JPWO2012002321A1 - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

凹面状の反射面の底部に配置された複数のＬＥＤ素子による発熱を、効率的に放熱する液晶表示装置を提供する。表示領域を有する液晶パネルＰＮＬと、液晶パネルＰＮＬの下側に配置されるバックライトＢＬと、を有する液晶表示装置であって、バックライトＢＬは、複数の発光ダイオードＬＤがそれぞれに実装された１又は複数の実装基板ＬＰＢと、放熱板ＨＳと、反射部材ＲＭと、を有し、反射部材ＲＭは、液晶パネルＰＮＬの下側で凹面状となる反射面を有し、各実装基板ＬＰＢにおける複数の発光ダイオードＬＤは、凹面状となる反射面の底部に配置され、実装基板ＬＰＢの各々は、底部の下側となる位置に配置され、放熱板ＨＳは、１又は複数の実装基板ＬＰＢの下側に配置され、放熱板ＨＳは、平面的にみて、１又は複数の実装基板ＬＰＢよりも広い面積を有して、表示領域よりも狭い面積を有する、ことを特徴とする液晶表示装置。

Description

本発明は、液晶表示装置、および液晶表示装置を有するテレビ受像機に関する。

液晶表示装置のバックライトには、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子（以下、本明細書において、発光ダイオードとも言う。）を用いたものが製品化されはじめており、例えば、液晶パネルの直下に複数のＬＥＤ素子を配置する直下型方式が知られている。

なお、特許文献１には、発光ダイオード群からの発生熱を効率的に放熱して表示パネルの全面に亘って温度分布の均一化を図る旨が開示されており、特許文献２には、ＬＥＤ素子の温度を簡単な構成で均一化することで、照明光を液晶パネルに対して全面に亘って均一且つ安定な状態で照射することができるバックライトを備える液晶表示装置が開示されている。また、特許文献３には、ＬＥＤモジュールを挟む上側の光学シート又は反射シートと、下側の放熱パッドと、を一体型に設けてバックライトユニットを小型化且つスリム化させる旨が開示されている。

特開２００６−３０２５８１号公報 特開２００８−５３０６２号公報 特開２００９−２６７６５号公報

ここで、直下型の液晶表示装置の部材コストを抑えるため、凹面状の反射面を有した反射部材を液晶パネルの下側に配置して、その底部に複数のＬＥＤ素子を密集配置させることが考えられる。このような反射部材を用いることにより、表示領域の裏面の全域にＬＥＤ素子を配列する場合と比べて、ＬＥＤ素子数を削減することができる。

しかし、上述のようにしてＬＥＤ素子数を削減した場合においては、液晶表示装置に必要とされるバックライトの輝度を提供するために、ＬＥＤ素子１つあたりに多くの電力を供給して各ＬＥＤ素子を高輝度で発光させることとなる。また、さらに上記の場合には、高輝度で発光するＬＥＤ素子が密集して配置されることになるため、局所的に、従来よりも大きな発熱が生じることとなる。

本発明は、液晶表示装置および、液晶表示装置を有するテレビ受像機において、凹面状の反射面を有する反射部材の底部に配置される複数のＬＥＤ素子による発熱を、効率的に放熱することを目的とする。

（１）本発明に係る液晶表示装置は、画像を表示する表示領域を有する液晶パネルと、前記液晶パネルの下側に配置されるバックライトと、を有する液晶表示装置であって、前記バックライトは、複数の発光ダイオードがそれぞれに実装された１又は複数の実装基板と、放熱板と、反射部材と、を有し、前記反射部材は、前記液晶パネルの下側で凹面状となる反射面を有し、前記実装基板の各々における前記複数の発光ダイオードは、前記凹面状となる反射面の底部に配置され、前記実装基板の各々は、前記凹面状の反射面の外側であって、前記底部の下側となる位置に配置され、前記放熱板は、前記１又は複数の実装基板のさらに下側に配置され、前記放熱板は、平面的にみて、前記１又は複数の実装基板よりも広い面積を有し、前記液晶パネルの前記表示領域よりも狭い面積を有する、ことを特徴とする。

（２）（１）の液晶表示装置であって、前記液晶表示装置は、前記放熱板と、前記反射部材と、を外側から覆う筐体をさらに有し、前記放熱板は、前記筐体に下面が接触しつつ前記筐体に取り付けられる、ことを特徴としてもよい。

（３）（１）の液晶表示装置であって、前記反射面の底部は平坦に形成されて、前記反射部材が前記実装基板のそれぞれの上面に接し、前記凹面状となる反射面は、前記底部と接続する傾斜面を有し、前記放熱板は、平面的にみて、前記傾斜面の一部と重複する、ことを特徴としてもよい。

（４）（３）の液晶表示装置であって、前記放熱板は、平面的にみて、前記底部よりも広い面積を有して前記傾斜面の一部と重複する、ことを特徴としてもよい。

（５）（１）乃至（２）のいずれかの液晶表示装置であって、前記１又は複数の実装基板は、複数の実装基板であって、前記複数の実装基板のうちのいずれか２つは、互いに間隔を置いて配置されて、前記放熱板は、互いに間隔を置いて配置された前記２つの実装基板の間に中空の貫通穴を有する、ことを特徴としてもよい。

（６）（５）の液晶表示装置であって、前記２つの実装基板は、直線状の形状を有し、前記貫通穴は、前記２つの実装基板の間で溝状に形成される、ことを特徴としてもよい。

（７）（５）の液晶表示装置であって、前記２つの実装基板は、前記液晶パネルの長手方向に沿って直線状となる形状を有し、前記貫通穴は、前記液晶パネルの長手方向に沿って溝状に形成される、ことを特徴としても良い。

（８）（５）の液晶表示装置であって、前記２つの実装基板は、直線状の形状を有し、前記２つの実装基板の少なくとも一方は、第１の実装部分と、前記第１の実装部分よりも高い密度で前記発光ダイオードが実装される第２の実装部分とを、有し、前記貫通穴は、前記第２の実装部分に沿って溝状に形成される、ことを特徴としても良い。

（９）（７）の液晶表示装置であって、前記２つの実装基板は、直線状となって配置されて、前記２つの実装基板のうちの一方は、前記長手方向の一方に偏って配置され、前記２つの実装基板のうちの他方は、前記長手方向の他方に偏って配置され、前記貫通穴は、前記２つの実装基板が互いに対向し合う部分の間で、溝状に形成される、ことを特徴としても良い。

（１０）（８）の液晶表示装置であって、前記第２の実装部分は、前記第１の実装部分よりも前記液晶パネルの長手方向の中央に配置される、ことを特徴としても良い。

（１１）（２）の液晶表示装置であって、前記筐体および前記放熱板は、互いに接触する部分が平坦に形成される、ことを特徴としても良い。

（１２）（１１）の液晶表示装置であって、前記筐体は、前記放熱板の下面と接触する部分に貫通穴を有し、前記放熱板は、前記筐体と接触する部分にねじ穴を有し、前記放熱板は、前記筐体の貫通穴を介して前記放熱板のねじ穴に取り付けられることにより、前記筐体に固定される、ことを特徴としても良い。

（１３）本発明に係るテレビ受像機は、（１）から（１２）のいずれかの液晶表示装置を有するテレビ受像機であって、テレビジョン放送の電波を受信して映像を表示し音声を出すように構成される。

本発明の液晶表示装置およびテレビ受像機によれば、凹面状の反射面を有する反射部材の底部に配置される複数のＬＥＤ素子による発熱が、効率的に放熱される。

実施形態１にかかる液晶表示装置の断面の様子を示す概略図である。 実施形態１における液晶表示装置の上側からみた様子を示す概略図である。 実施形態１におけるバックライトの一部を上面からみた様子を示す概略図である。 実施形態１における放熱板と実装基板を示す概略上面図である。 実施形態２における放熱板と実装基板を示す概略上面図である。 実施形態３における放熱板と実装基板を示す概略上面図である。 実施形態２及び３における放熱板の温度分布を示すグラフである。 実施形態４における放熱板と実装基板を示す概略上面図である。 実施形態５における放熱板と実装基板を示す概略上面図である。 実施形態６における放熱板と実装基板を示す概略上面図である。 実施形態６の変形例における放熱板と実装基板を示す概略上面図である。 実施形態７にかかる液晶表示装置の断面の様子を示す概略図である。 実施形態８における液晶テレビ受像機の分解斜視図である。 図１３に示す液晶テレビ受像機の反射シートよりも後方に配置される部分を示す上面図である。 図１３に示す液晶テレビ受像機の側面図である。 図１３に示す液晶テレビ受像機の縦断面概略図である。 実施形態８の液晶テレビ受像機が有する発光ダイオードの光強度分布を示す図である。 実施形態８の液晶テレビ受像機が有する発光ダイオードのレンズから出射する光強度の測定結果を示す図である。

以下、本発明の各実施形態について、図面を参照しながら説明する。

［実施形態１］
図１は、本発明の実施形態１における液晶表示装置の断面の様子を示す概略図であり、図２は、本発明の実施形態１における液晶表示装置を上面側（画像が表示される側）からみた概略図である。

図１で示されるように、実施形態１における液晶表示装置は、液晶パネルＰＮＬと、バックライトＢＬを含んで構成される。

液晶パネルＰＮＬは、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）がマトリクス状に形成されたガラス基板であるＴＦＴ基板と、ＴＦＴ基板に対向する対向基板と、これらの間に挟持される液晶層とを含み、さらに、互いに透過軸が直交配置される上偏光板および下偏光板を有している。

液晶パネルＰＮＬに照射されたバックライト光は、下偏光板を通過する際に直線偏光となり、液晶層の結晶状態に応じて画素毎に偏光方向を制御されて、その偏光状態に応じて上偏光板を透過し、或いは、遮蔽される。また、図２で示されるように液晶パネルＰＮＬは、画像を表示する表示領域ＤＰを有している。表示領域ＤＰでは、複数の画素がマトリクス状に配列され、それぞれの画素において液晶層の結晶状態が制御されることにより、画像が表示される。

バックライトＢＬは、液晶パネルＰＮＬの下側（図１において右側の方向）に配置されて、複数の発光ダイオードＬＤが実装された実装基板ＬＰＢと、放熱板ＨＳ、反射部材ＲＭ、筐体ＢＤ、光学シートＯＳを含んで構成される。

まず、本実施形態の反射部材ＲＭは、反射シートにより構成される。図１で示されるように、反射部材ＲＭは、液晶パネルＰＮＬ側の面が凹面状の反射面となっており、表示領域ＤＰの中央に配置される当該反射面の底部には、複数の発光ダイオードＬＤが配置される。本実施形態における反射部材ＲＭの反射面では、底部が平坦に形成されて、さらに平坦な底部に傾斜面が連続して配置される。これにより、当該反射面は凹面状に形成される。この反射部材ＲＭについての詳細は後述する。

実装基板ＬＰＢは、ガラスエポキシ樹脂等からなる基板であって、光源となる複数の発光ダイオードＬＤを実装している。当該複数の発光ダイオードＬＤは、実装基板から信号や電力が供給されることによって発光する。発光ダイオードＬＤから発光した光は、直接、或いは、反射部材ＲＭの反射面を経て光学シートＯＳに照射され、液晶パネルＰＮＬに提供される。図１で示されるように、実装基板ＬＰＢは、凹面状の反射面の外側であって、発光ダイオードＬＤが配置される底部の下側の位置に配置される。

放熱板ＨＳは、アルミニウムもしくは銅などの熱伝導率が大きい部材で形成される。本実施形態では、放熱板ＨＳは、実装基板ＬＰＢを固定する部材であって、実装基板ＬＰＢの下側に配置される。実装基板ＬＰＢは、熱伝導シート等を挟んでネジ等により放熱板ＨＳの上側に固定されて載置される。また、図２で示されるように、放熱板ＨＳは、実装基板ＬＰＢよりも広く形成されて、かつ、表示領域ＤＰよりも狭く形成される。

筐体ＢＤは、図１で示すように、反射部材ＲＭと放熱板ＨＳの外側に配置されて、これらを保護する金属製の箱状の部材である。本実施形態では、放熱板ＨＳが平板状に形成されて、その下面が筐体ＢＤに接触して取り付けられており、放熱板ＨＳから伝わる熱量をさらに外側に放熱できるようにしている。

光学シートＯＳは、拡散シートやプリズムシートなどの光学シートであって、液晶パネルＰＮＬと反射部材ＲＭとの間に複数枚配置される。

以上では、本実施形態の液晶表示装置における各部材について説明をした。以下においては、本実施形態における放熱板ＨＳ、実装基板ＬＰＢ、表示領域ＤＲの平面的な位置関係について詳細に説明する。

まず、図２で示されるように、液晶パネルＰＮＬの画像を表示する側から平面的にみて、放熱板ＨＳは、実装基板ＬＰＢよりも広い面積を有し、かつ、表示領域ＤＰよりも狭い面積を有して形成される。また、同図で示されるように、放熱板ＨＳおよび実装基板ＬＰＢは矩形状の平面形状となっており、放熱板ＨＳは、液晶パネルＰＮＬの長手方向Ｄ１と同様の方向が長手方向となっている。そして、放熱板ＨＳおよび実装基板ＬＰＢは、表示領域ＤＰの中央に配置され、液晶パネルＰＮＬの短手方向Ｄ２の中心線と重複して、当該中心線に沿って配置される。また、複数の発光ダイオードＬＤは、長手方向Ｄ１に直線状に等ピッチで配列される。複数の発光ダイオードＬＤは、表示領域ＤＰの長手方向Ｄ１の中心線に対して左右対称に配置するのが望ましい。

次に図３は、本実施形態におけるバックライトＢＬの一部を上面からみた様子を示す概略図である。反射部材ＲＭにおける反射面は、底部ＢＴと、傾斜面ＧＲとを含み、底部ＢＴでは、発光ダイオードＬＤを内側に配置するための複数の穴が形成される。また、前記複数の穴は、実装基板ＬＰＢにおける発光ダイオードＬＤの配置に対応して、直線状に配列されて形成される。なお、傾斜面ＧＲは、湾曲していてもよいし、一定の傾斜角を有する傾斜面であってもよい。

凹面状の反射面の底部ＢＴは、図１および図３で示されるように、実装基板ＬＰＢの上面に反射シートが接することにより、平坦に形成される。また、傾斜面ＧＲは、図３で示すように、底部ＢＴに接続して図中上下方向に延在する。反射シートには、各発光ダイオードＬＤが複数の穴を介して反射面の内側に挿入されつつ、反射シートは、傾斜面ＧＲと底部ＢＴとの境界で折り曲げられて、実装基板ＬＰＢの上面の一部に底部ＢＴが貼付けられて固定される。また、図３で示されるように、放熱板ＨＳは、平面的にみて、底部ＢＴよりも広い面積を有している。そしてさらに本実施形態では、平面的にみて、底部ＢＴの外周が放熱板ＨＳの外周に囲まれて、放熱板ＨＳの内側に底部ＢＴが配置されるようにする。なお、図３においては、底部ＢＴの長手方向Ｄ１の様子を省略しているが、長手方向Ｄ１においても、傾斜面ＧＲとは異なる傾斜面が、底部ＢＴに接続して形成されるようにしてよい。

図４は、本実施形態における放熱板ＨＳと実装基板ＬＰＢを示す概略上面図である。実装基板ＬＰＢは、液晶パネルＰＮＬの側から平面的にみて、放熱板ＨＳの内側に配置されており、放熱板ＨＳの外周を形成する輪郭線は、実装基板ＬＰＢの外側を囲むようになっている。換言すると、放熱板ＨＳの外周は、実装基板ＬＰＢの外周を囲んでいるといえる。放熱板ＨＳが、実装基板ＬＰＢよりも大きな面積となることで、実装基板ＬＰＢにおける発熱が効率的に放熱される。また、放熱板ＨＳが、表示領域ＤＰよりも小さな面積となることで、放熱板ＨＳ自体による部材コストが抑えられる。

本実施形態における発光ダイオードＬＤの１つあたりには、従来の直下型の場合（具体的には、表示領域ＤＰの下側にＬＥＤ素子が満遍なくマトリクス状に配列される場合）における１つあたりのＬＥＤ素子と比べて、３〜４倍程の電力が供給されることとなる。そしてさらに、底部ＢＴにおいて、このような高輝度で発光する発光ダイオードＬＤが密集していることから、放熱板ＨＳは、平坦な底部ＢＴに接続する傾斜面ＧＲの裏側という余裕のあるスペースまで延在させている。

すなわち、本実施形態の液晶表示装置は、複数の発光ダイオードＬＤが底部ＢＴに配置されることにより局所的に大きな発熱が生じるという課題に対して、凹面状の反射面の傾斜面ＧＲの裏側という余裕のあるスペースに着目し、傾斜面ＧＲの一部と重複するように放熱板ＨＳを延在させることで放熱効率を向上させている。

また、放熱板ＨＳは、筐体ＢＤよりも熱伝導率の高い金属により筐体ＢＤが有する厚みよりも厚く形成され、筐体ＢＤおよび放熱板ＨＳは、互いに接触する部分が平坦に形成される。そしてさらに、筐体ＢＤは、放熱板ＨＳの下面と接触する部分に貫通穴を有し、放熱板ＨＳも、筐体と接触する部分にねじ穴を有しており、ネジが筐体ＢＤの貫通穴を介して挿入され、放熱板ＨＳが取り付けられる。本実施形態では、図１で示されるように、放熱板ＨＳは平板状に形成されて、筐体ＢＤにおいて液晶パネルＰＮＬに平行に形成された部分に、放熱板ＨＳの下面の全体が接触して取り付けられる。

なお、本実施形態では、反射部材ＲＭは、反射シートによって形成される。しかしながら、例えば、実装基板ＬＰＢ上に反射膜コーティングが施されて、反射部材ＲＭが、当該反射膜コーティングと反射シートとを含んで構成されてもよい。この場合には、反射膜コーティングによって、凹面状の反射面の底部ＢＴが形成され、反射シートによって、凹面状の反射面の傾斜面ＧＲが形成される。当該反射膜コーティングは、実装基板ＬＰＢの上面に接して形成される。

なお、本実施形態では、平面的にみて、表示領域ＤＰの内側に放熱板ＨＳが配置され、放熱板ＨＳの内側に実装基板ＬＰＢが配置されている。放熱板ＨＳや実装基板ＬＰＢは、このように配置されるのが好適であるが、例えば、放熱板ＨＳや実装基板ＬＰＢが長手方向Ｄ１に延伸して表示領域ＤＰの外側に部分的に配置されても良く、放熱板ＨＳの面積が、実装基板ＬＰＢの面積よりも広く、表示領域ＤＰの面積よりも狭ければよい。また、放熱板ＨＳの面積は、表示領域ＤＰの９分の１以上、３分の１以下程度にするのが望ましい。

［実施形態２］
次に、本発明の実施形態２にかかる液晶表示装置について説明する。実施形態２の液晶表示装置では、図５で示されるように、放熱板ＨＳ上に固定された１つの実装基板ＬＰＢに、２列の発光ダイオードＬＤが実装される。そしてこのため、反射面の底部ＢＴにおいても同様に２列の発光ダイオードＬＤが配列されることとなる。これらの点を除き、実施形態２における液晶表示装置は、実施形態１における液晶表示装置とほぼ同様である。

本実施形態では、発光ダイオードＬＤを２列にして配置したため、実施形態１の場合と比べて、１つあたりの発光ダイオードＬＤに供給される電力は少なくできる。一方、凹面状の反射面を設計する上では、実施形態１のように１列で配置するのが望ましく、実施形態１のほうが、液晶パネルＰＮＬに対して均一に光を照射しやすくなる。

なお、本実施形態では、１枚の実装基板ＬＰＢにおいて発光ダイオードＬＤが２列にわたって実装されるとしているが、３列にわたって実装されても良いし、千鳥状に実装されても良い。これらの場合においても、実施形態１の場合と同様に、放熱板ＨＳが、実装基板ＬＰＢよりも広い面積となるようにし、さらに、表示領域ＤＰよりも狭い面積とすることで、放熱効率が向上することとなる。

［実施形態３］
次に、本発明の実施形態３にかかる液晶表示装置について説明する。実施形態３の液晶表示装置では、図６で示されるように、放熱板ＨＳ上に２つの実装基板ＬＰＢが固定される。そして、２つの実装基板ＬＰＢには、直線状に１列となって発光ダイオードＬＤが実装され、反射面の底部ＢＴにおいては、発光ダイオードＬＤが２列に配列されることとなる。そしてさらに、放熱板ＨＳは、２つの実装基板ＬＰＢが配置される部分の間に、貫通穴となる中空溝ＳＬを有している。本実施形態の中空溝ＳＬは、実装基板ＬＰＢに沿って長手方向Ｄ１に溝状に形成される中空の貫通穴である。これらの点を除き、実施形態３における液晶表示装置は実施形態１における液晶表示装置とほぼ同様である。

図７は、実施形態２及び実施形態３の場合の放熱板ＨＳの短手方向Ｄ２の温度分布を示すグラフである。図７の２つのグラフの横軸は、放熱板ＨＳの短手方向の位置を示し、縦軸は温度を示している。

実施形態２および３では、いずれも、２列の発光ダイオードＬＤが底部ＢＴに配列されており、図７の左側の実線のグラフは、実施形態２の場合を示し、図７の右側の実線のグラフは、実施形態３の場合を示している。また、図７の左右のグラフにおける破線は、発光ダイオードＬＤが１列で配置される場合の温度分布を仮想的に示している。実施形態２の場合の温度分布を示す実線のグラフ（図７の左側）は、２つの破線のグラフを積分したものに相当し、放熱板ＨＳの中央が高温（Ｔ１）の状態となる。一方、実施形態３の場合の温度分布を示す実線のグラフ（図７の右側）では、中空溝ＳＬに相当する位置の温度分布が欠落しており、１列の発光ダイオードＬＤが個別に配置される場合の温度分布と似た温度分布になる。

すなわち本実施形態では、中空溝ＳＬが存在しない場合と比べて、発熱温度が局所的に高い温度となるのを抑えて、液晶表示装置内の温度分布を均一化にできる。

なお、図６で示されるように、放熱板ＨＳは、平面的にみて環状となっている。すなわち放熱板ＨＳは、長手方向に延伸する２つの長手部分と、当該２つの長手部分を繋ぐように短手方向に延在する短手部分を有し、中空溝ＳＬは、これらに囲まれるように形成される。また、２つの実装基板ＬＰＢは、２つの長手部分の上側にそれぞれ配置される。放熱板ＨＳが、このような中空溝ＳＬを有して環状になることにより、例えば、発光ダイオードＬＤに劣化が生じて部分的に発熱が異なるような場合が生じたとしても、放熱板ＨＳの全体としての温度分布が均一化されて信頼性が向上する。

［実施形態４］
次に、本発明の実施形態４にかかる液晶表示装置について説明する。実施形態４の液晶表示装置では、実施形態３の場合と同様に、放熱板ＨＳ上に固定される２つの実装基板ＬＰＢの間に中空溝ＳＬが形成される。しかしながら、実施形態４の場合は、図８で示されるように、各実装基板ＬＰＢ上において発光ダイオードＬＤが異なる密度で配置される。

具体的には、実装基板ＬＰＢは、所定のピッチで発光ダイオードＬＤが配置される第１の実装部分Ｐ１と、当該所定のピッチよりも狭いピッチで配置されて第１の実装部分Ｐ１よりも高密度で発光ダイオードＬＤが配置される第２の実装部分Ｐ２を有しており、第２の実装部分Ｐ２は、第１の実装部分Ｐ１よりも中央の位置に配置される。そして特に、本実施形態では、中空溝ＳＬが、第２の実装部分Ｐ２に沿って直線状に形成される。図８で示すように、中空溝ＳＬは、互いに対向する２つの第２の実装部分Ｐ２の間に介在しており、互いに対向する２つの第1の実装部分Ｐ１の間には、中空溝ＳＬが介在する部分と介在しない部分とが存在している。これらの点を除き、実施形態４の液晶表示装置は、実施形態３の液晶表示装置とほぼ同様である。

なお、本実施形態では２つの実装基板ＬＰＢのうちの双方において、発光ダイオードＬＤが異なる密度で配置されるが、いずれか一方の実装基板ＬＰＢにおいて、発光ダイオードＬＤが異なる密度で配置されるのであってもよい。中空溝ＳＬが、大きな発熱の生じる第２の実装部分Ｐ２に沿って配置されることにより、放熱板ＨＳにおける温度分布の局所的な上昇が抑えられる。

［実施形態５］
次に、本発明の実施形態５にかかる液晶表示装置について説明をする。実施形態５の液晶表示装置では、実施形態４の場合と同様に、実装基板ＬＰＢ上で発光ダイオードＬＤが異なる密度で配置されて、２つの実装基板ＬＰＢの間に中空溝ＳＬが形成される。しかしながら、実施形態５では、長手方向Ｄ１の方向にずらされて２つの実装基板ＬＰＢが配置される点で実施形態４の場合とは異なる。これらの点を除き、実施形態５の液晶表示装置は、実施形態４の液晶表示装置とほぼ同様である。

図９で示されるように、実装基板ＬＰＢのうちの一方は図中右側に偏って配置され、他方は図中左側に偏って配置され、中空溝ＳＬが、互いに対向し合う部分の間で形成される。また、本実施形態では、実装基板ＬＰＢのそれぞれは、第１の実装部分Ｐ１と第２の実装部分Ｐ２をひとつずつ有しており、中空溝ＳＬは、２つの第２の実装部分Ｐ２の間に配置され、かつ、中空溝ＳＬの一部が第１の実装部分Ｐ１に沿って延在する。なお、図９では、第１の実装部分Ｐ１が他方の実装基板ＬＰＢに対向しないが、第１の実装部分Ｐ１が液晶パネルＰＮＬの中央の側にさらに延在して、他方の実装基板ＬＰＢの第２の実装部分Ｐ２に対向しても良い。

［実施形態６］
次に、本発明の実施形態６にかかる液晶表示装置について説明する。図１０は、本実施形態６における放熱板ＨＳと実装基板ＬＰＢを示す概略上面図である。実施形態６の液晶表示装置では、実装基板ＬＰＢの数と中空溝ＳＬの数が実施形態３の場合とで異なっている。この点を除き、実施形態６の液晶表示装置は、実施形態３とほぼ同様である。図１０で示されるように、放熱板ＨＳの面積は、複数の実装基板ＬＰＢの面積の合計よりも広くなるようにする。

また、図１１は、実施形態６の変形例における放熱板ＨＳと実装基板ＬＰＢを示す概略上面図である。本変形例では、３つの実装基板ＬＰＢのそれぞれは、所定のピッチで発光ダイオードＬＤが配置される第１の実装部分Ｐ１と、当該所定のピッチよりも狭いピッチで配置されて第１の実装部分Ｐ１よりも高密度で発光ダイオードＬＤが配置される第２の実装部分Ｐ２を有している。また、中空溝ＳＬは、第２の実装部分Ｐ２に沿って、長手方向Ｄ１に直線状に配置される。

なお、上記実施形態３〜６においては、２又は３の複数の実装基板ＬＰＢが放熱板ＨＳに配置されるとしているが、４以上の複数の実装基板ＬＰＢが配置されてよい。また、例えば実施形態６においては、３つの実装基板ＬＰＢが配置されて、２つの中空溝ＳＬが配置されるが、３つの実装基板ＬＰＢのうちのいずれか２つの実装基板ＬＰＢの間に１つの中空溝ＳＬが配置されるのであってもよい。

なお、上記の各実施形態では、実装基板ＬＰＢは直線状の形状（一方の方向に細長い長方形状の形状）を有しているが、例えば、正方形等の他の形状を有していてもよく、正方形の実装基板ＬＰＢが放熱板ＨＳ上に複数個配置されて、これらの間に中空の貫通穴が配置されてもよい。

［実施形態７］
次に、本発明の実施形態７に係る液晶表示装置について説明する。図１２は、実施形態７にかかる液晶表示装置の断面の様子を示す概略図である。同図で示されるように、実施形態７では、放熱板ＨＳ上に２つの実装基板ＬＰＢが配置されて、反射面の底部ＢＴに発光ダイオードＬＤが２列に配置される。また、放熱板ＨＳは、支持部材ＳＵによって筐体ＢＤに固定され、バックライトＢＬの筐体ＢＤは湾曲した断面形状となっている。これらの点以外については、実施形態７の液晶表示装置は、実施形態１の場合とほぼ同様でありい、同様である部分についての説明は省略する。

本実施形態では、図１２で示されるように、反射面の底部ＢＴは平坦に形成される。具体的には、反射面の底部ＢＴは、２つの実装基板ＬＰＢの上面に接することにより平坦に形成され、２つの実装基板ＬＰＢの間においても反射面が平坦となっている。

なお、上記の各実施形態では、筐体ＢＤはバックライトＢＬの筐体となっており、当該筐体ＢＤが液晶表示装置に含まれている。しかし、筐体ＢＤは、バックライトＢＬのみを保護するような筐体でなくてもよく、例えば、液晶パネルＰＮＬ等も固定するような液晶表示装置全体の筐体であってもよい。なお、筐体ＢＤは、上記の実施形態では金属製とするのが望ましいが、他の材量を用いてもよく、例えば実施形態７の筐体ＢＤの場合には樹脂製としても良い

また、本発明は、ＩＰＳ（In Plane Switching）型の液晶表示装置に適用しても良いし、ＶＡ(Vertical Alignment)型、ＴＮ(Twisted Nematic)型等の他の方式の液晶表示装置についても適用することが出来るのは言うまでもない。

また、上記いずれかの実施形態に記載された液晶表示装置を組み込んで、テレビジョン放送の電波を受信して映像を表示し音声を出すテレビ受像機を構成することができる。以下、液晶テレビ受像機の例を説明する。

［実施形態８］
図１３は、本発明の実施形態８に係る液晶テレビ受像機の分解斜視図である。図１４は、図１３に示す液晶テレビ受像機の反射シートよりも後方に配置される部分を示す上面図である。図１５は、図１３に示す液晶テレビ受像機の側面図である。図１６は、図１３に示す液晶テレビ受像機の縦断面概略図である。

液晶テレビ受像機は、横長の画面を有する液晶パネル９００を有する。液晶テレビ受像機の画面のアスペクト比（横寸法と縦寸法の比）は１６対９である。液晶パネル９００は、前方側（画像を表示する側）が上フレーム９０２に支持され、後方側がモールドフレーム９０４で支持されている。液晶テレビ受像機は、液晶パネル９００に重なるバックライト９０６を有する。

液晶パネル９００、上フレーム９０２、モールドフレーム９０４及びバックライト９０６は、フロントキャビネット９０８及びバックキャビネット９１０からなるキャビネット９１２（筐体）に収容される。フロントキャビネット９０８は樹脂から構成され、バックキャビネット９１０は塗装された鉄からなる。キャビネット９１２は、台座９１４及び脚９１６からなるスタンド９１８で支持されている。図１５に示すように、キャビネット９１２の側面にはスイッチ９２０が配置されている。

バックキャビネット９１０の下部後方には、カバー９２２が取り付けられている。カバー９２２の内部には、スピーカ９２４及び回路基板９２６が配置されている。回路基板９２６は、様々な周波数の電波の中から特定の周波数の電波を選び出すための同調回路（チューナ）を備えている。

バックライト９０６は、液晶パネル９００に凹面が向くように湾曲部９２８を有する反射シート９３０を有する。反射シート９３０の湾曲部９２８は、キャビネット９１２から離れるように配置されている（図１６参照）。湾曲部９２８は、第１湾曲部９３２及び第２湾曲部９３４を含む。第１湾曲部９３２及び第２湾曲部９３４は、画面の縦方向で複数の発光ダイオード９３６を挟む両側にそれぞれ形成されている。湾曲部９２８とバックキャビネット９１０との間のスペースの下方に回路基板９２６が配置されている（図１６参照）。

バックライト９０６は、液晶パネル９００とは反対側で反射シート９３０に重なる実装基板９３８を有する。実装基板９３８の画面の縦方向の幅は、画面の縦方向の長さの半分以下である。実装基板９３８は、放熱板９４０に固定され、放熱板９４０がキャビネット９１２に固定された構造である。

本実施形態では、画面のほぼ中央に対応する位置に、点光源９４２（図１６参照）を含む発光ダイオード９３６が、横方向に長い長方形の実装基板９３８上に搭載されている。実装基板９３８は、プリント配線基板を使用することができる。実装基板９３８は、アルミニウムなどの金属の放熱板９４０にネジ止めされ、さらに放熱板９４０がバックキャビネット９１０に止めされて固定される。本実施形態においては、発光ダイオード９３６は上下方向には千鳥状に２列で、横方向に延びるように配置されている。正面から見て、実装基板９３８の寸法ＹＬは、液晶パネル９００の画面の高さＹＨの１／３以下になるように設定されている。

バックライト９０６は、実装基板９３８に搭載されて反射シート９３０を貫通して湾曲部９２８の凹面側に突出するように配置された複数の発光ダイオード９３６を有する。複数の発光ダイオード９３６は、画面の横方向に少なくとも一列で並べられるようにしてもよく、複数の発光ダイオード９３６が配置される領域の縦方向の幅が、画面の縦方向の長さの半分以下である空間領域内に収まるように配列されるようにするのが望ましい。それぞれの発光ダイオード９３６は、図１６に示すように、点光源９４２及びその外側に配置されたレンズ９４４を含む。実装基板９３８には、点光源９４２を覆うように、アクリル樹脂を用いたレンズ９４４が搭載されている。

発光ダイオード９３６は、実装基板９３８に対して垂直の方向及び他の方向に光を放射し、垂直の方向よりも他の方向への光強度が強くなっている。レンズ９４４は点光源９４２からの放射光を正面方向に比べて視角方向により広げて放射する広配光特性を有する。発光ダイオード９３６のこのような光強度分布（指向特性）を図１７に示す。また、図１８は、レンズ９４４を出た光強度の測定結果を示す図である。なお、θは、実装基板９３８の法線と光の出射方向とのなす角度である。

実施形態８の液晶テレビ受像機では、実装基板９３８の縦方向寸法ＹＬが画面の縦方向の寸法ＹＨの１/３以下と小さくされているにも関わらず、明るく、画面全体に輝度の均一性が高いと感じる高画質の性能を有している。

本実施形態では、縦方向に最も離れた一対のレンズ９４４の縦方向の寸法と、当該一対のレンズ９４４の間の寸法の合計が、画面寸法ＹＨの１/３以下である。また、発光ダイオード９３６が横方向に1列に配置されている場合、レンズ９４４の縦方向の幅（直径）が画面寸法ＹＨの１/３以下である。点光源９４２及びレンズ９４４は、コストを低減するため、実装基板９３８の外にはみ出さない寸法になっており、最小の寸法に設定されている。

本実施形態では、実装基板９３８の縦寸法ＹＬ、および縦方向に２列に並んだレンズ９４４が配置される領域の縦方向の幅（２つのレンズ９４４の縦方向の寸法とその間隔の縦方向の寸法の合計）は、画面の縦寸法の１/３以下となっている。これにより、発光ダイオード９３６の数を少なくしても、明るく輝度分布が自然で滑らかになるので、コストを大きく低減できる。

本実施形態では、反射シート９３０の湾曲部９２８は、画面縦方向（画面の短辺方向）の寸法ＹＨから、実装基板９３８の縦寸法ＹＬを除いた長さの幅を有して、配置されている。湾曲部９２８の幅がＹＨの１／２以上であれば、画面の輝度分布が正面から見ても違和感がなく、しかも発光ダイオード９３６数を大幅に削減することができ、コストを低減することができる。すなわち、発光ダイオード９３６が収まる空間領域よりも、湾曲部９２８による反射領域を大きくすることで、コストを削減できることになる。

実装基板９３８上に配置された点光源９４２から放射された光は、点光源９４２の上方に配置されたアクリル樹脂で構成されたレンズ９４４により広げられる。その配光特性は、正面方向より斜め方向への光強度が強くなっている。複数の点光源９４２それぞれに広配光のレンズ９４４が装着されているため、実装基板９３８から垂直方向（画面への方向）にある拡散板９４６までの距離（以下内厚Ｚｄとする）の空間において、正面への放射光より、実装基板９３８から画面の周辺方向への放射光の光強度が大きくなっている。レンズ９４４から正面に放射された光の一部は拡散板９４６を透過し、液晶パネル９００を通して画像として表示される。残りの光は、拡散板９４６で反射し、反射シート９３０で反射して、正面でない方向へも放射される。レンズ９４４を通して画面の周辺へ放射された光の一部は、拡散板９４６を通じて画面の周辺部を透過し、光の他の一部は湾曲部９２８を有する反射シート９３０で反射して、再度拡散板９４６を通過する。

上記構成の液晶テレビ受像機の輝度性能は、正面から測定した輝度を１００％とすると周辺が３０％程度と暗い状態である。画面正面の中央輝度と平均輝度の比は１．６５となっている。しかし、反射シート９３０の湾曲部９２８がなだらかに湾曲しているため、実装基板９３８から画面の縦方向に輝度がなだらかに変化している。そのため、中央輝度と平均輝度が１．６５と大きいにも関わらず、その分布に大きな変局点がないため違和感の少ない画像を提供することができる。

中央輝度と平均輝度が１．６５以上でも違和感のない滑らかな輝度分布が得られることは、逆に言えば、発光ダイオード９３６数を低減し、実装基板９３８幅を狭くすることができ、コストを低減できるということである。

なお、中央の輝度が明るく、画面周辺に向かうにつれて、滑らかな輝度分布を以て輝度が低下する特性は、正面への光放射を遮断する構造を設けると実現することができない。その場合、中央に暗い状態となるので違和感のある表示分布となる。従って、個々の点光源９４２とそれをキャッピングするレンズ９４４を含む発光ダイオード９３６の光出射特性は、正面にも所定の出力がある。

バックキャビネット９１０は、液晶テレビ受像機の最外表面を構成している。実装基板９３８は、放熱板９４０にネジ止めされ、発光ダイオード９３６からの熱を実装基板９３８及び放熱板９４０で放熱することで、発光ダイオード９３６の接合温度を所定の値に抑えている。

実装基板９３８と反射シート９３０は、バックキャビネット９１０に近接して固定されているので、液晶テレビ受像機の薄型化を実現することができる。この構造により、輝度性能を、違和感のない均一性を保つようにしながら、液晶テレビ受像機の厚さを薄くすることが可能になっている。

従来のバックライト構造では、発光ダイオードを搭載する基板は、鉄やアルミニウムで構成された液晶装置のバックフレーム（図示せず）に固定され、このバックフレームの外部に発光ダイオードを駆動する電源や液晶パネルのゲート信号線やドレイン信号線を制御するタイミングコントローラの基板を配置し、さらにその外部にバックキャビネットが配置されていた。そのため、バックライトの拡散板と発光ダイオードの内厚距離に加えて、バックフレームとバックキャビネットの距離も必要になり厚くなっていた。

本実施形態では、レンズ９４４から、正面よりも周辺により高い輝度で放射された光は、所定の空間（内厚Ｚｄ）を経て、拡散板９４６及び液晶パネル９００を透過し、これにより画像が表示される。実装基板９３８と放熱板９４０は接触し、放熱板９４０とバックキャビネット９１０はネジで固定されているので、内厚Ｚｄ以外の空間距離を少なくでき、液晶テレビ受像機の厚さは薄型化されている。

液晶テレビ受像機の薄型化は、電源回路、映像回路、同調回路（チューナ）、液晶パネル９００のタイミング回路を有する回路基板９２６の配置によっても実現されている。詳しくは、反射シート９３０の湾曲部９２８がバックキャビネット９１０から離れる方向に湾曲しているので、湾曲部９２８とバックキャビネット９１０の間に広いスペースを得ることができる。液晶テレビ受像機の下部には電源回路、映像回路、同調回路（チューナ）、液晶パネル９００のタイミング回路を有する回路基板９２６がコンパクトに格納されている。これにより発光ダイオード９３６が搭載された実装基板９３８又は放熱板９４０とバックキャビネット９１０の間のスペースを削減できる。

次に、液晶テレビ受像機の製造工程を、図１３を参照して説明する。鉄を材料とする部材に塗装を施してなるバックキャビネット９１０に、内側より壁掛け金具９４８を取り付ける。壁掛け金具９４８はバックキャビネット９１０の強度を補強する。バックキャビネット９１０の背後から壁掛けする際の受けネジ穴が壁掛け金具９４８に形成されている。バックキャビネット９１０の内側にはアルミニウムを材料とする放熱板９４０を固定する。

次に、点光源９４２を搭載した実装基板９３８を放熱板９４０に取り付ける。点光源９４２上にはアクリルを用いた広配光のレンズ９４４をキャッピングし、これを接着材で固定してある。ここで、実装基板９３８の表面が点光源９４２から放射された光を再反射しやすいように、実装基板９３８上に白レジストを塗布しておく。次に、表面が光拡散性を有し、画面の縦方向で湾曲し、レンズ９４４を挿通するためにレンズ９４４の直径より大きい穴を有する反射シート９３０を取り付ける。この上方に、厚さが１．５から３ｍｍの拡散板９４６、プリズムシート９５０及び拡散シート９５２を配置する。実装基板９３８と拡散板９４６の裏面の空間（内厚Ｚｄ）で、点光源９４２からの直接光と反射シート９３０からの２次光である反射光を合成する。

次に、光学シート類を、樹脂材料で作成した４分割されたモールドフレーム９０４で固定する。この上方に液晶パネル９００を配置する。液晶パネル９００は、２枚のガラス基板内に液晶を封入し一方の基板（ＴＦＴ基板）にＴＦＴ（Thin Film Transistor）並びにドレイン信号線及びゲート信号線が形成され、他の基板にはカラーフィルタが形成された構成である。ＴＦＴ基板上のゲート信号線及びドレイン信号線は、外部に引き出されて、ドライバＩＣ及びこれが搭載されたドレイン基板に接続される。ガラス基板のそれぞれの表面には偏光板が貼られている。ドレイン基板は、フレキシブルケーブルで、映像信号を供給するタイミングコントロール回路に電気的に接続される。液晶パネル９００の上方に、ドライバＩＣからの電磁波を防止し、液晶パネル９００を固定するための鉄で形成された上フレーム９０２を取り付ける。

最終的に液晶テレビ受像機を完成するためには、上フレーム９０２の表面に樹脂材料で構成されたフロントキャビネット９０８を取り付け、キャビネット９１２の下に発光ダイオード９３６の制御回路、タイミングコントロール回路、映像回路に電源を供給する電源回路、外部との接続端子などが配置され、保護用の樹脂製のカバー９２２が取り付けられる。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能であり、各実施形態を適宜組み合わせて実施しても良い。例えば、実施形態で説明した構成は、実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成、又は同一の目的を達成することができる構成でおきかえることが出来る。

Claims (13)

1. 画像を表示する表示領域を有する液晶パネルと、
   前記液晶パネルの下側に配置されるバックライトと、を有する液晶表示装置であって、
   前記バックライトは、
   複数の発光ダイオードがそれぞれに実装された１又は複数の実装基板と、
   放熱板と、
   反射部材と、を有し、
   前記反射部材は、前記液晶パネルの下側で凹面状となる反射面を有し、
   前記実装基板の各々における前記複数の発光ダイオードは、前記凹面状となる反射面の底部に配置され、
   前記実装基板の各々は、前記凹面状の反射面の外側であって、前記底部の下側となる位置に配置され、
   前記放熱板は、前記１又は複数の実装基板のさらに下側に配置され、
   前記放熱板は、平面的にみて、前記１又は複数の実装基板よりも広い面積を有して、前記液晶パネルの前記表示領域よりも狭い面積を有する、
   ことを特徴とする液晶表示装置。
2. 請求項１の液晶表示装置であって、
   前記液晶表示装置は、
   前記放熱板と、前記反射部材と、を外側から覆う筐体をさらに有し、
   前記放熱板は、前記筐体に下面が接触しつつ前記筐体に取り付けられる、
   ことを特徴とする液晶表示装置。
3. 請求項１の液晶表示装置であって、
   前記反射面の底部は平坦に形成されて、前記反射部材が前記実装基板のそれぞれの上面に接し、
   前記凹面状となる反射面は、前記底部と接続する傾斜面を有し、
   前記放熱板は、平面的にみて、前記傾斜面の一部と重複する、
   ことを特徴とする液晶表示装置。
4. 請求項３の液晶表示装置であって、
   前記放熱板は、平面的にみて、前記底部よりも広い面積を有して前記傾斜面の一部と重複する、
   ことを特徴とする液晶表示装置。
5. 請求項１の液晶表示装置であって、
   前記１又は複数の実装基板は、複数の実装基板であって、
   前記複数の実装基板のうちのいずれか２つは、互いに間隔を置いて配置されて、
   前記放熱板は、互いに間隔を置いて配置された前記２つの実装基板の間に中空の貫通穴を有する、
   ことを特徴とする液晶表示装置。
6. 請求項５の液晶表示装置であって、
   前記２つの実装基板は、直線状の形状を有し、
   前記貫通穴は、前記２つの実装基板の間で溝状に形成される、
   ことを特徴とする液晶表示装置。
7. 請求項５の液晶表示装置であって、
   前記２つの実装基板は、前記液晶パネルの長手方向に沿って直線状となる形状を有し、
   前記貫通穴は、前記液晶パネルの長手方向に沿って溝状に形成される、
   ことを特徴とする液晶表示装置。
8. 請求項５の液晶表示装置であって、
   前記２つの実装基板は、直線状の形状を有し、
   前記２つの実装基板の少なくとも一方は、第１の実装部分と、前記第１の実装部分よりも高い密度で前記発光ダイオードが実装される第２の実装部分とを、有し、
   前記貫通穴は、前記第２の実装部分に沿って溝状に形成される、
   ことを特徴とする液晶表示装置。
9. 請求項７の液晶表示装置であって、
   前記２つの実装基板は、直線状となって配置されて、
   前記２つの実装基板のうちの一方は、前記長手方向の一方に偏って配置され、
   前記２つの実装基板のうちの他方は、前記長手方向の他方に偏って配置され、
   前記貫通穴は、前記２つの実装基板が互いに対向し合う部分の間で、溝状に形成される、
   ことを特徴とする液晶表示装置。
10. 請求項８の液晶表示装置であって、
    前記第２の実装部分は、前記第１の実装部分よりも前記液晶パネルの長手方向の中央に配置される、
    ことを特徴とする液晶表示装置。
11. 請求項２の液晶表示装置であって、
    前記筐体および前記放熱板は、互いに接触する部分が平坦に形成される、
    ことを特徴とする液晶表示装置。
12. 請求項１１の液晶表示装置であって、
    前記筐体は、前記放熱板の下面と接触する部分に貫通穴を有し、
    前記放熱板は、前記筐体と接触する部分にねじ穴を有し、
    前記放熱板は、前記筐体の貫通穴を介して前記放熱板のねじ穴に取り付けられることにより、前記筐体に固定される、
    ことを特徴とする液晶表示装置。
13. 請求項１に記載された液晶表示装置を有し、テレビジョン放送の電波を受信して映像を表示し音声を出すように構成されたことを特徴とするテレビ受像機。
    

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