JP2008300136A - 直下型バックライト - Google Patents

Abstract

【課題】 薄型の光学部材を用いた場合であっても、撓みを抑制することができる直下型バックライトを提供する。
【解決手段】 本発明の直下型バックライトは、開口部１ａ１１を有するフロントフレーム１ａと、フロントフレーム１ａと接続可能な有低開口のバックフレーム１ｂと、バックフレーム内部に配置された蛍光ランプ３と、バックフレーム１ｂの開口部分に配置された拡散板５とを具備し、発光面が地面に対して略垂直に配置される。拡散板５は、厚さが０．８ｍｍ以下であって、その上側に屈曲部５２が形成されており、屈曲部５２をフロントフレーム１ａの側部１ａ２、バックフレーム１ｂの外側部１ｂ４に保持させることにより、固定されている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、薄型の光学部材、例えば厚みが０．５ｍｍ程度の拡散板を用いた直下型バックライトに関する。

液晶ディスプレー等の液晶表示装置は、液晶パネル自体は発光しないためその背後に、いわゆるバックライトが配置される。バックライトには導光板方式、中空方式等、様々な方式が存在しているが、特に大型用途の場合には直下型方式が適している。直下型方式のバックライトは、有底開口のバックフレーム内部に複数の蛍光ランプを配置するとともに、その開口部分に拡散板や光学系シートなどの光学部材を配置するのが一般的な構造である。

この直下型バックライトにおいては、光学部材が自重等で撓むという問題が発生しやすい。そのため、特開２００５−１３５６７０号公報（以下、特許文献１）のように光学部材をピンと張ることで撓まないようにした発明や、特開２００５−３４７００５号公報（以下、特許文献２）、特開２００５−１５８７０７号公報（以下、特許文献３）、特開２００６−３３１６４９号公報（以下、特許文献４）のように、フレームに突起、光学部材に穴を設けることにより、光学部材を一点ないし数点でフレームに保持するようにした発明が知られている。

特開２００５−１３５６７０号公報 特開２００５−３４７００５号公報 特開２００５−１５８７０７号公報 特開２００６−３３１６４９号公報

一方で現在、従来よりも厚みが薄い拡散板を用いた直下型バックライト、又は拡散板を使用しないでシートのみで構成する、いわゆる拡散板レスの直下型バックライトの開発が進んでいる。この直下型バックライトで使用される光学部材の厚みは従来が２．０ｍｍであるのに対し、その半分以下である。そのため、バックライトの薄型化、軽量化、内寸拡張などが可能であるとして期待されている。

しかし、この薄型の光学部材を使用した直下型バックライトでは、従来の保持方法は有効ではないことがわかった。つまり、薄型の光学部材は強度が低いため、局所的に力が加わった状態であると当該部分を起点として破断するなどの問題が発生する懸念がある。

本発明の目的は、薄型の光学部材を用いた場合であっても、撓みを抑制することができる直下型バックライトを提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の直下型バックライトは、開口部を有するフロントフレームと、前記フロントフレームと接続可能な有低開口のバックフレームと、前記バックフレーム内部に配置された光源と、前記バックフレームの開口部分に配置された光学部材とを具備し、発光面が地面に対して略垂直に配置される直下型バックライトにおいて、前記光学部材はその厚さが０．８ｍｍ以下であって、その上側に屈曲部が形成されており、前記屈曲部を前記フレームに保持させることにより、固定されていることを特徴とする。

本発明によれば、薄型の光学部材を用いた場合であっても、撓みを抑制することができる。

（第１の実施の形態）
以下に、本発明の実施の形態の直下型バックライトについて図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態の直下型バックライトについて説明するための図、図２は、図１の直下型バックライトのＡ−Ａ’線断面について説明するための図である。なお、図１に示したようにバックライトの左右方向をＸ、上下方向をＹ、厚み方向をＺとする。

本実施の形態の直下型バックライトの筐体は、金属またはプラスチック（例えば、ポリカーボネート）からなるフロントフレーム１ａと金属（例えば、鉄やアルミニウム）からなるバックフレーム１ｂとで構成されている。フロントフレーム１ａは、枠部１ａ１と側部１ａ２とからなり、枠部１ａ１にはバックライトの発光面となる開口部１ａ１１が形成されている。バックフレーム１ｂは、底部１ｂ１、内側部１ｂ２、枠部１ｂ３、外側部１ｂ４とからなる有底開口形状である。その底部１ｂ１および内側部１ｂ２の内側には反射シート２が形成されている。なお、反射シート２の代わりに高反射性を有する材料を塗布したりしてもよい。

バックフレーム１ｂの内部には、光源として外面電極タイプの蛍光ランプ３が複数本、それぞれの管軸が地面とほぼ平行の関係になるように配置されている。ここで、蛍光ランプ３としては、外面電極蛍光ランプ（ＥＥＦＬ）の他に、冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）、熱陰極蛍光ランプ（ＨＣＦＬ）などの線状光源が代表的であるが、これに限らず平面型蛍光ランプ（ＦＦＬ）などの面状光源であってもよい。

バックフレーム１ｂの底部１ｂ１（反射シート２上）には、支持部材４が複数配置されている。その配置としては、後述する拡散板５が撓まない程度、例えば支持部材４の先端部から半径１００ｍｍの円内に他の支持部材４を配置するのが望ましい。支持部材４としては、透過性に優れた透明プラスチック樹脂や反射性に優れた白色プラスチック樹脂などで形成することができ、その際、支持部材４の先端側は先細り形状にするのが望ましい。また、支持部材４を蛍光ランプ３のホルダとして兼用させてもよい。

バックフレーム１ｂの開口部分には、光学部材として拡散板５が配置されている。拡散板５は、発光面部５１と屈曲部５２とで構成されている。この屈曲部５２は後述するように保持される部分となるため、保持可能な程度の長さが必要であるが、バックフレーム１ｂの厚さよりも短いことが望まれる。なお、屈曲部５２は、例えば拡散板５の屈曲させる部分を加熱したのち、所定の型でプレスすることにより形成することができる。

また、拡散板５の上にはさらに拡散シート６が配置されており、この拡散シート６も拡散板５と同様に発光面部６１と屈曲部６２とで構成されている。なお、この拡散シートの他に、プリズムシート、偏光シートなどを目的に合わせて一枚、又は複数枚を組み合わせて使用してもよい。

ここで、本発明で使用している光学部材は、その厚みが０．８ｍｍ以下のものである。光学部材の厚みが０．８ｍｍよりも大きいと折り曲げ加工が困難、又は折り曲げることができたとしても折り曲げ部分付近で応力が残り、保持が困難になるためである。すなわち、厚みが０．８ｍｍ以下の光学部材は撓みやすくなるが、本発明はその薄さを利用して光学部材の撓みも解消した発明である。なお、「光学部材の厚み」とは、バックフレーム１ｂの開口部分に最初に配置された光学部材の厚みのことを意味する。

これらで構成された直下型バックライトは、その発光面が地面に対して略垂直に配置される状態で使用される。「発光面が地面に対して略垂直に配置」とは、地面に対して発光面が９０°±１０°の状態にある場合を意味する。

ここで、光学部材の保持状態について詳しく説明する。図３は、光学部材の保持状態について説明するための拡大図であり、（ａ）は図２の一点鎖線で示したバックライト上側の拡大図、（ｂ）は二点鎖線で示したバックライト下側の拡大図である。

（ａ）からわかるように、拡散板５及び拡散シート６は、その屈曲部５２、６２がフロントフレーム１ａの側部１ａ２、及びバックフレーム１ｂの外側部１ｂ４に保持させることにより、固定されている。また、拡散板５及び拡散シート６の発光面部５１、６１の上部は、枠部１ａ１と枠部１ｂ３とにより挟持されている。ここで、「保持」とは、光学部材がＸ方向及びＹ方向にずれないようにフレームに狭持、差込等の方法により、固定された状態を意味する。また、「狭持」とは、光学部材がＺ方向に抜けないように前後から挟んだ状態を意味するが、前後に多少の隙間がある状態であってもよい。

一方、（ｂ）からわかるように、拡散板５及び拡散シート６の発光面部５１、６１の下部は、枠部１ａ１と枠部１ｂ３に挟持されている程度で、特別な保持は行っていない。そして、発光面部５１、６１の下端部と側部１ａ２との間には、間隔Ｓが１．０ｍｍ以上の隙間が設けられている。また、図示してはいないが、バックライトの横側も下側の構造と同様の状態にある。

下記に本発明の直下型バックライトの実施例の一仕様を示す。

（実施例）
バックライト；サイズ＝３２インチ（約７６０ｍｍ×約４４０ｍｍ）、バックライト厚み（外寸）＝約２４．０ｍｍ、反射シート２と拡散板５との距離（内寸）＝２０．０ｍｍ、フロントフレーム１ａ及びバックフレーム１ｂの厚み＝１．０ｍｍ、
反射シート２；厚み＝１．０ｍｍ、
蛍光ランプ３；外面電極蛍光ランプ、外径Ｒ＝３．０ｍｍ、拡散板５までの距離Ｌ１＝４．０ｍｍ、反射シート２までの距離Ｌ２＝３．０ｍｍ、使用本数＝１６本、ランプピッチＰ＝２５ｍｍ、
支持部材４；５０ｍｍ程度の間隔で１２個配置、
拡散板５；厚み＝０．５ｍｍ、屈曲部５２の長さ＝５．０ｍｍ、
拡散シート６；厚み＝０．２ｍｍ、屈曲部６２の長さ＝５．０ｍｍ、使用枚数２枚、
隙間７；間隔Ｓ＝５．０ｍｍ。

この実施例の直下型バックライトにおいて、非点灯時及び点灯時に拡散板５が撓むことなく、また拡散板５が破断する等の不具合が発生しないことが確認された。これは、拡散板５に屈曲部５２を形成し、保持させたことによって得られた結果である。すなわち、拡散板５に屈曲部５２を形成することにより、発光面部５１のＸ方向の強度が格段に向上し、この屈曲部５２をフロントフレーム１ａ、バックフレーム１ｂ上側の側部１ａ２と外側部１ｂ４に保持させると、縦置きで直下型バックライトを使用したときに暖簾状の保持となるため、Ｚ方向に撓みにくくなったと考えられる。また、発光面部５１の四方端がフロントフレーム１ａ、バックフレーム１ｂの枠部１ａ１、１ｂ３により狭持されていること、支持部材４により支持されていることも、Ｚ方向の撓みを抑制できた結果に繋がったと考えられる。なお、シート等を複数重ねても強度が合成的に強くなるわけではないため、拡散板５に拡散シート６を重ねたことは撓みに対してあまり影響していないと考えられる。

図４は、隙間Ｓの有無による発光面の発光状態について説明するための図であり、（ａ）は実施例、（ｂ）は隙間７を形成しない比較例を示している。

結果からわかるように、（ａ）では発光面が全体的に明るくなっているが、（ｂ）では発光面の下部において暗部が発生している。調査の結果、この暗部の発生には、光学部材の撓みが原因であった。すなわち、光学部材は点灯熱によって伸びるが、本実施の形態のように薄型の光学部材の場合にはその伸びが従来よりも大きくなる。そのため、隙間７を設けていない場合には、光学部材の伸びを吸収できず、その吸収できなかった伸び分は光学部材に撓みを発生させる。（ｂ）の場合では、発光面下側において開口部１ａ１１方向に撓みが発生したため、当該部分だけ暗部になり、ムラが生じる結果となった。なお、底部１ｂ１方向に撓みが発生することもあり、この場合には当該部分だけ明部となり、同様にムラが生じる。したがって、本発明においては、拡散板５の端部と側部１ａ２との間には隙間７、具体的には１．０ｍｍ以上（ただし、狭額縁の観点から１０ｍｍ以下が好適）の間隔Ｓを設けるのが望ましい。

したがって、第１の実施の形態では、厚さが０．８ｍｍ以下であって、上側に屈曲部５２が形成された拡散板５の屈曲部５２をフロントフレーム１ａ、バックフレーム１ｂの側部１ａ２、外側部１ｂ４に保持させることにより、拡散板５の撓みを防止することができる。

また、拡散板５の下側及び横側を保持せず、かつ拡散板５の端部とフロントフレーム１ａの側部１ａ２との間に１．０ｍｍ以上の隙間を設けることにより、点灯中の拡散板５の熱膨張による伸びを吸収でき、撓みを防止することができる。

また、バックフレーム１ｂの底部１ｂ１に形成された反射シート２と拡散板５との間に、支持部材４を配置することにより、拡散板５の撓みを防止することができる。

（第２の実施の形態）
図５は、本発明の第２の実施の形態の直下型バックライトについて説明するための図である。以下、実施の形態の各部について、第１の実施の形態の直下型バックライトの各部と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。

この実施の形態では、バックフレーム１ｂの枠部１ｂ３に穴部１ｂ３１を設け、その穴部１ｂ３１に拡散板５と拡散シート６の屈曲部５２、６２を差込保持している。この実施の形態でも、第1の実施の形態と同様に拡散板５の撓みを防止することができる。なお、発光面部５１と屈曲部５２の角度αは９０°に限らず、図６のように９０°よりも大きいものであってもよい。また、図７のように２度折り返した屈曲部５２を形成してもよい。

したがって、第２の実施の形態では、第１の実施の形態と同様に拡散板５の撓みを防止することができる。

（第３の実施の形態）
図８は、本発明の第３の実施の形態の直下型バックライトについて説明するための図である。

この実施の形態では、フロントフレーム１ａの枠部１ａ１に穴部１ａ１２を設け、その穴部１ａ１２に拡散板５と拡散シート６の屈曲部５２、６２を差込保持している。この実施の形態でも、第1の実施の形態と同様に拡散板５の撓みを防止することができる。

したがって、第３の実施の形態では、第１の実施の形態と同様に拡散板５の撓みを防止することができる。

なお、本発明の実施の形態は上記に限られるわけではなく、例えば次のように変更してもよい。

光学部材の屈曲部としては、光学部材の幅と同じ長さである必要はない。すなわち、図９のように、複数の屈曲部５２であってもよい。この際、図９の場合には、発光面部５１の上側に反りが発生する場合があるため、図１０のように、屈曲部５２と発光面部５１の上側の間にその反りを抑制するための平面部５３を形成するのが望ましい。

本発明の第１の実施の形態の直下型バックライトについて説明するための図。 図１の直下型バックライトのＡ−Ａ’線断面について説明するための図。 光学部材の保持状態について説明するための拡大図。 隙間Ｓの有無による発光面の発光状態について説明するための図。 本発明の第２の実施の形態の直下型バックライトについて説明するための図。 第２の実施の形態の変形例１について説明するための図。 第２の実施の形態の変形例２について説明するための図。 本発明の第３の実施の形態の直下型バックライトについて説明するための図。 光学部材の変形例１について説明するための図。 光学部材の変形例２について説明するための図。

符号の説明

１ａ フロントフレーム
１ａ１ 枠部
１ａ２ 側部
１ｂ バックフレーム
１ｂ１ 底部
１ｂ２ 内側部
１ｂ３ 枠部
１ｂ４ 外枠部
２ 反射シート
３ 蛍光ランプ
４ 支持部材
５ 拡散板
５１ 発光面部
５２ 屈曲部
６ 拡散シート
６１ 発光面部
６２ 屈曲部
７ 隙間

Claims (3)

1. 開口部を有するフロントフレームと、前記フロントフレームと接続可能な有低開口のバックフレームと、前記バックフレーム内部に配置された光源と、前記バックフレームの開口部分に配置された光学部材とを具備し、発光面が地面に対して略垂直に配置される直下型バックライトにおいて、
   前記光学部材はその厚さが０．８ｍｍ以下であって、その上側に屈曲部が形成されており、前記屈曲部を前記フレームに保持させることにより、固定されていることを特徴とする直下型バックライト。
2. 前記光学部材の下側及び横側は保持されておらず、かつ前記光学部材の端部と前記フレームとの間には１．０ｍｍ以上の隙間が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の直下型バックライト。
3. 前記バックフレームと前記光学部材との間には、支持部材が配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の直下型バックライト。

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