JP6799830B2 - 画像表示装置 - Google Patents

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Description

本開示は、画像を表示するための画像表示装置に関する。
画像を表示するための画像表示装置の一つとして、液晶表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。液晶表示装置では、液晶セルの背面側にバックライトユニットが配置される。バックライトユニットは、例えば、導光板と、導光板の端面から光を入射する光源部とを有する。例えば特許文献１には、大型で生産性に優れる導光板に関する技術が開示されている。
特開２００９−２８３３８４号公報
本開示は、液晶セルを透過する光の隅部における光量不足を解消することのできる画像表示装置を提供する。
本開示における画像表示装置は、液晶セルと、前記液晶セルの背面側に配置される矩形板状の導光板と、前記導光板の少なくとも一端面に沿って延在し前記端面に向けて光を放射する光源部と、前記導光板の背面に配置され、前記光源部が放射した光を前記液晶セル側に反射する反射シートと、前記反射シートの背面に配置され前記反射シートを支えるベースプレートとを備え、前記反射シートは、前記光源部の両端部に対応する位置において前記光源部に向かってそれぞれ突出する突出部を備える。
本開示における画像表示装置によれば、液晶セルを透過する光の隅部における光量不足を解消することができる。
図１は、実施の形態に係る画像表示装置の前面側を示す斜視図である。 図２は、実施の形態に係る画像表示装置の表示ユニットを分解して示す斜視図である。 図３は、実施の形態に係る反射シートがベースプレートに取り付けられた状態を示す平面図である。 図４は、実施の形態に係る反射シートの１つの隅部を示す平面図である。 図５は、実施の形態に係る画像表示装置の光源部の端部を示す断面図である。 図６は、実施の形態に係る回路基板が取り付けられたベースプレートの背面側を示す斜視図である。 図７は、実施の形態に係る回路基板および絶縁シートを取り外した状態のベースプレートの背面側を示す斜視図である。 図８は、実施の形態に係る回路基板を取り外し絶縁シートが取り付けられた状態のベースプレートの背面側を示す斜視図である。
（本開示の基礎となった知見）
本願発明者は、従来の画像表示装置に関し、以下の問題が生じることを見出した。従来、液晶セルを備えた画像表示装置に採用されるバックライトユニットとして、導光板の少なくとも１辺に沿って光源部が配置された、エッジライト方式のバックライトユニットが存在する。光源部は、発光素子として例えば複数個のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を備えており、ＬＥＤは、導光板の一辺に複数個並べられた状態で配置されている。ＬＥＤは、導光板の一辺に対応する長さにおいてほぼ等間隔で配置されているため、光源部の中間部の光量に対して光源部の両端部の光量が不足し、液晶セルを透過する光の隅部の光量が不足するという問題が存在する。
本開示は、上記問題に対応するものであり、本願発明者らが鋭意検討した結果、導光板の背面側に配置される反射シートの形状により光源部の両端部の光量不足を補うことができることを見出した。
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を説明する。但し、既によく知られた事項の詳細な説明や実質的に同一の構成に対する重複した説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
また、以下の実施の形態の説明及び請求の範囲において、平行、直交、等間隔など、１以上の物体の姿勢または位置等を示す表現が用いられる場合があるが、これらの表現は、厳密にはその姿勢または位置等ではない場合も含む。例えば、平行とは、完全に平行であることを意味するだけでなく、実質的に平行である場合、すなわち、例えば数％程度の差異を含むことも意味する。２以上の情報または物体の関係を示す、同一または均一等の表現についても同じである。
なお、本願発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面及び以下の説明を提供するのであって、これらによって請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
また、以下の実施の形態において、説明の便宜上、上下方向をＺ軸方向と一致させ、前後方向をＹ軸方向と一致させ、左右方向（横方向）をＸ軸方向と一致させているが、これら対応付けは、本開示に係る画像表示装置の製造時または使用時における姿勢を限定するものではない。また、以下の説明において、例えば、Ｘ軸プラス側とは、Ｘ軸の矢印方向側を示し、Ｘ軸マイナス側とは、Ｘ軸プラス側とは反対側を示す。Ｙ軸方向及びＺ軸方向についても同様である。
［１−１．画像表示装置の全体構成］
まず、図１及び図２を参照しながら、実施の形態に係る画像表示装置１００の全体構成について説明する。
図１は、実施の形態に係る画像表示装置の前面側を示す斜視図である。図２は、実施の形態に係る画像表示装置の表示ユニットを分解して示す斜視図である。
図１に示すように、画像表示装置１００は、例えばフラットパネルディスプレイ型の液晶テレビジョン受像機である。画像表示装置１００は、筐体１０４と、筐体１０４の内部に配置された表示ユニット１０６と、筐体１０４を支持するスタンド１０８とを備えている。
図１に示すように、筐体１０４は、フロントキャビネットとしてのベゼル１１０と、リアキャビネット（図示省略）とを有している。ベゼル１１０は、矩形状の枠状に形成され、液晶セル１２２の外周部を画像表示装置１００の前面側から覆っている。リアキャビネットは、ベースプレート１１２を画像表示装置１００の背面側から覆っており、ベゼル１１０と連結されている。
図２に示すように、表示ユニット１０６は、ベースプレート１１２と、バックライトユニット１１４と、複数の部品を接合して形成されるモールドフレーム１１６と、複数種類の光学シートが組み合わされてなる光学シート群１１８と、液晶セル１２２とを備えている。
ベースプレート１１２は、バックライトユニット１１４を画像表示装置１００の背面側から支持するための金属製の板状の部材であり、下フレームなどと称される部材である。ベースプレート１１２には、例えば、剛性を向上させるための凸部、凹部、及び、各種の部材をベースプレート１１２に固定するための複数のネジ孔、切り起こし等が形成されている。また、ベースプレート１１２の周縁には前面側に向かって起立する壁部１１３が設けられている。
バックライトユニット１１４は、放熱板１３２と、光源部１３４と、導光板１３６と、反射シート１３８とを有している。バックライトユニット１１４は、エッジライト方式の装置であり、光源部１３４から放射され、導光板１３６の端面から入射した白色光を液晶セル１２２の背面側全体を照らすように導光する装置である。本実施の形態の場合は、導光板１３６の対向する端面にそれぞれ光源部１３４が配置されている。なお、光源部１３４に対応して放熱板１３２も２箇所に配置されている。
放熱板１３２はそれぞれ、光源部１３４から発生する熱を放熱するための部材であり、熱伝導性の高い金属、例えばアルミニウム等で形成されている。放熱板１３２は、反射シート１３８の背面側に光源部１３４に沿って配置される帯状の部材であり、ベースプレート１１２に保持されている。
光源部１３４は、一列に所定の間隔で配列された複数の発光素子３４１を備えている。本実施の形態の場合、発光素子３４１は、ＬＥＤチップがパッケージ化されたＬＥＤ素子である。また、光源部１３４は、導光板１３６の上側（Ｚ軸プラス側）と、導光板１３６の下側（Ｚ軸マイナス側）にそれぞれ配置されている。
光源部１３４は、放熱板１３２に、例えば熱伝導性を有する両面粘着テープによって取り付けられている。放熱板１３２は、複数のネジによってベースプレート１１２に固定され、これにより、光源部１３４もベースプレート１１２に固定される。なお、ベースプレート１１２は、放熱板１３２の前面と面一になる面を備えており、当該面が放熱板１３２の前面と一体となって反射シート１３８を支えている。
また、光源部１３４は、発光素子３４１よりも導光板１３６側に向かって突出し、導光板１３６の位置を規制する透明なストッパ３４２を備えている。ストッパ３４２は、隣り合う発光素子３４１の間に配置されている。ストッパ３４２は、全ての発光素子３４１の間に配置されるのではなく、所定の間隔で配置されている。
導光板１３６は、平面視で矩形状の板状に形成されている。導光板１３６は、ベースプレート１１２に支持されている。導光板１３６は、例えばアクリル樹脂の射出成形により形成される。導光板１３６の上端面、および下端面は、ストッパ３４２により位置が規制され、それぞれ光源部１３４から所定の間隔で対向して配置される。光源部１３４の複数の発光素子３４１からの光は、導光板１３６の上端面、および下端面のそれぞれに入射する。
反射シート１３８は、導光板１３６の背面全体を覆っている。反射シート１３８は、導光板１３６の上下の両端面から入射した光を前面に向けて反射する。反射シート１３８で反射した光は、導光板１３６の前面から出射して、液晶セル１２２の背面に入射する。なお、反射シート１３８の詳細な形状などは後述する。
図２に示すように、モールドフレーム１１６は、例えば樹脂によって長尺状に形成された部材を枠状に組み立てたものであり、表示ユニット１０６の周縁を保護する部材である。なお、ここでは、フレームの一例として樹脂製のモールドフレーム１１６を例示するが、フレームは金属製であってもよい。モールドフレーム１１６は、ベースプレート１１２の上端部、下端部、右端部（Ｘ軸プラス側の端部）及び左端部（Ｘ軸マイナス側の端部）にそれぞれ取り付けられている。モールドフレーム１１６の各々は、クッション部材１１７（図５参照）を介して導光板１３６の前面における外周部を押さえるように配置される。
光学シート群１１８は、液晶セル１２２と導光板１３６との間に配置されている。光学シート群１１８は、導光板１３６の前面から出射した光が均一に液晶セル１２２の背面全体に入射するように光を拡散するシートである。光学シート群１１８は、導光板１３６の前面から出射した光を液晶セル１２２の背面に集光するためのプリズムシート、導光板１３６の前面から出射した光を偏光させるための反射型偏光シート（いわゆるＤＢＥＦシート）等を備える。光学シート群１１８の外周部は、モールドフレーム１１６に支持されている。
液晶セル１２２は、平面視で矩形状の板状に構成されている。液晶セル１２２の前面は、画像を表示するための表示面１６０を形成している。液晶セル１２２の外周部は、クッション部材を介して複数のモールドフレーム１１６の各々に支持されている。
ベゼル１１０は、矩形状の枠状に形成され、液晶セル１２２の表示面１６０の外周部を覆うようにして配置されている。ベゼル１１０は、例えばネジによりベースプレート１１２に取り付けられている。
［１−２．反射シートの詳細］
次に、反射シート１３８を詳細に説明する。図３は、実施の形態に係る反射シートがベースプレートに取り付けられた状態を示す平面図である。図４は、実施の形態に係る反射シートの１つの隅部を示す平面図である。図５は、実施の形態に係る画像表示装置の光源部の端部を示す断面図である。
図３に示すように、反射シート１３８は、平面視矩形の導光板１３６（二点鎖線で示す）の全体を覆う矩形状のシートであり、光源部１３４の両端部に対応する位置において光源部１３４に向かい、本体部と面一状態を維持し、それぞれ端縁部から突出する突出部１３９を備えている。本実施の形態の場合、反射シート１３８の突出部１３９は、光源部１３４の発光素子３４１の間で発光素子３４１よりも突出するストッパ３４２の背面側に配置されている。光源部１３４は、導光板１３６の上下両端に配置されているため、反射シート１３８は、四隅部分にそれぞれ突出部１３９を備えている。
突出部１３９の大きさは、導光板１３６の隅部の光量不足を補うことができる大きさであり、光源部１３４の種類、導光板１３６の大きさなどにより定められる。一例を挙示すると、突出部１３９の突出長さは、発光素子３４１に対するストッパ３４２の突出量と同程度であり、突出部１３９の幅は、光源部１３４において並んで配置される発光素子３４１の数の６％以上１０％以下の数の発光素子３４１と重なる程度の幅である。具体的に例えば、５５インチ〜６０インチ程度の大きさの画像表示装置の場合、図４に示すように、突出部１３９の幅は、並べられた発光素子３４１の端から１０個程度の発光素子３４１と重なる程度の幅（例えば１００ｍｍ程度）であり、突出量は０．５ｍｍ以下０．１ｍｍ以上である。以上の様な突出部１３９の大きさにより、導光板１３６の隅部の光量不足を解消し、光源部１３４と直交する導光板１３６の端面に反射テープを貼り付けなくても液晶セル１２２の背面全体を均等に照らすことができる知見を発明者は得ている。なお、本実施の形態では突出部１３９は、発光素子３４１の背面側にまでは至っていないが、発光素子３４１の背面に至るまで突出してもかまわない。
反射シート１３８をベースプレート１１２に取り付ける際は、ベースプレート１１２に光源部１３４が取り付けられた状態で、ベースプレート１１２に反射シート１３８を前面側から真っ直ぐに近づける。この際、反射シート１３８の突出部１３９以外の矩形部分は、ストッパ３４２に干渉しない大きさとなっているため、ストッパ３４２に干渉することなくベースプレート１１２に載置される。一方、突出部１３９は、ストッパ３４２と干渉するため、反射シート１３８の隅部（４箇所）は湾曲した状態となる。従って、ベースプレート１１２（放熱板１３２を含む）に沿って真っ直ぐ反射シート１３８を配置するためには、作業者は突出部１３９をストッパ３４２の背面に潜り込ませる作業を行う。なお、当該作業は、突出部１３９の突出量が大きくなく、幅も大きな反射シート１３８の１０％程度であるため、特に困難性を伴わず、容易かつ迅速に作業を行うことができる。
図５に示すように、ベースプレート１１２には、光源部１３４から導光板１３６の端部下方に作業空間３２１が設けられている。本実施の形態の場合、光源部１３４は放熱板１３２を介してベースプレート１１２に取り付けられており、作業空間３２１は、放熱板１３２の長手方向に延在する溝によって形成されている。この作業空間３２１は、作業者が光源部１３４を取り付けるに際し、作業効率を向上させるために設けられたものである。
ところが、作業空間３２１に突出する反射シート１３８、特に反射シート１３８の突出部１３９は、光源部１３４の熱などにより作業空間３２１に向かって湾曲する可能性がある。そこで本実施の形態の場合、少なくとも、突出部１３９の背面側には、反射シート１３８の突出部１３９を背面側から支える支承部材３２０が配置されている。支承部材３２０の材質は、特に限定されるものではないが、例えばスポンジ状の樹脂を挙示することができる。支承部材３２０が反射シート１３８の特に突出部１３９を背面側から支えるため、熱などにより反射シート１３８の隅部が湾曲することを防止でき、経時的に液晶セル１２２の背面の隅部の光量が変化することを防止できる。
［１−３．効果等］
以上のように、本実施の形態に係る画像表示装置１００は、液晶セル１２２と、液晶セル１２２の背面側に配置される矩形板状の導光板１３６と、導光板１３６の少なくとも一端面に沿って延在し前記端面に向けて光を放射する光源部１３４と、導光板１３６の背面に配置され、光源部１３４が放射した光を液晶セル１２２側に反射する反射シート１３８と、反射シート１３８の背面に配置され反射シート１３８を支えるベースプレート１１２とを備え、反射シート１３８は、光源部１３４の両端部に対応する位置において光源部１３４に向かってそれぞれ突出する突出部１３９を備える。
これによれば、長い帯状の光源部１３４の中間部に対し不足する両端部の光量を、反射シート１３８の突出部１３９による反射で補い、導光板１３６全体にわたって均等な光量で光を液晶セル１２２に照射することができる。
また、光源部１３４は、導光板１３６の端面に沿って並んで配置される複数個の発光素子３４１を備え、発光素子３４１よりも導光板１３６側に突出し、導光板１３６の位置を規制するストッパ３４２を備え、反射シート１３８の突出部１３９は、ストッパ３４２の背面側に配置される。
これによれば、導光板１３６の端面の位置を規制するストッパ３４２の背面に突出部１３９が存在するため、発光素子３４１から放射された光を確実に導光板１３６の端面に向かって反射することができ、光源部１３４の端部における光量不足を有効に補うことが可能となる。
また、ベースプレート１１２は、光源部１３４の背面側に光源部１３４に沿って延在する溝状の作業空間３２１を備え、作業空間３２１内に配置され、反射シート１３８の突出部１３９を背面側から支える支承部材３２０を備える。
これによれば、突出部１３９およびその近傍が熱などを受けても湾曲することを防止でき、液晶セル１２２の隅部の光量が経時的に変化することを防止できる。
（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
例えば、上記実施の形態では、ベースプレート１１２に放熱板１３２が取り付けられていたが、ベースプレート１１２は、放熱板１３２を備えなくてもかまわない。放熱板１３２が備えられない場合、作業空間３２１は、ベースプレート１１２を背面側に向かって膨出させることで形成してもかまわない。
また、上記実施の形態では、反射シート１３８の上端縁の両端、および下端縁の両端に突出部１３９が設けられていたが、突出部１３９は、光源部１３４に対応して設けられればよく、光源部１３４が１つの場合は、その両端部に対応する位置に２箇所設けられればよい。また、光源部１３４が導光板１３６の側方に配置されている場合、突出部１３９は側方に向かって突出する。
また、ベースプレート１１２には、貫通孔２０２が設けられる場合がある。具体的に例えば図６に示すように、液晶セル１２２を駆動するための回路基板２００を保持するために背面に向かって切り起こされた切り起こし部２０１が設けられる場合がある。この場合、図７に示すように、切り起こし部２０１に対応する部分には比較的大きな貫通孔２０２が存在する。このような貫通孔２０２がベースプレート１１２に存在すると、貫通孔２０２から塵埃が侵入する懸念があり、光漏れが発生する可能性もある。従って、従来は、このような貫通孔２０２を個別にシールなどを用いて塞いでいた。
しかし、図８に示すように、回路基板２００とベースプレート１１２とを絶縁する絶縁シート２０３を貫通孔２０２を塞ぐように延長し、塵埃の侵入や光漏れを防止してもかまわない。
また、本実施の形態において、画像表示装置１００は、例えば液晶テレビジョン受像機として実現されるとした。しかしながら、画像表示装置１００の構成が、例えば、パーソナルコンピュータ用のモニタディスプレイ、または、タブレット端末もしくはスマートフォン等の携帯端末等に適用されてもよい。
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面及び詳細な説明を提供した。
したがって、添付図面及び詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、請求の範囲又はその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
本開示は、画像を表示するための画像表示装置に適用可能である。具体的には、テレビジョン受像機、モニタディスプレイ、デジタルサイネージ、タブレット端末、スマートフォン、または、テーブル型表示装置などに、本開示は適用可能である。
１００ 画像表示装置
１０４ 筐体
１０６ 表示ユニット
１０８ スタンド
１１０ ベゼル
１１２ ベースプレート
１１４ バックライトユニット
１１６ モールドフレーム
１１８ 光学シート群
１２２ 液晶セル
１３２ 放熱板
１３４ 光源部
１３６ 導光板
１３８ 反射シート
１３９ 突出部
１６０ 表示面
２００ 回路基板
２０１ 切り起こし部
２０２ 貫通孔
２０３ 絶縁シート
３２０ 支承部材
３２１ 作業空間
３４１ 発光素子
３４２ ストッパ

Claims (2)

  1. 液晶セルと、
    前記液晶セルの背面側に配置される矩形板状の導光板と、
    前記導光板の少なくとも一端面に沿って延在し前記端面に向けて光を放射する光源部と、
    前記導光板の背面に配置され、前記光源部が放射した光を前記液晶セル側に反射する反射シートと、
    前記反射シートの背面に配置され前記反射シートを支えるベースプレートとを備え、
    前記反射シートは、前記光源部の両端部に対応する位置において前記光源部に向かってそれぞれ突出する突出部を備え、
    前記ベースプレートは、前記光源部の背面側に前記光源部に沿って前記突出部の背面側まで延在する溝状の作業空間を備え、
    少なくとも、前記突出部の背面側の前記作業空間内に配置され、前記反射シートの前記突出部を背面側から支える支承部材を備える
    画像表示装置。
  2. 前記光源部は、前記導光板の端面に沿って並んで配置される複数個の発光素子を備え、
    前記発光素子よりも前記導光板側に突出し、前記導光板の位置を規制するストッパを備え、
    前記反射シートの前記突出部は、前記ストッパの背面側に配置される
    請求項１に記載の画像表示装置。
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