JP5034687B2 - 映像表示装置及びそれに用いられるバックライトユニット - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示素子を用いた映像表示装置に係り、特に、液晶表示素子に光を照射するためのバックライトユニットの改良に関する。

近年、液晶表示装置のバックライトユニットとして、大型化・高輝度化が可能な直下型方式が増えてきている。しかし、光源の真上では輝度が高く、光源間では輝度が暗くなるために輝度むらが発生するという問題があった。

これを解決するために、例えば特許文献１には、光源からの光を拡散するための拡散手段に、断面が鋸波上のプリズム条列を設けた技術を開示する。また特許文献２では、光源からの光を拡散するための拡散手段として、ヘーズ値が９５％以上の高いヘーズ値を持つ拡散手段を使用することを開示する。

特開2006-195276号公報 特開2004-127643号公報

映像表示装置（液晶表示素子を含む液晶パネル部）の厚さ（奥行き）を薄型化すると、バックライトと液晶表示素子との間の光学的距離が短くなるため、上述の輝度むらがより一層目立つようになる。よって、映像表示装置を薄型化するためには、光源から液晶表示素子に照射される光をより均一化することが好ましい。

しかしながら、液晶表示素子に照射される光の均一化のために、特許文献１のように拡散手段にプリズムパターンを形成するとコストが上昇し、更に拡散手段による拡散度合いが高くなるために光源からの光の利用効率が低下し映像の明るさも低下させ得る。また特許文献２のようにヘーズ値の高い拡散手段を使用した場合も光源からの光の利用効率が低下される。

本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであって、その目的は、映像表示装置を薄型化させた場合でも、輝度むらを低減しつつ光の高効率化を可能にするための技術を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、特許請求の範囲に記載された構成を特徴とするものである。

すなわち本発明は、平面状に配置され、かつ前記映像表示装置の画面水平方向に延びて形成された複数の光源と、前記複数の光源相互間に設けられ、該光源からの光を反射する反射部と、前記光源及び前記反射部で反射された光を拡散する拡散部と、前記光源、反射部及び拡散部を保持もしくは支持するシャーシとを含むバックライトユニットとを備え、
前記反射部は、前記映像表示装置の画面水平方向に延びて形成され、前記映像表示装置の画面垂直方向の断面形状が三角形状を為しており、かつ前記反射部の長手方向に沿って配置された少なくとも２個以上の位置決め用の突起形状を有し、前記シャーシは、前記反射部を位置決めするための、前記突起形状に対応する位置に設けられた少なくとも２個以上の穴あるいは穴形状の凹部を有し、前記シャーシに設けられた少なくとも２個以上の穴あるいは穴形状の凹部のうち、一方の穴あるいは穴形状の凹部は、その前記反射部の長手方向の寸法が、他方の穴あるいは穴形状の凹部の長手方向の寸法よりも大きい長円または楕円形状を有しており、前記一方の、長円または楕円形状を有する穴または凹部は、前記バックライトの端部側に設けられており、前記他方の穴または凹部は、前記バックライトの中央側に設けられていることを特徴とする。

前記長円または楕円形状を有するシャーシの穴または凹部は、前記バックライトの端部側に設けられていてもよい。また前記シャーシの穴または凹部は、前記反射部をシャーシに結合するために用いられる。また、前記反射部は、少なくとも１箇所以上のつなぎ目を設けてもよい。このつなぎ目は、隙間を有してもよい。前記反射部は、線膨張係数が７×１０^-5（１/℃）以下の材料で構成されてもよい。前記反射部は、金属、光学樹脂あるいはガラスを加工して構成されてもよい。

本発明によれば、映像表示装置において、輝度むらを低減しつつ光の高効率化を可能にする。

以下、本発明における実施形態について、添付の図面を参照して説明する。

図１に、本実施形態に係る映像表示装置の断面図を示す。尚、この断面図は、映像表示装置の垂直方向断面をその側面から見た図である。従って、光源１は、映像表示装置の画面水平方向（左右方向）に延びて形成される。かかる映像表示装置は、液晶表示部１５と、この液晶表示部１５に光を照射するためのバックライトユニット２０を備える。バックライト２０は、平面状に配置された複数の光源１と、光源からの光を反射するための反射部３、４と、光源１からの光及び反射部３、４で反射された光を拡散するための拡散部５と、光源１、反射部３、４及び拡散部５を保持もしくは支持するためのシャーシ２とを備えている。更に本実施形態に係る反射部３、４は、画面垂直方向の断面が三角形状の第1の反射部３と、平面状の第２の反射部４により構成されている。第1の反射部３のシャーシ2と対抗する面には、複数の位置決め用の突起形状７が設けられており、一方、シャーシ２には、第1の反射部３を位置決めするための、少なくとも２個以上の穴あるいは穴形状の凹部７（以下、これらを纏めて「穴部」と称する）が設けられている。

また第1の反射部３と第2の反射部４は、それぞれ別体で構成されており、これを互いに結合することで一体の反射部を構成する。ここで、第２の反射部４は、光を拡散しつつ反射する拡散反射機能を持つものとしている。

本実施形態において、第1の反射部３は、例えば金属やカーボングラファイト、アクリル、ＡＢＳ、ＰＭＭＡ、ゼオノア、ＢＭＣ、OZ、ポリカ、ガラス、シリコン等から加工される。さらにその上に多層膜シートやミラーシートを貼り付けたり、アルミ等の金属を蒸着したり、あるいは加工した金属を鏡面仕上げする等の方法により、作製される。

バックライトユニットにおいて光源１を光らせるとき、約７０℃の熱が生じる。例えばアクリルを加工して第1の反射部３を作る場合、熱膨張が生じる。アクリルの線膨張係数は、７×１０^-5（１/℃）である。このため、例えば、バックライトユニット内の温度が70℃で室温25℃の場合、第1の反射部３の長さを100mmとすると、アクリルの伸び量は、その長さに比例して、７×１０^-5×(７０−２５)×１００＝０．３１５ (mm)となる。

そのため本実施形態では、シャーシ２には、第1の反射部３の熱膨張による伸び量を考慮した円形又は長円形もしくは楕円形の穴部７が設けられており、これにより熱膨張による第1の反射部３の伸縮を吸収している。

ここで、第1の反射部３は、線膨張係数が７×１０^-5（１/℃）以下の材料から作られることが好ましい。これにより、熱により第1の反射部３が膨張した場合にも、バックライトユニット内に、良好な位置精度で、反り等の変形なく配置できる効果がある。

図６は、上述の本実施形態に係るバックライトユニットを搭載した映像表示装置の一例を示しており、かかる映像表示装置を背面から見た概要を示している。かかる映像表示装置は、バックライトユニット２０、液晶表示素子１５などに電源を供給するための電源１０、液晶表示素子１５に供給される映像信号に対して、コントラスト調整、フレームレート変換等の所定の信号処理を行う信号処理部１１、及びスピーカ等の構造体１２を備えている。

以下、本発明の実施例について、図２〜５を参照しつつ説明する。

図２は、本発明に係るのバックライトユニットの第1実施例を示すものであり、かかるバックライトユニットの断面図および斜視図の一部拡大図を示している。

図２Ａに示されるように、第1の反射部３には、少なくとも２個以上の位置決め用の突起形状６が設けられている。また、シャーシ２の光源1の相互間と対応する位置には、図２Ｂに示されるように、少なくとも２個以上の穴部７が設けられている。かかる構成において、第1の反射部３が、光源１の管軸と垂直な方向に位置ずれを起こした場合、輝度むらが生じる傾向がある。そこで、突起形状６と穴部７を１個ずつ対とし、第1の反射部３の突起形状６をシャーシ２の穴部７に取り付けることで、精度良く位置決めを行い、輝度むらを低減させる。シャーシ２の穴の形状は、長穴あるいは長穴形状でもよい。また突起形状６と穴部７は、円形や四角形、多角形等の面を有しているものでもよい。上記第２の反射部４は、上述のように拡散反射機能を持つものであってもよい。

図３は、本発明に係るのバックライトユニットの第２実施例を示すものであり、その要部の拡大図を示している。本実施例において、シャーシ２に設ける位置決め用の穴部７は、第1の反射部３との結合の用途を兼ねていてもよい。その場合、第1の反射部３の突起形状６には、結合のための融着部８を設けてもよい。これは、第1の反射部３の突起形状６をシャーシ２の穴部７に嵌め込んだ後、突起形状６の端部に設けられた融着部８を溶融させて固化させることで、該融着部８を平坦形状とし、これにより第1の反射部３をシャーシ２に固定的に結合するものである。

図４は、本発明に係るのバックライトユニットの第３実施例を示すものであり、その要部の拡大図を示している。本実施例では、第1の反射部３の突起形状６およびシャーシ２の穴部７が、例えばそれぞれ２個ずつ設けてある場合、一方の穴部７を長穴としている。このように構成することで、第1の反射部３が上述の熱膨張により伸縮した場合にも、反り等の変形なく第1の反射部３を位置決めすることができる。

また、シャーシ２の、バックライトユニット中央寄りに円形の穴部７を、バックライトユニット端部に長円形状の穴部７を配置してもよい。このように構成すれば、熱膨張時に、第1の反射部３がバックライトユニット端部へ向かって伸縮するようにし、第1の反射部３の変形によって、輝度むら低減効果が劣化するのを防ぐことが可能である。

図５に、本発明の第４実施例を示す。本実施例に係る第1の反射部３は、少なくとも１箇所以上のつなぎ目９を有している。このつなぎ目は、図５Ａのように管軸に垂直な方向に設けられても良いし、図５Ｂのように管軸に対し斜めの方向に設けられていてもよい。つなぎ目９は、隙間を有している。この隙間により、第1の反射部３が熱膨張しても隣接する第1の反射部３が干渉したり、反り等の変形を起こしたりするのを防ぐことができる。

以下、上述した本発明の実施形態の効果について説明する。本実施形態は、映像表示装置において、平面状に配置された複数の光源と、該光源からの光を反射する反射部と、前記光源及び前記反射部で反射されて光を拡散する拡散部と、前記光源、反射部及び拡散部を保持もしくは支持するシャーシを含むバックライトユニットと、前記バックライトユニットの前記拡散部で拡散された光が入射される液晶表示部とを備え、前記反射部は、少なくとも２個以上の位置決め用の突起形状を有し、前記シャーシは、前記反射部を位置決めするための、少なくとも２個以上の穴あるいは穴形状の凹部を有することを特徴とする。これにより、反射部を精度良く位置決めし、輝度むらを低減する効果がある。

また、前記シャーシの穴または凹部は、長穴あるいは長穴形状であるので、熱により反射部が膨張した場合にも、バックライトユニット内に、反り等の変形なく配置でき、輝度むらを低減する効果がある。

また前記シャーシの穴または凹部は、前記反射部をシャーシに結合するために用いられるので、反射部を精度良く位置決めし、輝度むらを低減する効果がある。

また前記反射部は、少なくとも１箇所以上のつなぎ目を有するので、反射部を分割して作製・バックライトユニット内に配置することが可能である。

また前記反射部に設けられているつなぎ目は隙間を有するので、熱により反射部が膨張した場合にも、分割点で変形なく配置することが可能である。

また前記反射部は、線膨張係数が７×１０^-5（１/℃）以下の材料で構成されるので、熱により反射手段が膨張した場合にも、バックライトユニット内に、良好な位置精度で、反り等の変形なく配置できる効果がある。

また前記反射部は、金属、光学樹脂あるいはガラスを加工して構成されるので、作製が容易であり、軽量化・低コスト化が可能である。

このように、本実施形態によれば、例えば液晶表示素子を用いた映像表示装置において、高輝度で、均一度の高い映像を得ることが可能となる。上記実施形態では、表示素子として液晶表示素子を例にして説明したが、パッシブ型表示素子であれば、どのようなものでも適用可能である。

本発明の一実施形態を示す図。 本発明の第１実施例を示す図。 本発明の第２実施例を示す図。 本発明の第３実施例を示す図。 本発明を適用した映像表示装置の一例を示す図。

符号の説明

１…光源、２…シャーシ、３…第１の反射部、４…第２の反射部、５…拡散部、６…突起、７…穴部、８…融着部、９…つなぎ目、１０…電源、１１…信号処理部、１２…構造体、１５…液晶表示部、２０…バックライトユニット

Claims (9)

1. 映像表示装置において、
   平面状に配置され、かつ前記映像表示装置の画面水平方向に延びて形成された複数の光源と、前記複数の光源相互間に設けられ、該光源からの光を反射する反射部と、前記光源及び前記反射部で反射された光を拡散する拡散部と、前記光源、反射部及び拡散部を保持もしくは支持するシャーシとを含むバックライトユニットと、
   前記バックライトユニットの前記拡散部で拡散された光が入射される液晶表示部と、を備え、
   前記反射部は、前記映像表示装置の画面水平方向に延びて形成され、前記映像表示装置の画面垂直方向の断面形状が三角形状を為しており、かつ前記反射部の長手方向に沿って配置された少なくとも２個以上の位置決め用の突起形状を有し、
   前記シャーシは、前記反射部を位置決めするための、前記突起形状に対応する位置に設けられた少なくとも２個以上の穴あるいは穴形状の凹部を有し、
   前記シャーシに設けられた少なくとも２個以上の穴あるいは穴形状の凹部のうち、一方の穴あるいは穴形状の凹部は、その前記反射部の長手方向の寸法が、他方の穴あるいは穴形状の凹部の長手方向の寸法よりも大きい長円または楕円形状を有しており、前記一方の、長円または楕円形状を有する穴または凹部は、前記バックライトの端部側に設けられており、前記他方の穴または凹部は、前記バックライトの中央側に設けられていることを特徴とする映像表示装置。
2. 請求項１に記載の映像表示装置において、
   前記長円または楕円形状を有するシャーシの穴または凹部は、前記バックライトの端部側に設けられていることを特徴とする映像表示装置。
3. 請求項１に記載の映像表示装置において、
   前記シャーシの穴または凹部は、前記反射部をシャーシに結合するために用いられることを特徴とする映像表示装置。
4. 請求項１に記載の映像表示装置において、
   前記反射部は、少なくとも１箇所以上のつなぎ目を有することを特徴とする映像表示装置。
5. 請求項４に記載の映像表示装置において、
   前記反射部に設けられているつなぎ目は、隙間を有することを特徴とする映像表示装置。
6. 請求項１に記載の映像表示装置において、
   前記反射部は、線膨張係数が７×１０^-5（１/℃）以下の材料で構成されることを特徴とする映像表示装置。
7. 請求項１に記載の映像表示装置において、
   前記反射部は、金属、光学樹脂あるいはガラスを加工して構成されることを特徴とする映像表示装置。
8. 請求項１に記載の映像表示装置において、更に、該映像表示装置のための電源、前記液晶表示部へ供給される映像信号を処理するための信号処理部を備えることを特徴とする映像表示装置。
9. 映像表示装置に用いられるバックライトユニットにおいて、
   平面状に配置され、かつ前記映像表示装置の画面水平方向に延びて形成された複数の光源と、前記複数の光源相互間に設けられ、該光源からの光を反射する反射部と、前記光源及び前記反射部で反射された光を拡散する拡散部と、前記光源、反射部及び拡散部を保持もしくは支持するシャーシとを備え、
   前記反射部は、前記映像表示装置の画面水平方向に延びて形成され、前記映像表示装置の画面垂直方向の断面形状が三角形状を為しており、かつ前記反射部の長手方向に沿って配置された少なくとも２個以上の位置決め用の突起形状を有し、
   前記シャーシは、前記反射部を位置決めするための、前記突起形状に対応する位置に設けられた少なくとも２個以上の穴あるいは穴形状の凹部を有し、
   前記シャーシに設けられた少なくとも２個以上の穴あるいは穴形状の凹部のうち、一方の穴あるいは穴形状の凹部は、その前記反射部の長手方向の寸法が、他方の穴あるいは穴形状の凹部の長手方向の寸法よりも大きい長円または楕円形状を有しており、前記一方の、長円または楕円形状を有する穴または凹部は、前記バックライトの端部側に設けられており、前記他方の穴または凹部は、前記バックライトの中央側に設けられていることを特徴とするバックライトユニット。

Images