JP6910158B2 - 面光源装置 - Google Patents

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Description

本発明は、照明機器および映像表示装置としてディスプレイのバックライト等に用いられる面光源装置に関し、配光制御素子を安定して保持することのできる技術に関するものである。
近年、主にバックライトに用いられる面光源装置では、LED(Light Emitting Diode)を光源に採用することが主流である。複数のLEDが実装された基板を製品の背面に並べた直下型方式の面光源装置では、LED上に配光制御素子を設けることにより、光を拡散させ、液晶パネルを照射している。
また、配光制御素子には、大別すると直線状に並べて配置された複数のLEDを1つ毎に覆うように配光制御素子が配置される円形のレンズ方式と、複数のLED全体を覆うように配光制御素子が配置されるシリンドリカルレンズ方式がある。
上記のいずれの方式においてもLEDと配光制御素子との位置関係が崩れることにより、輝度劣化および色ムラにつながるため、面光源装置は、双方の位置関係が崩れない配光制御素子の保持構造を備えることが重要である。LEDと配光制御素子との位置関係を崩さずに、基板に対する接合強度を確実に得るため、専用の治具を用いて、配光制御素子を基板に接着する方法が一般的である。
例えば特許文献1には、複数のLEDを1つ毎に覆うように配光制御素子が配置される方式が開示されている。この方式では、配光制御素子に丸棒状の脚部が設けられ、接着剤を用いて脚部が基板に固定される例が開示されている。
例えば特許文献2には、複数のLED全体を覆うように配置されるシリンドリカル形状の配光制御素子を用いる方式が開示されている。
特開2011−44411号公報 特開2006−286608号公報
特許文献1に記載の技術では、接着剤により基板と光束制御部材が固定されている。しかし、アルミニウムまたはCEM−3などで作製された基板と、PMMA(Polymethyl methacrylate)またはPC(Polycarbonate)などで作製された光束制御部材の線膨張係数は異なるため、長尺状に形成された光束制御部材、換言すると配光制御素子を用いる際には、温度による伸縮の影響で、接着剤が剥がれてしまう。よって、長尺状に形成された配光制御素子を使用する際には、基板と配光制御素子との固定に関して接着剤は適していない。
特許文献2には、長尺状に形成された配光制御素子の光学的性能が開示されているが、LEDが実装された基板と配光制御素子との保持構造については開示されていない。
そこで、本発明は、光源が実装された基板と配光制御素子とを安定して保持することが可能な技術を提供することを目的とする。
本発明に係る面光源装置は、面状光を出射する面光源装置であって、光を出射する複数の光源と、複数の前記光源が実装され、貫通穴を有する基板と、前記基板上に配置され、かつ、前記基板と接する面に複数の前記光源を収容可能な第1凹部を有し、複数の前記光源から出射された光を配光する配光制御素子と、前記配光制御素子により配光された光の一部を前記面光源装置の表示面側へ反射する反射部と、複数の前記光源、前記基板、前記配光制御素子、および前記反射部を収容する筐体と、前記配光制御素子における前記基板と接する面とは反対側の面と接した状態で、前記配光制御素子および前記基板を保持する第1保持部材とを備え、前記第1保持部材は、前記基板における前記配光制御素子と接する面とは反対側の面と接する基板保持部と、前記配光制御素子における前記基板と接する面とは反対側の面と接する配光制御素子保持部を有し、前記基板保持部は、前記基板における前記配光制御素子と接する側とは反対側から前記貫通穴に挿通され、かつ前記第1凹部に収容される第1凸部を有し、前記配光制御素子保持部および前記基板保持部はスナップフィットにより固定されたものである。


本発明によれば、面光源装置は、配光制御素子における基板と接する面とは反対側の面と接した状態で、配光制御素子および基板を保持する保持部材を備えたため、複数の光源が実装された基板と配光制御素子とを保持部材で安定して保持することが可能となる。
実施の形態1に係る液晶表示装置の斜視図である。 液晶表示装置の背面斜視図である。 液晶表示装置の分解斜視図である。 液晶表示部および面光源装置の分解平面図である。 液晶表示装置の概略ブロック図である。 面光源装置およびバックカバーの斜視図である。 反射シートを取り外した状態の面光源装置およびバックカバーの斜視図である。 図7における領域Aの拡大図である。 第1保持部材およびその周辺の斜視図である。 第1保持部材およびその周辺の拡大図である。 第1保持部材およびその周辺の分解斜視図である。 配光制御素子内で屈折した光を説明するための説明図である。 配光制御素子内で反射した光を説明するための説明図である。 図7のB−B線断面図である。 図7のC−C線断面図である。 カバー部材の斜視図である。 第1保持部材およびその周辺の正面図である。 配光制御素子保持部の斜視図である。 基板保持部の斜視図である。 実施の形態2に係る面光源装置およびバックカバーの斜視図である。 図20のD−D線断面図である。 図20のE−E線断面図である。 実施の形態3に係る面光源装置およびバックカバーの斜視図である。 図23のF−F線断面図である。
<実施の形態1>
本発明の実施の形態1について、図面を用いて以下に説明する。図1は、実施の形態1に係る液晶表示装置100の斜視図である。図2は、液晶表示装置100の背面斜視図である。図3は、液晶表示装置100の分解斜視図である。
図1〜図3に示すように、液晶表示装置100は、例えば直下型LED液晶テレビである。液晶表示装置100は、液晶表示部90、面光源装置91、電気部92、ベゼル94、バックカバー97、およびスタンド95を備えている。
液晶表示部90は、正面視にて矩形形状に形成され、映像を表示する。ベゼル94は、矩形枠形状に形成されている。ベゼル94は、液晶表示部90の周縁部に取り付けられ、液晶表示部90を保持する。
面光源装置91は、例えばバックライトである。面光源装置91は、液晶表示部90の背面側に設けられ、液晶表示部90を背面側から照明する。図2に示すように、面光源装置91は筐体96を備えている。筐体96は、液晶表示装置100の背面の+X側部分を構成している。バックカバー97は、筐体96の−X側に設けられ、液晶表示装置100の背面の−X側部分を構成している。
電気部92は、液晶表示部90とバックカバー97との間に設けられ、液晶表示部90および面光源装置91を制御する。スタンド95は、バックカバー97の−X側端部に取り付けられ、液晶表示部90、面光源装置91、電気部92、ベゼル94、およびバックカバー97を支持する。
次に、図4を用いて、液晶表示部90および面光源装置91の構造を簡単に説明する。図4は、液晶表示部90および面光源装置91の分解平面図である。
図4に示すように、液晶表示部90は、液晶パネル1、光学フィルム2、および拡散板3を備えている。拡散板3は面光源装置91の筐体96の+Z方向に配置され、光学フィルム2は拡散板3の+Z側に配置されている。光学フィルム2および拡散板3は、面光源装置91から出射された面状光を均一に拡散する。液晶パネル1は、光学フィルム2の+Z側に配置され、光学フィルム2および拡散板3により均一に拡散された面状光を画像光に変換する。
筐体96の内部には、光源であるLED20(図5参照)、および反射シート11(図6参照)などが収容されている。筐体96の内部の詳細については後述する。
次に、図5を用いて、液晶表示装置100の電気的な構成を説明する。図5は、液晶表示装置100の概略ブロック図である。
液晶表示装置100は主に、液晶表示部90、面光源装置91、電気部92、および入出力部93によって構成されている。面光源装置91は、配光制御素子23、LED20、および冷却器31を備えている。電気部92は、画像制御基板40、光源制御基板41、制御基板42、および電源基板43を備えている。電源基板43には、AC100Vの電源44が接続されている。
入出力部93は、音声処理部50、Ir(Infrared)受光部51、入出力I/F(Interface)部52、およびHDD(Hard Disk Drive)/BD(Blu-ray Disc(登録商標))53を備えている。Ir受光部51は、リモコン54から出力された赤外線信号を受光する。そして、赤外線信号に含まれる制御信号は、入出力部93から電気部92、面光源装置91、および液晶表示部90へ出力される。
次に、図6〜図18を用いて、面光源装置91の詳細について説明する。図6は、面光源装置91およびバックカバー97の背面斜視図である。図7は、反射シート11を取り外した状態の面光源装置91およびバックカバー97の斜視図である。図8は、図7における領域Aの拡大図である。図9は、第1保持部材30およびその周辺の斜視図である。図10は、第1保持部材30およびその周辺の拡大図である。図11は、第1保持部材30およびその周辺の分解斜視図である。図12は、配光制御素子23内で屈折した光を説明するための説明図である。図13は、配光制御素子23内で反射した光を説明するための説明図である。図14は、図7のB−B線断面図である。図15は、図7のC−C線断面図である。図16は、カバー部材27の斜視図である。図17は、第1保持部材30およびその周辺の正面図である。図18は、配光制御素子保持部24の斜視図である。図19は、基板保持部25の斜視図である。
図6〜図8に示すように、面光源装置91は、1つの組立体10、反射シート11、および筐体96を備えている。面光源装置91は、2K用の液晶表示装置に採用されるものである。なお、図6およびそれ以降の図面において図5に示した冷却器31は図示していない。
筐体96およびバックカバー97は、これらを組み合わせた状態で内部に各部材を収容可能に外側に膨出させた形状に形成されている。反射シート11は、筐体96およびバックカバー97の内面全体に渡って設けられている。反射シート11における組立体10が配置される位置に組立体10の正面視輪郭よりも大きな穴が設けられており、組立体10は反射シート11から露出している。
図9〜図11に示すように、組立体10は、複数のLED20、基板21、反射シート22、配光制御素子23、第1保持部材30、および両面テープ26を備えている。
基板21は長尺状に形成され、基板21の表面に複数のLED20が実装されている。より具体的には、基板21に、複数の貫通穴21bが所定の間隔をあけて設けられている。複数の貫通穴21bのうちの一部に複数のLED20が複数の貫通穴21bからそれぞれ突出した状態で、基板21が配置されている。
配光制御素子23は、長尺状に形成され、基板21上に配置されている。配光制御素子23は、基板21よりも長手方向の長さが短く、かつ、幅が長くなるように形成されている。そのため、基板21の長手方向の両端部を除く部分は、配光制御素子23により覆われている。配光制御素子23は、複数のLED20から出射された光を配光する。具体的には、配光制御素子23は、複数のLED20から出射された光を屈折させて広げる。
また、図12と図13に示すように、配光制御素子23は、基板21と接する面に複数のLED20を収容可能な第1凹部としての凹部23aを備えている。配光制御素子23は、凹部23aが形成される面とは反対側の面に第2凹部としての凹部23bを備えている。凹部23a,23bは共に、配光制御素子23の長手方向に渡って設けられている。複数のLED20は、凹部23aの長手方向に沿って配置されている。配光制御素子23は押出成形により作製されている。そのため、配光制御素子23を安価に作製することが可能である。
図10と図11に示すように、反射シート22は、配光制御素子23と同様に長尺状に形成され、配光制御素子23と基板21との間に配置されている。反射シート22は、配光制御素子23により配光された光の一部を、面光源装置91の表示面側に配置された拡散板3へ反射する。通常、配光制御素子23の幅は基板21の幅よりも大きい。そのため、反射シート22の幅は基板21の幅よりも大きく、かつ、配光制御素子23の幅と同等またはそれ以上の大きさになるように形成されている。また、反射シート22には、後述する基板保持部25のピン25aと干渉しないように、ピン25aに対応する位置に複数の穴22aが設けられている。ピン25aは穴22aに挿通される。なお、反射シート22には、LED20用の穴22bも設けられている。
第1保持部材30は、基板保持部25および配光制御素子保持部24を備えている。第1保持部材30は、配光制御素子23における基板21と接する面とは反対側の面と接した状態で、配光制御素子23、反射シート22、および基板21を保持する保持部材である。なお、第1保持部材30の詳細については後述する。両面テープ26は、基板21と同様に長尺状に形成されている。両面テープ26は、基板21の裏面に貼り付けられ、基板21を筐体96に固定する。
次に、筐体96について説明する。図7に示すように、筐体96は、複数の凹部96aおよび複数の貫通穴96bを備えている。
複数の凹部96aは、例えば2つであり、筐体96の内面の−Y側部分と+Y側部分にそれぞれ形成されている。また、2つの凹部96aは、筐体96の+X側端部から−X側端部に渡ってX軸方向に延びるように形成されている。
複数の貫通穴96bは、例えば3つであり、筐体96の内面の−Y側端部、中央部、および+Y側端部にそれぞれ形成されている。また、3つの貫通穴96bは、筐体96の中段部から−X側端部に渡ってX軸方向に延びるように形成されている。
組立体10は、筐体96の内面の−X側端部寄りに、2つの凹部96aおよび3つの貫通穴96bに対して略直交するように、すなわちY軸方向に延びるように配置されている。
次に、第1保持部材30の詳細について説明する。図14と図15に示すように、第1保持部材30は、筐体96の内面との干渉を回避するために2つの凹部96aおよび3つの貫通穴96bに配置されている。3つの貫通穴96bには、筐体96の外面側から3つのカバー部材27がそれぞれ取り付けられ、LED20から出射された光が3つの貫通穴96bから漏れることを抑制している。
図16に示すように、カバー部材27は、筐体96の外面側から貫通穴96bを塞ぐことができるように、正面視にて長方形形状、かつ、貫通穴96bの正面視輪郭よりも大きな形状に形成されている。カバー部材27は、複数の係合部27a、および凹部27bを備えている。凹部27bは、カバー部材27の内面の周縁部を除く部分に設けられている。
第1保持部材30は、貫通穴96bに配置されていると説明したが、実際には、第1保持部材30は、貫通穴96bに取り付けられたカバー部材27の凹部27bに配置されている。また、複数の係合部27aは、カバー部材27の内面の周縁部に設けられている。筐体96の外面における貫通穴96bの周縁部に、複数の係合部27aに対応する複数の係合穴がそれぞれ設けられ、カバー部材27は、スナップフィットにより筐体96に固定されている。
図17〜図19に示すように、第1保持部材30は、基板保持部25および配光制御素子保持部24を備えている。基板保持部25は、平面視にて長方形形状に形成され、基板21の裏面に固定されている。ここで、基板21の裏面は、基板21における配光制御素子23と接する面とは反対側の面である。基板保持部25は、1つのピン25a、4つのピン25b、および2つの貫通穴25cを備えている。ピン25aは、基板保持部25の中央部に設けられている。2つの貫通穴25cは、基板保持部25の長手方向の両端部にそれぞれ設けられている。4つのピン25bは、2つの貫通穴25cの周辺部におけるピン25a側に2つずつ設けられている。なお、ピン25aが第1凸部に相当し、ピン25bが第2凸部に相当する。
ピン25aは、基板21の裏面側から貫通穴21bに挿通可能な形状および長さに形成されている。また、ピン25aは、貫通穴21bに挿通された状態で凹部23aに収容されている。ピン25aにより基板21および配光制御素子23の位置決めを行うことができるため、LED20および配光制御素子23の位置を精度よく決定することができる。
基板保持部25に基板21を配置した状態で、4つのピン25bは基板21の短手方向の両端に2つずつ配置され、基板21を保持している。これにより、基板21の回転を抑制できる。なお、ピン25bは、他の凸形状であってもよく、この場合にも基板21の回転を抑制することは可能である。また、ピン25bは基板21の短手方向の両端に配置されればよく、ピン25bの個数は4つに限定されることなく2つ以上であればよい。
配光制御素子保持部24は、正面視にてM字形状に形成され、配光制御素子23の凹部23bと接する当接部24aと、当接部24aの両端から基板21側に延びる固定部24bとを備えている。基板保持部25および配光制御素子保持部24はスナップフィットにより固定される。より具体的には、固定部24bの先端部は共に外側に折り曲げられている。そして、固定部24bは、基板保持部25の2つの貫通穴25cにそれぞれ挿通された状態で固定部24bの先端部が基板保持部25の裏面における2つの貫通穴25cの周縁部に接する。これにより、基板保持部25および配光制御素子保持部24は固定される。ここで、配光制御素子保持部24は、手で持ちやすくして基板保持部25に固定しやすくするために、正面視形状が左右非対称となっている。
当接部24aは、配光制御素子23側に突出する凸部24cを備えている。凸部24cは、配光制御素子23の凹部23bに対応する位置および形状に形成されているため、基板保持部25および配光制御素子保持部24が固定された状態で凸部24cが凹部23bに当接する。
なお、配光制御素子保持部24は、LED20から出射された光を通過しやすくして遮光を抑制するために透明または白色系の樹脂で作製されることが望ましい。また、基板保持部25も透明または白色系の樹脂で作製されることが望ましい。または、LED20の放熱性に問題がある場合、基板保持部25はアルミニウムなどの板金で作製されることが望ましい。
図7と図9に示すように、第1保持部材30は、1つの組立体10に対して5つ配置されている。5つの第1保持部材30は、複数のLED20のうち隣り合うLED20同士の中央部にそれぞれ配置されている。第1保持部材30の個数が少ない場合、基板21および配光制御素子23を保持する力が弱くなり、基板21と配光制御素子23とが接触せずに浮いてしまうことがある。一方、第1保持部材30の個数が多い場合、LED20から出射された光を遮ることで、液晶表示装置100の面内均一性が低下する可能性があるからである。
本願の発明者が検証した結果、隣り合う第1保持部材30の間隔は100mm以上300mm以下にすることが望ましい。これにより、基板21と配光制御素子23が接触せずに浮くことを抑制できる。また、第1保持部材30とLED20との間隔は15mm以上にすることが望ましい。これにより、LED20から出射された光を配光制御素子保持部24により遮ることを抑制できる。
次に、図12と図13を用いて、配光制御素子23による光の配光について説明する。図12に示すように、LED20から出射された光20aの一部は、配光制御素子23により屈折することで広げられて出射する。また、図13に示すように、LED20から出射された光20bの残部は、凹部23bにより反射するが、反射シート22により再度反射しZ軸方向に光20bが広げられて出射する。このように、LED20から出射された光20a,20bは、反射シート22によって効率よく液晶表示部90に照射される。ここで、反射シート22が反射部に相当する。なお、光軸CはZ軸方向である。
以上のように、実施の形態1に係る液晶表示装置100は、面光源装置91と、面光源装置91から出射された面状光を画像光に変換する液晶パネル1とを備えた。また、実施の形態1に係る面光源装置91は、配光制御素子23における基板21と接する面とは反対側の面と接した状態で、配光制御素子23および基板21を保持する保持部材を備えた。
したがって、複数のLED20が実装された基板21と配光制御素子23とを保持部材で安定して保持することが可能となる。
配光制御素子23は、基板21と接する面に複数のLED20を収容可能な凹部23aを有し、基板21は貫通穴21bを有し、保持部材は第1保持部材30を備え、第1保持部材30は、基板21における配光制御素子23と接する側とは反対側から貫通穴21bに挿通可能なピン25aを有し、ピン25aが貫通穴21bに挿通されかつ凹部23aに収容された状態で、第1保持部材30は基板21に固定された。
したがって、複数のLED20が実装された基板21と配光制御素子23との位置決めをピン25aで行うことができるため、LED20および配光制御素子23の位置決めを簡単かつ精度よく行うことができる。
また、長尺状の配光制御素子23は押出成形により作製できるため、配光制御素子23を安価に作製することが可能となる。これにより、面内均一性を確保し、かつ安価な面光源装置91および液晶表示装置100を実現することができる。
第1保持部材30は、基板21における配光制御素子23と接する面とは反対側の面と接する基板保持部25と、配光制御素子23における基板21と接する面とは反対側の面と接する配光制御素子保持部24とを有する。したがって、第1保持部材30を簡単な構成で実現することができる。これにより、面光源装置91および液晶表示装置100の小型化を図ることが可能となる。
配光制御素子保持部24および基板保持部25はスナップフィットにより固定されたため、配光制御素子23および基板21を簡単な構成で安定して保持することができる。これにより、画面に表示される映像の均一性を向上させることができる。
配光制御素子保持部24は透明樹脂により構成されたため、LED20から出射された光が配光制御素子保持部24を通過しやすくなり、遮光を抑制することができる。これにより、画面に表示される映像の均一性を向上させることができる。
基板保持部25は板金により構成されたため、LED20で発生した熱を、基板保持部25を介して外部に放熱することができる。これにより、LED20の放熱性を向上させることができる。
配光制御素子23は、配光制御素子保持部24と接する面に凹部23bを有し、配光制御素子保持部24は、配光制御素子23と接する面に凹部23bに対応する凸部24cを有するため、配光制御素子保持部24により配光制御素子23を安定して保持することができる。
基板21は長尺状に形成され、基板保持部25は、基板21の短手方向の両端をそれぞれ保持する複数のピン25bを有するため、基板21の回転を抑制できる。
配光制御素子23は、複数のLED20を覆うように長尺状に形成され、第1保持部材30は複数であり、複数の第1保持部材30は、配光制御素子23の長手方向に沿って配置されたため、複数のLED20から出射された光を効率よく配光することができる。これにより、画面に表示される映像の均一性を向上させることができる。
複数の第1保持部材30は、互いに100mm以上300mm以下の間隔で配置されたため、基板21と配光制御素子23が接触せずに浮くことを抑制できる。
複数の第1保持部材30は、複数のLED20のうち隣り合うLED20同士の中央部にそれぞれ配置されたため、LED20から出射された光が配光制御素子保持部24により遮られることを抑制することができる。これにより、画面に表示される映像の均一性を向上させることができる。
筐体96の内面に凹部96aが形成され、凹部96aに第1保持部材30が配置されたため、第1保持部材30と筐体96の内面との干渉を回避することができる。
筐体96に貫通穴96bが形成され、筐体96の貫通穴96bに第1保持部材30が配置されたため、第1保持部材30と筐体96の内面との干渉を回避することができる。
<実施の形態2>
次に、実施の形態2に係る面光源装置91Aについて説明する。図20は、実施の形態2に係る面光源装置91Aおよびバックカバー97の斜視図である。図21は、図20のD−D線断面図である。図22は、図20のE−E線断面図である。なお、実施の形態2において、実施の形態1で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。
図20〜図22に示すように、実施の形態2では、面光源装置91Aは4K用の液晶表示装置に採用されるものである。面光源装置91Aは、2つの組立体10、反射シート11(図6参照)、および筐体96Aを備えている。
一般的に液晶パネル1(図4参照)は、2K用の液晶表示装置よりも4K用の液晶表示装置の方が光の透過率が低くなる。また、アプリケーションによって求められる液晶表示装置の画面の明るさは異なる。そのため、筐体96Aおよびカバー部材27は、複数の組立体10を配置できるように構成されている。
図20に示すように、筐体96Aは、複数の凹部96aおよび複数の貫通穴96bを備えている。
複数の凹部96aは、例えば2つであり、筐体96Aの内面の−Y側部分と+Y側部分にそれぞれ形成されている。また、2つの凹部96aは、筐体96Aの+X側端部から−X側端部の手前に渡ってX軸方向に延びるように形成されている。
複数の貫通穴96bは、例えば3つであり、筐体96Aの内面の−Y側端部、中央部、および+Y側端部にそれぞれ形成されている。また、3つの貫通穴96bは、筐体96Aの中段部から−X側端部の手前に渡ってX軸方向に延びるように形成されている。
このように、実施の形態2における2つの凹部96aおよび3つの貫通穴96bの長手方向の長さは、実施の形態1における2つの凹部96aおよび3つの貫通穴96bの長手方向の長さよりも短い。そのため、2K用と4K用の両方の筐体96,96Aに対応できるように、カバー部材27は2K用の筐体96の貫通穴96bに合わせた大きさに形成されている。
以上のように、実施の形態2に係る面光源装置91Aでは、2K用と4K用の両方の筐体96,96Aに対応できるように、カバー部材27は2K用の筐体96の貫通穴96bに合わせた大きさに形成された。
したがって、明るさの異なる面光源装置91,91Aおよび液晶表示装置100を簡単に実現することができる。
<実施の形態3>
次に、実施の形態3に係る面光源装置91Bについて説明する。図23は、実施の形態3に係る面光源装置91Bおよびバックカバー97の斜視図である。図24は、図23のF−F線断面図である。なお、実施の形態3において、実施の形態1,2で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。
図23と図24に示すように、実施の形態3では、面光源装置91Bは2K用の液晶表示装置に採用されるものである。面光源装置91Bは、1つの組立体10A、反射シート11(図6参照)、および筐体96Bを備えている。
図23に示すように、筐体96Bは、複数の凹部96aを備えているが、複数の貫通穴96bを備えていない。
複数の凹部96aは、例えば2つであり、筐体96Bの内面の−Y側部分と+Y側部分にそれぞれ形成されている。また、2つの凹部96aは、筐体96Bの+X側端部から−X側端部に渡ってX軸方向に延びるように形成されている。
2つの第1保持部材30は、2つの凹部96aにそれぞれ配置されている。実施の形態1,2では、残りの3つの第1保持部材30は、3つの貫通穴96bにそれぞれ配置されていたが、実施の形態3では、3つの第1保持部材30に代えて、3つの第2保持部材32が筐体96Bの内面に配置されている。3つの第2保持部材32は、3つの第1保持部材30が配置されていた位置と同じ位置に配置されている。
第2保持部材32は、配光制御素子23における基板21と接する面とは反対側の面と接した状態で、配光制御素子23、反射シート22、および基板21を保持する保持部材である。
第2保持部材32は、正面視にてM字形状に形成され、配光制御素子23の凹部23bと当接部32a、および当接部32aの両端から筐体96B側に延びる固定部32bを備えている。当接部32aの両端を除く部分は直線形状に形成され、当接部32aの両端は+Z方向に突出している。固定部32bは、正面視にてL字形状に形成され、固定部32bの先端部は筐体96Bの内面と平行に形成されている。固定部32bの先端部が接着剤または両面テープにより筐体96Bの内面に固定されることで、第2保持部材32が筐体96Bに固定されている。
また、第2保持部材32は、LED20から出射された光を通過しやすくして遮光を抑制するために透明または白色系の樹脂で作製されることが望ましい。
なお、実施の形態3では、2つの凹部96aに配置された2つの第1保持部材30に代えて、2つの第2保持部材32を配置してもよい。すなわち、保持部材を全て第2保持部材32とすることも可能である。
以上のように、実施の形態3に係る面光源装置91Bでは、保持部材は第2保持部材32を備え、第2保持部材32は、配光制御素子23における基板21と接する面とは反対側の面と接する当接部32aと、当接部32aの両端から延びかつ筐体96Bに固定される固定部32bとを有する。
したがって、筐体96Bに貫通穴96bを設ける必要がないため、筐体96Bの構造を簡略化することができる。また、第2保持部材32の構造を実施の形態1,2の場合に比べて簡略化することができる。
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
1 液晶パネル、20 LED、21 基板、21b 貫通穴、22 反射シート、23 配光制御素子、23a,23b 凹部、24 配光制御素子保持部、24c 凸部、25 基板保持部、25a,25b ピン、30 第1保持部材、32 第2保持部材、32a 当接部、32b 固定部、91,91A,91B 面光源装置、96,96A,96B 筐体、96a 凹部、96b 貫通穴、100 液晶表示装置。

Claims (10)

  1. 面状光を出射する面光源装置であって、
    光を出射する複数の光源と、
    複数の前記光源が実装され、貫通穴を有する基板と、
    前記基板上に配置され、かつ、前記基板と接する面に複数の前記光源を収容可能な第1凹部を有し、複数の前記光源から出射された光を配光する配光制御素子と、
    前記配光制御素子により配光された光の一部を前記面光源装置の表示面側へ反射する反射部と、
    複数の前記光源、前記基板、前記配光制御素子、および前記反射部を収容する筐体と、
    前記配光制御素子における前記基板と接する面とは反対側の面と接した状態で、前記配光制御素子および前記基板を保持する第1保持部材と、
    を備え、
    前記第1保持部材は、前記基板における前記配光制御素子と接する面とは反対側の面と接する基板保持部と、前記配光制御素子における前記基板と接する面とは反対側の面と接する配光制御素子保持部を有し、
    前記基板保持部は、前記基板における前記配光制御素子と接する側とは反対側から前記貫通穴に挿通され、かつ前記第1凹部に収容される第1凸部を有し、
    前記配光制御素子保持部および前記基板保持部はスナップフィットにより固定された、面光源装置。
  2. 前記配光制御素子保持部は透明樹脂により構成された、請求項1記載の面光源装置。
  3. 前記基板保持部は板金により構成された、請求項1記載の面光源装置。
  4. 前記配光制御素子は、前記配光制御素子保持部と接する面に第2凹部を有し、
    前記配光制御素子保持部は、前記配光制御素子と接する面に前記第2凹部に対応する凸部を有する、請求項1から請求項のいずれか1項に記載の面光源装置。
  5. 前記基板は長尺状に形成され、
    前記基板保持部は、前記基板の短手方向の両端をそれぞれ保持する複数の第2凸部を有する、請求項1記載の面光源装置。
  6. 前記配光制御素子は、複数の前記光源を覆うように長尺状に形成され、
    前記第1保持部材は複数であり、
    複数の前記第1保持部材は、前記配光制御素子の長手方向に沿って配置された、請求項1から請求項のいずれか1項に記載の面光源装置。
  7. 複数の前記第1保持部材は、互いに100mm以上300mm以下の間隔で配置された、請求項記載の面光源装置。
  8. 複数の前記第1保持部材は、複数の前記光源のうち隣り合う光源同士の中央部にそれぞれ配置された、請求項記載の面光源装置。
  9. 前記筐体の内面に凹部が形成され、
    前記凹部に前記第1保持部材が配置された、請求項1から請求項のいずれか1項記載の面光源装置。
  10. 前記筐体に貫通穴が形成され、
    前記筐体の前記貫通穴に前記第1保持部材が配置された、請求項1から請求項のいずれか1項に記載の面光源装置。
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Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1196016C (zh) * 2000-10-20 2005-04-06 三菱电机株式会社 液晶显示装置用背光
DE20307610U1 (de) * 2003-05-16 2003-09-25 Wts Kereskedelmi Es Szolgaltat Scheinwerfer, insbesondere Unterwasserscheinwerfer
JP3875247B2 (ja) * 2004-09-27 2007-01-31 株式会社エンプラス 発光装置、面光源装置、表示装置及び光束制御部材
JP4899502B2 (ja) 2005-03-07 2012-03-21 日亜化学工業株式会社 面状照射光源及び面状照射装置
CN100585268C (zh) * 2005-03-07 2010-01-27 日亚化学工业株式会社 面状照射光源及面状照射装置
JP5213383B2 (ja) * 2007-08-09 2013-06-19 シャープ株式会社 発光装置およびこれを備える照明装置
TWI358000B (en) * 2008-09-15 2012-02-11 Au Optronics Corp Display device with low scratch visibility and man
JP5719104B2 (ja) 2009-08-24 2015-05-13 株式会社エンプラス 光束制御部材、発光装置、面光源装置、及び表示装置
JP5703561B2 (ja) * 2009-12-29 2015-04-22 オムロン株式会社 照明装置および照明装置の製造方法
TWM387947U (en) * 2010-02-06 2010-09-01 B&M Optics Co Ltd Lens and LED lighting device equipped with the lens
JP5518881B2 (ja) * 2010-03-15 2014-06-11 パナソニック株式会社 発光装置、面光源および液晶ディスプレイ装置
US20130163283A1 (en) * 2010-07-23 2013-06-27 Sharp Kabushiki Kaisha Light guide, light source unit, illuminating device, and display device
KR20120082655A (ko) * 2011-01-14 2012-07-24 삼성전자주식회사 엘이디 플래시 렌즈 유닛 및 그 제조방법
JP6025309B2 (ja) * 2011-06-29 2016-11-16 シャープ株式会社 光源装置および液晶表示装置
JP5697252B2 (ja) * 2011-07-12 2015-04-08 株式会社エンプラス 照明装置
KR101282265B1 (ko) * 2011-09-20 2013-07-10 삼성전자주식회사 디스플레이장치
WO2013099718A1 (ja) * 2011-12-26 2013-07-04 シャープ株式会社 照明装置、バックライト、液晶表示装置及びテレビジョン受信装置
JP5735439B2 (ja) * 2012-02-10 2015-06-17 シャープ株式会社 実装基板の固定部材、照明装置および液晶表示装置
KR101991124B1 (ko) * 2012-12-13 2019-06-19 엘지이노텍 주식회사 엘이디 어레이 유닛, 이를 갖는 직하형 백라이트 유닛 및 이를 갖는 표시장치
CN104885239A (zh) * 2013-01-04 2015-09-02 韩国艾尼凯斯特有限公司 侧向出射型led透镜、具备该透镜的背光单元及显示装置
KR102153455B1 (ko) * 2013-12-06 2020-09-09 삼성디스플레이 주식회사 백라이트 어셈블리 및 이를 포함하는 표시 장치
CN203703858U (zh) * 2014-01-28 2014-07-09 厦门京东方电子有限公司 一种发光组件、背光源及显示装置
CN103943753A (zh) * 2014-03-06 2014-07-23 京东方科技集团股份有限公司 发光二极管光源及其制作方法、背光源及显示装置
JP6378532B2 (ja) * 2014-05-08 2018-08-22 株式会社エンプラス 発光装置、面光源装置および表示装置
JP6270627B2 (ja) * 2014-05-26 2018-01-31 興和株式会社 照明装置
CN105043150A (zh) * 2015-08-28 2015-11-11 中山市绿涛电子科技有限公司 一种可展开式散热器

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