JP2006189665A

JP2006189665A - 発光ダイオードを用いたｌｃｄバックライト

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Publication number: JP2006189665A
Application number: JP2005001958A
Authority: JP
Inventors: Junji Miyashita; 純二宮下; Kazu Oishi; 和大石
Original assignee: Citizen Electronics Co Ltd
Current assignee: Citizen Electronics Co Ltd
Priority date: 2005-01-06
Filing date: 2005-01-06
Publication date: 2006-07-20
Anticipated expiration: 2025-01-06
Also published as: JP4733395B2

Abstract

【課題】拡散板の周辺が色ムラで中央部に比べて輝度が低下する。
【解決手段】絶縁性を有するプリント基板１の上面に発光ダイオード（LED）２を実装し、LED２の側面周囲を枠部材３で囲み、LED２に対向して、枠部材３の上面に拡散板４を配設した直下型のLCDバックライトであって、LED２は、赤色（R）、緑色（G）、青色（B）の三原色の光源で、LED２の配置は、プリント基板１の外周部（P1）を中央部(P3)に比べて狭いピッチにすることにより、外周部は中央部と同等の色調が得られる。外周部の色ムラの防止及び輝度の低下が防止できる。有効表示エリアに対し、LED実装エリアを同等にできるため省スペース化が可能で、有効表示エリアに対し、LEDの搭載数を減らすことが期待できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示装置を背面より照射する発光ダイオードを用いたLCDバックライトに関するものである。

近年、光通信部材を搭載したノート型パソコン、PDA、携帯電話等の各種電子機器の表示装置として、薄型で見やすいバックライト機構を備えた液晶表示装置が広く用いられている。このようなバックライト機構としては、液晶表示装置を背面から全面にわたり照射する面状光源が用いられており、その面状光源としては蛍光ランプまたは発光ダイオード（LED）よりなる発光源と、該LEDの照射光を一様にLCD側に拡散する拡散板を備えたものが一般的である。特に、小型化、薄型化及び長寿命化を目的として発光源としてLED等を用いた面状光源が多く使用されている。

かかる面状光源により白色の照射光を出射させ、パネル等に対し白色の照射をしようとするとき、発光源として白色の蛍光ランプを用いるが、LEDの場合は、赤色（R）、緑色（G）、青色（B）の３種類の高輝度LEDを同時点灯、又は時分割点灯して、白色光を合成するのが一般的であった。更に最近は、LEDの場合、単独に白色に近い光を発光する白色のLEDが開発され、利用されるようになってきた。この白色のLEDを用いることにより、小型で簡単な構成で白色照明を目的とする面状光源を形成することが可能になった。（例えば、特許文献１参照）

下記の特許文献１に開示されている発光ダイオードを用いた直下型のLCDバックライトは、図５に示すように、絶縁性を有するプリント基板１１の上面に複数個のLED（発光ダイオード）１２を所定の位置に実装する。前記LED１２の側面周囲を反射枠（枠部材）１３で囲み、前記LED１２に対向して、前記枠部材１３の上面に散乱シート（拡散板）１４を配設する。前記枠部材１３は、一般的に樹脂成型品で、可視光をより反射させるために白色のものが使用されることが多く、樹脂成型時に白色にして光を効率的に利用するのに、樹脂内に光を拡散させるために、シリカや酸化チタン等の拡散剤を充填して反射率を上げている。また、前記プリント基板１１の表面にLED１２の光を上方へ反射するために白色光沢印刷が施されている。
実開昭６４−４９８８６号公報（第３頁、図１）

上記したLCDバックライトの構造において、一般に、発光源であるLED１２の照射光は、その殆どは拡散板１４から、LCDバックライトとしてLCD側に出射されるが、前記枠部材１３の内壁側に照射された光は、図５に示すように、装置内に散乱して、その一部は拡散板１４側に反射される。図６は、図５のLED１２の配置を示すもので、該LED１２は、赤色（R）、緑色（G）、青色（B）の三原色の光源であって、プリント基板11上に略等ピッチで均等に分散・配置されている。前記プリント基板１１の外周部のP1部は右側のみに配置されているので、青色（B）が、赤色（R）と緑色（G）に比べてより遠くに存在することになる。そのため、P1部では赤味がかった色になる。同様に、P２部は左側のみにLED１２が配置されているので、赤色（R）が弱くなるので、青味がかった色になる。プリント基板１１の中央部のP３部では左右上下とも略同数のLED１２が配置されている。

解決しようとする問題点は、上記したように、前記プリント基板１１の外周部にLED１２からの照射光は、その結果として、拡散板１４の中央部の出射光は均一であるが、拡散板１４の外周部は色ムラが発生し、外周部は中央部に比較して輝度が低下する。そのため混色が均一な有効なエリアがLED実装エリアより狭くなってしまう、という問題があった。

本発明は、上述した欠点を解消するために、その目的は、有効表示エリアに対し、LED実装エリアを同等にでき、光の利用効率を向上させことにより、色ムラと、輝度の低下を防止すことができ、拡散板からLCD側に均一な光を出射する発光ダイオードを用いたLCDバックライトを可能にしたものである。

上記課題を解決するために、本発明における発光ダイオードを用いたLCDバックライトは、絶縁性を有するプリント基板の上面に発光ダイオード（LED）を実装し、前記LEDの側面周囲を枠部材で囲み、LEDに対向して、枠部材の上面に拡散板を配設した直下型のLCDバックライトにおいて、前記LEDは、赤色（R）、緑色（G）、青色（B）の三原色の光源であって、該LEDの配置は、前記プリント基板の外周部を中央部に比べて狭いピッチにすることにより、外周部は中央部と同等の色調が得られることを特徴とするものである。

また、絶縁性を有するプリント基板の上面に発光ダイオード（LED）を実装し、前記LEDの側面周囲を枠部材で囲み、LEDに対向して、枠部材の上面に拡散板を配設した直下型のLCDバックライトにおいて、前記LEDは、赤色（R）、緑色（G）、青色（B）の三原色の光源であって、該LEDの配列は、前記プリント基板の外周部に配置するLEDの配列順序を一部変更することにより、外周部は中央部と同等の色調が得られることを特徴とするものである。

また、前記プリント基板の外周部の縦列に配置した赤色(R)のLEDの一部を青色（B）のLEDに、前記プリント基板の外周部の横列に配置した青色(B)のLEDの一部を赤色（R）のLEDに変更することにより、外周部は中央部と同等の色調が得られることを特徴とするものである。

また、前記絶縁性を有するプリント基板の上面に発光ダイオード（LED）を実装し、前記LEDの側面周囲を枠部材で囲み、LEDに対向して、枠部材の上面に拡散板を配設した直下型のLCDバックライトにおいて、前記LEDは、赤色（R）、緑色（G）、青色（B）の三原色の光源であって、前記プリント基板の外周部に実装するLEDは、赤色（R）、緑色（G）、青色（B）が一つのパッケージの中に実装された３in1−LEDであり、外周部は中央部と同等の色調が得られることを特徴とするものである。

また、絶縁性を有するプリント基板の上面に発光ダイオード（LED）を実装し、前記LEDの側面周囲を枠部材で囲み、LEDに対向して、枠部材の上面に拡散板を配設した直下型のLCDバックライトにおいて、前記LEDは、赤色（R）、緑色（G）、青色（B）の三原色の光源であって、該LEDの配置箇所は、前記プリント基板の上面以外に、前記枠部材の内壁にライン状に実装した赤色（R）、緑色（G）、青色（B）の単色もしくは、赤色（R）、緑色（G）、青色（B）が一つのパッケージの中に実装された３in1−LEDであり、外周部は中央部と同等の色調が得られることを特徴とする発光ダイオードを用いたLCDバックライト。

本発明の発光ダイオードを用いたLCDバックライトは、プリント基板上に配置するLEDの配置密度の変化、配列順序の変更、３in1−LED の使用、枠部材にライン光源の配置などを行うことにより、外周部は中央部と同等の色調が得られる。従って、基板外周部の色ムラが防止され、輝度の低下を防ぐことができる。有効表示エリアに対し、LED実装エリアを同等にでき、省スペース化になる。有効表示エリアに対し、LEDの搭載数を減らすことが期待できる。

本発明の発光ダイオードを用いたLCDバックライトについて、図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施例１に係わり、図１（a）は、直下型のLCDバックライト装置の要部断面図、図１（b）は、基板上に実装された三原色LEDの部分平面図である。図１において、１はガラスエポキシ樹脂などよりなる絶縁性を有するプリント基板で、前記プリント基板１の上面の所定位置に、複数個のLED２を実装する。前記LED２は、赤色（R）、緑色（G）、青色（B）の三原色の光源であって、前記プリント基板１の外周部であるP1部近傍から見たLED２の配置において、プリント基板１の中央部であるP3部に比べて狭いピッチにする。前記LED２に対向して、前記枠部材３（図４参照）の上面に拡散板４を配設して発光ダイオードを用いたLCDバックライトを構成する。

以上述べた構成のLCDバックライトの作用・効果について説明する。プリント基板１の外周部のLED２の配置を中央部より狭いピッチで配置することで、赤色（R）と青色（B）が略同じ位置に存在するとみなすことができる。外周部は中央部と同等の色調が得られることが可能である。従って、光の利用効率が良くなり、色ムラと輝度低下を防止することができる。

図２は、本発明の実施例２に係わる基板上に実装された三原色のLEDの配置を説明する平面図である。図2において、プリント基板１の外周部に通常配列された、赤色（R）、緑色（G）、青色（B）の三原色のLED２の中で、プリント基板１の外周部の縦列に配置した一部、例えば、Y1、Y2、Y3の赤色(R)のLED２を青色（B）のLED２に変更することで、赤味がかった色調が変更されて、中央部と同等の色調が得られる。同様に、プリント基板１の外周部の横列に配置した一部、例えば、X1、X2、X3の青色(B)のLED２を赤色（R）のLED２に変更することで、青味がかった色調が変更されて、中央部と同等の色調が得られる。

以上述べた構成のLCDバックライトの作用・効果について説明する。前記プリント基板１の外周部に配置するLED２の配列順序を一部変更することにより、赤味がかった縦列、青味がかった横列の外周部は、それぞれ、中央部と同等の色調が得られることにより、色ムラと輝度低下を防止することができる。

図３は、本発明の実施例３に係わり、図３（a）は、３in1−LEDを説明するための平面図、図３（b）は、基板上に実装された三原色のLEDの配置を説明する平面図である。図３において、前記プリント基板１の外周部に実装するLED２は、赤色（R）、緑色（G）、青色（B）が一つのパッケージの中に実装された３in1−LED２Aであり、この３in1−LED２Aは、青緑味に発光させることで、図６で説明したプリント基板１１の外周部のP1部での赤味がかった色を白色化する。同様に、同様に、P２部には、赤緑味で発光させ白色化させる。従って、外周部は中央部と同等の色調が得られる。

以上述べた構成のLCDバックライトの作用・効果について説明する。前記プリント基板１の外周部に３in1−LED２Aを配置することで、白色化することが可能で、外周部は中央部と同等の色調が得られることにより、色ムラと輝度低下を防止することができる。

図４は、本発明の実施例４に係わる基板上及び枠部材内壁に三原色のLEDの配置を説明する要部斜視図である。図４において、LED２の配置箇所は、前述したプリント基板１上に赤色（R）、緑色（G）、青色（B）の三原色のLED２を均等に分散・配置すると同時に、外周部の色ムラを防止させるために、前記枠部材３の内壁にライン状に赤色（R）、緑色（G）、青色（B）の単色LED２もしくは、実施例３で記載した３in1−LED（図示せず）を配置することで、外周部を白色化することができ、外周部は中央部と同等の色調が得られる。

以上述べた構成のLCDバックライトの作用・効果について説明する。前記プリント基板１以外に枠部材３の内壁にライン状に三原色のLED２もしくは３in1−LED２Aを配置することで、白色化することが可能で、外周部は中央部と同等の色調が得られる。

以上のべたように、本発明のLCDバックライトは、プリント基板の外周部の色ムラ防止及び輝度低下を防止することかできる。有効表示エリアに対してLED実装エリアを同等にできるため、省スペース化となる。有効表示エリアに対し、LEDの搭載数を減らすことが期待できる。

本発明の実施例１に係わり、図１（a）は、直下型のLCDバックライト装置の要部断面図、図１（b）は、基板上に実装された三原色LEDの部分平面図である。本発明の実施例２に係わる基板上に実装された三原色のLEDの配置を説明する平面図である。本発明の実施例３に係わり、図３（a）は、３in1−LEDを説明するための平面図、図３（b）は、基板上に実装された三原色のLEDの配置を説明する平面図である。本発明の実施例４に係わる基板上及び枠部材内壁に三原色のLEDの配置を説明する要部斜視図である。従来の直下型のLCDバックライト装置の断面図である。図６（a）は、図５のLCDバックライト装置の要部断面図、図６（b）は、基板上に実装された三原色LEDの平面図である。

符号の説明

１プリント基板
２ LED
２A ３in1−LED
３枠部材
４拡散板

Claims

絶縁性を有するプリント基板の上面に発光ダイオード（LED）を実装し、前記LEDの側面周囲を枠部材で囲み、LEDに対向して、枠部材の上面に拡散板を配設した直下型のLCDバックライトにおいて、前記LEDは、赤色（R）、緑色（G）、青色（B）の三原色の光源であって、該LEDの配置は、前記プリント基板の外周部を中央部に比べて狭いピッチにすることにより、外周部は中央部と同等の色調が得られることを特徴とする発光ダイオードを用いたLCDバックライト。
絶縁性を有するプリント基板の上面に発光ダイオード（LED）を実装し、前記LEDの側面周囲を枠部材で囲み、LEDに対向して、枠部材の上面に拡散板を配設した直下型のLCDバックライトにおいて、前記LEDは、赤色（R）、緑色（G）、青色（B）の三原色の光源であって、該LEDの配列は、前記プリント基板の外周部に配置するLEDの配列順序を一部変更することにより、外周部は中央部と同等の色調が得られることを特徴とする発光ダイオードを用いたLCDバックライト。
前記プリント基板の外周部の縦列に配置した赤色(R)のLEDの一部を青色（B）のLEDに、前記プリント基板の外周部の横列に配置した青色(B)のLEDの一部を赤色（R）のLEDに変更することにより、外周部は中央部と同等の色調が得られることを特徴とする請求項２記載の発光ダイオードを用いたLCDバックライト。
絶縁性を有するプリント基板の上面に発光ダイオード（LED）を実装し、前記LEDの側面周囲を枠部材で囲み、LEDに対向して、枠部材の上面に拡散板を配設した直下型のLCDバックライトにおいて、前記LEDは、赤色（R）、緑色（G）、青色（B）の三原色の光源であって、前記プリント基板の外周部に実装するLEDは、赤色（R）、緑色（G）、青色（B）が一つのパッケージの中に実装された３in1−LEDであり、外周部は中央部と同等の色調が得られることを特徴とする発光ダイオードを用いたLCDバックライト。
絶縁性を有するプリント基板の上面に発光ダイオード（LED）を実装し、前記LEDの側面周囲を枠部材で囲み、LEDに対向して、枠部材の上面に拡散板を配設した直下型のLCDバックライトにおいて、前記LEDは、赤色（R）、緑色（G）、青色（B）の三原色の光源であって、該LEDの配置箇所は、前記プリント基板の上面以外に、前記枠部材の内壁にライン状に実装した赤色（R）、緑色（G）、青色（B）の単色もしくは、赤色（R）、緑色（G）、青色（B）が一つのパッケージの中に実装された３in1−LEDであり、外周部は中央部と同等の色調が得られることを特徴とする発光ダイオードを用いたLCDバックライト。