JP2009128394A - 液晶ディスプレイ用バックライトシャーシ - Google Patents

Abstract

【課題】薄型化、軽量化、大型化、および高剛性を両立し、加えて組立工数を低減できる液晶ディスプレイ用バックライトシャーシを提供することにある。
【解決手段】液晶ディスプレイパネルのバックライトを保持する液晶ディスプレイ用バックライトシャーシであって、該バックライトシャーシは、その四周に立て壁部を持つ箱型形状とし、かつその内部に、バックライト保持側と反対側に張り出し加工された張り出し部を備え、該張り出し部にバックライトの固定用の穴を有する。
【選択図】図１

Description

本技術は、液晶TVやコンピューターディスプレイに多用されている液晶ディスプレイパネルのバックライトを保持する液晶ディスプレイ用バックライトシャーシに関するものである。

液晶ディスプレイパネルは、従来使用されてきたブラウン管に比べ、大型化、省スペース化、省エネルギー化が可能であることから、コンピューターディスプレイなどに加えて、薄型TVなどに広く利用されるようになってきている。そして、液晶ディスプレイパネルはブラウン管などと違い自らは発光しないために、外部の光源を必要とする。外部の光源としては、反射光なども利用されるが、TVなどのように輝度の大きな画像を映し出すためには不十分であり、後ろに光源、いわゆるバックライトを配置することが専らである。

このバックライトは、通常バックライトシャーシと呼ばれる板金を加工した部品によって保持されている。バックライトシャーシの役割としては、バックライトを保持するという本来の役割に加え、背景や周辺から外部光が侵入して画像にムラを生じるのを防止する役割を担う必要がある。そのため、板金の四周を立ち上げるように折り曲げる、あるいは別部品を額縁のように配置して、天板の無い箱状とする(たとえば、特許文献１を参照)。

さらに、大型の薄型液晶TVでは、バックライトシャーシは上記の役割に加えて、TV全体の剛性を高め、TVの破損を防止するという重要な役割を担う。したがって、バックライトシャーシには、適切にバックライトを保持しながら、後ろから光が漏れず、なおかつ高剛性であることが求められる。とりわけ、薄型液晶TVでは液晶ディスプレイパネルのねじれやそりは液晶ディスプレイパネルの破損を招くので、バックライトシャーシは、ねじりや平面そりに対する剛性を高めることが重要である。そのため、バックライトシャーシの剛性を確保するために、板厚の大きな板金を用いる、四周部分の折り曲げを大きくしてバックライトシャーシの厚みを上げて断面二次モーメントを大きくする、補強部材など別の部品を組み込むなどの方法が広く用いられている(たとえば、特許文献２を参照)。
特開２００１−２１０１２８号公報 特開２００７−８６６４８号公報

近年、薄型TVはいっそうの大型化が求められるようになってきており、バックライトシャーシも大型化する傾向がある。また一方で、薄型TVは、軽量化も求められるようになってきている。

しかしながら、バックライトシャーシには前述のように、背景や周辺から外部光が侵入して画像にムラを生じるのを防止する役割を担う必要がある。このために、軽量化対策としてよく用いられる、バックライトシャーシに穴などを開けるといった軽量化を図ることができず、大型化すると必然的にバックライトシャーシの占める重量が大きくなってしまうという課題があった。

また、大型化と軽量化には、剛性という面からも課題がある。すなわち、大型化すると、同じ剛性でも端部は変形量が大きくなってしまうので、液晶ディスプレイパネルの破損を抑えるためには、従来以上の剛性が要求される。その剛性をえるためには板厚の厚い材料を用いる、より頑丈な補強部材を利用するなどの対策が必要であり、結果として、いっそう軽量化が困難となるというものである。剛性を維持するために従来よく適用されてきた、パネル厚みを上げるという方法も、近年の薄型化の要求により採用が困難となってきている。

さらに、近年、液晶TVの高画質化の要求に対して、バックライトの光源として従来の冷陰極線放電管(CCFL)に変わって、発光ダイオード(LED)を用いる方式が注目されている。LEDは、輝度改善によるコントラスト比の向上(いわゆる「しまり」のある画像を得るために画面コントラスト比の向上は極めて重要)、明滅制御による省エネルギーの実現、さらにはCCFLに比べ剛性低下の影響は受けにくくなるというメリットもある。しかしながら、CCFLより部品が小さくなるために、部品の取り付けるなどの組立工数の上昇が大きくなるという課題がある。とりわけ、設置場所の位置決め精度の確保、固定用の接着剤の塗布コストとその乾燥コストなどが工数の上昇に与える影響は大きく、本格的な採用には上記課題の打開が強く求められている。

本発明の目的は、上記事情に鑑みてなされたもので、薄型化、軽量化、大型化、および高剛性を両立し、加えて組立工数を低減できる液晶ディスプレイ用バックライトシャーシを提供することにある。

まず本発明者は、バックライトシャーシの剛性を確保する方法について鋭意検討をした結果、バックライトシャーシ表面に張り出し加工部を設けることによって、剛性が得られることを見出し、軽量化、薄型化、大型化と高剛性が両立可能であることを見出した。

さらに、LEDを光源とする場合の組立工数を低減する方法に関して鋭意検討した結果、剛性を確保するために用いた張り出し部をLED配置用の位置決めに用いることにより、位置決め精度を大幅に改善できることを見出した。加えて、その張り出し部に発光ユニットをはめ込み固定できるような穴を穿つことで固定を容易化することを見出した。

本発明は、以上の知見を総合し、さらに鋭意検討することによってなされたものである。

すなわち、本発明の請求項１に係る発明は、液晶ディスプレイパネルのバックライトを保持する液晶ディスプレイ用バックライトシャーシであって、該バックライトシャーシは、その四周に立て壁部を持つ箱型形状とし、かつその内部に、バックライト保持側と反対側に張り出し加工された張り出し部を備え、該張り出し部にバックライトの固定用の穴を有することを特徴とする液晶ディスプレイ用バックライトシャーシである。

また、本発明の請求項２に係る発明は、請求項１に記載の液晶ディスプレイ用バックライトシャーシにおいて、前記バックライトシャーシに冷延鋼板を用いることを特徴とする液晶ディスプレイ用バックライトシャーシである。

また、本発明の請求項３に係る発明は、請求項２に記載の液晶ディスプレイ用バックライトシャーシにおいて、前記冷延鋼板は、バックライトを配置する面に、鏡面処理あるいは反射性に優れる塗料を塗装処理した冷延鋼板であることを特徴とする液晶ディスプレイ用バックライトシャーシである。

また、本発明の請求項４に係る発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の液晶ディスプレイ用バックライトシャーシにおいて、前記張り出し部は、その横辺側の幅を、全体の張り出しを入れる方向に対して直交する辺の長さに対して10%以下とし、その進展長さを、パネルの対応する辺に対し、80%以上90%以下とすることを特徴とする液晶ディスプレイ用バックライトシャーシである。

また、本発明の請求項５に係る発明は、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の液晶ディスプレイ用バックライトシャーシにおいて、前記張り出し部は、その高さを、バックライトの厚み乃至はその半分とすることを特徴とする液晶ディスプレイ用バックライトシャーシである。

また、本発明の請求項６に係る発明は、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の液晶ディスプレイ用バックライトシャーシにおいて、前記張り出し部は、その底面にバックライト固定用の平坦部を有し、該平坦部の幅を、バックライト幅と同程度から5%増し以下とすることを特徴とする液晶ディスプレイ用バックライトシャーシである。

さらに、本発明の請求項７に係る発明は、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の液晶ディスプレイ用バックライトシャーシにおいて、前記張り出し部の本数を、3本以上10本以下とすることを特徴とする液晶ディスプレイ用バックライトシャーシである。

本発明によれば、液晶ディスプレイパネルの剛性を低下させることなく、液晶ディスプレイパネルの一層の薄型化、軽量化、大型化を実現することが可能となり、さらに液晶ディスプレイパネルの製造工数の大幅削減による製造コストの低減を実現することが可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る液晶ディスプレイ用バックライトシャーシの構成例を示す斜視図である。図中、１は液晶ディスプレイ用バックライトシャーシ、２は立て壁部、３は張り出し部、および４はバックライト固定用穴をそれぞれ表す。

液晶ディスプレイ用バックライトシャーシ１は、背面に大きな開口部を持たず、さらに四周に立て壁部２を持つ天板の無い箱型の構造を有する。これにより、軽量、高剛性であり、背後並びに周辺部からの光の進入を防ぐことができる。

その材質は、金属、樹脂何れの材料を用いてもかまわないが、そのなかでも金属はバックライトシャーシに要求されている背後からの光を遮断する性能が高いという特徴があり好適である。とりわけ、鉄板を用いたバックライトシャーシは、材料の比強度が高い、プレス加工による成型が出来るため生産性が高く、また立て壁部分も折り曲げ加工により成型できるため多部品が不要なので低コストで生産が可能であるという特徴を持つため、きわめて好適である。

鉄板を用いる場合、板厚については特に指定しないが、液晶TVを壁にかけることや加工のしやすさを考慮すると、0.4mmから1.6mm程度が好ましい。また、軽量化することを考慮すると、特に好ましくは板厚0.4mmから1.0mmである。さらに、その場合材質については、通常使用される鋼材なら、何れの材料でもかまわない。その中でもいわゆる冷延鋼板は、プレス成形性に優れており、本発明に用いられる材料として好適である。

表面処理については、必要に応じて適宜選択すればよい。バックライトを配置する面を鏡面処理する、あるいは反射性に優れる塗料を塗装しておくと、液晶パネルを構成する際、別の反射板を組み込む必要がなくなるため、製造コストを低減することが出来、好適である。

本発明においては、光源としてLED、CCFLあるいはそれ以外の光源を用いてもかまわない。しかしながら、その中でも、LEDは指向性が高い光源であるためCCFLと違って光の背面への回り込みが少なくCCFLで課題となる反射板の配置制約が少ない、加えて発光素子そのものが薄型であるために、バックライト全体の薄型化が可能である。

LEDは、消費電力および発熱が少ないために、省エネ化や発熱による液晶素子の動作変動が少ないなどの特徴があり、薄型化、省エネ化を促進するため極めて好適である。加えてLEDは、シャーシ全長に渡るCCFLと異なり適当な大きさに分割できるので、本発明の特徴のひとつである、バックライト固定用穴４を有する、張り出し部３(後述)のへこみ部分に適宜分散して配置できる。

分散配置により、張り出し部のへこみ部分を有効に利用できるので、バックライトと液晶の距離をある程度確保できるようになる。その結果、CCFLを用いた場合よりも、結果的に液晶パネル全体の厚みを、剛性を同等に維持しながら、大幅に低減できる。したがって、本発明では、これらのことより、光源としてLEDを用いることが好適である。

次に本発明の特徴のひとつであるバックライトシャーシの張り出し部について説明する。図２は、図１のX−X線に沿った拡大断面を示す図である。（Ａ）は、張り出し部の断面図そのもの、（Ｂ）は、張り出し部の固定用穴を通してLEDユニットを固定した状態を示す。図中、５はLEDユニット、ａは張り出し部進展長さ(図１に記載)、ｂは張り出し部幅、ｃは張り出し部高さ、ｄは張り出し部のへこみ部分の平坦部幅、およびｅはLEDユニット幅をそれぞれ表す。

張り出し部は、シャーシの剛性確保に加えて、LEDの位置決めの役割を果たす極めて重要な部分である。この張り出し部を設けることにより、剛性を確保するために板厚の大きな板金を用いる、周辺の立て壁部の高さを上げるなどの対策を採ることなく、材料力学的に同等以上の剛性を実現でき、一層の軽量化や薄型化を実現できる。加えて、張り出し部に固定用穴を設けることにより、発光素子であるLEDを配置する際に、位置決めとして利用できるため、組立工数の低減や製品歩留まりの向上を図ることが可能となる。

なお、本発明における張り出し部は、液晶パネル全体の剛性向上ならびにLEDの位置決めを目的とするものであるから、その張り出し方向は液晶面に対して反対側でなくてはならない。

張り出し部幅ｂは、剛性を得ること、およびLEDの位置決めしやすさを考慮すると、2mm以上が好ましい。特に好ましくは、5mm以上である。ただし、あまりに大きすぎると、実質的にバックライトシャーシや液晶パネル全体の実質的な厚みを増してしまうことになり、さらには加工も困難になる。したがって、全体の張り出しを入れる方向に対して直交する辺の長さに対して10%以下とすることが好ましい。たとえば、横辺の長さが1mの液晶パネルの場合、縦辺に伸びる張り出し部の横辺側の幅は最大で0.1mとなる。

次に、張り出し部高さｃは、必要な剛性を得ること、加工のしやすさ、およびほかの部品との取り合いなどに応じて適宜決めればよいが、LEDの厚み乃至はその半分程度、すなわち1mmから5mm程度が好ましい。液晶パネルを薄型化することを考慮すると、1mmから3mm程度が好ましい。

張り出し部の本数(図１では、３本の場合を例示)も、張り出し部高さｃと同様に、必要な剛性を得ることと加工のしやすさ、ほかの部品との取り合いなどに応じて適宜決めればよいが、適当な剛性を保持するためには全体に対して3本以上を均等な間隔で配置することが好ましい。

このように配置することにより、バックライトシャーシの剛性の全体的な向上が企図できる。張り出し部は、剛性上昇に効果はあるが、一方でバックライトシャーシの平坦度を悪化させる懸念がある。加えて、不要な張り出し部の設置は、LEDの誤配置の原因となり、好ましくない。したがって、張り出し部の本数は、3本以上10本以下が好適である。

なお、本発明においては、張り出し部をどの方向に進展させるかは特に指定しない。LEDバックライトの形状によって決めれば良い。したがって、液晶パネルに対して、左右方向、上下方向、斜めのいずれでも良いし、丸を描くように張り出しても良い。もちろん複数の方向を混在させてもかまわない。

しかしながら、そのなかでも上下方向は、液晶パネルや液晶TVにした場合において、自重やその他荷重によって作用する荷重に対して剛性を向上させる効果が著しい。したがって、本発明においては、液晶パネルの天地に対して、その上下方向にLED配置をできるように張り出し部を配置することが好ましい。

通常の16:9の放送を再生する液晶TVの場合は、短辺方向に平行となる方向がそれに該当する。街頭サインなどに使用する液晶ディスプレイにおいて、短辺側を上下とする場合があるが、このような場合においては、長辺方向に平行となる方向がそれに該当する。

また、張り出し部進展長さａについても、本発明では特に規定しない。進展方向のパネルの辺に対して全長をカバーするような張り出しは、バックライトシャーシの全体の剛性向上に極めて有効である。したがって、本発明では張り出し部の進展長さをパネルのその辺に対し、少なくとも10%、好ましくは60%以上とすることが好ましい。さらに好ましくは80%以上90%以下である。90%超となると、周辺部の加工が困難になる場合がある。

さらに、張り出し部の断面形状ならびに端部の形状についても、本発明においては特に規定しない。台形断面、半円形断面、長方形あるいは正方形断面あるいはそれ以外の断面形状をとってもかまわない。もちろん、張り出し工程に著しい生産性の低下を招く恐れが無く、さらにそれによって部品の取り合いなどが容易になる場合においては、進展長さの途中で断面形状を変更してもかまわない。

なお、図２（Ｂ）に示したように、張り出し部の底面にLEDを固定する場合には、平坦な底面を設けておくことが好ましい。平坦部とする幅(張り出し部のへこみ部分の平坦部幅ｂ)は、LEDユニット幅ｅと同程度から5%増し以下とすることが好ましい。また、端部の形状も半円形、角型、二つの直線を円弧で結んだ形状などのいずれの形状をとってもかまわない。もちろんこれ以外の形状でも、製造コストの著しい上昇などを伴わないのであれば、その形状を用いてもかまわない。

本発明においては、張り出し部に光源であるLEDユニットを固定するための穴(LED固定用穴)(図１および図２(Ａ)参照)を開けていることが好ましい。この穴をあけ、そこにねじを用いた固定や、逆止防止の機構を付与したブッシングを使用した固定(図２(Ｂ)参照)により、LED固定のために接着剤の利用が不要となる。このことによって、工程削減、製造工数の低下、接着剤が固着するための待ち時間が不要になるなど生産性向上が可能になる。

なお、本発明においては、前述した以外の固定方法を用いても当然かまわない。もちろん局所的に補強の目的で接着剤や粘着テープを利用することも当然かまわない。穴の個数はユニットサイズなどにより適宜決めればよい。ユニットは2点以上で固定すると外力によるぶれ変位が抑えられるので、穴の個数は張り出し部ひとつに対して2点以上、さらに好ましくは3点以上、より好ましくはLEDユニットひとつに対して3点以上である。

本発明においては、周辺の立て壁部については特に規定しない。周辺部品との取り合いを考慮して適宜決定すればよい。なお、本発明であるバックライトシャーシにおいては、その立て壁部を、剛性確保を目的として、互いにねじ止めなどにより接続しておくと良い。そのようにすると、一層本発明の効果が顕著となり好適である。

本発明に係る液晶ディスプレイ用バックライトシャーシの構成例を示す斜視図である。 図１のX−X線に沿った拡大断面を示す図である。

符号の説明

１ 液晶ディスプレイ用バックライトシャーシ
２ 立て壁部
３ 張り出し部
４ バックライト固定用穴
５ LEDユニット

Claims (7)

1. 液晶ディスプレイパネルのバックライトを保持する液晶ディスプレイ用バックライトシャーシであって、
   該バックライトシャーシは、その四周に立て壁部を持つ箱型形状とし、
   かつその内部に、バックライト保持側と反対側に張り出し加工された張り出し部を備え、
   該張り出し部にバックライトの固定用の穴を有することを特徴とする液晶ディスプレイ用バックライトシャーシ。
2. 請求項１に記載の液晶ディスプレイ用バックライトシャーシにおいて、
   前記バックライトシャーシに冷延鋼板を用いることを特徴とする液晶ディスプレイ用バックライトシャーシ。
3. 請求項２に記載の液晶ディスプレイ用バックライトシャーシにおいて、
   前記冷延鋼板は、
   バックライトを配置する面に、鏡面処理あるいは反射性に優れる塗料を塗装処理した冷延鋼板であることを特徴とする液晶ディスプレイ用バックライトシャーシ。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の液晶ディスプレイ用バックライトシャーシにおいて、
   前記張り出し部は、その横辺側の幅を、全体の張り出しを入れる方向に対して直交する辺の長さに対して10%以下とし、その進展長さを、パネルの対応する辺に対し、80%以上90%以下とすることを特徴とする液晶ディスプレイ用バックライトシャーシ。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の液晶ディスプレイ用バックライトシャーシにおいて、
   前記張り出し部は、その高さを、バックライトの厚み乃至はその半分とすることを特徴とする液晶ディスプレイ用バックライトシャーシ。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載の液晶ディスプレイ用バックライトシャーシにおいて、
   前記張り出し部は、その底面にバックライト固定用の平坦部を有し、該平坦部の幅を、バックライト幅と同程度から5%増し以下とすることを特徴とする液晶ディスプレイ用バックライトシャーシ。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の液晶ディスプレイ用バックライトシャーシにおいて、
   前記張り出し部の本数を、3本以上10本以下とすることを特徴とする液晶ディスプレイ用バックライトシャーシ。

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