バックライト装置および液晶表示装置並びにテレビジョン受像機
【課題】 高輝度で光の利用効率が優れたサイドライト型のバックライト装置および液晶表示装置並びにテレビジョン受像機を提供する。
【解決手段】 側面から入射した光を上面から出射する導光板と、導光板の側面に備えられ、複数の上面発光型のＬＥＤが配列された基板と、導光板と基板を内包する外装ケースとを有し、複数のＬＥＤのうち、端部のＬＥＤには、他のＬＥＤと照射方向を交わらせる傾斜手段が設けられていることを特徴としている。
【解決手段】 側面から入射した光を上面から出射する導光板と、導光板の側面に備えられ、複数の上面発光型のＬＥＤが配列された基板と、導光板と基板を内包する外装ケースとを有し、複数のＬＥＤのうち、端部のＬＥＤには、他のＬＥＤと照射方向を交わらせる傾斜手段が設けられていることを特徴としている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ光源と導光板とを備えたサイドライト型のバックライト装置および液晶表示装置並びにテレビジョン受像機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示装置に用いるバックライト装置には、導光板の側面側に光源を配置したサイドライト型のバックライト装置や、液晶パネルの直下に光源を配置した直下型のバックライト装置などがある。サイドライト型のバックライト装置は、中小型の液晶表示装置や特に薄型を必要とする液晶表示装置に用いられている。また、直下型のバックライト装置は、大型モニタやＴＶなどに用いられている。これらのバックライト装置の光源は、これまで冷陰極管（ＣＣＦＬ）が主流であったが、最近では環境問題を配慮して、消費電力が低く水銀レスであるＬＥＤに切り替わりつつある。
【０００３】
光源にＬＥＤを用いたサイドライト型のバックライト装置としては、例えば、図８に示す特許文献１がある。特許文献1は、複数の光源を有するサイドライト型のバックライト装置であり、導光板７の光入射面７１に例えば４個のチップ型ＬＥＤ９ａ〜９ｄを配置し、少なくとも両端に位置するチップ型ＬＥＤ９ａ、９ｄと対向する光入射面７１の光源対向部（好ましくは、光入射面７１の両端部）に、チップ型ＬＥＤ９ａ、９ｄをその光軸Ｌ１、Ｌ２が導光板７の中心側に向くように配置するための傾斜面７ａ、７ｂを形成している。特許文献1は、上記の構成により、各光源から照射される光を導光板全域に均一に行き渡らせて、液晶表示素子に対する照明のより高度な均整化を実現している。
【０００４】
図９を用いて、一般的なチップ型ＬＥＤの構造と種類を説明する。チップ型ＬＥＤ９は、例えば、パッケージ１５の内部に、ｎ型半導体層とｐ型半導体層と、これらに挟まれた活性層とを有する半導体発光素子（図示せず）が封入されており、半導体発光素子を回路基板に接続し電力を供給するための接続端子（アノード、カソード）１６を備えている。さらに、パッケージ１５は発光面１４を備えており、照射光の指向特性を調整するレンズが設けられている。そして、パッケージ１５に対する発光面１４の位置により、上面発光型と側面発光型の２種類のタイプに分けられている。
【０００５】
図９（ａ）に示す上面発光型（トップビュータイプ）は、パッケージ１５の上面に発光面１４が設けられており、接続端子１６が面する実装面９１と垂直方向に光を照射するものである。上面発光型のＬＥＤ９は、高輝度、長寿命という長所を備えている。また、照射方向が実装面９１に対して垂直方向であるため、主に直下型のバックライト装置に用いられている。具体的には、チップ型ＬＥＤ９を実装した基板を導光板７の下面側に、実装面９１を導光板７と平行にして配置することにより、導光板７下面の光入射面にチップ型ＬＥＤ９の発光面１４を対向させている。
【０００６】
一方、図９（ｂ）に示す側面発光型（サイドビュータイプ）は、パッケージ１５の側面に発光面１４が設けられており、実装面９１に対して平行方向に光を照射するものである。特許文献１や従来のサイドライト型のバックライト装置では、導光板７の側面に備えられた光入射面７１に光を照射させるため、上記の側面発光型のＬＥＤ９が用いられている。具体的には、側面発光型のＬＥＤ９を実装した基板を導光板７の側面側に、実装面９１を導光板７と平行にして配置することにより、導光板７側面の光入射面にチップ型ＬＥＤ９の発光面１４を対向させている。なお、側面発光型のＬＥＤ９は、図８に示す特許文献１のように照明光の均整化を行う場合に、ＬＥＤ９を基板上で面内方向に回動させることにより、発光面の向きを光入射面７１の傾斜面７ａ、７ｂと対向させることが容易に行える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１７７８９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記の特許文献１や従来のサイドライト型のバックライト装置では、一般的に、側面発光型のＬＥＤ９が用いられていため、上面発光型のＬＥＤ９に比べて、輝度が低く、寿命も短いため、明るさや信頼性の面で問題があった。さらに、上面発光型のＬＥＤ９は、高輝度、長寿命ではあるが、導光板７に対して照射方向を調整することが難しいので、サイドライト型のバックライト装置に用いた場合には、照明光を均整化することができなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るバックライト装置は、側面から入射した光を上面から出射する導光板と、導光板の側面に備えられ、複数の上面発光型のＬＥＤが配列された基板と、導光板と基板を内包する外装ケースとを有し、複数のＬＥＤのうち、端部のＬＥＤには、他のＬＥＤと照射方向を交わらせる傾斜手段が設けられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
高輝度、長寿命である上面発光型のＬＥＤをバックライト装置に用いて、傾斜手段により端部のＬＥＤの照射方向を他のＬＥＤの照射方向と交わらせ、複数のＬＥＤから照射される光を導光板全域に効率よく行き渡らせて、液晶パネルを照射する光の輝度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施例のバックライト装置及び液晶表示装置を説明する斜視図である。
【図２】第１の実施例のバックライト装置の要部構成を説明する拡大断面図である。
【図３】第１の実施例のバックライト装置の要部構成を説明する平面図である。
【図４】第１の実施例のチップ型ＬＥＤの傾斜手段を説明する拡大断面図である。
【図５】第２の実施例のバックライト装置の要部構成を説明する平面図である。
【図６】第２の実施例のチップ型ＬＥＤの傾斜手段を説明する拡大断面図である。
【図７】第２の実施例のバックライト装置の変形例を説明する平面図である。
【図８】従来の液晶表示素子用バックライト装置の平面図である。
【図９】上面発光型と側面発光型のチップ型ＬＥＤを説明する側面図ある。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明のバックライト装置、及びこれを用いた液晶表示装置の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、透過型の液晶表示装置に本発明を適用した場合を例示して説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明の第１の実施例にかかるバックライト装置及び液晶表示装置を説明する斜視図である。液晶表示装置１は、図１に示すように、バックライト装置２と、バックライト装置２からの光が照射される液晶パネル３とが一体化されて、透過型の液晶表示装置１が構成されている。また、液晶表示装置１は、バックライト装置２と液晶パネル３との間に、例えば拡散シート４、プリズムシート５、及び偏光シート６が配置されており、これらの光学シートにより、バックライト装置２から照射される光の輝度が整えられて、液晶パネル３の表示性能を向上させるようになっている。
【００１４】
バックライト装置２は、導光板７の側面側に光源を配置したサイドライト型のバックライト装置であり、光源として複数個の上面発光型のＬＥＤ９が用いられている。上面発光型のＬＥＤ９は、側面発光型のＬＥＤと光学特性や電気特性を比較すると、動作条件が同じ場合、平均光度は２０％高く、平均寿命は３０％長く、光の照射方向が実装面９１に対して垂直方向となっている。なお、実際に照射される光は、照射方向を中心軸として所定の広がり（指向特性）をもって照射される。
【００１５】
図２は、本発明のバックライト装置２の断面図である。導光板７は、例えば、透明なアクリル樹脂などの合成樹脂を材料として直方体状に形成され、所定の側面が光の入射面７１、上面が光の出射面７２となっている。また、導光板７の下方には光源からの光を上方の液晶パネルに向けて効率よく反射させるための反射シート８が配置されている。
【００１６】
図１や図２に示すように、上面発光型のＬＥＤ９は、回路基板１０に実装された後、バックライト装置２の外装ケース（バックベゼル）１１の端部が上方に直角に折り返された側壁面１１ａに取り付けられている。また、上面発光型のＬＥＤ９の発光面１４は、導光板７の光入射面７１に対向するように配置されている。
【００１７】
図３は、本発明のバックライト装置２の平面図である。図１や図３に示すように、複数個（９ａ〜９ｆ）の上面発光型のＬＥＤ９のうち、端部に配置されるＬＥＤ９ａ、９ｆには、発光面１４を傾斜させて、他のいずれかのＬＥＤ９ｂ〜９ｅと照射方向を交わらせる傾斜手段１２が設けられている。
【００１８】
例えば、図３に示すように、端部に配置されるＬＥＤ９ａ、９ｆには、ＬＥＤ９の実装面９１と回路基板１０との間に傾斜手段１２が設けられることにより、ＬＥＤ９の発光面１４が導光板７に対して内向きに傾斜されて、例えば、端部のＬＥＤ９ａの照射方向が、隣のＬＥＤ９ｂの照射方向と交わるように配置されている。
【００１９】
このように、傾斜手段１２を設けることにより、端部のＬＥＤ９ａから所定の広がりをもって照射される光の全体を、導光板７の外側に外れないように照射方向を調整することができ、照射領域１３の端部でＬＥＤ９ａとＬＥＤ９ｂの照射光が効率よく組み合わせされ、均一に照射されるようになっている。
【００２０】
図４（ａ）〜（ｅ）は、傾斜手段１２の具体的な構成例を示す拡大断面図である。傾斜手段１２の傾きは、上面発光型のＬＥＤ９の指向特性や、表示領域１３の輝度むら等を考慮して所定の角度に設定される。
【００２１】
図４（ａ）に示す傾斜手段１２は、上面発光型のＬＥＤ９と回路基板１０を半田１８で接続するときに、２つの端子間（アノード、カソード）で半田１８の量を異ならせて傾斜させるものである。例えば、指向性が強く、出射光の直進性がよいＬＥＤ９では、傾斜手段１２は小さな傾斜角度でも、出射光の全体を表示領域１３へ効率良く照射させることができる。このような小さな傾斜角度は、ＬＥＤ９の接続端子１６と回路基板１０の接続端子１７との間において、例えば、アノード側をカソード側よりも半田１８の量を多めに設けることにより、アノード側からカソード側に向ってチップ型ＬＥＤ９を傾斜させることができ、簡易な方法で傾斜手段１２を構成することができる。
【００２２】
図４（ｂ）に示す傾斜手段１２は、アノードとカソードの２つの端子のうち一方を、回路基板１０上に設けた突部１９の上で接続することにより、ＬＥＤ９を傾斜させるものである。突部１９は、ＬＥＤ９の２つの接続端子１６（アノード、カソード）のうち一方と接続される回路基板１０の接続端子１７の下部に配置され、回路基板１０を構成する配線層（金属材料）や絶縁層（樹脂材料）などの層を流用し積層して形成されている。突部１９を用いた傾斜手段１２では、突部１９の高さを、配線層や絶縁層の合計の厚みで調整できるので、傾斜手段１２の傾斜角を定量的に設定することができる。
【００２３】
図４（ｃ）に示す傾斜手段１２は、半田１８を利用した傾斜手段１２と、突部１９を利用した傾斜手段１２とを組合わせてＬＥＤ９を傾斜させるものである。半田１８と突部１９を組合わせた傾斜手段１２では、半田１８や突部１９を単独で用いた傾斜手段よりも大きな傾斜角を設けることができる。
【００２４】
図４（ｄ）に示す傾斜手段１２は、回路基板１０とＬＥＤ９との間に中継端子２０を配置し、中継端子２０の傾斜に沿ってＬＥＤ９を傾斜させるものである。中継端子２０は、上面に傾斜面を有するように、例えば、樹脂素材で形成されたパッケージと、パッケージの内部に内蔵され上下方向に導通をとる導体部２１から構成され、上面の傾斜面と下面に導体部２１の端面を露出させ、接続端子２１ａ、２１ｂを設けている。この中継端子２０を用いて、パッケージの上面と下面に露出させた接続端子２１ａ、２１ｂと、回路基板１０の接続端子１７、ＬＥＤ９の接続端子１６をそれぞれ接続することで、中継端子２０上面の傾斜面に沿ってＬＥＤ９を傾斜させることができる。
【００２５】
中継端子２０を用いた傾斜手段１２では、パッケージの傾斜形状により傾斜角が設定されるので、チップ型ＬＥＤ９を広範囲で自由に傾斜させることができる。また、傾斜面の傾斜方向を、チップ型ＬＥＤ９の２つの端子（アノードとカソード）を結ぶ方向とは関係なく、中継端子２０のパッケージの傾斜方向により自由に設定することができる。
【００２６】
本発明の第１の実施例においては、バックライト装置２の光源として、光度が高く、長寿命である上面発光型のＬＥＤ９を複数個用いており、端部に配置されるＬＥＤ９の実装面９１と回路基板１０との間に傾斜手段１２を設けることにより、端部のＬＥＤの照射方向を他のＬＥＤの照射方向と交わらせて、複数のチップ型ＬＥＤ９ａ〜９ｆから照射される光を導光板全域に効率よく行き渡らせることができる。したがって、本発明のバックライト装置は、液晶パネル３を照射する光の輝度を均整化して輝度むらをなくし、明るさを向上させることができる。また、本発明のバックライト装置を用いることにより、表示品位の優れた液晶表示装置を提供することができる。
【実施例２】
【００２７】
図５は、本発明の第２の実施例に係るバックライト装置２の平面図である。上記第１の実施例と異なるところは傾斜手段１２の構成であり、その他の構成は上記第１の実施例と同じであってよいので詳細な説明は省略する。
【００２８】
第２の実施例では、図５に示すように、バックライト装置２の外装ケース（バックベゼル）１１の一端が、導光板７の入射面７１に向けて直角に折り返されて側壁面１１ａが形成されている。さらに、端部のＬＥＤ９ａ、９ｆが配置される側壁面１１ａに外側から切れ込み１１ｂが入れられ、切れ込み部分の側壁面１１ａを導光板７に対して内向きに所定の角度で屈曲させ、屈曲部１１ｃを設けることにより傾斜手段１２が構成されている。
【００２９】
図６は、第２の実施例にかかる傾斜手段１２の構成例を示す拡大断面図である。傾斜手段１２は、上記のように、端部のＬＥＤ９ａ、９ｆが配置される側壁面１１ａの一部を、導光板７に対して内向きに屈曲させた屈曲部１１ｃとすることにより構成されている。上面発光型のＬＥＤ９は、例えば、柔軟性を備えるＦＰＣ２２の接続端子１７と半田１８で接続された後、端部に配置されるＬＥＤ９ａが屈曲部１１ｃに位置するように、ＦＰＣ２２が側壁面１１ａから屈曲部１１ｃに沿って貼り合わされて配置されている。
【００３０】
なお、複数のＬＥＤ９が実装されたＦＰＣ２２が、端部の一部に切れ込みが入れられた側壁面１１ａに貼り付けられた後、切れ込み部分の側壁面１１ａとＦＰＣ２２とを一緒に、表示領域１３の中央部側に向けて所定の角度で屈曲させて屈曲部１１ｃとすることにより、屈曲部１１ｃに位置する端部のＬＥＤ９ａ、９ｆを傾斜させてもよい。また、ＦＰＣ２２を用いずに、端部のＬＥＤ９とその他のＬＥＤ９を別々の回路基板１０に実装し、側壁面１１ａと屈曲部１１ｃにそれぞれ配置してもよい。
【００３１】
本実施例は、外装ケース１１の側壁面１１ａに設けられた屈曲部１１ｃの屈曲角度により、傾斜手段１２の傾斜角度を設定しているため、端部のＬＥＤ９ａ、９ｆを大きく傾斜させることができる。例えば、図７に示すように、傾斜手段１２である屈曲部１１ｃを９０°に屈曲させて、端部のＬＥＤ９ａ、９ｆの照射方向と他のＬＥＤ９ｂ〜９ｅの照射方向を直交させるように交わらせることができる。
【００３２】
例えば、表示領域１３の光入射面７１に近い領域では、隣接するＬＥＤ９ｂ〜９ｅの照射光の重なりの有無により、ＬＥＤ９ｂ〜９ｅの配列方向に明と暗の輝度むらが生じる場合があるが、上記のように傾斜手段１２により端部のＬＥＤ９ａ、９ｆの照射方向を他のＬＥＤ９ｂ〜９ｅの照射方向と直交させて、端部のＬＥＤ９ａ、９ｆの照射光を明と暗の輝度むら方向に照射させることにより、輝度むら部分を全体的に明るく照射して輝度むらを減少させることができる。
【００３３】
また、実施例２では、傾斜手段１２である屈曲部１１ｃが外装ケース１１の一部を用いて構成されており、外装ケース１１は金属板であり放熱効果が高いため、ＬＥＤ９の発光に伴う発熱が外装ケース１１全体に伝導されて放熱が促進されるので、ＬＥＤ９の熱劣化が防止され寿命をさらに延ばすことができる。
【００３４】
以上、第１と第２の実施例について説明したが、本発明は上記の実施例に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。例えば、図３に示した第１の実施例のバックライト装置２において、端部の傾斜されたＬＥＤ９ａ、９ｆと対向する導光板７の入射面７１に切り欠きを設けて、ＬＥＤ９と導光板７をさらに近接させて狭額縁化することも可能である。
【００３５】
また、図５や図７に示したバックライト装置２では、導光板７とＬＥＤ９を近接させて配置した狭額縁化の構成を示しているが、導光板７とＬＥＤ９との間を離して間隔をとって配置してもよい。導光板７とＬＥＤ９との間を離すことにより、額縁部分は大きくなるが、導光板７の入射面７１の近傍に生じる明と暗の輝度むらを減少させることができる。
【００３６】
また、第１の実施例や第２の実施例で示した傾斜手段１２は、端部に配置される複数のＬＥＤ９にそれぞれ傾斜手段１２を設けてもよい。例えば、図３や図５に示す実施例において、端部のＬＥＤ９ａとＬＥＤ９ｂに傾斜手段１２を設けて、他の中央部のＬＥＤ９ｃやＬＥＤ９ｄと照射方向を交わらせて、照射光がさらに効率良く照射されるように調整することもできる。
【００３７】
また、図５に示す実施例では、端部に配置される複数のＬＥＤ９に対して一つの傾斜手段１２を設けてもよい。例えば、一つの傾斜手段１２に端部のＬＥＤ９ａとＬＥＤ９ｂを配置して、他の中央部のＬＥＤ９ｃやＬＥＤ９ｄと照射方向を交わらせて、照射光がさらに効率良く照射されるように調整することもできる。
【符号の説明】
【００３８】
１ 液晶表示装置
２ バックライト装置
３ 液晶パネル
４ 拡散シート
５ プリズムシート
６ 偏光シート
７ 導光板
７ａ、７ｂ 切り欠き
８ 反射シート
９、９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆ チップ型ＬＥＤ
１０ 基板
１１ 外装ケース
１１ａ 側壁面
１１ｂ 切れ込み
１１ｃ 屈曲部
１２ 傾斜手段
１３ 表示領域
１４ 発光面
１５ パッケージ
１６、１７ 接続端子
１８ 半田
１９ 突部
２０ 中継端子
２１ 導体部
２２ ＦＰＣ
７１ 光入射面
７２ 光出射面
９１ 実装面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ光源と導光板とを備えたサイドライト型のバックライト装置および液晶表示装置並びにテレビジョン受像機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示装置に用いるバックライト装置には、導光板の側面側に光源を配置したサイドライト型のバックライト装置や、液晶パネルの直下に光源を配置した直下型のバックライト装置などがある。サイドライト型のバックライト装置は、中小型の液晶表示装置や特に薄型を必要とする液晶表示装置に用いられている。また、直下型のバックライト装置は、大型モニタやＴＶなどに用いられている。これらのバックライト装置の光源は、これまで冷陰極管（ＣＣＦＬ）が主流であったが、最近では環境問題を配慮して、消費電力が低く水銀レスであるＬＥＤに切り替わりつつある。
【０００３】
光源にＬＥＤを用いたサイドライト型のバックライト装置としては、例えば、図８に示す特許文献１がある。特許文献1は、複数の光源を有するサイドライト型のバックライト装置であり、導光板７の光入射面７１に例えば４個のチップ型ＬＥＤ９ａ〜９ｄを配置し、少なくとも両端に位置するチップ型ＬＥＤ９ａ、９ｄと対向する光入射面７１の光源対向部（好ましくは、光入射面７１の両端部）に、チップ型ＬＥＤ９ａ、９ｄをその光軸Ｌ１、Ｌ２が導光板７の中心側に向くように配置するための傾斜面７ａ、７ｂを形成している。特許文献1は、上記の構成により、各光源から照射される光を導光板全域に均一に行き渡らせて、液晶表示素子に対する照明のより高度な均整化を実現している。
【０００４】
図９を用いて、一般的なチップ型ＬＥＤの構造と種類を説明する。チップ型ＬＥＤ９は、例えば、パッケージ１５の内部に、ｎ型半導体層とｐ型半導体層と、これらに挟まれた活性層とを有する半導体発光素子（図示せず）が封入されており、半導体発光素子を回路基板に接続し電力を供給するための接続端子（アノード、カソード）１６を備えている。さらに、パッケージ１５は発光面１４を備えており、照射光の指向特性を調整するレンズが設けられている。そして、パッケージ１５に対する発光面１４の位置により、上面発光型と側面発光型の２種類のタイプに分けられている。
【０００５】
図９（ａ）に示す上面発光型（トップビュータイプ）は、パッケージ１５の上面に発光面１４が設けられており、接続端子１６が面する実装面９１と垂直方向に光を照射するものである。上面発光型のＬＥＤ９は、高輝度、長寿命という長所を備えている。また、照射方向が実装面９１に対して垂直方向であるため、主に直下型のバックライト装置に用いられている。具体的には、チップ型ＬＥＤ９を実装した基板を導光板７の下面側に、実装面９１を導光板７と平行にして配置することにより、導光板７下面の光入射面にチップ型ＬＥＤ９の発光面１４を対向させている。
【０００６】
一方、図９（ｂ）に示す側面発光型（サイドビュータイプ）は、パッケージ１５の側面に発光面１４が設けられており、実装面９１に対して平行方向に光を照射するものである。特許文献１や従来のサイドライト型のバックライト装置では、導光板７の側面に備えられた光入射面７１に光を照射させるため、上記の側面発光型のＬＥＤ９が用いられている。具体的には、側面発光型のＬＥＤ９を実装した基板を導光板７の側面側に、実装面９１を導光板７と平行にして配置することにより、導光板７側面の光入射面にチップ型ＬＥＤ９の発光面１４を対向させている。なお、側面発光型のＬＥＤ９は、図８に示す特許文献１のように照明光の均整化を行う場合に、ＬＥＤ９を基板上で面内方向に回動させることにより、発光面の向きを光入射面７１の傾斜面７ａ、７ｂと対向させることが容易に行える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１７７８９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記の特許文献１や従来のサイドライト型のバックライト装置では、一般的に、側面発光型のＬＥＤ９が用いられていため、上面発光型のＬＥＤ９に比べて、輝度が低く、寿命も短いため、明るさや信頼性の面で問題があった。さらに、上面発光型のＬＥＤ９は、高輝度、長寿命ではあるが、導光板７に対して照射方向を調整することが難しいので、サイドライト型のバックライト装置に用いた場合には、照明光を均整化することができなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るバックライト装置は、側面から入射した光を上面から出射する導光板と、導光板の側面に備えられ、複数の上面発光型のＬＥＤが配列された基板と、導光板と基板を内包する外装ケースとを有し、複数のＬＥＤのうち、端部のＬＥＤには、他のＬＥＤと照射方向を交わらせる傾斜手段が設けられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
高輝度、長寿命である上面発光型のＬＥＤをバックライト装置に用いて、傾斜手段により端部のＬＥＤの照射方向を他のＬＥＤの照射方向と交わらせ、複数のＬＥＤから照射される光を導光板全域に効率よく行き渡らせて、液晶パネルを照射する光の輝度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施例のバックライト装置及び液晶表示装置を説明する斜視図である。
【図２】第１の実施例のバックライト装置の要部構成を説明する拡大断面図である。
【図３】第１の実施例のバックライト装置の要部構成を説明する平面図である。
【図４】第１の実施例のチップ型ＬＥＤの傾斜手段を説明する拡大断面図である。
【図５】第２の実施例のバックライト装置の要部構成を説明する平面図である。
【図６】第２の実施例のチップ型ＬＥＤの傾斜手段を説明する拡大断面図である。
【図７】第２の実施例のバックライト装置の変形例を説明する平面図である。
【図８】従来の液晶表示素子用バックライト装置の平面図である。
【図９】上面発光型と側面発光型のチップ型ＬＥＤを説明する側面図ある。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明のバックライト装置、及びこれを用いた液晶表示装置の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、透過型の液晶表示装置に本発明を適用した場合を例示して説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明の第１の実施例にかかるバックライト装置及び液晶表示装置を説明する斜視図である。液晶表示装置１は、図１に示すように、バックライト装置２と、バックライト装置２からの光が照射される液晶パネル３とが一体化されて、透過型の液晶表示装置１が構成されている。また、液晶表示装置１は、バックライト装置２と液晶パネル３との間に、例えば拡散シート４、プリズムシート５、及び偏光シート６が配置されており、これらの光学シートにより、バックライト装置２から照射される光の輝度が整えられて、液晶パネル３の表示性能を向上させるようになっている。
【００１４】
バックライト装置２は、導光板７の側面側に光源を配置したサイドライト型のバックライト装置であり、光源として複数個の上面発光型のＬＥＤ９が用いられている。上面発光型のＬＥＤ９は、側面発光型のＬＥＤと光学特性や電気特性を比較すると、動作条件が同じ場合、平均光度は２０％高く、平均寿命は３０％長く、光の照射方向が実装面９１に対して垂直方向となっている。なお、実際に照射される光は、照射方向を中心軸として所定の広がり（指向特性）をもって照射される。
【００１５】
図２は、本発明のバックライト装置２の断面図である。導光板７は、例えば、透明なアクリル樹脂などの合成樹脂を材料として直方体状に形成され、所定の側面が光の入射面７１、上面が光の出射面７２となっている。また、導光板７の下方には光源からの光を上方の液晶パネルに向けて効率よく反射させるための反射シート８が配置されている。
【００１６】
図１や図２に示すように、上面発光型のＬＥＤ９は、回路基板１０に実装された後、バックライト装置２の外装ケース（バックベゼル）１１の端部が上方に直角に折り返された側壁面１１ａに取り付けられている。また、上面発光型のＬＥＤ９の発光面１４は、導光板７の光入射面７１に対向するように配置されている。
【００１７】
図３は、本発明のバックライト装置２の平面図である。図１や図３に示すように、複数個（９ａ〜９ｆ）の上面発光型のＬＥＤ９のうち、端部に配置されるＬＥＤ９ａ、９ｆには、発光面１４を傾斜させて、他のいずれかのＬＥＤ９ｂ〜９ｅと照射方向を交わらせる傾斜手段１２が設けられている。
【００１８】
例えば、図３に示すように、端部に配置されるＬＥＤ９ａ、９ｆには、ＬＥＤ９の実装面９１と回路基板１０との間に傾斜手段１２が設けられることにより、ＬＥＤ９の発光面１４が導光板７に対して内向きに傾斜されて、例えば、端部のＬＥＤ９ａの照射方向が、隣のＬＥＤ９ｂの照射方向と交わるように配置されている。
【００１９】
このように、傾斜手段１２を設けることにより、端部のＬＥＤ９ａから所定の広がりをもって照射される光の全体を、導光板７の外側に外れないように照射方向を調整することができ、照射領域１３の端部でＬＥＤ９ａとＬＥＤ９ｂの照射光が効率よく組み合わせされ、均一に照射されるようになっている。
【００２０】
図４（ａ）〜（ｅ）は、傾斜手段１２の具体的な構成例を示す拡大断面図である。傾斜手段１２の傾きは、上面発光型のＬＥＤ９の指向特性や、表示領域１３の輝度むら等を考慮して所定の角度に設定される。
【００２１】
図４（ａ）に示す傾斜手段１２は、上面発光型のＬＥＤ９と回路基板１０を半田１８で接続するときに、２つの端子間（アノード、カソード）で半田１８の量を異ならせて傾斜させるものである。例えば、指向性が強く、出射光の直進性がよいＬＥＤ９では、傾斜手段１２は小さな傾斜角度でも、出射光の全体を表示領域１３へ効率良く照射させることができる。このような小さな傾斜角度は、ＬＥＤ９の接続端子１６と回路基板１０の接続端子１７との間において、例えば、アノード側をカソード側よりも半田１８の量を多めに設けることにより、アノード側からカソード側に向ってチップ型ＬＥＤ９を傾斜させることができ、簡易な方法で傾斜手段１２を構成することができる。
【００２２】
図４（ｂ）に示す傾斜手段１２は、アノードとカソードの２つの端子のうち一方を、回路基板１０上に設けた突部１９の上で接続することにより、ＬＥＤ９を傾斜させるものである。突部１９は、ＬＥＤ９の２つの接続端子１６（アノード、カソード）のうち一方と接続される回路基板１０の接続端子１７の下部に配置され、回路基板１０を構成する配線層（金属材料）や絶縁層（樹脂材料）などの層を流用し積層して形成されている。突部１９を用いた傾斜手段１２では、突部１９の高さを、配線層や絶縁層の合計の厚みで調整できるので、傾斜手段１２の傾斜角を定量的に設定することができる。
【００２３】
図４（ｃ）に示す傾斜手段１２は、半田１８を利用した傾斜手段１２と、突部１９を利用した傾斜手段１２とを組合わせてＬＥＤ９を傾斜させるものである。半田１８と突部１９を組合わせた傾斜手段１２では、半田１８や突部１９を単独で用いた傾斜手段よりも大きな傾斜角を設けることができる。
【００２４】
図４（ｄ）に示す傾斜手段１２は、回路基板１０とＬＥＤ９との間に中継端子２０を配置し、中継端子２０の傾斜に沿ってＬＥＤ９を傾斜させるものである。中継端子２０は、上面に傾斜面を有するように、例えば、樹脂素材で形成されたパッケージと、パッケージの内部に内蔵され上下方向に導通をとる導体部２１から構成され、上面の傾斜面と下面に導体部２１の端面を露出させ、接続端子２１ａ、２１ｂを設けている。この中継端子２０を用いて、パッケージの上面と下面に露出させた接続端子２１ａ、２１ｂと、回路基板１０の接続端子１７、ＬＥＤ９の接続端子１６をそれぞれ接続することで、中継端子２０上面の傾斜面に沿ってＬＥＤ９を傾斜させることができる。
【００２５】
中継端子２０を用いた傾斜手段１２では、パッケージの傾斜形状により傾斜角が設定されるので、チップ型ＬＥＤ９を広範囲で自由に傾斜させることができる。また、傾斜面の傾斜方向を、チップ型ＬＥＤ９の２つの端子（アノードとカソード）を結ぶ方向とは関係なく、中継端子２０のパッケージの傾斜方向により自由に設定することができる。
【００２６】
本発明の第１の実施例においては、バックライト装置２の光源として、光度が高く、長寿命である上面発光型のＬＥＤ９を複数個用いており、端部に配置されるＬＥＤ９の実装面９１と回路基板１０との間に傾斜手段１２を設けることにより、端部のＬＥＤの照射方向を他のＬＥＤの照射方向と交わらせて、複数のチップ型ＬＥＤ９ａ〜９ｆから照射される光を導光板全域に効率よく行き渡らせることができる。したがって、本発明のバックライト装置は、液晶パネル３を照射する光の輝度を均整化して輝度むらをなくし、明るさを向上させることができる。また、本発明のバックライト装置を用いることにより、表示品位の優れた液晶表示装置を提供することができる。
【実施例２】
【００２７】
図５は、本発明の第２の実施例に係るバックライト装置２の平面図である。上記第１の実施例と異なるところは傾斜手段１２の構成であり、その他の構成は上記第１の実施例と同じであってよいので詳細な説明は省略する。
【００２８】
第２の実施例では、図５に示すように、バックライト装置２の外装ケース（バックベゼル）１１の一端が、導光板７の入射面７１に向けて直角に折り返されて側壁面１１ａが形成されている。さらに、端部のＬＥＤ９ａ、９ｆが配置される側壁面１１ａに外側から切れ込み１１ｂが入れられ、切れ込み部分の側壁面１１ａを導光板７に対して内向きに所定の角度で屈曲させ、屈曲部１１ｃを設けることにより傾斜手段１２が構成されている。
【００２９】
図６は、第２の実施例にかかる傾斜手段１２の構成例を示す拡大断面図である。傾斜手段１２は、上記のように、端部のＬＥＤ９ａ、９ｆが配置される側壁面１１ａの一部を、導光板７に対して内向きに屈曲させた屈曲部１１ｃとすることにより構成されている。上面発光型のＬＥＤ９は、例えば、柔軟性を備えるＦＰＣ２２の接続端子１７と半田１８で接続された後、端部に配置されるＬＥＤ９ａが屈曲部１１ｃに位置するように、ＦＰＣ２２が側壁面１１ａから屈曲部１１ｃに沿って貼り合わされて配置されている。
【００３０】
なお、複数のＬＥＤ９が実装されたＦＰＣ２２が、端部の一部に切れ込みが入れられた側壁面１１ａに貼り付けられた後、切れ込み部分の側壁面１１ａとＦＰＣ２２とを一緒に、表示領域１３の中央部側に向けて所定の角度で屈曲させて屈曲部１１ｃとすることにより、屈曲部１１ｃに位置する端部のＬＥＤ９ａ、９ｆを傾斜させてもよい。また、ＦＰＣ２２を用いずに、端部のＬＥＤ９とその他のＬＥＤ９を別々の回路基板１０に実装し、側壁面１１ａと屈曲部１１ｃにそれぞれ配置してもよい。
【００３１】
本実施例は、外装ケース１１の側壁面１１ａに設けられた屈曲部１１ｃの屈曲角度により、傾斜手段１２の傾斜角度を設定しているため、端部のＬＥＤ９ａ、９ｆを大きく傾斜させることができる。例えば、図７に示すように、傾斜手段１２である屈曲部１１ｃを９０°に屈曲させて、端部のＬＥＤ９ａ、９ｆの照射方向と他のＬＥＤ９ｂ〜９ｅの照射方向を直交させるように交わらせることができる。
【００３２】
例えば、表示領域１３の光入射面７１に近い領域では、隣接するＬＥＤ９ｂ〜９ｅの照射光の重なりの有無により、ＬＥＤ９ｂ〜９ｅの配列方向に明と暗の輝度むらが生じる場合があるが、上記のように傾斜手段１２により端部のＬＥＤ９ａ、９ｆの照射方向を他のＬＥＤ９ｂ〜９ｅの照射方向と直交させて、端部のＬＥＤ９ａ、９ｆの照射光を明と暗の輝度むら方向に照射させることにより、輝度むら部分を全体的に明るく照射して輝度むらを減少させることができる。
【００３３】
また、実施例２では、傾斜手段１２である屈曲部１１ｃが外装ケース１１の一部を用いて構成されており、外装ケース１１は金属板であり放熱効果が高いため、ＬＥＤ９の発光に伴う発熱が外装ケース１１全体に伝導されて放熱が促進されるので、ＬＥＤ９の熱劣化が防止され寿命をさらに延ばすことができる。
【００３４】
以上、第１と第２の実施例について説明したが、本発明は上記の実施例に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。例えば、図３に示した第１の実施例のバックライト装置２において、端部の傾斜されたＬＥＤ９ａ、９ｆと対向する導光板７の入射面７１に切り欠きを設けて、ＬＥＤ９と導光板７をさらに近接させて狭額縁化することも可能である。
【００３５】
また、図５や図７に示したバックライト装置２では、導光板７とＬＥＤ９を近接させて配置した狭額縁化の構成を示しているが、導光板７とＬＥＤ９との間を離して間隔をとって配置してもよい。導光板７とＬＥＤ９との間を離すことにより、額縁部分は大きくなるが、導光板７の入射面７１の近傍に生じる明と暗の輝度むらを減少させることができる。
【００３６】
また、第１の実施例や第２の実施例で示した傾斜手段１２は、端部に配置される複数のＬＥＤ９にそれぞれ傾斜手段１２を設けてもよい。例えば、図３や図５に示す実施例において、端部のＬＥＤ９ａとＬＥＤ９ｂに傾斜手段１２を設けて、他の中央部のＬＥＤ９ｃやＬＥＤ９ｄと照射方向を交わらせて、照射光がさらに効率良く照射されるように調整することもできる。
【００３７】
また、図５に示す実施例では、端部に配置される複数のＬＥＤ９に対して一つの傾斜手段１２を設けてもよい。例えば、一つの傾斜手段１２に端部のＬＥＤ９ａとＬＥＤ９ｂを配置して、他の中央部のＬＥＤ９ｃやＬＥＤ９ｄと照射方向を交わらせて、照射光がさらに効率良く照射されるように調整することもできる。
【符号の説明】
【００３８】
１ 液晶表示装置
２ バックライト装置
３ 液晶パネル
４ 拡散シート
５ プリズムシート
６ 偏光シート
７ 導光板
７ａ、７ｂ 切り欠き
８ 反射シート
９、９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆ チップ型ＬＥＤ
１０ 基板
１１ 外装ケース
１１ａ 側壁面
１１ｂ 切れ込み
１１ｃ 屈曲部
１２ 傾斜手段
１３ 表示領域
１４ 発光面
１５ パッケージ
１６、１７ 接続端子
１８ 半田
１９ 突部
２０ 中継端子
２１ 導体部
２２ ＦＰＣ
７１ 光入射面
７２ 光出射面
９１ 実装面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
側面から入射した光を上面から出射する導光板と、
前記導光板の側面に備えられ、複数の上面発光型のＬＥＤが配列された基板と、
前記導光板と前記基板を内包する外装ケースとを有し、
前記複数のＬＥＤのうち、端部のＬＥＤには、他のＬＥＤと照射方向を交わらせる傾斜手段が設けられていることを特徴とするバックライト装置。
【請求項２】
前記傾斜手段は、前記基板を支持する前記外装ケースの側壁の一部が、前記導光板に対して内向きに屈曲されて構成されていることを特徴とする請求項１記載のバックライト装置。
【請求項３】
前記傾斜手段は、前記端部のＬＥＤの二つの端子が、それぞれ異なる半田量で前記基板と接続されて構成されていることを特徴とする請求項１記載のバックライト装置。
【請求項４】
前記傾斜手段は、前記端部のＬＥＤの一方の端子が、前記基板に形成された突部の上で接続されて構成されていることを特徴とする請求項１記載のバックライト装置。
【請求項５】
前記傾斜手段は、前記端部のＬＥＤと前記基板が、上面が傾斜した中継端子を介して接続されて構成されていることを特徴とする請求項１記載のバックライト装置。
【請求項６】
前記導光板の光入射面に、前記傾斜手段に設けられたＬＥＤの照射方向に対して鉛直となる傾斜面が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のバックライト装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載のバックライト装置を用いた液晶表示装置。
【請求項８】
請求項７に記載の液晶表示装置と、テレビジョン放送を受信するチューナ部とを備えることを特徴とするテレビジョン受像機。
【請求項１】
側面から入射した光を上面から出射する導光板と、
前記導光板の側面に備えられ、複数の上面発光型のＬＥＤが配列された基板と、
前記導光板と前記基板を内包する外装ケースとを有し、
前記複数のＬＥＤのうち、端部のＬＥＤには、他のＬＥＤと照射方向を交わらせる傾斜手段が設けられていることを特徴とするバックライト装置。
【請求項２】
前記傾斜手段は、前記基板を支持する前記外装ケースの側壁の一部が、前記導光板に対して内向きに屈曲されて構成されていることを特徴とする請求項１記載のバックライト装置。
【請求項３】
前記傾斜手段は、前記端部のＬＥＤの二つの端子が、それぞれ異なる半田量で前記基板と接続されて構成されていることを特徴とする請求項１記載のバックライト装置。
【請求項４】
前記傾斜手段は、前記端部のＬＥＤの一方の端子が、前記基板に形成された突部の上で接続されて構成されていることを特徴とする請求項１記載のバックライト装置。
【請求項５】
前記傾斜手段は、前記端部のＬＥＤと前記基板が、上面が傾斜した中継端子を介して接続されて構成されていることを特徴とする請求項１記載のバックライト装置。
【請求項６】
前記導光板の光入射面に、前記傾斜手段に設けられたＬＥＤの照射方向に対して鉛直となる傾斜面が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のバックライト装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載のバックライト装置を用いた液晶表示装置。
【請求項８】
請求項７に記載の液晶表示装置と、テレビジョン放送を受信するチューナ部とを備えることを特徴とするテレビジョン受像機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−８０５６２（Ｐ２０１３−８０５６２Ａ）
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７６６２（Ｐ２０１０−２７６６２）
【出願日】平成２２年２月１０日（２０１０．２．１０）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１０日（２０１０．２．１０）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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