(57)【要約】【課題】発光素子から導光部材の距離や光の入射角度について既定の設計条件を確実に充足させることのできるバックライトユニット及びこれを備えた液晶表示装置を提供すること。【解決手段】バックライトユニットＸでは，導光板２が，ＬＥＤ１から照射された光が入射される光入射部２ａと，光入射部２ａから基板３と離間する方向に傾斜してなり，光入射部２ａに入射された光を拡散させる光拡散部２ｂと，光拡散部２ｂで拡散された光を放射する光放射部２ｃとを有している。そして，ＬＥＤ１及び導光板２は，ＬＥＤ１から照射された光が基板３に形成された開口３１を通じて導光板２の光入射部２ａに入射されるように，基板３の開口３１の縁部両面（裏面側縁部３１ｂ，表面側縁部３１ａ）に当接した状態で固定されている（図１（ｃ））。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数組の発光素子及び導光部材が基板に搭載されてなり，
前記導光部材が，前記発光素子から照射された光が入射される光入射部と，前記光入射部から前記基板と離間する方向に傾斜してなり，前記光入射部に入射された光を拡散させる光拡散部と，前記光拡散部で拡散された光を放射する光放射部とを有してなるバックライトユニットであって，
前記発光素子及び前記導光部材が，前記発光素子から照射された光が前記基板に形成された開口を通じて前記導光部材の光入射部に入射されるように，前記基板の開口の縁部両面に当接した状態で固定されてなることを特徴とするバックライトユニット。
【請求項２】
前記基板の開口が，前記発光素子及び前記導光部材によって閉塞されてなる請求項１に記載のバックライトユニット。
【請求項３】
前記基板との間に前記発光素子を挟む位置に放熱部材が設けられてなる請求項１又は２のいずれかに記載のバックライトユニット。
【請求項４】
前記導光部材の光入射部が，前記開口に嵌入される突起形状を成すものである請求項１〜３のいずれかに記載のバックライトユニット。
【請求項５】
前記導光部材の光入射部における前記発光素子からの光の入射面が該光を拡散する形状を成すものである請求項１〜４のいずれかに記載のバックライトユニット。
【請求項６】
映像を表示する液晶表示パネルと，該液晶表示パネルを背部から照明する請求項１〜５のいずれかに記載のバックライトユニットとを備えてなる液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，液晶テレビや液晶モニタなどの液晶表示装置に用いられるバックライトユニットに関し，特に，当該バックライトユニットに搭載される複数組の発光素子及び導光板の配置構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に，液晶テレビや液晶モニタなどの液晶表示装置には，液晶パネルを後方から照明するためのバックライトユニットが設けられる。また，バックライトユニットには，光を照射するＬＥＤなどの発光素子や，該発光素子から照射された光を拡散して放射する導光板などが設けられる（例えば，特許文献１参照）。
ここに，図３は特許文献１に開示されたバックライトユニットと同様に構成された従来のバックライトユニットＺの概略構成を説明するための模式図であって，図３（ａ）は平面図，図３（ｂ）は図３（ａ）におけるＣ−Ｃ矢視断面図を示している。
図３（ａ）に示すように，バックライトユニットＺは，複数組のＬＥＤ１０１及び導光板１０２を有しており，該ＬＥＤ１０１各々から照射された光が導光板１０２各々の内部で拡散された後，該導光板１０２各々の光放射部１０２ａから放射される。ここで，ＬＥＤ１０１及び導光板１０２は，図３（ｂ）に示すように基板１０３の同一面に搭載されている。
前記バックライトユニットＺでは，図３（ｂ）に示されているように，ＬＥＤ１０１で照射されてから導光板１０２の光放射部１０２ａから照射されるまでの距離が短いため，その光を導光板１０２において十分に拡散することができない。そのため，例えばＬＥＤ１０１から照射されるＲＧＢ３色のＬＥＤの光を十分に混色させることができない場合や，導光板１０２の光放射部１０２ａから照射される光に輝度ムラが生じる場合がある。そこで，このような課題を解決するための構成が検討されている。
【０００３】
ここに，図４は，前記課題を解決するべく改良されたバックライトユニットＹの概略構成を説明するための模式図である。図４（ａ）は平面図，図４（ｂ）は図４（ａ）におけるＢ−Ｂ矢視断面図，図４（ｃ）〜（ｅ）はバックライトユニットＹの問題点を説明するための図であって図４（ｂ）における一点鎖線の囲繞領域Ｅを示す要部模式図である。
図４（ａ）に示すように，バックライトユニットＹは，前記バックライトユニットＺと同様に複数組のＬＥＤ２０１及び導光板２０２を有している。また，ＬＥＤ２０１及び導光板２０２は基板２０３の同一面に搭載されている。
ここで，バックライトユニットＹでは，図４（ｂ）に示すように，導光板２０２各々が，ＬＥＤ２０１から照射された光が入射される光入射部２０２ａと，光入射部２０２ａに入射された光を拡散する光拡散部２０２ｂと，光拡散部２０２ｂで拡散された光を放射する光放射部２０２ｃとを有している。なお，光拡散部２０２ｂは，光入射部２０２ａから基板２０３と離間する方向（上斜め方向）に傾斜している。
これにより，バックライトユニットＹでは，ＬＥＤ２０１から照射された光を，導光板２０２の光入射部２０２ａから光放射部２０２ｃに至るまでの光拡散部２０２ｂにおいて十分に拡散させることができる。従って，ＬＥＤ２０１から照射されるＲＧＢ３色のＬＥＤの光を十分に混色させることや，導光板２０２の光放射部２０２ｃから輝度ムラのない光を照射することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２９３３３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら，前記バックライトユニットＹでは，ＬＥＤ２０１及び導光板２０２が同一の基準で位置決めされていないため，そのＬＥＤ２０１及び導光板２０２の間に取付位置の誤差や取付角度の誤差が生じるおそれがある。
具体的には，図４（ｃ）に示すように，ＬＥＤ２０１と導光板２０２との間の距離を一定に維持することのできる基準がない構成では，いずれかの固定位置がずれることにより，ＬＥＤ２０１から導光板２０２の光入射部２０２ａまでの距離ｄが変化することになる。また，図４（ｃ）に示すように，ＬＥＤ２０１の光の照射面と導光板２０２の光入射部２０２ａとの対向角度を一定に維持することのできる基準がない構成では，ＬＥＤ２０１の半田付けによる固定角度θがずれることにより，ＬＥＤ２０１から導光板２０２の光入射部２０２ａに照射される光の角度が変化することになる。
このように，ＬＥＤ２０１から導光板２０２の距離や光の入射角度の変化して，これらについての既定の設計条件が満たされなくなると，例えば当該バックライトユニットＹから照射される光に輝度ムラが生じるという問題が生じる。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，発光素子から導光部材の距離や光の入射角度について既定の設計条件を確実に充足させることのできるバックライトユニット及びこれを備えた液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明は，複数組の発光素子及び導光部材が基板に搭載されてなり，前記導光部材が，前記発光素子から照射された光が入射される光入射部と，前記光入射部から前記基板と離間する方向に傾斜してなり，前記光入射部に入射された光を拡散させる光拡散部と，前記光拡散部で拡散された光を放射する光放射部とを有するものであるバックライトユニットに適用されるものである。
そして，本発明に係る前記バックライトユニットは，前記発光素子及び前記導光部材が，前記発光素子から照射された光が前記基板に形成された開口を通じて前記導光部材の光入射部に入射されるように，前記基板の開口の縁部両面に当接した状態で固定されてなることを特徴として構成される。
本発明に係るバックライトユニットでは，前記発光素子及び前記導光部材が前記基板を挟んで当接した状態で固定されるため，前記発光素子から前記導光部材の距離や光の入射角度を，前記基板を基準にして一定に維持することができ，既定の設計条件を常に充足させることができる。具体的に，前記発光素子から前記導光部材の光入射部までの距離は，前記基板の厚みに依存することになる。また，前記発光素子及び前記導光部材が前記基板を挟んで当接しているため，前記発光素子から前記導光部材の光入射部に照射される光の角度は，常に前記基板の表面に垂直な方向となる。従って，本発明に係るバックライトユニットは，全体的に輝度ムラのない均一な光を照射することができる。
【０００７】
また，前記バックライトユニットでは，前記基板の開口が，前記発光素子及び前記導光部材によって閉塞されてなることが望ましい。これにより，前記発光素子から前記導光部材の光入射部への光の経路として用いられる前記基板の開口にホコリなどが入らないため，該光の経路において光が減衰することに起因する輝度ムラの発生を防止することができる。また，前記発光素子から照射される光の全てを前記導光部材の光入射部に入射させることも可能となる。
ところで，従来構成では，前記発光素子及び前記導光部材が基板の同一面に配置されていたため，前記発光素子の近傍に放熱部材を設けることが困難であった。
しかしながら，前記バックライトユニットでは，前記基板を挟んで前記発光素子及び前記導光部材が配置されることになるため，前記基板との間に前記発光素子を挟む位置に放熱部材を設けることが可能である。これにより，前記発光素子の熱を前記放熱部材によって効果的に放熱させることができる。
【０００８】
また，前記導光部材の光入射部と前記基板の開口との位置決めを容易にするべく，前記導光部材の光入射部が，前記開口に嵌入される突起形状を成すものであることが考えられる。これにより，前記光入射部を前記開口に嵌入させることにより，前記導光部材を前記基板に対して容易に位置決めすることができる。なお，このとき，前記発光素子と前記導光部材の光入射部との距離は，前記基板の厚みと前記光入射部の開口への突出量とによって定まることになる。
さらに，前記導光部材の光入射部における前記発光素子からの光の入射面が該光を拡散する形状を成すものであることが望ましい。これにより，前記発光素子から照射された光を，前記光入射部の入射面及び前記光拡散部において十分に拡散させることができる。なお，前記入射面の形状は，例えば断面鋸状の凹凸であることが考えられる。
また，本発明は，映像を表示する液晶表示パネルと，該液晶表示パネルを背部から照明する前述のバックライトユニットとを備えてなる液晶表示装置の発明として捉えることもできる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば，前記発光素子及び前記導光部材が前記基板を挟んで当接した状態で固定されるため，前記発光素子から前記導光部材の距離や光の入射角度を，前記基板を基準にして一定に維持することができ，既定の設計条件を常に充足させることができる。具体的に，前記発光素子から前記導光部材の光入射部までの距離は，前記基板の厚みに依存することになる。また，前記発光素子及び前記導光部材が前記基板を挟んで当接しているため，前記発光素子から前記導光部材の光入射部に照射される光の角度は，常に前記基板の表面に垂直な方向となる。従って，本発明に係るバックライトユニットは，全体的に輝度ムラのない均一な光を照射することができる。
また，前記基板の開口を前記発光素子及び前記導光部材によって閉塞させることによって，前記発光素子から前記導光部材の光入射部への光の経路へのホコリなどの侵入を防いで輝度ムラの発生を防止することや，前記発光素子から照射される光の全てを前記導光部材の光入射部に入射させることが可能となる。
さらに，前記基板の前記導光部材とは反対側において，該基板との間に前記発光素子を挟むように前記放熱部材を配置することにより，前記発光素子の放熱を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係るバックライトユニットＸの概略構成を説明するための模式図。
【図２】本発明の実施の形態に係るバックライトユニットＸにおける導光板２の固定構造の一例を説明するための図。
【図３】従来のバックライトユニットＺの概略構成を説明するための模式図。
【図４】従来のバックライトユニットＹの概略構成を説明するための模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施の形態に係るバックライトユニットＸの概略構成を説明するための模式図であって，図１（ａ）は平面図，図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＡ−Ａ矢視断面図，図１（ｃ）は図１（ｂ）の一点鎖線の囲繞領域Ｄを示す要部模式図であってＬＥＤ１及び導光板２の固定構造の一例を説明するための要部模式図である。
図１に示すように，本発明の実施の形態に係るバックライトユニットＸは，複数組のＬＥＤ１（発光素子の一例）及び導光板２（導光部材の一例）と，前記ＬＥＤ１及び前記導光板２が搭載される基板３と，放熱シート１０及びバックライト（ＢＬ）シールド１１とを有している。前記バックライトユニットＸは，映像を表示する液晶パネルを有する液晶テレビや液晶モニタなどの液晶表示装置に搭載され，該液晶パネルを背後から照明する。本発明は，前記バックライトユニットＸを備えてなる前記液晶表示装置の発明として捉えてもよい。
なお，図１は前記バックライトユニットＸを巨視的に見たときの前記ＬＥＤ１及び前記導光板２の配置構造を示すものであって，現実的に前記バックライトユニットＸでは，前記液晶テレビや前記液晶モニタなどの液晶パネルの大きさに応じて，例えば縦に３０〜４０組，横に５０〜６０組などのように多数組の前記ＬＥＤ１及び前記導光板２が配列される。
【００１２】
前記ＬＥＤ１各々は，前記導光板２が搭載された前記基板３の表面とは反対側の裏面に搭載されており，Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の光を照射する３つのＬＥＤを含む発光素子である。なお，前記ＬＥＤ１は，一又は複数の白色ＬＥＤであってもよい。また，前記基板３の裏面には，前記ＬＥＤ１各々の発光の有無などを制御するＬＥＤドライバ回路など（不図示）も搭載される。
そして，前記ＬＥＤ１各々は，前記ＬＥＤドライバ回路によって制御されることにより，前記基板３に形成された開口３１を通じて，該基板３の表面側に向けて光を照射する。ここに，前記基板３の開口３１は，前記ＬＥＤ１から照射される光を全て通過させ得る大きさで形成された円形状或いは矩形状などの開口である。
また，前記ＬＥＤ１各々の前記基板３と反対側の位置，即ち前記基板３との間に前記ＬＥＤ１各々を挟む位置には，前記放熱シート１０及び前記ＢＬシールド１１が配置されている。これにより，前記ＬＥＤ１各々の熱は，前記放熱シート１０及び前記ＢＬシールド１１を介して効率的に放熱される。ここに，前記放熱シート１０や前記ＢＬシールド１１が放熱部材の一例である。
【００１３】
前記導光板２は，図１（ｂ）に示すように，前記基板３の開口３１を通じて前記ＬＥＤ１から照射された光が入射される光入射部２ａと，前記光入射部２ａから前記基板３と離間する方向に傾斜してなり，前記光入射部２ａに入射された光を拡散させる光拡散部２ｂと，前記光拡散部２ｂで拡散された光を放射する光放射部２ｃとを有している。前記ＬＥＤ１から前記光入射部２ａに入射した光は，前記導光板２の光拡散部２ｂによって拡散されながら前記光放射部２ｃに導かれることになる。また，前記導光板２の下面には反射板４が貼り付けられており，前記バックライトユニットＸでは，前記導光板２の光拡散部２ｂにおける光の進行方向（光入射部２ａから光放射部２ｃに向かう方向）に見て後方の導光板２の反射板４によって，その前方にある導光板２の光拡散部２ｂの上面が覆われている。
このように構成された前記導光板２では，前記ＬＥＤ１から照射された光を，前記光入射部２ａから前記光放射部２ｃに至るまでの前記光拡散部２ｂにおいて十分に拡散させた後，該光放射部２ｃから放射させることができる。従って，前記ＬＥＤ１から照射されるＲＧＢ３色のＬＥＤの光を十分に混色させることや，前記導光板２の光放射部２ｃから輝度ムラのない光を照射することができる。
また，前記バックライトユニットＸでは，図１（ｂ）に示すように，前記導光板２の光拡散部２ｂにおける光の進行方向（光入射部２ａから光放射部２ｃに向かう方向）に見て同じ方向に向けて配置された前後に隣接する二つの導光板２が，前方の導光板２の一部が後方の導光板２の光拡散部２ｂ及び前記基板３の間に形成された間隙に位置するように配置されている。これにより，前後に隣接する前記導光板２の光放射部２ｃ間の隙間をなくすことができる。
【００１４】
そして，本発明に係る前記バックライトユニットＸは，前記ＬＥＤ１及び前記導光板２の固定構造に工夫が施されており，前記ＬＥＤ１から前記導光板２の距離や光の入射角度を常に一定に維持することができる点に特徴を有している。
以下，図１（ｃ）を参照しつつ，前記バックライトユニットＸにおける前記ＬＥＤ１及び前記導光板２の固定構造の詳細について説明する。
図１（ｃ）に示すように，前記バックライトユニットＸでは，前記ＬＥＤ１は，前記基板３の開口３１の裏面側を閉塞するように該開口３１の裏面側縁部３１ｂの全周に当接した状態で半田１ａによって該基板３に半田付けされて固定されている。このとき，前記ＬＥＤ１は，該ＬＥＤ１から照射される全ての光が前記開口３１内に入射されるように配置される。また，前記ＬＥＤ１の半田付けは，例えば前記開口３１を中心に対向する前記裏面側縁部３１ｂの２箇所で行われる。これにより，前記ＬＥＤ１は安定した状態で固定される。なお，図１（ｃ）では，ＲＧＢ３色のＬＥＤを含む一つのモジュールを一つのＬＥＤ１として示しているが，該ＬＥＤ各々を個別に前記基板３に固定する場合には，前記開口３１がそのＬＥＤ毎に複数形成されていてもよい。
このようにして前記基板３に固定された前記ＬＥＤ１は，前記基板３の裏面側縁部３１ｂの角度を基準に固定されることになり，即ち常に前記基板３の裏面と平行な角度で該基板３に固定されることになる。なお，前記ＬＥＤ１は，前記開口３１を通じて前記基板３の表面側に光を照射することができるように固定されていればよく，前記開口３１の裏面側縁部３１ｂの全周に当接して該開口３１の裏面側を閉塞するものでなくてもよい。
【００１５】
一方，前記導光板２の後端には，該導光板２を前記基板３に螺合する螺子５が貫挿される開口２ｅが設けられている。また，前記基板３には，予め定められた間隔で前記導光板２を配置するためのネジ穴３ａが設けられている。
そして，前記導光板２は，前記基板３の開口３１の表面側を閉塞するように該開口３１の表面側縁部３１ａの全周に当接した状態で，該導光板２の開口２ｅに貫挿された螺子５によって前記基板３に螺合されて固定されている。このとき，前記導光板２は，前記光入射部２ａが少なくとも前記開口３１を覆うように配置されており，前記ＬＥＤ１から照射された全ての光は，前記開口３１を通じて前記導光板２の光入射部２ａに入射される。
このようにして前記基板３に固定された前記導光板２の光入射部２ａは，該基板３の表面側縁部３１ａの角度を基準に固定されることになり，即ち常に前記基板３の表面と平行な角度で該基板３に固定されることになる。
【００１６】
以上説明したように，前記バックライトユニットＸでは，前記ＬＥＤ１及び前記導光板２が，前記ＬＥＤ１から照射された光が前記基板３に形成された開口３１を通じて前記導光板２の光入射部２ａに入射されるように，前記基板３の開口３１の縁部両面（裏面側縁部３１ｂ，表面側縁部３１ａ）に当接した状態で固定されているため，前記ＬＥＤ１から前記導光板２の距離や光の入射角度を，前記ＬＥＤ及び前記導光板２で挟まれる前記基板３を基準にして一定に維持することができる。これにより，前記バックライトユニットＸでは，前記ＬＥＤ１から前記導光板２の距離や光の入射角度について既定の設計条件を常に充足させることができるため，全体的に輝度ムラのない均一な光を照射することができる。
より具体的には，前記ＬＥＤ１から前記導光板２に向けて照射される光は，常に前記基板３に垂直な方向となり，前記ＬＥＤ１の光照射面から前記導光板２の光入射部２ａまでの距離は，常に前記基板３の厚みに依存することになる。
また，前記バックライトユニットＸでは，前記基板３の開口３１が，前記ＬＥＤ１及び前記導光板２によって挟まれて閉塞されるため，該開口３１へのほこりなどの侵入を防止することができ，該開口内における光の減衰を防止することができる。
【実施例】
【００１７】
以下，本実施例では，図２（ａ）〜（ｃ）を参照しつつ，前記バックライトユニットＸにおける前記ＬＥＤ１及び前記導光板２の固定構造の他の例について説明する。なお，前記実施の形態で説明した固定構造（図１（ｃ）参照）と同様の点についてはここでは説明を省略する。
まず，図２（ａ）に示す例では，前記導光板２の光入射部２ａが，前記基板３の開口３１に嵌入される突起形状を成している。ここで，前記開口３１の開口寸法と前記光入射部２ａの突起寸法は略同一である。
そして，前記導光板２は，前記光入射部２ａが前記基板３の開口３１に嵌入されることにより，該導光板２が前記基板３の表面側縁部３１ａに当接した状態で該基板３に固定される。
このような構成によれば，前記光入射部２ａが前記開口３１に位置するように前記導光板２を前記基板３に容易に位置決めして固定することができる。なお，この場合には，前記ＬＥＤ１と前記導光板２の光入射部２ａとの距離は，前記基板３の厚み及び前記光入射部２ａの突起量に依存した一定の値に維持することができる。
【００１８】
次に，図２（ｂ）に示す例では，前記導光板２の光入射部２ａにおける前記ＬＥＤ１からの光の入射面が該光を拡散する形状を成している。具体的に，前記光入射部２ａの入射面は，断面鋸状の凹凸形状を成している。なお，当該形状に限られず，前記ＬＥＤ１からの光を拡散することのできる形状であればその他の形状を成すものであってもよい。
これにより，前記ＬＥＤ１から照射された光が，前記光入射部２ａの入射面で拡散されて入射された後，前記導光板２において前記光拡散部２ｂによって更に拡散させることができ，該ＬＥＤ１から照射される光を十分に混色させることや輝度ムラを防止することができる。
【００１９】
また，図２（ｃ）に示す例では，前記導光板２は，前記ＬＥＤ１から前記基板３に垂直な方向に照射されて前記光入射部２ａに入射した光を前記基板３に略平行な方向に偏向させて前記光拡散部２ｂに入射させる光偏向部２ｆを更に有している。
具体的に，前記光偏向部２ｆは，前記導光板２の光入射部２ａの鉛直上方向の位置に形成され，前記開口３１から垂直上方向に照射された光を前記光拡散部２ｂに向けて反射させる傾斜面である。この光偏向部２ｆによって，前記光入射部２ａに入射した光をより確実に前記光拡散部２ｂに導くことができる。
【符号の説明】
【００２０】
１…ＬＥＤ（発光素子の一例）
１ａ…半田
２…導光板（導光部材の一例）
２ａ…光入射部
２ｂ…光拡散部
２ｃ…光放射部
２ｅ…開口
２ｆ…光偏向部
３…基板
３１…開口
３１ａ…表面側縁部
３１ｂ…裏面側縁部
３ａ…ネジ穴
４…反射板
５…螺子
１０…放熱シート
１１…ＢＬシールド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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