JP2013047737A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【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】液晶表示装置において、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と、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列を複数有するとともに、前記発光ダイオードに接続された電極を有する発光ダイオード基板と、を備え、一の前記発光ダイオード列に属する前記電極と、他の前記発光ダイオード列に属する前記電極は、前記長手方向について、互いに重なり合う形状である。
【選択図】図７

Description

本発明は液晶表示装置に関する。

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。

特開２００７−２８６６２７号公報

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。

そこで、発光ダイオードをバックライトユニットの一部分に特定の方向に沿って配置する、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。このとき、液晶表示装置の大きさによっては、発光ダイオードを直線上に１列となるよう配置するだけでは、画像形成領域全域を照射するだけの十分な光量が得られないため、発光ダイオードを２列以上の複数列となるよう配置しなければならない。

図１０は、発光ダイオード基板７上に複数の発光ダイオード１３が２列となるよう直線的に配列されている様子の一部を拡大して示す平面図である。なお、各発光ダイオード１３の発光面側には、光線を拡散するためレンズ１４が配置されている。同図では、レンズ１４の背後に位置する部分を破線で示した。図に示すように、各発光ダイオード１３は、液晶表示装置の長手方向、この図では左右方向に直列となり、液晶表示装置の短手方向、この図では上下方向に並列となるよう２列に配置されている。また、それぞれの列に配置される発光ダイオード１３は、互い違いの位置となるよう配置されている。これは、長手方向にできる限り均等な照明を得るためである。

ここで、各発光ダイオード１３のアノード及びカソードに接続される電極２１は、図に示すように、平面的に広がっており、いわゆるベタパターンとなっている。これは、発光ダイオード１３からの熱を、熱伝導率の高い電極２１により拡散し放散するためである。そして、発光ダイオード１３の最大出力及び配置密度は、この熱の放散能力により上限が決まる。換言すれば、より高い放熱性能を有するほど、同じ面積の発光ダイオード基板７に対しより出力の大きい発光ダイオード１３を使用でき、または発光ダイオード１３の配置密度を高くできることになる。或いは、発光ダイオード１３の出力が同じであれば、より高い放熱性能を有するほど発光ダイオード基板７の大きさを小さくすることができることになる。

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。

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と、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列を複数有するとともに、前記発光ダイオードに接続された電極を有する発光ダイオード基板と、を備え、一の前記発光ダイオード列に属する前記電極と、他の前記発光ダイオード列に属する前記電極は、前記長手方向について、互いに重なり合う形状である液晶表示装置。
（２）（１）において、一の前記発光ダイオードを中心とし、当該発光ダイオードから、当該発光ダイオードに最も近い他の発光ダイオードまでの距離を直径とする円内において、当該発光ダイオードの低温側電極に接続された前記電極の面積よりも、当該発光ダイオードの高温側電極に接続された前記電極の面積のほうが広い液晶表示装置。
（３）（１）又は（２）において、前記低温側電極は前記発光ダイオードのアノードであり、前記高温側電極は前記発光ダイオードのカソードであることを特徴とする液晶表示装置。
（４）（２）又は（３）において、前記電極の前記低温側電極に接続された部分の短手方向の長さよりも、前記電極の前記高温側電極に接続された部分の短手方向の長さの方が長い液晶表示装置。
（５）（２）乃至（４）のいずれかにおいて、前記発光ダイオードを中心とし、前記低温側電極側において、前記電極に内接する半円の半径よりも、前記発光ダイオードを中心とし、前記高温側電極側において、前記電極に内接する半円の半径の方が長い液晶表示装置。

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。

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１のＩＩ−ＩＩ線による液晶表示装置の概略断面図である。 液晶表示装置の構成を表す構成図である。 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。 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５のＶＩ−ＶＩ線による部分拡大断面図である。 発光ダイオード基板の部分拡大図である。 発光ダイオードのアノードとカソードにおける発熱量が異なる場合の例における発光ダイオード基板の部分拡大図である。 発光ダイオードのアノードとカソードにおける発熱量が異なる場合の別の例における発光ダイオード基板の部分拡大図である。 発光ダイオード基板上に複数の発光ダイオードが２列となるよう直線的に配列されている様子の一部を拡大して示す平面図である。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。ここで、発光ダイオード１３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１４は、発光ダイオード１３からの光線を拡散し、液晶パネル３の画像形成領域全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。

なお、発光ダイオード基板７の大きさは、本実施形態においては、長手方向の長さが液晶パネル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。またその短手方向（発光ダイオード基板７の面内であって、長手方向と直交する方向）の長さは、液晶パネル３の短手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。以降、本明細書で長手方向という場合には、発光ダイオード基板の長手方向、すなわち、発光ダイオード１３が配列される方向を指すものとする。なお、本実施形態では、発光ダイオード基板７の長手方向を液晶パネル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。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。

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。発光ダイオード１３からの光線は、発光ダイオード１３の前面に設けられたレンズ１４により上下方向に拡散され、図中矢印１５に示すように直接光学シート群５に入光するか、或いは反射シート６により反射され、光学シート群５に入光する。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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

図５は、液晶表示装置の反射シート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。

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。

また、反射シート６の短手方向の中央部の領域には、レンズ１４を反射シート６の前面側に露出させる穴６ｂが、レンズ１４、すなわち、発光ダイオードの配列に相応して設けられている。発光ダイオードは長手方向に沿って直線状に配列された発光ダイオード列を形成しており、本実施形態では、発光ダイオード列は短手方向に平行に２列設けられている。なお、発光ダイオード列の数は複数であればよく、３列以上であってもよい。また、それぞれの発光ダイオード列に属する発光ダイオードは、隣り合う発光ダイオード列に属する発光ダイオードに対し、互い違いになるように配列されている。また、発光ダイオードの配列密度は、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。図５に示されたレンズ１４及び穴６ｂの位置は、上述の発光ダイオードの位置に対応している。なお、同図では、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。

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。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及びその前面に配置されたレンズ１４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、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の前面は略面一となっており、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。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。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、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。

図７は、発光ダイオード基板７の部分拡大図である。同図は、図５に示されている発光ダイオード基板７の中央付近を示したものであり、説明の簡略化のため、レンズは省略して示している。図示の通り、発光ダイオード１３Ａ及び発光ダイオード１３Ｂは、長手方向に配列され、発光ダイオード列２０Ａ及び発光ダイオード列２０Ｂを形成している。なお、発光ダイオードを示す符号１３に付したアルファベットＡ及びＢは、それぞれ、発光ダイオード列２０Ａまたは発光ダイオード列２０Ｂに属することを示している。また、隣接する発光ダイオード１３Ａのアノードとカソードの間にはベタパターンの電極２１Ａが、隣接する発光ダイオード１３Ｂのアノードとカソードの間にはベタパターンの電極２１Ｂが形成されている。

ここで、図７に示されているように、発光ダイオード列２０Ａに属する電極２１Ａと発光ダイオード列２０Ｂに属する電極２１Ｂとの境界２２は、長手方向に延びる直線状ではなく、発光ダイオード列２０Ａ側と発光ダイオード列２０Ｂ側に交互に入り込むジグザグ形状となっている。このため、電極２１Ａと電極２１Ｂは、その一部が長手方向について互いに重なり合う形状である。すなわち、特定の長手方向に延びる直線、例えば、発光ダイオード列２０Ａと発光ダイオード列２０Ｂの中間における直線２３を考えた場合（図中破線で示した）、直線２３は電極２１Ａ及び電極２１Ｂの両方と交わる。そして、境界２２の形状は、ある発光ダイオード列に関し、発光ダイオードが設けられている長手方向の位置において、電極が隣接する発光ダイオード列に短手方向に入り込む形状である。例えば、発光ダイオード列２０Ａに関しては、発光ダイオード１３Ａが設けられている長手方向の位置において、電極２１Ａが発光ダイオード列２０Ｂ側に入り込んでいる。

電極２１Ａ及び２１Ｂをこのような形状とする理由について説明する。発光ダイオード１３Ａ，１３Ｂによる発熱は、アノード及びカソードを通じ、電極２１Ａ，２１Ｂに伝播し、その後外気と熱交換を行うことにより放散される。このとき、アノード及びカソードから電極２１Ａ，２１Ｂに伝わった熱は、電極２１Ａ及び２１Ｂの面内を放射状に伝播し拡散する。そのため、電極２１Ａ及び２１Ｂの温度分布は、アノード及びカソードを中心とし、アノード及びカソードから遠ざかるにつれ温度が低下する同心円状となる。一方、電極２１Ａ及び２１Ｂから外気への熱伝達により生じる熱流速密度は、周知の通り、電極２１Ａ及び２１Ｂと、外気との温度差に比例する。そのため、外気温度は対流によりほぼ一定であるとみなせば、電極２１Ａ及び２１Ｂが高温となる部分の面積が大きいほど電極２１Ａ及び２１Ｂから外気への熱伝達が増加し、放熱効率が向上することになる。すなわち、電極２１Ａ及び２１Ｂは、熱源である発光ダイオード１３Ａ及び１３Ｂに近く、高温となる部分の面積がより大きくなるような形状であることが望ましい。このことから、本実施形態では、境界２２を単純な直線形状でなく、ジグザグ形状としているのである。なお、発光ダイオード１３Ａ及び１３Ｂからの発熱量が等しく、また、アノード及びカソードからの発熱量に差異がないと仮定すれば、境界２２を、隣接する発光ダイオード１３Ａ及び１３Ｂを結ぶ線分の垂直二等分線に沿った形状とすると最も放熱効率が向上する。図７は、その場合を示す図である。

ところで、以上の説明では、発光ダイオードからの発熱量は、アノード及びカソードにおいて等しいものと仮定した。しかしながら、実際の発光ダイオードでは、アノードとカソードそれぞれからの発熱量が異なっていることが多い。アノードとカソードのうち、発熱量がより大きく、高温となる方を高温側電極、発熱量が小さく、相対的に低温となる方を低温側電極と呼ぶこととすると、このような場合においては、電極の形状を、高温側電極に接続されている側と低温側電極に接続されている側とで変え、高温側電極に接続されたために高温となる部分の面積をより大きくなるような形状とすることが好ましい。なお、現在使用されている発光ダイオードでは、アノードにおける発熱量に比して、カソードにおける発熱量のほうが多いものがほとんどである。

図８は、発光ダイオード１３Ａ，１３Ｂのアノードとカソードにおける発熱量が異なる場合の例における発光ダイオード基板７の部分拡大図である。同図中に示した発光ダイオード１３Ａ，１３Ｂにおいて、左側が低温側電極であり、右側が高温側電極である。そのため、発光ダイオード１３Ａ，１３Ｂの高温側電極側である右側の発熱量が、その反対側に比して大きい。なお、この例では、アノードが低温側電極、カソードが高温側電極となっている。

このとき、電極２１Ａ，２１Ｂの境界２２の形状は、図示のような互いに噛み合う鋸刃状となっており、電極２１Ａ，２１Ｂの内、低温側電極に接続され、その近傍に位置する部分の面積よりも、高温側電極に接続され、その近傍に位置する部分の面積の方がより大きくなるような形状とされている。この形状においても、図７に示した形状と同様に、電極２１Ａと電極２１Ｂは、その一部が長手方向について互いに重なり合う形状となっている。

図８に示す形状に代表される、アノードとカソードにおける発熱量が異なる発光ダイオード１３Ａ，１３Ｂからの熱の放熱効率を向上させる電極形状において重要な点は、電極２１Ａ，２１Ｂが高温となる部分の面積が可能な限り大きくなるような電極形状であるという点である。そこで、このような形状を有する電極２１Ａ，２１Ｂの特徴を図８を参照しつつ以下に挙げることとする。

そのような特徴の一つ目は、一の発光ダイオードを中心とし、当該発光ダイオードから、当該発光ダイオードに最も近い他の発光ダイオードまでの距離を直径とする円内において、当該発光ダイオードの低温側電極に接続された電極の面積よりも、当該発光ダイオードの高温側電極に接続された電極の面積のほうが広いということである。

このことを図８に即して説明すると、任意の発光ダイオード、例えば、符号１３Ａを付して示した発光ダイオードを中心とし、隣接する発光ダイオード、すなわち、図中発光ダイオード１３Ａの左右下側に位置する発光ダイオード１３Ｂまでの距離を直径とする円２４（図中破線で示した）を考えたときに、円２４内に含まれ、発光ダイオード１３Ａの低温側電極に接続されている電極２１Ａの部分２５ａ（図中ハッチングで示した）の面積よりも、円２４内に含まれ、発光ダイオード１３Ａの高温側電極に接続されている電極２１Ａの部分２５ｃ（図中ハッチングで示した）の面積のほうが広い。

また、二つ目の特徴としては、一の発光ダイオードに関し、電極の低温側電極に接続された部分の短手方向の長さよりも、電極の高温側電極に接続された部分の短手方向の長さの方が長いということである。

このことを図８に即して説明する。任意の発光ダイオード、例えば、符号１３Ｂを付して示した発光ダイオードについてみると、かかる発光ダイオード１３Ｂの低温側電極側に接続された電極２１Ｂ（この電極２１Ｂは、発光ダイオード１３Ｂの図中左側に位置する電極２１Ｂである）の、低温側電極に接続されている部分の短手方向の長さＬａよりも、発光ダイオード１３Ｂの高温側電極側に接続された電極２１Ｂ（この電極２１Ｂは、発光ダイオード１３Ｂの図中右側に位置する電極２１Ｂである）の、高温側電極に接続されている部分の短手方向の長さＬｃの方が長い。

さらに、三つ目の特徴としては、一の発光ダイオードを中心とし、低温側電極側において電極に内接する半円の半径よりも、かかる発光ダイオードを中心とし、高温側電極側において電極に内接する半円の半径の方が大きいということである。

このことを図８に即して説明すると、任意の発光ダイオード、例えば、図中左から２つ目に示されている発光ダイオード１３Ａについてみると、かかる発光ダイオード１３Ａを中心とし、電極２１Ａに内接する半円を描いた場合に、低温側電極側の半円２６ａ（図中一点鎖線で示した）の半径よりも、高温側電極側の半円２６ｃ（図中二点鎖線で示した）の半径の方が大きい。

以上挙げた特徴は、これら全てが同時に満たされる必要はなく、いずれかが満たされていればよい。これらの特徴を満たす形状は、図８に示したもの以外にも種々のものを適宜選択して差し支えない。

なお、図８においては、発光ダイオード１３Ａ，１３Ｂを挟んで隣接する電極２１Ａ，２１Ｂの境界は短手方向に平行となっているが、これに限定されない。例えば、図９に示すように、発光ダイオード１３Ａ，１３Ｂを挟んで隣接する電極２１Ａ，２１Ｂの境界を短手方向に非平行とするなどし、一の発光ダイオード列２０Ａ，２０Ｂに属し、互いに隣接する電極２１Ａ，２１Ｂが、短手方向に互いに重なり合う形状としてもよい。このとき、発熱量の大きい端子、この場合は高温側電極側の電極２１Ａ，２１Ｂが、低温側電極側の電極２１Ａ，２１Ｂ側に入り込むような形状とすることにより、電極２１Ａ，２１Ｂが高温となるカソード側の部分の面積が増大するため、放熱効率が向上する。

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。例えば、実施形態において、発光ダイオードの前面にはレンズが設けられているが、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、液晶表示装置は発光ダイオード基板を液晶表示装置の短手方向中央に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を２つ以上有し、短手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。

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、８ 放熱板、９ 下枠、１０ バックライトユニット、１１ スピーカ、１２ 制御基板、１３，１３Ａ，１３Ｂ 発光ダイオード、１４ レンズ、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 固定具、２０Ａ 発光ダイオード列、２１，２１Ａ，２１Ｂ 電極、２２ 境界、２３ 直線、２４ 円、２５ａ，２５ｃ 部分、２６ａ，２６ｃ 半円。

Claims (5)

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と、
   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列を複数有するとともに、前記発光ダイオードに接続された電極を有する発光ダイオード基板と、
   を備え、
   一の前記発光ダイオード列に属する前記電極と、他の前記発光ダイオード列に属する前記電極は、前記長手方向について、互いに重なり合う形状である
   液晶表示装置。
2. 一の前記発光ダイオードを中心とし、当該発光ダイオードから、当該発光ダイオードに最も近い他の発光ダイオードまでの距離を直径とする円内において、当該発光ダイオードの低温側電極に接続された前記電極の面積よりも、当該発光ダイオードの高温側電極に接続された前記電極の面積のほうが広い請求項１記載の液晶表示装置。
3. 前記低温側電極は前記発光ダイオードのアノードであり、前記高温側電極は前記発光ダイオードのカソードであることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
4. 前記電極の前記低温側電極に接続された部分の短手方向の長さよりも、前記電極の前記高温側電極に接続された部分の短手方向の長さの方が長い請求項２記載の液晶表示装置。
5. 前記発光ダイオードを中心とし、前記低温側電極側において、前記電極に内接する半円の半径よりも、前記発光ダイオードを中心とし、前記高温側電極側において、前記電極に内接する半円の半径の方が大きい請求項２記載の液晶表示装置。

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