、発光基板の端に配置された駆動素子に対して、より劣化の少ない制御信号を供給することができる。

また、本発明に係る液晶表示装置は、上述したバックライト装置を備えていることを特徴とする。

上記構成によれば、上述したバックライト装置を備えているので、額縁部の狭い液晶表示装置を実現することができる。

以上のように、本発明に係るバックライト装置は、制御基板の少なくとも一部が発光基板の背面と対向しているので、上述したように、液晶表示装置の額縁部を狭くすることができるという効果を奏する。

〔第１の実施形態〕
本発明に係るバックライト装置の第１の実施形態について図１から図７に基づいて説明すると以下の通りである。本実施形態のバックライト装置１は、液晶表示装置の光源として用いられる直下型（液晶表示パネルと対向配置されるタイプ）のものである。

図１は、本実施形態のバックライト装置１の概要構成を示す背面図である。なお、図中の矢印は、制御信号の伝送方向を示している。図２は、本実施形態のバックライト装置１の概要構成を示す正面図である。図１に示すように、バックライト装置１は主として、プリント回路基板である発光基板１０および制御基板３０によって構成されている。

図２に示すように、発光基板１０の一方の面上には、多数の発光素子２２が基板の全面に渡って実装されている。つまり、発光素子２２は、発光基板１０上において平面状（詳細にはマトリクス状）に配列されている。以下では、発光基板１０の２つの面のうち、発光素子２２が配置されている面のことを発光面という。

図１に示すように、発光基板１０の他方の面上には、発光素子２２を駆動するための複数の駆動素子２１が基板の全面に渡って実装されている。つまり、この駆動素子２１も平面状（詳細にはマトリクス状）に配列されている。以下では、発光基板１０の２つの面のうち、駆動素子２１が配置されている面のことを背面という。

本実施形態では、駆動素子２１の数が発光素子２２の数よりも少なく、発光基板１０の背面に配置された１つの駆動素子２１が、その近傍にある複数（図の例では８個）の発光素子２２を駆動する。図示しないが、駆動素子２１とそれによって駆動される発光素子２２とは、発光基板２０を挟んで貫通接続されている。

図１および図２に示すように、発光基板１０は、細長い長方形形状のユニット基板（部分基板）２０が、その短手方向（長方形形状のユニット基板２０の短辺と平行な方向）に複数枚（図の例では６枚）並設されることによって構成されている。つまり、それぞれのユニット基板２０が個別に製造され、組み合わされている。例えば一辺の長さが６０ｃｍを超えるような大面積の一枚基板を製造することは容易ではないが、個別に製造された互いに同一の複数のユニット基板２０を組み合わせることにより、大画面の液晶表示装置のためのバックライト装置を容易に製造することができる。なお、これらのユニット基板２０は隙間が生じないように敷き詰められている。

図３は、ユニット基板２０の発光面の概要構成を示す平面図である。図３の例では、ユニット基板２０の発光面には、発光素子２２がユニット基板の長手方向に沿って１６個、短手方向に沿って２個の計３２個配置されている。１つの発光素子２２は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色のＬＥＤ２２Ｒ・２２Ｇ・２２Ｂからなり、これら３種類のＬＥＤの発光量が個別に制御されることによって、発光素子２２が様々な色相の光を様々な強度で照射することができるようになっている。また、発光素子２２の輝度および色相は、発光素子ごとに個別に制御可能になっている。

つまり、本実施形態のバックライト装置１は、照射する光の輝度および色相を領域ごとに制御可能なエリアアクティブ駆動システムを採用している。エリアアクティブ駆動システムでは、バックライト装置１から照射される光の輝度および色相が、液晶表示装置に表示される映像を規定する映像信号に応じて領域ごとに調節されるので、液晶表示装置においてコントラストの向上および消費電力の削減が達成される。

図４は、ユニット基板２０の背面の概要構成を示す平面図である。図４に示すように、ユニット基板２０の背面には、ユニット基板２０の長手方向に沿って駆動素子２１が複数（図の例では４個）配置されている。つまり、駆動素子２１は、ユニット基板２０において直線状に配列されている。そして、ユニット基板２０上の複数の駆動素子２１は、制御信号が一端の駆動素子２１から他端の駆動素子２１へと順次伝送されていくように、互いにカスケード状に接続（カスケード接続）されている。以下では、互いに接続された駆動素子２１をまとめて駆動素子列という。

図１に示すように、制御基板３０は、発光基板１０の背面と対向するように配置されている。特に本実施形態では、制御基板３０の面全体が発光基板１０と対向している。それゆえ、制御基板３０が発光基板１０の外部に設けられる図１８の構成に比べて、バックライト装置１を小面積化することができる。このことは、バックライト装置１が発光領域以外の余分な領域を周囲に有していないことを意味する。従って、このバックライト装置１を用いて液晶表示装置を構成すれば、表示領域以外の領域である額縁部を狭くすることができる。

なお、「対向している」状態において、対向する２つのものは、互いに接触している状態であってもよいし、接触していない状態であってもよい。

制御基板３０の一方の面上には、発光基板１０上の駆動素子２１に対して制御信号を供給する制御素子３１が実装されている。本実施形態では、制御基板３０の２つの面のうち、発光基板１０と対向しない面上に制御素子３１が配置されているが、本発明では特に限定されない。

本実施形態では、図１中の矢印によって示すように、制御基板３０上の制御素子３１が、それぞれのユニット基板上の駆動素子列に対してパラレルに制御信号を供給する。つまり、制御素子３１から各駆動素子列への接続配線が駆動素子列ごとに個別に設けられ、制御素子３１から各駆動素子列へ個別に制御信号が供給される。そのため、制御基板３０には、ユニット基板の数に応じて接点が設けられている。制御基板３０上の個々の接点は、個別に制御素子３１へ電気的に通じている。一方、それぞれのユニット基板２０にも接点が設けられている。ユニット基板に設けられた接点は、駆動素子列の末端の駆動素子２１へ電気的に通じている。そして、制御基板の接点と対応するユニット基板の接点とがケーブルによって接続されている。

本実施形態では、制御基板３０が、ユニット基板２０の長手方向における発光基板１０の端部付近に配置されている。そして、制御信号は、制御素子３１から駆動素子列の一方の末端の駆動素子２１へ供給され、その後、他方の末端の駆動素子２１へ向けて伝送される。

図５は、制御素子３１から駆動素子列へ供給される制御信号の例を説明する図である。ユニット基板２０上のそれぞれの発光素子２２に対して図５の上側のように符号を割り当てた場合、制御素子３１から伝送される制御信号は、例えばタイプ１またはタイプ２のようになる。タイプ１は、ＬＥＤの発光を規定するデータがＡラインとＢラインとで個別に伝送される場合の例であり、タイプ２は、ＡラインおよびＢラインのＬＥＤの発光を規定するデータが混在して伝送される場合の例である。ただし、これらは一例にすぎず、制御信号に含まれるデータのフォーマットは、駆動素子２１の種類に応じて様々に変更可能である。同様に、ＲＧＢのデータの順番も、ＬＥＤの配線形態に応じて様々に変更可能である。

制御素子３１から各駆動素子２１へ供給される制御信号はディジタル信号であり、制御信号内の個々のＬＥＤ用のデータブロックには、ＬＥＤに投入する電流の大きさ（ｍＡ）を規定する電流制御データと、ＬＥＤの輝度を調節するためのデューティ比を規定するＰＷＭ制御データとが含まれる。なお、制御信号には、ＬＥＤのオープンなどの異常を検出するための信号がさらに含まれていてもよい。制御信号は、図５に示すように個々のＬＥＤ用の制御データがＬＥＤの配置に対応した順序で配列されることによって構成されており、自己転送方式で各駆動素子２１に供給される。

駆動素子２１は、自分の前を流れていく制御信号をデータ取り込み信号（ｘｌａｔ：ラッチ信号）の入力タイミングに基づいて取り込み、取り込んだ信号中の電流制御データおよびＰＷＭ制御データに基づき、それぞれのＬＥＤに流れる電流のデューティ比を制御する。これにより、発光素子２２が見かけ上制御信号に基づいた輝度で発光する。

ところで、大型のバックライト装置を製造する場合、発光領域の拡張に伴ってＬＥＤの数が増加するため、制御信号に含まれるデータの量も多くなる。それゆえ、制御信号の周波数を上げる必要がある。このような制御信号の周波数としては、例えば５ＭＨｚまたは３０ＭＨｚなどが想定される。このように高周波数の制御信号を基板の全面に渡って配置された駆動素子２１に供給する場合、信号の劣化（鈍り）について考慮しなければならない。

一般に信号の劣化は、基板上にプリントされた配線よりも基板同士を接続するケーブルにおいて起こりやすい。つまり、本実施形態のバックライト装置１では、発光基板１０または制御基板３０上よりも、各ユニット基板２０と制御基板３０とを接続するケーブルにおいて信号の劣化が生じる傾向にある。従って、このケーブルはなるべく短いことが好ましい。

そのため、本実施形態のバックライト装置１では、図１に示すように、長方形形状の制御基板３０が複数のユニット基板２０を横断するように配置されている。より詳細には、制御基板３０の長手方向の長さは、ユニット基板２０の短手方向における発光基板１０の長さと略等しく、制御基板３０の長手方向の辺が全てのユニット基板２０と交差するようになっている。また、制御基板３０の長手方向とユニット基板２０の長手方向とは直交している。そして、ケーブルが接続される制御基板３０上の複数の接点は、制御基板３０の長手方向に沿って配置されている。

このように、制御基板３０は、なるべく多くのユニット基板２０と交差するように配置されている。制御基板３０の配置によっては、両端（上端および下端）に配置されたユニット基板２０へのケーブルが長くなることもあるが、上記の配置によれば、制御基板３０とユニット基板２０とを接続するためのケーブルを短くすることができるので、両端に配置されたユニット基板２０上の駆動素子列に対して劣化の少ない制御信号を供給することができる。従って、本実施形態のバックライト装置１は、大画面の液晶表示装置に好適である。

本実施形態のバックライト装置１を液晶表示パネルおよびそのドライバなどとともにフレームに固定することによって、液晶表示装置を製造することができる。この液晶表示装置に備わるバックライト装置１は、上述した利点を有しているため、液額縁部が狭く、バックライトの輝度を領域ごとに調節できる大画面の液晶表示装置を実現することができる。

本実施形態では、図１に示すように制御基板３０が発光基板１０の左端付近に配置されているが、本発明はこれに限定されず、図６に示すように制御基板３０が発光基板１０の右端付近に配置されていてもよい。

また、本実施形態では、ユニット基板２０がその短手方向にのみ並設されることによって発光基板１０が構成されているが、発光基板１０は、図７に示すように、ユニット基板２０がその短手方向および長手方向に並設されることによって構成されていてもよい。なお、図中のアローヘッドはユニット基板２０の継ぎ目を示している。この場合、ユニット基板２０の長手方向に隣接する２つのユニット基板２０上の駆動素子列同士が互いにカスケード状に接続され、制御信号は、制御基板３０と対向するユニット基板２０上の駆動素子列を経由して、他方のユニット基板２０上の駆動素子列へと伝送される。

また、本実施形態では、制御素子３１が駆動素子２１へ制御信号を供給するために、制御基板３０と各ユニット基板２０とがケーブルによって接続されているが、基板同士の接続方法はこれに限定されない。制御基板３０と各ユニット基板２０とは、ケーブルの代わりに、嵌合コネクタなどによってボード・トゥ・ボードで接続されていてもよい。

また、本実施形態では、ユニット基板２０が横長で、制御信号が横方向に伝送されるが、本発明はこれに限定されず、ユニット基板が縦長で、制御信号が縦方向に伝送されてもよい。すなわち、図１に示す構成を紙面内で９０°回転させた構成も本発明に含まれる。

〔第２の実施形態〕
本発明に係るバックライト装置の第２の実施形態について図８および図９に基づいて説明すると以下の通りである。なお、上述した第１の実施形態と同一の部材については同一の符号を付し、説明を省略する。

図８は、本実施形態のバックライト装置２の概要構成を示す背面図である。なお、図中の矢印は、制御信号の伝送方向を示している。本実施形態のバックライト装置２では、制御素子３１が実装された制御基板４０の長手方向の長さが、第１の実施形態のものに比べて短くなっている。換言すれば、制御基板４０の長手方向の長さは、ユニット基板２０の短手方向における発光基板１０の長さよりも短い。

バックライト装置の発光領域を拡張すると、ユニット基板２０の短手方向における発光基板１０の長さも長くなる。その結果、発光基板１０と略等しい長さを有する制御基板４０を低コストで製造することが困難になることがある。本実施形態のバックライト装置２は、このような状況を想定したものである。

本実施形態でも、上述した第１の実施形態と同様に、制御基板４０は、その長手方向がユニット基板２０の長手方向と直交するように配置されている。この配置により、制御基板４０によって横断されるユニット基板２０の数が最大となる。その結果、制御基板４０から各ユニット基板２０への距離が短くなるので、必要なケーブルの長さが短くて済み、各駆動素子２１へ劣化の少ない制御信号を供給することができる。

さらに本実施形態では、制御基板４０がユニット基板２０の短手方向における発光基板１０の中央に配置されている。これにより、制御基板４０から、両端（上端および下端）に配置されたユニット基板２０への距離が略等しくなる。

仮に制御基板４０が発光基板１０の中央よりも下寄りに配置されている場合、制御基板４０から上端のユニット基板２０までのケーブルの長さは、制御基板４０が発光基板１０の中央に配置されている場合に比べて長くなる。一方、仮に制御基板４０が発光基板１０の中央よりも上寄りに配置されている場合は、制御基板４０から下端のユニット基板２０までのケーブルの長さが、制御基板４０が発光基板１０の中央に配置されている場合に比べて長くなる。

このように、制御基板４０が発光基板１０の中央に配置されていることにより、制御基板４０から最も遠いユニット基板２０と制御基板４０との間の距離が最短になる。それゆえ、基板間のケーブルの最大長さを短くすることができ、両端（上端および下端）に配置されたユニット基板２０上の駆動素子列に対して劣化の少ない制御信号を供給することができる。従って、本実施形態のバックライト装置２は、大画面の液晶表示装置に好適である。

なお、本実施形態では、図８に示すように制御基板４０が発光基板１０の左端付近に配置されているが、本発明はこれに限定されず、図９に示すように制御基板４０が発光基板１０の右端付近に配置されていてもよい。

〔第３の実施形態〕
本発明に係るバックライト装置の第３の実施形態について図１０および図１１に基づいて説明すると以下の通りである。なお、上述した第１の実施形態と同一の部材については同一の符号を付し、説明を省略する。図１０は、本実施形態のバックライト装置３の概要構成を示す背面図である。また、図１１は、図１０のＡ−Ａ線断面図である。

図１０に示すように、本実施形態のバックライト装置３では、制御基板３０の表裏が第１の実施形態と逆になっている。つまり、制御基板３０の２つの面のうち、発光基板１０と対向する面上に制御素子３１が配置されている。これにより、発光基板１０の基板面と制御基板３０の基板面とによって挟まれる空間に、駆動素子２１および制御素子３１が配置されている。

さらに本実施形態では、制御基板３０が、ユニット基板２０の長手方向における発光基板１０の端部付近よりも内側に配置されている。より詳細には、制御基板３０は、駆動素子列の末端の駆動素子２１よりも内側に配置されている。そして、図１１に示すように、制御基板３０の制御素子３１が、横方向に隣接する２つの駆動素子２１の間に嵌り込んでいる。これにより、バックライト装置３が第１の実施形態よりも薄くなっている。

なお、隣接する２つの駆動素子２１の間に制御素子３１全体が嵌り込んでいる必要はなく、制御素子３１の少なくとも一部が嵌り込んでいればよい。ここで、「制御素子３１の少なくとも一部が、隣接する２つの駆動素子２１の間に嵌り込む」とは、２つの駆動素子２１の頂上を通る平面と駆動素子２１が設けられている発光基板１０の基板面とによって挟まれる空間に、制御素子３１の少なくとも一部が含まれている状態をいう。このとき、駆動素子２１と制御素子３１とが接触している必要はない。

また、「隣接する２つの駆動素子２１」とは、一の駆動素子２１とそれに最も近い駆動素子２１との組に限定されない。２つの駆動素子２１の間に他の駆動素子２１が挟まれていない場合、該２つの駆動素子２１は、「隣接する２つの駆動素子２１」とみなすことができる。

本実施形態では、横方向に隣接する２つの駆動素子２１の間に制御素子３１が嵌り込んでいるが、本発明はこれに限定されず、縦方向に隣接する２つの駆動素子２１の間に制御素子３１が嵌り込んでいてもよいし、斜め方向に隣接する２つの駆動素子２１の間に制御素子３１が嵌り込んでいてもよい。これらの構成であっても、バックライト装置３が薄くなるという効果を得ることができる。

〔第４の実施形態〕
本発明に係るバックライト装置の第４の実施形態について図１２および図１３に基づいて説明すると以下の通りである。なお、上述した第１の実施形態と同一の部材については同一の符号を付し、説明を省略する。図１２は、本実施形態のバックライト装置４の概要構成を示す背面図である。なお、図中の矢印は、制御信号の伝送方向を示している。

図１２に示すように、本実施形態のバックライト装置４では、制御基板３０が、ユニット基板２０の長手方向における発光基板１０の端部付近よりも内側に配置されている。すなわち、制御基板３０は、駆動素子列の末端の駆動素子２１よりも内側に配置されている。そして、特に好ましい態様として、本実施形態では、制御基板３０が、ユニット基板２０の長手方向における発光基板１０の中央に配置されている。

さらに、制御素子３１は、ユニット基板２０の長手方向における制御基板３０の両側の駆動素子２１に対して、制御信号を個別に供給する。つまり、本実施形態では、同一のユニット基板２０上に配置された複数の駆動素子２１のうち、制御基板３０よりも左側にある駆動素子２１と、制御基板３０よりも右側にある駆動素子２１とは、互いに接続されておらず、別々の制御信号が供給される。

図１３は、制御素子３１から各駆動素子列へ供給される制御信号の例を説明する図である。タイプ１は、ＬＥＤの発光を規定するデータがＡラインとＢラインとで個別に伝送される場合の例であり、タイプ２は、ＡラインおよびＢラインのＬＥＤの発光を規定するデータが混在して伝送される場合の例である。図１３に示すように、発光基板１０の背面側から見て制御基板３０よりも左側にあるＬＥＤ（Ａ１５，Ａ１４，Ａ１３，Ｂ１５，Ｂ１４など）を駆動する駆動素子２１と、制御基板３０よりも右側にあるＬＥＤ（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ｂ１，Ｂ２など）を駆動する駆動素子２１とに対しては、異なる制御信号が送信される。

上述したように、高周波数の制御信号を基板の全面に渡って配置された駆動素子２１に供給する場合、信号の劣化について考慮しなければならない。制御基板３０から最も遠いところに配置されている駆動素子２１に対して供給される制御信号は、伝送距離が最も長いことから、他の駆動素子２１に供給される制御信号よりも劣化する。例えば、図１に示す第１の実施形態のバックライト装置１では、駆動素子列の右末端の駆動素子２１に供給される制御信号は、他の駆動素子２１に比べて最も劣化する傾向にある。

ここで、本実施形態のように、制御基板３０を発光基板１０の端部よりも内側に配置し、制御基板３０の右側の駆動素子２１と左側の駆動素子２１とに対して、異なる制御信号を供給することにより、制御基板３０から、これと最も遠い駆動素子２１までの制御信号の伝送距離が短くなる。従って、ユニット基板２０の末端に配置されている駆動素子２１に対しても、劣化の少ない制御信号を供給することができる。

特に、制御基板３０を発光基板１０の中央に配置することにより、制御基板３０から末端の駆動素子２１までの伝送距離が、第１の実施形態の場合の半分程度になる。従って、本実施形態のバックライト装置４は、大画面の液晶表示装置に好適である。

なお、このような構成は、制御基板３０が発光基板１０と対向するように配置されていることにより、初めて可能となる。つまり、従来のバックライト装置では、制御基板が発光基板の外側に配置されているので、大型化したときに生じる制御信号の劣化の問題を解決することは困難であるが、本願発明のように、制御基板３０と発光基板１０とを対向配置させることにより、制御信号の劣化の問題を解決することが可能になる。

なお、本実施形態では、短手方向に並設された複数のユニット基板２０によって発光基板１０が構成されているが、発光基板１０は、後述する第６の実施形態に示すように、ユニット基板２０がその短手方向に加え、長手方向にも並設されたものであってもよい。このような構成であっても、同様の効果を得ることができる。

〔第５の実施形態〕
本発明に係るバックライト装置の第５の実施形態について図１４に基づいて説明すると以下の通りである。なお、上述した第１の実施形態と同一の部材については同一の符号を付し、説明を省略する。図１４は、本実施形態のバックライト装置５の概要構成を示す背面図である。なお、図中の矢印は、制御信号の伝送方向を示している。

図１４に示すように、本実施形態のバックライト装置５では、制御基板４５が複数の小基板によって構成されている。より具体的には、制御基板４５が第１基板４５ａおよび第２基板４５ｂの２つの基板によって構成されている。第１基板４５ａおよび第２基板４５ｂは、ともに長方形形状である。制御基板４５は、第１基板４５ａと第２基板４５ｂとが、その長手方向に並設されたものとなっている。第１基板４５ａと第２基板４５ｂとを繋げることにより、制御基板４５の長手方向の長さは、ユニット基板２０の短手方向における発光基板１０の長さと略等しくなっている。

上述したように、バックライト装置の発光領域を拡張すると、ユニット基板２０の短手方向における発光基板１０の長さも長くなる。その結果、発光基板１０と略等しい長さを有する制御基板４５を一枚基板として低コストで製造することが困難になることがある。本実施形態のバックライト装置５は、このような状況を想定したものである。本実施形態では、個別に製造された複数の小基板を組み合わせているので、十分に長い制御基板４５を容易に得ることができる。

制御素子３１は、第１基板４５ａに実装されている。そして、制御基板４５の長手方向に沿って、各ユニット基板２０へ制御信号を伝送するためのケーブルを接続するための接点が複数設けられている。つまり、第１基板４５ａと対向するユニット基板２０へ制御信号を伝送するための接点は第１基板４５ａに設けられ、第２基板４５ｂと対向するユニット基板２０へ制御信号を伝送するための接点は第２基板４５ｂに設けられている。

そして、第１の実施形態と同様に、第１基板４５ａおよび第２基板４５ｂ上の個々の接点は、個別に制御素子３１へ電気的に通じている。そのため、第１基板４５ａと第２基板４５ｂとの境界近傍には、接続部３２が設けられている。第２基板４５ｂの接点は、この接続部３２を経由して第１基板４５ａ上の制御素子３１に通じている。

本実施形態でも、第１の実施形態と同様に、制御基板４５の長手方向の辺が全てのユニット基板２０と交差するようになっている。このように、制御基板３０がなるべく多くのユニット基板２０と交差するように配置されていることにより、制御基板３０とユニット基板２０とを接続するためのケーブルを短くすることができる。よって、両端に配置されたユニット基板２０上の駆動素子列に対して劣化の少ない制御信号を供給することができる。従って、本実施形態のバックライト装置５は、大画面の液晶表示装置に好適である。

〔第６の実施形態〕
本発明に係るバックライト装置の第６の実施形態について図１５および図１６に基づいて説明すると以下の通りである。なお、上述した第１の実施形態と同一の部材については同一の符号を付し、説明を省略する。図１５は、本実施形態のバックライト装置６の概要構成を示す背面図である。なお、図中の矢印は、制御信号の伝送方向を示し、アローヘッドは、ユニット基板２０の長手方向と垂直な継ぎ目の位置を示している。

図１５に示すように、本実施形態のバックライト装置６では、ユニット基板２０がその長手方向および短手方向に複数並設されることによって発光基板１１が構成されている。図の例では、長手方向に４枚、短手方向に６枚の計２４枚のユニット基板２０によって発光基板１１が構成されている。このように、ユニット基板２０をその長手方向および短手方向に敷き詰めていくことによって、大面積の発光基板１１を容易に得ることができる。

さらに、制御基板３０は、その長手方向がユニット基板２０の長手方向と直交するように、かつ、ユニット基板２０の継ぎ目のうち、ユニット基板２０の長手方向と垂直な継ぎ目と対向するように配置されている。そして、制御素子３１は、第４の実施形態と同様に、ユニット基板２０の長手方向における制御基板３０の両側の駆動素子２１に対して、制御信号を個別に供給する。つまり、本実施形態では、発光基板１１上に配置された複数の駆動素子２１のうち、制御基板３０よりも左側にある駆動素子２１と、制御基板３０よりも右側にある駆動素子２１とに対して、別々の制御信号が供給される。

ここで、ユニット基板２０の長手方向に隣接する２つのユニット基板２０上の駆動素子列同士は、互いにカスケード状に接続され、一方から他方へと制御信号が伝送される。ただし、制御基板３０を挟んで隣接する２つのユニット基板２０上の駆動素子列同士は、互いに接続されない。これにより、制御素子３１からの制御信号は、制御基板３０と隣接するユニット基板２０上の駆動素子列を経由して、外側のユニット基板２０上の駆動素子列に供給される。このため、制御信号の受け渡しが行われる２つの隣接するユニット基板２０同士の継ぎ目部には、一方のユニット基板２０から他方のユニット基板２０へ制御信号を渡すための接続配線が設けられている。

ユニット基板２０をその長手方向に並設する場合、発光基板１１の端部の駆動素子２１へ供給される制御信号の劣化が特に問題となるが、本実施形態では、制御基板３０がユニット基板２０の継ぎ目と対向するように配置され、制御基板３０の両側のユニット基板２０の駆動素子２１に対して別々の制御信号が伝送されるので、発光基板１１の端部の駆動素子２１への制御信号の伝送距離が短くなる。それゆえ、発光基板１１の端部に配置されている駆動素子２１に対しても、劣化の少ない制御信号を供給することができる。

さらに、本実施形態では特に好ましい態様として、制御基板３０が、ユニット基板２０の長手方向における発光基板１０の中央に最も近い継ぎ目と対向するように配置されている。図１５の例では、ユニット基板２０がその長手方向に４枚並設されているので、３つの継ぎ目のうち、真ん中の継ぎ目と対向するように制御基板３０が配置されている。このことは、制御基板３０がユニット基板２０の長手方向における発光基板１０の中央付近に配置されていることを意味する。よって、発光基板１１の端部への制御信号の伝送距離は、発光基板１１の端部付近に制御基板３０を配置した場合の半分程度になる。従って、本実施形態のバックライト装置４は、大画面の液晶表示装置に好適である。

なお、図１５には、ユニット基板２０をその長手方向に偶数枚並設した例を示したが、ユニット基板の長手方向の並設枚数は、奇数枚であってもよい。図１６は、本実施形態のバックライト装置６の変形例の概要構成を示す背面図である。なお、図中の矢印は、制御信号の伝送方向を示し、アローヘッドは、ユニット基板２０の長手方向と垂直な継ぎ目の位置を示している。

図１６に示すように、本変形例のバックライト装置６’では、長手方向に３枚、短手方向に６枚の計１８枚のユニット基板２０によって発光基板１１が構成されている。本変形例においても、制御基板３０は、ユニット基板２０の長手方向における発光基板１０の中央に最も近い継ぎ目と対向するように配置されていることが好ましい。この場合、制御基板３０は、ユニット基板２０の長手方向における発光基板１０の中央付近から少しずれることになるが、それでも制御信号の伝送距離が短くなり、同様の効果を得ることができる。

また、制御基板３０がユニット基板２０の継ぎ目に配置されることによって、制御基板３０とユニット基板２０との接続が容易になるという効果も得られる。仮にユニット基板２０の内側に制御基板３０を配置した場合、ユニット基板の端部に設けられた駆動素子２１に信号入力を行うために、制御基板３０からの信号線をユニット基板２０の端まで引き回す必要がある。そのため、配線長が長くなり、制御信号の鈍りの原因となりうる。これに対し、ユニット基板２０を継ぎ目に配置すれば、信号配線の取り回しが容易で、制御信号への悪影響が起こりにくい。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明によれば、額縁部の狭い液晶表示装置を実現することができるので、パーソナルコンピュータのモニタやテレビジョン受像機、携帯電話機などの用途に好適に利用することができる。

本発明の第１の実施形態を示すものであり、バックライト装置の概要構成を示す背面図である。 本発明の第１の実施形態を示すものであり、バックライト装置の概要構成を示す正面図である。 本発明の一実施形態を示すものであり、ユニット基板の発光面の概要構成を示す平面図である。 本発明の一実施形態を示すものであり、ユニット基板の背面の概要構成を示す平面図である。 本発明の第１の実施形態を示すものであり、制御素子から駆動素子列へ供給される制御信号の例を説明する図である。 本発明の第１の実施形態の変形例を示すものであり、バックライト装置の概要構成を示す背面図である。 本発明の第１の実施形態のさらなる変形例を示すものであり、バックライト装置の概要構成を示す背面図である。 本発明の第２の実施形態を示すものであり、バックライト装置の概要構成を示す背面図である。 本発明の第２の実施形態の変形例を示すものであり、バックライト装置の概要構成を示す背面図である。 本発明の第３の実施形態を示すものであり、バックライト装置の概要構成を示す背面図である。 図１０のＡ−Ａ線断面図である。 本発明の第４の実施形態を示すものであり、バックライト装置の概要構成を示す背面図である。 本発明の第４の実施形態を示すものであり、制御素子３１から各駆動素子列へ供給される制御信号の例を説明する図である。 本発明の第５の実施形態を示すものであり、バックライト装置の概要構成を示す背面図である。 本発明の第６の実施形態を示すものであり、バックライト装置の概要構成を示す背面図である。 本発明の第６の実施形態の変形例を示すものであり、バックライト装置の概要構成を示す背面図である。 参考形態を示すものであり、バックライト装置の概要構成を示す背面図である。 従来の技術を示すものであり、発光ダイオードバックライト装置の概要構成を示す図である。

符号の説明

１・２・３・４・５・６・６’ バックライト装置
１０・１１ 発光基板
２０ ユニット基板（部分基板）
２１ 駆動素子
２２ 発光素子
３０・４０・４５ 制御基板
３１ 制御素子
４５ａ 第１基板（小基板）
４５ｂ 第２基板（小基板）

Claims (12)

1. 平面状に配列された複数の発光素子と該発光素子を駆動する駆動素子とが配置された発光基板と、上記駆動素子に制御信号を供給することにより該駆動素子を制御する制御素子が配置された制御基板とを備え、液晶表示装置の光源として用いられるバックライト装置であって、
   上記制御基板の少なくとも一部が、上記発光基板の２つの面のうち、上記発光素子の配置された発光面と反対の面である背面と対向していることを特徴とするバックライト装置。
2. 上記発光基板は、長方形形状の部分基板がその短手方向に複数並設されたものであ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。
3. それぞれの上記部分基板には、互いにカスケード接続された複数の上記駆動素子が該部分基板の長手方向に沿って配置され、
   上記制御素子は、各部分基板の上記駆動素子に対して制御信号を供給し、
   上記発光素子の発光量は、該発光素子の配置された領域ごとに制御可能であることを特徴とする、請求項２に記載のバックライト装置。
4. 上記制御基板は、長方形形状であるとともに、その長辺が複数の上記部分基板を横断するように配置されていることを特徴とする、請求項３に記載のバックライト装置。
5. 上記制御基板は、その長手方向の長さが上記部分基板の短手方向における上記発光基板の長さよりも短く、該制御基板の長手方向が上記部分基板の長手方向と直交し、
   上記制御基板は、上記部分基板の短手方向における上記発光基板の中央に配置されていることを特徴とする、請求項４に記載のバックライト装置。
6. 上記発光基板の背面には、複数の上記駆動素子が配置され、
   上記制御素子は、上記制御基板の２つの面のうち、上記発光基板と対向する面に配置され、
   上記制御素子の少なくとも一部が、隣接する２つの上記駆動素子の間に嵌り込んでいることを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載のバックライト装置。
7. 上記制御基板は、上記部分基板の長手方向における上記発光基板の両端の上記駆動素子よりも内側に配置され、
   上記制御素子は、上記部分基板の長手方向における上記制御基板の両側に配置された上記駆動素子に対して別々の制御信号を供給することを特徴とする、請求項３から５のいずれか１項に記載のバックライト装置。
8. 上記制御基板は、上記部分基板の長手方向における上記発光基板の中央に配置されていることを特徴とする、請求項７に記載のバックライト装置。
9. 上記制御基板は、長方形形状の小基板がその長手方向に複数並設されたものであることを特徴とする、請求項３，４，５，７，８のいずれか１項に記載のバックライト装置。
10. 上記発光基板は、上記部分基板がその長手方向にも複数並設されたものであり、
    上記制御基板は、上記部分基板の短手方向と平行な上記部分基板の継ぎ目と対向するように配置され、
    上記制御素子は、上記部分基板の長手方向における上記制御基板の両側に配置された上記部分基板の上記駆動素子に対して別々の制御信号を供給することを特徴とする、請求項３，４，５，７，８，９のいずれか１項に記載のバックライト装置。
11. 上記制御基板は、上記部分基板の短手方向と平行な上記継ぎ目のうち、上記部分基板の長手方向における上記発光基板の中央に最も近い継ぎ目と対向するように配置され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。
12. 請求項１から１１のいずれか１項に記載のバックライト装置を備えていることを特徴とする液晶表示装置。

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