(57)【要約】  【課題】  多数個の発光ダイオードを備え、構造簡易で低コスト化して表示パネルの高輝度化や高均斉度化を図る。  【解決手段】  液晶パネル２と多数個のＬＥＤ１２を配列した光源ユニット７との間にＬＥＤ１２から出射された照明光を透過・反射する拡散プレート１５を配置する。拡散プレート１５には、ＬＥＤ１２の外径よりもやや大径のパターン形成領域２０に、ＬＥＤ１２とほぼ等しい内径の第１領域２０ａに形成した大径の第１調光ドット１９ａ群と、外周部の第２領域２０ｂ内に形成した小径の第２調光ドット１９ｂ群とからなる調光パターン１８を形成する。  【選択図】  図４
2006030910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過型表示パネルと多数個の発光ダイオードを配列した光源ユニットとの間に配置されて、上記光源ユニットから出射された照明光を透過・反射することによって全面から均一化して上記表示パネルに供給する拡散プレートを備えるバックライト装置において、
上記拡散プレートが、透明な合成樹脂製基板に、上記各発光ダイオードと対向する各領域に上記照明光の光透過率を抑制して周囲へと拡散する調光パターンを形成してなり、
上記各調光パターンが、上記発光ダイオードよりも大径の領域内に光反射性インクにより印刷形成されて上記照明光を反射させる多数個の調光ドットによって構成されるとともに、これら調光ドットが照明光の光透過率を中央領域から周辺領域に向かって次第に大きくするように形成されることによってグラデーションパターンを構成することを特徴とするバックライト装置。
【請求項２】
上記各調光パターンを構成する多数個の上記調光ドットが、中央領域の調光ドットに対して周辺領域の調光ドットを小径にして形成されることを特徴とする請求項１に記載のバックライト装置。
【請求項３】
上記各調光パターンを構成する多数個の上記調光ドットが、中央領域に対して周辺領域の密度を疎にして形成されることを特徴とする請求項１に記載のバックライト装置。
【請求項４】
上記光源ユニットに、多数個の赤色発光ダイオードと緑色発光ダイオードと青色発光ダイオードとが所定の順序で配列されており、上記透過型表示パネルにカラー表示が行われることを特徴とする請求項１に記載のバックライト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多数個の発光ダイオードから出射した照明光を例えば透過型の液晶表示装置（LCD:Liquid Crystal Display）等の透過型表示パネルに供給するバックライト装置に関し、特に発光ダイオード群からの出射光を均一化して透過型表示パネルに供給するバックライト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、陰極線管（CRT:Cathode-Ray Tube）と比較して大型表示画面化、軽量化、薄型化、低電力消費化等が図られることから、例えば自発光型のＰＤＰ（Plasma Display Panel）等とともにテレビジョン受像機や各種のディスプレィ用に用いられるようになっている。液晶表示装置は、各種サイズの２枚の透明基板の間に液晶を封入し、電圧を印加することにより液晶分子の向きを変えて光透過率を変化させて所定の画像等を光学的に表示する。
【０００３】
液晶表示装置は、液晶自体が自発光体ではないために、例えば液晶パネルの背面部に光源として機能するバックライトユニットが備えられる。バックライトユニットは、例えば光源体、導光板、反射フィルム、レンズシート或いは拡散板等を備え、液晶パネルに対して全面に亘って輝度を均一した照明光を供給する。バックライトユニットには、従来光源体として水銀やキセノンを蛍光管内に封入した冷陰極蛍光ランプ（CCLF:Cold Cathode Fluorescent Lamp）が用いられているが、冷陰極蛍光ランプが有する充分な発光輝度や寿命或いは陰極側の低輝度領域の存在による均斉度等の問題を解決する課題がある。
【０００４】
ところで、大型サイズの液晶表示装置においては、一般に拡散板の背面に複数本の長尺な冷陰極蛍光ランプを配置して照明光を液晶パネルに供給するエリアライト型バックライト（ Area Litconfiguration Backlight）装置が備えられている。かかるエリアライト型バックライト装置においても、上述した冷陰極蛍光ランプと同様の課題解決が求められており、特に４０インチを超えるような大型テレビジョン受像機においては、高輝度化や高均斉度化の問題がより顕著となっている。
【０００５】
各種バックライト装置においては、光源体と液晶パネルとの間に光源体から出射された照明光の透過・拡散を制御する拡散プレートが配置される。拡散プレートは、一般に透明なアクリル樹脂等によって成形され、光源体と対向する部位に入射される照明光の一部を透過させるとともに一部を反射させる機能を有する調光パターンが形成されている。
【０００６】
特許文献１には、蛍光管と対向する領域に形成される複数の帯状調光パターンが、それぞれ多数個の反射ドットによって構成された拡散プレートを備えている。拡散プレートは、反射ドットを蛍光管の軸線から遠ざかるにしたがって面積が小さくなるように形成することにより、蛍光管から遠ざかるにしたがって光透過率が高くなって全体として輝度を均一化した照明光が出射されるように作用する。
【０００７】
【特許文献１】特開平６−３０１０３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、エリアライト型バックライト装置においては、上述した冷陰極蛍光ランプに代えて、拡散板の背面側に多数個の赤緑青の発光ダイオード（以下、ＬＥＤと称する。LED:Light Emitting Diode ）を２次元配列して白色光を得るＬＥＤエリアライト型のバックライトが注目されている。かかるＬＥＤバックライト装置は、ＬＥＤの低コスト化に伴ってコスト低減が図られるとともに低消費電力で大型の液晶パネルに高輝度の表示が行われるようにする。
【０００９】
ＬＥＤバックライト装置においても、液晶パネルと多数個のＬＥＤをアレイ配列したＬＥＤユニットとの間に拡散プレートを配置し、例えばこの拡散プレートに各ＬＥＤとそれぞれ対向するようにして多数個の調光パターンを形成する対応も考慮される。各調光パターンは、相対するＬＥＤから出射された照明光について、拡散プレートにおける透過・拡散を制御することによって全面から均一な光量で照明光が液晶パネルに供給されるようにして高輝度化や高均斉度化が図られるようになる。
【００１０】
しかしながら、ＬＥＤバックライト装置においては、多数個のＬＥＤから発生する大容量の熱が透明アクリル樹脂製の拡散プレートに作用することによりこの拡散プレートに大きな寸法変化を生じさせて、相対するＬＥＤと調光パターンとに位置ズレが発生してしまうことがあった。また、ＬＥＤバックライト装置においては、液晶パネルやＬＥＤユニット或いは拡散プレートの寸法精度や組立精度さらに調光パターンの印刷精度等のバラツキによって、相対するＬＥＤと調光パターンとの位置ズレが発生してしまうことがあった。
【００１１】
ＬＥＤバックライト装置においては、上述した様々な要因が関わることからＬＥＤと調光パターンとを精密に位置決めすることが極めて困難であった。ＬＥＤバックライト装置においては、構成部材を高精度に製作するとともに、精密な組立を行わなければならず、コスト低減が困難であった。ＬＥＤバックライト装置においては、液晶表示装置の大型化や高輝度化に伴い、ＬＥＤと調光パターンとの位置ズレもより大きくなり、色むらやランプイメージの発生等の問題が顕著となる。
【００１２】
ＬＥＤバックライト装置においては、拡散プレートに大きな面積で調光パターンを形成した場合に光透過率が大幅に低減することで、表示パネルの輝度が低下する。ＬＥＤバックライト装置においては、例えばより多くのＬＥＤを用いることによって高輝度化の対応を図ろうとした場合に、コストの増大や消費電力が大きくなってしまうばかりでなく大きくなる発熱の対応が極めて困難となる。
【００１３】
したがって、本発明は、多数個の発光ダイオードを備えて高輝度化や高均斉度化が図られる構造簡易で低コストのバックライト装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述した目的を達成する本発明にかかるバックライト装置は、透過型表示パネルと多数個の発光ダイオードを配列した光源ユニットとの間に配置されて、光源ユニットから出射された照明光を透過・反射することによって全面に拡散して表示パネルへと供給する拡散プレートを備える。バックライト装置は、拡散プレートが、透明な合成樹脂製基板の各発光ダイオードと対向する各領域に各発光ダイオードから出射された照明光の光透過率を抑制して周囲へと拡散する調光パターンを形成してなる。バックライト装置は、各調光パターンが、各発光ダイオードよりも大径の領域内に、光反射性インクによって印刷形成される多数個の調光ドットを照明光の光透過率を中央領域から周辺領域に向かって次第に大きくするように配列してなる。
【００１５】
また、バックライト装置は、各調光パターンを構成する多数個の調光ドットが、中央領域の調光ドットに対して周辺領域の調光ドットを小径にして形成される。さらに、バックライト装置は、各調光パターンを構成する多数個の調光ドットが、中央領域に対して周辺領域の密度を疎にして形成される。バックライト装置は、多数個の赤色発光ダイオードと緑色発光ダイオードと青色発光ダイオードとを所定の順序で配列した光源ユニットを備えて、透過型表示パネルにカラー表示が行われるようにする。
【００１６】
バックライト装置においては、光源ユニットに設けた多数個の発光ダイオード群が点灯して表示パネルに対して高容量の照明光を供給することにより、表示パネルが高輝度の表示を行うようにする。バックライト装置においては、拡散プレートに各発光ダイオードと対向して形成した各調光パターンが相対する発光ダイオードから出射された照明光の一部を反射させることで部分的な高輝度領域の発生を低減し、照明光が拡散プレートの全面から均一化されて表示パネルに対して供給されるようにする。バックライト装置においては、多数個の調光ドットで構成した各調光パターンが、照明光を所定の光透過率で透過させることによって損失を低減して表示パネルの高輝度表示が行われるようにする。バックライト装置においては、相対する発光ダイオードと調光パターンとに多少の位置ズレがあっても、発光ダイオードよりも大径の領域に形成した調光パターンによる透過、反射機能が奏されるようにする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明にかかるバックライト装置によれば、多数個の発光ダイオードを光源とすることにより高輝度の表示が行われるようになる。バックライト装置によれば、多数個のＬＥＤから発生する熱による拡散プレートの寸法変化や構成各部の寸法精度或いは組立精度さらに調光パターンの印刷精度等のバラツキに対しても相対するＬＥＤと調光パターンとが光透過率を保持して位置ズレ補正が行われることから、表示パネルの高輝度化や高均斉度化が図られるようになるとともに、構成各部材の製造コストや組立コストの低減が図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態として図面に示した透過型液晶カラー表示装置（以下、表示装置と略称する。）１について、詳細に説明する。表示装置１は、例えば４０インチ以上の大型表示画面を有するテレビジョン受像機或いは表示モニタ等の表示パネルに用いられる。表示装置１は、図１及び図２に示すように、液晶パネルユニット２と、この液晶パネルユニット２の背面側に組み合わされて照明光を供給するバックライトユニット３とを備えている。液晶パネルユニット２は、枠状の前面フレーム部材４と、液晶パネル５と、この液晶パネル５の外周縁部を前面フレーム部材４との間にスペーサ２Ａ、２Ｂやガイド部材２Ｃ等を介して挟み込んで保持する枠状の背面フレーム部材６とから構成される。
【００１９】
液晶パネル５は、詳細を省略するが、スペーサビーズ等によって対向間隔を保持された第１ガラス基板と第２ガラス基板との間に液晶を封入し、この液晶に対して電圧を印加して液晶分子の向きを変えて光透過率を変化させる。液晶パネル５は、第１ガラス基板の内面に、ストライプ状の透明電極と、絶縁膜と、配向膜とが形成される。液晶パネル５は、第２ガラス基板の内面に、光３原色のカラーフィルタと、オーバコート層と、ストライプ状の透明電極と、配向膜とが形成される。液晶パネル５は、第１ガラス基板と第２ガラス基板の表面に偏向フィルムと位相差フィルムとが接合される。
【００２０】
液晶パネル５は、ポリイミドからなる配向膜が液晶分子を界面に水平方向に配列し、偏向フィルムと位相差フィルムとが波長特性を無彩色化、白色化してカラーフィルタによるフルカラー化を図って受信画像等をカラー表示する。なお、液晶パネル５については、かかる構造に限定されるものではなく、従来提供されている種々の構成を備える液晶パネルであってもよいことは勿論である。
【００２１】
バックライトユニット３は、上述した液晶パネルユニット２の背面側に配置されて照明光を供給する光源ユニット７と、この光源ユニット７内に発生した熱を放熱する放熱ユニット８と、これら光源ユニット７と放熱ユニット８とを保持するとともに前面フレーム部材４や背面フレーム部材６と組み合わされて図示しない筐体に対する取付部材を構成するバックパネル９とを備える。バックライトユニット３は、液晶パネルユニット２の背面に対して全面に亘って対向する外形寸法を有しており、相対する対向空間部を光学的に密閉した状態で組み合わされる。
【００２２】
バックライトユニット３は、光源ユニット７が、光学シートブロック１０と、多数個の発光ダイオード（以下、ＬＥＤと称する。）１２を有する光源ブロック１１とから構成される。光学シートブロック１０は、液晶パネル５の背面側に対向して設置され、詳細を省略するが例えば偏光フィルム、位相差フィルム、プリズムシート或いは拡散フィルム等の各種の光学機能シートを積層してなる光学シート積層体１３や、拡散導光プレート１４或いは拡散プレート１５や反射プレート１６等から構成される。
【００２３】
バックパネル９は、例えば比較的軽量であり機械的剛性を有するアルミ材によって、液晶パネル５の外形とほぼ同等の大きさを有する横長矩形の板状を呈して形成されている。バックパネル９は、自らも熱伝導性を有することで、ＬＥＤ１２や回路部品等から発生する熱を放熱する作用を有している。バックパネル９には、外周部位に背面フレーム部材６と組み合わされる外周壁部９ａが形成されるとともに、後述するように光学スタッド部材１７を取り付ける多数個の取付部９ｂや、放熱プレート２４を固定する取付孔或いはリード線２１を引き出す引出し開口等が形成されている。バックパネル９は、その前面に対して放熱ユニット８と光源ユニット７と液晶パネル５とが重ね合わされて組み付けられ、さらに筐体の取付部に組み付けられる。
【００２４】
光学シート積層体１３は、詳細を省略するが光源ブロック１１から供給されて液晶パネル５に入射される照明光を直交する偏光成分に分解する機能シート、光波の位相差を補償して広角視野角化や着色防止を図る機能シート或いは照明光を拡散する機能シート等の種々の光学機能を奏する複数の光学機能シートが積層されて構成される。なお、光学シート積層体１３は、上述した光学機能シートに限定されるものではなく、例えば輝度向上を図る輝度向上フィルムや位相差フィルム或いはプリズムシートを挟む上下２枚の拡散シート等を備えてもよい。
【００２５】
光学シートブロック１０は、拡散導光プレート１４が、光学シート積層体１３の液晶パネル５と対向する主面側に配置され、光源ブロック１１から供給された照明光が背面側から入射される。拡散導光プレート１４は、導光性を有する透明な合成樹脂材、例えばアクリル樹脂やポリカーボネート樹脂等によって成形されたやや厚みのあるプレート体からなる。拡散導光プレート１４は、一方の主面側から入射された照明光を内部において屈折、反射させることによって拡散させながら導光し、他方の主面側から光学シート積層体１３へと入射させる。拡散導光プレート１４は、図２に示すように光学シート積層体１３に積層され、ブラケット部材１４Ａを介してバックパネル９の外周壁部９ａに取り付けられる。
【００２６】
光学シートブロック１０は、図２に示すように拡散プレート１５と反射プレート１６とが、相互の対向間隔と上述した拡散導光プレート１４との対向間隔とを多数個の光学スタッド部材１７によって保持されてバックパネル９に取り付けられている。拡散プレート１５は、透明な合成樹脂材料、例えばアクリル樹脂等によって成形されたプレート材であり、光源ブロック１１から供給された照明光が入射される。拡散プレート１５は、図２及び図３に示すように多数個の調光パターン１８が配列されて形成されている。各調光パターン１８は、詳細を後述するようにアレイ配置された光源ブロック１１の多数個のＬＥＤ１２にそれぞれ対向して形成されている。
【００２７】
なお、拡散プレート１５には、光学スタッド部材１７が嵌合される嵌合孔１５ａが適宜の位置に形成されている。また、拡散プレート１５には、光源ブロック１１にＬＥＤ１２が横方向に４列で配列されるとともに、両側にそれぞれ補助的なＬＥＤ１２も配列される場合に、図示しないがこれらＬＥＤ１２に対向して調光パターン１８が形成される。
【００２８】
拡散プレート１５は、図４に示すように各調光パターン１８を、それぞれ同図破線で示すＬＥＤ１２の外径ｄよりもやや大きな直径Ｄのパターン形成領域２０内に光反射性インクによって印刷形成された多数個の調光ドット１９によって構成する。各調光パターン１８は、ＬＥＤ１２とほぼ等しい内径の第１領域２０ａ内にそれぞれが大径の第１調光ドット１９ａ群を形成するとともに、第１領域２０ａを囲む外周の第２領域２０ｂ内にそれぞれが小径の第２調光ドット１９ｂ群を形成してなる。
【００２９】
各調光パターン１８は、調光ドット１９を、遮光剤と拡散剤とを含む各種のインク原料剤を所定の割合で調合した光反射性インクを用いて、例えばスクリーン印刷法等によって形成する。光反射性インクは、遮光剤として、例えば酸化チタン、硫化バリウム、炭酸カルシウム、酸化ケイ素、酸化アルミナ、酸化亜鉛、酸化ニッケル、水酸化カルシウム、硫化リチウム、四三酸化鉄、メタクリル樹脂粉末、雲母（セリサイト）、陶土粉末、カオリン、ベントナイト、金粉末或いはパルプ繊維等が用いられる。また、光反射性インクは、拡散剤として、例えば酸化ケイ素、ガラスビーズ、ガラス微粉末、ガラス繊維、液体シリコン、水晶粉末、金めっき樹脂ビーズ、コレステリック液晶液或いは再結晶アクリル樹脂粉末等が用いられる。
【００３０】
拡散プレート１５は、各調光パターン１８が、相対するＬＥＤ１２から出射されて直進してくる照明光を、各調光ドット１９の形成部位で反射させることによって遮光するとともに、調光ドット１９の非形成部位で透過させる。拡散プレート１５は、調光パターン１８を形成することにより各ＬＥＤ１２から直接入射される照明光の透過量を調整して部分的な高輝度領域の発生を低減し、照明光を全面から均一化して光学シート積層体１３へと供給するように作用する。
【００３１】
拡散プレート１５は、上述したように第１領域２０ａ内の第１調光ドット１９ａ群が大径とされるとともに第２領域２０ｂ内の第２調光ドット１９ｂ群が小径とされることから、照明光の光透過率が第１領域２０ａよりも第２領域２０ｂのほうが大きくなる。したがって、拡散プレート１５においては、照明光の入射光量が大きい第１領域２０ａからの照明光の透過量と入射光量が小さい第２領域２０ｂからの照明光の透過量との調整が図られ、各調光パターン１８の形状をぼかすいわゆるグラデーションパターンとして作用する。
【００３２】
なお、調光パターン１８は、例えば第１領域２０ａの直径が約６ｍｍ、第２領域２０ｂの直径が約８ｍｍとされるとともに、第１調光ドット１９ａのドット径が約０．５ｍｍ、第２調光ドット１９ｂのドット径が約０．１ｍｍに形成されている。また、調光パターン１８は、相互の間隔が約１４ｍｍとされて形成されている。勿論、調光パターン１８は、ＬＥＤ１２群の発光量、ＬＥＤ１２の間隔、液晶パネル５の大きさ、反射性インクの組成等によって適宜の仕様によって形成される。
【００３３】
拡散プレート１５は、上述したように各調光パターン１８が、全体として相対するＬＥＤ１２の外径よりも大径の円形パターンによって構成されている。したがって、拡散プレート１５は、その寸法精や各調光パターン１８の印刷精度、或いは多数個のＬＥＤ１２からの発生熱による膨張、収縮の寸法変化或いは構成各部の寸法精度や組立精度等に起因する各調光パターン１８とＬＥＤ１２とに多少の位置ズレが生じても上述した照明光の透過制御が確実に奏される。拡散プレート１５は、構成各部材の寸法精度や組立精度を緩やかにしてコストの低減が図られるようにする。なお、拡散プレート１５は、各ＬＥＤ１２から出射される照明光の一部が臨海角を超えて入射されると、表面で反射させる機能も有している。
【００３４】
反射プレート１６は、拡散プレート１５の調光パターン１８や表面で反射された照明光やＬＥＤ１２から周辺に出射された照明光を反射させて拡散プレート１５へと入射させる。反射プレート１６は、例えばアルミ基材に蛍光剤を含有した発泡性ＰＥＴ（polyethylene terephthalate）材を接合して形成される。反射プレート１６は、発泡性ＰＥＴ材が、約９５％程度の高反射率特性を有するとともに金属光沢色と異なる色調で反射面の傷が目立たないといった特徴を有していることから、照明光を効率よく反射する。反射プレート１６は、拡散プレート１５との間で照明光を反復反射させて増反射原理による反射率の向上を図る機能も有している。なお、反射プレート１６については、例えば鏡面を有する銀やステンレス等によって形成するようにしてもよい。
【００３５】
反射プレート１６は、詳細を省略するが各ＬＥＤ１２と対応して多数個のガイド孔が形成されており、図２に示すように各ガイド孔から相対するＬＥＤ１２の発光部を突出させる。反射プレート１６は、かかる構造によって背面側への光漏れを防止する。
【００３６】
光学シートブロック１０においては、多数個の光学スタッド部材１７を備えており、これら光学スタッド部材１７によって拡散プレート１５と反射プレート１６とを相対する主面間の平行度が全面に亘って精度よく保持されるようにするとともに、拡散プレート１５と拡散導光プレート１４とを相対する主面間の平行度を全面に亘って精度よく保持されるように構する。光学スタッド部材１７は、例えばポリカーボ樹脂等の導光性と機械的剛性及びある程度の弾性を有する乳白色の合成樹脂材によって一体に成形された略柱状の部材であり、図２に示すようにバックパネル９の内面に一体に形成した略台形凸部の取付部９ｂにそれぞれ取り付けられる。
【００３７】
バックパネル９は、取付部９ｂの上面が反射プレート１６の載置面を構成し、それぞれに取付孔９ｃが貫通して設けられている。光学シートブロック１０は、拡散プレート１５と反射プレート１６とが、各光学スタッド部材１７を介してバックパネル９に対して底面９ｄ上に位置決めされてそれぞれ組み合わされる。拡散プレート１５と反射プレート１６には、バックパネル９側の各取付部９ｂに設けられた取付孔９ｃに対応してそれぞれ多数個の取付孔１５ａ、１６ａが形成されている。
【００３８】
各光学スタッド部材１７は、それぞれ軸状基部１７ａと、この軸状基部１７ａの基端部に形成された取付部１７ｂと、この取付部１７ｂから所定の間隔を以って軸状基部１７ａの周回りに一体に形成されたフランジ状の第１受け板部１７ｃと、この第１受け板部１７ｃから所定の間隔を以って軸状基部１７ａの周回りに一体に形成されたフランジ状の第２受け板部１７ｄとから構成される。各光学スタッド部材１７は、軸状基部１７ａがバックパネル９の取付部９ｂと拡散導光プレート１４との対向間隔を規定する軸長を以って形成され、第２受け板部１７ｄから所定の高さ位置に段部１７ｅが構成されている。
【００３９】
各光学スタッド部材１７は、軸状基部１７ａが、段部１７ｅを拡散プレート１５の取付孔１５ａよりも大径とされるとともに先端部に向かって次第に小径とした長軸な円錐形状を呈して形成されている。各光学スタッド部材１７には、軸状基部１７ａに、段部１７ｅのやや上方に位置して軸方向の肉盗み孔１７ｆが形成されている。肉盗み孔１７ｆは、軸状基部１７ａに、その外径が拡散プレート１５の取付孔１５ａよりも大径とされた部位の範囲で形成されており、この部位に収斂習性を付与する。
【００４０】
各光学スタッド部材１７は、第１受け板部１７ｃと第２受け板部１７ｄとが拡散プレート１５と反射プレート１６との対向間隔を規定する間隔を以って形成されている。各光学スタッド部材１７は、軸状基部１７ａが、第１受け板部１７ｃと第２受け板部１７ｄとの部位を拡散プレート１５の取付孔１５ａとほぼ同径に形成される。各光学スタッド部材１７は、取付部１７ｂが、先端部の外径をバックパネル９側の取付孔９ｃとほぼ等しい外径とされるとともに軸方向に次第に取付孔９ｃよりも大径とされた断面矢尻状を呈している。各光学スタッド部材１７は、取付部１７ｂが、大径部位から先端側に向かってすり割り１７ｇを形成することによって収斂習性を付与される。
【００４１】
各光学スタッド部材１７は、取付部１７ａが、大径部位と第１受け板部１７ｃとの間隔をバックパネル９の厚みと反射プレート１６の厚みとほぼ等しくして形成されている。各光学スタッド部材１７は、第１受け板部１７ｃが、反射プレート１６の取付孔１６ａよりも大径とされるとともに、第２受け板部１７ｄが拡散プレート１５の取付孔１５ａよりも大径とされて形成されている。
【００４２】
光学シートブロック１０においては、バックパネル９の取付部９ｂ上に反射プレート１６が相対する取付孔９ｃと取付孔１６ａとを対向位置させて組み合わされる。光学シートブロック１０においては、各光学スタッド部材１７がバックパネル９の底面９ｄ側からその取付部１７ｂを、反射プレート１６の取付孔１６ａ側から押し込まれる。光学シートブロック１０においては、取付部１７ｂがすり割り１７ｇの作用によって収斂してバックパネル９側の取付孔９ｃを貫通した後に自然状態に復帰することで、各光学スタッド部材１７が抜け止めされて取付部９ｂ上に立設状態で組み付けられる。
【００４３】
光学シートブロック１０においては、各光学スタッド部材１７が取付部１７ｂと第１受け板部１７ｃとの間で取付部９ｂと反射プレート１６とを厚み方向に挟持することによって、バックパネル９に対して反射プレート１６を位置決めした状態で保持する。光学シートブロック１０においては、この状態で各光学スタッド部材１７が、それぞれ軸状基部１７ａの第１受け板部１７ｃから上方部位を反射プレート１６から突出させて、バックパネル９の取付部９ｂ上に立設される。
【００４４】
光学シートブロック１０においては、各光学スタッド部材１７に対して、拡散プレート１５がそれぞれの取付孔１５ａを相対する先端部１７ｈに嵌挿させて組み合わされる。光学シートブロック１０においては、各光学スタッド部材１７が大径部位を肉盗み孔１７ｆの作用によって収斂することにより、拡散プレート１５が軸方向に押し込まれるようにする。光学シートブロック１０においては、各光学スタッド部材１７に対して拡散プレート１５が、段部１７ｅを乗り越えて第２受け板部１７ｄに突き当たり、これら段部１７ｅと第２受け板部１７ｄとの間で挟持される。
【００４５】
光学シートブロック１０においては、各光学スタッド部材１７が、それぞれ軸状基部１７ａの第２受け板部１７ｄから上方部位を拡散プレート１５から突出させる。光学シートブロック１０においては、各光学スタッド部材１７の先端部１７ｈに、光学シート積層体１３を重ね合わせた拡散導光プレート１４がその底面側を突き当てられるようにして組み付けられる。
【００４６】
以上のように構成された光学シートブロック１０においては、取付部１７ｂを取付孔９ｃに押し込む簡易な方法によってバックパネル９の底面９ｄ上にそれぞれ組み付けられる多数個の光学スタッド部材１７が、拡散プレート１５と反射プレート１６とを位置決めするとともに、これら拡散プレート１５と反射プレート１６及び拡散導光プレート１４と光学シート積層体１３との対向間隔を精密に保持する機能を奏する。光学シートブロック１０においては、上述した複数個の光学スタッド部材１７を備えることによって、複雑な位置決め構造や間隔保持構造が不要となるとともに組立工程の簡易化が図られるようになる。各光学スタッド部材１７は、各種サイズの液晶パネル５に対しても互換使用が可能であり、部品の共用化が図られるようになる。
【００４７】
なお、光学スタッド部材１７については、上述した構造に限定されるものでは無く、各部の具体的な構造が光学シートブロック１０の構成によって形成される。光学スタッド部材１７は、例えば取付部１７ｂがすり割１７ｇを形成して収斂習性を付与されることでバックパネル９の取付孔９ｃに押し込まれて取り付けられるようにしたが、例えば外周部に抜止め凸部を一体に形成して、内周部にキー溝を形成した取付孔９ｃ内に嵌合した後に回転して抜け止めされるようにしてもよい。
【００４８】
光学シートブロック１０においては、各部材が精密に位置決めされることによって、拡散導光プレート１４と反射プレート１６との間に構成される導光空間部Ｈ内において光源ブロック１１から出射された照明光を安定した状態で導光、拡散、反射等の動作を行うことから、液晶パネル５に色むら等の発生を抑制する。光学シートブロック１０においては、導光空間部Ｈ内に設けられる各光学スタッド部材１７が乳白色の導光合成樹脂材によって形成されてその外周面から内部に入射する照明光を拡散して先端部１７ｈが部分的に光輝されないようにすることで、導光空間部Ｈから拡散導光プレート１４に対して照明光が均一に入射されるようにする。
【００４９】
バックライトユニット３においては、光源ユニット７が上述した光学シートブロック１０を備えることによって、光源ブロック１１の各ＬＥＤ１２から出射された照明光が液晶パネルユニット２に対して安定した状態で効率よく入射されるようにする。光源ブロック１１は、図５に示すように、バックパネル９の底面９ｄにそれぞれ横方向に配列された４列の発光アレイ１１Ａ乃至１１Ｄによって構成される。また、光源ユニット１１は、各発光アレイ１１Ａ乃至１１Ｄが、それぞれ長さ方向に並べて配置された複数個の光源ブロック体２１によって構成される。
【００５０】
各光源ブロック体２１は、図２及び図６に示すように、複数個の赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤと青色ＬＥＤ（ＬＥＤ１２と総称する。）と、これらＬＥＤ１２を主面２２ａ上に長さ方向に所定の順序に並べて実装する横長矩形の配線基板２２とから構成される。光源ブロック１１は、液晶パネル５のサイズや各ＬＥＤ１２の発光能力等によって各光源ブロック体２１の個数及びそれぞれに実装するＬＥＤ１２の個数が適宜決定される。
【００５１】
光源ブロック体２１は、図示を省略するが配線基板２２の主面２２ａに、各ＬＥＤ１２をシリーズで接続する配線パターンや各ＬＥＤ１２の端子を接続するランド等が形成されている。各配線基板２２は、全て同一仕様で形成されており、主面２２ａの幅方向の一側部の近傍でかつ長手方向の両側に位置されて信号出力側の第１コネクタ２３Ａと信号入力側の第２コネクタ２３Ｂとが実装されている。
【００５２】
光源ブロック１１は、図５に示すように第１列目の発光アレイ１１Ａと第２列目の発光アレイ１１Ｂ及び第３列目の発光アレイ１１Ｃと第４列目の発光アレイ１１Ｄとがそれぞれ対をなし、各配線基板２２をコネクタが実装した側を互いに対向させて長さ方向に並んで配列する。光源ブロック１１は、各列の隣り合う配線基板２２が第１コネクタ２３Ａと第２コネクタ２３Ｂとを隣り合うようにして配置することで、これらを図示しないコネクタ付きリード線によって接続して最短の配線が行われるようにする。
【００５３】
光源ブロック１１は、第１列目の発光アレイ１１Ａと第２列目の発光アレイ１１Ｂ及び第３列目の発光アレイ１１Ｃと第４列目の発光アレイ１１Ｄとが、それぞれの間で信号出力用リード線を引き出し、クランパで束ねて引出し開口を介してバックパネル９の背面側へと引き出すようにする。光源ブロック１１においては、各発光アレイ１１Ａ〜１１Ｄ間のスペースを利用した信号入出力用リード線の保持、ガイド構造を設けることにより、スペースの効率化や配線工程の簡易化が図られている。光源ブロック１１においては、各発光アレイ１１Ａ〜１１Ｄが、第１コネクタ２０Ａと第２コネクタ２０Ｂとの位置によって、各配線基板２２の組み間違えが防止されるとともに、配線基板２２間の配線構造や配線工程の簡易化或いはリード線の共通化が図られている。
【００５４】
光源ブロック体２１は、配線基板２２の主面２２ａ上に、上述したように適宜の個数を組み合わした赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤと青色ＬＥＤとをこの順で同一軸線上に配列して実装している。各ＬＥＤ１２は、詳細を省略するがそれぞれ発光素子が樹脂ホルダに保持されるとともに樹脂ホルダから端子が引き出されている。各ＬＥＤ１２は、発光素子から照明光を出射するとともに、その際に熱も発生する。
【００５５】
表示装置１は、上述したように光源ブロック１１を光学シートブロック１０の背面側に組み合わせて周囲が密閉された導光空間部Ｈを構成することから、多数個のＬＥＤ１２からそれぞれ発生する熱が大きな熱量となって導光空間部Ｈ内に籠もった状態となる。表示装置１は、放熱ユニット８によって導光空間部Ｈに籠もる熱を効率よく放熱して、光学シートブロック１０の上述した各光学シート体の特性変化、各ＬＥＤ１２の点灯状態の不安定化、液晶パネル５の色むら、回路部を構成する電子部品等の動作の不安定化が抑制されるようにする。
【００５６】
放熱ユニット８は、上述した各発光アレイ１１Ａ〜１１Ｄ毎に設けられて光源ブロック体２１の取付部材を兼ねる複数の放熱プレート２４と、これら放熱プレート２４にそれぞれ取り付けられた多数本のヒートパイプ２５と、これらヒートパイプ２５の両端部が接続されるヒートシンク２６や、ヒートシンクの冷却機能を促進する冷却ファン等によって構成される。放熱ユニット８は、詳細を後述するように各放熱プレート２４にヒートパイプ２５を一体に組み付けてヒートシンクに対する効率的な熱伝導路を構成する。
【００５７】
各放熱プレート２４は、熱伝導率に優れ、加工性がよくかつ軽量で廉価なアルミ材が用いられて、押出加工によって上述した各発光アレイ１１Ａ〜１１Ｄの長さと幅とにほぼ等しい長尺な矩形板状に形成される。各放熱プレート２４は、光源ブロック体２１の取付部材を兼ねることから機械的剛性を有する所定の厚みを以って形成される。なお、各放熱プレート２４については、アルミ材に限定されず、熱伝導率が良好な、例えばアルミ合金材、マグネシウム合金材或いは銀合金材や銅材等によって形成するようにしてもよい。各放熱プレート２４は、比較的小型の場合に、例えばプレス加工や切出し加工等によって形成され、主面２４ａ上に配線基板２２を取付ねじによって固定する。
【００５８】
各放熱プレート２４には、背面側にヒートパイプ２５を嵌合する断面が略アーチ型形状の凹溝からなるヒートパイプ嵌合凹部２４ｂが形成されている。ヒートパイプ嵌合凹部２４ｂは、ヒートパイプ２５の外径とほぼ等しい開口幅を有するとともにやや小さな高さ（深さ）を以って形成することにより、ヒートパイプ２５を保持部材等を介さずに仮保持することが可能な開口形状を以って形成されている。各放熱プレート２４は、ヒートパイプ嵌合凹部２４ｂによって、ヒートパイプ２５を配線基板２２の最も温度が高くなるＬＥＤ実装領域により近い位置に配置する。
【００５９】
ヒートパイプ２５は、各種の電子機器等において高温となる電源部等から放熱手段へと熱伝導を行うために一般的に採用される部材であり、熱伝導率に優れた銅等の金属製パイプ材内を排気した状態で所定の温度で気化する水等の伝導媒体を封入して構成され、高能率の熱伝導能力を有している。ヒートパイプ２５は、上述したように各放熱プレート２４に一体的に組み付けられ、各放熱プレート２４とともに両端部がヒートシンク２６と接続される。ヒートパイプ２５においては、高温側の放熱プレート２４からの熱伝導を受けて内部に封入された伝導媒体が液体から気体へと気化する。ヒートパイプ２５においては、気化した伝導媒体がパイプ内を低温側のヒートシンク２６との接続部へと流れて冷却されることで凝縮熱を放出して液化する。ヒートパイプ２５においては、液化した伝導媒体が金属パイプの内壁に形成した長さ方向の多数条の溝や多孔質層内を毛細管現象によって放熱プレート２４側へと移動してパイプ内の循環が行われることで、高能率の熱伝導作用を奏する。
【００６０】
放熱ユニット８においては、上述した構成の放熱プレート２４に高能率の熱伝導能力を有するヒートパイプ２５を一体化して取り付けることにより、このヒートパイプ２５を発熱源の各ＬＥＤ１２の配列領域の真下に近接して延在させた構成となる。放熱ユニット８においては、各ＬＥＤ１２を実装した配線基板２２と、この配線基板２２を保持する放熱プレート２４とヒートパイプ２５とが互いに密着した状態で重ね合わされてヒートシンク２６への熱伝導体を構成する。放熱ユニット８においては、かかる構成によりスペース効率を図って各ＬＥＤ１２からの発生熱を極めて効率よくヒートシンク２６へと伝導して放熱することで、導光空間部Ｈの高温化を低減してバックライトユニット３が安定した動作で液晶パネル５に対して照明光を供給するようにする。
【００６１】
バックライトユニット３においては、上述したように拡散プレート１５に、それぞれＬＥＤ１２の外径ｄよりもやや大きな直径Ｄのパターン形成領域２０内においてＬＥＤ１２とほぼ等しい内径の第１領域２０ａ内に位置する大径の第１調光ドット１９ａ群と外周部の第２領域２０ｂ内に位置する小径の第２調光ドット１９ｂ群によって調光パターン１８を構成してなる。バックライトユニット３においては、高精度の第２調光ドット１９ｂ群をスクリーン印刷法によって形成する場合に、メタルマスクに形成する印刷孔の精度或いは光反射性インクの組成や粘度等の印刷条件を十分に考慮する必要がある。
【００６２】
図７に第２の実施の形態として示した調光パターン３０は、それぞれＬＥＤ１２の外径ｄよりもやや大きな直径Ｄのパターン形成領域２０内に多数個の調光ドット３１を光反射性インクを用いてスクリーン印刷法によって形成した構成を上述した調光パターン１８と同様とするが、各調光ドット３１を全て同一径で形成した構成に特徴を有している。各調光パターン３０は、その他の構成を上述した調光パターン１８とほぼ同等とすることから、その説明を省略する。
【００６３】
各調光パターン３０も、それぞれＬＥＤ１２の外径ｄよりもやや大きな直径Ｄのパターン形成領域２０内に光反射性インクによって多数個の調光ドット３１を印刷して構成する。各調光パターン３０は、多数個の調光ドット３１が、ＬＥＤ１２とほぼ等しい内径の第１領域２０ａとこの第１領域２０ａを囲む外周の第２領域２０ｂとにおいて、それぞれ印刷密度を異にして形成される。各調光パターン３０は、第１領域２０ａ内において調光ドット３１ａを印刷密度を密にして形成するとともに、第２領域２０ｂ内において調光ドット３１ｂ〜印刷密度を疎にして形成する。
【００６４】
各調光パターン３０も、上述したように相対するＬＥＤ１２から出射されて直進してくる照明光を各調光ドット３１によって照明光を反射させるとともに、各調光ドット３１の非形成部位で透過させる。拡散プレート１５は、照明光の透過量を、調光ドット３１の印刷密度が密な第１領域２０ａで抑制するとともに印刷密度が疎の第２領域２０ｂでより多くなるようにする。拡散プレート１５は、かかる調光ドット３１によって各ＬＥＤ１２から直接入射される照明光の透過量を調整して部分的な高輝度領域の発生を低減し、照明光を全面から均一化して光学シート積層体１３へと供給するように作用する。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】実施の形態として示す表示装置の要部分解斜視図である。
【図２】表示装置の要部縦断面図である。
【図３】拡散プレートの平面図である。
【図４】調光パターンの構成を示す要部平面図である。
【図５】光源ユニットの平面図である。
【図６】光源ブロックの斜視図である。
【図７】他の調光パターンの構成を示す要部平面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１  表示装置、２  液晶パネルユニット、３  バックライトユニット、５  液晶パネル、７  光源ユニット、８  放熱ユニット、９  バックパネル、１０  光学シートブロック、１１  光源ブロック、１２  発光ダイオード（ＬＥＤ）、１３  光学シート積層体、１４  拡散導光プレート、１５  拡散プレート、１６  反射プレート、１７  光学スタッド部材、１８  調光パターン、１９  調光ドット、２０パターン形成領域、２１  光源ブロック体、２２  配線基板、２４  放熱プレート、２５  ヒートパイプ、２６ヒートシンク
【図１】
2006030910.tif 000003
【図２】
2006030910.tif 000004
【図３】
2006030910.tif 000005
【図４】
2006030910.tif 000006
【図５】
2006030910.tif 000007
【図６】
2006030910.tif 000008
【図７】
2006030910.tif 000009