JP2014059955A - 照明装置およびそれを備えた表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】更なる軽量化を図ることが可能な照明装置を提供する。
【解決手段】この照明装置１０は、表示パネル４の背面側に配置される光学部材１１と、光学部材１１の背面側を一部分のみを覆うように配置され、光源１２および駆動回路１６で発生する熱を放熱する放熱板１５と、光学部材１１および放熱板１５の背面側に配置される背面カバー部材２０と、を備える。背面カバー部材２０は、光学部材１１側に突出して光学部材１１の背面を支持する複数の凸部２０ａを含む。
【選択図】図１

Description

この発明は、照明装置およびそれを備えた表示装置に関し、特に、被照明部材の背面側に配置される光学部材を含む照明装置およびそれを備えた表示装置に関する。

非発光型の表示パネルを搭載する液晶表示装置（表示装置）には、通常、表示パネル（被照明部材）に対して光を照射するバックライト装置（照明装置）も搭載される。このようなバックライト装置として、複数のＬＥＤ（光源）と、ＬＥＤからの光を導光する導光板とを備えたバックライト装置が知られている。導光板は表示パネルの背面に配置され、表示パネルと略同じ面積を有する。複数のＬＥＤは、導光板の光入射面である側面に向かって光を照射するように配置される。導光板に入射した光は、導光板内部で向きを変えて表示パネルに向かって出射される。

図１３は、ＬＥＤおよび導光板を備えた従来のバックライト装置の一例を背面側から概略的に示した斜視図である。バックライト装置１００１は図１３に示すように、表示パネル（図示せず）の背面側（図では上側）に配置される導光板１００２ａおよび反射シート１００２ｂなどからなる光学部材１００２と、光学部材１００２の背面側全体を覆うように配置されるバックライトシャーシ１００３と、バックライトシャーシ１００３の背面に固定される複数の駆動回路１００４と、光学部材１００２の１辺に沿って配置されるＬＥＤ（図示せず）が実装される実装基板１００５と、バックライトシャーシ１００３および駆動回路１００４の背面側を覆う樹脂製の背面カバー部材１００６とを備えている。

バックライトシャーシ１００３は板金製であり、剛性を有する。また、バックライトシャーシ１００３には実装基板１００５も固定されており、バックライトシャーシ１００３は駆動回路１００４およびＬＥＤで発生する熱を放熱する機能を有する。また、バックライトシャーシ１００３は光学部材１００２の背面を支持しており、光学部材１００２の撓みを抑制している。背面カバー部材１００６は駆動回路１００４を保護している。

ところで、近年、表示装置の大型化が進んでおり、表示装置の軽量化が望まれている。そこで、駆動回路のみを覆うサイズに背面カバー部材を形成し、背面カバー部材を小型化した構造が提案されている。このように構成すれば、図１３に示したバックライト装置１００１に比べて、バックライト装置を軽量化することが可能である。

なお、例えば特許文献１には、炭素繊維を含有する樹脂製の筐体（背面カバー部材）を用いることにより、剛性を向上させて筐体を薄型化することによって、軽量化を図る方法が開示されている。

特開平１１−２７２１９８号公報

しかしながら、駆動回路のみを覆うサイズに背面カバー部材を形成して背面カバー部材を小型化する方法や、特許文献１に開示された方法では、最重量物であるバックライトシャーシを軽量化できないので、更なる軽量化は困難であるという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、更なる軽量化を図ることが可能な照明装置およびそれを備えた表示装置を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の照明装置は、被照明部材の背面側に配置される光学部材と、光学部材の背面側を一部分のみを覆うように配置され、光源および駆動回路の少なくとも一方で発生する熱を放熱する放熱板と、光学部材および放熱板の背面側に配置され樹脂を用いて形成された背面カバー部材と、を備え、背面カバー部材は、光学部材側に突出して光学部材の背面を支持する複数の凸部を含む。

上記照明装置において、好ましくは、光学部材の背面は放熱板と背面カバー部材とにより支持されている。

上記照明装置において、好ましくは、放熱板は光学部材の下辺に沿って配置されている。

上記放熱板が光学部材の下辺に沿って配置されている照明装置において、好ましくは、背面カバー部材の光学部材側には、上下方向に延びる空気通路が複数の凸部により形成されている。

この場合、好ましくは、背面カバー部材の上辺部および下辺部には、背面カバー部材を厚み方向に貫通する通気孔が形成されている。

上記照明装置において、好ましくは、背面カバー部材は、アルミニウム複合板またはハニカム構造体を用いて形成されている。

上記照明装置において、好ましくは、放熱板の幅は、放熱性が飽和する幅である。

上記照明装置において、好ましくは、光学部材は導光板を含み、導光板の少なくとも１辺に沿って複数の光源が配列されている。

この発明の表示装置は、上記の構成の照明装置と、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。

本発明によれば、放熱板は光学部材の背面側を一部分のみを覆うように配置される。これにより、例えばバックライトシャーシが光学部材の背面側全体を覆うように配置される従来の照明装置に比べて、光源や駆動回路で発生する熱を放熱させるための重量物（放熱板）を小型化することができ、照明装置の更なる軽量化を図ることができる。

また、光学部材および放熱板の背面側に配置される背面カバー部材を備え、背面カバー部材は、光学部材側に突出して光学部材の背面を支持する複数の凸部を含む。これにより、背面カバー部材により光学部材を支持することができ、光学部材が撓むのを抑制することができる。また、背面カバー部材に複数の凸部を設けることによって、背面カバー部材の剛性を高めることができる。このように、光学部材の背面側全体を覆うバックライトシャーシを廃止しても、背面カバー部材により、光学部材の撓みを抑制することができるとともに、剛性を確保することができる。

本発明の第１実施形態の照明装置を備えた表示装置の構造を概略的に示した分解斜視図である。 本発明の第１実施形態の照明装置の構造を示した部分断面図である。 本発明の第１実施形態の背面カバー部材および光学部材等の構造を背面側から示した斜視図である。 本発明の第１実施形態の背面カバー部材の構造を示した断面図である。 本発明の第１実施形態の背面カバー部材の別の構造を示した分解斜視図である。 図５に示した背面カバー部材の構造を示した斜視図である。 本発明の第２実施形態の背面カバー部材および光学部材等の構造を背面側から示した斜視図である。 本発明の第２実施形態の照明装置の構造を示した断面図である。 本発明の第３実施形態の放熱板等の構造を背面側から示した斜視図である。 本発明の第３実施形態の放熱板等の構造を背面側から示した斜視図である。 本発明の第１変形例の背面カバー部材等の構造を背面側から示した斜視図である。 本発明の第２変形例の背面カバー部材等の構造を背面側から示した斜視図である。 ＬＥＤおよび導光板を備えた従来のバックライト装置の一例を背面側から概略的に示した斜視図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

＜第１実施形態＞
図１〜図６を参照して、本発明の第１実施形態による照明装置１０を備えた表示装置１の構造について説明する。

本発明の第１実施形態の表示装置１はテレビジョン受像機などに用いられるものである。表示装置１は図１に示すように、枠状の前キャビネット２と、前キャビネット２の前面側に配置される前面カバー部材３と、前キャビネット２に周縁部が覆われた表示パネル４（被照明部材）と、表示パネル４の縁部に配置されるパネルフレーム５と、表示パネル４の背面側に配置され、表示パネル４を照明する照明装置１０とによって構成されている。なお、「表示パネル４の背面側」の「背面側（図１では下側、図２では右側）」は、他の構成要素にも適用される方位概念である。

表示パネル４は、液晶表示パネルからなり、図示しない液晶層を挟み込むＡＭ基板（アクティブマトリックス基板）４ａおよび対向基板４ｂを含んでいる。また、表示パネル４は照明装置１０からの光を利用して画像を表示する。

前キャビネット２は表示パネル４を固定するための部材であり、軽量化の観点からアルミニウムを用いて形成されている。パネルフレーム５は表示パネル４の背面側に突出しており、表示パネル４と光学部材１１とが接触するのを抑制している。また、パネルフレーム５は、表示パネル４を保持しているとともに、光学部材１１の反りや撓みを抑制している。また、パネルフレーム５はポリカーボネート等の樹脂により形成されている。

照明装置１０はエッジライト型（サイドライト型とも言う）のバックライト装置である。また、照明装置１０は、表示パネル４の背面側に配置される光学部材１１と、複数の光源１２（図２参照）と、複数の光源１２が実装された実装基板１３と、実装基板１３が取り付けられる金属製の支持部材１４（図２参照）と、支持部材１４が固定された金属製の放熱板１５と、放熱板１５の背面に取り付けられた複数の駆動回路１６（図２参照）と、光学部材１１および放熱板１５の背面側を覆う背面カバー部材２０とを備えている。なお、図１では、理解を容易にするために、支持部材１４を省略している。

光学部材１１は、導光板１１ａと、導光板１１ａの前面側（光出射側）に配置される光学シート１１ｂと、導光板１１ａの背面側に配置される反射シート１１ｃとを含んでいる。

導光板１１ａは、平板状に形成されており、光入射端面１１ｄに入射した光を導光し、光の進行方向を変更して光出射面１１ｅから表示パネル４に向かって面状光を出射する機能を有する。また、導光板１１ａはアクリル、ポリカーボネート、ポリスチレン等の樹脂により形成されている。

光学シート１１ｂは、拡散シートやレンズシートなどからなり、導光板１１ａからの光の拡散や集光などを行う。なお、使用する光学シート１１ｂの種類や数は用途に応じて変更可能である。

反射シート１１ｃは導光板１１ａの背面（光出射面１１ｅとは反対側の面）から出射した光を反射して再度導光板１１ａに入射させる機能を有する。

複数の光源１２は図２に示すように、導光板１１ａの光入射端面１１ｄ（下面）に対向配置されている。言い換えると、複数の光源１２は導光板１１ａの１辺（本実施形態では下辺）に沿って図２の紙面に対して垂直方向に配列されている。光源１２は導光板１１ａに向かって光を出射する。光源１２は例えばＬＥＤにより構成されており、白色光を出射する。

実装基板１３は例えばアルミニウム基板などの金属基板により形成されている。

支持部材１４は、金属板を折り曲げることにより形成されており、Ｌ字状の断面を有する。支持部材１４には、複数の光源１２が実装された実装基板１３がネジ（図示せず）等を用いて固定されている。また、支持部材１４はネジや接着材等（図示せず）を用いて放熱板１５に固定されている。

放熱板１５は光源１２および駆動回路１６で発生する熱を放熱する機能を有する。放熱板１５は放熱性および軽量化の観点からアルミニウムを用いて形成されている。なお、放熱板１５は鋼板やＳＵＳ等を用いて形成されていてもよい。

ここで、放熱板１５は図１に示すように、光学部材１１の背面側を一部分のみを覆うように、光学部材１１の下辺に沿って配置されている。放熱板１５は背面側から見て略矩形状に形成されている。また、放熱板１５は図２に示すように、約１．０ｍｍの厚みを有するとともに、支持部材１４との接触位置から上方に約１００ｍｍの幅を有する。これは以下の理由による。本発明者の実験結果によると、約１．０ｍｍ厚のアルミニウム板を用いた場合、放熱領域が約１００ｍｍ幅になるまで放熱特性が向上し、約１００ｍｍ幅を超えても放熱特性はほとんど変化しなかった（約１００ｍｍ幅を超えた部分は放熱にほとんど寄与しない）。すなわち、放熱板１５の幅は、放熱性が飽和する幅である。このため、軽量化の観点から、約１００ｍｍ幅を超える部分を無くしている。なお、本実施形態では、放熱板１５に駆動回路１６が取り付けられており、駆動回路１６で発生した熱も放熱板１５で放熱させる必要があるので、放熱板１５をもう少し大きく形成してもよい。

また、放熱板１５は図２に示すように、前側に突出して光学部材１１に接触するように形成されており、光学部材１１の背面の下部を支持している。

駆動回路１６は、光源１２を駆動するための駆動回路や、表示パネル４を駆動するための駆動回路等からなる。そして、駆動回路１６の回路基板１６ａが放熱板１５の背面に取り付けられている。なお、駆動回路１６は、図示しないＦＰＣ等を介して、光源１２や表示パネル４に電気的に接続されている。

背面カバー部材２０は図１および図２に示すように、放熱板１５、駆動回路１６および光学部材１１の背面全面を覆うように形成されている。また、図１および図３に示すように、背面カバー部材２０の光学部材１１側（前面側）には、前側に突出して光学部材１１の背面を支持する複数の凸部２０ａが形成されている。この凸部２０ａは、光学部材１１の背面に当接し、パネルフレーム５との間で光学部材１１を挟み込むことにより、光学部材１１を支持する。

また、背面カバー部材２０には、光学部材１１の下辺に沿って延びるとともに光学部材１１側から見て凹んだ凹部２０ｂが形成されており、この凹部２０ｂに放熱板１５が収納される。また、背面カバー部材２０には、凸部２０ａ同士の間に、凹部２０ｂに繋がって上下方向に延びるとともに光学部材１１側から見て凹んだ複数の凹部２０ｃが形成されている。この凹部２０ｃは空気通路を形成している。すなわち、背面カバー部材２０の光学部材１１側（前面側）には、上下方向に延びる空気通路が複数の凸部２０ａにより形成されている。また、背面カバー部材２０の上部には、水平方向（凹部２０ｃと交差する方向）に延びるとともに光学部材１１側から見て凹んだ凹部２０ｄが形成されている。すなわち、背面カバー部材２０には、水平方向に延びる凹部２０ｂおよび２０ｄと、上下方向に延びる凹部２０ｃとが形成されている。

この背面カバー部材２０は、図４に示すように、アルミニウム複合板を用いて形成されている。アルミニウム複合板とは、樹脂発泡体からなるコア材２１をアルミニウム薄板２２で挟み込んで貼りあわせたものである。

また、背面カバー部材２０は、ハニカム構造体を用いて形成されていてもよい。この場合、背面カバー部材２０は図５および図６に示すように、樹脂からなるハニカム構造体２３をアルミニウムや樹脂などからなる薄板２４で挟み込んだものであってもよい。

本実施形態では、上記のように、放熱板１５は光学部材１１の背面側を一部分のみを覆うように配置される。これにより、例えばバックライトシャーシが光学部材の背面側全体を覆うように配置される従来の照明装置に比べて、光源１２や駆動回路１６で発生する熱を放熱させるための重量物（放熱板１５）を小型化することができ、照明装置１０の更なる軽量化を図ることができる。

また、背面カバー部材２０は、光学部材１１側に突出して光学部材１１の背面を支持する複数の凸部２０ａを含む。これにより、背面カバー部材２０により光学部材１１を支持することができ、光学部材１１が撓むのを抑制することができる。また、背面カバー部材２０に複数の凸部２０ａを設けることによって、背面カバー部材２０の剛性を高めることができる。このように、光学部材１１の背面側全体を覆うバックライトシャーシを廃止しても、背面カバー部材２０により、光学部材１１の撓みを抑制することができるとともに、剛性を確保することができる。

また、上記のように、光学部材１１の背面は放熱板１５と背面カバー部材２０とにより支持されている。これにより、光学部材１１の背面全体を容易に支持することができるので、光学部材１１の反りを容易に抑制することができる。

また、上記のように、放熱板１５は光学部材１１の下辺に沿って配置されている。これにより、光源１２および駆動回路１６からの熱を上昇気流に乗せて放熱することができるので、放熱性を向上させることができる。

また、上記のように、背面カバー部材２０の光学部材１１側には、上下方向に延びる空気通路が複数の凸部２０ａにより形成されている。これにより、放熱板１５周辺の空気が上方に移動しやすくなるので、放熱性をより向上させることができる。

また、上記のように、背面カバー部材２０は、アルミニウム複合板またはハニカム構造体２３を用いて形成されている。これにより、剛性を確保しながら、背面カバー部材２０を容易に軽量化することができる。

また、上記のように、放熱板１５の幅は、放熱性が飽和する幅である。これにより、放熱板１５の放熱特性を維持しながら、軽量化を図ることができる。

また、上記のように、複数の光源１２が導光板１１ａの辺に沿って配置されている。この場合、複数の光源１２に対して例えば１つの放熱板１５を設ければよいので、放熱板１５の数が増加するのを抑制することができる。また、背面カバー部材２０の形状が複雑になるのを抑制することができる。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態では図７および図８に示すように、背面カバー部材２０の上辺部および下辺部には、背面カバー部材２０を厚み方向に貫通する複数の通気孔２０ｅが形成されている。また、複数の通気孔２０ｅは、空気通路（凹部２０ｃ）の上方部分と下方部分とに形成されている。

本実施形態では、下方の通気孔２０ｅから外部の空気が取り込まれ、その空気に放熱板１５の熱が放熱される。そして、暖まった空気は上方の通気孔２０ｅから外部に排気される。

第２実施形態のその他の構造は、上記第１実施形態と同様である。

本実施形態では、上記のように、背面カバー部材２０の上辺部および下辺部には、背面カバー部材２０を厚み方向に貫通する通気孔２０ｅが形成されている。これにより、下辺部の通気孔２０ｅから外部の空気を取り込み、その空気に放熱し、暖まった空気を上辺部の通気孔２０ｅから外部に排気する、という空気の流れを形成することができる。このため、放熱性をさらに向上させることができる。

第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態では図９に示すように、放熱板１５は、駆動回路１６が取り付けられた部分の幅が、他の部分の幅に比べて大きくなるように形成されている。すなわち、放熱板１５は１００ｍｍ程度の幅を有する部分１５ａと、駆動回路１６の近傍に設けられ部分１５ａから上側に突出する突出部分１５ｂとを含んでいる。そして、駆動回路１６は部分１５ａに取り付けられている。なお、図１０に示すように、駆動回路１６は突出部分１５ｂに取り付けられてもよい。

第３実施形態のその他の構造は、上記第１および第２実施形態と同様である。

本実施形態では、上記のように、放熱板１５は、駆動回路１６の近傍に設けられて部分１５ａから上側に突出する突出部分１５ｂを含んでいる。これにより、放熱板１５の放熱性をより向上させることができる。

第３実施形態のその他の効果は、上記第１および第２実施形態と同様である。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに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。

例えば、上記実施形態では、表示パネルを液晶表示パネルに適用した例について示したが、本発明はこれに限らず、液晶表示パネル以外の表示パネルに適用してもよい。

また、上記実施形態では、照明装置の一例として表示パネルを照明するバックライト装置について説明したが、本発明はこれに限らず、表示パネル以外の被照明部材を照明する照明装置にも適用可能である。例えば、看板の表示板（被照明部材）を背面側から照明する照明装置などにも適用可能である。

また、上記実施形態では、光源としてＬＥＤを用いた例について示したが、本発明はこれに限らず、ＬＥＤ以外の光源を用いてもよい。

また、上記実施形態では、光源および放熱板が光学部材の１辺に沿って配置されている例について示したが、本発明はこれに限らない。光源および放熱板は、光学部材の２辺、３辺または４辺に沿って配置されていてもよい。

また、上記実施形態では、背面カバー部材がアルミニウム複合板またはハニカム構造体を用いて形成されている例について示したが、本発明はこれに限らない。背面カバー部材は、通常の樹脂材料（ポリカーボネート、ＡＢＳ等）を用いて形成されてもよい。

また、上記第２実施形態では、通気孔を空気通路の上方部分と下方部分とに形成した例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば図１１に示した本発明の第１変形例のように、背面カバー部材２０の上辺部および下辺部に、水平方向に連続的に通気孔２０ｅを形成してもよい。

また、背面カバー部材の凸部のサイズや数は上記実施形態のものに限らない。例えば図１２に示した本発明の第２変形例の背面カバー部材２０のように、比較的小さい多数の凸部２０ａを面状（マトリクス状、千鳥状等）に配置してもよい。この場合、光学部材１１と背面カバー部材２０との間の空気通路を大きく形成することができるので、放熱性をより向上させることができる。

また、上記実施形態では、照明装置がエッジライト型のバックライト装置である例について示したが、本発明はこれに限らない。照明装置は表示パネルの背面直下に光源を配置した所謂直下型のバックライト装置であってもよい。

また、上述した実施形態の構成を適宜組み合わせて得られる構成についても、本発明の技術的範囲に含まれる。

１ 表示装置
４ 表示パネル（被照明部材）
１０ 照明装置
１１ 光学部材
１１ａ 導光板
１２ 光源
１５ 放熱板
１６ 駆動回路
２０ 背面カバー部材
２０ａ 凸部
２０ｅ 通気孔
２３ ハニカム構造体

Claims (9)

1. 被照明部材の背面側に配置される光学部材と、
   前記光学部材の背面側を一部分のみを覆うように配置され、光源および駆動回路の少なくとも一方で発生する熱を放熱する放熱板と、
   前記光学部材および前記放熱板の背面側に配置され樹脂を用いて形成された背面カバー部材と、
   を備え、
   前記背面カバー部材は、前記光学部材側に突出して前記光学部材の背面を支持する複数の凸部を含むことを特徴とする照明装置。
2. 前記光学部材の背面は前記放熱板と前記背面カバー部材とにより支持されていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 前記放熱板は前記光学部材の下辺に沿って配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
4. 前記背面カバー部材の光学部材側には、上下方向に延びる空気通路が前記複数の凸部により形成されていることを特徴とする請求項３に記載の照明装置。
5. 前記背面カバー部材の上辺部および下辺部には、前記背面カバー部材を厚み方向に貫通する通気孔が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
6. 前記背面カバー部材は、アルミニウム複合板またはハニカム構造体を用いて形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の照明装置。
7. 前記放熱板の幅は、放熱性が飽和する幅であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の照明装置。
8. 前記光学部材は導光板を含み、
   前記導光板の少なくとも１辺に沿って複数の前記光源が配列されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の照明装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１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ことを特徴とする表示装置。

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