液晶表示装置
【課題】集中配置された発光ダイオードにより画像形成領域全域を照射するバックライトユニットを備えた液晶表示装置において、発光ダイオードからの発熱を効率よく放散する。
【解決手段】液晶表示装置１において、液晶パネル３と、液晶パネル３の背面側に配置され、前面が凹となるよう湾曲した形状の反射シート６、複数の発光ダイオードが長手方向に沿って配置された発光ダイオード基板７及び放熱板８を前面側からこの順に有するバックライトユニット１０と、を備え、放熱板８の幅方向の長さは、発光ダイオード基板７の幅方向の長さより大きい。
【解決手段】液晶表示装置１において、液晶パネル３と、液晶パネル３の背面側に配置され、前面が凹となるよう湾曲した形状の反射シート６、複数の発光ダイオードが長手方向に沿って配置された発光ダイオード基板７及び放熱板８を前面側からこの順に有するバックライトユニット１０と、を備え、放熱板８の幅方向の長さは、発光ダイオード基板７の幅方向の長さより大きい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１は、直下型バックライトユニットを有する液晶表示装置を開示している。かかる液晶表示装置では、複数の発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｒｄ）が、バックライトユニットの光源として利用されている。発光ダイオードはバックライトユニットの全域に格子状に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２８６６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の液晶表示装置では発光ダイオードがバックライトユニットの全域に配置されるため、かかる多数の発光ダイオードを配置する基板の大きさを、バックライトユニットの全域をカバーするものとしなければならない。そのため、多数の発光ダイオードを用意するコストだけでなく、発光ダイオードを配置する基板の材料コストも高くなる。
【０００５】
そこで、発光ダイオードをバックライトユニットの位置部分、例えば、バックライトユニットの短辺方向の中央近辺に、バックライトユニットの長辺方向に沿って発光ダイオードを集中的に配置し、発光ダイオードからの光線を適宜の反射シートにより反射、拡散して画像形成領域全域に光線を照射するようにすることが考えられる。
【０００６】
しかしながら、かかる構造では、発光ダイオードが高い密度で配置され、かつ、少ない発光ダイオードにより画像形成領域全域を照射するため、発光ダイオード１つ当たりの光量も大きくなることから、発光ダイオードからの発熱により発光ダイオード及びその周辺が高温になることが予想され、それによる発光効率の低下、発光ダイオードの劣化や液晶表示装置の変形や破損が懸念される。
【０００７】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、集中配置された発光ダイオードにより画像形成領域全域を照射するバックライトユニットを備えた液晶表示装置において、発光ダイオードからの発熱を効率よく放散することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本出願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
（１）液晶パネルと、前記液晶パネルの背面側に配置され、前記液晶パネルに対向する面が凹となるよう湾曲した形状の反射シート、複数の発光ダイオードが長手方向に沿って配置された発光ダイオード基板及び前記発光ダイオード基板を固定する金属板を前記液晶パネル側からこの順に有するバックライトユニットと、を備え、前記金属板の幅方向の長さは、前記発光ダイオード基板の幅方向の長さより大きい液晶表示装置。
（２）（１）において、前記金属板は、前面に前記発光ダイオード基板を収容する発光ダイオード基板収容部を有する液晶表示装置。
（３）（１）又は（２）において、前記反射シートは、前記発光ダイオード基板の幅方向外側の領域において反射シート固定具により前記金属板に固定される液晶表示装置。
（４）（３）において、前記金属板は、その背面に、前記反射シート固定具の前記金属板の背面側に露出する部分を収容する反射シート固定具収容部を有する液晶表示装置。
（５）（１）乃至（４）のいずれかにおいて、前記発光ダイオード基板は、発光ダイオード基板固定具により前記金属板に固定され、前記発光ダイオード基板は、前記発光ダイオード基板固定具の前記発光ダイオード基板の前面側に露出する部分を収容する発光ダイオード基板固定具収容部を有する液晶表示装置。
（６）（１）乃至（５）のいずれかにおいて、前記金属板は、前記液晶パネル及び前記バックライトユニットを収容する筺体に金属板固定具により固定され、前記金属板の前面に、前記金属板固定具の前記金属板の前面側に露出する部分を収容する金属板固定具収容部を有する液晶表示装置。
（７）（３）又は（４）において、前記反射シート固定具の中心位置の長手方向の位置は、当該反射シート固定具の至近に位置する２つの前記発光ダイオードの長手方向の間である液晶表示装置。
（８）（７）において、前記反射シート固定具の中心位置は、当該反射シート固定具の至近に位置する２つの前記発光ダイオードの中心を結ぶ線分の垂直二等分線上に配置される液晶表示装置。
【発明の効果】
【０００９】
以上の本出願において開示される発明によれば、集中配置された発光ダイオードにより画像形成領域全域を照射するバックライトユニットを備えた液晶表示装置において、発光ダイオードからの発熱を効率よく放散することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の好適な実施形態に係る液晶表示装置の分解斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線による液晶表示装置の概略断面図である。
【図３】液晶表示装置の構成を表す構成図である。
【図４】液晶パネルに形成される画素の一つを回路図により示したものである。
【図５】液晶表示装置の反射シート、発光ダイオード基板及び放熱板を前面側からみた図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線による部分拡大断面図である。
【図７】図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線による部分拡大断面図である。
【図８】図５のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線による部分拡大断面図である。
【図９】図５中Ｃで示した領域における、発光ダイオードと反射シート固定具との位置関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態に係る液晶表示装置１の分解斜視図である。同図に示すように、液晶表示装置１は、その前側から、上枠２、液晶パネル３、中間枠４、光学シート群５、反射シート６、発光ダイオード基板７、放熱板８及び下枠９をこの順に配置し組み立てることにより構成される。なお、光学シート群５、反射シート６、発光ダイオード基板７及び放熱板８は、液晶パネル３をその背面側から照明する平面光源として機能するバックライトユニット１０を構成している。また、同図では、液晶表示装置１の構造部品のみを示し、その他の構成部材、例えば、制御基板やスピーカなどは図示を省略している。
【００１３】
図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線による液晶表示装置１の概略断面図である。同図は組み立て後の液晶表示装置１の概略の断面を示している。同図に示すように、液晶表示装置１は、液晶パネル３や及びバックライトユニット１０を上枠２及び下枠９からなる外枠に収容した構造となっている。そして、液晶パネル３とバックライトユニット１０の間には中間枠４が設けられ、液晶パネル３とバックライトユニット１０は個別に保持される。同図において左側が、ユーザが画像を観察する側であり、以降、前側と呼ぶとともに、前側を向く面を前面と呼ぶこととする。また、その逆方向を背面側、背面側を向く面を背面と呼ぶこととする。
【００１４】
なお、本実施形態で示した液晶表示装置１は、テレビジョン受像機である。そのため、液晶表示装置１は、テレビジョン受像機として機能するための部品を含んでいる、例えば、図２に示されたスピーカ１１が挙げられる。また、同図に示された制御基板１２には、電源、液晶パネル３の制御回路やバックライトユニット１０の制御回路に加え、テレビジョン放送を受信するためのチューナ等の回路が含まれる。なお、液晶表示装置１は、必ずしもテレビジョン受像機でなくともよく、例えば、コンピュータのモニタ等であってもよい。その場合、テレビジョン受像機として機能するための部品は省略して差し支えない。
【００１５】
上枠２及び下枠９は、液晶パネル３やバックライトユニット１０を収容する筺体を構成するものであり、軽量でかつ剛性の高い材料で形成することが好ましく、鋼板、アルミニウム合金、マグネシウム合金などの金属や、ＦＲＰや各種合成樹脂を用いてよい。特に、下枠９は発光ダイオード基板７から放熱板８を介して伝導される発光ダイオードの発光に伴う発熱を効率よく放散するため熱伝導率の高い材料であることが好ましく、本実施形態では、鋼板を用いている。上枠２の材質は、下枠９と同じであっても、異なっていてもよく、液晶表示装置１のサイズ、用途、外観、重量等の要素を考慮して適宜決定してよい。上枠２の液晶パネル３に面する側の面には、緩衝材２ａが設けられ、振動などにより液晶パネル３が揺れ動き、上枠２と接触する際の衝撃を緩和するようになっている。緩衝材２ａには、適宜のゴムや樹脂、スポンジ等が用いられる。もちろん、ここで示した液晶パネル３の支持及び緩衝構造は一例である。
【００１６】
中間枠４は、液晶パネル３とバックライトユニット１０を隔て個別に保持する部材である。中間枠４の前面には、液晶パネル３が揺れ動き、中間枠４に接触する際の衝撃を緩和する緩衝材４ａが設けられる。緩衝材４ａには、適宜のゴムや樹脂、スポンジ等が用いられる。なお、ここで示した中間枠４の構造は一例であり、液晶パネル３やバックライトユニット１０を適正に支持するものであればどのようなものであってもよく、場合によっては省略してもよい。
【００１７】
中間枠４の材質もまた特に限定はないが、成形の容易さ及びコストの面から、合成樹脂を用いることが好ましい。本実施形態では、強度の点からポリカーボネートを用いているが、必ずしもこれに限られない。ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｒａｓｔｉｃ）のように、合成樹脂に強化材を混入してもよい。また、中間枠４は遮光性を有することが好ましく、そのため、黒色あるいは濃色であることが好ましい。中間枠４の着色は、その材料自体が黒色あるいは濃色のものを用いてもよいし、中間枠４の表面を塗装してもよい。本実施形態では、黒色あるいは濃色に着色されたポリカーボネートを成形して中間枠４を得ている。
【００１８】
バックライトユニット１０は、光学シート群５、反射シート６、発光ダイオード基板７及び放熱板８から構成される。発光ダイオード基板７は、本実施形態では、複数の発光ダイオード１３を直線状に実装した細長い基板であり、液晶表示装置１の長手方向に発光ダイオード基板７の長手方向が一致するように設けられている。また、発光ダイオード基板７は放熱板８に取り付けられる。反射シート６は、発光ダイオード１３からの光を反射し、液晶パネル３の背面に均等に照射するための部材であり、図示のとおり、湾曲した断面形状をしている。そのため、発光ダイオード１３からの光線は、図中矢印１４に示すように直接光学シート群５に入光するか、或いは図中矢印１５に示すように、反射シート６により反射され、光学シート群５に入光する。
【００１９】
反射シート６及び光学シート群５は、液晶パネル３に相応した大きさとなっており、そのため、液晶パネル３はその背面側から均等に照明される。発光ダイオード１３は、ここでは、発光ダイオード素子と、その前面側に配置されるレンズからなっている。発光ダイオード素子は、本実施形態では発光ダイオードチップを封止樹脂で封入した、いわゆる発光ダイオードパッケージであり、発光ダイオード基板７上に実装されるが、これに限定されず、その他にも例えば、発光ダイオード基板７上に発光ダイオードチップを直接形成したものであってもよい。レンズは、発光ダイオード１３からの光線を拡散し、液晶パネル３の表示領域にわたり均等な輝度の照明を得るための光学部品である。
【００２０】
反射シート６は、前述の通り液晶パネル３に相応した大きさを有し、前面側からみて凹となるような湾曲形状をしている。また、発光ダイオード１３が配置される位置には、発光ダイオード１３が反射シート６の前面側に露出するよう、穴が設けられている。反射シート６の材質は特に限定されないが、ＰＥＴ樹脂等を用いた白色の反射シートを用いてもよいし、鏡面反射シート等を用いてもよい。本実施形態では、白色の反射シートである。また、光学シート群５は、発光ダイオード１３から入光した光を拡散させる拡散シートや、光線の向きを前面側に屈折させるプリズムシートなどを含む、複数の光学フィルムである。
【００２１】
発光ダイオード基板７は、複数の発光ダイオード１３が実装された細長い基板である。複数の発光ダイオード１３は、一の方向に沿って、ここでは、液晶表示装置１の長辺と平行な方向に沿って並べられる。なお、発光ダイオード１３の配列は特に問わないが、本実施形態では、二列に互い違いとなるよう配置される。これについては後述する。発光ダイオード基板７の大きさは、その長手方向の長さは液晶パネル３の対応する方向の長さよりやや短く、本実施形態では７０〜８０％程度である。またその幅方向の長さ（長手方向と直交する方向）は、液晶パネル３の対応する方向の長さより短く、好ましくは半分以下である。本実施形態では、おおむね１０〜２０％程度である。また、発光ダイオード基板７の材質は、絶縁性の材料であれば特に制限はなく、ガラスエポキシや紙フェノール、紙エポキシなどの絶縁性の材料や、絶縁性の被覆が施された金属によって形成されてよい。なお、以降では、発光ダイオード基板７の長手方向、すなわち、発光ダイオード１３が配列される方向を長手方向と呼び、発光ダイオード基板７の面内であって、長手方向に直交する方向を幅方向と呼ぶこととする。また、上述の発光ダイオード基板７の具体的な寸法は一例であり、液晶表示装置１の設計に依存して任意に変更してよい。本実施形態では、長手方向は液晶表示装置１の長辺と平行な方向としたが、これに換え、液晶表示装置１の短辺と平行な方向を長手方向としてもよい。
【００２２】
放熱板８は、発光ダイオード基板７が取り付けられるとともに、反射シート６を保持する金属板である。また放熱板８自体は下枠９に固定される。放熱板８の材質は、熱伝導率の高いものが好ましく、各種の金属や合金を好適に用いて良い。本実施形態では、アルミニウムを用いている。放熱板８の成形方法は特に問わず、プレス、切削等任意の方法で良いが、本実施形態では、押し出し成型により放熱板８を得ている。
【００２３】
図３は液晶表示装置１の構成を表す構成図である。以下同図を用いて、液晶表示装置１の各部機能を説明する。
【００２４】
液晶パネル３は矩形であり、その左右方向及び上下方向の長さは、当該液晶表示装置１の用途に応じて定められる。また、液晶パネル３は横長形状（左右方向の長さが上下方向の長さより長い）であっても縦長形状（左右方向の長さが上下方向の長さより短い）であっても、左右方向と上下方向の長さが等しくともよい。本実施形態では、液晶表示装置１はテレビジョン受像機であるので、液晶パネル３は横長形状である。
【００２５】
液晶パネル３は一対の透明基板を有している。透明基板の一方の基板であるＴＦＴ基板には複数の映像信号線Ｙと複数の走査信号線Ｘとが形成されている。映像信号線Ｙと走査信号線Ｘは互いに直交しており、格子状に形成されている。そして隣接する２つの映像信号線Ｙと隣接する２つの走査信号線Ｘとによって囲まれた領域が１つの画素となっている。
【００２６】
図４は、液晶パネル３に形成される画素の一つを回路図により示したものである。図中に示した映像信号線Ｙｎ及びＹｎ＋１、並びに走査信号線Ｘｎ及びＸｎ＋１に囲まれた領域が一つの画素となっている。ここで注目する画素は、映像信号線Ｙｎ及び走査信号線Ｘｎにより駆動されるものとする。各画素のＴＦＴ基板側には、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）３ａが設けられている。ＴＦＴ３ａは走査信号線Ｘｎから入力される走査信号によってオン状態となる。映像信号線Ｙｎは当該画素の画素電極３ｂに、オン状態のＴＦＴ３ａを介して電圧（各画素の階調値を表す信号）を加える。
【００２７】
一方、透明基板の他方の基板であるカラーフィルタ基板にはカラーフィルタが形成されており、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板の間に液晶３ｃが封入されている。そして、画素電極３ｂと液晶３ｃを介して容量を形成するように共通電極３ｄが形成されている。共通電極３ｄは、共通電位に電気的に接続される。そのため、画素電極３ｂに印加された電圧に応じて、画素電極３ｂと共通電極３ｄの間の電界が変化し、それにより液晶３ｃの配向状態が変化し、液晶パネル３を透過する光線の偏光状態を制御する。そして、液晶パネル３の表示面と表示面とは反対側の面である裏面には偏光フィルタが貼り付けられている。これにより、液晶パネル３に形成された各画素は、光の透過率を制御する素子として機能する。そして、各画素の光の透過率を入力された画像データに応じて制御することにより画像が形成される。従って、液晶パネル３において、画素が形成されている領域が画像形成領域となる。
【００２８】
なお、共通電極３ｄはＴＦＴ基板及びカラーフィルタ基板のいずれに設けてもよい。共通電極３ｄの配置は液晶の駆動方式に依存する。例えば、ＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式であれば共通電極３ｄはＴＦＴ基板上に設けられる。ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式やＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）方式であれば、共通電極はカラーフィルタ基板上に設けられる。本実施形態では、ＩＰＳ方式を用いているため、共通電極３ｄはＴＦＴ基板上に設けられている。また、透明基板は本実施形態ではガラスであるが、樹脂など他の材質を用いてもよい。
【００２９】
図３に戻り、制御装置１６には、不図示のチューナやアンテナで受信した映像データや、映像再生装置など別の装置が生成した映像データが入力される。制御装置１６は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄａｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｌｙ）などのメモリとを備えたマイクロコンピュータであってよい。制御装置１６は入力された映像データに対して色調整などの各種画像処理を行い、各画素の階調値を示す映像信号を生成する。制御装置１６は生成した映像信号を映像線駆動回路１７ｂに出力する。また、制御装置１６は入力された映像データに基づいて、映像線駆動回路１７ｂ、走査線駆動回路１７ａ、バックライト駆動回路１８が同期を取るためのタイミング信号を生成し、各駆動回路に向けて出力する。ただし、本実施形態は制御装置１６の形態を特に限定するものではない。例えば、制御装置１６は複数のＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）から構成されてもよいし、単体であってもよい。また、バックライト駆動回路１８とその他の回路との同期を取らないものとしてもよい。
【００３０】
バックライト駆動回路１８は、バックライトユニット１０の光源である複数の発光ダイオード１３に必要な電流を供給する回路である。本実施形態では、制御装置１６は入力される映像データに基づいて発光ダイオード１３の輝度を制御するための信号を生成し、バックライト駆動回路１８に向けて出力する。そして、バックライト駆動回路１８は、当該生成された信号に応じて発光ダイオード１３に流れる電流の量を制御し、発光ダイオード１３の輝度を調節する。発光ダイオード１３の輝度は、発光ダイオード１３毎に調節してもよいし、複数の発光ダイオード１３をいくつかのグループに分け、グループ毎に調節するものとしてもよい。なお、発光ダイオード１３の輝度を制御する方法として、電流量を一定として、発光期間で明るさを制御するＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式としてもよい。あるいは、発光ダイオード１３の輝度を制御せず、一定の光量で発光するように電流量を一定としてもよい。
【００３１】
走査線駆動回路１７ａはＴＦＴ基板に形成された走査信号線Ｘに接続されている。走査線駆動回路１７ａは制御装置１６から入力されるタイミング信号に応じて走査信号線Ｘを順番に選択し、選択した走査信号線Ｘに電圧を印加する。走査信号線Ｘに電圧が印加されると、当該走査信号線Ｘに接続されたＴＦＴがオン状態となる。
【００３２】
映像線駆動回路１７ｂはＴＦＴ基板に形成された映像信号線Ｙに接続されている。映像線駆動回路１７ｂは走査線駆動回路１７ａによる走査信号線Ｘの選択に合わせて、当該選択された走査信号線Ｘに設けられるＴＦＴのそれぞれに、各画素の階調値を表す映像信号に応じた電圧を印加する。
【００３３】
なお、本実施形態では、図３に示した制御装置１６及びバックライト駆動回路１８は、いずれも図２の制御基板１２上に形成されている。また、走査線駆動回路１７ａ及び映像線駆動回路１７ｂからなる液晶パネル駆動回路１７は、液晶パネル３（図３）に電気的に接続されたＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）上あるいは、液晶パネル３を構成する基板上に形成されている（いわゆる、ＳＯＧ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ））。なお、これらの配置は一例であり、各回路をどの部分に設けるかは任意である。
【００３４】
図５は、液晶表示装置１の反射シート６、発光ダイオード基板７及び放熱板８を前面側からみた図である。なお、同図では、発光ダイオード基板７及び放熱板８が反射シート６に隠れて見えない部分を破線で示した。
【００３５】
反射シート６の周縁には、舌状に突出する固定部６ａが適宜の間隔で適宜の数設けられている。これは、反射シート６の周縁部を固定するためのものであり、本実施形態では、中間枠４に設けられた突起（図示せず）に引っ掛けて固定するよう各々穴が設けられている。しかしながら、反射シート６の周縁部を固定する構造はどのようなものであってもよい。
【００３６】
また、反射シート６の幅方向の中央部の領域には、発光ダイオード１３を反射シート６の前面側に露出させる穴６ｂが、発光ダイオード１３の配列に相応して設けられている。図示の通り、発光ダイオード１３及び穴６ｂは長手方向に沿って配列されている。本実施形態では、発光ダイオード１３及び穴６ｂは、幅方向に２列となるように配列されており、互いの列に属する発光ダイオード１３及び穴６ｂは、図示のように互い違いになるように配列されている。また、発光ダイオード１３の配列密度は、反射シート６の長手方向中央部近辺で高く、両端部付近で低くなっている。すなわち、隣り合う発光ダイオード１３同士の間隔は、画像形成領域の中央部より、画像形成領域の周辺部の方が大きい。なお、図５では、発光ダイオード１３及び穴６ｂは、代表として１つのみ符号を付した。
【００３７】
発光ダイオード基板７は、本実施形態では、画像形成領域の中央に相当する位置において２つに分割されており、同じ形状の２つの発光ダイオード基板７が１８０度対称の位置に配置される。このような構造とすると、発光ダイオード基板７の一枚当たりの長さが短くなるため、発光ダイオード基板７を製造する装置や発光ダイオード１３を実装する実装機に小型のものが使用できる。しかしながら、発光ダイオード基板７の分割については任意であり、全く分割せず一枚の連続した基板としてもよいし、３枚以上に分割してもよい。
【００３８】
また、発光ダイオード基板７は、その幅方向の長さが発光ダイオード基板７より大きい放熱板８上に固定される。本実施形態の液晶表示装置１では、発光ダイオード１３が液晶表示装置１の幅方向の中央近辺に集中して配置される。また画像形成領域の全域を集中配置された発光ダイオード１３で照射するため、それぞれの発光ダイオード１３の光量も大きい。そのため、発光ダイオード１３が配置されている領域における単位面積当たりの発熱量が大きくなるので、熱伝導性に優れた放熱板８の面積を発光ダイオード基板７より大きくすることで、効率よく熱を放散するようになされている。反射シート６は、幅方向の中央付近では、反射シート固定具１９により放熱板８に固定される。
【００３９】
図６は、図５のＶＩ−ＶＩ線による部分拡大断面図である。図６では、下枠９を同時に示した。また、同図左側が前面側、右側が背面側である。
【００４０】
放熱板８は、その前面に設けられた段差により形成された凹部である発光ダイオード基板収容部８ａを有している。発光ダイオード基板収容部８ａは、発光ダイオード基板７を収容する凹みであり、その幅方向の長さは、発光ダイオード基板７の幅方向の長さと略同じか、若干大きい。また、発光ダイオード基板収容部８ａの深さ、すなわち、発光ダイオード基板収容部８ａを形成する段差の高さは、発光ダイオード基板７の厚さと略等しい。好ましくは、発光ダイオード基板７の厚さに対し、±０．５ｍｍ以内とする。これにより、発光ダイオード基板７の前面と、発光ダイオード基板７の幅方向外側における放熱板８の前面とが略面一となる。
【００４１】
また、同図には、反射シート６に設けられた穴６ｂを貫通して、発光ダイオード基板７上に実装された発光ダイオード１３が、反射シート６の前面側に露出している様子が示されている。さらに、反射シート６には、固定穴６ｃが設けられており、この固定穴６ｃを貫通する反射シート固定具１９により、発光ダイオード基板７の幅方向外側の領域において放熱板８に固定される。固定穴６ｃの大きさは、反射シート固定具１９の貫通部分の断面よりやや大きい。これは、発光ダイオード１３の発熱による熱膨張において、各部材の線膨張係数の差による寸法の相対的な変化を許容するためである。また、発光ダイオード基板７及び放熱板８の前面が略面一となっているため、その前面側では、反射シート６は波打つことなく平坦に保持される。
【００４２】
反射シート固定具１９はどのようなものであってもよく特に限定はないが、本実施形態では、図示するようなスナップ止め機構を有する固定ピンを用いており、反射シート６の固定を簡便に行える。反射シート固定具１９の材質は、反射シート６と同じか、若しくは同様の白色の合成樹脂製とすることが好ましい。これにより、反射シート固定具１９が配置されている位置における輝度むらが最小に抑えられる。また、反射シート固定具１９の前面側の部分、すなわち、固定ピンのいわゆる頭の部分の高さはできるだけ小さくし、反射シート固定具１９の前面の位置の位置が発光ダイオード１３の前面の位置より背面側となるようにする。これにより、反射シート固定具１９の幅方向外側に、発光ダイオード１３からの光が十分照射されない影の領域が形成されることを防止する。
【００４３】
さらに、反射シート固定具１９が配置される位置には、放熱板８の背面に凹部である反射シート固定具収容部８ｂが設けられている。これは、反射シート固定具１９が放熱板８の背面側に露出する部分、すなわち、スナップ止めのフックの部分を収容する凹みである。そして、反射シート固定具１９の背面側端部の位置（図中Ａの位置）は、放熱板８の背面側端部の位置（図中Ｂの位置）より背面側に突出せず、前面側に位置する。これにより、反射シート固定具１９と下枠９が干渉することがない。
【００４４】
図７は、図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線による部分拡大断面図である。同図左側が前面側、右側が背面側となる。
【００４５】
同図に示すように、発光ダイオード基板７は、発光ダイオード基板固定具７ａにより放熱板８に固定される。本実施形態では、発光ダイオード基板固定具７ａは、ネジである。そして、発光ダイオード基板固定具７ａが配置される領域において、発光ダイオード基板７の前面には、段差である発光ダイオード基板固定具収容部７ｂが設けられている。発光ダイオード基板固定具収容部７ｂは、発光ダイオード基板固定具７ａの発光ダイオード基板７の前面側に露出する部分を収容する。これにより、発光ダイオード基板固定具７ａの前面の位置を背面側にオフセットさせ、発光ダイオード基板固定具７ａが発光ダイオード基板７の前面側に突出する量が軽減される。このため、反射シート６が発光ダイオード基板固定具７ａと接触し、波打つことが抑制される。
【００４６】
図８は、図５のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線による部分拡大断面図である。同図左側が前面側、右側が背面側となる。
【００４７】
同図に示すように、放熱板８は、下枠９に放熱板固定具８ｃにより固定される。本実施形態では、放熱板固定具８ｃは、ネジである。そして、放熱板固定具８ｃが配置される領域において、放熱板８の前面には、凹部である放熱板固定具収容部８ｄが設けられている。放熱板固定具収容部８ｄは、放熱板固定具８ｃの放熱板８の前面側に露出する部分を収容する。これにより、放熱板固定具８ｃの前面の位置は放熱板の前面の位置より背面側となり、反射シート７が放熱板固定具８ｃと接触し、波打つことが防止される。
【００４８】
また、下枠９の発光ダイオード基板７と対応する領域には、前面側に向かい突出する凸部である、放熱板接触部９ａが設けられている。放熱板接触部９ａは、放熱板８の背面と接触し、伝熱により発光ダイオード１３からの発熱を下枠９の背面側の外部へと放散する。本実施形態では、熱の冷却は自然対流により行われる。
【００４９】
続いて、反射シート固定具１９と発光ダイオード１３との位置関係について説明する。図９は、図５中Ｃで示した領域における、発光ダイオード１３と反射シート固定具１９との位置関係を示す図である。同図は、発光ダイオード１３と反射シート固定具１９との平面的な位置関係を示しており、前面側からみた図示となっている。また、同図横方向は長手方向であり、同図縦方向は幅方向である。
【００５０】
前述の通り、反射シート固定具１９はその頭の部分が反射シート６より前面側に突出するため（図６参照）、反射シート固定具１９を発光ダイオード１３の至近に配置すると、反射シート固定具１９の発光ダイオード１３に対し反対側の領域に光が十分照射されない影の領域が形成され、輝度むらを生じる恐れがある。そのため、反射シート固定具１９は設計上可能な限り発光ダイオード１３から遠方に配置することが望ましい。そこで、本実施形態では、反射シート固定具１９の長手方向の位置を発光ダイオード１３の長手方向の位置とずらすことにより、反射シート固定具１９の位置と発光ダイオード１３の位置が幅方向に重なり合わないにしている。より正確には、反射シート固定具１９の中心位置１９ａの長手方向の位置は、当該反射シート固定具１９の至近に位置する２つの発光ダイオード１３の長手方向の間とされる。２つの発光ダイオード１３の長手方向の間とは、図中Ｄで示した範囲であり、２つの発光ダイオードの長手方向における近接端間の範囲を指す。さらに、反射シート固定具１９が最も発光ダイオード１３から遠方となる配置は、反射シート固定具１９の中心位置１９ａが、当該反射シート固定具１９の至近に存在する２つの発光ダイオード１３の中心を結ぶ線分Ｅの垂直二等分線Ｆ上に配置される場合である。本実施形態では、反射シート固定具１９はこのように配置されている。
【００５１】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の説明のために示した具体例であって、これらの実施形態に本発明を限定するものではない。
【００５２】
例えば、実施形態において、発光ダイオード１３はレンズを有するものとしたが、発光ダイオード素子からの発光が十分に拡散している場合には必ずしもレンズは必要ではない。また、実施形態においては、液晶表示装置１は発光ダイオード基板７を液晶表示装置１の幅方向中央に１つのみ有する構成として示したが、発光ダイオード基板７を２つ以上有し、幅方向に並列に配置される構成としてもよい。さらに、実施形態において示した発光ダイオード１３の数や配置、その他各部材の数、形状及び配置は、実施形態において示したものに限定されず、必要に応じ適宜最適化すべきものである。
【符号の説明】
【００５３】
１ 液晶表示装置、２ 上枠、２ａ 緩衝材、３ 液晶パネル、４ 中間枠、４ａ 緩衝材、５ 光学シート群、６ 反射シート、６ａ 固定部、６ｂ 穴、６ｃ 固定穴、７ 発光ダイオード基板、７ａ 発光ダイオード基板固定具、７ｂ 発光ダイオード基板固定具収容部、８ 放熱板、８ａ 発光ダイオード基板収容部、８ｂ 反射シート固定具収容部、８ｃ 放熱板固定具、８ｄ 放熱板固定具収容部、９ 下枠、９ａ 放熱板接触部、１０ バックライトユニット、１１ スピーカ、１２ 制御基板、１３ 発光ダイオード、１４，１５ 光線、１６ 制御装置、１７ 液晶パネル駆動回路、１７ａ 走査線駆動回路、１７ｂ 映像線駆動回路、１８ バックライト駆動回路、１９ 反射シート固定具、１９ａ 中心位置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１は、直下型バックライトユニットを有する液晶表示装置を開示している。かかる液晶表示装置では、複数の発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｒｄ）が、バックライトユニットの光源として利用されている。発光ダイオードはバックライトユニットの全域に格子状に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２８６６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の液晶表示装置では発光ダイオードがバックライトユニットの全域に配置されるため、かかる多数の発光ダイオードを配置する基板の大きさを、バックライトユニットの全域をカバーするものとしなければならない。そのため、多数の発光ダイオードを用意するコストだけでなく、発光ダイオードを配置する基板の材料コストも高くなる。
【０００５】
そこで、発光ダイオードをバックライトユニットの位置部分、例えば、バックライトユニットの短辺方向の中央近辺に、バックライトユニットの長辺方向に沿って発光ダイオードを集中的に配置し、発光ダイオードからの光線を適宜の反射シートにより反射、拡散して画像形成領域全域に光線を照射するようにすることが考えられる。
【０００６】
しかしながら、かかる構造では、発光ダイオードが高い密度で配置され、かつ、少ない発光ダイオードにより画像形成領域全域を照射するため、発光ダイオード１つ当たりの光量も大きくなることから、発光ダイオードからの発熱により発光ダイオード及びその周辺が高温になることが予想され、それによる発光効率の低下、発光ダイオードの劣化や液晶表示装置の変形や破損が懸念される。
【０００７】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、集中配置された発光ダイオードにより画像形成領域全域を照射するバックライトユニットを備えた液晶表示装置において、発光ダイオードからの発熱を効率よく放散することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本出願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
（１）液晶パネルと、前記液晶パネルの背面側に配置され、前記液晶パネルに対向する面が凹となるよう湾曲した形状の反射シート、複数の発光ダイオードが長手方向に沿って配置された発光ダイオード基板及び前記発光ダイオード基板を固定する金属板を前記液晶パネル側からこの順に有するバックライトユニットと、を備え、前記金属板の幅方向の長さは、前記発光ダイオード基板の幅方向の長さより大きい液晶表示装置。
（２）（１）において、前記金属板は、前面に前記発光ダイオード基板を収容する発光ダイオード基板収容部を有する液晶表示装置。
（３）（１）又は（２）において、前記反射シートは、前記発光ダイオード基板の幅方向外側の領域において反射シート固定具により前記金属板に固定される液晶表示装置。
（４）（３）において、前記金属板は、その背面に、前記反射シート固定具の前記金属板の背面側に露出する部分を収容する反射シート固定具収容部を有する液晶表示装置。
（５）（１）乃至（４）のいずれかにおいて、前記発光ダイオード基板は、発光ダイオード基板固定具により前記金属板に固定され、前記発光ダイオード基板は、前記発光ダイオード基板固定具の前記発光ダイオード基板の前面側に露出する部分を収容する発光ダイオード基板固定具収容部を有する液晶表示装置。
（６）（１）乃至（５）のいずれかにおいて、前記金属板は、前記液晶パネル及び前記バックライトユニットを収容する筺体に金属板固定具により固定され、前記金属板の前面に、前記金属板固定具の前記金属板の前面側に露出する部分を収容する金属板固定具収容部を有する液晶表示装置。
（７）（３）又は（４）において、前記反射シート固定具の中心位置の長手方向の位置は、当該反射シート固定具の至近に位置する２つの前記発光ダイオードの長手方向の間である液晶表示装置。
（８）（７）において、前記反射シート固定具の中心位置は、当該反射シート固定具の至近に位置する２つの前記発光ダイオードの中心を結ぶ線分の垂直二等分線上に配置される液晶表示装置。
【発明の効果】
【０００９】
以上の本出願において開示される発明によれば、集中配置された発光ダイオードにより画像形成領域全域を照射するバックライトユニットを備えた液晶表示装置において、発光ダイオードからの発熱を効率よく放散することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の好適な実施形態に係る液晶表示装置の分解斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線による液晶表示装置の概略断面図である。
【図３】液晶表示装置の構成を表す構成図である。
【図４】液晶パネルに形成される画素の一つを回路図により示したものである。
【図５】液晶表示装置の反射シート、発光ダイオード基板及び放熱板を前面側からみた図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線による部分拡大断面図である。
【図７】図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線による部分拡大断面図である。
【図８】図５のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線による部分拡大断面図である。
【図９】図５中Ｃで示した領域における、発光ダイオードと反射シート固定具との位置関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態に係る液晶表示装置１の分解斜視図である。同図に示すように、液晶表示装置１は、その前側から、上枠２、液晶パネル３、中間枠４、光学シート群５、反射シート６、発光ダイオード基板７、放熱板８及び下枠９をこの順に配置し組み立てることにより構成される。なお、光学シート群５、反射シート６、発光ダイオード基板７及び放熱板８は、液晶パネル３をその背面側から照明する平面光源として機能するバックライトユニット１０を構成している。また、同図では、液晶表示装置１の構造部品のみを示し、その他の構成部材、例えば、制御基板やスピーカなどは図示を省略している。
【００１３】
図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線による液晶表示装置１の概略断面図である。同図は組み立て後の液晶表示装置１の概略の断面を示している。同図に示すように、液晶表示装置１は、液晶パネル３や及びバックライトユニット１０を上枠２及び下枠９からなる外枠に収容した構造となっている。そして、液晶パネル３とバックライトユニット１０の間には中間枠４が設けられ、液晶パネル３とバックライトユニット１０は個別に保持される。同図において左側が、ユーザが画像を観察する側であり、以降、前側と呼ぶとともに、前側を向く面を前面と呼ぶこととする。また、その逆方向を背面側、背面側を向く面を背面と呼ぶこととする。
【００１４】
なお、本実施形態で示した液晶表示装置１は、テレビジョン受像機である。そのため、液晶表示装置１は、テレビジョン受像機として機能するための部品を含んでいる、例えば、図２に示されたスピーカ１１が挙げられる。また、同図に示された制御基板１２には、電源、液晶パネル３の制御回路やバックライトユニット１０の制御回路に加え、テレビジョン放送を受信するためのチューナ等の回路が含まれる。なお、液晶表示装置１は、必ずしもテレビジョン受像機でなくともよく、例えば、コンピュータのモニタ等であってもよい。その場合、テレビジョン受像機として機能するための部品は省略して差し支えない。
【００１５】
上枠２及び下枠９は、液晶パネル３やバックライトユニット１０を収容する筺体を構成するものであり、軽量でかつ剛性の高い材料で形成することが好ましく、鋼板、アルミニウム合金、マグネシウム合金などの金属や、ＦＲＰや各種合成樹脂を用いてよい。特に、下枠９は発光ダイオード基板７から放熱板８を介して伝導される発光ダイオードの発光に伴う発熱を効率よく放散するため熱伝導率の高い材料であることが好ましく、本実施形態では、鋼板を用いている。上枠２の材質は、下枠９と同じであっても、異なっていてもよく、液晶表示装置１のサイズ、用途、外観、重量等の要素を考慮して適宜決定してよい。上枠２の液晶パネル３に面する側の面には、緩衝材２ａが設けられ、振動などにより液晶パネル３が揺れ動き、上枠２と接触する際の衝撃を緩和するようになっている。緩衝材２ａには、適宜のゴムや樹脂、スポンジ等が用いられる。もちろん、ここで示した液晶パネル３の支持及び緩衝構造は一例である。
【００１６】
中間枠４は、液晶パネル３とバックライトユニット１０を隔て個別に保持する部材である。中間枠４の前面には、液晶パネル３が揺れ動き、中間枠４に接触する際の衝撃を緩和する緩衝材４ａが設けられる。緩衝材４ａには、適宜のゴムや樹脂、スポンジ等が用いられる。なお、ここで示した中間枠４の構造は一例であり、液晶パネル３やバックライトユニット１０を適正に支持するものであればどのようなものであってもよく、場合によっては省略してもよい。
【００１７】
中間枠４の材質もまた特に限定はないが、成形の容易さ及びコストの面から、合成樹脂を用いることが好ましい。本実施形態では、強度の点からポリカーボネートを用いているが、必ずしもこれに限られない。ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｒａｓｔｉｃ）のように、合成樹脂に強化材を混入してもよい。また、中間枠４は遮光性を有することが好ましく、そのため、黒色あるいは濃色であることが好ましい。中間枠４の着色は、その材料自体が黒色あるいは濃色のものを用いてもよいし、中間枠４の表面を塗装してもよい。本実施形態では、黒色あるいは濃色に着色されたポリカーボネートを成形して中間枠４を得ている。
【００１８】
バックライトユニット１０は、光学シート群５、反射シート６、発光ダイオード基板７及び放熱板８から構成される。発光ダイオード基板７は、本実施形態では、複数の発光ダイオード１３を直線状に実装した細長い基板であり、液晶表示装置１の長手方向に発光ダイオード基板７の長手方向が一致するように設けられている。また、発光ダイオード基板７は放熱板８に取り付けられる。反射シート６は、発光ダイオード１３からの光を反射し、液晶パネル３の背面に均等に照射するための部材であり、図示のとおり、湾曲した断面形状をしている。そのため、発光ダイオード１３からの光線は、図中矢印１４に示すように直接光学シート群５に入光するか、或いは図中矢印１５に示すように、反射シート６により反射され、光学シート群５に入光する。
【００１９】
反射シート６及び光学シート群５は、液晶パネル３に相応した大きさとなっており、そのため、液晶パネル３はその背面側から均等に照明される。発光ダイオード１３は、ここでは、発光ダイオード素子と、その前面側に配置されるレンズからなっている。発光ダイオード素子は、本実施形態では発光ダイオードチップを封止樹脂で封入した、いわゆる発光ダイオードパッケージであり、発光ダイオード基板７上に実装されるが、これに限定されず、その他にも例えば、発光ダイオード基板７上に発光ダイオードチップを直接形成したものであってもよい。レンズは、発光ダイオード１３からの光線を拡散し、液晶パネル３の表示領域にわたり均等な輝度の照明を得るための光学部品である。
【００２０】
反射シート６は、前述の通り液晶パネル３に相応した大きさを有し、前面側からみて凹となるような湾曲形状をしている。また、発光ダイオード１３が配置される位置には、発光ダイオード１３が反射シート６の前面側に露出するよう、穴が設けられている。反射シート６の材質は特に限定されないが、ＰＥＴ樹脂等を用いた白色の反射シートを用いてもよいし、鏡面反射シート等を用いてもよい。本実施形態では、白色の反射シートである。また、光学シート群５は、発光ダイオード１３から入光した光を拡散させる拡散シートや、光線の向きを前面側に屈折させるプリズムシートなどを含む、複数の光学フィルムである。
【００２１】
発光ダイオード基板７は、複数の発光ダイオード１３が実装された細長い基板である。複数の発光ダイオード１３は、一の方向に沿って、ここでは、液晶表示装置１の長辺と平行な方向に沿って並べられる。なお、発光ダイオード１３の配列は特に問わないが、本実施形態では、二列に互い違いとなるよう配置される。これについては後述する。発光ダイオード基板７の大きさは、その長手方向の長さは液晶パネル３の対応する方向の長さよりやや短く、本実施形態では７０〜８０％程度である。またその幅方向の長さ（長手方向と直交する方向）は、液晶パネル３の対応する方向の長さより短く、好ましくは半分以下である。本実施形態では、おおむね１０〜２０％程度である。また、発光ダイオード基板７の材質は、絶縁性の材料であれば特に制限はなく、ガラスエポキシや紙フェノール、紙エポキシなどの絶縁性の材料や、絶縁性の被覆が施された金属によって形成されてよい。なお、以降では、発光ダイオード基板７の長手方向、すなわち、発光ダイオード１３が配列される方向を長手方向と呼び、発光ダイオード基板７の面内であって、長手方向に直交する方向を幅方向と呼ぶこととする。また、上述の発光ダイオード基板７の具体的な寸法は一例であり、液晶表示装置１の設計に依存して任意に変更してよい。本実施形態では、長手方向は液晶表示装置１の長辺と平行な方向としたが、これに換え、液晶表示装置１の短辺と平行な方向を長手方向としてもよい。
【００２２】
放熱板８は、発光ダイオード基板７が取り付けられるとともに、反射シート６を保持する金属板である。また放熱板８自体は下枠９に固定される。放熱板８の材質は、熱伝導率の高いものが好ましく、各種の金属や合金を好適に用いて良い。本実施形態では、アルミニウムを用いている。放熱板８の成形方法は特に問わず、プレス、切削等任意の方法で良いが、本実施形態では、押し出し成型により放熱板８を得ている。
【００２３】
図３は液晶表示装置１の構成を表す構成図である。以下同図を用いて、液晶表示装置１の各部機能を説明する。
【００２４】
液晶パネル３は矩形であり、その左右方向及び上下方向の長さは、当該液晶表示装置１の用途に応じて定められる。また、液晶パネル３は横長形状（左右方向の長さが上下方向の長さより長い）であっても縦長形状（左右方向の長さが上下方向の長さより短い）であっても、左右方向と上下方向の長さが等しくともよい。本実施形態では、液晶表示装置１はテレビジョン受像機であるので、液晶パネル３は横長形状である。
【００２５】
液晶パネル３は一対の透明基板を有している。透明基板の一方の基板であるＴＦＴ基板には複数の映像信号線Ｙと複数の走査信号線Ｘとが形成されている。映像信号線Ｙと走査信号線Ｘは互いに直交しており、格子状に形成されている。そして隣接する２つの映像信号線Ｙと隣接する２つの走査信号線Ｘとによって囲まれた領域が１つの画素となっている。
【００２６】
図４は、液晶パネル３に形成される画素の一つを回路図により示したものである。図中に示した映像信号線Ｙｎ及びＹｎ＋１、並びに走査信号線Ｘｎ及びＸｎ＋１に囲まれた領域が一つの画素となっている。ここで注目する画素は、映像信号線Ｙｎ及び走査信号線Ｘｎにより駆動されるものとする。各画素のＴＦＴ基板側には、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）３ａが設けられている。ＴＦＴ３ａは走査信号線Ｘｎから入力される走査信号によってオン状態となる。映像信号線Ｙｎは当該画素の画素電極３ｂに、オン状態のＴＦＴ３ａを介して電圧（各画素の階調値を表す信号）を加える。
【００２７】
一方、透明基板の他方の基板であるカラーフィルタ基板にはカラーフィルタが形成されており、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板の間に液晶３ｃが封入されている。そして、画素電極３ｂと液晶３ｃを介して容量を形成するように共通電極３ｄが形成されている。共通電極３ｄは、共通電位に電気的に接続される。そのため、画素電極３ｂに印加された電圧に応じて、画素電極３ｂと共通電極３ｄの間の電界が変化し、それにより液晶３ｃの配向状態が変化し、液晶パネル３を透過する光線の偏光状態を制御する。そして、液晶パネル３の表示面と表示面とは反対側の面である裏面には偏光フィルタが貼り付けられている。これにより、液晶パネル３に形成された各画素は、光の透過率を制御する素子として機能する。そして、各画素の光の透過率を入力された画像データに応じて制御することにより画像が形成される。従って、液晶パネル３において、画素が形成されている領域が画像形成領域となる。
【００２８】
なお、共通電極３ｄはＴＦＴ基板及びカラーフィルタ基板のいずれに設けてもよい。共通電極３ｄの配置は液晶の駆動方式に依存する。例えば、ＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式であれば共通電極３ｄはＴＦＴ基板上に設けられる。ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式やＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）方式であれば、共通電極はカラーフィルタ基板上に設けられる。本実施形態では、ＩＰＳ方式を用いているため、共通電極３ｄはＴＦＴ基板上に設けられている。また、透明基板は本実施形態ではガラスであるが、樹脂など他の材質を用いてもよい。
【００２９】
図３に戻り、制御装置１６には、不図示のチューナやアンテナで受信した映像データや、映像再生装置など別の装置が生成した映像データが入力される。制御装置１６は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄａｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｌｙ）などのメモリとを備えたマイクロコンピュータであってよい。制御装置１６は入力された映像データに対して色調整などの各種画像処理を行い、各画素の階調値を示す映像信号を生成する。制御装置１６は生成した映像信号を映像線駆動回路１７ｂに出力する。また、制御装置１６は入力された映像データに基づいて、映像線駆動回路１７ｂ、走査線駆動回路１７ａ、バックライト駆動回路１８が同期を取るためのタイミング信号を生成し、各駆動回路に向けて出力する。ただし、本実施形態は制御装置１６の形態を特に限定するものではない。例えば、制御装置１６は複数のＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）から構成されてもよいし、単体であってもよい。また、バックライト駆動回路１８とその他の回路との同期を取らないものとしてもよい。
【００３０】
バックライト駆動回路１８は、バックライトユニット１０の光源である複数の発光ダイオード１３に必要な電流を供給する回路である。本実施形態では、制御装置１６は入力される映像データに基づいて発光ダイオード１３の輝度を制御するための信号を生成し、バックライト駆動回路１８に向けて出力する。そして、バックライト駆動回路１８は、当該生成された信号に応じて発光ダイオード１３に流れる電流の量を制御し、発光ダイオード１３の輝度を調節する。発光ダイオード１３の輝度は、発光ダイオード１３毎に調節してもよいし、複数の発光ダイオード１３をいくつかのグループに分け、グループ毎に調節するものとしてもよい。なお、発光ダイオード１３の輝度を制御する方法として、電流量を一定として、発光期間で明るさを制御するＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式としてもよい。あるいは、発光ダイオード１３の輝度を制御せず、一定の光量で発光するように電流量を一定としてもよい。
【００３１】
走査線駆動回路１７ａはＴＦＴ基板に形成された走査信号線Ｘに接続されている。走査線駆動回路１７ａは制御装置１６から入力されるタイミング信号に応じて走査信号線Ｘを順番に選択し、選択した走査信号線Ｘに電圧を印加する。走査信号線Ｘに電圧が印加されると、当該走査信号線Ｘに接続されたＴＦＴがオン状態となる。
【００３２】
映像線駆動回路１７ｂはＴＦＴ基板に形成された映像信号線Ｙに接続されている。映像線駆動回路１７ｂは走査線駆動回路１７ａによる走査信号線Ｘの選択に合わせて、当該選択された走査信号線Ｘに設けられるＴＦＴのそれぞれに、各画素の階調値を表す映像信号に応じた電圧を印加する。
【００３３】
なお、本実施形態では、図３に示した制御装置１６及びバックライト駆動回路１８は、いずれも図２の制御基板１２上に形成されている。また、走査線駆動回路１７ａ及び映像線駆動回路１７ｂからなる液晶パネル駆動回路１７は、液晶パネル３（図３）に電気的に接続されたＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）上あるいは、液晶パネル３を構成する基板上に形成されている（いわゆる、ＳＯＧ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ））。なお、これらの配置は一例であり、各回路をどの部分に設けるかは任意である。
【００３４】
図５は、液晶表示装置１の反射シート６、発光ダイオード基板７及び放熱板８を前面側からみた図である。なお、同図では、発光ダイオード基板７及び放熱板８が反射シート６に隠れて見えない部分を破線で示した。
【００３５】
反射シート６の周縁には、舌状に突出する固定部６ａが適宜の間隔で適宜の数設けられている。これは、反射シート６の周縁部を固定するためのものであり、本実施形態では、中間枠４に設けられた突起（図示せず）に引っ掛けて固定するよう各々穴が設けられている。しかしながら、反射シート６の周縁部を固定する構造はどのようなものであってもよい。
【００３６】
また、反射シート６の幅方向の中央部の領域には、発光ダイオード１３を反射シート６の前面側に露出させる穴６ｂが、発光ダイオード１３の配列に相応して設けられている。図示の通り、発光ダイオード１３及び穴６ｂは長手方向に沿って配列されている。本実施形態では、発光ダイオード１３及び穴６ｂは、幅方向に２列となるように配列されており、互いの列に属する発光ダイオード１３及び穴６ｂは、図示のように互い違いになるように配列されている。また、発光ダイオード１３の配列密度は、反射シート６の長手方向中央部近辺で高く、両端部付近で低くなっている。すなわち、隣り合う発光ダイオード１３同士の間隔は、画像形成領域の中央部より、画像形成領域の周辺部の方が大きい。なお、図５では、発光ダイオード１３及び穴６ｂは、代表として１つのみ符号を付した。
【００３７】
発光ダイオード基板７は、本実施形態では、画像形成領域の中央に相当する位置において２つに分割されており、同じ形状の２つの発光ダイオード基板７が１８０度対称の位置に配置される。このような構造とすると、発光ダイオード基板７の一枚当たりの長さが短くなるため、発光ダイオード基板７を製造する装置や発光ダイオード１３を実装する実装機に小型のものが使用できる。しかしながら、発光ダイオード基板７の分割については任意であり、全く分割せず一枚の連続した基板としてもよいし、３枚以上に分割してもよい。
【００３８】
また、発光ダイオード基板７は、その幅方向の長さが発光ダイオード基板７より大きい放熱板８上に固定される。本実施形態の液晶表示装置１では、発光ダイオード１３が液晶表示装置１の幅方向の中央近辺に集中して配置される。また画像形成領域の全域を集中配置された発光ダイオード１３で照射するため、それぞれの発光ダイオード１３の光量も大きい。そのため、発光ダイオード１３が配置されている領域における単位面積当たりの発熱量が大きくなるので、熱伝導性に優れた放熱板８の面積を発光ダイオード基板７より大きくすることで、効率よく熱を放散するようになされている。反射シート６は、幅方向の中央付近では、反射シート固定具１９により放熱板８に固定される。
【００３９】
図６は、図５のＶＩ−ＶＩ線による部分拡大断面図である。図６では、下枠９を同時に示した。また、同図左側が前面側、右側が背面側である。
【００４０】
放熱板８は、その前面に設けられた段差により形成された凹部である発光ダイオード基板収容部８ａを有している。発光ダイオード基板収容部８ａは、発光ダイオード基板７を収容する凹みであり、その幅方向の長さは、発光ダイオード基板７の幅方向の長さと略同じか、若干大きい。また、発光ダイオード基板収容部８ａの深さ、すなわち、発光ダイオード基板収容部８ａを形成する段差の高さは、発光ダイオード基板７の厚さと略等しい。好ましくは、発光ダイオード基板７の厚さに対し、±０．５ｍｍ以内とする。これにより、発光ダイオード基板７の前面と、発光ダイオード基板７の幅方向外側における放熱板８の前面とが略面一となる。
【００４１】
また、同図には、反射シート６に設けられた穴６ｂを貫通して、発光ダイオード基板７上に実装された発光ダイオード１３が、反射シート６の前面側に露出している様子が示されている。さらに、反射シート６には、固定穴６ｃが設けられており、この固定穴６ｃを貫通する反射シート固定具１９により、発光ダイオード基板７の幅方向外側の領域において放熱板８に固定される。固定穴６ｃの大きさは、反射シート固定具１９の貫通部分の断面よりやや大きい。これは、発光ダイオード１３の発熱による熱膨張において、各部材の線膨張係数の差による寸法の相対的な変化を許容するためである。また、発光ダイオード基板７及び放熱板８の前面が略面一となっているため、その前面側では、反射シート６は波打つことなく平坦に保持される。
【００４２】
反射シート固定具１９はどのようなものであってもよく特に限定はないが、本実施形態では、図示するようなスナップ止め機構を有する固定ピンを用いており、反射シート６の固定を簡便に行える。反射シート固定具１９の材質は、反射シート６と同じか、若しくは同様の白色の合成樹脂製とすることが好ましい。これにより、反射シート固定具１９が配置されている位置における輝度むらが最小に抑えられる。また、反射シート固定具１９の前面側の部分、すなわち、固定ピンのいわゆる頭の部分の高さはできるだけ小さくし、反射シート固定具１９の前面の位置の位置が発光ダイオード１３の前面の位置より背面側となるようにする。これにより、反射シート固定具１９の幅方向外側に、発光ダイオード１３からの光が十分照射されない影の領域が形成されることを防止する。
【００４３】
さらに、反射シート固定具１９が配置される位置には、放熱板８の背面に凹部である反射シート固定具収容部８ｂが設けられている。これは、反射シート固定具１９が放熱板８の背面側に露出する部分、すなわち、スナップ止めのフックの部分を収容する凹みである。そして、反射シート固定具１９の背面側端部の位置（図中Ａの位置）は、放熱板８の背面側端部の位置（図中Ｂの位置）より背面側に突出せず、前面側に位置する。これにより、反射シート固定具１９と下枠９が干渉することがない。
【００４４】
図７は、図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線による部分拡大断面図である。同図左側が前面側、右側が背面側となる。
【００４５】
同図に示すように、発光ダイオード基板７は、発光ダイオード基板固定具７ａにより放熱板８に固定される。本実施形態では、発光ダイオード基板固定具７ａは、ネジである。そして、発光ダイオード基板固定具７ａが配置される領域において、発光ダイオード基板７の前面には、段差である発光ダイオード基板固定具収容部７ｂが設けられている。発光ダイオード基板固定具収容部７ｂは、発光ダイオード基板固定具７ａの発光ダイオード基板７の前面側に露出する部分を収容する。これにより、発光ダイオード基板固定具７ａの前面の位置を背面側にオフセットさせ、発光ダイオード基板固定具７ａが発光ダイオード基板７の前面側に突出する量が軽減される。このため、反射シート６が発光ダイオード基板固定具７ａと接触し、波打つことが抑制される。
【００４６】
図８は、図５のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線による部分拡大断面図である。同図左側が前面側、右側が背面側となる。
【００４７】
同図に示すように、放熱板８は、下枠９に放熱板固定具８ｃにより固定される。本実施形態では、放熱板固定具８ｃは、ネジである。そして、放熱板固定具８ｃが配置される領域において、放熱板８の前面には、凹部である放熱板固定具収容部８ｄが設けられている。放熱板固定具収容部８ｄは、放熱板固定具８ｃの放熱板８の前面側に露出する部分を収容する。これにより、放熱板固定具８ｃの前面の位置は放熱板の前面の位置より背面側となり、反射シート７が放熱板固定具８ｃと接触し、波打つことが防止される。
【００４８】
また、下枠９の発光ダイオード基板７と対応する領域には、前面側に向かい突出する凸部である、放熱板接触部９ａが設けられている。放熱板接触部９ａは、放熱板８の背面と接触し、伝熱により発光ダイオード１３からの発熱を下枠９の背面側の外部へと放散する。本実施形態では、熱の冷却は自然対流により行われる。
【００４９】
続いて、反射シート固定具１９と発光ダイオード１３との位置関係について説明する。図９は、図５中Ｃで示した領域における、発光ダイオード１３と反射シート固定具１９との位置関係を示す図である。同図は、発光ダイオード１３と反射シート固定具１９との平面的な位置関係を示しており、前面側からみた図示となっている。また、同図横方向は長手方向であり、同図縦方向は幅方向である。
【００５０】
前述の通り、反射シート固定具１９はその頭の部分が反射シート６より前面側に突出するため（図６参照）、反射シート固定具１９を発光ダイオード１３の至近に配置すると、反射シート固定具１９の発光ダイオード１３に対し反対側の領域に光が十分照射されない影の領域が形成され、輝度むらを生じる恐れがある。そのため、反射シート固定具１９は設計上可能な限り発光ダイオード１３から遠方に配置することが望ましい。そこで、本実施形態では、反射シート固定具１９の長手方向の位置を発光ダイオード１３の長手方向の位置とずらすことにより、反射シート固定具１９の位置と発光ダイオード１３の位置が幅方向に重なり合わないにしている。より正確には、反射シート固定具１９の中心位置１９ａの長手方向の位置は、当該反射シート固定具１９の至近に位置する２つの発光ダイオード１３の長手方向の間とされる。２つの発光ダイオード１３の長手方向の間とは、図中Ｄで示した範囲であり、２つの発光ダイオードの長手方向における近接端間の範囲を指す。さらに、反射シート固定具１９が最も発光ダイオード１３から遠方となる配置は、反射シート固定具１９の中心位置１９ａが、当該反射シート固定具１９の至近に存在する２つの発光ダイオード１３の中心を結ぶ線分Ｅの垂直二等分線Ｆ上に配置される場合である。本実施形態では、反射シート固定具１９はこのように配置されている。
【００５１】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の説明のために示した具体例であって、これらの実施形態に本発明を限定するものではない。
【００５２】
例えば、実施形態において、発光ダイオード１３はレンズを有するものとしたが、発光ダイオード素子からの発光が十分に拡散している場合には必ずしもレンズは必要ではない。また、実施形態においては、液晶表示装置１は発光ダイオード基板７を液晶表示装置１の幅方向中央に１つのみ有する構成として示したが、発光ダイオード基板７を２つ以上有し、幅方向に並列に配置される構成としてもよい。さらに、実施形態において示した発光ダイオード１３の数や配置、その他各部材の数、形状及び配置は、実施形態において示したものに限定されず、必要に応じ適宜最適化すべきものである。
【符号の説明】
【００５３】
１ 液晶表示装置、２ 上枠、２ａ 緩衝材、３ 液晶パネル、４ 中間枠、４ａ 緩衝材、５ 光学シート群、６ 反射シート、６ａ 固定部、６ｂ 穴、６ｃ 固定穴、７ 発光ダイオード基板、７ａ 発光ダイオード基板固定具、７ｂ 発光ダイオード基板固定具収容部、８ 放熱板、８ａ 発光ダイオード基板収容部、８ｂ 反射シート固定具収容部、８ｃ 放熱板固定具、８ｄ 放熱板固定具収容部、９ 下枠、９ａ 放熱板接触部、１０ バックライトユニット、１１ スピーカ、１２ 制御基板、１３ 発光ダイオード、１４，１５ 光線、１６ 制御装置、１７ 液晶パネル駆動回路、１７ａ 走査線駆動回路、１７ｂ 映像線駆動回路、１８ バックライト駆動回路、１９ 反射シート固定具、１９ａ 中心位置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶パネルと、
前記液晶パネルの背面側に配置され、前記液晶パネルに対向する面が凹となるよう湾曲した形状の反射シート、複数の発光ダイオードが長手方向に沿って配置された発光ダイオード基板及び前記発光ダイオード基板が固定される金属板を前記液晶パネル側からこの順に有するバックライトユニットと、
を備え、
前記金属板の幅方向の長さは、前記発光ダイオード基板の幅方向の長さより大きい
液晶表示装置。
【請求項２】
前記金属板は、前面に前記発光ダイオード基板を収容する発光ダイオード基板収容部を有する請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記反射シートは、前記発光ダイオード基板の幅方向外側の領域において反射シート固定具により前記金属板に固定される請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記金属板は、その背面に、前記反射シート固定具の前記金属板の背面側に露出する部分を収容する反射シート固定具収容部を有する請求項３記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記発光ダイオード基板は、発光ダイオード基板固定具により前記金属板に固定され、
前記発光ダイオード基板は、前記発光ダイオード基板固定具の前記発光ダイオード基板の前面側に露出する部分を収容する発光ダイオード基板固定具収容部を有する請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記金属板は、前記液晶パネル及び前記バックライトユニットを収容する筺体に金属板固定具により固定され、
前記金属板の前面に、前記金属板固定具の前記金属板の前面側に露出する部分を収容する金属板固定具収容部を有する請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記反射シート固定具の中心位置の長手方向の位置は、当該反射シート固定具の至近に位置する２つの前記発光ダイオードの長手方向の間である請求項３記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記反射シート固定具の中心位置は、当該反射シート固定具の至近に位置する２つの前記発光ダイオードの中心を結ぶ線分の垂直二等分線上に配置される請求項７記載の液晶表示装置。
【請求項１】
液晶パネルと、
前記液晶パネルの背面側に配置され、前記液晶パネルに対向する面が凹となるよう湾曲した形状の反射シート、複数の発光ダイオードが長手方向に沿って配置された発光ダイオード基板及び前記発光ダイオード基板が固定される金属板を前記液晶パネル側からこの順に有するバックライトユニットと、
を備え、
前記金属板の幅方向の長さは、前記発光ダイオード基板の幅方向の長さより大きい
液晶表示装置。
【請求項２】
前記金属板は、前面に前記発光ダイオード基板を収容する発光ダイオード基板収容部を有する請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記反射シートは、前記発光ダイオード基板の幅方向外側の領域において反射シート固定具により前記金属板に固定される請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記金属板は、その背面に、前記反射シート固定具の前記金属板の背面側に露出する部分を収容する反射シート固定具収容部を有する請求項３記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記発光ダイオード基板は、発光ダイオード基板固定具により前記金属板に固定され、
前記発光ダイオード基板は、前記発光ダイオード基板固定具の前記発光ダイオード基板の前面側に露出する部分を収容する発光ダイオード基板固定具収容部を有する請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記金属板は、前記液晶パネル及び前記バックライトユニットを収容する筺体に金属板固定具により固定され、
前記金属板の前面に、前記金属板固定具の前記金属板の前面側に露出する部分を収容する金属板固定具収容部を有する請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記反射シート固定具の中心位置の長手方向の位置は、当該反射シート固定具の至近に位置する２つの前記発光ダイオードの長手方向の間である請求項３記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記反射シート固定具の中心位置は、当該反射シート固定具の至近に位置する２つの前記発光ダイオードの中心を結ぶ線分の垂直二等分線上に配置される請求項７記載の液晶表示装置。
【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２０１２−１５５０３３（Ｐ２０１２−１５５０３３Ａ）
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２３８３（Ｐ２０１１−１２３８３）
【出願日】平成２３年１月２４日（２０１１．１．２４）
【出願人】（５０６０８７８１９）パナソニック液晶ディスプレイ株式会社 (443)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２４日（２０１１．１．２４）
【出願人】（５０６０８７８１９）パナソニック液晶ディスプレイ株式会社 (443)
【Ｆターム（参考）】
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