JP2013182728A - 光源モジュール、及び、液晶表示装置 - Google Patents

光源モジュール、及び、液晶表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】導光板の厚さ方向における位置のばらつきを低減させることのできる光源モジュールを提供する。
【解決手段】本発明の一態様に係るバックライトモジュール10は、入射面131において光源から受光した光を出射面133より出射する導光板130と、導光板130を出射面133側から当該導光板130の厚み方向に押さえる導光板押さえ部180aを備えたP−シャーシ180と、を備え、導光板押さえ部180aは、その端部によって導光板130を押さえるよう当該導光板130に対して傾斜して配置されている。
【選択図】図1

Description

本発明は、光源モジュール、及び、光源モジュールを備えた液晶表示装置に関するものである。
従来、液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)を備える液晶表示装置において、薄型化を実現するために、光源から側面に入射された光を面状に出射させるサイドエッジ(サイドライト、又はエッジライトともいう)型の導光板を備えたバックライトが多用されている。
このようなサイドエッジ型の導光板では、当該導光板の端面(以降、入射端面とも呼ぶ)に対向するようにLEDなどの光源を配置し、導光板の各入射端面から、光を入射させる。入射された光は、当該導光板の内部を反射しながら伝搬すると共に、当該導光板の光出射面から出射される。
近年、液晶表示装置の薄型化に伴って導光板の薄型化が進められるに従い、導光板の入射端面に対する光源のサイズが相対的に大きくなっているため、導光板から出射される光のムラ(すなわち、輝度ムラ)は、導光板と光源との位置関係に大きく影響を受ける。このため、導光板と光源との位置関係のばらつきによって、液晶表示装置毎の輝度にばらつきが生じるといった、バックライトの信頼性に関する問題が生じている。
導光板と光源との位置関係のばらつきを低減させ、導光板と光源との位置合わせを容易にする構造として、たとえば、特許文献1に記載の技術が提案されている。特許文献1には、導光板の固定部を樹脂モールドの導光板固定用突出部に勘合させることにより導光板を収納した樹脂モールドの突起部と、金属ケースの開口部とを嵌合させることによって導光板を固定し、光源と導光板との位置合わせを行う液晶表示装置が開示されている。
また、導光板などの光学シートは、光源近傍において光源からの熱を受けやすく、光源からの熱によって膨張又は収縮することが知られている。このような、伸縮する光学シートの変形を抑制する技術として、例えば、特許文献2には、伸縮フィルムを有する光学シートを多孔性光拡散部と基板とで挟むように配置することによって伸縮フィルムを有する光学シートのたるみを抑制する光学部材が開示されている。
特開2010−2745号公報(2010年1月7日公開) 特開2010−230816号公報(2010年10月14日公開)
しかしながら、導光板から出射される光のムラは、導光板と光源との、導光板の厚み方向における位置関係のばらつきが主な要因となる一方、特許文献1には、導光板の厚み方向の位置の固定については何ら記載されていない。このため、導光板の厚み方向における、導光板と光源との位置関係のばらつきを低減させることができないといった問題があった。
なお、特許文献2に記載の光学部材の有する光源は線状光源であって、導光板の出射面と平行に設けられているため、導光板の厚み方向における位置の固定については、何ら考慮されていない。
ここで、図8及び図9を参照して、導光板930の位置が当該導光板930の厚み方向においてばらついた場合の、光漏れによる輝度のばらつきについて説明する。
導光板930の入射面の中心がLED群904の発光面の中心よりも、導光板930の出射面933側(図8において、z軸の正の方向)に位置している場合、つまり、発光面の中心が入射面131の中心よりもシャーシ901側に位置している場合、損失光が生じ、導光板930の入射面に入射される光量が減少する。これによって、導光板930の出射面933から出射される光量が減少し、輝度が低下してしまう。
また、導光板930と反射シート910との間に漏れた損失光が反射シート910によって反射し、導光板930の意図しない箇所から出射されることによって、光漏れが顕著に現れるようになってしまう。
図9に示すように、導光板930と、P−シャーシ980との間に隙間が存在する場合には、損失光が当該隙間から出射されてしまい、光漏れが生じてしまう。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、導光板の厚さ方向における位置のばらつきを低減させることのできる光源モジュールを提供することにある。
本発明の一態様に係る光源モジュールは、上記の課題を解決するために、光源から出射される光を受光面において受光し、当該受光面において受光した光を出射面より出射する導光板と、上記導光板の出射面のうち、上記受光面近傍の面を覆うように配置された固定シャーシと、を備える光源モジュールであって、上記固定シャーシは、上記導光板を上記出射面側から当該導光板の厚み方向に押さえる押さえ部を備え、上記押さえ部は、その端部によって上記導光板を押さえるよう当該導光板に対して傾斜して配置されている、ことを特徴としている。
上記の構成によれば、上記固定シャーシは、上記導光板に対して傾斜して配置され、上記導光板を上記出射面側から当該導光板の厚み方向に押さえ込むため、上記導光板を厚み方向に確実に押さえ込むことができる。
したがって、上記固定シャーシは、当該導光板の厚み方向における、上記導光板の位置のばらつきを低減することができる。これによって、上記導光板と上記光源との位置合わせがより容易になるため、上記光源モジュールは、上記導光板の厚さ方向における、上記導光板と上記光源との位置関係のばらつきを低減させることができる。
また、上記固定シャーシは、上記導光板を、当該固定シャーシと上記導光板との間から光漏れを生じないように固定することができるため、上記光源モジュールからの光漏れを低減することができる。したがって、上記光源モジュールは、輝度のばらつきを小さくし、輝度ムラを低減することができる。
本発明の一態様に係る光源モジュールは、上記導光板を支持する支持シャーシと、上記支持シャーシと上記固定シャーシとを互いに固定する固定部材とを更に備え、上記支持シャーシ及び上記固定シャーシの少なくとも一方は、他方と対向する面に突起部を有しており、上記支持シャーシと上記固定シャーシとは、上記突起部と上記押さえ部との間の地点において、固定部材を用いて互いに固定されている、ことが好ましい。
上記の構成によれば、上記固定部材を用いて上記支持シャーシと上記固定シャーシとを固定する際に、上記固定シャーシの一端が上記突起部によって上記支持シャーシから当該突起部の高さだけ持ち上がるように固定されるため、上記押さえ部は、上記支持シャーシ側に傾斜するように固定される。
これによって、上記固定シャーシは、上記押さえ部によって上記導光板を上記支持シャーシに効率的に押さえ込むことができ、上記導光板の、当該導光板の厚み方向における位置のばらつきを低減することができる。
また、上記固定部材を用いているので、上記押さえ部が上記導光板を押さえる力を所望の大きさに調整することもできる。
本発明の一態様に係る光源モジュールにおいて、上記支持シャーシは、上記導光板を支持する支持部と、当該支持部に直交するように設けられた固定部と、を有し、上記固定シャーシは、上記押さえ部に直交するように設けられた取り付け部を有し、上記固定部材は、上記押さえ部と上記支持部とが対向するように、上記取り付け部と上記固定部とを固定するものであり、上記突起部は、上記固定部と上記取り付け部との少なくとも一方における、他方と対向する面に設けられている、ことが好ましい。
上記の構成によれば、上記固定部材によって上記固定部と上記取り付け部とを固定するため、上記支持シャーシと上記固定シャーシとを上記導光板の厚さ方向において固定することができる。つまり、上記支持シャーシ及び上記固定シャーシは、上記導光板の出射面と平行な方向に、上記固定部材を用いた固定用の面をさらに設けておく必要がない。
したがって、上記光源モジュールの、上記導光板の出射面と平行な方向の面積を小さくすることができる。
本発明の一態様に係る光源モジュールにおいて、上記固定シャーシは、上記押さえ部に直交するように設けられた取り付け部と、当該取り付け部に直行するように設けられ、上記押さえ部と反対側に伸びる延伸部と、を有し、上記固定部材は、上記押さえ部と上記支持シャーシとが対向するように、上記延伸部と上記支持シャーシとを固定するものであり、上記突起部は、上記支持シャーシと上記延伸部との少なくとも一方における、他方と対向する面に設けられている、ことが好ましい。
上記の構成によれば、上記延伸部と上記支持シャーシとを固定する際に、上記固定部材を上記導光板の出射面に略垂直な方向に設けることになる。これにより、上記固定部材の、上記延伸部及び上記支持シャーシへの取り付けを容易にすることができるため、上記光源モジュールの組み立て効率を向上させることができる。
本発明の一態様に係る光源モジュールにおいて、上記押さえ部は、上記導光板を、弾性部材を介して押さえる、ことが好ましい。
上記の構成によれば、上記導光板は、上記固定シャーシによって、上記弾性部材を介して固定される。したがって、上記弾性部材によって、上記導光板と上記固定シャーシとの間で生じる擦れを緩和することができ、上記導光板に傷が付くことを防止することができる。
また、上記光源モジュールを備えていることを特徴とする液晶表示装置をはじめとする電子機器も、本発明の範疇に入る。
本発明の一態様に係る光源モジュールは、上述のように、光源から出射される光を受光面において受光し、当該受光面において受光した光を出射面より出射する導光板と、上記導光板の出射面のうち、上記受光面近傍の面を覆うように配置された固定シャーシと、を備える光源モジュールであって、上記固定シャーシは、上記導光板を上記出射面側から当該導光板の厚み方向に押さえる押さえ部を備え、上記押さえ部は、その端部によって上記導光板を押さえるよう当該導光板に対して傾斜して配置されている、ことを特徴としている。
上記の構成によれば、上記固定シャーシが上記導光板を厚み方向に押さえ込む力を大きくすることができ、これによって、上記固定シャーシは、当該導光板の厚み方向における、上記導光板の位置のばらつきを低減することができる。したがって、上記光源モジュールは、上記導光板の厚さ方向における、上記導光板と上記光源との位置関係のばらつきを低減させることができる。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の備えるバックライトモジュールの構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の構成の概略を示す分解斜視図である。 本発明の一実施形態に係る液晶表示装置における導光板とLED基板との配置関係を示す図である。 本発明の一実施形態に係る液晶表示装置における、LED群と導光板の入射面との距離に対する、液晶表示パネル中央の輝度の特性を示すグラフである。 本発明の一実施形態に係る液晶表示パネルの端部の輝度評価結果を示す図である。 図5の(a)及び(b)のそれぞれの場合における、LED群の発光面と導光板の入射面との導光板厚み方向(z軸方向)のズレに対する液晶表示パネルの輝度を示すグラフである。 本発明の一実施形態の一変形例に係る液晶表示装置の備えるバックライトモジュールの構成の概略を示す図である。 従来技術におけるバックライトモジュールの構成の一例を示す図である。 従来技術におけるバックライトモジュールの構成の他の一例を示す図である。
本発明の一実施形態に係る光源モジュール、および光源モジュールを備えた電子機器について、図1から図6を参照して以下に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成は、特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
なお、本実施形態においては、電子機器が液晶表示装置によって実現され、また、光源モジュールが液晶表示装置のバックライトモジュールによって実現されている場合を例に挙げて説明する。ただし、電子機器および光源モジュールはこれに限定されるものではない。例えば、電子機器の一例として室内の照明装置などを挙げることができ、光源モジュールの一例として照明装置の発光部などを挙げることもできる。
〔液晶表示装置〕
まず、本実施形態に係る液晶表示装置の構成の概略について、図2を参照して説明する。図2は、本実施形態に係る液晶表示装置1の構成の概略を示す分解斜視図である。
図2に示すように、本発明の実施形態1に係る液晶表示装置1は、ベゼル100、シャーシ(支持シャーシ)101、LED基板102、103、LED群(光源)104、105、反射シート110、導光板130、積層シート群150、制御部160、液晶表示パネル170、および、P−シャーシ(固定シャーシ)180を備えている。
また、液晶表示装置1の上記各構成要素は、図2に示すように、シャーシ101側から順に、シャーシ101、反射シート110、導光板130、積層シート群150および液晶表示パネル170が配置されている。導光板130の長手方向の側面に対し、LED群104を備えるLED基板102及びLED群105を備えるLED基板103がそれぞれ対向するように配置されている。また、積層シート群150の上からLED基板103を覆うようにP−シャーシ180が取り付けられ、当該P−シャーシ180によって導光板130の厚み方向、及びベゼル100の位置が規定されている。LED基板102、103、及び液晶表示パネル170は、制御部160に接続されている。
次に、導光板130と、LED基板102及び103との配置関係について、図3を参照して説明する。図3は、本実施形態に係る液晶表示装置1における導光板130とLED基板102及び103との配置関係を示す図である。なお、図3は、導光板130を出射面133側から見た図である。
図3に示すように、LED群104を備えるLED基板102は、導光板130の有する長手方向の一方の側面である入射面(受光面)131と対向するように配置されている。また、LED群105を備えるLED基板103は、導光板130の有する長手方向の他方の側面である入射面(受光面)132と対向するように配置されている。
(ベゼル)
ベゼル100は、液晶表示装置1を保護する筐体であり、図2に示すように、映像を表示する面側から液晶表示装置1を覆うように(すなわち、液晶表示パネル170を覆うように)設けられている。また、ベゼル100は、液晶表示パネル170の表示領域を視認可能なように、窓部を有している。
(シャーシ)
シャーシ101は、液晶表示装置1を保護する筐体であり、図2に示すように、映像を表示する面と反対側から液晶表示装置1を覆うように設けられている。
また、ベゼル100とシャーシ101とが、図示しない固定部材により互いに固定されることにより、ベゼル100とシャーシ101との間に位置する、液晶表示装置1の各構成部品が挟持される。これによって、導光板130の端部の一部は、P−シャーシ180と反射シート110とに挟持され、導光板130のLED基板102、103に対する厚み方向の位置(すなわち、導光板130のLED群104、105に対する厚み方向の位置)が規定されることになる。
(LED群、LED基板)
LED基板102は、複数のLEDを含むLED群104を備えており、LED基板103は、複数のLEDを含むLED群105を備えている。LED群104、及び105に含まれるLEDは、LED基板102、及び103のそれぞれに、互いに間隔を置いて配置されている。また、LED基板102及び103は、それぞれ、導光板130の有する入射面131及び132に対向するように配置されている。
LED基板102の備えるLED群104から出射された光は、導光板130の有する入射面131に入射され、LED基板103の備えるLED群105から出射された光は、導光板130の有する入射面132に入射される。
なお、本実施形態では、光源としてLEDを用いた場合を例に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、光源として、蛍光管などLED以外の光源を用いる構成を採用してもよい。
(導光板)
導光板130は、図3に示すように、入射面131及び132を有し、入射面131において、入射面131に対向するように配置されたLED基板102に設けられたLED群104から出射される光を受光する。また、導光板130は、入射面132において、入射面132に対向するように配置されたLED基板103に設けられたLED群105から出射される光を受光する。
また、導光板130は、出射面133を有している。導光板130の有する出射面133の反対側の面である裏面には、入射した光を拡散して導光板130内における光の進行方向を変える光拡散部が形成されている。
導光板130は、入射面131、132から入射した光を、出射面133と裏面との間、及び、短手方向の両側面の間において全反射させつつ導光板130の内方に伝播させると共に、主に出射面133から出射させる。
また、上述したように、導光板130の備える裏面には、複数の光拡散部が互いに間隔を置いて形成されている。
光拡散部は、例えば、光散乱微粒子をポリマー中に分散させて、その後、ポリマーを導光板130の裏面に印刷することにより形成されている。なお、光散乱粒子としては、例えば蛍光体を用いればよいが、これに限定されるものではない。
なお、本実施形態に係る光拡散部の形成方法としては、ポリマーを導光板130の裏面に印刷することにより形成する構成を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、導光板130の裏面にプリズムなどの微細な凹凸形状を形成することによって光拡散部を形成する方法を採用してもよいし、導光板130の裏面にレーザー加工、又はブラスト処理などを施すことによって光拡散部を形成する方法を採用してもよい。
また、光拡散部は、例えばドット状に形成されている。光拡散部のドット径は、入射面131側から導光板130の長手方向の中央部に向かうにしたがって、大きくなるように形成されている。同様に、光拡散部のドット径は、入射面132側から導光板130の長手方向の中央部に向かうにしたがって、大きくなるように形成されている。また、光拡散部は、導光板130の短手方向の中央を通過して導光板130の長手方向に延びる仮想軸線に対して、対称となるように配置されている。
また、光拡散部のドット径は、たとえば、0.2mm以上1.5mm以下であることが好ましい。なお、光拡散部がドット状に形成されている場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、光拡散部が線状、楕円状、及び矩形状などの形状に形成されていてもよい。つまり、光拡散部は、光を拡散する機能を有し、大きさ(長さ)によって拡散光量を調整できるように形成されていればよい。
上述のように導光板130の裏面に光拡散部を形成することにより、導光板130内を伝播する光の光路を変更することができる。具体的には、光拡散部は、導光板130内を伝播する光が導光板130の裏面に形成されている光拡散部に入射すると、入射した光を拡散し、導光板130内における光の進行方向を変える。この結果、光拡散部で拡散された光の少なくとも一部は、出射面133で全反射せずに、出射面133から外部に出射されることになる。これによって、導光板130は、輝度ムラなく出射面133から光を出射させることができる。
また、入射面131及び132から導光板130内に入射した光は、入射面131及び132から離れるにつれて拡散し、光量が減衰する。これに対し、上述のように、入射面131及び132から長手方向の中央部に向かうににつれて光拡散部の面積(本実施形態では、ドット径)を大きくすることによって、入射面131及び132から離れるほど配置密度を高くすることができる。導光板130は、この構成によって、上記受光面から離れるほど多くの光を拡散することができるため、出射面120から出射される光量のばらつき、すなわち、液晶表示パネル170の輝度のばらつきを効率的に抑制することができる。
なお、導光板130は、光透過性の高い透明材料からなり、例えば、PMMA(アクリル)、PC(ポリカーネート)、及びPS(ポリスチレン)などが用いられることが好ましい。
なお、本実施形態では、導光板130の長手方向の両端面(入射面131、132)から光が入射される場合を例に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、一方の端面のみから光が入射される構成を採用してもよいし、また、短手方向の一方の端面又は両端面から光が入射される構成を採用してもよい。
例えば、導光板130の長手方向の両端面に加え、短手方向の両端面からも光が入射される場合には、4つの端面のそれぞれから導光板130の中心に向かうにつれて光拡散部の面積を大きくすることによって、輝度のばらつきを抑制してもよい。
(反射シート)
反射シート110は、導光板130の有する出射面133と反対側の面に対向して配置され、当該出射面133と反対側の面から出射される光を反射して再び上記導光板に入射させる。また、反射シート110は、導光板130の光拡散部によって拡乱された光を反射させて、出射面133から出射させる効果を有している。
なお、反射シート110は必ずしも必要となるわけではないが、反射シート110を用いることによってシャーシ101側に吸収されていた光を有効に利用できるため、出射面120から出射される光量を増やすことができる。これによって、反射シート110は、液晶表示パネル170の輝度を向上させる事が出来る。
反射シート110は、例えば、発泡PET(Polyethylene Terephthalate)などに代表されるポリエステルから形成されており、光の反射特性を有している。また、反射シート110は、導光板130の裏面から漏れた光を反射して導光板130内を透過させて液晶パネル側に光を反射させる機能を有している。
なお、反射シート110は、入射した光が正反射するシートであってもよいが、乱反射するシートを用いることがより好ましい。反射シート110は、入射した光が乱反射するシートを用いることによって、入射角と異なる角度の反射成分を含んで光を反射させることができる。
(積層シート群)
積層シート群150は、導光板130から出射する光量のムラ(すなわち輝度ムラ)を抑制するとともに、導光板130から出射される光を集光して液晶表示パネル170に向けて出射する機能を有している。
なお、積層シート群150は必ずしも必要となるわけではないが、積層シート群150を用いることによって、導光板130から出射される光をそのまま液晶表示パネル170に入射する場合よりも、液晶表示パネル170における輝度ムラを抑制することができる。
積層シート群150は、例えば、拡散シート、プリズムシート、及び、マイクロレンズシートなどを含んで構成されている。なお、積層シート群150を構成する各シートの枚数及び組み合わせは、所望の光学性能が得られるような枚数及び組み合わせであれば、特に限定されるものではない。
(制御部)
制御部160は、液晶表示装置1の各部を総括的に制御する手段であり、映像信号の表す映像の表示タイミングに従って、液晶表示パネル170の備える各TFT素子(不図示)のON/OFFを切り替える。また、制御部160は、液晶表示パネル170に映像信号を印加し、映像信号の表す映像を表示させる。
制御部160は、複数の導光板130を備えている場合には、映像信号の印加のタイミングに同期させて、LED群104、105に含まれる各LEDを順次消灯させてもよい。これにより、制御部160は、1フレーム期間内に導光板130の備える出射面133から光が出射される期間(発光期間)と、光が出射されない期間(非発光期間)とを設けることができるため、液晶表示パネル170において画像表示と黒表示とを交互に行うことができる。
(液晶表示パネル)
液晶表示パネル170は、アクティブマトリックス基板と、カラーフィルタと、対向基板と、アクティブマトリックス基板および対向基板の間に封入された液晶とを含んで構成されている(何れも不図示)。また、アクティブマトリックス基板には、複数のTFT(thin film transistor)素子が形成されている。液晶表示パネル170は、積層シート群150を通過して液晶表示パネル170に入射する光を用いて画像を表示する。
なお、上述したシャーシ101によって、LED基板102と導光板130の備える入射面131の厚み方向の位置との関係が調整されている。また、導光板130は、図示しない連結部材によって、シャーシ101に固定されており、これによって、導光板130とLED基板102とのクリアランスが一定に保たれている。
〔バックライトモジュール〕
次に、本実施形態に係る液晶表示装置1の備える光源モジュールにおける光漏れの低減について、図1を参照して説明する。図1は、本実施形態に係る液晶表示装置1の備えるバックライトモジュール10の構成の概略を示す図である。
なお、図1では、本実施形態に係るバックライトモジュール10の一部(バックライトモジュール10のLED群104が備えられている側)の構成を示しているが、図示されていない部分(バックライトモジュール10のLED群105が備えられている側)も同様の構成である。
また、図1では、導光板130の長手方向をy軸で表し、導光板130の厚み方向をz軸で表している。なお、図1においては、導光板130の厚み(出射面133から裏面までの距離)の中心をz軸の原点(z=0)とし、LED群104の中心をy軸の原点(y=0)としている。
本実施形態に係るバックライトモジュール10は、図1に示すように、LED基板102、LED群104、反射シート110、導光板130、P−シャーシ180、及び、固定軸(固定部材)190を含んで構成されている。なお、シャーシ101は、後述する突起部120を有している。
また、図1に示すように、LED基板102に備えられたLED群104は、シャーシ101の上に配置されている。また、LED群104は、導光板130の入射面131に対向するように配置されている。
(P−シャーシ)
P−シャーシ180は、LED基板102と、入射面131を含む導光板130の一部分とを覆うように配置されている。また、P−シャーシ180は、導光板130がP−シャーシ180側に(すなわち、導光板130の出射面133側に)浮き上がらないように固定している。なお、P−シャーシ180の形状、及びP−シャーシ180による導光板130の固定については、後述する。
また、P−シャーシ180は遮光性を有しており、P−シャーシ180に覆われた導光板130の一部分からの光漏れを防止している。つまり、P−シャーシ180は、導光板130を固定する固定機能と、光漏れを防ぐ遮光機能とを有している。したがって、P−シャーシ180を用いることにより、光漏れを防ぐための新たな部材を追加する必要がないため、コストの増加を抑えることができる。
さらに、図1では図示していないが、P−シャーシ180を液晶表示パネル170側から覆うように、ベゼル100が配置されている。また、P−シャーシ180とベゼル100との間に、液晶表示パネル170の端部が緩衝部(不図示)を介して挟持されている。
図1に示すバックライトモジュール10のように、本実施形態では、LED群104の発光面、及び、出射面133のうち入射面131近傍の面を、出射面133側から覆うように、遮光性を有するP−シャーシ180を設けている。また、出射面133の反対側から覆うようにシャーシ101を設けている。本実施形態に係るバックライトモジュールは、これによって、導光板130に入射されない光が、出射面133側から漏れることを防ぐことができる。
また、反射シート110を、導光板130の出射面133と反対側の面(裏面)を覆うように形成している。
なお、P−シャーシ180の材料としては、例えば、光の吸収性を有するポリカーボネート樹脂を挙げることができるが、光吸収性を有する材料であれば、特に限定されない。また、P−シャーシ180に用いられる材料は、所定の強度を有することがより好ましい。さらに、P−シャーシ180は、例えば金型成型することにより製造することができるが、P−シャーシ180の製造方法はこれに限定されるものではない。
また、P−シャーシは、弾性を有していることが好ましく、その材料としては、例えば、柔らかい樹脂など例に挙げることができるが、これに限定されるものではなく、硬い金属を用いることもできる。これは、金属であっても、ある程度の弾性を有することが一般的であるからである。
(固定軸)
固定軸190は、シャーシ101とP−シャーシ180とを固定するための部材であり、例えば、ビスなどを例にあげることができる。
(ポロン)
図1に示すように、導光板130は、ポロン(弾性部材)140を介してP−シャーシ180により固定されている。なお、ポロン140は、衝撃吸収性(緩衝性、弾性)を有しており、ポロン140の材料としては、例えば、ウレタンフォームなどを挙げることができる。これによって、ポロン140は、導光板130がP−シャーシ180によって傷つけられてしまうことを防ぐことができる。また、ポロン140は、防振性を有していてもよい。
さらに、ポロン140は、摺動性を有していることが好ましい。導光板130は、熱によって膨張及び収縮する特性を有するため、これによって、ポロン140は、導光板130の膨張又は収縮を妨げないようにすることができる。一方、ポロン140が摩擦抵抗を有している場合には、導光板130をポロン140を介してP−シャーシ180に効果的に固定することができる。
なお、ポロン140の摺動性及び摩擦抵抗は、例えば、上述したウレタンフォームに代表される緩衝性を有する材料に、PET及びゴムなどを組み合わせることによって実現することができる。また、ポロン140の表面を特殊コーティングすることによって、ポロン140の摺動性及び摩擦抵抗を実現することもできる。また、ポロン140は、光吸収性をさらに有していてもよい。
また、本実施形態に係るバックライトモジュール10においては、導光板130が直方体形状を有する1枚の導光板から構成されている場合を例に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、導光板130は、直方体形状以外の形状であってもよいし、複数枚の分割された導光板から構成されていてもよい。
〔導光板の固定〕
次に、導光板130の厚さ方向における、導光板130の固定について、図1を参照して説明する。
P−シャーシ180は、図1に示すように、導光板130を出射面133から押さえる導光板押さえ部(押さえ部)180aと、導光板押さえ部180aに直交するように設けられた取り付け部180bとを有している。また、P−シャーシ180の取り付け部180bには、固定軸190が挿入される受け穴192が形成されている。
シャーシ101は、図1に示すように、導光板130を支持する導光板支持部101aと、導光板支持部101aに直交するように設けられた固定部101bとを有している。また、シャーシ101の固定部101bは、P−シャーシ180の取り付け部180bに対向する面に突起部120を有している。さらに、シャーシ101の固定部101bには、突起部120よりもz軸の正方向にずれた位置に、固定軸190が挿入される受け穴191が形成されている。
固定軸190を用いてP−シャーシ180をシャーシ101に固定しようとする場合、シャーシ101の固定部101bに突起部120が設けられているため、図1に示すように、突起部120に取り付け部180bが当たる。これによって、取り付け部180bは、固定部101bに平行に固定されず、突起部120に接している部分が固定部101bから持ち上がるように固定される。
また、取り付け部180bのうち突起部120に接している部分が固定部101bから持ち上がるように固定されることによって、P−シャーシ180の導光板押さえ部180aの取り付け部180bと反対側の端面が、導光板130をz軸の負方向に強く抑えることになる。本実施形態では、P−シャーシ180の導光板押さえ部180aがポロン140を介して導光板130を押さえている。
さらに、P−シャーシ180は、弾性を有しているため、図1に示すように、導光板130を押さえるために押さえ部180aが撓る。これによって、押さえ部180aに、撓った状態から元に戻ろうとする力が発生するため、P−シャーシ180は、導光板130をより強く押さえ込むことができる。
また、上述の構成を備えることによって、てこの原理により、導光板押さえ部180aが導光板130をシャーシ101の導光板支持部101aに積極的に固定する力が発生する。具体的には、取り付け部180bと固定部101bとの接点(図1におけるA)が支点として機能し、取り付け部180bと突起部120との接点(図1におけるB)が力点として機能し、ポロン140を介した導光板押さえ部180aと導光板130との接点(図1におけるC)が作用点として機能する。
これによって、P−シャーシ180と導光板130との間に隙間ができることを防ぐと共に、導光板130が撓むことによる位置ずれを低減することができる。
また、導光板130の厚み方向(z軸方向)における位置を、より確実に固定することができるため、導光板130の厚さ方向における、導光板130とLED群104との位置を容易に調整することができる。これによって、導光板130とLED群104との位置関係のばらつきを低減させることができる。
この結果、液晶表示パネル170における輝度ムラを低減することのできるバックライトモジュール10を実現することができる。
なお、本実施形態では、固定軸190は、図1に示すように、シャーシ101の固定部101bに対して略垂直に挿入される。この構成によれば、固定軸190によって、シャーシ101とP−シャーシ180とを導光板130の厚さ方向において固定することができる。つまり、シャーシ101及びP−シャーシ180は、導光板130の出射面133と平行な方向に、固定軸190による固定用の面をさらに設けておく必要がない。
したがって、シャーシ101の導光板支持部101a及びP−シャーシ180の導光板押さえ部180aに、固定軸190を挿入するための受け穴191及び192を設ける必要が無い。このため、導光板支持部101a及び導光板押さえ部180aのそれぞれに受け穴191及び192を設ける場合と比較して、導光板支持部101a及び導光板押さえ部180aのそれぞれの面積を小さくすることができる。
したがって、バックライトモジュール10における、導光板130の出射面133と平行な方向の面積を小さくすることができる。これによって、バックライトモジュール10は、液晶表示装置1における画像を表示するための領域以外の領域(いわゆる、額縁領域)の面積を小さくすることができる。
さらに、P−シャーシ180の導光板押さえ部180aには、ポロン140が設けられている。このため、導光板押さえ部180aが導光板130を強く抑えた場合であっても、導光板押さえ部180aと導光板130の出射面133が擦れることによって出射面133に傷が付いてしまうことを低減することができる。これによって、バックライトモジュール10の品質、及び信頼性を向上させることができる。
また、P−シャーシ180、及びポロン140は光吸収性を備えていることから、LED群104から出射された光のうち、導光板130の入射面131に入射されずに損失光となった光が、バックライトモジュール10から漏れてしまうことを低減することができる。これによって、バックライトモジュール10からの損失光の光漏れを低減すると共に、液晶表示パネル170における輝度ムラを低減することができる。
なお、本実施形態に係るバックライトモジュール10におけるシャーシ101は、金属であることが好ましい。これによれば、シャーシ101の弾性的な変形が小さくなり、シャーシ101とP−シャーシ180とによって導光板130を挟み込む力(すなわち、P−シャーシ180が導光板130をシャーシ101に押さえ付ける力)を大きくすることができる。
また、シャーシ101が金属であることによって、バックライトモジュール10は、LED群104から発せられ、導光板130に伝わった熱を、シャーシ101を介して発散し易くなる。つまり、バックライトモジュール10の放熱性能を向上させることができる。これによって、導光板130の熱による変形を抑制することができ、LED群104と導光板130との位置のばらつきを小さくすることができる。
このようなバックライトモジュール10を備えることにより、輝度のばらつきが小さく、また、光漏れを低減した液晶表示装置1を実現することができる。
なお、本実施形態では、シャーシ101の固定部101bが、P−シャーシ180の取り付け部180bと対向する面に突起部120を有している場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、P−シャーシ180の取り付け部180bが、シャーシ101の固定部101bと対向する面に突起部120を有する構成を採用してもよい。この場合には、取り付け部180bに設けられた突起部120と、シャーシ101の固定部101bとの接点が、力点として機能することになる。
また、固定部101b及び取り付け部180bの双方が、他方と対向する面に突起部120を有していてもよい。すなわち、シャーシ101の固定部101b、及び、P−シャーシ180の取り付け部180bの少なくとも一方が、他方と対向する面に突起部を有していればよい。
〔輝度のばらつき〕
ここで、LED群104と導光板130の入射面131との位置関係に対する、液晶表示パネル170の輝度について、図4を参照して説明する。図4は、LED群104と入射面131との距離に対する、液晶表示パネル170の中央の輝度の特性を示すグラフである。
図4に示すグラフにおいて、横軸は、LED群104に対する導光板130の入射面131のy軸上の位置、すなわち、発光面と入射面131との間の距離を示している。また、縦軸は、発光面と入射面131との間の距離に対する、液晶表示パネル170の中心輝度の変化の割合を示している。
さらに、図4におけるグラフPは、導光板130の入射面131の中心、及び、LED群104の発光面(不図示)の中心が共にz=0である場合、すなわち、入射面131の中心と発光面の中心とのずれが0である場合の、液晶表示パネル170の中央の輝度の特性を示している。また、図4におけるグラフQは、導光板130の入射面131の中心がz=0であり、LED群104の発光面の中心がz=−0.25である場合、すなわち、入射面131の中心が発光面の中心に対してz軸方向に−0.25mmずれている場合の、液晶表示パネル170の中央の輝度の特性を示している。
図4に示すように、LED群104の発光面と導光板130の入射面131との距離が離れるにつれて、液晶表示パネル170の中心輝度が低下する。これは、発光面と入射面131との距離が離れるほど、発光面から出射された光のうち、入射面131に入射されずに損失光となる光が増加するためである。
また、グラフQの値がグラフPの値よりも小さいことから、発光面の中心と入射面131の中心との位置のずれが大きくなるにつれて、液晶表示パネル170の中心輝度が低下する。これは、発光面の中心と入射面131の中心との位置がずれるほど、発光面から出射された光のうち、入射面131に入射されずに損失光となる光が増加するためである。
(実験結果)
次に、導光板130とLED群104のz軸方向の相対位置を変えた場合における光漏れを評価した実験結果について、図5及び図6を参照して説明する。
図5は、本実施形態に係るバックライトモジュール10における、LED群104を備えた端部近傍の液晶表示パネル170の輝度評価結果を示す図である。図5(a)は、LED群104の中心が導光板130の中心と同位置である場合の輝度評価結果を示し、(b)は、LED群104の中心が導光板130の中心よりも導光板130の裏面に位置する場合の輝度評価結果を示している。
また、図6は、図5の(a)及び(b)のそれぞれの場合における、LED群104の発光面と導光板130の入射面131との、導光板130の厚み方向(z軸方向)のずれに対する液晶表示装置1の輝度を示すグラフである。
なお、図5及び図6の輝度評価には、z軸方向の高さが3.0mmのLED、および、z軸方向の厚さが3.5mmの導光板を用いた。また、LED群104の発光面の中心位置をz=0mmとして、これに対する導光板の中心位置のずれを、出射面133側を+(プラス)方向、シャーシ101側を−(マイナス)方向のずれとした。さらに、LED群104の発光面の中心と導光板130の中心とが一致する場合には、両者のずれが生じていない、すなわち、ずれが0mmであるとした。
本実施形態における輝度評価では、LED群104の中心が導光板130の中心に対して(a)0mm、(b)−0.25mmとなる条件において輝度評価を行った。
図5(a)に示すように、LED群104の中心が導光板130の中心と同位置(ずれが0mm)である場合、光漏れ及び輝度ムラも比較的抑えられていることがわかる。
一方、図5(b)に示すように、LED群104の中心が導光板130の中心に対してz軸方向に−0.25mmずれている場合、LED基板102側の光漏れが顕著に現れており、さらに光漏れによる輝度ムラも顕著であることがわかる。
また、図6に示すように、図5の(a)に示す場合における導光板130の輝度が略一定であるのに対し、(b)の場合における導光板130の輝度が、y=0mmからy=25mmまでの範囲で高くなっており、光漏れが生じていることがわかる。
上述のように、本実施形態に係るバックライトモジュール10は、P−シャーシ180を、押さえ部181aによって導光板130を出射面133から押さえるように当該導光板130に傾斜して配置されていることにより、例えばP−シャーシ180が出射面133と平行に設けられている場合よりも、導光板130を厚み方向に押さえ込む力が大きくなる。
したがって、P−シャーシ180は、導光板130の厚み方向における、導光板130の位置のばらつきを低減することができる。これによって、上記導光板と上記光源との位置合わせがより容易になるため、本実施形態におけるバックライトモジュール10は、導光板130の厚さ方向における、導光板130とLED群104との位置関係のばらつきを低減させることができる。
また、このようなバックライトモジュール10を備えることにより、効率的に光漏れを低減した液晶表示装置1を実現することができる。
上述の構成を備えることにより、本実施形態に係るバックライトモジュール10は、固定軸を用いてシャーシ101とP−シャーシ180とを固定する際に、P−シャーシ180の取り付け部180bが突起部120によってシャーシ101の固定部101bから突起部120の高さだけ持ち上がるように固定される。このため、P−シャーシ180の導光板押さえ部180aが、シャーシ101側(すなわち、導光板130側)に傾斜するように固定される。
これによって、P−シャーシ180は、導光板押さえ部180aによって導光板130をシャーシ101に効率的に押さえ込むことができ、導光板130の、当該導光板130の厚み方向における位置のばらつきを低減することができる。
また、P−シャーシ180は、導光板130を、当該P−シャーシ180と導光板130との間に空間を生じないように固定することができるため、バックライトモジュール10からの光漏れを低減することができる。したがって、バックライトモジュール10は、輝度のばらつきを小さくし、輝度ムラを低減することができる。
<変形例>
なお、本実施形態では、P−シャーシ180が、導光板130の厚み方向に垂直な方向に挿入される固定軸190によってシャーシ101に固定されることによって、導光板130を押さえる構成を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、P−シャーシ180が、導光板130の厚み方向に挿入される固定軸190によってシャーシ101に固定される構成を採用してもよい。
本実施形態の変形例における、バックライトモジュール10’の構成について、図7を参照して以下に説明する。図7は、本実施形態の一変形例に係るバックライトモジュール10’の構成の概略を示す図である。
なお、説明の便宜上、実施形態1に係る構成要素と同様の機能を有する構成要素には同一の番号を付し、その説明を省略する。本変形例では、主に、実施形態1との相違点について説明するものとする。
本変形例に係るバックライトモジュール10’のP−シャーシ180’は、図7に示すように、取り付け部180b’の導光板押さえ部180’aと反対側の一端に、導光板押さえ部180’aと平行な延伸部180c’を有している。
また、シャーシ101’は、P−シャーシ180’の延伸部180c’と対向する面に、突起部120を有している。さらに、P−シャーシ180’は、延伸部180c’において導光板130の厚み方向に挿入された固定軸190によって、シャーシ101’に固定される。
図7に示す構成を備えることによって、てこの原理により、導光板押さえ部180a’が導光板130を、シャーシ101’に積極的に固定する力が発生する。具体的には、取り付け部180b’とシャーシ101’との接点(図7におけるA’)が支点として機能し、延伸部180c’と突起部120との接点(図7におけるB’)が力点として機能し、ポロン140を介した導光板押さえ部180a’と導光板130との接点(図7におけるC’)が作用点として機能する。
これによって、P−シャーシ180’と導光板130との間に隙間ができることを防ぐと共に、導光板130が撓むことによる位置ずれを低減することができる。
また、導光板130の厚み方向(z軸方向)における位置を、より確実に固定することができるため、導光板130の厚さ方向における、導光板130とLED群104との位置を容易に調整することができる。これによって、導光板130とLED群104との位置関係のばらつきを低減させることができる。
この結果、液晶表示パネル170における輝度ムラを低減することのできるバックライトモジュール10’を実現することができる。
また、上述の構成によれば、延伸部180c’とシャーシ101’とを固定する際に固定軸190の挿入される方向が、導光板130の厚み方向、すなわち、z軸方向である。これによって、固定軸190の、延伸部180c’及びシャーシ101’への取り付けを容易にすることができるため、本変形例に係るバックライトモジュール10’は、組み立て効率を向上させることができる。作業が容易になる。したがって、生産性を向上させることができるため、コストを削減することができる。
なお、本実施形態では、シャーシ101の固定部101bが、P−シャーシ180’の延伸部180c’と対向する面に突起部120を有している場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、P−シャーシ180’の延伸部180c’が、シャーシ101’と対向する面に突起部120を有する構成を採用してもよい。この場合には、延伸部180c’に設けられた突起部120と、シャーシ101’との接点が、力点として機能することになる。
また、シャーシ101’及び延伸部180c’の双方が、他方と対向する面に突起部120を有していてもよい。すなわち、シャーシ101’、及び、P−シャーシ180’の延伸部180c’の少なくとも一方が、他方と対向する面に突起部を有していればよい。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
本発明の一態様に係る光源ユニットは、光源からの光を線状に出射する光源ユニットを備えて導光板によって面状に出射させるバックライト等の光源モジュール、並びにこの光源モジュールを備えたテレビジョン受像機、及びモニターなどの液晶表示装置に代表される電子機器に好適に適用することができる。また、その光源モジュールは、大型平面光源として照明装置などの電子機器に好適に適用することができる。
1 液晶表示装置(電子機器)
10、10’ バックライトモジュール(光源モジュール)
100 ベゼル
101、101’ シャーシ(支持シャーシ)
101a 導光板支持部(支持部)
101b 固定部
102、103 LED基板
104、105 LED群(光源)
110 反射シート
120 突起部
130 導光板
131、132 入射面(受光面)
133 出射面
140 ポロン(弾性部材)
150 積層シート群
160 制御部
170 液晶表示パネル
180、180’ P−シャーシ(固定シャーシ)
180a、180a’ 導光板押さえ部(押さえ部)
180b、180b’ 取り付け部
180c、180c’ 延伸部
190 固定軸(固定部材)
191、192 受け穴

Claims (6)

  1. 光源から出射される光を受光面において受光し、当該受光面において受光した光を出射面より出射する導光板と、
    上記導光板の出射面のうち、上記受光面近傍の面を覆うように配置された固定シャーシと、を備える光源モジュールであって、
    上記固定シャーシは、上記導光板を上記出射面側から当該導光板の厚み方向に押さえる押さえ部を備え、
    上記押さえ部は、その端部によって上記導光板を押さえるよう当該導光板に対して傾斜して配置されている
    ことを特徴とする光源モジュール。
  2. 上記導光板を支持する支持シャーシと、
    上記支持シャーシと上記固定シャーシとを互いに固定する固定部材とを更に備え、
    上記支持シャーシ及び上記固定シャーシの少なくとも一方は、他方と対向する面に突起部を有しており、上記支持シャーシと上記固定シャーシとは、上記突起部と上記押さえ部との間の地点において、固定部材を用いて互いに固定されている
    ことを特徴とする請求項1に記載の光源モジュール。
  3. 上記支持シャーシは、上記導光板を支持する支持部と、当該支持部に直交するように設けられた固定部と、を有し、
    上記固定シャーシは、上記押さえ部に直交するように設けられた取り付け部を有し、
    上記固定部材は、上記押さえ部と上記支持部とが対向するように、上記取り付け部と上記固定部とを固定するものであり、
    上記突起部は、上記固定部と上記取り付け部との少なくとも一方における、他方と対向する面に設けられている
    ことを特徴とする請求項2に記載の光源モジュール。
  4. 上記固定シャーシは、上記押さえ部に直交するように設けられた取り付け部と、当該取り付け部に直行するように設けられ、上記押さえ部と反対側に伸びる延伸部と、を有し、
    上記固定部材は、上記押さえ部と上記支持シャーシとが対向するように、上記延伸部と上記支持シャーシとを固定するものであり、
    上記突起部は、上記支持シャーシと上記延伸部との少なくとも一方における、他方と対向する面に設けられている、
    ことを特徴とする請求項2に記載の光源モジュール。
  5. 上記押さえ部は、上記導光板を、弾性部材を介して押さえる、
    ことを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の光源モジュール。
  6. 請求項1から5の何れか1項に記載の光源モジュールを備えている、
    ことを特徴とする液晶表示装置。
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