JP2012230264A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】集中配置された発光ダイオードにより画像形成領域全域を照射するバックライトユニットを備えた液晶表示装置において、反射シートの撓みを低減し均一な照明を得ること。
【解決手段】本発明に係る液晶表示装置１は、液晶パネル３と、液晶パネル３の背面側に配置され、液晶パネル３に対向する面が凹となるよう湾曲した形状の反射シート６と、複数の発光ダイオード１４が水平方向に沿って配置された発光ダイオード基板と、前記反射シート６の湾曲部において前記反射シート６を固定する支持具２１と、を備えた。
【選択図】図７

Description

本発明は液晶表示装置に関する。

下記特許文献１は、直下型バックライトユニットを有する液晶表示装置を開示している。かかる液晶表示装置では、複数の発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｒｄ）が、バックライトユニットの光源として利用されている。発光ダイオードはバックライトユニットの全域に格子状に配置されている。

特開２００７−２８６６２７号公報

特許文献１に記載の液晶表示装置では発光ダイオードがバックライトユニットの全域に配置されるため、かかる多数の発光ダイオードを配置する基板の大きさを、バックライトユニットの全域をカバーするものとしなければならない。そのため、多数の発光ダイオードを用意するコストだけでなく、発光ダイオードを配置する基板の材料コストも高くなる。

そこで、発光ダイオードをバックライトユニットの一部分、例えば、バックライトユニットの短辺方向の中央近辺に、バックライトユニットの長辺方向に沿って発光ダイオードを集中的に配置し、発光ダイオードからの光線を反射あるいは拡散して、液晶パネルの背面の画像が形成される領域の全域に光線を照射するようにすることが考えられる。

発光ダイオードからの光線を反射あるいは拡散する方法には種々のものがあるが、導光板を使用する方法や、フレネルレンズなどの平板レンズを使用する方法では、導光板やフレネルレンズの製造コストが高く、また、重量も重くなってしまう。そのため、出願人は、前面すなわち液晶パネルに対向する面が凹となるよう湾曲した形状の反射シートを用いることにより光線を反射・拡散する方法を検討している。かかる方法によれば、製造コストを低く抑えかつ軽量とすることができる。

しかしながら、液晶表示装置を例えば大型のテレビジョン受像機に用いる場合には、液晶パネルもまた大型となるため、反射シートが撓み、液晶パネルの背面の画像が形成される領域の全域に均等に光線を照射することが難しい。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、その課題は、集中配置された発光ダイオードにより画像形成領域全域を照射するバックライトユニットを備えた液晶表示装置において、反射シートの撓みを低減し均一な照明を得ることである。

本出願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
（１）液晶パネルと、前記液晶パネルの背面側に配置され、前記液晶パネルに対向する面が凹となるよう湾曲した形状の反射シートと、複数の発光ダイオードが水平方向に沿って配置された発光ダイオード基板と、前記反射シートの湾曲部において前記反射シートを固定する支持具と、を備えた液晶表示装置。
（２）（１）において、前記反射シートは、前記発光ダイオードの上側に位置する上側湾曲部と、前記発光ダイオードの下側に位置する下側湾曲部を有し、前記支持具は、前記上側湾曲部の高さ方向における上側半分の領域内及び／又は前記下側湾曲部の高さ方向における下側半分の領域内に設けられる液晶表示装置。
（３）（１）又は（２）において、前記反射シートは、前記発光ダイオードの上側に位置する上側湾曲部と、前記発光ダイオードの下側に位置する下側湾曲部を有し、前記上側湾曲部に配置される前記支持具の上側湾曲部の下端からの距離は、前記下側湾曲部に配置される前記支持具の下側湾曲部の上端からの距離以下である液晶表示装置。
（４）（１）乃至（３）のいずれかにおいて、前記反射シートの背面側に配置された外枠を有し、前記支持具は、前記外枠に固定される液晶表示装置。
（５）（１）乃至（３）のいずれかにおいて、前記反射シートの背面側に配置された外枠と、前記外枠の前記液晶パネルに対向する側に取り付けられた補強部材と、を有し、前記支持具は、前記補強部材に固定される液晶表示装置。
（６）（１）乃至（５）のいずれかにおいて、前記支持具は、前記反射シートに設けられた開口を通過する支持軸と、前記支持軸の端部に設けられた拡幅部を有し、前記拡幅部は、前記反射シートの前面に露出する液晶表示装置。
（７）（６）において、前記液晶パネルの背面側に配置された光学シートを有し、前記支持具は、前記拡幅部より前記液晶パネルに対向する方向に延び、前記光学シートを支持する支持柱を有する液晶表示装置。
（８）（７）において、前記支持柱は、断面積が前記液晶パネルに近づくにつれ減少するテーパ形状である液晶表示装置。
（９）（８）において、前記支持柱は、円錐形状である液晶表示装置。
（１０）（７）乃至（９）のいずれかにおいて、前記光学シートは、拘束されない状態において、前記液晶パネルに対向する面が凹となる反りを有する液晶表示装置。
（１１）（６）乃至（１０）のいずれかにおいて、前記支持具は白色である液晶表示装置。

以上の本出願において開示される発明によれば、集中配置された発光ダイオードにより画像形成領域全域を照射するバックライトユニットを備えた液晶表示装置において、反射シートの撓みを低減し均一な照明を得ることができる。

本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の分解斜視図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線による液晶表示装置の概略断面図である。 液晶表示装置の構成を表す構成図である。 液晶パネルに形成される画素の一つを回路図により示したものである。 液晶表示装置の反射シート、発光ダイオード基板及び放熱板を前面側からみた図である。 図５のＶＩ−ＶＩ線による部分拡大断面図である。 図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線による液晶表示装置の概略断面図である。 反射シートの変形を示す図である。 支持具が補強部材に固定される変形例に係る液晶表示装置の断面図である。 支持具の配置例を示す図である。 支持具の配置例を示す図である。 支持具の配置例を示す図である。 第２の実施形態に係る液晶表示装置の断面図であり、先の実施形態における図７に対応する断面を示す図である。

以下、本発明の第１の実施形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本実施形態に係る液晶表示装置１の分解斜視図である。同図に示すように、液晶表示装置１は、その前側から、上枠２、液晶パネル３、中間枠４、光学シート５、反射シート６、発光ダイオード基板７、放熱板８及び下枠９をこの順に配置し組み立てることにより構成される。なお、光学シート５、反射シート６、発光ダイオード基板７及び放熱板８は、液晶パネル３をその背面側から照明する平面光源として機能するバックライトユニット１０を構成している。また、上枠２及び下枠９は、液晶表示装置１の外装となる外枠を構成しており、下枠９の内側となる液晶パネル３に対向する側には、補強部材１１が設けられている。この補強部材１１は必須のものではないが、液晶表示装置１をその背面から支持してスタンドや壁面に取り付ける際の強度を確保する目的で設けられているものであり、一般にＶＥＳＡマウントと呼びならわされている、ＶＥＳＡ（Ｖｉｄｅｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）による規格ＦＰＭＰＭＩ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｍｏｎｉｔｏｒ Ｐｈｉｓｉｃａｌ Ｍｏｕｎｔｉｎｇ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）に準じた取付用のネジ穴が設けられている。下枠９には補強部材１１の設けられたネジ穴が露出するよう開口が設けられており、ＶＥＳＡ ＦＰＭＰＭＩ規格に対応したスタンド等にネジ止めにより固定できるようになっている。補強部材１１の材質は実用上の強度を備えるものであればどのようなものでもよいが、本実施形態では鋼である。なお、同図では、液晶表示装置１の構造部品のみを示し、その他の構成部材、例えば、制御基板やスピーカなどは図示を省略している。

図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線による液晶表示装置１の概略断面図である。同図は組み立て後の液晶表示装置１の概略の断面を示している。同図に示すように、液晶表示装置１は、液晶パネル３や及びバックライトユニット１０を上枠２及び下枠９からなる外枠に収容した構造となっている。そして、液晶パネル３とバックライトユニット１０の間には中間枠４が設けられ、液晶パネル３とバックライトユニット１０は個別に保持される。同図において左側が、ユーザが画像を観察する側であり、以降、前側と呼ぶとともに、前側を向く面を前面と呼ぶこととする。また、その逆方向を背面側、背面側を向く面を背面と呼ぶこととする。

なお、本実施形態で示した液晶表示装置１は、テレビジョン受像機である。そのため、液晶表示装置１は、テレビジョン受像機として機能するための部品を含んでいる、例えば、図２に示されたスピーカ１２が挙げられる。また、同図に示された制御基板１３には、電源、液晶パネル３の制御回路やバックライトユニット１０の制御回路に加え、テレビジョン放送を受信するためのチューナ等の回路が含まれる。なお、液晶表示装置１は、必ずしもテレビジョン受像機でなくともよく、例えば、コンピュータのモニタ等であってもよい。その場合、テレビジョン受像機として機能するための部品は省略して差し支えない。

上枠２及び下枠９は、液晶パネル３やバックライトユニット１０を収容する筺体を構成するものであり、軽量でかつ剛性の高い材料で形成することが好ましく、鋼板、アルミニウム合金、マグネシウム合金などの金属や、ＦＲＰや各種合成樹脂を用いてよい。特に、下枠９は発光ダイオード基板７から放熱板８を介して伝導される発光ダイオード１４の発光に伴う発熱を効率よく放散するため熱伝導率の高い材料であることが好ましく、本実施形態では、鋼板を用いている。上枠２の材質は、下枠９と同じであっても、異なっていてもよく、液晶表示装置１のサイズ、用途、外観、重量等の要素を考慮して適宜決定してよい。上枠２の液晶パネル３に面する側の面には、緩衝材２ａが設けられ、振動などにより液晶パネル３が揺れ動き、上枠２と接触する際の衝撃を緩和するようになっている。緩衝材２ａには、適宜のゴムや樹脂、スポンジ等が用いられる。もちろん、ここで示した液晶パネル３の支持及び緩衝構造は一例である。

中間枠４は、液晶パネル３とバックライトユニット１０を隔て個別に保持する部材である。中間枠４の前面には、液晶パネル３が揺れ動き、中間枠４に接触する際の衝撃を緩和する緩衝材４ａが設けられる。緩衝材４ａには、適宜のゴムや樹脂、スポンジ等が用いられる。なお、ここで示した中間枠４の構造は一例であり、液晶パネル３やバックライトユニット１０を適正に支持するものであればどのようなものであってもよく、場合によっては省略してもよい。

中間枠４の材質もまた特に限定はないが、成形の容易さ及びコストの面から、合成樹脂を用いることが好ましい。本実施形態では、強度の点からポリカーボネートを用いているが、必ずしもこれに限られない。ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｒａｓｔｉｃ）のように、合成樹脂に強化材を混入してもよい。また、中間枠４は遮光性を有することが好ましく、そのため、黒色あるいは濃色であることが好ましい。中間枠４の着色は、その材料自体が黒色あるいは濃色のものを用いてもよいし、中間枠４の表面を塗装してもよい。本実施形態では、黒色あるいは濃色に着色されたポリカーボネートを成形して中間枠４を得ている。

バックライトユニット１０は、光学シート５、反射シート６、発光ダイオード基板７及び放熱板８から構成される。発光ダイオード基板７は、本実施形態では、複数の発光ダイオード１４を直線状に実装した細長い基板であり、液晶表示装置１の長手方向となる水平方向に発光ダイオード基板７の長手方向が一致するように設けられている。また、発光ダイオード基板７は放熱板８に取り付けられる。反射シート６は、発光ダイオード１４からの光を反射し、液晶パネル３の背面に均等に照射するための部材であり、図示のとおり、湾曲した断面形状をしている。そのため、発光ダイオード１４からの光線は、図中矢印１５に示すように直接光学シート５に入光するか、或いは図中矢印１６に示すように、反射シート６により反射され、光学シート５に入光する。

反射シート６及び光学シート５は、液晶パネル３に相応した大きさとなっており、そのため、液晶パネル３はその背面側から均等に照明される。発光ダイオード１４は、ここでは、発光ダイオード素子と、その前面側に配置されるレンズからなっている。発光ダイオード素子は、本実施形態では発光ダイオードチップを封止樹脂で封入した、いわゆる発光ダイオードパッケージであり、発光ダイオード基板７上に実装されるが、これに限定されず、その他にも例えば、発光ダイオード基板７上に発光ダイオードチップを直接形成したものであってもよい。レンズは、発光ダイオード素子からの光線を拡散し、液晶パネル３の表示領域にわたり均等な輝度の照明を得るための光学部品である。

反射シート６は、前述の通り液晶パネル３に相応した大きさを有し、前面側からみて凹となるような湾曲形状をしている。また、発光ダイオード１４が配置される位置には、発光ダイオード１４が反射シート６の前面側に露出するよう、穴が設けられている。反射シート６の材質は特に限定されないが、ＰＥＴ樹脂等を用いた白色の反射シートを用いてもよいし、鏡面反射シート等を用いてもよい。本実施形態では、白色の反射シートである。また、光学シート５は、少なくとも発光ダイオード１４から入光した光を拡散させる拡散シートを含む光学フィルムである。光学シート５は、拡散シート以外にも、光線の向きを前面側に屈折させるプリズムシートなどの他の光学フィルムを含んでよい。

発光ダイオード基板７は、複数の発光ダイオード１４が実装された細長い基板である。複数の発光ダイオード１４は、水平方向、すなわち、液晶表示装置１の長辺と平行な方向に沿って並べられる。なお、発光ダイオード１４は、本実施形態では、２列に互い違いとなるよう配置される。しかしながら、発光ダイオード１４が水平方向に沿って配置されてさえいればその配列は特に限定されず、１列であっても、３列以上であっても、その他の配列であってもよい。発光ダイオード基板７の大きさは、その水平方向の長さは液晶パネル３の水平方向の長さよりやや短く、本実施形態では７０〜８０％程度である。またその垂直方向の長さは、液晶パネル３の垂直方向の長さより短く、好ましくは半分以下である。本実施形態では、おおむね１０〜２０％程度である。また、発光ダイオード基板７の材質は、絶縁性の材料であれば特に制限はなく、ガラスエポキシや紙フェノール、紙エポキシなどの絶縁性の材料や、絶縁性の被覆が施された金属によって形成されてよい。また、上述の発光ダイオード基板７の具体的な寸法は一例であり、液晶表示装置１の設計に依存して任意に変更してよい。

放熱板８は、発光ダイオード基板７が取り付けられるとともに、反射シート６を保持する金属板である。また放熱板８自体は下枠９に固定される。放熱板８の材質は、熱伝導率の高いものが好ましく、各種の金属や合金を好適に用いて良い。本実施形態では、アルミニウムを用いている。放熱板８の成形方法は特に問わず、プレス、切削等任意の方法で良いが、本実施形態では、押し出し成型により放熱板８を得ている。

図３は液晶表示装置１の構成を表す構成図である。以下同図を用いて、液晶表示装置１の各部機能を説明する。

液晶パネル３は矩形であり、その水平方向（図中左右方向）及び垂直方向（図中上下方向）の長さは、当該液晶表示装置１の用途に応じて定められる。また、液晶パネル３は横長形状（水平方向の長さが垂直方向の長さより長い）であっても縦長形状（水平方向の長さが垂直方向の長さより短い）であっても、水平方向と垂直方向の長さが等しくともよい。本実施形態では、液晶表示装置１はテレビジョン受像機であるので、液晶パネル３は横長形状である。

液晶パネル３は一対の透明基板を有している。透明基板の一方の基板であるＴＦＴ基板には複数の走査信号線Ｘと複数の映像信号線Ｙとが形成されている。走査信号線Ｘと映像信号線Ｙは互いに直交しており、格子状に形成されている。そして隣接する２つの走査信号線Ｘと隣接する２つの映像信号線Ｙとによって囲まれた領域が１つの画素となっている。

図４は、液晶パネル３に形成される画素の一つを回路図により示したものである。図中に示した走査信号線Ｘｎ及びＸｎ＋１、並びに映像信号線Ｙｎ及びＹｎ＋１に囲まれた領域が一つの画素となっている。ここで注目する画素は、走査信号線Ｘｎ及び映像信号線Ｙｎにより駆動されるものとする。各画素のＴＦＴ基板側には、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）３ａが設けられている。ＴＦＴ３ａは走査信号線Ｘｎから入力される走査信号によってオン状態となる。映像信号線Ｙｎは当該画素の画素電極３ｂに、オン状態のＴＦＴ３ａを介して電圧（各画素の階調値を表す信号）を加える。

一方、透明基板の他方の基板であるカラーフィルタ基板にはカラーフィルタが形成されており、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板の間に液晶３ｃが封入されている。そして、画素電極３ｂと液晶３ｃを介して容量を形成するように共通電極３ｄが形成されている。共通電極３ｄは、共通電位に電気的に接続される。そのため、画素電極３ｂに印加された電圧に応じて、画素電極３ｂと共通電極３ｄの間の電界が変化し、それにより液晶３ｃの配向状態が変化し、液晶パネル３を透過する光線の偏光状態を制御する。そして、液晶パネル３の表示面と表示面とは反対側の面である裏面には偏光フィルタが貼り付けられている。これにより、液晶パネル３に形成された各画素は、光の透過率を制御する素子として機能する。そして、各画素の光の透過率を入力された画像データに応じて制御することにより画像が形成される。なお、液晶パネル３において、画素が形成される領域を画像形成領域と呼ぶ。

ここで、共通電極３ｄはＴＦＴ基板及びカラーフィルタ基板のいずれに設けてもよい。共通電極３ｄの配置は液晶の駆動方式に依存する。例えば、ＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式であれば共通電極３ｄはＴＦＴ基板上に設けられる。ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式やＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）方式であれば、共通電極３ｄはカラーフィルタ基板上に設けられる。本実施形態では、ＩＰＳ方式を用いているため、共通電極３ｄはＴＦＴ基板上に設けられている。また、透明基板は本実施形態ではガラスであるが、樹脂など他の材質を用いてもよい。

図３に戻り、制御装置１７には、不図示のチューナやアンテナで受信した映像データや、映像再生装置など別の装置が生成した映像データが入力される。制御装置１７は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄａｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｌｙ）などのメモリとを備えたマイクロコンピュータであってよい。制御装置１７は入力された映像データに対して色調整などの各種画像処理を行い、各画素の階調値を示す映像信号を生成する。制御装置１７は生成した映像信号を映像線駆動回路１８ｂに出力する。また、制御装置１７は入力された映像データに基づいて、映像線駆動回路１８ｂ、走査線駆動回路１８ａ、バックライト駆動回路１９が同期を取るためのタイミング信号を生成し、各駆動回路に向けて出力する。ただし、本実施形態は制御装置１７の形態を特に限定するものではない。例えば、制御装置１７は複数のＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）から構成されてもよいし、単体であってもよい。また、バックライト駆動回路１９とその他の回路との同期を取らないものとしてもよい。

バックライト駆動回路１９は、バックライトユニット１０の光源である複数の発光ダイオード１４に必要な電流を供給する回路である。本実施形態では、制御装置１７は入力される映像データに基づいて発光ダイオード１４の輝度を制御するための信号を生成し、バックライト駆動回路１９に向けて出力する。そして、バックライト駆動回路１９は、当該生成された信号に応じて発光ダイオード１４に流れる電流の量を制御し、発光ダイオード１４の輝度を調節する。発光ダイオード１４の輝度は、発光ダイオード１４毎に調節してもよいし、複数の発光ダイオード１４をいくつかのグループに分け、グループ毎に調節するものとしてもよい。なお、発光ダイオード１４の輝度を制御する方法として、電流量を一定として、発光期間で明るさを制御するＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式としてもよい。あるいは、発光ダイオード１４の輝度を制御せず、一定の光量で発光するように電流量を一定としてもよい。

走査線駆動回路１８ａはＴＦＴ基板に形成された走査信号線Ｘに接続されている。走査線駆動回路１８ａは制御装置１７から入力されるタイミング信号に応じて走査信号線Ｘを順番に選択し、選択した走査信号線Ｘに電圧を印加する。走査信号線Ｘに電圧が印加されると、当該走査信号線Ｘに接続されたＴＦＴがオン状態となる。

映像線駆動回路１８ｂはＴＦＴ基板に形成された映像信号線Ｙに接続されている。映像線駆動回路１８ｂは走査線駆動回路１８ａによる走査信号線Ｘの選択に合わせて、当該選択された走査信号線Ｘに設けられるＴＦＴのそれぞれに、各画素の階調値を表す映像信号に応じた電圧を印加する。

なお、本実施形態では、図３に示した制御装置１７及びバックライト駆動回路１９は、いずれも図２の制御基板１３上に形成されている。また、走査線駆動回路１８ａ及び映像線駆動回路１８ｂからなる液晶パネル駆動回路１８は、液晶パネル３（図３）に電気的に接続されたＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）上あるいは、液晶パネル３を構成する基板上に形成されている（いわゆる、ＳＯＧ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ））。なお、これらの配置は一例であり、各回路をどの部分に設けるかは任意である。

図５は、液晶表示装置１の反射シート６、発光ダイオード基板７及び放熱板８を前面側からみた図である。なお、同図では、発光ダイオード基板７及び放熱板８が反射シート６に隠れて見えない部分を破線で示した。

反射シート６の周縁には、舌状に突出する固定部６ａが適宜の間隔で適宜の数設けられている。これは、反射シート６の周縁部を固定するためのものであり、本実施形態では、中間枠４に設けられた突起（図示せず）に引っ掛けて固定するよう各々穴が設けられている。しかしながら、反射シート６の周縁部を固定する構造はどのようなものであってもよい。

また、反射シート６の幅方向の中央部の領域には、発光ダイオード１４を反射シート６の前面側に露出させる穴６ｂが、発光ダイオード１４の配列に相応して設けられている。図示の通り、発光ダイオード１４及び穴６ｂは長手方向に沿って配列されている。本実施形態では、発光ダイオード１４及び穴６ｂは、幅方向に２列となるように配列されており、互いの列に属する発光ダイオード１４及び穴６ｂは、図示のように互い違いになるように配列されている。また、発光ダイオード１４の配列密度は、反射シート６の長手方向中央部近辺で高く、両端部付近で低くなっている。すなわち、隣り合う発光ダイオード１４同士の間隔は、画像形成領域の中央部より、画像形成領域の周辺部の方が大きい。なお、図５では、発光ダイオード１４及び穴６ｂは、代表として１つのみ符号を付した。

また、発光ダイオード基板７は、その幅方向の長さが発光ダイオード基板７より大きい放熱板８上に固定される。本実施形態の液晶表示装置１では、発光ダイオード１４が液晶表示装置１の幅方向の中央近辺に集中して配置される。また画像形成領域の全域を集中配置された発光ダイオード１４で照射するため、それぞれの発光ダイオード１４の光量も大きい。そのため、発光ダイオード１４が配置されている領域における単位面積当たりの発熱量が大きくなるので、熱伝導性に優れた放熱板８の面積を発光ダイオード基板７より大きくすることで、効率よく熱を放散するようになされている。反射シート６は、幅方向の中央付近では、固定具２０により放熱板８に固定される。また、反射シート６が湾曲している湾曲部において、反射シート６を支持する支持具２１が設けられている。

図６は、図５のＶＩ−ＶＩ線による部分拡大断面図である。図６では、下枠９を同時に示した。また、同図左側が前面側、右側が背面側である。同図には、反射シート６に設けられた穴６ｂを貫通して、発光ダイオード基板７上に実装された発光ダイオード１４が、反射シート６の前面側に露出している様子が示されている。さらに、反射シート６には、固定穴６ｃが設けられており、この固定穴６ｃを貫通する固定具２０により、発光ダイオード基板７の幅方向外側の領域において放熱板８に固定される。固定穴６ｃの大きさは、固定具２０の貫通部分の断面の大きさよりやや大きい。これは、発光ダイオード１４の発熱による熱膨張において、各部材の線膨張係数の差による寸法の相対的な変化を許容するためである。また、発光ダイオード基板７及び放熱板８の前面が略面一となっているため、その前面側では、反射シート６は波打つことなく平坦に保持される。

固定具２０はどのようなものであってもよく特に限定はないが、本実施形態では、図示するようなスナップ止め機構を有する固定ピンを用いており、反射シート６の固定を簡便に行える。固定具２０の材質は、反射シート６と同じか、若しくは同様の白色の合成樹脂製とすることが好ましい。これにより、固定具２０が配置されている位置における輝度むらが最小に抑えられる。また、固定具２０の前面側の部分、すなわち、固定ピンのいわゆる頭の部分の高さはできるだけ小さくし、固定具２０の前面の位置が発光ダイオード１４の前面の位置より背面側となるようにする。これにより、固定具２０の垂直方向外側に、発光ダイオード１４からの光が十分照射されない影の領域が形成されることを防止する。

図７は、図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線による液晶表示装置１の概略断面図である。同図には、反射シート６を湾曲部において支持する支持具２１の断面が示されている。

反射シート６は、垂直方向の断面においては、中央に平坦な平坦部６ｄが設けられている。この平坦部６ｄは、前述したとおり放熱板８に固定される部分であり、発光ダイオード１４はこの平坦部６ｄに配置されている。この平坦部６ｄの上下には、液晶パネル３側に向かって凹となるように湾曲した湾曲部である、上側湾曲部６ｅ及び下側湾曲部６ｆが設けられている。そして、支持具２１は、この湾曲部が撓むことによる輝度むらを防止するため、湾曲部の位置を所望の位置に支持する部材である。

具体的には、支持具２１は、反射シート６の湾曲部に設けられた開口６ｇを通過する支持軸２１ａにより湾曲部の垂直・水平方向の位置を規制し、さらに、支持軸２１ａの、液晶パネル３側の端部に設けられた拡幅部２１ｂにより湾曲部の前後方向の位置を規制する。開口６ｇの大きさは支持軸２１ａの断面の大きさよりやや大きいが、これは、前述した固定具２０（図６参照）と同様、線膨張係数の差による熱膨張時の寸法誤差を吸収するためである。また、拡幅部２１ｂは反射シート６の前面に露出しており、その前面の角度が湾曲部とほぼ等しい平坦な形状となっている。これは、拡幅部２１ｂの垂直方向外側に発光ダイオード１４からの光が十分照射されない影の領域が形成されることを防止するためである。なお、支持具２１の材質もまた、反射シート６と同じか、若しくは同様の白色の合成樹脂製とすることが好ましい。

本実施形態では、支持具２１は、下枠９に固定される。支持具２１の形式は特に限定はなく、どのようなものであってもよいが、本実施形態では、支持具２１は２つの部分に分割されており、端部にスナップ止め機構２１ｃを持つ中間軸２１ｄを下枠９の適宜の取付穴に取り付け固定し、その後、反射シート６を挟み込むようにして、支持軸２１ａの端部に設けられたスナップ止め機構２１ｅにより中間軸２１ｄと支持軸２１ａを連結する構造となっている。

支持具２１の垂直方向の位置に関し、支持具２１の垂直方向の位置が発光ダイオード１４に近いと、拡幅部２１ｂを平坦な形状としても、光線の反射・拡散に与える影響が無視できなくなり、均一な照明が得られなくなる。そこで、上側湾曲部６ｅの垂直方向の長さをＬ_Ｕ、下側湾曲部６ｆの垂直方向の長さをＬ_Ｄとし、上側湾曲部６ｅの下端から上側湾曲部６ｅに設けられた支持具２１までの垂直方向の距離をｌ_Ｕ、下側湾曲部６ｆの下端から下側湾曲部６ｆに設けられた支持具２１までの垂直方向の距離をｌ_Ｄとすると、ｌ_Ｕ≧Ｌ_Ｕ／２及び、ｌ_Ｄ≧Ｌ_Ｄ／２であることが好ましい。換言すれば、支持具２１は、上側湾曲部６ｅの高さ方向における上側半分の領域内或いは、下側湾曲部６ｆの高さ方向における下側半分の領域内に設けることが好ましい。なお、発明者による具体的な検討によれば、ｌ_Ｕ及びｌ_Ｄがおおよそ１００ｍｍ以上であれば、支持具２１の影響を無視できる。しかしながら、この数値は液晶表示装置１のサイズや各部材の形状等により変化するものと思われる。

なお、本実施形態では、支持具２１を上側湾曲部６ｅ及び下側湾曲部６ｆの双方に設けているが、これに限定されず、後述するように、いずれか片方のみに設けるようにしてもよい。

ところで、ｌ_Ｕとｌ_Ｄは、必ずしも同一の値となる必要はなく、支持具２１が反射シート６の変形を最小とするような位置となるよう設定することが好ましい。図８は、反射シート６の変形を示す図である。反射シート６が支持具２１により支持されていない場合には、反射シート６の湾曲部が変形するが、この変形を誇張して描くと、図中に示した破線のようになる。すなわち、上側湾曲部６ｅにおいては、その変形量は上側湾曲部６ｅの下側が大きくなる。一方、下側湾曲部６ｆにおいても、その変形量は下側湾曲部６ｆの下側において大きくなる。ここで、反射シート６の変形量を小さくするには、無支持の状態において変形量が大きくなる位置で反射シート６を支持することが効果的である。そのため、支持具２１は、上側湾曲部６ｅ及び下側湾曲部６ｆの下側に近くなるよう配置することが望ましい。すなわち、上側湾曲部６ｅに配置される支持具２１は平坦部６ｄにより近くなるように、また、下側湾曲部６ｆに配置される支持具は平坦部６ｄからより遠くなるように配置するとよい。図７に即して説明すれば、ｌ_Ｕ≦ｌ_Ｄ、すなわち、上側湾曲部６ｅに配置される支持具２１の上側湾曲部６ｅの下端からの距離ｌ_Ｕは、下側湾曲部６ｆに配置される支持具２１の下側湾曲部６ｆの上端からの距離ｌ_Ｄ以下とすることが好ましい。ｌ_Ｕ及びｌ_Ｄの具体的な値は、支持具２１による光線への影響と反射シート６の変形による光線への影響を勘案して定めることが好ましく、実験的にあるいはコンピュータシミュレーションにより定めてよい。

ところで、以上説明した実施形態に係る液晶表示装置１では、図７に示すように、支持具２１をスナップ止め機構２１ｃにより下枠９に固定している。そのため、スナップ止め機構２１ｃが下枠９の背面側に露出することとなる。図９は、支持具２１が補強部材１１に固定される変形例に係る液晶表示装置１の断面図である。図１に示したように、補強部材１１は外枠の内側、すなわち、液晶パネル３と対向する側に取り付けられるので、本変形例のように補強部材１１に支持具２１を固定すると、支持具２１が下枠９の背面に露出しない。なお、ここで示した変形例では、補強部材１１には、絞り変形を加えることにより、スナップボタンのゲンコ状の凸部１１ａを形成している。そして、支持具２１の背面側に設けられた、スナップボタンのバネ状の凹部と凸部１１ａが噛み合うことにより支持具２１は反射シート６を挟み込んだ状態で補強部材１１に固定される。なお、支持具２１を補強部材１１に取り付ける方法はここで挙げたものに限定されず、公知のどのような方法を用いてもよい。

上記説明した本実施形態に係る液晶表示装置１では、図５に示すように、支持具２１を上側湾曲部に２つ、下側湾曲部に２つと同数設け、それぞれ水平方向に対称かつ、上側湾曲部に設けられた支持具２１と下側湾曲部に設けられた支持具２１の水平方向の位置が等しくなるように配置したが、これに限定されず、支持具２１の数及び位置は任意に定めてよい。

例えば、図１０Ａに示すように、上側湾曲部のみに支持具２１を設けるようにしてもよい。これは、図８にも示されているように、反射シート６の変形量は、上側湾曲部６ｅの方が大きいことから、下側湾曲部６ｆの変形量が実用上問題ない程度であれば、下側湾曲部６ｆに支持具２１を設けずともよいからである。

また、図１０Ｂに示すように、支持具２１が配置される数を上側湾曲部と下側湾曲部とで違えてもよい。同図に示した例では上側湾曲部に配置される支持具２１が２つ、下側湾曲部に配置される支持具２１が１つとなっているが、これは、前述の通り、上側湾曲部の方が下側湾曲部に比して変形量が大きくなるためである。

さらに、図１０Ｃに示すように、支持具２１を左右非対称に設けてもよい。この配置は、支持具２１の数を少なくし、かつ、支持具２１を補強部材１１（図１及び９参照）に固定する場合に採用するとよい。

続いて、本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置１を説明する。本実施形態に係る液晶表示装置１は、先の実施形態に加え、さらに、光学シート５の撓みを抑止する構造を有している点が異なり、残余の点は同一である。そのため、重複する構成については先の実施形態と同符号を付し、その詳細な説明を省略することとする。

図１１は、第２の実施形態に係る液晶表示装置１の断面図であり、先の実施形態における図７に対応する断面を示す図である。液晶表示装置１が大型になると、光学シート５も大型となり、自重により撓み、そのことにより均一な照明が得られなくなる恐れがある。そこで、本実施形態では、支持具２１の拡幅部２１ｂの前面より、液晶パネル３に対向する方向に延び、光学シート５に突き当たり支持する支持柱２１ｆが設けられている。支持柱２１ｆにより光学シート５の厚み方向（同図中左右方向）への変形が阻止され、撓みが防止される。支持柱２１ｆは、支持柱２１ｆによる照明への影響を最小限とすべく、図示したように、先細りの形状となっている。すなわち、支持柱２１ｆは、その断面積が液晶パネル３に近づくにつれ減少するテーパ形状となっている。また、支持柱２１ｆの断面形状は、特段限定されないが、照明への影響が少ない形状であることが望ましい。本実施形態では、支持柱２１ｆの断面形状は円形である。したがって、本実施形態の支持柱２１ｆは円錐形状である。このようにすると、支持柱２１ｆに入射した光線は支持柱２１ｆの周囲に均等に散乱し、輝度むらを生じにくい。

また、支持柱２１ｆは、光学シート５に対し単に突き当たっているのみであり、互いに固定されているわけではない。そのため、支持柱２１ｆにより、光学シート５は、液晶パネル３から遠ざかる方向への変位は規制されるが、液晶パネル３に近づく方向への変位は規制されない。なお、図１１中では、光学シート５は液晶パネル３に密着しているかのように描かれているが、厳密には両者の間には多少の隙間が設けられている。

この点に関し、光学シート５は、拘束されない状態において若干の反りを有しており、その向きは、液晶パネル３に対向する面が凹となる向きである。すなわち、光学シート５は、支持柱２１ｆによる拘束がなければ、図中破線に示したような形状となる。光学シート５がこのような向きに反りを有していれば、光学シート５が常に支持柱２１ｆに押しつけられるような向きに力が働くため、液晶パネル３に近づく方向へ変位することがない。

なお、光学シート５が複数枚からなる場合には、その少なくとも１枚が上述の反りを有していれば足り、本実施形態では、拡散シートが反りを有する光学シート５である。

なお、以上説明した実施形態は、本発明の説明のために示した具体例であって、これらの実施形態に本発明を限定するものではない。

例えば、実施形態において、発光ダイオード１４はレンズを有するものとしたが、発光ダイオード素子からの発光が十分に拡散している場合には必ずしもレンズは必要ではない。また、実施形態においては、液晶表示装置１は発光ダイオード基板７を液晶表示装置１の垂直方向中央に１つのみ有する構成として示したが、発光ダイオード基板７を２つ以上有し、垂直方向に並列に配置される構成としてもよい。さらに、実施形態において示した発光ダイオード１４の数や配置、その他各部材の数、形状及び配置は、実施形態において示したものに限定されず、必要に応じ適宜最適化すべきものである。

１ 液晶表示装置、２ 上枠、２ａ 緩衝材、３ 液晶パネル、３ａ ＴＦＴ、３ｂ 画素電極、３ｃ 液晶、３ｄ 共通電極、４ 中間枠、４ａ 緩衝材、５ 光学シート、６ 反射シート、６ａ 固定部、６ｂ 穴、６ｃ 固定穴、６ｄ 平坦部、６ｅ 上側湾曲部、６ｆ 下側湾曲部、６ｇ 開口、７ 発光ダイオード基板、８ 放熱板、９ 下枠、１０ バックライトユニット、１１ 補強部材、１１ａ 凸部、１２ スピーカ、１３ 制御基板、１４ 発光ダイオード、１５，１６ 光線、１７ 制御装置、１８ 液晶パネル駆動回路、１８ａ 走査線駆動回路、１８ｂ 映像線駆動回路、１９ バックライト駆動回路、２０ 固定具、２１ 支持具、２１ａ 支持軸、２１ｂ 拡幅部、２１ｃ スナップ止め機構、２１ｄ 中間軸、２１ｅ スナップ止め機構、２１ｆ 支持柱。

Claims (11)

1. 液晶パネルと、
   前記液晶パネルの背面側に配置され、前記液晶パネルに対向する面が凹となるよう湾曲した形状の反射シートと、
   複数の発光ダイオードが水平方向に沿って配置された発光ダイオード基板と、
   前記反射シートの湾曲部において前記反射シートを支持する支持具と、
   を備えた液晶表示装置。
2. 前記反射シートは、前記発光ダイオードの上側に位置する上側湾曲部と、前記発光ダイオードの下側に位置する下側湾曲部を有し、
   前記支持具は、前記上側湾曲部の高さ方向における上側半分の領域内及び／又は前記下側湾曲部の高さ方向における下側半分の領域内に設けられる
   請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記反射シートは、前記発光ダイオードの上側に位置する上側湾曲部と、前記発光ダイオードの下側に位置する下側湾曲部を有し、
   前記上側湾曲部に配置される前記支持具の上側湾曲部の下端からの距離は、前記下側湾曲部に配置される前記支持具の下側湾曲部の上端からの距離以下である請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 前記反射シートの背面側に配置された外枠を有し、
   前記支持具は、前記外枠に固定される請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 前記反射シートの背面側に配置された外枠と、
   前記外枠の前記液晶パネルに対向する側に取り付けられた補強部材と、
   を有し、
   前記支持具は、前記補強部材に固定される請求項１に記載の液晶表示装置。
6. 前記支持具は、前記反射シートに設けられた開口を通過する支持軸と、前記支持軸の端部に設けられた拡幅部を有し、前記拡幅部は、前記反射シートの前面に露出する請求項１に記載の液晶表示装置。
7. 前記液晶パネルの背面側に配置された光学シートを有し、
   前記支持具は、前記拡幅部より前記液晶パネルに対向する方向に延び、前記光学シートを支持する支持柱を有する請求項６に記載の液晶表示装置。
8. 前記支持柱は、断面積が前記液晶パネルに近づくにつれ減少するテーパ形状である請求項７に記載の液晶表示装置。
9. 前記支持柱は、円錐形状である請求項８に記載の液晶表示装置。
10. 前記光学シートは、拘束されない状態において、前記液晶パネルに対向する面が凹となる反りを有する請求項７に記載の液晶表示装置。
11. 前記支持具は白色である請求項６に記載の液晶表示装置。
    

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