KR101161465B1

KR101161465B1 - 백라이트 장치 및 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR101161465B1
Application number: KR1020067006430A
Authority: KR
Inventors: 다비또 하후까; 히사까즈 다께우찌; 다쯔야 오오데
Original assignee: 소니 주식회사
Priority date: 2004-08-04
Filing date: 2005-07-27
Publication date: 2012-07-02
Also published as: US7324174B2; CN1842737A; US20070103908A1; JP2006049098A; KR20070042907A; WO2006013760A1; JP4543813B2; CN100462810C

Abstract

본 발명은 30 인치 이상의 대형 표시 화면을 갖는 텔레비전 수상기에 이용되어 유용한 투과형 액정 표시 장치이며, 배선 기판(17)에 다수개의 LED(18)를 실장하여 방열 플레이트(28)에 부착한 다수의 발광 유닛 부재(15)를 액정 패널(8)의 배면부에 복수 열 배치하여 조명광을 공급하는 백라이트부(3)를 구성한다. 각 LED로부터의 출사광을 반사시키는 반사부(6)를 각 발광 유닛 부재마다 조립 부착하는 다수개의 반사 시트 부재(27)와 방열 플레이트에 형성한 반사 플레이트 받침부(40) 상에 고정되는 반사 플레이트(26)에 의해 구성한다.

백라이트부, LED, 반사부, 배선 기판, 방열 플레이트, 반사 플레이트

Description

백라이트 장치 및 액정 표시 장치 {BACKLIGHT DEVICE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 투과형의 액정 표시 장치(LCD : Liquid Crystal Display)를 구비하는 액정 표시 장치 및 이 액정 표시 장치에 이용되는 백라이트 장치에 관한 것이다.

본 출원은 일본에 있어서 2004년 8월 4일에 출원된 일본 특허 출원 번호 제2004-228625호를 기초로 하여 우선권을 주장하는 것이며, 이 출원은 참조함으로써, 본 출원에 원용된다.

액정 표시 장치는, 음극선관(CRT : Cathode-Ray Tube)과 비교하여 대형 표시 화면화, 경량화, 박형화, 저전력 소비화 등이 도모되므로, 예를 들어 자발광형의 PDP(Plasma Display Panel) 등과 함께 텔레비전 수상기나 각종 디스플레이용의 표시 장치에 이용되고 있다. 액정 표시 장치는 각종 크기의 2장의 투명 기판 사이에 액정을 봉입하고, 투명 기판에 마련한 전극 사이에 전압을 인가함으로써 액정 분자의 방향을 바꿔 광 투과율을 변화시켜 소정의 화상 등을 광학적으로 표시한다.

액정 표시 장치는 액정 자체가 발광체가 아니므로, 액정 패널에 조명광을 입사하는 광원이 설치되어 있다. 여기서 이용되는 광원으로서는, 액정 패널의 배면 측의 측방으로부터 조명광을 입사하는 사이드 라이트 방식이나, 액정 패널의 배면측으로부터 조명광을 직접 입사하는 백라이트 방식을 채용한 것이 이용되고 있다. 이와 같이 액정 패널의 배면측으로부터 조명광을 입사하도록 한 광원을 구비한 백라이트 유닛은 광원과, 광원으로부터 출사된 조명광을 액정 패널에 도광하는 도광판과, 반사 시트와, 렌즈 시트 혹은 확산 시트 등을 구비하여, 광원으로부터 출사된 조명광을 액정 패널의 전면에 걸쳐 입사하도록 구성되어 있다.

이러한 종류의 백라이트 유닛에 이용되는 광원으로서는, 수은이나 크세논을 형광관 내에 봉입한 냉음극 형광 램프(CCLF : Cold Cathode Fluorescent Lamp)가 이용되고 있다. 이러한 백라이트 유닛은, 광원에 이용하는 냉음극 형광 램프의 발광 휘도가 낮고, 또한 수명이 짧을 뿐만 아니라, 음극측에 저휘도 영역이 존재하여 균제도 등이 확보되지 않는 등의 문제점을 갖는다.

그런데, 대형 크기의 액정 표시 장치에 있어서는, 확산판의 배면에 복수개의 긴 냉음극 형광 램프를 배치하여 표시광을 액정 패널에 입사하도록 한 에어리어 라이트형 백라이트(Area Litconfiguration Backlight) 장치가 설치되어 있다. 이러한 에어리어 라이트형 백라이트 장치에 있어서도, 상술한 냉음극 형광 램프에 기인하는 과제가 있어, 특히 30 인치를 넘는 대형 텔레비전 수상기에 적용한 경우에는, 고 휘도화나 고 균제도화의 문제가 보다 현저해져 있다.

한편, 에어리어 라이트형 백라이트 장치에 있어서는, 상술한 냉음극 형광 램프 대신에, 확산 필름의 배면측에 다수개의 광 3원색인 적색과 녹색과 청색의 발광 다이오드[이하, LED(Light Emitting Diode)라 함]를 2차원으로 배열하여 백색광을 얻는 LED 에어리어 라이트형의 백라이트가 제안되어 있다. 이러한 LED 백라이트 장치는, LED의 저비용화에 수반하여 비용 저감이 도모되는 동시에 저소비 전력으로 대형의 액정 패널에 고휘도의 화상 등의 표시를 실현 가능하게 하고 있다.

그런데 LED 백라이트 장치에 이용되는 광원으로서는, 다수개의 LED를 매트릭스형으로 배열한 것이나, 다수개의 LED를 어레이 배치한 것도 제공되고 있다. 그리고, 어레이형 LED 백라이트 장치는 상술한 배선 기판 위에 다수개의 LED를 동일 축선 상에 설치하여 발광 유닛 부재를 구성하는 동시에, 복수개의 발광 유닛 부재를 동일 축선 상에 배열하여 발광 어레이를 구성하고, 또한 복수의 발광 어레이를 서로 등간격으로 배열하여 발광 유닛을 구성한다. 이러한 LED 백라이트 장치에 있어서는, 다수개의 LED로부터 각각 출사된 대용량의 조명광이 도광 플레이트를 거쳐서 직접 액정 패널에 입사되는 경우에, 액정 패널에 색 불균일이나 램프 이미지를 생기게 하는 경우가 있다.

따라서 LED 백라이트 장치에 있어서는, 도광 플레이트와 발광 유닛 부재 사이에 광 확산 플레이트를 배치하고, 각 LED로부터 출사된 출사광을 각 LED와 대향하는 영역에서는 직접 입사를 규제하고, 일단 반사시키거나 혹은 입사량을 제어하는 동시에 주변 영역에서 투과시키도록 한다. 또한, LED 백라이트 장치에 있어서는, 각 LED로서 출사광을 주(主)로 하여 외주 방향으로 출사하는 지향성을 갖는 소위 측면 발광형의 LED를 사용하여, 각 LED로부터 각각 출사된 출사광이 주변 영역에서 광 확산 플레이트로 입사하도록 평균화되어 있다.

LED 백라이트 장치는, 발광 유닛 부재에 반사 플레이트를 조합함으로써, 액 정 패널에 대하여 효율적으로 조명광을 입사하도록 하고 있다. 또, LED 백라이트 장치는 반사 플레이트에 의해 반사된 출사광이나 외주 방향으로 출사된 출사광을 반사시켜 광 확산 플레이트로 입사시킨다. 반사 플레이트에는, 예를 들어 각 LED에 대응하여 다수개의 가이드 구멍을 형성하고, 이들 가이드 구멍으로부터 각각 LED의 발광부를 액정 패널측으로 돌출시키도록 하고 있다.

그런데 종래의 LED 백라이트 장치에는, 형광제를 함유한 발포성 PET(polyethylene terephthalate) 플레이트나 알루미늄 플레이트로 이루어지는 기재에 수지 코팅을 한 반사 플레이트가 이용되고 있다. 이 반사 플레이트는, 액정 패널과 거의 같은 모양의 크기로 형성되어 있다. 또한, LED 백라이트 장치에는 액정 패널의 배면부에, 외부에의 조명광의 누출을 방지하는 밀폐 공간부가 마련되고, 이 밀폐 공간부 내에 상술한 다수개의 LED나 각 플레이트가 배치되어 있다. 이러한 구성을 구비한 LED 백라이트 장치는, 밀폐 공간부 내에 다수개의 LED로부터 발생한 열이 자욱하게 된다. LED 백라이트 장치는, 열의 발생이 있으면, 이 장치를 구성하는 각 광학 부재나 반사 플레이트가 팽창하여 크기에 변화가 생기고, 각 LED와 반사 플레이트에 마련한 각 가이드 구멍과의 상대 위치 정밀도에 어긋남이 생기게 된다.

또한, LED 백라이트 장치는 상술한 바와 같은 발광 어레이의 구성으로부터, 배선 기판의 치수 정밀도와 각 LED의 실장 정밀도, 백 패널의 치수 정밀도와 각 발광 유닛 부재 및 반사 플레이트의 조립 정밀도 등의 변동이, 각 LED와 이들 LED가 결합하는 반사 플레이트에 마련한 각 가이드 구멍과의 상대 위치 정밀도에 크게 영 향을 준다. LED 백라이트 장치는 액정 패널의 대형화에 수반하여 다수개의 LED가 탑재되어, 반사 플레이트도 대형이 되는 동시에 다수개의 LED에 대응한 수의 가이드 구멍이 마련된다.

그런데, 종래의 LED 백라이트 장치는 구성 각 부재의 가공 정밀도를 고정밀도로 하는 동시에, 각각의 구성 부재를 고정밀도로 조립 부착함으로써 발열에 의한 다수개의 LED와 이들 LED가 결합하는 반사 플레이트에 마련한 각 가이드 구멍과의 위치 어긋남의 영향을 억제하도록 하고 있다.

그러나 구성 각 부재의 가공 정밀도를 고정밀도로 하고, 또한 각 구성 부재의 조립 부착 정밀도를 고정밀도로 하면, 제조 비용이 상승할 뿐만 아니라, 생산 효율도 악화한다.

또한, 반사 플레이트에 마련된 각 가이드 구멍은, 여기에 결합하는 각 LED와의 위치 어긋남을 흡수할 수 있도록, LED의 크기에 비하여 대경이 된다. 이와 같이, 각 가이드 구멍을 크게 해 버리면, 이 결합하는 LED 사이에 큰 간극이 생겨, 이 간극으로부터 조명광이 배면측으로 누출되어 광의 이용 효율이 저하될 뿐만 아니라, 배면측으로 누출되는 광을 차폐하기 위한 차광 대책을 강구할 필요가 있어 구조가 복잡해진다.

또한, 반사 플레이트는 LED 백라이트 장치의 크기에 맞춘 크기가 필요해, LED 백라이트 장치가 대형화되면, 이 플레이트 자체도 큰 것이 필요해진다. 대형화된 반사 플레이트를 형성하기 위해서는, 충분한 기계적인 강도를 갖는 재료에 의해 형성하는 것이 요구되어, 알루미늄 플레이트에 의해 형성한 반사 플레이트가 이 용되고 있다. 이 반사 플레이트를 구성하는 알루미늄 플레이트의 표면에는, 전기적인 절연을 도모하기 위해, 절연 재료인 합성 수지가 코팅되어 있다. 이와 같이 알루미늄 플레이트의 표면에 절연 재료를 코팅해도, 그 후 LED가 결합하는 가이드 구멍을 형성하면, 가이드 구멍의 내주면에 기재인 알루미늄이 노출되어 버려, 여기에 결합하는 LED의 단자부와의 사이에서 전기적인 절연을 유지할 수 없게 될 우려가 있다. 이러한 문제점을 회피하기 위해, 가이드 구멍을 LED에 비하여 충분히 대경으로 하여, LED의 단자부가 가이드 구멍의 내면에 접촉하는 것을 방지하는 것이 고려된다. 그러나, 가이드 구멍을 크게 하면, 여기에 결합하는 LED와의 사이에 생기는 간극도 커져, 조명광의 배면측에의 누출이 더욱 커져 버린다.

본 발명은, 상술한 바와 같은 문제점을 해결하여, 광원으로부터 출사되는 광의 이용 효율의 향상을 도모하여 밝은 화상 표시를 할 수 있는 백라이트 장치 및 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 구성 각 부재의 가공이나 각 구성 부재의 조립 부착을 용이하게 하면서, 각 발광 다이오드로부터 출사되는 출사광의 도광 공간부로부터의 누출을 억제하여 광의 이용 효율의 향상을 도모한 백라이트 장치 및 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 백라이트 장치는, 배선 기판 위에 다수개의 발광 다이오드를 동일 축선 상에 실장하여 이루어지는 복수개의 발광 유닛 부재를 동일 축선 상에 배열하여 발광 어레이를 구성하고, 광학 시트 블록을 거쳐서 복수의 발광 어레이를 투과형 액정 패널의 배면부에 서로 등간격으로 배열하여 조명광을 입사한다. 이 백라이트 장치는, 복수의 배선 기판을 지지하여 각 발광 어레이를 구성하는 방열 플레이트에 조립 부착된 복수의 반사 시트 부재와 반사 플레이트를 구비한다.

방열 플레이트는 열 전도성을 갖는 금속재에 의해 형성되어, 베이스부의 주면에 각 배선 기판을 동일 축선 상에 위치하여 길이 방향으로 늘어 세워 지지하는 기판 끼워 맞춤부를 형성하는 동시에, 이 기판 끼워 맞춤부의 양측을 따라서 반사 플레이트 받침부를 형성하여 이루어진다. 각 반사 시트 부재는 반사 특성을 갖는 시트재에 의해 형성되고, 소정 개수의 발광 다이오드에 대응하는 길이를 갖고, 방열 플레이트의 폭보다도 소폭이 된 직사각형 부재를 구비하고, 각 발광 다이오드의 발광부를 관통시키는 다수개의 가이드 구멍을 동일 축선 상에 마련하고 있다. 또한, 반사 플레이트는 반사 특성을 갖는 플레이트재에 의해 액정 패널의 외형과 대략 같은 크기로 형성되고, 각 발광 어레이에 대응하는 위치에 각 발광 다이오드의 발광부를 관통시키는 복수열의 가이드 개구부가 형성되어 있다.

그리고 각 반사 시트 부재는, 각 가이드 구멍에 발광 다이오드의 발광부를 각각 돌출시켜 방열 플레이트에 조립 부착되고, 반사 플레이트가 각 반사 시트 부재 상에 포개어진 상태로 각 방열 플레이트의 반사 플레이트 받침부에 접합된다. 각 발광 다이오드는, 각각의 발광부를 각 반사 시트 부재에 형성한 각 가이드 구멍을 거쳐서 반사 플레이트의 가이드 개구부로부터 각각 돌출하여 액정 패널의 배면부를 향하게 된다. 또한, 방열 플레이트에 접합되는 반사 플레이트는, 각 반사 시트 부재를 유지하도록 하여 각 발광 다이오드로부터 출사되는 출사광의 배면측에의 누설을 방지한다.

본 발명에 따른 백라이트 장치는, 각 발광 유닛 부재마다 반사 시트 부재를 조립 부착함으로써, 이들 반사 시트 부재의 각 가이드 구멍과, 이들 가이드 구멍에 결합하는 발광 다이오드의 가공 정밀도, 조립 정밀도에 높은 정밀도를 요구하는 일 없이 발광 다이오드로부터의 광의 가이드 구멍으로부터의 누설을 방지할 수 있다.

각 방열 플레이트의 베이스부에 길이 방향의 전역에 걸쳐 히트 파이프 끼워 맞춤부가 형성되고, 이 끼워 맞춤부 내에 그 내벽과 밀착 상태를 유지하여 히트 파이프가 부착되고, 이 히트 파이프를 거쳐서 각 발광 다이오드로부터 발생하는 열을 각 방열 플레이트를 거쳐서 방열 수단으로 효율적으로 전도하여 방열이 행해진다.

방열 플레이트의 측방 측에 마련한 반사 플레이트 받침부 상에 기판 끼워 맞춤부를 밀봉하는 방진 탄성재를 접합한다. 각 방진 탄성재는 배선 기판을 지지하는 기판 끼워 맞춤부의 개방된 측방부를 폐색함으로써, 기판 끼워 맞춤부 내로 먼지 등이 침입하는 것을 방지한다.

또한, 반사 플레이트에 각 발광 어레이에 대응하여 각각 형성된 각 가이드 개구부는, 동일 축선 상에 위치하고 또한 브리지부에 의해 복수개의 발광 다이오드를 관통시키는 길이로 구분된 복수의 가이드 개구부에 의해 구성된다.

반사 시트 부재는, 각 가이드 구멍에 발광 다이오드를 관통시켜 각 배선 기판에 조립 부착되고, 각 방열 플레이트의 반사 플레이트 받침부 상에 반사 플레이트를 접합함으로써, 반사 플레이트의 각 브리지부가 반사 시트 부재를 방열 플레이트 측으로 압박하여 들뜸을 방지한다.

또한, 반사 시트 부재는 절연성의 합성 수지 시트재에 의해 형성되고, 반사 플레이트는 알루미늄제의 기재를 이용하여 형성된다. 반사 플레이트를 구성하는 알루미늄제의 기재가 향하는 각 가이드 개구부의 내주연에, 이 개구부보다 소경이 된 각 반사 시트 부재에 형성된 각 가이드 구멍의 내주 모서리가 전체 둘레에 걸쳐 안쪽으로 돌출하여 조합하게 된다. 각 반사 시트 부재 중 일부가, 반사 플레이트의 각 가이드 개구부의 내주연으로 돌출함으로써, 각 반사 시트 부재에 의해 반사 플레이트를 구성하는 알루미늄제의 기재와 각 발광 다이오드의 단자부, 혹은 배선 기판의 단자부와의 사이의 전기적 절연이 도모된다.

본 발명에 따른 액정 표시 장치는 투과형 액정 패널과, 다수개의 발광 다이오드를 구비하여 각 발광 다이오드로부터 출사하는 출사광에 의한 대용량의 조명광을 액정 패널에 대하여 입사하는 백라이트부와, 조명광에 대하여 소정의 광학 변환 처리를 하여 액정 패널로 입사하는 광학 변환부와, 백라이트부로부터 출사된 조명광을 액정 패널에 균일화한 상태로 입사하는 도광부와, 각 발광 다이오드로부터 주위를 향해 출사된 출사광을 도광부를 향해 반사시키는 반사부와, 백라이트부에 있어서 발생한 열을 방열하는 방열부를 구비한다. 백라이트부는 배선 기판 위에 다수개의 발광 다이오드를 동일 축선 상에 실장하여 발광 유닛 부재를 구성하고, 복수개의 발광 유닛 부재를 액정 패널의 배면부에 있어서 동일 축선 상에 서로 등간격으로 배열함으로써 복수의 발광 어레이를 구성한다. 광학 변환부는 액정 패널과 백라이트부 사이에 배치된 복수의 기능 광학 시트를 적층하여 이루어지는 기능 광학 시트 적층체에 의해 구성되고, 조명광에 대하여 직교 성분에의 편광 기능, 위상차를 보정하여 광각 시야화나 착색 방지화를 도모하는 기능, 확산 기능 등을 발휘하여 백라이트부로부터 출사되는 조명광을 안정된 상태로 액정 패널에 입사한다.

도광부는 광학 변환부의 배면부에 배치된 확산 도광 플레이트와 광 확산 플레이트를 갖는다. 확산 도광 플레이트는, 예컨대 유백색의 도광 수지재에 의해 약간 두께를 갖도록 형성되어, 입사된 조명광을 내부에서 확산함으로써 전면으로부터 평균화한 상태로 광학 변환부로 입사한다. 도광부는 광 확산 플레이트가, 조명광에 대하여 반사 확산 동작과 투과 동작을 선택적으로 행하여 휘도를 균일화하여, 확산 도광 플레이트에 입사한다. 광 확산 플레이트는, 예를 들어 투명한 수지재에 의해 형성되고, 각 발광 다이오드와 각각 대향하는 부분에 광 반사 확산성을 갖는 다수개의 조광부가 형성되어 이루어진다. 광 확산 플레이트는, 각 조광부에 의해 바로 아래의 각 발광 다이오드로부터 출사되는 출사광의 입사량을 규제하여 부분적인 고휘도 영역의 발생을 억제함으로써, 전면으로부터 균일한 휘도의 백라이트 광을 확산 도광 플레이트에 입사한다.

방열부는 열전도성을 갖는 금속재에 의해 형성되어, 베이스부의 주면에 각 배선 기판을 동일 축선 상에 위치하여 길이 방향으로 늘어 세워 지지하는 기판 끼워 맞춤부를 형성한 복수개의 방열 플레이트를 갖는다. 각 방열 플레이트는, 발광 유닛 부재의 지지 부재를 구성하고, 액정 패널의 배면부에 있어서 동일 축선 상에 서로 등간격으로 배열되어 복수의 발광 어레이에 각각 대응한 방열 플레이트를 구성한다. 각 방열 플레이트에는 기판 끼워 맞춤부의 양측을 따라 수직 벽형의 반사 플레이트 받침부가 형성되어 있고, 이들 반사 플레이트 받침부 상에 반사 플레이트를 접합한다.

각 방열 플레이트에는, 기판 끼워 맞춤부를 형성한 베이스부의 바닥면부에, 길이 방향으로 늘어 세운 상태에서 서로 동일 축선 상에 위치하는 오목 홈형의 히트 파이프 끼워 맞춤부가 길이 방향의 전역에 걸쳐 각각 형성되어 있다. 각 방열 플레이트에는 히트 파이프 끼워 맞춤부 내에 내벽과 밀착 상태를 유지하여 히트 파이프가 조립 부착되고, 이 히트 파이프에 의해 각 발광 다이오드로부터의 발생 열을 방열 수단으로 전도한다.

또한, 반사부는 각 발광 다이오드로부터 주위로 출사된 출사광이나 광 확산 플레이트의 조광부에서 반사된 출사광을 도광부로 반사시킨다. 이 반사부는, 각 배선 기판마다 마련되는 다수개의 반사 시트 부재와, 액정 패널의 외형과 거의 같은 크기로 형성된 반사 플레이트를 구비한다. 각 반사 시트 부재는, 반사 특성을 갖는 시트재에 의해 소정 개수의 발광 다이오드를 탑재한 배선 기판과 대략 동일 길이를 갖는 동시에 방열 플레이트의 폭보다 약간 작은 폭이 된 직사각형 형상으로 형성되어 있다. 각 반사 시트 부재에는, 각 발광 다이오드의 발광부를 각각 관통시키는 다수개의 가이드 구멍이 동일 축선 상에 설치되어 있다.

각 반사 시트 부재는, 각 가이드 구멍으로부터 상대하는 발광 다이오드의 발광부를 각각 돌출시켜 방열 플레이트에 조립 부착되는 동시에, 반사 플레이트가 각 반사 시트 부재 상에 포개어져 각 방열 플레이트의 반사 플레이트 받침부에 접합되어 반사부를 구성한다. 각 반사 시트 부재에 형성한 각 가이드 구멍으로부터 돌출된 복수의 발광 다이오드는, 각각의 발광부를 가이드 개구부로부터 돌출시켜 액정 패널의 배면부를 향하게 되어 있다.

다수개의 발광 다이오드로부터 발생하는 열은, 배선 기판의 지지 기능을 갖는 방열 플레이트를 거쳐서 방열된다. 또한, 히트 파이프는 각 방열 플레이트의 베이스부에 길이 방향의 전역에 걸쳐 형성한 히트 파이프 끼워 맞춤부 내에 그 내벽과 밀착 상태를 유지하여 부착되고, 각 발광 다이오드로부터 발생하여 각 방열 플레이트에 전도된 열을 방열 수단으로 전도한다.

반사 플레이트에 각 발광 어레이에 대응하여 각각 형성된 각 가이드 개구부는, 동일 축선 상에 위치하고 또한 각 브리지부에 의해 소정 개수의 발광 다이오드를 관통시키는 길이로 구분된 복수의 가이드 개구부를 구비한다. 반사 플레이트는, 방열 플레이트에 형성한 다수개의 반사 플레이트 받침부 상에 접합된 상태에서, 각 브리지부가 각 반사 시트 부재를 방열 플레이트 측으로 압박하여 들뜸을 방지한다.

또한, 반사 시트 부재는 절연성의 합성 수지 시트재에 의해 형성되고, 반사 플레이트는 알루미늄제의 기재를 이용하여 형성되어 있다. 반사 플레이트의 알루미늄제의 기재가 향하는 각 가이드 개구부의 내주연에는, 각 가이드 개구부보다 소경이 된 각 반사 시트 부재의 각 가이드 구멍의 내주연이 전체 둘레에 걸쳐 안쪽으로 돌출하여 조합된다. 따라서 각 반사 시트 부재에 의해 반사 플레이트의 알루미늄제의 기재가 향하는 부분과 각 발광 다이오드의 단자부와의 사이의 전기적 절연이 유지된다.

본 발명에 따른 백라이트 장치 및 이 백라이트 장치를 이용한 액정 표시 장치는, 대형 액정 패널이라도 백라이트부로부터 대용량의 조명광이 균일한 상태로 입사되도록 하여 고휘도의 화상 표시를 할 수 있어, 구성 각 부재의 가공 정밀도를 고정밀도로 하고, 또한 각 구성 부재의 조립 부착 정밀도를 고정밀도로 유지하지 않는 경우라도, 각 발광 다이오드로부터 출사되는 조명광의 누출을 억제하여 광의 이용 효율의 향상을 도모하여 고휘도의 표시를 하는 것이 가능해진다.

본 발명의 또 다른 목적, 본 발명에 의해 얻을 수 있는 구체적인 이점은, 이하에 있어서 도면을 참조하여 설명되는 실시 형태로부터 한층 더 명백해질 것이다.

도1은 본 발명을 적용한 투과형 액정 표시 장치를 나타내는 주요부 분해 사시도이다.

도2는 투과형 액정 표시 장치의 주요부 종단면도이다.

도3은 도광부, 백라이트부 및 반사부를 일부 절결하여 나타내는 평면도이다.

도4는 백라이트부의 발광 유닛 부재와, 반사부의 반사 플레이트 및 반사 시트 부재를 나타내는 주요부 분해 사시도이다.

도5는 백라이트부의 발광 유닛 부재와, 반사부의 반사 플레이트 및 반사 시트 부재를 나타내는 주요부 종단면도이다.

도6은 도광부와 광학 스터드 부재를 나타내는 주요부 종단면도이다.

이하, 본 발명을 투과형 액정 컬러 액정 표시 장치(이하, 단순히 액정 표시 장치라 함)에 적용한 실시 형태를 도면을 참조하여 설명한다.

본 발명에 따른 액정 표시 장치(1)는, 예컨대 30 인치 이상의 대형 표시 화면을 갖는 텔레비전 수상기 혹은 표시 모니터 장치 등에 이용된다. 이 액정 표시 장치(1)는, 도1 및 도2에 도시한 바와 같이 액정 패널 유닛(2)과, 이 액정 패널 유닛(2)의 배면측에 조합되어 대용량의 조명광을 출사하는 백라이트부(3)를 구비하고 있다. 그리고 액정 패널 유닛(2)과 백라이트부(3) 사이에는, 백라이트부(3)로부터 출사된 조명광에 대하여 소정의 광학 변환 처리를 하여 액정 패널 유닛(2)으로 입사하는 광학 변환부(4)와, 조명광을 액정 패널 유닛(2)에 균일화한 상태에서 입사하는 도광부(5)와, 백라이트부(3)으로부터 주위를 향해 출사된 조명광을 도광부(5)를 향해 반사시키는 반사부(6)와, 백라이트부(3)에 있어서 발생한 열을 방열하는 방열부(7)가 배치되어 있다.

액정 패널 유닛(2)은 30 인치 이상의 대형 표시 화면 크기의 액정 패널(8)을 구비하고 있다. 액정 패널(8)은, 도2에 도시한 바와 같이 외주연부가 스페이서(11)나 가이드 부재(12) 등을 거쳐서 프레임형의 전방면 프레임 부재(9)와 홀더 프레임 부재(10)에 의해 협지되어 지지되어 있다. 또한, 홀더 프레임 부재(10)와 상세한 설명을 후술하는 백 패널(13)은, 각 구성 부재가 부착되는 섀시 부재를 구성하고, 도시하지 않은 케이싱의 부착부에 고정된다. 또, 액정 패널(8)의 전방면 측에는, 도시하지 않았지만, 커버 유리가 부착된다.

액정 패널(8)은 상세한 설명을 생략하지만, 스페이스 비즈 등에 의해 대향 간격이 유지되어, 예를 들어 투명한 세그먼트 전극이 형성된 제1 유리 기판과 동일하게 투명한 공통 전극이 형성된 제2 유리 기판과의 사이에 액정을 봉입하고, 각 유리 기판에 형성한 전극 사이에 전압을 인가하여 발생하는 전계에 의해 액정 분자의 방향을 변화시킴으로써 광 투과율을 변화시킨다. 이 액정 패널(8)에는, 제1 유리 기판의 내면에 스트라이프형의 투명 전극과, 절연막과, 배향막이 형성되어 있다. 이 액정 패널(8)의 제2 유리 기판의 내면에는, 3원색의 컬러 필터와 오버 코트층과 스트라이프형의 투명 전극과 배향막이 형성된다. 또한, 제1 유리 기판과 제2 유리 기판의 표면에는, 각각 편향 필름과 위상차 필름이 접합된다. 또한, 액정 패널(8)에는 폴리이미드로 이루어지는 배향막이 액정 분자를 계면으로 하여 수평 방향으로 배열되어 있고, 편향 필름과 위상차 필름이 파장 특성을 무채색화, 백색화하여 컬러 필터에 의한 풀 컬러화를 도모하여 수신 화상 등을 컬러 표시한다.

또, 본 발명에 있어서 이용되는 액정 패널(8)은, 상술한 바와 같이 구성된 것에 한정되는 것이 아닌, 종래 제공되어 있는 여러 가지 구성의 액정 패널을 이용할 수 있다.

상술한 액정 패널 유닛(2)의 배면측에는, 도2에 도시한 바와 같이 백라이트부(3)가 조합되어 있다. 백라이트부(3)는 액정 패널 유닛(2)의 전면에 대향하여 배치되어, 액정 패널 유닛(2)과 함께 광학적으로 밀폐된 도광 공간부(14)를 구성하고 있다. 이 백라이트부(3)는 소정 개수의 발광 유닛 부재(15)를 동일 축선 상에 늘어 세워 발광 어레이(16)를 구성하고, 복수열의 발광 어레이(16)를 소정 간격으로 서로 평행하게 늘어 세워 구성되어 있다. 그리고, 백라이트부(3)는 도3에 도시한 바와 같이 3개의 발광 유닛 부재(15)를 길이 방향으로 일렬로 배열함으로써 1열분의 발광 어레이(16)를 구성하고, 이 발광 어레이(16)를 높이 방향으로 6열 병렬 로 늘어 세워 구성되어 있다. 여기서, 백라이트부(3)는 전체 3 × 6 = 18개의 발광 유닛 부재(15)로 구성되어 있다.

백라이트부(3)를 구성하는 각 발광 유닛 부재(15)는, 도2에 도시한 바와 같이 배선 기판(17)과, 이 배선 기판(17) 상에 설치된 복수개의 LED(18)와, 입력용 커넥터(19)와, 출력용 커넥터(20) 등에 의해 구성된다. 백라이트부(3)는 각 발광 유닛 부재(15)의 배선 기판(17) 상에, 적색 LED와 녹색 LED와 청색 LED를 조합한 합계 25개의 LED(18)를 동일 축선 상에 직렬로 배열하여 실장되어 있다. 따라서 이 백라이트부(3)에는, 각 발광 어레이마다 각각 25 × 3 = 75개, 6열 합계 75 × 6 = 450개의 LED(18)가 설치되어 있다.

각 LED(18)는 도2 및 도5에 도시한 바와 같이, 발광부(18a)를 수지 홀더(18b)에 의해 유지하는 동시에 수지 홀더(18b)로부터 한 쌍의 단자(18c)를 끌어내어 이루어진다. 각 LED(18)에는, 상세한 설명을 생략하지만 출사광의 주성분을 발광부(18a)의 외주 방향으로 출사하는 지향성을 갖는 소위 측면 발광형의 LED가 이용되고 있다. 또, 백라이트부(3)는 액정 패널(8)의 크기나 각 LED(18)의 발광 능력 등에 의해, 발광 유닛 부재(15)의 개수나 각각에 실장하는 LED(18)의 개수 및 간격이 적절하게 결정된다.

발광 유닛 부재(15)는, 각 배선 기판(17)이 모두 동일 수단으로 형성되어 있고, 도시를 생략하지만 각 배선 기판(17)에 각 LED(18)를 시리즈로 접속하는 배선 패턴이나 각 LED(18)의 단자를 접속하는 랜드 등이 형성되어 있다. 각 배선 기판(17)에는, 폭 방향의 일측부의 근방에서, 또한 한쪽에 위치하여 입력용 커넥터(19) 가 실장되는 동시에, 다른 쪽에 위치하여 출력용 커넥터(20)가 실장되어 있다.

각 발광 어레이(16)는, 도3에 도시한 바와 같이 동일 열 내에 있어서 각 발광 유닛 부재(15)가, 배선 기판(17)을 동일한 방향으로 하여 늘어 세우게 된다. 발광 어레이(16)는, 제1열째와 제3열째 및 제5열째의 홀수 열의 발광 어레이가, 각 배선 기판(17)을 각각 입력용 커넥터(19)나 출력용 커넥터(20)를 실장한 측의 한쪽 모서리부가 하향이 되도록 하여 각 발광 유닛 부재(15)를 배열한다. 발광 어레이(16)는, 제2열째와 제4열째 및 제6열째의 짝수 열 발광 어레이가, 각 배선 기판(17)을 각각 입력용 커넥터(19)나 출력용 커넥터(20)를 실장한 측의 한쪽 모서리부가 상향이 되도록 하여 각 발광 유닛 부재(15)를 배열한다.

따라서 각 발광 어레이(16)는, 동일 열 내에 있어서, 각 발광 유닛 부재(15)가 인접하는 각 배선 기판(17)의 입력용 커넥터(19)와 출력용 커넥터(20)를 대향시키도록 하여 배열된다. 또한, 각 발광 어레이(16)는 홀수 열과 짝수 열로, 각 발광 유닛 부재(15)가 상대하는 각 배선 기판(17)의 입력용 커넥터(19)와 출력용 커넥터(20)를 대향시키도록 하여 배열된다.

각 발광 어레이(16)는 동일 열 내에 있어서 각 발광 유닛 부재(15)가 도시하지 않은 커넥터가 달린 리드선에 의해 시리즈 접속되지만, 상술한 바와 같이 입력용 커넥터(19)와 출력용 커넥터(20)를 대향시킴으로써 각 발광 유닛 부재(15) 사이에서 가장 짧은 배선이 행해지게 된다. 각 발광 어레이(16)는, 홀수 열에 있어서 각각의 우측에 배치된 발광 유닛 부재(15)의 우단부 측에 입력용 커넥터(19)가 위치되는 동시에, 좌측에 배치된 발광 유닛 부재(15)의 좌단부 측에 출력용 커넥터 (20)가 위치되어 배열된다. 또한, 각 발광 어레이(16)는, 짝수 열에 있어서 각각의 좌측에 배치된 발광 유닛 부재(15)의 좌단부 측에 출력용 커넥터(20)가 위치되는 동시에, 우측에 배치된 발광 유닛 부재(15)의 우단부 측에 입력용 커넥터(19)가 위치되어 배열된다. 각 발광 어레이(16)는, 홀수 열과 짝수 열 사이에 구성된 길이 방향의 스페이스를 이용하여 리드선의 배치가 행해진다. 리드선은 백 패널(13)에 형성한 도시를 생략하는 인출 개구를 거쳐서 각 스페이스로부터의 인입 및 각 스페이스에의 인출이 행해져, 각 스페이스 내에 있어서 클램퍼 등에 의해 묶이게 된다.

백라이트부(3)는, 상술한 바와 같이 각 발광 어레이(16) 사이에 구성되는 스페이스를 이용한 리드선의 유지, 가이드를 행함으로써, 스페이스의 효율화나 배선 공정의 간이화가 도모되고 있다. 백라이트부(3)에 있어서는, 각 배선 기판(17)에 실장한 입력용 커넥터(19)와 출력용 커넥터(20)의 위치에 의해, 동일 열 내 및 각 열 사이에 있어서 각 발광 유닛 부재(15)의 잘못된 조립이 식별되게 된다. 또한, 백라이트부(3)에 있어서는 각 발광 어레이(16)가 배선 기판(17) 사이의 배선 구조나 배선 공정의 간이화 혹은 리드선의 공통화를 도모하도록 한다.

액정 표시 장치(1)에 있어서는, 상술한 백라이트부(3)의 각 LED(18)로부터 출사된 출사광을 기초로 하는 대용량의 조명광이 광학 변환부(4)를 거쳐서 액정 패널(8)에 입사된다. 광학 변환부(4)는 액정 패널(8)의 외형과 거의 동등한 외형을 갖는 복수의 광학 시트를 적층한 광학 시트 적층체를 갖고 있다. 광학 변환부(4)는 광학 기능 시트 적층체가, 상세한 설명을 생략하지만 백라이트부(3)로부터 입사 된 조명광을 직교하는 편광 성분으로 분해하는 광학 기능 시트, 조명광의 위상차를 보상하여 광각 시야각화나 착색 방지를 도모하는 광학 기능 시트 혹은 조명광을 확산하는 광학 기능 시트 등의 여러 가지의 광학 기능을 발휘하는 복수의 광학 기능 시트로 이루어진다.

광학 변환부(4)는, 도2에 도시한 바와 같이 광학 기능 시트 적층체가 후술하는 도광부(5)의 확산 도광 플레이트(21)의 주면에 조합되는 동시에, 백 패널(13)에 조립 부착한 유지 브래킷 부재(22)를 거쳐서 액정 패널(8)의 배면측에 소정의 대향 간격을 두고 배치된다. 광학 변환부(4)는, 상술한 광학 기능 시트 적층체에 한정되는 것이 아닌, 그 밖의 광학 기능 시트로서 예를 들어 휘도 향상을 도모하는 휘도 향상 필름이나, 위상차 필름이나 프리즘 시트를 협지하는 상하 2장의 확산 시트 등의 광학 기능 시트를 구비하도록 해도 된다.

액정 표시 장치(1)에 있어서는, 도광부(5)에 의해 백라이트부(3)로부터 입사된 조명광을 전면에 걸쳐 균일한 휘도로 한 상태에서 도광 공간부(14) 내를 도광하여 광학 변환부(4)를 거쳐서 액정 패널(8)로 입사한다. 도광부(5)는 확산 도광 플레이트(21)와 확산 플레이트(23)로 구성되고, 상세한 설명을 후술하는 바와 같이 광학 스터드(stud) 부재(25)에 의해 소정의 대향 간격으로 유지되어 도광 공간부(14) 내에 배치된다.

확산 도광 플레이트(21)는 도광성을 갖는 유백색의 합성 수지재, 예컨대 아크릴 수지나 폴리카보네이트 수지 등을 소재로 하여 성형된 액정 패널(8)과 대략 동일한 크기로 약간 두께가 있는 플레이트 부재로 이루어진다. 확산 도광 플레이 트(21)는, 한쪽 주면 위에 광학 변환부(4)의 광학 기능 시트 적층체가 조합되는 동시에, 외주부를 유지 브래킷 부재(22)로 유지한다. 확산 도광 플레이트(21)는 다른 쪽의 주면으로부터 입사된 조명광을 내부에 있어서 적절하게 굴절, 난반사를 행함으로써 확산시켜, 한쪽 주면측으로부터 전면에 걸쳐 휘도의 균일화를 도모하여 광학 변환부(4)에 입사시킨다.

확산 플레이트(23)는 투명한 합성 수지재, 예컨대 아크릴 수지 등을 소재로 하여 성형된 액정 패널(8)과 거의 동일 크기의 플레이트 부재로 이루어져, 백라이트부(3)와 소정의 간격을 두고 대향 배치됨으로써, 각 LED(18)로부터 출사되는 출사광의 입사 상태를 제어하는 기능을 갖는다. 확산 플레이트(23)에는, 도2에 도시한 바와 같이 각 LED(18)의 발광부(18a)와 대향하는 부위에 각각 조광 패턴(24)이 형성되어 있다.

각 조광 패턴(24)은 광 반사/확산 특성을 갖는 잉크에 의해 LED(18)의 발광부(18a)보다도 약간 대경의 원형 패턴을 인쇄하여 구성된다. 각 조광 패턴(24)은 차광제와 확산제를 포함하는 잉크 재료를 소정의 비율로 조합(調合)한 잉크가 이용되어, 예컨대 스크린 인쇄법 등에 의해 정밀하게 형성된다. 잉크에는 차광제로서, 예컨대 산화 티타늄, 황화 바륨, 탄산 칼슘, 산화 알루미나, 산화 아연, 산화 니켈, 수산화 칼슘, 황화 리튬, 43산화철, 메타크릴 수지 분말, 운모(sericite), 흰 점토 분말, 카올린, 벤토나이트, 금 가루 혹은 펄프 섬유 등이 이용된다. 잉크에는 확산제로서, 예컨대 산화 규소, 유리 비즈, 유리 미분말, 유리 섬유, 액체 실리콘, 수정 분말, 금도금 수지 비즈, 콜레스테릭 액정액, 재결정 아크릴 수지 분말 등이 이용된다.

확산 플레이트(23)는, 각 조광 패턴(24)이 바로 아래에 배치된 LED(18)의 발광부(18a)로부터 출사된 출사광에 대해, 바로 위를 향해 출사된 성분을 반사시킨다. 확산 플레이트(23)는, 각 조광 패턴(24)의 비형성 영역, 즉 각 발광 어레이(16)와 직접 대향하지 않은 영역에 있어서 출사광을 입사시킨다. 확산 플레이트(23)는, 이와 같이 각 조광 패턴(24)에 의해 각 LED(18)로부터 출사되어 직접 입사되는 출사광을 규제함으로써, 부분적인 고휘도 영역의 발생을 줄여 휘도를 균일화한 조명광을 전면으로부터 확산 도광 플레이트(21)에 대하여 입사한다.

또, 확산 플레이트(23)는 각 조광 패턴(24)을 LED(18)의 발광부(18a)보다도 대경인 영역 내에 형성한 다수개의 도트에 의해 구성하고, 출사광의 일부를 투과시키는 동시에 일부를 반사 확산시킴으로써 입사 광량을 제한하도록 구성해도 된다. 확산 플레이트(23)는, 이 경우에 각 조광 패턴(24)이 도트의 밀도를 주변부에 대하여 중앙부를 밀하게 하여 형성함으로써, 중앙부에서의 입사 광량을 제한하고 또한 LED(18)와의 위치 어긋남을 흡수하는 소위 그러데이션 패턴으로서 구성해도 좋다. 확산 플레이트(23)는, 상술한 바와 같이 측면 발광형 LED(18)를 이용함으로써 각 발광 어레이(16) 사이의 영역에서 조명광이 집광하는 현상이 생기므로, 각 조광 패턴(24)을 세로 길이로 형성하여 이 현상의 발생을 억제하도록 해도 좋다.

여기서, 각 LED(18)로부터 출사되어 확산 플레이트(23)에 대하여 임계각을 초과하여 입사되는 출사광의 일부는, 확산 플레이트(23)의 표면에서 반사된다. 그리고 백라이트부(3)의 각 LED(18)로부터 주위로 출사된 출사광이나, 확산 플레이트 (23)의 표면에서 반사된 출사광, 혹은 각 조광 패턴(24)에 의해 반사된 출사광은, 반사부(6)에 의해 반사되어 확산 플레이트(23)를 거쳐서 효율적으로 도광부(5)로 입사한다. 반사부(6)는 광을 확산 플레이트(23)와의 사이에서 반복 반사함으로써 증가 반사 원리에 의한 반사율의 향상을 도모한다.

그리고 반사부(6)는, 도2 및 도4에 도시한 바와 같이 1매의 큰 반사 플레이트(26)와, 각 발광 유닛 부재(15)마다 마련되는 다수개의 반사 시트 부재(27)로 구성된다. 여기서, 반사 플레이트(26)는 상세한 것은 후술하지만, 방열부(7)를 구성하는 방열 플레이트(28)와 광학 스터드 부재(25)에 의해 위치 결정되어 백라이트부(3)에 조합되고, 이 반사 플레이트(26)에 의해 각 반사 시트 부재(27)가 유지된다.

반사 플레이트(26)는 왜곡이 없는 비교적 정밀도가 높은 면 정밀도를 갖고, 도광부(5)에 대하여 일정한 대향 간격을 유지하여 조합되는 액정 패널(8)과 대략 같은 모양의 대형판 부재로서 형성되므로, 어느 정도의 기계적 강성이 필요해진다. 따라서 반사 플레이트(26)는, 예를 들어 알루미늄제의 플레이트(29)를 기재로 하여, 그 표면에 형광제를 함유한 발포성 PET재(30)를 접합하여 형성된다. 또, 반사 플레이트(26)는 알루미늄제의 플레이트뿐만 아니라, 경면을 갖는 스테인리스제의 플레이트 등을 사용하도록 해도 좋다. 또, 반사 플레이트(26)는 비교적 작은 크기의 액정 표시 장치에 사용하는 경우에는, 예컨대 형광제를 함유한 발포성 PET에 의해 형성하도록 해도 좋다. 발포성 PET는 경량이며, 약 95 % 정도의 고 반사율 특성을 갖는 동시에 금속 광택색과 다른 색조로 반사면에 생긴 흠집 등이 눈에 띄지 않는 등의 특징을 가지고, 종래의 액정 표시 장치에도 이용되고 있다.

반사 플레이트(26)에는, 도3에 도시한 바와 같이 각 발광 어레이(16)에 대응하여 6열의 가이드 개구부(31)가 형성되어 있다. 각 가이드 개구부(31)는 상세하게는 동일 축선 상에 위치하여 각각 브리지부(33)에 의해 구분된 가로로 긴 직사각형의 다수개의 단위 가이드 개구부(32a 내지 32n)[단위 가이드 개구부(32)라 총칭함]에 의해 구성된다. 각 단위 가이드 개구부(32)는, 각각의 개구 폭이 LED(18)의 발광부(18a)의 외경보다 약간 크게, 각각 5개의 LED(18)를 관통시킬 만한 길이로 형성되어 있다.

따라서 가이드 개구부(31)는, 각 발광 어레이(16)에 75개의 LED(18)를 가지므로, 각 열마다 75 ÷ 5 = 15개의 단위 가이드 개구부(32)에 의해 구성된다. 또, 가이드 개구부(31)는 이러한 구성에 한정되지 않으며, 각 발광 어레이(16)마다 그 전 길이에 대응하는 길이를 갖는 1개의 개구부에 의해 구성하도록 해도 좋다. 그러나 가이드 개구부(31)는, 각 브리지부(33)가 반사 플레이트(26)의 기계적 강성을 유지하는 동시에 후술하는 바와 같이 반사 시트 부재(27)를 유지하는 부위로서도 기능하므로, 수개의 LED(18)를 관통시킬 만한 어느 정도의 간격을 두고 형성하는 것이 바람직하다.

반사 시트 부재(27)는, 예컨대 상술한 발포성 PET재 등의 고 반사 특성을 갖는 부재가 이용되어, 각 배선 기판(17)과 거의 동일 길이로 또한 약간 큰 폭이 되는 동시에 방열 플레이트(2)의 폭보다도 약간 작은 폭이 된 직사각형 부재로 형성된다. 반사 시트 부재(27)에는 각 발광 유닛 부재(15)에 동일 축선 상에 위치하여 마련된 25개의 LED(18)에 각각 대응하여, 25개의 가이드 구멍(34)이 형성되어 있 다. 각 가이드 구멍(34)은, 반사 시트 부재(27)에 동일 축선 상에 위치하여 길이 방향으로 늘어 세워 형성되고, 각각이 내경을 각 LED(18)의 발광부(18a)와 대략 동일 직경이 된 원 구멍으로 이루어진다.

반사 시트 부재(27)는 각 발광 유닛 부재(15)마다, 각 가이드 구멍(34)으로부터 상대하는 각 LED(18)의 발광부(18a)를 관통시켜 방열 플레이트(28)에 지지되는 배선 기판(17)에 조합된다. 반사 시트 부재(27)는 각 발광 유닛 부재(15)마다 대응한 크기로 형성되어 있고, 배선 기판(17)에 직접 조합함으로써 각 가이드 구멍(34)으로부터 상대하는 각 LED(18)를 정밀하게 위치 결정하는 것이 가능하다. 따라서 반사 시트 부재(27)는, 각 가이드 구멍(34)으로부터 그 내주벽에 각 LED(18)의 발광부(18a)의 외주부를 밀착시킨 상태에서 각각 돌출시킨다. 또, 반사 시트 부재(27)는 후술하는 방열 플레이트(28)의 기판 끼워 맞춤 오목부(38)와 거의 동일 폭 혹은 약간 작은 폭으로 형성하고, 각 가이드 구멍(34)의 개구 모서리가 LED(18)의 수지 홀더(18b)의 상면에서 계지되도록 해도 좋다.

반사부(6)는, 도3 및 도5에 도시한 바와 같이 각 발광 유닛 부재(15)마다 반사 시트 부재(27)를 각 가이드 구멍(34)으로부터 상대하는 각 LED(18)의 발광부(18a)를 관통시켜 배선 기판(17)에 대하여 조합된다. 반사 플레이트(26)는, 각 반사 시트 부재(27) 상에 포개어져 상세한 설명을 후술하는 바와 같이 각 방열 플레이트(28) 상에 고정된다. 반사 플레이트(26)의 각 가이드 개구부(31)에 반사 시트 부재(27) 측의 소정 개수의 가이드 구멍(34)이 임함으로써, 각 가이드 개구부(31)로부터 LED(18)의 발광부(18a)가 각각 관통하여 확산 플레이트(23)와 대향한다.

상술한 바와 같이, 각 반사 시트 부재(27)를 절연성의 발포성 PET재로 형성하고, 반사 플레이트(26)를 알루미늄제의 플레이트(29)와 발포성 PET재(30)와의 적층체에 의해 형성한다. 이때, 도5에 도시한 바와 같이 알루미늄제의 기재가 노출되는 반사 플레이트(26)의 각 가이드 개구부(31)의 내주연에 대하여, 절연재로 이루어지는 각 반사 시트 부재(27)에 소경으로 형성된 상대하는 각 가이드 구멍(34)의 내주연이 전체 둘레에 걸쳐 안쪽으로 돌출하여 조합된 구조가 된다. 따라서 반사부(6)에 있어서는, 각 반사 시트 부재(27)에 의해 반사 플레이트(26)의 알루미늄의 기재가 임하는 부분과 각 LED(18)의 단자(18c)와의 사이의 전기적 절연이 유지된다.

상술한 바와 같이 각 발광 유닛 부재(15)마다 반사 시트 부재(27)를 조합한 후에, 반사 플레이트(26)의 조립 부착이 행해진다. 반사 플레이트(26)는 방열 플레이트(28) 상에 고정됨으로써, 반사 시트 부재(27)를 방열 플레이트(28) 상으로 압박하여 유지한다. 상술한 바와 같이, 반사 플레이트(26)는 브리지부(33)를 거쳐서 각각 5개의 LED(18)를 돌출시키는 단위 가이드 개구부(32)로 구분하여 가이드 개구부(31)를 구성하고 있다. 따라서 각 브리지부(33)가 각 반사 시트 부재(27)를 길이 방향에 대하여 소정의 간격으로 가압함으로써, 이들 반사 시트 부재(27)를 더욱 확실하게 유지하여, 반사 시트 부재(27)의 들뜸이나 진동 등의 발생을 방지하는 구조가 불필요해져, 조립의 간이화가 도모된다.

그런데 반사부(6)는, 상술한 바와 같이 반사 플레이트(26)가 액정 패널(8)과 동등한 큰 크기를 갖고, 도2에 도시한 바와 같이 백 패널(13)에 형성한 지지부 (13a)나 광학 스터드 부재(25)를 거쳐서 위치 결정되어 백라이트부(3)에 조합된다. 이 반사부(6)는 반사 플레이트(26)가, 가이드 개구부(31)를 반사 시트 부재(27)와 마찬가지로 각 LED(18)를 1개씩 관통시키는 원 구멍에 의해 구성한 경우에, 이들 원 구멍과 LED(18)와의 위치 결정이 매우 곤란해진다. 반사부(6)는 반사 플레이트(26)를 고 치수 정밀도를 갖고 형성하는 동시에, 각 부재를 고정밀도로 위치 결정하여 조립하는 대응을 필요하게 함으로써, 고정밀도의 부품 제작과 조립 공정으로부터 비용을 대폭 상승시키는 동시에, 열 변화에 의해 반사 플레이트(26)에 왜곡을 생기게 해 버린다.

본 실시 형태의 반사부(6)는, 반사 플레이트(26)와 다수개의 반사 시트 부재(27)를 조합하여 구성됨으로써, 각 LED(18)의 외주부에 간극이 발생하는 것을 방지할 수 있어, 각 LED(18)로부터 출사된 출사광의 일부가 외주부의 간극으로부터 배면측으로 누출되는 것을 방지하여 광 효율의 향상을 도모하여 고휘도의 표시를 하는 것을 가능하게 한다. 또한, 이 반사부(6)는 배면측으로부터의 누출광을 차폐하는 구조를 불필요로 함으로써 구조의 간이화가 도모되도록 한다.

본 실시 형태의 반사부(6)는, 상술한 바와 같이 반사 플레이트(26)와 다수개의 반사 시트 부재(27)를 조합하여 구성되고, 각 반사 시트 부재(27)에 형성한 가이드 구멍(34)에 각 LED(18)의 발광부(18a)가 삽입 관통하여 밀접하므로, 각 LED(18)로부터 출사된 출사광이 가이드 구멍(34)의 내주벽과 발광부(18a)의 외주부와의 사이의 간극으로부터 배면측으로 누출되는 것이 방지된다.

본 실시 형태의 액정 표시 장치(1)에 있어서, 상술한 바와 같이 구성된 반사 부(6)의 반사 플레이트(26)에 대해 그 표면 휘도를 측정하면, 중심 휘도 6135 cd/㎡의 결과를 얻었다. 한편, 반사 시트 부재(27)를 갖지 않은 종래의 액정 표시 장치에 있어서는, 같은 방법에 의해 반사 플레이트의 표면 휘도를 측정하면, 중심 휘도 5716 cd/㎡였다. 따라서 본 실시 형태의 액정 표시 장치(1)는, 휘도에 대해 약 7 %의 향상이 도모되는 것이 확인되었다.

또, 반사부(6)를 구성하는 반사 시트 부재(27)는 각 발광 유닛 부재(15)마다 조합되는 크기로 형성했지만, 발광 유닛 부재(15)의 크기에 따라서 2개 혹은 3개를 조합하는 크기로 형성해도 좋고, 또한 복수의 발광 유닛 부재(15)에 걸쳐 조합하는 크기로 형성해도 좋다. 그러나 반사부(6)는, 반사 시트 부재(27)가 지나치게 대형이 되면 각 가이드 구멍(34)과 LED(18)와의 정밀한 위치 정렬이 곤란해져, 상술한 적층 구성에 의한 효과를 발휘할 수 없게 되므로, 소정의 크기로 형성되다.

본 실시 형태의 액정 표시 장치(1)는, 백 패널(13)에 다수개의 광학 스터드 부재(25)가 부착되고, 이들 광학 스터드 부재(25)를 거쳐서 상술한 광학 변환부(4)를 구성하는 광학 기능 시트 부재와, 도광부(5)를 구성하는 확산 도광 플레이트(21) 및 확산 플레이트(23)와, 반사부(6)를 구성하는 반사 플레이트(26)가 서로 위치 결정되는 동시에 상대하는 주면 사이의 평행도를 전면에 걸쳐 정밀도 좋게 유지되도록 구성되어 있다. 이 액정 표시 장치(1)는, 대형 크기의 이들 각 플레이트의 간격과 평행도를 유지함으로써 색 불균일 등의 발생이 방지된다.

그리고 상술한 확산 플레이트(23) 및 반사 플레이트(26)에는, 광학 스터드 부재(25)와의 조합을 위해, 다수개의 끼워 맞춤 구멍(23a, 26a)이 형성되어 있다. 이들 끼워 맞춤 구멍(23a, 26a)은, 확산 플레이트(23)와 반사 플레이트(26)를 조합한 상태에 있어서, 각 발광 어레이(16)의 열 사이에 위치하고 또한 각각 축선을 일치시켜 형성된다.

각 광학 스터드 부재(25)는, 예컨대 폴리카보네이트 수지 등의 도광성과 기계적 강성 및 어느 정도의 탄성을 갖는 유백색의 합성 수지재에 의해 일체로 형성된 부재이며, 도2 및 도6에 도시한 바와 같이 백 패널(13)에 일체로 형성한 부착부(35)에 각각 부착된다. 백 패널(13)에는, 내면측에 대략 사다리꼴형의 볼록부를 나타내어 일체로 형성된 다수개의 부착부(35)가 형성되어 있다. 부착부(35)는 상면이 확산 플레이트(23)의 적재면을 구성하고, 각각 부착 구멍(35c)이 관통하여 설치되어 있다. 또, 부착부(35)는 상술한 백라이트부(3)가 백 패널(13)에 조합된 상태에 있어서, 각 발광 어레이(16)의 열 사이에 위치하도록 하여 형성되어 있다.

각 광학 스터드 부재(25)는, 도6에 도시한 바와 같이 각각 축 형상 베이스부(25a)와, 이 축 형상 베이스부(25a)의 선단부에 형성된 끼워 맞춤부(25b)와, 이 끼워 맞춤부(25b)로부터 소정의 간격을 갖고 축 형상 베이스부(25a)의 주위에 일체로 형성된 플랜지형의 제1 받침부(25c)와, 이 제1 받침부(25c)로부터 소정의 간격을 두고 축 형상 베이스부(25a)의 주위에 일체로 형성된 플랜지형의 제2 받침부(25d)로 구성된다. 각 광학 스터드 부재(25)는, 축 형상 베이스부(25a)가 백 패널(13)의 부착부(35)와 확산 도광 플레이트(21)와의 대향 간격을 규정하는 축 길이를 갖고 형성되어, 제2 받침부(25d)로부터 소정의 높이 위치에 단차부(25e)가 구성되어 있다.

각 광학 스터드 부재(25)는, 축 형상 베이스부(25a)가 단차부(25e)를 확산 플레이트(23)에 형성한 끼워 맞춤 구멍(23a)보다도 약간 대경이 되는 동시에 선단부를 향해 점차로 소경으로 한 긴 축인 원뿔형으로 형성되어 있다. 각 광학 스터드 부재(25)의 축 형상 베이스부(25a)의 단차부(25e)를 마련한 부분보다 약간 상방측에 위치하여, 이 베이스부(25a)의 일부에 탄성 변위 가능부를 구성하기 위한 빠짐 구멍(25f)이 형성되어 있다. 이 빠짐 구멍(25f)은, 축 형상 베이스부(25a)에, 그 외경이 확산 플레이트(23)의 끼워 맞춤 구멍(23a)보다도 대경이 된 범위에 걸쳐 형성되어 있다.

각 광학 스터드 부재(25)는, 제1 받침부(25c)와 제2 받침부(25d)가 확산 플레이트(23)와 반사 플레이트(26)와의 대향 간격을 유지하는 간격을 두고 형성되어 있다. 각 광학 스터드 부재(25)는, 축 형상 베이스부(25a)가 제1 받침부(25c)와 제2 받침부(25d)와의 부위를 확산 플레이트(23)의 끼워 맞춤 구멍(23a)과 거의 동일한 직경으로 형성된다. 각 광학 스터드 부재(25)는 끼워 맞춤부(25b)가, 선단부의 외경을 백 패널(13) 측의 부착부(35)에 형성한 부착 구멍(35a)과 거의 같은 외경이 되는 동시에 축 방향에 대하여 이 부착 구멍(35a)의 내경보다도 점차로 대경이 된 단면이 대략 원뿔대의 형상을 이루고 있다. 각 광학 스터드 부재(25)는 끼워 맞춤부(25b)가 대경 부위로부터 선단부 측을 향해 슬롯(25g)을 형성함으로써 수렴 습성이 부여된다.

각 광학 스터드 부재(25)는 끼워 맞춤부(25a)의 대경 부위와 제1 받침부(25c)와의 간격이, 백 패널(13)의 두께와 확산 플레이트(23)의 두께의 합과 대략 동일하게 하여 형성되어 있다. 각 광학 스터드 부재(25)는, 제1 받침부(25c)가 확산 플레이트(23)의 끼워 맞춤 구멍(23a)의 내경보다도 약간 대경이 되는 동시에, 제2 받침부(25d)가 반사 플레이트(26)의 끼워 맞춤 구멍(26a)의 내경보다도 약간 대경이 되어 형성되어 있다.

여기서, 반사 플레이트(26)는 백 패널(13)에 대하여 방열부(7)나 백라이트부(3)가 조립된 상태에서, 부착부(35)에 형성한 부착 구멍(35a)에 부착 구멍(35a)을 서로 대향시킨 상태에서, 백 패널(13)의 부착부(35) 상에 조합된다. 이 상태에서 각 광학 스터드 부재(25)가 백 패널(13)의 내면측으로부터 각 부착부(35)에 대하여 조립 부착된다. 각 광학 스터드 부재(25)는, 반사 플레이트(26)의 끼워 맞춤 구멍(26a)을 거쳐서 끼워 맞춤부(25b)가 부착부(35)의 부착 구멍(35a) 내에 압입된다. 각 광학 스터드 부재(25)는, 끼워 맞춤부(25b)가 부착 구멍(35a) 내를 통과할 때에 슬롯(25g)의 작용에 의해 수렴 동작하는 동시에 관통한 후에 자연 상태로 복귀함으로써, 부착부(35) 상에 빠짐 방지되어 수직 설치 상태로 조립 부착된다.

이때, 부착부(35)와 반사 플레이트(26)는, 도6에 도시한 바와 같이 각 광학 스터드 부재(25)가 끼워 맞춤부(25b)와 제1 받침부(25c) 사이에서 두께 방향으로 협지된다. 그 결과, 반사 플레이트(26)는 백 패널(13)에 대하여 반사 플레이트(26)를 위치 결정한 상태에서 유지되어, 각 반사 시트 부재(27)를 고정밀도로 위치 결정하여 유지한다. 각 광학 스터드 부재(25)는, 이 상태에서 각각 축 형상 베이스부(25a)의 제1 받침부(25c)로부터 상방측을 반사 플레이트(26)로부터 돌출시켜, 백 패널(13)의 부착부(35) 상으로 돌출된다.

그리고 각 광학 스터드 부재(25)에 대하여 확산 플레이트(23)가, 각각의 끼워 맞춤 구멍(23a)을 상대하는 선단부(25h)로부터 끼움 삽입시켜 조합된다. 각 광학 스터드 부재(25)는, 빠짐 구멍(17f)의 작용에 의해 대경 부위가 수렴 동작함으로써, 축 방향으로 압입되는 확산 플레이트(23)의 단차부(25e)를 타고 넘는 동작을 가능하게 한다. 각 광학 스터드 부재(25)는, 확산 플레이트(23)가 단차부(25e)를 타고 넘어 제2 받침부(25d)에 충돌하면 대경 부위가 자연 상태로 복귀하여, 단차부(25e)와 제2 받침부(25d)와의 사이에서 확산 플레이트(23)를 두께 방향으로 협지한다.

또한, 각 광학 스터드 부재(25)는 도2 및 도6에 도시한 바와 같이 각각 축 형상 베이스부(25a)의 제2 받침부(25d)로부터 상측 부분을 확산 플레이트(23)로부터 돌출시킨다. 각 광학 스터드 부재(25)의 선단부(25h)에는, 광학 변환부(4)의 광학 기능 시트 적층체를 포갠 확산 도광 플레이트(21)가, 그 바닥면측에 부딪히도록 하여 조립 부착된다.

여기서, 각 광학 스터드 부재(25)는 끼워 맞춤부(25b)를 부착 구멍(35a)으로 밀어 넣는 간이한 방법에 의해 백 패널(13)의 부착부(35) 상에 각각 조립 부착된다. 각 광학 스터드 부재(25)는, 확산 플레이트(23)와 반사 플레이트(26)를 위치 결정하는 동시에, 이들 확산 플레이트(23)와 반사 플레이트(26) 및 확산 도광 플레이트(21)와 광학 변환부(4)와의 대향 간격을 고정밀도로 유지한다. 이와 같이, 다수개의 광학 스터드 부재(25)를 이용함으로써, 복잡한 위치 결정 구조나 간격 유지 구조가 불필요해져, 조립 공정의 간소화도 실현할 수 있다.

또, 각 광학 스터드 부재(25)는 각종 크기의 액정 패널(8)에 대해서도 호환 사용이 가능해, 부품의 공용화가 도모되게 된다. 광학 스터드 부재(25)에 대해서는, 상술한 구조에 한정되는 것이 아닌 액정 표시 장치(1)의 구성에 의거하여 각부의 구체적인 구조가 적절하게 변경된다. 광학 스터드 부재(25)는, 예컨대 끼워 맞춤부(25b)에 슬롯(25g)을 형성하여 탄성 변위 가능하게 함으로써, 백 패널(13)의 부착 구멍(35a)에 밀어 넣어 부착되도록 하였지만, 예컨대 외주부에 빠짐 방지 볼록부를 일체로 형성하여, 내주부에 키 홈을 형성한 부착 구멍(35a) 내에 끼워 맞춤한 후에 회전시켜 빠짐 방지를 도모하도록 해도 좋다.

상술한 각 플레이트는, 광학 스터드 부재(25)에 의해 정밀하게 위치 결정됨으로써, 액정 패널(8)과 백라이트부(3) 사이에 구성되는 도광 공간부(14) 내에 있어서 조명광에 대하여 안정된 상태에서 도광, 확산, 반사 등을 실현하고, 액정 패널(8)에 색 불균일 등이 발생하는 것을 방지한다. 또, 광학 스터드 부재(25)는, 상술한 바와 같이 유백색의 도광성의 합성 수지재에 의해 형성됨으로써, 외주면으로부터 내부로 입사하는 조명광을 확산하여 선단부(25h)가 부분적으로 광휘되지 않도록 함으로써, 도광 공간부(14)로부터 확산 도광 플레이트(21)에 대하여 조명광이 균일하게 입사 가능하게 한다.

상술한 광학 스터드 부재(25)는, 도3에 도시한 바와 같이 백 패널(13)에 대하여 각 발광 어레이(16) 사이에 위치하여 가로 방향으로 5개, 세로 방향으로 3개, 합계 15개가 부착된다. 그리고 조광 패턴(24)을 형성한 확산 플레이트(23)나 알루미늄제의 플레이트(29)와 발포성 PET재(30)를 접합한 반사 플레이트(26)는, 각각 표리(表裏)의 각 면으로 특성하므로, 표리를 틀리게 조합해서는 안 된다.

확산 플레이트(23)나 반사 플레이트(26)에는, 상술한 바와 같이 광학 스터드 부재(25)의 축 형상 베이스부(25a)가 관통하는 끼워 맞춤 구멍(23a, 26a)이, 각 광학 스터드 부재(25)의 부착 위치에 대응하여 가로 방향으로 5개, 세로 방향으로 3개, 합계 15개가 형성된다. 하단열의 좌측에서 2번째의 광학 스터드 부재(25A)는, 도3에 도시한 바와 같이 상단열 측의 각 광학 스터드 부재(25)와 위치를 달리하여 백 패널(13)에 세워 설치한다. 확산 플레이트(23)나 반사 플레이트(26)에 있어서, 광학 스터드 부재(25A)에 상대되는 하단열의 좌측에서 2번째의 끼워 맞춤 구멍(23a, 26a)은 상단열 측의 각 끼워 맞춤 구멍(23a, 26a)과는 위치를 달리하여 형성되어 있다.

따라서 확산 플레이트(23)나 반사 플레이트(26)는, 표리면을 잘못하여 조합했다고 해도, 광학 스터드 부재(25A)에 대향하는 위치에 끼워 맞춤 구멍(23a, 26a)가 존재하지 않으므로, 광학 스터드 부재(25)를 이용하여 조합시킬 수 없다. 이러한 구성을 구비함으로써, 확산 플레이트(23)나 반사 플레이트(26)의 오(誤) 조합을 방지할 수 있다.

또, 오 조합 방지 구조를 구성하는 광학 스터드 부재(25A)나 확산 플레이트(23) 및 반사 플레이트(26)의 끼워 맞춤 구멍(23a, 26a)은 중심 위치 이외의 어떠한 위치에 마련해도 좋지만, 각 부재가 안정된 상태에서 조합되도록 외주측보다는 내주측의 위치에 마련한 쪽이 좋으며, 또한 한 군데가 아닌 복수 군데에 마련하도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 백라이트부(3)에는 다수개의 각 LED(18)가 마련됨으로써, 대용량의 조명광을 액정 패널 유닛(2)에 입사로, 고휘도의 표시를 가능하게 한다. 이때, 각 LED(18)로부터 발생하는 열은, 액정 패널 유닛(2)과 백라이트부(3)와의 사이에 구성된 주위를 밀폐한 도광 공간부(14) 내에 축열되어 외부로 방열되지 않게 된다. 그 결과, 장치(1) 내가 고온이 되어, 광학 변환부(4)의 각 광학 기능 시트의 특성이 변화되거나, 각 LED(18)의 점등 상태가 불안정해져 액정 패널(8)에 색 불균일 등을 생기게 하고, 또한 회로부를 구성하는 전자 부품 등의 동작을 불안정하게 하거나 구성 각 부재에 큰 치수 변화를 생기게 하거나 한다.

그래서, 각 LED(18)로부터 발생한 열을, 방열부(7)에 의해 방열하도록 한다. 방열부(7)는 상술한 각 발광 유닛 부재(15)의 부착 부재를 겸하는 방열 플레이트(28)와, 이 방열 플레이트(28)에 조합되는 히트 파이프(36)와, 히트 파이프(36)의 단부가 접속되어 열 전도를 받는 백 패널(13)의 배면측에 배치된 히트 싱크(37) 혹은 히트 싱크(37)의 냉각 기능을 촉진하는 도시하지 않은 냉각 팬 등에 의해 구성된다.

각 방열 플레이트(28)는, 6열의 각 발광 어레이(16)마다 구비되어, 열전도율이 우수하고, 가공성이 좋고, 또한 경량으로 저렴한 알루미늄 재료가 이용되어, 압출 가공에 의해 상술한 각 발광 어레이(16)의 길이와 폭에 대략 같은 긴 직사각 판 형상으로 형성된다. 각 방열 플레이트(28)는, 각각 3개의 발광 유닛 부재(15)가 부착되는 부착 부재를 겸하므로 기계적 강성을 갖는 소정의 두께로 형성된다. 또, 각 방열 플레이트(28)에 대해서는 알루미늄 재료에 한정되지 않고, 열 전도율이 양 호한, 예를 들어 알루미늄 합금재, 마그네슘 합금재 혹은 은 합금재나 구리재 등에 의해 형성하도록 해도 좋다. 각 방열 플레이트(28)는, 액정 표시 장치(1)가 비교적 소형인 경우에, 예컨대 프레스 가공이나 잘라냄 가공 등의 적절한 가공 방법에 의해 형성하도록 해도 좋다.

각 방열 플레이트(28)에는, 도5에 도시한 바와 같이 제1 주면(28a)을 부착면으로 하여 발광 유닛 부재(15)를 구성하는 3개의 배선 기판(17)이 각각의 길이 방향의 단부면을 맞댄 상태로 부착된다. 각 방열 플레이트(28)에는, 제1 주면(28a)에 배선 기판(17)이 끼워 맞추어지는 기판 끼워 맞춤 오목부(38)가 전 길이에 걸쳐 형성되어 있다. 각 방열 플레이트(28)는 기판 끼워 맞춤 오목부(38)가, 배선 기판(17)과 대략 동일 폭이 되는 동시에 그 두께보다도 약간 큰 높이를 갖고 형성되고, 끼워 맞추어진 배선 기판(17)의 바닥면과 폭 방향의 양측 모서리부를 유지한다. 각 방열 플레이트(28)는, 기판 끼워 맞춤 오목부(38) 내에 끼워 맞추어진 배선 기판(17)을 복수개의 부착 나사(39)에 의해 고정한다.

각 방열 플레이트(28)에는, 기판 끼워 맞춤 오목부(38) 내에, 폭 방향의 중앙 영역을 소정 폭의 볼록부로서 남김으로써 배선 기판(17)의 바닥면이 밀착되는 길이 방향의 받침 볼록부(38a)를 형성하는 동시에, 이 받침 볼록부(38a)의 양측을 따라 길이 방향의 전 길이에 걸쳐 오목형부(38b, 38c)가 형성된다. 각 방열 플레이트(28)는, 받침 볼록부(38a)가 도5에 도시한 바와 같이 배선 기판(17)의 각 LED(18)를 실장하는 LED 실장 영역에 대응하는 폭을 갖고 형성되어 있고, 각 LED(18)의 점등 동작에 의해 가장 뜨거워지는 LED 실장 영역으로부터 열이 효율적 으로 전달되어 방열이 행해지도록 한다. 또, 각 방열 플레이트(28)는, 경량화와 치수 정밀도를 유지하기 위해 오목형부(38b, 38c)를 형성했지만, 이들 오목형부(38b, 38c)도 히트 파이프 끼워 맞춤부로서 구성하도록 해도 좋다.

각 방열 플레이트(28)에는 기판 끼워 맞춤 오목부(38)의 개구 모서리의 양측을 따라서, 길이 방향의 전역에 걸쳐 반사 플레이트 받침부(40, 40)가 각각 일체로 형성되어 있다. 반사 플레이트 받침부(40, 40)는 방열 플레이트(28)의 기판 끼워 맞춤 오목부(38)의 개구 모서리로부터 각각 폭 방향으로 돌출하는 판 형상의 부위로 이루어져, 도5에 도시한 바와 같이 전체적으로 방열 플레이트(28)의 제1 주면(28a)을 반사 시트 부재(27)의 폭보다도 큰 폭이 되도록 한다. 반사 플레이트 받침부(40, 40)는 각 LED(18)의 발광부(18a)를 상대하는 각 가이드 구멍(34)으로부터 돌출시켜 발광 유닛 부재(15)에 조합한 반사 시트 부재(27)의 양측 모서리를 계지한다.

또, 반사 플레이트 받침부(40, 40)는 반사 시트 부재(27)가 기판 끼워 맞춤 오목부(38)의 개구 폭보다도 큰 폭으로 형성되는 경우에, 그 양측부를 지지한다. 반사 플레이트 받침부(40, 40)는, 이 경우에 조합된 반사 시트 부재(27)를, 각 LED(18)의 발광부(18a)가 상대하는 각 가이드 구멍(34)으로부터 돌출시키는 높이 위치로 유지하도록 형성된다.

방열부(7)에 있어서는, 6개의 방열 플레이트(28)가 백 패널(13)의 내면에 서로 소정의 간격을 두고 부착된다. 각 방열 플레이트(28)는 기판 끼워 맞춤 오목부(38) 내에 소정 개수의 LED(18)를 배선 기판(17)에 실장하여 이루어지는 3개의 발 광 유닛 부재(15)가 부착되어 있고, 6열의 발광 어레이(16)의 부착 부재를 구성한다. 방열부(7)에 있어서는, 각 발광 유닛 부재(15)에 대하여 각각 반사 시트 부재(27)를 조립 부착한 상태에서, 반사부(6)를 구성하는 반사 플레이트(26)가 각 방열 플레이트(28)를 덮도록 하여 조립 부착된다.

각 방열 플레이트(28)에는, 각각의 반사 플레이트 받침부(40, 40) 상에 반사 플레이트(26)의 내면이 압박된다. 각 방열 플레이트(28)에는 반사 플레이트 받침부(40, 40) 상에 미리 양면 접착 테이프(41, 41)가 전 길이에 걸쳐 접합되어 있고, 압박된 반사 플레이트(26)의 내면을 접합 고정한다. 반사 플레이트(26)는, 상술한 바와 같이 외주부를 백 패널(13)에 형성한 지지부(13a) 상에서 지지하는 동시에, 각 발광 어레이(16) 사이의 영역에 있어서 광학 스터드 부재(25)에 의해 유지하고, 또한 각 발광 어레이(16)를 구성하는 방열 플레이트(28)의 영역에 있어서도 반사 플레이트 받침부(40, 40)에 의해 유지된다. 반사 플레이트(26)는 이러한 구조에 의해 고정밀도로 위치 결정되는 동시에 왜곡 등이 없는 상태로 조합이 행해진다.

여기서, 방열부(7)를 구성하는 각 방열 플레이트(28)는 백라이트부(3)의 발광 유닛 부재(15)의 부착 부재로서 기능을 하고, 반사부(6)를 구성하는 반사 플레이트(26)의 부착 부재로서도 기능을 한다. 각 방열 플레이트(28)는 반사 플레이트(26)의 부착 부재로서 기능을 함으로써, 반사 플레이트(26)를 고정밀도로 위치 결정 유지하여 지지할 수 있고, 광의 효율을 향상시킬 수 있어 색 불균일의 발생 등을 방지할 수 있다. 또한, 반사 플레이트(26)를 각 방열 플레이트(28)에 대하여 매우 간단하게 조합할 수 있다.

또, 상술한 예에서는 각 방열 플레이트(28)의 반사 플레이트 받침부(40, 40)상에 접합한 양면 접착 테이프(41, 41)에 의해 반사 플레이트(26)를 접합하도록 했지만, 예를 들어 반사 플레이트 받침부(40, 40) 상에 도포한 접착제에 의해 반사 플레이트(26)를 고정하도록 해도 좋다.

상술한 바와 같이 방열 플레이트(28)의 주면에 길이 방향의 전역에 걸쳐 기판 끼워 맞춤 오목부(38)를 형성하고, 이 기판 끼워 맞춤 오목부(38) 내에 각 발광 유닛 부재(15)의 배선 기판(17)을 조립 부착하여, 반사 플레이트 받침부(40) 상에 반사 플레이트(26)를 접합함으로써 기판 끼워 맞춤 오목부(38)를 폐색하고 있으므로, 각 방열 플레이트(28)가 주요면 측에 있어서 기판 끼워 맞춤 오목부(38)를 대략 밀폐 구조로서 방진성이 확보되어 있다.

상술한 바와 같이, 기판 끼워 맞춤 오목부(38)는 방열 플레이트(28)의 길이 방향의 전 길이로 형성되어, 방열 플레이트(28)의 양단부면 측을 개방한 구조로 되어 있다. 그리고 방열 플레이트(28)의 양측에 마련한 반사 플레이트 받침부(40) 상에, 도4에 도시한 바와 같이 예컨대 발포 우레탄 수지나 스폰지재 등에 의해 형성된 방진 부재(43)를 접합한다. 기판 끼워 맞춤 오목부(38)의 양단부의 개방 부분이 방진 부재(43)에 의해 폐색됨으로써, 기판 끼워 맞춤 오목부(38)에의 먼지 등의 침입을 방지하여 방진성을 향상시킬 수 있다.

각 방열 플레이트(28)에는, 도5에 도시한 바와 같이 제1 주면(28a)과 대향하는 제2 주면(28b) 측에 히트 파이프(36)가 끼워 맞추어지는 히트 파이프 끼워 맞춤 오목부(42)나, 도시하지 않았지만 백 패널(13)과의 부착부를 구성하는 복수개의 부 착 스터드나 위치 결정 도웰(dowel)이 일체로 형성되어 있다. 히트 파이프 끼워 맞춤 오목부(42)는, 제1 주면(28a) 측의 받침 볼록부(38a)와 대향하는 제2 주면(28b)에, 폭 방향의 대략 중앙부에 위치하여 길이 방향의 전역에 걸쳐 개방하는 단면이 대략 아치형 형상의 오목홈으로 이루어진다. 히트 파이프 끼워 맞춤 오목부(42)는, 히트 파이프(36)의 외경과 거의 같은 개구 폭을 갖는 동시에, 그 개구 부위에 코킹 볼록 모서리(42a, 42b)가 일체로 형성되어 있다.

각 방열 플레이트(28)에는, 각각의 히트 파이프 끼워 맞춤 오목부(42) 내에 히트 파이프(36)가 조립 부착되어 있다. 각 히트 파이프(36)는 히트 파이프 끼워 맞춤 오목부(42)의 개구부로부터 그 내부에 조립 부착되고, 도5 도시한 바와 같이 코킹 볼록 모서리(42a 42b)에 대하여 개구부를 막도록 코킹 처리가 실시됨으로써, 외주부가 히트 파이프 끼워 맞춤 오목부(42)의 내벽에 밀착된 상태로 조립 부착된다. 각 히트 파이프(36)는, 각 방열 플레이트(28)에 대하여 LED(18)의 실장 영역에 대향한 부위에 전 길이에 걸쳐 조립 부착됨으로써, 효율적인 방열이 행해지도록 한다.

이 방열부(7)는, 각 방열 플레이트(28)에 형성한 히트 파이프 끼워 맞춤 오목부(42) 내에 각각 히트 파이프(36)를 조립 부착함으로써, 각 방열 플레이트(28)가 히트 파이프(36)의 유지 부재를 겸용하고 있으므로, 히트 파이프(36)의 부착 구조를 간소화할 수 있는 동시에, 조립 시 등에 있어서 정밀한 히트 파이프(36)의 취급을 쉽게 할 수 있어, 절곡이나 파손 등을 방지할 수 있다. 각 방열 플레이트(28)는 발광 유닛 부재(15)와 히트 파이프(36)를 서로 위치 결정한 상태 또한 접근 한 상태로 조합하고 있으므로, 이들 발광 유닛 부재(15)와 히트 파이프(36) 사이에서 효율적인 열전도로를 구성한다. 그리고 각 방열 플레이트(28)는, 기판 끼워 맞춤 오목부(38) 내에 각 발광 유닛 부재(15)를 조합하고, 히트 파이프 끼워 맞춤 오목부(42) 내에 히트 파이프(36)를 조립 부착한 상태에서, 백 패널(13)에 대하여 부착 스터드나 위치 결정 도웰을 거쳐서 고정밀도로 위치 결정되어 고정된다. 또, 각 방열 플레이트(28)는 배선 기판(17)을 고정하는 부착 나사(39)를 이용하여 백 패널(13)의 내면에 고정하도록 해도 좋다.

상술한 방열부(7)는, 각 방열 플레이트(28)의 제2 주면(28b)에 개방하는 히트 파이프 끼워 맞춤 오목부(38)를 형성하여 히트 파이프(36)를 조립 부착하도록 하였지만, 이러한 구조에 한정되는 것은 아니다. 각 방열 플레이트(28)에 있어서는, 길이 방향 중 적어도 한쪽 단부에 개방하는 히트 파이프 끼워 맞춤 구멍을 형성하여 측면 방향으로부터 히트 파이프(36)를 내부에 조립 부착하도록 해도 좋다.

히트 파이프(36)는 각종 전자 기기 등에 있어서 고온이 되는 전원부 등으로부터 방열 수단으로 열전도를 하기 위해 일반적으로 채용되는 부재이며, 열전도율이 우수한 구리 등의 금속제 파이프재 내를 배기한 상태에서 소정의 온도로 기화하는 물 등의 전도 매체를 봉입하여 구성되고, 고능률의 열전도 능력을 가진다. 히트 파이프(36)는, 상술한 바와 같이 각 방열 플레이트(28)에 일체적으로 조립 부착되어, 각 방열 플레이트(28)와 함께 양단부가 히트 싱크(37)와 접속된다. 히트 파이프(36)에 있어서는, 고온측의 방열 플레이트(28)로부터의 열전도를 받아 내부에 봉입된 전도 매체가 액체로부터 기체로 기화한다. 히트 파이프(36)에 있어서는, 기화한 전도 매체가 파이프 내를 저온측의 히트 싱크(37)와의 접속부로 흘러 냉각됨으로써 응축열을 방출하여 액화한다. 히트 파이프(36)에 있어서는, 액화한 전도 매체가 금속 파이프의 내벽에 형성된 길이 방향의 다수 조(條)의 홈이나 다공질층 내를 모세관 현상에 의해 방열 플레이트(28) 측으로 이동하여 파이프 내의 순환이 행해짐으로써, 고능률의 열전도 작용을 발휘한다.

여기서, 히트 싱크(37)를 백 패널(13)의 배면에 길이 방향의 양측에 위치하여 각각 부착하도록 한다. 히트 싱크(37)도, 각종 전자 기기 등에 있어서 전원부 등의 방열 부재로서 단독 혹은 히트 파이프(36)와 조합하여 이용되므로, 상세한 설명을 생략하지만 열전도율이 우수한 알루미늄 재료에 의해 다수의 핀을 일체로 형성한다. 히트 싱크(37)는 큰 표면적을 갖고 고온부측으로부터 열전도를 받아 각 핀의 표면으로부터 방열함으로써 고온부의 냉각을 한다.

히트 싱크(37)는, 대형일수록 큰 방열 작용을 발휘하지만, 백라이트부(3)나 장치 전체의 두께를 크게 또한 대형화시킨다. 히트 싱크(37)는 대형으로 중량이 큰 부품이며, 예를 들어 배선 기판 등에 심어 부착하는 경우에 회로 부품이나 배선 패턴 등과의 절연을 유지하는 부착 브래킷 부재나 고온 부위와의 사이에 개재하는 열전도 부재 등을 필요로 하여 구조를 복잡하게 한다.

상술한 바와 같이, 다수개의 방열 플레이트(28)와 히트 파이프(36)를 이용하여 대형 히트 싱크(37)를 백 패널(13)에 배치하여 방열부(7)를 구성함으로써, 대형화를 억제하여 백라이트부(3)로부터 발생하는 열을 효율적으로 방열하도록 구성된다. 액정 표시 장치(1)에 있어서는, 히트 파이프(36)를 배치하기 위해 배치 경로 를 따른 릴리프 오목부를 형성하는 등의 대응이 불필요해짐으로써, 백 패널(13)을 전체가 평평한 형상으로 형성하는 것을 가능하게 한다. 또한, 평평한 형상의 백 패널(13)의 배면에 히트 싱크(37)를 양측에 위치시켜 조립 부착하여, 이 백 패널(13)의 중앙 영역에 평평한 부위가 구성되도록 한다.

백 패널(13)은, 예를 들어 비교적 경량이며 기계적 강성을 갖는 알루미늄 재료에 의해, 액정 패널(8)의 외형보다 약간 큰 크기의 부재로 형성된다. 백 패널(13)은 스스로도 열전도성을 가짐으로써 도광 공간부(14)나 회로 부품 등으로부터 발생하는 열을 방열하는 작용을 갖는다. 백 패널(13)에는 상술한 바와 같이 외주 부위에 전방면 프레임 부재(9)나 홀더 프레임 부재(10)를 조합하는 외주 벽부가 형성되는 동시에, 광학 스터드 부재(25)나 방열 플레이트(28)를 부착하는 부착부 혹은 리드선을 인출하는 인출 개구나 걸어 맞춤부가 형성되어 있다.

또, 액정 표시 장치(1)에는 액정 패널(8)에 대하여 그 동작 제어용의 신호를 출력하는 액정 제어기나, 액정 패널(8)이나 전원부를 제어하는 전원 제어 유닛, 혹은 백라이트부(3)의 동작을 제어하는 LED 제어 유닛 등의 제어 회로 패키지가 마련된다. 백 패널(13)은, 이들 제어 회로 패키지 등의 탑재 패널을 겸용하여, 도시를 생략하지만 배면 측에 적절하게 탑재한다. 이 백 패널(13)은, 히트 싱크(37)를 양측에 배치함으로써 중앙부에 구성된 평평한 영역에 배치된 제어 기판에 각종 제어 회로 패키지 등이 탑재된다.

상술한 실시 형태는, 30 인치 이상의 대형 표시 화면을 갖는 텔레비전 수상기에 이용되는 투과형 액정 표시 장치에 적용한 예를 들어 설명했지만, 본 발명은 대형 화면을 갖는 각종 액정 표시 장치에 이용되어 유용하다. 또한, 본 발명은 대형 표시 장치에 적용하여 매우 유용하지만, 중간 크기의 표시 장치에 이용해도 같은 이점을 실현할 수 있다.

또, 본 발명은 도면을 참조하여 설명한 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부한 청구 범위 및 그 주지를 일탈하는 일 없이, 여러 가지 변경, 치환 또는 그 동등한 것을 행할 수 있는 것은 당업자에게 있어서 명백하다.

Claims

배선 기판 중 하나의 면에 다수개의 발광 다이오드를 동일 축선 상에 실장하여 이루어지는 복수개의 발광 유닛 부재를 동일 축선 상에 배열하여 발광 어레이를 구성하고, 복수의 상기 발광 어레이를 투과형 액정 패널의 배면부에 서로 등간격으로 배열하여 상기 각 발광 다이오드로부터 출사되는 출사광을 광학 시트 블록을 거쳐서 상기 액정 패널에 공급하여 조명하는 백라이트 장치에 있어서,

열 전도성을 갖는 금속재에 의해 형성되어, 베이스부의 주면에 상기 각 배선 기판을 동일 축선 상에 위치하여 길이 방향으로 늘어 세워 지지하는 기판 끼워 맞춤부를 형성함과 함께, 이 기판 끼워 맞춤부의 측방 부위를 따라 반사 플레이트 받침부를 일체로 세워 설치한 방열 플레이트와,

반사 특성을 갖는 시트재에 의해 소정 개수의 상기 발광 다이오드에 대응하는 길이를 가짐과 함께 상기 방열 플레이트의 폭보다도 폭이 작은 직사각형 부재로 형성하여 이루어져, 상기 각 발광 다이오드의 발광부를 각각 관통시키는 다수개의 가이드 구멍이 동일 축선 상에 마련된 복수의 반사 시트 부재와,

반사 특성을 갖는 플레이트재에 의해 상기 액정 패널과 같은 외형으로 형성되어, 상기 각 발광 어레이에 대응하는 위치에 각각 형성되어 상기 각 발광 다이오드의 발광부를 관통시키는 복수열의 가이드 개구부가 마련된 반사 플레이트를 구비하고,

상기 각 반사 시트 부재가 상기 각 가이드 구멍으로부터 서로 대응하는 상기 발광 다이오드의 발광부를 각각 돌출시켜 상기 방열 플레이트에 조립 부착됨과 함께, 상기 반사 플레이트가 상기 각 반사 시트 부재 상에 포개어 상기 각 방열 플레이트의 상기 반사 플레이트 받침부 상에 접합됨으로써, 상기 각 반사 시트 부재의 상기 각 가이드 구멍으로부터 돌출된 상기 각 발광 다이오드를 상기 가이드 개구부로부터 각각 돌출시켜 상기 액정 패널의 배면부를 향하게 하는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
제1항에 있어서, 상기 각 방열 플레이트에, 상기 기판 끼워 맞춤부를 형성한 상기 베이스부의 바닥면에, 길이 방향의 전역에 걸쳐 히트 파이프 끼워 맞춤부가 마련되고, 상기 히트 파이프 끼워 맞춤부 내에 상기 히트 파이프 끼워 맞춤부의 내벽과 밀착 상태를 유지하여 조립 부착한 히트 파이프에 의해, 상기 각 발광 다이오드로부터 발생하여 상기 각 방열 플레이트에 전도된 발생 열을 방열 수단으로 전도하는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
제1항에 있어서, 상기 기판 끼워 맞춤부의 측방 개구부를 밀봉하기 위해, 상기 각 방열 플레이트의 양측에 마련한 상기 각 반사 플레이트 받침부 상에 방진 탄성재를 접합한 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
제1항에 있어서, 상기 반사 플레이트에 상기 각 발광 어레이에 대응하여 각각 형성된 상기 각 가이드 개구부가, 동일 축선 상에 위치하고 또한 브리지부에 의 해 복수개의 상기 발광 다이오드를 관통시키는 길이로 구분된 복수의 가이드 개구부에 의해 구성되고, 상기 반사 플레이트가 각 방열 플레이트의 상기 반사 플레이트 받침부 상에 접합된 상태에서, 상기 각 브리지부에 의해 상기 반사 시트 부재를 상기 방열 플레이트 측으로 압박하여 유지하는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
제1항에 있어서, 상기 반사 시트 부재가 절연성의 합성 수지 시트재에 의해서 형성됨과 함께, 상기 반사 플레이트가 알루미늄 플레이트를 기재로 하여 형성되고, 상기 각 반사 시트 부재의 상기 각 가이드 구멍의 개구 모서리가 상기 반사 플레이트의 상기 각 가이드 개구부의 개구 모서리로부터 안쪽으로 돌출하여 연장함으로써, 상기 각 가이드 개구부의 개구 모서리와 상기 각 발광 다이오드의 단자부 혹은 배선 기판의 단자부와의 사이의 전기적 절연을 유지하는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
투과형 액정 패널과,

배선 기판 중 하나의 면 위에 다수개의 발광 다이오드를 동일 축선 상에 실장하여 이루어지는 복수개의 발광 유닛 부재를 동일 축선 상에 배열하여 이루어지는 복수의 발광 어레이가 서로 등간격으로 배열되어 구성되고, 상기 액정 패널에 대하여 상기 각 발광 다이오드로부터 출사되는 출사광을 조명광으로서 공급하는 백라이트부와,

상기 액정 패널과 상기 백라이트부 사이에 배치되어, 상기 백라이트부로부터 공급된 상기 조명광에 소정의 광학 변환 처리를 하여 상기 액정 패널에 공급하는 복수의 기능 광학 시트를 적층하여 이루어지는 광학 변환부와,

상기 조명광을 확산하여 상기 광학 변환부에 공급하는 확산 도광 플레이트 및 상기 조명광에 대하여 반사 확산 동작과 투과 동작을 행하여 휘도를 균일화하여 상기 확산 도광 플레이트에 상기 조명광을 공급하는 광 확산 플레이트를 갖는 도광부와,

상기 백라이트부의 상기 각 발광 다이오드로부터 주위에 출사된 상기 출사광이나 상기 광 확산 플레이트에 의해 반사된 상기 조명광을 상기 도광부 측으로 반사시키는 반사부와,

열 전도성을 갖는 금속재에 의해 형성되어 베이스부의 주면에 상기 각 배선 기판을 동일 축선 상에 위치하여 길이 방향으로 늘어 세워 지지하는 기판 끼워 맞춤부를 형성함과 함께 이 기판 끼워 맞춤부의 측방 부위를 따라서 반사 플레이트 받침부를 일체로 직립 형성하여 이루어지는 방열 플레이트를 갖는 방열부를 구비하고,

상기 반사부가 반사 특성을 갖는 시트재에 의해 소정 개수의 상기 발광 다이오드에 대응하는 길이를 가짐과 함께 상기 방열 플레이트의 폭보다도 폭이 작은 직사각형 부재 형상으로 형성되어 상기 각 발광 다이오드의 발광부를 관통시키는 다수개의 가이드 구멍이 동일 축선 상에 마련된 복수의 반사 시트 부재와, 반사 특성을 갖는 플레이트재에 의해 상기 액정 패널과 같은 외형으로 형성되어 상기 각 발광 어레이에 대응하는 위치에 상기 각 발광 다이오드의 발광부를 관통시키는 복수열의 가이드 개구부가 마련된 반사 플레이트를 구비하고,

상기 각 반사 시트 부재가 상기 각 가이드 구멍으로부터 서로 대응하는 상기 발광 다이오드의 발광부를 각각 돌출시켜 상기 발광 유닛 부재마다 부착됨과 함께,

상기 반사 플레이트가 상기 각 반사 시트 부재 상에 포개어져 상기 각 가이드 구멍으로부터 돌출된 복수개의 상기 각 발광 다이오드를 상기 가이드 개구부로부터 각각 돌출시킨 상태에서 상기 각 방열 플레이트의 상기 반사 플레이트 받침부 상에 접합되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제6항에 있어서, 상기 방열부가 상기 각 방열 플레이트와, 이들 방열 플레이트의 상기 기판 끼워 맞춤부를 형성한 상기 베이스부의 바닥면에 길이 방향의 전역에 걸쳐 각각 형성된 히트 파이프 끼워 맞춤부 내에 상기 히트 파이프 끼워 맞춤부의 내벽과 밀착 상태를 유지하여 조립 부착한 히트 파이프로 구성되고, 상기 각 발광 다이오드로부터 발생된 발생 열을, 상기 각 방열 플레이트에 전도함과 함께, 상기 히트 파이프에 의해 방열 수단으로 전도하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제6항에 있어서, 상기 반사 플레이트에 상기 각 발광 어레이에 대응하여 각각 형성된 상기 각 가이드 개구부가, 동일 축선 상에 위치하고 또한 브리지부에 의해 복수개의 상기 발광 다이오드를 관통시키는 길이로 구분된 복수의 가이드 개구부에 의해 구성되고, 상기 반사 플레이트가 각 방열 플레이트의 상기 반사 플레이트 받침부 상에 접합된 상태에서, 상기 각 브리지부에 의해 상기 반사 시트 부재를 상기 방열 플레이트 측으로 압박하여 유지하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제6항에 있어서, 상기 반사 시트 부재가 절연성의 합성 수지 시트재에 의해 형성됨과 함께, 상기 반사 플레이트가 알루미늄 플레이트를 기재로 하여 형성되어, 상기 각 반사 시트 부재의 상기 각 가이드 구멍의 개구 모서리가 상기 반사 플레이트의 상기 각 가이드 개구부의 개구 모서리로부터 안쪽으로 돌출하여 연장됨으로써, 상기 각 가이드 개구부의 개구 모서리와 상기 각 발광 다이오드의 단자부 혹은 배선 기판의 단자부와의 사이의 전기적 절연을 유지하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.