JP2011100648A - 照明装置、それを備えた表示装置およびテレビ受信装置 - Google Patents

照明装置、それを備えた表示装置およびテレビ受信装置 Download PDF

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Abstract

【課題】輝度むらを抑制し、かつ生産コストを増加させることなく多様なサイズおよび形状に対応することができる照明装置を提供する。
【解決手段】複数個の半導体発光素子を有する発光バーが複数本接続されてなる発光モジュールと、該発光モジュールを収納して光を外部に放出する放出口を有するシャーシと、該シャーシ内に収納されて光を前記放出口側へ反射する反射シートと、輝度むら低減部とを備え、前記発光バーは、帯板状の基板と、該基板の長手方向形成された配線と、前記基板の一列に並んだ前記複数個の半導体発光素子と、前記基板の対向する短辺近傍に形成されて前記配線と接続する第1および第2コネクタとを備え、前記輝度むら低減部は、各発光バーのそれぞれの第1および第2コネクタの位置の近傍に配置され、第1および第2コネクタに向う光を反射してそれらの周囲の輝度低下を抑えるように構成されていることを特徴とする照明装置。
【選択図】図1

Description

本発明は、照明装置、それを備えた表示装置およびテレビ受信装置に関する。
近年、液晶表示装置のバックライトとして、液晶パネルの背面全面に亘って発光ダイオード(以下、「LED」という)が配置された直下型バックライト方式のLED照明装置(以下、「直下型バックライト装置」という)が注目されている。
直下型バックライト装置としては、複数のLEDが複数列で実装されてなるLEDモジュールにおいて、その長方形の基板上の対向する二辺または一辺寄りに箱形のコネクタを設け、LEDモジュールを2次元方向(縦方向と横方向)に並べ、一方向に隣接するLEDモジュールのコネクタ同士を電気的に接続することにより、複数のサイズに対応できる直下型バックライト装置が提案されている(従来技術1:例えば、特許文献1の図1a、図1b参照)。
なお、従来技術1において、電気的に接続された複数のLEDモジュールのうち、一方端のLEDモジュールの基板の一辺には駆動回路連結用コネクタが設けられている。
特開2007−288194号公報
従来技術1の直下型バックライト装置は、基板上面からコネクタが突出しているため、LEDから放射した光の一部がコネクタの筐体に吸収されるためにコネクタ周辺の輝度が低下することと、コネクタが障壁となって光の拡散が妨げられてしまうこと等により、輝度むらが発生する。
そのため、この輝度むらを解消するために、コネクタの代わりに、各LEDモジュールの基板の裏面に裏面配線を形成し、一方向に隣接するLEDモジュールの裏面配線同士を電気的に接続することにより、各LEDモジュールを駆動回路連結用コネクタに電気的に接続する従来技術2が提案されている(例えば、特許文献1の図2a、図2b参照)。
しかしながら、従来技術2では、裏面配線は、一方向に並べるLEDモジュールの数によって決められた特有のパターン形状を有し、かつ各LEDモジュールの裏面配線は異なるパターン形状を有するため、一方向に並べるLEDモジュールの数を変更する場合は、その数に対応するパターン形状の裏面配線を有するLEDモジュールを用意する必要がある。
さらに、従来技術1と2では、LEDモジュールより小さい面積の液晶パネルには対応することができず、LEDモジュールの整数倍の大きさの間の大きさ(例えば、1.5倍、2.5倍、3.5倍等)の液晶パネルにも対応することができない。
したがって、多様なサイズの液晶パネルに対応させるためには、LEDモジュールのサイズの種類を増やす必要があるが、そうすると生産コストが増加してしまう。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、輝度むらを抑制し、かつ生産コストを増加させることなく多様なサイズおよび形状に対応することができる照明装置を提供することを目的とする。
かくして、本発明によれば、複数個の半導体発光素子を有する発光バーが複数本電気的に接続されてなる発光モジュールと、該発光モジュールを収納して各半導体発光素子の光を外部に放出する放出口を有するシャーシと、該シャーシ内に収納されて前記複数個の半導体発光素子の光を前記放出口側へ反射する反射シートと、輝度むら低減部とを備え、前記発光バーは、帯板状の基板と、該基板の一面上に長手方向に延びて形成された配線と、前記基板の一面上に一列に並んで前記配線と電気的に接続する前記複数個の半導体発光素子と、前記基板の一面における対向する短辺近傍に形成されて前記配線と電気的に接続する第1および第2コネクタとを備え、前記発光モジュールは、複数の前記発光バーを長手方向に並べた状態で隣接する2つの発光バーの第1コネクタと第2コネクタとを電気的に接続することによりバー状に形成され、前記反射シートは、複数個の半導体発光素子を挿通させる対応する複数の孔を少なくとも有し、各孔に各半導体発光素子を挿通させた状態で発光モジュールにおける前記基板の一面上に設置され、前記輝度むら低減部は、各発光バーのそれぞれの第1および第2コネクタの位置の近傍に配置され、第1および第2コネクタに向う半導体発光素子の光を反射してそれらの周囲の輝度低下を抑えるように構成されている照明装置が提供される。
本発明の照明装置によれば、次の効果を奏する。
(1)発光バーは一対のコネクタを有するため、各発光バーのコネクタ同士を接続することにより、容易に所望の長さの発光モジュールを組み立てることができる。つまり、様々な長さの照明装置を容易に得ることができる。
(2)発光バー1本あたりの半導体発光素子の数と発光バーの長さ、発光モジュールを構成する発光バーの数、発光モジュールの数、発光モジュールの配置パターン等の組み合わせによって、様々なサイズおよび形状の照明装置を得ることができる。
(3)発光モジュールを構成する各発光バーは、それぞれ同一の構成とすることができ、かつ最小の単位光源であるため、生産コストを増加さることなく様々なサイズおよび形状の照明装置を得ることができる。
(4)発光モジュールにおける第1および第2コネクタのそれぞれに輝度むら低減部が設けられているため、照明装置の発光面の輝度むらが抑えられる。
つまり、輝度むら低減部が無い場合は、第1および第2コネクタに当たった半導体発光素子の光の一部は、第1および第2コネクタに吸収されるため、照明装置の発光面における第1および第2コネクタに対応する部分の輝度がその他の部分の輝度よりも低下し、発光面に輝度むらが発生する。
本発明によれば、第1および第2コネクタに向う半導体発光素子の光が輝度むら低減部に当って高い反射率で反射することが可能となるため、照明装置の発光面における第1および第2コネクタに対応する部分の輝度がその他の部分の輝度よりも低下することを抑制でき、発光面の輝度むらを低減することができる。
(5)輝度むらを抑制した照明装置が得られるため、この照明装置を用いて輝度むらが抑えられた表示装置およびテレビ受信装置を得ることが可能となる。
図1は本発明に係る照明装置およびそれを用いた表示装置の実施形態1を示す平面図である。 図2は図1に示すA−A線の中間部分を省略した断面図である。 図3は図1に示すA−A線の両端部分を省略した断面図である。 図4は図1に示すB−B線の中間部分を省略した断面図である。 図5は実施形態1における反射シート10に一体状に設けられた輝度むら低減部20を示す斜視図である。 図6は輝度むら低減部が無い反射シートを有する比較のための照明装置の両端部分を省略した断面図である。 図7は本発明に係る照明装置の実施形態2を示す部分的な斜視図である。 図8は実施形態2の照明装置の両端部分を省略した部分断面図である。 図9は本発明に係る照明装置の実施形態3を示す部分的な斜視図である。 図10は実施形態3の照明装置の両端部分を省略した部分断面図である。 図11は本発明に係る照明装置の実施形態4を示す部分的な斜視図である。 図12は実施形態4の照明装置の両端部分を省略した部分断面図である。 図13は本発明に係る照明装置の実施形態5の両端部分を省略した部分断面図である。 図14は本発明に係る照明装置の実施形態6の両端部分を省略した部分断面図である。 図15は本発明に係る照明装置の実施形態7の両端部分を省略した部分断面図である。 図16は本発明に係る照明装置の実施形態8の両端部分を省略した部分断面図である。 図17(A)〜(D)は本発明に係る照明装置の実施形態9を示す説明面図である。 図18は本発明に係る表示装置を用いたテレビ受信装置の概略構成を示す分解斜視図である。
本発明に係る照明装置は、シャーシと、1本以上の発光モジュールと、反射シートと、輝度むら低減部とを少なくとも備える。
発光モジュールは、複数個の半導体発光素子を有する発光バーが複数本電気的に接続されてなる。
シャーシは、発光モジュールを収納して各半導体発光素子の光を外部に放出する放出口を有する。
反射シートは、シャーシ内に収納されて前記複数個の半導体発光素子の光を前記放出口側へ反射する。
発光バーは、帯板状の基板と、該基板の一面上に長手方向に延びて形成された配線と、前記基板の一面上に一列に並んで前記配線と電気的に接続する前記複数個の半導体発光素子と、前記基板の一面における対向する短辺近傍に形成されて前記配線と電気的に接続する第1および第2コネクタとを備える。
発光モジュールは、複数の前記発光バーを長手方向に並べた状態で隣接する2つの発光バーの第1コネクタと第2コネクタとを電気的に接続することによりバー状に形成される。
反射シートは、複数個の半導体発光素子を挿通させる対応する複数の孔を少なくとも有し、各孔に各半導体発光素子を挿通させた状態で発光モジュールにおける前記基板の一面上に設置される。
輝度むら低減部は、各発光バーのそれぞれの第1および第2コネクタの位置の近傍に配置され、第1および第2コネクタに向う半導体発光素子の光を反射してそれらの周囲の輝度低下を抑えるように構成されている。
発光モジュールが1本の照明装置の場合、蛍光灯の代わりに、細長く幅の狭いエリアを照らす照明装置として有効である。
発光モジュールはシャーシ内で2本以上を並列に配置してもよく、この場合、発光モジュールの数の増減および発光モジュールを構成する発光バーの数の増減等により、照らすべきエリアの広さおよび形状に応じた照明装置や、表示装置の直下型バックライト装置としての様々なサイズの照明装置を提供することができる。この場合、反射シートは、発光ユニットの発光領域の全体に亘って一体状に形成されていることが、隣接する発光モジュール間での光の反射を部品点数を増加させることなく行うことができる観点から、好ましい。
本発明において、輝度むら低減部は次のように構成することができる。
(A)輝度むら低減部は、第1コネクタと前記基板との間の段差および第2コネクタと基板との間の段差を覆う勾配面部を有して構成されている。
このように構成すれば、第1および第2コネクタに向う半導体発光素子からの直接光を、輝度むら低減部の勾配面部によって真上方向に反射することができるため、より輝度むらを低減することができる。
さらに、輝度むら低減部が反射シートに一体状に設けられるため、部品点数を増加させることがない。
(B)輝度むら低減部は、反射シートの第1および第2コネクタに対応する部分に切り込みを形成し、かつ第1および第2コネクタの外面を覆うように切り込み部分を曲げ加工してなる曲げ被覆部を有して構成されている。
このように構成しても、輝度むら低減部が反射シートに一体状に設けられるため、部品点数を増加させることがない。
なお、(A)および(B)の場合、第1および第2コネクタは、輝度むら低減部にて覆われていない露出面を有するため、輝度むらをより一層低減するためには第1および第2コネクタの露出面に高反射率の膜を積層することが好ましい。
(C)輝度むら低減部は、反射シートにおける第1および第2コネクタに対応する部分に形成された開口部と、開口部から突出した第1および第2コネクタの全体を覆いかつ第1コネクタと基板との間の段差および第2コネクタと基板との間の段差を覆う勾配面部を有する反射キャップとを有して構成されている。
このように構成すれば、反射キャップにて第1および第2コネクタの全体を覆うことができ、しかも輝度むら低減部は勾配面部を有しているため、輝度むらをより一層低減することができる。
(D)前記(A)の輝度むら低減部は、第1および第2コネクタの全体を覆う形状に形成されている。
このように構成しても、輝度むら低減部にて第1および第2コネクタの全体を覆うことができ、輝度むらをより一層低減することができる。
(E)第1および第2コネクタはブロック形の筐体を有し、輝度むら低減部は、反射シートの第1および第2コネクタに対応する部分に形成されてこれらを突出させる開口部と、開口部から突出した第1および第2コネクタの筐体の外面に積層された反射膜とを有して構成されている。
このように構成すれば、部品点数を増加させることがない上に、反射シートの形成が容易となる。
この場合、反射膜が、第1および第2コネクタの筐体の樹脂成形時に一体状に形成されてなることが、製造工程を増加させない上で好ましい。
(F)第1および第2コネクタは、光透過性樹脂からなるブロック形の透明筐体を有し、輝度むら低減部は、反射シートの第1および第2コネクタに対応する部分に形成されてこれらを突出させる開口部と、基板の一面における第1および第2コネクタの位置に積層された反射膜とを有して構成されている。
このように構成すれば、このように構成すれば、部品点数を増加させることがない上に、反射シートの形成が容易となる。
(E)と(F)の場合、反射膜が、白色樹脂膜からなることが、高反射率の反射膜を容易に形成できる上で好ましい。
以下、図面を参照しながら本発明の照明装置の具体的な実施形態を説明する。
(実施形態1)
図1は本発明に係る照明装置およびそれを用いた表示装置の実施形態1を示す平面図であり、図2は図1に示すA−A線の中間部分を省略した断面図であり、図3は図1に示すA−A線の両端部分を省略した断面図であり、図4は図1に示すB−B線の中間部分を省略した断面図である。
この照明装置Iは、表示装置Dの直下型バックライト装置として利用されるものであって、シャーシSと、シャーシS内に収納された面状発光ユニットUと、面状発光ユニットUの発光面側に配置された反射シート10と、輝度むら低減部20とを備える。
面状発光ユニットUは、半導体発光素子Eを有する帯板状の発光バー30をその長手方向(矢印X方向)に複数本電気的に接続してなる発光モジュールが、シャーシS内でその短手方向(矢印Y方向)に複数本並列してなる。
発光バー30は、帯板状の基板31と、基板31の一面上に長手方向に延びて形成された図示しない配線と、基板31の一面上に一列に並んで前記配線と電気的に接続する前記複数個の半導体発光素子Eと、基板31の一面における対向する短辺近傍に形成されて前記配線と電気的に接続する第1および第2コネクタC1、C2とを備える。
発光モジュールMは、複数の発光バー30を長手方向(矢印X方向)に並べた状態で隣接する発光バー30の第1コネクタC1と第2コネクタC2とを電気的に接続することによりライン状に形成されている。
輝度むら低減部20は、第1コネクタC1と第2コネクタC2とが電気的に接続されてなるコネクタ接続部40に配置され、コネクタ接続部40に向う半導体発光素子Eの光を反射してコネクタ接続部40およびその周囲の輝度低下を抑えるように構成されている。
実施形態1の場合、発光バー30は、等間隔で一列に配置された6個の半導体発光素子Eを有し、3本の発光バー30を電気的に接続して1本の発光モジュールMが形成されている。
そして、面状発光ユニットUは、その短手方向(矢印Y方向)に9本の発光モジュールMが等間隔で並列することにより、全体として長方形の発光領域を有して構成されている。
さらに、実施形態1の照明装置Iは、面状発光ユニットUの発光面側に配置されて複数の半導体発光素子Eからの光を拡散する拡散板41を含む光学シート積層体40を備えている。なお、図1は光学シート積層体40を取り外した状態を示している。
この照明装置Iを備える表示装置Dは、照明装置Iにおける光学シート積層体40の外面側(表面側)に、表示パネルPおよびこれを保持するフレームF等を備えており、実施形態1では表示パネルPが液晶パネルPである液晶表示装置Dの場合を例示している。
以下、照明装置Iを備える液晶表示装置Dの各構成要素について詳しく説明する。
<シャーシ>
シャーシSは、例えば、鉄、アルミニウム等の金属製であり、液晶パネルPよりも小さいサイズの長方形底板s1と、底板s1の各辺の外端から立ち上がる側板s2と、各側板s2の立ち上がり端から外方へ張り出しかつ底板s1側へ折り曲る受け板s3とを有し、全体として表側に向けて開口した浅い略箱形の形状を有している。
図2および図4に示すように、シャーシSの受け板s3には、フレームFが載置されており、フレームFと受け板s3との間で反射シート10および光学シート積層体40の外周縁が挟持されている。
さらに、フレームFの上面には、取付孔が形成されており、ネジf1等によって、フレームFと協働して液晶パネルPを保持するためのベゼルf2、フレームFおよびシャーシS等を一体化することが可能とされている。
<液晶パネル>
液晶パネルPは、一対の長方形ガラス基板が所定のギャップを隔てた状態で貼り合せられると共に、両ガラス基板間に液晶が封入された構成とされる。
一方のガラス基板には、互いに直交するソース配線とゲート配線とに接続されたスイッチング素子(例えばTFT)、そのスイッチング素子に接続された画素電極、配向膜等が設けられている。
他方のガラス基板には、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)等の各着色部が所定配列で配置されたカラーフィルター、対向電極、配向膜等が設けられている。
さらに、両ガラス基板の外側には偏光板が配置されている。
<光学シート積層体>
光学シート積層体40は、前記拡散板41と、2枚の光学シート42とを有している。
拡散板41は、合成樹脂製の板状部材に光散乱粒子が分散配置されてなり、点状の光源である半導体発光素子Eから液晶パネルP側へ出射される光と、反射シート10にて液晶パネルP側へ反射した半導体発光素子Eの光を拡散する機能を有する。
光学シート42としては、拡散シート、レンズシート、反射型偏光シート等が挙げられ、これらの中から適宜選択して用いることができる。
光学シート42は、拡散板41を通過した半導体発光素子Eの光を面状の光とする機能を有する。
<発光バーおよび発光モジュール>
発光バー30において、基板31は、帯板状の合成樹脂製基板であり、その表面に金属膜(例えば、銅箔)からなる配線が所定パターンにて形成されている。
半導体発光素子Eとしては、例えば、白色発光する発光ダイオード(以下、「LED」という場合がある)を用いることができる。
この場合、発光バー30の各LEDは、青色を単色発光する青色発光チップに黄色の領域に発光ピークを有する蛍光体を塗布することで白色発光するもの、青色を単色発光する青色発光チップに緑色および赤色の領域に発光ピークを有する蛍光体を塗布することで白色発光するものとすることができる。あるいは、青色を単色発光する青色発光チップに緑色の領域に発光ピークを有する蛍光体を塗布することで白色発光するLEDと、赤色LEDとを組み合わせることにより白色発光させてもよく、赤色、緑色および青色のLEDを組み合わせることにより白色発光させてもよい。
各LEDは、基板31上の配線に電気的に直列接続されており、隣接するLED間の距離は、例えば、50mm程度とすることができる。
第1および第2コネクタC1、C2は、それぞれ合成樹脂製のブロック形筐体を有し、第1コネクタC1は基板31の端部よりも外側へ突出した凸部を有し、第2コネクタC2は第1コネクタC1の凸部と嵌合する凹部を有する。
第1および第2コネクタC1、C2の筐体を構成する合成樹脂としては、熱や吸湿による膨張収縮が少なく、10000cd/m2前後の強光線に対する耐光性に優れた樹脂が好ましく、具体的には、PET(ポリエチレンテレフタレート)、等が好ましい。
長手方向に隣接する一方の発光バー30の第1コネクタC1と他方の発光バー30の第2コネクタC2とが電気的および物理的に接続することにより、コネクタ接続部50が形成され、所望の長さの発光モジュールMが形成される。
複数本の発光モジュールMは、シャーシSの底板s1に50mm程度の相互間隔をもって固定される。固定方法は特に限定されず、例えば、リベットやねじ等の固定部品により固定する方法が挙げられる(図示省略)。
この場合、発光バー30の基板31の対向する長辺に固定部品挿通用の孔を有する突片を一体状に設け、かつシャーシSの底板s1の所定位置にも固定部品挿通用の孔を形成し、固定部品を基板31側から各孔に差し込むまたは螺着する。
なお、固定部品のヘッドが後述する反射シート10に当り、反射シート10が基板31から幾分浮いてしまっても、発光ダイオードEの光が基板31側へ漏れない程度であれば問題はないが、反射シート10はできるだけ基板31に接していることが好ましい。
この場合、例えば、基板31をシャーシSから浮かせるように前記突片をL字脚形に形成すれば、固定部品のヘッドが反射シート10に当たらないため、反射シート10を基板31から浮かせずに接触させることができる。
あるいは、固定部品の少なくとも表面を反射率の高い材料にて形成し、基板31の上面から突出した固定部品のヘッドを、反射シート10に形成した孔から露出させれば、発光ダイオードEの光が固定部品のヘッドに当たっても高い反射率で反射する。
シャーシSに固定された発光モジュールMにおいて、各発光バー30には、図示しない外部の制御ユニットが接続されており、この制御ユニットから各発光ダイオードEの点灯に必要な電力が供給されると共に、各発光ダイオードEの駆動制御が可能となっている。
<反射シートおよび輝度むら低減部>
反射シート10は、各発光ダイオードEからの直接光および直接光が拡散板41を反射した反射光等を反射することにより、光学シート積層体40を通過させる光量を増加させる機能を有する。なお、図2〜図4において、矢印Qは各発光ダイオードEの光を表している。
また、輝度むら低減部20は、発光モジュールMのコネクタ接続部40、発光モジュールMの両端の第1コネクタC1および第2コネクタC2の位置に配置されて、これらの箇所での光Qの反射率が低下することによる輝度の低下を抑える機能を有する。
実施形態1では、輝度むら低減部20が反射シート10に一体状に設けられた前記構成(A)の場合を例示している。図5は実施形態1における反射シート10に一体状に設けられた輝度むら低減部20を示す斜視図である。
具体的に説明すると、反射シート10は、例えば、合成樹脂に白色顔料(例えば、酸化チタン)を分散させた樹脂材料からなるシート状成形品であり、その表面は光反射性に優れた白色とされている。
反射シート10の材料となる前記合成樹脂としては、比重が軽く、熱や吸湿による膨張収縮が少なく、10000cd/m2前後の強光線に対する耐光性に優れた樹脂が好ましく、具体的には、PET(ポリエチレンテレフタレート)等が好ましい。
反射シート10の製造方法としては、例えば、前記樹脂材料をシート状に成形し、そのシート成形品の所定箇所を打ち抜いて後述する孔11aおよび開口部22を形成し、その加工シートを所定形状のプレス金型にセットし加熱しながらプレス成形する方法(第1の方法)や、金型内に溶融した前記樹脂材料を射出して成形する方法(第2の方法)が挙げられる。
さらには、白色顔料を含まない樹脂材料を用いて第1および第2の方法により反射シート10の原形を成形し、その原形の反射面となる面に金属(例えば、アルミニウム)を蒸着する方法(第3の方法)や、一面にアルミ層を蒸着した樹脂シートを用いて第1の方法により反射シート10を成形する方法(第4の方法)が挙げられる。
反射シート10は、面状発光ユニットUに対応する長方形の底板部11と、底板部11の各辺から斜めに立ち上げる傾斜板部12と、傾斜板部12の立ち上がり端から外方へ張り出した外周縁13とを有し、全体として表側に向かって広くなるように開口した角皿形の形状を有している。
反射シート10の底板部11には、各発光ダイオードEに対応する位置に孔11aが形成されていると共に、第1・第2コネクタC1、C2のそれぞれに対応する位置に輝度むら低減部20が一体状に設けられている。
図5は実施形態1の輝度むら低減部を示す斜視図である。
図1〜図5に示すように、この輝度むら低減部20は、反射シート10における第1および第2コネクタC1、C2に対応する部分に形成され、かつ第1コネクタC1と基板31との間の段差および第2コネクタC2と基板31との間の段差を覆う勾配面部21を有して構成されている。
図1と図2に示すように、発光モジュールMの長手方向一端の第1コネクタC1に対応する部分の輝度むら低減部20(20A)は、反射シート10における第1コネクタC1に対応する位置に形成された開口部22と、開口部22から反射シート10の反射面10a側に突出した第1コネクタC1の一端面(発光ダイオードE側の端面)と基板31との間の段差を覆う前記勾配面部21とから構成されている。
開口部22は、第1コネクタC1よりも僅かに大きいサイズに形成されている。
勾配面部21は、中間の四角形面部21aと、四角形面部21aの両側の三角形面部21bとからなる(図5参照)。
四角形面部21aは、第1コネクタC1の前記一端面の上端から発光ダイオードE側の反射面10aに向って傾斜している。
三角形面部21bは、四角形面部21aから反射面10aに向って傾斜している。
発光モジュールMの長手方向一端の第1コネクタC1は、その一端面が輝度むら低減部20Aにより覆われているため、この輝度むら低減部20Aに近い発光ダイオードEからの直接光は第1コネクタC1に当たらずに輝度むら低減部20Aの勾配面部21に当たって反射する。
発光モジュールMの長手方向他端の第2コネクタC2に対応する部分の輝度むら低減部20(20B)も、第1コネクタC1に対応する輝度むら低減部20Aと向きが真逆であること以外は同様の構成である。
したがって、この輝度むら低減部20Bに近い発光ダイオードEからの直接光は、第2コネクタC2に当たらずに輝度むら低減部20Bの勾配面部21に当たって反射する。
隣接する2つの発光バー30の第1コネクタC1と第2コネクタC2とは電気的および物理的に接続してコネクタ接続部50を構成しており、反射シート10は、このコネクタ接続部50に対応する部分にも輝度むら低減部20(20C)が一体状に設けられている。
コネクタ接続部50に対応する輝度むら低減部20Cは、図1と図3と図5に示すように、第1コネクタC1に対応する輝度むら低減部20Aと第2コネクタC2に対応する輝度むら低減部20Bとを合わせた構成である。
したがって、この輝度むら低減部20Cに近い発光ダイオードEからの直接光は、第1および第2コネクタC1、C2に当たらずに輝度むら低減部20Cの勾配面部21、21に当たって反射する。
しかしながら、コネクタ接続部50および相互に接続していない両端の第1および第2コネクタC1、C2の筐体の上面および両側面は、輝度むら低減部20によって覆われていない露出部であるため、反射板10と拡散板41との間で発光ダイオードEの光が多重反射した反射光が前記露出部に当たるとその一部が吸収されてしまう。
よって、第1および第2コネクタC1、C2の筐体は、発光ダイオードEの光を高い反射率で反射できるよう、PET等の合成樹脂に白色顔料(例えば、酸化チタン)を混合した白色樹脂材料にて成形されることが好ましい。
このように構成された照明装置Iによれば、各発光ダイオードEから出射した光は、その一部が直接光学シート積層体40を透過し、一部は反射板10と拡散板41との間で多重反射してから光学シート積層体40を透過する。
この際、上述したように、反射シート10に設けた各輝度むら低減部20によって、コネクタ接続部50および両端の第1および第2コネクタC1、C2に向う発光ダイオードEからの直接光は高い反射率で反射するため、光学シート積層体40の発光面(外面)の輝度むらは、図6に示した輝度むら低減部20が無い反射シート10Xの場合に比べて抑制される。
なお、図6において、図2〜図4中の構成要素と同様の構成要素には、同一の符号を付している。
図6の場合でも、第1および第2コネクタC1、C2の筐体を前記白色樹脂材料で成形すれば反射率は高まるが、発光ダイオードEからの直接光が第1および第2コネクタC1、C2の垂直な端面に当たった反射光は、拡散板41の方へ反射し難い。そのため、光学シート積層体40の発光面において、コネクタ接続部50および両端の第1および第2コネクタC1、C2に対応する部分の輝度がその他の部分の輝度よりも低下し易い。
これに対して、図3の場合、コネクタ接続部50および両端の第1および第2コネクタC1、C2に対応する各輝度むら低減部20は、その勾配面部21(特に四角形面部21a)にて発光ダイオードEからの直接光を真上の拡散板41の方へ反射することができるため、光学シート積層体40の発光面における輝度むらが抑えられる。さらに、第1および第2コネクタC1、C2の筐体を前記白色樹脂材料で成形すれば、輝度むらはより一層抑制される。
(実施形態2)
図7は本発明に係る照明装置の実施形態2を示す部分的な斜視図であり、図8は実施形態2の照明装置の両端部分を省略した部分断面図である。なお、図7と図8において、図1〜図5中の構成要素と同様の構成要素には、同一の符号を付している。
実施形態2の場合、輝度むら低減部120が異なる以外は、実施形態1と同様である。以下、実施形態2における実施形態1とは異なる部分を主に説明する。
実施形態2における輝度むら低減部120は、前記構成(B)のように構成されている。
すなわち、輝度むら低減部120は、反射シート110における第1および第2コネクタC1、C2に対応する部分に切り込みを形成し、かつ第1および第2コネクタC1、C2の外面を覆うように切り込み部分を曲げ加工してなる曲げ被覆部121を有して構成されている。
図7および図8では、コネクタ接続部50に対応する輝度むら低減部120を例示しているが、発光モジュールMの両端の相互に接続していない第1および第2コネクタに対応する輝度むら低減部(図示省略)もこれに準じて形成することができる。
第1コネクタC1に対応する曲げ被覆部121(121A)は、反射面110aから第1コネクタC1の高さと略同じ高さで立ち上がって第1コネクタC1の端面を覆う起立面部121aと、起立面部121aの上端から折れ曲って第1コネクタC1の上面を覆う屈曲面部121bとから構成されている。
第2コネクタC2に対応する曲げ被覆部121(121B)は、第1コネクタC1に対応する曲げ被覆部121Aと向きが真逆であること以外は同様の構成である。
コネクタ接続部50に対応する輝度むら低減部120の場合、反射シート110にH字形の切り込みを形成して、一対の曲げ被覆部121A、121Bを形成することができる。
発光モジュールMの両端の相互に接続していない第1および第2コネクタに対応する輝度むら低減部の場合、反射シート110にU字形の切り込みを形成して、曲げ被覆部121A、121Bと同様の曲げ被覆部を形成することができる。
この輝度むら低減部120によれば、最も近い発光ダイオードEからの直接光Qを起立面部121aにて高反射率で反射することができると共に、多重反射光を屈曲面部121bにて光反射率で反射することができる。
この場合、第1および第2コネクタC1、C2の上面の一部および両側面は輝度むら低減部120にて被覆されていないため、第1および第2コネクタC1、C2の筐体は、発光ダイオードEの光を高い反射率で反射できるよう前記白色樹脂材料にて成形されることが好ましい。
(実施形態3)
図9は本発明に係る照明装置の実施形態3を示す部分的な斜視図であり、図10は実施形態3の照明装置の両端部分を省略した部分断面図である。なお、図9と図10において、図1〜図5中の構成要素と同様の構成要素には、同一の符号を付している。
実施形態3の場合も、輝度むら低減部220が異なる以外は、実施形態1と同様である。以下、実施形態3における実施形態1とは異なる部分を主に説明する。
実施形態3における輝度むら低減部220は、前記構成(C)のように構成されている。
すなわち、輝度むら低減部220は、反射シート210における第1および第2コネクタC1、C2に対応する部分に形成された開口部222と、開口部222から突出した第1および第2コネクタC1、C2の全体を覆いかつ第1コネクタC1と基板31との間の段差および第2コネクタC2と基板31との間の段差を覆う勾配面部221b、221c、221dを有する反射キャップ221とを有して構成されている。
図9および図10では、コネクタ接続部50に対応する輝度むら低減部220を例示しているが、発光モジュールMの両端の相互に接続していない第1および第2コネクタに対応する輝度むら低減部(図示省略)もこれに準じて形成することができる。
反射キャップ221は、反射シート210と同じ樹脂材料のパッチ用反射シートからなり、シート中央部が膨らんで成形されて第1および第2コネクタC1、C2の全体を覆う被覆部221Aと、外周部222とからなる。
被覆部221Aは、コネクタ接続部50の上面を覆う長方形平面部221aと、長方形平面部221aの短辺から外周部222に向って傾斜した長方形の前記勾配面部221bと、長方形平面部221aの長辺から外周部222に向って傾斜した長方形の前記勾配面部221cと、勾配面部221bと勾配面部221cとの間の三角形の前記勾配面部221dとからなる。
開口部223は、反射キャップ221の被覆部221Aより大きく、かつ外周部222よりも小さいサイズに形成されている。
反射キャップ221をコネクタ接続部50の上に被せ、その上から反射シート210を被せて開口部223から被覆部221Aを突出させることにより、外周部222が反射シート210にて押えられるため、反射キャップ221が外れることはない。
なお、発光モジュールMの両端の相互に接続していない第1および第2コネクタに対応する輝度むら低減部の場合、図9と図10に示した輝度むら低減部220の被覆部221Aを略半分に切断した形状とすることができる。
この輝度むら低減部220によれば、発光ダイオードEからの直接光Qや多重反射光を、反射キャップ221の被覆部221A(周囲8面の勾配面部221b、221c、221dと長方形平面部221a)および外周部222にて高い反射率で反射することができ、かつ、第1および第2コネクタC1、C2および基板31に光を全く当たらなくすることができる。
この結果、第1および第2コネクタC1、C2の筐体を前記白色樹脂材料にて成形することなく、照明装置の輝度むら低下を大幅に抑制することができる。
(実施形態4)
図11は本発明に係る照明装置の実施形態4を示す部分的な斜視図であり、図12は実施形態4の照明装置の両端部分を省略した部分断面図である。なお、図11と図12において、図1〜図5中の構成要素と同様の構成要素には、同一の符号を付している。
実施形態4の場合も、輝度むら低減部320が異なる以外は、実施形態1と同様である。以下、実施形態4における実施形態1とは異なる部分を主に説明する。
実施形態4における輝度むら低減部320は、前記構成(D)のように構成されている。
すなわち、輝度むら低減部320は、反射シート310における第1および第2コネクタC1、C2に対応する部分に形成され、第1および第2コネクタC1、C2の全体を覆いかつ第1コネクタC1と基板31との間の段差および第2コネクタC2と基板31との間の段差を覆う勾配面部320b、320c、320dを有して構成されている。
図11および図12では、コネクタ接続部50に対応する輝度むら低減部320を例示しており、この輝度むら低減部320は、実施形態3の反射キャップ221の被覆部221A(図9参照)が反射シート310に一体状に設けられた形態である。
なお、発光モジュールMの両端の相互に接続していない第1および第2コネクタに対応する輝度むら低減部の場合、図11と図12に示した輝度むら低減部320を略半分に切断した形状とすることができる。
この輝度むら低減部320によれば、実施形態3と同様に、発光ダイオードEからの直接光Qや多重反射光を、周囲8面の勾配面部321b、321c、321dと長方形平面部321aにて高い反射率で反射することができ、かつ、第1および第2コネクタC1、C2および基板31に光を全く当たらなくすることができる。
この結果、第1および第2コネクタC1、C2の筐体を前記白色樹脂材料にて成形することなく、照明装置の輝度むら低下を大幅に抑制することができることに加え、部品点数が増加しない利点が得られる。
(実施形態5)
図13は本発明に係る照明装置の実施形態5の両端部分を省略した部分断面図である。なお、図13において、図1〜図5中の構成要素と同様の構成要素には、同一の符号を付している。
実施形態5の場合も、輝度むら低減部420が異なる以外は、実施形態1と同様である。以下、実施形態5における実施形態1とは異なる部分を主に説明する。
実施形態5における輝度むら低減部420は、前記構成(E)のように構成されている。
すなわち、第1および第2コネクタC1、C2はブロック形の筐体を有し、輝度むら低減部420は、反射シート410における第1および第2コネクタC1、C2に対応する部分に形成された開口部422と、開口部422から突出した第1および第2コネクタC1、C2の筐体の外面に積層された反射膜421とを有して構成されている。
反射膜421は、第1および第2コネクタC1、C2の筐体よりも反射率の高い材料で形成されれば特に限定されず、例えば、金属(例えば、Al)の蒸着膜、前記白色顔料を含む白色樹脂膜(塗布膜)などが挙げられる。
なお、図13では、コネクタ接続部50に対応する輝度むら低減部420を例示しているが、発光モジュールMの両端の相互に接続していない第1および第2コネクタに対応する輝度むら低減部(図示省略)もこれに準じて形成することができる。
(実施形態6)
図14は本発明に係る照明装置の実施形態6の両端部分を省略した部分断面図である。なお、図14において、図1〜図5中の構成要素と同様の構成要素には、同一の符号を付している。
実施形態6の場合も、輝度むら低減部520が異なる以外は、実施形態1と同様である。以下、実施形態5における実施形態1とは異なる部分を主に説明する。
実施形態6における輝度むら低減部520は、実施形態5で説明した輝度むら低減部420の変形例である。
すなわち、輝度むら低減部520は、反射シート410における第1および第2コネクタC1、C2に対応する部分に形成された開口部522と、開口部522から突出した第1および第2コネクタC1、C2の筐体の外面に積層された反射膜521とを有して構成されており、反射膜521が、図11で説明した輝度むら低減部320と同じ形状に形成されている。
この場合、第2コネクタC2側も同様であるが、例えば、第1コネクタC1の筐体と、白色顔料を含む樹脂材料からなる半硬化物とを金型にセットし加熱して樹脂材料を硬化させることにより、第1コネクタC1の筐体における第2コネクタおよび基板との接続面以外の4面に、勾配面部を有する反射膜521を形成することができる。
あるいは、予め、第1コネクタC1の筐体が勾配面部を有する形状に形成し、筐体の勾配面部および上面に金属(例えば、Al)の蒸着膜を形成することにより、反射膜521を形成することができる。
なお、白色顔料を含む樹脂材料にて、勾配面部を有する第1コネクタC1の筐体を成形してもよい。
この輝度むら低減部520によれば、実施形態5の輝度むら低減部420よりも上方へ光を反射し易くなる。
(実施形態7)
図15は本発明に係る照明装置の実施形態7の両端部分を省略した部分断面図である。なお、図15において、図1〜図5中の構成要素と同様の構成要素には、同一の符号を付している。
実施形態7の場合も、輝度むら低減部620が異なる以外は、実施形態1と同様である。以下、実施形態7における実施形態1とは異なる部分を主に説明する。
実施形態7における輝度むら低減部620は、実施形態2(図7)の曲げ被覆部121と実施形態5(図13)の反射膜421とを組み合わせた応用例である。
この輝度むら低減部620は、反射シート610の切り込み部分を折り曲げて形成した曲げ被覆部621と、第1および第2コネクタC1、C2の筐体の外面に形成された反射膜622とを有して構成されている。
第1コネクタC1に対応する曲げ被覆部621は、反射面610aから立ち上がって第1コネクタC1の筐体の端面を覆う勾配面部621aと、勾配面部621aの上端から折れ曲って第1コネクタC1の筐体の上面の一部を覆う屈曲面部621bとからなる。なお、曲げ被覆部621の代わりに、実施形態1(図5参照)の勾配面部21を用いてもよい。
第1コネクタC1に対応する反射膜622は、第1コネクタC1の筐体における少なくとも曲げ被覆部621にて覆われていない外面部分に形成されていればよく、実施形態7では、筐体の上面および両側面に形成されている。
なお、第2コネクタC2に対応する曲げ被覆部621および反射膜622も前記と同様である。
(実施形態8)
図16は本発明に係る照明装置の実施形態8の両端部分を省略した部分断面図である。なお、図16において、図1〜図5中の構成要素と同様の構成要素には、同一の符号を付している。
実施形態8の場合も、輝度むら低減部720が異なる以外は、実施形態1と同様である。以下、実施形態5における実施形態1とは異なる部分を主に説明する。
実施形態8における輝度むら低減部720は、前記構成(F)のように構成されている。
すなわち、第1および第2コネクタC1、C2は、光透過性樹脂(例えば、PET,ポリリカーボネイト)からなるブロック形の透明筐体を有し、輝度むら低減部720は、反射シート710における第1および第2コネクタC1、C2に対応する部分に形成されてこれらを突出させる開口部722と、基板31の一面における第1および第2コネクタC1、C2の位置に積層された反射膜721とを有して構成されている。
第1コネクタC1に対応する反射膜721は、例えば、白色顔料を含む絶縁性の白色樹脂膜からなり、基板31の一面における少なくとも第1コネクタC1の接合領域に形成されている。このとき、基板31の一面上の配線と第1コネクタC1の端子とを電気的に接続する必要があるため、その接続箇所の反射膜721は除去される。
なお、第2コネクタC2に対応する反射膜721も前記と同様である。
この輝度むら低減部720によれば、発光ダイオードEの多重反射光Qが第1および第2コネクタC1、C2の透明の筐体に当たると、光の一部は筐体を透過し反射膜721を反射して筐体を再度透過する。また、発光ダイオードEからの直接光も筐体を透過する。したがって、第1および第2コネクタC1、C2による光の吸収が抑えられ、照明装置の発光面の輝度むらが抑制される。
(実施形態9)
図17(A)〜(D)は本発明に係る照明装置の実施形態9を示す説明面図である。
実施形態1〜8では表示装置の直下型バックライト装置としての照明装置を例示したが、実施形態9では蛍光灯に代わる各種サイズの照明装置を例示している。
図17(A)〜(D)においては、発光モジュールMを構成する発光バー30の数、発光モジュールMの数および発光モジュールMの配置パターンの組み合わせが異なる4つの照明装置であって、それらの組み合わせの概念を示しており、符号Fは反射シートの底板部に相当する領域である。
なお、発光バー30は、実施形態1〜8で説明したものと同様であるが、発光ダイオードの数は任意に設定される。
図17(A)は2本の発光バー30が電気的に接続してなる発光モジュールMを1本備えた照明装置を示し、図17(B)は3本の発光バー30が電気的に接続してなる発光モジュールMを1本備えた照明装置を示している。
これらの照明装置は、細長いエリアや狭いエリア、例えば、室内の廊下、トイレ、洗面所、風呂場、脱衣所等や、電車の車輌、飛行機の客室の照明等に適している。
図17(C)は2本の発光バー30が電気的に接続してなる発光モジュールMを、その短手方向に2本並列して備えた照明装置を示している。
この照明装置は、2本の発光モジュールMにより面状発光ユニットUが形成されており、例えば、勉強机や作業台の周辺といった室内の特に明るくしたい箇所の照明に適している。
図17(D)は3本の発光バー30が電気的に接続してなる発光モジュールMを、その短手方向に9本並列して備えた照明装置を示している。
この照明装置は、面状発光ユニットUの発光面積をさらに増加させたものであり、例えば、商業ビルやホテルや劇場等の施設のロビーや、駅や空港等のコンコースや、美術館、博物館等の広いエリアの照明に適している。
なお、図17(A)〜(D)に示す各照明装置において、発光バー30および発光モジュールMの数は図例のものに限定されず、照明すべきエリアの広さ、必要な照明度等に応じて自由に設定すればよい。
このように、本発明によれば、発光モジュールMを構成する発光バー30の数、発光モジュールMの数および発光モジュールMの配置パターンの組み合わせによって、各種サイズおよび形状の照明装置を組み立てることが容易に行える。
(実施形態10)
図18は本発明に係る表示装置を用いたテレビ受信装置の概略構成を示す分解斜視図である。
このテレビ受信装置Tは、実施形態1で説明した液晶表示装置Dと、この液晶表示装置Dを挟むようにして収容する表裏のキャビネットCa、Cbと、電源基板Jと、チューナー基板Kと、スタンドLとを備えている。
このテレビ受信装置によれば、液晶表示装置Dにて輝度むらが抑えられ視認性に優れた静止画および動画を表示することができる。
(他の実施形態)
実施形態1〜10における照明装置において、各発光ダイオードEに拡散レンズを設けて輝度むらのさらなる低減を図ってもよい。
また、実施形態1、3および4における輝度むら低減部の勾配面部は、平面でなく曲面であってもよい。
本発明は、様々な形状やサイズに対応できる照明装置、この照明装置をバックライトとして用いる液晶表示装置や液晶テレビ受信装置に適用可能である。
10、110、210、310、410、510、610、710 反射シート
20、120、220、320、420、520、620、720 輝度むら低減部
21、320 勾配面部
30 発光バー
31 基板
41 拡散板
121、121A、621 曲げ被覆部
221 反射キャップ
223、422、522、722 開口部
421、521、622、721 反射膜
C1 第1コネクタ
C2 第2コネクタ
D 表示装置(液晶表示装置)
E 半導体発光素子(発光ダイオード)
I 照明装置
M 発光モジュール
P 表示パネル(液晶パネル)
S シャーシ
T テレビ受信装置
U 面状発光ユニット

Claims (15)

  1. 複数個の半導体発光素子を有する発光バーが複数本電気的に接続されてなる発光モジュールと、該発光モジュールを収納して各半導体発光素子の光を外部に放出する放出口を有するシャーシと、該シャーシ内に収納されて前記複数個の半導体発光素子の光を前記放出口側へ反射する反射シートと、輝度むら低減部とを備え、
    前記発光バーは、帯板状の基板と、該基板の一面上に長手方向に延びて形成された配線と、前記基板の一面上に一列に並んで前記配線と電気的に接続する前記複数個の半導体発光素子と、前記基板の一面における対向する短辺近傍に形成されて前記配線と電気的に接続する第1および第2コネクタとを備え、
    前記発光モジュールは、複数の前記発光バーを長手方向に並べた状態で隣接する2つの発光バーの第1コネクタと第2コネクタとを電気的に接続することによりバー状に形成され、
    前記反射シートは、複数個の半導体発光素子を挿通させる対応する複数の孔を少なくとも有し、各孔に各半導体発光素子を挿通させた状態で発光モジュールにおける前記基板の一面上に設置され、
    前記輝度むら低減部は、各発光バーのそれぞれの第1および第2コネクタの位置の近傍に配置され、第1および第2コネクタに向う半導体発光素子の光を反射してそれらの周囲の輝度低下を抑えるように構成されていることを特徴とする照明装置。
  2. 前記発光モジュールが複数本備えられ、
    前記複数本の発光モジュールは、前記シャーシ内でその短手方向に複数本並列して面状発光ユニットを構成しており、
    前記反射シートは、前記面状発光ユニットの領域全体に亘って一体状に形成されている請求項1に記載の照明装置。
  3. 前記輝度むら低減部は、第1コネクタと前記基板との間の段差および第2コネクタと基板との間の段差を覆うように、前記反射シートに一体状に形成された勾配面部を有して構成されている請求項1または2に記載の照明装置。
  4. 前記輝度むら低減部は、前記反射シートの第1および第2コネクタに対応する部分に切り込みを形成し、かつ第1および第2コネクタの外面を覆うように前記切り込み部分を曲げ加工してなる曲げ被覆部を有して構成されている請求項1または2に記載の照明装置。
  5. 前記輝度むら低減部は、前記反射シートにおける第1および第2コネクタに対応する部分に形成された開口部と、該開口部から突出した第1および第2コネクタの全体を覆いかつ第1コネクタと前記基板との間の段差および第2コネクタと基板との間の段差を覆う勾配面部を有する反射キャップとを有して構成されている請求項1または2に記載の照明装置。
  6. 前記輝度むら低減部は、第1および第2コネクタの全体を覆う形状に形成された請求項3に記載の照明装置。
  7. 第1および第2コネクタはブロック形の筐体を有し、
    前記輝度むら低減部は、前記反射シートの第1および第2コネクタに対応する部分に形成されてこれらを突出させる開口部と、該開口部から突出した第1および第2コネクタの筐体の外面に積層された反射膜とを有して構成されている請求項1または2に記載の照明装置。
  8. 第1および第2コネクタは、光透過性樹脂からなるブロック形の透明筐体を有し、
    前記輝度むら低減部は、前記反射シートの第1および第2コネクタに対応する部分に形成されてこれらを突出させる開口部と、前記基板の一面における前記第1および第2コネクタの位置に積層された反射膜とを有して構成されている請求項1または2に記載の照明装置。
  9. 前記反射膜が、前記第1および第2コネクタの筐体の樹脂成形時に一体状に形成されてなる請求項7に記載の照明装置。
  10. 前記反射膜が、白色樹脂膜からなる請求項7〜9のいずれか1つに記載の照明装置。
  11. 前記半導体発光素子が、白色発光する発光ダイオードである請求項1〜10のいずれか1つに記載の照明装置。
  12. 前記シャーシの放出口に取り付けられ、前記複数の半導体発光素子からの光を拡散および透過させる拡散板をさらに備えた請求項1〜11のいずれか1つに記載の照明装置。
  13. 請求項12に記載の照明装置と、該照明装置からの光を利用して表示を行う表示パネルとを備える表示装置。
  14. 前記表示パネルが、液晶を用いた液晶パネルである請求項13に記載の表示装置。
  15. 請求項13または14に記載の表示装置を備えたテレビ受信装置。
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