JP4798006B2 - バックライト装置、液晶表示装置及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、透過型の液晶パネルを照明するバックライト装置、このバックライト装置を備える液晶表示装置及び電子機器に関する。

液晶表示装置は、２枚の透明基板の間に液晶が封入され、電圧が印加されることにより液晶分子の向きが変えられ光透過率を変化させることで所定の映像等が光学的に表示される。この液晶表示装置には、液晶自体が発光体ではないため、例えば液晶パネルの背面側に冷陰極蛍光ランプ（CCFL:Cold Cathode Fluorescent Lamp）や発光ダイオード（LED:Light Emitting Diode ）を光源とした照明光を照射するバックライト装置が備えられる。

バックライト装置においては、液晶パネルを背面側から、複数のＬＥＤが実装された光源から照明光が照射され、この照明光に対して、各光学シートによって拡散、反射及び導光等の光学処理が施されることで、液晶パネルに対して照明光が全面に亘って均一かつ安定な状態で照射される。

例えば、特許文献１のバックライト装置は、バックライト装置の基本構造体であるバックシャーシの一方の面に光源基板を取り付け、このバックシャーシと対向間隔を介して、反射シートを設ける構造を備えている。このため、特許文献１のバックライト装置は、バックシャーシと反射シートとの２重底構造を有するため構造が複雑化しかつ重量の増加も招いている。

また、特許文献１のバックライト装置においては、各光源基板の一方の面側の直上に反射シートが存在し、各光源基板の他方の面にヒートプレートが取り付けられているので、各光源基板の一方の面と直上にある反射シートとの狭い対向間隔内の限られたスペースで各光源基板の一方の面に複数のＬＥＤやこれらＬＥＤをシリーズで配線する配線パターンや光源用のハーネス、コネクタ等の配線部品を実装させる必要があり、設計の自由度が制約されてしまう。

更に、特許文献１のバックライト装置においては、光源基板の冷却手段に関して、ＬＥＤより発生した発生熱を光源基板に取り付けられているヒートプレートによってヒートパイプを介してヒートシンクに移動させ、この発生熱を空冷ファン等で冷却している。しかしながら、この冷却手段では、ヒートプレート等を介した熱伝導に依存するため冷却効率が光源基板の取付方法などに依存してしまう。また、光源基板、ヒートプレート、ヒートパイプ及びヒートシンク等は、アルミニウム部材から設けられているので、重量が重く、加工が困難であり、コストが高くなってしまう。
特開２００５−３５２４２７号公報

本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、構造を簡素化し、部品点数の削減が図れ、軽量化を図ることができるバックライト装置、このバックライト装置を備える液晶表示装置及び電子機器を提供することを目的とする。

また、本発明は、ＬＥＤから発生した発生熱を簡単な構成で効率よく冷却することができるバックライト装置及びこのバックライト装置を備える液晶表示装置を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために本発明に係るバックライト装置は、透過型の液晶パネルを背面側から照明し、照明光を照射する複数の発光素子が実装された複数の光源基板と、上記光源基板が一方の面に複数取り付けられ、上記光源基板に実装された上記発光素子に対応する位置にそれぞれ形成された開口部から上記発光素子を他方の面に露出させ、上記発光素子から照射された照明光を他方の面で反射する反射シートと、上記反射シートの他方の面側に上記反射シートと所定の対向間隔を介して対向され、上記反射シートから入射された上記照明光を層内において拡散する拡散導光プレートと、上記拡散導光プレートに組み合わされ、複数の光学機能シートを積層してなり、上記透過型の液晶パネルに上記照明光を導光する光学機能シート積層体とを備える。

また、上述した目的を達成するために本発明に係る液晶表示装置は、透過型の液晶パネルと、上記透過型の液晶パネルを背面側から照明するバックライト装置とを備えるものである。

本発明の他の観点に係るバックライト装置は、透過型の液晶パネルに照明光を供給するバックライト装置であって、前記照明光を照射する複数の発光素子が実装された複数の光源基板と、前記各光源基板が設けられる第１の面と、前記第１の面に対向し、前記各発光素子から照射された照明光を反射する第２の面と、前記第１の面と第２の面とを連通し、前記各発光素子を前記第２の面から露出させるように前記各発光素子に対応してそれぞれ形成された複数の開口部とを有する反射シートと、前記反射シートの第２の面と所定の間隔を介して直接的に対向して設けられ、前記各発光素子から照射された前記照明光及び前記反射シートの第２の面から入射された前記照明光を内部で拡散する拡散導光プレートと、前記拡散導光プレートに組み合わされ、複数の光学機能シートを積層してなり、前記液晶パネルに前記照明光を導光する光学機能シート積層体とを具備する。

ここで「直接的に対向して」とは、反射シートと拡散導光プレートとの間に、両者を隔てるような他の部材が存在しないことを意味する。この構成により、反射シートの第１の面に各光源基板が設けられ、第２の面から各発光素子が露出するようになっているため、従来のバックライト装置において必要であった各光源基板を保持するための部材が不要となり、バックライト装置の薄型化、軽量化及びコスト低減を図ることができる。また、反射シートと拡散導光プレートとが直接的に対向しており、両者の間に例えば拡散プレート等の他の部材を設ける必要がないため、上述の薄型化、軽量化及びコスト低減の効果が更に高まることとなる。

本発明の他の観点に係る液晶表示装置は、透過型の液晶パネルと、前記液晶パネルに前記照明光を供給するバックライト装置とを備え、前記バックライト装置は、前記照明光を照射する複数の発光素子が実装された複数の光源基板と、前記各光源基板が設けられる第１の面と、前記第１の面に対向し、前記各発光素子から照射された照明光を反射する第２の面と、前記第１の面と第２の面とを連通し前記各発光素子を前記第２の面から露出させるように前記各発光素子に対応してそれぞれ形成された複数の開口部とを有する反射シートと、前記反射シートの第２の面と所定の間隔を介して直接的に対向して設けられ、前記各発光素子から照射された前記照明光及び前記反射シートから入射された前記照明光を内部で拡散する拡散導光プレートと、前記拡散導光プレートに組み合わされ、複数の光学機能シートを積層してなり、前記液晶パネルに前記照明光を導光する光学機能シート積層体とを有している。

本発明の他の観点に係る電子機器は、透過型の液晶パネルと、前記液晶パネルに供給するための照明光を照射する複数の発光素子が実装された複数の光源基板と、前記各光源基板が設けられる第１の面と、前記第１の面に対向し、前記各発光素子から照射された照明光を反射する第２の面と、前記第１の面と第２の面とを連通し前記各発光素子を前記第２の面から露出させるように前記各発光素子に対応してそれぞれ形成された複数の開口部とを有する反射シートと、前記反射シートの第２の面と所定の間隔を介して直接的に対向して設けられ、前記各発光素子から照射された前記照明光及び前記反射シートから入射された前記照明光を内部で拡散する拡散導光プレートと、前記拡散導光プレートに組み合わされ、複数の光学機能シートを積層してなり、前記液晶パネルに前記照明光を導光する光学機能シート積層体とを有するバックライト装置と、前記光源基板を冷却するための冷却手段とを具備する。

ここで電子機器とは、例えばテレビジョン受像機やＰＣ（Personal Computer）等である。また冷却手段としては、冷却ファン、ヒートパイプ、ヒートシンク等、様々なものを用いることができる。またこの冷却手段は、光源基板側に設けられていてもよいし、液晶パネル及びバックライト装置とを保持する外筐の内面に設けられていてもよい。

本発明によれば、バックライトユニットの基本構造体として用いることができるとともに各ＬＥＤから照射された照明光を反射させることができる反射シートの一方の面に、照明光を照射するＬＥＤが実装された光源基板を複数取り付けることで、構造が簡素化し、部品点数の削減が図れ、軽量化を図ることができる。

以下、本発明を適用したバックライト装置、液晶表示装置及び電子機器について、図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
本実施形態における液晶表示装置１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。この液晶表示装置１は、図１及び図２に示すように、透過型の液晶パネル４を有する液晶パネルユニット２と、この液晶パネルユニット２の背面側に組み合わされ液晶パネルユニット２に対して照明光を照射する本発明が適用されたバックライトユニット３とを備える。

バックライトユニット３により背面側から照明光が照射される液晶パネルユニット２は、略矩形状の液晶パネル４と、この液晶パネル４を保持する前面フレーム部材５ａと背面フレーム部材５ｂとを有する。

前面フレーム部材５ａ及び背面フレーム部材５ｂに保持される液晶パネル４は、図２に示すように、スペーサビーズ等によって対向間隔が保持された第１のガラス基板４ａと第２のガラス基板４ｂとの間に液晶（図示せず）が封入されてなる。第１のガラス基板４ａの内面には、例えば、ストライプ状の透明電極と、絶縁膜と、液晶分子を一定方向に配列させる配向膜とが設けられる。また、第２のガラス基板４ｂの内面には、例えば、光の三原色のカラーフィルタと、このカラーフィルタを保護するオーバコート層と、ストライプ状の透明電極と、液晶分子を一定方向に配列させる配向膜とが設けられる。更に、第１のガラス基板４ａと第２のガラス基板４ｂの表面には、それぞれ偏向フィルムと位相差フィルム等からなる光学フィルム層４ｃが設けられている。

以上のような構成からなる液晶パネル４においては、スペーサビーズ等によって対向間隔が保持された第１のガラス基板４ａと第２のガラス基板４ｂとの間に液晶が封入され、透明電極に電圧が印加されると、ポリイミドからなる配向膜によって液晶分子が界面に対して水平方向に配列されて液晶分子の向きを変えることで光透過率が変化される。そして、液晶パネル４は、光学フィルム層４ｃによってバックライトユニット３から照射された照明光の波長特性を無彩色化、白色化し、カラーフィルタによってフルカラー化を図り所定の映像等をカラー表示する。

なお、液晶パネル４は、上述した構成に限定されるものではなく、従来提供されている種々の構成を備える液晶パネルであってもよい。

液晶パネル４を保持する前面フレーム部材５ａ及び背面フレーム部材５ｂは、枠状に形成され、図２に示すように、スペーサ２ａ，２ｂ及びガイド部材２ｃを介して液晶パネル４の外周縁部を前面フレーム部材５ａと背面フレーム部材５ｂとで液晶パネル４を挟み込み保持する。

以上のように構成された液晶パネルユニット２においては、背面側にバックライトユニット３が組み合わされ、液晶パネルユニット２に対して照明光が照射されることで所定の映像等がカラー表示される。また、液晶表示装置１においては、次に説明するバックライトユニット３がその背面側に備えられることで、バックライトユニット３から液晶パネルユニット２に対して照明光が全面に亘って均一かつ安定な状態で照射されるため、輝度むらや色むら等が少なくなり画質等の向上が図られる。

液晶パネルユニット２の背面側に組み合わされ照明光を照射するバックライトユニット３は、図２に示すように、液晶パネルユニット２の背面と略同じ大きさの外形寸法を有しており、背面フレーム部材５ｂに組み合わされる反射シート６と、反射シート６に取り付けられ、照明光を照明するための光源として複数の発光ダイオード（以下、ＬＥＤという。）が実装された複数の光源基板１０と、反射シート６と対向間隔を介して取り付けられ、光源基板１０から照射された照明光に光学処理を施す光学シートブロック３０とを有する。

光源基板１０が取り付けられた反射シート６は、図２に示すように、液晶パネル４の外形よりもやや大型の略矩形薄板状の主面部６ａと、この主面部６ａの周囲に背面フレーム部材５ｂと外周部で組み合わされる外周壁部６ｂとを有する。また、反射シート６は、機械的剛性を有するアルミニウムプレートからなる基材６ｃ（図４参照）と、蛍光剤を含有し高反射率特性を有する発泡性ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）等からなる反射材６ｄ（図４参照）とを接合して形成される。反射材６ｄは、基材６ｃの両主面のうち、光源基板１０が取り付けられる一方の面とは反対側の他方の面に接合される。更に、反射シート６には、図３に示すように、主面部６ａに後述する光源基板１０に実装されたＬＥＤ１１に対応する位置にそれぞれ形成された開口部６ｅが設けられている。

なお、反射シート６は、アルミニウムプレートに限定されるものではなく、例えば鏡面を有するステンレスプレートを用いるようにしてもよい。また、反射シート６は、比較的小サイズの液晶表示装置に用いられる場合、例えば蛍光剤を含有した発泡性ＰＥＴ等からなる反射材６ｄで形成されるようにしてよい。

反射シート６に取り付けられている光源基板１０は、図４に示すように、導電層が両面に形成されたガラスエポキシ基板であり、反射シート６の開口部６ｅより大型の略矩形薄板状に形成されている。また、光源基板１０の一方の面には、導電材料からなる配線用パターン１２が設けられ、他方の面には、放熱用パターン１３と、この放熱用パターン１３と電気的に絶縁された複数のランド１４とが長手方向の略同一軸線上に設けられている。

更に、光源基板１０には、他方の面の各ランド１４と一方の面の配線用パターン１２とを電気的に接続させる複数のスルーホール１０ａが設けられている。このスルーホール１０ａは、スルーホール１０ａ内に金や銅等の金属メッキ処理を施すスルーホール接続やスルーホール１０ａ内に導電性ペーストを詰めること等によって、他方の面に設けられたランド１４と一方の面に設けられた配線用パターン１２とを電気的に接続させる。

また、光源基板１０の他方の面に設けられたランド１４及び放熱用パターン１３上には、セラミック基板１５が熱伝導性に優れた接着材等で接着され実装されている。なお、セラミック基板１５は、ランド１４及び放熱用パターン１３上に半田付けによって実装されてもよい。

このセラミック基板１５は、図４に示すように、熱伝導性を有するセラミック材からなり、略円形板状又は略矩形板状に形成されている。更に、セラミック基板１５の上面には、各ランド１４の配置位置に対応されたスルーホール１５ａが設けられている。また、セラミック基板１５の上面には、このスルーホール１５ａの配置位置に対応された照明光を照明するＬＥＤ１１が半田バンプ１６によって実装されている。このスルーホール１５ａは、スルーホール１５ａ内を金や銅等の金属メッキ処理を施すスルーホール接続やスルーホール１５ａ内に導電性ペーストを詰めること等によって、セラミック基板１５の上面に実装されたＬＥＤ１１と光源基板１０のランド１４とを電気的に接続させる。

半田バンプ１６によってセラミック基板１５の上面に実装されたＬＥＤ１１は、図３に示すように、ランド１４及びスルーホール１５ａと同様に、光源基板１０の長手方向に略同一軸線上に、赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤと青色ＬＥＤとを組み合わせ複数実装されている。なお、ランド１４、スルーホール１５ａ及びＬＥＤ１１は、光源基板１０の長手方向に略同一軸線上に実装されることに限定されない。

光源基板１０の一方の面に設けられ、スルーホール１０ａを介してランド１４と電気的に接続されている配線用パターン１２には、図４に示すように、例えばＬＥＤ１１の制御信号用リード線を接続するコネクタ１７が実装されている。

また、光源基板１０は、その他方の面が、熱伝導性に優れた熱伝導性両面テープ１８によって反射シート６の一方の面に接着されることで反射シート６に取り付けられている。反射シート６には、光源基板１０の他方の面に実装されたＬＥＤ１１に対応する位置にそれぞれ開口部６ｅが形成されており、この開口部６ｅからＬＥＤ１１が反射シート６の他方の面に露出される。また、光源基板１０の他方の面には、反射シート６の一方の面に当接されるように放熱用パターン１３が設けられている。なお、光源基板１０を反射シート６に取り付ける方法としては、ネジによる締め付け、スナップフィット等でもよい。

以上のような構成からなる光源基板１０は、他方の面側に設けられたＬＥＤ１１がセラミック基板１５のスルーホール１５ａ及び光源基板１０のスルーホール１０ａを介して、一方の面に設けられた配線用パターン１２と電気的に接続される。

また、ＬＥＤ１１が半田バンプ１６によってセラミック基板１５に実装され、セラミック基板１５が放熱用パターン１３上に熱伝導性に優れた接着材によって接着され、熱伝導性に優れた熱伝導性両面テープ１８によって放熱用パターン１３が反射シート６の一方の面と当接されるように接着されていることで、図４中の矢印ｄ１方向のように、ＬＥＤ１１より発生した発生熱が熱伝導性を有するセラミック基板１５に伝導され、セラミック基板１５から放熱用パターン１３又は熱伝導性両面テープ１８を介して反射シート６へと伝導されるようになっている。

なお、光源基板１０には、他方の面側に、ＬＥＤ１１とセラミック基板１５を覆い、ＬＥＤ１１より照射される照明光を拡散させるレンズを設けてもよい。また、光源基板１０は、ガラスエポキシ基板に限定されるものではなく、アルミニウム等のメタルコア基板でもよい。

以上のような構成を有する光源基板１０は、図５に示すように、反射シート６の一方の面に、例えば、マトリックス状に３行６列で複数配列されている。この光源基板１０は、行方向、すなわち図５中の矢印Ｘ方向に近接して配列され、列方向、すなわち図５中の矢印Ｙ方向に離間して配列されている。また、行方向に配列された光源基板１０は、図示しないリード線によって電気的に接続されている。

更に、反射シート６には、図５に示すように、各光源基板１０が列方向に離間して配列されることによって、２つの光源基板１０間に配置部６ｆが設けられる。この配置部６ｆには、後述する光学スタッド部材３４が挿入され立設される挿入孔６ｇが複数形成されている。配置部６ｆには、後述する光学スタッド部材３４が行方向に５個、列方向に３個、合計１５個配置されるため、この挿入孔６ｇは、各光学スタッド部材３４の配置位置に対応してそれぞれ行方向に５個、列方向に３個、合計１５個形成されている。

また、本実施形態のバックライトユニット３を備える液晶表示装置１を組み込む電子機器５０（例えばテレビジョン受像機など）には、図４に示すように、バックライトユニット３の光源基板１０の一方の面側に、液晶表示装置１を覆う外筐７と、光源基板１０の冷却機能を促進する冷却ファン２０とが配設されている。また、この電子機器５０においては、バックライトユニット３の光源基板１０と、電子機器５０の外筐７との間に、電子機器５０の冷却ファン２０により送り込まれた空気を光源基板１０に吹き付ける風向制御板２１が配置されている。

風向制御板２１は、反射シート６の主面部６ａよりやや大形の略矩形薄板状に形成される。この風向制御板２１のうち、光源基板１０に対向する面には、各光源基板１０に実装された各ＬＥＤ１１の実装位置に対応させた複数の突出部２２がプレス加工で形成されている。各突出部２２の頂面には、光源基板１０に対向する面に向かって小径となる貫通孔２３が形成されている。なお、風向制御板２１を、機械的強度を有する熱可塑性樹脂等で成形等により形成してもよい。

この構成により、冷却ファン２０によって空気が外筐７内に送り込まれたとき、図４中の矢印ｄ２方向のように、送り込まれた空気が貫通孔２３によってガイドされ光源基板１０のＬＥＤ１１が実装されている領域及びこの近傍に集中的に直接吹き付けられる。これにより、バックライトユニット３は、各ＬＥＤ１１から発生した発生熱を効率よく冷却することができる。

なお、上述したような冷却ファン２０に限定されず、如何なる冷却手段を配置させてもよい。また、冷却ファン２０及び風向制御板２１等の冷却手段を設けず、反射シート６による放熱だけで冷却してもよい。また、他の部品の配置等に応じて、電子機器５０の外筐７側ではなく、バックライトユニット３側（例えば、光源基板１０の、各ＬＥＤ１１が実装されていない方の面や、反射シート６の、光源基板１０が取り付けられている方の面）に冷却手段を設けてもよい。

反射シート６に取り付けられた光学シートブロック３０は、図２に示すように、液晶パネル４の背面側に対向して設けられている。また、光学シートブロック３０は、拡散プレート３１、拡散導光プレート３２と、光学機能シート積層体３３と、複数の光学スタッド部材３４とを有する。

拡散プレート３１は、一方の面に複数の光源基板１０が取り付けられた反射シート６の他方の面と所定の対向間隔を介して対向され、照明光の一部を透過するとともに一部を反射する。拡散プレート３１は、図２に示すように、透明な合成樹脂材料、例えば、アクリル樹脂等によって液晶パネル４よりやや大形の略矩形薄板状に成形されている。また、拡散プレート３１には、後述する光学スタッド部材３４が挿入される複数の拡散プレート貫通孔３１ａが形成されている。

拡散プレート貫通孔３１ａは、図５に示すように、各光学スタッド部材３４の配置位置に対応してそれぞれ行方向に５個、列方向に３個、合計１５個形成されている。

拡散プレート３１には、図２に示すように、光源基板１０と対向する一方の面に、反射シート６にマトリックス状に配置された複数の光源基板１０の複数のＬＥＤ１１にそれぞれ対向する複数の調光ドット３１ｂが形成されている。

照明光を反射する調光ドット３１ｂは、例えば酸化チタン、硫化バリウム等の遮光剤やガラス粉末、酸化ケイ素等の拡散剤を混合した反射性インクを用いてスクリーン印刷等によって形成される。また、調光ドット３１ｂは、対向するＬＥＤ１１の外径と略同径又はやや大径の略円形パターンからなる。拡散プレート３１は、光源基板１０から出射される照明光を調光ドット３１ｂによって反射シート６側に反射させる。また、拡散プレート３１は、調光ドット３１ｂの非形成領域で各ＬＥＤ１１から照射された照明光の入射角が拡散プレート３１の一方の面に対して臨界角を満たす場合に照明光を入射させる。すなわち、拡散プレート３１は、調光ドット３１ｂの非形成領域であっても、各ＬＥＤ１１から照射された照明光の入射角が拡散プレート３１の一方の面に対して臨界角を超えて入射される場合、照明光を反射する。これにより、拡散プレート３１は、調光ドット３１ｂによって、拡散導光プレート３２へ入射される照明光の入射光量を規制する。更に、拡散プレート３１は、調光ドット３１ｂによって、反射シート６との間で照明光を反復反射させることによって、照明光を全面に亘って均一な状態で拡散導光プレート３２へ入射させる。

なお、拡散プレート３１は、１つのＬＥＤ１１に複数の調光ドット３１ｂが対向するようにドットパターンを形成してもよい。また、拡散プレート３１は、ＬＥＤ１１の照明光分布によって十分拡散される場合、省略してもよい。

拡散導光プレート３２は、拡散プレート３１と所定の対向間隔を介して反射シート６と反対側に対向され、入射された照明光を内部で拡散する。拡散導光プレート３２は、図２に示すように、導光性を有する乳白色の合成樹脂材、例えば、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂等によって拡散プレート３１と略同形の略矩形薄板状に成形されている。また、拡散導光プレート３２は、反射シート６側の一方の面から入射された照明光を内部において屈折、反射させて拡散させることで、他方の面に組み合わされた光学機能シート積層体３３へ、照明光を全面に亘って均一な状態で導光させる。更に、拡散導光プレート３２は、ブラケット部材３２ａによって外周部が保持されて反射シート６の外周壁部６ｂに取り付けられる。

光学機能シート積層体３３は、拡散導光プレート３２に組み合わされ、複数の光学機能シートが積層されてなる。光学機能シート積層体３３は、図２に示すように、拡散導光プレート３２と略同形の略矩形状に形成される。複数の光学機能シートとは、例えば、光源基板１０の光源から照射されて液晶パネル４に導光される照明光を直交する偏光成分に分解する機能を有する偏光フィルム、光波の位相差を補償して広角視野角化及び着色防止を図る機能を有する位相差フィルム、照明光を拡散する機能を有する拡散フィルム等である。

なお、光学機能シート積層体３３は、上述した光学機能シートに限定されるものではなく、例えば輝度向上を図る輝度向上フィルム、位相差フィルムやプリズムシートを挟む上下２枚の拡散シート等を用いてもよい。

光学スタッド３４は、反射シート６と拡散プレート３１との対向間隔と、拡散プレート３１と拡散導光プレート３２との対向間隔とをそれぞれ規定する。また、光学スタッド部材３４は、図５に示すように、２つの光源基板１０間の配置部６ｆに配置され、行方向、すなわち図５中の矢印Ｘ方向に５個、列方向、すなわち図５中の矢印Ｙ方向に３個、合計１５個備えられている。光学スタッド部材３４は、図２に示すように、例えば、ポリカーボ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、透明等の光高反射部材によって一体に形成される。また、光学スタッド部材３４は、先端部が拡散導光プレート３２の一方の面に突き当てられ拡散導光プレート３２と反射シート６との対向間隔を規定する本体部３４ａと、この本体部３４ａの基端に連続して形成された取付部３４ｂとを有する。

図２に示すように、本体部３４ａの先端側は、拡散導光プレート３２側に向かって次第に小径となるような円錐形状に形成されており、この円錐形状の基端に、拡散プレート貫通孔３１ａよりも大径である拡散プレート規定部３４ｃが突出形成されている。この拡散プレート規定部３４ｃの一方の面が拡散プレート３１の他方の面と当接される。更に、本体部３４ａの基端側には、反射シート６の挿入孔６ｇよりも大径である反射シート規定部３４ｄが突出形成されている。この反射シート規定部３４ｄの一方の面が反射シート６の他方の面と当接される。

本体部３４ａの基端に連続して形成された取付部３４ｂは、図２に示すように、支軸部３４ｅと支持体３４ｆとからなる。支軸部３４ｅは、本体部３４ａと一体に形成され、反射シート６に形成された挿入孔６ｇに挿入されている。支持体３４ｆは、この支軸部３４ｅから基端の外周部に突出形成される。支持体３４ｆの先端は挿入孔６ｇよりも大径であり、先端面は挿入孔６ｇの一方の面側の周囲に支持される。この支持体３４ｆは、弾性特性を有し、挿入孔６ｇよりも大径である先端が径方向に押圧されると挿入孔６ｇよりも一時的に小径となり、反射シート６に脱着することが可能となる。

ここで、バックライトユニット３の組立方法を説明する。

先ず、既に一方の面に配線用パターン１２が設けられ、他方の面に放熱用パターン１３及びランド１４が設けられた光源基板１０の放熱用パターン１３及びランド１４上に、セラミック基板１５を熱伝導性に優れた接着剤等で接着させ実装させる。そして、セラミック基板１５の上面に複数のＬＥＤ１１を半田バンプ１６によって実装させる。そして、反射シート６の一方の面にこれら複数のＬＥＤ１１が実装された光源基板１０をマトリックス状に３行６列に配列させて熱伝導性に優れた熱伝導性両面テープ１８によって取り付ける。

次に、図２に示すように、拡散プレート３１を、反射シート６の周囲に設けられた図示しない拡散プレート支持部上に配置させる。そして、反射シート６の各挿入孔６ｇと、各挿入孔６ｇの配置位置に対応して形成された拡散プレート貫通孔３１ａとを対向させる。

次に、光学スタッド部材３４の取付部３４ｂを、反射シート６の他方の面側から拡散プレート３１の拡散プレート貫通孔３１ａを介して、挿入孔６ｇ内に押し込む。そして、光学スタッド部材３４の取付部３４ｂが挿入孔６ｇ内を通過する際に支持体３４ｆが小径となり、通過後弾性特性により挿入孔６ｇより大径に復帰するように押し込むことで、支持体３４ｆの先端面を挿入孔６ｇの一方の面側の周囲に支持させる。

このとき、各光学スタッド部材３４は、支持体３４ｆの先端面が反射シート６の挿入孔６ｇの一方の面側の周囲に支持されるとともに、反射シート規定部３４ｄが反射シート６の他方の面と当接されることで反射シート６に取り付けられる。また、各光学スタッド部材３４は、反射シート６の周囲に設けられた図示しない拡散プレート支持部と拡散プレート規定部３４ｃとで拡散プレート３１を厚み方向（Ｚ方向）に挟持することで、反射シート６と拡散プレート３１との対向間隔を規定し、これら対向する主面間の平行度を全面に亘って高精度に位置決めする。

次に、拡散導光プレート３２の一方の面を各光学スタッド部材３４の先端部に突き当てるようにして、拡散導光プレート３２をブラケット部材３２ａを用いて反射シート６の外周壁部６ｂに取り付ける。

このとき、各光学スタッド部材３４は、その先端部が拡散導光プレート３２の一方の面に点又は狭い面積で接触され突き当てられるとともに、拡散プレート規定部３４ｃが拡散プレート３１の他方の面で当接されることで、拡散導光プレート３２と拡散プレート３１との対向間隔を規定し、これら対向する主面間の平行度を全面に亘って高精度に位置決めする。

以上のように構成されたバックライトユニット３においては、反射シート６が、機械的剛性を有するアルミニウムプレートの基材６ｃの他方の面に蛍光剤を含有した高反射率特性を有する反射材６ｄを接合して形成されている。したがって、反射シート６は、その機械的剛性によりバックライトユニット３の基本構造体として機能するとともに、他方の面の高反射率特性を有する反射材６ｄによって各ＬＥＤ１１から照射された照明光及び拡散プレート３１で反射された照明光を拡散プレート３１側に反射させることができる。すなわち、上記特許文献１で備えられていたバックライト装置のバックシャーシと反射シートの組み合わせを、本発明では反射シート６の一部品に置き換えることができる。したがって、反射シート６の一方の面に、ＬＥＤ１１が実装された光源基板１０を複数取り付けることで、バックライトユニット３の構造を簡素化でき、部品点数の削減が図れ、軽量化を図ることができる。

また、バックライトユニット３においては、光源基板１０の他方の面側にありセラミック基板１５の上面に実装されているＬＥＤ１１が、セラミック基板１５のスルーホール１５ａ及び光源基板１０のスルーホール１０ａを介して、光源基板１０の一方の面に設けられた配線用パターン１２と電気的に接続されているので、配線用パターン１２、コネクタ１７及びハーネス等の配線部品を光源基板１０の一方の面に実装させることができ、配線の設計の自由度の向上を図ることができる。

更に、バックライトユニット３においては、図４中の矢印ｄ１方向のように、ＬＥＤ１１より発生した発生熱がセラミック基板１５に伝導され、セラミック基板１５から放熱用パターン１３及び熱伝導性両面テープ１８を介して反射シート６に伝導され、反射シート６によって放熱されることで、光源基板１０を冷却することができる。

また、バックライトユニット３においては、反射シート６の一方の面にＬＥＤ１１が実装された光源基板１０が複数取り付けられているので、光源基板１０の一方の面に冷却手段を配置することができる。更に、光源基板１０の一方の面側に配置された冷却手段によって光源基板１０の一方の面を直接冷却することができる。このため、バックライトユニット３は、各ＬＥＤ１１から発生した発生熱を反射シート６により放熱するとともに、光源基板１０の一方の面を冷却手段によって直接冷却することで、各ＬＥＤ１１から発生した発生熱を簡単な構成で効率よく冷却することができる。

更に、バックライトユニット３においては、光源基板１０が、反射シート６による放熱及び冷却ファン２０によって冷却されるので、光源基板１０に汎用性のあるガラスエポキシ基板を用いることができ、生産性の向上を図るとともにコストの削減を図ることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態において、上記第１の実施形態と同様の構成となる部分については同一の符号を付し、説明を省略または簡略化する。

図６は、本実施形態における液晶表示装置１００の要部縦断面図であり、図７は、本実施形態における反射シート６と光源基板１０の要部切り欠き平面図であり、図８は、図７で示した反射シートの開口部６ｅと光源基板のＡ−Ａ´縦断面図である。

図６に示すように、本実施形態の液晶表示装置１００は、上記第１の実施形態における図２等に示した液晶表示装置１と比較して、拡散プレート３１を設けていない点が異なる。すなわち、反射シート６と拡散導光プレート３２とは直接的に対向するように構成されている。したがって、光学スタッド部材３４においては、図２に示したような拡散プレート規定部３４ｃは設けられておらず、その本体部３４ａは、拡散導光プレート３２に当接する先端から反射シート規定部３４ｄにかけて略円錐状に形成されている。拡散プレート３１を廃することで、液晶表示装置１００の更なる薄型化、軽量化及びコストダウンを図ることができる。

また、上記第１の実施形態において、図３に示したように各ＬＥＤ１１が光源基板１０上に直線状に実装されているのと異なり、本実施形態においては、図６〜図８に示すように、ＬＥＤ１１は、非線状（十字状）に実装されている。

具体的には、図７に示すように、各光源基板１０上には、４つのＬＥＤ１１がＸＹ方向に沿って十字状に近接して構成されたＬＥＤユニット１９が、各光源基板１０の長手方向（Ｘ方向）に所定間隔（例えば６０ｍｍ）を置いて複数（例えば６ユニット）設けられている。ただし、左端及び右端のＬＥＤユニット１９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１９でその配置は対称的となっている。また、Ｙ方向において隣接する各光源基板１０は、互いに１８０度反転した状態となるように配置される。

各ＬＥＤユニット１９は、例えばＸ方向に並んだそれぞれ一つの赤色ＬＥＤ１１ａ及び青色ＬＥＤ１１ｂと、Ｙ方向に並んだ２つの緑色ＬＥＤ１１ｃ及び１１ｄとで構成される。したがって、本実施形態においては、ＬＥＤユニット１９は６×４×１２＝２８８ユニット設けられ、ＬＥＤ１１は４×２８８＝１１５２個設けられることとなる。なお、ＬＥＤユニット１９及びＬＥＤ１１の数や配置間隔は、上述したものに限られるものではなく、液晶パネル４のサイズやＬＥＤ１１の発光能力等によって適宜変更可能である。

また、本実施形態においては、各ＬＥＤ１１は非線状に設けられるため、反射シート６に設けられる開口部６ｅは、上記図３で示したような直線状ではなく、図７に示すように１つのＬＥＤ１１毎に例えば円柱状に形成され、各開口部６ｅは、各ＬＥＤ１１を反射シート６の反射材６ｄが設けられた方の面から露出させている。

なお、図７に示すように、各光源基板１０の上記２つの緑色ＬＥＤ１１ｃ（Ｇ１）及び１１ｄ（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ＬＥＤ１１ｃ及び１１ｄ（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１９において各緑色ＬＥＤ１１ｃ及び１１ｄ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。

また、上述したように、Ｙ方向において隣接する各光源基板１０は、互いに１８０度反転した状態となるように配置されるため、色度の異なる各緑色ＬＥＤ１１ｃ及び１１ｄをそれぞれ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基板１０間で、同一の色度を有する緑色ＬＥＤ１１ｃ同士及び１１ｄ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ＬＥＤ１１ｃ及び１１ｄ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基板１０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ＬＥＤ１１ｃ及び１１ｄ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ＬＥＤ１１ｃ及び１１ｄ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１９に、緑色ＬＥＤ１１ｃ及び１１ｄのみならず、赤色ＬＥＤ１１ａまたは青色ＬＥＤ１１ｂも複数実装して、その複数の赤色ＬＥＤ１１ａまたは青色ＬＥＤ１１ｂの平均色度（または平均輝度）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８に示すように、本実施形態においても、第１の実施形態と同様、各ＬＥＤ１１はスルーホール１５ａを有するセラミック基板１５上に半田バンプ１６を介して設けられている。しかし、上述のように本実施形態においては各ＬＥＤ１１が非線状に設けられているため、ランド１４、放熱用パターン１３及び配線用パターン１２は、直線状ではなく、各ＬＥＤ１１の配置に対応して非線状に設けられている。例えば、ＬＥＤ１１ｃとＬＥＤ１１ｄとの間に設けられた放熱用パターン１３は、当該２つのＬＥＤ１１ｃ及び１１ｄの放熱を兼ねるように形成されている。しかし、同図Ｘ方向に存在するＬＥＤ１１ａまたは１１ｂ（図７参照）が実装される各セラミック基板１５の下部においては、放熱用パターン１３は、各ＬＥＤ１１ａまたは１１ｂの放熱専用となるように形成されている。このような構成によっても、各ＬＥＤ１１からの発生する熱を、例えば同図矢印ｄ１に示すような経路で反射シート６から効率よく放熱することができる。また、各光源基板１０にも、各ＬＥＤ１１に対応してそれぞれスルーホール１０ａが設けられている。これにより、各ＬＥＤ１１のランド１４と、各ＬＥＤ１１の配置に応じて形成された配線用パターン１２とが電気的に接続されている。

そして、本実施形態においては、上記第１の実施形態において設けられていた冷却ファン２０及び風向制御板２１を廃している。これにより、液晶表示装置１００の更なる薄型化、軽量化及びコスト低減を図ることができる。ただし、本発明はこの構成に限定されず、製品仕様に応じ、電子機器側またはバックライトユニット側に第１の実施形態と同様の冷却手段を設けてもよい。

以上説明した上記第１及び第２の実施形態によれば、光源基板に汎用性のあるプリント配線基板を用いることで、生産性の向上を図るとともに、コストの削減を図ることができる。

また、反射シートの一方の面に光源を有する光源基板を複数取り付けることで、反射シートとは反対側の光源基板の一方の面にコネクタやハーネス等の配線部品を実装させることができ、設計の自由度の向上を図ることができる。

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は、各光源基板１０を、反射シート６の一方の面に取り付けており、この一方の面から各光源基板１０がそのＺ方向の厚み分及びコネクタ１７の厚み分だけ突出するような構成となっていた。しかし、例えば、反射シート６の一方の面に、各光源基板１０の形状及び厚みに適合した凹部を設けて、この凹部に各光源基板１０を埋設するようにしてもよい。また、この場合、コネクタ１７も反射シート６の一方の面から突出しないように当該一方の面に埋設してもよい。更に光学スタッド部材３４の支持体３４ｆも反射シート６の一方の面に埋設してもよい。これにより、液晶表示装置の更なる薄型化が可能となる。

上述の各実施形態においては、液晶表示装置をテレビジョン受像機に適用した例を示したが、例えばＰＣや屋外用の大型ディスプレイ装置等の他の電子機器に適用することも勿論可能である。

本発明の第１の実施形態における透過型の液晶表示装置の要部分解斜視図である。 本発明の第１の実施形態における透過型の液晶表示装置の要部縦断面図である。 本発明の第１の実施形態における反射シートの開口部と光源基板の要部斜視図である。 本発明の第１の実施形態における反射シートの開口部と光源基板の要部縦断面図である。 本発明の第１の実施形態における反射シートと光源基板の組立体の背面図である。 本発明の第２の実施形態における液晶表示装置の要部縦断面図である。 本発明の第２の実施形態における反射シートと光源基板の要部切り欠き平面図である。 図７で示した反射シートの開口部と光源基板のＡ−Ａ´縦断面図である。

符号の説明

１、１００…透過型の液晶表示装置
２…液晶パネルユニット
３…バックライトユニット
４…液晶パネル
６…反射シート
１０…光源基板
１１…発光ダイオード（ＬＥＤ）
１９…ＬＥＤユニット
３０…光学シートブロック
３１…拡散プレート
３２…拡散導光プレート
３３…光学機能シート積層体
３４…光学スタッド部材
５０…電子機器

Claims (9)

1. 透過型の液晶パネルを背面側から照明するバックライト装置において、
   照明光を照射する複数の発光素子が実装された複数の光源基板と、
   前記光源基板が一方の面に複数取り付けられ、前記光源基板に実装された前記発光素子に対応する位置にそれぞれ形成された開口部から前記発光素子を他方の面に露出させ、前記発光素子から照射された照明光を他方の面で反射する反射シートと、
   前記反射シートの他方の面側に前記反射シートと所定の対向間隔を介して対向され、前記反射シートから入射された前記照明光を層内において拡散する拡散導光プレートと、
   前記拡散導光プレートに組み合わされ、複数の光学機能シートを積層してなり、前記透過型の液晶パネルに前記照明光を導光する光学機能シート積層体と
   を具備し、
   前記光源基板の、前記反射シートに取り付けられる取付面には、放熱用のパターンとランドとが形成され、当該取付面の反対側の対向面には、前記ランドにスルーホールを介して接続された配線用のパターンと、コネクタ又はハーネスとが形成されている
   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、
   前記光源基板は、ガラスエポキシ基板である
   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、
   前記光源基板の前記対向面側に配設された冷却手段を更に具備する
   バックライト装置。
4. 透過型の液晶パネルに照明光を供給するバックライト装置であって、
   前記照明光を照射する複数の発光素子が実装された複数の光源基板と、
   前記各光源基板が設けられる第１の面と、前記第１の面に対向し、前記各発光素子から照射された照明光を反射する第２の面と、前記第１の面と第２の面とを連通し、前記各発光素子を前記第２の面から露出させるように前記各発光素子に対応してそれぞれ形成された複数の開口部とを有する反射シートと、
   前記反射シートの第２の面と所定の間隔を介して直接的に対向して設けられ、前記各発光素子から照射された前記照明光及び前記反射シートの第２の面から入射された前記照明光を内部で拡散する拡散導光プレートと、
   前記拡散導光プレートに組み合わされ、複数の光学機能シートを積層してなり、前記液晶パネルに前記照明光を導光する光学機能シート積層体と
   を具備し、
   前記光源基板の、前記反射シートに取り付けられる取付面には、放熱用のパターンとランドとが形成され、当該取付面の反対側の対向面には、前記ランドにスルーホールを介して接続された配線用のパターンと、コネクタ又はハーネスとが形成されている
   バックライト装置。
5. 透過型の液晶パネルと、
   前記透過型の液晶パネルを背面側から照明するバックライト装置を備え、
   前記バックライト装置は、照明光を照射する複数の発光素子が実装された複数の光源基板と、前記光源基板が一方の面に複数取り付けられ、前記光源基板に実装された前記発光素子に対応する位置にそれぞれ形成された開口部から前記発光素子を他方の面に露出させ、前記発光素子から照射された照明光を他方の面で反射する反射シートと、前記反射シートの他方の面側に前記反射シートと所定の対向間隔を介して対向され、前記反射シートから入射された前記照明光を層内において拡散する拡散導光プレートと、前記拡散導光プレートに組み合わされ、複数の光学機能シートを積層してなり、前記透過型の液晶パネルに前記照明光を導光する光学機能シート積層体と
   を具備し、
   前記光源基板の、前記反射シートに取り付けられる取付面には、放熱用のパターンとランドとが形成され、当該取付面の反対側の対向面には、前記ランドにスルーホールを介して接続された配線用のパターンと、コネクタ又はハーネスとが形成されている
   液晶表示装置。
6. 請求項５に記載の液晶表示装置であって、
   前記光源基板は、ガラスエポキシ基板である
   液晶表示装置。
7. 請求項５に記載の液晶表示装置であって、
   前記光源基板の前記対向面側に配設された冷却手段を更に具備する
   液晶表示装置。
8. 透過型の液晶パネルと、
   前記液晶パネルに前記照明光を供給するバックライト装置とを備え、
   前記バックライト装置は、
   前記照明光を照射する複数の発光素子が実装された複数の光源基板と、
   前記各光源基板が設けられる第１の面と、前記第１の面に対向し、前記各発光素子から照射された照明光を反射する第２の面と、前記第１の面と第２の面とを連通し前記各発光素子を前記第２の面から露出させるように前記各発光素子に対応してそれぞれ形成された複数の開口部とを有する反射シートと、
   前記反射シートの第２の面と所定の間隔を介して直接的に対向して設けられ、前記各発光素子から照射された前記照明光及び前記反射シートから入射された前記照明光を内部で拡散する拡散導光プレートと、
   前記拡散導光プレートに組み合わされ、複数の光学機能シートを積層してなり、前記液晶パネルに前記照明光を導光する光学機能シート積層体とを有し、
   前記光源基板の、前記反射シートに取り付けられる取付面には、放熱用のパターンとランドとが形成され、当該取付面の反対側の対向面には、前記ランドにスルーホールを介して接続された配線用のパターンと、コネクタ又はハーネスとが形成されている
   液晶表示装置。
9. 透過型の液晶パネルと、
   前記液晶パネルに供給するための照明光を照射する複数の発光素子が実装された複数の光源基板と、前記各光源基板が設けられる第１の面と、前記第１の面に対向し、前記各発光素子から照射された照明光を反射する第２の面と、前記第１の面と第２の面とを連通し前記各発光素子を前記第２の面から露出させるように前記各発光素子に対応してそれぞれ形成された複数の開口部とを有する反射シートと、前記反射シートの第２の面と所定の間隔を介して直接的に対向して設けられ、前記各発光素子から照射された前記照明光及び前記反射シートから入射された前記照明光を内部で拡散する拡散導光プレートと、前記拡散導光プレートに組み合わされ、複数の光学機能シートを積層してなり、前記液晶パネルに前記照明光を導光する光学機能シート積層体とを有するバックライト装置と、
   前記光源基板を冷却するための冷却手段と
   を具備し、
   上記光源基板の、上記反射シートに取り付けられる取付面には、放熱用のパターンとランドとが形成され、当該取付面の反対側の対向面には、上記ランドとスルーホールを介して接続された配線用のパターンと、コネクタ又はハーネスとが形成されている
   電子機器。

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