JPWO2011016271A1 - 照明装置、表示装置およびテレビ受信装置 - Google Patents

照明装置、表示装置およびテレビ受信装置 Download PDF

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Abstract

輝度ムラの発生を抑制しながら、異音の発生を抑制することが可能な照明装置を提供する。この照明装置は、発光モジュール(6)が収容されるバックシャーシ(5)と、拡散板(8)と、支持部材(10)とを備えている。そして、支持部材(10)は、一対の端部を持ち、かつ、拡散板(8)側に向かって凸状となるように形成された線状体(10a)を含み、線状体(10a)の一対の端部がバックシャーシ(5)に取り付けられているとともに、線状体(10a)の頂点部分が拡散板(8)を支持している。

Description

本発明は、照明装置、表示装置およびテレビ受信装置に関する。
従来、テレビ受信装置の表示部となる表示装置として、非発光の表示パネルである液晶表示パネルを用いた液晶表示装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。
従来の液晶表示装置では、液晶表示パネルが非発光であるため、液晶表示パネルの背面側(液晶表示パネルの表示面側とは反対側)に照明装置を設置し、その照明装置で液晶表示パネルを照明することにより表示動作を行うようになっている。なお、従来では、液晶表示装置用の照明装置はバックライトユニットと称されており、大別すると直下型とエッジライト型とに分類される。以下に、図15を参照して、従来の直下型のバックライトユニットの構成について簡単に説明する。なお、図15には、従来の液晶表示装置(直下型のバックライトユニット)の一部を拡大した概略図が示されている。
従来の直下型のバックライトユニット110では、図15に示すように、光源として冷陰極管101が用いられており、その冷陰極管101が液晶表示パネル120側に開口を持ったバックシャーシ102に収容されている。また、バックシャーシ102の液晶表示パネル120側の開口は拡散板103で塞がれており、それによって冷陰極管101からの光が拡散されるようになっている。
また、バックシャーシ102には、拡散板103を冷陰極管101側から支持する支持部材104が取り付けられている。この支持部材104の支持部(拡散板103を実際に支持する部分)104aは柱状体からなっており、拡散板103側に向かって先細り形状となるように形成されている。なお、支持部材104は、支持部104aに加えて、冷陰極管101を把持するための把持部104bも有している。すなわち、バックシャーシ102に収容された冷陰極管101は、支持部材104の把持部104bによって保持されている。
ところで、従来では、支持部材104の支持部104aの影が拡散板103に映るのを抑制するために、支持部104aの先端部分を尖らすことで細くし、その尖らした先端部分で拡散板103を支持していた。なお、このような対策を施さなければ、支持部材104の支持部104aの影が拡散板103に映り、それが輝度ムラの発生の原因となってしまう。
特開2006−286341号公報
しかしながら、図15に示した形状となるように支持部材104を形成した場合には、支持部104aの剛性が低くなるので、熱膨張により拡散板103が反ると、拡散板103に押圧されることで支持部104aが撓んでしまう。このため、支持部材104の支持部104aと拡散板103とが擦れて異音が発生するという不都合があった。
この不都合を解消する方法としては、図16に示すように、支持部材104の支持部104aの先端部分に丸みを持たせ、支持部104aを太くすることで支持部104aの剛性を高めるという方法が考えられる。しかしながら、図16に示した支持部材104を用いた場合には、支持部104aの影が拡散板103に映り易くなってしまい、輝度ムラが発生する。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、輝度ムラの発生を抑制しながら、異音の発生を抑制することが可能な照明装置、表示装置およびテレビ受信装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明の第1の局面による照明装置は、発光モジュールと、発光モジュールが収容される収容部材と、発光モジュールを覆うように配置され、発光モジュールから発せられる光の拡散を行う光学部材と、収容部材に取り付けられ、発光モジュール側から光学部材の支持を行う支持部材とを備えている。そして、支持部材は、一対の端部を持ち、かつ、収容部材に取り付けたときに光学部材側に向かって凸状となるように形成された線状体を含み、線状体の一対の端部のそれぞれが収容部材に取り付けられているとともに、線状体の光学部材側の頂点部分が光学部材を支持している。
第1の局面による照明装置では、上記のような支持部材で光学部材を支持することによって、光学部材を実際に支持する支持部材の支持部、すなわち、線状体を細くすることで支持部(線状体)の影が光学部材に映るのを抑制したとしても、支持部(線状体)の一対の端部のそれぞれは収容部材に取り付けられているので、支持部(線状体)の剛性が低くなるのを抑制することができる。言い換えると、支持部材の支持部(線状体)の剛性が低くなるのを抑制しつつ、支持部(線状体)の影が光学部材に映るのを抑制することができる。このため、支持部材の支持部(線状体)の影が光学部材に映ることに起因する輝度ムラの発生、および、支持部材の支持部(線状体)の剛性が低いことに起因する異音の発生の両方を同時に抑制することが可能となる。
また、上記した第1の局面による照明装置において、線状体の光学部材側の頂点部分が光学部材を点状に支持していることが好ましい。このように構成すれば、線状体と光学部材との接触部分が非常に小さくなり、線状体の影が光学部材に映るのをより抑制することができる。
また、上記した第1の局面による照明装置において、線状体の光学部材側の頂点部分が湾曲していることが好ましい。このように構成すれば、線状体と光学部材との接触を点接触にすることができる。このため、容易に、線状体の影が光学部材に映るのをより抑制することができる。
また、上記した第1の局面による照明装置において、光学部材の平面視における形状が長方形状となっており、平面視において光学部材の長手方向に対して線状体が平行となっていることが好ましい。このように構成すれば、光学部材側から加わる力に対する線状体の剛性を高めることができる。
また、上記した第1の局面による照明装置において、収容部材に取り付け可能な取付片が支持部材に設けられており、その取付片が線状体の一対の端部側に配置されていることが好ましい。このように構成すれば、容易に、線状体の一対の端部のそれぞれを収容部材に取り付けることができる。
支持部材に取付片が設けられている構成において、発光モジュールは、発光素子と、発光素子が実装される実装基板とを含んでいるとともに、実装基板が締結部材で収容部材に締結されることによって収容部材に収容された状態となっており、取付片が締結部材としての機能も有し、収容部材に対する実装基板の締結の少なくとも一部が取付片を用いてなされていることが好ましい。このように構成すれば、発光モジュールを固定するための締結部材の使用数を減らすことができる。
また、上記した第1の局面による照明装置において、線状体が光の反射を行うことが可能な材料からなっていることが好ましい。このように構成すれば、発光モジュールからの光が線状体に吸収され難くなるので、光学部材に入射する光が増大し、光の利用効率が向上する。
この場合、光の反射を行うことが可能な材料が高反射材料を含有する樹脂であることが好ましい。このように構成すれば、容易に、線状体の表面の光反射率を高めることができる。なお、高反射材料を含有する樹脂としては、たとえば、酸化チタンや硫酸バリウムなどを含有するポリカーボネート樹脂が考えられる。
また、本発明の第2の局面による表示装置は、上記した第1の局面による照明装置と、その照明装置により照明される表示パネルとを備えている。このように構成すれば、輝度ムラの発生を抑制しながら、異音の発生を抑制することが可能な表示装置を得ることができる。
また、本発明の第3の局面によるテレビ受信装置は、上記した第2の局面による表示装置を備えている。このように構成すれば、輝度ムラの発生を抑制しながら、異音の発生を抑制することが可能なテレビ受信装置を得ることができる。
以上のように、本発明によれば、輝度ムラの発生を抑制しながら、異音の発生を抑制することが可能な照明装置、表示装置およびテレビ受信装置を容易に得ることができる。
本発明の一実施形態による液晶表示装置の分解斜視図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置に設置されるバックライトユニットの一部(発光モジュールの周辺部)を拡大した断面図である。 拡散レンズ付きLEDおよび拡散レンズを持たないLEDの照射方向による照度(単位:Lux)の異なり方を示すグラフである。 本発明の一実施形態による液晶表示装置に設置されるバックライトユニットの一部(支持部材の周辺部)を拡大した断面図である。 図4に示した支持部材の図である。 図5に示した支持部材の線状体の断面形状を説明するための図(図5のA−A´線に沿った断面図)である。 図5に示した支持部材の平面視における配置位置を説明するための図である。 支持部材の配置位置の変形例を説明するための図である。 支持部材の配置位置の変形例を説明するための図である。 支持部材の配置位置の変形例を説明するための図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置が装着されたテレビ受信装置の分解斜視図である。 支持部材の変形例を示した図である。 支持部材の変形例を示した図である。 本発明の変形例による液晶表示装置に使用される支持部材の図である。 従来の液晶表示装置(バックライトユニット)の一部を拡大した概略図である。 従来の液晶表示装置(バックライトユニット)の一部を拡大した概略図である。
以下に、図1〜図7を参照して、本実施形態による表示装置の構成について説明する。
この表示装置は液晶表示装置であって、図1に示すように、表示面1aを有する液晶表示パネル1や、液晶表示パネル1の裏面(表示面1aとは反対側の面)側に設置された直下型のバックライトユニット2などを備えている。なお、液晶表示パネル1は、本発明の「表示パネル」の一例であり、バックライトユニット2は、本発明の「照明装置」の一例である。
液晶表示パネル1は、液晶層(図示せず)と、一対のガラス基板3と、偏光板4とを少なくとも含んでいる。一対のガラス基板3はシール材(図示せず)を挟んで貼り合わされており、その間に液晶層が挟持されている。また、偏光板4は、一対のガラス基板3の液晶層側とは反対側の面上にそれぞれ配置されている。なお、図1には、液晶表示パネル1の表示面1a側に位置する偏光板4のみを図示している。
また、バックライトユニット2は、バックシャーシ5と、発光モジュール6と、反射シート7と、拡散板8と、光学シート9とを少なくとも含んでいる。なお、バックシャーシ5は、本発明の「収容部材」の一例であり、拡散板8は、本発明の「光学部材」の一例である。
バックシャーシ5は、金属製の板状部材を加工することによって得られるものであり、液晶表示パネル1側が開口された略箱状に形成されている。すなわち、バックシャーシ5は、底部と、その底部の外周に立設された側部とを有していることになる。また、バックシャーシ5の側部で囲まれた領域は略長方形状となっており、その略長方形状の領域を収容領域としている。
発光モジュール6は、照明光(液晶表示パネル1を照明するための光)を生成するものであって、バックシャーシ5の収容領域に複数収容されているとともに、バックシャーシ5の長手方向および短手方向に互いに所定の間隔を隔てて列状に配列されている。また、図示しないが、バックシャーシ5の長手方向に隣り合う発光モジュール6同士は、コネクタなどによって電気的に接続されている。そして、発光モジュール6は、バックライトユニット2を液晶表示パネル1の裏面側に設置したときに、液晶表示パネル1の直下(液晶表示パネル1の裏面と対向する領域)に位置するようになっている。
また、発光モジュール6は、図1および図2に示すように、発光素子としてのLED(発光ダイオード)61と、実装面が略長方形状に形成された実装基板62とを少なくとも有している。そして、所定数のLED61が1つの実装基板62の実装面に実装されることでモジュール化されている。また、後に詳細に説明するが、発光モジュール6は、その実装基板62がバックシャーシ5の底部に取り付けられることで固定されている。
なお、バックシャーシ5に収容される発光モジュール6の数は特に限定されるものではなく、用途に応じて変更可能である。さらに、1つの実装基板62の実装面に実装されるLED61の数についても特に限定されるものではない。たとえば、一方の実装基板62の実装面に実装するLED61の数と他方の実装基板62の実装面に実装するLED61の数とを異ならせるようにしてもよい。
また、発光モジュール6は、LED61からの光を拡散するための拡散レンズ63も有している。この拡散レンズ63は、1つのLED61に対して1つずつ割り当てられているとともに、LED61の発光面側を覆っている。これにより、LED61の使用数を減らしたとしても、LED61からの光を有効発光エリアの略全域にムラなく行き渡らせることができる。
ところで、LED61を拡散レンズ63で覆わなければ、光軸の角度である90°が照度のピークとなり、そこから離れるにつれて急激に照度が落ちていく(図3中のL1参照)。その一方、LED61を拡散レンズ63で覆うと、一定以上の照度を確保できる領域が広がり、光軸と異なる角度に照度のピークを設定することが可能となる(図3中のL2参照)。
さらに、拡散レンズ63には、複数本の柱状の脚部63aが一体的に形成されている。そして、拡散レンズ63の固定は、その脚部63aを実装基板62の実装面に接着することによって行っている。このような固定方法で拡散レンズ63を固定すると、実装基板62と拡散レンズ63との間に隙間が設けられる。このため、実装基板62と拡散レンズ63との間に空気流が生じるので、LED61が冷却されることになる。
反射シート7は、樹脂製のシート部材を加工したものからなっており、複数の穴部7aが形成された底部と、底部の外周に立設された側部とを有している。そして、反射シート7は、その穴部7aから拡散レンズ63(LED61)が突出するように、発光モジュール6と共にバックシャーシ5の収容領域に収容されている。言い換えると、バックシャーシ5の底面および実装基板62の実装面が反射シート7の底部によって覆われ、バックシャーシ5の内側面が反射シート7の側部によって覆われている。このような反射シート7を設けることによって、反射シート7で光の反射が行われることにより液晶表示パネル1側に進行する光が増大するので、光の利用効率が向上する。
また、図1に示すように、拡散板8は、略長方形状に形成された樹脂製の板状部材からなっているとともに、バックシャーシ5の液晶表示パネル1側の開口を塞いでいる。すなわち、発光モジュール6が拡散板8によって覆われている。これにより、発光モジュール6からの光は、拡散板8で拡散された後に液晶表示パネル1を照明することになる。
光学シート9は、拡散板8よりも薄い樹脂製のシート状部材からなっており、拡散板8の液晶表示パネル1側に配置されている。そして、この光学シート9によって、拡散板8を透過した光の拡散や集光などが行われる。なお、使用する光学シート9の種類は用途に応じて変更可能である。
ここで、本実施形態では、図4〜図6に示すような支持部材10がバックシャーシ5の底部に取り付けられており、その支持部材10によって拡散板8が発光モジュール6側から支持されている。なお、図面を見易くするために、図1には支持部材10を図示していない。
具体的に説明すると、本実施形態の支持部材10は、高反射ポリカーボネート樹脂(酸化チタンなどの光反射材料を含有するポリカーボネート樹脂)からなる線状体10aを支持部(拡散板8を実際に支持する部分)として有している。支持部材10の支持部として機能する線状体10aは、一対の端部を持ち、かつ、バックシャーシ5の底部に取り付けたときに拡散板8側に向かって凸状となるように形成されている。そして、拡散板8の支持は、支持部材10の線状体10aの拡散板8側の頂点部分によって行われている。
また、支持部材10の線状体10aの拡散板8側の頂点部分は湾曲しているとともに、その断面形状が円形状(直径:約1.75mm以下)となっている。このため、支持部材10によって拡散板8が支持された状態においては、線状体10aの拡散板8側の頂点部分が拡散板8に対して点接触している。すなわち、拡散板8は、支持部材10の線状体10aの拡散板8側の頂点部分によって点状に支持されていることになる。なお、支持部材10の線状体10aの断面形状としては、円形状でなくてもよい。
さらに、支持部材10の線状体10aの一対の端部のそれぞれには、係合片10bが一体的に設けられている。そして、バックシャーシ5の底部に対する支持部材10の取り付けは、その係合片(線状体10aの一対の端部)10bをバックシャーシ5の底部に係合させることによって行っている。なお、係合片10bは、本発明の「取付片」の一例である。
また、支持部材10は、図7に示すように、平面視において、その線状体10aが拡散板8(図1参照)の長手方向であるA方向に対して平行となり、かつ、実装基板62と完全に重畳するように配置されている。そして、図示しないが、拡散板8の少なくとも中央領域が支持されるように、複数の支持部材10がバランスよく並べられている。
なお、図7に示した支持部材10の配置例は一例であって、用途などに応じて支持部材10の配置位置を変更してもよい。たとえば、図8に示すように、平面視において、線状体10aが拡散板8(図1参照)の短手方向であるB方向に対して平行となるように支持部材10を配置してもよい。
また、図9に示すように、平面視において、隣り合う実装基板62の間を線状体10aが跨ぐように支持部材10を配置してもよいし、図10に示すように、平面視において、線状体10aが斜めに傾くように支持部材10を配置してもよい。
ところで、バックシャーシ5(図1参照)の底部に対する実装基板62の取り付け(締結)は、通常は別途準備したリベット(締結部材)11を用いてなされるが、この実施形態では支持部材10の係合片10bも締結部材として機能させている。つまり、バックシャーシ5の底部と実装基板62とを締結するための締結部材として、リベット11と支持部材10の係合片10bとが併用されている。なお、バックシャーシ5の底部と実装基板62とが支持部材10の係合片10bを用いて締結されると、その断面構造は図4に示すようになる。
本実施形態では、このような構成のバックライトユニット2が液晶表示装置に設置されている。
また、図1に示すように、液晶表示パネル1とバックライトユニット2との間には、枠状に形成された樹脂製のフレーム12が設置されている。そして、このフレーム12の枠部で光学シート9の外縁が押え付けられることによって、拡散板8および光学シート9の順番で積層された積層体が保持されている。
また、液晶表示パネル1の表示面1a側には、バックシャーシ5と共に収容部材をなす金属製のベゼル13が設置されている。このベゼル13は、開口部13aが形成された天面部と、天面部の外周に立設された側部とを有しており、その側部がバックシャーシ5の側部に取り付けられることによって固定されている。また、ベゼル13の開口部13aからは、液晶表示パネル1の表示面1aが露出されている。
なお、本実施形態による表示装置が装着されるテレビ受信装置は、たとえば、図11に示すような構成となる。すなわち、上記した液晶表示パネル1およびバックライトユニット2は、電源31やチューナ32などに接続され、表キャビネット33と裏キャビネット34との間に挟持される。そして、その状態で、裏キャビネット34に取り付けられるスタンド35によって保持される。
本実施形態では、上記のような支持部材10を用いることによって、支持部材10の線状体10aを細くすることで線状体10aの影が拡散板8に映るのを抑制したとしても、線状体10aの一対の端部のそれぞれはバックシャーシ5に取り付けられているので、線状体10aの剛性が低くなるのを抑制することができる。言い換えると、支持部材10の線状体10aの剛性が低くなるのを抑制しつつ、線状体10aの影が拡散板8に映るのを抑制することができる。このため、支持部材10の線状体10aの影が拡散板8に映ることに起因する輝度ムラの発生、および、支持部材10の線状体10aの剛性が低いことに起因する異音の発生の両方を同時に抑制することが可能となる。
なお、本実施形態では、図3に示したような光指向性を持つ発光体(拡散レンズ63で覆われたLED61)を発光モジュール6の光源としているが、線径の細い線状体10aが支持部(拡散板8を実際に支持する部分)とされている支持部材10を用いることで、支持部材10の支持部としての線状体10aの影が拡散板8にほとんど映らなくなる。
また、本実施形態では、上記のように、支持部材10の線状体10aの頂点部分を湾曲させ、かつ、その断面形状を円形状とすることによって、拡散板8と支持部材10の線状体10aとの接触が点接触となるので、容易に、線状体10aの影が拡散板8に映るのをより抑制することができる。
また、本実施形態では、上記のように、平面視において線状体10aが拡散板8の長手方向に対して平行となるように支持部材10を配置することによって、拡散板8側から加わる力に対する支持部材10の線状体10aの剛性を高めることができる。
また、本実施形態では、上記のように、支持部材10の線状体10aの一対の端部のそれぞれに、バックシャーシ5の底部と係合する係合片10bを設けることによって、容易に、支持部材10の線状体10aの一対の端部のそれぞれをバックシャーシ5の底部に取り付けることができる。
また、本実施形態では、上記のように、支持部材10の係合片10bを、バックシャーシ5の底部と実装基板62とを締結するための締結部材として機能させることによって、リベット11の使用数を減らすことができる。
また、本実施形態では、上記のように、支持部材10の線状体10aの構成材料を高反射ポリカーボネート樹脂とすることによって、発光モジュール6からの光が支持部材10の線状体10aに吸収され難くなるので、拡散板8に入射する光が増大し、光の利用効率が向上する。
なお、今回開示された実施形態は、すべ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、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
たとえば、上記実施形態では、照明装置を液晶表示装置用のバックライトユニットとして用いる例について説明したが、本発明はこれに限らず、液晶表示装置以外の装置に照明装置を設置してもよい。
また、上記実施形態では、線状体の一対の端部のそれぞれに取付片を設けるようにしたが、本発明はこれに限らず、図12および図13に示すように、線状体10aの両端部を共通の基台10cで保持し、その基台10cに取付片を設けてもよい。また、取付片としては、略L字状の爪10d(図12参照)であってもよいし、先端が枝分かれした突起10e(図13参照)であってもよい。なお、爪10dおよび突起10eは、本発明の「取付片」の一例である。
また、上記実施形態では、LEDを光源として用いたが、本発明はこれに限らず、LED以外の発光体を光源として用いてもよい。たとえば、冷陰極管を光源として用いてもよい。
冷陰極管を光源として用いる場合、図14に示すように、支持部材10に把持部10fを設け、その把持部10fで冷陰極管60を把持(保持)するようにしてもよい。
1 液晶表示パネル(表示パネル)
2 バックライトユニット(照明装置)
5 バックシャーシ(収容部材)
6 発光モジュール
8 拡散板(光学部材)
10 支持部材
10a 線状体
10b 係合片(取付片)
10d 爪(取付片)
10e 突起(取付片)
61 LED(発光素子)
62 実装基板

Claims (10)

  1. 発光モジュールと、
    前記発光モジュールが収容される収容部材と、
    前記発光モジュールを覆うように配置され、前記発光モジュールから発せられる光の拡散を行う光学部材と、
    前記収容部材に取り付けられ、前記発光モジュール側から前記光学部材の支持を行う支持部材とを備え、
    前記支持部材は、一対の端部を持ち、かつ、前記収容部材に取り付けたときに前記光学部材側に向かって凸状となるように形成された線状体を含み、
    前記線状体の一対の端部のそれぞれが前記収容部材に取り付けられているとともに、前記線状体の前記光学部材側の頂点部分が前記光学部材を支持していることを特徴とする照明装置。
  2. 前記線状体の前記光学部材側の頂点部分が前記光学部材を点状に支持していることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
  3. 前記線状体の前記光学部材側の頂点部分が湾曲していることを特徴とする請求項1または2に記載の照明装置。
  4. 前記光学部材の平面視における形状が長方形状となっており、
    平面視において前記光学部材の長手方向に対して前記線状体が平行となっていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の照明装置。
  5. 前記収容部材に取り付け可能な取付片が前記支持部材に設けられており、
    前記取付片が前記線状体の一対の端部側に配置されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の照明装置。
  6. 前記発光モジュールは、発光素子と、前記発光素子が実装される実装基板とを含んでいるとともに、前記実装基板が締結部材で前記収容部材に締結されることによって前記収容部材に収容された状態となっており、
    前記取付片が締結部材としての機能も有し、前記収容部材に対する前記実装基板の締結の少なくとも一部が前記取付片を用いてなされていることを特徴とする請求項5に記載の照明装置。
  7. 前記線状体が光の反射を行うことが可能な材料からなっていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の照明装置。
  8. 前記光の反射を行うことが可能な材料が高反射材料を含有する樹脂であることを特徴とする請求項7に記載の照明装置。
  9. 請求項1〜8のいずれかに記載の照明装置と、
    前記照明装置により照明される表示パネルとを備えていることを特徴とする表示装置。
  10. 請求項9に記載の表示装置を備えていることを特徴とするテレビ受信装置。
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