JP2010251027A - バックライト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】導光板の端面に光を放射する複数のＬＥＤを有するバックライト装置において、環境温度の変動により導光板が伸縮した場合においても適切に光を照射可能とする。
【解決手段】バックライト装置２０において、導光板２２は、想定環境温度内における温度変化で収縮した場合においても、導光板２２の端面２２ａが視認境界Ｓ２に達しないようマージンＬ１が設けられることにより、ユーザの仮想視点Ｓ１から見て導光板２２の端面２２ａが遮光部１２ａに遮られて見えないよう設けられる。また、導光板２２は、想定環境温度内における温度変化で伸長した場合においても、ＬＥＤ３８の配置間隔に起因する光度ムラが許容値となる最小間隔Ｈｍｉｎより間隔Ｈが短くならないよう設けられる。
【選択図】図１

Description

本発明はバックライト装置に関し、特に画像表示パネルの裏面から光を照射するバックライト装置に関する。

液晶パネルやＰＤＰ（Plasma Display Panel）などを利用した薄型ディスプレイの開発が現在盛んに進められている。近年、このような薄型ディスプレイをさらに薄型化する方向に各メーカーの目が特に向けられている。例えばＬＣＤパネルを利用したディスプレイを作る場合、パネル後方から光を照射するバックライト装置が必要となることが知られている。ディスプレイの薄型化を進めるためには、このバックライト装置の薄型化も一つの重要なテーマとなる。

ここで、バックライトを薄型化するために、導光板の端面に向けてＬＥＤ（Light Emitting Diode）から光を放射するバックライトシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このようにＬＥＤを導光板の横に配置することにより、光源によるバックライトの厚みの増加を抑制することが可能である。

特表２００３−５３２２７０号公報

しかしながら、ＬＥＤは点光源であるため、導光板の端面に沿って複数のＬＥＤを配置する必要がある。このとき、その配置間隔に起因する光度ムラを適切に抑制する必要がある。さらに、ディスプレイの大型化もまた薄型化と並行して現在進められており、これに伴いバックライト全体から出射する光の光量も増加させる必要がある。上述のように導光板の端面に向けてＬＥＤから光を放射する場合、多くのＬＥＤを導光板の端面周辺に配置する必要が生ずる。しかしながら、例えば組付容易化などのため２以上のＬＥＤをグループ化してまとめて組み付けるなどした場合、導光板の一端面周辺に並設されるＬＥＤがすべて等間隔とならない可能性がある。このような場合においても、その配置間隔に起因する光度ムラを適切に抑制する必要がある。

一方、導光板はアクリルなどの透明材料によって一般的に形成されるが、このような材料は線膨張係数が高く、環境温度の変動によって大きく伸縮するおそれがある。このような変動も許容できるよう設計上配慮して導光板を配置する必要があるが、あまりに余裕を取ると、導光板の端面において光度ムラや入射光効率に影響を与える可能性がある。

本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、導光板の端面に光を放射する複数のＬＥＤを有するバックライト装置において、環境温度の変動により導光板が伸縮した場合においても適切に光を照射可能とすることにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様のバックライト装置は、導光板と、導光板の端面を前方において覆う遮光部と、導光板の端面と間隔Ｈを介して導光板の端面の延在方向に並設された複数の白色発光ダイオードと、を備える。導光板は、想定環境温度内における温度変化で収縮した場合においても、ユーザの仮想視点から見て導光板の端面が遮光部に遮られて見えないよう設けられると共に、想定環境温度内における温度変化で伸長した場合においても、複数の白色発光ダイオードの配置間隔に起因する光度ムラが許容値となる最小間隔Ｈｍｉｎより間隔Ｈが短くならないよう設けられる。

本発明によれば、導光板の端面に光を放射する複数のＬＥＤを有するバックライト装置において、環境温度の変動により導光板が伸縮した場合においても適切に光を照射可能とすることができる。

第１の実施形態に係る画像表示装置の断面図である。 第１の実施形態に係るバックライト装置を図１の視点Ｐから見た状態を示す図である。 第１の実施形態に係るバックライト装置における間隔Ｈと導光板の端面での光度ムラＫとの関係を示す図である。 第１の実施形態に係るバックライト装置を模式的に示した正面図である。 第１の実施形態に係るバックライト装置における導光板高さＬ４と間隔Ｈの変化との関係を示す図である。 第１の実施形態に係る画像表示装置に設けられる点灯制御システムの構成を模式的に示すブロック図である。 第２の実施形態に係るバックライト装置を模式的に示した正面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態（以下、実施形態という）について詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る画像表示装置１０の断面図である。図１は、装置左右方向に垂直な平面で切断したときの画像表示装置１０の上方の部分の断面を示している。画像表示装置１０は、液晶パネル１２、フロントカバー１３、シャーシ１４、クッション１６、光学シート１８、およびバックライト装置２０を有する。

液晶パネル１２は矩形の平板状に形成され、画像表示装置１０の装置前方に表示面が向くよう配置される。液晶パネル１２の縁部には遮光部１２ａが設けられている。シャーシ１４は、Ｌ字を１８０度回転させた形状の断面を有し、液晶パネル１２よりも僅かに長い左右方向の長さを有する。シャーシ１４は、液晶パネル１２の上方において装置前方および装置上方を覆うよう配置される。シャーシ１４の前面の下部にクッション１６を設け、クッション１６とフロントカバー１３で液晶パネル１２の上方の遮光部１２ａを挟み込んでいる。また、シャーシ１４の裏面は、光の反射率が高くなるよう白色の表面処理が施されている。

液晶パネル１２およびシャーシ１４の装置後方側にバックライト装置２０が設けられる。バックライト装置２０は、導光板２２、リヤプレート２４、ヒートシンク２６、放熱シート２８、基板ユニット３０、および反射シート４０を有する。なお、ヒートシンク２６、放熱シート２８、および基板ユニット３０は、バックライト装置２０の下方の部分にも同様に設けられる。以下、バックライト装置２０の上方の部分を説明することで、下方に設けられたヒートシンク２６、放熱シート２８、および基板ユニット３０の説明は省略する。また、ヒートシンク２６、放熱シート２８、および基板ユニット３０の配置位置は導光板２２の装置上方および装置下方に限定されず、例えば画像表示装置１０を正面から見て導光板２２の右側および左側にこれらが配置されてもよい。

導光板２２は、透明な板状部材によって、液晶パネル１２よりも僅かに大きく形成される。第１の実施形態では、導光板２２はアクリルによって形成され、導光板２２の厚みは２ｍｍとされている。なお、導光板２２は、例えばポリカーボネートなど他の材質によって形成されていてもよい。また、導光板２２の厚みがこの値に限定されないことは勿論であるが、画像表示装置１０の全体を薄型化するため、導光板２２は１ｍｍ〜５ｍｍのいずれかの値の厚みが採用される。導光板２２は、液晶パネル１２の裏面側をすべて覆うように液晶パネル１２の装置後方側に配置される。更に、導光板２２の液晶パネル１２と反対側の面にはドットパターン２３が形成されており、導光板２２の端面２２ａから入射した光を、液晶パネル１２側に射出する機能を有する。光学シート１８は、拡散シートとプリズムシートと偏光分離シートを積層して形成されている。光学シート１８は、液晶パネル１２と導光板２２との間に配置される。

リヤプレート２４は、導光板２２より大きな矩形の外形を有する板金によって形成される。リヤプレート２４は、導光板２２よりさらに装置後方側に配置される。反射シート４０は、導光板２２よりも大きな矩形に形成され、導光板２２とリヤプレート２４との間に配置される。

基板ユニット３０は、フレキシブル基板３２およびＬＥＤユニット３４を有する。フレキシブル基板３２は、絶縁体にポリイミド膜、導体に銅箔を用いた一般的な柔軟性を有する基板であり、導光板２２の装置左右方向の全長と同様の長さを有する。フレキシブル基板３２はＬ字状に折り曲げられた形状に形成される。フレキシブル基板３２の外面には、複数のＬＥＤユニット３４が接着されている。ＬＥＤユニット３４の各々にはＬＥＤ３８が設けられている。

ＬＥＤ３８には、白色光を射出する白色発光ダイオードが採用されている。具体的には、ＬＥＤ３８は、青色光を発する半導体発光素子の発光面に、青色光によって励起されて黄色光を射出する蛍光体層が積層されて構成されている。これにより、ＬＥＤ３８からは、青色光と黄色光との合成光である白色光が射出する。なお、ＬＥＤ３８は、青色光を発する半導体発光素子の発光面に、青色光によって励起されて赤色光を射出する第１蛍光体層および青色光によって励起されて緑色光を射出する第２蛍光体層が積層されて構成されていてもよい。これによっても、青色光、赤色光、および緑色光の合成光である白色光を得ることができる。ＬＥＤユニット３４は、ＬＥＤ３８を外部環境から保護すべく、例えば可視領域において透明性の高い合成樹脂など、光学的に負荷が少ない封止材料によって封止される。

フレキシブル基板３２は、ＬＥＤ３８が導光板２２の端面２２ａと間隔Ｈをもって離間するよう導光板２２の装置上方に配置される。なお、間隔Ｈは、導光板２２の端面２２ａと垂直な方向におけるＬＥＤ３８と端面２２ａとの距離をいう。ＬＥＤ３８、導光板２２の端面２２ａ、シャーシ１４、および反射シート４０に囲まれる空間には光混合チャンバ４２が形成される。光混合チャンバ４２は、ＬＥＤ３８から発せられた光を、光度ムラを緩和しつつ導光板２２の端面２２ａに入射させる機能を有する。ＬＥＤ３８から発せられた光はこの光混合チャンバ４２を通過して、導光板２２の端面２２ａに直接入射するか、シャーシ１４の内面または反射シート４０に反射された後に導光板２２の端面２２ａに入射する。端面２２ａから導光板２２の内部に入射した光は、その後、反射シート４０によって拡散反射され、均一な光として、光学シート１８を通じて液晶パネル１２の裏面に照射される。このとき、ＬＥＤ３８からの光を液晶パネル１２に向けてなるべく垂直に近い角度で立ち上げるよう、導光板２２の裏面には加工処理が施されている。

ヒートシンク２６はアルミニウムなど放熱性の高い材料によってブロック状に形成され、ＬＥＤ３８の発する熱を放熱することができるよう、フレキシブル基板３２の内面に密着して配置される。この密着は、放熱シートやシリコンペーストなどによって維持される。ヒートシンク２６は、放熱シート２８を介してリヤプレート２４の前面に固定される。ヒートシンク２６と放熱シート２８との間は、シリコンペーストによって熱的に接続される。なお、第１の実施形態ではフレキシブル基板３２で構成したが、これに限定されるものではなく、例えば、金属ベースの基板として構成してもよい。

液晶パネル１２の遮光部１２ａは、導光板２２の端面を前方において覆うよう設けられる。遮光部１２ａは、ユーザの仮想視点Ｓ１から見て導光板２２の端面２２ａが遮光部１２ａに遮られて見えないよう設けられる。仮想視点Ｓ１とは、ユーザが画像表示装置１０に表示された画像を見るときの目の位置として想定される位置であり、所定の範囲をもって定められる。

このような画像表示装置１０の仮想視点Ｓ１は、ユーザが画像表示装置１０の表示が見える範囲の全てを網羅している必要がある。想定されるユーザの目の位置としては、画像表示装置１０の正面位置ばかりではなく、画像表示装置１０の正面位置から所定の角度を有する場合も考慮する必要がある。例えば、画像表示装置１０を上下方向から見る例としては、天吊り状態のパネルを下から見上げる場合が考えられる。また、左右方向から見る場合についても同様に、角度がついた横方向からから覗き込む場合が考えられる。

さらに、遮光部１２ａの裏面側の境界を遮光境界Ｓ３とする。導光板２２の裏面のうち、仮想視点Ｓ１から視認可能な範囲の縁部、すなわち仮想視点Ｓ１から見て遮光境界Ｓ３と重なる個所を視認境界Ｓ２とする。

図２は、第１の実施形態に係るバックライト装置２０を図１の視点Ｐから見た状態を示す図である。ＬＥＤユニット３４の各々は、パッケージ５０および２つのＬＥＤ３８を有する。パッケージ５０は放熱性の高い半導体によって外形が矩形のプレート状に形成される。パッケージ５０は長手方向の両端が盛り上がり中央が凹んだ形状に形成されている。凹んだ中央の底部５０ａは平坦となっている。２つのＬＥＤ３８は、第１配置間隔Ｐ１で底部５０ａに長手方向に並設される。

パッケージ５０は、ＬＥＤ３８の側面から射出された光も効率よく利用するため、長手方向の両端部にそれぞれ傾斜部５０ｂが設けられている。傾斜部５０ｂは、ＬＥＤ３８よりも高さが高く形成されている。さらにパッケージ５０の表面は、反射率が高くなるよう表面が形成されている。このように傾斜部５０ｂが設けられることにより、ＬＥＤ３８から端面２２ａに向けてより垂直に近い角度で光を入射させることが可能となる。なお、この傾斜部５０ｂにより、ＬＥＤ３８から射出して導光板２２に垂直に向く方向から大きい角度で進む光は、逆に遮られることになる。

こうして一つのＬＥＤユニット３４に設けられる２つのＬＥＤ３８は、一体的に構成される。なお、ＬＥＤユニット３４に設けられるＬＥＤ３８の数は２つに限られず、例えば３、４、６、８など、３以上の数のＬＥＤ３８が設けられていてもよい。この場合においても、同じＬＥＤユニット３４に設けられる複数のＬＥＤ３８は、第１配置間隔Ｐ１をもって等間隔で並設される。

基板ユニット３０には、導光板２２の端面２２ａの延在方向に複数のＬＥＤユニット３４が第２配置間隔Ｐ２で並設される。ここで、導光板２２に入射する光量を増加させるために、端面２２ａの延在方向と各々のＬＥＤユニット３４におけるＬＥＤ３８の並設方向が直角を成すように複数のＬＥＤユニット３４を並設させる態様も考えられる。しかしながら、第１の実施形態では、画像表示装置１０を薄型化するため、導光板２２も薄いものが採用されている。このため上記態様でＬＥＤ３８を配置すると、ＬＥＤ３８の発する光を適切に端面２２ａに入射することが困難となる。

このため、第１の実施形態では、複数のＬＥＤユニット３４は、ＬＥＤ３８が端面２２ａの延在方向に一直線状に並ぶよう配置される。第１の実施形態では、第１配置間隔Ｐ１は０．６ｍｍ、第２配置間隔Ｐ２は１０ｍｍとされている。

なお、第１配置間隔Ｐ１および第２配置間隔Ｐ２がこの値に限定されないことは勿論である。第１配置間隔Ｐ１は、ピッチ方向には重ならないように配置するために、最小でも０．１ｍｍ以上とする必要がある。また、１つのセラミックパッケージは、自動機で基板上に実装することができるようにすることにより、実装のコストを低減できる。このように自動機で実装するためには、第１配置間隔Ｐ１は３ｍｍ以下にする必要があり、２ｍｍが好ましい値とされている。このため、第１配置間隔Ｐ１は、０．１ｍｍ以上３ｍｍ以下のいずれかの値とされていてもよい。また、第２配置間隔Ｐ２は、５ｍｍ以上１５ｍｍ以下のいずれかの値とされていてもよい。

ＬＥＤユニット３４にはアノード電極およびカソード電極がそれぞれ１つずつ設けられている。この一対の電極は共通電極として用いられ、この電極間に電圧が印加されることにより、そのＬＥＤユニット３４の２つのＬＥＤ３８の双方が点灯される。２つのＬＥＤ３８は並列に接続されており、過電圧からの保護のための保護素子も並列に接続されている。

薄い導光板２２を採用する場合、上述のように導光板２２の延在方向と垂直にＬＥＤ３８を並設させることは困難となる。このため、導光板２２へ入射させる光量の不足を回避するためには、ＬＥＤ３８の配置間隔を小さくして多数のＬＥＤ３８を配置する対応が考えられる。しかしながら、ＬＥＤ３８の各々に電極を設けた場合、ＬＥＤ３８の取り付け作業が煩雑なものとなり、画像表示装置１０の製造工数の抑制が困難となるおそれがある。このように一つのＬＥＤユニット３４に複数のＬＥＤ３８を設けることにより、ＬＥＤユニット３４をフレキシブル基板３２に取り付けることで複数のＬＥＤ３８を一体的にＬＥＤ３８に取り付けることが可能となる。このため、ＬＥＤ３８の取り付け作業を容易なものとすることができ、画像表示装置１０の製造工程を簡略化することができる。

なお、このように複数のＬＥＤ３８が一体的に構成される態様に限定されないことは勿論であり、例えばＬＥＤ３８の各々に、点灯時に電圧が印加される一対の電極が設けられていてもよい。また、複数のＬＥＤ３８は、いずれも一体的に構成されておらず、２以上のＬＥＤ３８によって構成されるグループにおけるＬＥＤ３８の配置間隔が第１配置間隔Ｐ１となり、且つグループの配置間隔が第２配置間隔Ｐ２となるよう並設されてもよい。

ここで「グループ」とは、第１配置間隔Ｐ１で等間隔に配置される複数のＬＥＤ群をいう。グループに含まれるＬＥＤの数は２つに限られず、例えば３、４、６、８など、３以上の数含まれていてもよい。このとき、複数のＬＥＤ３８は、各々のグループに含まれるＬＥＤの数をＮとして、Ｎ×第１配置間隔Ｐ１＜第２配置間隔Ｐ２となるよう配置されてもよい。

ＬＥＤ３８は点光源として機能する。各々のＬＥＤ３８の発する光の分布Ｄは、図２に示すように円形になることが知られている。このため導光板２２の端面２２ａに入射する光に、ＬＥＤ３８の配置間隔に起因する光度ムラが生ずる可能性がある。なお、第１の実施形態において「光度ムラ」とは、導光板２２の端面２２ａにおける光度の最大値と最小値の差をいうものとする。第１の実施形態に係るＬＥＤユニット３４から放射される光の光度分布は、導光板２２の端面２２ａと垂直な方向よりも、端面２２ａと平行な方向の成分が強いものとなっている。このような光度分布は、光度ムラをさらに強くする一因と成り得る。

ＬＥＤ３８の光度分布Ｄがこのようになっていることから、間隔Ｈを変化させていくと、この光度ムラが増減する。一般に、ＬＥＤから導光板までの間隔が短くなるにしたがって、ＬＥＤ間における光度の低下が大きくなり光度ムラも大きくなる。一方、ＬＥＤから導光板までの間隔が広がるにしたがって光度ムラは小さくなるが、光混合チャンバ４２における光の拡散、吸収などによって導光板の端面に入射する光の光度平均は低下する。したがって、間隔Ｈは、導光板２２の端面２２ａにおける光度ムラおよび光度平均が要求値を満たすよう設定されることが求められる。

ＬＥＤ３８がすべて等間隔で並設されている場合、間隔Ｈを変化させて光度ムラが最小となる間隔Ｈを採用することが可能である。しかしながら第１の実施形態では、複数のＬＥＤ３８は、ＬＥＤユニット３４に設けられる２つのＬＥＤ３８の配置間隔が第１配置間隔Ｐ１となり、且つＬＥＤユニット３４の配置間隔が第２配置間隔Ｐ２となるよう並設されている。このため、光度ムラの増減は第１配置間隔Ｐ１および第２配置間隔Ｐ２によっても変化する。研究開発の結果、このようにＬＥＤ３８が並設されている場合、導光板２２が、Ｐ１≦Ｈ≦Ｐ２を満たすよう配置されることにより、導光板２２の端面２２ａに入射する光の入射光効率の低下を抑制しつつ、端面２２ａに入射する光の光度ムラを適切に抑制することができることが判明した。

図３は、第１の実施形態に係るバックライト装置２０における間隔Ｈと導光板２２の端面２２ａでの光度ムラＫとの関係を示す図である。図３において、第２配置間隔Ｐ２が５ｍｍ、１０ｍｍ、および１５ｍｍのときの間隔Ｈと光度ムラＫとの関係をそれぞれ示している。このとき、第２配置間隔Ｐ２が５ｍｍおよび１５ｍｍの各々において示されている破線は、第１配置間隔Ｐ１が０．１ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲内で変化させた場合の変動幅を示している。図３から、第２配置間隔Ｐ２が大きくなるにしたがって光度ムラＫは大きくなることが分かる。

許容限界光度ムラＫｍａｘは、画像表示装置１０の要求品質を満たすために許容される導光板２２の端面２２ａへの入射光の光度ムラの限界値をいう。第１の実施形態では第２配置間隔Ｐ２は１０ｍｍとされているため、間隔Ｈは、光度ムラＫが許容限界光度ムラＫｍａｘ以下となるための最小値である４ｍｍとされている。図３から分かるように、複数のＬＥＤ３８が、第１配置間隔Ｐ１が０．１ｍｍ以上３ｍｍ以下、および第２配置間隔Ｐ２が５ｍｍ以上１５ｍｍ以下を満たすよう配置される場合、光度ムラＫを許容限界光度ムラＫｍａｘ以下に抑制するためには、間隔Ｈは１ｍｍ以上７ｍｍ以下とする必要がある。したがって導光板２２は、間隔Ｈが１ｍｍ以上７ｍｍ以下となるよう配置される。

好適な例では、第１配置間隔Ｐ１が０．５ｍｍ、第２配置間隔Ｐ２が５ｍｍ、および間隔Ｈが１．５ｍｍとされる。別の好適な例では、第１配置間隔Ｐ１が０．６ｍｍ、第２配置間隔Ｐ２が８ｍｍ、および間隔Ｈが３ｍｍとされる。さらに別の好適な例では、第１配置間隔Ｐ１が０．７ｍｍ、第２配置間隔Ｐ２が１０ｍｍ、および間隔Ｈが４ｍｍとされる。

なお、ＬＥＤユニット３４に実装されるＬＥＤ３８が２つであり、２×第１配置間隔Ｐ１＜第２配置間隔Ｐ２となるよう配置される。この場合、第１配置間隔Ｐ１、第２配置間隔Ｐ２、および間隔Ｈは、Ｐ１≦Ｈ≦Ｐ２／２を満たすよう設定される。このとき第１配置間隔Ｐ１は０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下、間隔Ｈは１ｍｍ以上５ｍｍ以下、第２配置間隔Ｐ２は５ｍｍ以上１１ｍｍ以下であることが望ましい。

図４は、第１の実施形態に係るバックライト装置２０を模式的に示した正面図である。導光板２２は、下方の２つのコーナー部がそれぞれ第１支持部材６０によって支持され、上方の２つのコーナー部がそれぞれ第２支持部材６２によって支持される。図４に示すように、基板ユニット３０は導光板２２の上方の端面２２ａおよび下方の端面２２ａのそれぞれにＬＥＤ３８が対向するよう設けられる。一方、導光板２２は重力によって第１支持部材６０に突き当てられて位置決めされる。このため、導光板２２の高さＬ４（以下、「導光板高さＬ４」という）が設置環境の温度によって膨張または収縮した場合に、下方の端面２２ａとＬＥＤ３８との間隔Ｈはあまり変化しないのに対し、上方の端面２２ａとＬＥＤ３８との間隔Ｈは比較的大きく変化する。

図１に戻る。上述のように環境温度が低下することにより導光板２２が収縮すると間隔Ｈが大きくなる。しかし、間隔Ｈが過度に大きくなると、導光板２２の端面２２ａが視認境界Ｓ２に達し、仮想視点Ｓ１から導光板２２の端面２２ａが視認可能となるおそれがある。画像表示装置１０の正面からユーザが液晶パネル１２を見たときに遮光境界Ｓ３周辺を通じて導光板２２の端面２２ａが明るく視認される。その結果、その周辺が暗く見えるためユーザに違和感を与える可能性がある。

このため第１の実施形態の導光板２２は、想定環境温度内における温度変化で収縮した場合においても、ユーザの仮想視点Ｓ１から見て導光板２２の端面２２ａが遮光部１２ａに遮られて見えないよう設けられる。実際には光学シート１８や導光板２２の屈折率により仮想視点Ｓ１〜視認境界Ｓ２は直線とはならないが、ここでは仮想視点Ｓ１から視認境界Ｓ２までを直線で結ぶことができると仮定する。例えば仮想視点Ｓ１から遮光境界Ｓ３を見る視線の水平線に対する角度をβ、遮光境界Ｓ３から導光板２２の裏面までの距離をＬ３とした場合、視認境界Ｓ２は、Ｌ３×ｔａｎβとなるＬ２だけ、遮光境界Ｓ３より高い位置となる。

画像表示装置１０は、設置が想定される環境において標準的とされる温度である標準環境温度Ｔｓが２５度に設定されている。導光板２２は、標準環境温度Ｔｓにおいて導光板２２の端面２２ａから視認境界Ｓ２までの距離がマージンＬ１となるよう設けられている。また、画像表示装置１０は、設置される環境において想定される温度範囲である想定環境温度が予め設定されており、この想定環境温度は、最低環境温度Ｔｍｉｎと最高環境温度Ｔｍａｘとの間の温度とされている。第１の実施形態では、マージンＬ１が、標準環境温度Ｔｓから最低環境温度Ｔｍｉｎに環境温度が低下したときの導光板２２の収縮量よりも長くされている。これにより、最低環境温度Ｔｍｉｎに達した場合においても端面２２ａが視認境界Ｓ２に達することを回避している。

また、上述のように間隔Ｈが小さくなるにしたがって、端面２２ａに入射する光の光度ムラが増加するおそれがある。また、導光板２２は、想定環境温度内における温度変化で伸長した場合においても、複数のＬＥＤ３８の配置間隔に起因する光度ムラが許容値となる最小間隔Ｈｍｉｎより間隔Ｈが短くならないよう設けられる。具体的には、導光板２２は、想定環境温度内における温度変化で伸縮した場合においても第１配置間隔Ｐ１≦間隔Ｈ≦第２配置間隔Ｐ２を満たすよう設けられる。

図５は、第１の実施形態に係るバックライト装置２０における導光板高さＬ４と間隔Ｈの変化との関係を示す図である。図５において、右肩上がりの直線は、環境温度が最低環境温度Ｔｍｉｎとなったときの導光板高さＬ４と間隔Ｈとの関係を示したものであり、右肩下がりの直線は、環境温度が最高環境温度Ｔｍａｘとなったときの導光板高さＬ４と間隔Ｈとの関係を示したものである。図５において、標準環境温度Ｔｓのときの間隔をＨｓとしている。導光板２２を形成するために考えられる材料の線膨張係数αは、
アクリル：α＝７〜８×１０＾−５［／℃］
ポリカーボネ−ト：α＝６〜７×１０＾−５［／℃］
となる。このため、導光板２２の線膨張係数αは、６×１０＾−５以上８×１０＾−５以下とする。図５では、線膨張係数αが６×１０＾−５、７×１０＾−５、および８×１０＾−５の３種類の導光板２２について、導光板高さＬ４と間隔Ｈの変化との関係を示している。

図５において、最大間隔Ｈｍａｘは、ＬＥＤ３８から導光板２２の端面２２ａに入射する光の入射光効率が許容値となる間隔Ｈの最大値をいう。このように導光板２２は、想定環境温度内における温度変化で収縮した場合においても、複数のＬＥＤ３８から導光板２２の端面２２ａに入射する光の入射光効率が許容値となる最大間隔Ｈｍａｘより間隔Ｈが長くならないよう設けられる。

また、最小間隔Ｈｍｉｎは、ＬＥＤ３８から導光板２２の端面２２ａに入射する光の光度ムラが許容値となる間隔Ｈの最小値であり、上述のように第１配置間隔Ｐ１≦間隔Ｈを満たすたす最小値とされている。この値は第１配置間隔Ｐ１となるため、第１の実施形態では間隔Ｈは第１配置間隔Ｐ１と同一とされている。

図５に示すように、上述した線膨張係数αのすべての範囲において、導光板２２が収縮することにより間隔Ｈが増大した場合においても最大間隔Ｈｍａｘを超えないためには、導光板高さＬ４を８００ｍｍ以下とする必要があることが分かる。また、上述した線膨張係数αのすべての範囲において、導光板２２が伸長することにより間隔Ｈが減少した場合においても最小間隔Ｈｍｉｎを超えないためには、同様に導光板高さＬ４を８００ｍｍ以下とする必要があることが分かる。このため第１の実施形態においても、導光板高さＬ４は８００ｍｍ以下とされている。

なお、図５における最大間隔Ｈｍａｘは、想定環境温度内における温度変化で導光板２２が最大限収縮した場合においても、ユーザの仮想視点Ｓ１から見て導光板２２の端面２２ａが液晶パネル１２の遮光部１２ａに遮られて見えないための間隔Ｈの最大値であってもよい。この場合、標準環境温度Ｔｓでの間隔ＨとマージンＬ１とを足した値が最大間隔Ｈｍａｘ以下となる必要がある。

図６は、第１の実施形態に係るバックライト装置２０に設けられる点灯制御システム７０の構成を模式的に示すブロック図である。点灯制御システム７０は、ＬＥＤ駆動制御回路７２、ＬＥＤ駆動回路７４、ＬＥＤ３８、および温度センサ７６を有する。温度センサ７６は画像表示装置１０内に設けられ、導光板２２の周辺の環境温度を検出する。温度センサ７６はＬＥＤ駆動制御回路７２に接続されており、ＬＥＤ駆動制御回路７２は、所定時間毎に温度センサ７６の検出結果を読み取る。ＬＥＤ駆動制御回路７２はＬＥＤ駆動回路７４に制御信号を送り、ＬＥＤ駆動回路７４は、受信した制御信号に応じた駆動電流をＬＥＤ３８に供給する。

例えば、標準環境温度Ｔｓが２５℃、最高環境温度Ｔｍａｘが５０℃、線膨張係数αが８×１０＾−５のアクリルで導光板２２が形成され、導光板高さＬ４が４００ｍｍであった場合、環境温度が最高環境温度Ｔｍａｘに達することにより、４００×２５×（８×１０＾−５）＝０．８ｍｍだけ間隔Ｈが収縮することになる。間隔Ｈが標準環境温度Ｔｓにおいて４．８ｍｍの場合、最高環境温度Ｔｍａｘでは４．０ｍｍとなる。上述のように間隔Ｈが小さくなるにしたがって、導光板２２への入射光効率が増加する。点灯制御システム７０は、このような入射光効率の変化に伴うバックライト装置２０から液晶パネル１２への照射光の光度の変動を抑制するよう、ＬＥＤ３８に与える電力を制御する。

具体的には、ＬＥＤ駆動制御回路７２は、温度センサ７６によって検出される導光板２２の周辺の環境温度が高くなるにしたがって、ＬＥＤ３８へ供給する駆動電流を小さくし、導光板２２の周辺の環境温度が低くなるにしたがって、ＬＥＤ３８へ供給する駆動電流を大きくするよう、ＬＥＤ３８への電力供給を制御する。例えばＬＥＤ駆動制御回路７２は、標準環境温度Ｔｓに対してｘ％温度が上昇した場合に、ａを定数としてＬＥＤ３８に供給する駆動電流をａ×ｘ％減少させる。逆に、標準環境温度Ｔｓに対してｘ％温度が下降した場合に、ＬＥＤ３８に供給する駆動電流をａ×ｘ％増加させる。これにより、ＬＥＤ３８を効率的に点灯させることができるため、ＬＥＤ３８による消費電力を低減させることができ、また、ＬＥＤ３８からの発熱量を抑制することができる。

なお、サーミスタなどの温度センサは温度変化に対して出力値が対数的に変化する。このため、ＬＥＤ駆動制御回路７２が、温度センサ７６の出力値とＬＥＤ３８に供給すべき駆動電流との対応関係を定めたテーブルを保持していてもよい。ＬＥＤ駆動制御回路７２は、温度センサ７６の出力値を読み取ったとき、このテーブルを参照してＬＥＤ３８に供給すべき駆動電流を決定してもよい。

（第２の実施形態）
図７は、第２の実施形態に係るバックライト装置１００を模式的に示した正面図である。バックライト装置１００は、導光板２２、第１支持部材６０、および第２支持部材６２に代えて導光板１０２および支持部材１０４が設けられる以外は、第１の実施形態に係るバックライト装置２０と同様に構成される。以下、第１の実施形態と同様の個所については同一の符号を付して説明を省略する。

導光板１０２は、左右の端面の略中央に、矩形の溝部１０２ｂが設けられる。リヤプレート２４には２つの支持部材１０４が固定される。支持部材１０４は、溝部１０２ｂよりも僅かに小さい高さを有する矩形の外形を有する。導光板１０２は、支持部材１０４が溝部１０２ｂに挿通されるよう配置される。こうして導光板１０２は支持部材１０４によって導光板高さＬ４方向の略中央にて位置決めされる。なお、溝部１０２ｂおよび支持部材１０４の形状は矩形に限られないことは勿論である。

このように高さ方向の略中央にて導光板１０２が位置決めされることで、例えば第１の実施形態のように上下の一方の端面が位置決めされる場合に比べ、上下の一方の間隔Ｈの変動を半分程度に抑制することが可能となる。なお、導光板１０２の位置決めが高さ方向略中央の位置に限られないことは勿論であり、導光板１０２の左右の端面における他の中途部において導光板１０２が位置決めされてもよい。

本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、各実施形態の各要素を適宜組み合わせたものも、本発明の実施形態として有効である。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を各実施形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうる。

１０ 画像表示装置、 １２ 液晶パネル、 １２ａ 遮光部、 １３ フロントカバー、 １４ シャーシ、 ２０ バックライト装置、 ２２ 導光板、 ２２ａ 端面、２３ ドットパターン、 ２４ リヤプレート、 ２６ ヒートシンク、 ３０ 基板ユニット、 ３２ フレキシブル基板、 ３４ ＬＥＤユニット、 ３８ ＬＥＤ、 ４０ 反射シート、 ４２ 光混合チャンバ、 ５０ パッケージ、 ５０ａ 底部、 ５０ｂ 傾斜部、 ６０ 第１支持部材、 ６２ 第２支持部材、 ７０ 点灯制御システム、 ７２ ＬＥＤ駆動制御回路、 ７４ ＬＥＤ駆動回路、 ７６ 温度センサ、 １００ バックライト装置、 １０２ 導光板、 １０２ａ 端面。

Claims (7)

1. 導光板と、
   前記導光板の端面を前方において覆う遮光部と、
   前記導光板の端面と間隔Ｈを介して前記導光板の前記端面の延在方向に並設された複数の白色発光ダイオードと、
   を備え、
   前記導光板は、
   想定環境温度内における温度変化で収縮した場合においても、ユーザの仮想視点から見て前記導光板の前記端面が前記遮光部に遮られて見えないよう設けられると共に、
   想定環境温度内における温度変化で伸長した場合においても、前記複数の白色発光ダイオードの配置間隔に起因する光度ムラが許容値となる最小間隔Ｈｍｉｎより間隔Ｈが短くならないよう設けられることを特徴とするバックライト装置。
2. 前記導光板は、想定環境温度内における温度変化で収縮した場合においても、前記複数の白色発光ダイオードから前記導光板の前記端面に入射する光の入射光効率が許容値となる最大間隔Ｈｍａｘより間隔Ｈが長くならないよう設けられることを特徴とする請求項１に記載のバックライト装置。
3. 前記複数の白色発光ダイオードは、２以上の白色発光ダイオードによってグループが構成され、前記グループにおける白色発光ダイオードの配置間隔がＰ１となり、且つグループの配置間隔がＰ２となるよう並設され、
   前記導光板は、想定環境温度内における温度変化で伸縮した場合においても、Ｐ１≦Ｈ≦Ｐ２を満たすよう設けられることを特徴とする請求項１または２に記載のバックライト装置。
4. 前記導光板は、前記導光板が位置決めされる位置決め部から前記端面までの距離が８００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のバックライト装置。
5. 前記導光板は、６×１０＾−５以上８×１０＾−５以下の線膨張係数を有することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のバックライト装置。
6. 前記導光板は、厚さが１ｍｍ以上５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のバックライト装置。
7. 前記導光板の周辺の環境温度を検出する温度センサと、
   前記白色発光ダイオードへ供給する駆動電流を制御する駆動制御手段と、
   をさらに備え、
   前記駆動制御手段は、検出された前記導光板の周辺の環境温度に基づいて、前記白色発光ダイオードへ供給する駆動電流を制御することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のバックライト装置。

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