JP2013143273A - 照明装置、表示装置及びテレビ受信装置 - Google Patents

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【課題】輝度ムラを抑制する。
【解決手段】照明装置12は、光源24と、光源24が実装される実装面25a2と、実装面25a2上に形成され、光源24からの光を反射し、実装面25a2とは光反射率が異なる反射層30とを有する光源基板25と、反射層30を貫通して実装面25a2を露出させる孔31aからなり、光源24の周辺に配される反射パターン31と、光源24からの光を反射すると共に光源基板25の反射層側に被せられるシート状の反射部29aと、この反射部29aを貫通する孔からなり、光源24、光源24の周辺に配される反射層30、及び反射パターン31をそれぞれ露出させる開口部29dとを有する反射部材29とを備える。
【選択図】図10

Description

本発明は、照明装置、表示装置及びテレビ受信装置に関する。
例えば、液晶テレビなどの液晶表示装置に用いる液晶パネルは、自発光しないため、別途に照明装置としてバックライト装置を必要としている。このバックライト装置は、液晶パネルの裏側(表示面とは反対側)に設置されるようになっており、液晶パネル側の面が開口したシャーシと、シャーシ内に収容される光源と、光源と対向するようシャーシの開口部を覆う形で配されて光源が発する光を効率的に液晶パネル側へ放出させるための光学部材(拡散シート等)とを備える。上記したバックライト装置の構成部品のうち、光源として例えばLEDを用いる場合があり、その場合には、シャーシ内にLEDを実装したLED基板を収容することになる。なお、光源としてLEDを用いたバックライト装置の一例として下記特許文献1に記載されたものが知られている。
特開2011−3549号公報
ところで、LED基板におけるLEDの実装面には、LEDに給電するための配線パターンが形成されるのに加えて、その配線パターンの酸化を防止したり、配線パターン間の短絡を防止するなどのためにソルダーレジストがさらに塗布されている。このソルダーレジストとして表面が白色を呈するものを用いれば、LEDからの光をLED基板の実装面によって効率的に反射させることができる。ここで、ソルダーレジストにおける光反射率は、膜厚に応じて変動し得るのであるが、その膜厚を一定にするのは製造上の理由から難しくなっていた。このため、ソルダーレジストによる反射光量にはばらつきが生じ易くなっており、その結果輝度ムラが発生するおそれがあった。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、輝度ムラを抑制することを目的とする。
本発明の照明装置は、光源と、前記光源が実装される実装面と、前記実装面上に形成され、前記光源からの光を反射し、前記実装面とは光反射率が異なる反射層とを有する光源基板と、前記反射層を貫通して前記実装面を露出させる孔からなり、前記光源の周辺に配される反射パターンと、前記光源からの光を反射すると共に前記光源基板の前記反射層側に被せられるシート状の反射部と、この反射部を貫通する孔からなり、前記光源、前記光源の周辺に配される前記反射層、及び前記反射パターンをそれぞれ露出させる開口部とを有する反射部材と、を備える。
光源から発せられた光は、反射部材によって反射等され、光源基板における反射層側の表面のうち開口部内となる部分に形成された反射層、及び反射パターンをなす孔から露出した実装面によって反射されることで、当該照明装置における出射光として有効に利用される。ここで、反射層は、その光反射率が厚さに応じて変動し得るのであるが、その厚さが製造上の理由からばらつくおそれがある。これに対して前記孔から露出する実装面は、反射層とは光反射率が異なっていて、前記開口部内に形成されているから、反射パターンの形成範囲(反射層が開口部から露出する範囲)や前記孔から露出する実装面の光反射率などを適切に設定することで、反射層の厚さ及び反射層の光反射率が多少ばらついたとしても、光源基板の反射層側の表面における光反射率を安定化させることが可能とされる。これにより、光源基板における反射層側の表面にて反射される反射光量が安定したものとなり、もって当該照明装置の出射光に輝度ムラが生じ難くなる。
本発明の実施形態として、次の構成が好ましい。
(1)前記反射パターンをなす前記孔から露出する前記実装面は、光反射率が前記反射層よりも相対的に低いものとされる。例えば、反射層の厚さを一定程度まで厚くすると、厚さの変動に伴う反射層の光反射率の変化量が少なくなる傾向を示す場合には、反射層の厚さをそのような厚さに設定して、反射層の光反射率に生じ得るばらつきを極力小さくするのが好ましい。このとき、反射層は、厚さが一定程度まで厚くされることで、その光反射率が過剰に高くなるおそれがあるものの、本発明によれば、光反射率が反射層よりも相対的に低い実装面が反射パターンをなす前記孔から露出しているから、反射パターンの形成範囲や前記反射パターンをなす前記孔から露出する前記実装面の光反射率などを適切に設定することで、過剰に高くなりがちな光源基板の前記反射層側の表面における光反射率を抑制することができる。これにより、輝度ムラをより好適に抑制することができる。
(2)前記反射パターンをなす前記孔は、前記光源基板の前記反射層側における表面の面内における単位面積当たりの面積比率が前記光源から遠ざかる方向へ向けて小さくなるように形成されている。このようにすれば、光反射率が、前記開口部から露出する前記反射層の面積比率が光源から遠ざかる方向へ向けて大きくなるので、光源基板の反射層側の表面における光反射率が光源から遠ざかる方向へ向けて高くなる。光源基板の反射層側の表面において光源に相対的に近い位置では、光量が相対的に多くなっているものの、上記した構成により光反射率が相対的に低くされることで過剰になりがちな反射光量が抑制される。一方、光源基板の反射層側の表面において光源から相対的に遠い位置では、光量が相対的に少なくなっているものの、上記した構成により光反射率が相対的に高くされることで不足しがちな反射光量が十分に補われる。これにより、光源基板の反射層側における表面の面内において反射光量が均一化され、もって輝度ムラを一層好適に抑制することができる。
(3)前記反射パターンをなす前記孔は、前記光源基板の前記反射層側における表面の面内において分散配置された多数のドット状のものからなり、前記孔の径寸法が前記光源から遠ざかる方向へ向けて小さくなるものとされる。このようにすれば、前記反射パターンをなす前記孔を、多数のドット状のものに構成し、そのドット状の前記孔の径寸法を光源からの距離に応じて変化させることで、光源基板の反射層側の表面における光反射率をなだらかに変化させることができ、もって光源基板の反射層側の表面による反射光量をより均一なものとすることができる。
(4)前記反射パターンをなす前記孔は、前記光源基板の前記反射層側における表面の面内において分散配置された多数のドット状のものからなり、隣り合う前記孔間の配列間隔が前記光源から遠ざかる方向へ向けて大きくなるものとされる。このようにすれば、前記反射パターンをなす前記孔を、多数のドット状のものにより構成し、それらの孔間の配列間隔を光源からの距離に応じて変化させることで、光源基板の反射層側における光反射率をなだらかに変化させることができ、もって光源基板の実装面による反射光量をより均一なものとすることができる。
(5)前記光源は、前記光源基板の前記反射層側における表面の面内において点状をなす点状光源とされるのに対し、前記反射パターンをなす前記孔は、平面に視て前記点状光源を取り囲む形で配されている。このようにすれば、点状光源から発せられた光は、平面に視て点状光源を中心にした放射方向に広がる傾向とされるが、その光が点状光源を取り囲む形で配される反射パターン、及び反射層によって反射されることで、その反射光が周方向について特定の指向性を持ち難くなっている。これにより、光源基板の反射層側における表面による反射光にムラがより生じ難くなる。
(6)前記反射パターンをなす前記孔は、前記光源基板の前記反射層側における表面の面内において分散配置された多数のドット状のものからなり、前記孔が前記点状光源を取り囲む周方向に沿って並列して配されると共に前記周方向について隣り合う前記孔における面積及び配列間隔が略等しいものとされる。このようにすれば、点状光源から放射方向に広がる光は、周方向について面積及び配列間隔がほぼ等しいドット状の孔からなる反射パターン、及び反射層によって反射されることで、その反射光が周方向について特定の指向性をより持ち難くなっている。これにより、光源基板の反射層側の表面による反射光にムラが一層生じ難くなる。
(7)前記光源基板には、前記光源と対向状に配されると共に前記光源から入射される光に光学作用を付与しつつ出射させる光学レンズが設けられているのに対して、前記反射部材における前記開口部が前記光源と共に前記光学レンズを挿通可能となる大きさとされており、前記反射パターンをなす前記孔は、少なくとも前記光学レンズと平面に視て重畳する範囲に形成されている。このようにすれば、光源から発せられた光は、光学レンズに入射してから所定の光学作用を付与されつつ出射される。光源からの光は、全てが光学レンズに入射されてそのまま出射されるとは限らず、光学レンズによって光源基板側に向けて反射されるものも存在している。このような光学レンズによる反射光は、光源基板の反射層側の表面に形成された反射層及び反射パターンをなす孔から露出する実装面によって反射されることで、再び光学レンズに入射される。従って、反射パターンをなす孔から露出する実装面によって光源基板の反射層側の表面にて反射される反射光量が安定したものとされることで、光学レンズへの入射光量も安定し、もって輝度ムラの抑制に一層好適となる。
(8)前記反射パターンをなす前記孔は、平面に視て前記光学レンズよりも広範囲に亘って形成されている。このようにすれば、光学レンズによる反射光は、光源基板の反射層側の表面に対して、平面に視て光学レンズよりも広範囲にわたって照射される場合があるが、その場合でも上記反射光を反射パターンをなす孔から露出する実装面によって光学レンズ側に反射させることができるから、光学レンズへの入射光量をより安定したものとすることができる。
(9)前記反射パターンをなす前記孔は、前記光源基板の前記反射層側の表面における光反射率が前記光源から遠ざかる方向へ向けて高くなるように形成されている。このようにすれば、光源基板の反射層側の表面において光源に相対的に近い位置では、光量が相対的に多くなっているものの、光反射率が相対的に低くされることで過剰になりがちな反射光量が抑制される。一方、光源基板の反射層側の表面において光源から相対的に遠い位置では、光量が相対的に少なくなっているものの、光反射率が相対的に高くされることで不足しがちな反射光量が十分に補われる。これにより、光源基板の反射層側における表面の面内において反射光量が均一化され、もって輝度ムラを一層好適に抑制することができる。
(10)前記反射パターンをなす前記孔は、前記光源基板の前記反射層側の表面における面内において分散配置された多数のドット状のものからなる。このようにすれば、反射パターンをなす孔を、多数のドット状のものにより構成することで、そのドットパターンの態様(数、面積等)によって前記孔から露出する実装面の形成範囲(開口部から露出する反射層の範囲)をきめ細かく調整することができ、もって輝度の均一化を図る上で一層有用となる。
(11)前記光源基板の前記実装面は、絶縁層と、この絶縁層上に配されると共に前記光源に接続される配線部とが形成されており、前記反射層は、前記配線部を覆うように前記絶縁層上に形成されるソルダーレジストからなる。ソルダーレジストより反射層が構成され、実装面が絶縁層及び配線部から構成されていると、仮にソルダーレジストとは別途に反射層を形成し、実装面として配線部の下側に敷かれている絶縁層とは別途に層を形成した場合に比べると、構造の簡素化を図ることができるとともに製造コストを低減できる。
(12)前記反射パターンをなす前記孔は、前記実装面のうち前記絶縁層のみが露出するように形成される。このように、前記孔が、前記実装面のうち前記絶縁層のみが露出するように形成されていると、前記配線部を露出させることなく反射パターンを形成することができる。つまり、配線パターンの酸化や短絡を確実に防止することができる。
次に、上記課題を解決するために、本発明の表示装置は、上記記載の照明装置と、前記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。
このような表示装置によると、表示パネルに対して光を供給する照明装置が、輝度ムラが生じ難いものであるため、表示品質の優れた表示を実現することが可能となる。
前記表示パネルとしては液晶パネルを例示することができる。このような表示装置は液晶表示装置として、種々の用途、例えばテレビやパソコンのディスプレイ等に適用でき、特に大型画面用として好適である。
本発明によれば、輝度ムラを抑制することができる。
本発明の実施形態1に係るテレビ受信装置の概略構成を示す分解斜視図 液晶表示装置の概略構成を示す分解斜視図 液晶パネルの長辺方向に沿った断面構成を示す断面図 アレイ基板の平面構成を示す拡大平面図 CF基板の平面構成を示す拡大平面図 照明装置を構成するシャーシにおける拡散レンズ、LED基板、保持部材及び反射シート等の配置構成を示す平面図 液晶表示装置の短辺方向(図6のvii−vii線)に沿った断面構成を示す断面図 液晶表示装置の長辺方向(図6のviii−viii線)に沿った断面構成を示す断面図 照明装置を構成するLED基板におけるLED付近の拡大平面図 図8におけるLED及び拡散レンズ付近の拡大断面図 図9のxi−xi線断面図 反射層における膜厚に対する光反射率の変化を表すグラフ LEDからの距離に対するLED基板の表面における光反射率の変化を表すグラフ 実施形態1の変形例1に係るLEDからの距離に対するLED基板の表面における光反射率の変化を表すグラフ 実施形態1の変形例2に係るLEDからの距離に対するLED基板の表面における光反射率の変化を表すグラフ 本発明の実施形態2に係るLED基板におけるLED付近の拡大平面図 本発明の実施形態3に係るLED基板におけるLED付近の拡大平面図 本発明の実施形態4に係るLED基板におけるLED付近の拡大平面図 本発明の実施形態5に係るLED基板におけるLED付近の拡大平面図 本発明の実施形態6に係るLED基板におけるLED付近の拡大平面図 本発明の実施形態7に係るLED基板におけるLED付近の拡大平面図 本発明の実施形態8に係るLED基板におけるLED付近の拡大平面図 本発明の実施形態9に係るLED基板におけるLED付近の拡大平面図 本発明の実施形態10に係るLED基板におけるLED付近の拡大平面図
<実施形態1>
本発明の実施形態1を、図1から図11を参照しつつ説明する。本実施形態では、照明装置12、液晶表示装置10及びテレビ受信装置TVについて例示する。なお、各図面の一部には、X軸、Y軸及びZ軸が示されており、各軸方向が各図面において共通の方向となるように描かれている。また、図7及び図8に示される上側を表側とし、同図下側を裏側として、照明装置12等について説明する。
(テレビ受信装置)
本実施形態に係るテレビ受信装置TVは、図1に示されるように、表示装置である液晶表示装置10と、この液晶表示装置10を挟むようにして収容する表裏両キャビネットCa,Cbと、電力供給のための電源回路基板Pと、テレビ画像信号を受信可能なチューナー(受信部)Tと、チューナーTから出力されたテレビ画像信号を液晶表示装置10用の画像信号に変換する画像変換回路基板VCと、スタンドSとを備えている。液晶表示装置10は、全体として横長(長手)の方形状(矩形状)をなし、長辺方向を水平方向(X軸方向)と、短辺方向を垂直方向(Y軸方向、鉛直方向)とそれぞれほぼ一致させた状態で収容されている。この液晶表示装置10は、図2に示されるように、表示パネルである液晶パネル11と、外部光源である照明装置(バックライト装置)12とを備え、これらが枠状のベゼル13等により一体的に保持されるようになっている。
(液晶パネル)
液晶表示装置10における液晶パネル11の構成について説明する。液晶パネル11は、全体として横長(長手)の方形状(矩形状)をなしており、図3に示されるように、一対の透明な(透光性を有する)ガラス製の基板11a,11bと、両基板11a,11b間に介在し、電界印加に伴って光学特性が変化する物質である液晶を含む液晶層11cとを備え、両基板11a,11bが液晶層の厚さ分のギャップを維持した状態で図示しないシール剤によって貼り合わせられている。また、両基板11a,11bの外面側には、それぞれ偏光板11d,11eが貼り付けられている。なお、液晶パネル11における長辺方向がX軸方向と一致し、短辺方向がY軸方向と一致している。
両基板11a,11bのうち表側(正面側)がカラーフィルタ(以下、CF)基板11aであり、裏側(背面側)がアレイ基板11bである。アレイ基板11bの内面(つまり、液晶層11c側(CF基板11aとの対向面側)の面)には、図4に示されるように、スイッチング素子であるTFT(Thin Film Transistor)14及び画素電極15がマトリクス状(行列状)に多数個並列して設けられるとともに、これらTFT14及び画素電極15の周りには、格子状をなすゲート配線16及びソース配線17が取り囲むようにして配設されている。画素電極15は、長辺方向をY軸方向に、短辺方向をX軸方向にそれぞれ一致させた縦長(長手)の方形状(矩形状)をなしており、ITO(Indium Tin Oxide)、ZnO(Zinc Oxide)等からなる。ゲート配線16とソース配線17とがそれぞれTFT14のゲート電極とソース電極とに接続され、画素電極15がTFT14のドレイン電極に接続されている。また、TFT14及び画素電極15の液晶層11c側には、図3に示されるように、液晶分子を配向するための配向膜18が設けられている。アレイ基板11bにおける端部には、ゲート配線16及びソース配線17から引き回された端子部が形成されており、この端子部には、図示しない液晶駆動用のドライバ部品が異方性導電膜(ACF:Anisotropic Conductive Film)を介して圧着接続され、さらにはその液晶駆動用のドライバ部品が各種配線基板などを介して図示しない表示制御回路基板に電気的に接続されている。この表示制御回路基板は、テレビ受信装置TVにおける画像変換回路基板VC(図1参照)に接続されるとともに同画像変換回路基板VCからの出力信号に基づいてドライバ部品を介して各配線16,17に駆動信号を供給する。
一方、CF基板11aの内面(つまり、液晶層11c側(アレイ基板11bとの対向面側)の面)には、図5に示されるように、アレイ基板11b側の各画素に対応して多数個の着色部R,G,B,Yをマトリクス状(行列状)に配列してなるカラーフィルタ19が設けられている。そして、本実施形態に係るカラーフィルタ19は、光の三原色である赤色の着色部R,緑色の着色部G,青色の着色部Bに加えて、黄色の着色部Yを有する。各着色部R,G,B,Yは、対応した各色(各波長)の光を選択的に透過する。各着色部R,G,B,Yは、画素電極15と同様に長辺方向をY軸方向に、短辺方向をX軸方向にそれぞれ一致させた縦長(長手)の方形状(矩形状)をなしている。各着色部R,G,B,Y間には、混色を防ぐため、格子状の遮光層(ブラックマトリクス)BMが設けられている。CF基板11aにおけるカラーフィルタ19の液晶層11c側には、図3に示されるように、対向電極20及び配向膜21が順次積層して設けられている。
ここで、カラーフィルタ19を構成する各着色部R,G,B,Yの配置及び大きさについて詳しく説明する。各着色部R,G,B,Yは、図5に示されるように、X軸方向を行方向とし、Y軸方向を列方向とする行列状に配列されている。各着色部R,G,B,Yにおける列方向(Y軸方向)の寸法は、全て同一とされるものの、行方向(X軸方向)の寸法については各着色部R,G,B,Yによって異なる。詳しくは、各着色部R,G,B,Yは、図5に示される左側から赤色の着色部R、緑色の着色部G、青色の着色部B、黄色の着色部Yの順で行方向に沿って並べられている。これらの赤色の着色部R及び青色の着色部Bの行方向の寸法が、黄色の着色部Y及び緑色の着色部Gの行方向の寸法よりも相対的に大きく設定されている。つまり、行方向の寸法が相対的に大きな着色部R,Bと、行方向の寸法が相対的に小さな着色部G,Yとが行方向について交互に繰り返し配されている。これにより、赤色の着色部R及び青色の着色部Bの面積は、緑色の着色部G及び黄色の着色部Yの面積よりも大きくなっている。青色の着色部Bと赤色の着色部Rとの面積は、互いに等しく設定されている。同様に緑色の着色部Gと黄色の着色部Yとの面積は、互いに等しく設定されている。なお、図3及び図5では、赤色の着色部R及び青色の着色部Bの面積が、黄色の着色部Y及び緑色の着色部Gの面積の約1.6倍程度とされる場合が示されている。
カラーフィルタ19が上記のような構成とされるのに伴い、アレイ基板11bにおいては、図4に示されるように、画素電極15における行方向(X軸方向)の寸法が列によって異なるように設定されている。すなわち、各画素電極15のうち、赤色の着色部R及び青色の着色部Bと重畳するものの行方向の寸法及び面積は、黄色の着色部Y及び緑色の着色部Gと重畳するものの行方向の寸法及び面積よりも相対的に大きく設定されている。また、ゲート配線16については、全て等ピッチで配列されているのに対し、ソース配線17については、画素電極15の行方向の寸法に応じて2通りのピッチで配列されている。
上記のように本実施形態に係る液晶表示装置10は、4色の着色部R,G,B,Yからなるカラーフィルタ19を備える液晶パネル11を用いていることから、図1に示されるように、テレビ受信装置TVにおいては専用の画像変換回路基板VCを備えるものとされる。すなわち、この画像変換回路基板VCは、チューナーTから出力されたテレビ画像信号を青色、緑色、赤色、黄色の各色の画像信号に変換し、生成された各色の画像信号を表示制御回路基板に出力することができる。この画像信号に基づいて表示制御回路基板は、各配線16,17を介して液晶パネル11における各色の画素に対応したTFT14を駆動し、各色の着色部R,G,B,Yを透過する透過光量を適宜制御できるものとされる。
(照明装置)
続いて、液晶表示装置10における照明装置(バックライト装置)12の構成について説明する。照明装置12は、図2に示されるように、光出射面側(液晶パネル11側)に開口部を有した略箱型をなすシャーシ22と、シャーシ22の開口部を覆うようにして配される光学部材23群と、シャーシ22の外縁部に沿って配され光学部材23群の外縁部をシャーシ22との間で挟んで保持するフレーム26とを備える。さらに、シャーシ22内には、光学部材23(液晶パネル11)の直下となる位置に対向状に配されるLED24と、LED24が実装されたLED基板25と、LED基板25においてLED24に対応した位置に取り付けられる拡散レンズ27とが備えられる。このように、本実施形態に係る照明装置12は、いわゆる直下型である。その上、シャーシ22内には、LED基板25をシャーシ22との間で保持することが可能な保持部材28と、シャーシ22内の光を光学部材23側に反射させる反射シート29とが備えられている。続いて、照明装置12の各構成部品について詳しく説明する。
(シャーシ)
シャーシ22は、金属製であり、図6から図8に示されるように、液晶パネル11と同様に横長な矩形状をなす底板22aと、底板22aの各辺(一対の長辺及び一対の短辺)の外端からそれぞれ表側(光出射側)に向けて立ち上がる側板22bと、各側板22bの立ち上がり端から外向きに張り出す受け板22cとからなり、全体としては表側に向けて開口した浅い略箱型(略浅皿状)をなしている。シャーシ22は、その長辺方向がX軸方向(水平方向)と一致し、短辺方向がY軸方向(鉛直方向)と一致している。シャーシ22における各受け板22cには、表側からフレーム26及び次述する光学部材23が載置可能とされる。各受け板22cには、フレーム26がねじ止めされている。シャーシ22の底板22aには、保持部材28を取り付けるための取付孔が開口して設けられている。取付孔は、底板22aにおいて保持部材28の取付位置に対応して複数分散配置されている。
(光学部材)
光学部材23は、図2に示されるように、液晶パネル11及びシャーシ22と同様に平面に視て横長の方形状をなしている。光学部材23は、図7及び図8に示されるように、その外縁部が受け板22cに載せられることで、シャーシ22の開口部を覆うとともに、液晶パネル11とLED24(LED基板25)との間に介在して配される。光学部材23は、裏側(LED24側、光出射側とは反対側)に配される拡散板23aと、表側(液晶パネル11側、光出射側)に配される光学シート23bとから構成される。拡散板23aは、所定の厚みを持つほぼ透明な樹脂製で板状をなす基材内に拡散粒子を多数分散して設けた構成とされ、透過する光を拡散させる機能を有する。光学シート23bは、拡散板23aと比べると板厚が薄いシート状をなしており、2枚が積層して配されている。具体的な光学シート23bの種類としては、例えば拡散シート、レンズシート、反射型偏光シートなどがあり、これらの中から適宜に選択して使用することが可能である。
(フレーム)
フレーム26は、図2に示されるように、液晶パネル11及び光学部材23の外周縁部に沿う枠状をなしている。このフレーム26と各受け板22cとの間で光学部材23における外縁部を挟持可能とされている(図7及び図8参照)。また、このフレーム26は、液晶パネル11における外縁部を裏側から受けることができ、表側に配されるベゼル13との間で液晶パネル11の外縁部を挟持可能とされる(図7及び図8参照)。
(LED)
LED24は、図8に示されるように、LED基板25上に実装されるとともにLED基板25に対する実装側とは反対側にある頂面が発光面となる、いわゆる頂面発光型とされる。LED24は、発光源として青色光を発するLEDチップを備えるとともに、青色光により励起して発光する蛍光体として、緑色蛍光体と赤色蛍光体とを備えている。詳しくは、LED24は、LED基板25に固着される基板部上に例えばInGaN系の材料からなるLEDチップを樹脂材により封止した構成とされる。基板部に実装されるLEDチップは、主発光波長が420nm〜500nmの範囲、つまり青色の波長領域に存するものとされ、色純度に優れた青色光(青色の単色光)を発することが可能とされる。具体的なLEDチップの主発光波長としては、例えば451nmが好ましい。その一方、LEDチップを封止する樹脂材には、LEDチップから発せられた青色光により励起されることで緑色光を発する緑色蛍光体と、LEDチップから発せられた青色光により励起されることで赤色光を発する赤色蛍光体とが所定の割合でもって分散配合されている。これらLEDチップから発せられる青色光(青色成分の光)と、緑色蛍光体から発せられる緑色光(緑色成分の光)と、赤色蛍光体から発せられる赤色光(赤色成分の光)とにより、LED24は、全体として所定の色、例えば白色や青色味を帯びた白色などの光を発することが可能とされる。なお、緑色蛍光体からの緑色成分の光と、赤色蛍光体からの赤色成分の光との合成により黄色光が得られることから、このLED24は、LEDチップからの青色成分の光と、黄色成分の光とを併せ持っている、とも言える。このLED24の色度は、例えば緑色蛍光体及び赤色蛍光体における含有量の絶対値や相対値に応じて変化するものとされるため、これら緑色蛍光体及び赤色蛍光体の含有量を適宜調整することでLED24の色度を調整することが可能とされる。なお、本実施形態では、緑色蛍光体は、500nm以上570nm以下の緑色波長領域に主発光ピークを有するものとされ、赤色蛍光体は、600nm以上780nm以下の赤色波長領域に主発光ピークを有するものとされる。
続いて、LED24に備えられる緑色蛍光体及び赤色蛍光体について詳しく説明する。緑色蛍光体としては、サイアロン系蛍光体の一種であるβ−SiAlONを用いるのが好ましい。サイアロン系蛍光体は、窒化ケイ素のシリコン原子の一部がアルミニウム原子に、窒素原子の一部が酸素原子に置換された物質、つまり窒化物である。窒化物であるサイアロン系蛍光体は、例えば硫化物や酸化物などからなる他の蛍光体に比べると、発光効率に優れるとともに耐久性に優れている。ここで言う「耐久性に優れる」とは、具体的には、LEDチップからの高いエネルギーの励起光に曝されても経時的に輝度低下が生じ難いことなどを意味する。サイアロン系蛍光体には、付活剤として希土類元素(例えばTb,Yg,Agなど)が用いられる。サイアロン系蛍光体の一種であるβ−SiAlONは、β型窒化ケイ素結晶にアルミニウムと酸素とが固溶した一般式Si6−ZAl8−z:Eu(zは固溶量を示す)または(Si,Al)(O,N):Euにより表される物質である。本実施形態に係るβ−SiAlONには、付活剤として例えばEu(ユーロピウム)が用いられており、それにより発光光である緑色光の色純度が特に高いものとされるので、LED24の色度を調整する上で極めて有用である。一方、赤色蛍光体としては、カズン系蛍光体の一種であるカズンを用いるのが好ましい。カズン系蛍光体は、カルシウム原子(Ca)、アルミニウム原子(Al)、ケイ素原子(Si)、窒素原子(N)を含む窒化物であり、例えば硫化物や酸化物などからなる他の蛍光体に比べると、発光効率に優れるとともに耐久性に優れている。カズン系蛍光体は、付活剤として希土類元素(例えばTb,Yg,Agなど)が用いられる。カズン系蛍光体の一種であるカズンは、付活剤としてEu(ユーロピウム)が用いられるとともに、組成式CaAlSiN:Euにより示される。
(LED基板)
LED基板(光源基板)25は、図6に示されるように、平面に視て細長く延びた矩形状(帯状、長尺状)をなす基材部25aを有しており、長辺方向がX軸方向と一致し、短辺方向がY軸方向と一致する状態でシャーシ22内において底板22aに沿って延在しつつ収容されている。この基材部25aは、アルミニウム製である。基材部25aの板面のうち、表側を向いた板面(光学部材23側を向いた面)上には、合成樹脂からなる絶縁層25a1が形成されている。そして、この絶縁層25a1上に、LED24が表面実装されている。このようにLED24が実装されている面(絶縁層25a1の表面)が、実装面25a2となっている。実装されたLED24は、その発光面が光学部材23(液晶パネル11)と対向状をなすとともに、その光軸がZ軸方向(つまり、液晶パネル11の表示面と直交する方向)と一致している。LED基板25には、その長辺方向(X軸方向)に沿って複数(例えば、図6では15個)のLED24が一列に並んで配されている。そして、LED基板25の絶縁層25a1上には、LED24に接続される配線パターン(配線部)25cが形成されている(図9参照)。この配線パターン25cは、銅箔等の金属膜からなる。LED基板25上における各LED24の配列ピッチは、ほぼ一定となっており、つまり各LED24は、X軸方向についてほぼ等間隔に配列されている。
上記した構成のLED基板25は、図6に示されるように、シャーシ22内においてX軸方向及びY軸方向にそれぞれ複数ずつ、互いに長辺方向及び短辺方向を揃えた状態で並列して配置されている。つまり、LED基板25及びそれに実装されたLED24は、シャーシ22内において共にX軸方向(シャーシ22及びLED基板25の長辺方向)を行方向とし、Y軸方向(シャーシ22及びLED基板25の短辺方向)を列方向として行列状に配置(マトリクス状に配置、平面配置)されている。より具体的には、LED基板25は、シャーシ22内においてX軸方向(行方向)に2枚ずつ、Y軸方向(列方向)に14枚ずつ、合計28枚が行列状に並列して配置されている。Y軸方向について並列するLED基板25は、その位置に応じて配列ピッチが変化する、いわゆる不等ピッチ配列とされており、具体的にはシャーシ22(液晶表示装置10)におけるY軸方向の中央側ほど配列ピッチが狭く、Y軸方向の両端側ほど配列ピッチが広くなるような配列とされる。なお、各LED基板25上に実装された各LED24におけるY軸方向についての配列も上記と同様に不等ピッチ配列とされる。各LED基板25の長辺方向の両端部のうち、シャーシ22の長辺方向の外縁側の端部(X軸方向について隣り合うLED基板25側とは反対側の端部)には、配線パターン25cの端部に接続されたコネクタ部25dが設けられており(図8参照)、このコネクタ部25dが外部のLED駆動回路側のコネクタに電気的に接続されることで、LED基板25上の各LED24の駆動を制御することが可能とされる。また、LED基板25のうち保持部材28の取付位置に対応する位置には、保持部材28を通すための貫通孔25bが形成されている(図7及び図8参照)。
(拡散レンズ)
拡散レンズ27は、略透明で(高い透光性を有し)且つ屈折率が空気よりも高い合成樹脂材料(例えばポリカーボネートやアクリル)からなる。拡散レンズ27は、図6及び図8に示されるように、所定の厚みを有するとともに、平面に視て略円形状に形成されており、LED基板25における実装面25a1に対して各LED24を表側から個別に覆うように(つまり、平面に視て各LED24と重畳するように)それぞれ取り付けられている。そして、この拡散レンズ27は、LED24から発せられた指向性の強い光を拡散させつつ出射させることができる。つまり、LED24から発せられた光は、拡散レンズ27を介することにより指向性が緩和されるので、隣り合うLED24間の間隔を広くとってもその間の領域が暗部として視認され難くなる。これにより、LED24の設置個数を少なくすることが可能となっている。この拡散レンズ27は、平面に視てLED24と略同心となる位置に配されている。なお、図7では、保持部材28の断面構成を図示しているため、拡散レンズ27については紙面奥側に配されたものの側面が図示されている。
拡散レンズ27は、図9に示されるように、その径寸法がLED24の外形寸法よりも十分に大きいものの、LED基板25の短辺寸法よりは、幾分、小さく設定されている。拡散レンズ27のうち、裏側を向いてLED24と対向する面が、図10に示されるように、LED24からの光が入射される光入射面27aとなっている。これに対して、表側を向いて光学部材23と対向する面が、光を出射する光出射面27bとなっている。光入射面27aは、全体としてはLED基板25の板面(X軸方向及びY軸方向)に沿って平行に配される平面状をなすものの、平面に視てLED24と重畳する領域には特に光入射側凹部27cが形成されることでLED24の光軸に対して傾斜した傾斜面を有している。光入射側凹部27cは、断面逆V字型の略円錐状をなすとともに拡散レンズ27において略中心位置に配されている。LED24から発せられて光入射側凹部27c内に入った光は、傾斜面によって広角に屈折されつつ拡散レンズ27に入射する。また、光入射面27aの外縁部付近からは、LED基板25に対する取付構造である取付脚部27dが突設されており、この取付脚部27dがLED基板25の実装面25a2に対して接着剤等によって固着されている。光出射面27bは、表側に膨出する扁平な略球面状に形成されており、それにより、拡散レンズ27から出射する光を広角に屈折させつつ出射させることが可能とされる。この光出射面27bのうち平面に視てLED24と重畳する領域には、略擂鉢状をなす光出射側凹部27eが形成されている。この光出射側凹部27eにより、LED24からの光の多くを広角に屈折させつつ出射させたり、或いはLED24からの光の一部をLED基板25側に反射させることができる。
(保持部材)
保持部材28は、ポリカーボネート等の合成樹脂からなる成型品であり、表面が光の反射性に優れた白色を呈する。保持部材28は、図6から図8に示されるように、LED基板25の板面に沿った本体部28aと、この本体部28aから裏側(つまり、シャーシ22側)に向けて突出してシャーシ22に固定される固定部28bとを備える。本体部28aは、平面に視て略円形の板状をなすとともに、シャーシ22の底板22aとの間で少なくともLED基板25を挟持可能に設定されている。固定部28bは、LED基板25及びシャーシ22の底板22aにおける保持部材28の取付位置に対応してそれぞれ形成された挿通孔25b及び取付孔を貫通しつつ底板22aに対して係止可能とされる。この保持部材28は、図6に示されるように、LED基板25の面内において複数が適宜に分散配置されており、X軸方向について拡散レンズ27(LED24)に対して隣り合う位置に配されている。
なお、保持部材28には、図6及び図8に示されるように、本体部28aとシャーシ22の底板22aとの間で反射シート29の底部29aを介することなくLED基板25を挟持するもの(第1保持部材)と、本体部28aとシャーシ22の底板22aとの間でLED基板25と共に反射シート29の底部29aを挟持するもの(第2保持部材)との2種類が含まれている。このうち、LED基板25と共に反射シート29の底部29aを挟持する保持部材28(第2保持部材)には、本体部28aから表側に突出する支持部28cが設けられたものと、支持部28cを有さないものとの2種類が含まれている。この支持部28cは、光学部材23(直接的には拡散板23a)を裏側から支持することが可能とされ、それによりLED24と光学部材23とのZ軸方向の位置関係を一定に維持することができるとともに光学部材23の不必要な変形を規制することができる。
(反射シート)
反射シート(反射)29は、発泡プラスチックシート(例えば、発泡ポリエチレンテレフタレートシート)からなり、表面が光反射性に優れた白色を呈するものとされる。反射シート29は、図6から図8に示されるように、シャーシ22の内面の略全域にわたって敷設される大きさを有しているので、シャーシ22内に並列して配された全LED基板25を表側から一括して覆うことが可能とされる。この反射シート29によりシャーシ22内の光を光学部材23側に向けて効率的に立ち上げることができる。反射シート29は、シャーシ22の底板22aに沿って延在するとともに底板22aの大部分を覆う大きさの底部29aと、底部29aの各外端から表側に立ち上がるとともに底部29aに対して傾斜状をなす4つの立ち上がり部29bと、各立ち上がり部29bの外端から外向きに延出するとともにシャーシ22の受け板22cに載せられる延出部29cとから構成されている。この反射シート29の底部29aが各LED基板25における表側(つまり、LED24の実装面25a2側)に重なるよう配される。反射シート29の底部29aには、図10に示されるように、各拡散レンズ27及び各LED24と平面視重畳する位置に各拡散レンズ27及び各LED24を挿通するレンズ挿通孔(開口部)29dが開口して設けられている。このレンズ挿通孔29dは、その径寸法が拡散レンズ27の外径寸法よりも大きくなっており、それにより製造上の寸法誤差や組み付け誤差が生じた場合でも拡散レンズ27を確実に挿通することができるものとされる。従って、LED基板25の表側の板面には、反射シート29の底部29aによって覆われない部分、つまりレンズ挿通孔29dを通して表側に露出する部分が存在することになる。
また、底部29aには、図7及び図8に示されるように、各保持部材28と平面視重畳する位置に固定部28bを通すための保持部材挿通孔が開口して設けられており、特に底部29aを介することなくLED基板25を保持する保持部材28(第1保持部材)に対応する保持部材挿通孔については、その本体部28aをも通すことが可能な大きさとされている。これにより、シャーシ22内に収容したLED基板25を予め上記保持部材28(第1保持部材)によってシャーシ22の底板22aに保持させることができ、その後反射シート29をシャーシ22内に敷設する際に、底部29aが上記保持部材28(第1保持部材)の本体部28aに乗り上げることが回避される。なお、底部29aは、シャーシ22内に敷設された後に取り付けられる保持部材28(第2保持部材)によってLED基板25と共にシャーシ22に保持されて浮きや撓みが生じ難いものとされる。
(液晶パネルの4原色化、及びカラーフィルタの着色部の面積比率を異ならせることの意義)
なお、既述した通り本実施形態に係る液晶パネル11のカラーフィルタ19は、図3及び図5に示されるように、光の3原色である各着色部R,G,Bに加えて黄色の着色部Yを有しているので、透過光により表示される表示画像の色域が拡張されており、もって色再現性に優れた表示を実現できるものとされる。しかも、黄色の着色部Yを透過した光は、視感度のピークに近い波長を有することから、人間の目には少ないエネルギーでも明るく知覚される傾向とされる。これにより、照明装置12が有するLED24の出力を抑制しても十分な輝度を得ることができることとなり、LED24の消費電力を低減でき、もって環境性能にも優れる、といった効果が得られる。
その一方、上記のような4原色タイプの液晶パネル11を用いると、液晶パネル11の表示画像が全体として黄色味を帯び易くなる傾向とされる。これを回避するため、本実施形態に係る照明装置12では、LED24における色度が黄色の補色である青色気味に調整されており、それにより表示画像における色度を補正するようにしている。このこともあって、既述したように照明装置12が有するLED24は、主発光波長が青色の波長領域に存するものとされ、青色の波長領域に存する光の発光強度が最も高いものとされている。
上記のようにLED24における色度を調整するに際しては、その色度を白色から青色に近づけるほど、その発光光の輝度が低下する傾向にあることが判明している。そこで、本実施形態においては、カラーフィルタ19を構成する青色の着色部Bの面積比率を緑色の着色部G及び黄色の着色部Yよりも相対的に大きくするようにしており、それによりカラーフィルタ19の透過光に、黄色の補色である青色光をより多く含ませることができる。これにより、表示画像の色度を補正すべくLED24の色度を調整する上で、LED24の色度をそれほど青色気味に調整する必要がなくなり、もって色度調整に伴うLED24の輝度低下が抑制することが可能とされる。
更に、4原色タイプの液晶パネル11を用いると、液晶パネル11の出射光のうち特に赤色光の明度が低下することが判明している。これは、4原色タイプの液晶パネル11では、3原色タイプのものに比べると、1つの画素を構成するサブ画素が3つから4つに増加するため、個々のサブ画素の面積は減少し、それに起因して特に赤色光の明度が低下している、と推考される。そこで、本実施形態においては、カラーフィルタ19を構成する赤色の着色部Rの面積比率を緑色の着色部G及び黄色の着色部Yよりも相対的に大きくするようにしており、それによりカラーフィルタ19の透過光に赤色光をより多く含ませることができ、もってカラーフィルタ19の4色化に伴って生じる赤色光の明度低下を抑制することができる。
(本実施形態の要部に係る構成についての説明)
本実施形態に係るLED基板25の実装面25a2のうち、少なくともレンズ挿通孔(開口部)29d内となる部分には、図9から図11に示されるように、配線パターン25cを覆う形で反射層30が形成されている。配線パターン25cは、基材部25a上に形成されている絶縁層25a1上に形成されている。そのため、反射層30は、配線パターン25cを覆うと共に、絶縁層25a1に積層される形で、基材部25a上に形成されている。なお、反射層30の光反射率は、絶縁層25aよりも高く設定されている。レンズ挿通孔29d内に収まっている反射層30には、その反射層30には、下側にある絶縁層25a1が部分的に露出するように、複数個の貫通孔31aからなる反射パターン31が形成されている。なお、図9ではLED基板25の表面25eにおいて、反射パターン31の各貫通孔31aから露出する絶縁層25a1(実装面25a2)が、網掛け状に図示されている。また、図9において、網掛け状になっていない無地の領域(LED24を除く)が、反射層30の表面となっている。
反射層30は、図9から図11に示されるように、LED基板25の実装面25a2のうち、LED24やコネクタ部25d等の実装部品の実装領域を除いた概ね全域に亘って設けられている。したがって、反射層30は、その一部がLED24の周囲にも配されていて反射シート29を敷設した状態においてレンズ挿通孔29d内に配される。この反射層30は、上記したように配線パターン25cを覆うことで、配線パターン25cの酸化や配線パターン25c間の短絡を防止するなどの機能を有しており、所謂ソルダーレジストとされる。ソルダーレジストである反射層30は、光硬化性樹脂材料又は熱硬化性樹脂材料からなるものとされており、LED基板25の製造工程において、液体状態でLED基板25の実装面25a2に塗布された後、特定の波長の光(例えばUV光など)が照射され、或いは熱を加えられることによって硬化されることで形成されている。なお、液体状態の反射層30をLED基板25の実装面25a2に塗布する際には、例えば、スクリーン印刷、スプレー法、カーテンコート法、静電塗布法等を採ることができる。このように液体状材料を塗布し、硬化させることでソルダーレジストである反射層30を形成するに際して、その仕上がり膜厚(厚さ)を厳密に管理するのは困難であり、一定の範囲において膜厚にばらつきが生じるのは避けられないものとされる。
そして、反射層30は、その表面の色が例えば白色を呈するものとされることで、優れた光反射性を有しており、それによりLED24からの光をLED基板25上にて効率的に反射して光の利用効率を高めることができる。この反射層30には、酸化チタン等の白色顔料が分散配合されている。この反射層30は、その膜厚(厚さ)に応じて光反射率が変動し得るものとされている。具体的には、反射層30は、図12に示されるように、膜厚が厚くなるほど光反射率が高くなり、逆に膜厚が薄くなるほど光反射率が低くなる傾向とされる。なお、図12に示されるグラフの横軸は、反射層30の膜厚を表し、縦軸は、反射層30の光反射率を表しており、横軸における最も左側のプロットが反射層30の膜厚の下限値とされ、最も右側のプロットが反射層の膜厚の上限値とされる。ここで、本願発明者の研究によれば、反射層30は、膜厚の変動量に対する光反射率の変化量の比率(つまり、図12に示されるグラフの傾き)が膜厚(横軸の位置)によって変化しており、膜厚が薄くなるほどグラフの傾きが急になって上記比率が高くなるのに対して、膜厚が厚くなるほどグラフの傾きが緩やかになって上記比率が低くなることが判明した。このことから本願発明者は、反射層30の膜厚を一定以下に薄くした場合に上記した製造上の理由から膜厚にばらつきが生じると、それに伴う光反射率の変化量が大きくなるのに対し、膜厚を一定以上に厚くすれば、上記した製造上の理由から膜厚にばらつきが生じても、それに伴う光反射率の変化量が小さくて済む、ということを見出した。そこで、本実施形態では、反射層30の膜厚を一定以上に厚く設定することで、膜厚のばらつきに伴う光反射率の変化を極力小さくなるように抑制し、それにより反射層30による反射光量にばらつきが生じ難くしている。なお、このときの反射層30の光反射率は、反射シート29の光反射率と概ね同等とされている。
ところが、上記したように反射層30の膜厚を一定以上に厚く設定すると、今度はその光反射率が過剰に高くなってしまい、それが原因となって輝度ムラが生じるおそれがある、という問題がある。すなわち、反射層30は、図9及び図10に示されるように、LED基板25の実装面25a2の概ね全域に亘って形成されているものの、その大部分が反射シート29の底部29aによって覆われており、実質的に光反射機能を発揮するのはレンズ挿通孔29d内に配される部分(レンズ挿通孔29dを通して露出する部分)に限られている。反射層30のうちレンズ挿通孔29d内に配される部分は、主に拡散レンズ27から反射された光を再び拡散レンズ27に向けて反射させて拡散レンズ27に光を供給しているのであるが、この拡散レンズ27には設計上供給される光量の最適値が存在しており、その最適値を超える光量が供給されると、出射光にムラが生じるおそれがあった。従って、反射層30の膜厚を一定以上としてそれに伴って光反射率が高くなると、拡散レンズ27に供給される光量が過剰になり、結果として輝度ムラが生じる可能性があったのである。
そこで、本実施形態では、図9及び図10に示されるように、LED基板25の実装面25a2のうち、レンズ挿通孔29d内となる部分に、反射層30を部分的に貫通する複数個の貫通孔31aを設ける形で、反射層30よりも光反射率の低い絶縁層25a1を部分的に露出させている。絶縁層25a1は、一般的に絶縁層として利用されている合成樹脂材料からなり、反射層30よりも光反射率が低くなっている。絶縁層25a1としては、例えば、黒色を呈するものが利用される。各貫通孔31aは、全体として、反射パターン31をなしている。本実施形態の場合、貫通孔31aは、予め反射層30を形成する部分と反射層30を形成しない部分(貫通孔31aに相当する部分)とを設定した上で、スクリーン印刷等を利用して反射層30を実装面25a2上に形成することにより得られる。なお、本実施形態の場合、大半の貫通孔31aは、円形状をなしているものの、配線パターン25c近傍に配されている貫通孔31aは、配線パターン25cと重ならないように、形状が適宜、設定されている。つまり、本実施形態の場合、貫通孔31aから配線パターン25cが露出しないように、一部の貫通孔31aの形状が適宜、が設定されている。なお、他の実施形態のおいては、一端、すべてドット状(円形状)の貫通孔31aを形成しておき、その貫通孔31aから配線パターン25cが露出する場合は、その配線パターン25cを覆うように、反射層30と同じ材料からなる膜、若しくは他の材料からなる膜を形成して、配線パターン25cを保護してもよい。すべての貫通孔31aのうち、配線パターン25cを回避するために形状が設定されている貫通孔31aは、ごく少数である。したがって、このようなドット状(円形状)ではなく、本来のものよりも小さく設定されている貫通孔31aが、反射パターンに含まれていても、それらは実質的に、反射パターンの光反射率に影響を与えるものではない。
貫通孔31aから露出する絶縁層25a1は、その光反射率が反射層30よりも相対的に低くなっている。従って、既述した事情から反射層30における光反射率が過剰に高くなっていても、レンズ挿通孔29d内に配されている反射層30において、相対的に光反射率が低い絶縁層25a1が貫通孔31aから露出されることによって、LED基板25の表面25eにおける全体の光反射率を抑制することができ、それによりLED基板25の表面25eによる反射光量並びに拡散レンズ27に供給される光量を適切なものとすることができる。なお、絶縁層25a1の光反射率は、反射層30の膜厚が設計上の最小値となった場合における反射層30の光反射率よりも更に低いものとされるのが好ましい。
その上で、反射パターン31をなす貫通孔31aは、LED基板25の表面25eの面内における単位面積当たりの面積比率がLED24から遠ざかる方向に向けて小さくなるように形成されている。具体的には、貫通孔31aは、LED基板25の表面25e(反射層30)の面内において分散配置された多数のドット状に形成されており、貫通孔31aの径寸法がLED24から遠ざかる方向に向けて小さくなるものとされている。このようにすれば、光反射率が相対的に高い反射層30の面積比率がLED24から遠ざかる方向へ向けて大きくなるので、LED基板25の表面25eにおける全体の光反射率は、図13に示されるように、LED24から遠ざかる方向へ向けて高くなっている。詳しくは、反射パターン31を構成する各貫通孔31aは、図9に示されるように、LED24に最も近いものが最大の面積を有するのに対し、LED24の中心Cから放射方向に沿って中心Cから遠ざかるに従って、面積が連続的に漸次小さくなるようなパターンで形成されている。これにより、LED基板25の表面25eにおける全体の光反射率は、図13に示されるように、LED24の中心Cからの距離に比例するように、スロープ状に変化している。なお、図13において、光反射率がスロープ状に変化する領域が、反射パターン31(貫通孔31a)の形成範囲であり、左右両端の光反射率が平坦になる部分が反射層30単独の光反射率を表している。
ここで、点状光源であるLED24は、その中心から放射状に光を発するものとされているから、LED24の周囲に存在する光量は、LED24からの距離が大きくなるほど少なくなり、上記距離が小さくなるほど多くなる傾向にある。従って、上記した構成によれば、LED基板25の表面25eにおいて、光量が多くなりがちなLED24に相対的に近い位置では、貫通孔31aから露出する絶縁層25a1の面積比率が高くて(反射層30の面積比率が低くて)光反射率が低くなっているから、光の反射が抑制されるのに対し、光量が少なくなりがちなLED24から相対的に遠い位置では、貫通孔31aから露出する絶縁層25a1の面積比率が低くて(反射層30の面積比率が高くて)光反射率が高くなっているから、光の反射が促進される。これにより、LED基板25の表面25eの面内における反射光量が均一化され、拡散レンズ27に供給される光量もLED24からの距離に拘わらず均一なものとなる。
反射パターン31を構成するドット状の貫通孔31aは、図9に示されるように、LED24を取り囲む形で配されており、詳しくはLED24の中心Cと同心となる円周に沿う形で並列配置されている。貫通孔31aは、LED24の中心Cからの距離が等しいもの、つまり同一円周上にて周方向に並列するもの同士については、面積及び周方向についての配列間隔が等しいものとされる。さらには、LED24から放射方向(径方向)についての距離が異なる貫通孔31aに関しては、既述した通り互いの面積は相違しているものの、放射方向について隣り合う貫通孔31a間の配列間隔については等しいものとされている。つまり、貫通孔31aは、LED24の中心Cと同心となる円における周方向について等ピッチ配列されると共に、中心Cからの放射方向について等ピッチ配列されている。
貫通孔31aは、図9及び図10に示されるように、LED基板25の表面25eにおいて、拡散レンズ27と平面に視て重畳する範囲に加えて、その外側の領域、つまり拡散レンズ27の外周縁とレンズ挿通孔29dの孔縁との間の領域にまで拡張して配されている。すなわち、貫通孔31aは、LED基板25の表面25eのうち、レンズ挿通孔29dを通して表側に露出する部分(レンズ挿通孔29dの内側の領域)の略全域に亘って形成されている。これにより、拡散レンズ27によって反射された光が、LED基板25の表面25eのうち拡散レンズ27よりも外側の領域に達した場合や、拡散レンズ27外の光が上記外側の領域に照射された場合においても、その光を貫通孔31aから露出する絶縁層25a1によって反射させることができるから、拡散レンズ27への入射光量をより安定したものとすることができる。
(本実施形態の要部に係る作用及び効果についての説明)
本実施形態は以上のような構造であり、続いてその作用を説明する。液晶表示装置10の電源をONすると、照明装置12に供えられたLED駆動回路から各LED基板25に電力が供給されることで、各LED24が点灯されると共に、図示されない表示制御回路基板により液晶パネル11の駆動が制御され、それにより液晶パネル11の表示面に所定の画像が表示されるようになっている。
詳しくは、LED24から発せられた光は、図10に示されるように、まず拡散レンズ27の光入射面27aに入射される。このとき、光の大半は、光入射面27aのうち光入射側凹部27cにおける傾斜面に入射することで、その傾斜角度に応じて広角に屈折されつつ拡散レンズ27内に入射する。そして、入射した光は、拡散レンズ27内に伝播した後、光出射面27bから出射されるのであるが、この光出射面27bは、扁平な略球面状をなしているので、外部の空気層との界面にて光がさらに広角に屈折されつつ出射される。しかも、光出射面27bのうちLED24からの光量が最も多くなる領域には、略擂鉢状をなす光出射側凹部27eが形成され、且つその周面が扁平な略球面状をなしているので、光出射側凹部27eの周面にて光を広角に屈折させつつ出射させ、或いはLED基板25側に反射させることができる。拡散レンズ27から出射された光は、光学部材23に対して直接的にまたは反射シート29によって反射されて間接的に照射される。光学部材23に照射された光は、光学部材23を透過する過程で所定の光学作用(拡散作用や集光作用など)を付与される。そして、光学部材23を透過した光が液晶パネル11に照射されることで、液晶パネル11の表示面に所定の画像が表示されるようになっている。
ここで、LED基板25の表面25eのうち、反射シート29のレンズ挿通孔29d内となる部分には、図9及び図10に示されるように、反射層30と共に、反射パターン31が形成されることで、その表面25eにおける全体の光反射率が、反射層30に生じ得る膜厚のばらつきに拘わらず安定したものとなるとともに、反射層30の膜厚を一定以上に厚く設定した場合でも光反射率が過剰に高くなるのが抑制される。従って、LED基板25の表面25eにおける反射層30及び反射パターン31による反射光量が安定すると共に適切なものとなり、拡散レンズ27に供給される入射光量も安定し且つ適切なものとなり、もって拡散レンズ27からの出射光量も安定化することで輝度ムラを抑制することができる。LED24から遠ざかる方向へ向けて貫通孔31aから露出する絶縁層25a1の面積比率(貫通孔31aの径寸法)が小さくなっており、LED基板25の表面25eにおける光反射率がLED24から遠ざかる方向へ向けて高くなっているから、LED24に近い位置では過剰になりがちな反射光量を抑制し、LED24から遠い位置では不足しがちな反射光量を十分に補うことができる。これにより、LED基板25の表面25eの面内における反射光量が均一化されると共に、拡散レンズ27の入射光量も均一化され、もって輝度ムラの抑制に一層好適である。
以上説明したように本実施形態の照明装置12は、LED(光源)24と、LED(光源)24が実装される実装面25a2と、実装面25a2上に形成され、LED(光源)24からの光を反射し、実装面25a2とは光反射率が異なる反射層30とを有するLED基板(光源基板)25と、反射層30を貫通して実装面25a2を露出させる孔31aからなり、LED(光源)24の周辺に配される反射パターン31と、LED(光源)24からの光を反射すると共にLED基板(光源基板)25の反射層側に被せられるシート状の底部(反射部)29aと、この反射部29aを貫通する孔からなり、LED(光源)24、LED(光源)24の周辺に配される反射層30、及び反射パターン31をそれぞれ露出させるレンズ挿通孔(開口部)29dとを有する反射シート(反射部材)29とを備える。
LED(光源)24から発せられた光は、反射シート(反射部材)29によって反射等され、LED基板(光源基板)25における反射層側の表面25eのうちレンズ挿通孔(開口部)29d内となる部分に形成された反射層30、及び反射パターン31をなす孔31aから露出した実装面25a2によって反射されることで、当該照明装置12における出射光として有効に利用される。ここで、反射層30は、その光反射率が厚さに応じて変動し得るのであるが、その厚さが製造上の理由からばらつくおそれがある。これに対して前記孔31aから露出する実装面25a2は、反射層30とは光反射率が異なっていて、前記レンズ挿通孔(開口部)29d内に形成されているから、反射パターン31の形成範囲(反射層30がレンズ挿通孔(開口部)29dから露出する範囲)や前記孔31aから露出する実装面25a2の光反射率などを適切に設定することで、反射層30の厚さ及び反射層30の光反射率が多少ばらついたとしても、LED基板(光源基板)の反射層側の表面25eにおける光反射率を安定化させることが可能とされる。これにより、LED基板(光源基板)25における反射層側の表面25eにて反射される反射光量が安定したものとなり、もって当該照明装置12の出射光に輝度ムラが生じ難くなる。
また、反射パターン31をなす孔31aから露出する実装面25a2は、光反射率が反射層30よりも相対的に低いものとされる。例えば、反射層30の厚さを一定程度まで厚くすると、厚さの変動に伴う反射層30の光反射率の変化量が少なくなる傾向を示す場合には、反射層30の厚さをそのような厚さに設定して、反射層30の光反射率に生じ得るばらつきを極力小さくするのが好ましい。このとき、反射層30は、厚さが一定程度まで厚くされることで、その光反射率が過剰に高くなるおそれがあるものの、本発明によれば、光反射率が反射層30よりも相対的に低い実装面25a2が反射パターン31をなす前記孔31aから露出しているから、反射パターン31の形成範囲や反射パターン31をなす前記孔31aから露出する実装面25a2の光反射率などを適切に設定することで、過剰に高くなりがちなLED基板(光源基板)25の反射層側の表面25eにおける光反射率を抑制することができる。これにより、輝度ムラをより好適に抑制することができる。
また、反射パターン31をなす孔31aは、LED基板(光源基板)25の反射層側における表面25eの面内における単位面積当たりの面積比率がLED(光源)24から遠ざかる方向へ向けて小さくなるように形成されている。このようにすれば、光反射率が、レンズ挿通孔(開口部)29dから露出する反射層30の面積比率がLED(光源)24から遠ざかる方向へ向けて大きくなるので、LED基板(光源基板)の反射層側の表面25eにおける光反射率がLED(光源)24から遠ざかる方向へ向けて高くなる。LED基板(光源基板)25の反射層側の表面25eにおいてLED(光源)24に相対的に近い位置では、光量が相対的に多くなっているものの、上記した構成により光反射率が相対的に低くされることで過剰になりがちな反射光量が抑制される。一方、LED基板(光源基板)25の反射層側の表面25eにおいてLED(光源)24から相対的に遠い位置では、光量が相対的に少なくなっているものの、上記した構成により光反射率が相対的に高くされることで不足しがちな反射光量が十分に補われる。これにより、LED基板(光源基板)の反射層側における表面25eの面内において反射光量が均一化され、もって輝度ムラを一層好適に抑制することができる。
また、反射パターン31をなす孔31aは、LED基板(光源基板)25の反射層側における表面25eの面内において分散配置された多数のドット状のものからなり、孔31aの径寸法がLED(光源)24から遠ざかる方向へ向けて小さくなるものとされる。このようにすれば、反射パターン31をなす孔31aを、多数のドット状のものに構成し、そのドット状の孔31aの径寸法をLED(光源)24からの距離に応じて変化させることで、LED基板(光源基板)24の反射層側の表面25eにおける光反射率をなだらかに変化させることができ、もってLED基板(光源基板)25の反射層側の表面25eによる反射光量をより均一なものとすることができる。
また、LED(光源)24は、LED基板(光源基板)25の反射層側における表面25eの面内において点状をなす点状光源とされるのに対し、反射パターン31をなす孔31aは、平面に視て点状光源を取り囲む形で配されている。このようにすれば、点状光源から発せられた光は、平面に視て点状光源を中心にした放射方向に広がる傾向とされるが、その光が点状光源を取り囲む形で配される反射パターン31、及び反射層30によって反射されることで、その反射光が周方向について特定の指向性を持ち難くなっている。これにより、LED基板(光源基板)25の反射層側における表面25eによる反射光にムラがより生じ難くなる。
また、反射パターン31をなす孔31aは、LED基板(光源基板)25の反射層側における表面25eの面内において分散配置された多数のドット状のものからなり、孔31aが点状光源を取り囲む周方向に沿って並列して配されると共に前記周方向について隣り合う孔31aにおける面積及び配列間隔が略等しいものとされる。このようにすれば、点状光源から放射方向に広がる光は、周方向について面積及び配列間隔がほぼ等しいドット状の孔31aからなる反射パターン31、及び反射層30によって反射されることで、その反射光が周方向について特定の指向性をより持ち難くなっている。これにより、LED基板(光源基板)25の反射層側の表面25eによる反射光にムラが一層生じ難くなる。
また、LED基板(光源基板)25には、LED(光源)24と対向状に配されると共にLED(光源)24から入射される光に光学作用を付与しつつ出射させる拡散レンズ(光学レンズ)27が設けられているのに対して、反射シート(反射部材)29におけるレンズ挿通孔(開口部)29dがLED(光源)24と共に拡散レンズ(光学レンズ)27を挿通可能となる大きさとされており、反射パターン31をなす孔31aは、少なくとも拡散レンズ(光学レンズ)27と平面に視て重畳する範囲に形成されている。このようにすれば、LED(光源)24から発せられた光は、拡散レンズ(光学レンズ)27に入射してから所定の光学作用を付与されつつ出射される。LED(光源)24からの光は、全てが拡散レンズ(光学レンズ)27に入射されてそのまま出射されるとは限らず、拡散レンズ(光学レンズ)27によってLED基板(光源基板)25側に向けて反射されるものも存在している。このような拡散レンズ(光学レンズ)27による反射光は、LED基板(光源基板)25の反射層側の表面25eに形成された反射層30及び反射パターン31をなす孔31aから露出する実装面25a2によって反射されることで、再び拡散レンズ(光学レンズ)27に入射される。従って、反射パターン31をなす孔31aから露出する実装面25a2によってLED基板(光源基板)25の反射層側の表面25eにて反射される反射光量が安定したものとされることで、拡散レンズ(光学レンズ)27への入射光量も安定し、もって輝度ムラの抑制に一層好適となる。
また、反射パターン31をなす孔31aは、平面に視て拡散レンズ(光学レンズ)27よりも広範囲に亘って形成されている。このようにすれば、拡散レンズ(光学レンズ)27による反射光は、LED基板(光源基板)25の反射層側の表面25eに対して、平面に視て拡散レンズ(光学レンズ)27よりも広範囲にわたって照射される場合があるが、その場合でも上記反射光を反射パターン31をなす孔31aから露出する実装面25a2によって拡散レンズ(光学レンズ)27側に反射させることができるから、拡散レンズ(光学レンズ)27への入射光量をより安定したものとすることができる。
また、反射パターン31をなす孔31aは、LED基板(光源基板)25の反射層側の表面25eにおける光反射率がLED(光源)24から遠ざかる方向へ向けて高くなるように形成されている。このようにすれば、LED基板(光源基板)25の反射層側の表面25eにおいてLED(光源)24に相対的に近い位置では、光量が相対的に多くなっているものの、光反射率が相対的に低くされることで過剰になりがちな反射光量が抑制される。一方、LED基板(光源基板)25の反射層側の表面25eにおいてLED(光源)24から相対的に遠い位置では、光量が相対的に少なくなっているものの、光反射率が相対的に高くされることで不足しがちな反射光量が十分に補われる。これにより、LED基板(光源基板)25の反射層側における表面25eの面内において反射光量が均一化され、もって輝度ムラを一層好適に抑制することができる。
また、反射パターン31をなす孔31aは、LED基板(光源基板)25の反射層側の表面25eにおける面内において分散配置された多数のドット状のものからなる。このようにすれば、反射パターン31をなす孔31aを、多数のドット状のものにより構成することで、そのドットパターンの態様(数、面積等)によって孔31aから露出する実装面25a2の形成範囲(レンズ挿通孔(開口部)29dから露出する反射層30の範囲)をきめ細かく調整することができ、もって輝度の均一化を図る上で一層有用となる。
また、LED基板(光源基板)25の実装面25a2は、絶縁層25a1と、この絶縁層25a1上に配されると共にLED(光源)24に接続される配線パターン(配線部)25cとが形成されており、反射層30は、配線パターン(配線部)25cを覆うように絶縁層25a1上に形成されるソルダーレジストからなる。ソルダーレジストにより反射層30が構成され、実装面25a2が絶縁層25a1及び配線パターン(配線部)25cから構成されていると、仮にソルダーレジストとは別途に反射層を形成し、実装面として配線部の下側に敷かれている絶縁層とは別途に層を形成した場合に比べると、構造の簡素化を図ることができるとともに製造コストを低減できる。
また、反射パターン31をなす孔31aは、実装面25a2のうち絶縁層25a1のみが露出するように形成される。このように、孔31aが、実装面25a2のうち絶縁層25a1のみが露出するように形成されていると、配線パターン(配線部)25cを露出させることなく反射パターン31を形成することができる。つまり、配線パターン25cの酸化や短絡を確実に防止することができる。
以上、本発明の実施形態1を示したが、本発明は上記実施の形態に限られるものではなく、例えば以下のような変形例を含むこともできる。なお、以下の各変形例において、上記実施形態と同様の部材には、上記実施形態と同符号を付して図示及び説明を省略するものもある。
[実施形態1の変形例1]
実施形態1の変形例1について図14を用いて説明する。ここでは、第2光反射層31の分布を変更したものを示す。
本変形例に係る反射パターン31は、図14に示されるように、LED基板25の表面25eに占める面積比率がLED24からの距離に応じて曲線状に変化し、それによってLED基板25の表面25eにおける光反射率がLED24からの距離に応じて曲線状に変化するものとされている。
[実施形態1の変形例2]
実施形態1の変形例2について図15を用いて説明する。ここでは、反射パターン31の分布を変更したものを示す。
本変形例に係る反射パターン31は、図15に示されるように、LED基板25の表面25eに占める面積比率がLED24からの距離に応じてストライプ状に変化し、それによってLED基板25の表面25eにおける光反射率がLED24からの距離に応じてストライプ状に変化するものとされている。つまり、反射パターン31は、LED24を中心とした放射方向についてLED24から遠ざかる方向へ向けて上記面積比率が段階的に逐次低くなり、それによって表面25eにおける光反射率が段階的に逐次高くなるものとされる。
<実施形態2>
本発明の実施形態2を図16によって説明する。この実施形態2では、反射パターン131を構成するドット状の貫通孔131aの分布を変更したものを示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
本実施形態に係る反射パターン131を構成する多数のドット状の貫通孔131aは、図16に示されるように、径寸法が全てほぼ等しくされるとともに、LED124の中心Cと同心となる円の周方向についての配列間隔がほぼ等しくされているものの、LED124の中心Cからの放射方向(径方向)についての配列間隔が、LED124からの距離によって変化するように、分散配置されている。すなわち、LED124の中心Cからの放射方向について隣り合う貫通孔131a間の配列間隔は、LED124から遠ざかる方向へ向けて大きくなるものとされている。詳しくは、貫通孔131aは、LED124からの距離が大きくなるに従って放射方向についての配列間隔が連続的に漸次大きくなるパターンで形成されている。従って、貫通孔131aのうち、LED124に最も近いものと2番目に近いものとの間の配列間隔が最小となり、LED124から最も遠いものと2番目に遠いものとの間の配列間隔が最大となっている。貫通孔131aをこのような分布とした場合であっても、LED基板125の表面125eにおける光反射率の分布を上記した実施形態1と同様にすることができる(図13を参照)。
以上説明したように本実施形態によれば、反射パターン131は、LED基板125の表面125eの面内において分散配置された多数のドット状の貫通孔131aからなるものとされ、隣り合う貫通孔131a間の配列間隔がLED124から遠ざかる方向へ向けて大きくなるものとされる。このようにすれば、実装面125a2をなす絶縁層125a1を露出させるための反射パターン131を、多数のドット状の貫通孔131aにより構成し、その貫通孔131a間の配列間隔をLED124からの距離に応じて変化させることで、LED基板125の表面125eにおける光反射率をなだらかに変化させることができ、もってLED基板125の表面125eによる反射光量をより均一なものとすることができる。
<実施形態3>
本発明の実施形態3を図17によって説明する。この実施形態3では、反射パターン231を構成するドット状の貫通孔231aの分布を変更したものを示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
本実施形態に係る反射パターン231を構成する多数のドット状の貫通孔231aは、図17に示されるように、径寸法が全てほぼ等しくされるとともに、LED224の中心Cからの放射方向(径方向)についての配列間隔がほぼ等しくされているものの、LED224の中心Cと同心となる円の周方向についての配列間隔が、LED224からの距離によって変化するように、分散配置されている。すなわち、LED224の中心Cと同心となる円の周方向について隣り合う貫通孔231a間の配列間隔は、LED224から遠ざかる方向へ向けて大きくなるものとされている。詳しくは、貫通孔231aは、LED224からの距離が大きくなるに従って周方向についての配列間隔が連続的に漸次大きくなるパターンで形成されている。なお、貫通孔231aからは、実装面225a2をなす絶縁層225a1が露出している。従って、貫通孔231aのうち、LED224に最も近いもの同士の配列間隔が最小となり、LED224から最も遠いもの同士配列間隔が最大となっている。貫通孔231aをこのような分布とした場合であっても、LED基板225の表面225eにおける光反射率の分布を上記した実施形態1と同様にすることができる(図13を参照)。
<実施形態4>
本発明の実施形態4を図18によって説明する。この実施形態4では、反射パターン331の形成範囲及びLED基板325の短辺寸法を変更したものを示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
本実施形態に係る反射パターン331は、図18に示されるように、その形成範囲が拡散レンズ327の設置領域とほぼ一致している。つまり、反射パターン331を構成するドット状の貫通孔331aは、拡散レンズ327と平面に視て重畳する領域においてはほぼ全域にわたって配置されているのに対し、拡散レンズ327よりも外側の領域には配されていない点で、上記した実施形態1とは異なっている。また、本実施形態に係るLED基板325は、その短辺寸法が拡散レンズ327の外径寸法と概ね同じ程度とされている。なお、貫通孔331aからは、実装面325a2をなす絶縁層325a1が露出している。
<実施形態5>
本発明の実施形態5を図19によって説明する。この実施形態5では、反射パターン431の形成範囲及びLED基板425の短辺寸法を変更したものを示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
本実施形態に係る反射パターン431は、図19に示されるように、その形成範囲が拡散レンズ427の設置領域よりもさらに狭くなっている。つまり、反射パターン431を構成するドット状の貫通孔431aは、拡散レンズ427と平面に視て重畳する領域において部分的にしか配置されていない点で、上記した実施形態1とは異なっている。貫通孔431aは、拡散レンズ427と平面に視て重畳する領域のうち、LED424に相対的に近い部分(内周側部分)にのみ配されており、LED424から相対的に遠い部分(外周側部分)には配されていない。なお、貫通孔431aからは、実装面425a2をなす絶縁層425a1が露出している。また、本実施形態に係るLED基板425は、その短辺寸法が拡散レンズ427の外径寸法よりも小さくなる程度とされている。
<実施形態6>
本発明の実施形態6を図20によって説明する。この実施形態6では、反射パターン531を構成するドット状の貫通孔531aの分布を変更するとともに、貫通孔531aから露出する実装面525a2(絶縁層525a1)の材料(色度)を変更したものを示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
本実施形態に係る反射パターン531を構成する多数のドット状の貫通孔531aは、図20に示されるように、径寸法が全てほぼ等しくされるとともに、LED524の中心Cからの放射方向(径方向)についての配列間隔がほぼ等しくされ、さらにはLED524の中心Cと同心となる円の周方向についての配列間隔もほぼ等しくされるように、分散配置されている。つまり、貫通孔531aは、LED基板525の表面525eの面内における単位面積当たりの面積比率が、LED524からの距離に拘わらず概ね一定となる分布とされる。一方、反射パターン531は、各貫通孔531aから露出する絶縁層525a1の色度(黒色度)がLED524からの距離に応じて変化するよう形成されており、具体的にはLED524から遠ざかる方向へ向けて色度(黒色度)が低くなるものとされている。詳しくは、貫通孔531aから露出する絶縁層525a1は、LED524からの距離が大きくなるに従って色度(黒色度)が連続的に漸次小さくなるパターンで形成されている。なお、色度(黒色度)が低下するにつれて、光反射率が低下する。貫通孔531aから露出する絶縁層525a1の色度(黒色度)をこのような分布とした場合であっても、LED基板525の表面525eにおける光反射率の分布を上記した実施形態1と同様にすることができる(図13を参照)。
<実施形態7>
本発明の実施形態7を図21によって説明する。この実施形態7では、反射パターン630及び反射パターン630をなす孔631aから露出する実装面625a2(絶縁層625a1)の光反射率を変更したものを示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
本実施形態に係る前記孔631aから露出する実装面625a2は、図21に示されるように、反射率が反射膜630に比べて相対的に高いものとされる。詳しくは、前記反射パターン630をなす前記孔630a1は、LED基板625の反射層側における表面625eの面内における単位面積当たりの面積比率がLED624から遠ざかる方向へ向けて大きくなるよう形成されている。具体的には、実装面625a2を露出させると共に反射パターン630を構成する多数のドット状の孔631aは、その径寸法がLED624から遠ざかる方向へ向けて大きくなるものとされている。このようにすれば、光反射率が相対的に高い反射層630の面積比率がLED624から遠ざかる方向へ向けて小さくなるので、LED基板625の反射層側の表面625eにおける全体の光反射率は、上記した実施形態1と同様にLED624から遠ざかる方向へ向けて高くなっている(図13参照)。詳しくは、実装面625a2を露出させると共に反射パターン630を構成する多数のドット状の孔631aは、LED624に最も近いものが最小の面積を有するのに対し、LED624の中心Cから放射方向に沿って中心Cから遠ざかるに従って、面積が連続的に漸次大きくなるようなパターンで形成されている。上記ような構成は、反射層630の膜厚を一定以下に薄く設定せざるを得ない状況が生じた場合や、反射層630の膜厚を一定以下に薄くしたときに反射層630の光反射率の変化量が小さくなるような材料を用いた場合などに適用するのが有用である。
<実施形態8>
本発明の実施形態8を図22によって説明する。この実施形態8では、実装面725a2(絶縁層725a1)を露出させると共に反射パターン731をなす孔731aの形態を変更したものを示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
本実施形態に係る実装面725a2を露出させる孔731a1は、図22に示されるように、LED724の中心Cと同心をなす円の周方向に沿って延在する複数の環状をなしたものにより構成されている。前記孔731aは、LED724の中心Cと同心をなすドーナツ型に形成されるとともに全周にわたって一定幅とされる。そして、各孔731aは、その幅寸法がLED724から遠ざかる方向へ向けて小さくなるよう形成されている。従って、各孔731aのうち、LED724に最も近いものの幅寸法が最大となり、LED724から最も遠いものの幅寸法が最小となっている。実装面725a2(絶縁層725a1)を露出させるための孔731aが、ドット状ではない、ドーナツ型の環状をなしたものにより構成した場合であっても、LED基板725の反射層側の表面725eにおける光反射率の分布を上記した実施形態1と同様にすることができる(図13参照)。
<実施形態9>
本発明の実施形態9を図23によって説明する。この実施形態9では、実装面825a2(絶縁層825a1)を露出させると共に反射パターン831をなす孔831aの形態を変更したものを示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
本実施形態に係る実装面825a2を露出させる孔831aは、図23に示されるように、LED824の中心Cからの放射方向に沿って延在する複数の線状をなしたものにより構成されている。反射パターン831を構成する孔831aは、LED824側を向いた辺を底辺とした二等辺三角形状に形成されている。そして、各線状をなした孔831aは、LED824から遠ざかる方向へ向けて先細りとなる形状に形成されている。従って、各孔831aのうち、LED824に最も近い部分の幅寸法が最大となり、LED824から最も遠い部分の幅寸法が最小となっている。実装面825a2(絶縁層825a1)を露出させるための孔831aが、ドット状ではない、線状をなしたものにより構成した場合であっても、LED基板825の反射層側の表面825eにおける光反射率の分布を上記した実施形態1と同様にすることができる(図13参照)。
<実施形態10>
本発明の実施形態10を図24によって説明する。この実施形態10では、反射パターン931をなす孔931aの一部から、実装面925a2(絶縁層925a1)と共に、配線パターン25cの一部が露出する場合を示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
本実施形態の係る反射パターン931をなす孔931aは、図24に示されるように、概ね実施形態1と同様である。つまり、反射パターン931をなす孔931aは、LED基板925の反射層側における表面925eの面内において分散配置された多数のドット状のものからなり、孔931aの径寸法がLED924から遠ざかる方向へ向けて小さくなるものとされる。そして、複数個の孔931aのうち、配線パターン925c上に重なって形成されている孔931aからは、絶縁層925a1と共に配線パターン925cの一部が露出している。つまり、反射パターン931をなす孔931aのうち、全てのものがドット状をなしている。このように、孔931aから配線パターン925の一部が露出した状態であっても、LED基板925の反射層側の表面925eにおける光反射率の分布を上記した実施形態1と概ね同様にすることができる(図13参照)。このように反射パターン931をなす全ての孔931aの形状を、同じ(ドット状)とすることによって、反射パターン931をLED基板925が備える反射層930の所定個所に形成し易くなる。ひいては、反射パターン931の製造効率、製造コストを抑制することが可能となる。
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施形態では、反射パターンをなすドット状の孔の面積をLEDからの距離に応じて変化させるものを、実施形態2では、放射方向についての孔間の配列間隔をLEDからの距離に応じて変化させるものを、実施形態3では、周方向についての孔間の配列間隔をLEDからの距離に応じて変化させるものをそれぞれ示したが、これらの技術事項の2つまたは3つを自由に組み合わせることが可能である。つまり、反射パターンをなすドット状の孔の面積及び放射方向についての配列間隔をLEDからの距離に応じて共に変化させたり、孔の面積及び周方向についての配列間隔をLEDからの距離に応じて共に変化させたり、ドット状の孔の面積、放射方向についての配列間隔、及び周方向についての配列間隔をLEDからの距離に応じて共に変化させるようにしても構わない。
(2)上記した(1)に、実施形態6に記載した技術事項、つまり反射パターンをなすドット状の孔から露出する実装面(絶縁層)の色度(黒色度)をLEDからの距離に応じて変化させる技術を適用することも可能である。
(3)上記した実施形態6の変形例として、例えば反射パターンをなすドット状の孔から露出する実装面(絶縁層)の材料を、LEDからの距離に応じて異ならせるようにし、LEDに相対的に近いドットについては光反射率が相対的に高い材料を用い、LEDから相対的に遠いドットについては光反射率が相対的に低い材料を用いるようにしても構わない。
(4)上記した実施形態6のさらなる変形例として、例えば反射パターンをなすドット状の孔から露出する実装面(絶縁層)に用いる材料については共通化するものの、その濃度をLEDからの距離に応じて異ならせるようにし、LEDに相対的に近いドットについては濃度が相対的に濃い材料を用い、LEDから相対的に遠いドットについては濃度が相対的に薄い材料を用いるようにしても構わない。
(5)上記した(3)及び(4)に記載した技術事項を上記した(1)に適用することも勿論可能である。
(6)上記した実施形態8,9に実施形態2〜7に記載した技術事項を適用することも勿論可能である。
(7)上記した実施形態2〜10に実施形態1の変形例1,2に記載した技術事項を適用することも勿論可能である。
(8)上記した実施形態1〜7及び9では、反射パターンを構成するドット状の孔として、円形状をなすものを例示したが、他にも例えば楕円形状、菱形形状、三角形状、四角形状などの多角形状などとすることが可能である。
(9)上記した各実施形態では、反射パターンが所定個所に形成された反射層をスクリーン印刷によって形成した場合を示したが、例えばインクジェット装置によってインクジェット印刷することで、前記反射層を形成することも可能である。また、反射層が光硬化性樹脂材料からなる場合、反射層を形成する部分と反射層30を形成せずに下側の絶縁層を露出させる部分とにおいて、露光条件を異ならせて貫通孔を反射層中に形成してもよい。
(10)上記した各実施形態では、反射層の表面の色を白色とし、実装面(絶縁層)の表面の色を黒色とした場合を示したが、これらの表面の色については、目的に応じて、適宜、乳白色や銀色としてもよい。
(11)上記した各実施形態では、反射層が液体状材料をLED基板の実装面に塗布し硬化させることで形成されるものを示したが、フィルム状の材料をLED基板の実装面に貼り付けることで反射パターンが所定個所に形成された反射層を形成するようにしたものも本発明に含まれる。
(12)上記した各実施形態では、反射層がLED基板の実装面を概ね全域にわたって覆うソルダーレジストとされるものを示したが、反射層をソルダーレジストとは別途に形成するようにしても構わない。その場合、反射層の形成範囲は、LED基板の実装面のうち反射シートのレンズ挿通孔内となる部分のみとすることができる。なお、この場合であっても、組み付け誤差などを考慮して反射層の形成範囲をレンズ挿通孔外に多少拡張した大きさとするのが好ましい。
(13)上記した各実施形態では、点状光源としてLEDを用いた場合を例示したが、LED以外の種類の点状光源を用いることも勿論可能である。
(14)上記した各実施形態では、光学レンズとしてLEDからの光を拡散させる拡散レンズを用いたものを示したが、拡散レンズ以外の光学レンズ(例えば、集光作用を有する集光レンズなど)を用いたものも本発明に含まれる。
(15)上記した各実施形態では、拡散レンズを用いたものを示したが、拡散レンズを省略したものにも本発明は適用可能である。その場合には、反射シートには、LEDを挿通可能な程度の大きさのLED挿通孔を形成し、第1光反射層及び第2光反射層を、LED基板の実装面のうち少なくともLED挿通孔内となる部分に形成すればよい。
(16)上記した各実施形態では、LED基板の基材部に用いる材料を金属材料とした場合を示したが、LED基板の基材部に用いる材料としては、セラミックなどの絶縁材料を用いることも可能である。
(17)上記した各実施形態以外にも、LED基板の設置数や配置、LED基板におけるLEDの実装数や配置などは適宜に変更可能である。
(18)上記した実施形態1に示したもの以外にも、液晶パネルにおけるカラーフィルタをなす各着色部の配置や大小関係などは適宜に変更可能である。
(19)上記した実施形態1に示したもの以外にも、液晶パネルにおけるカラーフィルタをなす着色部として、(R),緑色(G),青色(B)に、シアン色(C)を加えるようにしてもよい。
(20)上記した実施形態1に示したもの以外にも、液晶パネルにおけるカラーフィルタをなす着色部を、光の三原色である赤色(R),緑色(G),青色(B)のみとしたものも本発明に含まれる。
(21)上記した各実施形態では、LEDに用いる蛍光体として、緑色光を発光する緑色蛍光体及び赤色光を発光する赤色蛍光体を用いた場合を示したが、例えば黄色光を発光する黄色蛍光体を単独で用いたものも本発明に含まれる。黄色蛍光体としては、例えばSiAlON系蛍光体の一種であるα−SiAlONを用いるのが好ましい。それ以外にも、緑色蛍光体及び赤色蛍光体に、黄色蛍光体を加えて3種類の蛍光体を用いることも可能である。さらには、緑色蛍光体及び黄色蛍光体を用い、赤色蛍光体を用いない構成とすることも可能である。なお、各色の蛍光体の具体的な物質名については、既述したもの以外にも適宜に変更可能である。
(22)上記した各実施形態では、青色光を単色発光するLEDチップを内蔵し、蛍光体によって略白色光を発光するタイプのLEDを用いた場合を示したが、可視光線における紫色光または近紫外線を発するLEDチップを内蔵し、蛍光体によって略白色光を発光するタイプのLEDを用いたものも本発明に含まれる。この場合、蛍光体としては、青色光を発光する青色蛍光体、緑色光を発光する緑色蛍光体、赤色光を発光する赤色蛍光体の3色を用いるのが好ましいが、それ以外にも使用する蛍光体の色は適宜に変更可能である。
(23)上記した各実施形態では、青色光を単色発光するLEDチップを内蔵し、蛍光体によって略白色光を発光するタイプのLEDを用いた場合を示したが、赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ単色発光する3種類のLEDチップを内蔵したタイプのLEDを用いたものも本発明に含まれる。それ以外にも、C(シアン),M(マゼンタ),Y(イエロー)をそれぞれ単色発光する3種類のLEDチップを内蔵したタイプのLEDを用いたものも本発明に含まれる。この場合、点灯に際して各LEDチップへの電流量を適宜制御することで、LEDの色度を調整することができる。
(24)上記した各実施形態では、液晶パネル及びシャーシがその短辺方向を鉛直方向と一致させた縦置き状態とされるものを例示したが、液晶パネル及びシャーシがその長辺方向を鉛直方向と一致させた縦置き状態とされるものも本発明に含まれる。
(25)上記した各実施形態では、液晶表示装置のスイッチング素子としてTFTを用いたが、TFT以外のスイッチング素子(例えば薄膜ダイオード(TFD))を用いた液晶表示装置にも適用可能であり、カラー表示する液晶表示装置以外にも、白黒表示する液晶表示装置にも適用可能である。
(26)上記した各実施形態では、表示パネルとして液晶パネルを用いた液晶表示装置を例示したが、他の種類の表示パネルを用いた表示装置にも本発明は適用可能である。
(27)上記した各実施形態では、チューナーを備えたテレビ受信装置を例示したが、チューナーを備えない表示装置にも本発明は適用可能である。
10…液晶表示装置(表示装置)、11…液晶パネル(表示パネル)、12…照明装置(バックライト装置)、24…LED(光源、点状光源)、25…LED基板(光源基板)、25a1…絶縁層、25a2…実装面、25c…配線パターン(配線部)、27…拡散レンズ(光学レンズ)、29…反射シート(反射部材)、29d…レンズ挿通孔(開口部)、30…反射層、31…反射パターン、31a…孔、TV…テレビ受信装置

Claims (15)

  1. 光源と、
    前記光源が実装される実装面と、前記実装面上に形成され、前記光源からの光を反射し、前記実装面とは光反射率が異なる反射層とを有する光源基板と、
    前記反射層を貫通して前記実装面を露出させる孔からなり、前記光源の周辺に配される反射パターンと、
    前記光源からの光を反射すると共に前記光源基板の前記反射層側に被せられるシート状の反射部と、この反射部を貫通する孔からなり、前記光源、前記光源の周辺に配される前記反射層、及び前記反射パターンをそれぞれ露出させる開口部とを有する反射部材と、を備える照明装置。
  2. 前記反射パターンをなす前記孔から露出する前記実装面は、光反射率が前記反射層よりも相対的に低いものとされる請求項1に記載の照明装置。
  3. 前記反射パターンをなす前記孔は、前記光源基板の前記反射層側における表面の面内における単位面積当たりの面積比率が前記光源から遠ざかる方向へ向けて小さくなるように形成されている請求項2に記載の照明装置。
  4. 前記反射パターンをなす前記孔は、前記光源基板の前記反射層側における表面の面内において分散配置された多数のドット状のものからなり、前記孔の径寸法が前記光源から遠ざかる方向へ向けて小さくなるものとされる請求項3に記載の照明装置。
  5. 前記反射パターンをなす前記孔は、前記光源基板の前記反射層側における表面の面内において分散配置された多数のドット状のものからなり、隣り合う前記孔間の配列間隔が前記光源から遠ざかる方向へ向けて大きくなるものとされる請求項3又は請求項4に記載の照明装置。
  6. 前記光源は、前記光源基板の前記反射層側における表面の面内において点状をなす点状光源とされるのに対し、前記反射パターンをなす前記孔は、平面に視て前記点状光源を取り囲む形で配されている請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の照明装置。
  7. 前記反射パターンをなす前記孔は、前記光源基板の前記反射層側における表面の面内において分散配置された多数のドット状のものからなり、前記孔が前記点状光源を取り囲む周方向に沿って並列して配されると共に前記周方向について隣り合う前記孔における面積及び配列間隔が略等しいものとされる請求項6に記載の照明装置。
  8. 前記光源基板には、前記光源と対向状に配されると共に前記光源から入射される光に光学作用を付与しつつ出射させる光学レンズが設けられているのに対して、前記反射部材における前記開口部が前記光源と共に前記光学レンズを挿通可能となる大きさとされており、
    前記反射パターンをなす前記孔は、少なくとも前記光学レンズと平面に視て重畳する範囲に形成されている請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の照明装置。
  9. 前記反射パターンをなす前記孔は、平面に視て前記光学レンズよりも広範囲に亘って形成されている請求項8に記載の照明装置。
  10. 前記反射パターンをなす前記孔は、前記光源基板の前記反射層側の表面における光反射率が前記光源から遠ざかる方向へ向けて高くなるように形成されている請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の照明装置。
  11. 前記反射パターンをなす前記孔は、前記光源基板の前記反射層側の表面における面内において分散配置された多数のドット状のものからなる請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の照明装置。
  12. 前記光源基板の前記実装面は、絶縁層と、この絶縁層上に配されると共に前記光源に接続される配線部とが形成されており、
    前記反射層は、前記配線部を覆うように前記絶縁層上に形成されるソルダーレジスト層からなる請求項1から請求項11のいずれか一項に記載の照明装置。
  13. 前記反射パターンをなす前記孔は、前記実装面のうち前記絶縁層のみが露出するように形成される請求項1から請求項12のいずれか一項に記載の照明装置。
  14. 請求項1から請求項13のいずれか一項に記載の照明装置と、前記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。
  15. 請求項14に記載された表示装置を備えるテレビ受信装置。
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