以下に、本発明に係るバックライトユニット1を備える液晶表示装置100について説明する。図1は、液晶表示装置100を分解して示す図である。液晶表示装置100は、バックライトユニット1と、液晶パネル2と、拡散板3とを備える。
液晶パネル2は、2枚の基板を含み、矩形平板状に構成される。液晶パネル2は、バックライトユニット1が備えるフレーム部材13の底部131の底面131aと液晶パネル2の主面とが略平行になるように、フレーム部材13の側壁部132によって支持される。液晶パネル2は、TFT(thin film transistor)等のスイッチング素子を含み、2枚の基板の隙間には液晶が注入されている。また、この2枚の基板には、画素の駆動制御用のドライバ(ソースドライバ)、種々の素子および配線が設けられている。このように構成される液晶パネル2は、バックライトユニット1から光が照射されることによって、主面の1つである表示画面2aに画像を表示する。
拡散板3は、矩形平板状の部材である。拡散板3は、液晶パネル2とバックライトユニット1との間において、液晶パネル2の主面と拡散板3の主面とが平行になるように、フレーム部材13の側壁部132によって支持される。拡散板3は、バックライトユニット1から照射される光を、拡散板3の面方向に拡散することによって、表示画面2aの輝度が局所的に偏ることを防止する。
なお、液晶パネル2と拡散板3との間に、プリズムシートを配置してもよい。プリズムシートは、拡散板3を介して到達した光の進行方向を、液晶パネル2の厚み方向に変換し、表示画面2aの輝度を向上させる。
図2に、液晶パネル2側から拡散板3およびバックライトユニット1を平面視したときの様子を示す。バックライトユニット1は、液晶パネル2に対して、表示画面2aとは反対側の主面である背面側から光を照射する直下型の照明装置である。バックライトユニット1は、光を出射する複数の発光部111と、光を反射する反射部材118と、発光部111が実装される複数のプリント基板12と、金属材料から形成されるフレーム部材13とを含む。
フレーム部材13は、液晶パネル2と予め定められた間隔をあけて対向する平板状の底部131と、底部131に連なり底部131から立ち上がる4つの側壁部132とからなる。底部131は、厚み方向に見たときの形状が矩形状であり、その大きさは液晶パネル2よりも少し大き目である。側壁部132は、底部131のうち、厚み方向に見たときに矩形の短辺をなす2つの端部と、長辺をなす2つの端部とから、液晶パネル2に向かって、それぞれ立ち上がって形成される。フレーム部材13の厚みは、たとえば0.8mm〜1.0mmである。
プリント基板12は、フレーム部材13の底部131の底面131aに対して、固定部材101によって固定される。プリント基板12の実装面12aには、該プリント基板12の長手方向に沿って、複数の発光部111が設けられる。プリント基板12は、略長方形板状の部材であり、長手方向に垂直な幅方向の長さ(幅)がたとえば10mmであり、長手方向および幅方向に垂直な厚み方向の長さ(厚み)がたとえば0.8mmである。複数のプリント基板12は、幅方向に並列し、たとえば30mm離間して設けられる。したがって、フレーム部材13の底部131の底面131aに垂直な方向(X方向)に平面視すると、図2に示すように、複数の発光部111は、マトリクス状に整列配置される。プリント基板12の長手方向において、隣接する発光部111の中心間の間隔は、たとえば55mmである。
プリント基板12は、たとえば、導電パターンが両面に印刷されたガラスエポキシからなる基板である。プリント基板12は、フレーム部材13の側壁部132まで延びて設けられ、プリント基板12に電力を供給するためのコネクタ132aと、プリント基板12の導電パターンとが接続される。プリント基板12上の各発光部111は、コネクタ132aおよび導電パターンを介して電力が供給される。
プリント基板12は、高反射グレードであり、実装面12aの、発光部111から出射される可視光に対する全反射率(以下では、単に「反射率」と称する)は、80%〜95%である。ここで、反射率は、JIS K 7375に準拠して測定することができる。上記のような反射率を有するプリント基板12は、ガラスエポキシからなるベース部材の表面に、銅箔によって導電パターンを形成し、導電パターンのうち接続端子となる部分だけが露出するように、白色のレジストパターンを形成し、さらに、その上に、白のシルク印刷を行うことによって、製造することができる。
反射部材118は、フレーム部材13の底部131に支持される。反射部材118は、発光部111に対して露出し、該発光部111から出射された光が到達する部分において、該発光部111から出射された光を反射する。反射部材118は、発光部111から出射される光に対して高い反射率、理想的には100%の反射率を有する部材である。たとえば、反射部材118は白色であり、発光部111から出射される光に対して95%〜98%の反射率を有する。
反射部材118は、高輝性PET(Polyethylene Terephthalate)、アルミニウムなどから形成される。高輝性PETとは、蛍光剤を含有した発泡性PETであり、たとえば、東レ株式会社製のE60V(商品名)などを挙げることができる。反射部材118は、X方向に平面視したときの外形状が、たとえば長方形状である。反射部材118の厚みは、たとえば0.1mm〜0.4mmである。
反射部材118は、フレーム部材13の底部131の底面131a上においてX方向に延び、プリント基板12よりも底部131側に設けられる主反射部1181と、該主反射部1181に連なり、該主反射部1181の主面に対して傾斜して延在する主面を有する副反射部1182とを含んでいる。
主反射部1181は、平板状部材であり、X方向に平面視したときの外形状が、たとえば長方形状である。主反射部1181は、X方向に平面視したときの長方形の各辺が、複数の発光部111の配列方向(マトリクス状の配列における行方向または列方向)と平行になるように形成される。
副反射部1182は、台形平板状部材であり、長方形状の主反射部1181の4つの辺部分にそれぞれ連なって設けられる。4つの副反射部1182は、隣接する副反射部1182同士が連なることで、各発光部111に臨む内周面を形成する。この内周面は、X方向を軸線方向とする四角錐台の側面状である。
上記内周面を形成する各副反射部1182の主面は、X方向に垂直な方向において主反射部1181から離れるにつれて、X方向において拡散板3へ向かうように、傾斜して延びて形成される。各副反射部1182は、主反射部1181のそれぞれ異なる辺部分に設けられるので、各副反射部1182は、それぞれ異なる方向に傾斜することになる。ただし、主反射部1181に対する各副反射部1182の傾斜角度はすべて等しいことが好ましく、たとえば、後に説明する図10に示す傾斜角度θは、100°である。なお、傾斜角度θは、100°には限られず、90°以上180°未満の範囲内で適宜設定することができる。
後に説明する図10に示す、反射部材118の高さH2は、1mm〜5mmであり、たとえば、7mmである。ここで、高さH2は、副反射部1182の、X方向において主反射部1181の表面から最も離間した部分と、主反射部1181の表面との、X方向における距離である。なお、後に説明する図10に示す、拡散板3からプリント基板12までの距離H3は、たとえば6mmである。
上記のように構成される反射部材118は、一体的に成形され、すべての発光部111にわたって設けられる1個の反射部材118であることが好ましい。反射部材118を一体成形する方法としては、反射部材118が発泡性PETにより構成されている場合には押出し成型加工を挙げることができ、反射部材118がアルミニウムにより構成されている場合にはプレス加工を挙げることができる。このように、反射部材118を一体成形することにより、バックライトユニット1の組立作業時に、反射部材118を取り付ける作業数を低減することができるので、組立作業の効率を向上することができる。
図3に、発光部111の詳細を示す。発光部111は、発光ダイオード(LED)チップ111aと、LEDチップ111aを支持する基台111bと、レンズ112とを含む。基台111bは、LEDチップ111aを支持するための部材である。基台111bは、LEDチップ111aを支持する支持面が、X方向に平面視したときに正方形状に形成され、この正方形の一辺の長さL1は、たとえば3mmである。また、基台111bのX方向長さは、たとえば1mmである。
図4は、基台111bとLEDチップ111aとを示す図であり、図4(a)が平面図であり、図4(b)が正面図であり、図4(c)が底面図である。基台111bは、セラミックス、樹脂などからなる基台本体111gと、基台本体111gに設けられる2つの電極111cとを含んでおり、LEDチップ111aは、基台111bの支持面となる基台本体111gの上面の中央部に、接着部材111fで固定されている。2つの電極111cは、互いに離間しており、それぞれ、基台本体111gの上面、側面、および底面にわたって設けられる。
2つの電極111cと、LEDチップ111aの図示しない2つの端子とが、2つのボンディングワイヤ111dによってそれぞれ接続される。そして、LEDチップ111aおよびボンディングワイヤ111dは、シリコン樹脂などの透明樹脂111eによって封止される。
図5に、プリント基板12に実装されるLEDチップ111aおよび基台111bを示す。LEDチップ111aは、基台111bを介してプリント基板12に実装され、プリント基板12から液晶パネル2へ向かう方向に光を出射する。LEDチップ111aの光軸Sの延びる方向(光軸S方向)は、X方向である。LEDチップ111aは、発光部111をX方向に平面視したときに、基台111bの中央部に位置する。複数の発光部111において、それぞれのLEDチップ111aによる光の出射の制御は、互いに独立して制御可能である。これによって、バックライトユニット1は、部分的な調光制御(ローカルディミング)が可能である。
プリント基板12へLEDチップ111aおよび基台111bを実装するときは、まず、プリント基板12が備える導電パターンの2つの接続端子部121の上に、それぞれ、はんだを付け、このはんだに、基台本体111gの底面に設けられる2つの電極111cがそれぞれ合致するように、たとえば図示しない自動機によって、プリント基板12に、基台111bおよび基台111bに固定されているLEDチップ111aを載せる。基台111bおよび基台111bに固定されているLEDチップ111aを載せたプリント基板12は、赤外線を照射するリフロー槽に送られ、はんだは約260℃に熱せられ、基台111bとプリント基板12とがはんだ付けされる。
図3に示すレンズ112は、LEDチップ111aおよびLEDチップ111aを支持する基台111bを覆うように、基台111bに当接して設けられ、LEDチップ111aから出射された光の少なくとも一部を、LEDチップ111aの光軸Sに交差する複数の方向に反射または屈折させる。レンズ112は、透明なレンズであり、たとえばシリコン樹脂やアクリル樹脂などからなる。
レンズ112において、液晶パネル2に対向する面である上面112aは、中央部に凹みを有して湾曲して形成される。また、側面112bは、LEDチップ111aの光軸S方向を軸線方向とする円柱の側面状に形成される。
レンズ112は、光軸Sまわりに回転対称に形成される。レンズ112において、光軸Sに直交する断面の直径L2は、たとえば10mmである。レンズ112は、基台111bに対して外方に延出して設けられている。すなわち、レンズ112は、LEDチップ111aの光軸Sに垂直な方向に関して基台111bよりも大きい(レンズ112の直径L2は、基台111bの支持面の一辺の長さL1よりも大きい)。このように、レンズ112が基台111bに対して外方に延出して設けられることによって、LEDチップ111aから出射された光をレンズ112により広範囲に拡散させることができる。また、レンズ112の直径L2は、プリント基板12の幅以下であることが好ましい。
また、レンズ112の高さH1は、たとえば2mmであり、直径L2よりも小さい。すなわち、レンズ112は、LEDチップ111aの光軸Sに垂直な方向の最大長さが、高さH1よりも大きい。直径L2を高さH1よりも大きくするのは、バックライトユニット1の薄型化および液晶パネル2への光の均一照射のためである。バックライトユニット1を薄型化するためには、レンズ112の高さH1を小さく、すなわち、レンズ112を極力薄くする必要がある。しかしながら、レンズ112を薄くすると、液晶パネル2の背面に照度むらが発生し易くなり、その結果、液晶パネル2の表示画面2aに輝度むらが発生し易くなる。特に、隣接するLEDチップ111aの間の距離が長い場合、液晶パネル2の背面の、隣接するLEDチップ111aの間となる部分は、2つのLEDチップ111aから遠く離れており、照射光量が少なくなるので、この部分とLEDチップ111aに対向する部分との間で、照度むら(輝度むら)が生じ易くなる。LEDチップ111aから照射された光を、レンズ112を介して、LEDチップ111aから遠く離れた領域に照射させるには、レンズ112の直径L2をある程度大きくする必要があり、レンズ112の直径L2を、高さH1よりも大きくすることで、バックライトユニット1の薄型化と液晶パネル2への光の均一照射とを可能にしている。
なお、仮に、レンズ112の高さH1よりも、レンズ112の直径L2を小さくした場合、バックライトユニット1の薄型化および均一照射が困難になるばかりでなく、LEDチップ111aに合わせてレンズ112を成形するインサート成形において、バランスが悪くなり易いという課題が生じる。また、LEDチップ111aおよび基台111bと、インサート成形されたレンズ112とからなる発光部111をプリント基板12にはんだ付けする際に、バランスを崩し易く、組立上にも課題が生じる。
レンズ112の上面112aは、LEDチップ111aに対向し、かつ、拡散板3の主面に平行な中央部分1121と、中央部分1121を取り囲む第1湾曲部分1122と、第1湾曲部分を取り囲む第2湾曲部分1123とを含む。レンズ112の表面において、上面112aの中央部分1121および第2湾曲部分1123ならびに側面112bは、LEDチップ111aから出射され、レンズ112の内部を通って到達した光を透過する透過領域となる。また、上面112aの第1湾曲部分1122は、LEDチップ111aから出射され、レンズ112の内部を通って到達した光を側面112bに向けて反射する反射領域となる。
レンズ112は、その底面全体に、光を反射する反射部119が形成される。反射部119は、銀やアルミニウムのシートを張り付けたり、アルミ蒸着を行ったりすることで形成することができる。反射部119の厚みは、たとえば、50μmであり、LEDチップ111aから出射される可視光に対する反射率が、98%以上である。なお、アルミ蒸着は、真空にした容器の中でアルミニウムを加熱させて、蒸着対象物であるレンズ112の底面に付着させて行われる。
レンズ112の上面112aの中央部分1121は、上面112aの中央において、中央部分1121の中心(すなわち、レンズ112の光軸)が、LEDチップ111aの光軸S上に位置するように形成される。上面112aの中央部分1121は、LEDチップ111aの発光面に平行であり、円形状に形成され、この円形状の直径L3は、たとえば1mmである。なお、中央部分1121の形状を、上記円形状の代わりに、上記円形状の底面を有し、LEDチップ111aに向かって突出する仮想的な円錐の側面状にしてもよい。
レンズ112の上面112aの中央部分1121は、拡散板3の、中央部分1121に対向する領域およびその近傍の領域に光を照射するために形成されている。中央部分1121はLEDチップ111aに対向する部分であるので、LEDチップ111aから出射される光の大半が中央部分1121に到達し、その大半の光がそのまま透過した場合、中央部分1121に対向する領域およびその近傍の領域の照度が際立って大きくなる。そこで、この中央部分1121の形状を、上記円錐の側面状とすることが好ましい。上記円錐の側面状とした場合、大半の光が中央部分1121で反射され、中央部分1121を透過する光は少なくなるので、中央部分1121に対向する領域およびその近傍の領域の照度を抑えることができる。
レンズ112の上面112aの第1湾曲部分1122は、中央部分1121の外周縁端部を取り巻き、この外周縁端部に連なる環状の曲面であり、この曲面は、LEDチップ111aの光軸Sを中心として外方に向かうにつれて光軸S方向の一方(液晶パネル2に向かう方向)に延び、内方および光軸S方向の一方に凸となるように湾曲している。ここで、外周縁端部とは、光軸S方向に平面視したときに、光軸Sを中心として最外方となる部分であり、光軸Sのまわりを1周する部分である。第1湾曲部分1122は、反射領域とするために、曲面の形状が、LEDチップ111aから出射された光が全反射するように設計される。
より詳細には、LEDチップ111aから出射された光のうち、レンズ112の上面112aの第1湾曲部分1122に到達した光は、第1湾曲部分1122で全反射した後、レンズの側面112bを透過し、反射部材118の主反射部1181またはプリント基板12の実装面12aへ向かう。主反射部1181またはプリント基板12の実装面12aに到達した光は拡散され、拡散光の一部は、拡散板3において、主反射部1181またはプリント基板12の実装面12aに対向する領域に照射される。また、拡散光の他の一部は、反射部材118の副反射部1182に向かい、副反射部1182でさらに拡散され、拡散光は、拡散板3において、副反射部1182に対向する領域にそれぞれ照射される。このようにして、LEDチップ111aに対向していない領域への照射光量を増加させることができる。
レンズ112の上面112aの第1湾曲部分1122は、LEDチップ111aから出射された光を全反射するために、LEDチップ111aから出射された光の入射角度が、臨界角φ以上となるように形成される。たとえば、レンズ112の材質をアクリル樹脂とするとき、アクリル樹脂の屈折率は「1.49」であり、空気の屈折率は「1」であるので、sinφ=1/1.49となる。この式から、臨界角φは42.1°となり、第1湾曲部分1122は、入射角度が42.1°以上となる形状に形成される。また、たとえば、レンズ112の材質をシリコン樹脂とするとき、シリコン樹脂の屈折率は「1.43」であり、空気の屈折率は「1」であるので、sinφ=1/1.43となる。この式から、臨界角φは44.4°となり、第1湾曲部分1122は、入射角度が44.4°以上となる形状に形成される。
レンズ112の上面112aの第2湾曲部分1123は、第1湾曲部分1122の外周縁端部を取り巻き、この外周縁端部に連なる環状の曲面であり、この曲面は、LEDチップ111aの光軸Sを中心として外方に向かうにつれて光軸S方向の他方(液晶パネル2から離反する方向)に延び、外方および光軸S方向の一方に凸となるように湾曲している。
LEDチップ111aから出射された光のうち、レンズ112の上面112aの第2湾曲部分1123に到達した光は、第2湾曲部分1123を透過するときに、発光部111に向かう方向に屈折して、拡散板3、反射部材118、およびプリント基板12に向かう。反射部材118またはプリント基板12の実装面12aに到達した光は、拡散して拡散板3に向かう。このように第2湾曲部分1123により拡散板3へ向かう光は、拡散板3において、レンズ112の上面112aの中央部分1121および第1湾曲部分1122によって光が照射される領域とは異なる領域に主に照射され、これによって光量の補完が行われる。なお、第2湾曲部分1123は、光を透過する必要があるので、LEDチップ111aから出射された光を全反射しないように、たとえば入射角度が42.1°未満となる形状に形成される。
このように、レンズ112は、上面112aの中央部分1121の外周縁端部に、LEDチップ111aから出射された光をレンズ112の側面112bへ向けて全反射させる第1湾曲部分1122が形成され、この第1湾曲部分1122の外周縁端部に、LEDチップ111aから出射された光を屈折させる第2湾曲部分1123が形成されている。LEDチップ111aは一般的に指向性が強く、光軸S付近の光量が極めて大きく、光軸Sに対する光の出射角度が大きくなればなるほど光量が小さくなる。したがって、LEDチップ111aの光軸S(すなわち、レンズ112の光軸)から比較的遠い領域への照射光量を大きくするためには、光軸Sに対する出射角度が大きな光を、この領域へ向けるのではなく、出射角度が小さな光を、この領域へ向ける必要がある。バックライトユニット1は、上記のように、光軸Sが通る中央部分1121の周囲に、上記の領域へ向けて光を全反射させる第1湾曲部分1122が隣接して形成されるので、上記の領域への照射光量を大きくすることができる。これに対して、仮に、中央部分1121の周囲に、第2湾曲部分1123を隣接させて形成し、この第2湾曲部分1123の周囲に、第1湾曲部分1122を隣接して形成した場合、第1湾曲部分1122へ向かう光の光軸Sに対する出射角度が大きくなり、その結果、第1湾曲部分1122で全反射されて上記の領域に照射される光の量は、少なくなってしまう。
図6は、LEDチップ111aから出射された光の光路を模式的に示す図である。LEDチップ111aから出射された光は、レンズ112に入射し、レンズ112で反射および屈折される。具体的には、レンズ112に入射した光のうち、レンズ112の上面112aの中央部分1121に到達した光は、液晶パネル2に向けて矢符A1方向などに出射され、上面112aの第1湾曲部分1122に到達した光は、全反射して側面112bから矢符A2方向などに出射され、上面112aの第2湾曲部分1123に到達した光は、屈折して液晶パネル2に向けて矢符A3方向などに出射される。
LEDチップ111aとレンズ112とは、レンズ112の中心(すなわち、レンズ112の光軸)がLEDチップ111aの光軸S上に位置し、レンズ112がLEDチップ111aに当接するように、予め高精度に位置合わせされて形成されている。このように、LEDチップ111aとレンズ112とを、予め位置合わせして形成する方法としては、インサート成形や、所定の形状に成形されたレンズ112に基台111bに支持されたLEDチップ111aを嵌合させる方法などを挙げることができる。本実施形態では、LEDチップ111aとレンズ112とは、インサート成形により、予め位置合わせされて形成されている。
インサート成形する際には、大きく分けて、上面金型と下面金型とを使用する。上面金型と下面金型とを合わせた際に形成される空間に、LEDチップ111aを保持した状態で、レンズ112の原料となる樹脂を樹脂流入口から注入することにより成形する。なお、上面金型と下面金型とを合わせた際に形成される空間に、基台111bに支持されたLEDチップ111aを保持した状態で、レンズ112の原料となる樹脂を樹脂注入口から注入することにより成形するようにしてもよい。このように、LEDチップ111aとレンズ112とをインサート成形により形成することによって、レンズ112がLEDチップ111aに当接するように、高精度に位置合わせすることができる。これによって、バックライトユニット1は、LEDチップ111aから出射された光を、LEDチップ111aに当接したレンズ112により、精度よく反射および屈折させることができるので、後に説明する図10に示す、拡散板3からプリント基板12までの距離H3が小さい薄型化された液晶表示装置100においても、面方向において輝度が均一になるように、液晶パネル2に光を照射することができる。
次に、プリント基板12、反射部材118、およびフレーム部材13の底部131について詳細に説明する。図7は、プリント基板12をX方向に平面視したときの図である。図8は、反射部材118をX方向に平面視したときの図である。図9は、フレーム部材13の底部131をX方向に平面視したときの図である。図10は、図2に示す線X−Xを切断面線とする断面図である。図11は、図2に示す線XI−XIを切断面線とする断面図である。
プリント基板12は、フレーム部材13の底部131に対して、X方向に垂直な方向における位置決めを行うための、位置決め用丸孔12bと、位置決め用長孔12cとが形成される。反射部材118の主反射部1181には、プリント基板12の位置決め用丸孔12bに対向して、位置決め用丸孔1181aが形成され、プリント基板12の位置決め用長孔12cに対向して、位置決め用長孔1181bが形成される。X方向に平面視したとき、プリント基板12の位置決め用丸孔12bの直径は、主反射部1181の位置決め用丸孔1181aの直径に等しいか、または小さく、プリント基板12の位置決め用長孔12cの大きさと主反射部1181の位置決め用長孔1181bの大きさとは同程度である。フレーム部材13の底部131の底面131aには、プリント基板12に向かって突出する略円柱状の、位置決め用丸孔12b,1181aに挿通される丸孔用凸部1311と、位置決め用長孔12c,1181bに挿通される長孔用凸部1312とが形成される。X方向に平面視したとき、丸孔用凸部1311の直径は、位置決め用丸孔12b,1181aの直径に等しいか、または小さく、長孔用凸部1312の直径は、位置決め用長孔12c,1181bの幅に等しいか、または小さい。
図8および図10に示すように、反射部材118の4つの副反射部1182のうち、長方形状の主反射部1181の短辺に連なる副反射部1182には、プリント基板12が挿通される基板挿通用孔1182aが形成される。また、反射部材118の主反射部1181には、プリント基板12を挟んで発光部111と対向する位置に、円形状の放熱用孔1181cが形成される。図7に示すように、この放熱用孔1181cは、発光部111の光軸S方向(X方向)に平面視したときに、プリント基板12の外周端よりも内方に形成される。すなわち、X方向に平面視したとき、放熱用孔1181cの直径は、プリント基板12の幅以下である。これにより、放熱用孔1181cが露出しないので、主反射部1181によって均一に光を反射させることができる。また、図10および図11に示すように、フレーム部材13の底部131の底面131aには、プリント基板12に向かって突出し、放熱用孔1181cに挿通される円柱状の放熱用凸部1313であって、プリント基板12の実装面12aとは反対側の面(裏面12d)に当接し、該プリント基板12を支持する放熱用凸部1313が形成される。
上記のように反射部材118に放熱用孔1181cが形成されることで、発光部111によって生じた熱が反射部材118に伝わり難くなる。さらに、フレーム部材13の底部131に放熱用凸部1313が形成されることで、発光部111によって生じた熱を速やかに外部へ放出することができる。したがって、プリント基板12や反射部材118の熱による変形を抑えることができる。
図7および図10に示すように、プリント基板12の長手方向両端部には、円形状の第1凹部12eが形成される。この第1凹部12eには、円形状のブシュ挿通用孔12fが形成される。反射部材118の主反射部1181には、プリント基板12のブシュ挿通用孔12fに対向して、円形状の第1凸部挿通用孔1181dが形成される。X方向に平面視したとき、主反射部1181の第1凸部挿通用孔1181dの直径は、プリント基板12のブシュ挿通用孔12fの直径よりも大きい。また、第1凸部挿通用孔1181dは、発光部111の光軸S方向(X方向)に平面視したときに、プリント基板12の外周端よりも内方に形成される。すなわち、X方向に平面視したとき、第1凸部挿通用孔1181dの直径は、プリント基板12の幅以下である。
フレーム部材13の底部131の底面131aには、プリント基板12に向かって突出し、主反射部1181の第1凸部挿通用孔1181dに挿通される円柱状の固定用第1凸部1314が形成される。固定用第1凸部1314の上面1314aは、プリント基板12の裏面12dに当接し、該プリント基板12を支持する。固定用第1凸部1314には、プリント基板12のブシュ挿通用孔12fに連通するブシュ挿通用孔1314bが形成される。X方向に平面視したとき、固定用第1凸部1314の直径は、主反射部1181の第1凸部挿通用孔1181dの直径よりも小さい。また、X方向に平面視したとき、固定用第1凸部1314のブシュ挿通用孔1314bの直径とプリント基板12のブシュ挿通用孔12fの直径とは同程度である。
図10に示すように、プリント基板12の第1凹部12eと、フレーム部材13の固定用第1凸部1314とは、固定部材101によって固定される。固定部材101は、リベット1011と、リベット1011の一部が挿入されるブシュ1012とからなる。図12は、リベット1011の斜視図である。図13は、リベット1011が挿入される前の、ブシュ1012の平面図および底面図である。図14は、図13に示す線XIV−XIVで切断したときのブシュ1012の断面図である。
リベット1011は、白色の樹脂材料、たとえば、ポリカーボネイトの高反射グレードを材料として形成される。リベット1011の反射率は、反射部材118の反射率と略等しく、たとえば、90%程度である。ここで、略等しいとは、リベット1011の反射率が、反射部材118の反射率±10%の範囲内であることを意味する。
リベット1011は、略半球状の頭部1011aと、頭部1011aの平面部の中央部分に連なり、該平面部に対して垂直に延びる円柱状の軸部1011bとを有する。プリント基板12の第1凹部12eがフレーム部材13の固定用第1凸部1314に固定されている状態において、リベット1011の軸部1011bは、X方向に延び、プリント基板12のブシュ挿通用孔12f、反射部材118の主反射部1181の第1凸部挿通用孔1181d、および、フレーム部材13の固定用第1凸部1314のブシュ挿通用孔1314bに挿通され、ブシュ1012を介して、ブシュ挿通用孔1314b内に固定される。また、この状態において、X方向に平面視すると、リベット1011の頭部1011aの直径は、プリント基板12の第1凹部12eの直径よりも大きく、頭部1011aは第1凹部12eを覆い隠している。
ブシュ1012は、白色の樹脂材料、たとえば、ポリカーボネイトの高反射グレードを材料として形成される。ブシュ1012の反射率は、反射部材118の反射率と略等しく、たとえば、90%程度である。ここで、略等しいとは、ブシュ1012の反射率が、反射部材118の反射率±10%の範囲内であることを意味する。
ブシュ1012は、4本の棒状部分1012aと円環状部分1012bとを有している。棒状部分1012aは、拡散板3側からフレーム部材13の底部131側に向かうにつれて、内側の間隔W1が狭くなるように設けられる。拡散板3側における間隔W1はリベット1011の軸部1011bの直径にほぼ等しく、フレーム部材13の底部131側における間隔W1は軸部1011bの直径よりも小さい。また、棒状部分1012aの外側の間隔W2は、フレーム部材13の固定用第1凸部1314のブシュ挿通用孔1314bの直径に等しい。円環状部分1012bの内径は、リベット1011の軸部1011bの直径にほぼ等しい。また、円環状部分1012bの外径は、プリント基板12の第1凹部12eの直径よりも小さく、円環状部分1012bの高さは、第1凹部12eの深さよりも小さい。したがって、プリント基板12の第1凹部12eがフレーム部材13の固定用第1凸部1314に固定されている状態において、円環状部分1012bは第1凹部12eに嵌合される。
プリント基板12の第1凹部12eのブシュ挿通用孔12fおよびフレーム部材13の固定用第1凸部1314のブシュ挿通用孔1314bに、ブシュ1012の4本の棒状部分1012aが挿通され、該4本の棒状部分1012aの間の空間に、リベット1011の軸部1011bが挿通されることにより、図10に示すように、4本の棒状部分1012aが軸部1011bから遠ざかるようにそれぞれ変形する。その結果、軸部1011bがフレーム部材13の底部131に対して固定され、それによって、プリント基板12の第1凹部12eがフレーム部材13の固定用第1凸部1314に固定される。なお、このとき、図10に示すように、軸部1011bの先端は、固定用第1凸部1314のブシュ挿通用孔1314bから突出している。
図7および図11に示すように、プリント基板12の長手方向中央部には、円形状の第2凹部12gが形成される。この第2凹部12gには、円形状のブシュ挿通用孔12hが形成される。反射部材118の主反射部1181には、プリント基板12のブシュ挿通用孔12hに対向して、円形状の第2凸部挿通用孔1181eが形成される。X方向に平面視したとき、主反射部1181の第2凸部挿通用孔1181eの直径は、プリント基板12のブシュ挿通用孔12hの直径よりも大きい。また、第2凸部挿通用孔1181eは、発光部111の光軸S方向(X方向)に平面視したときに、プリント基板12の外周端よりも内方に形成される。すなわち、X方向に平面視したとき、第2凸部挿通用孔1181eの直径は、プリント基板12の幅以下である。
フレーム部材13の底部131の底面131aには、プリント基板12に向かって突出し、主反射部1181の第2凸部挿通用孔1181eに挿通される円柱状の固定用第2凸部1315が形成される。固定用第2凸部1315の上面1315aは、プリント基板12の裏面12dに当接し、該プリント基板12を支持する。固定用第2凸部1315には、プリント基板12のブシュ挿通用孔12hに連通するブシュ挿通用孔1315bが形成される。X方向に平面視したとき、固定用第2凸部1315の直径は、主反射部1181の第2凸部挿通用孔1181eの直径よりも小さい。また、X方向に平面視したとき、固定用第2凸部1315のブシュ挿通用孔1315bの直径とプリント基板12のブシュ挿通用孔12hの直径とは同程度である。
図11に示すように、プリント基板12の第1凹部12eがフレーム部材13の固定用第1凸部1314に固定されるときと同様にして、プリント基板12の第2凹部12gと、フレーム部材13の固定用第2凸部1315とが、固定部材101によって固定される。すなわち、プリント基板12の第2凹部12gのブシュ挿通用孔12hおよびフレーム部材13の固定用第2凸部1315のブシュ挿通用孔1315bに、ブシュ1012の4本の棒状部分1012aが挿通され、該4本の棒状部分1012aの間の空間に、リベット1011の軸部1011bが挿通されることにより、軸部1011bがフレーム部材13の底部131に対して固定され、それによって、プリント基板12の第2凹部12gがフレーム部材13の固定用第2凸部1315に固定される。
以上のように、1つのプリント基板12は、3対の固定部材101によって、フレーム部材13の底部131に対して固定されている。複数のプリント基板12と、フレーム部材13の底部131との間に、反射部材118の主反射部1181が設けられている。主反射部1181は、プリント基板12とフレーム部材13の底部131との間の部分において、該プリント基板12の裏面12dに近接または当接している。すなわち、プリント基板12の裏面12dは、主反射部1181に近接または当接しており、主反射部1181がフレーム部材13の底部131から離反するのを防いでいる。プリント基板12の裏面12dと主反射部1181とが近接する場合、X方向における裏面12dと主反射部1181との間隔は、たとえば0.1mm〜0.5mmである。上述したように、プリント基板12がフレーム部材13の底部131に固定されるので、主反射部1181は、この間隔以上の距離で、フレーム部材13の底部131から離反するのが規制される。したがって、プリント基板12の裏面12dによって、主反射部1181は、フレーム部材13の底部131に対して固定されることになり、主反射部1181の面方向内方の部分が外方の部分よりも拡散板3側に突出するような、主反射部1181の反りを防止することができ、固定部材101の数を少なくすることができる。
反射部材118の主反射部1181は、好ましくは、プリント基板12の裏面12dには当接せずに、図10および図11のように、該裏面12dに近接する。主反射部1181は、プリント基板12の裏面12dに当接しないように、フレーム部材13の固定用第1凸部1314の高さおよび固定用第2凸部1315の高さと比較して、厚みが小さく設定される。換言すれば、フレーム部材13の固定用第1凸部1314の高さおよび固定用第2凸部1315の高さは、反射部材118の主反射部1181の厚みよりも大きく設定される。たとえば、主反射部1181の厚みが0.3mmであるのに対して、第1凸部の高さは0.5mmに設定され、第2凸部の高さは0.4mmに設定される。これによって、プリント基板12の裏面12dと主反射部1181との間隔は、該プリント基板12の長手方向中央部において0.1mmとなり、長手方向両端部において0.2mmとなる。このように反射部材118の主反射部1181をプリント基板12の裏面12dに当接しないように設けることで、主反射部1181が発光部111によって発生する熱などで熱膨張し、面方向(X方向に垂直な方向)に伸長しようとするときに、その伸長がプリント基板12によって阻害され難いので、主反射部1181に皺が発生するのが抑えられる。
上述したように、固定用第1凸部1314の直径は、主反射部1181の第1凸部挿通用孔1181dの直径よりも小さい。換言すれば、主反射部1181の第1凸部挿通用孔1181dの直径は、固定用第1凸部1314の直径よりも大きい。そして、リベット1011の軸部1011bは、固定用第1凸部1314のブシュ挿通用孔1314bに挿通されるので、主反射部1181は軸部1011bに接触しないことになる。同様に、固定用第2凸部1315の直径は、主反射部1181の第2凸部挿通用孔1181eの直径よりも小さく、換言すれば、主反射部1181の第2凸部挿通用孔1181eの直径は、固定用第2凸部1315の直径よりも大きい。そして、リベット1011の軸部1011bは、固定用第2凸部1315のブシュ挿通用孔1315bに挿通されるので、主反射部1181は軸部1011bに接触しないことになる。
このように、反射部材118の主反射部1181は、固定部材101に接触しない。したがって、主反射部1181が発光部111によって発生する熱などで熱膨張し、面方向(X方向に垂直な方向)に伸長しようとするときに、その伸長が固定部材101によって阻害され難いので、主反射部1181に皺が発生するのが抑えられる。
上述したように、フレーム部材13の底部131には、プリント基板12の裏面12dに当接する凸部として、放熱用凸部1313、固定用第1凸部1314、および固定用第2凸部1315が形成されている。これらの凸部の高さは、固定用第2凸部1315が最も小さく、プリント基板12の長手方向において固定用第2凸部1315から離れるにつれて、大きくなることが好ましい。これによって、プリント基板12は、長手方向中央部がフレーム部材の底部131に最も近接することになるので、発光部111によって発生する熱などで熱膨張しても、長手方向中央部が長手方向両端部よりも拡散板3側に突出するような、プリント基板12の反りが防止される。その結果、プリント基板12とフレーム部材の底部131との間に設けられる反射部材118の主反射部1181の反りが防止される。なお、第2凸部1315が2つ以上設けられる場合は、すべての第2凸部1315は同じ高さとし、かつ、プリント基板12の長手方向において最も離間した2つの第2凸部1315間に設けられる他の凸部の高さも同じ高さとし、これら以外の他の凸部は、プリント基板12の長手方向において第2凸部1315から離れるにつれて、高くする。
以上のようなバックライトユニット1を備える液晶表示装置100は、反射部材118をフレーム部材13の底部131に対して固定するための固定部材101の数を少なくしながら、反射部材118の主反射部1181の反りを防止することができる。したがって、液晶表示装置100のコストダウンおよび液晶表示装置100の製造工程のスピードアップを図ることができる。
図10および図11に示すように、反射部材118の主反射部1181は、フレーム部材13の底部131の底面131aに当接している。これによって、主反射部1181は、金属からなるフレーム部材13へ、熱を逃がすことができる。ただし、フレーム部材13の底部131が高温になっている場合には、主反射部1181はフレーム部材13の底部131に当接しない方が好ましい。たとえば、フレーム部材13の底部131の底面131aとは反対側に液晶表示装置100の制御装置が設けられるなど、フレーム部材13の底部131が高温になる場合には、主反射部1181がフレーム部材13の底部131に当接しないように構成する。
以下に、主反射部1181がフレーム部材13の底部131に当接しないように構成された、バックライトユニット1の変形例について説明する。変形例では、フレーム部材13の固定用第1凸部1314および固定用第2凸部1315の構成以外は、上述した形態と同様である。図15および図16は、変形例のバックライトユニット1の断面を示す図であり、図15が図10に対応し、図16が図11に対応する。以下の説明は、すべて変形例についてのものである。
変形例のバックライトユニット1では、フレーム部材13の固定用第1凸部1314および固定用第2凸部1315の、フレーム部材13の底部131側の端部の直径が、上述した形態と比較して大きく構成されている。固定用第1凸部1314の直径の大きな部分(大径部)の高さと、固定用第2凸部1315の直径の大きな部分(大径部)の高さとは、同程度であり、たとえば0.05mmである。固定用第1凸部1314の大径部の直径は、プリント基板12の幅以下であり、かつ、反射部材118の主反射部1181の第1凸部挿通用孔1181dよりも大きい。したがって、主反射部1181は、固定用第1凸部1314の大径部の上面よりも、拡散板3側に位置することになる。また、固定用第2凸部1315の大径部の直径は、プリント基板12の幅以下であり、かつ、反射部材118の主反射部1181の第2凸部挿通用孔1181eよりも大きい。したがって、主反射部1181は、固定用第2凸部1315の大径部の上面よりも、拡散板3側に位置することになる。
このように、変形例では、反射部材118の主反射部1181は、フレーム部材13の固定用第1凸部1314の大径部の上面および固定用第2凸部1315の大径部の上面よりも、拡散板3側に位置する。したがって、主反射部1181がフレーム部材13の底部131に当接していない。これによって、主反射部1181とフレーム部材13の底部131との接触面積を減らすことができ、フレーム部材13の底部131が高温になる場合に、主反射部1181にフレーム部材13の底部131から熱が伝わり、主反射部1181が変形するのを、抑えることができる。なお、さらなる変形例として、放熱用凸部1313にも、同様の大径部を設けてよい。