特許 6794170 発光装置及び表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6794170

(24)【登録日】2020年11月13日

(45)【発行日】2020年12月2日

(54)【発明の名称】発光装置及び表示装置

(51)【国際特許分類】

   F21S 2/00 20160101AFI20201119BHJP

   F21V 23/00 20150101ALI20201119BHJP

   G02F 1/13357 20060101ALI20201119BHJP

   G02F 1/1333 20060101ALI20201119BHJP

   F21V 23/06 20060101ALI20201119BHJP

   F21V 29/503 20150101ALI20201119BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20201119BHJP

【ＦＩ】

   F21S2/00 483

   F21V23/00 160

   F21V23/00 150

   G02F1/13357

   G02F1/1333

   F21V23/06

   F21V29/503 100

   F21Y115:10

【請求項の数】6

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2016-156311(P2016-156311)

(22)【出願日】2016年8月9日

(65)【公開番号】特開2018-26228(P2018-26228A)

(43)【公開日】2018年2月15日

【審査請求日】2019年7月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002860

【氏名又は名称】特許業務法人秀和特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100085006

【弁理士】

【氏名又は名称】世良 和信

(74)【代理人】

【識別番号】100100549

【弁理士】

【氏名又は名称】川口 嘉之

(74)【代理人】

【識別番号】100131532

【弁理士】

【氏名又は名称】坂井 浩一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100125357

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 剛

(74)【代理人】

【識別番号】100131392

【弁理士】

【氏名又は名称】丹羽 武司

(74)【代理人】

【識別番号】100155871

【弁理士】

【氏名又は名称】森廣 亮太

(72)【発明者】

【氏名】森下 昌史

【審査官】 田中 友章

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−２１６５５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−５５８００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−９７５７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２１Ｓ ２／００

Ｆ２１Ｖ ２３／００

Ｆ２１Ｖ ２３／０６

Ｆ２１Ｖ ２９／５０３

Ｇ０２Ｆ １／１３３３

Ｇ０２Ｆ １／１３３５７

Ｆ２１Ｙ １１５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光源が設けられる第１基板と、
前記第１基板の背面側に配置されるプレートと、
前記プレートの背面側に配置される第２基板と、
前記プレートに設けられる開口部に挿入され前記第１基板と前記第２基板とを接続する接続部材と、
を備え、
前記開口部は、前記プレートにおける、前記第２基板の外周より内側の領域に設けられ、
前記第２基板は、前記プレートより小さい複数の部分基板からなり、
前記接続部材は、前記プレートに設けられる複数の開口部に挿入され、前記第１基板と前記複数の前記部分基板とを接続する、複数の接続部からなり、
前記接続部は、前記部分基板の中央部に設けられるコネクタであることを特徴とする発光装置。

【請求項2】

光源が設けられる第１基板と、
前記第１基板の背面側に配置されるプレートと、
前記プレートの背面側に配置される第２基板と、
前記プレートに設けられる開口部に挿入され前記第１基板と前記第２基板とを接続する接続部材と、
を備え、
前記開口部は、前記プレートにおける、前記第２基板の外周より内側の領域に設けられ、
前記接続部材は、フレキシブルフラットケーブルであって、
前記フレキシブルフラットケーブルは、前記第２基板の外周部から前記第２基板の外側に突出し、当該突出した位置から前記第２基板の内側の方向へ折れ曲がり、前記開口部を通って前記第１基板に接続する形状を有することを特徴とする発光装置。

【請求項3】

光源が設けられる第１基板と、
前記第１基板の背面側に配置されるプレートと、
前記プレートの背面側に配置される第２基板と、
前記プレートに設けられる開口部に挿入され前記第１基板と前記第２基板とを接続する接続部材と、
を備え、
前記開口部は、前記プレートにおける、前記第２基板の外周より内側の領域に設けられ、
前記第２基板は、前記プレートより小さい複数の部分基板からなり、
前記接続部材は、前記プレートに設けられる複数の開口部に挿入され、前記第１基板と前記複数の前記部分基板とを接続する、複数の接続部からなり、
前記接続部は、前記部分基板の外周部の近傍に設けられるフレキシブルフラットケーブルであって、
前記フレキシブルフラットケーブルは、前記部分基板の外周部から前記部分基板の外側に突出し、当該突出した位置から前記部分基板の内側の方向へ折れ曲がり、前記開口部を通って前記第１基板に接続する形状を有することを特徴とする発光装置。

【請求項4】

隣接する２つの部分基板の外周部の互いに対向する部分からそれぞれ突出する２つのフレキシブルフラットケーブルは、当該突出する部分と、当該突出した位置から各部分基板の内側の方向へ折れ曲がる部分とにより、前記対向する外周部に沿ったトンネル形状をなし、当該トンネル形状をなす部分に対応するプレートの部分には放熱部材が設けられる請求項３に記載の発光装置。

【請求項5】

前記放熱部材は、前記プレートの中央上部に設けられる請求項４に記載の発光装置。

【請求項6】

請求項１〜５のいずれか１項に記載の発光装置を有するバックライトと、
前記バックライトからの光を画像データに基づき透過することで画像を表示する液晶パネルと、
を備える表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、発光装置及び表示装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来よりも広い輝度レンジで高コントラスト表示することができるＨＤＲ（High Dynamic Range）表示に対応した画像表示装置が開発されている。液晶表示装置でＨＤＲ表示する技術として、液晶パネルの直下に複数の光源を配置したバックライト構造を用いて、各光源に対応するエリア毎に輝度制御するローカルディミング制御（エリア駆動）を行う技術がある。このようなバックライトの光源としてはＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）が好適である。直下型バックライトの構造は、多数のＬＥＤが配置されたＬＥＤ基板が配置されるバックライトケースの背面に、ＬＥＤを駆動制御するドライバ基板が配置され、ＬＥＤ基板とドライバ基板とをコネクタやフラットケーブルによって接続した構造を例示できる。この構造では、バックライトケースの底面にコネクタやフラットケーブルを挿入可能な開口が設けられる。関連する技術として、特許文献１には、ＬＥＤ基板が搭載されたバックパネルの一部に、リード線の引出し開口が配置される構造が開示されている。また、特許文献２には、筐体の内部に漏洩した光による光漏れを専用の遮光部材を用いることなく抑制する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２００８／１０８０３９号公報

【特許文献2】特開２０１５−６９０１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

高コントラストのＨＤＲ表示をするためには、エリア駆動の分割数を多くすることが有効である。分割数が多くなればＬＥＤ基板とドライバ基板の接続に多くのコネクタやフラットケーブル等の接続部材が必要となる。そうすると、バックライトケースの底面に設けられる接続部材を挿入するための開口部も多く必要となる。特許文献１の構造では、開口部を通して装置の内部の光が外部に漏洩する場合がある。特許文献２の構造では、別部材を用いることなく係合孔を通過する光源の光を遮る構造であり、係合孔の光漏れは抑制することが可能だが、接続穴からの光の漏洩を抑制することができない。

【0005】

そこで本発明は、バックライトの光源基板とドライバ基板とを接続する接続部材を挿入するためにバックライトケースに設けられた開口部から外部に光源光が漏洩することを抑制することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様は、光源が設けられる第１基板と、
前記第１基板の背面側に配置されるプレートと、
前記プレートの背面側に配置される第２基板と、
前記プレートに設けられる開口部に挿入され前記第１基板と前記第２基板とを接続する接続部材と、
を備え、
前記開口部は、前記プレートにおける、前記第２基板の外周より内側の領域に設けられ、
前記第２基板は、前記プレートより小さい複数の部分基板からなり、
前記接続部材は、前記プレートに設けられる複数の開口部に挿入され、前記第１基板と前記複数の前記部分基板とを接続する、複数の接続部からなり、
前記接続部は、前記部分基板の中央部に設けられるコネクタであることを特徴とする発光装置である。
また、本発明の一態様は、光源が設けられる第１基板と、
前記第１基板の背面側に配置されるプレートと、
前記プレートの背面側に配置される第２基板と、
前記プレートに設けられる開口部に挿入され前記第１基板と前記第２基板とを接続する
接続部材と、
を備え、
前記開口部は、前記プレートにおける、前記第２基板の外周より内側の領域に設けられ、
前記接続部材は、フレキシブルフラットケーブルであって、
前記フレキシブルフラットケーブルは、前記第２基板の外周部から前記第２基板の外側に突出し、当該突出した位置から前記第２基板の内側の方向へ折れ曲がり、前記開口部を通って前記第１基板に接続する形状を有することを特徴とする発光装置である。
また、本発明の一態様は、光源が設けられる第１基板と、
前記第１基板の背面側に配置されるプレートと、
前記プレートの背面側に配置される第２基板と、
前記プレートに設けられる開口部に挿入され前記第１基板と前記第２基板とを接続する接続部材と、
を備え、
前記開口部は、前記プレートにおける、前記第２基板の外周より内側の領域に設けられ、
前記第２基板は、前記プレートより小さい複数の部分基板からなり、
前記接続部材は、前記プレートに設けられる複数の開口部に挿入され、前記第１基板と前記複数の前記部分基板とを接続する、複数の接続部からなり、
前記接続部は、前記部分基板の外周部の近傍に設けられるフレキシブルフラットケーブルであって、
前記フレキシブルフラットケーブルは、前記部分基板の外周部から前記部分基板の外側に突出し、当該突出した位置から前記部分基板の内側の方向へ折れ曲がり、前記開口部を通って前記第１基板に接続する形状を有することを特徴とする発光装置である。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、バックライトの光源基板とドライバ基板とを接続する接続部材を挿入するためにバックライトケースに設けられた開口部から外部に光源光が漏洩することを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施例１の液晶表示装置２００の分解斜視図

【図2】実施例１の液晶表示装置２００の断面詳細図

【図3】実施例１のＬＥＤ基板７０の裏面図

【図4】実施例２の液晶表示装置３００を背面側より見た図

【図5】実施例２の液晶表示装置３００の側面図

【図6】実施例２の液晶表示装置３００の背面斜視図

【発明を実施するための形態】

【0009】

（実施例１）
以下、本発明の実施例１について説明する。
図１は、実施例１の液晶表示装置２００の分解斜視図である。
図２は、実施例１の液晶表示装置２００の断面詳細図である。
図１と図２を用いて、実施例１の液晶表示装置の構造と部品構成を説明する。

【0010】

フレーム１０は、液晶表示装置２００を保持するカバー部材でありＳＥＣＣの鋼鈑を用いた板厚０．８ｍｍの板金部材である。フレーム１０にはＬＣＤパネル２０（Liquid Crystal Display）の画面を表側から視認可能にするための開口が設けられ、開口部の周囲の裏面には弾性部材が貼り付けられる。この弾性部材によりＬＣＤパネル２０を保持するとともに、液晶表示装置２００内部への塵埃の侵入を抑制する。

【0011】

ＬＣＤパネル２０は、バックライトからの光を画像データに基づき透過することで画像を表示する液晶パネルである。ＬＣＤパネル２０の背面側には、光学シート３０が配置される。
光学シート３０は、輝度向上シート、プリズムシート、反射シート、拡散板が重ね合わせられて構成される。光学シート３０の構成は一例であってこの構成に限られない。
ホルダーパネル４０は、ＬＣＤパネル２０と光学シート３０の間に配置され、光学シート３０とＬＣＤパネル２０を正しい位置で保持する。

【0012】

バックライトケース５０は、ＬＥＤ基板７０を収容するケースである。
反射板６０は、反射効率の高い材質（実施例１では超微細発泡ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート））のシートを抜き型によってカットし箱曲げして構成される。

【0013】

ＬＥＤ基板７０は、バックライトの光源である複数のＬＥＤが配置された第１基板であり、実施例１では短冊状とする。実施例１では、ＬＥＤ基板７０は、プレート８０より小さい４枚の分割基板から構成される。なお、ＬＥＤ基板７０は１枚構成でも良い。ＬＥＤ基板７０の各分割基板の裏面には、ドライバ基板１００と接続するためのコネクタ８３やＦＦＣ（フレキシブルフラットケーブル）によるフレキ線材８２等からなる接続部材が実装されている。

【0014】

プレート８０は、ＬＥＤ基板７０が収容されるバックライトケースの底面を構成する部材であり、ＬＥＤ基板７０の背面側に配置される。プレート８０はアルミニウムを材質とする板厚５．０ｍｍの板状部材であり、ＬＥＤ基板７０が固定され、ＬＥＤの放熱を行う。プレート８０には、ＬＥＤ基板７０とドライバ基板１００とを接続するコネクタ８３やフレキ線材８２等の接続部材が挿入される開口部である貫通穴８１が設けられる。
ヒートシンク９０は、プレート８０の裏面に固定された放熱フィンである。

【0015】

ドライバ基板１００は、プレート８０の背面側に配置される第２基板であり、ＬＥＤ基板７０に設けられる光源の制御を行う駆動基板である。ドライバ基板１００は、バックライト光源の電源供給や、ＬＥＤ基板７０に配置されたＬＥＤの発光制御（駆動制御）を行う。ドライバ基板１００は、プレート８０の裏面にカシメ加工された別部材のボス８４によってプレート８０に固定され、プレート８０に配置された貫通穴８１を通して、接続部材８２，８３によりＬＥＤ基板７０と接続される。ドライバ基板１００の外周部の端部には、ＬＥＤ基板７０と接続されるフレキ線材８２が接続され、ドライバ基板１００の中央部には、コネクタ８３が配置される。

【0016】

ドライバ基板１００は、プレート８０より小さい複数の部分基板からなる。実施例１では、図１に示すように、ドライバ基板１００は、横方向に２分割され、２つの部分基板から構成される。コネクタ８３やフレキ線材８２等の接続部材は、プレート８０に設けられる複数の開口部８１に挿入され、ＬＥＤ基板７０とドライバ基板１００を構成する部分基板とを接続する。つまり、ドライバ基板１００が複数の部分基板に分割されていることにより、コネクタ８３やフレキ線材８２等の接続部材も複数、設けられている。

【0017】

コネクタ８３は、図１に示すように、各部分基板の中央部に設けられる。フレキ線材８２は、図１に示すように、各部分基板の外周部の近傍に設けられるフレキシブルフラットケーブルである。なお、図１の例では、フレキ線材８２は、各部分基板の外周部のうち縦方向の辺に沿ってのみ設けられているが、これは一例である。横方向の辺に沿ってのみフレキ線材８２が設けられる構成でも良いし、縦横両方の辺に沿ってフレキ線材８２が設けられる構成でも良い。

【0018】

図２に示すように、フレキ線材８２は、ドライバ基板１００の外周部からドライバ基板１００の外側に突出し、当該突出した位置からドライバ基板１００の内側の方向へ折れ曲がり、開口部８１を通ってＬＥＤ基板７０に接続する形状を有する。実施例１では、ドライバ基板１００が２枚の部分基板に分割されているため、フレキ線材８２は、部分基板の外周部から部分基板の外側に突出し、当該突出した位置から部分基板の内側の方向へ折れ曲がり、開口部８１を通ってＬＥＤ基板７０に接続する形状を有する。

【0019】

図３は、実施例１のＬＥＤ基板７０の４枚の分割基板のうちの１枚の分割基板７０Ａの裏面を示す図である。ＬＥＤ基板７０の４枚の分割基板は同じ構成であるため、ここでは１枚の分割基板７０Ａによりそれらを代表して説明する。
分割基板７０Ａの中央に配置されるコネクタ８３は、主にエリア駆動のためのＬＥＤの発光制御を行うための信号伝達を行うコネクタである。コネクタ８３を分割基板７０Ａの中央に配置することで、各ＬＥＤの発光制御の速度ができるだけ均一になるようにしている。分割基板７０Ａの外周部に配置されるフレキ線材８２は、主にＬＥＤに電源供給するための接続部材である。分割基板７０Ａに配置される多数のＬＥＤに安定して電力を供給するため、電源供給は複数のフレキ線材８２により行われる。実施例１では、ドライバ基板もプレート８０より小さい２枚の部分基板から構成されるが、１枚の部分基板に対して２枚の分割基板７０Ａが接続される。

【0020】

次に実施例１の液晶表示装置２００の組立方法について説明する。
バックライトケース５０の裏面に底面板であるプレート８０を取り付ける。ヒートシンク９０をプレート８０の裏面に固定する。ドライバ基板１００を構成する２枚の部分基板をプレート８０の背面側に配置されたボスにネジで固定する。ＬＥＤ基板７０を構成する４枚の分割基板の裏面にフレキ線材８２を差込み基板裏面に熱伝導用のグリスを塗布する。この場合、グリスの代替えに熱伝導シートや耐熱性の絶縁シートを挟んでもよい。分割
基板７０Ａのフレキ線材８２とコネクタ８３をプレート８０に配置された貫通穴８１を通して分割基板７０Ａを取り付ける。このとき、反射板６０を４枚の分割基板７０Ａと共締めでプレート８０にネジ固定を行う。ドライバ基板１００を固定し後に、分割基板７０Ａのコネクタ８３をドライバ基板１００に接続することで、接続部の実装ばらつきや基板取り付けの際に発生する位置ばらつきが吸収されるため、コネクタ８３にストレスをかけることなく固定することが可能である。

【0021】

光学シート３０をバックライトケース５０とホルダーパネル４０の間に挟み固定する。ＬＣＤパネル２０をホルダーパネル４０に載せてフレーム１０で固定する。ＬＥＤ基板７０の外周部に接続されるフレキ線材８２は、貫通穴８１よりドライバ基板１００に接続される。貫通穴８１は、プレート８０における、ドライバ基板１００の外周より内側の領域に設けられる。これにより液晶表示装置２００の裏面より貫通穴８１は見えない。さらに貫通穴８１がドライバ基板１００より内側に配置されているため、接続されるフレキ線材８２は、が裏面より外に広がるようにドライバ基板１００に接続される。

【0022】

実施例１のバックライト構造によれば、プレート８０に設けられる貫通穴８１から、ＬＥＤ基板７０からの光が漏洩したとしても、ドライバ基板１００が、貫通穴８１の位置より外側の領域まで存在するため、漏洩した光はドライバ基板１００で遮られる。よって、液晶表示装置２００の裏面に光が漏れることを抑制できる。また、図２に示すように、フレキ線材８２が貫通穴８１の外側に突出することで、貫通穴８１からの光が斜め方向に漏れることも抑制でき、装置裏面への光漏れをより確実に抑制することができる。

【0023】

（実施例２）
以下、本発明の実施例２について説明する。
実施例１で述べた構造により、プレート８０に設けられる貫通穴は、ドライバ基板の外周より内側の領域に存在するので、ＬＥＤ基板７０からの光が液晶表示装置２００の裏面に漏れることを抑制できる。一方で、高輝度で発光するバックライトには、多数のＬＥＤが配置されるためその放熱も行う必要がある。ＬＥＤには温度依存性があり、温度による輝度や色のばらつきが存在する。またエリア駆動により部分的に高輝度発光した場合には、部分的に温度が高くなることによる温度ばらつきによる表示むらが生じることがある。特にバックライトの中央上部エリアは、熱だまりとなり、その他のエリアに比べると放熱を強化することが望ましい。

【0024】

そこで、実施例２では、プレート８０の中央上部エリアにヒートシンク２５０を配置するとともに、フレキ線材８２の形状を工夫することによって放熱性を改善する構造とした。それ以外の構成は、実施例１と共通するため、説明を省略する。

【0025】

図４は、実施例２の液晶表示装置３００を背面側より見た図である。ヒートシンク２５０は、液晶表示装置３００の上部中央に配置される。なお、実施例２では、中央上部にのみヒートシンク２５０を’配置する例を説明するが、この配置は一例であって、中央下部に設けても良い。構造上熱だまりになることが予測される部分に設けることが望ましい。

【0026】

図５と図６は、実施例２の液晶表示装置３００の内部構造を示す詳細図である。図５は側面図、図６は背面斜視図である。図５、図６は、説明のためヒートシンク２５０の部分を拡大して示す図であり、液晶表示装置３００の全体を表示してはいない。

【0027】

液晶表示装置３００の表示動作時バックライト光源が高輝度で発光すると、画面の上部中央が最も熱の影響を受けるため、中央の上部にヒートシンク２５０を配置する。ドライバ基板２１０は、横方向に２枚の部分基板に分割された構成で、外周部にフレキ線材２２０が配置される。隣接する２つの部分基板の外周部の互いに対向する部分からそれぞれ突
出する２つのフレキ線材２２０は、当該突出する部分と、当該突出した位置から各部分基板の内側の方向へ折れ曲がる部分と、により、対向する外周部に沿ったトンネル形状をなす。このトンネル形状をなす部分に対応するプレート８０の部分には放熱部材としてのヒートシンク２５０が設けられる。このトンネル形状が放熱経路となる。

【0028】

実施例２の構造によれば、エリア駆動で中央上部が局所的に高温になった場合でも、フレキ線材２２０が放熱経路を構成し、ヒートシンク２５０によるＬＥＤの冷却を効率的に行うことが可能となる。これにより、液晶表示装置３００の装置内温度むらに起因する表示むらを抑制することができる。

【符号の説明】

【0029】

７０：ＬＥＤ基板、８０：プレート、８１：貫通穴、８２：フレキ線材、８３：コネクタ、１００：ドライバ基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】