JP2020024876A - 照明装置、表示装置、及びテレビ受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】反射部材の隙間に起因する輝度ムラ及び色ムラを抑制する【解決手段】照明装置３０は、被照射体に光を照射する複数の光源５２と、前記光源５２を実装する複数の基板５１と、前記基板５１の一対の板面のうち前記光源５２の実装面に配され、複数の前記光源５２の各々が挿通される複数の挿通孔７２と、前記挿通孔７２に挿通された前記光源５２の各々を取り囲む側壁部７３とを有する反射部材７０と、を備え、複数の前記基板５１はそれぞれ面内に並べて配されており、隣り合う前記基板間５１において、前記反射部材７０の隣接する前記側壁部７３の間を覆うカバー部材９０をさらに備える。【選択図】図３

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、液晶表示装置として、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用いたものが知られている。直下型バックライト装置においては、ＬＥＤ（光源の一例）側から液晶パネル側に傾斜する傾斜面を有する反射部材がＬＥＤ毎に配されることがあり、下記特許文献１及び特許文献２にその例が開示されている。特許文献１の液晶表示装置は、複数のＬＥＤが個別に挿通される挿通孔と、この挿通孔に挿通されたＬＥＤの各々を取り囲む側壁部とを有する反射部材を備える。このような反射部材により、ＬＥＤからの光は各ＬＥＤを取り囲む反射部材の傾斜面によって液晶パネル側にほぼ均等に指向されるため、液晶パネルの輝度分布を均一化可能となる。また、特許文献２の液晶表示装置は、このような反射部材の傾斜面の形状を改良することで、バックライト装置を薄型化した場合でも、輝度ムラを抑制することができるものとなっている。

特開２００８−２９２９９１号公報 国際公開第２０１２/０２９６００号

上記した反射部材は、複数のＬＥＤを実装するＬＥＤ基板上に設けられているが、反射部材が設けられた複数枚のＬＥＤ基板を面内方向に並べて用いることがある。この際、ＬＥＤ基板の位置決めバラつきや、ＬＥＤ基板や反射部材の寸法バラつきがあると、隣り合うＬＥＤ基板の反射部材の繋ぎ目（側壁部間の接続部分）に隙間が生じてしまう。この隙間には光源からの光が到達しにくいため、液晶パネルにおいて輝度値が低い輝度ムラや、光源から放出される色味の光が足りない色ムラを生じる原因となる。

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、反射部材の隙間に起因する輝度ムラ及び色ムラ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複数の光源と、前記光源を実装する複数の基板と、前記基板の一対の板面のうち前記光源の実装面に配され、複数の前記光源の各々が挿通される複数の挿通孔と、前記挿通孔に挿通された前記光源の各々を取り囲む側壁部とを有する反射部材と、を備え、複数の前記基板はそれぞれ面内に並べて配されており、隣り合う前記基板間において、前記反射部材の隣接する前記側壁部の間を覆うカバー部材をさらに備える。

このように反射部材の隣接する側壁部の間をカバー部材で覆うようにすれば、その側壁部間に生じる隙間を塞ぐことができるため、光源からの光が到達しにくい部分をなくすことができる。その結果、隙間に起因した輝度ムラ、色ムラが抑制可能となる。

本発明によれば、反射部材の隙間に起因する輝度ムラ、色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 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って切断した断面の部分拡大図 シャーシに収容されたＬＥＤ、ＬＥＤ基板、反射部材、カバー部材を示す上面図 図４においてカバー部材を分解した斜視図 変形例に係るカバー部材を備えた液晶表示装置について図４に相当する上面図

＜実施形態１＞
実施形態１を図１から図５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。また、Ｚ軸方向において液晶パネル２０側を表側とし、Ｚ軸方向におけるその反対側を裏側とする。

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（被照射体の一例）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内の光を拡散板６０側に反射させる反射シート７０（反射部材の一例）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２に示すように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。シャーシ３１は、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に向けて立ち上がる側部３１Ｂとを有し、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３２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、波長選択シート、プリズムシート、反射型偏光板等が積層されたものであって、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、その板厚が光学シート３３よりも厚く、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。

ＬＥＤ５２は、板状のＬＥＤ基板５１の表側を向いた板面（実装面）に実装されている。ＬＥＤ５２は、図２に示すように、複数が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）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。

ＬＥＤ５２は、発光強度がピークとなる光がＬＥＤ５２の正面方向（Ｚ軸方向）に対してＬＥＤ基板５１の面内（Ｘ−Ｙ面内）に傾いた方向（斜め方向）に向かうような配光分布を有している。ＬＥＤ５２から出射された光は、斜め方向に放射される光の強度が大きいため、広い範囲に拡散可能となっている。本実施形態において、ＬＥＤ５２には、青色発光素子から発せられた光（青色の一次光）を放出するものが用いられているが、その他、発光素子に蛍光体を塗布することにより白色発光するもの、青色、赤色、緑色の３種類のＬＥＤチップが面実装されて白色発光するもの等、様々な種類のものを用いることができる。

続いて、反射シート７０について、図２から図５を参照して詳しく説明する。反射シート７０は、合成樹脂により形成されたシート状部材であって、その表面が光の反射性に優れた白色を呈するものとされている。反射シート７０は、シャーシ３１の底部３１Ａの表側に敷設されたＬＥＤ基板５１の表側（実装面）に配され、ＬＥＤ基板５１をほぼ全体に亘って覆っている。

反射シート７０は、図３及び図４に示すように、複数のＬＥＤ５２の各々が挿通される複数の挿通孔７２と、挿通孔７２に挿通されたＬＥＤ５２の各々を取り囲む側壁部７３と、挿通孔７２と側壁部７３とを接続しＬＥＤ基板５１に沿う底壁部７４と、を有する。各ＬＥＤ５２を取り囲む側壁部７３は、ＬＥＤ基板５１側から表側に傾斜して突出する傾斜面７３Ａを含み、４つの台形状の傾斜面７３Ａが各ＬＥＤ５２を逆四角錐状に個別に取り囲むように形成されている。傾斜面７３Ａにより、各ＬＥＤ５２から出射されて傾斜面７３Ａに到達した光が表側に指向するように反射される。出射光の強度がピークとなるＬＥＤ５２の放射角度に応じて側壁部７３の傾斜面７３Ａの角度を調整することにより、表側に指向させる度合い等を調整することができる。本実施形態において、ＬＥＤ５２は一定の間隔で配されると共に、複数のＬＥＤ５２の各々を取り囲む側壁部７３の大きさは均等であるため、ＬＥＤ５２から出射した光は側壁部７３の傾斜面７３Ａによって液晶パネル２０側にほぼ均等に指向される。

側壁部７３は、図３に示すように、その表側の先端部７３Ｂと拡散板６０との間に所定の空隙が保有される程度の突出寸法とされており、拡散板６０とは非接触の状態とされている。空隙により、側壁部７３が取り囲むＬＥＤ５２から出射された光と、そのＬＥＤ５２と隣り合うＬＥＤ５２から出射された光とが相互に行き交うことが許容されるとともに、後述するカバー部材９０が、側壁部７３と拡散板６０との間に介在可能となる。なお、熱可塑性樹脂材料からなる反射シート７０を製造する過程において、反射シート７０に真空成型を施して所定形状に曲げ加工すると、このような形状を有する側壁部７３を一体的に形成することができる。

ところで、液晶表示装置１０の平面サイズが大きくなり、内蔵されるＬＥＤ５２の数が増大した場合、全てのＬＥＤ５２を一枚のＬＥＤ基板５１に実装することは製造上の困難性を伴うものとなる。このため、例えば２０型程度以上の中型の液晶表示装置１０においては、所定の数のＬＥＤ５２を有する複数枚のＬＥＤ基板５１が面内方向に並べて配される。本実施形態においては、図４に示すように、一例として３行×５列の計１５個のＬＥＤ５２を実装したＬＥＤ基板５１がシャーシ３１の底部３１Ａに２×２枚の計４枚並べて配されている。各ＬＥＤ基板５１には、それぞれの実装面を覆う反射シート７０が個別に配されており、従って、ＬＥＤ基板５１が面内（Ｘ−Ｙ面内）方向に並べて配されると、各ＬＥＤ基板５１を覆う反射シート７０も同様にＸ−Ｙ面内に並べて配されるようになる。

ここで、ＬＥＤ基板５１を並べて配する際、ＬＥＤ基板５１の位置決めにバラつきが生じたり、ＬＥＤ基板５１の寸法にバラつきがあると、図３に示すように、隣り合うＬＥＤ基板５１の間に隙間Ｓ１が生じてしまい、これにより隣接する側壁部７３間にも隙間Ｓ２が生じてしまう。また、反射シート７０そのものの寸法バラつきによっても隙間Ｓ２が生じてしまう。この隙間Ｓ２には、ＬＥＤ５２からの光が到達しにくくなるため、液晶パネル２０において輝度値が低い輝度ムラを生じる原因となる。また、ＬＥＤ５２が青色発光素子から発せられた光（青色の一次光）を放出するものである場合、一次光の色味（青色）の光が足りない色ムラの原因となる。

そこで、本実施形態に係る液晶表示装置１０は、図２から図５に示すように、この隣り合う側壁部７３の間を覆うカバー部材９０を備える。カバー部材９０を備えることで、側壁部７３間に生じる隙間Ｓ２を塞ぐことができ、ＬＥＤ５２からの光が到達しにくい部分をなくすことができる。カバー部材９０は、合成樹脂により形成されたシート状部材であって、反射性又は補色性の少なくとも一方を有することが好ましい。反射性を有する場合、ＬＥＤ５２からの光がカバー部材９０で反射されるようになるため、液晶パネル２０において、カバー部材９０が配された隙間Ｓ２と重畳する部分の輝度を効率的に上げることができるようになる。反射性は、例えばカバー部材９０の表面が光の反射性に優れた白色を呈するものとされることにより実現される。また、補色性を有する場合、ＬＥＤ５２からの光がカバー部材９０で補色されるようになるため、液晶パネル２０において、カバー部材９０が配された隙間Ｓ２と重畳する部分の一次光の色味（青色）を効率的に補色することができるようになる。捕色性は、例えばカバー部材９０の表面が一次光の色味（青色）を呈するものとされることにより実現される。

カバー部材９０は、図４及び図５に示すように、隣り合うＬＥＤ基板５１において、隣接する側壁部７３の隙間Ｓ２に沿って配されている。本実施形態においては、隙間Ｓ２が格子状の列方向（Ｙ軸方向）及び行方向（Ｘ軸方向）に沿っていることから、カバー部材９０も格子状の列方向及び行方向に沿って延在している。すなわち、カバー部材９０は、格子状の列方向及び行方向に沿って生じる側壁部７３間の隙間Ｓ２を一括して覆うことができるものとなっている。また、カバー部材９０は、拡散板６０と側壁部７３の間に介在するように側壁部７３の上側に配されており、側壁部７３の表側（光出射側）から隙間Ｓ２を覆っている（図３及び図５）。なお、カバー部材９０は、行方向に沿う第１のカバー部材の上側に、列方向に沿う第２のカバー部材が重ねられて、列方向及び行方向に沿って生じる側壁部７３間の隙間Ｓ２を一括して覆っているが、行方向及び列方向に沿うように十字形に一体形成されていてもよい。

カバー部材９０はまた、図３から図５に示すように、隣接する側壁部７３間に生じる隙間Ｓ２を覆う遮蔽部９１と、遮蔽部９１から側壁部７３に沿って延出する延出部９２とを有する。延出部９２は側壁部７３の形状に倣う台形状をなし、この延出部９２が側壁部７３上に沿って載置されることで、遮蔽部９１が側壁部７３間に生じる隙間Ｓ２に位置決めされて配されるようになる。また、延出部９２により、カバー部材９０が位置決めされた場所から動いて位置ズレすることを防ぐことができる。カバー部材９０を反射シート７０に固定するため、両面テープ（図示しない）等を用いてカバー部材９０と反射シート７０とを接着してもよい。

遮蔽部９１は、拡散板６０と対向する平坦面９１Ａを有する。シャーシ３１の底部３１Ａ及びその上に配されるＬＥＤ基板５１は、ＬＥＤ５２の発熱等により液晶パネル２０側に凸状に反ることがあるが、その際にカバー部材９０が拡散板６０に接触して、カバー部材９０から拡散板６０に不要な応力がかかってしまう恐れがある。このため、カバー部材９０のうち拡散板６０と対向し接触する可能性のある部分を平坦面９１Ａとすることで、このような接触時にも拡散板６０に局所的な応力がかからないようにすることができる。

なお、平坦面９１Ａはシャーシ３１の底部３１Ａ及びＬＥＤ基板５１に反りが生じていない状態でも、拡散板６０に当接していてもよい。そのようにすることで、平坦面９１Ａを通じて、カバー部材９０及び反射シート７０により拡散板６０を支持可能となる。通常、拡散板６０は、シャーシ３１の底部３１ＡやＬＥＤ基板５１に設けられた支持ピン（図示しない）により裏側から支持されているが、このような構成とすることで、支持ピンの数を削減することができる。

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）に光を照射する複数のＬＥＤ５２（光源）と、前記ＬＥＤ５２を実装する複数のＬＥＤ基板５１（基板）と、前記ＬＥＤ基板５１の一対の板面のうち前記ＬＥＤ５２の実装面に配され、複数の前記ＬＥＤ５２の各々が挿通される複数の挿通孔７２と、前記挿通孔７２に挿通された前記ＬＥＤ５２の各々を取り囲む側壁部７３とを有する反射シート７０（反射部材）と、を備え、複数の前記ＬＥＤ基板５１はそれぞれ面内に並べて配されており、隣り合う前記ＬＥＤ基板５１間において、前記反射シート７０の隣接する前記側壁部７３の間を覆うカバー部材９０をさらに備える。

このようにすれば、反射シート７０の隣接する側壁部７３の間をカバー部材９０で覆うことで、その側壁部７３間に生じる隙間Ｓ２を塞ぐことができるため、ＬＥＤ５２からの光が到達しにくい部分をなくすことができる。その結果、反射シート７０の隙間Ｓ２に起因する輝度ムラ及び色ムラを抑制することができる。

＜変形例＞
カバー部材の変形例を図６に示す。本変形例において、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。

カバー部材１９０は、遮蔽部９１を有しているが、実施形態１と異なり延出部を有していない。カバー部材１９０は、図６に示すように、格子状の列方向及び行方向に沿う棒状をなすものとされる。延出部をなくすことで、傾斜面７３Ａの形状が異なる別の種類の反射シート７０に対しても、カバー部材１９０を共通して使用可能となるため、部品の共通化が容易に図れるようになる。なお、カバー部材１９０は、両面テープ（図示しない）等により反射シート７０に固定されていることが好ましい。延出部がない場合であってもカバー部材１９０の位置ズレを防ぐことができる。

＜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、カバー部材が側壁部の上側に配され、側壁部の表側（光出射側）から側壁部間の隙間を覆っている例を示したが、側壁部の裏側（光源側）から側壁部間の隙間を覆うように配置されていても構わない。その場合は、両面テープなどにより側壁部の下側に固定することが好ましい。

（２）上記実施形態では、反射シートの隣接する側壁部間の隙間が行方向及び列方向に沿って生じており、このため行方向及び列方向に沿ってカバー部材が設けられている例を示したが、これに限らず、側壁部間の隙間の形状に合わせて、カバー部材の形状も適宜変更される。

（３）上記実施形態では、ＬＥＤから出射された光は、斜め方向に放射される光の強度が大きい場合を示したが、ＬＥＤの配向分布はこれに限られない。また、ＬＥＤの配向分布等に応じて、反射シートの側壁部の傾斜面の角度は適宜変更可能であり、例えばＬＥＤ基板の法線方向（Ｚ軸方向）に沿って傾斜面が垂直に形成されていても構わない。さらに、上記実施形態では、側壁部が各ＬＥＤを逆四角錐状に取り囲む例を示したが、逆四角錐状に限られず、例えば逆円錐状としてもよい。

（４）上記実施形態では、反射シートが、挿通孔と側壁部とを接続しＬＥＤ基板に沿う底壁部を有する例を示したが、底壁部はなくてもよく、側壁部が挿通孔の外周縁部から立ち上がっていても構わない。

（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、被照射体）、３０…バックライト装置（照明装置）、５１…ＬＥＤ基板（基板）、５２…ＬＥＤ（光源）、６０…拡散板、７０…反射シート、７２…挿通孔、７３…側壁部、９０,１９０…カバー部材、９１…遮蔽部、９１Ａ…平坦面、９２…延出部

Claims (10)

1. 被照射体に光を照射する複数の光源と、
   前記光源を実装する複数の基板と、
   前記基板の一対の板面のうち前記光源の実装面に配され、複数の前記光源の各々が挿通される複数の挿通孔と、前記挿通孔に挿通された前記光源の各々を取り囲む側壁部とを有する反射部材と、を備え、
   複数の前記基板はそれぞれ面内に並べて配されており、
   隣り合う前記基板間において、前記反射部材の隣接する前記側壁部の間を覆うカバー部材をさらに備える照明装置。
2. 前記カバー部材は、反射性又は補色性の少なくとも一方を有するシート状部材である請求項１記載の照明装置。
3. 前記光源からの光を前記被照射体側に拡散する拡散板を備え、
   前記カバー部材は、前記拡散板と対向する平坦面を有する請求項１又は請求項２記載の照明装置。
4. 前記カバー部材の前記平坦面は、前記拡散板に当接している請求項３記載の照明装置。
5. 前記反射部材の前記側壁部は、平面視で前記光源を格子状に取り囲む形状をなし、
   前記カバー部材は、平面視で前記格子状の列方向又は行方向の少なくとも一方に沿って延在する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の照明装置。
6. 前記カバー部材は、前記反射部材の隣接する前記側壁部の間を覆う遮蔽部と、前記遮蔽部から前記側壁部に沿って延出する延出部とを有する請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の照明装置。
7. 前記光源は一定の間隔で配されており、
   前記側壁部は複数の前記光源の各々を取り囲む大きさが均等である請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の照明装置。
8. 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。
9. 前記表示パネルは液晶パネルからなる請求項８記載の表示装置。
10. 請求項８又は請求項９記載の表示装置を備えるテレビ受信装置。

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