KR20060046148A - 조명 장치, 조명 모듈 및 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR20060046148A
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이꾸오 히야마
아끼또요 곤노
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가부시키가이샤 히타치 디스프레이즈
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Abstract

저코스트로, 광 불균일성 등의 화질 불량이 없고 고성능의 조명 장치, 조명 모듈 및 그것을 사용한 고화질의 액정 표시 장치를 제공한다. 복수의 조명 모듈(100)을 평면 형상으로 집합시켜 대면적화한 조명 장치에 있어서, 조명 모듈(100)의 외형은 장방형으로 종횡 비율이 약 16:9 또는 약 4:3이고, 대각 사이즈가 약 1인치(25㎜)의 정수배이고, 전기적 접속부(111, 112)는, 광원 부품(115)의 최외주로부터 조명 모듈 각 변에 수선을 내린 장소 이외의 부분에 면하여 주로 배치되고, 마주 대하는 2 변에 면하고 있고, 상기 2 변에 수직인 방향 상에서 동일한 위치에, 또는 동일한 조명 모듈을 평면적으로 연속시켜 인접시킨 경우에, 마주 대하도록 배치되어 있다.
조명 모듈, 전기적 접속부, 백 라이트, 외형, 종횡 비율, 대각 사이즈, LED 소자, 광원 제어 부품

Description

조명 장치, 조명 모듈 및 액정 표시 장치{LIGHTING DEVICE, LIGHTING MODULE, AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
도 1은 실시예 1에 있어서의 조명 장치에 사용하는 조명 모듈의 외형도.
도 2는 실시예 1에 있어서의 조명 모듈을 평면 형상으로 나란히 배열한 조명 장치를 도시하는 도면.
도 3은 실시예 1에 있어서의 조명 모듈 상의 광원 부품 최외주로부터 각 변에 수선을 내린 장소를 도시한 도면.
도 4는 실시예 1에 있어서의 조명 모듈의 전기적 접합부를 도시하는 도면.
도 5는 실시예 1에 있어서의 광학 부품 상의 조명 모듈과 평행한 평면부와 거기에 접착하는 광 산란 시트를 도시하는 도면.
도 6은 실시예 1에 있어서의 효율 레벨이 상이한 조명 모듈의 배치도.
도 7은 실시예 2에 있어서의 조명 장치에 사용하는 조명 모듈을 광원 부품면 측으로부터 본 외형도.
도 8은 실시예 2에 있어서의 조명 모듈을 평면 형상으로 나란히 배열한 조명 장치를 도시하는 도면.
도 9는 실시예 2에 있어서의 조명 장치에 사용하는 조명 모듈을 전기적 접속부 및 제어 부품면 측으로부터 본 외형도.
도 10은 실시예 2에 있어서의 조명 장치에 사용하는 조명 모듈을 광원 부품면 측으로부터 이면까지의 투시도.
도 11은 실시예 3에 있어서의 조명 장치의 이면 측을 도시하는 도면.
도 12는 실시예 5에 있어서의 조명 모듈의 전기적 접합부를 도시하는 도면.
도 13은 실시예 6에 있어서의 조명 모듈의 전기적 접합부를 도시하는 도면.
도 14는 실시예 7에 있어서의 액정 표시 장치를 도시하는 도면.
도 15는 실시예 8에 있어서의 액정 표시 장치의 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 조명 모듈
101 : 효율 레벨 1(최량)의 조명 모듈
102 : 효율 레벨 2(양호)의 조명 모듈
103 : 효율 레벨 3(보통)의 조명 모듈
104 : 그물 부분
105 : 조명 투과 구멍
107 : 광 산란 시트
111 : 종방향 전기적 접속부
112 : 횡방향 전기적 접속부
113 : 광원 제어 부품
114 : 접속용 점퍼 부품
115 : 광원 부품(LED 소자)
[특허 문헌1] 일본 특허 공개 2002-351342호 공보
[특허 문헌2] 일본 특허 공개 2003-156728호 공보
[비특허 문헌1] SID '02 Digest p.1154
[비특허 문헌2] IDW 'O3 Digest p.657
본 발명은 저코스트로 표시 품질이 양호한 표시를 실현하기 위한 조명 장치, 조명 모듈 및 이들을 이용한 액정 표시 장치에 관한 것이다.
종래의 조명 장치, 조명 모듈 및 이들을 이용한 액정 표시 장치에 대하여, 이하에 설명한다.
지금까지, 표시 장치로서는 CRT가 주류이지만, 최근에는 액티브 매트릭스형의 액정 표시 장치(이하, LCD라고 함)가 보급되고 있다. LCD는 액정의 광 투과성을 이용한 표시 장치로, 스스로는 발광하지 않고, 배면에 있는 백 라이트의 광을 투과-차단함으로써 표시한다.
이 LCD의 백 라이트로서는 형광관을 이용한 것이 많지만, 최근, 표시 화상의 색 재현성의 향상을 위해서, 발광 다이오드(이하, LED 소자라고 함)를 백 라이트에 사용한 보고가 있는데, 예를 들면 상기 비특허 문헌1 등이 있다.
이 문헌에 기재되어 있는 LED 소자는, 점 광원에 가까운 것이며, 평면 표시 를 하는 액정 표시 장치의 백 라이트로서 이용하기 위해서는, 복수의 LED 소자를 집합시켜 평면 광원으로 할 필요가 있다.
또한, 현재의 LED 소자는, 전력-발광 휘도 효율이, 지금까지 사용되어 온 형광관보다 낮고, 또한 온도 상승에 의해, 이 발광 효율이 저하하는 특징이 현저하다.
이들 과제를 해결하는 방법으로서, 방열 특성이 뛰어난 대형의 LED 소자를 직선 형상으로 수 행 배치하여 구성한 예로서 상기 비특허 문헌2가 있다.
또한, 평면 광원으로 하는 방법으로서는, LED 소자의 백 라이트를 복수의 영역으로 나누어 구성한 예로서, 상기 특허 문헌1 등이 있으며, 이 평면 광원에 확산 시트를 마련하여, 평면 광원의 경계부에 발생하는 휘도 얼룩짐을 저감시킨 예로서, 상기 특허 문헌2 등이 있다.
그러나, 상기 비특허 문헌2의 예에서는, 일반 용도로서는 사용하지 않는 특수한 대형 LED 소자 칩을, 역시 특수한 방열 구조의 대형 패키지로서 사용하고 있어, 매우 코스트가 높게 되어 있다.
또한, 백 라이트에 배치하는 광원으로서의 단위는, 또한 이들 LED 소자 패키지를 1 열로 다수 탑재한 큰 기판이며, 이것을 백 라이트 내에 배치하는 위치가 백 라이트의 크기마다 서로 다르기 때문에, 설계나 제조도 백 라이트의 크기마다 상이하여, 양산에 의한 저코스트화의 효과가 적다.
한편, 상기 특허 문헌2의 예에서는, LED 소자의 백 라이트를 복수의 영역으 로 나누어 구성하고, 영역간의 발광 휘도 균일성을 광 확산 시트만으로 확보하고 있다.
이 광 확산 시트에만 의한 광 균일성의 확보는, 이 예에서 이용되고 있는 바와 같은 카메라 일체형 VTR 등의 LCD로서는 충분할지도 모르지만, 대형의 액정 TV나 모니터 용도 LCD에서는 불충분하여, 추가적인 대책이 필요하다.
본 발명의 목적은 이러한 문제, 과제를 해결하는 것이다. 즉, 본 발명의 목적은 저코스트로, 광 불균일성 등의 화질 불량이 없고 고성능인 조명 장치나 조명 모듈, 및 그것을 사용한 고화질의 액정 표시 장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명에서는, 상기 목적을 달성하기 위해서, 복수의 조명 모듈을 평면 형상으로 집합시켜 대면적화한 조명 장치에 있어서, 각 조명 모듈의 전기적 접속부가, 조명 모듈의 변에 면하여 배치되어 있고, 그 전기적 접속부는, 광원 부품의 최외주로부터 조명 모듈 각 변에 수선을 내린 장소 이외의 부분에 면하여 주로 배치되어 있고, 마주 대하는 2 변에 면하여, 상기 2 변에 수직인 방향 상에서 동일한 위치에, 또는 동일한 조명 모듈을 평면적으로 연속시켜 인접시킨 경우에, 마주 대하도록 배치되어 있다.
상기 조명 모듈에 배치된 광원 부품의 상부에는, 조명 모듈 평면과 평행한 평면이 형성되어 있고, 상기 조명 모듈의 외형은, 장방형으로 종횡 비율이 약 16:9 또는 약 4:3이고, 대각 사이즈가 약 1인치(25㎜(1인치≒ 25.4㎜))의 정수배인 것이 바람직하다.
이하, 도면을 이용하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
(실시예 1)
도 1에 본 실시예에서의 조명 장치에 사용하는 조명 모듈을 도시한다.
본 실시예에서의 조명 모듈(100)은, 그 외형이 장방형이고, 종횡 비율이 16:9로 되어 있고, 대각 사이즈가 약 1인치(25㎜(1인치≒25.4㎜))의 4배인 100㎜(약 4인치)로 되어 있다. 이에 덧붙여, 인접 조명 모듈간의 거리를 종횡 각각 1㎜ 정도로 하면, 대각 방향의 조명 모듈 간격은 대략 4인치로 된다. 즉, 조명 모듈(100)의 대각 사이즈를 4인치보다 약 1.6㎜ 적은 100㎜로 함으로써, 대각 방향의 조명 모듈 간격은 대략 4인치로 된다.
도 2에 도시한 바와 같이, 이 조명 모듈(100)을 조명 장치의 배면 기판 상에 종횡으로 8매×8매 나란히 배열하여 설치함으로써, 대각 32인치 사이즈의 조명 장치(120)를 구성할 수 있다.
각 조명 모듈(100) 사이는, 조명 모듈(100)의 상하의 변에 면한 종방향 전기적 접속부(111)와 좌우의 변에 면한 횡방향 전기적 접속부(112)로 접속되어 있다.
현재, 대형의 액정 TV는, 하이비젼 방송에 최적화하기 위해서, 화면의 종횡 비율을 약 16:9로 하고 있는 경우가 많다. 또한, CRT의 TV 시대이므로, TV 수상기의 화면 사이즈는 화면 대각 치수를 인치 사이즈로 형별(型別)하는 경우가 많다.
TV 수상기의 화면 사이즈는, 많은 바리에이션이 존재하지만, 모든 대각 사이즈의 LCD에 대응하는 백 라이트를 개별로 설계, 제조하고 있어서는, 양산 효과가 적고 코스트가 여간해서 저하되지 않는다.
그러나, 본 실시예의 조명 장치에서는, 대각 사이즈가 4인치 단위로 스케일러블하게 설계 가능하며, 사용하는 조명 모듈은, 모든 사이즈에서 공용할 수 있기 때문에, 대량 생산이 가능하여 저코스트화가 가능하다.
여기서 하나 중요한 것은, 조명 모듈(100) 상에 배치되어 있는 광원 부품인 LED 소자(115)는, 각 조명 모듈(100) 내, 및 조명 모듈 사이에 있어서도, 거의 등간격으로 배치되어 있지 않으면, 조명 장치(120)로서의 광의 균일성이 나빠지고, 이것을 사용한 LCD 상에서 화질 불량으로 되어 버리는 점이다.
상기 특허 문헌2에서는, 조명 모듈간 부분의 광의 불균일성은 광 산란 시트로 균일화할 수 있다고 기술되어 있다.
상기 특허 문헌2에서의 LCD의 제품 어플리케이션인 카메라 일체형 VTR용 LCD 에서는, 광의 균일화 요구가 높지 않고 또한 소형이기 때문에, 불균일성이 눈에 띄지 않을지도 모르지만, 대형 액정 TV에서는, 광 균일성의 요구 성능이 높고 또한 대형이기 때문에, 광 산란 시트를 삽입한 것만으로는, 조명 모듈간의 광의 불균일성을 요구 성능 레벨까지 수정할 수가 없다.
그 때문에, 조명 모듈간에 있어서도 조명 모듈(100) 내와 거의 동일한 간격으로 광원 부품인 LED 소자(115)를 배치할 필요가 있다.
그러나, LED 소자(115)를 조명 모듈간에서도 등간격으로 되도록 조명 모듈(100) 내에 배치한 경우, 조명 모듈 외주와 LED 소자(115)의 간격이 매우 좁아져, 전기적 접합부를 배치하는 것이 곤란하게 된다.
도 3에 조명 모듈(100) 상의 광원 부품(115)으로부터 각 변에 수선을 내린 장소를 그물 부분(104)으로 나타낸다.
본 실시예에서는, 이 도 3의 그물 부분(104) 이외의 변에 면한 장소에, 종방향 전기적 접합부(111)나 횡방향 전기적 접합부(112)를 배치함으로써, LED 소자(115)를, 조명 모듈 내에서도 조명 모듈간에서도 거의 등간격으로 배치하는 것이 가능하다. 이에 의해 광 균일성이 좋은 조명 장치로 할 수 있다.
또한, 조명 모듈(100) 사이의 전기 접속은, 종방향 전기적 접속부(111)와 횡방향 전기적 접속부(112)가, 마주 대하는 2 변에 면하여, 변에 대하여 수직 방향에서 동일한 위치에 배치되고, 동일한 조명 모듈을 행렬적으로 연속하여 인접한 경우에, 마주 대하도록 배치되어 있기 때문에, 조명 모듈간의 전기적 접합은 근소한 수고만으로 해결된다.
이 경우, 조명 모듈(100) 내에 있어서, 예를 들면, 2행 4열로 합계 8개 배치된 각 LED 소자(115)는, 각각 연속하여 전기적으로 접속되고, 상하의 종방향 전기적 접속부(111) 또는 좌우의 횡방향 전기적 접속부(112)에 접속된다.
또한, 2행 4열의 LED 소자(115)를, 열 단위로 상하의 종방향 전기적 접속부(111)에 접속, 또는 행 단위로 좌우의 횡방향 전기적 접속부(112)에 접속함으로써, 조명 모듈(100) 단위로 조명하는 것이 아니라, 각 LED 소자(115)의 행 단위 또는 열 단위로 표시 신호에 대응하여 세세하게 조명하도록 하여도 된다.
이상의 점으로부터, 본 실시예에서는 상기 비특허 문헌2와 같은 대형 일괄형의 조명 장치와 비교하여, 조명 모듈 집합형으로 했기 때문에, 코스트 상승이 매우 적어, 조명 모듈의 대량 생산에 의한 저코스트화의 효과가 훨씬 크다.
또한, 본 실시예에서는, 전기적 접속부로서, 평행 삽입이나 수직 삽입이 가능한 커넥터를 이용하고 있기 때문에, 조명 모듈(100)을 조명 장치(120)의 배면 기판 상에 행렬 형상으로 인접하여 배치하는 것만으로, 전기적으로 접속한다. 이 때문에 조명 모듈간의 전기적 접합의 수고가 전혀 없다.
도 4에 본 실시예에서의 전기적 접합부(112)로서, 평행 삽입이나 수직 삽입이 가능한 커넥터를 도시한다.
본 실시예의 조명 모듈(100)에 탑재되어 있는 광원 부품인 LED 소자(115)에 사용되고 있는 LED 소자 칩은, 특수 사이즈 부품(크다)이 아니라, 현행 통상의 공업 레벨의 사이즈의 일반품이다. 전력-발광 휘도 효율이나 그 온도 특성도 통상 사양이기 때문에, 효율은 형광관보다도 나빠, 온도 상승에 의해 더욱 악화된다.
그 때문에, 본 실시예에서는 조명 모듈(100)의 기판으로서, 알루미늄 금속판을 이용하고, 그 위에, 극박의 배선 패턴을 접착하고, 그 위에 직접, LED 소자 칩을 실장함으로써 방열 특성을 매우 좋게 하고 있어, 전력-발광 휘도 효율의 저하를 억제하고 있다.
또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 본 실시예에서는 백 라이트로서의 구성상, 또한 전력-발광 휘도 효율을 향상시키기 위해서, LED 소자(115)의 상면에, 조명 모듈(100)의 기판 평면과 평행한 평면(116)을 마련하고, 이 평면(116) 상에, 각 LED 소자(115)에 대응하여 복수의 조명 투과 구멍(105)을 갖는 매우 반사율이 높은 광 산란 시트(107)를 접착하고 있다. 또한, 이 조명 모듈(100) 내의 LED 소자(115)는 2행 3열로 합계 6개 배치되어 있다.
이에 의해, 이후 설명하는 도 15에 도시한 바와 같이, 조명 장치(120)로부터 출사되었지만, 액정 패널에 반사되어 되돌아온 광이나, 조명 장치(120) 내의 산란 광 등을, 조명 모듈(100)의 기판이나 LED 소자(115)와의 간극 등에 흡수시키지 않고, 재차 액정 패널에 출사하는 것이 가능해져, 전력-발광 휘도 효율을 향상시키는 것이 가능하다.
또한, 본 실시예에서는 사용하고 있는 조명 모듈(100)의 평균적인 전력-발광 휘도 효율은 기본적으로 3개의 레벨로 나뉘어져 있다.
이것은 LED 소자 칩의 제조 변동에 의해 전력-발광 휘도 효율에 분포가 있고, LED 소자 칩 자체가 효율마다 랭크가 붙여져 있기 때문이며, 효율이 좋은 조명 모듈은 효율이 좋은 랭크의 LED 소자 칩을 사용하여 만들어져 있기 때문이다.
LED 소자 칩 생산 수량의 효율 분포는, 중간치를 최대로 하여, 효율이 높아도 낮아도 적어진다. 중간 정도(보통)의 효율의 LED 소자 칩은, 대량으로 생산할 수 있고, 고효율의 LED 소자 칩은 소량이다.
LCD에 사용하는 백 라이트로서는 고효율의 LED 소자 칩이 바람직하지만, 고효율의 LED 소자 칩만을 사용하면 LED 소자 칩의 코스트가 높아진다.
이 때문에, 고효율의 LED 소자 칩을 사용한 조명 모듈과 중간 정도의 효율의 LED 소자 칩을 사용한 조명 모듈을 취해 섞어 사용하는 것이 저코스트화로 이어진다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 실시예에서는, 효율 레벨 1(최량)의 조명 모듈(101)은, 조명 장치(120) 내의 중앙부에, 효율 레벨 3(보통)의 조명 모듈(103)은, 조명 장치(120) 내의 주변부에, 효율 레벨 2(양호)의 조명 모듈(102)은, 그 사이에 배치되어 있다.
이것은 조명 장치(120)로서는, 비교적 고온으로 되는 중앙부 부근에 있어서, 온도 상승에 의해서 LED 소자의 발광 효율이 저하하는 점, 및 표시 장치의 화질 성능으로서, 중심부와 주변부의 휘도 비율인 주변 휘도비가, 요구 성능으로서 허용되어 있는 점(중앙부를 100%로서 주변부의 휘도가 80% 정도까지 허용)의 2가지를 고려하여 배치하고 있다.
이와 같이, 효율 레벨이 상이한 조명 모듈을 각각 적당한 장소에 배치함으로써, 요구 품질을 유지하면서, 저코스트화가 가능해진다.
또한, 상기 조명 모듈의 전력-발광 휘도 효율은, 각각의 조명 모듈에의 투입 전력과 정면 휘도를 측정함으로써 도출할 수 있다.
각 조명 모듈의 효율 레벨의 랭크(평균치)는 특별히 명확한 경계선이 존재하지 않는 경우가 있지만, 본 실시예로서는, 조명 장치(120)의 중심부에 가까운 조명 모듈의 평균 발광 효율이 높도록 배치되어 있다는 것이다.
이상과 같이 본 실시예에서는, 조명 모듈 외형이 장방형이고, 종횡 비율이 16:9, 대각 사이즈가 약 100㎜이고, 전기적 접속부가 각 변에 면하고 있으며, 마주 대하는 2변 상에, 인접하는 조명 모듈과 마주 대하는 위치에 배치되어 있다는 점에서, 백 라이트 사이즈의 바리에이션에 대하여 스케일러블하게 대응할 수 있어, 양산성이 높다는 점에서 저코스트로 하는 것이 가능하다.
또한, 상기 전기적 접속부가, 광원 부품인 LED 소자와 변 사이에 없고, 광원 부품이 조명 모듈 내와 조명 모듈 사이에서 거의 등간격으로 배치할 수 있다는 점에서, 광 균일성을 양호하게 할 수 있다.
또한, 광원 부품 상에, 조명 모듈 평면과 평행한 평면을 마련하여 반사율이 높은 광 산란 시트를 접착하고 있음으로써, 전력-발광 휘도 효율을 향상시킬 수 있고, LED 소자의 전력-발광 휘도 효율의 랭크에 의해서 구별하여 만든 조명 모듈 중, 효율이 좋은 조명 모듈을 중앙부 배치함으로써, 요구 성능을 만족하면서 저코스트화가 가능해졌다.
이에 의해, 저코스트로 화질 불량이 없고 고화질인, 액정 표시 장치용의 조명 장치, 조명 모듈 및 그것을 사용하는 액정 표시 장치를 제공 가능하다.
또한, 본 실시예에서는 조명 모듈간의 전기적 접속부를, 종방향 및 횡방향에 마련하고 있지만, 전기적 접속 구성에 의해 종방향 또는 횡방향의 어느 한쪽에만 마련하더라도 무방하다.
(실시예 2)
본 실시예는 이하의 요건을 제외하면, 실시예 1과 동일하다.
실시예 1에서의 조명 모듈(100)은, 조명 모듈 상에 광원 부품(115) 이외의 소자가 없고, 조명 모듈의 편측 면에만 실장되어 있지만, 본 실시예에서의 조명 모듈(100)은, 광원 부품인 LED 소자(115)를 표면에, 또한 광원 제어 부품 및 전기적 접속부를 이면 측에 실장하고 있다.
도 7에 본 실시예에서의 조명 장치에 사용하는 조명 모듈(100)을 표면 측으로부터 본 도면을 도시한다.
광원 부품인 LED 소자(115)는 표면에 실장되어 있지만, 종방향 전기적 접속부(111) 및 횡방향 전기적 접속부(112)는 이면에 실장되어 있기 때문에, 조명 모듈간의 간극으로부터 간신히 보일 뿐이다. 이 경우, 전기적 접속부(111, 112)의 배치 위치는 실시예 1에서의 도 3과는 달리, 제한을 받지 않는다.
도 8에 도시한 바와 같이, 이 조명 모듈(100)은, 조명 장치(120)의 배면 격자 프레임(121)에, 종횡으로 8매×8매 나란히 배열하여 마련함으로써, 대각 32인치 사이즈의 조명 장치(120)를 구성할 수 있다.
다음으로, 도 9에, 조명 모듈(100)이, 조명 장치(120)에 마련되어 있는 상태에서, 이면 측으로부터 본 도면을 도시한다. 종방향 전기적 접속부(111), 횡방향 전기적 접속부(112) 및 광원 제어 부품(113)이, 조명 모듈(100) 이면 상의, 배면 격자 프레임(121)에 접촉하지 않는 부분에 배치되어 있다.
또한, 도 10에 조명 모듈(100)의 표면으로부터 이면까지의 투시도를 도시한다.
도 9, 10에 있어서, 좌우의 횡방향 전기적 접속부(112)에 행 선택 신호가 공급되고, 조명 모듈(100)이 행 단위로 선택된다. 행 단위로 선택된 조명 모듈(100)의 각 열에, 상하의 종방향 전기적 접속부(111)로부터 제어 신호가, 광원 제어 부품(113)에 공급된다. 광원 제어 부품(113)은 이 제어 신호에 기초하여 각 LED 소자(115)를 제어한다.
본 실시예의 경우에는 조명 모듈(100) 단위로 광원 제어 부품(113)이 마련되어 있다는 점에서, 이 광원 제어 부품(113)이, 조명 모듈(100) 단위로 전 LED 소자 (115)를 동시에 제어하는 것 이외에, 각 LED 소자(115)를 개개로 제어, 또는 통합하여(예를 들면, 행 단위 혹은 열 단위로 통합하여) 제어할 수 있어, 표시 신호에 대응한 미세한 조명 제어를 행할 수 있다.
전기적 접속부나 광원 제어 부품을 이와 같이 배치함으로써, 조명 모듈(100)의 표면 측에 있어서의 광원 부품인 LED 소자(115)는, 조명 모듈 내 및 조명 모듈간에 있어서도 거의 등간격으로 배치할 수 있기 때문에, 조명 장치로서 광 균일성이 양호하게 된다.
이상과 같이, 본 실시예에서는 실시예 1과 비교하여, 조명 모듈(100)에, 광원 제어 부품을 추가한 경우 등에 있어서도, 전기적 접속부나 광원 제어 부품을 이면의 배면 격자 프레임과 접촉하지 않는 장소에 배치함으로써, 조명 모듈 표면의 광원 부품이, 조명 모듈 내와 조명 모듈간에서, 거의 등간격으로 배치할 수 있다는 점에서, 광 균일성을 양호하게 할 수 있다.
이에 의해, 저코스트로 화질 불량이 없고 고화질인, 액정 표시 장치용의 조명 장치, 조명 모듈 및 그것을 사용하는 액정 표시 장치를 제공 가능하다.
(실시예 3)
본 실시예는 이하의 요건을 제외하면 실시예 1과 동일하다.
본 실시예에서는 실시예 1과 달리, 효율이 상이한 조명 모듈을 장소마다 구분 사용하지 않고, 저코스트인 효율 레벨 3(보통)의 조명 모듈을 모든 장소에서 사용하고 있다.
이러한 경우, 조명 장치(120)의 중앙부 부근은, 다른 장소에 비하여 비교적 고온으로 되기 쉽기 때문에, 중앙부 부근의 조명 모듈이, 주변부의 조명 모듈과 비교하여 온도 상승에 의한 효율 저하의 때문에, 평균적으로 휘도가 저하하는 경우가 있다.
도 11에 도시한 바와 같이, 본 실시예에서는, 중앙부의 휘도 저하를 개선하기 위해서, 조명 장치(120)의 배면 기판의 조명 모듈(100) 마련측과는 반대측 중앙부에, 히트 싱크(122)를 마련하고 있다. 이에 의해 중앙부 부근의 열의 상승을 억제하여, 효율 저하에 의한 휘도 저하를 방지하고 있다.
이상과 같이, 본 실시예에서는 실시예 1과 비교하여, 효율 레벨이 높은 조명 모듈을 사용하지 않기 때문에 저코스트로 되고, 또한 배면 기판의 이면 중앙부에 히트 싱크를 마련함으로써, 중앙부의 휘도 저하를 억제하고 있다는 점에서, 저코스트로 화질 불량이 없고 고화질인 액정 표시 장치용의 조명 장치를 제공 가능하다.
(실시예 4)
본 실시예는 이하의 요건을 제외하면, 실시예 1과 동일하다.
본 실시예에 있어서의 조명 모듈(100)의 외형은, 실시예 1과 동일하고, 장방형이기는 하지만, 종횡 비율이 16:9가 아니라, 4:3으로 되어 있다. 대각 사이즈는 실시예 1과 동일하며 약 100㎜이기 때문에, 조명 모듈간 거리를 약 1㎜로 함으로써, 대각 방향의 조명 모듈 간격은 약 4인치로 된다.
실시예 1에서 설명했지만, 현재, 대형의 액정 TV는 하이비젼 방송에 최적화하기 위해서, 화면의 종횡 비율을 약 16:9로 하고 있는 경우가 많다.
그러나, 현행의 4:3의 화면 비율인 지상파 아날로그 방송은 2011년까지 방송 되고, 4:3의 TV 수상기도 아직 꽤 존재하며, 또한 퍼스널 컴퓨터용의 액정 모니터는 4:3인 것이 압도적이라는 점에서, 4:3의 화면 비율의 LCD도 매우 많이 존재한다.
본 실시예에서는 조명 모듈(100)의 외형도 4:3으로 함으로써, 실시예 1과 마찬가지로, 백 라이트 사이즈에 따라서 스케일러블하게 대응할 수 있어, 양산 효과에 의해 저코스트화가 가능하게 된다.
이상과 같이, 본 실시예에서는 조명 모듈의 외형 종횡 비율을 4:3으로 하고 있기 때문에, 화면 비율이 4:3인 LCD용의 조명 장치로 하는 경우에도, 양산 효과에 의해 저코스트화가 가능하다는 점에서, 저코스트로 화질 불량이 없고 고화질인, 액정 표시 장치용의 조명 장치를 제공 가능하다.
(실시예 5)
본 실시예는 이하의 요건을 제외하면, 실시예 1과 동일하다.
도 12에 도시한 바와 같이, 본 실시예에서는 조명 모듈(100) 내의 전기적 접속부가 커넥터가 아니라, 핀 단자로 되어 있고, 조명 장치(120)의 배면 기판에 조명 모듈(100)을 배열한 후에, 조명 모듈간의 핀 단자끼리, 접속용 점퍼 부품(114)으로 접속하고 있다.
본 실시예에서는 전기적 접합부를 커넥터로부터 핀 단자로 간략화함으로써, 보다 저코스트화가 가능하다.
조명 모듈간의 전기적 접속에는 접속용 점퍼 부품이 필요하여, 실장의 수고도 들지만, 전체적으로 고려하면, 실시예 1보다 약간 더 저코스트화가 가능해진다.
이상과 같이, 본 실시예에서는 조명 모듈의 전기적 접속부를, 핀 단자로 함으로써 또한 저코스트화가 가능하다는 점에서, 저코스트로 화질 불량이 없고 고화질인, 액정 표시 장치용의 조명 장치 및 조명 모듈을 제공 가능하다.
(실시예 6)
본 실시예는 이하의 요건을 제외하면, 실시예 1과 동일하다.
도 13에 도시한 바와 같이, 본 실시예에서는, 조명 모듈(100) 내의 전기적 접속부가 커넥터가 아니라, 납땜 가능한 배선 패턴으로 되어 있고, 조명 장치(120)의 배면 기판에, 조명 모듈(100)을 배열한 후에, 조명 모듈간의 배선 패턴끼리, 접속용 핀 부품(117)을 이용하여 납땜하여 접속하고 있다.
본 실시예에서는 전기적 접합부를 커넥터로부터 배선 패턴으로 간략화함으로써, 보다 저코스트화가 가능하다.
조명 모듈간의 전기적 접속에는 접속용 핀 부품이 필요하여, 납땜 실장의 코스트도 들지만, 전체적으로 고려하면, 실시예 1보다 약간 더 저코스트화가 가능하게 된다.
이상과 같이, 본 실시예에서는 조명 모듈의 전기적 접속부를 배선 패턴으로 하여 간략화함으로써, 더욱 저코스트화가 가능하다는 점에서, 저코스트로 화질 불량이 없고 고화질인, 액정 표시 장치용의 조명 장치 및 조명 모듈을 제공 가능하다.
(실시예 7)
도 14에 본 실시예에서의 액정 표시 장치를 도시한다.
본 실시예에서는 액정 패널(123)의 백 라이트로서, 실시예 1의 저코스트가고 광 균일성이 높은 조명 장치(120)를 사용하고 있기 때문에, 저코스트로 화질 불량이 없고 고화질인 액정 표시 장치를 제공 가능하다.
(실시예 8)
도 15에 본 실시예에서의 조명 모듈(100)을 집합시켜 백 라이트로서 사용한 경우의 액정 표시 장치의 단면도를 도시한다.
배면 격자 프레임(121) 상에, 평면적으로 배열된 조명 모듈(100)로부터 평행하게 2㎝ 정도 분리하여, 광 산란판(124)이 설치되어 있고, 그 위에 광학 필름(125)이 배치되어 있다. 그리고, 또한 그 위에 액정 패널(123)이 마련되어 있다.
조명 모듈(100) 내의 각 LED 소자(115)로부터 출사한 광은, 우선, 상면에 있는 광 산란판(124)에 닿고, 그 내부에서 산란하여, 일부 광은 그대로 액정 패널(123)로 향하지만, 그 밖의 광은 조명 모듈(100) 방향으로 되돌아온다.
되돌아온 광은, 조명 모듈(100) 단위로 LED 소자(115) 상에 접착한 광 산란 시트(107)에서 산란 반사되고, 또한 광 산란판(124)의 방향으로 향한다. 그리고, 그 일부는 액정 패널(123)로 향하지만, 또한 되돌아오는 광도 존재한다.
이 반복에 의해서, LED 소자(115)로부터 출사된 광은, 등간격의 LED 소자(115)의 배치 특성에 의해 더욱 균일해지기 때문에, 각 조명 모듈(100)의 경계의 발광 얼룩짐은 더욱 적어지고, LED 소자 발광부의 바로 윗쪽만이 밝다고 하는 얼룩짐도 경감된다.
본 발명에 따른 조명 장치, 조명 모듈 및 이들을 이용한 액정 표시 장치에서는, 복수의 조명 모듈을 평면 형상으로 집합시켜 대면적화하는 백 라이트로서, 조명 모듈 외형을 LCD의 외형과 서로 비슷하게 하고, 크기도 표시 장치의 대각 사이즈로서 자주 사용되는 인치 사이즈의 정수배로 함으로써, 사이즈가 상이한 LCD의 백 라이트로 하여, 조명 모듈의 사용 매수를 증감시켜 대응할 수 있다는 점에서, 규격품으로서 대량 생산이 가능하기 때문에 저코스트화할 수 있다.
또한, 전기적 접속부가, 광원 부품과 조명 모듈의 변 사이에 들어가지 않음으로써, 광원 부품을 조명 모듈간에서도 거의 등간격으로 배치할 수 있다는 점에서 발광의 균일성이 높아진다.
이상과 같이, 저코스트로 광 균일성이 높은 조명 장치, 조명 모듈을 사용한 액정 표시 장치는, 저코스트로, 화질 불량없이 고화질로 할 수 있다.

Claims (28)

  1. 복수의 조명 모듈을 평면 형상으로 집합시켜 대면적화한 조명 장치로서,
    각 조명 모듈에는, 인접하는 복수의 조명 모듈과 서로 접속하는 복수의 전기적 접속부가, 각 조명 모듈의 변에 면하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    각 조명 모듈의 전기적 접속부는, 조명 모듈에 있어서의 각 광원 부품의 최외주로부터 조명 모듈의 각 변에 수선을 내린 장소 이외의 부분에 면하여 주로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    각 조명 모듈의 전기적 접속부는, 마주 대하는 2 변에 면하고 있고, 상기 2 변에 수직인 방향 상에서 동일한 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    각 조명 모듈의 전기적 접속부는, 동일한 조명 모듈을 평면적으로 연속시켜 인접시킨 경우에, 마주 대하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  5. 복수의 조명 모듈을 평면 형상으로 집합시켜 대면적화한 조명 장치로서,
    각 조명 모듈에는, 인접하는 복수의 조명 모듈과 서로 접속하는 복수의 전기적 접속부와 조명 모듈을 제어하는 광원 제어 부품이 배치되고, 전기적 접속부와 광원 제어 부품은, 각 조명 모듈을 지지하는 지지체에 접하지 않는 부분에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    각 조명 모듈의 전기적 접속부는, 조명 모듈의 변에 면하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    각 조명 모듈의 전기적 접속부는, 마주 대하는 2 변에 면하고 있고, 상기 2 변에 수직인 방향 상에서 동일한 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  8. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    각 조명 모듈의 전기적 접속부는, 동일한 조명 모듈을 평면적으로 연속시켜 인접시킨 경우에, 마주 대하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  9. 제1항, 제2항, 제5항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    각 조명 모듈에 있어서의 광원 부품은 LED 소자이고, 중앙부에 배치하는 조명 모듈에 사용하는 LED 소자는, 주변부에 배치하는 조명 모듈에 사용하는 LED 소자보다, 전력-휘도 변환 효율이 높은 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  10. 제1항, 제2항, 제5항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    각 조명 모듈에 있어서의 광원 부품은, LED 소자이고, 중앙부의 배면 측으로 효율적으로 열을 배출하는 히트 싱크를 장착한 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  11. 제1항, 제2항, 제5항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    각 조명 모듈에 있어서의 광원 부품의 상부는, 조명 모듈의 평면과 평행한 평면인 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  12. 제1항, 제2항, 제5항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    각 조명 모듈은 외형이 장방형인 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    각 조명 모듈 외형의 종횡 비율이 약 16:9인 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    각 조명 모듈 외형의 종횡 비율이 약 4:3인 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  15. 제12항에 있어서,
    각 조명 모듈 외형의 대각 사이즈가 약 1인치의 정수배인 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  16. 제1항, 제2항, 제5항 및 제6항 중 어느 한 항의 조명 장치를 백 라이트로서 사용한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  17. 인접하는 복수의 조명 모듈과 서로 접속하는 복수의 전기적 접속부를 구비한 조명 모듈로서,
    전기적 접속부가 조명 모듈의 변에 면하여 배치되고, 복수의 조명 모듈을 전기적 접속부에서 서로 접속하여 조명 장치로서 사용하는 것을 특징으로 하는 조명 모듈.
  18. 제17항에 있어서,
    전기적 접속부는 광원 부품의 최외주로부터 조명 모듈 각 변에 수선을 내린 장소 이외의 부분에 면하여 주로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 조명 모듈.
  19. 제17항에 있어서,
    각 조명 모듈의 전기적 접속부와 조명 모듈을 제어하는 광원 제어 부품은, 각 조명 모듈을 지지하는 지지체에 접하지 않는 부분에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 조명 모듈.
  20. 제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    각 조명 모듈의 전기적 접속부는, 마주 대하는 2 변에 면하고 있고, 상기 2 변에 수직인 방향 상에서 동일한 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 조명 모듈.
  21. 제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    각 조명 모듈의 전기적 접속부는, 동일한 조명 모듈을 평면적으로 연속시켜 인접시킨 경우에, 마주 대하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 조명 모듈.
  22. 제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    각 조명 모듈에 있어서의 광원 부품은 LED 소자이고, 각 조명 모듈은, LED 소자의 전력-휘도 변환 효율의 랭크에 의해서 구별하여 만들어져 있고, 복수 통합하여 조명 장치로서 사용한 경우에, 주변부와 중앙부의 장소마다 랭크가 상이한 조명 모듈을 배치하는 것을 특징으로 하는 조명 모듈.
  23. 제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    각 조명 모듈에 있어서의 광원 부품의 상부는, 조명 모듈의 평면과 평행한 평면인 것을 특징으로 하는 조명 모듈.
  24. 제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    각 조명 모듈은 외형이 장방형인 것을 특징으로 하는 조명 모듈.
  25. 제24항에 있어서,
    각 조명 모듈 외형의 종횡 비율이 약 16:9인 것을 특징으로 하는 조명 모듈.
  26. 제24항에 있어서,
    각 조명 모듈 외형의 종횡 비율이 약 4:3인 것을 특징으로 하는 조명 모듈.
  27. 제24항에 있어서,
    각 조명 모듈 외형의 대각 사이즈가 약 1인치의 정수배인 것을 특징으로 하는 조명 모듈.
  28. 제17항 내지 제19항 중 어느 한 항의 조명 모듈을 복수 통합하여 백 라이트로서 사용한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
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