WO2011086760A1 - Led基板、バックライトユニットおよび液晶表示装置 - Google Patents
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- G02B6/0073—Light emitting diode [LED]
Definitions
- the present invention relates to an LED substrate on which a plurality of LEDs are mounted, a backlight unit including the LED substrate, and a liquid crystal display device in which the backlight unit is disposed on the back surface of a liquid crystal display panel.
- a liquid crystal display device including a light-transmissive liquid crystal display panel includes a liquid crystal display panel and a backlight unit disposed on the back side of the liquid crystal display panel so as to irradiate light.
- a plate-shaped light guide plate made of a transparent material such as acrylic resin, and a cold cathode tube (fluorescent lamp) or LED (light emission) arranged along one or more sides of the light guide plate 2.
- a sidelight type (edge light type) backlight unit including a light source including a diode is known.
- Such a sidelight-type backlight unit has advantages such as being easy to reduce the thickness as compared with a direct-type backlight unit in which a light source is disposed on the back surface of a liquid crystal display panel.
- FIG. 13 and FIG. 14 are an exploded perspective view and a cross-sectional view of a main part showing a schematic configuration of a liquid crystal display device including a sidelight type backlight unit using such LEDs.
- the liquid crystal display device 100 includes a bezel 102, a liquid crystal display panel 103, and a backlight unit 104.
- the bezel 102 has a frame shape that covers the periphery of the liquid crystal display panel 103, and ensures the strength of the entire liquid crystal display device 100 together with the backlight chassis 114.
- the liquid crystal display panel 103 is formed by bonding two pieces of glass and sealing the liquid crystal therebetween, so that an image can be displayed on the front surface.
- the backlight unit 104 includes a backlight chassis 114 having a shallow box shape. Inside the backlight chassis 114, optical sheets 107 to 109, a light guide plate 111, a reflection sheet 113, and two LEDs are provided. Substrates 120 and 120 are accommodated.
- the light guide plate 111 has a light incident surface 111a for introducing light from the LEDs 121 included in the LED substrate 120, and the light introduced from the light incident surface 111a upward (irradiation direction). And a light emitting surface 111b for emitting the light.
- the light incident surface 111 a is configured by a predetermined side end surface of the light guide plate 111
- the light emitting surface 111 b is configured by the front surface of the light guide plate 111.
- the reflection sheet 113 is disposed so as to cover the back surface 111c of the light guide plate 111 opposite to the light emitting surface 111b.
- the optical sheets 107 to 109 include a diffusion sheet, a lens sheet, and the like, and are disposed on the light emitting surface 111b of the light guide plate 111.
- the optical sheets 107 to 109, the light guide plate 111, and the reflection sheet 113 are fixed in a stacked state on the bottom plate portion 114a of the backlight chassis 114 by the frame 105.
- the plurality of LEDs 121 provided on the LED substrate 120 are arranged in the vicinity of the light incident surface 111 a of the light guide plate 111. Furthermore, the light emitting surface 121d of the LED 121 is disposed at a predetermined interval along the light incident surface 111a so as to face the light incident surface 111a of the light guide plate 111. In this case, the two LED boards 120 and 120 are fixed so that they are arranged side by side on an L-shaped fixing plate 115 erected on the bottom plate portion 114a in the vicinity of the side wall portion 114b of the backlight chassis 114. Has been.
- the LED substrate 120 has wiring patterns 131, 132, 133 formed on a heat sink made of metal such as aluminum via an insulating layer, and the wiring patterns 131, 132, 133 are formed.
- a plurality of LEDs 121 are mounted so as to be connected to each other.
- LEDs 121, 121, 121, 121 are arranged linearly along the longitudinal direction of the LED substrate 120, and the four LEDs 121, 121, 121, 121 are connected to the connection patterns 132, 132, 132. Are connected in series.
- one end of the power supply pattern 131 is connected to the first LED 121 counted from the right end of the LED board 120, and the other end of the power supply pattern 131 is disposed on the right end portion of the LED board 120.
- a power supply side terminal (+ terminal) 141 of the connector 140 is connected.
- one end of the ground pattern 133 is connected to the first LED 121 counted from the left end of the LED substrate 120 (fourth counted from the right end), and folded back from the left end portion of the LED substrate 120 to the right.
- a ground side terminal (-terminal) 142 of the board connector 140 is connected to the other end of the ground pattern 133 extending along the longitudinal direction of the LED board 120.
- the board connector 140 is connected to the power supply board 118 included in the liquid crystal display device 100 via the cable connector 150 and the cables 161 and 162 fitted and connected thereto.
- the board connector 140 connected to the LED 121 is disposed at either one of the left and right ends of the LED board 120, as shown in FIG.
- the LED board 120 arranged on the board connector 140 is arranged on the left end
- the LED board 120 on which the board connector 140 is arranged on the right end is arranged on the right.
- the board connectors 140 and 140 of the two LED boards 120 are not adjacent to each other. According to such a configuration, the distance P2 between the first LED 121 counted from the right of the left LED board 120 and the first LED 121 counted from the left of the right LED board 120 is set to the other neighboring area.
- the LED board 120 arranged on the board connector 140 is arranged on the left side at the right end, and the LED board 120 on which the board connector 140 is arranged on the right side is also placed on the right side.
- the cable connector 150 and the cables 161 and 162 fitted and connected to the board connector 140 of the left LED board 120 interfere with the left end part of the right LED board 120 and the LED 121.
- the left LED board 120 as shown in FIG.
- the distance P3 between the first LED 121 counted from the right and the first LED 121 counted from the left of the right LED substrate 120 is longer than the distance P1 between the other adjacent LEDs 121 (P3 > P1), the light from each LED 121 included in the two LED substrates 120 and 120 cannot be uniformly incident on the light incident surface 111a of the light guide plate 111, and the light emission surface 111b of the light guide plate 111 is not incident. There is a problem that uneven brightness occurs.
- the LEDs 121, 121, 121, 121 arranged in a straight line along the longitudinal direction and connected in series with each other in the width direction are arranged in the longitudinal direction of the LED substrate 120. Since the linear ground pattern 133 extending along the line is provided, there is a problem that it is difficult to reduce the size of the LED substrate 120 in the width direction (direction orthogonal to the longitudinal direction).
- the width of the LED substrate 120 itself is significantly larger than the width of the LED 121 mounted thereon, as shown in FIG. 14, the width of the LED substrate 120 widened to provide the ground pattern 133 is shown.
- Only the bottom plate portion 114a of the backlight chassis 114 is protruded downward to form a protrusion 114c, a fixing plate 115 is erected on the protrusion 114c, and the LED substrate 120 is fixed thereto.
- the convex portion 114 c protruding downward from the bottom plate portion 114 a of the backlight chassis 114 prevents the backlight unit 104 from being thinned, that is, the liquid crystal display device 100 from being thinned.
- the demand for thinning the liquid crystal display device 100 is high, and therefore the LED substrate 120 is desired to be reduced in width.
- the LED substrate 120 is placed on the light incident surface 111 a of the light guide plate 111. There are cases where it is desired to arrange three or more along the side.
- the board connector 140 connected to the LED 121 is disposed at either one of the left and right ends of the LED board 120.
- the distance between the LEDs 121 and 121 that are arranged adjacent to each other between the two adjacent LED substrates 120 and 120 is determined as the adjacent LEDs 121 and 121 mounted on the LED substrate 120. It was no longer possible to have the same length as the distance between them.
- the LED board 120 arranged in the board connector 140 is arranged on the left side and the right end part.
- the central LED board 120 having the board connector 140 disposed at the right end and the right LED board 120 having the board connector 140 disposed at the right end the right side of the central LED board 120 is shown.
- the distance P3 between the first LED 121 counted from the left and the first LED 121 counted from the left of the right LED substrate 120 is longer than the distance P1 between the other adjacent LEDs 121, 121 (P3 > P1), and the distance between the LEDs of the two LED boards 120 and 120 cannot be made uniform.
- the problem to be solved by the present invention is that the width of the LED substrate including a plurality of LEDs can be reduced, and the plurality of LED substrates can be efficiently made so that the distance between adjacent LEDs is constant.
- An LED substrate that can be arranged side by side, a backlight unit including the LED substrate, and a liquid crystal display device including the backlight unit are provided.
- an LED substrate according to the present invention includes a metal heat sink having a horizontally long rectangular shape, an insulating layer formed on the upper surface of the heat sink, and a center of the upper surface of the insulating layer. Mounted on the upper surface of the insulating layer on the left side of the connector and the connector having the first power supply side terminal, the second power supply side terminal, and the ground side terminal, and linear along the longitudinal direction of the heat sink Mounted on the upper surface of the insulating layer on the right side of the connector and arranged in a straight line along the longitudinal direction of the heat sink.
- a second LED group consisting of a plurality of LEDs connected in series and an LED formed at the center of the top surface of the insulating layer and arranged first from the right side of the first LED group.
- First power pattern to be connected A second power supply pattern formed in the center of the upper surface of the insulating layer and connected to the first LED counted from the left side of the second LED group, and a left end of the upper surface of the insulating layer
- a second ground pattern connected to the first LED arranged from the right side of the group, and a third ground pattern is formed at the center of the upper surface of the insulating layer.
- the second power supply pattern is connected to the second power supply side terminal of the connector
- the third ground pattern is the ground side terminal of the connector.
- the first ground pattern is connected to the heat radiating plate via a first screw made of metal inserted into the first ground pattern and a first through hole penetrating the heat radiating plate.
- the ground pattern is connected to the heat sink via the second ground pattern and a second metal screw inserted into a second through-hole penetrating the heat sink
- the third ground pattern Is summarized in that it is connected to the heat radiating plate via a third screw made of metal inserted into the third ground pattern and a third through hole penetrating the heat radiating plate.
- the heat radiating plate may be made of aluminum, and the first screw, the second screw, and the third screw may be tapping screws. Moreover, it is good to set it as the structure by which the electrically conductive paste is apply
- one end of the first conductive tape is affixed to the first ground pattern, the other end is affixed to the heat sink, and the first ground pattern and the heat sink are connected to the first conductive pattern.
- one end of the second conductive tape is attached to the second ground pattern, the other end is attached to the heat sink, and the second ground pattern and the heat sink Are connected via the second conductive tape
- one end of the third conductive tape is attached to the third ground pattern
- the other end is attached to the heat sink
- the third conductive tape is attached. It is preferable that the ground pattern and the heat radiating plate be connected via the third conductive tape.
- the present invention provides a backlight unit including a plate-shaped light guide plate, an LED substrate disposed on a side end surface of the light guide plate, and a metal chassis that accommodates these.
- the LED substrate is mounted on the center of the upper surface of the insulating layer formed on the upper surface of the heat sink, a metal heat sink having a horizontally long rectangular shape on the left and right, and a first power supply side terminal Mounted on the upper surface of the insulating layer on the left side of the connector, and having a second power supply side terminal and a ground side terminal, arranged linearly along the longitudinal direction of the heat sink and connected in series
- a plurality of LEDs that are mounted on the upper surface of the insulating layer on the right side of the connector and are arranged in a straight line along the longitudinal direction of the heat sink and connected in series.
- a second LED group a first power pattern formed at the center of the upper surface of the insulating layer, connected to the first LED counted from the right side of the first LED group, and the insulation
- a second power supply pattern formed at the center of the upper surface of the layer, connected to the first LED counted from the left side of the second LED group, and formed at the left end of the upper surface of the insulating layer;
- a first ground pattern connected to the first LED counted from the left side of the first LED group and a right end of the upper surface of the insulating layer, and from the right side of the second LED group.
- a second ground pattern connected to the first LED counted, a third ground pattern is formed in the center of the upper surface of the insulating layer, and the first power pattern is Connected to the first power supply side terminal of the connector
- the second power supply pattern is connected to a second power supply side terminal of the connector
- the third ground pattern is connected to a ground side terminal of the connector
- the first ground pattern is connected to the first power supply side terminal.
- the second ground pattern is connected to the heat sink through a metal first screw inserted into a first through hole penetrating the heat sink and the first ground pattern.
- the third heat sink is connected to the heat sink via a second metal screw inserted into a second through-hole penetrating the heat sink, and the third ground pattern includes the third ground pattern and the heat sink.
- the gist is that it is connected to the heat radiating plate via a third metal screw inserted into a third through hole penetrating the plate.
- the heat radiating plate may be made of aluminum, and the first screw, the second screw, and the third screw may be tapping screws. Moreover, it is good to set it as the structure by which the electrically conductive paste is apply
- one end of the first conductive tape is affixed to the first ground pattern, the other end is affixed to the heat sink, and the first ground pattern and the heat sink are connected to the first conductive pattern.
- one end of the second conductive tape is attached to the second ground pattern, the other end is attached to the heat sink, and the second ground pattern and the heat sink Are connected via the second conductive tape
- one end of the third conductive tape is attached to the third ground pattern
- the other end is attached to the heat sink
- the third conductive tape is attached. It is preferable that the ground pattern and the heat radiating plate be connected via the third conductive tape.
- the LED board is fixed to a metal fixing plate erected on the chassis by the first screw, the second screw, and the third screw, and the heat dissipation plate is fixed to the fixing plate. It is preferable to use a configuration that is electrically connected to the chassis via the connector.
- a configuration in which a heat conductive sheet is interposed between the fixing plate and the heat sink of the LED substrate, or a configuration in which the heat conductive sheet has conductivity is preferable.
- a liquid crystal display device includes a liquid crystal display panel and the backlight unit according to the present invention disposed on the back surface of the liquid crystal display panel. Is.
- a metal heat dissipating plate disposed in a lower layer through an insulating layer is used for the LED ground.
- the width (width) of the LED substrate can be reduced (reduced) by the width of the LED substrate required to provide such a line-shaped ground pattern extending along the longitudinal direction of the LED substrate.
- the backlight unit that accommodates such an LED substrate can be further thinned, that is, the liquid crystal display device can be further thinned, and the design of the liquid crystal display device is improved.
- the LED board according to the present invention has a configuration in which the connector for supplying power to the LED is arranged in the center of the LED board, that is, the connector 140 is the LED board 120 as in the LED board 120 described in the related art. Since it is not the structure arrange
- the distance between the LEDs of the plurality of LED substrates can be made uniform. Therefore, the distance P3 between the LEDs 21 and 21 that are arranged adjacent to each other between the two adjacent LED substrates 120 and 120 as shown in FIGS. 17A and 17B described in the prior art. However, the malfunction which becomes longer than the distance P1 between each LED21 of the LED board 120 is prevented.
- the right and left ends of the LED board can be formed in the same shape by the configuration in which the connector is arranged in the center of the LED board, it is only necessary to prepare one kind of such LED board.
- the LED board can be arranged side by side with two or three LED boards side by side, and more than that, and the conventional LED board with the connector arranged at the left end and the connector at the right end It is not necessary to prepare two types of LED boards such as the LED board, and the part cost can be reduced accordingly.
- FIG. 1 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention. It is sectional drawing which expanded and showed the principal part after the assembly of the liquid crystal display device of FIG. It is the external appearance perspective view which showed schematic structure of the LED board which concerns on embodiment of this invention. It is the top view which looked at the LED board of FIG. 3 from the front.
- (A) is a cross-sectional view of the LED substrate of FIG. 3
- (b) is a vertical cross-sectional view at the ground side terminal position of the board connector provided in the LED substrate of (a).
- 5A is a cross-sectional view showing a state in which a tapping screw is screwed into the LED board of FIG. 5A, and FIG.
- FIG. 5B is a cross-sectional view showing a state in which the tapping screw is screwed into the LED board of FIG. 5B. is there. It is the external appearance perspective view which showed the LED board and the stationary plate to which this LED board is fixed.
- (A) is a cross-sectional view of the LED substrate and the fixing plate of FIG. It is the top view which showed the state by which three LED boards were arrange
- (A) is a cross-sectional view of the LED board according to Modification 1
- (b) is a vertical cross-sectional view at the ground-side terminal position of the board connector provided in the LED board of (a).
- FIG. 10 is a plan view showing an LED substrate according to Modification 3. It is the disassembled perspective view which showed schematic structure of the liquid crystal display device used conventionally. It is sectional drawing which expanded and showed the principal part after the assembly of the liquid crystal display device of FIG. It is the top view which looked at the LED board used conventionally from the front. It is the top view which showed the state by which two LED boards used conventionally were arrange
- (A) is a plan view showing a state in which two conventionally used LED substrates are arranged side by side;
- (b) is a plane showing a state in which three conventionally used LED substrates are arranged side by side; FIG.
- FIG. 1 is an exploded perspective view schematically showing a liquid crystal display device 1 of the present embodiment
- FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a main part of the liquid crystal display device 1.
- the liquid crystal display device 1 includes a bezel 2, a liquid crystal display panel 3, and a backlight unit 4.
- the bezel 2 has a frame shape that covers the periphery of the liquid crystal display panel 3, and ensures the strength of the entire liquid crystal display device 1 together with the backlight chassis 14 described later.
- the liquid crystal display panel 3 is formed by bonding two sheets of glass and sealing the liquid crystal therebetween, so that an image can be displayed on the front surface.
- the backlight unit 4 is a so-called side light type (edge light type) illumination device.
- the backlight unit 4 includes a frame 5, optical sheets 7 to 9, a light guide plate 11, a reflection sheet 13, a backlight chassis 14, a fixed plate 15, and three LED substrates 20, 20, 20.
- the frame 5 has a frame shape, and is for fixing the optical sheets 7 to 9, the light guide plate 11 and the reflection sheet 13 to the backlight chassis 14 in a state where they are laminated in this order from the top.
- the optical sheets 7 to 9, the light guide plate 11, and the reflection sheet 13 are optical members that adjust the characteristics (refraction, diffraction, reflection, etc.) of light incident on the liquid crystal display panel 3 from the plurality of LEDs 21 included in the LED substrate 20. .
- the backlight chassis 14 is formed into a shallow box shape by bending a metal plate made of conductive aluminum or the like, and has optical sheets 7 to 9, a light guide plate 11, a reflection sheet 13, and a fixed plate. 15 and LED boards 20, 20, 20 are accommodated.
- the light guide plate 11 has a rectangular shape in a plan view, and is made of a transparent plate material having a thickness of about 3 to 4 mm, for example.
- the light guide plate 11 has a light incident surface 11a for introducing light from the LED 21 and a light emission surface 11b for emitting light introduced from the light incident surface 11a upward (irradiation direction). ing.
- the light incident surface 11 a is configured by a predetermined side end surface of the light guide plate 11, and the light emitting surface 11 b is configured by the front surface of the light guide plate 11.
- the light guide plate 11 reflects light incident from the light incident surface 11a repeatedly between the light emitting surface (front surface) 11b and the back surface 11c opposite to the light emitting surface 11b, and forms a planar shape inside the light guiding plate 11 It can be expanded. Although not shown, a plurality of scattering portions that scatter light incident from the light incident surface (side end surface) 11a and emit the light from the light emitting surface (front surface) 11b are formed on the back surface 11c of the light guide plate 11.
- a coating formed by printing a paint containing a white pigment or the like on the back surface 11c of the light guide plate 11 in a spot shape or a configuration in which a plurality of concave portions are formed on the back surface 11c of the light guide plate 11 is applied. Is done.
- the plurality of LEDs 21 provided on the LED substrate 20 are arranged in the vicinity of the light incident surface 11 a of the light guide plate 11. Further, the light emitting surface 21d of the LED 21 is disposed at a predetermined interval along the light incident surface 11a so as to face the light incident surface 11a of the light guide plate 11.
- the three LED boards 20, 20, 20 are erected on the L-shaped fixing plate 15 erected on the bottom plate part 14 a in the vicinity of the side wall part 14 b of the backlight chassis 14 (upright state). Are arranged and fixed side by side.
- the reflection sheet 13 is disposed so as to cover the back surface 11c of the light guide plate 11 opposite to the light emitting surface 11b.
- the reflection sheet 13 is laid on the bottom plate portion 14a of the backlight chassis 14.
- the reflection sheet 13 is for reflecting light emitted from the back surface 11c of the light guide plate 11 to the light guide plate 11 side, and is made of a resin sheet having a thickness of about 0.1 to 2 mm, for example.
- the front surface of the reflection sheet 13 is painted white, for example, and the light emitted from the back surface 11c of the light guide plate 11 is efficiently reflected to the light guide plate 11 side so that the light utilization efficiency and the light of the light guide plate 11 are increased.
- the brightness at the exit surface 11b is increased.
- the three optical sheets 7 to 9 are thin sheet-like resin sheets having a rectangular shape in plan view.
- the optical sheets 7 to 9 use, for example, a deflection selective reflection sheet 7 having a thickness of about 0.1 to 0.5 mm, a lens sheet 8 and a diffusion sheet 9 in order from the top. Placed in a stack,
- the diffusion sheet 9 is for making the luminance distribution uniform by diffusing the light emitted from the light guide plate 11.
- the lens sheet 8 is for increasing the front luminance by condensing the light emitted from the diffusion sheet 9.
- the deflection selective reflection sheet 7 is for selectively reflecting the light emitted from the lens sheet 8 so that the light is not absorbed by a deflection plate (not shown) attached to the lower side of the liquid crystal display panel 3.
- the backlight unit 4 can convert the light from the LED 21 into planar light by the optical sheets 7 to 9, the light guide plate 11 and the reflection sheet 13 and irradiate the back side of the liquid crystal display panel 3. ing.
- a power supply substrate 18 that supplies power to the LED substrates 20, 20, 20 and a control substrate 19 that drives the liquid crystal display panel 3 are disposed.
- the LED substrate 20 includes a metal heat radiating plate 22 having conductivity such as aluminum.
- the heat sink 22 has a long rectangular shape.
- An insulating layer 23 is formed on the upper surface of the heat radiating plate 22, and a plurality of linear layers (4 in this embodiment) are formed on the insulating layer 23 along the longitudinal direction of the LED substrate 20 (heat radiating plate 22). LED 21, 21, 21, 21 are mounted.
- the heat radiating plate 22 has a function as a base material of the LED substrate 20 and has a function of suppressing a temperature rise due to heat generated by the LED 21, and is erected on the bottom plate portion 14 a of the backlight chassis 14. Further, it is fixed to a fixed metal plate 15 having conductivity such as aluminum having an L shape via a heat conductive sheet 16 having adhesive surfaces on both sides (see FIG. 2).
- the heat generated by the LED 21 is conducted to the bottom plate portion 14a of the backlight chassis 14 through the heat radiating plate 22, the heat conductive sheet 16 and the fixing plate 15 included in the LED substrate 20, so that the temperature of the LED 21 increases excessively. There is no restraint.
- the fixing plate 15 is attached to the bottom plate portion 14 a of the backlight chassis 14 with fixing screws 17.
- the LED 21 has a package structure in which, for example, an LED chip 21a that generates blue light is sealed with a transparent resin mixed with a yellow phosphor, and white light can be emitted from the upper surface of the LED 21, that is, the light emitting surface 21d. It is possible. In this case, the light emitting surface 21 d of the LED 21 is arranged so as to be parallel to the plate surface (front surface) of the LED substrate 20.
- the first ground pattern 34, the connection pattern 33, the first power supply pattern 31, and the third ground are arranged on the insulating layer 23 as wiring patterns in order from the left.
- a pattern 36, a second power supply pattern 32, a connection pattern 33, and a second ground pattern 35 are formed.
- the two LEDs 21 and 21 (first LED group 21A) arranged in the left half region from the center of the LED substrate 20 are connected in series by the connection pattern 33 and arranged in the right half region from the center of the LED substrate 20.
- the two LEDs 21 and 21 (second LED group 21 ⁇ / b> B) thus formed are connected in series by a connection pattern 33.
- the positive electrode (anode electrode) 21b of the first LED 21 counted from the left of the first LED group 21A and the first LED group 21A A negative electrode (cathode electrode) 21c of the second LED counted from the left is connected by a connection pattern 33. Further, the + electrode (anode electrode) 21b of the first LED 21 counted from the right of the second LED group 21B and the negative electrode (cathode) of the second LED counted from the right of the second LED group 21B. Electrode) 21 c is connected by a connection pattern 33.
- a white paint such as a white solder resist is printed on the surface of the LED substrate 20 by a silk printing method so as to cover the surface.
- the silk printing method is a method of covering a printing object with silk having a predetermined pattern of aperture holes formed as a screen, and printing by applying ink from the aperture holes, and is also called a silk screen printing method.
- white paint is printed on the surface of the LED substrate 20 other than the region where the LEDs 21 are arranged and the region where the first ground pattern 34, the second ground pattern 35, and the third ground pattern 36 are formed.
- the light utilization efficiency is improved by reflecting the light returning from the light incident surface 11a and the like of the light guide plate 11 to the LED substrate 20 side.
- a board connector 40 is mounted on the LED board 20, and is arranged at the approximate center of the LED board 20 between the first LED group 21A and the second LED 21B.
- This board connector 40 is for supplying power (electric power) to the LED 21, and is a so-called male first power supply side terminal (+ terminal) 41, second power supply side terminal (+ terminal) 42, and ground side.
- a terminal ( ⁇ terminal) 43 is provided.
- the board connector 40 is connected to the power supply board 18 included in the liquid crystal display device 1 through the cable connector 50 and the cables 61, 62, 63 fitted and connected to the board connector 40 from below.
- the board connector 40 has a fitting surface in a direction (side) parallel to the width direction of the LED board 20 in this case so that the cable connector 50 is fitted and connected from below.
- the first power supply side terminal 41, the ground side terminal 43, and the second power supply side terminal 42 are arranged in the connector housing in order from left to right.
- the cable connector 50 includes a female first power supply side terminal (+ terminal) 51, a second power supply side terminal (+ terminal) 52, and a ground side terminal ( ⁇ terminal) 53. Are connected to the first power supply side terminal 41, the second power supply side terminal 42 and the ground side terminal 43 of the board connector 40 by fitting.
- the cable connector 50 includes a first power supply side terminal 51, a ground side terminal 53, and a second power supply side terminal 52 in order from the left to the right, corresponding to the board connector 40 that is a connection counterpart. Arranged in the housing.
- a terminal portion of the first power supply side cable 61 is connected to the crimping portion 51 a of the first power supply side terminal 51 of the cable connector 50, and a second connection portion is connected to the crimping portion 52 a of the second power supply side terminal 52.
- the terminal part of the ground side cable 63 is connected to the crimping part 53 a of the ground side terminal 53.
- the first power supply pattern 31 is connected to the + electrode (anode electrode) 21b of the LED 21 arranged first from the right of the first LED group 21A. At the same time, it is connected to the leg portion 41 a of the first power supply side terminal (+ terminal) 41 of the board connector 40.
- the second power supply pattern 32 is connected to the + electrode (anode electrode) 21b of the first LED 21 arranged from the left of the second LED group 21B, and the second power supply pattern 32 is connected to the second power supply pattern 32 of the board connector 40.
- the power supply side terminal (+ terminal) 42 is connected to the leg portion 42a.
- the third ground pattern 36 having a substantially square shape (substantially rectangular shape) formed in the center of the LED board 20, in this case, above the board connector 40, is formed on the ground side terminal ( ⁇ terminal) 43 of the board connector 40. It is connected to the leg 43a.
- the substantially square (substantially rectangular) first ground pattern 34 formed on the left end portion of the LED substrate 20 is a negative electrode of the LED 21 arranged first from the left of the first LED group 21A.
- (Cathode electrode) 21c is connected.
- the substantially square (substantially rectangular) second ground pattern 35 formed at the right end of the LED substrate 20 is the negative electrode of the LED 21 arranged first from the right of the second LED group 21B. (Cathode electrode) 21c is connected.
- a first through hole 34 a that penetrates the first ground pattern 34, the insulating layer 23, and the heat sink 22 is formed at the center of the first ground pattern 34.
- An opening is formed.
- a second through hole 35 a penetrating the second ground pattern 35, the insulating layer 23, and the heat sink 22 is formed at the center of the second ground pattern 35.
- a third through hole 36 a that passes through the third ground pattern 36, the insulating layer 23, and the heat sink 22 is formed at the center of the third ground pattern 36.
- the first power supply side terminal 41 of the board connector 40 and the LEDs 21 and 21 of the first LED group 21 ⁇ / b> A are electrically connected by the first power supply pattern 31 and the connection pattern 33.
- the first ground pattern 34 and the third ground pattern 36 are not connected. Therefore, the minus electrode (cathode electrode) 21c of the first LED 21 counted from the left of the first LED group 21A. Is not yet connected to the ground side terminal 43 of the board connector 40.
- the second power supply side terminal 42 of the board connector 40 and the LEDs 21 and 21 of the second LED group 21B are electrically connected by the second power supply pattern 32 and the connection pattern 33. Since the second ground pattern 35 and the third ground pattern 36 are not connected, the minus electrode (cathode electrode) 21c of the first LED 21 counted from the right of the second LED group 21B is the ground of the board connector 40. The side terminal 43 is not yet connected.
- a first metal tapping screw 71 and a third tapping screw 73 having conductivity as shown in the drawing are used as the first through hole 34 a of the first ground pattern 34 and the third tapping screw 36 of the third ground pattern 36.
- the first ground pattern 34 is electrically connected to the underlying heat sink 22 via the first tapping screw 71
- the third ground pattern 36 is third.
- the first ground pattern 34 and the third ground pattern 36 are electrically connected to the lower heat sink 22 via the tapping screw 73 of the first tapping screw 71, the heat radiating plate 22, and the third tapping screw 73. It is designed to be conductively connected via.
- the second tapping screw 72 and the third tapping screw 73 made of metal having conductivity are connected to the second through hole 35 a of the second ground pattern 35 and the third penetration of the third ground pattern 36.
- the second ground pattern 35 is electrically connected to the underlying heat sink 22 via the second tapping screw 72
- the third ground pattern 36 is connected to the third tapping screw.
- the second ground pattern 35 and the third ground pattern 36 are electrically connected to the lower heat sink 22 through 73, and the second tapping screw 72, the heat sink 22, and the third tapping screw 73 are connected to each other. Are connected to each other.
- the two LEDs 21 and 21 connected in series in the first LED group 21A are connected to the first power supply side terminal 41 of the board connector 40 and the ground.
- the two LEDs 21 and 21 connected in series between the side terminals 43 and the second LED group 21 ⁇ / b> B are connected between the second power supply side terminal 42 and the ground side terminal 43 of the board connector 40. Will be connected in series.
- the first ground pattern 34 formed on the left end portion of the LED substrate 20 and the second ground pattern 35 formed on the right end portion are the first tapping screw 71, the second tapping screw 72, the heat sink 22 and the second 15 is connected to the third ground pattern 36 connected to the ground-side terminal 43 of the board connector 40 via the three tapping screws 73, as shown in FIG. 15 described in the prior art. It is necessary to provide a line-shaped ground pattern 133 adjacent to the LEDs 121, 121, 121, 121 connected in series in the longitudinal direction of the LED substrate 120 in the width direction of the LED substrate 120 and extending along the longitudinal direction of the LED substrate 120. Disappear.
- the LED substrate 20 uses the metal heat sink 22 disposed in the lower layer via the insulating layer 23 as the plurality of LEDs 21 connected in series as the ground wiring (ground wiring) of the LED 21.
- the entire width of the substrate can be reduced (reduced) by the width required to provide the line-shaped ground pattern 133 extending along the longitudinal direction of the LED substrate 120 as in the prior art.
- the LED substrate 20 is downsized in the width direction (direction orthogonal to the longitudinal direction), it protrudes downward from the bottom plate portion 114a of the backlight chassis 114 as shown in FIG.
- the LED board 20 can be accommodated in the backlight chassis 14 as shown in FIG.
- the height of the backlight chassis 14 (height from the bottom plate portion 14 a) can be made smaller than the conventional one, and the backlight unit 4 can be made thinner and the liquid crystal display device 1. Can be made thinner.
- the first through hole 34a of the first ground pattern 34, the second through hole 35a of the second ground pattern 35, and the third through hole 36a of the third ground pattern 36 are used as normal screw holes.
- the first tapping screw 71, the second tapping screw 72, and the third tapping screw 73 may be formed as normal screws.
- a first tapping screw 71 is used as a screw that is inserted into the first through hole 34a of the first ground pattern 34 and electrically connects the heat sink 22 below the first through hole 34a. Since the thread of the first tapping screw 71 bites into the inner surface of 34a and a female screw is formed, it is not necessary to form the first through hole 34a as a screw hole, and the first tapping screw 71 and the heat sink 22 can be reliably connected to each other.
- the second tapping screw 72 as a screw that is inserted into the second through hole 35a of the second ground pattern 35 and electrically connects the heat sink 22 below it, the second through hole is obtained. Since the thread of the second tapping screw 72 bites into the inner surface of 35a to form a female screw, it is not necessary to form the second through hole 35a as a screw hole, and the second tapping screw 72 and the heat sink 22 can be securely connected.
- a third tapping screw 73 is used as a screw that is inserted into the third through hole 36a of the third ground pattern 36 and electrically connects the heat sink 22 below it. Since the thread of the third tapping screw 73 bites into the inner surface of 36a and a female screw is formed, it is not necessary to form the third through hole 36a as a screw hole, and the third tapping screw 73 and the heat sink 22 can be securely connected.
- the first tapping screw 81 and the second tapping screw 82 are longer than the first tapping screw 71, the second tapping screw 72, and the third tapping screw 73 described above.
- the tip of the tapping screws 81, 82, 83 may be screwed into the through hole 15 a formed so as to penetrate the fixing plate 15 and the heat conductive sheet 16 using the third tapping screw 83.
- the backlight chassis 14 functions as a grounding member that electrically grounds the power supply board 18 that supplies power to the LED board 20 and the control board 19 that drives the liquid crystal display panel 3.
- the first ground pattern 34, the second ground pattern 35, and the third ground pattern 36 of the LED substrate 20 are interposed via the tapping screws 81, 82, 83, the heat radiating plate 22, and the fixing plate 15.
- the backlight chassis 14 that is a grounding member.
- the first ground pattern 34 and the second ground of the LED substrate 20 are used.
- the electrical grounding property of the pattern 35 and the third ground pattern 36 is further improved.
- the board connector of the LED board 20 that is fixed to the bottom plate portion 14 a of the backlight chassis 14 is connected to the bottom plate portion 14 a of the backlight chassis 14.
- the connector insertion hole 14c opened larger than the outer diameter of the cable connector 50 is formed so that the cable connector 50 can be inserted into and removed from the connector 40, and the cable connector 50 is handled and the back side of the bottom plate portion 14a is formed.
- the cables 61, 62, and 63 can be easily routed to the power supply board 18 arranged in (1).
- the board connector 40 that supplies power to the plurality of mounted LEDs 21 is arranged in the center of the LED board 20, so that the LED board 20 has a configuration as shown in FIG. 4.
- the left and right end portions of the LED substrate 20 can be formed in the same shape so that the left and right end portions have the same shape, in particular, in this case, the left and right line symmetry. Therefore, even when a plurality of such LED boards 20 are arranged side by side, the distances between the LEDs 21 of the plurality of LED boards 20 can be made uniform.
- the distances P2 and P2 between the LEDs 21 and 21 to be changed can be set to the same length as the distance P1 between the adjacent LEDs 21 and 21 of each LED board 20, and these three LED boards 20 , 20, and 20 can be arranged so that the distances between the LEDs are equal.
- the board connector 40 is arranged in the center of the LED board 20, and only one type of such LED board 20 is prepared, so that two or three LED boards 20 are arranged side by side or more.
- the LED board 120 having the board connector 140 arranged at the left end as shown in FIG. 16 and the LED board 120 having the board connector 140 arranged at the right end as shown in FIG. It is not necessary to prepare the LED substrate, and the part cost can be reduced accordingly.
- FIGS. 10A and 10B show the LED substrate 20 according to the first modification.
- the first through hole 34 a of the first ground pattern 34 and the second through hole 35 a of the second ground pattern 35 are shown.
- conductive pastes 74, 75, and 76 made of solder or the like are applied to the inner surfaces of the third through holes 36a of the third ground pattern 36, respectively.
- 75a and 76a may be formed.
- FIGS. 11A and 11B show an LED substrate 20 according to the modified example 2, and a first conductive tape 77 and a second conductive tape 78 made of an aluminum tape or the like having a conductive adhesive surface. And a third conductive tape 79.
- one end of the first conductive tape 77 is attached to the front surface of the first ground pattern 34, and the other end is attached to the back surface of the lower radiator plate 22.
- the first ground pattern 34 and the heat radiating plate 22 are conductively connected via the first conductive tape 77.
- one end of the second conductive tape 78 is affixed to the front surface of the second ground pattern 35, and the other end is affixed to the back surface of the lower radiator plate 22, so that the second ground The pattern 35 and the heat radiating plate 22 are connected via the second conductive tape 78.
- one end of the third conductive tape 79 is attached to the front surface of the third ground pattern 36, and the other end is attached to the back surface of the lower heat radiation plate 22.
- the third ground pattern 36 and the heat radiating plate 22 are conductively connected via the third conductive tape 79.
- the electrical connection of 22 can be further improved.
- FIG. 12 shows the LED board 20 according to the modified example 3, and a board connector 40 is mounted on a convex part 20a extending so as to protrude downward from the center of the LED board 20, and the third A ground pattern 36 is formed.
- the LED substrate 20 can be attached to a fixing plate 115 standing on the convex portion 114c of the backlight chassis 114 as shown in FIG. 14 described in the prior art. It can be used when the height (space) for accommodating the substrate 20 has a margin.
- the board connector 40 is disposed so that the fitting direction with the cable connector 50 is lateral (parallel to the longitudinal direction of the LED board 20).
- a side terminal (+ terminal) 41, a second power supply side terminal 42 (+ terminal), and a ground side terminal ( ⁇ terminal) 43 are arranged in the connector housing.
- the cable connector 50 corresponds to the board connector 40, and in order from the top to the bottom, the first power supply side terminal (+ terminal) 51, the second power supply side terminal (+ terminal) 52, the ground.
- a side terminal (-terminal) 53 is arranged in the connector housing.
- the first ground pattern 34 and the second ground pattern 35 are formed on the left and right ends of the LED substrate 20, and the third ground pattern 36 is formed in the center.
- the first ground pattern 34, the second ground pattern 35, and the third ground pattern 36 are each made of a metal heat radiating plate 22 disposed on the lower layer via an insulating layer 22, and tapping screws 71, 72, 73. Therefore, such a configuration can be used as a ground wiring (ground wiring) of the plurality of LEDs 21 connected in series.
- the substrate width can be reduced (reduced) by the width required to provide the line-shaped ground pattern 133 extending along the longitudinal direction of the LED substrate 120 as in the prior art, as shown in FIG.
- the height of the backlight chassis 14 (height from the bottom plate portion 14a) can be made smaller than the conventional one, and the backlight unit 4 and the liquid crystal display device 1 can be made thinner. Yes.
- the board connector 40 that supplies power to the LEDs 21 of the LED board 20 is arranged at the center of the LED board 20, that is, the board connector 140 is connected to both the left and right ends of the LED board 120 as in the conventional LED board 120. Since it is not the structure arrange
- the distances P ⁇ b> 2 and P ⁇ b> 2 between the LEDs 21 and 21 that are arranged adjacent to each other between the two adjacent LED substrates 20 and 20 are adjacent to each other. It is possible to have the same length as the distance P1 between the LEDs 21 and 21, and the three LED boards 20, 20, and 20 can be arranged so that the distance between the LEDs is equal. In addition, it is possible to cope with two or three LED substrates 20 arranged side by side or even more than one by preparing only one type of such LED substrate 20.
- the present invention is not limited to these embodiments, and the scope of the present invention is not deviated.
- it can be implemented in various modes.
- the configuration in which the LED substrate 20 is disposed along one side of the light guide plate 11 has been described.
- the LED substrate 20 is disposed along two opposite sides or four sides of the light guide plate 11.
- the present invention is not limited to the above-described embodiment.
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Abstract
LED基板の幅の小型化が可能であると共に、効率よく複数枚のLED基板を横並びに配置することができるLED基板を提供すること。 中央に基板コネクタ40とその左右両側それぞれに複数個のLEDが配置されたLED基板20の左右両端に第1のグランドパターン34および第2のグランドパターン35が形成されると共に、中央に第3のグランドパターン36が形成されており、これら第1のグランドパターン34,第2のグランドパターン35および第3のグランドパターン36が、それぞれの下層に絶縁層22を介して配置された金属製の放熱板22と、タッピンネジ71,72,73によって導通接続されている。
Description
本発明は、複数個のLEDが実装されたLED基板、このLED基板を備えたバックライトユニットおよびこのバックライトユニットが液晶表示パネルの背面に配設された液晶表示装置に関する。
光透過型の液晶表示パネルを備える液晶表示装置は、液晶表示パネルと、その液晶表示パネルに光を照射するようにその背面側に配設されるバックライトユニットを備えている。この種のバックライトユニットとしては、アクリル樹脂などの透明材料からなる板状の導光板と、この導光板の一辺または複数の辺に沿って配置される冷陰極管(蛍光ランプ)やLED(発光ダイオード)からなる光源とを備えるサイドライト型(エッジライト型)のバックライトユニットが知られている。このようなサイドライト型のバックライトユニットは、光源が液晶表示パネルの背面に配設される直下型のバックライトユニットと比べて、薄型化し易い等の利点を有している。
特に、このようなサイドライト型のバックライトユニットの光源としてLEDを用いたものは、長寿命、高発光効率の利点を有しているため、特に注目されている。図13および図14は、このようなLEDを用いたサイドライト型のバックライトユニットを備えた液晶表示装置の概略構成を示した分解斜視図および要部の断面図である。
図示されるように液晶表示装置100は、ベゼル102、液晶表示パネル103、およびバックライトユニット104を備える。
ベゼル102は、液晶表示パネル103の周縁に被せられる額縁形状を有しており、バックライトシャーシ114と共に液晶表示装置100全体の強度を確保するものである。液晶表示パネル103は、2枚のガラスを貼り合わせてその間に液晶を封止したもので、前面に画像を表示することができるようになっている。
バックライトユニット104は、浅底の箱形状を有するバックライトシャーシ114を備えており、このバックライトシャーシ114の内部には、光学シート107~109、導光板111、反射シート113および2枚のLED基板120,120が収納されている。
図14に示されるように、導光板111は、LED基板120が備えるLED121からの光を導入するための光入射面111aと、その光入射面111aから導入された光を上方向(照射方向)に出射するための光出射面111bとを有している。光入射面111aは、導光板111の所定の側端面によって構成されると共に、光出射面111bは導光板111の前面によって構成されている。
反射シート113は、導光板111の光出射面111bとは反対側の背面111cを覆うように配置されている。また、光学シート107~109は、拡散シートやレンズシートなどを含んでいると共に、導光板111の光出射面111bの上に配置されている。
これら、光学シート107~109、導光板111、反射シート113は、フレーム105によってバックライトシャーシ114の底板部114a上に、積層された状態で固定されている。
また、LED基板120に備えられた複数のLED121は、導光板111の光入射面111aの近傍に配置されている。更に、LED121の発光面121dが導光板111の光入射面111aに対向するように、その光入射面111aに沿って所定の間隔を隔てて配置されている。この場合、2枚のLED基板120,120は、バックライトシャーシ114の側壁部114b近傍の底板部114a上に立設されたL字形状の固定板115に立てた状態で横並びになるように固定されている。
LED基板120は、図15に示されるように、アルミなどの金属製の放熱板の上に絶縁層を介して配線パターン131,132,133が形成されており、この配線パターン131,132,133に接続されるように複数個のLED121が実装されている。
この場合、LED基板120の長手方向に沿って直線状に4個のLED121,121,121,121が配置されると共に、これら4個のLED121,121,121,121は連結パターン132,132,132によって直列に接続されている。
また、LED基板120の右端から数えて1個目のLED121には、電源パターン131の一端が接続されると共に、この電源パターン131の他端には、LED基板120の右端部に配置された基板コネクタ140の電源側端子(+端子)141が接続されている。
また、LED基板120の左端から数えて1個目(右端から数えて4個目)のLED121には、グランドパターン133の一端が接続されると共に、LED基板120の左端部から右方向へ折り返すようにLED基板120の長手方向に沿って延びるグランドパターン133の他端には、基板コネクタ140のグランド側端子(-端子)142が接続されている。
この場合、この基板コネクタ140は、これに嵌合接続されるケーブルコネクタ150およびケーブル161,162を介して液晶表示装置100が備える電源基板118と接続されるようになっている。
このようなLED基板120では、LED121に接続される基板コネクタ140がLED基板120の左右両端部のいずれか一方の端部に配置されているため、図16に示されるように2枚のLED基板120,120を横並びに配置する場合は、左端部に基板コネクタ140に配置されたLED基板120を左に配置し、右端部に基板コネクタ140が配置されたLED基板120を右に配置することで、2枚のLED基板120のそれぞれの基板コネクタ140,140が隣り合わないようにされている。このような構成によれば、左のLED基板120の右から数えて1個目のLED121と、右のLED基板120の左から数えて1個目のLED121の間の距離P2を、他の隣り合うLED121間の間の距離P1と同じ(P2=P1)にすることができ、2枚のLED基板120,120が備える各LED121からの光を導光板111の光入射面111aに均一に入射させることができるようになっている。
この場合、例えば図17(a)に示されるように、右端部に基板コネクタ140に配置されたLED基板120を左に配置し、同じく右端部に基板コネクタ140が配置されたLED基板120を右に配置すると、左のLED基板120の基板コネクタ140に嵌合接続されるケーブルコネクタ150とケーブル161,162が、右のLED基板120の左端部やLED121と干渉してしまう不具合が発生する。
また、LED基板120の基板コネクタ140が配置された側の端部は、基板コネクタ140を配置する領域の分だけ長くなっているので、図17(a)に示されるように左のLED基板120の右から数えて1個目のLED121と、右のLED基板120の左から数えて1個目のLED121の間の距離P3が、他の隣り合うLED121間の間の距離P1よりも長く(P3>P1)なってしまい、2枚のLED基板120,120が備える各LED121からの光を導光板111の光入射面111aに均一に入射させることができなくなり、導光板111の光出射面111bにおける輝度にムラが生じる不具合が発生する。
そこで、このような不具合を防止するために、上述した図16に示されるように2枚のLED基板120を横並びに配置する場合は、左端部に基板コネクタ140に配置されたLED基板120と、右端部に基板コネクタ140が配置されたLED基板120の2種類のLED基板を用意し、左端部に基板コネクタ140に配置されたLED基板120を左に配置し、右端部に基板コネクタ140が配置されたLED基板120を右に配置する構成が採用されている。尚、本発明に関連する先行技術文献としては下記特許文献が挙げられる。
しかしながら、このようなLED基板120では、その長手方向に沿って直線状に配置されると共に直列に接続されたLED121,121,121,121と幅方向において隣り合うと共に、LED基板120の長手方向に沿って延びるライン状のグランドパターン133が設けられているため、LED基板120の幅方向(長手方向に直交する方向)への小型化が難しいという問題があった。
そのため、LED基板120自体の幅がそれに実装されるLED121の幅よりも大幅に大きいため、図14に示されるように、このグランドパターン133を設けるために幅広にされたLED基板120の幅の分だけ、バックライトシャーシ114の底板部114aを下方に凸設して凸部114cを形成し、この凸部114c上に固定板115を立設させ、これにLED基板120を固定する構成が採用されているが、このようなバックライトシャーシ114の底板部114aから下方に突出した凸部114cは、バックライトユニット104の薄型化、つまり液晶表示装置100の薄型化を阻むものである。
特に、近年、壁掛けタイプなどの液晶表示装置の意匠性の向上を図るために、液晶表示装置100の薄型化への要望が高いことから、LED基板120の幅の小型化が望まれている。
また、近年の液晶表示パネル103の更なる大画面化に伴って、バックライトユニット104の大型化、つまり導光板111の面積が増大すると、LED基板120を、導光板111の光入射面111aに沿って3枚以上で横並びに配置したい場合がある。
しかしながら、上述したLED基板120では、LED121に接続される基板コネクタ140がLED基板120の左右両端部のいずれか一方の端部に配置されているため、このような2種類のLED基板120を3枚以上横並びに配置すると、隣り合う2枚のLED基板120,120間において、隣り合うように配置されることになるLED121,121間の距離を、LED基板120に実装された隣り合うLED121,121間の距離と同じ長さにすることができなくなっていた。
例えば図17(b)に示されるように3枚のLED基板120,120,120を横並びに配置する場合は、左端部に基板コネクタ140に配置されたLED基板120を左に配置し、右端部に基板コネクタ140が配置されたLED基板120を中央に配置することで、この2枚のLED基板120,120の各LED間の距離P1(=P2)を均等にすることができる。しかしながら、図示されるように右端部に基板コネクタ140が配置された中央のLED基板120と、同じく右端部に基板コネクタ140が配置された右のLED基板120においては、中央のLED基板120の右から数えて1個目のLED121と、右のLED基板120の左から数えて1個目のLED121の間の距離P3が、他の隣り合うLED121,121間の間の距離P1よりも長く(P3>P1)なってしまい、この2枚のLED基板120,120の各LED間の距離を均等にすることができない。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、複数個のLEDを備えるLED基板の幅の小型化が可能であると共に、隣り合うLED間の距離が一定になるように効率よく複数枚のLED基板を横並びに配置することができるLED基板と、このLED基板を備えたバックライトユニット、およびこのバックライトユニットを備えた液晶表示装置を提供することである。
上記課題を解決するため本発明に係るLED基板は、左右に横長の長方形状を有する金属製の放熱板と、該放熱板の上面に形成された絶縁層と、該絶縁層の上面の中央に実装され、第1の電源側端子、第2の電源側端子およびグランド側端子を有するコネクタと、前記コネクタの左側の前記絶縁層の上面に実装され、前記放熱板の長手方向に沿って直線状に配置されると共に直列接続された複数個のLEDからなる第1のLED群と、前記コネクタの右側の前記絶縁層の上面に実装され、前記放熱板の長手方向に沿って直線状に配置されると共に直列接続された複数個のLEDからなる第2のLED群と、前記絶縁層の上面の中央に形成され、前記第1のLED群の右側から数えて1個目に配置されたLEDに接続される第1の電源パターンと、前記絶縁層の上面の中央に形成され、前記第2のLED群の左側から数えて1個目に配置されたLEDに接続される第2の電源パターンと、前記絶縁層の上面の左端に形成され、前記第1のLED群の左側から数えて1個目に配置されたLEDに接続される第1のグランドパターンと、前記絶縁層の上面の右端に形成され、前記第2のLED群の右側から数えて1個目に配置されたLEDに接続される第2のグランドパターンとを備え、前記絶縁層の上面の中央には第3のグランドパターンが形成されると共に、前記第1の電源パターンは前記コネクタの第1の電源側端子と接続され、前記第2の電源パターンは前記コネクタの第2の電源側端子と接続され、前記第3のグランドパターンは前記コネクタのグランド側端子と接続され、前記第1のグランドパターンは、該第1のグランドパターンおよび前記放熱板を貫通する第1の貫通孔に挿入される金属製の第1のネジを介して前記放熱板と接続され、前記第2のグランドパターンは、該第2のグランドパターンおよび前記放熱板を貫通する第2の貫通孔に挿入される金属製の第2のネジを介して前記放熱板と接続され、前記第3のグランドパターンは、該第3のグランドパターンおよび前記放熱板を貫通する第3の貫通孔に挿入される金属製の第3のネジを介して前記放熱板と接続されていることを要旨とするものである。
この場合、前記放熱板はアルミ製であると共に、前記第1のネジ、前記第2のネジおよび前記第3のネジは、タッピンネジである構成にすると良い。また、前記第1の貫通孔、前記第2の貫通孔および前記第3の貫通孔のそれぞれの内面には、導電性ペーストが塗布されている構成にすると良い。
更に、第1の導電性テープの一端が前記第1のグランドパターンに貼り付けられ、他端が前記放熱板に貼り付けられて、前記第1のグランドパターンと前記放熱板が該第1の導電性テープを介して接続され、第2の導電性テープの一端が前記第2のグランドパターンに貼り付けられ、他端が前記放熱板に貼り付けられて、前記第2のグランドパターンと前記放熱板が該第2の導電性テープを介して接続され、第3の導電性テープの一端が前記第3のグランドパターンに貼り付けられ、他端が前記放熱板に貼り付けられて、前記第3のグランドパターンと前記放熱板が該第3の導電性テープを介して接続されている構成にすると良い。
また、上記課題を解決するために本発明は、板状の導光板と、該導光板の側端面に配置されるLED基板と、これらを収容する金属製のシャーシとを備えるバックライトユニットにおいて、前記LED基板は、左右に横長の長方形状を有する金属製の放熱板と、該放熱板の上面に形成された絶縁層と、該絶縁層の上面の中央に実装され、第1の電源側端子、第2の電源側端子およびグランド側端子を有するコネクタと、前記コネクタの左側の前記絶縁層の上面に実装され、前記放熱板の長手方向に沿って直線状に配置されると共に直列接続された複数個のLEDからなる第1のLED群と、前記コネクタの右側の前記絶縁層の上面に実装され、前記放熱板の長手方向に沿って直線状に配置されると共に直列接続された複数個のLEDからなる第2のLED群と、前記絶縁層の上面の中央に形成され、前記第1のLED群の右側から数えて1個目に配置されたLEDに接続される第1の電源パターンと、前記絶縁層の上面の中央に形成され、前記第2のLED群の左側から数えて1個目に配置されたLEDに接続される第2の電源パターンと、前記絶縁層の上面の左端に形成され、前記第1のLED群の左側から数えて1個目に配置されたLEDに接続される第1のグランドパターンと、前記絶縁層の上面の右端に形成され、前記第2のLED群の右側から数えて1個目に配置されたLEDに接続される第2のグランドパターンとを備え、前記絶縁層の上面の中央には第3のグランドパターンが形成されると共に、前記第1の電源パターンは前記コネクタの第1の電源側端子と接続され、前記第2の電源パターンは前記コネクタの第2の電源側端子と接続され、前記第3のグランドパターンは前記コネクタのグランド側端子と接続され、前記第1のグランドパターンは、該第1のグランドパターンおよび前記放熱板を貫通する第1の貫通孔に挿入される金属製の第1のネジを介して前記放熱板と接続され、前記第2のグランドパターンは、該第2のグランドパターンおよび前記放熱板を貫通する第2の貫通孔に挿入される金属製の第2のネジを介して前記放熱板と接続され、前記第3のグランドパターンは、該第3のグランドパターンおよび前記放熱板を貫通する第3の貫通孔に挿入される金属製の第3のネジを介して前記放熱板と接続されていることを要旨とするものである。
この場合、前記放熱板はアルミ製であると共に、前記第1のネジ、前記第2のネジおよび前記第3のネジは、タッピンネジである構成にすると良い。また、前記第1の貫通孔、前記第2の貫通孔および前記第3の貫通孔のそれぞれの内面には、導電性ペーストが塗布されている構成にすると良い。
更に、第1の導電性テープの一端が前記第1のグランドパターンに貼り付けられ、他端が前記放熱板に貼り付けられて、前記第1のグランドパターンと前記放熱板が該第1の導電性テープを介して接続され、第2の導電性テープの一端が前記第2のグランドパターンに貼り付けられ、他端が前記放熱板に貼り付けられて、前記第2のグランドパターンと前記放熱板が該第2の導電性テープを介して接続され、第3の導電性テープの一端が前記第3のグランドパターンに貼り付けられ、他端が前記放熱板に貼り付けられて、前記第3のグランドパターンと前記放熱板が該第3の導電性テープを介して接続されている構成にすると良い。
そして、前記第1のネジ、前記第2のネジおよび前記第3のネジによって、前記LED基板が前記シャーシに立設された金属製の固定板に固定されると共に、前記放熱板が該固定板を介して前記シャーシと電気的に接続されている構成にすると良い。
更に、前記固定板と前記LED基板の放熱板との間には熱伝導シートが介在されている構成や、前記熱伝導シートが導電性を有する構成にすると良い。
また、上記課題を解決するために本発明に係る液晶表示装置は、液晶表示パネルと、該液晶表示パネルの背面に配置される上述した本発明に係るバックライトユニットとを備えることを要旨とするものである。
このような構成のLED基板、バックライトユニットおよび液晶表示装置によれば、直列接続された複数個のLEDとは絶縁層を介して下層に配置される金属製の放熱板を、LEDのグランド用配線(接地用配線)として利用することにより、従来技術で説明した図15に示されるような、そのLED基板の長手方向に沿って直線状に配置されると共に直列に接続された複数個のLEDと幅方向において隣り合うと共に、LED基板の長手方向に沿って延びるライン状のグランドパターンを設ける必要がない。
したがって、このようなLED基板の長手方向に沿って延びるライン状のグランドパターンを設けるのに要するLED基板の幅の分だけLED基板の幅の小型化(減少)が可能になる。これにより、このようなLED基板を収容するバックライトユニットの更なる薄型化、つまり、液晶表示装置の更なる薄型化が可能になり、液晶表示装置の意匠性が向上する。
また、本発明に係るLED基板は、LEDに電源を供給するコネクタが、LED基板の中央に配置されている構成、つまり、従来技術で説明したLED基板120のようにコネクタ140がLED基板120の左右両端部のいずれか一方の端部に配置されている構成にはなっていないので、本発明に係るLED基板はその左右端部を同形状にすることが可能になっている。
これにより、このようなLED基板を複数枚横並びに配置しても、それら複数枚のLED基板の各LED間の距離を均等にすることができる。したがって、従来技術で説明した図17(a),(b)に示されるような隣り合う2枚のLED基板120,120間において隣り合うように配置されることになるLED21,21間の距離P3が、LED基板120の各LED21間の距離P1よりも長くなってしまう不具合が防止されている。
更に、コネクタがLED基板の中央に配置されている構成により、LED基板の左右端部を同形状に形成することが可能になっていることから、このようなLED基板を一種類用意するだけで、LED基板の2枚横並びや3枚横並び更にはそれ以上の枚数での横並びに対応することができ、従来のようなコネクタが左端部に配置されたLED基板と、コネクタが右端部に配置されたLED基板のような2種類のLED基板を用意する必要がなく、その分部品コストの削減が可能である。
以下に、本発明に係るLED基板、バックライトユニットおよび液晶表示装置の実施の形態ついて、図面を参照して詳細に説明する。
図1は本実施形態の液晶表示装置1を模式的に示した分解斜視図、図2は、液晶表示装置1の要部を拡大して示した断面図である。図1および図2に示されるように、液晶表示装置1は、ベゼル2、液晶表示パネル3、およびバックライトユニット4を備える。
ベゼル2は、液晶表示パネル3の周縁に被せられる額縁形状を有しており、後述するバックライトシャーシ14と共に液晶表示装置1全体の強度を確保するものである。液晶表示パネル3は、2枚のガラスを貼り合わせてその間に液晶を封止したもので、前面に画像を表示することができるようになっている。
バックライトユニット4は、いわゆるサイドライト型(エッジライト型)の照明装置である。図示されるようにバックライトユニット4は、フレーム5、光学シート7~9、導光板11、反射シート13、バックライトシャーシ14、固定板15および3枚のLED基板20,20,20を備える。フレーム5は、額縁形状を有しており、光学シート7~9、導光板11および反射シート13を、この順番で上から積層させた状態でバックライトシャーシ14に固定するためのものである。これら光学シート7~9、導光板11および反射シート13は、LED基板20が備える複数のLED21から液晶表示パネル3に入射する光の特性(屈折、回折、反射等)を調整する光学部材である。
バックライトシャーシ14は、導電性を有するアルミなどからなる金属製の板材を折り曲げ加工等によって浅底の箱形状に成形されており、光学シート7~9、導光板11、反射シート13、固定板15およびLED基板20,20,20が収容される。
導光板11は、平面視において長方形状を有して、例えば厚さが3~4mm程度の透明な板材で構成されている。導光板11は、LED21からの光を導入するための光入射面11aと、その光入射面11aから導入された光を上方向(照射方向)に出射するための光出射面11bとを有している。光入射面11aは、導光板11の所定の側端面によって構成されると共に、光出射面11bは導光板11の前面によって構成されている。
導光板11は、光入射面11aから入射した光を光出射面(前面)11bと、この光出射面11bとは反対側の背面11cとの間で繰り返し反射させて、その内部で平面状に広げることが可能になっている。図示しないが、導光板11の背面11cには、光入射面(側端面)11aから入射した光を散乱させて光出射面(前面)11bから出射させる複数個の散乱部が形成されている。このような散乱部としては、白色顔料等を含む塗料を導光板11の背面11cに斑点状に印刷して形成されたものや、導光板11の背面11cに複数の凹部を形成したものが適用される。
また、LED基板20に備えられる複数のLED21は、導光板11の光入射面11aの近傍に配置されている。更に、LED21の発光面21dが導光板11の光入射面11aに対向するように、その光入射面11aに沿って所定の間隔を隔てて配置されている。この場合、3枚のLED基板20,20,20は、バックライトシャーシ14の側壁部14b近傍の底板部14a上に立設されたL字形状の固定板15に立てた状態(起立した状態)で横並びになるように配置されて固定される。
反射シート13は、導光板11の光出射面11bとは反対側の背面11cを覆うように配置されており、この場合、バックライトシャーシ14の底板部14a上に敷設されている。反射シート13は、導光板11の背面11cから出射される光を導光板11側に反射させるためのもので、例えば厚さが0.1~2mm程度の樹脂製シートで構成される。この場合、反射シート13の前面は、例えば白色に塗装されており、導光板11の背面11cから出射される光を導光板11側に効率良く反射させその光の利用効率および導光板11の光出射面11bでの輝度を高めている。
3枚の光学シート7~9は、平面視において長方形状を有した薄いシート状の樹脂製シートである。光学シート7~9は、上から順に例えば、厚さが0.1~0.5mm程度の偏向選択性反射シート7、レンズシート8、拡散シート9が用いられており、導光板11の上に積み重ねられて配置される、
この場合、拡散シート9は、導光板11から出射される光を拡散させることで、輝度分布を均一にするためのものである。レンズシート8は、拡散シート9から出射される光を集光することで、正面輝度を高めるためのものである。偏向選択性反射シート7は、レンズシート8から出射された光が液晶表示パネル3の下側に貼り付けられた図示しない偏向板に吸収されないように選択的に反射させるためのものである。
このようにバックライトユニット4は、光学シート7~9、導光板11および反射シート13によって、LED21からの光を面状の光に変換して液晶表示パネル3の背面側に照射できるようになっている。尚、バックライトシャーシ4の背面には、LED基板20,20,20に電源を供給する電源基板18と、液晶表示パネル3を駆動するコントロール基板19が配設されている。
次に本発明に係るLED基板20について図3~図7を用いて説明する。図示されるようにLED基板20は、アルミなどの導電性を有する金属製の放熱板22を備えている。放熱板22は、長尺の長方形状を有している。放熱板22の上面には絶縁層23が形成されており、この絶縁層23の上には、LED基板20(放熱板22)の長手方向に沿って直線状に複数個(この実施形態では4個)のLED21,21,21,21が実装されている。
この場合、放熱板22は、LED基板20の基材としての機能を有すると共に、LED21の発熱による温度上昇を抑制する機能を有しており、バックライトシャーシ14の底板部14a上に立設されたL字形状を有するアルミなどの導電性を有する金属製の固定板15に、両面に粘着面を有する熱伝導シート16を介して貼り付け固定されている(図2参照)。
したがって、LED21が発した熱は、LED基板20が備える放熱板22、熱伝導シート16および固定板15を介してバックライトシャーシ14の底板部14aに伝導することで、LED21の温度が上昇し過ぎないように抑制されている。尚、固定板15は、固定ネジ17によってバックライトシャーシ14の底板部14aに取り付けられている。
LED21は、例えば青色光を発生させるLEDチップ21aを、黄色蛍光体が混合された透明樹脂で密封したパッケージ構造を有しており、LED21の上面、つまり発光面21dから白色光を放出することが可能となっている。この場合、LED21の発光面21dは、LED基板20の板面(表面)と並行になるように配置されている。
図3、図4および図5に示されるように、絶縁層23の上には配線パターンとして、左から順に第1のグランドパターン34、連結パターン33,第1の電源パターン31、第3のグランドパターン36、第2の電源パターン32,連結パターン33,第2のグランドパターン35が形成されている。LED基板20の中央から左半分の領域に配置された2個のLED21,21(第1のLED群21A)は連結パターン33によって直列に接続され、LED基板20の中央から右半分の領域に配置された2個のLED21,21(第2のLED群21B)は連結パターン33によって直列に接続されている。
具体的には、図5(a)に示されるように、第1のLED群21Aの左から数えて1個目のLED21の+電極(アノード電極)21bと、同じく第1のLED群21Aの左から数えて2個目のLEDの-電極(カソード電極)21cが連結パターン33によって接続されている。また、第2のLED群21Bの右から数えて1個目のLED21の+電極(アノード電極)21bと、同じく第2のLED群21Bの右から数えて2個目のLEDの-電極(カソード電極)21cが連結パターン33によって接続されている。
尚、図示しないが、LED基板20の表面には、その表面を被覆するように白色ソルダーレジストなどの白色の塗料がシルク印刷法により印刷されている。シルク印刷法とは、所定のパターンの開口孔が形成されたシルクをスクリーンとして印刷対象を覆い、その開口孔からインクを付けて印刷する方法であり、シルクスクリーン印刷法とも呼ばれる。
この場合、LED21が配置された領域と、第1のグランドパターン34,第2のグランドパターン35および第3のグランドパターン36が形成された領域以外のLED基板20の表面に白色の塗料が印刷されており、導光板11の光入射面11a等からLED基板20側に戻ってくる光を反射することでその光の利用効率を高めている。
また、LED基板20には、基板コネクタ40が実装されており、第1のLED群21Aと第2のLED21Bの間で、LED基板20のほぼ中央に配置されている。この基板コネクタ40は、LED21に電源(電力)を供給するためのもので、いわゆるオス型の第1の電源側端子(+端子)41,第2の電源側端子(+端子)42およびグランド側端子(-端子)43を備えている。
この場合、この基板コネクタ40は、これに下方から嵌合接続されるケーブルコネクタ50およびケーブル61,62,63を介して液晶表示装置1が備える電源基板18と接続されるようになっている。
基板コネクタ40は、図示されるようにケーブルコネクタ50が下方から嵌合接続されるように、その嵌合面がLED基板20の幅方向と並行な方向(側方)において、この場合、下方に向くように配置されており、左から右に向かって順に第1の電源側端子41,グランド側端子43,第2の電源側端子42がコネクタハウジング内で配置されている。
尚、ケーブルコネクタ50は、図4に示されるように、メス型の第1の電源側端子(+端子)51、第2の電源側端子(+端子)52およびグランド側端子(-端子)53を備えており、それぞれ基板コネクタ40の第1の電源側端子41,第2の電源側端子42およびグランド側端子43と嵌合により導通接続されるようになっている。この場合、ケーブルコネクタ50は、接続の相手方である基板コネクタ40に対応して、左から右に向かって順に第1の電源側端子51,グランド側端子53,第2の電源側端子52がコネクタハウジング内で配置されている。
また、ケーブルコネクタ50の第1の電源側端子51の圧着部51aには、第1の電源側ケーブル61の端末部が接続され、第2の電源側端子52の圧着部52aには、第2の電源側ケーブル62の端末部が接続されると共に、グランド側端子53の圧着部53aには、グランド側ケーブル63の端末部が接続されている。
図3、図4および図5に示されるように、第1の電源パターン31は、第1のLED群21Aの右から数えて一個目に配置されたLED21の+電極(アノード電極)21bに接続される共に、基板コネクタ40の第1の電源側端子(+端子)41の脚部41aに接続されている。また、第2の電源パターン32は、第2のLED群21Bの左から数えて1個目に配置されたLED21の+電極(アノード電極)21bに接続される共に、基板コネクタ40の第2の電源側端子(+端子)42の脚部42aに接続されている。更に、LED基板20の中央、この場合、基板コネクタ40の上方に形成された略四角状(略矩形状)の第3のグランドパターン36は、基板コネクタ40のグランド側端子(-端子)43の脚部43aに接続されている。
また、LED基板20の左端部に形成された略四角状(略矩形状)の第1のグランドパターン34は、第1のLED群21Aの左から数えて一個目に配置されたLED21の-電極(カソード電極)21cに接続されている。更に、LED基板20の右端部に形成された略四角状(略矩形状)の第2のグランドパターン35は、第2のLED群21Bの右から数えて一個目に配置されたLED21の-電極(カソード電極)21cに接続されている。
図3、図4および図5に示されるように、第1のグランドパターン34の中央には、その第1のグランドパターン34、絶縁層23および放熱板22を貫通する第1の貫通孔34aが開口形成されている。また、第2のグランドパターン35の中央には、その第2のグランドパターン35、絶縁層23および放熱板22を貫通する第2の貫通孔35aが開口形成されている。そして、第3のグランドパターン36の中央には、その第3のグランドパターン36,絶縁層23および放熱板22を貫通する第3の貫通孔36aが開口形成されている。
このような構成を有するLED基板20においては、基板コネクタ40の第1の電源側端子41と第1のLED群21AのLED21,21は、第1の電源パターン31および連結パターン33によって電気的に接続されているが、第1のグランドパターン34と第3のグランドパターン36は接続されていないため、第1のLED群21Aの左から数えて1個目のLED21の-電極(カソード電極)21cは、基板コネクタ40のグランド側端子43とはまだ接続されていない状態になっている。
また、同様に、基板コネクタ40の第2の電源側端子42と第2のLED群21BのLED21,21は、第2の電源パターン32および連結パターン33によって電気的に接続されているが、第2のグランドパターン35と第3のグランドパターン36は接続されていないため、第2のLED群21Bの右から数えて1個目のLED21の-電極(カソード電極)21cは、基板コネクタ40のグランド側端子43とはまだ接続されていない状態になっている。
そこで、図示されるような導電性を有する金属製の第1のタッピンネジ71および第3のタッピンネジ73を、第1のグランドパターン34の第1の貫通孔34aおよび第3のグランドパターン36の第3の貫通孔36aにそれぞれねじ込むことで、第1のグランドパターン34が、第1のタッピンネジ71を介してその下層の放熱板22と電気的に接続されると共に、第3のグランドパターン36が第3のタッピンネジ73を介してその下層の放熱板22と電気的に接続されて、第1のグランドパターン34と第3のグランドパターン36が、第1のタッピンネジ71、放熱板22および第3のタッピンネジ73を介して導通接続されるようになっている。
また、同様に、導電性を有する金属製の第2のタッピンネジ72および第3のタッピンネジ73を、第2のグランドパターン35の第2の貫通孔35aおよび第3のグランドパターン36の第3の貫通孔36aにそれぞれねじ込むことで、第2のグランドパターン35が、第2のタッピンネジ72を介してその下層の放熱板22と電気的に接続されると共に、第3のグランドパターン36が第3のタッピンネジ73を介してその下層の放熱板22と電気的に接続されて、第2のグランドパターン35と第3のグランドパターン36が、第2のタッピンネジ72、放熱板22および第3のタッピンネジ73を介して導通接続されるようになっている。
これにより、図6(a),(b)に示されるように、第1のLED群21Aの直列接続された2個のLED21,21が、基板コネクタ40の第1の電源側端子41とグランド側端子43の間で直列に接続されると共に、第2のLED群21Bの直列接続された2個のLED21,21が、基板コネクタ40の第2の電源側端子42とグランド側端子43の間で直列に接続されることになる。
つまり、LED基板20の左端部に形成された第1のグランドパターン34と右端部に形成された第2のグランドパターン35が、第1のタッピンネジ71、第2のタッピンネジ72,放熱板22および第3のタッピンネジ73を介して基板コネクタ40のグランド側端子43に接続された第3のグランドパターン36に導通接続されている構成になっているので、従来技術で説明した図15に示されるようなLED基板120の長手方向において直列接続されたLED121,121,121,121とLED基板120の幅方向において隣り合うと共に、LED基板120の長手方向に沿って延びるライン状のグランドパターン133を設ける必要がなくなる。
したがって、本発明に係るLED基板20は、直列接続された複数のLED21とは絶縁層23を介して下層に配置された金属製の放熱板22を、LED21のグランド用配線(接地用配線)として利用することにより、従来のようなLED基板120の長手方向に沿って延びるライン状のグランドパターン133を設けるのに要する幅の分だけ基板の全幅の小型化(減少)が可能になっている。
すなわち、LED基板20は、その幅方向(長手方向に直交する方向)に小型化されているので、従来技術で説明した図14に示されるようなバックライトシャーシ114の底板部114aから下方に突出した凸部114cを設けることなく、図2に示されるようにLED基板20をバックライトシャーシ14内に収容することが可能となる。
これにより、図2に示されるようにバックライトシャーシ14の高さ(底板部14aからの高さ)を従来のものよりも小さくすることができ、バックライトユニット4の薄型化および液晶表示装置1の薄型化が可能となる。
尚、第1のグランドパターン34の第1の貫通孔34a、第2のグランドパターン35の第2の貫通孔35aおよび第3のグランドパターン36の第3の貫通孔36aを、通常のねじ穴として形成し、第1のタッピンネジ71,第2のタッピンネジ72および第3のタッピンネジ73を、通常のネジとした構成でも良い。
本実施形態では、第1のグランドパターン34の第1の貫通孔34aに挿入してその下層の放熱板22を導通接続させるネジとして、第1のタッピンネジ71を用いることで、第1の貫通孔34aの内面に第1のタッピンネジ71のねじ山が食い込んで雌ネジが形成されるようになっているので、第1の貫通孔34aをねじ穴として形成する必要がない上に、第1のタッピンネジ71と放熱板22を確実に導通接続させることができる。
また、同様に、第2のグランドパターン35の第2の貫通孔35aに挿入してその下層の放熱板22を導通接続させるネジとして、第2のタッピンネジ72を用いることで、第2の貫通孔35aの内面に第2のタッピンネジ72のねじ山が食い込んで雌ネジが形成されるようになっているので、第2の貫通孔35aをねじ穴として形成する必要がない上に、第2のタッピンネジ72と放熱板22を確実に導通接続させることができる。
更に、同様に、第3のグランドパターン36の第3の貫通孔36aに挿入してその下層の放熱板22を導通接続させるネジとして、第3のタッピンネジ73を用いることで、第3の貫通孔36aの内面に第3のタッピンネジ73のねじ山が食い込んで雌ネジが形成されるようになっているので、第3の貫通孔36aをねじ穴として形成する必要がない上に、第3のタッピンネジ73と放熱板22を確実に導通接続させることができる。
また、図7および図8に示されるように、上述した第1のタッピンネジ71,第2のタッピンネジ72および第3のタッピンネジ73よりもねじ長さが長い第1のタッピンネジ81、第2のタッピンネジ82および第3のタッピンネジ83を用いて、固定板15および熱伝導シート16を貫通するように形成された貫通孔15aに、これらタッピンネジ81,82,83の先端をねじ込む構成にしても良い。このような構成にすれば、第1のグランドパターン34と放熱板22の導通接続、第2のグランドパターン35と放熱板22の導通接続および第3のグランドパターン36と放熱板22の導通接続が図られると共に、LED基板20の固定板15への取り付けも行われることになる。
通常、バックライトシャーシ14は、LED基板20に電源を供給する電源基板18および液晶表示パネル3を駆動するコントロール基板19を電気的に接地させる接地部材として機能するため、図7および図8に示されるような構成にすれば、LED基板20の第1のグランドパターン34,第2のグランドパターン35および第3のグランドパターン36は、タッピンネジ81,82,83、放熱板22および固定板15を介して接地部材であるバックライトシャーシ14と導通接続されることになる。これにより、LED基板20の第1のグランドパターン34,第2のグランドパターン35および第3のグランドパターン36の電気的な接地性が向上するので、LED21への電源の供給をより安定させることができる。
この場合、LED基板20の放熱板22と固定板15との間に介在される熱伝導シート16として導電性を有するものを用いれば、LED基板20の第1のグランドパターン34,第2のグランドパターン35および第3のグランドパターン36の電気的な接地性が更に向上する。
尚、図1、図7および図8(b)に示されるように、バックライトシャーシ14の底板部14aには、バックライトシャーシ14の底板部14aに固定された状態のLED基板20の基板コネクタ40へのケーブルコネクタ50の挿抜が可能になるように、ケーブルコネクタ50の外径よりも大きく開口されたコネクタ挿入孔14cが形成されており、ケーブルコネクタ50の取り扱いや、底板部14aの背面側に配置された電源基板18へのケーブル61,62,63の配回しが容易になっている。
このようなLED基板20においては、実装された複数個のLED21に電源を供給する基板コネクタ40が、LED基板20の中央に配置されている構成により、図4に示されるようにLED基板20の左右端部を同形状、特にこの場合左右線対称となるようLED基板20の左右端部を同形状に形成すること可能となっている。したがって、このようなLED基板20を複数枚横並びに配置しても、それら複数枚のLED基板20の各LED21間の距離を均等にすることが可能となっている。
図9に示されるように、例えば3枚のLED基板20,20,20をその長手方向に沿って横並びに配置する場合、隣り合う2枚のLED基板20,20間において隣り合うように配置されることになるLED21,21間の距離P2,P2を、各LED基板20の隣り合うLED21,21間の距離P1と同じ長さにすることが可能になっており、これら3枚のLED基板20,20,20の各LED間の距離が均等になるように配置することができる。
つまり、従来技術で説明した図15に示されるような基板コネクタ140がLED基板120の左右両端部のいずれか一方の端部に配置されている構成にはなってないことにより、図17(a),(b)の図中の符号P3で示されるような隣り合う2枚のLED基板120,120間において隣り合うように配置されることになるLED121,121間の距離が長くなってしまう不具合が防止されている。したがって、隣り合うLED間の距離が一定になるように効率よく複数枚のLED基板を横並びに配置すること可能となる。
更に、基板コネクタ40がLED基板20の中央の配置されている構成により、このようなLED基板20を一種類用意するだけで、LED基板20の2枚横並びや3枚横並び更にはそれ以上の枚数での横並びに対応することが可能であり、図16に示されるような基板コネクタ140が左端部に配置されたLED基板120と、基板コネクタ140が右端部に配置されたLED基板120の2種類のLED基板を用意する必要がなく、その分部品コストの削減が可能である。
次に、上述した実施形態の変形例1~3について図10~図12を用いて説明する。尚、上述した実施形態と同一の構成については同符号を付して説明は省略し、異なる点を中心に説明する。
図10(a),(b)は変形例1に係るLED基板20を示しており、第1のグランドパターン34の第1の貫通孔34a,第2のグランドパターン35の第2の貫通孔35aおよび第3のグランドパターン36の第3の貫通孔36aのそれぞれの内面には、ハンダなどからなる導電性ペースト74,75,76が塗布されている。このように導電性ペースト74,75,76が内面に設けられた貫通孔34a,35a,36aにタッピンネジ71,72,73をねじ込むことで、第1のグランドパターン34と放熱板22の導通接続、第2のグランドパターン35と放熱板22の導通接続および第3のグランドパターン36と放熱板22の導通接続を更に良好にすることができる。
尚、図示されるように、タッピンネジ71,72,73が挿入される貫通孔34a,35a,36aの挿入口の周囲に導電性ペース74,75,76を所定の厚みで盛った盛り部74a,75a,76aを形成すると良い。このような盛り部74a,75a,76aを設けることで、タッピンネジ71,72,73のそれぞれのねじ頭と、盛り部74a,75a,76aを介した第1のグランドパターン34,第2のグランドパターン35および第3のグランドパターン36との電気的な接続が良好になる。
図11(a),(b)は変形例2に係るLED基板20を示しており、導電性の粘着面を有するアルミテープなどからなる第1の導電性テープ77,第2の導電性テープ78および第3の導電性テープ79を備えている。この場合、図11(a)にされるように、第1の導電性テープ77の一端が、第1のグランドパターン34の前面に貼り付けられ、その他端が下層の放熱板22の背面に貼り付けられており、第1のグランドパターン34と放熱板22が、この第1の導電性テープ77を介して導通接続されている。
また、同様に、第2の導電性テープ78の一端が、第2のグランドパターン35の前面に貼り付けられ、その他端が下層の放熱板22の背面に貼り付けられており、第2のグランドパターン35と放熱板22が、この第2の導電性テープ78を介して接続されている。
更に、図11(b)に示されるように、第3の導電性テープ79の一端が、第3のグランドパターン36の前面に貼り付けられ、その他端が下層の放熱板22の背面に貼り付けられており、第3のグランドパターン36と放熱板22が、この第3の導電性テープ79を介して導通接続されている。
したがって、タッピンネジ71,72,73による第1のグランドパターン34と放熱板22の導通接続、第2のグランドパターン35と放熱板22の導通接続および第3のグランドパターン36と放熱板22の導通接続と共に、導電性テープ77,78,79による第1のグランドパターン34と放熱板22の導通接続、第2のグランドパターン35と放熱板22の導通接続および第3のグランドパターン36と放熱板22の導通接続も図られているので、第1のグランドパターン34と放熱板22の電気的な接続、第2のグランドパターン35と放熱板22の電気的な接続および第3のグランドパターン36と放熱板22の電気的な接続を更に良好にすることができる。
図12は変形例3に係るLED基板20を示しており、LED基板20の中央から下方に突出するように延設された凸部20aには、基板コネクタ40が実装されると共に、第3のグランドパターン36が形成されている。このLED基板20は、従来技術で説明した図14に示されるようなバックライトシャーシ114の凸部114c上に立設された固定板115に取り付けることが可能になっており、立てた状態のLED基板20を収容する高さ(スペース)に余裕がある場合に用いることができる。
この場合、基板コネクタ40は、ケーブルコネクタ50との嵌合方向が横向き(LED基板20の長手方向と並行な方向)になるように配置されており、上から下に向かって順に第1の電源側端子(+端子)41,第2の電源側端子42(+端子),グランド側端子(-端子)43がコネクタハウジング内で配置されている。また、ケーブルコネクタ50は、このような基板コネクタ40に対応して、上から下に向かって順に第1の電源側端子(+端子)51,第2の電源側端子(+端子)52,グランド側端子(-端子)53がコネクタハウジング内で配置されている。
以上説明したLED基板20によれば、LED基板20の左右両端に第1のグランドパターン34および第2のグランドパターン35が形成されると共に、中央に第3のグランドパターン36が形成されており、これら第1のグランドパターン34,第2のグランドパターン35および第3のグランドパターン36が、それぞれの下層に絶縁層22を介して配置された金属製の放熱板22と、タッピンネジ71,72,73によって導通接続された構成を有しているので、このような構成を直列接続された複数個のLED21のグランド用配線(接地用配線)として利用することができるようになっている。
これにより、従来のようなLED基板120の長手方向に沿って延びるライン状のグランドパターン133を設けるのに要する幅の分だけ基板幅の小型化(減少)が可能になり、図2に示されるようにバックライトシャーシ14の高さ(底板部14aからの高さ)を従来のものよりも小さくすることができ、バックライトユニット4の薄型化および液晶表示装置1の薄型化が可能となっている。
また、LED基板20のLED21に電源を供給する基板コネクタ40が、LED基板20の中央に配置されている構成、つまり、従来技術のLED基板120のように基板コネクタ140がLED基板120の左右両端部のいずれか一方の端部に配置されている構成にはなっていないので、LED基板20の左右端部を同形状に形成することが可能になっている。
これにより、図9に示されるように隣り合う2枚のLED基板20,20間において隣り合うように配置されることになるLED21,21間の距離P2,P2を、各LED基板20の隣り合うLED21,21間の距離P1と同じ長さにすることが可能になっており、これら3枚のLED基板20,20,20の各LED間の距離が均等になるように配置することができる上に、このようなLED基板20を一種類用意するだけで、LED基板20の2枚横並びや3枚横並び更にはそれ以上の枚数での横並びに対応することが可能である。
以上、本発明に係るLED基板、バックライトユニットおよび液晶表示装置の実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何ら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において、種々なる態様で実施できることは勿論である。例えば、上述した実施の形態では、導光板11の1辺に沿ってLED基板20を配置する構成を説明したが、導光板11の対向する2辺や4辺に沿ってそれぞれLED基板20を配置する構成でも良く、上述した実施の形態には限定されない。
Claims (12)
- 左右に横長の長方形状を有する金属製の放熱板と、該放熱板の上面に形成された絶縁層と、該絶縁層の上面の中央に実装され、第1の電源側端子、第2の電源側端子およびグランド側端子を有するコネクタと、前記コネクタの左側の前記絶縁層の上面に実装され、前記放熱板の長手方向に沿って直線状に配置されると共に直列接続された複数個のLEDからなる第1のLED群と、前記コネクタの右側の前記絶縁層の上面に実装され、前記放熱板の長手方向に沿って直線状に配置されると共に直列接続された複数個のLEDからなる第2のLED群と、前記絶縁層の上面の中央に形成され、前記第1のLED群の右側から数えて1個目に配置されたLEDに接続される第1の電源パターンと、前記絶縁層の上面の中央に形成され、前記第2のLED群の左側から数えて1個目に配置されたLEDに接続される第2の電源パターンと、前記絶縁層の上面の左端に形成され、前記第1のLED群の左側から数えて1個目に配置されたLEDに接続される第1のグランドパターンと、前記絶縁層の上面の右端に形成され、前記第2のLED群の右側から数えて1個目に配置されたLEDに接続される第2のグランドパターンとを備え、前記絶縁層の上面の中央には第3のグランドパターンが形成されると共に、前記第1の電源パターンは前記コネクタの第1の電源側端子と接続され、前記第2の電源パターンは前記コネクタの第2の電源側端子と接続され、前記第3のグランドパターンは前記コネクタのグランド側端子と接続され、前記第1のグランドパターンは、該第1のグランドパターンおよび前記放熱板を貫通する第1の貫通孔に挿入される金属製の第1のネジを介して前記放熱板と接続され、前記第2のグランドパターンは、該第2のグランドパターンおよび前記放熱板を貫通する第2の貫通孔に挿入される金属製の第2のネジを介して前記放熱板と接続され、前記第3のグランドパターンは、該第3のグランドパターンおよび前記放熱板を貫通する第3の貫通孔に挿入される金属製の第3のネジを介して前記放熱板と接続されていることを特徴とするLED基板。
- 前記放熱板はアルミ製であると共に、前記第1のネジ、前記第2のネジおよび前記第3のネジは、タッピンネジであることを特徴とする請求項1に記載のLED基板。
- 前記第1の貫通孔、前記第2の貫通孔および前記第3の貫通孔のそれぞれの内面には、導電性ペーストが塗布されていることを特徴とする請求項1または2に記載のLED基板。
- 第1の導電性テープの一端が前記第1のグランドパターンに貼り付けられ、他端が前記放熱板に貼り付けられて、前記第1のグランドパターンと前記放熱板が該第1の導電性テープを介して接続され、第2の導電性テープの一端が前記第2のグランドパターンに貼り付けられ、他端が前記放熱板に貼り付けられて、前記第2のグランドパターンと前記放熱板が該第2の導電性テープを介して接続され、第3の導電性テープの一端が前記第3のグランドパターンに貼り付けられ、他端が前記放熱板に貼り付けられて、前記第3のグランドパターンと前記放熱板が該第3の導電性テープを介して接続されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のLED基板。
- 板状の導光板と、該導光板の側端面に配置されるLED基板と、これらを収容する金属製のシャーシとを備えるバックライトユニットにおいて、前記LED基板は、左右に横長の長方形状を有する金属製の放熱板と、該放熱板の上面に形成された絶縁層と、該絶縁層の上面の中央に実装され、第1の電源側端子、第2の電源側端子およびグランド側端子を有するコネクタと、前記コネクタの左側の前記絶縁層の上面に実装され、前記放熱板の長手方向に沿って直線状に配置されると共に直列接続された複数個のLEDからなる第1のLED群と、前記コネクタの右側の前記絶縁層の上面に実装され、前記放熱板の長手方向に沿って直線状に配置されると共に直列接続された複数個のLEDからなる第2のLED群と、前記絶縁層の上面の中央に形成され、前記第1のLED群の右側から数えて1個目に配置されたLEDに接続される第1の電源パターンと、前記絶縁層の上面の中央に形成され、前記第2のLED群の左側から数えて1個目に配置されたLEDに接続される第2の電源パターンと、前記絶縁層の上面の左端に形成され、前記第1のLED群の左側から数えて1個目に配置されたLEDに接続される第1のグランドパターンと、前記絶縁層の上面の右端に形成され、前記第2のLED群の右側から数えて1個目に配置されたLEDに接続される第2のグランドパターンとを備え、前記絶縁層の上面の中央には第3のグランドパターンが形成されると共に、前記第1の電源パターンは前記コネクタの第1の電源側端子と接続され、前記第2の電源パターンは前記コネクタの第2の電源側端子と接続され、前記第3のグランドパターンは前記コネクタのグランド側端子と接続され、前記第1のグランドパターンは、該第1のグランドパターンおよび前記放熱板を貫通する第1の貫通孔に挿入される金属製の第1のネジを介して前記放熱板と接続され、前記第2のグランドパターンは、該第2のグランドパターンおよび前記放熱板を貫通する第2の貫通孔に挿入される金属製の第2のネジを介して前記放熱板と接続され、前記第3のグランドパターンは、該第3のグランドパターンおよび前記放熱板を貫通する第3の貫通孔に挿入される金属製の第3のネジを介して前記放熱板と接続されていることを特徴とするバックライトユニット。
- 前記放熱板はアルミ製であると共に、前記第1のネジ、前記第2のネジおよび前記第3のネジは、タッピンネジであることを特徴とする請求項5に記載のバックライトユニット。
- 前記第1の貫通孔、前記第2の貫通孔および前記第3の貫通孔のそれぞれの内面には、導電性ペーストが塗布されていることを特徴とする請求項5または6に記載のバックライトユニット。
- 第1の導電性テープの一端が前記第1のグランドパターンに貼り付けられ、他端が前記放熱板に貼り付けられて、前記第1のグランドパターンと前記放熱板が該第1の導電性テープを介して接続され、第2の導電性テープの一端が前記第2のグランドパターンに貼り付けられ、他端が前記放熱板に貼り付けられて、前記第2のグランドパターンと前記放熱板が該第2の導電性テープを介して接続され、第3の導電性テープの一端が前記第3のグランドパターンに貼り付けられ、他端が前記放熱板に貼り付けられて、前記第3のグランドパターンと前記放熱板が該第3の導電性テープを介して接続されていることを特徴とする請求項5から7のいずれか一項に記載のバックライトユニット。
- 前記第1のネジ、前記第2のネジおよび前記第3のネジによって、前記LED基板が前記シャーシに立設された金属製の固定板に固定されると共に、前記放熱板が該固定板を介して前記シャーシと電気的に接続されていることを特徴とする請求項5から8のいずれか一項に記載のバックライトユニット。
- 前記固定板と前記LED基板の放熱板との間には熱伝導シートが介在されていることを特徴とする請求項9に記載のバックライトユニット。
- 前記熱伝導シートが導電性を有することを特徴とする請求項10に記載のバックライトユニット。
- 液晶表示パネルと、該液晶表示パネルの背面に配置される請求項5から11のいずれか一項に記載のバックライトユニットとを備えることを特徴とする液晶表示装置。
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