JP2020013721A - 照明装置、表示装置、及びテレビ受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】拡散板を支持する支持部材による輝度ムラの発生を抑制する。【解決手段】被照射体２０に光を照射する照明装置３０であって、光源５２と、前記光源５２を底部３１Ａに収容し、前記被照射体２０側に開口するシャーシ３１と、前記シャーシ３１の開口に配される拡散板６０と、前記シャーシ３１の底部３１Ａと前記拡散板６０との間に介在し、前記拡散板６０を支持する支持部材５３と、を備え、前記シャーシ３１の底部３１Ａは、前記拡散板６０の面内における中心６０Ａを含む中心領域６０Ｂと重畳し前記支持部材５３が配置されない非配置部３６と、前記非配置部３６を取り囲むように環状に前記支持部材が配置された環状配置部３７とを有する。【選択図】図２

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。

従来、液晶表示装置の一例として、下記特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１の液晶表示装置は、液晶パネルの裏面側全体に光源が配された、いわゆる直下型バックライト装置を備えており、バックライト装置は、光源からの光を拡散させる拡散板と、拡散板を裏側（光源側）から支持する支持部材（支持ピン）と、拡散板と液晶パネルとの間に介在し所定の光学作用を付与する光学シートと、を有する。これらバックライト装置の各部材は、液晶パネル側に開口する略箱型のシャーシに収容されている。

特許５１９８６６２号公報

上記した特許文献１に記載された支持ピンは、シャーシの底部に配された光源（ＬＥＤ）の実装基板上に設けられている。シャーシの底部は、ＬＥＤの発熱等により液晶パネル側に反ることがあり、これによりＬＥＤの実装基板に反りが生じると、支持ピンが拡散板を液晶パネル側に押し出す応力が発生してしまう。このため支持ピンが配された箇所では、拡散板、及びその先の光学シートが液晶パネル側に押し出されて、液晶パネルに接触してしまうことがある。接触部分は液晶パネルにおいて白ムラ（他の部分に対して輝度値が高い輝度ムラの一種）となって表れ、表示品位の低下を引き起こす。

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、拡散板を支持する支持部材による輝度ムラの発生を抑制することを目的とする。

本発明の照明装置は、被照射体に光を照射する照明装置であって、光源と、前記光源を底部に収容し、前記被照射体側に開口するシャーシと、前記シャーシの開口に配される拡散板と、前記シャーシの底部と前記拡散板との間に介在し、前記拡散板を支持する支持部材と、を備え、前記シャーシの底部は、前記拡散板の面内における中心を含む中心領域と重畳し前記支持部材が配置されない非配置部と、前記非配置部を取り囲むように環状に前記支持部材が配置された環状配置部と、を有する。

このようにすれば、通常、シャーシの底部において反りが大きくなる中央側に、支持部材が非配置となる非配置部が設けられるため、支持部材により拡散板、及びその先の光学シートが液晶パネル側に押し出されて、液晶パネルに接触してしまう事態を避けることができる。これにより支持部材に起因した液晶パネルにおける輝度ムラを抑制することができるようになる。また、非配置部を取り囲むように環状に支持ピンが配置される環状配置部を設けることで、拡散板を安定的に支持できるようになる。

本発明によれば、拡散板を支持する支持部材による輝度ムラの発生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分解斜視図 本発明の実施形態１に係る液晶表示装置の分解斜視図 本発明の実施形態１に係る液晶表示装置を図２のＩＩＩ-ＩＩＩ線に沿って切断した断面図 図３の部分拡大図 拡散板と支持部材との位置関係を示す分解斜視図 シャーシに収容されたＬＥＤ、支持部材、反射シート、反射シート保持部材を示す上面図 変形例１に係る支持部材を備えた液晶表示装置について図６に相当する上面図 変形例２に係る支持部材を備えた液晶表示装置について図６に相当する上面図

＜実施形態１＞
実施形態１を図１から図６を参照して説明する。本実施形態では、バックライト装置３０（照明装置の一例）を備えた液晶表示装置（表示装置の一例）１０、及びそれを搭載したテレビ受信装置１０ＴＶ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軸を示しており、各軸方向が各図で共通した方向となるように描かれている。

本実施形態のテレビ受信装置１０ＴＶは、図１に示すように、液晶表示装置１０と、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１０Ｃａ、１０Ｃｂと、電源１０Ｐと、テレビ信号を受信するチューナー１０Ｔと、スタンド１０Ｓとを備える。テレビ受信装置１０ＴＶは、全体として横長の方形をなしており、スタンド１０Ｓに横置き状態で載置される。

液晶表示装置１０は、表示パネルである液晶パネル２０と、液晶パネル２０に光を照射するバックライト装置３０と、を備え、これらが枠状をなすベゼル４０などにより一体的に保持されるようになっている。ベゼル４０は、液晶パネル２０の表側の周縁部に沿って延在しており、液晶表示装置１０の表側の外観を構成している。ベゼル４０は、剛性に優れた金属製や樹脂製とされる。

液晶パネル２０は、画像を表示可能な表示面が表側を向いた姿勢で組み付けられている。液晶パネル２０は、全体として横長な方形状（矩形状）をなしている。液晶パネル２０は、透明な（高い透光性を有する）一対のガラス基板が所定のギャップを隔てた状態で貼り合わせられるとともに、両ガラス基板間に液晶層（図示しない）が封入された構成とされる。一方のガラス基板には、互いに直交するソース配線とゲート配線とに接続されたスイッチング素子（例えばＴＦＴ）と、そのスイッチング素子に接続された画素電極、さらには配向膜等が設けられ、他方のガラス基板には、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）等の各着色部が所定配列で配置されたカラーフィルタや対向電極、さらには配向膜等が設けられている。このうち、ソース配線、ゲート配線、および対向電極などには、図示しない駆動回路基板から画像を表示するのに必要な画像データや各種制御信号が供給されるようになっている。なお、両ガラス基板の外側には偏光板（図示しない）が配されている。

バックライト装置３０は、図２に示すように、光出射側（液晶パネル２０側）に向けて開口した略箱型をなすシャーシ３１と、シャーシ３１の開口を覆うようにして配される拡散板６０と、拡散板６０から出射した光に所定の光学作用を付与する光学シート３３と、シャーシ３１の外周縁部に沿って配され拡散板６０の外周縁部及び光学シート３３の外周縁部をシャーシ３１との間で挟んで保持するフレーム１５と、を備える。シャーシ３１内には、拡散板６０の直下となる位置に対向状に配されるＬＥＤ５２と、ＬＥＤ５２が実装されたＬＥＤ基板５１と、シャーシ３１の底部３１Ａと拡散板６０との間に配され、拡散板６０を裏側（ＬＥＤ５２側）から支持する支持ピン５３（支持部材の一例）と、シャーシ３１内の光を拡散板６０側に反射させる反射シート７０とが収容されている。このように本実施形態に係るバックライト装置３０は、液晶パネル２０の下側（裏側）にＬＥＤ５２が対向して配される、いわゆる直下型のバックライト装置をなすものとされる。

シャーシ３１は金属製とされ、図３に示すように液晶パネル２０と同様に横長な方形状をなす底部３１Ａと、底部３１Ａの各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部３１Ｂと、各側部３１Ｂの立ち上がり端から外向きに張り出す受け部３１Ｃと、受け部３１Ｃの外周縁から裏側に向けて延びる側板３１Ｄとから主に構成され、全体としては表側に向けて開口した浅い略箱型をなしている。底部３１Ａの裏側外部には、液晶パネル２０に駆動信号を供給するコントロール基板等の基板類（図示しない）が取り付けられている。

光学シート３３は可撓性を有し、液晶パネル２０およびシャーシ３１の底板３１Ａと同様に平面視で横長の方形状をなす。光学シート３３は、図２及び図３では簡略化して１枚で記載しているが、実際には拡散シート、レンズシート、反射型偏光板等が積層されたものである。光学シート３３は、液晶パネル２０と拡散板６０との間に介在して配されることで、拡散板６０からの出射光に所定の光学作用を付与しつつ液晶パネル２０に向けて出射させる。

拡散板６０は、図３に示すように、その板厚が光学シート３３よりも厚いものとされ、その外周縁部が反射シート７０を挟んでシャーシ３１の受け部３１Ｃと重ね合わされている。拡散板６０は、例えばほぼ透明な樹脂製の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。ＬＥＤ５２からＺ軸方向に沿って発せられた光は、拡散板６０の裏側の板面（光入射面）に入射して、拡散板６０の表側の板面（光出射面）から光学シート３３側へ拡散するように出射される。

ＬＥＤ基板５１は、図３に示すように方形状をなしており、シャーシ３１の底部３１Ａに沿って延在して収容されている。このＬＥＤ基板５１の板面のうち、表側を向いた板面（実装面）には、複数のＬＥＤ５２がＸ軸方向（行方向）及びＹ軸方向（列方向）についてそれぞれほぼ等間隔に行列状（マトリクス状、碁盤目状）に並列して配されている。ＬＥＤ５２は、実装面の面内に配索形成された金属膜からなる配線パターン（図示しない）によって相互が電気的に接続されている。ＬＥＤ基板５１の基材は、例えばアルミニウムなどの金属製とされ、その表面に絶縁層を介して既述した配線パターンが形成されている。なお、ＬＥＤ基板５１の基材に用いる材料としては、合成樹脂等の絶縁材料を用いることも可能である。ＬＥＤ基板５１にはまた、図４に示すように、板厚方向に貫通する複数の挿通孔５４が形成されており、その孔には支持ピン５３が挿通される第１挿通孔５４Ａと、後述する反射シート保持部材７２が挿通される第２挿通孔５４Ｂとが含まれる。

支持ピン５３は、図４に示すように、ＬＥＤ基板５１の第１挿通孔５４Ａに挿通される固定部５５と、固定部５５から拡散板６０側に突出して拡散板６０を当接して支持する支持部５６と、ＬＥＤ基板５１の板面に沿う板面部５７とを有する。固定部５５は、ＬＥＤ基板５１の第１挿通孔５４Ａを通じて、シャーシ３１の底部３１Ａに形成された取付部３５に差し込まれて、ＬＥＤ基板５１及びシャーシ３１に固定される。本実施形態においては、取付部３５は開口であり、この開口に先端部が分岐した弾性体をなす固定部５５が差し込まれ、当該先端部に形成された板面方向の突起がシャーシ３１の底部３１Ａの下面に係止されることで、固定部５５がシャーシ３１の底部３１Ａに固定されている。支持ピン５３は樹脂材料からなり、少なくともＬＥＤ５２からの照射光が当たる部分は光反射率の高い表面を有することが好ましい。例えば、表面の色を白色にしたり、表面の材質に酸化チタンや硫酸バリウム等の光反射率の高い物質を混入したものを用いることが挙げられる。このようにすれば、ＬＥＤ５２からの照射光が支持ピン５３に吸収されにくくなる。

支持ピン５３は、図５に示すように、拡散板６０の面内における中心６０Ａを含む中心領域６０Ｂを取り囲むように環状をなして配され、ＬＥＤ基板５１及びシャーシ３１の底部３１Ａに固定されている。支持ピン５３の支持部５６は、拡散板６０の中心領域６０Ｂには当接せず、中心領域６０Ｂより外側（外周縁部側）の周辺領域６０Ｃに当接することで拡散板６０全体を支持している。言い換えると、シャーシ３１の底部３１Ａは、拡散板６０の中心領域６０Ｂと重畳し支持ピン５３が配されない非配置部３６と、非配置部３６を取り囲むように環状に支持ピン５３が配置された環状配置部３７とを有する。

支持ピン５３はまた、図６に示すように、環状配置部３７において、その中心からの距離が異なるように同心環状に配されている。本実施形態において支持ピン５３は、中心からの距離が異なる５つの同心円状に配されている。支持ピン５３の配列間隔は、同一環上においてほぼ等間隔とされる。

反射シート７０は、表面が光の反射性に優れた白色を呈するものとされており、シャーシ３１の内面をほぼ全域にわたって覆う大きさを有している。反射シート７０は、図３に示すように全体としては略擂鉢状をなしており、ＬＥＤ５２及び拡散板６０の裏面から漏れた光を拡散板６０側に反射する。反射シート７０は、シャーシ３１の底部３１Ａに沿って延在するとともに底部３１Ａの大部分を覆う大きさの底シート７０Ａと、底シート７０Ａの各外端から表側に立ち上がるとともに底シート７０Ａに対して傾斜状をなす４つの立ち上がりシート７０Ｂと、各立ち上がりシート７０Ｂの外端から外向きに延出するとともにシャーシ３１の受け部３１Ｃに載せられる延出シート７０Ｃとから構成されている。この反射シート７０の底シート７０ＡがＬＥＤ基板５１におけるＬＥＤ５２の実装面に重なるよう配されている。

反射シート７０の底シート７０Ａには、図４に示すように、複数の貫通孔７３が形成されており、貫通孔７３には、ＬＥＤ５２を貫通させるＬＥＤ用貫通孔７３Ａと、支持ピン５３を貫通させる支持部材用貫通孔７３Ｂと、後述する反射シート保持部材７２を貫通させる反射シート保持部材用貫通孔７３Ｃとが含まれる。支持ピン５３の固定部５５は、支持部材用貫通孔７３Ｂ、及びＬＥＤ基板５１の第１挿通孔５４Ａを通じてシャーシ３１の取付部３５に差し込まれており、支持ピン５３は反射シート７０をＬＥＤ基板５１及びシャーシ３１に押止している。

反射シート保持部材７２は、図４に示すように、ＬＥＤ基板５１の第２挿通孔５４Ｂに挿通される挿通部７５と、反射シート７０及びＬＥＤ基板５１の板面に沿う板状部７６とを有する。挿通部７５は、支持ピン５３の固定部５５と同様に、反射シート７０の反射シート保持部材用貫通孔７３Ｃ、及びＬＥＤ基板５１の第２挿通孔５４Ｂを通じてシャーシ３１の取付部３５に固定されている。反射シート保持部材７２は、図５及び図６に示すように、行列状に配されたＬＥＤ５２の行方向（Ｘ軸方向）及び列方向（Ｙ軸方向）に沿って、ＬＥＤ５２の間に配されている。反射シート保持部材７２は、反射シート７０の底シート７０Ａ全体に亘って配されるが、全てのＬＥＤ５２間に配されている必要はない。反射シート保持部材７２により、支持ピン５３の非配置部３６においても、反射シート７０はＬＥＤ基板５１及びシャーシ３１の底部３１Ａに押止されている。

以上説明したように、本実施形態の照明装置は、液晶パネル２０（被照射体）に光を照射するバックライト装置３０（照明装置）であって、ＬＥＤ５２（光源）と、前記ＬＥＤ５２を底部３１Ａに収容し、前記液晶パネル２０側に開口するシャーシ３１と、前記シャーシ３１の開口に配される拡散板６０と、前記シャーシ３１の底部３１Ａと前記拡散板６０との間に介在し、前記拡散板６０を支持する支持ピン５３（支持部材）と、を備え、前記シャーシ３１の底部３１Ａは、前記拡散板６０の面内における中心６０Ａを含む中心領域６０Ｂと重畳し前記支持ピン５３が配置されない非配置部３６と、前記非配置部３６を取り囲むように環状に前記支持ピン５３が配置された環状配置部３７と、を有する。

通常、シャーシ３１の底部３１Ａは、ＬＥＤ５２の発熱や使用環境に起因して高温膨張や湿度膨張が生じると液晶パネル２０側に凸状に反って変形してしまう。その反りの程度は中央側が最も大きい。このため、シャーシ３１の底部３１Ａと拡散板６０との間の距離は、拡散板６０の中心領域６０Ｂが最も小さくなり、この中心領域６０Ｂとシャーシ３１の底部３１Ａとの間に支持ピン５３が配されると、支持ピン５３により拡散板６０が押し出される応力が大きくなる。このため、シャーシ３１の底部３１Ａにおいて、中心領域６０Ｂと重畳する部分を支持ピン５３が配置されない非配置部３６とすると、支持ピン５３により拡散板６０が押し出される応力を弱めることができるようになる。その結果、拡散板６０、及びその先の光学シート３３が液晶パネル２０側に押し出されて、液晶パネル２０に接触してしまう事態を避けることができる。これにより液晶パネル２０との接触が生じないため、液晶パネル２０における白ムラ（輝度ムラの一種）を抑制可能となる。また、非配置部３６を取り囲むように環状配置部３７を設け、環状に支持ピン５３を配置することで、拡散板６０を安定的に支持できるようになる。

また、シャーシ３１が液晶パネル２０側に凸状に反る際、その反りの程度は中央側から外周縁部側に向かって放射状に低下していく。このため、環状配置部３７において支持部材５３を同心環状に複数配することで、このような反りの分布に合わせて支持ピン５３が配置されることとなるため、拡散板６０の反りを効果的に抑制できると共に、拡散板６０をより安定的に支持できるようになる。

なお、上記した中心領域６０Ｂは、拡散板６０全体の板面積のうち１０％から２０％程度の面積を占めることが好ましい。１０％未満となる場合、非配置部３６が小さすぎて拡散板６０に対する支持ピン５３の応力が大きいままとなり、拡散板６０及び光学シート３３が液晶パネル２０側に押し出されて、液晶パネル２０に接触してしまう。また、２０％を超える場合、非配置部３６が大きくなり過ぎて、拡散板６０を安定的に支持できなくなる恐れがある。

＜変形例＞
支持ピンの配置の変形例を図７及び図８に示す。図７は同心楕円状に配される支持ピン１５３を示す変形例１、図８は同心菱形状に配される支持ピン２５３を示す変形例２である。変形例１及び変形例２において、実施形態１と同様の構成、作用及び効果については重複する説明は省略する。

変形例１及び変形例２のいずれにおいても、支持ピン１５３及び支持ピン２５３は同一環上において略等間隔に配列されており、拡散板６０の面内を全方位に亘ってほぼ等しい力で支持している。変形例１においては、支持ピン１５３の配列間隔は、中央側の環状配置部３７の方が外周縁部側の環状配置部３７よりも小さい。一方、変形例２においては、支持ピン２５３の配列間隔は、中央側の環状配置部３７の方が外周縁部側の環状配置部３７よりも大きい。拡散板６０の反りの分布は液晶パネル２０の大きさや形状、シャーシ３１の形状、及び拡散板６０の保持構造等によって変化するため、支持ピンの配列間隔は拡散板６０の反りの分布に応じて適宜変更される。また、同心環状をなす各環状配置部３７の間隔（環状の中心からの距離の差）も拡散板６０の反りの分布に応じて適宜変更される。さらに、支持ピンは環状に配置されていればよく、環状の形状は、上記した円状、楕円状、菱形状以外に限られず、拡散板６０の反りの分布に応じて適宜設計可能である。

図７の変形例２で示すように、支持ピン２５３の配列間隔を、中央側の環状配置部３７の方が外周縁部側の環状配置部３７よりも大きくすると、中央側の支持ピン２５３の配置密度が小さくなる。反りが大きい中央側の拡散板６０に対する支持ピン２５３の応力を外周縁部側の環状配置部３７に比して弱めることが出来るようになる。ただし、既述したように、拡散板６０の反りの分布によっては、中央側の環状配置部３７の方が外周縁部側の環状配置部３７よりも支持ピン１５３の配列が小さくなるようにしてもよい（図６の変形例１）。

＜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、支持ピンはＬＥＤ基板を貫通し、シャーシの底部に差し込まれてＬＥＤ基板及びシャーシに固定されている例を示したが、シャーシの底部と拡散板の間に介在していればよく、例えば支持ピンがＬＥＤ基板と接続され、ＬＥＤ基板がシャーシの底部と接続されることで、支持ピンがシャーシの底部に固定されていてもよい。また、支持ピンは接着剤やネジ止め等で各部材に接続されていてもよい。

（２）上記実施形態では、支持ピンの支持部の太さが略一様な棒状である例を示したが、太さが一様である必要はなく、円錐状等であっても構わない。また、支持部において拡散板と当接する部分を平坦面にすると、拡散板に対する局所的な応力を緩和することができる。

（３）上記実施形態では、シャーシが金属製とされた場合を例示したが、シャーシを合成樹脂製等とすることも可能である。

（４）上記実施形態では、光学シートが積層構造である例を示したが、１層以上あればよく、また各層を構成する光学シートの種類や組み合わせも適宜選択可能である。波長変換シート等を用いてもよい。

（５）上記した実施形態では、光源としてＬＥＤを用いたものを示したが、有機ＥＬ等の他の光源を用いることも可能である。

（６）上記実施形態では、液晶表示装置及びテレビ受信装置は、全体として横長の方形をなしており、横置き状態で設置される例を示したが、縦長の方形をなし、縦置き状態で設置されていてもよい。またその他の形状のものにも適用可能である。

１０…液晶表示装置（表示装置）、１０ＴＶ…テレビ受信装置、２０…液晶パネル（表示パネル）、３０…バックライト装置（照明装置）、３１…シャーシ、３１Ａ…シャーシの底部、３３…光学シート、３６…非配置部、３７…環状配置部、５１…ＬＥＤ基板（基板）、５２…ＬＥＤ（光源）、５３,１５３,２５３…支持ピン（支持部材）、５４, ５４Ａ, ５４Ｂ…挿通孔、５５…固定部、５６…支持部、６０…拡散板、６０Ａ…拡散板の面内における中心、６０Ｂ…中心領域、７０…反射シート、７３, ７３Ａ, ７３Ｂ, ７３Ｃ…貫通孔

Claims (10)

1. 被照射体に光を照射する照明装置であって、
   光源と、
   前記光源を底部に収容し、前記被照射体側に開口するシャーシと、
   前記シャーシの開口に配される拡散板と、
   前記シャーシの底部と前記拡散板との間に介在し、前記拡散板を支持する支持部材と、を備え、
   前記シャーシの底部は、前記拡散板の面内における中心を含む中心領域と重畳し前記支持部材が配置されない非配置部と、前記非配置部を取り囲むように環状に前記支持部材が配置された環状配置部と、を有する照明装置。
2. 前記支持部材は、前記環状の中心からの距離が異なるように同心環状に配されている請求項１記載の照明装置。
3. 前記支持部材の配列間隔は、同一環上において略等しい請求項１または請求項２記載の照明装置。
4. 前記拡散板の前記中心領域の面積は、前記拡散板全体の板面積の１０％から２０％の範囲にある請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の照明装置。
5. 前記光源を実装する基板を備え、
   前記支持部材は、前記基板に設けられた挿通孔に挿通される固定部と、前記固定部から前記拡散板側に突出して前記拡散板を支持する支持部とを有する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の照明装置。
6. 前記基板と前記シャーシの底部との間に反射シートを備え、
   前記反射シートは複数の貫通孔を有しており、
   前記支持部材は、前記貫通孔を貫通している請求項５記載の照明装置。
7. 前記反射シートの前記貫通孔のうち、前記支持部材が貫通していない貫通孔に貫通される反射シート保持部材を備える請求項６記載の照明装置。
8. 前記支持部材は、光反射率の高い表面を有する請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の照明装置。
9. 請求項１から請求項８いずれか１項に記載の照明装置と、前記照明装置から照射される光を利用して画素を表示する表示パネルと、を備える表示装置。
10. 請求項９記載の表示装置を備えるテレビ受信装置。

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