WO2012073776A1 - 照明装置及び表示装置 - Google Patents

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WO2012073776A1
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light
guide plate
light guide
light source
led
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PCT/JP2011/077003
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和也 近藤
宮田　英樹
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シャープ株式会社
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    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0081—Mechanical or electrical aspects of the light guide and light source in the lighting device peculiar to the adaptation to planar light guides, e.g. concerning packaging
    • G02B6/0086—Positioning aspects
    • G02B6/0091—Positioning aspects of the light source relative to the light guide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0015—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/002—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it by shaping at least a portion of the light guide, e.g. with collimating, focussing or diverging surfaces
    • G02B6/0021—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it by shaping at least a portion of the light guide, e.g. with collimating, focussing or diverging surfaces for housing at least a part of the light source, e.g. by forming holes or recesses

Definitions

  • the present invention relates to an illumination device such as a backlight unit that irradiates light toward an irradiated object such as a liquid crystal display panel. Moreover, it is related with the display apparatus provided with this illuminating device.
  • the liquid crystal display panel itself that displays an image needs an illumination device on the opposite side of the display surface of the liquid crystal display panel, that is, on the back side.
  • this illumination device irradiates light toward a liquid crystal display panel that is an object to be irradiated, the liquid crystal display device can project an image on the screen.
  • the illumination device arranged on the back side of the display surface of the liquid crystal display panel is called a backlight unit, for example.
  • a light source used for the backlight unit for example, a cold cathode fluorescent lamp and an LED (light emitting diode) are widely known.
  • An edge light type is widely known as a backlight unit illumination method.
  • the edge light type backlight unit has a light guide plate disposed in a region facing the back surface of the liquid crystal display panel, and a light source disposed opposite to a predetermined end surface of the light guide plate.
  • the light guide plate receives light emitted from the light source at at least one end face, and emits light toward the liquid crystal display panel from one main surface, that is, a main plane facing the back surface of the liquid crystal display panel.
  • An example of such an edge light type backlight unit is described in Patent Document 1.
  • An edge-light type backlight unit (illumination device) of a liquid crystal display device described in Patent Document 1 includes a plurality of LEDs (light sources), a wiring board on which LEDs are mounted and drive circuits thereof are formed, and light emitted from the LEDs. And a light guide plate for guiding the emitted light to the entire surface of the liquid crystal display panel.
  • the wiring board on which the LED is mounted is mounted on the front cover or the rear cover on the front side of the liquid crystal display device by bonding. As a result, the heat generated by the LEDs is radiated from the front cover and the rear cover, so that the heat radiation efficiency can be increased as compared with the case where the wiring board is mounted only on one of them.
  • the light guide plate itself may expand and contract due to the influence of heat generated from a heat source including a light source, heat received from the outside, humidity, and variations in production. It has not been. That is, the distance between the light source and the light guide plate is shortened by extending the light guide plate with respect to a predetermined size, resulting in uneven brightness, or the distance between the light source and the light guide plate is increased by shrinking the light guide plate. The brightness may be attenuated.
  • the light guide plate may unintentionally abut on the light source or the wiring board of the light source by extending to a predetermined size.
  • the light guide plate that is sandwiched between the light source or the wiring board of the light source and the cover member or the like located on the opposite side of the light guide plate may be warped. Since the light guide plate in which the warpage has occurred is in contact with the liquid crystal display panel, the optical sheet, the reflection sheet, or the like while applying pressure on its main plane, it may cause panel unevenness or sheet deflection. This is a serious problem for a liquid crystal display device which has been made thinner by shortening the distance between the light guide plate and the liquid crystal display panel, which has recently been increasing in demand.
  • the present invention has been made in view of the above points, and can always keep the distance between the light source and the light guide plate constant without being affected by the expansion and contraction of the light guide plate, and can uniformly illuminate without uneven brightness.
  • An object is to provide a possible lighting device. Moreover, it aims at providing the display apparatus provided with such an illuminating device.
  • an illumination device includes a light source that emits light, a light source substrate on which the light source is mounted, and at least one end surface that receives light emitted from the light source.
  • a light guide plate that emits light from a surface, and the light guide plate is characterized in that the light source substrate is coupled to and held by the end face so that the irradiation direction of the light source faces the end face of the light guide plate.
  • the light source substrate on which the light source is mounted is coupled to the end surface of the light guide plate that receives light emitted from the light source, the influence of the expansion and contraction of the light guide plate due to temperature, humidity, production variations, etc.
  • the distance between the light source and the light guide plate is always constant without receiving light. Further, the light guide plate does not unintentionally abut against the light source or the light source substrate by extending with respect to a predetermined size.
  • main surface of the light guide plate described here means a main plane that is substantially perpendicular to the end surface of the light guide plate.
  • a reflection member that reflects a part of light diffused from the light source and guides the light to the end face of the light guide plate is provided, and the light guide plate is provided between the end face and the light source substrate.
  • the light source substrate is held via the reflecting member.
  • the reflecting member is interposed between the end surface of the light guide plate and the light source substrate, the distance between the light source and the light guide plate is always constant without being affected by the expansion and contraction of the light guide plate. Is more efficiently guided to the end face of the light guide plate.
  • the light guide plate includes a recess capable of accommodating the light source on the end surface, and holds the light source substrate in close contact with the end surface.
  • the light guide plate holds the light source substrate at the end face while accommodating the light source in the concave portion at the end face, the light emitting portion of the light source and the light guide plate are very close to each other. Thereby, the light of the light source enters the light guide plate without loss.
  • the illumination device having the above-described configuration is characterized in that a connecting member that connects the light guide plate and the light source substrate is provided.
  • the light source substrate is held on the end face of the light guide plate in a stable state without being inclined or separated from the light guide plate.
  • a display device includes the lighting device.
  • the distance between the light source and the light guide plate can always be kept constant without being affected by the expansion and contraction of the light guide plate, the distance between the light source and the light guide plate is shortened, resulting in uneven brightness. It is possible to suppress the occurrence or the decrease in luminance due to the increase in the distance between the light source and the light guide plate.
  • the light guide plate can be prevented from unintentionally coming into contact with the light source or the light source substrate, it is possible to suppress warpage of the light guide plate caused by the contact. In this way, it is possible to provide an illuminating device that can appropriately enter and emit light from the light source with respect to the light guide plate, and can uniformly illuminate without unevenness in luminance. In addition, it is possible to provide a display device including such a lighting device and capable of displaying an image or the like uniformly without uneven luminance.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a liquid crystal display device (display device) including a backlight unit (illumination device) according to a first embodiment of the present invention. It is a partial exploded perspective view which shows LED (light source) vicinity of the light emitting module of the backlight unit which concerns on 1st Embodiment. It is a fragmentary perspective view which shows LED vicinity of the light emitting module of the backlight unit which concerns on 1st Embodiment. It is a partial vertical sectional view showing the vicinity of LEDs of the light emitting module of the backlight unit according to the first embodiment. It is a partial vertical sectional view showing an LED vicinity of a light emitting module of a backlight unit according to a second embodiment of the present invention. It is a partial vertical sectional view showing an LED vicinity of a light emitting module of a backlight unit according to a third embodiment of the present invention.
  • liquid crystal display device will be described as an example of the display device of the present invention provided with a backlight unit as an example of the illumination device of the present invention.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a liquid crystal display device including a backlight unit according to the first embodiment.
  • the liquid crystal display device 1 is a display device using liquid crystal for displaying images, and has a substantially rectangular shape (rectangular shape) in a plan view extending long in the left-right direction.
  • the liquid crystal display device 1 includes a liquid crystal display panel 10 and a backlight unit 20 as shown in FIG.
  • the liquid crystal display panel 10 includes an active matrix substrate 11, a counter substrate 12, and a polarizing sheet 13.
  • the counter substrate 12 may be called a color filter substrate.
  • the active matrix substrate 11 includes a switching element and a pixel electrode made of TFT (Thin Film Transistor) (not shown) on a predetermined surface thereof, and further, a gate line (scanning line) and a source line electrically connected to the switching element. (Data line).
  • the counter substrate 12 includes a common electrode (not shown) on the predetermined surface and, if necessary, a color filter. Each of the active matrix substrate 11 and the counter substrate 12 is covered with an alignment film (not shown) capable of aligning liquid crystals in a specific direction.
  • the active matrix substrate 11 and the counter substrate 12 are bonded to each other through a sealing material (not shown) so that their predetermined surfaces face each other. Further, liquid crystal is sealed between the active matrix substrate 11 and the counter substrate 12. Thereby, the liquid crystal is sandwiched between the pixel electrode of the active matrix substrate 11 and the common electrode of the counter substrate 12.
  • the polarizing sheet 13 is affixed to each of the surfaces opposite to the predetermined surfaces of the active matrix substrate 11 and the counter substrate 12 enclosing the liquid crystal.
  • the polarizing sheet 13 is a sheet that transmits only a light wave in a specific vibration direction, and is attached in a state where the transmission axis directions of the two polarizing sheets 13 are shifted from each other by about 90 °.
  • the liquid crystal display panel 10 having such a configuration adjusts the orientation of the liquid crystal by an electric field generated between the pixel electrode of the active matrix substrate 11 and the common electrode of the counter substrate 12 based on the video signal, and transmits light transmitted through the liquid crystal. Change the transmittance.
  • the backlight unit 20 is an illumination device adopting an edge light type as an illumination system, and includes a backlight chassis 21, a light emitting module 30, a diffusion plate 22, a prism sheet 23, and a lens sheet 24.
  • the backlight chassis 21 is formed in a box shape having a substantially rectangular shape in plan view with an opening on the liquid crystal display panel 10 side.
  • the backlight chassis 21 accommodates the light emitting module 30 inside thereof, that is, on the inner bottom surface 21a side.
  • the light emitting module 30 is a module that emits light for generating backlight light.
  • the light emitting module 30 is housed in the backlight chassis 21 and disposed on the back side (lower side in FIG. 1) of the liquid crystal display panel 10.
  • the light emitting module 30 includes an LED substrate 31 as a light source substrate, a plurality of LEDs 32 as a light source, a light guide plate 33, and a reflector 34 as a reflecting member.
  • the LED substrate 31 and the reflector 34 are held by being coupled to one end surface 33 a of the light guide plate 33 by screws 35.
  • the LED 32 is formed of, for example, a white LED (light emitting diode) that emits white light, and a plurality of LEDs 32 are mounted side by side in a row on the arrangement surface 31 a of the LED substrate 31.
  • the LED board 31 is arranged so that the irradiation direction of the LEDs 32 faces one end face 33 a of the light guide plate 33.
  • the LEDs 32 are not limited to those that emit white light, and the arrangement method and the number of the LEDs 32 with respect to the LED substrate 31 are not limited to the above description or the shape shown in FIG.
  • the LED substrate 31 may be disposed to face the other end surfaces 33b, 33c and 33d of the light guide plate 33, or may be disposed to face two or more of the end surfaces 33a to 33d.
  • the light guide plate 33 has a substantially rectangular shape in plan view, and is made of a translucent resin such as acrylic or polycarbonate.
  • the light guide plate 33 receives light emitted from the LED 32 at the end face 33a among the end faces 33a to 33d in the four directions.
  • the light guide plate 33 emits light toward the liquid crystal display panel 10 from a main surface 33e that is a main plane that is substantially perpendicular to the end surface 33a and faces the back surface of the liquid crystal display panel 10.
  • the reflector 34 is interposed between the LED substrate 31 and the light guide plate 33.
  • the reflector 34 has light reflectivity and includes an opening 34 a that accommodates the LED 32, and reflects a part of the light diffused from the LED 32 and guides it to the end face 33 a of the light guide plate 33.
  • the diffuser plate 22, the prism sheet 23, and the lens sheet 24 are arranged so as to close the opening of the backlight chassis 21, and cover the light emitting module 30 from the liquid crystal display panel 10 side.
  • the diffusion plate 22 is disposed closest to the light emitting module 30 and directly receives light emitted from the light emitting module 30.
  • the diffusing plate 22 is disposed so that the light receiving surface of the light emitted from the light emitting module 30 faces the main surface 33 e of the light guide plate 33.
  • the diffusion plate 22 receives and diffuses the light emitted from the light emitting module 30 and spreads the light over the entire area of the liquid crystal display panel 10.
  • the prism sheet 23 is provided so as to overlap the liquid crystal display panel 10 side of the diffusion plate 22.
  • the prism sheet 23 for example, triangular prisms extending linearly in one direction are arranged in a direction intersecting in one direction within the sheet surface.
  • the prism sheet 23 deflects the radiation characteristic of light from the diffusion plate 22.
  • the lens sheet 24 is provided so as to overlap the prism sheet 23 on the liquid crystal display panel 10 side.
  • fine particles that refract and scatter light are dispersed inside.
  • the lens sheet 24 suppresses the difference in brightness that causes unevenness in the amount of light without locally condensing from the prism sheet 23.
  • the backlight unit 20 having such a configuration illuminates the back surface of the liquid crystal display panel 10 by irradiating a uniform and uniform backlight light in a planar shape. Since the liquid crystal display panel 10 changes the transmittance of the backlight that transmits the liquid crystal based on the video signal, a desired video is displayed on the display screen of the liquid crystal display panel 10.
  • FIG. 3 is a partial perspective view showing the vicinity of the LED 32 of the light emitting module 30
  • FIG. 4 is a partial vertical sectional view showing the vicinity of the LED 32.
  • a part of the detailed drawing of the reflector 34 is omitted.
  • the LED substrate 31 is rectangular when viewed from the end surface 33a side of the light guide plate 33, has substantially the same size as the end surface 33a, and the arrangement surface 31a faces the end surface 33a.
  • the plurality of LEDs 32 are mounted on the arrangement surface 31 a of the LED substrate 31 along the longitudinal direction, that is, arranged in a row in parallel with the main surface 33 e of the light guide plate 33.
  • Each LED 32 is arranged on the arrangement surface 31 a so that the light irradiation direction faces the end surface 33 a of the light guide plate 33.
  • the LED board 31 is provided with electrical wiring (not shown) that is electrically connected. The electrical wiring is connected to the LED 32 to supply power for light emission.
  • the LED substrate 31 includes a through hole 31b for inserting a screw 35.
  • the reflector 34 is interposed between the arrangement surface 31 a of the LED substrate 31 and the end surface 33 a of the light guide plate 33. As described above, the reflector 34 is provided with the opening 34 a that has light reflectivity and accommodates the LED 32.
  • the opening 34 a has an inclined surface 34 b whose inner diameter increases from the arrangement surface 31 a side of the LED substrate 31 toward the end surface 33 a side of the light guide plate 33.
  • the inclination angle of the inclined surface 34b of the opening 34a is set so that the light emitted from the LED 32 is efficiently incident on the end surface 33a of the light guide plate 33.
  • the reflector 34 is provided with a through hole 34c for inserting the screw 35.
  • the light guide plate 33 includes a female screw portion 33f with which the screw 35 is engaged with the end surface 33a. As shown in FIGS. 3 and 4, the light guide plate 33 holds the LED substrate 31 connected to the end surface 33a using a screw 35 via a reflector 34 between the end surface 33a and the LED substrate 31. Yes. At this time, the screw 35 is inserted into the through hole 31 b of the LED substrate 31 and the through hole 34 c of the reflector 34.
  • the LED substrate 31 on which the LEDs 32 are mounted is coupled to the end surface 33a of the light guide plate 33 that receives the light emitted from the LEDs 32, the expansion and contraction of the light guide plate 33 due to variations in temperature, humidity, production, etc.
  • the distance between the LED 32 and the light guide plate 33 is always constant without being affected. And it does not occur that the light guide plate 33 extends to a predetermined size and does not contact the LED 32 or the LED substrate 31 unintentionally.
  • the reflector 34 is interposed between the end surface 33 a of the light guide plate 33 and the LED substrate 31, the light of the LED 32 can be guided to the end surface 33 a of the light guide plate 33 more efficiently.
  • the distance between the LED 32 and the light guide plate 33 can always be kept constant without being affected by the expansion and contraction of the light guide plate 33. It is possible to prevent the brightness from becoming uneven due to the shortening and the distance between the LED 32 and the light guide plate 33 from becoming long and the brightness from being attenuated. Further, since the light guide plate 33 can be prevented from unintentionally coming into contact with the LED 32 or the LED substrate 31, it is possible to suppress warpage of the light guide plate 33 caused by the contact. In this way, it is possible to provide the backlight unit 20 that is an illuminating device that can appropriately enter and emit the light of the LED 32 with respect to the light guide plate 33 and can uniformly illuminate without unevenness in luminance. Further, it is possible to provide the liquid crystal display panel 10, which is a display device provided with such a backlight unit 20 and capable of displaying images and the like uniformly without luminance unevenness.
  • FIG. 5 is a partial vertical sectional view showing the vicinity of the LED 32 that is the light source of the light emitting module 30 of the backlight unit 20 according to the second embodiment. Since the basic configuration of this embodiment is the same as that of the first embodiment described with reference to FIGS. 1 to 4, the same reference numerals are used for the same constituent elements as those of the first embodiment. The description of the drawings and the description thereof will be omitted.
  • the light emitting module 30 of the backlight unit 20 includes a connecting member 36 that connects the light guide plate 33 and the LED substrate 31 as shown in FIG.
  • the connecting member 36 is configured by a plate-like member having a L-shaped cross section perpendicular to the end surface 33 a of the light guide plate 33.
  • a part of the connecting member 36 extends along the end surface 33 a of the light guide plate 33, that is, the LED substrate 31, and the other part extends along the back surface 33 g with respect to the main surface 33 e of the light guide plate 33.
  • the connecting member 36 is coupled to the end surface 33 a of the light guide plate 33 by screws 35 so as to sandwich the LED substrate 31 and the reflector 34, and is coupled to the rear surface 33 g of the light guide plate 33 by screws 37.
  • the LED substrate 31 is held on the end surface 33a of the light guide plate 33 in a stable state without being inclined or separated from the light guide plate 33.
  • action which keeps the distance of LED32 and the light-guide plate 33 constant can be improved further, and the backlight unit 20 which can be illuminated uniformly without a brightness irregularity can be provided.
  • FIG. 6 is a partial vertical sectional view showing the vicinity of the LED 32 that is the light source of the light emitting module 30 of the backlight unit 20 according to the third embodiment. Since the basic configuration of this embodiment is the same as that of the first embodiment described with reference to FIGS. 1 to 4, the same reference numerals are used for the same constituent elements as those of the first embodiment. The description of the drawings and the description thereof will be omitted.
  • the light guide plate 33 includes a recess 33h on the end surface 33a as shown in FIG.
  • the concave portion 33h has a shape and size that can accommodate the LED 32 that is recessed inward from the end surface 33a, and is provided in a number and a number corresponding to the LED 32.
  • the LED substrate 31 is attached with the arrangement surface 31a in close contact with the end surface 33a while accommodating the LED 32 in the recess 33h of the end surface 33a without interposing the reflector 34 seen in the first embodiment.
  • the light guide plate 33 holds the LED substrate 31 on the end surface 33a while accommodating the LEDs 32 in the concave portion 33h of the end surface 33a, the light emitting portion of the LED 32 and the light guide plate 33 are very Proximity. Thereby, the light of LED32 injects into the light-guide plate 33, without losing. Accordingly, it is possible to provide a backlight unit 20 that can efficiently make light incident on the light guide plate 33 while keeping the distance between the LED 32 and the light guide plate 33 constant, and can uniformly illuminate without uneven brightness. Can do.
  • the LED substrate 31, the reflector 34, and the connecting member 36 may be coupled and held to the end surface 33 a of the light guide plate 33 using an adhesive sheet such as a double-sided tape without using the screws 35 and 37.
  • the present invention can be used in an illumination device that irradiates light toward an irradiated object.
  • Liquid crystal display device 10 Liquid crystal panel 20
  • Backlight unit (lighting device) 30
  • Light emitting module 31
  • LED board 31a
  • Arrangement surface 32
  • LED 33
  • Light guide plate 33a End surface
  • 33e Main surface
  • 33h Concave portion
  • Reflector Reflective member

Abstract

　照明装置であるバックライトユニット２０は、光を照射する光源であるＬＥＤ３２と、ＬＥＤ３２が実装されたＬＥＤ基板３１と、ＬＥＤ３２から照射される光を一つの端面３３ａで受けて一方の主面３３ｅから出射する導光板３３と、を備える。導光板３３は、ＬＥＤ３２の照射方向が導光板３３の端面３３ａを向くように端面３３ａにＬＥＤ基板３１を結合して保持している。

Description

照明装置及び表示装置
　本発明は、例えば液晶表示パネル等の被照射体に向かって光を照射するバックライトユニットなどの照明装置に関する。また、この照明装置を備えた表示装置に関する。
　代表的な表示装置である液晶表示装置は一般的に映像を映し出す液晶表示パネル自体が発光しないので、液晶表示パネルの表示面の反対側、すなわち裏側に照明装置を必要としている。この照明装置が被照射体である液晶表示パネルに向かって光を照射することにより、液晶表示装置はその画面上に映像を映し出すことが可能になっている。このように液晶表示パネルの表示面の裏側に配置される照明装置を、例えばバックライトユニットと呼んでいる。
　バックライトユニットに使用する光源としては、例えば冷陰極蛍光ランプやＬＥＤ（発光ダイオード）が広く知られている。また、バックライトユニットの照明方式としてはエッジライト型方式が広く知られている。
　エッジライト型のバックライトユニットは液晶表示パネルの裏面と対向する領域に導光板を配置するとともに、その導光板の所定端面に対向して光源を配置したものである。導光板は光源から照射される光を少なくとも一つの端面で受けて一方の主面、すなわち液晶表示パネルの裏面と対向する主たる平面から液晶表示パネルに向けて光を出射する。このようなエッジライト型バックライトユニットの一例が特許文献１に記載されている。
　特許文献１に記載された液晶表示装置のエッジライト型バックライトユニット（照明装置）は複数のＬＥＤ（光源）と、ＬＥＤが実装されてその駆動回路などが形成された配線基板と、ＬＥＤから出射された光を液晶表示パネルの全面に導く導光板とを備えている。ＬＥＤが実装された配線基板は液晶表示装置の正面側のフロントカバーまたは裏面側のリアカバーに接着により実装されている。これにより、ＬＥＤで発生する熱がフロントカバー及びリアカバーから放熱されるので、いずれか一方にのみ配線基板が実装されている場合と比較して放熱効率を高めることができるようになっている。
特開２００９－３７２１２号公報（第５頁、第２図）
　しかしながら、特許文献１に記載された従来の照明装置では光源を含む熱源から発生する熱や外部から受ける熱、湿度などの影響や生産時のばらつきにより導光板自体が伸縮する虞があることが考慮されていない。すなわち、予め規定されたサイズに対して導光板が伸びることにより光源と導光板との距離が短くなって輝度にむらが発生したり、導光板が縮むことにより光源と導光板との距離が長くなって輝度が減衰したりする可能性がある。
　また、導光板が予め規定されたサイズに対して伸びることにより光源や光源の配線基板に意図せず当接する可能性もある。これにより、光源や光源の配線基板と導光板を隔ててそれらの反対側に位置するカバー部材等との間に挟まれる形になった導光板に反りが発生することが懸念される。反りが発生した導光板はその主たる平面において圧力を加えながら液晶表示パネルや光学シート、反射シートなどに接触するので、パネルむらやシートたわみを発生させる場合がある。それは昨今要求が高まっている導光板と液晶表示パネルとの距離を短くして薄型化を図った液晶表示装置に対して重大な問題となる。
　本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、導光板の伸縮の影響を受けることなく常に光源と導光板との距離を一定に保つことができ、輝度むらがなく均一に照明することが可能な照明装置を提供することを目的とする。また、このような照明装置を備えた表示装置を提供することを目的とする。
　上記の課題を解決するため、本発明の照明装置は、光を照射する光源と、前記光源が実装された光源基板と、前記光源から照射される光を少なくとも一つの端面で受けて一方の主面から出射する導光板と、を備え、前記導光板は、前記光源の照射方向が前記導光板の前記端面を向くように前記端面に前記光源基板を結合して保持することを特徴としている。
　この構成によれば、光源が実装された光源基板が光源から照射される光を受ける導光板の端面に結合されるので、温度や湿度、生産時のばらつきなどに起因する導光板の伸縮の影響を受けることなく常に光源と導光板との距離が一定になる。そして、導光板が予め規定されたサイズに対して伸びることにより光源や光源基板に意図せず当接するようなことも発生しない。
　なお、ここで述べた導光板の「主面」とは、導光板の端面に対して略垂直をなす主たる平面を意味する。
　また、上記構成の照明装置において、前記光源から拡散する光の一部を反射して前記導光板の前記端面に導く反射部材を備え、前記導光板は、前記端面と前記光源基板との間に前記反射部材を介して前記光源基板を保持することを特徴としている。
　この構成によれば、導光板の端面と光源基板との間に反射部材が介在するので、導光板の伸縮の影響を受けることなく常に光源と導光板との距離が一定になり、光源の光がさらに効率良く導光板の端面に導かれる。
　また、上記構成の照明装置において、前記導光板は、前記端面に前記光源を収容可能な凹部を備えるとともに、前記端面に前記光源基板を密着させて保持することを特徴としている。
　この構成によれば、導光板がその端面の凹部に光源を収容しながら端面で光源基板を保持するので、光源の発光部と導光板とが非常に近接する。これにより、光源の光が損失することなく導光板に入射する。
　また、上記構成の照明装置において、前記導光板と前記光源基板とを連結させる連結部材を備えることを特徴としている。
　この構成によれば、光源基板が傾いたり、導光板から離れたりすることなく安定した状態で導光板の端面に保持される。
　また本発明では、表示装置が上記照明装置を備えることを特徴としている。
　本発明の構成によれば、導光板の伸縮の影響を受けることなく常に光源と導光板との距離を一定に保つことができるので、光源と導光板との距離が短くなって輝度にむらが発生したり、光源と導光板との距離が長くなって輝度が減衰したりすることを抑制することが可能である。また、導光板が光源や光源基板に意図せず当接することも防止できるので、その当接に起因して生じる導光板の反りを抑制することが可能である。このようにして、導光板に関して光源の光を好適に入射、出射させることができ、輝度むらがなく均一に照明することが可能な照明装置を提供することができる。また、このような照明装置を備えた輝度むらがなく均一に映像等を表示することが可能な表示装置を提供することができる。
本発明の第１の実施形態に係るバックライトユニット（照明装置）を備えた液晶表示装置（表示装置）の分解斜視図である。 第１の実施形態に係るバックライトユニットの発光モジュールのＬＥＤ（光源）近傍を示す部分分解斜視図である。 第１の実施形態に係るバックライトユニットの発光モジュールのＬＥＤ近傍を示す部分斜視図である。 第１の実施形態に係るバックライトユニットの発光モジュールのＬＥＤ近傍を示す部分垂直断面図である。 本発明の第２の実施形態に係るバックライトユニットの発光モジュールのＬＥＤ近傍を示す部分垂直断面図である。 本発明の第３の実施形態に係るバックライトユニットの発光モジュールのＬＥＤ近傍を示す部分垂直断面図である。
　以下、本発明の実施形態を図１～図６に基づき説明する。なおここでは、本発明の照明装置の一例としてのバックライトユニットを備えた本発明の表示装置の一例として液晶表示装置を掲げて説明するものとする。
　最初に、本発明の第１の実施形態に係るバックライトユニットを備えた液晶表示装置について、図１を用いてその構造を説明する。図１は第１の実施形態に係るバックライトユニットを備えた液晶表示装置の分解斜視図である。
　液晶表示装置１は映像の表示に液晶を用いた表示装置であって、左右方向に長く延びる平面視略矩形（長方形状）をなしている。液晶表示装置１は、図１に示すように液晶表示パネル１０と、バックライトユニット２０とを備えている。
　液晶表示パネル１０はアクティブマトリクス基板１１、対向基板１２及び偏光シート１３を備えている。対向基板１２はカラーフィルタ基板と呼ばれることもある。
　アクティブマトリクス基板１１はその所定面上に図示しないＴＦＴ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：薄膜トランジスタ）からなるスイッチング素子と画素電極とを備えるとともに、さらにそれらに電気的に接続されるゲート線（走査線）とソース線（データ線）とを備えている。対向基板１２はその所定面上に図示しない共通電極と必要に応じてカラーフィルタとを備えている。アクティブマトリクス基板１１及び対向基板１２は各々の所定面が液晶を特定方向に配向させることが可能な図示しない配向膜によって覆われている。
　そして、アクティブマトリクス基板１１及び対向基板１２は互いの所定面が向き合うように図示しないシール材を介して貼り合わせられている。さらに、アクティブマトリクス基板１１と対向基板１２との間に液晶が封入されている。これにより、アクティブマトリクス基板１１の画素電極と対向基板１２の共通電極との間に液晶が挟持された状態になっている。
　偏光シート１３はアクティブマトリクス基板１１及び対向基板１２の液晶を封入した互いの所定面と反対側の面各々に貼付されている。偏光シート１３は特定の振動方向の光波だけを透過させるシートであって、２枚の偏光シート１３の透過軸方向を互いに約９０°ずらした状態で各々貼付されている。
　このような構成の液晶表示パネル１０は映像信号に基づきアクティブマトリクス基板１１の画素電極と対向基板１２の共通電極との間に発生させた電界により液晶の配向を調整し、液晶を透過する光の透過率を変更する。
　バックライトユニット２０は照明方式としてエッジライト型を採用した照明装置であって、バックライトシャーシ２１、発光モジュール３０、拡散板２２、プリズムシート２３及びレンズシート２４を備えている。
　バックライトシャーシ２１は液晶表示パネル１０側を開口した平面視略矩形をなす箱型に形成されている。バックライトシャーシ２１はその内部、すなわち内底面２１ａ側に発光モジュール３０を収容する。
　発光モジュール３０はバックライト光の生成するための光を照射するモジュールであって、バックライトシャーシ２１の内部に収容されて液晶表示パネル１０の裏面側（図１では下方）に配置されている。発光モジュール３０は光源基板であるＬＥＤ基板３１と、光源としての複数のＬＥＤ３２と、導光板３３と、反射部材であるリフレクタ３４とを備えている。ＬＥＤ基板３１及びリフレクタ３４は導光板３３の一つの端面３３ａにネジ３５によって結合されて保持されている。
　ＬＥＤ３２は例えば白色に発光する白色ＬＥＤ（発光ダイオード）で構成され、複数のＬＥＤ３２がＬＥＤ基板３１の配置面３１ａに列をなす形で並べて実装されている。ＬＥＤ基板３１はＬＥＤ３２の照射方向が導光板３３の一つの端面３３ａを向くように配置されている。なお、ＬＥＤ３２は白色発光するものに限定されるわけでなく、ＬＥＤ基板３１に対するＬＥＤ３２の配置方法や数も上記記載や図１の形に限定されるわけではない。また、ＬＥＤ基板３１は導光板３３の他の端面３３ｂ、３３ｃ、３３ｄに対向させて配置しても良いし、それら端面３３ａ～３３ｄの２箇所以上に対向させて配置しても良い。
　導光板３３は平面視略矩形をなし、例えばアクリルやポリカーボネイトの透光性樹脂で構成されている。導光板３３は四方にある端面３３ａ～３３ｄのうち端面３３ａでＬＥＤ３２から照射される光を受けている。そして、導光板３３は端面３３ａに対して略垂直をなして液晶表示パネル１０の裏面と対向する主たる平面である主面３３ｅから液晶表示パネル１０に向けて光を出射している。
　リフレクタ３４はＬＥＤ基板３１と導光板３３との間に介在している。リフレクタ３４は光反射性を有してＬＥＤ３２を収容する開口３４ａを備え、ＬＥＤ３２から拡散する光の一部を反射して導光板３３の端面３３ａに導いている。
　拡散板２２、プリズムシート２３及びレンズシート２４はバックライトシャーシ２１の開口を塞ぐように配置され、発光モジュール３０を液晶表示パネル１０側から覆っている。
　これら拡散板２２、プリズムシート２３及びレンズシート２４のうち拡散板２２は発光モジュール３０に最も近接して配置され、発光モジュール３０から照射される光を直接受ける。拡散板２２は発光モジュール３０から照射される光の受光面が導光板３３の主面３３ｅと対向するように配置されている。拡散板２２は発光モジュール３０から照射された光を受光して拡散させ、液晶表示パネル１０の全域に光を行き渡らせる。
　プリズムシート２３は拡散板２２の液晶表示パネル１０側に重ねて設けられている。プリズムシート２３は一方向に線状に延びる例えば三角プリズムがシート面内にて一方向に交差する方向に並べられている。プリズムシート２３は拡散板２２からの光の放射特性を偏向させる。
　レンズシート２４はプリズムシート２３の液晶表示パネル１０側に重ねて設けられている。レンズシート２４は光を屈折散乱させる微粒子が内部に分散されている。レンズシート２４はプリズムシート２３からの局所的に集光させることなく光量むらとなる明暗差を抑制する。
　このような構成のバックライトユニット２０はむらのない均一なバックライト光を面状に照射して液晶表示パネル１０の裏面を照明する。液晶表示パネル１０が映像信号に基づき液晶を透過するバックライト光の透過率を変更するので、液晶表示パネル１０の表示画面に所望の映像が表示される。
　続いて、発光モジュール３０の詳細な構成について、図１に加えて図２～図４を用いて説明する。図２は発光モジュール３０のＬＥＤ３２近傍を示す部分分解斜視図、図３は発光モジュール３０のＬＥＤ３２近傍を示す部分斜視図、図４はＬＥＤ３２近傍を示す部分垂直断面図である。なお、図３ではリフレクタ３４の詳細な描画の一部を省略している。
　ＬＥＤ基板３１は導光板３３の端面３３ａ側から見て矩形であって端面３３ａとほぼ同じ大きさをなし、配置面３１ａが端面３３ａに対向している。複数のＬＥＤ３２はＬＥＤ基板３１の配置面３１ａに長手方向に沿って、すなわち導光板３３の主面３３ｅと平行に列をなす形で並べて実装されている。各ＬＥＤ３２は光の照射方向が導光板３３の端面３３ａを向くように配置面３１ａ上に配置されている。ＬＥＤ基板３１には電気的に接続された図示しない電気配線が設けられ、この電気配線がＬＥＤ３２に接続されて発光のための電力を供給している。また、ＬＥＤ基板３１はネジ３５を挿入するための貫通孔３１ｂを備えている。
　リフレクタ３４はＬＥＤ基板３１の配置面３１ａと導光板３３の端面３３ａとの間に介在している。リフレクタ３４は、前述のように光反射性を有してＬＥＤ３２を収容する開口３４ａを備えている。開口３４ａはＬＥＤ基板３１の配置面３１ａ側から導光板３３の端面３３ａ側に向かうに従って内径が拡大する斜面３４ｂを有している。開口３４ａの斜面３４ｂの傾斜角はＬＥＤ３２から照射された光が導光板３３の端面３３ａに効率良く入射するよう設定されている。また、リフレクタ３４はネジ３５を挿入するための貫通孔３４ｃを備えている。
　導光板３３は端面３３ａにネジ３５が係合するめねじ部３３ｆを備えている。そして、図３及び図４に示すように、導光板３３は端面３３ａとＬＥＤ基板３１との間にリフレクタ３４を介して、ネジ３５を用いて端面３３ａにＬＥＤ基板３１を結合して保持している。なおこのとき、ネジ３５はＬＥＤ基板３１の貫通孔３１ｂとリフレクタ３４の貫通孔３４ｃとに挿入される。
　このようにＬＥＤ３２が実装されたＬＥＤ基板３１がＬＥＤ３２から照射される光を受ける導光板３３の端面３３ａに結合されるので、温度や湿度、生産時のばらつきなどに起因する導光板３３の伸縮の影響を受けることなく常にＬＥＤ３２と導光板３３との距離が一定になる。そして、導光板３３が予め規定されたサイズに対して伸びることによりＬＥＤ３２やＬＥＤ基板３１に意図せず当接するようなことも発生しない。また、導光板３３の端面３３ａとＬＥＤ基板３１との間にリフレクタ３４が介在するので、ＬＥＤ３２の光をさらに効率良く導光板３３の端面３３ａに導くことが可能である。
　本発明の上記実施形態の構成によれば、導光板３３の伸縮の影響を受けることなく常にＬＥＤ３２と導光板３３との距離を一定に保つことができるので、ＬＥＤ３２と導光板３３との距離が短くなって輝度にむらが発生したり、ＬＥＤ３２と導光板３３との距離が長くなって輝度が減衰したりすることを抑制することが可能である。また、導光板３３がＬＥＤ３２やＬＥＤ基板３１に意図せず当接することも防止できるので、その当接に起因して生じる導光板３３の反りを抑制することが可能である。このようにして、導光板３３に関してＬＥＤ３２の光を好適に入射、出射させることができ、輝度むらがなく均一に照明することが可能な照明装置であるバックライトユニット２０を提供することができる。また、このようなバックライトユニット２０を備えた輝度むらがなく均一に映像等を表示することが可能な表示装置である液晶表示パネル１０を提供することができる。
　次に、本発明の第２の実施形態に係る照明装置であるバックライトユニット２０について、図５を用いて説明する。図５は第２の実施形態に係るバックライトユニット２０の発光モジュール３０の光源であるＬＥＤ３２近傍を示す部分垂直断面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は図１～図４を用いて説明した前記第１の実施形態と同じであるので、第１の実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付し、図面の記載及びその説明を省略するものとする。
　第２の実施形態に係るバックライトユニット２０の発光モジュール３０は、図５に示すように導光板３３とＬＥＤ基板３１とを連結させる連結部材３６を備えている。連結部材３６は導光板３３の端面３３ａに対して垂直な断面形状がＬ字型をなす板状部材で構成されている。連結部材３６の一部は導光板３３の端面３３ａ、すなわちＬＥＤ基板３１に沿って延び、他の一部は導光板３３の主面３３ｅに対する裏面３３ｇに沿って延びている。連結部材３６はＬＥＤ基板３１とリフレクタ３４とを挟み込むようにネジ３５によって導光板３３の端面３３ａに結合されるとともに、ネジ３７によって導光板３３の裏面３３ｇに結合されている。
　この第２の実施形態の構成によれば、ＬＥＤ基板３１が傾いたり、導光板３３から離れたりすることなく安定した状態で導光板３３の端面３３ａに保持される。これにより、ＬＥＤ３２と導光板３３との距離を一定に保つ作用が一層高められ、輝度むらがなく均一に照明することが可能なバックライトユニット２０を提供することができる。
　次に、本発明の第３の実施形態に係る照明装置であるバックライトユニット２０について、図６を用いて説明する。図６は第３の実施形態に係るバックライトユニット２０の発光モジュール３０の光源であるＬＥＤ３２近傍を示す部分垂直断面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は図１～図４を用いて説明した前記第１の実施形態と同じであるので、第１の実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付し、図面の記載及びその説明を省略するものとする。
　第３の実施形態に係るバックライトユニット２０の発光モジュール３０は、図６に示すように導光板３３が端面３３ａに凹部３３ｈを備えている。凹部３３ｈは端面３３ａから内側に向かって窪んだＬＥＤ３２を収容可能な形状、大きさをなし、ＬＥＤ３２に対応する箇所、個数で設けられている。そして、ＬＥＤ基板３１が第１の実施形態で見られたリフレクタ３４を介在させることなく、端面３３ａの凹部３３ｈにＬＥＤ３２を収容させながら配置面３１ａを端面３３ａに密着させて取り付けられている。
　この第３の実施形態の構成によれば、導光板３３が端面３３ａの凹部３３ｈにＬＥＤ３２を収容しながら端面３３ａでＬＥＤ基板３１を保持するので、ＬＥＤ３２の発光部と導光板３３とが非常に近接する。これにより、ＬＥＤ３２の光が損失することなく導光板３３に入射する。したがって、常にＬＥＤ３２と導光板３３との距離を一定に保ちながら効率良く光を導光板３３に入射させることができ、輝度むらがなく均一に照明することが可能なバックライトユニット２０を提供することができる。
　以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
　例えば、ＬＥＤ基板３１、リフレクタ３４及び連結部材３６はネジ３５、３７を利用することなく、両面テープなどの粘着シートを用いて導光板３３の端面３３ａに結合して保持させても良い。
　本発明は、被照射体に向かって光を照射する照明装置において利用可能である。
　　　１　　液晶表示装置（表示装置）
　　　１０　　液晶パネル
　　　２０　　バックライトユニット（照明装置）
　　　３０　　発光モジュール
　　　３１　　ＬＥＤ基板（光源基板）
　　　３１ａ　　配置面
　　　３２　　ＬＥＤ（光源）
　　　３３　　導光板
　　　３３ａ　　端面
　　　３３ｅ　　主面
　　　３３ｈ　　凹部
　　　３４　　リフレクタ（反射部材）
　　　３５、３７　　ネジ
　　　３６　　連結部材

Claims (5)

  1. 　光を照射する光源と、
    　前記光源が実装された光源基板と、
    　前記光源から照射される光を少なくとも一つの端面で受けて一方の主面から出射する導光板と、を備え、
    　前記導光板は、前記光源の照射方向が前記導光板の前記端面を向くように前記端面に前記光源基板を結合して保持することを特徴とする照明装置。
  2. 　前記光源から拡散する光の一部を反射して前記導光板の前記端面に導く反射部材を備え、
    　前記導光板は、前記端面と前記光源基板との間に前記反射部材を介して前記光源基板を保持することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
  3. 　前記導光板は、前記端面に前記光源を収容可能な凹部を備えるとともに、前記端面に前記光源基板を密着させて保持することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
  4. 　前記導光板と前記光源基板とを連結させる連結部材を備えることを特徴とする請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の照明装置。
  5. 　請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の照明装置を備えたことを特徴とする表示装置。
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