JP6341920B2 - 光源モジュール及び表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、エッジライト方式の光源モジュール及び該光源モジュールを備えた表示装置に関する。
液晶テレビジョン等の薄型と称される液晶の表示装置は、映像を表示する表示面を表側に有し、略直方体をなす表示パネルと、表示パネルの裏側に配され、表示パネルに対して光を照射する光源モジュールとを備える。
光源モジュールは、表示パネルの裏側に拡散板及び該拡散板を支持する支持体を配し、拡散板の裏側に冷陰極蛍光ランプ(CCFL)又は発光ダイオード(LED)を配する直下ライト方式と、表示パネルの裏側に導光板及び該導光板を支持する支持体を配し、導光板の側面側に発光ダイオードを配するエッジライト方式とが一般に採用されている(例えば、特許文献1参照)。
エッジライト方式の光源モジュールは、発光ダイオードが導光板の側面と対向するように複数並置され、導光板の側面から入光した光を、導光板内を拡散させながら導光板の一面から出光するため、拡散板の裏側に光源が複数並置される直下ライト方式に比べて表示装置の表裏厚さを薄くすることができ、薄型化を促進する点でエッジライト方式を採用するのが有利である。
特開2008−300170号公報
直下ライト方式の光源モジュールでは、冷陰極蛍光ランプ又は発光ダイオードが拡散板の全面と対向するように複数並置されているため、光源部が発光する際に発生する熱が金属板製の支持体の全体に伝導され、支持体の全体において放熱が可能となる。
一方、エッジライト方式の光源モジュールでは、光源部と導光板との間隔が広い場合には光の入光効率が低下し、要求輝度を満足することができないため、一般的には光源部と導光板との間隔を狭く設計してあることが多い。このため、光源部が発光する際に発生する熱は導光板に伝動することになるが、導光板の線膨張係数は高いため、光源部からの熱により導光板は膨張して光源部に接触し、光源部を破損させる虞があった。
また、導光板は、例えば、側面から入光した光を前面側に出光させるための採光要素として、導光板の後面(光射出面と対向する面)に印刷、成形などによって形成された光散乱構造体、導光板の内部に形成された光散乱構造体などを有するため、光源部と接離する方向だけでなく、例えば、LEDの配列方向と平行な方向についても、導光板の位置を精度良く設計する必要があった。
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、LEDの配列方向における導光板の位置を精度良く実施することができる光源モジュール及び該光源モジュールを備えた表示装置を提供することを目的とする。
本発明に係る光源モジュールは、光源が実装された基板と、端面から入射した前記光源からの光を一面から出射する導光板と、該導光板の周縁を覆う枠体と、前記基板を前記枠体との間に挟み込んだ状態で前記枠体に固定する固定具とを備える光源モジュールにおいて、前記光源は、前記端面に沿って並置された複数のLEDを備え、前記固定具は、前記複数のLEDが並置された方向における前記導光板の位置を決める位置決め部を備えることを特徴とする。
本発明に係る光源モジュールは、前記導光板の他面に嵌合孔を形成してあり、前記位置決め部は、前記嵌合孔に嵌合される被嵌合部であることを特徴とする。
本発明に係る光源モジュールは、前記導光板の他面に対向配置され、前記導光板に入射された光を前記一面の側に反射する反射シート材を備え、前記枠体は、前記導光体の側面を覆う側面部と、前記導光体の他面を覆う底面部とを有し、前記固定具は、前記底面部の側へ突出する突出部を備え、前記反射シート材は、前記突出部が挿通される挿通孔を有し、前記固定具と前記底面部との間で挟み込んだ状態で前記反射シート材を保持してあることを特徴とする。
本発明に係る光源モジュールは、前記固定具の前記基板表面からの長さ寸法を、前記光源の前記基板表面からの長さ寸法より長くしてあることを特徴とする。
本発明に係る光源モジュールは、前記固定具における前記光源を臨む部位に、前記光源の光出射角度が増す方向に傾斜した斜面を有することを特徴とする。
本発明に係る光源モジュールは、前記固定具は、白色系の樹脂により成形されていることを特徴とする。
本発明に係る表示装置は、前述の光源モジュールと、該光源モジュールが備える導光板の一面に対向配置された表示パネルとを備えることを特徴とする。
本発明によれば、複数のLEDを並置してなる光源が実装された基板を導光板の側面を覆う枠体との間に挟み込んだ状態で枠体に固定する固定具を備え、この固定具がLEDの配列方向における導光板の位置を決める位置決め部を有しているので、LEDに対する導光板の位置が精度良く定まり、良好な表示品位を達成することができる。また、光源が実装された基板の固定と、導光板の位置決めとを1つの固定具により実現できるので、部品点数の削減が可能となる。
実施の形態1に係る表示装置の全体構成を示す概略図である。 実施の形態1に係る表示装置の要部断面図である。 LED基板の固定方法を説明する説明図である。 LED基板を固定した状態を示す模式的斜視図である。 LEDガードクリップの斜視図である。 LEDガードクリップの正面図である。 LEDガードクリップの側面図である。 LEDガード部とLEDチップとの関係を説明する説明図である。 実施の形態2におけるLEDガード部とLEDチップとの関係を説明する説明図である。 実施の形態3に係る表示装置の要部断面図である。
本発明に係る光源モジュール及び該光源モジュールを備えた表示装置について、その実施の形態を示す図面を用いて具体的に説明する。
実施の形態1.
図1は実施の形態1に係る表示装置の全体構成を示す概略図であり、図2は実施の形態1に係る表示装置の要部断面図である。本実施の形態では、本発明に係る表示装置の一例としてエッジライト方式の光源モジュールを備えた液晶表示装置について説明する。液晶表示装置は、横長の長方形をなす液晶パネル1、及び液晶パネル1に対向配置される光源モジュール2を備える。
液晶パネル1の周縁はベゼル10及び押さえ部材11によって挟持されており、光源モジュール2はこの押さえ部材11の内側に設けられている。光源モジュール2は、多数のLEDチップ30,30,30,…が線状に並置された状態で実装されるLED基板3、LED基板3の周縁を覆い、LEDチップ30から発せられる熱を放熱する放熱体としての機能を有するシャーシ4、シャーシ4にLED基板3を固定するための固定具であるLEDガードクリップ5、側面から入射したLEDチップ30からの光を前面側(液晶パネル1側)に出射する導光板6を備える。
本実施の形態では、2つのLED基板3,3を導光板6の上端及び下端に対向するように配置する構成としたが、上端及び下端の一方に配置されるものであってもよく、左端及び右端の少なくとも一方に配置されるものであってもよい。
導光板6は、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の合成樹脂製であり、略長方形に形成されている。導光板6の側面は、LED基板3上のLEDチップ30,30,30,…と対向するように配置され、導光板6の後面側には、高反射性を有する合成樹脂製の反射シート61が設けられている。
導光板6には、例えば、側面から入光した光を前面側に出光させるための採光要素であるドットパターンが印刷される。採光要素としては、導光板6の後面(光射出面と対向する面)に印刷、成形などによって形成された光散乱構造体、導光板6の内部に形成された光散乱構造体、光の導光方向を変化させる光学要素などを用いることができる。導光板6の採光要素によって散乱した光、及び反射シート61の表面で反射した光は、液晶パネル1側に射出される。これらの導光板6及び反射シート61は、LEDガードクリップ5が備える位置決め部54により面内での位置が定められて光源モジュール2内に配置される。このため、導光板6の上端及び下端付近の他面中央には嵌合孔6aが設けられており、対応する反射シート61の位置には挿通孔61aが設けられている。反射シート61の挿通孔61aにLEDガードクリップ5の位置決め部54が挿通し、導光板6の嵌合孔6aにLEDガードクリップ5の位置決め部54が嵌合することによって、導光板6及び反射シート61の面内での位置が決定される。なお、導光板6及び反射シート61の中央付近は、支持部材62を介してシャーシ4の底面部42に支持される。
導光板6と液晶パネル1との間には、拡散シート71、プリズムシート72、及び偏光シート73を積層した光学シート7が配置される。拡散シート71は、例えば、PET製フィルムまたはPC製フィルムであり、導光板6から入光する光を拡散させる機能を有する。プリズムシート72は、例えば、ポリエステル製のシート材の片面にアクリル樹脂で規則的なプリズムパターンを成形してなるものである。偏光シート73は、例えば、ポリエチレンナフタレート製フィルムであり、液晶パネル1に入光させる光を直線偏光に変換する機能を有する。
図3はLED基板3の固定方法を説明する説明図であり、図4はLED基板3を固定した状態を示す模式的斜視図である。LED基板3は、横方向に細長い基板上に多数のLEDチップ30,30,30,…を基板の長手方向に沿って線状に並置して実装したものである。LED基板3に設けるLEDチップ30の個数は、表示装置の大きさに応じて適宜設計することが可能であり、例えば、70個程度のLEDチップ30が設けられる。なお、紙面の都合上、図3では、LEDチップ30を40個配置した例を示している。
1つのLEDチップ30は、正面からみて3mm×5mm程度の大きさを有する略長方形状であり、基板面からの高さ(LEDチップ30の厚み)は1mm程度の高さ(厚み)を有する。隣り合うLEDチップ30,30の横方向の間隔は、LEDガードクリップ5が配置される箇所を除いて2mm程度であり、LEDガードクリップ5が配置される箇所においては4.5mm程度である。
シャーシ4は、表面側に向けて開口する、横方向に長い長方形状の箱型をなし、導光板6と対向する板状の底面部42と、底面部42の縁部から垂直方向に立設された側面部41a〜41dと備える。シャーシ4は、金属製であり、LED基板3に実装されたLEDチップ30,30,30,…を点灯させた際に、LEDチップ30,30,30,…から発せられる熱を外部へ放出する構成としている。
本実施の形態では、シャーシ4の上下の側面部41a,41bにおける長手方向の中央付近にそれぞれLEDガードクリップ5が取り付けられる。このため、側面部41aにおける長手方向の中央付近には、LEDガードクリップ5を位置決めするための切欠部411が設けられ、切欠部411の少し下側には2つの係止孔412,413が設けられている。また、底面部42は、2つの係止孔412,413の近傍に係止孔421を備える。側面部41bについても同様であり、側面部41bは、LEDガードクリップ5を位置決めするための切欠部、及び切欠部の少し下側に位置する2つの係止孔を備え、底面部42は2つの係止孔の近傍に係止孔を備える。
LEDガードクリップ5は、側面部41aに設けた切欠部411により取り付け位置が位置決めされ、側面部41aにおける2つの係止孔412,413と、底面部42における1つの係止孔421とにより係止されることによって、シャーシ4に取り付けられる。このとき、LEDクリップ5とシャーシ4の側面部41aとの間にLED基板3を挟み込んだ状態で、LEDクリップ5をシャーシ4に取り付けることにより、LED基板3はシャーシ4に固定される。
図5はLEDガードクリップ5の斜視図、図6はその正面図、図7はその側面図である。LEDガードクリップ5は、上面側の係止部51と、底面側の係止部52と、係止部51及び係止部52の双方に連なる挟持部53と、係止部52の底面部材520から上向きに突設される位置決め部54とを備え、白色系の樹脂により一体的に成形されている。
係止部51は、挟持部53の上端から後方へ設けられる上面部材510aと、上面部材510aの周縁の2箇所から夫々下方に突設される突片510b,510cと、突片510b,510cの下端から前方に突設される係止凸部511,512とにより構成される。係止部51の係止凸部511,512は、シャーシ4の側面部41aに設けた2つの係止孔412,413に夫々嵌入されて係止されるように構成されている(図3を参照)。
係止部52は、挟持部53の下端から前方に設けられる底面部材520と、底面部材520の底面に突設される2つの係止凸部521,522とを備える。これらの係止凸部521,522は、LEDガードクリップ5の前後方向に配置され、前側の係止凸部521は、後側の係止凸部522よりも底面からの高さが低くなるように成形されている。係止部52の係止凸部521,522は、共にシャーシ4の底面部42に設けた係止孔421に嵌入されて係止されるように構成されている(図2を参照)。
LEDガードクリップ5の挟持部53は、上側が係止部51に連なる比較的に幅が狭いLEDガード部531と、下側が係止部52に連なる比較的幅が広い基板支持部532とを備える。
LEDガード部531は3mm程度の幅を有し、前後方向に1.5mm程度の厚みを有する。前述の如く、隣り合うLEDチップ30,30の横方向の間隔は、LEDガードクリップ5が配置される箇所を除いて2mm程度であるから、任意のLEDチップ30,30間にLEDガード部531を配置することはできないが、比較的広い間隔(例えば、4.5mm)が設けられている中央付近の2つのLEDチップ30,30間には、LEDガード部531を配置することができる。
前記中央付近の2つのLEDチップ30,30間にLEDガード部531を配置して、LEDガードクリップ5の2つの係止凸部511,512を、シャーシ4の外側から係止孔412,413に嵌入して係止し、LEDガードクリップ5の2つの係止凸部521,522をシャーシ4の係止孔421に嵌入して係止することにより、LEDガードクリップ5の挟持部53とシャーシ4の側面部41aとの間でLED基板3を挟持した状態で固定することができる。LEDガードクリップ5は、LED基板3の長手方向に幅が広い基板支持部532を備えているので、中央の一箇所にてLED基板3を挟持する場合であっても、姿勢を安定させた状態でLED基板3を支持することが可能となる。
位置決め部54は、係止部52の底面部材520から上向きに突設される直方体状の突出部であり、反射シート61の挿通孔61aに挿通され、導光板6の嵌合孔6aに嵌合される。これにより、LEDチップ30,30,30,…が並ぶ方向における導光板6及び反射シート61の位置を定めることができるので、例えば、導光板6の採光要素であるドットパターンと、LED基板3に並置したLEDチップ30,30,…との位置精度を向上させることができ、良好な表示品位を達成できる。
図8はLEDガード部531とLEDチップ30との関係を説明する説明図である。図8はLEDガード部531における横断面を示している。LED基板3に実装されているLEDチップ30は基板表面から所定の高さd0(例えば、1.0mm程度)を有している。一方、LEDガードクリップ5におけるLEDガード部531は、d0より大きな厚みd1(例えば1.5mm程度)を有している。
すなわち、本実施の形態では、シャーシ4との間でLED基板3を挟持したときのLEDガード部531の基板表面からの高さは、LEDチップ30の基板表面からの高さより高く、LEDガード部531をLEDチップ30の表面よりも導光板6の側へ突出させている。このため、LEDチップ30を点灯させた際にLEDチップ30から発せられる熱が導光板6に伝わり、導光板6が面内方向に膨張したとしても、先にLEDガード部531の表面に当接することになり、導光板6とLEDチップ30との接触が防止される。この結果、導光板6の膨張に伴うLEDチップ30の破損を回避することができる。
また、本実施の形態では、LEDガードクリップ5は、白色系の樹脂により形成されているため、LEDチップ30から出射される光を反射させることができ、LEDガードクリップ5の影を作らないようにすることができる。
更に、本実施の形態では、LED基板3をシャーシ4に対してネジ止めすることなく取り付けることが可能であり、ネジが通るくらいの大きさを有する孔をLED基板3に空ける必要がないため、LEDチップ30同士の間隔を狭くすることが可能であり、間隔が大きい場合に発生し得る輝度ムラを軽減することができる。
更に、本実施の形態では、樹脂製のLEDガードクリップ5を用いているので、LEDチップ30から導光板6への熱の移動を小さくすることができる。
実施の形態2.
実施の形態1では、LEDガード部531における横断面を略長方形としたが、断面形状は長方形に限定されるものではなく、例えば、台形状としてもよい。本実施の形態では、LEDガード部531における横断面の形状が台形状である構成について説明を行う。
なお、光源モジュール2等の基本的な構成は、実施の形態1と全く同様であるため、その説明を省略することとする。
図9は実施の形態2におけるLEDガード部531とLEDチップ30との関係を説明する説明図である。図9はLEDガード部531における横断面を示している。LED基板3に実装されているLEDチップ30は基板表面から所定の高さd0(例えば、1.0mm程度)を有している。一方、LEDガードクリップ5におけるLEDガード部531は、d0及びd1より大きな厚みd2(例えば2.0mm程度)を有している。
実施の形態1と同様に、LEDチップ30の表面よりも導光板6の側へ突出させたLEDガード部531を設けているため、LEDチップ30を点灯させた際にLEDチップ30から発せられる熱が導光板6に伝わり、導光板6が面内方向に膨張したとしても、先にLEDガード部531の表面に当接することになり、導光板6とLEDチップ30との接触が防止される。実施の形態2では、実施の形態1と比べて突出量が大きいため、LEDチップ30側への導光板6の膨張を効果的に抑えることができる。
実施の形態2では、LEDガード部531における横断面の形状を台形状とし、LEDガード部531におけるLEDチップ30を臨む部位は、LEDチップ30から射出される光の出射角度が増す方向に傾斜した斜面531a,531aを備える。また、LEDガードクリップ5の位置決め部54は、基板3に対向する側の斜面541a,541aと、基板3から離隔した側の斜面541b,541bとを備え、これらの斜面541a,541a,541b,541bにより、LEDチップ30から射出される光を妨げないようにしている。この結果、LEDガード部531の両隣に配置されるLEDチップ30,30から出射される光の範囲を拡げることができ、LEDチップ30,30間の間隔を広くしているLED基板3の長手方向の中央付近において、輝度ムラをより効果的に改善することができる。
なお、実施の形態2では、LEDガード部531における横断面の形状を台形状としたが、LEDチップ30,30から出射される光の範囲を拡大できる形状であればどのような形状であってもよく、楕円形状、三角形状等であってもよい。
実施の形態3.
実施の形態1では、支持部材62により導光板6及び反射シート61の中央付近を支持する構成としたが、シャーシ4の底面部42にて導光板6及び反射シート61を支持する構成としてもよい。
なお、表示装置の全体構成は、実施の形態1と同様であるため、その説明を省略することとする。
図10は実施の形態3に係る表示装置の要部断面図である。実施の形態3では、実施の形態1と同様に、導光板6及び反射シート61は、LEDガードクリップ5が備える位置決め部54により面内での位置が定められて光源モジュール2内に配置される。このため、導光板6の上端及び下端付近の他面中央には嵌合孔6aが設けられており、対応する反射シート61の位置には挿通孔61aが設けられている。反射シート61の挿通孔61aにLEDガードクリップ5の位置決め部54が挿通し、導光板6の嵌合孔6aにLEDガードクリップ5の位置決め部54が嵌合することによって、導光板6及び反射シート61の面内での位置が決定される。
実施の形態3では、LEDガードクリップ5の底面部材520とシャーシ4の底面部42とにより、反射シート61を挟み込んだ状態で保持している。このため、反射シート61が導光板6の他面より浮き上がることが防止され、輝度ムラの発生を抑えることができる。
なお、実施の形態1〜3では、光源モジュール2を備えた表示装置の構成について説明を行ったが、液晶パネル1及び光学シート7を有していない照明装置単体への適用も可能であることは勿論のことである。
また、実施の形態1〜3では、1つのLEDガードクリップ5により、LED基板3をシャーシ4に固定する構成としたが、LEDガードクリップ5を複数用いてLED基板3をシャーシ4に固定する構成としてもよい。例えば、実施の形態1では、LED基板3の長手方向における中央付近の1箇所でLED基板3をシャーシ4に固定する構成としたが、LED基板3の長手方向の両端、LED基板3の長手方向の中央付近及び両端などのように、複数箇所にLEDガードクリップ5を取り付け、シャーシ4に固定する構成としてもよい。
実施の形態1〜3では、LED基板3及びLEDガードクリップ5は別体として説明を行ったが、LEDガードクリップ5をLED基板3と一体的に成形する構成としてもよい。この場合、LED基板3の長手方向の中央付近にLEDガード部を設け、シャーシ4の係止孔412,413に嵌入して係止される係止凸部をLED基板3の上側に設け、及びシャーシ4の係止孔421に嵌入して係止される係止凸部をLED基板3の下側に設ければよい。LED基板3に設けた上側の2つの係止凸部を、シャーシ4の係止孔412,413に裏面側から嵌入して係止し、LED基板3に設けた下側の2つの係止凸部をシャーシ4の係止孔421に嵌入して係止することにより、シャーシ4へのLED基板3の取り付けが完了し、実施の形態1及び2で説明したものと同様の効果を得ることができる。
今回開示された実施の形態は、全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、上述した意味ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。また、各実施の形態で記載されている技術的特徴は、お互いに組み合わせることが可能である。
1 液晶パネル
2 光源モジュール
3 LED基板
4 シャーシ
5 LEDガードクリップ
6 導光板
7 光学シート
53 挟持部
54 位置決め部
531 LEDガード部

Claims (7)

  1. 光源が実装された基板と、端面から入射した前記光源からの光を一面から出射する導光板と、該導光板の周縁を覆う枠体と、前記基板を前記枠体との間に挟み込んだ状態で前記枠体に固定する固定具とを備える光源モジュールにおいて、
    前記光源は、前記端面に沿って並置された複数のLEDを備え、
    前記固定具は、前記枠体に係止されており、かつ前記複数のLEDが並置された方向における前記導光板の位置を決める位置決め部を備えており、
    前記導光板の前記一面に対向する他面に嵌合孔が形成されており、
    前記位置決め部は、前記嵌合孔に嵌合される被嵌合部であることを特徴とする光源モジュール。
  2. 前記枠体の底面部及び側面部の少なくとも一方に設けられた孔に係止される凸部が前記固定具に成形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. 前記導光板の他面に対向配置され、前記導光板に入射された光を前記一面の側に反射する反射シート材を備え、
    前記枠体は、前記導光の側面を覆う側面部と、前記導光の他面を覆う底面部とを有し、
    前記固定具は、前記底面部の側へ突出する突出部を備え、
    前記反射シート材は、前記突出部が挿通される挿通孔を有し、
    前記固定具と前記底面部との間で挟み込んだ状態で前記反射シート材を保持してあることを特徴とする請求項又は請求項に記載の光源モジュール。
  4. 前記固定具の前記基板表面からの長さ寸法を、前記光源の前記基板表面からの長さ寸法より長くしてあることを特徴とする請求項1から請求項の何れか1つに記載の光源モジュール。
  5. 前記固定具における前記光源を臨む部位に、前記光源の光出射角度が増す方向に傾斜した斜面を有することを特徴とする請求項1から請求項の何れか1つに記載の光源モジュール。
  6. 前記固定具は、白色系の樹脂により成形されていることを特徴とする請求項1から請求項の何れか1つに記載の光源モジュール。
  7. 請求項1から請求項6の何れか1つに記載の光源モジュールと、該光源モジュールが備える導光板の一面に対向配置された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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