JP2008300277A - バックライトユニット - Google Patents

Abstract

【課題】液晶表示装置に用いる直下型のバックライトユニットにおいて、リフレクタを取り付ける場合に、薄型化の妨げにならないようにする。
【解決手段】液晶パネルにバックライトを供給する光源管の光の下方の光りを反射して均一にするリフレクタをシャーシに取り付ける場合に、リフレクタを取り付けるためのリフレクタの突起部を挿入する穴を、突起部を挿入する穴の上面の径よりも、穴の下方の径を大きくして、突起部を穴に挿入し、先端部が穴に引っ掛かるようにし、シャーシの下面に突起部がはみ出ないようにする。突起部を挿入する穴は、段差を有するようにして穴の下方の径を大きくするか、あるいは、連続的に径が広がっているようにしてもよい。突起部を挿入する際に、熱による溶着するか、または、突起部を挿入後に先端が広がる差込ピンにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、バックライトユニットに係り、ＬＣＤパネルの表示情報を可視化するために照射するバックライトを供給する装置であって、特に、薄型の液晶表示装置に用いて好適な直下型のバックライトユニットに関する。

液晶表示装置（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）は、電圧をかけることによって液晶分子の向きを変え、光の透過率を増減させることで像を表示する装置である。液晶表示装置は、軽量、省電力という特徴があり、液晶素材が量産化されてきたことも手伝って、様々な情報処理装置の表示装置として広く使われるようになってきている。この液晶表示装置では、液晶自体は発光せず、通常、ＬＣＤパネルの背後に仕込んだバックライトの光を使って表示をおこなう。

バックライトを供給するバックライトユニットの実現方式としては、光源の位置により、直下型（direct type）と、エッジライト型（edge light type）がある。

直下型は、発光面の真下に、複数の直管またはＵ字管などの光源管を配置して、その上面に輝度むらを低減するための拡散板を取り付けた構造であり、光源管の発光光量を効率よく利用できるので、高輝度化が可能であり、主に、液晶ＴＶ等の大型モニターに利用される。

光源管の真下には、光源から放出された光を反射させて、ＬＣＤパネルの方に供給する反射板が取付られる。特許文献１には、反射板の形状を工夫して、ＬＣＤパネルの下に配置された拡散板の輝度を一定にするバックライトアセンブリの構造が開示されている。

また、同様の発想により、特許文献２に反射部材に突起部を設けることにより、光学部材（拡散板）での輝度を均一化する直下型バックライトユニットが開示されている。

特開２００４−２９７３８号公報 特開２００６−２５９７５０号公報

ところで、液晶表示装置を用いた代表的な機器である液晶ＴＶは、リビングルームなどに置く際のセールスポイントとして、薄型化の進展が著しい。

ところが、直下型のバックライトユニットに、バックライトの光源から光を拡散させるための三角形状の反射部材を取り付ける場合には、その形成方法が問題となる。

以下、図８を用いて従来技術に係るバックライトユニットの問題点を説明する。
図８は、従来技術に係るバックライトユニットの断面図である。

直下型バックライトユニットの光学シート６０の板に、バックライトの光源管４０から光を拡散させるための三角形状のリフレクタ５０ａ（反射部材）を取り付けられている。

なお、一般的な従来技術の、直下型バックライトユニットでは、おおよそ、拡散板３０の上面から、シャーシ７０までの距離は、２０ｍｍ〜２３．５ｍｍ、拡散板３０の板厚は、２ｍｍ、光源管４０の管径は、３ｍｍ、光源管４０から反射シート３０までの距離は、２．５ｍｍから４．５ｍｍ、反射シートの厚さは、０．５ｍｍ、シャーシ７０の厚さは、１ｍｍになる。

直下型バックライトユニットの光学シート６０の板に、バックライトの光源管４０から光を拡散させるための三角形状のリフレクタ５０ａを取り付ける場合、図８に示されるように、シャーシ７０からはみ出た部分αが生じる。これは、上記のスケールをさらに縮小してバックライトユニットの薄型化を進めるときの薄型化を妨げる要因となる。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、液晶表示装置に用いる直下型のバックライトユニットにおいて、リフレクタを取り付ける場合に、薄型化に適したバックライトユニットを提供することにある。

本発明のバックライトユニットに関する構成は、液晶パネルにバックライトを供給するバックライトユニットにおいて、光源管と、突起部を有し前記光源からの光を反射するリフレクタと、前記リフレクタを取り付けるために、前記突起部を挿入する穴を有するシャーシとを備え、前記突起部を挿入する穴の上面の径よりも、穴の下方の径を大きくして、前記突起部を前記突起部を挿入する穴に挿入して、前記突起部の先端がその穴に引っ掛かるようにし、前記シャーシの下面に前記突起部がはみ出ないようにしたものである。

より詳しくは、上記バックライトユニットにおいて、前記突起部を挿入する穴は、段差を有するようにして穴の下方の径を大きくするか、あるいは、連続的に径が広がっているようにしたものである。

また詳しくは、上記バックライトユニットにおいて、前記突起部の先端を熱による溶着するか、または、前記突起部を差込みピンにより形成し、前記突起部の挿入後に先端が広がるようにしたものである。

さらに詳しくは、上記バックライトユニットにおいて、前記突起部を挿入する穴を、前記シャーシの穴の端面を上方に折り曲げた絞り構造、または、穴の端面を上方に盛り上げたハーフピアス構造で成型するようにしたものである。

また詳しくは、上記バックライトユニットにおいて、前記リフレクタは、複数のプリズム形状の反射部材を接続部材でつなげ、端の反射部材にのみ突起部を設けたようにしたもである。

本発明のバックライトユニットに関する他の構成は、液晶パネルにバックライトを供給するバックライトユニットにおいて、光源管と、Ｌ字型の突起部を有し前記光源からの光を反射するリフレクタと、前記リフレクタを取り付けるために、前記突起部を挿入する穴を有するシャーシとを備え、前記突起部を挿入する穴の一端の上面を折り曲げ、前記Ｌ字型の突起部を前記突起部を挿入する穴に挿入し、前記リフレクタをスライドさせて、前記Ｌ字型の突起部と、前記突起部を挿入する穴の一端の折り曲げられた上面をかみ合せることにより、前記リフレクタを取り付けるようにしたものである。

本発明のバックライトユニットに関するまた他の構成は、液晶パネルにバックライトを供給するバックライトユニットにおいて、基板と、発光ダイオードと、
突起部を有し前記基板上に取り付けられる光学部材と、前記光学部材を取り付けるために、前記突起部を挿入する穴を有するシャーシとを備え、前記突起部を挿入する穴の上面の径よりも、穴の下方の径を大きくして、前記突起部を前記突起部を挿入する穴に挿入して、前記突起部の先端がその穴に引っ掛かるようにし、前記シャーシの下面に前記突起部がはみ出ないようにしたものである。

本発明のバックライトユニットに関するさらに他の構成は、液晶パネルにバックライトを供給するバックライトユニットにおいて、光源管と、位置決めピンを有し前記光源からの光を反射するリフレクタと、前記位置決めピンを挿入する穴を有するシャーシと、前記シャーシの表面にひかれる反射シートとを備え、前記位置決めピンを挿入する穴の周辺には、前記反射シートをひかないようにして、前記リフレクタと、前記シャーシを接着して、前記シャーシの下面に前記位置決めピンがはみ出ないようにしたものである。

本発明によれば、液晶表示装置に用いる直下型のバックライトユニットにおいて、リフレクタを取り付ける場合に、薄型化に適したバックライトユニットを提供することができる。

以下、本発明に係る各実施形態を、図１ないし図７を用いて説明する。

〔実施形態１〕
以下、本発明の第一の実施形態に係るバックライトユニットを、図１ないし図４を用いて説明する。

先ず、図１を用いて本発明の第一の実施形態に係るバックライトユニットの構造について説明する。
図１は、本発明の第一の実施形態に係るバックライトユニットの構造を示す図である。
図１（ａ）は、断面図であり、図１（ｂ）は、分解したときの斜視図である。

図１に示されるように、本実施形態に係るバックライトユニット１０は、光学シート２０、拡散板３０、光源管４０、リフレクタ（反射部材）５０、反射シート６０、シャーシ７０から構成される。

バックライトユニット１０は、上部のＬＣＤパネル（液晶パネル）００を照射する部材である。ＬＣＤパネル００は、表示画面となり、図示しないが、薄膜トランジスタ基板（ＴＦＴ基板）、そのＴＦＴ基板と向き合うカラーフィルタ基板、および、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板との間の液晶層からなる。

光源管４０は、発光する直管またはＵ字型の管であり、例えば、冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ管：Cold Cathode Fluorescent Lamp）、外部電極型蛍光ランプ（ＥＥＦＬ管：External Electrode Fluorescent Lamp）である。

光源管４０から上方に発せられる光は、拡散板３０により拡散されて、拡散シート２０を通過して、ＬＣＤパネル００の表面上で均一な輝度分布になるよう照射される。拡散シート２０は、プリズムシート、偏光シートなどであり、所望の光学的特性を得るためのものである。

また、光源管４０から下方に発せられる光は、図１（ａ）の矢印に示されように、リフレクタ５０、反射シート６０により反射されて、拡散板３０にまで到達し、 ＬＣＤパネル００へのバックライトとして提供される。リフレクタ５０は、光源管４０の間の上方での輝度分布が落ちる所を均一にするためのものである。

リフレクタ５０は、アクリルなどの樹脂に、アルミニウムなどの金属を蒸着することにより、製造する。また、反射シート６０は、表面に拡散剤が塗布されたシートである。

次に、図２ないし図４を用いて本発明の第一の実施形態に係るバックライトユニットのリフレクタの取付け構造について説明する。
図２ないし図４は、本発明の第一の実施形態に係るバックライトユニットのリフレクタの取付け構造を説明する図である。

本実施形態のバックライトユニットの取付け構造は、リフレクタ５０を取り付ける場合に、薄型化を実現するための構造である。

図２（ａ）に示されるように、リフレクタの突起部γをシャーシ７０に設けた穴βに挿入する。シャーシ７０に設けた穴βは、下側が広がった構造である。挿入後に、図２（ｂ）に示されるように、熱を加えて溶着後突起部δになるように溶着させて、先端部が引っ掛かるようにして固定する。

また、図２（ａ）に示される穴βは、段差形状を有していたが、図２（ｃ）に示される下に向けて広がるラッパ形状の穴εであってもよい。

なお、リフレクタの高さは、３ｍｍ、下辺は、１５ｍｍ程度、突起部の大きさは、２ｍｍ〜５ｍｍ程度である。

上記のリフレクタ５０の取付けでは、突起部γを溶着して固定したが、図３（ａ）に示されるように、突起部を差込みピンζの構造を有するようにして、穴βに差し込んだときに、図３（ｂ）に示されるように先端部が広がるようにして、その先端部で穴に引っ掛かるようにして、リフレクタ５０を固定するような構造を持たせてもよい。

さらに、図４（ａ）に示されるように、シャーシ７０の成型を穴の短面を上方に折り曲げた絞り構造θにしてリフレクタ５０を固定してもよい。この場合には、リフレクタ５０の成型構造も絞り構造θに合うようにする必要がある。

また、図４（ｂ）に示されるように、シャーシ７０の成型を穴の端面を上方に盛り上げたハーフピアス構造ιにしてもよい。

さらに、図４（ｃ）に示すように、穴の片側だけを絞り構造κにして、リフレクタ５０のＬ字構造λにより、固定させるようにしてもよい。この場合に、リフレクタ５０を点線の位置から実線の位置までスライドさせて、Ｌ字構造λと絞り構造κをかみ合せる。

また、図４（ｃ）とは別の方向の絞り構造も考えられる。図４（ｄ）は、リフレクタ５０を長手方向から見たときの断面図である。図４（ｄ）に示されるように、長手方向にリフレクタ５０ｃをスライドさせて、 Ｌ字構造λ′と絞り構造κ′をかみ合せるようにしてもよい。

いずれの場合においても、シャーシ７０の下面に出っ張った部分が生じないので薄型化に有利である。

〔実施形態２〕
以下、本発明に係る第二の実施形態を、図５を用いて説明する。
図５は、本発明に係る第二の実施形態のリフレクタ５０ｂを説明する図である。
図５（ａ）がリフレクタ５０ｂの底面図であり、図５（ｂ）が反射シート６０とシャーシ７０上に取り付けたときの斜視図である。

第一の実施形態では、各々のプリズム上のリフレクタ５０ｂが個別にシャーシに取れ付けていたが、本実施形態では、リフレクタ５０ｂを、図５に示されるように、各々のプリズム形態のリフレクタを接続部材５１により、つなげて、一体として成型する。そして、取り付ける突起部は、端の部分にのみ設ける。これにより、全体の突起部の数を減らすことができる。

リフレクタ５０ｂを、反射シート６０とシャーシ７０上に取付け構造は、第一の実施形態と同様とする。

〔実施形態３〕
以下、本発明に係る第三の実施形態を、図６を用いて説明する。
図６は、本発明の第三の実施形態に係るバックライトユニットの構造を示す図である。
図６（ａ）は、断面図、図６（ｂ）は、光学部材の斜視図である。

第一の実施形態は、光源が直管またはＵ字型の光源管を用いたバックライトユニットに関するものであった。

本実施形態は、光源に発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を用いたＬＥＤである。この場合でも第一の実施形態に示した取付け構造を用いることができる。

図６に示されるように、基板１００上にＬＥＤ８０が設けられ、ＬＥＤ８０の上に光学部材９０を取り付ける。光学部材９０は、光源のＬＥＤ８０からの光を拡散させるためのものである。

この光学部材９０の取付けに関しても、第一の実施形態と同様の取付け構造を採用することができる。図６の例では、図３に示した差込ピンの構造を採用している。

〔実施形態４〕
以下、本発明に係る第四の実施形態を、図７を用いて説明する。
図７は、本発明の第四の実施形態に係るバックライトユニットのリフレクタの取付け構造を説明する図である。
図７（ａ）は、バックライトユニットのリフレクタの取付け構造の断面図、図７（ｂ）は、リフレクタを取付けていないときの位置決め穴の近傍の上面図である。

第一の実施形態では、リフレクタ５０に突起部を設け、それを機械的な方法、または、溶着することにより、取り付ける例を説明した。

これに対し、本実施形態は、第一の実施形態と異なり、位置決めピンのみを有し、リフレクタとシャーシ７０を両面テープなどの手段により接着するものである。

本実施形態では、図７（ｂ）に示されるように、リフレクタ５０ｃは、位置決めピンμのみ有しており、それが反射シート６０とシャーシ７０にあけられた位置決め穴νに挿入される。また、リフレクタ５０ｃは、位置決め穴νの周辺における反射シート６０を押さえ込むようになっている。

そして、リフレクタ５０ｃとシャーシ７０の間は、両面テープ１１０により接着されて取り付けられる。または、位置決め穴の近辺に単に接着剤のみを塗布する方法も考えられる。

本実施形態でリフレクタ５０ｃとシャーシ７０は、接着されて取り付けられので、位置決めピンμがシャーシ７０の下面にはみ出ないような大きさにすれば、シャーシ７０の下面に出っ張り部分は生じない。しかも、本実施形態では、リフレクタ５０ｃに位置決め穴を成型するだけでよく、シャーシ７０に対しても位置決め穴以外の特別な成型がいらないので、加工が簡単であり、薄型バックライトユニットの構造の有望な実現形態である。

本発明の第一の実施形態に係るバックライトユニットの構造を示す図である。 本発明の第一の実施形態に係るバックライトユニットのリフレクタの取付け構造を説明する図である（その一）。 本発明の第一の実施形態に係るバックライトユニットのリフレクタの取付け構造を説明する図である（その二）。 本発明の第一の実施形態に係るバックライトユニットのリフレクタの取付け構造を説明する図である（その三）。 本発明に係る第二の実施形態のリフレクタ５０ｂを説明する図である。 本発明の第三の実施形態に係るバックライトユニットの構造を示す図である。 本発明の第四の実施形態に係るバックライトユニットのリフレクタの取付け構造を説明する図である。 従来技術に係るバックライトユニットの断面図である。

符号の説明

１０…バックライトユニット
２０…光学シート
３０…拡散板
４０…光源管
５０、５０ａ、５０ｂ…リフレクタ（反射部材）
５１…接続部材
６０…反射シート
７０…シャーシ
８０…発光ダイオード
９０…光学部材
１００…基板
１１０…両面テープ。

Claims (8)

1. 液晶パネルにバックライトを供給するバックライトユニットにおいて、
   光源管と、
   突起部を有し前記光源からの光を反射するリフレクタと、
   前記リフレクタを取り付けるために、前記突起部を挿入する穴を有するシャーシとを備え、
   前記突起部を挿入する穴の上面の径よりも、穴の下方の径を大きくして、前記突起部を前記突起部を挿入する穴に挿入して、前記突起部の先端がその穴に引っ掛かるようにし、前記シャーシの下面に前記突起部がはみ出ないようにしたことを特徴とするバックライトユニット。
2. 前記突起部を挿入する穴は、段差を有するようにして穴の下方の径を大きくするか、あるいは、連続的に径が広がっているようにしたことを特徴とする請求項１記載のバックライトユニット。
3. 前記突起部の先端を熱による溶着するか、または、前記突起部を差込みピンにより形成し、前記突起部の挿入後に先端が広がるようにしたことを特徴とする請求項１記載のバックライトユニット。
4. 前記突起部を挿入する穴を、前記シャーシの穴の端面を上方に折り曲げた絞り構造、または、穴の端面を上方に盛り上げたハーフピアス構造で成型することを特徴とする請求項１記載のバックライトユニット。
5. 前記リフレクタは、複数のプリズム形状の反射部材を接続部材でつなげ、端の反射部材にのみ突起部を設けたことを特徴とする請求項１記載のバックライトユニット。
6. 液晶パネルにバックライトを供給するバックライトユニットにおいて、
   光源管と、
   Ｌ字型の突起部を有し前記光源からの光を反射するリフレクタと、
   前記リフレクタを取り付けるために、前記突起部を挿入する穴を有するシャーシとを備え、
   前記突起部を挿入する穴の一端の上面を折り曲げ、前記Ｌ字型の突起部を前記突起部を挿入する穴に挿入し、前記リフレクタをスライドさせて、前記Ｌ字型の突起部と、前記突起部を挿入する穴の一端の折り曲げられた上面をかみ合せることにより、前記リフレクタを取り付けることを特徴とするバックライトユニット。
7. 液晶パネルにバックライトを供給するバックライトユニットにおいて、
   基板と、
   発光ダイオードと、
   突起部を有し前記基板上に取り付けられる光学部材と、
   前記光学部材を取り付けるために、前記突起部を挿入する穴を有するシャーシとを備え、
   前記突起部を挿入する穴の上面の径よりも、穴の下方の径を大きくして、前記突起部を前記突起部を挿入する穴に挿入して、前記突起部の先端がその穴に引っ掛かるようにし、前記シャーシの下面に前記突起部がはみ出ないようにしたことを特徴とするバックライトユニット。
8. 液晶パネルにバックライトを供給するバックライトユニットにおいて、
   光源管と、
   位置決めピンを有し前記光源からの光を反射するリフレクタと、
   前記位置決めピンを挿入する穴を有するシャーシと、
   前記シャーシの表面にひかれる反射シートとを備え、
   前記位置決めピンを挿入する穴の周辺には、前記反射シートをひかないようにして、前記リフレクタと前記シャーシとを接着して、前記シャーシの下面に前記位置決めピンがはみ出ないようにしたことを特徴とするバックライトユニット。

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