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Die Erfindung betrifft eine Hintergrundbeleuchtungseinheit, die an der Rückseite einer Flüssigkristallanzeige oder dergleichen anzuordnen ist.
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Eine Hintergrundbeleuchtungseinheit weist ein Lichtleitermodul (das „Lichtleitermodul“ wird auch als „Hintergrundbeleuchtung“ bezeichnet) und einen Harzrahmen auf, der die Hintergrundbeleuchtung aufnimmt. Die Hintergrundbeleuchtungseinheit ist an der Rückseite eines Anzeigefelds angeordnet, wie z. B. einer Flüssigkristallanzeige, so daß das Licht von dem Lichtleitermodul an eine Anzeigefläche des Anzeigefelds abgegeben wird.
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Die japanische Patentveröffentlichung
JP2000-75273A offenbart eine Hintergrundbeleuchtungseinheit mit einem Metallrahmen, der auf einer Anzeigefeldseite eines Harzrahmens vorgesehen ist, um die Festigkeit des Harzrahmens zu erhöhen. Der Metallrahmen ist im wesentlichen kastenförmig ausgebildet. Die obere Planfläche (oder Ebene) des Metallrahmens weist eine Öffnung auf, die in einem Abschnitt ausgebildet ist, der einer Anzeigefläche des Anzeigefelds entspricht, so daß Licht von einem Lichtleitermodul hindurchfallen kann.
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Indem der Harzrahmen und der Metallrahmen aneinander angepaßt werden, erzielt man eine Konstruktion mit hoher Verwindungsfestigkeit um die Diagonale. Außerdem sind aus einem Harz geformte Positionierzwischenstücke an den Ecken des Metallrahmens vorgesehen, wodurch eine Ausrichtung des Anzeigefelds und des Metallrahmens ermöglicht wird.
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Falls die aus Harz geformten Positionierzwischenstücke auf dem Metallrahmen vorgesehen sind, können sich jedoch in einer Umgebung, die plötzlichen Temperaturänderungen unterliegt, durch Schlag und/oder durch die Differenz im Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen verschiedenen Materialien die Positionierzwischenstücke im Gebrauch von dem Metallrahmen ablösen.
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Falls aus einem Metall geformte Positionierzwischenstücke auf dem Metallrahmen vorgesehen sind, kann andererseits das Anzeigefeld bei der Herstellung und im Gebrauch durch die aus Metall bestehenden Positionierzwischenstücke beschädigt werden, da Metall gewöhnlich steifer ist als das in dem Anzeigefeld verwendete Material.
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US 2003/0223215 A1 offenbart eine Hintergrundbeleuchtungsanordnung und eine diese Anordnung aufweisende Flüssigkristallanzeigevorrichtung.
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JP 2008/009138 A beschreibt eine Anzeigevorrichtung, in der ein Kurzschluss zwischen einer Elektrode und einem Stützstreifen des Anzeigefelds vermieden werden kann.
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US 2003/0043314 A1 offenbart eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einer Lichterzeugungseinheit, einer Lichtführungsplatte und einer Lichtreflektionsplatte.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Hintergrundbeleuchtungseinheit bereit zu stellen, die eine hohe Zuverlässigkeit bewahren kann, wie z. B. das Ablösen eines Zwischenstücks und die Beschädigung eines Anzeigefelds durch ein Zwischenstück vermeiden kann, auch wenn sie in einer rauhen Umgebung eingesetzt wird, die beispielsweise plötzliche Temperaturänderungen erfährt.
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Diese Aufgabe kann mit den in den Ansprüchen definierten Merkmalen gelöst werden.
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Um die oben beschriebene Aufgabe zu lösen, weist eine Hintergrundbeleuchtungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung auf: ein Lichtleitermodul mit einer Lichtquelle und einer Lichtleiterplatte; einen Harzrahmen mit einer Vertiefung, die durch seine Seitenwände und seine Bodenfläche gebildet wird und das Lichtleitermodul aufnimmt; und einen an den Harzrahmen angepaßten Metallrahmen, der in seiner Oberseite eine Öffnung aufweist, wobei die Öffnung oberhalb der Vertiefung des Harzrahmens angeordnet ist und Licht von dem Lichtleitermodul durchläßt, wobei der Harzrahmen in Draufsicht eine rechteckige Form hat und an jeder Ecke seiner rechteckigen Form jeweils einen Vorsprung aufweist, wobei jeder der vier Vorsprünge von einer oberen Fläche des Harzrahmens nach oben und einer äußeren Fläche jeweils einer Seitenwand des Harzrahmens nach außen vorsteht, der Metallrahmen an seiner Oberseite vier durch Schneiden seiner Seitenwände gebildete Schlitze aufweist, wobei jeder der Vorsprünge, der von der Außenfläche der Seitenwand des Harzrahmens nach außen sowie von der oberen Fläche der Seitenwand nach oben vorsteht, durch den jeweiligen Schlitz des Metallrahmens hindurchgeht.
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Vorzugsweise weist die Öffnung abgerundete Ecken mit einem Krümmungsradius im Bereich von 0,3 bis 2,3 mm auf.
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Die vorliegende Erfindung kann eine Hintergrundbeleuchtungseinheit bereitstellen, die auch bei Verwendung in rauher Umgebung eine hohe Zuverlässigkeit aufrechterhalten kann (z. B. die Ablösung eines Positionierzwischenstücks und eine Beschädigung des Anzeigefelds durch ein Zwischenstück vermeidet).
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Die Erfindung wird in Verbindung mit den Zeichnungen ausführlich beschrieben. Dabei zeigen:
- 1(a) eine schematische perspektivische Ansicht der Hintergrundbeleuchtungseinheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 1(b) eine schematische auseinandergezogene perspektivische Ansicht der in 1(a) dargestellten Hintergrundbeleuchtungseinheit;
- 2 eine schematische perspektivische Ansicht der Hintergrundbeleuchtungseinheit gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
- 3 eine schematische perspektivische Ansicht der Hintergrundbeleuchtungseinheit gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Nachstehend werden Ausführungsformen der Lichtemissionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben.
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Erste Ausführungsform
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1(a) zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Hintergrundbeleuchtungseinheit 10 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung, gesehen von der Seite ihrer ebenen Oberfläche. 1(b) zeigt eine schematische auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Hintergrundbeleuchtungseinheit 10, gesehen von der Seite ihrer ebenen Oberfläche. Die Hintergrundbeleuchtungseinheit 10 weist einen Harzrahmen 11, ein Lichtleitermodul 12 (auch als „Hintergrundbeleuchtung“ bezeichnet) und einen Metallrahmen 13 auf. Konkret weist die Hintergrundbeleuchtungseinheit 10 auf: das Lichtleitermodul 12, den Harzrahmen 11 mit einer Vertiefung 11a, in der das Lichtleitermodul 12 untergebracht ist, und den an den Harzrahmen 11 angepaßten Metallrahmen 13, der eine Öffnung (oder ein Fenster) 13a aufweist, das die Vertiefung 11a des Harzrahmens 11 überdeckt (d. h. die Öffnung 13a ist auf oder über der Vertiefung 11a angeordnet) und das Licht von dem Lichtleitermodul 12 durchläßt. Die Öffnung 13a ist an der Oberseite des Metallrahmens 13 angeordnet.
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Der Harzrahmen 11 weist Vorsprünge 11b an einer ebenen Oberfläche des Rands der Vertiefung 11a auf (d. h. die Vorsprünge 11b sind an der Oberseite einer Seitenwand des Harzrahmens 11 angeordnet, wie weiter unten ausführlich beschrieben). Der Harzrahmen 11 weist vorzugsweise einen Vorsprung 11c an einer anderen ebenen Fläche des Rands der Vertiefung 11a auf (d. h. der Vorsprung 11c kann an der Oberseite einer anderen Seitenwand des Harzrahmens 11 angeordnet sein), wie in den 1(a) und 1(b) dargestellt. Der Metallrahmen 13 weist Schlitze 13b in der ebenen Randfläche der Öffnung 13a auf (d. h. in der Oberseite des Metallrahmens 13, wie weiter unten ausführlich beschrieben), durch welche die Vorsprünge 11b hindurchgehen können. Falls der Vorsprung 11c angeordnet ist, wie in den 1(a) und 1(b) dargestellt, weist der Metallrahmen 13 einen Schlitz 13c in einer Seitenwand des Metallrahmens 13 auf, durch den der Vorsprung 11c hindurchgehen kann.
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Die Details des Harzrahmens 11, des Lichtleitermoduls 12 und des Metallrahmens 13 werden weiter unten beschrieben.
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Harzrahmen 11
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Der Harzrahmen 11 gemäß der ersten Ausführungsform weist die von einer Bodenfläche (d. h. der Bodenplatte) gebildete Vertiefung 11a von im wesentlichen rechteckiger Form und Seitenwände (d. h. vier Seitenwände) auf, welche die Bodenfläche umgeben. Der Harzrahmen 11a weist die Vorsprünge 11b auf, die von der ebenen Oberseite einer der Seitenwände (Randwände) der Vertiefung 11a nach oben vorstehen (d. h. parallel zur Richtung der z-Achse in den 1(a) und 1(b)) und einstückig mit der Seitenwand geformt sind. Der Harzrahmen 11 weist vorzugsweise die Vorsprünge 11c auf, die von der ebenen Oberseite einer anderen Seitenwand, deren Ausdehnungsrichtung von derjenigen der Seitenwand verschieden ist, an der die Vorsprünge 11b ausgebildet sind, nach oben vorstehen (d. h. parallel zur Richtung der z-Achse in den 1(a) und 1(b)). Der Vorsprung 11c ist gleichfalls einstückig mit der Seitenwand der Vertiefung 11a geformt. Als Material zum Formen des Harzrahmens 11 können vorzugsweise Harze eingesetzt werden, die verschiedene lichtstreuende Substanzen enthalten. Größe und Form des Harzrahmens 11 können entsprechend der Größe und Form des darin aufzunehmenden Lichtleitermoduls 12 ausgewählt werden. Für das Material zum Formen des Harzrahmens 11 ist vorzugsweise ein Harz mit hoher Schlagfestigkeit und Witterungsbeständigkeit zu verwenden; besonders ist die Verwendung von Polycarbonatharz vorzuziehen.
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Die Vorsprünge 11b, 11c des Harzrahmens 11 gehen durch die Schlitze 13b bzw. 13c des Metallrahmens 13 hindurch und stehen aus dem Metallrahmen 13 nach oben vor, wodurch die Vorsprünge 11b, 11c die Rolle der Positionierung des Anzeigefelds spielen, das auf der Seite der oberen ebenen Fläche des Metallrahmens 13 durch Kontakt mit dem Anzeigefeld anzuordnen ist, zusätzlich zu der Ausrichtung nach dem Metallrahmen 13 durch Anpassen an die Schlitze 13b, 13c. Bei den Vorsprüngen 11b, 11c am Rahmen 11 können die Probleme der Ablösung vom Metallrahmen 13 und der Beschädigung eines Anzeigefelds verhindert werden, die, wie oben erwähnt, bei herkömmlichen Zwischenstücken entstehen können, da die Vorsprünge 11b, 11c aus Harz bestehen und durch die einstückige Ausbildung mit dem Harzrahmen 11 fest an den Harzrahmen 11 gebunden sind. Ferner verbessert die einstückige Ausbildung der Positionierelemente, wie der Vorsprünge 11b, 11c, mit dem Harzrahmen 11 die Positioniergenauigkeit und ermöglicht die Verringerung der Komponentenzahl.
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In der in den 1(a) und (b) dargestellten Ausführungsform sind die Vorsprünge 11b in zwei Positionen an der Oberseite der Seitenwand des Harzrahmens 11 (d. h. an der ebenen Randfläche) in Richtung der kürzeren Seite der Vertiefung 11a vorgesehen (d. h. der Seitenwand, die sich in 1(b) in Richtung der x-Achse erstreckt). Die Anzahl der Vorsprünge 11b kann gleich eins sein, jedoch sind zwei oder mehr vorzuziehen. Der Vorsprung 11c kann in einer Position an der Oberseite der Seitenwand des Harzrahmens 11 in Richtung der längeren Seite der Vertiefung 11a vorgesehen werden (d. h. der Seitenwand, die sich in 1(b) in Richtung der y-Achse erstreckt), und der Vorsprung 11c steht von der Außenfläche (d. h. der y-z-Ebene) der Seitenwand gleichfalls nach außen vor (d. h. in x-Richtung in 1(b)). Die Vorsprünge 11b definieren die Position des Anzeigefelds in Richtung der y-Achse von 1(b), und der Vorsprung 11c definiert die Position des Anzeigefelds in Richtung der x-Achse von 1 (b) .
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Diese Anordnung der Vorsprünge 11b, 11c führt daher zur Regulierung der Position des Anzeigefelds in zwei verschiedenen Richtungen an der Oberseite des Metallrahmens 13, wo sich das Anzeigefeld in zwei Dimensionen verschieben kann, wodurch das Anzeigefeld genau in einer gewünschten Position angeordnet werden kann.
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Der Vorsprung 11c wird stärker bevorzugt an der Oberseite der Seitenwand der Vertiefung 11a ausgebildet, welche Seitenwand an die Seitenwand angrenzt, auf der die Vorsprünge 11b ausgebildet sind, wie in den 1(a) und 1(b) dargestellt. In dieser stärker bevorzugten Ausführungsform sind die Vorsprünge 11b und der Vorsprung 11c L-förmig ausgerichtet, wodurch die Einstellung der Position des Anzeigefelds erleichtert wird. Wie oben erwähnt, stehen diese Vorsprünge 11b, 11c aus den entsprechenden Schlitzen 13b, 13c des Metallrahmens 13 hervor. Vorzugsweise weist der Harzrahmen 11 an seiner Bodenplatte ein Loch (nicht dargestellt) auf, um die Wärmeabfuhr von dem darin angeordneten Lichtleitermodul 12 zu verbessern.
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Lichtleitermodul 12
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Das Lichtleitermodul 12 gemäß dieser Ausführungsform, das in der Vertiefung 11a des Harzrahmens 11 untergebracht ist, weist Lichtquellen 12a und eine Lichtleiterplatte 12c auf, die eine den Lichtquellen 12a gegenüberliegende Lichtempfangsseitenfläche aufweist und das Licht von den Lichtquellen 12a aus der ebenen Fläche austreten läßt. In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Lichtleitermodul 12 ferner eine Montageplatte 12b, auf der die Lichtquellen 12a montiert sind, und eine auf die Lichtleiterplatte 12c auflaminierte optische Folie 12d auf, um das aus der Lichtleiterplatte 12c austretende Licht optisch zu steuern. In dieser Ausführungsform kann entlang der Bodenfläche und der Seitenwand des Harzrahmens 11 eine L-förmig gebogene Metallpatte 12e angeordnet werden, während nacheinander eine Licht reflektierende Folie 12f, die Lichtleiterplatte 12c und die optische Folie 12d auf der ebenen Fläche der Metallplatte 12e ausgebildet werden, wobei die Montageplatte 12b, auf der die Lichtquellen 12a montiert sind, an der Innenseite der Seitenfläche der Metallplatte 12e angeordnet wird. Der Aufbau der erfindungsgemäßen Hintergrundbeleuchtung ist nicht auf den oben beschriebenen beschränkt, und es können verschiedene herkömmliche, bereits verwendete Lichtleitermodule (d. h. Hintergrundbeleuchtungen) eingesetzt werden.
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Die Lichtquelle 12a gemäß der vorliegenden Ausführungsform betrifft ein Leuchtelement, das Licht in die Lichtleiterplatte einstrahlen kann, einschließlich eines Halbleiter-Leuchtelements, wie z. B. einer Leuchtdiode und eines Halbleiterlasers, einer Kaltkathodenröhre oder verschiedener Kombinationen davon. Hinsichtlich der relativen Anordnung zwischen den Lichtquellen 12a und der Lichtleiterplatte 12c verwendet die vorliegende Ausführungsform einen Kantenlichttyp, wo die Lichtquellen 12a der Stirnfläche der Lichtleiterplatte 12c gegenüberliegen; allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Aufbau beschränkt, und es kann auch ein direkter Typ (oder Direktlichttyp) verwendet werden, wo die Lichtquellen 12a der Bodenfläche der Lichtleiterplatte 12c gegenüberliegen.
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Die Montageplatte 12b kann zum Zweck der Montage der Lichtquellen und zu ihrer Befestigung daran bereitgestellt werden und weist eine Verdrahtung auf, die aus einem Leiter für die Stromversorgung der Lichtquellen 12a besteht. Die Montageplatte 12b kann vorzugsweise aus einem Glasepoxidsubstrat, einem flexiblen Substrat oder einem Metallelement aufgebaut sein, das durch ein isolierendes Harz mit einer elektrisch leitenden Struktur verbunden wird, die aus Kupferfolie oder dergleichen darauf ausgebildet wird. Alternativ kann eine Platte mit hohem Wärmeableitungsvermögen mit einer Verdrahtung hergestellt werden, die über ein Isoliermaterial auf einem Metallwerkstoff ausgebildet wird, wie z. B. Aluminium oder Kupfer. Die Montageplatte 12b wird vorzugsweise über ein Element mit hoher Wärmeleitfähigkeit, wie z. B. wärmeableitende Folie, in engem Kontakt mit einem Chassis angeordnet, wie z. B. der Metallplatte 12e.
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Die Lichtleiterplatte 12c ist ein durchscheinendes Element, das imstande ist, das von der Lichtquelle 12a ausgestrahlte und durch einen Teil einer Stirnfläche des Elements eingetretene Licht zu leiten, indem es Reflexion im Inneren ausnutzt und das Licht in einer gewünschten Konfiguration durch eine vorgegebene Lichtemissionsfläche ausstrahlt. Daher kann die Lichtleiterplatte 12c verschiedene Formen aufweisen, wie z. B. die eines Meßgerätzeigers oder einer Platte, die als Flüssigkristall-Hintergrundbeleuchtung entsprechend der gewünschten Form der Lichtemissionsfläche verwendet werden kann. Die Lichtleiterplatte 12c weist Transluzenz auf, um das Licht von der Lichtquelle 12a mit hohem Wirkungsgrad durch die Lichtemissionfläche auszustrahlen. Die Lichtleiterplatte 12 kann aus verschiedenen Materialien geformt werden, wie z. B. Epoxidharz, Polycarbonatharz oder Glas.
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Die optische Folie 12d gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird durch Laminieren einer Streufolie, einer ersten Prismalinsenfolie und einer zweiten Prismalinsenfolie ausgebildet, die Prismen aufweist, die in einer anderen Richtung als derjenigen der ersten Prismalinsenfolie angeordnet sind, wobei die Folien in dieser Reihenfolge von der Seite der Lichtleiterplatte 12c aus übereinandergelegt werden. Die Streufolie, die erste Prismalinsenfolie und die zweite Prismalinsenfolie werden in einer Form ausgebildet, die der Größe und Form der Lichtemissionsfläche der Lichtleiterplatte 12c entspricht. Die optische Folie 12d ist nicht auf diesen Aufbau beschränkt und kann ausgebildet werden, indem die unter der Streufolie, der Prismalinsenfolie und einer Polarisationsfolie ausgewählten Folien aufeinandergelegt werden. Die Anzahl der Folienkomponenten, welche die optische Folie bilden, und die Reihenfolge, in der die Folienkomponenten angeordnet werden, können entsprechend der optischen Beschaffenheit der Hintergrundbeleuchtungseinheit geändert werden.
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Die Lichtreflexionsfolie 12f wird vorzugsweise aus einem weißen PET (Polyethylenterephthalat) oder durch Beschichten von dessen Oberfläche mit einem metallischen Material gebildet, da ein hohes Lichtreflexionsvermögen erforderlich ist. Die Metallplatte 12e ist ein Element, das bereitgestellt wird, um Wärme, die durch die an der Innenseite montierte Lichtquelle 12a erzeugt wird, durch den Boden des Harzrahmens 11 abzuleiten, und besteht vorzugsweise aus Aluminium.
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Metallrahmen 13
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Der Metallrahmen 13 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist eine obere Platte (obere Fläche) und Seitenwände (z. B. vier Seitenwände) auf, um den Harzrahmen 11 darin aufzunehmen. Das heißt, der Metallrahmen 13 kann die Vertiefung 11a abdecken. Die obere ebene Fläche des Metallrahmens 13 weist eine Öffnung (ein Fenster) 13a auf, durch die Licht vom Lichtleitermodul 12 durchfallen kann. Die Öffnung 13a ist im allgemeinen rechteckförmig, entsprechend der Form der Anzeigefläche des Anzeigefelds, und ist groß genug ausgebildet, damit das Licht vom Lichtleitermodul 12 die gesamte Anzeigefläche des Anzeigefelds erreichen kann. Der restliche Abschnitt der oberen ebenen Fläche des Metallrahmens 13, der nach Ausbildung der Öffnung 13a übrig bleibt, (d. h. der Teil in der oberen ebenen Fläche, wo die Öffnung 13 nicht ausgebildet wird) bildet eine ebene Randfläche der Öffnung 13a. An der oberen ebenen Fläche des Metallrahmens 13 (d. h. an der ebenen Randfläche der Öffnung 13a) sind Schlitze 13b ausgebildet, durch welche die Vorsprünge 11b des Harzrahmens 11 hindurchgehen können. Wenn der Vorsprung 11c ausgebildet wird, dann wird der Schlitz 13c, durch den der Vorsprung 11c des Harzrahmens 11 hindurchgehen kann, an der Seitenwand des Metallrahmens 13 ausgebildet.
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Die Schlitze 13b, 13c können irgendeine Form haben, welche die Form der Vorsprünge 11b, 11c aufnimmt. In der vorliegenden Ausführungsform werden die Schlitze 13b, die so ausgerichtet sind, daß sie dem von der Oberseite der Seitenwand des Harzrahmens 11 vorstehenden Vorsprung 11b entsprechen, nur in der Oberseite des Metallrahmens 13 ausgebildet. Da die Schlitze 13b nicht an der Seitenwand des Metallrahmens 13 ausgebildet sind, hat der Metallrahmen 13 vorteilhafterweise eine höhere Verwindungsfestigkeit um die Diagonale. Wie in den 1(a) und 1(b) dargestellt, sind die Schlitze 13b Löcher, die an der Oberseite des Metallrahmens 13 angeordnet sind. Der Begriff „Schlitz“, wie er hier gebraucht wird, schließt irgendein Loch ein, durch das der Vorsprung hindurchgehen kann. Bei der in den 1(a) und 1(b) dargestellten Ausführungsform wird der Schlitz 13c, der so ausgerichtet ist, daß er dem Vorsprung 11c entspricht, durch Schneiden der Seitenwand des Metallrahmens 13 ausgebildet. Durch Ausbilden des Schlitzes 13c in der Seitenwand des Metallrahmens 13 kann der Vorsprung 11c, der von der Außenfläche der Seitenwand des Harzrahmens 11 nach außen sowie von der oberen Fläche der Seitenwand nach oben vorsteht, durch den Schlitz 13c hindurchgehen. Der Vorsprung 11c kann sich außerhalb der Außenfläche der Seitenwand des Metallrahmens 13 befinden, wodurch die Größe des Metallrahmens 13 verringert werden kann, auch wenn ein Anzeigefeld der gleichen Größe auf dem Metallrahmen 13 angeordnet wird. In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Schlitz 13c auch auf ähnliche Weise wie der Schlitz 13b ausgebildet werden, d. h. der Schlitz 13c wird nur in der oberen Fläche des Metallrahmens 13 ausgebildet, die sich in Richtung der y-Achse von 1(b) erstreckt.
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Der Metallrahmen 13 kann aus einem Edelstahl geformt werden, der eine hohe Korrosionsbeständigkeit aufweist. Im Fall der vorliegenden Ausführungsform, wo mehrere Lichtquellen 12a montiert werden, die Wärme entwickeln, ist insbesondere die Verwendung eines Edelstahls auf Ferritbasis vorzuziehen, der eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist. In dieser Ausführungsform wird ein Metallrahmen 13 aus SUS430 gemäß JIS (japanischen Industriestandards) mit einer Dicke von 0,3 mm verwendet.
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Der Metallrahmen 13 und der Harzrahmen 11 haben zueinander passende Formen. In dieser Ausführungsform kann die Vertiefung 11d in den Seitenwänden des Harzrahmens 11 vorgesehen werden, und der Vorsprung 13d kann an den Seitenwänden des Metallrahmens 13 so angebracht werden, daß er zur Befestigung in die Vertiefung 11d paßt, wie in 1(b) dargestellt. Die Konstruktion mit dem aus einem elastischen Metall geformten Vorsprung, der in die Vertiefung 11d des Harzrahmens eingepaßt wird, wie z. B. des oben beschriebenen Rahmens, ist weniger anfällig gegen Verschleiß des Vorsprungs und ist daher vorteilhafter als die Konstruktion, bei der ein aus einem Harz geformter Vorsprung in eine Vertiefung aus Metall eingesetzt wird. Anzahl und Form der Vertiefungen 11d und der Vorsprünge 13d unterliegen keinen Beschränkungen, solange verhindert wird, daß sich die Befestigung dieser Elemente löst.
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Zweite Ausführungsform
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2 zeigt eine Hintergrundbeleuchtungseinheit 20 gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung. Die Hintergrundbeleuchtungseinheit 20 hat im wesentlichen den gleichen Aufbau wie die erste Ausführungsform, mit der Ausnahme, daß vier Vorsprünge 21c vorgesehen sind und vier Schlitze 23c an einem Metallrahmen 23 so angeordnet sind, daß sie den Vorsprüngen 21a gegenüberliegen, wie in 2 dargestellt. Jeder der vier Vorsprünge 21c ist einer anderen Ecke eines Harzrahmens 21 benachbart. Das heißt, jede Ecke des Harzrahmens 21 in der zweiten Ausführungsform weist einen Vorsprung 21c auf, welcher der Ecke benachbart ist (d. h. einen Vorsprung 21c, der an der Ecke oder nahe der Ecke angeordnet ist) und von einer oberen Fläche des Harzrahmens 21 vorsteht. In dieser Anordnung der vier Vorsprünge 21c, wo die vier Vorsprünge 21c verschiedenen Ecken benachbart sind, ist der Abstand zwischen den Vorsprüngen 21c größer als in dem Fall, wo die vier Vorsprünge 21c in Ecken nicht benachbart sind (z. B. wo vier Vorsprünge 21c auf den Mittelabschnitten der Seitenwände des Harzrahmens 21 angeordnet sind). In der bevorzugten Ausführungsform der Hintergrundbeleuchtungseinheit 20 weist jeder der vier Vorsprünge 21c einen Abschnitt auf, der außerhalb einer Verlängerung der kürzeren Kante der Öffnung 23a der oberen Fläche eines Metallrahmens 23 (Kantenverlängerung der Öffnung 23a in x-Richtung in 2) angeordnet ist, wie in 2 dargestellt, so daß die vier Vorsprünge 21c zweifellos jeder der vier Ecken des Harzrahmens 23 benachbart sind. Dies bedeutet auch, daß jeder der vier Schlitze 23 einen Abschnitt aufweist, der außerhalb einer Verlängerung der kürzeren Kante der Öffnung 23a angeordnet ist. Die vier Vorsprünge 21c der Hintergrundbeleuchtungseinheit 20 führen zu einer höheren Positioniergenauigkeit eines auf der Hintergrundbeleuchtungseinheit 20 angeordneten Anzeigefelds, da die Anzahl der Vorsprünge 21c auf vier erhöht wird und zwischen den Vorsprüngen 21c der Hintergrundbeleuchtungseinheit 20 ein ausreichender Abstand besteht, um die höhere Genauigkeit zu erzielen.
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Mindestens einer (vorzugsweise zwei oder mehr) der vier Vorsprünge 21c erstrecken sich in Richtung der längeren Seite der Vertiefung 22 (d. h. in Richtung der y-Achse in 2), wodurch die Position eines Anzeigefelds in Richtung der x-Achse von 2 definiert wird. Die übrigen von den vier Vorsprüngen 21c können sich in anderen Richtungen erstrecken, wie z. B. in Richtung der x-Achse in 2. Die Vorsprünge 21c stehen vorzugsweise von der Außenfläche der Seitenwand des Harzrahmens 21 nach außen vor, ähnlich wie die Vorsprünge 11c in der Hintergrundbeleuchtungseinheit 10 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung. Wenn die Vorsprünge 21c wie erwähnt nach außen vorstehen, werden die Schlitze 23d durch Schneiden der Seitenwände eines Metallrahmens 23 ausgebildet, ähnlich wie der Schlitz 13c der Hintergrundbeleuchtungseinheit 10, wodurch die Vorsprünge 21c durch die Schlitze 23c hindurchgehen und von der oberen Fläche des Metallrahmens 23 nach oben vorstehen können. In dieser bevorzugten Ausführungsform werden die Schlitze 13c in dem Abschnitt der Seitenwand des Metallrahmens 23 ausgebildet, der verschiedenen Ecken des Metallrahmens 23 benachbart ist, da die Vorsprünge 21c verschiedenen Ecken des Harzrahmens 21 benachbart sind. Dieser Aufbau ermöglicht die Aufrechterhaltung einer höheren Festigkeit gegen eine auf dem Metallrahmen 23 wirkende äußere Kraft als in dem Fall, wo die Schlitze 13c in den Mittelabschnitten der Seitenwände des Metallrahmens 23 ausgebildet sind.
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Dritte Ausführungsform
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3 zeigt eine Hintergrundbeleuchtungseinheit 30 gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung. Die Hintergrundbeleuchtungseinheit 30 hat im wesentlichen den gleichen Aufbau wie die zweite Ausführungsform, mit der Ausnahme, daß eine Öffnung 33a abgerundete Ecken 33e mit einem Krümmungsradius im Bereich von 0,3 bis 2,3 mm aufweist, wie in 3 dargestellt. Durch Abrunden der Ecken der Öffnung 33a wird ermöglicht, die Festigkeit des Metallrahmens 33 zu erhöhen und dabei die Öffnungsfläche der Öffnung 33a beizubehalten, die zum Durchgang des Lichts von einem Lichtleitermodul erforderlich ist. Die Abrundung von Ecken 33e kann auf nur eine oder einige Ecken der Öffnung 33e angewandt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform sind jedoch alle Ecken (d. h. vier Ecken) der Öffnung 33a die abgerundeten Ecken 33e. Das Abrunden von Ecken 33e kann auf die Ecken der Öffnung 13a gemäß der ersten Ausführungsform angewandt werden.
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Die vorliegende Erfindung ist auf eine integrierte Flüssigkristallanzeigevorrichtung und dergleichen als Hintergrundbeleuchtungseinheit anwendbar, die vibrationsfest, von niedrigem Profil und kompakt ist und weniger Energie verbraucht.
