JPWO2014141340A1

JPWO2014141340A1 - 照明装置及び表示装置

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Publication number: JPWO2014141340A1
Application number: JP2014527393A
Authority: JP
Inventors: 友徳水谷; 久昇佐々木; 義一山野
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2013-03-11
Filing date: 2013-12-04
Publication date: 2017-02-16
Also published as: WO2014141340A1; US20140301107A1

Abstract

本開示の照明装置（１、２）は、１つ以上の発光ダイオード（１４３）を有する光源デバイスと、光源デバイスが設けられた基板（１４４）と、光源デバイスの光出射面と対峙して配置され光源デバイスの光出射面から出射された光が入射される入射面（１４１ｂ）、及び、入射面から入射された光を発光する発光面（１４１ｃ）を有し、入射面から入射された光を伝搬させて、発光面から光を出射する導光板（１４１）と、基板に固定されて基板を導光板に係合させる係合部材（１４５、８４５、９４５）であって、光源デバイスの光出射面と導光板の入射面とが対峙する方向への、基板と導光板の基板との係合箇所（１４６、２４６）との互いの相対移動を規制する係合部材とを備えている。

Description

本開示は、１つ以上の発光ダイオードと、これらの発光ダイオードからの光が入光される導光板とを備えた照明装置、及びこれを用いた表示装置に関する。

近年、水銀を使用していない発光ダイオード（以下ＬＥＤとも称す）を光源に用いた照明装置が開発され、実用化されている。例えばＬＥＤを光源とした液晶表示装置は、フラットパネルディスプレイとして、液晶テレビ、モニター、携帯電話などに幅広く利用されている。このような液晶表示装置は、例えば、特許文献１などに記載されている。

上記のような液晶表示装置において、ＬＥＤは液晶表示装置の外周部近傍に配置される場合がある。ＬＥＤが外周部に配置される場合、液晶表示装置の表示部を均一に光源で照らすために、導光板と呼ばれる光源の拡散部材が必要である。

国際公開第２０１１／１０４９２号特開２００９−２８９６６３号公報特開２００９−１０９９４２号公報特開２００４−２７３１８５号公報特開２０１１−１５０２６４号公報米国特許第７５９９０２０号明細書米国特許出願公開２０１２／０１８２４９７号明細書米国特許第７７５０９９０号明細書

しかしながら、特許文献１に示すような導光板を用いた液晶表示装置では、導光板とＬＥＤ基板は各々他部材に位置決めされており、熱膨張または吸湿膨張によって導光板が変形した際、ＬＥＤの出射面と導光板入射面の位置関係が相対的に変化するといった課題があった。

また、近年デザイン上の要望から狭額モデルが必要とされているが、狭額構造を実現するにはＬＥＤ出射面と導光板入射面を従来より近接させる必要がある。この際に課題は、導光板の膨張によりＬＥＤが破壊されることである。従来は上記課題を解決するために、導光板の膨張をピンなどで抑制していたが、これは導光板が反り、輝度ムラの課題を引き起こしていた。当該輝度ムラは、例えば画面全体を白階調や白階調に近い階調で表示する場合に目立って視認される。また、導光板の反りは表示装置が大型化するほど大きくなり、輝度ムラが顕著に現れる。

したがって本開示の目的は、導光板の入射面と発光ダイオードの出射面の相対的な位置関係を一定に保つことができる照明装置及び表示装置を提供することにある。

本開示の照明装置は、１つ以上の発光ダイオードを有する光源デバイスと、前記光源デバイスが設けられた基板と、前記光源デバイスの光出射面と対峙して配置され前記光源デバイスの前記光出射面から出射された光が入射される入射面、及び、前記入射面から入射された光を発光する発光面を有し、前記入射面から入射された光を伝搬させて、前記発光面から光を出射する導光板と、前記基板に固定されて前記基板を前記導光板に係合させる係合部材であって、前記光源デバイスの前記光出射面と前記導光板の前記入射面とが対峙する方向への、前記基板と前記導光板の前記基板との係合箇所との互いの相対移動を規制する係合部材とを備えていることを特徴とする。

本開示によれば、ＬＥＤ基板が係合部材によって導光板に係合しているので、導光板の膨張時に対峙方向にはＬＥＤ基板が導光板との係合箇所に対して移動を規制されて押されることにより、ＬＥＤ基板と導光板とが一緒に動く。その結果、導光板の入射面と発光ダイオードの出射面との相対的な位置関係（導光板の入射面と発光ダイオードの出射面との距離）を一定に保つことができる。

図１は、本開示に係る照明装置及び液晶表示装置を説明する分解斜視図である。図２は、図１に示す照明装置及び液晶表示装置のＡ−Ａ断面図である。図３は、本開示に係る光源ユニットの特徴的な構成を示す斜視図であり、（ａ）は光源ユニット全体を示す斜視図、（ｂ）は光源ユニットの左上拡大図、（ｃ）は光源ユニットの左下拡大図である。図４は、本開示に係る光源ユニットの特徴的な構成を示す正面図であり、（ａ）は光源ユニット全体を示す正面図、（ｂ）は光源ユニットの左上拡大図、（ｃ）は光源ユニットの左下拡大図である。図５は、ユニット動作構造を有しない照明装置及び液晶表示装置を説明する分解斜視図である。図６は、図５に示す照明装置及び液晶表示装置のＡ−Ａ断面図である。図７は、本開示の効果を示す液晶表示装置の断面図であり、（ａ）はユニット動作構造を有しない液晶表示装置の断面図、（ｂ）は本開示を使用した場合の液晶表示装置の断面図である。図８は、本開示の第１の変形例を示す図であり、（ａ）は光源ユニット全体を示す斜視図、（ｂ）は光源ユニットの左上拡大図、（ｃ）は光源ユニットの左下拡大図である。図９は、本開示の第２の変形例を示す斜視図である。図１０は、本開示の第３の変形例を示す斜視図である。

本開示の照明装置は、前述した構成（第１の構成とする）の照明装置において、前記係合部材は、前記導光板に形成された切欠き部に係合した前記基板の一部である第２の構成のものでもよい。
また、本開示の照明装置は、前記第１の構成の照明装置において、前記係合部材は、前記導光板に形成された切欠き部または孔に係合したピンである第３の構成のものでもよい。
また、本開示の照明装置は、前記第１の構成の照明装置において、前記基板は、前記光源デバイスの前記光出射面と前記導光板の前記入射面との対峙空間を前面側から覆う部分を有している第４の構成のものでもよい。
また、本開示の照明装置は、前記第１ないし第４のいずれかの構成の照明装置において、前記導光板の前記係合箇所は、前記対峙する方向にみて前記導光板の前記入射面に近い側に設けられている第５の構成のものでもよい。
また、本開示の照明装置は、前記第１の構成の照明装置において、前記係合部材は、前記係合箇所において前記対峙する方向に前記導光板面上で直交する方向には、前記直交する方向に前記基板と前記導光板との互いの相対移動を許容する距離だけのギャップを前記導光板との間に有して配置されている第６の構成のものでもよい。
また、本開示の照明装置は、前記第１の構成の照明装置において、前記基板は、アルミニウム基板上にポリイミド層と銅箔とが順に積層された基板である第７の構成のものでもよい。
また、本開示は、これらの照明装置を備えた表示装置を提供する。

まず、本開示による表示装置の一例である液晶表示装置について説明する。図１は後に説明するユニット動作構造を使用したバックライト装置１４０を有する液晶表示装置１の概略構成を示す図である。バックライト装置１４０は、本開示による照明装置の一例である。図２は図１に示す液晶表示装置１のＡ−Ａ断面を示す図である。

図１において液晶表示装置１は情報を表示する表示部としての液晶パネル１１０と、液晶パネル１１０に照明光を照射するバックライト装置１４０とバックライト装置１４０から照射された光を液晶パネル１１０の平面方向に均一に拡散する光学シート１２０とを有している。光学シート１２０は拡散シート１２１、プリズムシート１２２、ＤＢＥＦ１２３から構成される。

バックライト装置１４０は、図２の紙面に垂直な方向に沿って、直線状に並べられた複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）１４３からなる光源デバイスと、発光ダイオード（ＬＥＤ）１４３を実装した基板であるＬＥＤ基板１４４と、ＬＥＤ１４３の光が入光されるとともに、その光を液晶パネル１１０側に発光する導光板１４１と、この導光板１４１の液晶パネル１１０とは反対側に設けられた反射シート１４２を具備している。ここでは一例として、発光ダイオード（ＬＥＤ）１４３を実装したＬＥＤ基板１４４が、バックライト装置１４０の水平方向（左右方向）の両端部（左右端）のそれぞれに設けられており、左右端に光源を有するエッジライト型のバックライトが構成されている。また、この他に、左右端のいずれか一方に光源を有するエッジライト型のバックライトや、垂直方向（縦方向）の両端部（上下端）のいずれか一方または両方に光源を有するエッジライト型のバックライトが構成されていてもよい。また、発光ダイオード（ＬＥＤ）の配置態様は直線状のものに限らず任意でよく、光源デバイスの光出射面が以下で説明する導光板の入射面に対峙する構成であればよい。光源デバイスが有する発光ダイオード（ＬＥＤ）は１つ以上であればよい。

液晶表示装置１はバックライト装置１４０を挟んで液晶パネル１１０側とは反対側に設けられた下フレーム１６０を有し、バックライト装置１４０は下フレーム１６０に保持される。下フレーム１６０にはモールドフレーム１３０が固定されており、光学シート１２０はモールドフレーム１３０に固定されている。さらに液晶パネル１１０は上フレーム１００によって厚み方向の移動を規制され、上フレーム１００は下フレーム１６０に固定されている。

上記構成により液晶表示装置１は発光ダイオード（ＬＥＤ）１４３から照射された光を液晶パネル１１０の表示部に導くことで画像を表示することを可能としている。

導光板１４１は後述する図３に示されるように、発光ダイオード１４３の光が入射される入射面１４１ｂ、及び入射面１４１ｂから入射された光を発光する発光面１４１ｃを有し、入射面１４１ｂから入射された光を所定の伝搬方向に導きつつ、発光面１４１ｃから光を出射する。光源デバイスは全体として導光板１４１の入射面１４１ｂと対峙する光出射面を有している。個々の発光ダイオード１４３の出射面が光源デバイスの光出射面と平行な場合がある他、個々の発光ダイオード１４３の出射面に固有の傾きがあっても発光デバイス全体として導光板１４１に光を入射する目的からは入射面１４１ｂと対峙する、すすなわち平行または略平行に向かい合う光源デバイスの光出射面が定義できる。以下の開示内容はこの対峙距離を一定に保つことに関する。導光板１４１は通常樹脂部材で構成されている。具体的にはＰＭＭＡやＭＳ、ＰＳなどで製作される。樹脂部材の特徴の一つとして、温度上昇による伸び（以下熱膨張）、吸湿による伸び（以下吸湿膨張）がある。具体的にＰＭＭＡ（アクリル）を例にとって説明する。製品サイズが長手方向で１２２０ｍｍ、短手方向で７００ｍｍのＰＭＭＡ（アクリル）材では、温度が２５度上昇、相対湿度が４０％増加した場合、長手方向で３．９ｍｍ、短手方向で２．２ｍｍ寸法が増加する。

上記導光板１４１の寸法変化による課題として、発光ダイオード（ＬＥＤ）１４３と導光板１４１の相対位置の変化があげられる。導光板１４１の寸法変化を構造上抑制できていない場合、導光板１４１の入射面１４１ｂと発光ダイオード１４３が接触し、最悪の場合、ＬＥＤ１４３を破損するといった課題がある。

図５はユニット動作構造を用いない場合の液晶表示装置２を示す概略構成図、図６は図５に示す液晶表示装置２のＡ−Ａ断面図、図７（ａ）はユニット動作構造を用いない場合の導光板の寸法変化後の状態を示す図、図７（ｂ）はユニット動作構造を用いた場合の導光板の寸法変化後の状態を示す図である。なお、図５、図６、図７において図１と同じ符号を付しているものは同一の構成要素であるので、その説明は省略する。

本開示の構成を用いずに上記導光板１４１の寸法変化によるＬＥＤ１４３の破損を防止する手法の一つとして、発光ダイオード１４３の近傍に導光板膨張抑制ピン２４８を設け、導光板１４１の発光ダイオード（ＬＥＤ）１４３方向への寸法変化を機械的に抑制する構成がある。

しかし、導光板膨張抑制ピン２４８を用いた方法では、導光板１４１の温度上昇、吸湿による寸法変化を平面方向で吸収できず、導光板１４１は図７（ａ）に示すように厚み方向に反り上がり、光学シート１２０や液晶パネル１１０と接触し、輝度ムラ、色ムラを引き起こすことが懸念される。

図３、図４は本開示の構成を使用したバックライト装置１４０の具体的な構成を示す斜視図および平面図である。図３（ａ）および図４（ａ）は、光源ユニット全体において結合部１４５が設けられる領域Ａおよび領域Ｂを示す。領域Ａは光源ユニット左上の領域であり、領域Ｂは光源ユニット左下の領域である。図３（ｂ）および図４（ｂ）に、領域Ａの詳細な構成を示す。図３（ｃ）および図４（ｃ）に、領域Ｂの詳細な構成を示す。また、図３（ａ）および図４（ａ）に示すように、装置平面上の長手方向を水平方向Ｘ、これと直交する短手方向を垂直方向Ｙとする。

そこで本開示では、図３および図４に示すように、導光板１４１はＬＥＤ１４３から照射された光が入光する入射面１４１ｂとは異なる側面（非入射面）１４１ａに凹部１４６を有し、発光ダイオード（ＬＥＤ）１４３が実装されたＬＥＤ基板１４４は上記導光板凹部１４６に結合するようにＬ型に構成された結合部１４５を有する。図３（ｂ）、（ｃ）および図４（ｂ）、（ｃ）に示すように、凹部１４６は、側面１４１ａから導光板１４１の内部側に向かって切り欠いた切欠き部である。凹部１４６は、結合部１４５が係合することによりＬＥＤ基板１４４が導光板１４１に係合することとなる係合箇所である。ここでは凹部１４６の最奥面１４６ａは、側面１４１ａの一部が上記内部側に後退した面で形成されており、平面視では凹部１４６は矩形形状をなす。結合部１４５のＬ型形状は、ＬＥＤ基板１４４の一部をなす基板部１４５ａと、当該基板部１４５ａから導光板１４１の厚み方向に起立する壁板部１４５ｂとで構成されている。壁面部１４５ｂの起立高さは任意でよく、壁板部１４５ｂの内側面と対峙する導光板１４１の面は、全て、凹部１４６の最奥面１４６ａである。また、図３（ｂ）および図４（ｂ）に示すように、一方の側面１４１ａに形成された凹部１４６（以後、「一方の凹部１４６」と呼ぶ）においては、当該一方の凹部１４６の最奥面１４６ａに壁板部１４５ｂの内側面が当接するように、また、当該一方の凹部１４６の両側面１４６ｂ・１４６ｂに壁板部１４５ｂの両側面が当接するように、結合部１４５が配置されている。また、図３（ｃ）および図４（ｃ）に示すように、他方の側面１４１ａに形成された凹部１４６（以後、「他方の凹部１４６」と呼ぶ）においては、当該他方の凹部１４６の最奥面１４６ａに対して壁板部１４５ｂの内側面がギャップｇだけ離間するように、また、当該他方の凹部１４６の両側面１４６ｂ・１４６ｂに壁板部１４５ｂの両側面が当接するように、結合部１４５が配置されている。このようにして、各結合部１４５は組み合わされる凹部１４６と係合している。

導光板１４１は、温度上昇や吸湿により水平方向Ｘおよび垂直方向Ｙのそれぞれに成分を有するように膨張する。ここでは、導光板１４１の厚み方向への膨張は非常に小さいとしている。上記構成によれば、ＬＥＤ基板１４４は導光板１４１が温度上昇や吸湿により寸法が変化した際に、結合部１４５が導光板１４１の凹部１４６から発光ダイオード（ＬＥＤ）１４３が実装されている面の法線方向（水平方向Ｘ）と略同一方向に押圧を受ける。このとき、ＬＥＤ基板１４４がバックライト装置１４０の水平方向Ｘの端部に配置されていることから、結合部１４５の壁板部１４５ｂは、左端部に配置されている場合には凹部１４６から左端への膨張に伴う押圧を受け、右端部に配置されている場合には凹部１４６から右端への膨張に伴う押圧を受ける。凹部１４６の両側端部間の膨張差は無視できる程度に小さいことから、凹部１４６の水平方向Ｘの長さは膨張前後で略一定のままであり、従って、膨張時に他方の凹部１４６と結合部１４５との前記水平方向の相対位置関係を実質的に一定に保持することが可能となる。このように、ここでは前記係合箇所を前記対峙方向にみて、導光板１４１の入射面１４１ａに近い側に設けて、導光板１４１の膨張時および収縮時に係合箇所の前記対峙方向への寸法変化が起こりにくようにしている。これにより、光源デバイスから導光板１４１への入射効率の変化をなくすことができる。上記押圧により、ＬＥＤ基板１４４は導光板１４１の寸法変化量と略同一の量を平面方向に動くことが可能となる（以下、上記構成をユニット動作構造と呼ぶ）。したがって、下フレームの側面１６０ａとＬＥＤ基板１４４との空隙１４７を導光板１４１の寸法変化量以上確保することで、導光板１４１の入射面１４１ｂと発光ダイオード（ＬＥＤ）１４３の相対位置関係は図７（ｂ）に示すように、導光板１４１の寸法変化によらず、常に一定に保つことが可能である。具体的には導光板１４１の材質としてＰＭＭＡ（アクリル）を用いた場合、長手方向の寸法変化は３．９ｍｍのため、空隙１４７を液晶表示装置１の左右両側に確保する場合、必要空隙量は３．９ｍｍの１／２の量である、１．９５ｍｍ以上確保すればよい。また、膨張後に温度低下や放湿により導光板１４１が収縮するときには上述と逆方向の移動が起こるが、同じ原理で導光板１４１の入射面１４１ｂと発光ダイオード（ＬＥＤ）１４３の相対位置関係、すなわち複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）１４３を有する光源デバイスの光出射面と導光板１４１の入射面１４１ａとの対峙距離は一定に保たれる。このように、ＬＥＤ基板１４４の一部である結合部１４５は、ＬＥＤ基板１４４に固定されてＬＥＤ基板１４４を導光板１４１に係合させる係合部材である。そして、結合部１４５は、光源デバイスの光出射面と導光板１４１の入射面１４１ａとが対峙する方向へ、ＬＥＤ基板１４４と導光板１４１の前記係合箇所とが互いに相対移動することを規制する。ＬＥＤ基板１４４と前記係合箇所との相対移動が規制されることで、当該係合箇所を含んでＬＥＤ基板１４４が導光板１４１と一体のユニットとなっている部分については、導光板１４１の膨張時および収縮時にＬＥＤ基板１４４が導光板１４１に対して移動しないとみなせる。

また、導光板１４１の垂直方向Ｙへの膨張については、前記他方の凹部１４６において結合部１４５の壁板部１４５ｂと距離ｇのギャップｇが設けられていることから、垂直方向Ｙへの導光板１４１の膨張量がギャップｇ以下となるようにギャップｇを設定することにより、ギャップｇの距離だけＬＥＤ基板１４４と導光板１４１との垂直方向Ｙへの相対移動が許容されるので、導光板１４１が垂直方向Ｙに膨張することにより前記他方の凹部１４６の最奥面１４６ａが結合部１４５と衝突して導光板１４１に歪みが発生することが防止できる。従って、結合部１４５の壁板部１４５ｂを、他方の凹部１４６の両側面１４６ｂ・１４６ｂに完全に係止されるようにするのではなく、当該両側面１４６ｂ・１４６ｂ上を摺動可能なように設けると、導光板１４１の膨張時および膨張後の収縮時に他方の凹部１４６がギャップｇ中を滑らかに進行可能となる。この意味では、結合部１４５が、他方の凹部１４６の両側面１４６ｂ・１４６ｂの間に僅かな遊びを有した状態に遊嵌されるように係合されていてもよく、これによっても導光板１４１の水平方向Ｘへの膨張時および収縮時に他方の凹部１４６と結合部１４５との水平方向Ｘの相対位置関係を実質的に一定に維持することが可能となる。なお、前記一方の凹部１４６においては、結合部１４５の壁板部１４５ｂの内側面が当該一方の凹部１４６の最奥面１４６ａに当接する構成であった。例えば、ＬＥＤ基板１４４と導光板１４１との垂直方向Ｙについての位置関係を変化させたくない表示装置の基準位置等にこのようなギャップｇのない係合箇所を設けることができる。前記他方の凹部１４６における結合部１４５と同様にギャップｇ（他方の凹部１４６におけるギャップｇと同じ値でなくてもよい）が設けられてもよい。

なお、ＬＥＤ基板１４４は曲げ加工可能な基板で構成する。具体的にはアルミニウム上にポリイミドを貼付し、ポリイミド上に銅箔による配線パターンを形成したアルミ基板が挙げられる。アルミニウム上の絶縁層がポリイミドからなる構成では、アルミ基板を曲げ加工した際に絶縁層にひびや割れ等の破損が発生しにくい。

ユニット動作構造によれば、導光板膨張抑制ピン２４８を用いることなく、発光ダイオード（ＬＥＤ）１４３の破損を防止することが可能となる。

図８、図９、図１０はそれぞれ本開示の変形例を示した図である。なお、図８、図９、図１０において図１と同じ符号を付しているものは同一の構成要素であるので、その説明は省略する。

本開示の前述の例ではＬＥＤ基板の結合部１４５は導光板１４１の非入射面１４１ａと平行となるようＬ型に構成されたが、結合部１４５は図８に示すようにコの字型（Ｕ字型）の結合部８４５でもよい。当該コの字型の形状は、例えば図３、図４のＬ字型の結合部１４５の基板部１４５ａと同様の基板部８４５ａから、起立高さを導光板１４１の厚み分ほどに設定した壁板部８４５ｂを設け、当該壁板部８４５ｂの上端に導光板１４１の板面に平行な上板部８４５ｃを連結した形状である。結合部８４５の上板部８４５ｃは、壁板部８４５ｂの上端から導光板１４１の上面上にまで亘っている。これにより、結合部８４５はコの字型の形状で導光板１４１を保持するように凹部１４６に係合している。図８（ａ）は光源ユニット全体において結合部８４５が設けられる領域Ａおよび領域Ｂを示す。領域Ａは光源ユニット左上の領域であり、領域Ｂは光源ユニット左下の領域である。図８（ｂ）に、領域Ａに設けられた一方の凹部１４６において、壁板部８４５ｂの内側面が当該一方の凹部１４６の最奥面１４６ａに当接するように結合部８４５が配置されている状態を示す。図８（ｃ）に、領域Ｂにおいて、壁板部８４５ｂの内側面が図３（ｃ）および図４（ｃ）と同様に当該他方の凹部１４６の最奥面１４６ａに対してギャップｇを有するように結合部８４５が配置されている状態を示す。導光板１４１の膨張時および収縮時に、水平方向Ｘの挙動については図３および図４の場合と同様であり、垂直方向Ｙの挙動については導光板１４１の上面が結合部８４５の上板部８４５ｃの下面に摺接するようになっている。なお、前記一方の凹部１４６において、前記他方の凹部１４６における結合部８４５と同様にギャップｇ（他方の凹部１４６におけるギャップｇと同じ値でなくてもよい）が設けられてもよい。

また、図９に示すように、凹部１４６を最奥面１４６ａが導光板１４１の厚み方向を軸方向とする半円筒面形状をなすような切欠き部で構成し、ピンからなる結合部９４５が凹部１４６に係合するような構成も可能である。結合部９４５は、例えば一端にフランジ９４５ａを有してＬＥＤ基板１４４を背面側から貫通する構成であり、凹部１４６の両側面１４６ｂ・１４６ｂに当接する。フランジ９４５ａはＬＥＤ基板１４４の背面側で固定されてもよいし、ピンの側面に螺子が形成されていてＬＥＤ基板１４４の螺子孔に螺嵌されてもよい。また、フランジ９４５ａがなく、ボス状ピンがＬＥＤ基板１４４から起立して設けられていてもよい。凹部１４６内では結合部９４５の側面は、最奥面１４６ａから垂直方向Ｙに測ってギャップｇだけ離間している。図９には前記他方の凹部１４６に相当する箇所について図示したが、前記一方の凹部１４６に相当する箇所についても、同様の構成とすることができる他、ギャップｇを設けずに結合部９４５が凹部１４６の内部で最奥面１４６ａに当接した状態に設けられる構成も可能である。凹部１４６の最奥面１４６ａは円筒面でなくてもよく、平面や任意の曲面であってもよい。また、凹部１４６の内部に位置するピンの形状は円柱状でなくてもよく、角柱やその他任意の形状で構わない。

また、図１０に示すように、導光板１４１に平面視で垂直方向Ｙに延びる長円形状をなす孔２４６を設けて係合箇所とし、図９で説明したのと同様の結合部９４５を、ＬＥＤ基板１４４を背面側から貫通させて孔２４６に係合させるようにした構成も可能である。結合部９４５は、凹部１４６の水平方向Ｘの範囲を規制する両側面２４６ｂ・２４６ｂに当接する。また、結合部９４５の側面は、垂直方向Ｙの範囲を規制する半円筒面形状をなす２つの側面のうち、孔２４６の側面１４１ａから遠いほうの側面２４６ａから垂直方向Ｙに測ってギャップｇだけ離間している。結合部９４５の側面は、垂直方向Ｙの範囲を規制するもう一方の側面に対しては、当接していても離間していてもよい。図１０には前記領域Ｂについて図示したが、前記領域Ａについても、同様の構成とすることができる。両方の孔２４６・２４６について、導光板１４１の垂直方向Ｙの膨張に対応してギャップｇが設けられる。また、孔２４６の垂直方向Ｙの範囲を規制する側面は半円筒面形状でなくてもよく、導光板１４１が膨張時および収縮時に垂直方向Ｙに移動可能なギャップｇが形成されれば、平面やその他任意の形状でよい。

また、本開示では上記の効果以外にも、従来の液晶表示装置の他の課題を解決することができる。従来の液晶表示装置では、発光ダイオード（ＬＥＤ）１４３の直上が、液晶表示部の他の箇所と比べ輝度が高くなるという課題が存在した（以下、輝線課題と呼ぶ）。本開示では、図２に示すように発光ダイオード（ＬＥＤ）１４３の直上をＬＥＤ基板１４４の一部を折り返す等して設けたＬＥＤ基板１４４の拡張部分１４４ａで覆い遮光することにより、発光ダイオード（ＬＥＤ）１４３直上での輝線課題を低減することが可能である。図２において、仮に拡張部分１４４ａを設けないとした場合に、発光ダイオード（ＬＥＤ）１４３からの放射光が導光板１４１の入射面１４１ｂ外に漏れる事態に対処したものである。これにより、導光板１４１を介さない不要光がバックライト装置の上方に拡散して輝度が不均一になることを防止することができるとともに、発光ダイオード（ＬＥＤ）１４３からの光の利用効率を高めることができる。また、遮光部材としての拡張部分１４３が、導光板１４１の水平方向Ｘへの膨張および収縮に際してＬＥＤ基板１４４の一部として移動するため、導光板１４１の変形に併せて遮光部材の位置を調節する必要がない。また、拡張部分１４４ａはＬＥＤ基板１４４をＬ字状等に曲げ加工するだけで作成でき、遮光部材を別途ＬＥＤ基板１４４に貼り付ける等の工程が不要である。

以上のように、本開示で示した液晶表示装置１は、温度上昇、吸湿による導光板１４１の寸法変化に対して、発光ダイオード（ＬＥＤ）１４３を実装したＬＥＤ基板１４４が導光板の寸法変化量と同一量移動することができ、導光板１４１の入射面１４１ｂと発光ダイオード（ＬＥＤ）１４３の相対位置関係を維持することができる。

また、図７（ａ）のような導光板膨張抑制ピン２４８を用いない代わりに、単に発光ダイオードの出射面と導光板の入射面との間の距離を大きくすることで、導光板の膨張により発光ダイオードが破壊される問題を解決したり、発光ダイオードの出射面と導光板の入射面との相対位置変化の割合を小さくして前記輝度ムラを解決したりすることも考えられる。しかしこの手法では、発光ダイオードからの出射光のうち導光板の入射面に入射する光量が減少して光利用率が低下する。この光量の減少を補償しようとして発光ダイオードの発光量を増加させると、消費電力や発熱が増加してしまう。導光板の入射面外に逸れる光が多いと、前述の輝線課題を助長することにもなる。また、上記光利用率の低下を補償しようとして、発光ダイオードの出射面と導光板の入射面との間に発光ダイオードからの出射光を集光する部材を配置すると、構成が複雑になり、部品配置工程の煩雑化やコストの上昇を来してしまう。ディスプレイ装置について一層の狭額化が要望されている近年、発光ダイオードの出射面と導光板の入射面との間の距離はますます短くなる傾向にあることから、前述したような導光板１４１の入射面１４１ｂと発光ダイオード（ＬＥＤ）１４３の相対位置関係を一定に保つ構成は、上記狭額化の要請に応えるためには有利である。

なお、本開示では導光板１４１の材質としてＰＭＭＡ（アクリル）を例に挙げて説明したが、導光板の材質はＰＭＭＡ（アクリル）に限定されるものではない。ＰＳ（ポリスチレン）、ＭＳ（ポリメタクリルスチレン）でも本開示は有効である。導光板１４１の材質にＰＭＭＡ（アクリル）以外を用いる場合、その材質における導光板１４１の寸法変化率に合わせて空隙１４７を変化させればよい。

また、上記の説明ではＬＥＤ基板１４４はアルミ基板としたが、曲げ加工可能なものであればアルミ基板に特定されない。具体的には曲げ性を優先し、アルミニウムではなくステンレスを用いることも想定される。

また、上記の説明では光学シート１２０は拡散シート１２１、プリズムシート１２２、ＤＢＥＦ１２３から構成されるが、光学シート１２０の構成はこれら３枚に特定されるものではない。具体的には光学シート１２０は拡散シート１２１、プリズムシート１２２のみで構成されても良い。光学特性が確保されるならば、拡散シート１２１の１枚のみで構成されてもよい。

なお、本開示では液晶テレビについて説明したが、本開示の照明装置はこれに限定されるものではなく、導光板を用いた表示装置に本開示の照明装置を好適に用いることができる。具体的には液晶モニター、携帯電話、電子黒板、電子広告などが上げられる。

本開示にかかる表示装置は、導光板と発光ダイオードとの相対位置関係を常に一定に保つことが可能となり、導光板の寸法変化を吸収する信頼性の高い液晶表示装置を提供することが可能である。

１ユニット動作構造を有する液晶表示装置
２ユニット動作構造を有しない液晶表示装置
１００上フレーム
１１０液晶パネル
１２０光学シート
１２１拡散シート
１２２プリズムシート
１２３ＤＢＥＦ
１３０モールドフレーム
１４０ユニット動作構造を有するバックライト装置（光源ユニット）
１４１導光板
１４１ａ側面（非入射面）
１４１ｂ入射面
１４１ｃ発光面
１４２反射シート
１４３発光ダイオード（ＬＥＤ）
１４４ＬＥＤ基板
１４４ａ拡張部分
１４５結合部
１４５ａ基板部
１４５ｂ壁板部
１４６凹部
１４６ａ最奥面
１４６ｂ側面
１４７空隙
１６０下フレーム
１６０ａ下フレーム側面
２４６孔
２４６ａ側面
２４６ｂ側面
２４８導光板膨張抑制ピン
８４５結合部
８４５ａ基板部
８４５ｂ壁板部
８４５ｃ上板部
９４５結合部
９４５ａフランジ
ｇギャップ
Ｘ水平方向
Ｙ垂直方向

導光板１４１は、温度上昇や吸湿により水平方向Ｘおよび垂直方向Ｙのそれぞれに成分を有するように膨張する。ここでは、導光板１４１の厚み方向への膨張は非常に小さいとしている。上記構成によれば、ＬＥＤ基板１４４は導光板１４１が温度上昇や吸湿により寸法が変化した際に、結合部１４５が導光板１４１の凹部１４６から発光ダイオード（ＬＥＤ）１４３が実装されている面の法線方向（水平方向Ｘ）と略同一方向に押圧を受ける。このとき、ＬＥＤ基板１４４がバックライト装置１４０の水平方向Ｘの端部に配置されていることから、結合部１４５の壁板部１４５ｂは、左端部に配置されている場合には凹部１４６から左端への膨張に伴う押圧を受け、右端部に配置されている場合には凹部１４６から右端への膨張に伴う押圧を受ける。凹部１４６の両側端部間の膨張差は無視できる程度に小さいことから、凹部１４６の水平方向Ｘの長さは膨張前後で略一定のままであり、従って、膨張時に他方の凹部１４６と結合部１４５との前記水平方向の相対位置関係を実質的に一定に保持することが可能となる。このように、ここでは前記係合箇所を前記対峙方向にみて、導光板１４１の入射面１４１ａに近い側に設けて、導光板１４１の膨張時および収縮時に係合箇所の前記対峙方向への寸法変化が起こりにくようにしている。これにより、光源デバイスから導光板１４１への入射効率の変化をなくすことができる。上記押圧により、ＬＥＤ基板１４４は導光板１４１の寸法変化量と略同一の量を平面方向に動くことが可能となる（以下、上記構成をユニット動作構造と呼ぶ）。したがって、下フレームの側面１６０ａとＬＥＤ基板１４４との空隙１４７を導光板１４１の寸法変化量以上確保することで、導光板１４１の入射面１４１ｂと発光ダイオード（ＬＥＤ）１４３の相対位置関係は図７（ｂ）に示すように、導光板１４１の寸法変化によらず、常に一定に保つことが可能である。具体的には導光板１４１の材質としてＰＭＭＡ（アクリル）を用いた場合、長手方向の寸法変化は３．９ｍｍのため、空隙１４７を液晶表示装置１の左右両側に確保する場合、必要空隙量は３．９ｍｍの１／２の量である、１．９５ｍｍ以上確保すればよい。また、膨張後に温度低下や放湿により導光板１４１が収縮するときには上述と逆方向の移動が起こるが、同じ原理で導光板１４１の入射面１４１ｂと発光ダイオード（ＬＥＤ）１４３の相対位置関係、すなわち複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）１４３を有する光源デバイスの光出射面と導光板１４１の入射面１４１ｂとの対峙距離は一定に保たれる。このように、ＬＥＤ基板１４４の一部である結合部１４５は、ＬＥＤ基板１４４に固定されてＬＥＤ基板１４４を導光板１４１に係合させる係合部材である。そして、結合部１４５は、光源デバイスの光出射面と導光板１４１の入射面１４１ｂとが対峙する方向へ、ＬＥＤ基板１４４と導光板１４１の前記係合箇所とが互いに相対移動することを規制する。ＬＥＤ基板１４４と前記係合箇所との相対移動が規制されることで、当該係合箇所を含んでＬＥＤ基板１４４が導光板１４１と一体のユニットとなっている部分については、導光板１４１の膨張時および収縮時にＬＥＤ基板１４４が導光板１４１に対して移動しないとみなせる。

また、本開示では上記の効果以外にも、従来の液晶表示装置の他の課題を解決することができる。従来の液晶表示装置では、発光ダイオード（ＬＥＤ）１４３の直上が、液晶表示部の他の箇所と比べ輝度が高くなるという課題が存在した（以下、輝線課題と呼ぶ）。本開示では、図２に示すように発光ダイオード（ＬＥＤ）１４３の直上をＬＥＤ基板１４４の一部を折り返す等して設けたＬＥＤ基板１４４の拡張部分１４４ａで覆い遮光することにより、発光ダイオード（ＬＥＤ）１４３直上での輝線課題を低減することが可能である。図２において、仮に拡張部分１４４ａを設けないとした場合に、発光ダイオード（ＬＥＤ）１４３からの放射光が導光板１４１の入射面１４１ｂ外に漏れる事態に対処したものである。これにより、導光板１４１を介さない不要光がバックライト装置の上方に拡散して輝度が不均一になることを防止することができるとともに、発光ダイオード（ＬＥＤ）１４３からの光の利用効率を高めることができる。また、遮光部材としての拡張部分１４４ａが、導光板１４１の水平方向Ｘへの膨張および収縮に際してＬＥＤ基板１４４の一部として移動するため、導光板１４１の変形に併せて遮光部材の位置を調節する必要がない。また、拡張部分１４４ａはＬＥＤ基板１４４をＬ字状等に曲げ加工するだけで作成でき、遮光部材を別途ＬＥＤ基板１４４に貼り付ける等の工程が不要である。

Claims

１つ以上の発光ダイオードを有する光源デバイスと、
前記光源デバイスが設けられた基板と、
前記光源デバイスの光出射面と対峙して配置され前記光源デバイスの前記光出射面から出射された光が入射される入射面、及び、前記入射面から入射された光を発光する発光面を有し、前記入射面から入射された光を伝搬させて、前記発光面から光を出射する導光板と、
前記基板に固定されて前記基板を前記導光板に係合させる係合部材であって、前記光源デバイスの前記光出射面と前記導光板の前記入射面とが対峙する方向への、前記基板と前記導光板の前記基板との係合箇所との互いの相対移動を規制する係合部材とを備えていることを特徴とする照明装置。
前記係合部材は、前記導光板に形成された切欠き部に係合した前記基板の一部であることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
前記係合部材は、前記導光板に形成された切欠き部または孔に係合したピンであることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
前記基板は、前記光源デバイスの前記光出射面と前記導光板の前記入射面との対峙空間を前面側から覆う部分を有していることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
前記導光板の前記係合箇所は、前記対峙する方向にみて前記導光板の前記入射面に近い側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
前記係合部材は、前記係合箇所において前記対峙する方向に前記導光板面上で直交する方向には、前記直交する方向に前記基板と前記導光板との互いの相対移動を許容する距離だけのギャップを前記導光板との間に有して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
前記基板は、アルミニウム基板上にポリイミド層と銅箔とが順に積層された基板であることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
請求項１に記載の照明装置を備えた表示装置。