WO2012124503A1

WO2012124503A1 - 面状照明装置およびそれを備える液晶表示装置

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Publication number: WO2012124503A1
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Inventors: 康司伊藤
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Filing date: 2012-03-02
Publication date: 2012-09-20
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Abstract

　光学的なムラが抑制されると共に、発光ダイオードの寿命劣化が抑制された面状照明装置およびそれを備えた液晶表示装置を提供する。　複数のＬＥＤ（１２ａ）が実装されたＬＥＤ基板（１２）とその背面に配置された熱伝導部材（１４）とは、両面テープ（１３ｂ）により互いに固定される。ＬＥＤ基板（１２）の下側長手側面には複数の下側凸部（１２ｂ）が、上側長手側面には複数の上側凸部（１２ｃ）が設けられる。バックライトシャーシ（１１）の底面部（１１Ｂ）のうち、各下側凸部（１２ｂ）に対応する位置にはシャーシ穴部（１１Ｂａ）が設けられる。パネルフレーム（１８）のうち、各上側凸部（１２ｃ）に対応する位置にはフレーム穴部（１８ａ）が設けられる。各下側凸部（１２ｂ）は対応するシャーシ穴部（１１Ｂａ）に嵌め込まれる。各上側凸部（１２ｃ）は対応するフレーム穴部（１８ａ）に嵌め込まれる。

Description

面状照明装置およびそれを備える液晶表示装置

　本発明は、エッジライト方式の面状照明装置およびそれを備える液晶表示装置に関し、特に、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）を光源として用いたエッジライト方式の面状照明装置および当該面状照明装置をバックライトとして備える液晶表示装置に関する。

　従来から、液晶パネルを用いた液晶表示装置が知られている。この液晶表示装置では、液晶パネルの背面に配置されたバックライトから、液晶パネルに光を照射することにより画像表示が行われる。バックライトの方式として、導光板を用いたエッジライト方式（サイドライト方式ともいう）が広く採用されている。また近年、このエッジライト方式のバックライトの光源として、小型で低消費電力駆動が可能なＬＥＤが用いられている。

　図８および図９はそれぞれ、このようなエッジライト方式の従来のバックライトの要部構成を示す分解断面斜視図および断面図である。このバックライトは、複数のＬＥＤ１２ａが所定間隔に実装された基板（以下、「ＬＥＤ基板」という）１２と、ＬＥＤ基板１２の背面に配置された熱伝導部材１４と、複数のＬＥＤ１２ａに一側面が近接した導光板１６と、導光板１６の背面側に配置された反射シート１５と、導光板１６の前面側に配置された光学シート１７と、これらの部材を内部に保持する皿状のバックライトシャーシ１１と、バックライトシャーシ１１上に配置された矩形枠状のパネルフレーム１８とにより構成されている。なお、図８では、反射シート１５および光学シート１７の図示を便宜上省略している。

　このようなエッジライト方式のバックライトは、導光板１６の一側面に近接した位置に光源としてのＬＥＤ１２ａを配置することにより、当該一側面から導光板１６に入射した光を液晶パネルに対向する側の導光板１６の面から出射するように構成されている。以下の説明では、ＬＥＤ１２ａからの光が入射する導光板１６の一側面を「光入射面」ということがある。

　ＬＥＤ１２ａは点光源であるため、導光板１６に対するＬＥＤ１２ａの位置がずれると、導光板１６内での輝度が不均一になってしまう。すなわち、光学的なムラが生じてしまう。そこで従来、図８に示すような、ネジ１３ａを用いてＬＥＤ基板１２を熱伝導部材１４に固定する方法が知られている。

　ＬＥＤ基板１２には所定間隔でネジ穴が設けられている。図８では、図の右側から１番目のＬＥＤ１２ａと２番目のＬＥＤ１２ａとの間、４番目のＬＥＤ１２ａと５番目のＬＥＤ１２ａとの間、および７番目のＬＥＤ１２ａと８番目のＬＥＤ１２ａとの間のそれぞれにネジ穴が設けられている例を示している。各ネジ穴にネジ１３ａを螺合することにより、ＬＥＤ基板１２が熱伝導部材１４に固定されている。なお、熱伝導部材１４は、図示しない手段（例えばネジ）によりバックライトシャーシ１１に固定されている。このような構成によれば、ＬＥＤ１２ａの位置ずれを防止することができる。

　また、ネジ１３ａに代えて、ＬＥＤ基板１２と熱伝導部材１４とを両面テープ１３ｂにより互いに固定する方法が知られている。図１０および図１１はそれぞれ、ＬＥＤ基板１２と熱伝導部材１４との固定に両面テープ１３ｂを用いた従来のバックライトの要部構成を示す分解斜視図および断面図である。なお、両面テープ１３ｂ以外の構成は図８および図９に示すバックライトと同様であるので、同一の参照符号を付して説明を省略する。このような構成によっても、ＬＥＤ１２ａの位置ずれを防止することができる。このように基板と熱伝導部材を両面テープを用いて接着する技術は、例えば特許文献１に開示されている。

　また、特許文献２には、屈曲させた光源用ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ　Ｐｒｉｎｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ：フレキシブルプリント基板）とバックライトシャーシとを両面テープで接着すると共に、この両面テープの上面を、スペーサを配したパネルで押さえたバックライトが開示されている。このような構成によれば、ＦＰＣの浮きが抑制されるので、ＬＥＤ１２ａの位置ずれを防止することができる。

日本の特開平７－６１０１４号公報日本の特開２００９－９８５５６号公報

　大型バックライトでは、厚さＬ１（図８における縦方向の長さ）が３～４ｍｍの導光板１６が従来用いられている。この場合に用いられるＬＥＤ１２ａの幅Ｌ２（図８における縦方向の長さ）は３ｍｍ程度となるので、ＬＥＤ基板１２の幅（図８における縦方向の長さ）もこれに応じた大きさとなる。ここで、各ネジ穴のサイズは直径２ｍｍ程度である。この場合、ＬＥＤ基板１２の幅に対するネジ穴の面積が小さいので、ネジ１３ａを用いてもＬＥＤ基板１２の配線に影響を与えない。

　大型バックライトでは、全体の重量の中で導光板１６の重量の占める割合が大きい。バックライトの薄型化および軽量化を図るために導光板１６の厚さＬ１を１．５～２．０ｍｍに変更した場合、ＬＥＤ１２ａの幅Ｌ２は１．５ｍｍ程度となる。なお、例えば６０型のバックライトでは、導光板１６の厚さＬ１を４ｍｍから２ｍｍに変更することにより約２．５ｋｇの軽量化を図ることができる。

　ＬＥＤ１２ａの幅Ｌ２を１．５ｍｍまで小さくすると、ＬＥＤ１２基板の幅もこれに合わせて小さくなる。各ネジ穴のサイズが上述のような直径２ｍｍ程度であるとすると、ＬＥＤ基板１２の幅に対するネジ穴の面積が大きくなる。その結果、ネジ１３ａの使用によりＬＥＤ基板１２の配線に与える影響が大きくなる。すなわち、ＬＥＤ基板１２の配線が困難になる。また、配線スペースを確保するためにＬＥＤ１２ａの実装間隔を広くしてネジ１３ａを用いたとしても、ネジ１３ａとＬＥＤ基板１２との反射率の違いにより光学的なムラが生じる。さらに、この反射率の違いの影響を低減するために、使用するネジ１３ａの数を削減した場合には、ＬＥＤ１２ａから発生した熱によりＬＥＤ１２基板に反りが生じ、ＬＥＤ基板１２が熱伝導部材１４から剥がれる。すなわち、ＬＥＤ基板１２が熱伝導部材１４から浮く。これにより、ＬＥＤ１２ａと導光板１６との間の距離が変動するので、光学的なムラが生じる。また、ＬＥＤ１２ａから発生した熱が熱伝導部材１４に伝達されなくなるので、この熱がＬＥＤ１２ａに集中する。その結果、ＬＥＤ１２ａの寿命が劣化する。

　そこで、薄型化・軽量化を図るために導光板１６の厚さＬ１を小さくしたバックライトでは、ＬＥＤ基板１２と熱伝導部材１４とを両面テープ１３ｂにより接着する上述の方法が用いられる。しかし、この場合にも上述の少ない数のネジ１３ａを使用した場合と同様に、ＬＥＤ１２ａから発生した熱によりＬＥＤ１２基板に反りが生じ、ＬＥＤ基板１２が熱伝導部材１４から浮く。

　すなわち、薄型化・軽量化されたバックライトでは、ネジ１３ａまたは両面テープ１３ｂのいずれを使用しても、光学的なムラが生じ、また、ＬＥＤ１２ａの寿命が劣化する。

　また、特許文献２に記載のバックライトはＬＥＤ基板にＦＰＣを用いたものである。そのため、ＬＥＤ基板として金属基板を用いる場合には特許文献２に記載の構成を採用することができない。

　そこで、本発明は、光学的なムラが抑制されると共に、発光ダイオードの寿命劣化が抑制された面状照明装置およびそれを備えた液晶表示装置を提供することを目的とする。

　本発明の第１の局面は、エッジライト方式の面状照明装置であって、
　矩形状の底面部および当該底面部を取り囲む側壁部を含む皿状のシャーシと、
　前記側壁部に沿って前記シャーシ内部に配置され、複数の発光ダイオードが所定間隔に第１主面に実装された基板と、
　前記複数の発光ダイオードに一側面が近接した導光板と、
　前記基板における第２主面側に配置された第１熱伝導部材と、
　前記シャーシ上に配置された矩形枠状のフレームとを備え、
　前記基板の一方の長手側面に、所定間隔に第１凸部が設けられ、
　前記基板の他方の長手側面に、所定間隔に第２凸部が設けられ、
　前記底面部の前記第１凸部に対応する位置に、当該第１凸部に対応した形状の第１穴部が設けられ、
　前記フレームの前記第２凸部に対応する位置に、当該第２凸部に対応した形状の第２穴部が設けられ、
　前記第１凸部は、当該第１凸部に対応する前記第１穴部に嵌め込まれ、
　前記第２凸部は、当該第２凸部に対応する前記第２穴部に嵌め込まれていることを特徴とする。

　本発明の第２の局面は、本発明の第１の局面において、
　前記基板と前記第１熱伝導部材とは、熱伝導性を有する接着部材により互いに固定されていることを特徴とする。

　本発明の第３の局面は、本発明の第２の局面において、
　前記接着部材はクッション性を有し、
　前記第１穴部は、当該第１穴部に対向する前記第１凸部よりも前記第１主面の垂直方向に大きく、
　前記第２穴部は、当該第２穴部に対向する前記第２凸部よりも前記第１主面の垂直方向に大きいことを特徴とする。

　本発明の第４の局面は、本発明の第１の局面において、
　前記基板と前記第１熱伝導部材とはネジにより互いに固定されていることを特徴とする。

　本発明の第５の局面は、本発明の第１の局面において、
　前記シャーシは樹脂からなることを特徴とする。

　本発明の第６の局面は、本発明の第５の局面において、
　前記底面部の外面に配置された、前記シャーシよりも熱伝導性は高い第２熱伝導部材をさらに備え、
　前記第２熱伝導部材の一部は前記第１凸部に接することを特徴とする。

　本発明の第７の局面は、液晶表示装置であって、
　液晶パネルと、
　前記液晶パネルの背面側に配置され、当該液晶パネルに光を照射する本発明の第１の局面から第６の局面までのいずれかに係る面状照明装置とを備えることを特徴とする。

　本発明の第１の局面によれば、第１凸部および第２凸部がそれぞれ、第１穴部および第２穴部に嵌め込まれることにより、複数の発光ダイオードが実装された基板が固定される。そのため、発光ダイオードの駆動により熱が生じても、基板の反りが抑制される。したがって、第１熱伝導部材からの基板の浮きが防止される。これにより、光学的なムラを抑制することができる。さらに、これと同時に発光ダイオードの寿命劣化を抑制することができる。

　本発明の第２の局面によれば、第１熱伝導部材からの基板の浮きがより確実に防止される。これにより、光学的なムラの抑制効果をより高めることができる。

　本発明の第３の局面によれば、基板の位置が第１主面の垂直方向に変動可能となる。これにより、導光板が熱膨張したときに、発光ダイオードの損傷や基板の割れ等が生じにくくなる。

　本発明の第４の局面によれば、第１熱伝導部材からの基板の浮きがより確実に防止される。これにより、光学的なムラの抑制効果をより高めることができる。したがって、導光板と発光ダイオードとの間の距離を従来よりも小さくすることができる。これにより、発光ダイオードから導光板の一側面への光の入射効率を従来よりも高めることができる。

　本発明の第５の局面によれば、シャーシの材料として樹脂を用いることにより、バックライトを軽量化することができる。

　本発明の第６の局面によれば、面状照明装置を軽量化した場合でも、発光ダイオードで発生した熱が十分に外部に放熱される。

　本発明の第７の局面によれば、液晶表示装置を薄型化・軽量化した場合であっても、光学的なムラを抑制すると同時に、発光ダイオードの寿命劣化を抑制することができる。

本発明の第１の実施形態に係るバックライトを備える液晶表示装置の構成を示す分解斜視図である。上記第１の実施形態に係るバックライトの要部構成を示す分解断面斜視図である。上記第１の実施形態に係るバックライトの要部構成を示す断面図である。上記第１の実施形態の変形例に係るバックライトの要部構成を示す分解断面斜視図である。本発明の第２の実施形態に係るバックライトの要部構成を示す断面図である。（Ａ）は通常時の断面図である。（Ｂ）は熱膨張時の断面図である。樹脂からなるバックライトシャーシを備えるバックライトの参考例を示す断面図である。本発明の第３の実施形態に係るバックライトの要部構成を示す断面図である。従来のバックライトの要部構成を示す分解断面斜視図である。従来のバックライトの要部構成を示す断面図である。従来のバックライトの要部構成を示す分解断面斜視図である。従来のバックライトの要部構成を示す断面図である。

　以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。

　＜１．第１の実施形態＞
　＜１．１　液晶表示装置の構成＞
　図１は、本発明の第１の実施形態に係るバックライト（面状照明装置）を備えた液晶表示装置の構成を示す分解斜視図である。この液晶表示装置１００は、本実施形態に係るバックライト１０、液晶パネル２０、およびベゼル３０により構成されている。バックライト１０の構成については、後で詳しく説明する。

　液晶パネル２０は、液晶層を挟持する１対の電極基板からなり、各電極基板の外表面には偏光板が貼り付けられている。上記１対の電極基板の一方はＴＦＴ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板と呼ばれるアクティブマトリクス型の基板である。このＴＦＴ基板では、ガラス基板等の絶縁性基板上に、複数のデータ信号線と複数の走査信号線とが互いに交差するように格子状に形成されている。また、複数のデータ信号線と複数の走査信号線との交差点にそれぞれ対応して複数の画素回路が形成されている。上記１対の電極基板の他方は対向基板と呼ばれ、ガラス等の絶縁性基板上に、全面にわたって共通電極、配向膜が順次積層されている。

　ベゼル３０は液晶パネル２０を保持するための矩形枠状の部材であり、アルミ等の金属素材からなる。

　＜１．２　バックライトの構成＞
　本実施形態に係るバックライト１０について、図１～図３を参照しつつ説明する。図２および図３はそれぞれ、本実施形態に係るバックライト１０の要部構成を示す分解断面斜視図および断面図である。

　本実施形態に係るバックライト１０は、液晶パネル２０の背面（視認される面と反対側の面）から光を照射することにより、液晶パネル２０の表示に所定の輝度を持たせる。図１～図３に示すように、このバックライト１０は、皿状のシャーシとしてのバックライトシャーシ１１、ＬＥＤ基板１２、接着部材としての両面テープ１３ｂ、第１熱伝導部材としての熱伝導部材１４、反射シート１５、導光板１６、光学シート１７と、矩形枠状のパネルフレーム１８とにより構成されている。

　バックライトシャーシ１１はアルミ材または電気亜鉛メッキ鋼板等からなる。図１～図３に示すように、このバックライトシャーシ１１は、矩形状の底面部１１Ｂおよび当該底面部１１Ｂを取り囲む側壁部１１Ｓにより構成されている。このバックライトシャーシ１１の底面部１１Ｂには第１穴部としてのシャーシ穴部１１Ｂａが複数個設けられている。なお、シャーシ穴部１１Ｂａの詳細は後述する。図３に示すように、底面部１１Ｂのうち、ＬＥＤ基板１２、両面テープ１３ｂ、および熱伝導部材１４が配置される部分は、他の部分よりも少し凹ませて形成されていることが望ましい。バックライトシャーシ１１は、液晶表示装置１００の剛性を保持し、上述のＬＥＤ基板１２等の部材を内部に保持するため部材である。また、このバックライトシャーシ１１は、ＬＥＤ１２ａから発生した熱を放熱するための放熱部材としても機能する。

　ＬＥＤ基板１２には、放熱および強度の観点からアルミ基板等の金属基板が用いられる。図１～図３に示すように、このＬＥＤ基板１２は、バックライトシャーシ１１の側壁部１１Ｓに沿って、当該バックライトシャーシ１１内部に配置されている。ＬＥＤ基板１２の第１主面としての前面には、光源としての複数のＬＥＤ１２ａが所定間隔に実装されている。このＬＥＤ基板１２の一部は凸形状に形成されている。すなわち、バックライトシャーシ１１の底面部１１Ｂに対向するＬＥＤ基板１２の長手側面（以下、「下側長手側面」という）には、凸形状の第１凸部としての下側凸部１２ｂが所定間隔に複数個設けられている。さらに、パネルフレーム１８に対向するＬＥＤ基板１２の長手側面（以下、「上側長手側面」という）には、凸形状の第２凸部としての上側凸部１２ｃが所定間隔に複数個設けられている。なお、下側凸部１２ｂおよび上側凸部１２ｃの詳細は後述する。

　両面テープ１３ｂは、熱伝導性を有する両面粘着テープである。図１～図３に示すように、この両面テープ１３ｂは、ＬＥＤ基板１２の第２主面としての背面（前面と反対側の面）に配置されている。この両面テープ１３ｂにより、ＬＥＤ基板１２と熱伝導部材１４とが互いに固定されている。

　熱伝導部材１４はアルミ材等からなる。この熱伝導部材１４は、ＬＥＤ１２ａから発生した熱を吸収しバックライトシャーシ１１等に放熱するための部材である。図１～図３に示すように、この熱伝導部材１４は、両面テープ１３ｂを介してＬＥＤ基板１２の背面側に配置されている。なお、この熱伝導部材１４は、図示しない手段（例えばネジ）によりバックライトシャーシ１１に固定されている。

　導光板１６は、アクリル等の透明度の高い樹脂からなり、平板状に形成されている。図１～図３に示すように、この導光板１６は、液晶パネル２０の背面と対向すると共に、その一側面（光入射面）が上述の複数のＬＥＤ１２ａに近接するように配置されている。この導光板１６の厚さＬ１（図２における縦方向の長さ）と各ＬＥＤ１２ａの幅Ｌ２（図２の縦方向の長さ）とは互いにほぼ等しいことが望ましい。また、導光板１６の熱膨張によるＬＥＤ１２ａの損傷やＬＥＤ基板１２の割れ等を防止する観点から、導光板１６の光入射面とＬＥＤ１２ａとの間には僅かな隙間を設けることが望ましい。以下では、この隙間を「導光板－ＬＥＤ間距離Ｌ３」という。この導光板－ＬＥＤ間距離Ｌ３を大きくしすぎると、ＬＥＤ１２ａから導光板１６の光入射面への入射効率が悪くなる。一方で、この導光板－ＬＥＤ間距離Ｌ３を小さくしすぎると上述のように、導光板１６の熱膨張によるＬＥＤ１２ａの損傷やＬＥＤ基板１２の割れ等が生じるおそれがある。そのため、本実施形態では、導光板－ＬＥＤ間距離Ｌ３を例えば１ｍｍとする。

　図１および図３に示すように、導光板１６の背面側（バックライトシャーシ１１の底面部１１Ｂと対向する側）には反射シート１５が配置されている。この反射シート１５は、導光板１６の背面側から漏れた光を前面側（液晶パネル２０と対向する側）に反射する。また、導光板１６の前面側（液晶パネル２０と対向する側）には、レンズシートや拡散シート等により構成される光学シート１７が配置されている。この光学シート１７は、導光板１６の前面側から出射される光を集光・拡散し、液晶パネル２０にこの光を効率よく出射する。

　パネルフレーム１８は、ポリカーボネート等の樹脂からなる。図１～図３に示すように、このパネルフレーム１８は、ＬＥＤ基板１２、両面テープ１３ｂ、熱伝導部材１４および光学シート１７の端部を覆うようにバックライトシャーシ１１上に配置されている。このパネルフレーム１８は、光学シート１７と液晶パネル２０とが接触しないようにこれらの距離を保つと共に、液晶パネル２０を保持するための部材である。このパネルフレーム１８には第２穴部としてのフレーム穴部１８ａが複数個設けられている。なお、フレーム穴部１８ａの詳細は後述する。

　光源であるＬＥＤ１２ａから発生した熱は、まずＬＥＤ基板１２に伝達された後、両面テープ１３ｂ、熱伝導部材１４、およびバックライトシャーシ１１の順に伝達されて放熱される。また、本実施形態ではさらに、ＬＥＤ基板１２に伝達された熱が、下側凸部１２ｂから外部に直接放熱される。そのため、本実施形態では、ＬＥＤ１２ａから発生する熱を従来よりも効率的に放熱することができる。なお、このような放熱効果は、下側凸部１２ｂの数を多くするほど高まる。

　次に、下側凸部１２ｂ、上側凸部１２ｃ、シャーシ穴部１１Ｂａ、およびフレーム穴部１８ａについて詳細に説明する。下側凸部１２ｂは、上述のように、ＬＥＤ基板１２の下側長手側面に所定間隔に設けられている。シャーシ穴部１１Ｂａは、バックライトシャーシ１１の底面部１１Ｂのうち、各下側凸部１２ｂに対応する位置に設けられている。各シャーシ穴部１１Ｂａは、対応する下側凸部１２ｂに対応した形状に形成されている。すなわち、各シャーシ穴部１１Ｂａは、対応する下側凸部１２ｂを嵌め込み可能な位置および形状に形成されている。上側凸部１２ａは、上側長手側面のうち、各下側凸部１２ｂに対応する位置に設けられている。フレーム穴部１８ａは、パネルフレーム１８のうち、各上側凸部１２ｃに対応する位置に設けられている。各フレーム穴部１８ａは、対応する上側凸部１２ｃに対応した形状に形成されている。すなわち、各フレーム穴部１８ａは、対応する上側凸部１２ｃを嵌め込み可能な位置および形状に形成されている。

　図３に示すように、シャーシ穴部１１Ｂａは、このシャーシ穴部１１Ｂａに対応する下側凸部１２ｂよりも、ＬＥＤ基板１２の前面の垂直方向（図３における横方向）に僅かに大きく形成されている。同様に、フレーム穴部１８ａは、このフレーム穴部１８に対応する上側凸部１２ｃよりも、ＬＥＤ基板１２の前面の垂直方向に僅かに大きく形成されている。各下側凸部１２ｂは、対応するシャーシ穴部１１Ｂａに嵌め込まれている。また、各上側凸部１２ｃは、対応するフレーム穴部１８ａに嵌め込まれている。

　本実施形態では、図３に示すように、下側凸部１２ｂの高さ（図３における縦方向の長さ）および上側凸部１２ｃの高さ（図３における縦方向の長さ）をそれぞれ、シャーシ穴部１１Ｂａの深さ（バックライトシャーシ１１の底面部１１Ｂの厚さ）およびフレーム穴部１８ａの深さ（パネルフレーム１８の厚さ）と同じ大きさとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、下側凸部１２ｂの高さおよび上側凸部１２ｃの高さをそれぞれ、シャーシ穴部１１Ｂａの深さおよびフレーム穴部１８ａの深さよりも大きくしてもよく、さらに、下側凸部１２ｂおよび上側凸部１２ｃのうち、シャーシ穴部１１Ｂａおよびフレーム穴部１８ａからそれぞれ出っ張った部分を爪形状としてもよい。また、下側凸部１２ｂの高さおよび上側凸部１２ｃの高さをそれぞれ、シャーシ穴部１１Ｂａの深さおよびフレーム穴部１８ａの深さよりも小さくしてもよい。

　また、本実施形態では、図３に示すように、下側凸部１２ｂの数と上側凸部１２ｃの数とが互いに同じであるが、本発明はこれに限定されるものではない。下側凸部１２ｂの数と上側凸部１２ｃの数とを互いに異ならせてもよい（後述の変形例でも同様である。）。この場合、シャーシ穴部１１Ｂａの数とフレーム穴部１８ａの数とも互いに異なることとなる。

　また、各下側凸部１２ｂの大きさ（ＬＥＤ基板１２の前面の垂直方向またはこれに直交する方向の大きさ）とこれに対向するシャーシ穴部１１Ｂａの大きさとが互いに対応していればよいので、複数の下側凸部１２ｂの大きさを互いに異ならせてもよい。同様に、各上側凸部１２ｃの大きさとこれに対向するフレーム穴部１８ａの大きさとが互いに対応していればよいので、複数の上側凸部１２ｃの大きさを互いに異ならせてもよい。

　また、本実施形態では、各下側凸部１２ｂおよび各上側凸部１２ｃをＬＥＤ基板１２の一部として形成しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ＬＥＤ基板１２に、これと別部材である各下側凸部１２ｂおよび各上側凸部１２ｃを接合してもよい。

　＜１．３　効果＞
　本実施形態によれば、ＬＥＤ基板１２の下側凸部１２ｂおよび上側凸部１２ｃがそれぞれ、シャーシ穴部１１Ｂａおよびフレーム穴部１８ａに嵌め込まれることにより、ＬＥＤ基板１２が固定される。そのため、ＬＥＤ１２ａの駆動により熱が生じても、ＬＥＤ基板１２の反りが抑制される。したがって、熱伝導部材１４からのＬＥＤ基板１２の浮きが防止される。これにより、光学的なムラを抑制することができる。さらに、これと同時にＬＥＤ１２ａの寿命劣化を抑制することができる。本実施形態は、薄型化・軽量化されたバックライトに好適である。

　本実施形態では、ＬＥＤ基板１２と熱伝導部材１４とを両面テープ１３ｂにより互いに固定している。これにより、熱伝導部材１４からのＬＥＤ基板１２の浮きがより確実に防止される。しかし、この両面テープ１３ｂは必須の構成でない。両面テープ１３ｂを用いない場合には、例えば、下側凸部１２ｂおよび上側凸部１２ｃを多く設けることにより、本実施形態と同様の効果を奏することができる。

　＜１．４　変形例＞
　図４は、本実施形態の変形例に係るバックライト１０の要部構成を示す分解断面斜視図である。図４に示すように、本変形例に係るバックライト１０では、ＬＥＤ基板１２と熱伝導部材１４との固定手段として、上記両面テープ１３ｂに代えてネジ１３ａが用いられている。

　ＬＥＤ基板１２には、互いに隣接する下側凸部１２ｂ（上側凸部１２ｃについても同様）の中間位置にネジ穴が設けられている。各ネジ穴にネジ１３ａを螺合することにより、ＬＥＤ基板１２が熱伝導部材１４に固定されている。言い換えると、本変形例に係るバックライト１０は、上述の図８および図９に示す従来のバックライトにおいて使用するネジ１３ａの数を削減し、その削減分に応じて下側凸部１２ｂ、上側凸部１２ｃ、シャーシ穴部１１Ｂａ、およびフレーム穴部１８ａを設けたものである。各下側凸部１２ｂは、対応するシャーシ穴部１１Ｂａに嵌め込まれている。また、各上側凸部１２ｃは、対応するフレーム穴部１８ａに嵌め込まれている。このような構成により、ＬＥＤ基板１２の反りが抑制される。したがって、熱伝導部材１４からのＬＥＤ基板１２の浮きが防止される。なお、ネジ穴を設ける位置はここで説明した例に限定されるものではなく、種々変更可能である。

　本変形例によれば、ＬＥＤ基板１２と熱伝導部材１４とをネジ１３ａにより固定する態様においてネジ１３ａの数を削減した場合でも、光学的なムラを抑制すると共に、ＬＥＤ１２ａの寿命劣化を抑制することができる。

　＜２．第２の実施形態＞
　＜２．１　バックライトの構成＞
　本発明の第２の実施形態に係るバックライト１０について、図５（Ａ）および図５（Ｂ）を参照しつつ説明する。図５（Ａ）は、導光板１６が熱膨張していないとき（以下、「通常時」という）の本実施形態に係るバックライト１０の要部構成を示す断面図である。図５（Ｂ）は、導光板１６が熱膨張しているとき（以下、「熱膨張時」という）の本実施形態に係るバックライト１０の要部構成を示す断面図である。なお、本実施形態の構成要素のうち第１の実施形態と同一の要素については、同一の参照符号を付して説明を省略する。

　本実施形態に係るバックライト１０は、両面テープ１３ｂとしてクッション性を有するものを用いることを除き、上記第１の実施形態に係るバックライト１０と同様の構成である。このような両面テープ１３ｂとしては、例えば、熱伝導性の高い樹脂からなる発泡体の両面に粘着材を塗布したものを用いることができる。ただし、両面テープ１３ｂの熱伝導性を保つためには、この両面テープ１３ｂのクッション性を高めすぎない方が望ましい。

　図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示すように、シャーシ穴部１１Ｂａは、このシャーシ穴部１１Ｂａに対応する下側凸部１２ｂよりも、ＬＥＤ基板１２の前面の垂直方向（図５（Ａ）および図５（Ｂ）における横方向）に僅かに大きく形成されている。同様に、フレーム穴部１８ａは、このフレーム穴部１８に対応する上側凸部１２ｃよりも、ＬＥＤ基板１２の前面の垂直方向に僅かに大きく形成されている。各下側凸部１２ｂは、対応するシャーシ穴部１１Ｂａに嵌め込まれている。また、各上側凸部１２ｃは、対応するフレーム穴部１８ａに嵌め込まれている。

　図５（Ａ）に示すように、通常時には、所定の導光板－ＬＥＤ間距離Ｌ３（例えば１ｍｍ程度）が保たれている。一方、図５（Ｂ）に示すように、熱膨張時には導光板１６の光入射面がＬＥＤ１２ａに接触することとなる。なお、導光板１６の熱膨張は周囲の温度上昇によって生じる。

　本実施形態では、シャーシ穴部１１Ｂａが、このシャーシ穴部１１Ｂａに対応する下側凸部１２ｂよりも、ＬＥＤ基板１２の前面の垂直方向に僅かに大きく形成され、フレーム穴部１８ａが、このフレーム穴部１８に対応する上側凸部１２ｃよりも、ＬＥＤ基板１２の前面の垂直方向に僅かに大きく形成されると共に、クッション性のある両面テープ１３ｂがＬＥＤ基板１２の背面に配置されている。そのため、図５（Ｂ）に示すように、熱膨張時に導光板１６の光入射面がＬＥＤ１２ａに接触しても、ＬＥＤ基板１２の位置が、ＬＥＤ基板１２の前面の垂直方向に変動可能となっている。

　ここで、上述の図１０および図１１に示す従来のバックライトと本実施形態に係るバックライト１０とで、通常時の導光板－ＬＥＤ基板距離Ｌ３が互いに等しい場合を考える。従来のバックライトではＬＥＤ基板１２の位置が変動しないので、熱膨張時に導光板１６の光入射面がＬＥＤ１２ａに接触すると、ＬＥＤ１２ａおよびＬＥＤ基板１２に、ＬＥＤ基板１２の前面の垂直方向（熱伝導部材１４側向き）の負荷がかかる。そのため、ＬＥＤ１２ａの損傷やＬＥＤ基板１２の割れ等が生じるおそれがある。一方、本実施形態に係るバックライト１０では、上述のようにＬＥＤ基板１２の位置がＬＥＤ基板１２の前面の垂直方向に変動可能となっているので、熱膨張時に導光板１６の光入射面がＬＥＤ１２ａに接触したとしても、ＬＥＤ１２ａの損傷やＬＥＤ基板１２の割れ等が生じにくくなる。言い換えると、本実施形態では、導光板－ＬＥＤ間距離Ｌ３を従来よりも小さくすることができる。

　＜２．２　効果＞
　本実施形態によれば、ＬＥＤ基板１２の位置が、このＬＥＤ基板１２の前面の垂直方向に変動可能となっているので、熱膨張時にＬＥＤ１２ａの損傷やＬＥＤ基板１２の割れ等が生じにくくなる。したがって、導光板－ＬＥＤ間距離Ｌ３を従来よりも小さくすることができる。これにより、ＬＥＤ１２ａから導光板１６の光入射面への光の入射効率を従来よりも高めることができる。

　＜３．第３の実施形態＞
　＜３．１　従来構造で軽量化を図った場合の問題点＞
　従来、アルミ材または電気亜鉛メッキ鋼板等からなるバックライトシャーシ１１が用いられていたが、このようなバックライトシャーシ１１のサイズを変更することなくその軽量化を図ることは困難である。そこで、バックライトシャーシ１１の材料として樹脂を用いることが考えられる。これにより、バックライトシャーシ１１を軽量化することができる。

　しかし、上述のように、バックライトシャーシ１１はＬＥＤ１２ａから発生した熱を放熱するための放熱部材としても機能すべきものであるが、アルミ材または電気亜鉛メッキ鋼板等に比べて樹脂は熱伝導性が低い。したがって、樹脂からなるバックライトシャーシ１１は、アルミ材または電気亜鉛メッキ鋼板等からなるバックライトシャーシ１１に比べて、ＬＥＤ１２ａから発生した熱を十分に放熱することができない。

　そこで、グラファイトシート等の熱伝導性の高い部材を用いて、ＬＥＤ１２ａから発生した熱を放熱することが考えられる。図６は、図１０および図１１に示す従来のバックライトにおいて、バックライトシャーシ１１の材料をアルミ材等に代えて樹脂とし、さらに、ＬＥＤ１２ａが実装されたＬＥＤ基板１２とバックライトシャーシ１１の底面部１１Ｂとの間にグラファイトシートを設けた参考例を示す断面図である。なお、この参考例に係るバックライトは、バックライトシャーシ１１が樹脂からなることおよびグラファイトシート１９が設けられていることを除き、図１０および図１１に示す従来のバックライトと同様の構成である。

　図６に示すように、参考例に係るバックライトでは、グラファイトシート１９が、ＬＥＤ基板１２、両面テープ１３ｂ、熱伝導部材１４、および反射シート１５とバックライトシャーシ１１の底面部１１Ｂとの間に設けられている。

　上述のように、ＬＥＤ１２ａから発生した熱はまずＬＥＤ基板１２に伝達される。ところが、バックライトシャーシ１１が熱伝導性の低い樹脂からなるので、ＬＥＤ基板１２に伝達された熱が、両面テープ１３ｂ、熱伝導部材１４の順に伝達された後、バックライトシャーシ１１から放熱されにくくなる。一方、ＬＥＤ基板１２の下側長手側面にはグラファイトシート１９が接しているので、ＬＥＤ基板１２に伝達された熱は、このグラファイトシート１９に伝達される。

　グラファイトシート１９の熱伝導性は、厚さ方向（図６の縦方向）のよりも平面方向（図６の横方向）の方が優れている。さらに、樹脂からなるバックライトシャーシ１１の熱伝導性は上述のように低い。したがって、図６に示す参考例では、ＬＥＤ１２ａで発生した熱がバックライトの外部に放熱されにくく、さらに、この熱は、グラファイトシート１９を通じて反射シート１５、導光板１６、および光学シート１７に熱が伝わる。その結果、反射シート１５、導光板１６、および光学シート１７の反りや撓みが発生する。なお、図６に示す参考例のみならず、図８および図９に示す従来のバックライトにおいて、バックライトシャーシ１１の材料をアルミ材等に代えて樹脂とし、さらに、ＬＥＤ１２ａが実装されたＬＥＤ基板１２とバックライトシャーシ１１の底面部１１Ｂとの間にグラファイトシートを設けた場合にも同様の問題が生じる。

　これに対して、以下に示す本発明の第３の実施形態に係るバックライト１０では、バックライトシャーシ１１の材料として樹脂を用いても、ＬＥＤ１２ａで発生した熱が十分に外部に放熱される。

　＜３．２　バックライトの構成＞
　本発明の第３の実施形態に係るバックライト１０について、図７を参照しつつ説明する。図７は、本実施形態に係るバックライト１０の要部構成を示す断面図である。なお、本実施形態の構成要素のうち第１の実施形態と同一の要素については、同一の参照符号を付して説明を省略する。

　本実施形態に係るバックライト１０は、バックライトシャーシ１１が樹脂からなることおよび第２熱伝導部材としてのグラファイトシート１９をさらに備えることを除き、上記第１の実施形態に係るバックライト１０と同様の構成である。

　図７に示すように、バックライトシャーシ１１の底面部１１Ｂの外面（バックライト１０の外部側の面）には、シャーシ穴部１１Ｂａを覆うとともにＬＥＤ基板１２の下側凸部１２ｂに接するようにグラファイトシート１９が配置されている。このグラファイトシート１９の熱伝導性は、樹脂からなるバックライトシャーシ１１の熱伝導性よりも高い。

　ＬＥＤ１２ａで発生した熱は、まずＬＥＤ基板１２に伝達された後、下側凸部１２ｂからグラファイトシート１９に伝達される。グラファイトシート１９に伝達された熱は、このグラファイトシート１９の平面方向（図７の横方向）に広がり、外部に放熱される。上述のようにバックライトシャーシ１１の熱伝導性は低いので、グラファイトシート１９に伝達された熱は、反射シート１５、導光板１６、および光学シート１７に伝達されにくい。したがって、反射シート１５、導光板１６、および光学シート１７の反りや撓みの発生を防止することができる。

　＜３．３　効果＞
　本実施形態によれば、バックライトシャーシ１１の材料として樹脂を用いた場合でも、ＬＥＤ１２ａで発生した熱が十分に外部に放熱される。これにより、軽量化されたバックライト１０において、上記第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。

　なお、グラファイトシート１９に代えて、バックライトシャーシ１１よりも熱伝導性の高い他の放熱部材を用いてもよい。

　＜４．その他＞
　上記第３の実施形態におけるグラファイトシート１９を、第１の実施形態または第２の実施形態に係るバックライト１０に設けてもよい。この場合、ＬＥＤ１２ａで発生した熱をより効率的に放熱することができる。

　上記各実施形態では、本発明に係る面状照明装置を液晶表示装置のバックライトとして用いることを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本発明に係る面状照明装置が単体で照明装置として使用されてもよい。

　その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で上記各実施形態を種々変形して実施することができる。

　以上より、本発明によれば、光学的なムラが抑制されると共に、発光ダイオードの寿命劣化が抑制された面状照明装置およびそれを備えた液晶表示装置を提供することができる。

　本発明は、ＬＥＤを光源として用いたエッジライト方式の面状照明装置に適用することができる。

１０…バックライト（面状照明装置）
１１…バックライトシャーシ
１１Ｂ…底面部
１１Ｂａ…シャーシ穴部（第１穴部）
１１Ｓ…側壁部
１２…ＬＥＤ基板
１２ａ…ＬＥＤ（発光ダイオード）
１２ｂ…下側凸部（第１凸部）
１２ｃ…上側凸部（第２凸部）
１３ａ…ネジ
１３ｂ…両面テープ（接着部材）
１４…熱伝導部材（第１熱伝導部材）
１５…反射シート
１６…導光板
１７…光学シート
１８…パネルフレーム
１８ａ…フレーム穴部（第２穴部）
１９…グラファイトシート（第２熱伝導部材）
２０…液晶パネル
３０…ベゼル
１００…液晶表示装置

Claims

　矩形状の底面部および当該底面部を取り囲む側壁部を含む皿状のシャーシと、
　前記側壁部に沿って前記シャーシ内部に配置され、複数の発光ダイオードが所定間隔に第１主面に実装された基板と、
　前記複数の発光ダイオードに一側面が近接した導光板と、
　前記基板における第２主面側に配置された第１熱伝導部材と、
　前記シャーシ上に配置された矩形枠状のフレームとを備え、
　前記基板の一方の長手側面に、所定間隔に第１凸部が設けられ、
　前記基板の他方の長手側面に、所定間隔に第２凸部が設けられ、
　前記底面部の前記第１凸部に対応する位置に、当該第１凸部に対応した形状の第１穴部が設けられ、
　前記フレームの前記第２凸部に対応する位置に、当該第２凸部に対応した形状の第２穴部が設けられ、
　前記第１凸部は、当該第１凸部に対応する前記第１穴部に嵌め込まれ、
　前記第２凸部は、当該第２凸部に対応する前記第２穴部に嵌め込まれていることを特徴とする、エッジライト方式の面状照明装置。
　前記基板と前記第１熱伝導部材とは、熱伝導性を有する接着部材により互いに固定されていることを特徴とする、請求項１に記載の面状照明装置。
　前記接着部材はクッション性を有し、
　前記第１穴部は、当該第１穴部に対向する前記第１凸部よりも前記第１主面の垂直方向に大きく、
　前記第２穴部は、当該第２穴部に対向する前記第２凸部よりも前記第１主面の垂直方向に大きいことを特徴とする、請求項２に記載の面状照明装置。
　前記基板と前記第１熱伝導部材とはネジにより互いに固定されていることを特徴とする、請求項１に記載の面状照明装置。
　前記シャーシは樹脂からなることを特徴とする、請求項１に記載の面状照明装置。
　前記底面部の外面に配置された、前記シャーシよりも熱伝導性は高い第２熱伝導部材をさらに備え、
　前記第２熱伝導部材の一部は前記第１凸部に接することを特徴とする、請求項５に記載の面状照明装置。
　液晶パネルと、
　前記液晶パネルの背面側に配置され、当該液晶パネルに光を照射する請求項１から６までのいずれか一項に記載の面状照明装置とを備えることを特徴とする、液晶表示装置。