JP2011008995A

JP2011008995A - 液晶表示装置のバックライト

Info

Publication number: JP2011008995A
Application number: JP2009149947A
Authority: JP
Inventors: Kentaro Oki; 謙太郎大木
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2009-06-24
Filing date: 2009-06-24
Publication date: 2011-01-13

Abstract

【課題】発光部品が実装された複数の光源基板が支持板に取り付けられる構造を備え，装置の厚みの増大や，部品点数及び組み立て工数の増加を招くことなく，前記支持板における未使用の穴を通じた光の漏れや浮遊物質の侵入を防ぐことができること。
【解決手段】光源基板各々に，複数種類の配置パターン各々でその光源基板が取り付けられた場合に未使用となる他の配置パターンに対応する支持板側の穴を覆うカバー部が形成され，複数種類の配置パターン各々で前記光源基板各々が取り付けられた場合に，未使用となる他の配置パターンに対応する支持板側の穴の全てが前記カバー部により覆われる。
【選択図】図５

Description

本発明は，液晶表示装置のバックライトに関するものである。

昨今，液晶テレビジョン受像機に代表される液晶表示装置は，バックライトの光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）を採用したものが普及しつつある。バックライトの光源を冷陰極管からＬＥＤへ替えることにより，液晶表示装置をさらに薄型化及び長寿命化することが可能となり，さらなる省電力化も期待できる。また，点光源であるＬＥＤは，冷陰極管よりも光源レイアウトの自由度が高く，映像表示領域をより細分化して輝度調節することが可能となる。そのため，ＬＥＤを光源とするバックライトは，表示映像の画質向上にも寄与する。

バックライト用のＬＥＤは，電力供給用の配線パターンが形成された基板に実装され，液晶パネルの背面のほぼ全域に渡って配置される必要がある。以下，バックライト用のＬＥＤが実装された基板をＬＥＤ基板と称する。
前記ＬＥＤ基板は，液晶パネルに相当する大きなサイズとすると，取り扱い及びコストの面で好ましくない。そこで，例えば５個〜８個程度の数のＬＥＤが実装された複数の前記ＬＥＤ基板を予め製造し，液晶パネルのサイズに応じた数の前記ＬＥＤ基板を，液晶パネルに相当するサイズの支持板のほぼ全面に渡って配列して取り付けることが好適である。これにより，前記ＬＥＤ基板が，画面サイズの異なる液晶表示装置において共用され，部品共用による生産性向上の効果が得られる。
また，前記ＬＥＤ基板は，通常，前記支持板及び前記ＬＥＤ基板の各々に予め形成された穴に挿通されるリベットやビス等の固定具によって前記支持板に対し取り付けられる。

ところで，液晶表示装置は，その出荷先となる国や地域が定める規格の違い等により，機種によってバックライトの輝度分布の仕様が異なる場合がある。
図９は，液晶表示装置の２つの異なる仕様各々に対応したバックライトの画面縦方向における輝度分布を表すグラフである。各グラフにおいて，縦軸はバックライトの輝度を，横軸は画面縦方向の位置を表す。
図９（ａ）に示されるグラフは，画面縦方向の輝度分布を均一にする仕様に対応したバックライトの縦方向の輝度分布の一例である。また，図９（ｂ）に示されるグラフは，画面縦方向においてその中央部分の輝度を最大とし，中央部分から上下各々の方向へ離れるにつれて徐々に輝度を低くする仕様に対応したバックライトの縦方向の輝度分布のグラフである。
図９に示されるような異なる仕様に対応するためには，画面サイズが同じであっても，機種によって前記支持板における前記ＬＥＤ基板の配列位置を変える必要がある。例えば，図９（ｂ）の仕様よりも，図９（ａ）の仕様の方が，画面の上端及び下端各々に近い領域における前記ＬＥＤ基板の配置密度を高くする必要がある。

そこで，前記支持板に，複数の仕様に対応した固定具挿入用の穴を予め設けておくことが好適である。この場合，前記支持板は，複数種類の配置パターン各々で配置された場合の前記ＬＥＤ基板各々の穴と重なる位置において，前記固定具が挿通される穴が設けられる。これにより，画面サイズが同一の異機種間で前記支持板を共用できる。
しかしながら，前記支持板に，複数の仕様に対応した固定具挿入用の穴を設けると，未使用の穴が露出した状態となる。そのため，ＬＥＤの光が未使用の穴を通じて背面側に漏れ，さらに，背面側のキャビネット（外装）の放熱孔等を通じて装置の外部にまで光が漏れるため，製品としての品位が低下するという問題点があった。また，前記ＬＥＤから光が装置の外部に漏れる状態は，ホコリやカルキ（石灰）等の浮遊物質が装置の外部から前記ＬＥＤの設置空間へ浸入しやすい状態であり，そのような浮遊物質の侵入は，液晶パネルの照明性能の低下にもつながりやすい。
一方，特許文献１には，バックライトの光源である冷陰極管が取り付けられる支持板の裏側に，ハニカム構造の補強部材を挟んで遮光板を設けた液晶表示装置について示されている。

特開２００７−２８７３３８号広報

しかしながら，液晶表示装置において，特許文献１に示される技術を採用すると，装置の厚みが大きくなる上，部品点数が増えて組み立て工数が増えるという問題点があった。特に，特許文献１に示される技術は，装置の厚みが大きくなる点において，前記ＬＥＤ基板採用の主要目的の一つである装置の薄型化に反するため，前記ＬＥＤ基板を備えたバックライトへの適用には適さない。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，ＬＥＤなどの発光部品が実装された複数の基板が支持板に取り付けられる構造を備え，装置の厚みの増大や，部品点数及び組み立て工数の増加を招くことなく，前記支持板における未使用の穴を通じた光の漏れや浮遊物質の侵入を防ぐことができる液晶表示装置のバックライトを提供することにある。

上記目的を達成するために本発明に係る液晶表示装置のバックライトは，次の（１）〜（６）に示される各構成要件を有している。
（１）それぞれ複数の発光部品が実装された複数の光源基板を備えている。
（２）複数の前記光源基板が取り付けられる支持板を備えている。
（３）前記光源基板各々に，前記光源基板を前記支持板に固定する固定具が挿通される第１の穴が形成されている。
（４）前記支持板における，複数種類の配置パターン各々での前記光源基板各々の取り付け位置における前記第１の穴と重なる位置に，前記固定具が挿通される第２の穴が形成されている。
（５）前記光源基板各々に，前記複数種類の配置パターン各々で前記光源基板各々が取り付けられた場合に未使用となる他の配置パターンに対応する前記第２の穴を覆うカバー部が形成されている。
（６）前記複数種類の配置パターン各々で前記光源基板各々が取り付けられた場合に，未使用となる他の配置パターンに対応する前記第２の穴の全てが前記カバー部により覆われる。
前記発光部品の典型例は発光ダイオード（ＬＥＤ）である。

本発明によれば，前記カバー部により，前記支持板における固定具用の未使用の穴の全てが覆われるため，その未使用の穴を通じた光の漏れや浮遊物質の侵入を防ぐことができる。しかも，前記カバー部は，前記光源基板の一部として設けられるため，前記カバー部が形成されることによって装置の厚みの増大や，部品点数及び組み立て工数の増加を招くこともない。
また，本発明に係る液晶表示装置のバックライトにおける前記光源基板の配置パターンは，以下のようなものが考えられる。
例えば，それぞれ複数の前記発光部品が一列に実装された複数の前記光源基板が，前記支持板に対して横方向に一列ずつ連ねて取り付けられるとともに縦方向において間隔を空けて複数列分取り付けられる。そして，前記複数種類の配置パターンが，横方向に連なる前記光源基板の複数の列の縦方向における間隔が異なる配置パターンである。即ち，前記複数種類の配置パターンは，縦方向における前記光源基板の配列ピッチが異なる配置パターンである。この構成においては，横方向に連ねて取り付けられた一列分の前記光源基板が，冷陰極管を光源とする従前のバックライトにおける一本の冷陰極管に相当する。従前のバックライトにおいては，複数本の冷陰極管が，横方向が長手方向となるようにして縦方向に間隔を空けて並べて配列されている。
上記のように配列された前記光源基板を備えた液晶表示装置は，従前のバックライトにおける冷陰極管の駆動回路や制御ロジックを流用することができる。

本発明によれば，ＬＥＤなどの発光部品が実装された複数の基板が支持板に取り付けられる構造を備えた液晶表示装置のバックライトにおいて，装置の厚みの増大や，部品点数及び組み立て工数の増加を招くことなく，前記支持板における未使用の穴を通じた光の漏れや浮遊物質の侵入を防ぐことができる。

本発明の実施形態に係るバックライトＺを備えた液晶表示装置Ｘを構成する前面パネルユニット及び背面パネルユニットの分解図。液晶表示装置Ｘにおける前面パネルユニットの分解図。バックライトＺにおけるＬＥＤ基板の平面図及び側面図。バックライトＺにおけるＬＥＤ基板の取付構造を表す図。第１の配置パターンで配置された第１実施例に係るＬＥＤ基板を表す図。第２の配置パターンで配置された第１実施例に係るＬＥＤ基板を表す図。第２の配置パターンで配置された第２実施例に係るＬＥＤ基板を表す図。第１の配置パターンで配置された従来のＬＥＤ基板を表す図。液晶表示装置の２つの異なる仕様各々に対応したバックライトの画面縦方向における輝度分布を表すグラフ。

以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

本発明の実施形態に係るバックライトＺは，発光部品であるＬＥＤを光源として液晶パネルをその背面側から照明する装置である。
以下，図１及び図２を参照しつつ，液晶表示装置Ｘの概略構成について説明する。
図１に示されるように，前記液晶表示装置Ｘは，後述する液晶パネル２０及びバックライトＺが組み込まれた前面パネルユニット２と，その背面側を覆うように装着されて外装を形成する背面パネルユニット１とを備えている。以下，液晶装置Ｘにおいて，前記液晶パネル２０が存在する側を前面側，前記背面パネルユニット１が存在する側を背面側と称する。

また，図２に示されるように，前記前面パネルユニット２は，前面パネル枠１０，液晶パネル２０及びバックライトＺが一体に組み付けられたユニットである。
前記液晶パネル２０は，液晶が組み込まれたガラスパネル，光拡散板，光学シート等により構成されている。そして，前記液晶パネル２０は，前記前面パネル枠１０の内側に取り付けられる。
また，前記バックライトＺは，バックライトシャーシ４０に対し，ＬＥＤ基板３０及びその他の電装基板５１〜５３が取り付けられた装置である。前記ＬＥＤ基板３０は，前記バックライトシャーシ４０の前面側に取り付けられ，その他の電装基板５１〜５３は，前記バックライトシャーシ４０の背面側に取り付けられる。前記バックライトシャーシ４０の背面側に取り付けられる電装基板としては，例えば，電源基板５１，ＬＥＤ制御基板５２及びその他の制御基板５３等がある。
前記電源基板５１は，前記ＬＥＤ基板３０に対して電力を供給する基板である。また，前記ＬＥＤ制御基板５２は，前記ＬＥＤ基板３０に実装された前記ＬＥＤ３２の点滅を制御する基板である。前記電源基板５１及び前記ＬＥＤ制御基板５２の各々と，一部の前記ＬＥＤ基板３０とはハーネス６２によって接続されている。
なお，図２において，前記ＬＥＤ基板３０は，前記バックライトシャーシ４０の向こう側に隠れた状態となっているが，前記バックライトシャーシ４０により，その前面側に支持されている。

以下，図２〜図６を参照しつつ，前記バックライトＺについて説明する。
図３は，前記バックライトＺを構成する第１実施例に係る前記ＬＥＤ基板３０の平面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。また，図４は，前記バックライトＺにおける前記ＬＥＤ基板３０の取付構造を表す図である。
前記ＬＥＤ基板３０は，白色光の発光部品であるＬＥＤ３２と，そのＬＥＤ３２の出力光を拡散させる光拡散レンズ３３とが帯状のプリント基板３１に実装された電装基板である。図３に示される例では，複数の前記ＬＥＤ３２及び前記光拡散レンズ３３が前記プリント基板３１に対して一列に実装されている。なお，図３に示される例では，１つの前記ＬＥＤ基板３０において８個の前記ＬＥＤ３２が実装されているが，前記ＬＥＤ基板３０は，前記ＬＥＤ３２の実装数が異なる複数種類のものが存在する。
また，図３及び図４に示されるように，前記プリント基板３１には，当該ＬＥＤ基板３０を前記バックライトシャーシ４０に固定する固定具６１が挿通される穴３１ａが形成されている。以下，前記プリント基板３１に形成された前記固定具６１用の穴のことを基板側穴３１ａと称する。この基板側穴３１ａが，前記第１の穴に相当する。前記固定具６１は，例えば図４に示されるようなリベットの他，ビス等も考えられる。

一方，前記バックライトシャーシ４０にも，図２及び図３に示されるように，前記固定具６１が挿通される複数の穴４０ａが形成されている。以下，前記バックライトシャーシ４０に形成された前記固定具６１用の穴のことをシャーシ側穴４０ａと称する。このシャーシ側穴４０ａが，前記第２の穴に相当する。
前記シャーシ側穴４０ａは，前記バックライトシャーシ４０における前記ＬＥＤ基板３０の取り付け位置の前記基板側穴３１ａと重なる位置に形成されている。ここで，前記バックライトシャーシ４０に対する前記ＬＥＤ基板３０の配置パターンは複数種類存在する。これに対し，前記シャーシ側穴４０ａは，複数種類の配置パターン各々での前記ＬＥＤ基板３０各々の取り付け位置における前記基板側穴３１ａに対応するように形成されている。そのため，ある配置パターンで前記ＬＥＤ基板３０が前記バックライトシャーシ４０に取り付けられた場合，他の配置パターン用に設けられた前記シャーシ側穴４０ａが未使用の状態となる。その具体例については後述する。

また，図３に示されるように，前記ＬＥＤ基板３０における前記プリント基板３１の長手方向の両端部には，隣接して配置される前記ＬＥＤ基板３０と電気的に接続するためのコネクタ３４ａ，３４ｂが設けられている。即ち，あるＬＥＤ基板３０の一方の端部のコネクタ３４ａは，隣に配置される他のＬＥＤ基板３０の他方の端部のコネクタ３４ｂと接続される。
従って，前記バックライトＺにおいては，それぞれ複数の前記ＬＥＤ３２が一列に実装された複数の前記ＬＥＤ基板３０が，前記バックライトシャーシ４０に対して横方向に一列ずつ連ねて取り付けられる。さらに，複数の前記ＬＥＤ基板３０は，横方向に一列ずつ連ねられるとともに，縦方向において間隔を空けて複数列分取り付けられる。
そして，前記複数種類の配置パターンは，横方向に連なる前記ＬＥＤ基板３０の複数の列の縦方向における間隔が異なる配置パターンである。即ち，前記複数種類の配置パターンは，縦方向における前記ＬＥＤ基板３０の配列ピッチが異なる配置パターンである。
なお，本明細書において，縦方向及び横方向は，前記液晶パネル２０の画面を基準とした方向を意味する。
例えば，横方向一列ごとに１３個の前記ＬＥＤ３２を並べる画面サイズの場合，５個の前記ＬＥＤ３２が一列に実装された１つの前記ＬＥＤ基板３０と，８個の前記ＬＥＤ３２が一列に実装された１つの前記ＬＥＤ基板３０とが横方向に連結されて前記バックライトシャーシ４０に取り付けられる。なお，後述する図５及び図６には，その例が示されている。
また，横方向一列ごとに２７個の前記ＬＥＤ３２を並べる画面サイズの場合，５個の前記ＬＥＤ３２が一列に実装された１つの前記ＬＥＤ基板３０と，６個の前記ＬＥＤ３２が一列に実装された１つの前記ＬＥＤ基板３０と，８個の前記ＬＥＤ３２が一列に実装された２つの前記ＬＥＤ基板３０とが横方向に連結されて前記バックライトシャーシ４０に取り付けられる。

ところで，従前のバックライトにおいては，複数本の冷陰極管が，横方向が長手方向となるようにして縦方向に間隔を空けて並べて配列される。これに対し，前記バックライトＺにおいては，横方向に連ねて取り付けられた一列分の複数の前記ＬＥＤ基板３０が，従前のバックライトにおける一本の冷陰極管に相当する。このような構成により，前記バックライトＺは，従前のバックライトにおける冷陰極管の駆動回路や制御ロジックを流用することができる。

また，図３に示されるように，前記ＬＥＤ基板３０各々にはカバー部３１ｂが形成されている。このカバー部３１ｂは，前記複数種類の配置パターン各々で前記ＬＥＤ基板３０各々が取り付けられた場合に未使用となる他の配置パターンに対応する前記シャーシ側穴４０ａを覆う部分である。
図３に示される例では，前記カバー部３１ｂは，前記プリント基板３１における前記基板側穴３１ａに対応する位置において，縦方向の両側に張り出して形成されている。

図８は，前記カバー部３１ｂが設けられていないＬＥＤ基板３０"が，前記バックライトシャーシ４０に対し，前記複数種類の配置パターンの１つである第１配置パターンで配置された状態を表す。
本実施形態においては，第１配置パターン及び第２配置パターンの２種類が存在するものとする。横方向に連なる前記ＬＥＤ基板３０の複数の列の縦方向における配列ピッチのパターンが２種類存在する。ここで，前記第１配置パターンは，図９（ａ）に示されるような均一な輝度分布の仕様に対応するため，前記ＬＥＤ基板３０の横方向の各列が縦方向において等間隔で配列される配置パターンである。
一方，前記第２配置パターンは，図９（ｂ）に示されるような不均一の輝度分布の仕様に対応するため，前記ＬＥＤ基板３０の横方向の各列が，縦方向においてその位置に応じて粗密異なる間隔で配列される配置パターンである。

図８に示されるように，前記第１配置パターンで前記ＬＥＤ基板３０"が前記バックライトシャーシ４０に取り付けられた場合，前記第２配置パターン用に設けられた未使用の前記シャーシ側穴４０ａが露出した状態となる。また，図８には示されていないが，前記第２配置パターンで前記ＬＥＤ基板３０"が前記バックライトシャーシ４０に取り付けられた場合も，前記第１配置パターン用に設けられた未使用の前記シャーシ側穴４０ａが露出した状態となる。なお，図８において，未使用の前記シャーシ側穴４０ａは黒塗りの円で表記されている。
図８に示されるように，未使用の前記シャーシ側穴４０ａが露出した状態となると，前記ＬＥＤ３２の光が未使用の前記シャーシ側穴４０ａを通じて背面側に漏れ，さらに，前記背面パネルユニット１の放熱孔等を通じて装置の外部にまで光が漏れる。また，前記ＬＥＤ３２から光が装置の外部に漏れる状態は，ホコリやカルキ（石灰）等の浮遊物質が装置の外部から前記ＬＥＤ３２の設置空間へ浸入しやすい状態であり，そのような浮遊物質の侵入は，前記液晶パネル２０の照明性能の低下にもつながりやすい。

一方，前記バックライトＺにおいては，光の漏れの問題が解消される。
図５及び図６は，前記ＬＥＤ基板３０が，前記バックライトシャーシ４０に対し，前記第１配置パターン及び前記第２配置パターンで配置された状態を表す。
図５及び図６に示されるように，前記バックライトＺにおいては，２種類の配置パターン各々で前記ＬＥＤ基板３０各々が取り付けられた場合に，未使用となる他の配置パターンに対応する前記シャーシ側穴４０ａの全てが前記カバー部３１ｂにより覆われる。その結果，未使用の前記シャーシ側穴４０ａを通じた光の漏れや浮遊物質の侵入を防ぐことができる。しかも，前記カバー部３１ｂは，前記ＬＥＤ基板３０の一部として設けられるため，前記カバー部３１ｂが形成されることによって装置の厚みの増大や，部品点数及び組み立て工数の増加を招くこともない。

以上に示した実施形態では，前記ＬＥＤ基板３０における前記カバー部３１ｂは，図３に示したように，帯状の前記プリント基板３１に対してその長手方向に直交する方向へ突設された形状を有している。
その他，前記バックライトＺに採用され得るＬＥＤ基板としては，図７に示されるような第２実施例に係るＬＥＤ基板３０'も考えられる。以下，前記ＬＥＤ基板３０'に関し，前記ＬＥＤ基板３０と異なる部分についてのみ説明する。
前記ＬＥＤ基板３０'は，前記複数種類の配置パターン各々で前記バックライトシャーシ４０に取り付けられた場合に，前記プリント基板３１の一部３１ｂ'が，未使用となる他の配置パターンに対応する前記シャーシ側穴４０ａを覆うように幅広く形成されている。このようなＬＥＤ基板３０'を備えた前記バックライトＺも，本発明の実施形態の一例である。
また，前述した実施形態は，光源基板として，前記ＬＥＤ３２を発光部品とする前記ＬＥＤ基板３０が採用されたが，前記ＬＥＤ基板３０の代わりに，他の光源が実装された光源基板が採用されることも考えられる。
また，前記ＬＥＤ基板３０は，複数の前記ＬＥＤ３２が複数列に配列されて実装されたものも考えられる。

本発明は，液晶ＴＶなど表示装置のバックライトに適用可能である。

Ｘ：液晶表示装置
Ｚ：バックライト
１：背面パネルユニット
２：前面パネルユニット
１０：前面パネル枠
２０：液晶パネル
３０：ＬＥＤ基板
３１：プリント基板
３１ａ：基板側穴
３１ｂ：カバー部
３２：ＬＥＤ
３３：光拡散レンズ
３４ａ，３４ｂ：コネクタ
４０：バックライトシャーシ
４０ａ：シャーシ側穴
５１：電源基板
５２：ＬＥＤ制御基板
５３：その他の制御基板
６１：固定具
６２：ハーネス

Claims

それぞれ複数の発光部品が実装された複数の光源基板と，複数の前記光源基板が取り付けられる支持板と，を備えた液晶表示装置のバックライトであって，
前記光源基板各々に，前記光源基板を前記支持板に固定する固定具が挿通される第１の穴が形成され，
前記支持板における，複数種類の配置パターン各々での前記光源基板各々の取り付け位置における前記第１の穴と重なる位置に，前記固定具が挿通される第２の穴が形成され，
前記光源基板各々に，前記複数種類の配置パターン各々で前記光源基板各々が取り付けられた場合に未使用となる他の配置パターンに対応する前記第２の穴を覆うカバー部が形成され，
前記複数種類の配置パターン各々で前記光源基板各々が取り付けられた場合に，未使用となる他の配置パターンに対応する前記第２の穴の全てが前記カバー部により覆われてなることを特徴とする液晶表示装置のバックライト。
それぞれ複数の前記発光部品が一列に実装された複数の前記光源基板が，前記支持板に対して横方向に一列ずつ連ねて取り付けられるとともに縦方向において間隔を空けて複数列分取り付けられ，前記複数種類の配置パターンが，横方向に連なる前記光源基板の複数の列の縦方向における間隔が異なる配置パターンである請求項１に記載の液晶表示装置のバックライト。