ＬＥＤ光源、ＬＥＤ光源の製造方法、面光源装置、および映像表示装置
【課題】ＬＥＤ基板の接続信頼性を向上しつつ、簡便に製造することのできるＬＥＤ光源、そのＬＥＤ光源を備えた面光源装置および映像表示装置を提供する。
【解決手段】本発明の映像表示装置に搭載されるＬＥＤバックライト２は、互いに同一である櫛歯状のＬＥＤ基板２１ａおよび２１ｂを備えており、各ＬＥＤ基板２１ａおよび２１ｂには、複数のＬＥＤ２５が非直線的に配置されている。ＬＥＤ基板２１ａを回転させるとＬＥＤ基板２１ｂとなり、ＬＥＤ基板２１ａおよびＬＥＤ基板２１ｂによって隙間のない平面が形成される。
【解決手段】本発明の映像表示装置に搭載されるＬＥＤバックライト２は、互いに同一である櫛歯状のＬＥＤ基板２１ａおよび２１ｂを備えており、各ＬＥＤ基板２１ａおよび２１ｂには、複数のＬＥＤ２５が非直線的に配置されている。ＬＥＤ基板２１ａを回転させるとＬＥＤ基板２１ｂとなり、ＬＥＤ基板２１ａおよびＬＥＤ基板２１ｂによって隙間のない平面が形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子が発光ダイオード（ＬＥＤ）であるＬＥＤ光源とその製造方法、そのＬＥＤ光源を複数備えた面光源装置、およびその面光源装置をバックライト光源として備えた映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
透過型の液晶表示素子を備えた映像表示装置は、テレビやＰＣ（パーソナルコンピュータ）用モニタなどの用途に広く用いられている。透過型の液晶表示素子は、２枚のガラス板の間に液晶層が挟持され、ガラス板上にはマトリクス状に形成された多数の画素有する構造となっている。このような映像表示装置によって映像を表示するには、まず、外部から入力された映像信号に合わせて各画素に存在するトランジスタスイッチを駆動させる。これにより、この駆動によって液晶分子の配列方向が変化し、各画素の光線透過率が変化する。そして、この状態で液晶表示素子の背面側に配置されたバックライト光源から、液晶表示素子にバックライト光が照射されると、入力された映像信号に応じた映像の表示が可能になる。
【０００３】
映像表示装置のバックライト光源としては、従来は、主にＣＣＦＬ（冷陰極管）が用いられていた。しかし、近年、発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いたバックライト光源が普及し始めている。
【０００４】
ＬＥＤバックライトの光照射方式には、サイドエッジ方式および直下方式の２種類が存在する。サイドエッジ方式は、映像表示装置の画面の側面にＬＥＤを配置して導光板に光を入射させる方式である。一方、直下方式は、画面直下に、マトリクス（２次元）状にＬＥＤを配置して出射光を直接利用する方式である。直下方式は、サイドエッジ方式よりも、輝度を高めやすいため、大型の液晶表示素子を用いた映像表示装置においては、主に、直下方式のＬＥＤバックライトが採用される。
【０００５】
このような直下方式のＬＥＤバックライトは、液晶パネルの背面に、光源である多数のＬＥＤがマトリクス状に敷き詰めて構成される（マトリクス型ＬＥＤバックライト）。マトリクス型ＬＥＤバックライトにおいては、ＬＥＤが実装される配線基板（ＬＥＤ基板）として、画面サイズとほぼ同じ面積のプリント基板が必要となる。つまり、マトリクス型ＬＥＤバックライトにおけるＬＥＤ基板（プリント基板）の形状は、画面サイズと略等しい矩形となる。しかし、このようなマトリクス型ＬＥＤバックライトを、大型の映像表示装置に適用しようとした場合、ＬＥＤ基板の面積も画面サイズに合わせて大きくする必要がある。例えば、画面サイズが４２インチワイド型の液晶テレビにおいては０．４９ｍ２、５７インチワイド型の液晶テレビにおいては、０．８８ｍ２もの面積のプリント基板が、各々必要になる。
【０００６】
ここで、一般に、プリント基板の価格は面積に比例するため、マトリクス型ＬＥＤバックライトを大画面の液晶表示素子に適用すると、部材価格が非常に高価となってしまう。
【０００７】
そこで、特許文献１および２では、ＬＥＤがマトリクス状（２次元）に配置されるマトリクス型ＬＥＤバックライトではなく、ＬＥＤが直線（アレイ）状に配置されるアレイ型ＬＥＤバックライトが提案されている。図１６は、アレイ型ＬＥＤバックライトを示す平面図である。
【０００８】
図１６のアレイ型ＬＥＤバックライト２００は、シャーシ２２３上に、複数のＬＥＤ基板２２１が配置されている。図１６では、４２インチワイド型の画面（横９３０ｍｍ×縦５２３ｍｍ）の映像表示装置に適用されるアレイ型ＬＥＤバックライト２００を例示している。ここで一般に、ＬＥＤ基板２２１には、製造時における縦横の最大外形寸法、即ち定尺が存在する。定尺は、ＬＥＤ基板２２１の材料や製造装置によって異なるが、例えば縦が５１０ｍｍ、横が３４０ｍｍなどとなっている。このため、ＬＥＤ基板２２１の縦横のいずれかの寸法が定尺を超える場合は、そのＬＥＤ基板２２１を幾つかに分割して作製される。図１６の場合この定尺を超えるため、ＬＥＤ基板２２１を横方向に２分割し、横方向に２枚、縦方向に各１０枚、合計２０枚のＬＥＤ基板２２１が配置されている。各ＬＥＤ基板２２１には、８個のＬＥＤ２２５が、同一軸線上（直線状）に並んで配置されている。つまり、図１６のアレイ型ＬＥＤバックライト２００は、画面全体で、合計１６０個のＬＥＤ２２５が使用されている。なお、図１６では、隣接ＬＥＤ２２５間の間隔は６０ｍｍとし、全体としてＬＥＤ２２５が六方格子状に配置されている。
【０００９】
上述のように、マトリクス型ＬＥＤバックライトの場合、画面サイズ（画面の面積）とほぼ等しいＬＥＤ基板が必要となる。これに対し、図１６のようなアレイ型ＬＥＤバックライト２００では、複数のＬＥＤ基板２２１が、互いに間隔（隙間）を空けて配置される。このため、アレイ型ＬＥＤバックライト２００では、２０枚全てのＬＥＤ基板の総面積は、画面サイズよりも小さくなる。図１６では、シャーシ２２３の面積が画面サイズとほぼ等しいため、ＬＥＤ基板の総面積は、画面サイズよりも相当狭くなっていることがわかる。
【００１０】
このように、アレイ型ＬＥＤバックライト２００では、マトリクス型ＬＥＤバックライトよりも、ＬＥＤ基板２２１の面積が小さくなる。従って、アレイ型ＬＥＤバックライト２００を、大画面の映像表示装置に適用すると、マトリクス型ＬＥＤバックライトを適用した場合よりも、安価に製造することができる。つまり、ＬＥＤ基板のコスト、ひいてはＬＥＤバックライトのコストを削減することが可能となる。また、画面サイズに応じてＬＥＤ基板２１の数を増減すれば、ＬＥＤ基板２１を種々の画面サイズに適用することが可能となる。
【特許文献１】特開平０７−２２６５３７号公報（１９９５年８月２２日公開）
【特許文献２】特開２００６−５３３４０号公報（２００６年２月２３日公開）
【特許文献３】特開２００５−２５８４０３号公報（２００５年９月２２日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、図１６のアレイ型ＬＥＤバックライト２００では、ＬＥＤ基板２２１に電気的な接続不良が発生しやすく、製造工程も煩雑になるという問題が生じる。
【００１２】
具体的には、上述のようにアレイ型ＬＥＤバックライト２００では、マトリクス型ＬＥＤバックライトよりも、ＬＥＤ基板２２１の面積は小さくなる。しかし、アレイ型ＬＥＤバックライト２００は、１台のアレイ型ＬＥＤバックライト２００を構成するＬＥＤ基板２２１の枚数が増える。ＬＥＤ基板２２１に実装されたＬＥＤ２２５を駆動するためには、ＬＥＤ基板２２１を外部に設けたドライバ基板に電気的に接続する必要がある。このため、ＬＥＤ基板２２１の枚数の増加に伴い、ＬＥＤ２２５の駆動に必要な接続部材の個数（接続箇所）も増加する。具体的には、横方向に２分割したＬＥＤ基板２２１間の電気的な接続、および、そのＬＥＤ基板２２１の一方と外部のドライバ基板との電気的な接続が必要となる。すなわち、２分割したＬＥＤ基板２２１間を接続するために、１０本のハーネス２２２ａ、一方のＬＥＤ基板２２１と外部のドライバ基板との接続のために、１０本のハーネス２２２ｂ、合計２０本ものハーネス２２２ａ・２２２ｂが必要となる。さらに、ハーネス２２２ａ・２２２ｂが接続されるコネクタ２２６を、各ＬＥＤ基板２２１に設置する必要もある。
【００１３】
しかし、このようにハーネス２２２ａ・２２２ｂおよびコネクタ２２６などの接続部材が増加すると、接続不良による不具合が発生しやすくなるという問題が生じる。しかも、ＬＥＤ基板２２１の組立時の作業性が著しく悪化し、製造工程が非常に煩雑になるという問題も生じる。なお、上述のように、マトリクス型ＬＥＤバックライトは、ＬＥＤ基板の面積が大きくなり部材価格が非常に高価となるため、安価に製造することができない。
【００１４】
そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＬＥＤ基板の接続信頼性を向上しつつ、簡便かつ安価に製造することのできるＬＥＤ光源、面光源装置、および映像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明のＬＥＤ光源は、上記の課題を解決するために、配線基板上に３つ以上の発光ダイオードを備え、配線基板から発光ダイオードに電流が供給されるＬＥＤ光源であって、
上記発光ダイオードは、配線基板上に、非直線的に配置されており、
上記配線基板の外形は、非矩形状であり、かつ、配線基板を回転移動または平行移動させたときに、移動前後の配線基板が隙間のない平面を形成することができる形状であることを特徴としている。
【００１６】
本発明のＬＥＤ光源は、例えば、ＬＥＤバックライトなどの面光源装置に搭載される。
【００１７】
従来のマトリクス型ＬＥＤバックライトは、矩形状の配線基板に複数のＬＥＤがマトリクス状に配置されてなるＬＥＤ光源を、１または少数用いて構成される。このため、必要な配線基板の枚数は少なくて済む。しかし、画面サイズと同面積の配線基板が必要となるため、配線基板の面積が大きく（広く）なる。このため、ＬＥＤ光源の製造コストが高くなる。
【００１８】
一方、従来のアレイ型ＬＥＤバックライトは、矩形状の配線基板に複数のＬＥＤが直線状に配置されてなるＬＥＤ光源を、多数用いて構成される。アレイ型の場合、全配線基板の面積は、マトリクス型よりも小さく（狭く）なるものの、マトリクス型よりも、はるかに多くの配線基板が必要となる。その結果、各配線基板に、外部接続（複数のＬＥＤ光源間の接続（各配線基板間の接続）、または、ＬＥＤ光源と外部回路との接続（配線基板と外部回路との接続））のための接続箇所が、非常に多くなる。このため、接続不良が発生しやすくなるとともに、製造工程も煩雑になる。
【００１９】
これに対し、本発明のＬＥＤ光源は、外形が非矩形状の配線基板上に、ＬＥＤが非直線的に配置されている。すなわち、本発明のＬＥＤ光源は、矩形状の配線基板が用いられるマトリクス型ＬＥＤバックライトに適用されるＬＥＤ光源でも、配線基板上に直線的にＬＥＤが配置される、アレイ型ＬＥＤバックライトに適用されるＬＥＤ光源でもない。
【００２０】
つまり、従来のマトリクス型ＬＥＤバックライトのＬＥＤ光源とは異なり、本発明のＬＥＤ光源では配線基板が非矩形状であるため、ＬＥＤバックライトに適用しても、配線基板の面積が大きくならない。しかも、従来のアレイ型ＬＥＤバックライトのＬＥＤ光源とは異なり、本発明のＬＥＤ光源では配線基板上には非直線的にＬＥＤが配置されるため、外部接続（複数のＬＥＤ光源間、または、ＬＥＤ光源と外部回路）のための接続箇所を削減することができる。従って、接続不良による不具合の発生を低減することができ、接続作業を簡略化することができる。
【００２１】
さらに、上記の構成によれば、配線基板を移動させると、回転移動または平行移動させたときに、移動前後の配線基板が隙間のない平面が形成される。言い換えれば、移動前後の配線基板が互いに密接して平面が形成される。例えば、ＬＥＤ光源を構成する基板を２枚考えるたとき、この２枚の配線基板は、２次元平面状に隙間なく敷き詰めることが可能となる。このため、ＬＥＤ光源の製造時に、１枚の基板シート（平板）から複数の配線基板を形成しても、基板シートのロスが少なくなる。従って、安価にＬＥＤ光源を製造することができる。
【００２２】
このように、上記の構成によれば、接続信頼性を向上しつつ、簡便かつ安価に製造することのできるＬＥＤ光源を構成することができる。
【００２３】
本発明のＬＥＤ光源では、上記配線基板の外形が、櫛歯状であってもよい。
【００２４】
上記の構成によれば、配線基板の外形が櫛歯型であるため、配線基板を回転移動させて重ね合わせれば、隙間のない平面が形成される。従って、安価にＬＥＤ光源を製造することができる。
【００２５】
本発明のＬＥＤ光源では、上記配線基板の外形が、ジグザグ形状であってもよい。
【００２６】
上記の構成によれば、配線基板の外形がジグザグ形状であるため、配線基板を平行移動させれば、隙間のない平面が形成される。従って、安価にＬＥＤ光源を製造することができる。
【００２７】
本発明のＬＥＤ光源では、上記隙間のない平面が矩形であることが好ましい。これにより、１枚の基板シート（平板）から複数の配線基板を形成しても、基板シートのロスが特に少なくなる。従って、より安価にＬＥＤ光源を製造することができる。
【００２８】
本発明のＬＥＤ光源では、上記配線基板が、ガラスエポキシ基板からなり、上記配線基板の厚さが、０．８ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２９】
上記の構成によれば、配線基板が、厚さ０．８ｍｍ以下のガラスエポキシ基板から構成される。これにより、ＬＥＤが発する熱を、配線基板の裏面に容易に伝えることができる。従って、放熱性の高いＬＥＤ光源を構成することができる。
【００３０】
本発明のＬＥＤ光源では、上記ＬＥＤは、六方格子状に配置されていることが好ましい。上記の構成によれば、配線基板上にＬＥＤが六方格子状に配置されているため、均一な光照射が可能となる。
【００３１】
本発明のＬＥＤ光源の製造方法は、上記の課題を解決するために、前記いずれかのＬＥＤ光源の製造方法であって、
１枚の基板シートを分割してＬＥＤ光源を構成する配線基板を複数形成する分割工程を含み、
上記分割工程は、基板シートに、複数の配線基板を隙間のない平面を形成するように割り当て、各配線基板にＬＥＤを実装後、個片の配線基板に分割することを特徴としている。
【００３２】
上記の方法によれば、分割工程によって、１枚の基板シートを分割して、あるＬＥＤ光源の配線基板が形成される。すなわち、分割工程では、基板シート上に複数の配線基板を隙間のない平面を形成するように割り当てる。これにより、１枚の基板シートから複数の配線基板を形成する際の、基板シートのロスを少なくすることができる。さらに、分割工程では、基板シートに割り当てた各配線基板にＬＥＤを実装した後に、個片の配線基板に分割する。これにより、個々の配線基板ごとにＬＥＤの実装を行う必要がなく、ＬＥＤを一括して実装することができる。このため、実装加工費用を低減することができる。従って、接続信頼性の高いＬＥＤ光源を、簡便かつ安価に製造することができる。
【００３３】
本発明のＬＥＤ光源の製造方法では、分割工程は、さらに、基板シートを個片の配線基板に分割するためのミシン目を形成する工程を含むことが好ましい。
【００３４】
上記の方法によれば、基板シートを個片の配線基板に分割する前に、基板シートに分割用のミシン目が形成される。これにより、複雑な形状の配線基板であっても、確実に形成することができる。
【００３５】
本発明の面光源装置は、前記いずれかのＬＥＤ光源を複数備えることを特徴としている。
【００３６】
上記の構成によれば、大面積の面光源装置であっても、接続信頼性が高く、簡便かつ安価に製造することのできる面光源装置を実現することができる。なお、面発光装置には、同一のＬＥＤ光源が搭載されることが好ましい。これにより、より簡便かつ安価に製造することのできる面光源装置を実現することができる。
【００３７】
本発明の映像表示装置は、上記の課題を解決するために、前記いずれかの面光源装置を、映像を表示する液晶表示素子のバックライトとして備えることを特徴としている。
【００３８】
上記の構成によれば、本発明の面光源装置をバックライトとして備えているため、大画面の映像表示装置であっても、接続信頼性が高く、簡便かつ安価に製造することのできる映像表示装置を実現することができる。
【００３９】
本発明の映像表示装置では、面光源装置および液晶表示素子に対して、エリアアクティブ輝度制御を行う輝度制御部を備えることが好ましい。
【００４０】
上記の構成によれば、エリアアクティブ輝度制御を行う輝度制御部を備えるため、コントラストの向上および低消費電力化が可能となる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明のＬＥＤ光源、面光源装置、および映像表示装置は、発光ダイオードが非直線的に配置され、外形が非矩形状であり、かつ、配線基板を回転移動または平行移動させたときに、移動前後の配線基板が隙間のない平面を形成することができる形状の配線基板を備えている。それゆえ、接続信頼性を向上しつつ、簡便かつ安価に製造することのできるＬＥＤ光源を構成することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、本発明について、図１〜図１１に基づいて説明する。本発明の映像表示装置は、バックライト光源として、ＬＥＤ基板上に複数のＬＥＤが配置されたＬＥＤ光源を複数備えた面発光装置を搭載している。以下では、本発明の一例として、画面サイズが横９３０ｍｍ×縦５２３ｍｍ（４２インチワイド型に相当）である映像表示装置について説明する。なお、この画面サイズは、これに限定されるものではない。また、以下の説明では、画面サイズに合わせて、横方向および縦方向を適宜使用する。
【００４３】
〔実施の形態１〕
まず、本実施形態の映像表示装置の構成および基本的な動作について、図２に基づいて説明する。図２は、本実施形態の映像表示装置１の概略構成を示すブロック図である。図２のように、映像表示装置１は、ＬＥＤバックライト２、映像回路１１、液晶パネル１２、電源回路１３、および映像信号入力端子１４を備えている。
【００４４】
ＬＥＤバックライト２は、液晶パネル１２の背面側から、液晶パネル１２にバックライト光を照射する。ＬＥＤバックライト２の具体的な構成については、後述する。ＬＥＤバックライト２は、非常に高速な応答速度を提供でき、これによって表示すべき画像の変化にあわせてほぼ即座（数マイクロ〜数百マイクロ秒以下）にバックライト輝度を適切に変化させることが可能となる。
【００４５】
映像回路１１は、外部から入力された映像信号を処理する回路である。本実施形態では、映像回路１１は、映像信号処理部１５とエリアアクティブ輝度制御部１６とから構成される。映像信号処理部１５は、外部から入力された映像信号を液晶パネル１２に表示するための信号変換処理を行う。一方、エリアアクティブ輝度制御部１６は、ＬＥＤバックライト２の発光面および液晶パネル１２の表示領域を、それぞれ複数の制御エリアに分割して、エリアアクティブ輝度制御を行う。エリアアクティブ輝度制御部１６については後述する。
【００４６】
液晶パネル１２は、映像回路１１により処理された映像を表示するための透過型の液晶表示素子である。液晶パネル１２は、２枚のガラス板の間に液晶層が挟持され、ガラス板上にはマトリクス状に形成された多数の画素有する構造を有している。本実施形態では、横１９２０×縦１０８０＝約２０７万の画素が存在する。
【００４７】
電源回路１３は、外部の交流電源に接続されており、交流電源の電圧を所定の直流電圧に変換して、ＬＥＤバックライト２、映像回路１１、および液晶パネル１２の各々に電源を供給する。映像信号入力端子１４は、アンテナを介して外部から映像信号が入力され、その映像信号を映像回路１１に出力する。
【００４８】
このような映像表示装置１では、外部から映像信号入力端子１４に入力された映像信号が、映像回路１１内の映像信号処理部１５によって液晶パネル１２に表示するのに適した信号形式に変換される。そして、変換された映像信号が、液晶パネル１２に送られる。これにより、液晶パネル１２では、映像信号に応じて、各画素に存在するトランジスタスイッチが駆動する。その結果、液晶分子の配列方向が変化し、各画素の光線透過率が変化する。そして、この状態で液晶表示素子の背面側に配置されたＬＥＤバックライト２から、液晶パネル１２にバックライト光が照射されることにより、入力された映像信号に応じた映像の表示が可能になる。本実施形態の映像表示装置１においては、『横１９２０×縦１０８０×ＲＧＢ×８』ビットの情報からなる１フレームの静止画像を、毎秒６０フレームの速度で更新して、液晶パネル１２に動画表示を行っている。
【００４９】
ここで、映像表示装置１の特徴部分であるＬＥＤバックライト２について、図１および図３に基づいて詳細に説明する。図１は、ＬＥＤバックライト２の平面図である。
【００５０】
ＬＥＤバックライト２は、発光素子として複数のＬＥＤ光源を備えた面光源装置である。具体的には、ＬＥＤバックライト２は、金属製のシャーシ２３上に、複数のＬＥＤ２５が非直線状に配置されたＬＥＤ基板２１を複数備えた構成となっている。本実施形態では、１台のＬＥＤバックライト２が、互いに同一である各４枚のＬＥＤ基板２１ａおよび２１ｂ、合計８枚のＬＥＤ基板２１ａおよび２１ｂから構成される。なお、複数のＬＥＤ２５を備えたＬＥＤ基板２１ａおよび２１ｂ各々が、ＬＥＤ光源に対応する。図１では、説明の便宜上、ＬＥＤ基板２１を、配置方向（配置形状）が異なるＬＥＤ基板２１ａおよびＬＥＤ基板２１ｂとして区別している。以下、ＬＥＤ基板２１ａおよび２１ｂを区別しないときには、単にＬＥＤ基板２１として説明する場合がある。
【００５１】
本実施形態では、ＬＥＤ基板２１は、櫛歯型の外形形状（櫛歯形状）を有している。本実施形態では、ＬＥＤ基板２１は、互いに平行な５本の櫛歯が縦方向に並んでおり、ＬＥＤ基板２１の各櫛歯の突出部２４ａには横方向（櫛歯の長さ方向）に同軸上に、４つのＬＥＤ２５が等間隔で実装されている。つまり、各ＬＥＤ基板２１には、２０個（横４個×縦５個）のＬＥＤ２５が等間隔に実装されている。従って、ＬＥＤバックライト２は、合計１６０個（８×２０）のＬＥＤ２５を備えることになる。
【００５２】
ＬＥＤ２５の配置形状は、特に限定されるものではないが、本実施形態のように、ＬＥＤ２５は、６０ｍｍ間隔で六方格子状に配置されていることが好ましい。すなわち、あるＬＥＤ２５を中心として形成される仮想的な正六角形の頂点に、ＬＥＤ２５が配置されるようになっている。なお、各ＬＥＤ基板２１に着目してもＬＥＤバックライト２全体に着目しても、ＬＥＤ２５は六方格子状に配置されている。これにより、ＬＥＤバックライト２は、液晶パネル１２に対し、均一なバックライト光を照射することができる。
【００５３】
なお、ＬＥＤ２５を六方格子状に配置した場合、あるＬＥＤ２５に対し、最も距離が近いＬＥＤ２５の個数は６個である。一方、正方格子状の配置では、あるＬＥＤに対する最近接のＬＥＤの個数は上下左右の４個のみである。この場合、ＬＥＤを全て同一の光度で点灯させても、隣り合うLED同士の距離が近い上下左右方向は明るく、比較的離れている４５度方向は暗くなり、ＬＥＤバックライト全体として縦横の格子状の輝度ムラが知覚されやすい。これに対し、六方格子状では最近接ＬＥＤの個数が多く、隣り合うＬＥＤ同士の間隔の差が小さいため、正方格子状配置の場合と比較して輝度ムラが目立ちにくいという効果を奏する。
【００５４】
各ＬＥＤ基板２１ａおよび２１ｂに実装されたＬＥＤ２５は、各ＬＥＤ基板２１ａおよび２１ｂに形成された配線パターン（図示せず）により、互いに直列に接続されている。
【００５５】
各ＬＥＤ基板２１の両端部には、外部接続用のコネクタ２６が搭載されている。各ＬＥＤ基板２１は、各コネクタ２６の近傍に配置されたネジ２９により、シャーシ２３に固定されている。ＬＥＤバックライト２は、図示しないドライバ基板（駆動回路基板）上に搭載されＬＥＤドライバを備えており、直列接続されたＬＥＤ２５に電流を供給し、定電流またはＰＷＭ（パルス幅変調）により、ＬＥＤ２５を駆動する。互いに縦方向に隣り合うＬＥＤ基板２１ａとＬＥＤ基板２１ｂとは、互いに近接するコネクタ２６・２６に接続されたハーネス２２ａにより、互いに電気的に接続される。つまり、ハーネス２２ａは、隣接するＬＥＤ基板２１ａおよびＬＥＤ基板２１ｂの接続用の接続部材である。また、各ＬＥＤ基板２１ａにおけるハーネス２２ａが接続されないコネクタ２６とドライバ基板とが、ハーネス２２ｂにより互いに電気的に接続されている。つまり、ハーネス２２ｂは、外部接続用の接続部材である。これにより、縦方向に並んだＬＥＤ基板２１ａおよび２１ｂからなる４つのユニットが、それぞれ独立して駆動される。
【００５６】
ここで、ＬＥＤバックライト２の特徴は、ＬＥＤ基板２１の形状にある。すなわち、１つのＬＥＤ基板２１に着目すると、その外形は、非矩形状であり、かつ、ＬＥＤ基板２１を移動させたときに、移動前後のＬＥＤ基板２１が隙間のない平面を形成できる形状となっている。例えば、本実施形態では、ＬＥＤ基板２１は、櫛歯型の外形形状（櫛歯形状）を有している。具体的には、各ＬＥＤ基板２１は、互いに平行な５本の突出部（櫛歯部）２４ａを有しており、各突出部２４ａは互いに櫛根部を共有している。また、各突出部２４ａは、横方向に伸びており、縦方向に互いに離間して設けられている。このように、ＬＥＤ基板２１は、櫛歯状であり、非矩形状となっている。
【００５７】
さらに、ＬＥＤ基板２１ａとＬＥＤ基板２１ｂとは互いに同一であり、ＬＥＤ基板２１ａを１８０°回転させると、ＬＥＤ基板２１ｂとなる。また、ここでは、突出部２４ａの幅（Ｘ）と、突出部２４ａの離間距離に相当する陥没部２４ｂの幅（Ｙ）とは互いにほぼ等しくなっている。このため、ＬＥＤ基板２１ａを、隣りのＬＥＤ基板２１ｂの方へ平行移動させると、ＬＥＤ基板２１ａの櫛歯の突出部２４ａが、ＬＥＤ基板２１ｂの櫛歯の陥没部２４ｂに、隙間なく対応する。これにより、移動前後のＬＥＤ基板２１ａおよびＬＥＤ基板２１ｂによって、隙間のない平面（ここでは矩形）が形成される。なお、後述のように、これらの幅（ＸおよびＹ）は、各ＬＥＤ基板２１ａおよび２１ｂの分割用ミシン目の分だけわずかに幅が異なっている。このため、厳密にいえば、隙間のない平面には、ＬＥＤ基板２１ａおよびＬＥＤ基板２１ｂとの間にわずかな隙間が形成されるが、実質的に隙間が形成されていない（密接している）とみなすことができる。つまり、「隙間」には、ＬＥＤ基板２１の製造時の分割用ミシン目により形成される隙間は含まれない。
【００５８】
このように、ＬＥＤバックライト２では、外形が非矩形状のＬＥＤ基板２１上に、ＬＥＤ２５が非直線的に配置されている。従って、ＬＥＤバックライト２は、矩形状のＬＥＤ基板が用いられるマトリクス型ＬＥＤバックライトとも、ＬＥＤ基板上に直線的にＬＥＤが配置される、アレイ型ＬＥＤバックライトとも異なる。
【００５９】
すなわち、ＬＥＤバックライト２ではＬＥＤ基板２１が非矩形状であるため、マトリクス型ＬＥＤバックライトのように、ＬＥＤ基板２１の面積が大きくならない。しかも、各ＬＥＤ基板２１には、アレイ型ＬＥＤバックライトのように、ＬＥＤ２５は直線的に配置されない。このため、ＬＥＤ基板２１ａ−ＬＥＤ基板２１ｂ間、または、ＬＥＤ基板２１と外部のドライバ基板との電気的な接続箇所を削減することができる。つまり、ハーネス２２ａおよびハーネス２２ｂの数を、大幅に削減することができる。具体的には、本実施形態では、ハーネス２２ａおよびハーネス２２ｂが各々４本である。これに対し、前述の図１６（アレイ型ＬＥＤバックライト）では、ハーネス２２ａに対応するハーネス２２２ａ、および、ハーネス２２ｂに対応するハーネス２２２ｂが、いずれも各１０本である。
【００６０】
さらに、本実施形態では、ハーネス２２ａおよびハーネス２２ｂが接続されるコネクタ２６の設置数も大幅に削減することができる。具体的には、本実施形態では、ＬＥＤバックライト２は８枚のＬＥＤ基板２１から構成されており、各ＬＥＤ基板２１上設けられたコネクタ２６の合計は１６個である。これに対し、図１６ではＬＥＤバックライト２００が２０枚ＬＥＤ基板２２１から構成されており、各ＬＥＤ基板２１上設けられたコネクタ２２６の合計は４０個である。
【００６１】
このようにハーネス２２ａ・２２ｂおよびコネクタ２６の個数を減らすことにより、接続不良による不具合の発生を低減することができ、接続作業を簡略化することができる。
【００６２】
しかも、各ＬＥＤ基板２１を移動させると、移動前後のＬＥＤ基板２１によって、互いに隙間のない平面が形成される。このため、後述のように１つの矩形状の基板シートから、複数のＬＥＤ基板２１を効率よく製造することができる。図１の場合、ＬＥＤ基板２１ａとＬＥＤ基板２１ｂとを組み合わせれば、矩形状となるため、基板シートのロスが、特に少ない。従って、安価にＬＥＤ光源を製造することができる。
【００６３】
なお、図１のＬＥＤバックライト２は、ＬＥＤ２５が発する熱を外部に放出するための放熱構造を有している。図３は、この放熱構造を説明する図であり、図１のＬＥＤバックライト２の破線部Ｚの縦断面を示している。図３のように、ＬＥＤバックライト２は、シャーシ２３とＬＥＤ基板２１との間に、放熱シート２７が挟持されている。また、ＬＥＤ基板２１をシャーシ２３に固定するネジ２９は、ＬＥＤ基板２１、放熱シート２７およびシャーシ２３を貫通している。
【００６４】
放熱シート２７は、ＬＥＤ２５が発する熱を放散するものであり、例えば、シリコーンゴムシートやシリコーンゲルシート（一例として富士高分子工業株式会社のサーコン（登録商標））などが適している。ＬＥＤバックライト２の動作時にＬＥＤ２５が発する熱は、ＬＥＤ基板２１の表面に形成されたランド２１ｃから、貫通スルーホール２８を経由して、裏面のランド２１ｄ、放熱シート２７、シャーシ２３の順に伝わり、シャーシ２３から空気中に放散される。
【００６５】
本実施形態では、ＬＥＤ基板２１ａは、ガラスエポキシ基板としている。ガラスエポキシ基板（ＦＲ−４）は、金属などに比べ熱伝導率が低く熱を伝えにくい材料である。しかし、同じ熱伝導率でも熱が伝わる断面の形状によって熱抵抗の値は変化する。特に、平板形状の場合、水平方向よりも垂直方向の熱抵抗値が大幅に低くなる。このため、ＬＥＤ２５が発する熱は、ＬＥＤ基板２１ａの厚さ方向に伝わり、効率よくシャーシ２３に逃すことができる。
【００６６】
ＬＥＤ基板２１ａの厚さは、特に限定されるものではないが、本実施形態では、標準的なガラスエポキシ基板（ＦＲ−４（１．６ｍｍ））の半分以下（０．８ｍｍ以下）であることが好ましい。本実施形態では、ＬＥＤ基板２１を、厚さ０．６ｍｍのガラスエポキシ基板を用いているが、この厚さでも充分な放熱効果が得られている。このように、ＬＥＤ基板２１として、安価なガラスエポキシ基板を用いながら、十分な放熱効果を得ることができる。しかも、本実施形態では、ＬＥＤ基板２１とシャーシ２３との間に放熱シート２７を設けているため、放熱効果をさらに高めることができる。
【００６７】
なお、ＬＥＤ基板２１をガラスエポキシ基板から構成した場合の厚さの上限は、０．８ｍｍとすることが好ましいが、下限は薄ければ薄いほど好ましい。厚さの上限を０．８ｍｍとした理由は、以下の通りである。すなわち、本実施形態のＬＥＤバックライト２では、ＬＥＤ２５が発する熱を、ＬＥＤ２５が実装されたＬＥＤ基板２１ａおよび放熱シート２７を経由してシャーシ２３に逃がしている。このような放熱系において、ＬＥＤ２５（ＬＥＤチップ）の温度は、下記（１）式のように表すことができる。
【００６８】
Ｔｊｃ−Ｔａｉｒ＝（Ｒｊｃ‐Ｂ＋ＲＢ＋ＲＢ‐ａｉｒ）・ＰＬＥＤ ・・・・・・（１）
ただし、
Ｔｊｃ：ＬＥＤ２５（ＬＥＤチップ）温度[℃]
Ｔａｉｒ：周囲空気温度[℃]
Ｒｊｃ‐Ｂ：ＬＥＤ２５（ＬＥＤチップ）−ＬＥＤ基板２１間の熱抵抗[Ｋ／Ｗ]
ＲＢ：ＬＥＤ基板２１の熱抵抗[Ｋ／Ｗ]、
ＲＢ‐ａｉｒ：ＬＥＤ基板２１−（シャーシ２３経由）−周囲空気の熱抵抗[Ｋ／Ｗ]
ＰＬＥＤ：ＬＥＤ２５への投入電力（＝単位時間当たりの発生熱量）[Ｗ]
である。
【００６９】
本実施形態では、Ｒｊｃ‐Ｂが１０Ｋ／Ｗ、ＲＢ‐ａｉｒが５０Ｋ／Ｗ程度であることが実験により確認されている。また、ＬＥＤバックライト２は、映像表示装置１の内部で密閉されているため、Ｔａｉｒは６０℃程度まで上昇する可能性がある。従って、ＬＥＤ２５への投入電力ＰＬＥＤ＝１．０[Ｗ]の場合において、Ｔｊｃが絶対最大定格である１３０℃を上回らないようにするためには、下記（２）式
ＲＢ ≦（１３０−６０）／１．０−（１０＋５０）＝１０[Ｋ／Ｗ] ・・・（２）
を満たす必要がある。
【００７０】
一方、本実施形態と類似する構成において、厚さＬ＝１．６[ｍｍ]のときのガラスエポキシ基板（ＦＲ−４）の熱抵抗値を実測したところ、ＲＢ＝１３．１[Ｋ／Ｗ]となった。この場合、上記の（２）式を満足しないため、Ｔｊｃが絶対最大定格を上回ってしまう恐れがある。
【００７１】
ここで、ＬＥＤ基板２１内の伝熱経路は、ランド２１ｃ・２１ｄおよびスルーホール２８を経由して伝わる経路と、ＬＥＤ基板２１自体を伝わる経路とが考えられる。このいずれの経路による熱抵抗も、ＬＥＤ基板２１の厚さＬにほぼ比例すると考えらる。従って、これらの合成抵抗であるＬＥＤ基板２１の熱抵抗ＲＢが、ＬＥＤ基板２１の厚さＬに比例すると考えると、上記（２）式を満足し、ＬＥＤ２５のチップ温度を定格内に収めるためには、ＬＥＤ基板２１の厚さＬは、１．２ｍｍ以下であればよい。実際には、さらに他の部品からの熱の周り込みなどを考慮してマージンを確保することが好ましいため、ＬＥＤ基板２１の厚さＬの上限値は、０．８ｍｍであることが好ましい。
【００７２】
なお、ＬＥＤ基板２１としては、アルミなどの金属ベース基板を適用することができる。金属ベース基板は、通常、高出力のＬＥＤ２５の実装に適した高放熱基板として、利用される。ただし、ガラスエポキシ基板に比べると高価である。
【００７３】
ただし、ガラスエポキシ基板は、厚さ１．６ｍｍのものが標準的で価格が最も安価となっており、厚さを薄くするほど単位面積あたりの価格（平米単価）が上昇する傾向にある。これに対し、アルミなどの金属ベース基板は、ガラスエポキシ基板よりも放熱性が格段に優れているものの、平米単価は５〜１０倍にもなる。
【００７４】
上述のように、従来のマトリクス型ＬＥＤバックライトにおいては、画面サイズとほぼ同じ面積のＬＥＤ基板（配線基板）が必要であり、アレイ型ＬＥＤバックライトと比較して、元々基板価格が高価となる傾向にある。このため、アレイ型ＬＥＤバックライトでは高価な金属ベース基板を採用することが可能である。しかし、マトリクス型ＬＥＤバックライトでは、基板価格を少しでも低減するために、熱伝導率の低いガラスエポキシ基板に変更するだけでなく、さらにその中でも平米単価が最も安価な、厚さ１．６ｍｍのＬＥＤ基板（配線基板）を使用せざるを得ない。この場合、ＬＥＤ基板の放熱性が悪くなるため、ＬＥＤの光出力を上げることができず、十分な輝度を得ることができなくなってしまう。
【００７５】
これに対し、本実施形態のＬＥＤバックライト２では後述のように必要なＬＥＤ基板の面積を、マトリクス型ＬＥＤバックライトの０．１９〜０．５倍に抑え、基板価格を低減することができる。このため、基板面積を低減した分、平米単価が高い薄型のガラスエポキシ基板を採用することが可能となる。つまり、本実施形態では、厚さ０．８ｍｍ以下のガラスエポキシ基板を、ＬＥＤ基板２１として適用し、放熱性を確保することができる。
【００７６】
なお、放熱性を確保する上では、可能な限り薄いＬＥＤ基板２１を用いたほうが有利である。しかし、ＬＥＤ基板２１を極端に薄くすると、ＬＥＤ基板２１の平米単価がさらに上昇してしまい、本実施形態のＬＥＤバックライト２の構成にすることによるコストダウン効果を上回る恐れがある。このため、コストダウン効果を確実に上回らないようにするため、本実施形態では、ＬＥＤ基板２１の厚さを０．６ｍｍとしている。
【００７７】
ここで、上述のように、本実施形態の映像表示装置１は、エリアアクティブ輝度制御部１６を備えており、ＬＥＤバックライト２の発光面および液晶パネル１２の表示領域に対して、エリアアクティブ輝度制御が可能となっている。エリアアクティブ輝度制御部１６は、ＬＥＤバックライト２の発光面および液晶パネル１２の表示領域を、それぞれ縦横幾つかの制御エリアに分割して制御する。これにより、コントラストの向上および消費電力の低減を図ることができる。ここで、エリアアクティブ輝度制御の手順について、図４〜図６を用いて以下で説明する。図４は、エリアアクティブ輝度制御における制御エリアの一例を示す図である。図５は、エリアアクティブ輝度制御の有無によるバックライト輝度の変化を比較するグラフであり、図５の（ａ）はエリアアクティブ輝度制御を行わない場合、図５の（ｂ）はエリアアクティブ輝度制御を行う場合を示している。
【００７８】
図４のように、ＬＥＤバックライト２および液晶パネル１２を、縦２画素×横８画素の１６画素からなる制御エリアに分割して輝度制御するとする。この場合、映像信号が入力されたとき、一つの制御エリア内において最大輝度を示す画素を検出する。そして、その画素が最大輝度を示す範囲で、制御エリア内の一部の画素の輝度レベルを増加させる一方、画素の輝度レベルを増加させた分、その制御エリアに相当するＬＥＤバックライトの輝度レベルを下げる。これにより、出力される画像の輝度は、原画像信号と同じになる。このような制御を、映像信号のフレームごとにリアルタイムで行い、ＬＥＤバックライトの輝度を、映像信号に合わせて適宜変化させる。
【００７９】
より詳細には、図５の（ａ）のようにエリアアクティブ輝度制御を行わない場合、ＬＥＤバックライトは、常時１００％の最大輝度（ＬＢＬｍａｘ）で点灯している。つまり、ＬＥＤバックライトは、一律に全点灯して画面表示されている。
【００８０】
これに対し、図５の（ｂ）のようにエリアアクティブ輝度制御を行う場合、上段の各画素の開口率のグラフにおいて、１００％（最大輝度）を超えない範囲で、制御エリア内の一部の開口率を増加させて、液晶パネルにおいて輝度レベルを増加させる。ここでは、グラフ中の斜線で示した部分が、画素の輝度レベルの増加分である。次に、中段のＬＥＤバックライトの輝度分布のグラフのように、この画素の輝度レベルを増加させた領域では、その分、ＬＥＤバックライトの輝度レベルを下げる。これにより、同グラフのように、ＬＥＤバックライトの輝度は、最大輝度（ＬＢＬｍａｘ）から最小輝度（ＬＢＬ）までの分布となる。このような各画素の開口率およびＬＥＤバックライトの輝度分布の各グラフを掛け合わせると、下段の実際の液晶パネルの輝度分布のグラフが得られる。このグラフのように、液晶パネルの輝度分布（つまり出力画像の輝度）は、エリアアクティブ輝度制御をしない場合と同一である。つまり、エリアアクティブ輝度制御を行えば、出力画像の輝度を変化させことなく、ＬＥＤバックライトの輝度を落とすことができる。このため、エリアアクティブ制御を行えば、映像表示装置１の消費電力を大幅に低減することができる。
【００８１】
しかも、エリアアクティブ輝度制御を行わない場合、ＬＥＤバックライトが常時全点灯しているため、画面内に明るい領域と暗い領域とが混在する映像を表示するときに、漏れ光によるコントラストの低下が発生していた。これに対し、エリアアクティブ輝度制御を行う場合、明るい画面領域はバックライトの輝度レベルをより高く、暗い画面領域ではバックライトの輝度レベルをより低くするように制御できるため、映像のコントラストを向上させることができる。
【００８２】
なお、このようなエリアアクティブ輝度制御は、従来のＣＣＦＬを用いたバックライトでも行うことが可能であった。しかし、光源であるＣＣＦＬが細長い形状であるため、制御エリアを細かく分割することができず、その効果が限定されていた。これに対し、ＬＥＤは点光源であるため、制御エリアを比較的細かく分割することができる。しかも、ＬＥＤは、ＣＣＦＬと比較して細かな輝度制御が容易であるという利点も有する。従って、映像表示装置１にＬＥＤバックライト２を採用することにより、エリアアクティブ輝度制御による消費電力の低減およびコントラストの向上という効果をより高めることが可能となる。また、実際のエリアアクティブ輝度制御では、隣り合う制御エリアの境界付近において、上記説明の内容よりもさらに複雑な輝度制御が必要となる。エリアアクティブ輝度制御の詳細な制御手順については、例えば特許文献３に開示されている。
【００８３】
エリアアクティブ輝度制御においては、ＬＥＤバックライト２および液晶パネル１２の制御エリア数が多い程、消費電力低減およびコントラストの向上効果を高めることができる。しかしその一方で、制御エリアの数を多くしすぎると制御時の演算が複雑になり、駆動回路の規模が大きくなるというトレードオフが存在する。従って、コスト削減のためには、制御エリア数は増やさずに（即ち制御エリアの面積を小さくしすぎずに）、可能な限りエリアアクティブ輝度制御の効果を高めることが求められる。
【００８４】
１つの制御エリア内に存在する画素の輝度が大きく変動し、最小値と最大値との差が広がると、その分バックライトの輝度を変化させる余地が少なくなる。従って、効果的なエリアアクティブ輝度制御を行うためには、制御エリア内の各画素の輝度のばらつきはできるだけ小さい方が望ましい。
【００８５】
このようなエリアアクティブ輝度制御を行う場合、制御エリアの形状は特に限定されるものではないが、制御エリアは、正方形に近いことが好ましい。これにより、エリアアクティブ輝度制御による効果を、より高めることができる。
【００８６】
ここで、制御エリアの面積が同一で、形状が正方形の場合と細長い長方形の場合とを比較して考える。図６および図７は、同一面積の画素の制御エリアを示す図である。図６は、横４画素×縦４画素＝１６画素の正方形の制御エリアを示しており、図７は、横１６画素×縦１画素＝１６画素の長方形の制御エリアを示している。これらの制御エリアを比較すると、画素ピッチをＰとして制御エリア内の任意の２画素間の距離の平均値を計算した場合、図６では２．１４Ｐ、図７では５．６７Ｐとなる。通常の映像信号においては、２画素間の距離が近い程、それらの画素の輝度の相関が大きいと考えられる。このため、図７の長方形の場合よりも、図６の正方形の場合の方が、制御エリア内の輝度の相関が高く、輝度のばらつきが少なくなる。従って、同一面積の制御エリアを考えた場合、制御エリアの形状は、縦横どちらかに細長い長方形（アレイ形状）よりも、正方形に近い形状の方が好ましいことになる。
【００８７】
図１６のようなアレイ型ＬＥＤバックライト２００の場合、ＬＥＤ基板２２１は、図７のような細長い長方形となる。すなわち、各ＬＥＤ基板２２１には、ＬＥＤ基板２２１の形状に応じて、ＬＥＤ２２５が直線状に配置され、同一ドライバ基板に接続される。つまり、ＬＥＤ２２５の列は、一列（同軸上）に配置されることになるため、エリアアクティブ輝度制御時の制御エリアが、細長い長方形となる。従って、制御エリアが正方形に近い形状の場合と比較して、エリアアクティブ輝度制御の効果が低減してしまうことになる。
【００８８】
これに対し、本実施形態では、ＬＥＤ基板２１には、ＬＥＤ２５が非直線状に配置されている。このため、各ＬＥＤ基板２１の制御エリアは、正方形に近づけることが容易である。具体的には、本実施形態では、制御エリアは、図４のような長方形としており、アレイ型ＬＥＤバックライトと比較すると、図６の正方形に近い形状となっている。従って、エリアアクティブ輝度制御の効果を高めることができる。
【００８９】
なお、従来のマトリクス型ＬＥＤバックライトにおいてエリアアクティブ輝度制御を行う場合、本実施形態のＬＥＤバックライト２と同様に、制御エリアの形状を、正方形に近い形状とすることは可能である。しかし、マトリクス型ＬＥＤバックライトの場合、画面サイズと同面積のＬＥＤ基板が必要となってしまう。
【００９０】
そこで、マトリクス型ＬＥＤバックライトのＬＥＤおよびＬＥＤ基板を削減して、アレイ型ＬＥＤバックライトに近づけるとする。例えば、横ｍ個×縦ｎ個（ｍおよびｎはいずれも２以上の整数）のＬＥＤが配置されたマトリクス型ＬＥＤバックライトのＬＥＤを減少させて、横１個×縦ｎ個（または横ｍ個×縦１個）のＬＥＤが配置されたアレイ型バックライト装置に近づけるとする。このように、マトリクス型をアレイ型に近づけていくと、ＬＥＤ基板の面積を低減することが可能となる。しかし、アレイ型の場合、マトリクス型よりもＬＥＤ基板の必要枚数が、かなり増える。このため、ＬＥＤ基板同士の接続箇所が、マトリクス型の場合よりも、増加することになる。
【００９１】
このように、マトリクス型では、ＬＥＤ基板同士の接続箇所は少ないものの、ＬＥＤ基板の面積が広くなってしまう。一方、アレイ型では、ＬＥＤ基板の面積がマトリクス型よりも狭いものの、ＬＥＤ基板同士の接続箇所が多くなってしまう。つまり、マトリクス型およびアレイ型のいずれのＬＥＤバックライトにも、技術的課題が存在する。
【００９２】
これに対し、本実施形態のＬＥＤバックライト２では、上述のように、非矩形状のＬＥＤ基板２１ａ・２１ｂに、非直線的にＬＥＤ２５が配置されている。これにより、ＬＥＤ基板の面積を低減しつつ、ＬＥＤ基板２１ａ・２１同士の接続箇所も削減することができる。つまり、マトリクス型およびアレイ型の技術的課題を一挙に解決することが可能となる。さらに、エリアアクティブ輝度制御時の制御エリアの形状を、正方形に近い形状に保つことによって、エリアアクティブ輝度制御の効果を高めることも可能である。従って、ＬＥＤバックライト２は、単にマトリクス型とアレイ型の中間的な構成ではなく、従来にはない新たな技術思想に基づく構造である。
【００９３】
なお、本実施形態では、エリアアクティブ輝度制御部１６を設けているが、エリアアクティブ輝度制御部１６を設けない構成とすることもできる。ただし、コントラスト向上および消費電力低減の効果が得られるため、エリアアクティブ輝度制御部１６を設けることが好ましい。
【００９４】
次に、ＬＥＤバックライト２の製造方法について説明する。図８は、ＬＥＤバックライト２の製造工程を示すフローチャートである。図９は、ＬＥＤ基板２１を形成するための基板シートを示す平面図である。以下のように、１枚の基板シートを分割して、複数のＬＥＤ基板２１が形成される。
【００９５】
まず、ステップ１（Ｓ１）では、基板シート３０上に、回路パターンおよびレジストを形成する。具体的には、まず、図９のように、矩形状の基板シート３０上に、ＬＥＤ基板２１ａおよびＬＥＤ基板２１ｂを割り当てる。つまり、１枚の基板シート３０の上に、同一形状のＬＥＤ基板２１ａおよび２１ｂを多数個取り（多面取り）する。図９では、１枚の基板シート３０から４枚のＬＥＤ基板２１が割り当てられる。ＬＥＤ基板２１の割当ては、複数のＬＥＤ基板２１によって隙間のない平面が形成されるように行う。ここでは、ＬＥＤ基板２１ａおよびＬＥＤ基板２１ｂは互いに同一の櫛歯型形状であり、ＬＥＤ基板２１ａを１８０度回転させたものが、ＬＥＤ基板２１ｂである。このため、図９のように、ＬＥＤ基板２１ａとＬＥＤ基板２１ｂとを組み合わせると、隙間のない平面が形成される。
【００９６】
このようにＬＥＤ基板２１を割り当てた基板シート３０に対し、回路パターン形成（ＬＥＤ２５が実装されるランドやＬＥＤ２５同士を接続する配線などの形成）およびレジスト形成を行う。パターン形成は、通常のプリント配線板の製造と同一の手順で、エッチング法などにより行うことができる。なお、ＬＥＤが実装されるランドは、直近に設けられた貫通スルーホール２８（図３参照）を介して、ＬＥＤ基板２１の裏面に形成されたランド２１ｄのパターンに電気的に接続されている。
【００９７】
なお、基板シート３０は、ガラスエポキシ基板（ＦＲ−４）上に銅箔が貼り付けられた銅張積層板である。図９の基板シーと３０の大きさは、縦３３０ｍｍ、横５００ｍｍ、板厚は０．６ｍｍである。
【００９８】
次に、ステップ２（Ｓ２）では、パターン形成後、ＬＥＤ基板２１ａ−ＬＥＤ基板２１間の隙間を切削し、基板シート３０を個片のＬＥＤ基板２１ａおよび２１ｂに分割するためのミシン目３１を形成する。そして、ミシン目３１を形成した基板シート３０に対し、リフローソルダリングにより、割り当てたＬＥＤ基板２１上に、ＬＥＤ２５およびコネクタ２６を実装する（実装工程）。例えば、クリーム半田を塗布したランドに合わせてＬＥＤ２５およびコネクタ２６等の部品をマウントし、リフロー炉内で加熱してクリーム半田を融解させる。これにより、各部品の電極とＬＥＤ基板２１のランドとが互いに電気的に接続される。このように、ミシン目３１を切断せず、ＬＥＤ２５等の部品を実装するため、一括して各部品を実装することができる。
【００９９】
次に、ステップ３（Ｓ３）では、実装工程後の基板シート３０を、ミシン目３１に沿って切断する。この切断は、トムソン刃型などの治具を用いてミシン目３１の繋がっている箇所を切断する。これにより、基板シート３０から、個片のＬＥＤ基板２１が分割される（分割工程）。
【０１００】
次に、ステップ４（Ｓ４）において、図３のように、各ＬＥＤ基板２１の裏面に、放熱シート２７を貼付けた後、ステップ５（Ｓ５）において、ＬＥＤ基板２１をネジ２９によりシャーシ２３に固定する。そして、最後に、各ＬＥＤ基板２１のコネクタ２６の接続を行う。これにより、ＬＥＤバックライト２の製造が完了する。
【０１０１】
このように、この方法では、基板シート３０上に複数のＬＥＤ基板２１が割り当てられ、各ＬＥＤ基板２１にＬＥＤ２５が実装された後に、個片のＬＥＤ基板２１ａ・２１ｂに分割される。これにより、個々のＬＥＤ基板２１ごとにＬＥＤ２５の実装を行う必要がなく、ＬＥＤ２５を一括して実装することができる。このため、実装加工費用を低減することができる。従って、接続信頼性の高いＬＥＤ光源およびＬＥＤバックライト２を、簡便かつ安価に製造することができる。さらに、基板シート３０を個片のＬＥＤ基板２１に分割する前に、基板シート３０に分割用のミシン目３１が形成される。これにより、櫛歯型のような複雑な形状のＬＥＤ基板２１であっても、確実に形成することができる。
【０１０２】
また、この方法では、ＬＥＤ基板２１ａとＬＥＤ基板２１ｂとを組み合わせると、隙間のない平面が形成される。そのため、大判の基板シートからＬＥＤ基板を多面取りして製造する場合に、１枚の基板シートから取り出せるＬＥＤ基板の数を多くすることができる。上述の例では、１枚の基板シート３０に対し、ＬＥＤ基板２１を４枚配置できる。従って、ＬＥＤ基板の価格を低減することができる。
【０１０３】
前述のように、本実施形態では、１台のＬＥＤバックライトに必要なＬＥＤ基板の枚数は８枚であるので、２枚分の基板シート３０で１台分のＬＥＤバックライト２を賄うことができる。これに対し、従来のマトリクス型ＬＥＤバックライトの場合、ＬＥＤ基板が単なる長方形となる。つまり、画面サイズとほぼ同じ面積のＬＥＤ基板が必要となるため、１枚の基板シートに配置できるＬＥＤ基板の個数は２個、１台のＬＥＤバックライト（ＬＥＤ基板８枚）あたりに必要な基板シートの枚数は４枚となる。また、基板価格を低減するために、アレイ型ＬＥＤバックライトとした場合、ＬＥＤ基板は長方形（アレイ形状）となるため、１枚の基板シートに配置できるＬＥＤ基板の個数は３０個、１台のＬＥＤバックライト（ＬＥＤ基板２０枚）あたり必要な基板シート枚数は０．６７枚分と試算される。
【０１０４】
ここで、ＬＥＤ基板の価格が面積に比例するものとすると、本実施形態の櫛歯形状のＬＥＤ基板の部材価格は、アレイ形状のＬＥＤ基板の場合（アレイ型ＬＥＤバックライト装置の場合）の約３倍、長方形のＬＥＤ基板を用いた場合（マトリクス型ＬＥＤバックライト装置）の約０．５倍になる。櫛歯形状のＬＥＤ基板を採用することで、アレイ形状のＬＥＤ基板にはおよばないものの、長方形状のＬＥＤ基板を用いた場合よりも安価になる。ただし、本実施形態では、アレイ型ＬＥＤバックライトよりも、接続箇所（ハーネス２２ａ・２２ｂの数およびコネクタ２６の数）を、大幅に削減することができる。従って、アレイ型ＬＥＤバックライトの場合よりも、簡便かつ安価に製造することができる。
【０１０５】
〔実施の形態２〕
次に、図１０および図１１に基づいて、別の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同一の概念については同一の記号を付し、説明を省略する。図１０は、実施の形態２のＬＥＤバックライト４の全体構成を示す平面図である。
【０１０６】
図１０のように、本実施形態では、ＬＥＤ基板４１の形状が、実施の形態１とは異なる。すなわち、本実施形態では、実施の形態１の櫛歯型ＬＥＤ基板２１の代わりに、楔型（ジグザグ型形状）のＬＥＤ基板４１を適用している。それ以外は、基本的には実施の形態１のＬＥＤバックライト２と同様である。すなわち、ＬＥＤバックライト４は、ＬＥＤ基板４１、ハーネス４２ａおよび４２ｂ、シャーシ４４、および図示しない放熱シートおよびドライバ基板などによって構成される。
【０１０７】
ＬＥＤバックライト４は、互いに同一の１０枚の楔型のＬＥＤ基板４１から構成されており、各ＬＥＤ基板４１は、縦方向に５枚×横方向に２枚配置されている。各ＬＥＤ基板４１上には複数のＬＥＤ４５が等間隔で実装され、ＬＥＤ基板４１上の配線パターンにより直列に接続されている。ＬＥＤ基板４１の両端には、２個のコネクタ４６が搭載されている。横方向に隣り合うＬＥＤ基板４１同士はハーネス４２ａにより電気的に接続され、横方向に並んだ一方のＬＥＤ基板４１とドライバ基板とは、ハーネス４２ｂにより電気的に接続される。ハーネス４２ａおよび４２ｂは、各々コネクタ４６に接続される。ドライバ基板上にはＬＥＤドライバが搭載されており、直列接続されたＬＥＤ基板４１上のＬＥＤ４５に電流を流し、定電流もしくはＰＷＭ（パルス幅変調）により駆動することができる。
【０１０８】
本実施形態では、ＬＥＤ基板４１は、図１０に示すようにジグザグ型の外形形状を有している。すなわち、ＬＥＤ基板４１が、鋸歯形状、または、所定角度を有して、交互に折れ曲がって伸長した形状ともいえる。しかも、各ＬＥＤ基板４１は、互いに噛み合うように、対向配置されている。また、ＬＥＤ基板４１の各山部および谷部には、ＬＥＤ４５が実装されており、各ＬＥＤ基板４１には、１６個のＬＥＤ４５が実装される。ＬＥＤ４５は、実施の形態１と同様、６０ｍｍ間隔で六方格子状に配置され、全体で１６０個のＬＥＤ４５が存在する。
【０１０９】
このように、各ＬＥＤ基板４１は、ジグザグ形状であって、非矩形状である。しかも、複数のＬＥＤ基板４１を平行移動して、外形同士を組み合わせると、隙間のない平面が形成され、２次元平面状に隙間なく敷き詰めることができる。
【０１１０】
これにより、隣り合うＬＥＤ基板４１同士の接続するハーネス４２ａ、および、ＬＥＤ基板４１と外部のドライバ基板とを接続するハーネス４２ｂ合計は１０個となる。これは、図１６のアレイ型ＬＥＤバックライト２００の場合の２０個より大幅に削減されている。また、コネクタ４６の数も削減されている。このように、本実施形態でも、実施の形態１と同様に、ハーネス４２ａ・４２ｂおよびコネクタ４６の個数を減らすことで、配線接続作業を簡略化でき、接続不良による不具合の発生を低減することができる。
【０１１１】
また、大判の基板シートからＬＥＤ基板を多面取りして製造する場合に、１枚の基板シートから取り出せるＬＥＤ基板の数を多くすることができ、ＬＥＤ基板の価格を低減することができる。
【０１１２】
さらに、本実施形態においても、ＬＥＤ基板４１は、アレイ形状の基板よりも比較的正方形に近い形状であるので、エリアアクティブ輝度制御時の制御エリア形状を正方形に近づけることが可能である。従って、より効果的なエリアアクティブ輝度制御を行い、映像表示装置の消費電力を低減し、コントラストを向上させることができる。
【０１１３】
本実施形態のＬＥＤバックライト４は、実施の形態１と同様に製造することができる。実施の形態１と異なる点は、ＬＥＤ基板４１の形状のみであり、その他の方法は同様である。図１１は、図１０のＬＥＤバックライト４の製造工程における個片分割前の基板シートの形状を示す平面図である。
【０１１４】
図１１のように、ＬＥＤバックライト４の製造においては、同一のジグザグ型形状のＬＥＤ基板４１が、１枚の基板シート５０の上に多数配置されて製造される。互いに隣接するＬＥＤ基板４１同士の外形はミシン目５１で区切られている。その他の製造および組立の手順については、実施の形態１と同様であるので省略する。
【０１１５】
本実施形態においては、図１１のように、実施の形態１（図９）と同じ大きさの基板シート５０（５００ｍｍ×３３０ｍｍ）１枚に対し、ＬＥＤ基板４１を１３個配置できる。従って、１台のＬＥＤバックライト（ＬＥＤ基板１０枚）に必要な基板シートの枚数は０．７７枚となる。
【０１１６】
ＬＥＤ基板４１の価格が面積に比例するものとすると、ジグザグ形状のＬＥＤ基板４１の部材価格は、アレイ形状のＬＥＤ基板の場合（アレイ型ＬＥＤバックライト装置）の約１．２倍、櫛歯形状のＬＥＤ基板２１の場合の約０．３８倍、長方形のＬＥＤ基板の場合（マトリクス型ＬＥＤバックライト装置）の約０．１９倍になる。従って、ジグザグ形状のＬＥＤ基板４１を採用することで、アレイ形状のＬＥＤ基板にはおよばないものの、長方形状のＬＥＤ基板や第１の実施形態の櫛歯型形状のＬＥＤ基板２１よりもさらに部材価格を安価にすることができる。ただし、本実施形態でも、アレイ型ＬＥＤバックライトよりも、接続箇所（ハーネス４２ａ・４２ｂの数およびコネクタ４６の数）を、大幅に削減することができる。従って、アレイ型ＬＥＤバックライトの場合よりも、簡便かつ安価に製造することができる。
【０１１７】
なお、実施の形態１では櫛歯状のＬＥＤ基板２１、実施の形態２ではジグザグ形状のＬＥＤ基板４１としたが、それ以外にも、例えば、図１２〜図１５のような形状とすることもできる。図１２〜図１５は、ＬＥＤ基板の他の形状を示す平面図である。各図のように、図１２のようなＶ字形状のＬＥＤ基板６１、図１３のようなＮ字（Ｚ字）形状のＬＥＤ基板７１、図１４のような波型形状のＬＥＤ基板８１、図１５のような渦巻き型（巴型）形状のＬＥＤ基板９１とすることもできる。なお、図１２および図１３のＬＥＤ基板６１・７１は、図１０（実施の形態２）のジグザグ形状のＬＥＤ基板４１の一部を切り出したものであるともいえる。また、図１４のＬＥＤ基板８１は、図１０のジグザグ形状のＬＥＤ基板４１を曲線で構成したものであるともいえる。また、図１５のＬＥＤ基板９１は、図１（実施の形態１）の櫛型のＬＥＤ基板２１を変形したものであるともいえる。これらのＬＥＤ基板６１，７１，８１，９１には、ぞれぞれ、実施の形態１および２と同様に、ＬＥＤ６５，７５，８５，９５が、非直線的に配置されている。また、各々のＬＥＤ基板６１，７１，８１，９１を組合わせると、隙間のない平面が形成される。そのため、実施の形態１および２と同様に、１枚の基板シート６０，７０，８０，９０から、それぞれ、複数のＬＥＤ基板６１，７１，８１，９１を多面取りして製造することができる。従って、ＬＥＤ基板の価格を低減することができる。
【０１１８】
なお、本発明を以下のように表現することもできる。
【０１１９】
本発明のＬＥＤ光源は、所定の間隔で配置された複数のＬＥＤと、前記複数のＬＥＤに電流を供給する配線基板と、前記配線基板と外部回路とを電気的に接続するための接続部材とを備えたＬＥＤ光源であって、前記配線基板の外形形状は非直線形状かつ非矩形形状であり、かつ２次元平面状に隙間なく敷き詰めることが可能な形状である構成であってもよい。これによれば、ＬＥＤ光源の構成要素である配線基板の外形形状が非直線形状かつ非矩形形状であり、かつ２次元平面状に隙間なく敷き詰めることが可能な形状であるため、基板面積を低減し、部材価格を削減できるとともに、エリアアクティブ輝度制御時の制御エリア形状を正方形に近い形にすることが容易であるため、エリアアクティブ輝度制御の効果を高めることができる。
【０１２０】
本発明のＬＥＤ光源は、前記配線基板の外形形状が櫛歯型である構成であってもよい。これによれば、配線基板の外形形状が櫛歯型であるため、２枚の配線基板を１８０度回転させて重ね合わせて配置することで製造時の面積を小さくすることができ、部材価格を低減することができる。
【０１２１】
本発明のＬＥＤ光源は、前記配線基板の外形形状はジグザグ型（楔型）であってもよい。これによれば、配線基板の外形形状がジグザグ型であるため、間隔を詰めて、複数の配線基板を配置することで製造時の面積を小さくすることができ、部材価格を低減することができる。
【０１２２】
本発明のＬＥＤ光源は、前記配線基板は、矩形形状の配線基板シート上に多数個取りされた状態で製造され、前記ＬＥＤが実装された後に個片分割される構成であってもよい。これによれば、配線基板が矩形形状の配線基板シート上に多数個取りされた状態で製造され、前記ＬＥＤが実装された後に個片分割されるため、個々の配線基板ごとにＬＥＤの実装を行う必要がなくなる。即ち、ＬＥＤを一括で実装することで実装加工費用を低減することができる。
【０１２３】
本発明のＬＥＤ光源は、前記配線基板の外形形状は、前記配線基板シート上に予め設けられたミシン目を分割することで形成される構成であってもよい。これによれば、配線基板の外形形状を配線基板シート上に予め設けられたミシン目を分割することで形成されため、櫛歯型やジグザグ型など比較的複雑な形状の外形も容易に形成することができる。また、ミシン目を分割する前の繋がった状態でＬＥＤなどの実装を行うことができるため、実装時の作業性を向上させることができる。
【０１２４】
本発明のＬＥＤ光源は、前記配線基板はガラスエポキシ基板であり、基板の板厚が０．８ｍｍ以下である構成であってもよい。これによれば、配線基板がガラスエポキシ基板であり基板の板厚が０．８ｍｍ以下であるため、ＬＥＤが発する熱を、配線基板の裏面の放熱部材に容易に伝えることができる。即ち、安価な構成で放熱性の高いＬＥＤ光源を構成することができる。
【０１２５】
本発明の面光源装置は、前記のいずれかのＬＥＤ光源を複数搭載した構成であってもよい。これによれば、上記のいずれかのＬＥＤ光源を複数搭載して面光源装置を構成するため、大面積の面光源装置を安価に実現することができる。
【０１２６】
本発明の映像表示装置は、前記面光源装置を液晶表示素子のバックライトとして使用し、液晶表示素子に映像を表示する構成であってもよい。これによれば、上記の面光源装置を液晶表示素子のバックライトとして使用して映像を表示するため、エリアアクティブ輝度制御によるコントラストの向上および低消費電力化と、部材価格低減によるローコスト化とを両立させることが可能となる。
【０１２７】
本発明の映像表示装置は、前記液晶表示素子の表示領域と前記面光源装置の発光面とをそれぞれ複数のエリアに分割して、エリアアクティブ輝度制御を行う構成であってもよい。これによれば、液晶表示素子の表示領域と面光源装置の発光面とをそれぞれ複数のエリアに分割してエリアアクティブ輝度制御を行うため、映像表示装置のコントラストを向上させ、消費電力を低減することができる。
【０１２８】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１２９】
以上のように、本発明のＬＥＤ光源は、接続信頼性を向上しつつ、簡便かつ安価に製造することのできるため、液晶テレビやＰＣ（パーソナルコンピュータ）用の液晶モニタなどの用途に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】本発明のＬＥＤバックライトの全体構成を示す平面図である。
【図２】本発明の映像表示装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】図１のＬＥＤバックライトにおける放熱構造を示す断面図である。
【図４】図２の映像表示装置において、エリアアクティブ輝度制御部の制御単位となる制御エリアを示す図である。
【図５】図２の映像表示装置において、エリアアクティブ輝度制御部による輝度制御の有無による映像信号およびバックライト輝度を比較した概念図である。
【図６】図４の制御エリアとは異なる形状の制御エリアを示す平面図である。
【図７】従来のアレイ型ＬＥＤバックライトを用いた映像表示装置における制御エリアを示す平面図である。
【図８】図１のＬＥＤバックライトの製造工程を示すフローチャートである。
【図９】図８の製造工程における個片分割前の基板シートの形状を示す平面図である。
【図１０】本発明における別のＬＥＤバックライトの全体構成を示す平面図である。
【図１１】図１０のＬＥＤバックライトの製造工程における個片分割前の基板シートの形状を示す平面図である。
【図１２】本発明におけるＬＥＤ基板の別の形態を示す平面図である。
【図１３】本発明におけるＬＥＤ基板の別の形態を示す平面図である。
【図１４】本発明におけるＬＥＤ基板の別の形態を示す平面図である。
【図１５】本発明におけるＬＥＤ基板の別の形態を示す平面図である。
【図１６】従来のアレイ型ＬＥＤバックライトを示す平面図である。
【符号の説明】
【０１３１】
１ 映像表示装置
２，４ ＬＥＤバックライト（面光源装置）
１１ 映像回路
１２ 液晶パネル（液晶表示素子）
１６ エリアアクティブ輝度制御部（輝度制御部）
２１ａ，２１ｂ ＬＥＤ基板（配線基板）
２２ａ，２２ｂ ハーネス
２５ ＬＥＤ
２６ コネクタ（接続部）
４１ ＬＥＤ基板（配線基板）
４２ ハーネス
４５ ＬＥＤ（ＬＥＤ光源）
４６ コネクタ（接続部）
６０，７０，８０，９０ 基板シート
６１，７１，８１，９１ ＬＥＤ基板
６５，７５，８５，９５ ＬＥＤ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子が発光ダイオード（ＬＥＤ）であるＬＥＤ光源とその製造方法、そのＬＥＤ光源を複数備えた面光源装置、およびその面光源装置をバックライト光源として備えた映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
透過型の液晶表示素子を備えた映像表示装置は、テレビやＰＣ（パーソナルコンピュータ）用モニタなどの用途に広く用いられている。透過型の液晶表示素子は、２枚のガラス板の間に液晶層が挟持され、ガラス板上にはマトリクス状に形成された多数の画素有する構造となっている。このような映像表示装置によって映像を表示するには、まず、外部から入力された映像信号に合わせて各画素に存在するトランジスタスイッチを駆動させる。これにより、この駆動によって液晶分子の配列方向が変化し、各画素の光線透過率が変化する。そして、この状態で液晶表示素子の背面側に配置されたバックライト光源から、液晶表示素子にバックライト光が照射されると、入力された映像信号に応じた映像の表示が可能になる。
【０００３】
映像表示装置のバックライト光源としては、従来は、主にＣＣＦＬ（冷陰極管）が用いられていた。しかし、近年、発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いたバックライト光源が普及し始めている。
【０００４】
ＬＥＤバックライトの光照射方式には、サイドエッジ方式および直下方式の２種類が存在する。サイドエッジ方式は、映像表示装置の画面の側面にＬＥＤを配置して導光板に光を入射させる方式である。一方、直下方式は、画面直下に、マトリクス（２次元）状にＬＥＤを配置して出射光を直接利用する方式である。直下方式は、サイドエッジ方式よりも、輝度を高めやすいため、大型の液晶表示素子を用いた映像表示装置においては、主に、直下方式のＬＥＤバックライトが採用される。
【０００５】
このような直下方式のＬＥＤバックライトは、液晶パネルの背面に、光源である多数のＬＥＤがマトリクス状に敷き詰めて構成される（マトリクス型ＬＥＤバックライト）。マトリクス型ＬＥＤバックライトにおいては、ＬＥＤが実装される配線基板（ＬＥＤ基板）として、画面サイズとほぼ同じ面積のプリント基板が必要となる。つまり、マトリクス型ＬＥＤバックライトにおけるＬＥＤ基板（プリント基板）の形状は、画面サイズと略等しい矩形となる。しかし、このようなマトリクス型ＬＥＤバックライトを、大型の映像表示装置に適用しようとした場合、ＬＥＤ基板の面積も画面サイズに合わせて大きくする必要がある。例えば、画面サイズが４２インチワイド型の液晶テレビにおいては０．４９ｍ２、５７インチワイド型の液晶テレビにおいては、０．８８ｍ２もの面積のプリント基板が、各々必要になる。
【０００６】
ここで、一般に、プリント基板の価格は面積に比例するため、マトリクス型ＬＥＤバックライトを大画面の液晶表示素子に適用すると、部材価格が非常に高価となってしまう。
【０００７】
そこで、特許文献１および２では、ＬＥＤがマトリクス状（２次元）に配置されるマトリクス型ＬＥＤバックライトではなく、ＬＥＤが直線（アレイ）状に配置されるアレイ型ＬＥＤバックライトが提案されている。図１６は、アレイ型ＬＥＤバックライトを示す平面図である。
【０００８】
図１６のアレイ型ＬＥＤバックライト２００は、シャーシ２２３上に、複数のＬＥＤ基板２２１が配置されている。図１６では、４２インチワイド型の画面（横９３０ｍｍ×縦５２３ｍｍ）の映像表示装置に適用されるアレイ型ＬＥＤバックライト２００を例示している。ここで一般に、ＬＥＤ基板２２１には、製造時における縦横の最大外形寸法、即ち定尺が存在する。定尺は、ＬＥＤ基板２２１の材料や製造装置によって異なるが、例えば縦が５１０ｍｍ、横が３４０ｍｍなどとなっている。このため、ＬＥＤ基板２２１の縦横のいずれかの寸法が定尺を超える場合は、そのＬＥＤ基板２２１を幾つかに分割して作製される。図１６の場合この定尺を超えるため、ＬＥＤ基板２２１を横方向に２分割し、横方向に２枚、縦方向に各１０枚、合計２０枚のＬＥＤ基板２２１が配置されている。各ＬＥＤ基板２２１には、８個のＬＥＤ２２５が、同一軸線上（直線状）に並んで配置されている。つまり、図１６のアレイ型ＬＥＤバックライト２００は、画面全体で、合計１６０個のＬＥＤ２２５が使用されている。なお、図１６では、隣接ＬＥＤ２２５間の間隔は６０ｍｍとし、全体としてＬＥＤ２２５が六方格子状に配置されている。
【０００９】
上述のように、マトリクス型ＬＥＤバックライトの場合、画面サイズ（画面の面積）とほぼ等しいＬＥＤ基板が必要となる。これに対し、図１６のようなアレイ型ＬＥＤバックライト２００では、複数のＬＥＤ基板２２１が、互いに間隔（隙間）を空けて配置される。このため、アレイ型ＬＥＤバックライト２００では、２０枚全てのＬＥＤ基板の総面積は、画面サイズよりも小さくなる。図１６では、シャーシ２２３の面積が画面サイズとほぼ等しいため、ＬＥＤ基板の総面積は、画面サイズよりも相当狭くなっていることがわかる。
【００１０】
このように、アレイ型ＬＥＤバックライト２００では、マトリクス型ＬＥＤバックライトよりも、ＬＥＤ基板２２１の面積が小さくなる。従って、アレイ型ＬＥＤバックライト２００を、大画面の映像表示装置に適用すると、マトリクス型ＬＥＤバックライトを適用した場合よりも、安価に製造することができる。つまり、ＬＥＤ基板のコスト、ひいてはＬＥＤバックライトのコストを削減することが可能となる。また、画面サイズに応じてＬＥＤ基板２１の数を増減すれば、ＬＥＤ基板２１を種々の画面サイズに適用することが可能となる。
【特許文献１】特開平０７−２２６５３７号公報（１９９５年８月２２日公開）
【特許文献２】特開２００６−５３３４０号公報（２００６年２月２３日公開）
【特許文献３】特開２００５−２５８４０３号公報（２００５年９月２２日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、図１６のアレイ型ＬＥＤバックライト２００では、ＬＥＤ基板２２１に電気的な接続不良が発生しやすく、製造工程も煩雑になるという問題が生じる。
【００１２】
具体的には、上述のようにアレイ型ＬＥＤバックライト２００では、マトリクス型ＬＥＤバックライトよりも、ＬＥＤ基板２２１の面積は小さくなる。しかし、アレイ型ＬＥＤバックライト２００は、１台のアレイ型ＬＥＤバックライト２００を構成するＬＥＤ基板２２１の枚数が増える。ＬＥＤ基板２２１に実装されたＬＥＤ２２５を駆動するためには、ＬＥＤ基板２２１を外部に設けたドライバ基板に電気的に接続する必要がある。このため、ＬＥＤ基板２２１の枚数の増加に伴い、ＬＥＤ２２５の駆動に必要な接続部材の個数（接続箇所）も増加する。具体的には、横方向に２分割したＬＥＤ基板２２１間の電気的な接続、および、そのＬＥＤ基板２２１の一方と外部のドライバ基板との電気的な接続が必要となる。すなわち、２分割したＬＥＤ基板２２１間を接続するために、１０本のハーネス２２２ａ、一方のＬＥＤ基板２２１と外部のドライバ基板との接続のために、１０本のハーネス２２２ｂ、合計２０本ものハーネス２２２ａ・２２２ｂが必要となる。さらに、ハーネス２２２ａ・２２２ｂが接続されるコネクタ２２６を、各ＬＥＤ基板２２１に設置する必要もある。
【００１３】
しかし、このようにハーネス２２２ａ・２２２ｂおよびコネクタ２２６などの接続部材が増加すると、接続不良による不具合が発生しやすくなるという問題が生じる。しかも、ＬＥＤ基板２２１の組立時の作業性が著しく悪化し、製造工程が非常に煩雑になるという問題も生じる。なお、上述のように、マトリクス型ＬＥＤバックライトは、ＬＥＤ基板の面積が大きくなり部材価格が非常に高価となるため、安価に製造することができない。
【００１４】
そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＬＥＤ基板の接続信頼性を向上しつつ、簡便かつ安価に製造することのできるＬＥＤ光源、面光源装置、および映像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明のＬＥＤ光源は、上記の課題を解決するために、配線基板上に３つ以上の発光ダイオードを備え、配線基板から発光ダイオードに電流が供給されるＬＥＤ光源であって、
上記発光ダイオードは、配線基板上に、非直線的に配置されており、
上記配線基板の外形は、非矩形状であり、かつ、配線基板を回転移動または平行移動させたときに、移動前後の配線基板が隙間のない平面を形成することができる形状であることを特徴としている。
【００１６】
本発明のＬＥＤ光源は、例えば、ＬＥＤバックライトなどの面光源装置に搭載される。
【００１７】
従来のマトリクス型ＬＥＤバックライトは、矩形状の配線基板に複数のＬＥＤがマトリクス状に配置されてなるＬＥＤ光源を、１または少数用いて構成される。このため、必要な配線基板の枚数は少なくて済む。しかし、画面サイズと同面積の配線基板が必要となるため、配線基板の面積が大きく（広く）なる。このため、ＬＥＤ光源の製造コストが高くなる。
【００１８】
一方、従来のアレイ型ＬＥＤバックライトは、矩形状の配線基板に複数のＬＥＤが直線状に配置されてなるＬＥＤ光源を、多数用いて構成される。アレイ型の場合、全配線基板の面積は、マトリクス型よりも小さく（狭く）なるものの、マトリクス型よりも、はるかに多くの配線基板が必要となる。その結果、各配線基板に、外部接続（複数のＬＥＤ光源間の接続（各配線基板間の接続）、または、ＬＥＤ光源と外部回路との接続（配線基板と外部回路との接続））のための接続箇所が、非常に多くなる。このため、接続不良が発生しやすくなるとともに、製造工程も煩雑になる。
【００１９】
これに対し、本発明のＬＥＤ光源は、外形が非矩形状の配線基板上に、ＬＥＤが非直線的に配置されている。すなわち、本発明のＬＥＤ光源は、矩形状の配線基板が用いられるマトリクス型ＬＥＤバックライトに適用されるＬＥＤ光源でも、配線基板上に直線的にＬＥＤが配置される、アレイ型ＬＥＤバックライトに適用されるＬＥＤ光源でもない。
【００２０】
つまり、従来のマトリクス型ＬＥＤバックライトのＬＥＤ光源とは異なり、本発明のＬＥＤ光源では配線基板が非矩形状であるため、ＬＥＤバックライトに適用しても、配線基板の面積が大きくならない。しかも、従来のアレイ型ＬＥＤバックライトのＬＥＤ光源とは異なり、本発明のＬＥＤ光源では配線基板上には非直線的にＬＥＤが配置されるため、外部接続（複数のＬＥＤ光源間、または、ＬＥＤ光源と外部回路）のための接続箇所を削減することができる。従って、接続不良による不具合の発生を低減することができ、接続作業を簡略化することができる。
【００２１】
さらに、上記の構成によれば、配線基板を移動させると、回転移動または平行移動させたときに、移動前後の配線基板が隙間のない平面が形成される。言い換えれば、移動前後の配線基板が互いに密接して平面が形成される。例えば、ＬＥＤ光源を構成する基板を２枚考えるたとき、この２枚の配線基板は、２次元平面状に隙間なく敷き詰めることが可能となる。このため、ＬＥＤ光源の製造時に、１枚の基板シート（平板）から複数の配線基板を形成しても、基板シートのロスが少なくなる。従って、安価にＬＥＤ光源を製造することができる。
【００２２】
このように、上記の構成によれば、接続信頼性を向上しつつ、簡便かつ安価に製造することのできるＬＥＤ光源を構成することができる。
【００２３】
本発明のＬＥＤ光源では、上記配線基板の外形が、櫛歯状であってもよい。
【００２４】
上記の構成によれば、配線基板の外形が櫛歯型であるため、配線基板を回転移動させて重ね合わせれば、隙間のない平面が形成される。従って、安価にＬＥＤ光源を製造することができる。
【００２５】
本発明のＬＥＤ光源では、上記配線基板の外形が、ジグザグ形状であってもよい。
【００２６】
上記の構成によれば、配線基板の外形がジグザグ形状であるため、配線基板を平行移動させれば、隙間のない平面が形成される。従って、安価にＬＥＤ光源を製造することができる。
【００２７】
本発明のＬＥＤ光源では、上記隙間のない平面が矩形であることが好ましい。これにより、１枚の基板シート（平板）から複数の配線基板を形成しても、基板シートのロスが特に少なくなる。従って、より安価にＬＥＤ光源を製造することができる。
【００２８】
本発明のＬＥＤ光源では、上記配線基板が、ガラスエポキシ基板からなり、上記配線基板の厚さが、０．８ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２９】
上記の構成によれば、配線基板が、厚さ０．８ｍｍ以下のガラスエポキシ基板から構成される。これにより、ＬＥＤが発する熱を、配線基板の裏面に容易に伝えることができる。従って、放熱性の高いＬＥＤ光源を構成することができる。
【００３０】
本発明のＬＥＤ光源では、上記ＬＥＤは、六方格子状に配置されていることが好ましい。上記の構成によれば、配線基板上にＬＥＤが六方格子状に配置されているため、均一な光照射が可能となる。
【００３１】
本発明のＬＥＤ光源の製造方法は、上記の課題を解決するために、前記いずれかのＬＥＤ光源の製造方法であって、
１枚の基板シートを分割してＬＥＤ光源を構成する配線基板を複数形成する分割工程を含み、
上記分割工程は、基板シートに、複数の配線基板を隙間のない平面を形成するように割り当て、各配線基板にＬＥＤを実装後、個片の配線基板に分割することを特徴としている。
【００３２】
上記の方法によれば、分割工程によって、１枚の基板シートを分割して、あるＬＥＤ光源の配線基板が形成される。すなわち、分割工程では、基板シート上に複数の配線基板を隙間のない平面を形成するように割り当てる。これにより、１枚の基板シートから複数の配線基板を形成する際の、基板シートのロスを少なくすることができる。さらに、分割工程では、基板シートに割り当てた各配線基板にＬＥＤを実装した後に、個片の配線基板に分割する。これにより、個々の配線基板ごとにＬＥＤの実装を行う必要がなく、ＬＥＤを一括して実装することができる。このため、実装加工費用を低減することができる。従って、接続信頼性の高いＬＥＤ光源を、簡便かつ安価に製造することができる。
【００３３】
本発明のＬＥＤ光源の製造方法では、分割工程は、さらに、基板シートを個片の配線基板に分割するためのミシン目を形成する工程を含むことが好ましい。
【００３４】
上記の方法によれば、基板シートを個片の配線基板に分割する前に、基板シートに分割用のミシン目が形成される。これにより、複雑な形状の配線基板であっても、確実に形成することができる。
【００３５】
本発明の面光源装置は、前記いずれかのＬＥＤ光源を複数備えることを特徴としている。
【００３６】
上記の構成によれば、大面積の面光源装置であっても、接続信頼性が高く、簡便かつ安価に製造することのできる面光源装置を実現することができる。なお、面発光装置には、同一のＬＥＤ光源が搭載されることが好ましい。これにより、より簡便かつ安価に製造することのできる面光源装置を実現することができる。
【００３７】
本発明の映像表示装置は、上記の課題を解決するために、前記いずれかの面光源装置を、映像を表示する液晶表示素子のバックライトとして備えることを特徴としている。
【００３８】
上記の構成によれば、本発明の面光源装置をバックライトとして備えているため、大画面の映像表示装置であっても、接続信頼性が高く、簡便かつ安価に製造することのできる映像表示装置を実現することができる。
【００３９】
本発明の映像表示装置では、面光源装置および液晶表示素子に対して、エリアアクティブ輝度制御を行う輝度制御部を備えることが好ましい。
【００４０】
上記の構成によれば、エリアアクティブ輝度制御を行う輝度制御部を備えるため、コントラストの向上および低消費電力化が可能となる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明のＬＥＤ光源、面光源装置、および映像表示装置は、発光ダイオードが非直線的に配置され、外形が非矩形状であり、かつ、配線基板を回転移動または平行移動させたときに、移動前後の配線基板が隙間のない平面を形成することができる形状の配線基板を備えている。それゆえ、接続信頼性を向上しつつ、簡便かつ安価に製造することのできるＬＥＤ光源を構成することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、本発明について、図１〜図１１に基づいて説明する。本発明の映像表示装置は、バックライト光源として、ＬＥＤ基板上に複数のＬＥＤが配置されたＬＥＤ光源を複数備えた面発光装置を搭載している。以下では、本発明の一例として、画面サイズが横９３０ｍｍ×縦５２３ｍｍ（４２インチワイド型に相当）である映像表示装置について説明する。なお、この画面サイズは、これに限定されるものではない。また、以下の説明では、画面サイズに合わせて、横方向および縦方向を適宜使用する。
【００４３】
〔実施の形態１〕
まず、本実施形態の映像表示装置の構成および基本的な動作について、図２に基づいて説明する。図２は、本実施形態の映像表示装置１の概略構成を示すブロック図である。図２のように、映像表示装置１は、ＬＥＤバックライト２、映像回路１１、液晶パネル１２、電源回路１３、および映像信号入力端子１４を備えている。
【００４４】
ＬＥＤバックライト２は、液晶パネル１２の背面側から、液晶パネル１２にバックライト光を照射する。ＬＥＤバックライト２の具体的な構成については、後述する。ＬＥＤバックライト２は、非常に高速な応答速度を提供でき、これによって表示すべき画像の変化にあわせてほぼ即座（数マイクロ〜数百マイクロ秒以下）にバックライト輝度を適切に変化させることが可能となる。
【００４５】
映像回路１１は、外部から入力された映像信号を処理する回路である。本実施形態では、映像回路１１は、映像信号処理部１５とエリアアクティブ輝度制御部１６とから構成される。映像信号処理部１５は、外部から入力された映像信号を液晶パネル１２に表示するための信号変換処理を行う。一方、エリアアクティブ輝度制御部１６は、ＬＥＤバックライト２の発光面および液晶パネル１２の表示領域を、それぞれ複数の制御エリアに分割して、エリアアクティブ輝度制御を行う。エリアアクティブ輝度制御部１６については後述する。
【００４６】
液晶パネル１２は、映像回路１１により処理された映像を表示するための透過型の液晶表示素子である。液晶パネル１２は、２枚のガラス板の間に液晶層が挟持され、ガラス板上にはマトリクス状に形成された多数の画素有する構造を有している。本実施形態では、横１９２０×縦１０８０＝約２０７万の画素が存在する。
【００４７】
電源回路１３は、外部の交流電源に接続されており、交流電源の電圧を所定の直流電圧に変換して、ＬＥＤバックライト２、映像回路１１、および液晶パネル１２の各々に電源を供給する。映像信号入力端子１４は、アンテナを介して外部から映像信号が入力され、その映像信号を映像回路１１に出力する。
【００４８】
このような映像表示装置１では、外部から映像信号入力端子１４に入力された映像信号が、映像回路１１内の映像信号処理部１５によって液晶パネル１２に表示するのに適した信号形式に変換される。そして、変換された映像信号が、液晶パネル１２に送られる。これにより、液晶パネル１２では、映像信号に応じて、各画素に存在するトランジスタスイッチが駆動する。その結果、液晶分子の配列方向が変化し、各画素の光線透過率が変化する。そして、この状態で液晶表示素子の背面側に配置されたＬＥＤバックライト２から、液晶パネル１２にバックライト光が照射されることにより、入力された映像信号に応じた映像の表示が可能になる。本実施形態の映像表示装置１においては、『横１９２０×縦１０８０×ＲＧＢ×８』ビットの情報からなる１フレームの静止画像を、毎秒６０フレームの速度で更新して、液晶パネル１２に動画表示を行っている。
【００４９】
ここで、映像表示装置１の特徴部分であるＬＥＤバックライト２について、図１および図３に基づいて詳細に説明する。図１は、ＬＥＤバックライト２の平面図である。
【００５０】
ＬＥＤバックライト２は、発光素子として複数のＬＥＤ光源を備えた面光源装置である。具体的には、ＬＥＤバックライト２は、金属製のシャーシ２３上に、複数のＬＥＤ２５が非直線状に配置されたＬＥＤ基板２１を複数備えた構成となっている。本実施形態では、１台のＬＥＤバックライト２が、互いに同一である各４枚のＬＥＤ基板２１ａおよび２１ｂ、合計８枚のＬＥＤ基板２１ａおよび２１ｂから構成される。なお、複数のＬＥＤ２５を備えたＬＥＤ基板２１ａおよび２１ｂ各々が、ＬＥＤ光源に対応する。図１では、説明の便宜上、ＬＥＤ基板２１を、配置方向（配置形状）が異なるＬＥＤ基板２１ａおよびＬＥＤ基板２１ｂとして区別している。以下、ＬＥＤ基板２１ａおよび２１ｂを区別しないときには、単にＬＥＤ基板２１として説明する場合がある。
【００５１】
本実施形態では、ＬＥＤ基板２１は、櫛歯型の外形形状（櫛歯形状）を有している。本実施形態では、ＬＥＤ基板２１は、互いに平行な５本の櫛歯が縦方向に並んでおり、ＬＥＤ基板２１の各櫛歯の突出部２４ａには横方向（櫛歯の長さ方向）に同軸上に、４つのＬＥＤ２５が等間隔で実装されている。つまり、各ＬＥＤ基板２１には、２０個（横４個×縦５個）のＬＥＤ２５が等間隔に実装されている。従って、ＬＥＤバックライト２は、合計１６０個（８×２０）のＬＥＤ２５を備えることになる。
【００５２】
ＬＥＤ２５の配置形状は、特に限定されるものではないが、本実施形態のように、ＬＥＤ２５は、６０ｍｍ間隔で六方格子状に配置されていることが好ましい。すなわち、あるＬＥＤ２５を中心として形成される仮想的な正六角形の頂点に、ＬＥＤ２５が配置されるようになっている。なお、各ＬＥＤ基板２１に着目してもＬＥＤバックライト２全体に着目しても、ＬＥＤ２５は六方格子状に配置されている。これにより、ＬＥＤバックライト２は、液晶パネル１２に対し、均一なバックライト光を照射することができる。
【００５３】
なお、ＬＥＤ２５を六方格子状に配置した場合、あるＬＥＤ２５に対し、最も距離が近いＬＥＤ２５の個数は６個である。一方、正方格子状の配置では、あるＬＥＤに対する最近接のＬＥＤの個数は上下左右の４個のみである。この場合、ＬＥＤを全て同一の光度で点灯させても、隣り合うLED同士の距離が近い上下左右方向は明るく、比較的離れている４５度方向は暗くなり、ＬＥＤバックライト全体として縦横の格子状の輝度ムラが知覚されやすい。これに対し、六方格子状では最近接ＬＥＤの個数が多く、隣り合うＬＥＤ同士の間隔の差が小さいため、正方格子状配置の場合と比較して輝度ムラが目立ちにくいという効果を奏する。
【００５４】
各ＬＥＤ基板２１ａおよび２１ｂに実装されたＬＥＤ２５は、各ＬＥＤ基板２１ａおよび２１ｂに形成された配線パターン（図示せず）により、互いに直列に接続されている。
【００５５】
各ＬＥＤ基板２１の両端部には、外部接続用のコネクタ２６が搭載されている。各ＬＥＤ基板２１は、各コネクタ２６の近傍に配置されたネジ２９により、シャーシ２３に固定されている。ＬＥＤバックライト２は、図示しないドライバ基板（駆動回路基板）上に搭載されＬＥＤドライバを備えており、直列接続されたＬＥＤ２５に電流を供給し、定電流またはＰＷＭ（パルス幅変調）により、ＬＥＤ２５を駆動する。互いに縦方向に隣り合うＬＥＤ基板２１ａとＬＥＤ基板２１ｂとは、互いに近接するコネクタ２６・２６に接続されたハーネス２２ａにより、互いに電気的に接続される。つまり、ハーネス２２ａは、隣接するＬＥＤ基板２１ａおよびＬＥＤ基板２１ｂの接続用の接続部材である。また、各ＬＥＤ基板２１ａにおけるハーネス２２ａが接続されないコネクタ２６とドライバ基板とが、ハーネス２２ｂにより互いに電気的に接続されている。つまり、ハーネス２２ｂは、外部接続用の接続部材である。これにより、縦方向に並んだＬＥＤ基板２１ａおよび２１ｂからなる４つのユニットが、それぞれ独立して駆動される。
【００５６】
ここで、ＬＥＤバックライト２の特徴は、ＬＥＤ基板２１の形状にある。すなわち、１つのＬＥＤ基板２１に着目すると、その外形は、非矩形状であり、かつ、ＬＥＤ基板２１を移動させたときに、移動前後のＬＥＤ基板２１が隙間のない平面を形成できる形状となっている。例えば、本実施形態では、ＬＥＤ基板２１は、櫛歯型の外形形状（櫛歯形状）を有している。具体的には、各ＬＥＤ基板２１は、互いに平行な５本の突出部（櫛歯部）２４ａを有しており、各突出部２４ａは互いに櫛根部を共有している。また、各突出部２４ａは、横方向に伸びており、縦方向に互いに離間して設けられている。このように、ＬＥＤ基板２１は、櫛歯状であり、非矩形状となっている。
【００５７】
さらに、ＬＥＤ基板２１ａとＬＥＤ基板２１ｂとは互いに同一であり、ＬＥＤ基板２１ａを１８０°回転させると、ＬＥＤ基板２１ｂとなる。また、ここでは、突出部２４ａの幅（Ｘ）と、突出部２４ａの離間距離に相当する陥没部２４ｂの幅（Ｙ）とは互いにほぼ等しくなっている。このため、ＬＥＤ基板２１ａを、隣りのＬＥＤ基板２１ｂの方へ平行移動させると、ＬＥＤ基板２１ａの櫛歯の突出部２４ａが、ＬＥＤ基板２１ｂの櫛歯の陥没部２４ｂに、隙間なく対応する。これにより、移動前後のＬＥＤ基板２１ａおよびＬＥＤ基板２１ｂによって、隙間のない平面（ここでは矩形）が形成される。なお、後述のように、これらの幅（ＸおよびＹ）は、各ＬＥＤ基板２１ａおよび２１ｂの分割用ミシン目の分だけわずかに幅が異なっている。このため、厳密にいえば、隙間のない平面には、ＬＥＤ基板２１ａおよびＬＥＤ基板２１ｂとの間にわずかな隙間が形成されるが、実質的に隙間が形成されていない（密接している）とみなすことができる。つまり、「隙間」には、ＬＥＤ基板２１の製造時の分割用ミシン目により形成される隙間は含まれない。
【００５８】
このように、ＬＥＤバックライト２では、外形が非矩形状のＬＥＤ基板２１上に、ＬＥＤ２５が非直線的に配置されている。従って、ＬＥＤバックライト２は、矩形状のＬＥＤ基板が用いられるマトリクス型ＬＥＤバックライトとも、ＬＥＤ基板上に直線的にＬＥＤが配置される、アレイ型ＬＥＤバックライトとも異なる。
【００５９】
すなわち、ＬＥＤバックライト２ではＬＥＤ基板２１が非矩形状であるため、マトリクス型ＬＥＤバックライトのように、ＬＥＤ基板２１の面積が大きくならない。しかも、各ＬＥＤ基板２１には、アレイ型ＬＥＤバックライトのように、ＬＥＤ２５は直線的に配置されない。このため、ＬＥＤ基板２１ａ−ＬＥＤ基板２１ｂ間、または、ＬＥＤ基板２１と外部のドライバ基板との電気的な接続箇所を削減することができる。つまり、ハーネス２２ａおよびハーネス２２ｂの数を、大幅に削減することができる。具体的には、本実施形態では、ハーネス２２ａおよびハーネス２２ｂが各々４本である。これに対し、前述の図１６（アレイ型ＬＥＤバックライト）では、ハーネス２２ａに対応するハーネス２２２ａ、および、ハーネス２２ｂに対応するハーネス２２２ｂが、いずれも各１０本である。
【００６０】
さらに、本実施形態では、ハーネス２２ａおよびハーネス２２ｂが接続されるコネクタ２６の設置数も大幅に削減することができる。具体的には、本実施形態では、ＬＥＤバックライト２は８枚のＬＥＤ基板２１から構成されており、各ＬＥＤ基板２１上設けられたコネクタ２６の合計は１６個である。これに対し、図１６ではＬＥＤバックライト２００が２０枚ＬＥＤ基板２２１から構成されており、各ＬＥＤ基板２１上設けられたコネクタ２２６の合計は４０個である。
【００６１】
このようにハーネス２２ａ・２２ｂおよびコネクタ２６の個数を減らすことにより、接続不良による不具合の発生を低減することができ、接続作業を簡略化することができる。
【００６２】
しかも、各ＬＥＤ基板２１を移動させると、移動前後のＬＥＤ基板２１によって、互いに隙間のない平面が形成される。このため、後述のように１つの矩形状の基板シートから、複数のＬＥＤ基板２１を効率よく製造することができる。図１の場合、ＬＥＤ基板２１ａとＬＥＤ基板２１ｂとを組み合わせれば、矩形状となるため、基板シートのロスが、特に少ない。従って、安価にＬＥＤ光源を製造することができる。
【００６３】
なお、図１のＬＥＤバックライト２は、ＬＥＤ２５が発する熱を外部に放出するための放熱構造を有している。図３は、この放熱構造を説明する図であり、図１のＬＥＤバックライト２の破線部Ｚの縦断面を示している。図３のように、ＬＥＤバックライト２は、シャーシ２３とＬＥＤ基板２１との間に、放熱シート２７が挟持されている。また、ＬＥＤ基板２１をシャーシ２３に固定するネジ２９は、ＬＥＤ基板２１、放熱シート２７およびシャーシ２３を貫通している。
【００６４】
放熱シート２７は、ＬＥＤ２５が発する熱を放散するものであり、例えば、シリコーンゴムシートやシリコーンゲルシート（一例として富士高分子工業株式会社のサーコン（登録商標））などが適している。ＬＥＤバックライト２の動作時にＬＥＤ２５が発する熱は、ＬＥＤ基板２１の表面に形成されたランド２１ｃから、貫通スルーホール２８を経由して、裏面のランド２１ｄ、放熱シート２７、シャーシ２３の順に伝わり、シャーシ２３から空気中に放散される。
【００６５】
本実施形態では、ＬＥＤ基板２１ａは、ガラスエポキシ基板としている。ガラスエポキシ基板（ＦＲ−４）は、金属などに比べ熱伝導率が低く熱を伝えにくい材料である。しかし、同じ熱伝導率でも熱が伝わる断面の形状によって熱抵抗の値は変化する。特に、平板形状の場合、水平方向よりも垂直方向の熱抵抗値が大幅に低くなる。このため、ＬＥＤ２５が発する熱は、ＬＥＤ基板２１ａの厚さ方向に伝わり、効率よくシャーシ２３に逃すことができる。
【００６６】
ＬＥＤ基板２１ａの厚さは、特に限定されるものではないが、本実施形態では、標準的なガラスエポキシ基板（ＦＲ−４（１．６ｍｍ））の半分以下（０．８ｍｍ以下）であることが好ましい。本実施形態では、ＬＥＤ基板２１を、厚さ０．６ｍｍのガラスエポキシ基板を用いているが、この厚さでも充分な放熱効果が得られている。このように、ＬＥＤ基板２１として、安価なガラスエポキシ基板を用いながら、十分な放熱効果を得ることができる。しかも、本実施形態では、ＬＥＤ基板２１とシャーシ２３との間に放熱シート２７を設けているため、放熱効果をさらに高めることができる。
【００６７】
なお、ＬＥＤ基板２１をガラスエポキシ基板から構成した場合の厚さの上限は、０．８ｍｍとすることが好ましいが、下限は薄ければ薄いほど好ましい。厚さの上限を０．８ｍｍとした理由は、以下の通りである。すなわち、本実施形態のＬＥＤバックライト２では、ＬＥＤ２５が発する熱を、ＬＥＤ２５が実装されたＬＥＤ基板２１ａおよび放熱シート２７を経由してシャーシ２３に逃がしている。このような放熱系において、ＬＥＤ２５（ＬＥＤチップ）の温度は、下記（１）式のように表すことができる。
【００６８】
Ｔｊｃ−Ｔａｉｒ＝（Ｒｊｃ‐Ｂ＋ＲＢ＋ＲＢ‐ａｉｒ）・ＰＬＥＤ ・・・・・・（１）
ただし、
Ｔｊｃ：ＬＥＤ２５（ＬＥＤチップ）温度[℃]
Ｔａｉｒ：周囲空気温度[℃]
Ｒｊｃ‐Ｂ：ＬＥＤ２５（ＬＥＤチップ）−ＬＥＤ基板２１間の熱抵抗[Ｋ／Ｗ]
ＲＢ：ＬＥＤ基板２１の熱抵抗[Ｋ／Ｗ]、
ＲＢ‐ａｉｒ：ＬＥＤ基板２１−（シャーシ２３経由）−周囲空気の熱抵抗[Ｋ／Ｗ]
ＰＬＥＤ：ＬＥＤ２５への投入電力（＝単位時間当たりの発生熱量）[Ｗ]
である。
【００６９】
本実施形態では、Ｒｊｃ‐Ｂが１０Ｋ／Ｗ、ＲＢ‐ａｉｒが５０Ｋ／Ｗ程度であることが実験により確認されている。また、ＬＥＤバックライト２は、映像表示装置１の内部で密閉されているため、Ｔａｉｒは６０℃程度まで上昇する可能性がある。従って、ＬＥＤ２５への投入電力ＰＬＥＤ＝１．０[Ｗ]の場合において、Ｔｊｃが絶対最大定格である１３０℃を上回らないようにするためには、下記（２）式
ＲＢ ≦（１３０−６０）／１．０−（１０＋５０）＝１０[Ｋ／Ｗ] ・・・（２）
を満たす必要がある。
【００７０】
一方、本実施形態と類似する構成において、厚さＬ＝１．６[ｍｍ]のときのガラスエポキシ基板（ＦＲ−４）の熱抵抗値を実測したところ、ＲＢ＝１３．１[Ｋ／Ｗ]となった。この場合、上記の（２）式を満足しないため、Ｔｊｃが絶対最大定格を上回ってしまう恐れがある。
【００７１】
ここで、ＬＥＤ基板２１内の伝熱経路は、ランド２１ｃ・２１ｄおよびスルーホール２８を経由して伝わる経路と、ＬＥＤ基板２１自体を伝わる経路とが考えられる。このいずれの経路による熱抵抗も、ＬＥＤ基板２１の厚さＬにほぼ比例すると考えらる。従って、これらの合成抵抗であるＬＥＤ基板２１の熱抵抗ＲＢが、ＬＥＤ基板２１の厚さＬに比例すると考えると、上記（２）式を満足し、ＬＥＤ２５のチップ温度を定格内に収めるためには、ＬＥＤ基板２１の厚さＬは、１．２ｍｍ以下であればよい。実際には、さらに他の部品からの熱の周り込みなどを考慮してマージンを確保することが好ましいため、ＬＥＤ基板２１の厚さＬの上限値は、０．８ｍｍであることが好ましい。
【００７２】
なお、ＬＥＤ基板２１としては、アルミなどの金属ベース基板を適用することができる。金属ベース基板は、通常、高出力のＬＥＤ２５の実装に適した高放熱基板として、利用される。ただし、ガラスエポキシ基板に比べると高価である。
【００７３】
ただし、ガラスエポキシ基板は、厚さ１．６ｍｍのものが標準的で価格が最も安価となっており、厚さを薄くするほど単位面積あたりの価格（平米単価）が上昇する傾向にある。これに対し、アルミなどの金属ベース基板は、ガラスエポキシ基板よりも放熱性が格段に優れているものの、平米単価は５〜１０倍にもなる。
【００７４】
上述のように、従来のマトリクス型ＬＥＤバックライトにおいては、画面サイズとほぼ同じ面積のＬＥＤ基板（配線基板）が必要であり、アレイ型ＬＥＤバックライトと比較して、元々基板価格が高価となる傾向にある。このため、アレイ型ＬＥＤバックライトでは高価な金属ベース基板を採用することが可能である。しかし、マトリクス型ＬＥＤバックライトでは、基板価格を少しでも低減するために、熱伝導率の低いガラスエポキシ基板に変更するだけでなく、さらにその中でも平米単価が最も安価な、厚さ１．６ｍｍのＬＥＤ基板（配線基板）を使用せざるを得ない。この場合、ＬＥＤ基板の放熱性が悪くなるため、ＬＥＤの光出力を上げることができず、十分な輝度を得ることができなくなってしまう。
【００７５】
これに対し、本実施形態のＬＥＤバックライト２では後述のように必要なＬＥＤ基板の面積を、マトリクス型ＬＥＤバックライトの０．１９〜０．５倍に抑え、基板価格を低減することができる。このため、基板面積を低減した分、平米単価が高い薄型のガラスエポキシ基板を採用することが可能となる。つまり、本実施形態では、厚さ０．８ｍｍ以下のガラスエポキシ基板を、ＬＥＤ基板２１として適用し、放熱性を確保することができる。
【００７６】
なお、放熱性を確保する上では、可能な限り薄いＬＥＤ基板２１を用いたほうが有利である。しかし、ＬＥＤ基板２１を極端に薄くすると、ＬＥＤ基板２１の平米単価がさらに上昇してしまい、本実施形態のＬＥＤバックライト２の構成にすることによるコストダウン効果を上回る恐れがある。このため、コストダウン効果を確実に上回らないようにするため、本実施形態では、ＬＥＤ基板２１の厚さを０．６ｍｍとしている。
【００７７】
ここで、上述のように、本実施形態の映像表示装置１は、エリアアクティブ輝度制御部１６を備えており、ＬＥＤバックライト２の発光面および液晶パネル１２の表示領域に対して、エリアアクティブ輝度制御が可能となっている。エリアアクティブ輝度制御部１６は、ＬＥＤバックライト２の発光面および液晶パネル１２の表示領域を、それぞれ縦横幾つかの制御エリアに分割して制御する。これにより、コントラストの向上および消費電力の低減を図ることができる。ここで、エリアアクティブ輝度制御の手順について、図４〜図６を用いて以下で説明する。図４は、エリアアクティブ輝度制御における制御エリアの一例を示す図である。図５は、エリアアクティブ輝度制御の有無によるバックライト輝度の変化を比較するグラフであり、図５の（ａ）はエリアアクティブ輝度制御を行わない場合、図５の（ｂ）はエリアアクティブ輝度制御を行う場合を示している。
【００７８】
図４のように、ＬＥＤバックライト２および液晶パネル１２を、縦２画素×横８画素の１６画素からなる制御エリアに分割して輝度制御するとする。この場合、映像信号が入力されたとき、一つの制御エリア内において最大輝度を示す画素を検出する。そして、その画素が最大輝度を示す範囲で、制御エリア内の一部の画素の輝度レベルを増加させる一方、画素の輝度レベルを増加させた分、その制御エリアに相当するＬＥＤバックライトの輝度レベルを下げる。これにより、出力される画像の輝度は、原画像信号と同じになる。このような制御を、映像信号のフレームごとにリアルタイムで行い、ＬＥＤバックライトの輝度を、映像信号に合わせて適宜変化させる。
【００７９】
より詳細には、図５の（ａ）のようにエリアアクティブ輝度制御を行わない場合、ＬＥＤバックライトは、常時１００％の最大輝度（ＬＢＬｍａｘ）で点灯している。つまり、ＬＥＤバックライトは、一律に全点灯して画面表示されている。
【００８０】
これに対し、図５の（ｂ）のようにエリアアクティブ輝度制御を行う場合、上段の各画素の開口率のグラフにおいて、１００％（最大輝度）を超えない範囲で、制御エリア内の一部の開口率を増加させて、液晶パネルにおいて輝度レベルを増加させる。ここでは、グラフ中の斜線で示した部分が、画素の輝度レベルの増加分である。次に、中段のＬＥＤバックライトの輝度分布のグラフのように、この画素の輝度レベルを増加させた領域では、その分、ＬＥＤバックライトの輝度レベルを下げる。これにより、同グラフのように、ＬＥＤバックライトの輝度は、最大輝度（ＬＢＬｍａｘ）から最小輝度（ＬＢＬ）までの分布となる。このような各画素の開口率およびＬＥＤバックライトの輝度分布の各グラフを掛け合わせると、下段の実際の液晶パネルの輝度分布のグラフが得られる。このグラフのように、液晶パネルの輝度分布（つまり出力画像の輝度）は、エリアアクティブ輝度制御をしない場合と同一である。つまり、エリアアクティブ輝度制御を行えば、出力画像の輝度を変化させことなく、ＬＥＤバックライトの輝度を落とすことができる。このため、エリアアクティブ制御を行えば、映像表示装置１の消費電力を大幅に低減することができる。
【００８１】
しかも、エリアアクティブ輝度制御を行わない場合、ＬＥＤバックライトが常時全点灯しているため、画面内に明るい領域と暗い領域とが混在する映像を表示するときに、漏れ光によるコントラストの低下が発生していた。これに対し、エリアアクティブ輝度制御を行う場合、明るい画面領域はバックライトの輝度レベルをより高く、暗い画面領域ではバックライトの輝度レベルをより低くするように制御できるため、映像のコントラストを向上させることができる。
【００８２】
なお、このようなエリアアクティブ輝度制御は、従来のＣＣＦＬを用いたバックライトでも行うことが可能であった。しかし、光源であるＣＣＦＬが細長い形状であるため、制御エリアを細かく分割することができず、その効果が限定されていた。これに対し、ＬＥＤは点光源であるため、制御エリアを比較的細かく分割することができる。しかも、ＬＥＤは、ＣＣＦＬと比較して細かな輝度制御が容易であるという利点も有する。従って、映像表示装置１にＬＥＤバックライト２を採用することにより、エリアアクティブ輝度制御による消費電力の低減およびコントラストの向上という効果をより高めることが可能となる。また、実際のエリアアクティブ輝度制御では、隣り合う制御エリアの境界付近において、上記説明の内容よりもさらに複雑な輝度制御が必要となる。エリアアクティブ輝度制御の詳細な制御手順については、例えば特許文献３に開示されている。
【００８３】
エリアアクティブ輝度制御においては、ＬＥＤバックライト２および液晶パネル１２の制御エリア数が多い程、消費電力低減およびコントラストの向上効果を高めることができる。しかしその一方で、制御エリアの数を多くしすぎると制御時の演算が複雑になり、駆動回路の規模が大きくなるというトレードオフが存在する。従って、コスト削減のためには、制御エリア数は増やさずに（即ち制御エリアの面積を小さくしすぎずに）、可能な限りエリアアクティブ輝度制御の効果を高めることが求められる。
【００８４】
１つの制御エリア内に存在する画素の輝度が大きく変動し、最小値と最大値との差が広がると、その分バックライトの輝度を変化させる余地が少なくなる。従って、効果的なエリアアクティブ輝度制御を行うためには、制御エリア内の各画素の輝度のばらつきはできるだけ小さい方が望ましい。
【００８５】
このようなエリアアクティブ輝度制御を行う場合、制御エリアの形状は特に限定されるものではないが、制御エリアは、正方形に近いことが好ましい。これにより、エリアアクティブ輝度制御による効果を、より高めることができる。
【００８６】
ここで、制御エリアの面積が同一で、形状が正方形の場合と細長い長方形の場合とを比較して考える。図６および図７は、同一面積の画素の制御エリアを示す図である。図６は、横４画素×縦４画素＝１６画素の正方形の制御エリアを示しており、図７は、横１６画素×縦１画素＝１６画素の長方形の制御エリアを示している。これらの制御エリアを比較すると、画素ピッチをＰとして制御エリア内の任意の２画素間の距離の平均値を計算した場合、図６では２．１４Ｐ、図７では５．６７Ｐとなる。通常の映像信号においては、２画素間の距離が近い程、それらの画素の輝度の相関が大きいと考えられる。このため、図７の長方形の場合よりも、図６の正方形の場合の方が、制御エリア内の輝度の相関が高く、輝度のばらつきが少なくなる。従って、同一面積の制御エリアを考えた場合、制御エリアの形状は、縦横どちらかに細長い長方形（アレイ形状）よりも、正方形に近い形状の方が好ましいことになる。
【００８７】
図１６のようなアレイ型ＬＥＤバックライト２００の場合、ＬＥＤ基板２２１は、図７のような細長い長方形となる。すなわち、各ＬＥＤ基板２２１には、ＬＥＤ基板２２１の形状に応じて、ＬＥＤ２２５が直線状に配置され、同一ドライバ基板に接続される。つまり、ＬＥＤ２２５の列は、一列（同軸上）に配置されることになるため、エリアアクティブ輝度制御時の制御エリアが、細長い長方形となる。従って、制御エリアが正方形に近い形状の場合と比較して、エリアアクティブ輝度制御の効果が低減してしまうことになる。
【００８８】
これに対し、本実施形態では、ＬＥＤ基板２１には、ＬＥＤ２５が非直線状に配置されている。このため、各ＬＥＤ基板２１の制御エリアは、正方形に近づけることが容易である。具体的には、本実施形態では、制御エリアは、図４のような長方形としており、アレイ型ＬＥＤバックライトと比較すると、図６の正方形に近い形状となっている。従って、エリアアクティブ輝度制御の効果を高めることができる。
【００８９】
なお、従来のマトリクス型ＬＥＤバックライトにおいてエリアアクティブ輝度制御を行う場合、本実施形態のＬＥＤバックライト２と同様に、制御エリアの形状を、正方形に近い形状とすることは可能である。しかし、マトリクス型ＬＥＤバックライトの場合、画面サイズと同面積のＬＥＤ基板が必要となってしまう。
【００９０】
そこで、マトリクス型ＬＥＤバックライトのＬＥＤおよびＬＥＤ基板を削減して、アレイ型ＬＥＤバックライトに近づけるとする。例えば、横ｍ個×縦ｎ個（ｍおよびｎはいずれも２以上の整数）のＬＥＤが配置されたマトリクス型ＬＥＤバックライトのＬＥＤを減少させて、横１個×縦ｎ個（または横ｍ個×縦１個）のＬＥＤが配置されたアレイ型バックライト装置に近づけるとする。このように、マトリクス型をアレイ型に近づけていくと、ＬＥＤ基板の面積を低減することが可能となる。しかし、アレイ型の場合、マトリクス型よりもＬＥＤ基板の必要枚数が、かなり増える。このため、ＬＥＤ基板同士の接続箇所が、マトリクス型の場合よりも、増加することになる。
【００９１】
このように、マトリクス型では、ＬＥＤ基板同士の接続箇所は少ないものの、ＬＥＤ基板の面積が広くなってしまう。一方、アレイ型では、ＬＥＤ基板の面積がマトリクス型よりも狭いものの、ＬＥＤ基板同士の接続箇所が多くなってしまう。つまり、マトリクス型およびアレイ型のいずれのＬＥＤバックライトにも、技術的課題が存在する。
【００９２】
これに対し、本実施形態のＬＥＤバックライト２では、上述のように、非矩形状のＬＥＤ基板２１ａ・２１ｂに、非直線的にＬＥＤ２５が配置されている。これにより、ＬＥＤ基板の面積を低減しつつ、ＬＥＤ基板２１ａ・２１同士の接続箇所も削減することができる。つまり、マトリクス型およびアレイ型の技術的課題を一挙に解決することが可能となる。さらに、エリアアクティブ輝度制御時の制御エリアの形状を、正方形に近い形状に保つことによって、エリアアクティブ輝度制御の効果を高めることも可能である。従って、ＬＥＤバックライト２は、単にマトリクス型とアレイ型の中間的な構成ではなく、従来にはない新たな技術思想に基づく構造である。
【００９３】
なお、本実施形態では、エリアアクティブ輝度制御部１６を設けているが、エリアアクティブ輝度制御部１６を設けない構成とすることもできる。ただし、コントラスト向上および消費電力低減の効果が得られるため、エリアアクティブ輝度制御部１６を設けることが好ましい。
【００９４】
次に、ＬＥＤバックライト２の製造方法について説明する。図８は、ＬＥＤバックライト２の製造工程を示すフローチャートである。図９は、ＬＥＤ基板２１を形成するための基板シートを示す平面図である。以下のように、１枚の基板シートを分割して、複数のＬＥＤ基板２１が形成される。
【００９５】
まず、ステップ１（Ｓ１）では、基板シート３０上に、回路パターンおよびレジストを形成する。具体的には、まず、図９のように、矩形状の基板シート３０上に、ＬＥＤ基板２１ａおよびＬＥＤ基板２１ｂを割り当てる。つまり、１枚の基板シート３０の上に、同一形状のＬＥＤ基板２１ａおよび２１ｂを多数個取り（多面取り）する。図９では、１枚の基板シート３０から４枚のＬＥＤ基板２１が割り当てられる。ＬＥＤ基板２１の割当ては、複数のＬＥＤ基板２１によって隙間のない平面が形成されるように行う。ここでは、ＬＥＤ基板２１ａおよびＬＥＤ基板２１ｂは互いに同一の櫛歯型形状であり、ＬＥＤ基板２１ａを１８０度回転させたものが、ＬＥＤ基板２１ｂである。このため、図９のように、ＬＥＤ基板２１ａとＬＥＤ基板２１ｂとを組み合わせると、隙間のない平面が形成される。
【００９６】
このようにＬＥＤ基板２１を割り当てた基板シート３０に対し、回路パターン形成（ＬＥＤ２５が実装されるランドやＬＥＤ２５同士を接続する配線などの形成）およびレジスト形成を行う。パターン形成は、通常のプリント配線板の製造と同一の手順で、エッチング法などにより行うことができる。なお、ＬＥＤが実装されるランドは、直近に設けられた貫通スルーホール２８（図３参照）を介して、ＬＥＤ基板２１の裏面に形成されたランド２１ｄのパターンに電気的に接続されている。
【００９７】
なお、基板シート３０は、ガラスエポキシ基板（ＦＲ−４）上に銅箔が貼り付けられた銅張積層板である。図９の基板シーと３０の大きさは、縦３３０ｍｍ、横５００ｍｍ、板厚は０．６ｍｍである。
【００９８】
次に、ステップ２（Ｓ２）では、パターン形成後、ＬＥＤ基板２１ａ−ＬＥＤ基板２１間の隙間を切削し、基板シート３０を個片のＬＥＤ基板２１ａおよび２１ｂに分割するためのミシン目３１を形成する。そして、ミシン目３１を形成した基板シート３０に対し、リフローソルダリングにより、割り当てたＬＥＤ基板２１上に、ＬＥＤ２５およびコネクタ２６を実装する（実装工程）。例えば、クリーム半田を塗布したランドに合わせてＬＥＤ２５およびコネクタ２６等の部品をマウントし、リフロー炉内で加熱してクリーム半田を融解させる。これにより、各部品の電極とＬＥＤ基板２１のランドとが互いに電気的に接続される。このように、ミシン目３１を切断せず、ＬＥＤ２５等の部品を実装するため、一括して各部品を実装することができる。
【００９９】
次に、ステップ３（Ｓ３）では、実装工程後の基板シート３０を、ミシン目３１に沿って切断する。この切断は、トムソン刃型などの治具を用いてミシン目３１の繋がっている箇所を切断する。これにより、基板シート３０から、個片のＬＥＤ基板２１が分割される（分割工程）。
【０１００】
次に、ステップ４（Ｓ４）において、図３のように、各ＬＥＤ基板２１の裏面に、放熱シート２７を貼付けた後、ステップ５（Ｓ５）において、ＬＥＤ基板２１をネジ２９によりシャーシ２３に固定する。そして、最後に、各ＬＥＤ基板２１のコネクタ２６の接続を行う。これにより、ＬＥＤバックライト２の製造が完了する。
【０１０１】
このように、この方法では、基板シート３０上に複数のＬＥＤ基板２１が割り当てられ、各ＬＥＤ基板２１にＬＥＤ２５が実装された後に、個片のＬＥＤ基板２１ａ・２１ｂに分割される。これにより、個々のＬＥＤ基板２１ごとにＬＥＤ２５の実装を行う必要がなく、ＬＥＤ２５を一括して実装することができる。このため、実装加工費用を低減することができる。従って、接続信頼性の高いＬＥＤ光源およびＬＥＤバックライト２を、簡便かつ安価に製造することができる。さらに、基板シート３０を個片のＬＥＤ基板２１に分割する前に、基板シート３０に分割用のミシン目３１が形成される。これにより、櫛歯型のような複雑な形状のＬＥＤ基板２１であっても、確実に形成することができる。
【０１０２】
また、この方法では、ＬＥＤ基板２１ａとＬＥＤ基板２１ｂとを組み合わせると、隙間のない平面が形成される。そのため、大判の基板シートからＬＥＤ基板を多面取りして製造する場合に、１枚の基板シートから取り出せるＬＥＤ基板の数を多くすることができる。上述の例では、１枚の基板シート３０に対し、ＬＥＤ基板２１を４枚配置できる。従って、ＬＥＤ基板の価格を低減することができる。
【０１０３】
前述のように、本実施形態では、１台のＬＥＤバックライトに必要なＬＥＤ基板の枚数は８枚であるので、２枚分の基板シート３０で１台分のＬＥＤバックライト２を賄うことができる。これに対し、従来のマトリクス型ＬＥＤバックライトの場合、ＬＥＤ基板が単なる長方形となる。つまり、画面サイズとほぼ同じ面積のＬＥＤ基板が必要となるため、１枚の基板シートに配置できるＬＥＤ基板の個数は２個、１台のＬＥＤバックライト（ＬＥＤ基板８枚）あたりに必要な基板シートの枚数は４枚となる。また、基板価格を低減するために、アレイ型ＬＥＤバックライトとした場合、ＬＥＤ基板は長方形（アレイ形状）となるため、１枚の基板シートに配置できるＬＥＤ基板の個数は３０個、１台のＬＥＤバックライト（ＬＥＤ基板２０枚）あたり必要な基板シート枚数は０．６７枚分と試算される。
【０１０４】
ここで、ＬＥＤ基板の価格が面積に比例するものとすると、本実施形態の櫛歯形状のＬＥＤ基板の部材価格は、アレイ形状のＬＥＤ基板の場合（アレイ型ＬＥＤバックライト装置の場合）の約３倍、長方形のＬＥＤ基板を用いた場合（マトリクス型ＬＥＤバックライト装置）の約０．５倍になる。櫛歯形状のＬＥＤ基板を採用することで、アレイ形状のＬＥＤ基板にはおよばないものの、長方形状のＬＥＤ基板を用いた場合よりも安価になる。ただし、本実施形態では、アレイ型ＬＥＤバックライトよりも、接続箇所（ハーネス２２ａ・２２ｂの数およびコネクタ２６の数）を、大幅に削減することができる。従って、アレイ型ＬＥＤバックライトの場合よりも、簡便かつ安価に製造することができる。
【０１０５】
〔実施の形態２〕
次に、図１０および図１１に基づいて、別の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同一の概念については同一の記号を付し、説明を省略する。図１０は、実施の形態２のＬＥＤバックライト４の全体構成を示す平面図である。
【０１０６】
図１０のように、本実施形態では、ＬＥＤ基板４１の形状が、実施の形態１とは異なる。すなわち、本実施形態では、実施の形態１の櫛歯型ＬＥＤ基板２１の代わりに、楔型（ジグザグ型形状）のＬＥＤ基板４１を適用している。それ以外は、基本的には実施の形態１のＬＥＤバックライト２と同様である。すなわち、ＬＥＤバックライト４は、ＬＥＤ基板４１、ハーネス４２ａおよび４２ｂ、シャーシ４４、および図示しない放熱シートおよびドライバ基板などによって構成される。
【０１０７】
ＬＥＤバックライト４は、互いに同一の１０枚の楔型のＬＥＤ基板４１から構成されており、各ＬＥＤ基板４１は、縦方向に５枚×横方向に２枚配置されている。各ＬＥＤ基板４１上には複数のＬＥＤ４５が等間隔で実装され、ＬＥＤ基板４１上の配線パターンにより直列に接続されている。ＬＥＤ基板４１の両端には、２個のコネクタ４６が搭載されている。横方向に隣り合うＬＥＤ基板４１同士はハーネス４２ａにより電気的に接続され、横方向に並んだ一方のＬＥＤ基板４１とドライバ基板とは、ハーネス４２ｂにより電気的に接続される。ハーネス４２ａおよび４２ｂは、各々コネクタ４６に接続される。ドライバ基板上にはＬＥＤドライバが搭載されており、直列接続されたＬＥＤ基板４１上のＬＥＤ４５に電流を流し、定電流もしくはＰＷＭ（パルス幅変調）により駆動することができる。
【０１０８】
本実施形態では、ＬＥＤ基板４１は、図１０に示すようにジグザグ型の外形形状を有している。すなわち、ＬＥＤ基板４１が、鋸歯形状、または、所定角度を有して、交互に折れ曲がって伸長した形状ともいえる。しかも、各ＬＥＤ基板４１は、互いに噛み合うように、対向配置されている。また、ＬＥＤ基板４１の各山部および谷部には、ＬＥＤ４５が実装されており、各ＬＥＤ基板４１には、１６個のＬＥＤ４５が実装される。ＬＥＤ４５は、実施の形態１と同様、６０ｍｍ間隔で六方格子状に配置され、全体で１６０個のＬＥＤ４５が存在する。
【０１０９】
このように、各ＬＥＤ基板４１は、ジグザグ形状であって、非矩形状である。しかも、複数のＬＥＤ基板４１を平行移動して、外形同士を組み合わせると、隙間のない平面が形成され、２次元平面状に隙間なく敷き詰めることができる。
【０１１０】
これにより、隣り合うＬＥＤ基板４１同士の接続するハーネス４２ａ、および、ＬＥＤ基板４１と外部のドライバ基板とを接続するハーネス４２ｂ合計は１０個となる。これは、図１６のアレイ型ＬＥＤバックライト２００の場合の２０個より大幅に削減されている。また、コネクタ４６の数も削減されている。このように、本実施形態でも、実施の形態１と同様に、ハーネス４２ａ・４２ｂおよびコネクタ４６の個数を減らすことで、配線接続作業を簡略化でき、接続不良による不具合の発生を低減することができる。
【０１１１】
また、大判の基板シートからＬＥＤ基板を多面取りして製造する場合に、１枚の基板シートから取り出せるＬＥＤ基板の数を多くすることができ、ＬＥＤ基板の価格を低減することができる。
【０１１２】
さらに、本実施形態においても、ＬＥＤ基板４１は、アレイ形状の基板よりも比較的正方形に近い形状であるので、エリアアクティブ輝度制御時の制御エリア形状を正方形に近づけることが可能である。従って、より効果的なエリアアクティブ輝度制御を行い、映像表示装置の消費電力を低減し、コントラストを向上させることができる。
【０１１３】
本実施形態のＬＥＤバックライト４は、実施の形態１と同様に製造することができる。実施の形態１と異なる点は、ＬＥＤ基板４１の形状のみであり、その他の方法は同様である。図１１は、図１０のＬＥＤバックライト４の製造工程における個片分割前の基板シートの形状を示す平面図である。
【０１１４】
図１１のように、ＬＥＤバックライト４の製造においては、同一のジグザグ型形状のＬＥＤ基板４１が、１枚の基板シート５０の上に多数配置されて製造される。互いに隣接するＬＥＤ基板４１同士の外形はミシン目５１で区切られている。その他の製造および組立の手順については、実施の形態１と同様であるので省略する。
【０１１５】
本実施形態においては、図１１のように、実施の形態１（図９）と同じ大きさの基板シート５０（５００ｍｍ×３３０ｍｍ）１枚に対し、ＬＥＤ基板４１を１３個配置できる。従って、１台のＬＥＤバックライト（ＬＥＤ基板１０枚）に必要な基板シートの枚数は０．７７枚となる。
【０１１６】
ＬＥＤ基板４１の価格が面積に比例するものとすると、ジグザグ形状のＬＥＤ基板４１の部材価格は、アレイ形状のＬＥＤ基板の場合（アレイ型ＬＥＤバックライト装置）の約１．２倍、櫛歯形状のＬＥＤ基板２１の場合の約０．３８倍、長方形のＬＥＤ基板の場合（マトリクス型ＬＥＤバックライト装置）の約０．１９倍になる。従って、ジグザグ形状のＬＥＤ基板４１を採用することで、アレイ形状のＬＥＤ基板にはおよばないものの、長方形状のＬＥＤ基板や第１の実施形態の櫛歯型形状のＬＥＤ基板２１よりもさらに部材価格を安価にすることができる。ただし、本実施形態でも、アレイ型ＬＥＤバックライトよりも、接続箇所（ハーネス４２ａ・４２ｂの数およびコネクタ４６の数）を、大幅に削減することができる。従って、アレイ型ＬＥＤバックライトの場合よりも、簡便かつ安価に製造することができる。
【０１１７】
なお、実施の形態１では櫛歯状のＬＥＤ基板２１、実施の形態２ではジグザグ形状のＬＥＤ基板４１としたが、それ以外にも、例えば、図１２〜図１５のような形状とすることもできる。図１２〜図１５は、ＬＥＤ基板の他の形状を示す平面図である。各図のように、図１２のようなＶ字形状のＬＥＤ基板６１、図１３のようなＮ字（Ｚ字）形状のＬＥＤ基板７１、図１４のような波型形状のＬＥＤ基板８１、図１５のような渦巻き型（巴型）形状のＬＥＤ基板９１とすることもできる。なお、図１２および図１３のＬＥＤ基板６１・７１は、図１０（実施の形態２）のジグザグ形状のＬＥＤ基板４１の一部を切り出したものであるともいえる。また、図１４のＬＥＤ基板８１は、図１０のジグザグ形状のＬＥＤ基板４１を曲線で構成したものであるともいえる。また、図１５のＬＥＤ基板９１は、図１（実施の形態１）の櫛型のＬＥＤ基板２１を変形したものであるともいえる。これらのＬＥＤ基板６１，７１，８１，９１には、ぞれぞれ、実施の形態１および２と同様に、ＬＥＤ６５，７５，８５，９５が、非直線的に配置されている。また、各々のＬＥＤ基板６１，７１，８１，９１を組合わせると、隙間のない平面が形成される。そのため、実施の形態１および２と同様に、１枚の基板シート６０，７０，８０，９０から、それぞれ、複数のＬＥＤ基板６１，７１，８１，９１を多面取りして製造することができる。従って、ＬＥＤ基板の価格を低減することができる。
【０１１８】
なお、本発明を以下のように表現することもできる。
【０１１９】
本発明のＬＥＤ光源は、所定の間隔で配置された複数のＬＥＤと、前記複数のＬＥＤに電流を供給する配線基板と、前記配線基板と外部回路とを電気的に接続するための接続部材とを備えたＬＥＤ光源であって、前記配線基板の外形形状は非直線形状かつ非矩形形状であり、かつ２次元平面状に隙間なく敷き詰めることが可能な形状である構成であってもよい。これによれば、ＬＥＤ光源の構成要素である配線基板の外形形状が非直線形状かつ非矩形形状であり、かつ２次元平面状に隙間なく敷き詰めることが可能な形状であるため、基板面積を低減し、部材価格を削減できるとともに、エリアアクティブ輝度制御時の制御エリア形状を正方形に近い形にすることが容易であるため、エリアアクティブ輝度制御の効果を高めることができる。
【０１２０】
本発明のＬＥＤ光源は、前記配線基板の外形形状が櫛歯型である構成であってもよい。これによれば、配線基板の外形形状が櫛歯型であるため、２枚の配線基板を１８０度回転させて重ね合わせて配置することで製造時の面積を小さくすることができ、部材価格を低減することができる。
【０１２１】
本発明のＬＥＤ光源は、前記配線基板の外形形状はジグザグ型（楔型）であってもよい。これによれば、配線基板の外形形状がジグザグ型であるため、間隔を詰めて、複数の配線基板を配置することで製造時の面積を小さくすることができ、部材価格を低減することができる。
【０１２２】
本発明のＬＥＤ光源は、前記配線基板は、矩形形状の配線基板シート上に多数個取りされた状態で製造され、前記ＬＥＤが実装された後に個片分割される構成であってもよい。これによれば、配線基板が矩形形状の配線基板シート上に多数個取りされた状態で製造され、前記ＬＥＤが実装された後に個片分割されるため、個々の配線基板ごとにＬＥＤの実装を行う必要がなくなる。即ち、ＬＥＤを一括で実装することで実装加工費用を低減することができる。
【０１２３】
本発明のＬＥＤ光源は、前記配線基板の外形形状は、前記配線基板シート上に予め設けられたミシン目を分割することで形成される構成であってもよい。これによれば、配線基板の外形形状を配線基板シート上に予め設けられたミシン目を分割することで形成されため、櫛歯型やジグザグ型など比較的複雑な形状の外形も容易に形成することができる。また、ミシン目を分割する前の繋がった状態でＬＥＤなどの実装を行うことができるため、実装時の作業性を向上させることができる。
【０１２４】
本発明のＬＥＤ光源は、前記配線基板はガラスエポキシ基板であり、基板の板厚が０．８ｍｍ以下である構成であってもよい。これによれば、配線基板がガラスエポキシ基板であり基板の板厚が０．８ｍｍ以下であるため、ＬＥＤが発する熱を、配線基板の裏面の放熱部材に容易に伝えることができる。即ち、安価な構成で放熱性の高いＬＥＤ光源を構成することができる。
【０１２５】
本発明の面光源装置は、前記のいずれかのＬＥＤ光源を複数搭載した構成であってもよい。これによれば、上記のいずれかのＬＥＤ光源を複数搭載して面光源装置を構成するため、大面積の面光源装置を安価に実現することができる。
【０１２６】
本発明の映像表示装置は、前記面光源装置を液晶表示素子のバックライトとして使用し、液晶表示素子に映像を表示する構成であってもよい。これによれば、上記の面光源装置を液晶表示素子のバックライトとして使用して映像を表示するため、エリアアクティブ輝度制御によるコントラストの向上および低消費電力化と、部材価格低減によるローコスト化とを両立させることが可能となる。
【０１２７】
本発明の映像表示装置は、前記液晶表示素子の表示領域と前記面光源装置の発光面とをそれぞれ複数のエリアに分割して、エリアアクティブ輝度制御を行う構成であってもよい。これによれば、液晶表示素子の表示領域と面光源装置の発光面とをそれぞれ複数のエリアに分割してエリアアクティブ輝度制御を行うため、映像表示装置のコントラストを向上させ、消費電力を低減することができる。
【０１２８】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１２９】
以上のように、本発明のＬＥＤ光源は、接続信頼性を向上しつつ、簡便かつ安価に製造することのできるため、液晶テレビやＰＣ（パーソナルコンピュータ）用の液晶モニタなどの用途に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】本発明のＬＥＤバックライトの全体構成を示す平面図である。
【図２】本発明の映像表示装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】図１のＬＥＤバックライトにおける放熱構造を示す断面図である。
【図４】図２の映像表示装置において、エリアアクティブ輝度制御部の制御単位となる制御エリアを示す図である。
【図５】図２の映像表示装置において、エリアアクティブ輝度制御部による輝度制御の有無による映像信号およびバックライト輝度を比較した概念図である。
【図６】図４の制御エリアとは異なる形状の制御エリアを示す平面図である。
【図７】従来のアレイ型ＬＥＤバックライトを用いた映像表示装置における制御エリアを示す平面図である。
【図８】図１のＬＥＤバックライトの製造工程を示すフローチャートである。
【図９】図８の製造工程における個片分割前の基板シートの形状を示す平面図である。
【図１０】本発明における別のＬＥＤバックライトの全体構成を示す平面図である。
【図１１】図１０のＬＥＤバックライトの製造工程における個片分割前の基板シートの形状を示す平面図である。
【図１２】本発明におけるＬＥＤ基板の別の形態を示す平面図である。
【図１３】本発明におけるＬＥＤ基板の別の形態を示す平面図である。
【図１４】本発明におけるＬＥＤ基板の別の形態を示す平面図である。
【図１５】本発明におけるＬＥＤ基板の別の形態を示す平面図である。
【図１６】従来のアレイ型ＬＥＤバックライトを示す平面図である。
【符号の説明】
【０１３１】
１ 映像表示装置
２，４ ＬＥＤバックライト（面光源装置）
１１ 映像回路
１２ 液晶パネル（液晶表示素子）
１６ エリアアクティブ輝度制御部（輝度制御部）
２１ａ，２１ｂ ＬＥＤ基板（配線基板）
２２ａ，２２ｂ ハーネス
２５ ＬＥＤ
２６ コネクタ（接続部）
４１ ＬＥＤ基板（配線基板）
４２ ハーネス
４５ ＬＥＤ（ＬＥＤ光源）
４６ コネクタ（接続部）
６０，７０，８０，９０ 基板シート
６１，７１，８１，９１ ＬＥＤ基板
６５，７５，８５，９５ ＬＥＤ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線基板上に３つ以上の発光ダイオードを備え、配線基板から発光ダイオードに電流が供給されるＬＥＤ光源であって、
上記発光ダイオードは、配線基板上に、非直線的に配置されており、
上記配線基板の外形は、非矩形状であり、かつ、配線基板を回転移動または平行移動させたときに、移動前後の配線基板が隙間のない平面を形成することができる形状であることを特徴とするＬＥＤ光源。
【請求項２】
上記配線基板の外形が、櫛歯状であることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ光源。
【請求項３】
上記配線基板の外形が、ジグザグ形状であることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ光源。
【請求項４】
上記隙間のない平面が、矩形であることを特徴とする請求項１または２に記載のＬＥＤ光源。
【請求項５】
上記配線基板が、ガラスエポキシ基板からなり、
上記配線基板の厚さが、０．８ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のＬＥＤ光源。
【請求項６】
上記発光ダイオードは、六方格子状に配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のＬＥＤ光源。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のＬＥＤ光源の製造方法であって、
１枚の基板シートを分割してＬＥＤ光源を構成する配線基板を複数形成する分割工程を含み、
上記分割工程は、基板シートに、複数の配線基板を隙間のない平面を形成するように割り当て、各配線基板にＬＥＤを実装後、個片の配線基板に分割することを特徴とするＬＥＤ光源の製造方法。
【請求項８】
分割工程は、さらに、基板シートを個片の配線基板に分割するためのミシン目を形成する工程を含むことを特徴とする請求項７に記載のＬＥＤ光源の製造方法。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のＬＥＤ光源を複数備えることを特徴とする面光源装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の面光源装置を、映像を表示する液晶表示素子に照射するバックライトとして備えることを特徴とする映像表示装置。
【請求項１１】
面光源装置および液晶表示素子に対して、エリアアクティブ輝度制御を行う輝度制御部を備えることを特徴とする請求項１０に記載の映像表示装置。
【請求項１】
配線基板上に３つ以上の発光ダイオードを備え、配線基板から発光ダイオードに電流が供給されるＬＥＤ光源であって、
上記発光ダイオードは、配線基板上に、非直線的に配置されており、
上記配線基板の外形は、非矩形状であり、かつ、配線基板を回転移動または平行移動させたときに、移動前後の配線基板が隙間のない平面を形成することができる形状であることを特徴とするＬＥＤ光源。
【請求項２】
上記配線基板の外形が、櫛歯状であることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ光源。
【請求項３】
上記配線基板の外形が、ジグザグ形状であることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ光源。
【請求項４】
上記隙間のない平面が、矩形であることを特徴とする請求項１または２に記載のＬＥＤ光源。
【請求項５】
上記配線基板が、ガラスエポキシ基板からなり、
上記配線基板の厚さが、０．８ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のＬＥＤ光源。
【請求項６】
上記発光ダイオードは、六方格子状に配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のＬＥＤ光源。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のＬＥＤ光源の製造方法であって、
１枚の基板シートを分割してＬＥＤ光源を構成する配線基板を複数形成する分割工程を含み、
上記分割工程は、基板シートに、複数の配線基板を隙間のない平面を形成するように割り当て、各配線基板にＬＥＤを実装後、個片の配線基板に分割することを特徴とするＬＥＤ光源の製造方法。
【請求項８】
分割工程は、さらに、基板シートを個片の配線基板に分割するためのミシン目を形成する工程を含むことを特徴とする請求項７に記載のＬＥＤ光源の製造方法。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のＬＥＤ光源を複数備えることを特徴とする面光源装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の面光源装置を、映像を表示する液晶表示素子に照射するバックライトとして備えることを特徴とする映像表示装置。
【請求項１１】
面光源装置および液晶表示素子に対して、エリアアクティブ輝度制御を行う輝度制御部を備えることを特徴とする請求項１０に記載の映像表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００９−４４０９９（Ｐ２００９−４４０９９Ａ）
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２１０３４２（Ｐ２００７−２１０３４２）
【出願日】平成１９年８月１０日（２００７．８．１０）
【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２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月１０日（２００７．８．１０）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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