JP2012220689A - バックライト装置および液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 導光板がＬＥＤに接触することがないように、導光板を支持することが可能な構成とした上で、輝度および輝度均一性の低下を防止することができるエッジライト型のバックライト装置を提供する。
【解決手段】 バックライト装置１０は、バックライトシャーシ１と、導光板５と、複数のＬＥＤ６と、光源基板２ａ〜２ｆと、規制部材４とを備える。光源基板２ａ〜２ｆは、複数のＬＥＤ６が表面上に実装され、互いに隣接するＬＥＤ６間の隙間部分のうち、少なくともいずれかの隙間部分において厚み方向に貫通する第１貫通孔１２が形成される。規制部材４は、導光板５の面方向への移動を規制するものであり、第１貫通孔１２に挿通される軸部７ｂと、軸部７ｂの軸線方向一端部に連なり導光板５の端面に当接する当接部７ａと、軸部７ｂの軸線方向他端部に嵌合する嵌合部８とからなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、バックライト装置および液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、たとえば携帯電話機、デジタルカメラ、携帯ゲーム機器、カーナビゲーションシステム、パーソナルコンピュータ、および薄型テレビジョンなどに設けられる。液晶表示装置は、自発光機能を持たない表示装置であり、表示画面である液晶パネルに背面から光を照射するバックライト装置と一体に用いられる。バックライト装置としては、液晶パネルの直下に設けられた導光板のエッジ部に光源を配置したエッジライト型のバックライト装置と、液晶パネルの直下に光源を配置した直下型のバックライト装置とがある。

特許文献１，２には、エッジライト型のバックライト装置が開示されている。特許文献１，２に開示のエッジライト型のバックライト装置では、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を用いており、ＬＥＤから出射され導光板の端面から入射された光を、導光板によって表示領域内で均一になるように拡散させて、導光板の対面する２つの主面のうち一つの主面から出射させることで、液晶パネルを照射する。液晶パネルおよび導光板は、その端部が基台であるバックライトシャーシに保持され、ＬＥＤは、複数個が一列に並んで光源基板に実装され、その光源基板はネジでバックライトシャーシに固定されている。

しかしながら、このような構成のエッジライト型のバックライト装置を備える液晶表示装置では、導光板は、その端部でバックライトシャーシに保持されているだけなので、液晶表示装置が振動落下した場合にバックライトシャーシから外れやすい。バックライトシャーシから外れた導光板は、そのエッジ部に配置されたＬＥＤに向かって落ち、落ちてきた導光板によって荷重がかかったＬＥＤは破損してしまう。

特開２００４−７９４８８号公報 特開２００２−９０７３５号公報

このような問題を解決する方法として、図１５に示すバックライト装置３０が考えられる。図１５は、支持部材３１を設けたエッジライト型のバックライト装置３０の構成を示す図である。バックライト装置３０は、バックライトシャーシ３２の底部から突出して設けられるＬ字状の支持部材３１を備える。この支持部材３１は、矩形板状の導光板５の４つの角部を外方から覆うように設けられている。これによって、導光板５を支持することができるので、導光板５がそのエッジ部に配置されたＬＥＤ６に向かって落ちることを防止でき、ＬＥＤ６の破損を防止することができる。

しかしながら、支持部材３１を設けると、導光板５のエッジ部において、支持部材３１を設けた４つの角部に対応する部分には、ＬＥＤ６を配置することができない。そのため、導光板５のエッジ部に配置できるＬＥＤ６の個数が減少し、液晶表示装置の輝度が低下する。また、支持部材３１に対向する導光板５の端面からは、光が入射されず、導光板５から液晶パネルに出射される光の量にばらつきが発生するので、輝度均一性が低下する。

本発明の目的は、導光板のエッジ部にＬＥＤを配置したエッジライト型のバックライト装置において、導光板がＬＥＤに接触することがないように、導光板を支持することが可能な構成とした上で、輝度および輝度均一性の低下を防止することができるバックライト装置、および液晶表示装置を提供することである。

本発明は、液晶パネルを備える液晶表示装置に用いられるエッジライト型のバックライト装置において、
矩形板状の底部と、底部の外周縁端部に連なる側壁部とからなる基台と、
透光性材料からなり、前記底部に対向して配置される矩形板状の導光板と、
光を出射する複数の発光ダイオードと、
前記複数の発光ダイオードが予め定められた間隔をあけて実装され、前記複数の発光ダイオードが前記導光板の端面に対向するように前記導光板を取り囲んで配置される光源基板であって、互いに隣接する前記発光ダイオード間の隙間部分のうち、少なくともいずれかの隙間部分において厚み方向に貫通する第１貫通孔が形成される光源基板と、
前記導光板の面方向への移動を規制する規制部材であって、前記第１貫通孔に挿通される軸部と、前記軸部の軸線方向一端部に連なり前記導光板の端面に当接する当接部と、前記軸部の軸線方向他端部に嵌合する嵌合部とからなる規制部材と、を備えることを特徴とするバックライト装置である。

また本発明は、前記規制部材は、前記当接部が前記軸部の軸線方向に弾性変形可能に設けられることを特徴とする。

また本発明は、前記当接部は、前記発光ダイオードから出射された光を反射する機能を有することを特徴とする。

また本発明は、前記発光ダイオードで発生した熱を前記光源基板から前記基台に伝達する熱伝達部材であって、前記光源基板の前記発光ダイオードが実装される面とは反対側の面に当接する第１熱伝達部と、前記基台の前記底部に当接する第２熱伝達部とを含んで構成される熱伝達部材をさらに備え、
前記第１熱伝達部は、前記第１貫通孔に対応する位置において厚み方向に貫通する第２貫通孔を有し、前記規制部材の前記軸部が第２貫通孔に挿通されて、前記光源基板に締結され、
前記第２熱伝達部は、厚み方向に貫通する第３貫通孔を有し、第３貫通孔に固定部材が挿通されて、前記底部に締結され、
前記第１貫通孔は、前記複数の発光ダイオードの配列方向に沿って延びる長孔であることを特徴とする。

また本発明は、前記第３貫通孔は、前記複数の発光ダイオードの配列方向に直交する方向に沿って延びる長孔であり、
前記熱伝達部材は、前記第１熱伝達部から前記導光板に対向する位置まで延出する延出部であって、その表面から前記導光板に向かって突出する突出部が形成された延出部を有し、
前記導光板には、前記底部と対向する面から凹んで形成される凹部であって、前記複数の発光ダイオードの配列方向に沿って延び、前記突出部と係合する凹部が形成されることを特徴とする。

また本発明は、前記側壁部には、前記第１貫通孔に対応する位置において厚み方向に貫通する側壁貫通孔が形成され、
前記光源基板と側壁部とは、前記軸部が前記第１貫通孔および前記側壁貫通孔に挿通されることで前記規制部材によって締結され、
前記第１貫通孔は、前記複数の発光ダイオードの配列方向に沿って延びる長孔であることを特徴とする。

また本発明は、液晶パネルと、
前記液晶パネルに背面側から光を照射するバックライト装置であって、前記バックライト装置とを備えることを特徴とする液晶表示装置である。

本発明によれば、バックライト装置は、液晶パネルを備える液晶表示装置に用いられるエッジライト型のバックライト装置であり、基台と導光板と発光ダイオードと光源基板と規制部材とを備える。

基台は、矩形板状の底部と、底部の外周縁端部に連なる側壁部とからなる。導光板は、透光性材料からなり、底部に対向して配置される。光源基板は、複数の発光ダイオードが予め定められた間隔をあけて実装され、前記複数の発光ダイオードが前記導光板の端面に対向するように前記導光板を取り囲んで配置される基板である。光源基板には、互いに隣接する前記発光ダイオード間の隙間部分のうち、少なくともいずれかの隙間部分において厚み方向に貫通する第１貫通孔が形成される。規制部材は、導光板の面方向への移動を規制する部材である。この規制部材は、第１貫通孔に挿通される軸部と、軸部の軸線方向一端部に連なり導光板の端面に当接する当接部と、軸部の軸線方向他端部に嵌合する嵌合部とからなる。

バックライト装置は、軸部が光源基板の第１貫通孔に挿通される規制部材を備え、その規制部材の当接部が導光板の端面に当接されているので、光源基板に実装されている発光ダイオードに導光板が接触することがないように、規制部材によって導光板を支持することができる。そのため、このバックライト装置が備えられる液晶表示装置が振動落下した場合であっても、導光板が発光ダイオードに向かって落ちることを防止でき、発光ダイオードの破損を防止することができる。

また、このような構成のバックライト装置では、導光板の外周縁部の全周にわたって発光ダイオードを配置することができるので、導光板が発光ダイオードに接触することがないように、導光板を支持することが可能な構成とした上で、輝度および輝度均一性の低下を防止することができる。

また本発明によれば、規制部材は、当接部が軸部の軸線方向に弾性変形可能に設けられる。導光板の端面に当接する規制部材の当接部が、導光板の熱変形に追従して弾性変形するので、発光ダイオードから出射され、導光板に入射される光の入射効率が変化することがなく、入射効率が低下することを抑制できる。

また本発明によれば、当接部は、発光ダイオードから出射された光を反射する機能を有する。これによって、規制部材は、発光ダイオードから出射された光を効率よく導光板に入射させることができる。

また本発明によれば、バックライト装置は、発光ダイオードで発生した熱を光源基板から基台に伝達する熱伝達部材をさらに備える。この熱伝達部材は、光源基板の発光ダイオードが実装される面とは反対側の面に当接する第１熱伝達部と、基台の底部に当接する第２熱伝達部とを含んで構成される。第１熱伝達部は、第１貫通孔に対応する位置において厚み方向に貫通する第２貫通孔を有し、規制部材の軸部が第２貫通孔に挿通されて、光源基板に締結される。第２熱伝達部は、厚み方向に貫通する第３貫通孔を有し、第３貫通孔に固定部材が挿通されて、底部に締結される。そして、第１貫通孔は、複数の発光ダイオードの配列方向に沿って延びる長孔である。

光源基板に形成される第１貫通孔が、複数の発光ダイオードの配列方向に沿って延びる長孔であることによって、発光ダイオードから発生した熱によって光源基板が第１熱伝達部よりも大きく熱膨張しても、長孔の第１貫通孔に軸部が挿通された規制部材が、長孔の第１貫通孔中を相対的に移動できるので、光源基板は反り返ることなく、その長手方向に熱膨張することができる。そのため、光源基板と第１熱伝達部との間に隙間ができることを抑制でき、発光ダイオードで発生した熱を効率よく光源基板から熱伝達部材に伝えることができる。

また本発明によれば、第３貫通孔は、複数の発光ダイオードの配列方向に直交する方向に沿って延びる長孔である。また、熱伝達部材は、第１熱伝達部から導光板に対向する位置まで延出する延出部であって、その表面から導光板に向かって突出する突出部が形成された延出部を有する。さらに、導光板には、底部と対向する面から凹んで形成される凹部であって、複数の発光ダイオードの配列方向に沿って延び、突出部と係合する凹部が形成される。

このような構成のバックライト装置であることによって、導光板が熱膨張し、凹部の壁面によって突出部が押されると、熱伝達部材は、第３貫通孔の延びる方向へ移動することができる。また、突出部が、凹部中を相対的に移動することができる。また、導光板が熱膨張した後に収縮する際には、熱伝達部材は、凹部の壁面によって突出部が押されることで、導光板に近づく方向へ移動することができる。すなわち、バックライト装置は、導光板の熱変形に対応して、熱伝達部材が移動するので、発光ダイオードから出射され、導光板に入射される光の入射効率が変化することなく、入射効率の低下を防止することができる。

また本発明によれば、基台の側壁部には、光源基板に形成される第１貫通孔に対応する位置において厚み方向に貫通する側壁貫通孔が形成され、光源基板と側壁部とは、軸部が第１貫通孔および側壁貫通孔に挿通されることで規制部材によって締結される。そして、第１貫通孔は、複数の発光ダイオードの配列方向に沿って延びる長孔である。

このように、光源基板を基台の側壁部に直接当接させることで、熱伝達部材を介して発光ダイオードから発生した熱を基台に伝達する場合よりも効率よく基台に熱を伝達することができ、発光ダイオードで発生した熱の放出効果が大きい。また、熱伝達部材を用いない分、このバックライト装置を用いた液晶表示装置の狭額縁化が可能である。

また、光源基板に形成される第１貫通孔が、複数の発光ダイオードの配列方向に沿って延びる長孔であることによって、発光ダイオードから発生した熱によって光源基板が側壁部よりも大きく熱膨張しても、長孔の第１貫通孔に軸部が挿通された規制部材が、長孔の第１貫通孔中を相対的に移動できるので、光源基板は反り返ることなく、その長手方向に熱膨張することができる。そのため、光源基板と側壁部との間に隙間ができることを抑制でき、発光ダイオードで発生した熱を効率よく基台に伝えることができる。

また本発明によれば、液晶表示装置は、液晶パネルと、液晶パネルに背面側から光を照射する本発明のバックライト装置とを備える。そのため、液晶表示装置が振動落下した場合であっても、導光板が発光ダイオードに向かって落ちることを防止でき、発光ダイオードの破損を防止することができる。

また、本発明のバックライト装置は、導光板の外周縁部の全周にわたって発光ダイオードを配置することができるので、導光板が発光ダイオードに接触することがないように、導光板を支持することが可能な構成とした上で、輝度および輝度均一性の低下を防止することができる。

本発明の実施の一形態に係る液晶表示装置１００の構成を示す図である。 本発明の第１実施形態であるバックライト装置１０の構成を示す図である。 バックライト装置１０の要部を拡大して示す図である。 図３の切断面線Ａ−Ａから見た断面図である。 ＬＥＤ６から出射された光が第１プッシュリベット４によって反射される様子を示す図である。 アクリル樹脂からなる導光板５における、入射角θ２と、導光板５の端面での光の反射率との関係を示すグラフである。 光源基板２ａを、ＬＥＤ６が実装される面から見た図である。 熱伝達部材３ａを、第１熱伝達部１５の光源基板２ａと当接する面とは反対側の面から見た図である。 図３の切断面線Ｂ−Ｂから見た断面図である。 熱伝達部材３ａの構成を示す図である。 図３の切断面線Ｃ−Ｃから見た断面図である。 プッシュリベット２２の構成を模式的に示す図である。 プッシュリベット２３の構成を模式的に示す図である。 本発明の第２実施形態であるバックライト装置４０の構成を示す図である。 支持部材３１を設けたエッジライト型のバックライト装置３０の構成を示す図である。

図１は、本発明の実施の一形態に係る液晶表示装置１００の構成を示す図である。液晶表示装置１００は、テレビジョンまたはパーソナルコンピュータなどにおいて、画像情報を出力することによって、画像を表示画面に表示する装置である。表示画面は、液晶素子を有する透過型の液晶パネル８０によって形成され、液晶パネル８０は、平板状の形状に形成される。液晶パネル８０において、厚み方向の２つの向きを前面８０ａ側および背面８０ｂ側とする。液晶表示装置１００は画像を、前面８０ａ側から見て視認可能に表示する。

液晶表示装置１００は、液晶パネル８０と、光学シート８１と、後述する第１実施形態のバックライト装置１０または第２実施形態のバックライト装置４０を備える。以下では、第１実施形態であるバックライト装置１０を備える場合について記載する。

液晶パネル８０は、バックライト装置１０が備えるバックライトシャーシ１の底部１ａと平行に、側壁部１ｂにより支持される。液晶パネル８０は、２枚の基板を含み、厚み方向に見て長方形の板状に形成される。液晶パネル８０は、ＴＦＴ（ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のスイッチング素子を含み、２枚の基板の隙間には液晶が注入されている。液晶パネル８０は、背面８０ｂ側に配置されるバックライト装置１０のＬＥＤ６から出射される光がバックライトとして照射されることによって、表示機能を発揮する。前記２枚の基板には、液晶パネル８０における画素の駆動制御用のドライバー（ソースドライバ）、種々の素子および配線が設けられている。

また、液晶表示装置１００において、液晶パネル８０とバックライトシャーシ１の底部１ａとの間には、光学シート８１およびバックライト装置１０の導光板５が、液晶パネル８０に平行に配置される。なお、光学シート８１は、導光板５よりも前面８０ａ側に配置される。

光学シート８１は、導光板５を介して背面８０ｂ側から到達した光の進行の向きを、前面８０ａ側に向ける。導光板５では、輝度が面方向に偏ることを防ぐために、光の進行方向は、ベクトル成分として、面方向の成分を多く含む。これに対し光学シート８１は、面方向のベクトル成分を多く含む光の進行方向を、厚み方向の成分を多く含む光の進行方向に変換する。具体的には、光学シート８１は、レンズまたはプリズム状に形成される部分が面方向に多数並んで形成され、これによって、厚み方向に進行する光の拡散度を小さくする。したがって、液晶表示装置１００による表示において、輝度を上昇させることができる。

図２は、本発明の第１実施形態であるバックライト装置１０の構成を示す図である。図３は、バックライト装置１０の要部を拡大して示す図である。バックライト装置１０は、大型表示画面を有する液晶表示装置１００に備えられ、透過型の液晶パネル８０に背面８０ｂ側から光を照射する装置である。バックライト装置１０は、基台であるバックライトシャーシ１と、複数の光源基板２ａ〜２ｆと、熱伝達部材３ａ〜３ｆと、複数の規制部材４と、導光板５と、を含む。

バックライトシャーシ１は、バックライト装置１０の基本構造体であり、液晶パネル８０と予め定められた間隔をあけて対向する矩形板状の底部１ａと、底部１ａの外周縁端部に連なり底部１ａから立ち上がる側壁部１ｂとからなる。側壁部１ｂは、底部１ａのうち短辺を成す２つの端部と、長辺を成す２つの端部とから液晶パネル８０の前面８０ａ側に立ち上がって形成される。これによって、平板状の側壁部１ｂが底部１ａの周囲に４つ、形成される。なお、バックライトシャーシ１は、高い熱伝導性を有する金属などからなる。

導光板５は、透光性樹脂材料からなり、液晶パネル８０と底部１ａとの間に設けられ、バックライトシャーシ１の底部１ａに対向して配置される、矩形板状（本実施形態では、長方形板状）の部材である。導光板５は、発光ダイオード（ＬＥＤ）６から出射され、外周縁端部の端面から入射された光を、液晶パネル８０と対向する厚み方向一方面である第１主面５ａから出射する。導光板５の厚み方向他方面である第２主面５ｂには、ドット印刷やパターン形状が形成されている。端面から導光板５の内部に入射された光は、第１主面５ａと第２主面５ｂとの間で反射を繰り返しつつ導光板５の内部を進行する。導光板５内を進行する光は、第１主面５ａに到達した際、一部が導光板５内に再度反射し、残りが液晶パネル８０の前面８０ａ側に向かって、第１主面５ａから出射される。また、導光板５内を進行して第２主面５ｂに到達した光は、第２主面５ｂに形成されるドット印刷やパターン形状により拡散される。

導光板５の大きさは、液晶パネル８０の表示領域の大きさにほぼ等しく、導光板５の厚さは、たとえば２．５〜３ｍｍである。

複数の光源基板２ａ〜２ｆは、それぞれ、その表面上に、複数のＬＥＤ６が予め定められた間隔をあけて配列して実装された矩形板状の部材である。

各光源基板２ａ〜２ｆに実装されたＬＥＤ６は、導光板５を囲繞するように、予め定められた間隔をあけて導光板５の端面に対向して配列する。ＬＥＤ６は、図示しない電源によって与えられる電力に基づいて、導光板５の端面に向けて放射状に光を出射する。端面から導光板５の内部に入射された光は、導光板５内で反射を繰り返しつつ導光板５内を進行する。

光源基板２ａ〜２ｆは、それぞれ、導電層が両面に形成されたガラスエポキシ基板であり、厚み方向から見て長方形で薄板状に形成されている。本実施形態では、光源基板２ａ，２ｄの長手方向（ＬＥＤ６の配列方向）の寸法は、導光板５の短辺方向Ｙの寸法と同一であり、光源基板２ｂ，２ｃ，２ｅ，２ｆの長手方向（ＬＥＤ６の配列方向）の寸法は、導光板５の長辺方向Ｘの寸法の半分である。

光源基板２ａ，２ｄは、それぞれＬＥＤ６を実装した面が導光板５の短辺に対応する端面に対向するように設けられ、これによって、実装された複数のＬＥＤ６の配列方向が導光板５の短辺方向Ｙと平行となる。光源基板２ｂ，２ｃ，２ｅ，２ｆは、それぞれＬＥＤ６を実装した面が導光板５の長辺に対応する端面に対向するように設けられ、これによって、実装された複数のＬＥＤ６の配列方向が導光板５の長辺方向Ｘと平行となる。

光源基板２ａ〜２ｆには、互いに隣接するＬＥＤ６間の隙間部分のうち、少なくともいずれかの隙間部分において厚み方向に貫通する第１貫通孔１２が形成される。第１貫通孔１２は、ＬＥＤ６間の隙間部分のうち、すべての隙間部分に形成されてもよいし、いずれかの隙間部分に形成されてもよい。なお、第１貫通孔１２は、ＬＥＤ６間の隙間部分以外の各光源基板２ａ〜２ｆの長手方向両端部に形成されてもよい。本実施形態では、第１貫通孔１２は、各光源基板２ａ〜２ｆの長手方向に関して、両端部および中央部（ＬＥＤ６間の隙間部分に相当）の３箇所に形成される。互いに隣接するＬＥＤ６間の隙間は、たとえば４ｍｍである。

熱伝達部材３ａ〜３ｆは、ＬＥＤ６から発生した熱を光源基板２ａ〜２ｆからバックライトシャーシ１に伝達する。なお、熱伝達部材３ａ〜３ｆは、それぞれ、光源基板２ａ〜２ｆに対応している。また、熱伝達部材３ａ〜３ｆは、高い熱伝導性を有する金属により構成される。熱伝達部材３ａ〜３ｆは、それぞれ、バックライトシャーシ１の底部１ａに当接する長方形板状の第２熱伝達部１４と、第２熱伝達部１４に連なり、第２熱伝達部１４から立ち上がる第１熱伝達部１５と、後述する突出部２０が形成される延出部１６と、を含む。

第１熱伝達部１５は、第２熱伝達部１４の長辺を成す２辺のうち、一方の辺から液晶パネル８０に向けて立ち上って形成される。第１熱伝達部１５は、光源基板２ａ〜２ｆの、ＬＥＤ６が実装された面とは反対側の面にそれぞれ当接する。また、第１熱伝達部１５には、第１貫通孔１２に対応する位置において厚み方向に貫通する第２貫通孔１３が形成される。第２貫通孔１３の形状は円形である。
第２熱伝達部１４には、厚み方向に貫通する第３貫通孔１７が形成される。

延出部１６は、バックライトシャーシ１の底部１ａと接し、第１熱伝達部１５から導光板５に対向する位置まで延出して形成される。延出部１６は、その表面から導光板５に向かって突出する突出部２０が形成される。なお、熱伝達部材３ａ，３ｄは、その両端部に延出部１６が形成され、熱伝達部材３ｂ，３ｃ，３ｅ，３ｆは、その端部のうち、導光板５の角部に近い方の端部に延出部１６が形成される。また、熱伝達部材３ａ〜３ｆの延出部１６は、それぞれ互いに重ならないように形成される。

突出部２０は、熱伝達部材３ａ〜３ｆと同一の金属材料で形成されてもよく、導光板５と同一の透光性樹脂材料で形成されてもよい。突出部２０を、熱伝達部材３ａ〜３ｆと同一の金属材料で形成する場合には、熱伝達部材３ａ〜３ｆと一体成形することができる。導光板５と同一の透光性樹脂材料で形成する場合には、突出部２０が導光板５内部における光拡散の妨げになることを抑制できる。

光源基板２ａ〜２ｆには、ＬＥＤ６が実装される面に複数の規制部材４が設けられる。規制部材４は、導光板５の面方向への移動を規制する部材であり、第１貫通孔１２および第２貫通孔１３に挿通される軸部７ｂと、軸部７ｂの軸線方向一端部に連なり導光板５の端面に当接する当接部７ａと、軸部７ｂの軸線方向他端部に嵌合する嵌合部８とからなる。第１貫通孔１２および第２貫通孔１３に軸部７ｂが挿通されることで、第１熱伝達部１５が光源基板２ａ〜２ｆに締結される。

本実施形態では、規制部材４は、光源基板２ａ〜２ｆのそれぞれにおいて、長手方向両端部と中央部に合計３個設けられる。また、複数の規制部材４はそれぞれ同一形状である。

このような構成のバックライト装置１０は、導光板５の各辺に対応して設けられる光源基板２ａ〜２ｆの第１貫通孔１２に挿通される規制部材４を備え、その規制部材４の当接部７ａが導光板５の端面に当接されているので、光源基板２ａ〜２ｆに実装されているＬＥＤ６に導光板５が接触することがないように、規制部材４によって導光板５の各辺を支持することができる。そのため、液晶表示装置１００が振動落下した場合であっても、導光板５がＬＥＤ６に向かって落ちることを防止でき、ＬＥＤ６の破損を防止することができる。また、導光板５の各辺を規制部材４によって支持することができるので、導光板５の配置状態がバランスのとれた状態となり、液晶パネル８０に対する偏った輝度傾斜がなくなる。

また、このような構成のバックライト装置１０では、導光板５の外周縁部の全周にわたってＬＥＤ６を配置することができるので、導光板５がＬＥＤ６に接触することがないように、導光板５を支持することが可能な構成とした上で、輝度および輝度均一性の低下を防止することができる。

図４は、図３の切断面線Ａ−Ａから見た断面図である。すなわち、図４は、規制部材４の断面図である。本実施形態において、規制部材４はプッシュリベットによって実現される。本実施形態では、プッシュリベットは、規制部材４を実現するものとして用いられるだけではなく、バックライトシャーシ１の底部１ａと熱伝達部材３ａ〜３ｆを締結する固定部材１１としても用いられる。そのため、以下では、規制部材４を実現するプッシュリベットを第１プッシュリベット４と呼び、固定部材１１を実現するプッシュリベットを第２プッシュリベット１１と呼ぶ。

第１プッシュリベット４は、当接部７ａである頭部７ａと軸部７ｂとを備えるボルト部７、および脚部８ａを含み、嵌合部８であるナット部８とからなる。第１プッシュリベット４は、脚部８ａを、光源基板２ａ側から第１貫通孔１２および第２貫通孔１３に挿通させ、脚部８ａを挿通させた方向と同じ方向からボルト部７の軸部７ｂを押し入れていくことで、熱伝達部材３ａに光源基板２ａを固定する。すなわち、第１プッシュリベット４は、ネジ部材を用いて部材を固定する場合とは違い、一方向からの動作で固定することができるので、光源基板２ａと熱伝達部材３ａとを簡単に締結することができる。

第１プッシュリベット４の頭部７ａは、円錐台形状であり、導光板５に向かって先細状になっている。円錐台形状に形成される第１プッシュリベット４の頭部７ａは、最大径が、隣接するＬＥＤ６間の隙間よりも小さく設定される。具体的には、隣接するＬＥＤ６間の隙間が前述のように４ｍｍであるのに対して、頭部７ａの上底面の直径が２ｍｍ、下底面の直径（最大径）が３ｍｍであり、第１プッシュリベット４は、互いに隣接するＬＥＤ６間の隙間におさまっている。

第１プッシュリベット４としての材料は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド（ナイロン６等）、ポリエステル（テトロン等）などが挙げられるが、少なくとも頭部７ａは、光を反射する材料が好ましい。光を反射する材料としては、蛍光剤を含有した発泡性ＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）などの高輝性ＰＥＴが挙げられる。

図５は、ＬＥＤ６から出射された光が第１プッシュリベット４によって反射される様子を示す図である。ＬＥＤ６から出射され、第１プッシュリベット４で反射した光は、導光板５の端面に対してある程度の傾斜角を有して導光板５に入射される。図６は、アクリル樹脂からなる導光板５における、入射角θ２と、導光板５の端面での光の反射率との関係を示すグラフである。入射角θ２は、図５に示すように、第１プッシュリベット４で反射した光の導光板５への入射方向と、導光板５の端面の法線とがなす角度である。導光板５の端面での光の反射率が小さいほど、導光板５への光の入射効率が良好であることを示す。このグラフから、入射角θ２が０°（導光板５の端面に対して垂直）であることが、導光板５の端面での光の反射を最も抑制でき、最も好ましいが、θ２が６０°以下であれば、導光板５の端面での光の反射を充分に抑制でき、充分に導光板５へ光を入射させることができることがわかる。したがって、図４における頭部７ａの角度θ１は、第１プッシュリベット４の頭部７ａで反射した光が導光板５に入射しやすいように、入射角θ２が６０°以下となるような角度に調整することが好ましい。また、第１プッシュリベット４の頭部７ａの材料としては、ＬＥＤ６から出射された光を遮らないように透光性の高い材料でも良い。

図７は、光源基板２ａを、ＬＥＤ６が実装される面から見た図である。前述のように、光源基板２ａには、その厚み方向に貫通する、第１プッシュリベット４を挿通させる複数の第１貫通孔１２が形成されるが、複数の第１貫通孔１２のうち、光源基板２ａの位置決めの１箇所以外は、互いに隣接するＬＥＤ６間の隙間において、ＬＥＤ６の配列方向に沿って延びる長孔である。本実施形態において、位置決めの１箇所は、光源基板２ａの長手方向中央部に設けられた第１貫通孔１２であるが、位置決めの１箇所は、光源基板２ａの長手方向両端部に設けられた第１貫通孔１２でもよい。他の光源基板２ｂ〜２ｆにも、光源基板２ａと同様に第１貫通孔１２が形成されている。

光源基板２ａと熱伝達部材３ａとは熱膨張率が異なり、ＬＥＤ６から発生した熱によって光源基板２ａは熱伝達部材３ａよりも大きく熱膨張する。そのため、光源基板がネジ部材で熱伝達部材に固定された従来のバックライト装置３０では、光源基板において、隣り合うネジからネジまでの間の部分が反り、光源基板と熱伝達部材との間に隙間ができるので、ＬＥＤで発生した熱が熱伝達部材に伝わりにくくなる。

光源基板２ａに設けられる第１プッシュリベット４の軸部７ｂが挿通する複数の第１貫通孔１２のうち、位置決め用の１つを除いた残りの第１貫通孔１２が、複数のＬＥＤ６の配列方向に沿って延びる長孔であることによって、ＬＥＤ６から発生した熱によって光源基板２ａが熱伝達部材３ａよりも大きく熱膨張しても、長孔の第１貫通孔１２に軸部７ｂが挿通された第１プッシュリベット４が、長孔の第１貫通孔１２中を相対的に移動できるので、光源基板２ａは反り返ることなく、その長手方向に熱膨張することができる。そのため、光源基板２ａと熱伝達部材３ａとの間に隙間ができることを抑制でき、ＬＥＤ６で発生した熱を効率よく熱伝達部材３ａに伝えることができる。

なお、長孔の第１貫通孔１２に軸部７ｂが挿通された第１プッシュリベット４において、第１貫通孔１２に対する軸部７ｂの位置は、光源基板２ａが熱膨張していない状態において、長孔の第１貫通孔１２中、位置決め用の第１貫通孔１２に近い側に空間的な余裕があるような位置とする。

隣接するＬＥＤ６間の隙間が狭く、第１プッシュリベット４が、長孔の第１貫通孔１２中での相対的な移動によってＬＥＤ６と接触してしまう場合には、光源基板２ａ〜２ｆに形成される第１貫通孔１２の形状を全て円形とし、その代わりに、図８に示すように、熱伝達部材３ａ〜３ｆに形成される第２貫通孔１３を長穴とする。図８は、熱伝達部材３ａを、第１熱伝達部１５の光源基板２ａと当接する面とは反対側の面から見た図である。この図では、第１プッシュリベット４および第２プッシュリベット１１の図示は省略している。第１熱伝達部１５では、光源基板２ａに設けられる第１プッシュリベット４の軸部７ｂが挿通する複数の第２貫通孔１３のうち、位置決め用の１つを除いた残りの第２貫通孔１３が、複数のＬＥＤ６の配列方向に沿って延びる長孔である。これによって、ＬＥＤ６から発生した熱によって光源基板２ａが熱伝達部材３ａよりも大きく熱膨張しても、長孔の第２貫通孔１３に軸部７ｂが挿通された第１プッシュリベット４が、長孔の第２貫通孔１３中を移動できるので、光源基板２ａは反り返ることなく、その長手方向に熱膨張することができる。そのため、光源基板２ａと熱伝達部材３ａとの間に隙間ができることを抑制でき、ＬＥＤ６で発生した熱を効率よく熱伝達部材３ａに伝えることができる。位置決めの１箇所は、図８に示すように、第１熱伝達部１５の長手方向中央部に設けられた第２貫通孔１３であってもよく、光源基板２ａの長手方向の両端部に設けられた第２貫通孔１３のいずれかでもよい。他の熱伝達部材３ｂ〜３ｆにも、熱伝達部材３ａと同様に第２貫通孔１３が形成される。

なお、長孔の第２貫通孔１３に軸部７ｂが挿通された第１プッシュリベット４において、第２貫通孔１３に対する軸部７ｂの位置は、光源基板２ａが熱膨張していない状態において、長孔の第２貫通孔１３中、位置決め用の第２貫通孔１３に遠い側に空間的な余裕があるような位置とする。

図９は、図３の切断面線Ｂ−Ｂから見た断面図である。図１０は、熱伝達部材３ａの構成を示す図である。図１１は、図３の切断面線Ｃ−Ｃから見た断面図である。第２熱伝達部１４には、その厚み方向に貫通する第２プッシュリベット１１を挿通させる複数の第３貫通孔１７が形成されており、第３貫通孔１７は、ＬＥＤ６の配列方向に直交する方向に沿って延びる長孔である。本実施形態において、第３貫通孔１７は、第２熱伝達部１４の長手方向両端部に２箇所設けられている。バックライトシャーシ１の底部１ａには、その厚み方向において、第３貫通孔１７に対応する位置に、第２プッシュリベット１１を挿通させる複数の第４貫通孔１８が形成されており、底部１ａに対して垂直な方向から見た第４貫通孔１８の形状は円形である。

第２プッシュリベット１１は、形状および材質など特に限定されないが、本実施形態では、頭部１９の形状が異なること以外は第１プッシュリベット４と同様のプッシュリベットを用いる。第２プッシュリベット１１の頭部１９の形状は、平板状である。

導光板５には、突出部２０に対応する位置に、第２主面５ｂから凹んだ凹部２１が形成される。凹部２１は、突出部２０と係合し、係合した突出部２０が形成された熱伝達部材３ａ〜３ｆと当接する光源基板２ａ〜２ｆに実装された複数のＬＥＤ６の配列方向に沿って延びる。すなわち、熱伝達部材３ａ，３ｂに形成された突出部２０が係合する凹部２１は、導光板５の短辺方向Ｙに延び、熱伝達部材３ｂ，３ｃ，３ｅ，３ｆに形成された突出部２０が係合する凹部２１は、導光板５の長辺方向Ｘに延びる。

ここで、導光板５は、ＬＥＤ６で発生した熱によって膨張する。そのため、図１５に示したように、従来のバックライト装置３０では、あらかじめ導光板５と支持部材３１との間に所定の間隔を設け、熱膨張した導光板５が支持部材３１によって反ることを防止している。しかしながら、ＬＥＤ６から出射された光の導光板５に対する入光効率は、導光板５の端面からＬＥＤ６までの距離が短いほど良好であるので、従来のバックライト装置３０では、ＬＥＤ６の使用を開始してから導光板５が熱膨張するまでの間、ＬＥＤ６から出射された光の導光板５に対する入光効率が低下する。

本実施形態のバックライト装置１０では、第２熱伝達部１４に形成されている第３貫通孔１７が、ＬＥＤ６の配列方向に直交する方向に沿って延びる長穴であることから、導光板５の短辺に対応して設けられた熱伝達部材３ａ，３ｄは、導光板５の長辺方向Ｘに移動可能であり、導光板５の長辺に対応して設けられた熱伝達部材３ｂ，３ｃ，３ｅ，３ｆは、導光板５の短辺方向Ｙに移動可能である。

さらに、熱伝達部材３ａ，３ｄに形成された突出部２０が係合する凹部２１が、導光板５の短辺方向Ｙに延びていることから、熱伝達部材３ａ，３ｄに形成された突出部２０は、凹部２１中を、導光板５の短辺方向Ｙに相対的に移動可能であり、熱伝達部材３ｂ，３ｃ，３ｅ，３ｆに形成された突出部２０が係合する凹部２１が、導光板５の長辺方向Ｘに延びていることから、熱伝達部材３ｂ，３ｃ，３ｅ，３ｆに形成された突出部２０は、凹部２１中を、導光板５の長辺方向Ｘに相対的に移動可能である。

そのため、導光板５が熱膨張し、凹部２１の壁面によって突出部２０が押されると、熱伝達部材３ａ，３ｄは、導光板５の長辺方向Ｘへの熱膨張に対しては、導光板５の長辺方向Ｘに移動することで対応し、導光板５の短辺方向Ｙへの熱膨張に対しては、突出部２０が、凹部２１中を導光板５の短辺方向Ｙに相対的に移動することで対応する。

また、熱伝達部材３ｂ，３ｃ，３ｅ，３ｆは、導光板５が熱膨張し、凹部２１の壁面によって突出部２０が押されると、導光板５の短辺方向Ｙへの熱膨張に対しては、導光板５の短辺方向Ｙに移動することで対応し、導光板５の長辺方向Ｘへの熱膨張に対しては、突出部２０が、凹部２１中を導光板５の長辺方向Ｘに相対的に移動することで対応する。

そして、導光板５が熱膨張した後に収縮する際には、熱伝達部材３ａ，３ｄは、凹部２１の壁面によって突出部２０が押されることで、導光板５の長辺方向Ｘと平行で、導光板５に近づく方向へ移動する。熱伝達部材３ｂ，３ｃ，３ｅ，３ｆは、凹部２１の壁面によって突出部２０が押されることで、導光板５の短辺方向Ｙと平行で、導光板５に近づく方向へ移動する。

このように、バックライト装置１０では、導光板５の熱変形に対応して、熱伝達部材３ａ〜３ｆが移動するので、ＬＥＤ６から出射され、導光板５に入射される光の入射効率が変化することなく、入射効率の低下を防止することができる。

なお、第３貫通孔１７に軸部７ｂが挿通された第２プッシュリベット１１において、第３貫通孔１７に対する軸部７ｂの位置は、導光板５が熱膨張していない状態において、長孔の第３貫通孔１７中、導光板５から遠い側に空間的な余裕があるような位置とする。また、導光板５が熱膨張していない状態において、熱伝達部材３ａ，３ｄに形成された突出部２０は、その対応する凹部２１中で、導光板５の短辺方向Ｙ中央部に近い側に空間的な余裕があるように配置され、熱伝達部材３ｂ，３ｃ，３ｅ，３ｆに形成された突出部２０は、その対応する凹部２１中で、導光板５の長辺方向Ｘ中央部に近い側に空間的な余裕があるように配置される。

なお、複数の凹部２１は、導光板５の厚み方向において貫通する孔であってもよい。しかしながら、導光板５に貫通する孔が形成されると、その部分は、ＬＥＤ６からの光を伝達することができないので、本実施形態のように、導光板５の厚み方向に貫通していない凹部２１であることがより好ましい。これによって、導光板５の外周縁部の全周にわたってＬＥＤ６を配置することができる。なお、凹部２１が、導光板５の厚み方向において貫通する孔である場合でも、その孔の大きさは、図１５に示す支持部材３１よりも小さいので、図１５に示すバックライト装置３０と比較すると、ＬＥＤ６の配置個数の減少を抑制することができる。

導光板５の熱変形に対してより柔軟に対応するためには、第１プッシュリベット４の代わりに、図１２に示す構成のプッシュリベット２２または図１３に示す構成のプッシュリベット２３を用いることが有効である。図１２は、プッシュリベット２２の構成を模式的に示す図であり、図１３は、プッシュリベット２３の構成を模式的に示す図である。プッシュリベット２２，２３は、頭部２２ａ，２３ａの構成が、第１プッシュリベット４の頭部７ａの構成と異なり、軸部７ｂの軸線方向に弾性変形可能である。

プッシュリベット２２の頭部２２ａは、第１プッシュリベット４の頭部７ａの先細状の部分に対応する先端部２２ｃが、弾性を有する材料、たとえばゴムで形成されている。頭部２２ａの残りの部分である基部２２ｂは、頭部７ａと同じ材料で構成される。プッシュリベット２３の頭部２３ａは、フック形状である。プッシュリベット２２が、弾性を有する材料で形成される先端部２２ｃを含み、プッシュリベット２３の頭部２３ａがフック形状であることによって、導光板５の端面に当接するプッシュリベット２２，２３の頭部２２ａ，２３ａが、導光板５の熱変形に追従して、弾性変形することができる。プッシュリベット２３において、導光板５の熱変形に対する追従の程度は頭部２３ａの太さによって調整することができ、頭部２３ａが細いほど、軸部７ｂの軸線方向により弾性変形し、導光板５の熱膨張に追従しやすくなる。

本実施形態では、全ての第３貫通孔１７が長孔であるが、水平面に平行な机上に、液晶表示装置１００を、液晶パネル８０が鉛直方向に平行となるように配置されることを想定した場合には、導光板５の４辺のうち、鉛直方向下方側の辺に対応して設けられる熱伝達部材３ａ〜３ｆの第３貫通孔１７は長孔とする必要はない。これによって、鉛直方向下方側に設けられた熱伝達部材３ａ〜３ｆの第３貫通孔１７を、導光板５の熱変形に追従するための基準孔とすることができる。

図１４は、本発明の第２実施形態であるバックライト装置４０の構成を示す図である。
本実施形態のバックライト装置４０は、熱伝達部材３ａ〜３ｆが用いられず、バックライトシャーシ１の側壁部１ｂにおける、第１貫通孔１２に対応する位置に側壁貫通孔が形成されている。また、バックライト装置４０は、第１プッシュリベット４の軸部７ｂが第１貫通孔１２および側壁貫通孔に挿通されることで、光源基板２ａ〜２ｆがバックライトシャーシ１の側壁部１ｂに直接締結されている。光源基板２ａ〜２ｆをバックライトシャーシ１に直接当接させることができるので、熱伝達部材３ａ〜３ｆを介してＬＥＤ６から発生した熱をバックライトシャーシ１に伝達する場合よりも効率よくバックライトシャーシ１に熱を伝達することができ、ＬＥＤ６で発生した熱の放出効果が大きい。また、熱伝達部材３ａ〜３ｆを用いない分、液晶表示装置１００の狭額縁化が可能である。

本実施形態のバックライト装置４０に用いる第１プッシュリベット４としては、図１２に示すプッシュリベット２２または図１３に示すプッシュリベット２３を用いるのが好ましい。これによって、光源基板２ａ〜２ｆをバックライトシャーシ１に直接締結させる構成のバックライト装置４０であっても、導光板５の熱変形に応じて、頭部２２ａ，２３ａが弾性変形するので、導光板５に入射される光の入射効率が変化することを防止できる。

１ バックライトシャーシ
２ａ〜２ｆ 光源基板
３ａ〜３ｆ 熱伝達部材
４ 支持部材
５ 導光板
６ ＬＥＤ
１０ バックライト装置
１００ 液晶表示装置

Claims (7)

1. 液晶パネルを備える液晶表示装置に用いられるエッジライト型のバックライト装置において、
   矩形板状の底部と、底部の外周縁端部に連なる側壁部とからなる基台と、
   透光性材料からなり、前記底部に対向して配置される矩形板状の導光板と、
   光を出射する複数の発光ダイオードと、
   前記複数の発光ダイオードが予め定められた間隔をあけて実装され、前記複数の発光ダイオードが前記導光板の端面に対向するように前記導光板を取り囲んで配置される光源基板であって、互いに隣接する前記発光ダイオード間の隙間部分のうち、少なくともいずれかの隙間部分において厚み方向に貫通する第１貫通孔が形成される光源基板と、
   前記導光板の面方向への移動を規制する規制部材であって、前記第１貫通孔に挿通される軸部と、前記軸部の軸線方向一端部に連なり前記導光板の端面に当接する当接部と、前記軸部の軸線方向他端部に嵌合する嵌合部とからなる規制部材と、を備えることを特徴とするバックライト装置。
2. 前記規制部材は、前記当接部が前記軸部の軸線方向に弾性変形可能に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. 前記当接部は、前記発光ダイオードから出射された光を反射する機能を有す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. 前記発光ダイオードで発生した熱を前記光源基板から前記基台に伝達する熱伝達部材であって、前記光源基板の前記発光ダイオードが実装される面とは反対側の面に当接する第１熱伝達部と、前記基台の前記底部に当接する第２熱伝達部とを含んで構成される熱伝達部材をさらに備え、
   前記第１熱伝達部は、前記第１貫通孔に対応する位置において厚み方向に貫通する第２貫通孔を有し、前記規制部材の前記軸部が第２貫通孔に挿通されて、前記光源基板に締結され、
   前記第２熱伝達部は、厚み方向に貫通する第３貫通孔を有し、第３貫通孔に固定部材が挿通されて、前記底部に締結され、
   前記第１貫通孔は、前記複数の発光ダイオードの配列方向に沿って延びる長孔であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のバックライト装置。
5. 前記第３貫通孔は、前記複数の発光ダイオードの配列方向に直交する方向に沿って延びる長孔であり、
   前記熱伝達部材は、前記第１熱伝達部から前記導光板に対向する位置まで延出する延出部であって、その表面から前記導光板に向かって突出する突出部が形成された延出部を有し、
   前記導光板には、前記底部と対向する面から凹んで形成される凹部であって、前記複数の発光ダイオードの配列方向に沿って延び、前記突出部と係合する凹部が形成されることを特徴とする請求項４に記載のバックライト装置。
6. 前記側壁部には、前記第１貫通孔に対応する位置において厚み方向に貫通する側壁貫通孔が形成され、
   前記光源基板と側壁部とは、前記軸部が前記第１貫通孔および前記側壁貫通孔に挿通されることで前記規制部材によって締結され、
   前記第１貫通孔は、前記複数の発光ダイオードの配列方向に沿って延びる長孔であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のバックライト装置。
7. 液晶パネルと、
   前記液晶パネルに背面側から光を照射するバックライト装置であって、請求項１〜６のいずれか１つに記載のバックライト装置とを備えることを特徴とする液晶表示装置。

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