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(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】
(24)【登録日】2024-02-20
(45)【発行日】2024-02-29
(54)【発明の名称】バックライト装置
(51)【国際特許分類】
   F21S 2/00 20160101AFI20240221BHJP
   G02F 1/13357 20060101ALI20240221BHJP
   F21Y 115/10 20160101ALN20240221BHJP
   F21Y 105/16 20160101ALN20240221BHJP
【FI】
F21S2/00 484
G02F1/13357
F21Y115:10
F21Y105:16
【請求項の数】 6
(21)【出願番号】P 2020025430
(22)【出願日】2020-02-18
(65)【公開番号】P2021131942
(43)【公開日】2021-09-09
【審査請求日】2022-09-21
(73)【特許権者】
【識別番号】000005049
【氏名又は名称】シャープ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000338
【氏名又は名称】弁理士法人 HARAKENZO WORLD PATENT & TRADEMARK
(72)【発明者】
【氏名】後藤 彰
【審査官】當間 庸裕
(56)【参考文献】
【文献】特開2013-247039(JP,A)
【文献】特開2011-228231(JP,A)
【文献】国際公開第2012/014600(WO,A1)
【文献】特開2013-247038(JP,A)
【文献】特開2018-125137(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F21S 2/00
G02F 1/13357
F21Y 115/10
F21Y 105/16
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
表示パネルの背面側に配置された基板と、
前記表示パネルの背面に対向して前記基板上に配列された複数のバックライトユニットとを備え、
前記バックライトユニットが、前記表示パネルにバックライトを供給するためのLED光源と、
前記LED光源から発光されたバックライトを反射する反射シートとを有し、
前記反射シートが、前記LED光源を囲むように前記基板上に配置された底面部と、
前記底面部の周縁から突出して形成された隔壁とを含み、
前記LED光源から発光されたバックライトが、前記隔壁の先端によって規定される出射面を通って前記表示パネルに向かって出射し、
前記表示パネルの外周に対応する位置に配列されたバックライトユニットの出射面の寸法が、前記表示パネルの中央に対応する位置に配列されたバックライトユニットの出射面の寸法よりも大きく、
隣り合うバックライトユニットの間に形成される前記隔壁は、前記表示パネルの内周側に設けられており前記基板に対して前記表示パネルの外周側に傾斜して形成された第1の隔壁部分と、前記表示パネルの外周側に設けられており前記基板に対して垂直に形成された第2の隔壁部分とを含むことを特徴とするバックライト装置。
【請求項2】
前記底面部が四辺形状に形成されている請求項1に記載のバックライト装置。
【請求項3】
前記複数のバックライトユニットのうちの最外周に配置されたバックライトユニットの外周側の隔壁が、前記基板に対して前記外周側に傾斜して形成されている請求項1に記載のバックライト装置。
【請求項4】
前記複数のバックライトユニットのうちの外周側の複数列に配列されたバックライトユニットの外周側の隔壁が、前記基板に対して前記外周側に傾斜して形成されている請求項1に記載のバックライト装置。
【請求項5】
前記外周側の複数列に配列されたバックライトユニットの隔壁の傾斜角度が、内周側のバックライトユニットの隔壁から外周側のバックライトユニットの隔壁に向かって増大する請求項4に記載のバックライト装置。
【請求項6】
前記反射シートが、前記基板に対して前記表示パネルの外周側に傾斜して形成されている隔壁を支持する支持部材をさらに含む請求項2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、液晶表示装置に取り付けられる直下型のバックライト装置に関する。
【背景技術】
【0002】
複数のバックライトユニットを備え、このバックライトユニットが、LED光源と、ハーフミラーと、ハーフミラーにて反射された光をさらにハーフミラーへ反射する底面を含む隔壁部材とを有するバックライト装置が知られている(特許文献1)。
【0003】
この隔壁部材は、隔壁部材と対になってバックライトユニットを構成しているLED光源を囲う部材であり、当該LED光源と他のLED光源との間を隔てるためのものである。隔壁部材は、方形状且つ平板状の底面と、底面の四辺の各々から液晶パネルの方へ向けて延びるように形成される側壁部とからなり、底面と対向する位置が開放された枡形部材である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開2012-174371号公報(2012年9月10日公開)
【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、上述のような従来技術の複数のバックライトユニットは、隔壁部材で区切られたバックライトユニットの各エリアで一様な出光特性しか持たないため、表示パネルの周辺における表示品位を含めた表示のユニフォミティ(均一性)の設計が困難であり、表示パネルの四隅や四辺にバックライト装置からバックライトが届くようにするためには、LED光源の数を増やさなけらばならず、バックライト装置のLED光源の数が増大するという問題がある。
【0006】
本発明の一態様は、表示パネルの周辺における表示品位を含めた表示の均一性を、LED光源の数を増やさずに確保することができるバックライト装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るバックライト装置は、表示パネルの背面側に配置された基板と、前記表示パネルの背面に対向して前記基板上に配列された複数のバックライトユニットとを備え、前記バックライトユニットが、前記表示パネルにバックライトを供給するためのLED光源と、前記LED光源から発光されたバックライトを反射する反射シートとを有し、前記反射シートが、前記LED光源を囲むように前記基板上に配置された底面部と、前記底面部の周縁から突出して形成された隔壁とを含み、前記LED光源から発光されたバックライトが、前記隔壁の先端によって規定される出射面を通って前記表示パネルに向かって出射し、前記表示パネルの外周に対応する位置に配列されたバックライトユニットの出射面の寸法が、前記表示パネルの中央に対応する位置に配列されたバックライトユニットの出射面の寸法よりも大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明の一態様によれば、表示パネルの周辺における表示品位を含めた表示の均一性を、LED光源の数を増やさずに確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1】実施形態1に係るバックライト装置の断面図である。
図2】上記バックライト装置に設けられた反射シートの画像である。
図3】比較例に係るバックライト装置の断面図である。
図4】実施形態2に係るバックライト装置の断面図である。
図5】実施形態3に係るバックライト装置の断面図である。
図6】実施形態4に係るバックライト装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
〔実施形態1〕
(バックライト装置1の構成)
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。図1は実施形態1に係るバックライト装置1の断面図である。図2はバックライト装置1に設けられた反射シート6の画像である。
【0011】
バックライト装置1は、表示パネル2の背面10側に配置された基板3と、表示パネル2の背面10に対向して基板3上に行列状に配列された平面視で四辺形状の複数のバックライトユニット4・4Gとを備える。バックライトユニット4Gは、複数のバックライトユニット4・4Gのうちの最外周に配置されるバックライトユニットである。バックライトユニット4はバックライトユニット4Gの内側に配置される。
【0012】
表示パネル2の背面10には、複合シート12とQDシート13とダイクロシート14と拡散板15とがこの順番に積層される。
【0013】
基板3は、シャーシ16に搭載される。表示パネル2、複合シート12、QDシート13、ダイクロシート14、及び拡散板15は、シャーシ16に取り付けられる。
【0014】
複数のバックライトユニット4のそれぞれは、表示パネル2にバックライトを供給するためのLED光源5と、LED光源5から発光されたバックライトを反射する反射シート6とを有する。反射シート6は、LED光源5を囲むように基板3上に配置されて平面視で四辺形状の底面部7と、底面部7の周縁から表示パネル2に向かって突出して形成された隔壁8とを含む。
【0015】
複数のバックライトユニット4Gのそれぞれは、LED光源5と反射シート6Gとを有する。反射シート6Gは、平面視で四辺形状の底面部7と、底面部7の周縁から表示パネル2に向かって突出して形成された隔壁8Gとを含む。表示パネル2の外周側の隔壁8Gは、基板3に対して表示パネル2の外周側に傾斜して形成される。
【0016】
LED光源5から発光されたバックライトは、隔壁8・8Gの先端によって規定される出射面を通って表示パネル2に向かって出射する。隔壁8・8Gの先端は、拡散板15から離れていてもよいし、拡散板15を支持するように構成されてもよい。
【0017】
表示パネル2の外周に対応する位置に配列されたバックライトユニット4Gの出射面の寸法L1は、表示パネル2の中央に対応する位置に配列されたバックライトユニット4の出射面の寸法L2よりも大きい。
【0018】
そして、表示パネル2の外周側の隔壁8Gは、基板3に対して表示パネル2の外周側に傾斜して形成されている。図1では、複数のバックライトユニット4・4Gのうちの最外周に配置されたバックライトユニット4Gの外周側の隔壁8Gが、基板3に対して外周側に傾斜して形成されている例を示している。
【0019】
表示パネル2の中央に対応する位置に配列されたバックライトユニット4の隔壁8は、基板3に対して垂直に突出して形成される。
【0020】
(比較例に係るバックライト装置)
図3は比較例に係るバックライト装置91の断面図である。前述した構成要素と同様の構成要素には同様の参照符号を付し、それらの詳細な説明は省略する。
【0021】
バックライト装置91では、拡散板15のバックライトユニット4側にハーフミラー17が形成され、表示パネル2の外周に対応する位置に配列されたバックライトユニット4の隔壁8も、表示パネル2の中央に対応する位置に配列されたバックライトユニット4の隔壁8と同様に、基板3に対して垂直に突出して形成される。
【0022】
このような構成では、隔壁8で区切られた複数のバックライトユニット4の各エリアで一様な出光特性となるため、表示パネル2の4隅や4辺の画面周縁にバックライトが届くようにするために、非常に多数のLED光源5を配置する必要があるという課題が存在する。
【0023】
(バックライト装置1の作用効果)
これに対して、実施形態1では、表示パネル2の外周側の隔壁8Gが基板3に対して表示パネル2の外周側に傾斜して形成されるので、表示パネル2の外周に対応する位置に配列されたバックライトユニット4Gの出射面の寸法L1が、表示パネル2の中央に対応する位置に配列されたバックライトユニット4の出射面の寸法L2よりも大きくなる。このため、表示パネル2の外周に対応する位置に配列されたバックライトユニット4GのLED光源5から発光されたバックライトが、表示パネル2の四隅や四辺にまで好適に到達する。従って、LED光源5の数を増やすことなく、表示パネル2の4隅や4辺にバックライトが届くようにすることができる。
【0024】
表示パネル2の中央部の隔壁8の角度は比較例と同様に基板3に対して垂直であるので、表示パネル2の中央部分において重要視されるローカルディミング性能は維持することができる。
【0025】
前提として、表示パネル2の中央に行くほど輝度は高く端に行くほど輝度は低い分布となるように表示パネル2の製品が製造されている。そのため、表示パネル2の4辺4隅は中央部よりも輝度を求められない。
【0026】
以上のように、複数のバックライトユニット4・4Gのうちの最外周に配置されたバックライトユニット4Gの外周側の隔壁8Gが、基板3に対して外周側に傾斜して形成されている。このため、表示パネル2の4隅や4辺にバックライトが届くようにすることができる。この結果、表示パネル2の周辺における表示品位を含めた表示の均一性を、LED光源5の数を増やさずに確保することができる。
【0027】
このように、表示パネル2の外周の4隅4辺側に配置される隔壁8Gの角度・長さを変えることで、隔壁8G内の配光特性を調整する。バックライトユニット4Gの1エリアの隔壁8G内でバックライトを反射させて、2エリア分の出射面の輝度を補う。そのため、4隅4辺において内側のバックライトユニット4の隔壁エリアから外周側のバックライトユニット4Gの隔壁エリアに向かって表示パネル2の輝度が低下する。それにより、表示パネル2の画面輝度本来の特性を実現し、輝度ムラが発生せずにLED光源5を賄うことができる。従って、LED光源5の数を減少させることができる。
【0028】
なお、バックライトユニット4Gの外周側の隔壁8Gを傾斜させる例を示したが、本発明はこれに限定されない。表示パネル2の外周に対応する位置に配列されたバックライトユニット4Gの出射面の寸法L1が、表示パネル2の中央に対応する位置に配列されたバックライトユニット4の出射面の寸法L2よりも大きければよい。例えば、表示パネル2の外周に対応する位置に配列されたバックライトユニット4Gの反射シート6Gの底面部7の面積を、表示パネル2の中央に対応する位置に配列されたバックライトユニット4の底面部7の面積よりも大きくして隔壁8Gは傾斜させないように構成してもよい。
【0029】
以上のように実施形態1によれば、表示パネル2の外周に対応する位置に配列されたバックライトユニット4の出射面の寸法L1が、表示パネル2の中央に対応する位置に配列されたバックライトユニット4の出射面の寸法L2よりも大きい。このため、表示パネル2の外周に対応する位置に配列されたバックライトユニット4Gの出射面を通ってLED光源5から表示パネル2に向かうバックライトが、表示パネル2の四隅や四辺にまで好適に到達する。この結果、表示パネル2の周辺における表示品位を含めた表示の均一性を、LED光源5の数を増やさずに確保することができる。
【0030】
〔実施形態2〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
【0031】
図4は実施形態2に係るバックライト装置1Aの断面図である。バックライト装置1Aでは、複数のバックライトユニット4・4Gのうちの外周側の複数列に配列されたバックライトユニット4Gの外周側の隔壁8Gが、基板3に対して外周側に傾斜して形成されている。図4に示す例では、外周側の3列に配列されたバックライトユニット4の外周側の隔壁8Gが、基板3に対して外周側に傾斜して形成されている。
【0032】
このように、最外周に配置されたバックライトユニット4G以外のバックライトユニット4Gの隔壁8Gにも傾斜角度をもたせることにより、LED光源5の数を増やすことなく表示パネル2の4隅や4辺にバックライトを届くようにすることができる。
【0033】
表示パネル2の中央部の隔壁8の角度は、比較例と同様に基板3に対して垂直であるので、表示パネル2の中央部分において重要視されるローカルディミング性能は維持することができる。
【0034】
以上のように実施形態2によれば、複数のバックライトユニット4・4Gのうちの外周側の複数列に配列されたバックライトユニット4Gの外周側の隔壁8Gが、基板3に対して外周側に傾斜して形成されている。このため、表示パネル2の外周に対応する位置に配列されたバックライトユニット4Gの出射面の寸法L1を、表示パネル2の中央に対応する位置に配列されたバックライトユニット4の出射面の寸法L2よりも大きくすることができる。
【0035】
〔実施形態3〕
図5は実施形態3に係るバックライト装置1Bの断面図である。前述した構成要素と同様の構成要素には同様の参照符号を付し、それらの詳細な説明は繰り返さない。
【0036】
バックライト装置1Bでは、外周側の3列に配列されたバックライトユニット4G・4H・4Iの隔壁8G・8H・8Iの傾斜角度が、内周側のバックライトユニット4Gの隔壁8Gから外周側のバックライトユニット4Iの隔壁8Iに向かって増大する。即ち、隔壁8Hの傾斜角度はその内周側の隔壁8Gの傾斜角度よりも大きく、隔壁8Iの傾斜角度はその内周側の隔壁8Hの傾斜角度よりも大きい。
【0037】
このように、外周側に進むに従って、バックライトユニット4G・4H・4Iの外周側の隔壁の傾斜角度を大きくすると、表示パネル2の画面中央を頂点に外周側に行くにしたがって輝度が下がっていくようななめらかなユニフォミティにすることができる。そして、表示パネル2の中央部のバックライトユニット4の隔壁角度を比較例と同様に基板3に対して垂直とすると、表示パネル2の中央部のローカルディミング性能は維持することができる。
【0038】
以上のように実施形態3によれば、外周側の複数列に配列されたバックライトユニット4G・4H・4Iの隔壁8G・8H・8Iの傾斜角度が、内周側のバックライトユニット4Gの隔壁8Gから外周側のバックライトユニット4Iの隔壁8Iに向かって増大する。このため、表示パネル2の輝度を、中央を頂点として外周側に向かうに従って下がっていく滑らかなユニフォミティにすることができる。
【0039】
〔実施形態4〕
図6は実施形態4に係るバックライト装置1Cの断面図である。前述した構成要素と同様の構成要素には同様の参照符号を付し、それらの詳細な説明は繰り返さない。
【0040】
バックライト装置1Cでは、反射シート6G・6H・6Iが、基板3に対して表示パネル2の外周側に傾斜して形成されている隔壁8G・8H・8Iを支持する支持部材11G・11H・11Iをさらに含む。支持部材11G・11H・11Iは、隔壁8G・8H・8Iをそれぞれ傾斜させる際に、その傾斜角度を維持するための固定部材である。支持部材11G・11H・11Iは、例えば、隔壁8G・8H・8Iと同一の樹脂材料により構成され、傾斜する隔壁8G・8H・8Iと基板3との間にそれぞれ形成される。
【0041】
これにより、熱、拡散板15を保持することによって受ける圧力、又は振動落下時の衝撃、等を隔壁8G・8H・8Iが受けたとしても、支持部材11G・11H・11Iによる支持により隔壁8G・8H・8Iの角度がそれぞれ一定に保たれるため、設計通りのローカルディミング性能を維持することができる。
【0042】
以上のように実施形態4によれば、反射シート6G・6H・6Iが、基板3に対して表示パネル2の外周側に傾斜して形成されている隔壁8G・8H・8Iを支持する支持部材11G・11H・11Iをさらに含む。このため、傾斜して形成されている隔壁8G・8H・8Iが熱、圧力、衝撃を受けても、隔壁8G・8H・8Iの傾斜角度が一定に保たれる。このため、表示パネル2の意図通りのローカルディミング性能を維持することができる。
【0043】
バックライト装置1・1A・1B・1Cを備える表示装置も本明細書に記載の発明に含まれる。
【0044】
〔まとめ〕
本発明の態様1に係るバックライト装置1・1A・1B・1Cは、表示パネル2の背面10側に配置された基板3と、前記表示パネル2の背面10に対向して前記基板3上に配列された複数のバックライトユニット4・4G・4H・4Iとを備え、前記バックライトユニット4・4G・4H・4Iが、前記表示パネル2にバックライトを供給するためのLED光源5と、前記LED光源5から発光されたバックライトを反射する反射シート6・6G・6H・6Iとを有し、前記反射シート6・6G・6H・6Iが、前記LED光源5を囲むように前記基板3上に配置された底面部7と、前記底面部7の周縁から突出して形成された隔壁8・8G・8H・8Iとを含み、前記LED光源5から発光されたバックライトが、前記隔壁8・8G・8H・8Iの先端によって規定される出射面を通って前記表示パネル2に向かって出射し、前記表示パネル2の外周に対応する位置に配列されたバックライトユニット4Gの出射面の寸法L1が、前記表示パネル2の中央に対応する位置に配列されたバックライトユニット4の出射面の寸法L2よりも大きい。
【0045】
上記の構成によれば、表示パネルの外周に対応する位置に配列されたバックライトユニットの出射面の寸法が、表示パネルの中央に対応する位置に配列されたバックライトユニットの出射面の寸法よりも大きい。このため、表示パネルの外周に対応する位置に配列されたバックライトユニットの出射面を通ってLED光源から表示パネルに向かうバックライトが、表示パネルの四隅や四辺にまで好適に到達する。この結果、表示パネルの周辺における表示品位を含めた表示の均一性を、LED光源の数を増やさずに確保することができる。
【0046】
本発明の態様2に係るバックライト装置1・1A・1B・1Cは、上記態様1において、前記底面部7が四辺形状に形成され、前記表示パネル2の外周側の隔壁8G・8H・8Iが、前記基板3に対して前記表示パネル2の外周側に傾斜して形成されていることが好ましい。
【0047】
上記の構成によれば、表示パネルの外周側の隔壁が、前記基板に対して前記表示パネルの外周側に傾斜している。このため、表示パネルの外周に対応する位置に配列されたバックライトユニットの出射面の寸法を、表示パネルの中央に対応する位置に配列されたバックライトユニットの出射面の寸法よりも大きくすることができる。
【0048】
本発明の態様3に係るバックライト装置1・1A・1B・1Cは、上記態様1において、前記複数のバックライトユニット4・4G・4H・4Iのうちの最外周に配置されたバックライトユニット4G・4Iの外周側の隔壁8G・8Iが、前記基板3に対して前記外周側に傾斜して形成されていることが好ましい。
【0049】
上記の構成によれば、最外周に配置されたバックライトユニットの外周側の隔壁が、前記基板に対して前記外周側に傾斜している。このため、表示パネルの外周に対応する位置に配列されたバックライトユニットの出射面の寸法を、表示パネルの中央に対応する位置に配列されたバックライトユニットの出射面の寸法よりも大きくすることができる。
【0050】
本発明の態様4に係るバックライト装置1Aは、上記態様1において、前記複数のバックライトユニット4・4Gのうちの外周側の複数列に配列されたバックライトユニット4Gの外周側の隔壁8Gが、前記基板3に対して前記外周側に傾斜して形成されていることが好ましい。
【0051】
上記の構成によれば、外周側の複数列に配列されたバックライトユニットの外周側の隔壁が、前記基板に対して前記外周側に傾斜している。このため、表示パネルの外周に対応する位置に配列されたバックライトユニットの出射面の寸法を、表示パネルの中央に対応する位置に配列されたバックライトユニットの出射面の寸法よりも大きくすることができる。
【0052】
本発明の態様5に係るバックライト装置1Bは、上記態様4において、前記外周側の複数列に配列されたバックライトユニット4G・4H・4Iの隔壁8G・8H・8Iの傾斜角度が、内周側のバックライトユニット4Gの隔壁8Gから外周側のバックライトユニット4Iの隔壁8Iに向かって増大することが好ましい。
【0053】
上記の構成によれば、外周側の複数列に配列されたバックライトユニットの隔壁の傾斜角度が、内周側のバックライトユニットの隔壁から外周側のバックライトユニットの隔壁に向かって増大する。このため、表示パネルの輝度を、中央を頂点として外周側に向かうに従って下がっていくようななめらかなユニフォミティにすることができる。
【0054】
本発明の態様6に係るバックライト装置1Cは、上記態様2において、前記反射シート6G・6H・6Iが、前記基板3に対して前記表示パネル2の外周側に傾斜して形成されている隔壁8G・8H・8Iを支持する支持部材11G・11H・11Iをさらに含むことが好ましい。
【0055】
上記の構成によれば、傾斜して形成されている隔壁が熱、圧力、衝撃を受けても、隔壁の傾斜角度が一定に保たれる。このため、表示パネルの意図通りのローカルディミング性能を維持することができる。
【0056】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
【符号の説明】
【0057】
1 バックライト装置
2 表示パネル
3 基板
4 バックライトユニット
5 LED光源
6 反射シート
7 底面部
8 隔壁
10 背面
11G、11H、11I 支持部材
図1
図2
図3
図4
図5
図6