JP4626657B2 - バックライトユニット - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示パネル等の背面に配置されるバックライトユニットに関するものである。

バックライトユニットにおいて、バックライトを収納する樹脂フレームの強度を高めることを目的として、樹脂フレームの表示パネル側に、ほぼ箱型をなし表示パネルの表示領域に相当する部分に開口が形成されてなる金属フレームを設けることが開示されている。このように樹脂フレームと金属フレームとを嵌め合わせることにより、対角線の周りの捻れに対して強い強度を有することができる。また、金属フレームの角部に樹脂材からなる表示パネル用の位置決めスペーサが設けられており、これにより表示パネルと金属フレームとの位置決めが可能となっている。

特開２０００−７５２７３号公報。

しかしながら、樹脂材からなる位置決めスペーサを金属フレーム上に取り付けた場合、衝撃や、異種材料の線膨張係数の差から、激しい温度変化のある環境での使用時に金属フレームから取れてしまうおそれがある。一方、金属材からなる位置決めスペーサを金属フレーム上に構成すると、製造時および使用時において表示パネルと金属材からなる位置決めスペーサが干渉し表示パネルが損傷する恐れがある。

そこで本発明は、厳しい環境下での使用においても、高い信頼性を保持することが可能なバックライトユニットを提供する。

以上の目的を達成するために本発明に係るバックライトユニットは、バックライトと、前記バックライトを収納する凹部を有する樹脂フレームと、前記凹部を覆うとともに前記バックライトからの光を取り出すことが可能な窓部を有する金属フレームと、を備えたバックライトユニットにおいて、前記樹脂フレームは、前記凹部の縁の平面に突起部を有しており、前記金属フレームは、前記窓部の縁の平面に前記突起部が貫通可能な切欠部を有していることを特徴とするバックライトユニットである。

また、前記窓部の平面形状が略矩形形状の場合、前記切欠部は前記窓部周縁の平面において前記窓部を構成する短辺の延長線より外側に配置されていることが好ましい。

また、前記窓枠部は、内角が半径０．３ｍｍ以上２．３ｍｍ以下のＲ形状であることが好ましい。

本発明は、厳しい環境下での使用においても、高い信頼性を保持することが可能なバックライトユニットを提供することができる。

本発明の発光装置の実施の形態を以下に詳細に説明する。
実施の形態１
図１（ａ）の平面側からみた模式的斜視図、および図１（ｂ）の平面側からみた模式的分解斜視図に示すように、この実施の形態のバックライトユニット１０は、主として、樹脂フレーム１１、バックライト１２、および金属フレーム１３にて構成されている。具体的には、バックライト１２と、バックライトを収納する凹部１１ａを備えた樹脂フレーム１１と、樹脂フレーム１１の凹部１１ａを覆うとともにバックライト１２のからの光を取り出すことが可能な窓部１３ａを有する樹脂フレーム１１と、を備えたバックライトユニット１０において、樹脂フレーム１１は、凹部１１ａの周縁の平面に突起部１１ｂ，１１ｃを有しており、金属フレーム１３は、窓部１３ａの周縁の平面に樹脂フレーム１１の突起部１１ｂ，１１ｃが貫通可能な切欠部１３ｂ,１３ｃを有している。

（樹脂フレーム１１）
本実施の形態の樹脂フレーム１１は、略矩形形状の底面と側面とからなる凹部を有し、凹部１１ａの周縁の平面から突出した突起部１１ｂ,１１ｃが一体的に成形されている。樹脂フレーム１１の材料は、各種光拡散剤を含有した樹脂が好適に挙げられる。樹脂フレーム１１の大きさや形状は、収納するバックライト１２の大きさや形状に合わせて種々選択することができる。このような樹脂フレーム１１の材料として、耐衝撃性および耐候性に優れた樹脂を用いることが好ましく、具体的にはポリカーボネート樹脂を用いることができる。

樹脂フレーム１１の突起部１１ｂ，１１ｃは、金属フレーム１３との位置決めのほか、金属フレーム１３の平面側に配置される表示パネルの位置決めの役割をしている。このように、位置決め部材が樹脂フレーム１１と一体的に形成されていることから、位置精度が高く、また部材点数を削減することができる。突起部１１ｂ，１１ｃは、少なくとも隣り合う２方向の凹部１１ａ周縁の平面に形成されていればよい。本実施の形態では、凹部１１ａの長手方向の周縁の平面の２箇所と、隣り合う凹部１１ｂの短手方向の周縁の平面の１箇所に、それぞれ突起部１１ｂ，１１ｃを設けている。これらの突起部１１ｂ，１１ｃは、それぞれ対応する金属フレーム１３の切欠部１３ｂ，１３ｃから突出している。また、樹脂フレームの底面は、内部に配置されるバックライト１２の放熱性を高めるための孔（図示していない）を有していることが好ましい。

（バックライト１２）
本実施の形態のバックライト１２は、樹脂フレーム１１の凹部１１ａに収納されており、光源１２ａと、光源１２ａが搭載された実装基板１２ｂと、光源１２ａと対向する光入射側面を有し光源１２ａからの光を平面から出射する導光板１２ｃと、導光板１２ｃ上に積層され導光板１２ｃから出射される光を光学的に制御する光学シート部１２ｄと、を有している。本実施の形態では、Ｌ字型に屈曲した金属板１２ｅが樹脂フレーム１１の底面および側面に沿って配置されており、金属板１２ｅの平面上に光反射性シート１２ｆ、導光板１２ｃ、および光学シート部１２ｄが順次積層され、金属基板１２ｅの側面の内側に光源１２ａが搭載された実装基板１２ｂが配置されている。本発明のバックライトの構成は、これに限定されるものではなく、従来から使用されている種々のバックライトを用いることができる。

本形態における光源１２ａとは、発光ダイオードや半導体レーザなどの半導体発光素子、冷陰極線管あるいはそれらから種々選択して組み合わせた複合的な光源など、導光板に入射させることができる光を発する発光部材をいう。導光板への光源の配置の仕方について、本実施の形態は導光板の側端面に光源を配したエッジライト方式を記載しているが、これに限定されるものではなく、導光板の底面側に光源を配した直下型方式としてもよい。

実装基板１２ｂは、光源を実装して固定、配置するためのものであり、光源１２ａに電力を供給するための導体配線が施されている。例えば、銅箔などからなる導電性パターンが形成されたガラスエポキシ基板やフレキシブル基板あるいは絶縁性樹脂で結合された金属体などによって好適に形成することができる。あるいは、アルミニウムや銅からなる金属材料に絶縁性材料を介して導体配線が施された放熱性が高い基板とすることができる。また、実装基板は、放熱シートのような熱良導性部材を介して筺体に密着して配置されることが好ましい。

導光板１２ｃとは、端面の一部から入射された光源からの光をその内部の反射を利用して導光し、所定の光出射面から所望の形状に発光させることができる透光性部材である。したがって、発光面の所望形状により、メーター針の針状、液晶バックライト光源として利用可能な板状など種々の形状を取ることができる。導光板１２ｃは光源１２ａからの光を効率よく発光面から放出するために、透光性を有している。このような導光板の材料としてはアクリル樹脂やポリカーボネート樹脂、ガラスなど種々の材料が好適に挙げられる。

本形態の光学シート部１２ｄは、導光板１２ｃ側から順に、拡散シートと、第一のプリズムレンズシートと、その第一のプリズムレンズシートとはプリズムの配列方向が異なる第二のプリズムレンズシートと、が積み重ねられたものである。これらの拡散シートと、第一のプリズムレンズシートと、第二のプリズムレンズシートの形状は、導光板１２ｃの光出射面の大きさおよび形状に相応した形状とされている。なお、光学シート部１２ｄは、これに限定されるものではなく、拡散シート、プリズムレンズシートあるいは偏向シートなどから種々選択されて積層された構造とすることができる。また、光学シート部を構成する各シートは、バックライトユニットの光学特性を考慮して、シート数や各種シートを積み重ねる順序が適宜調整される。

光反射性シート１２ｆは、高い光反射性を要求される為、白色ＰＥＴ材、またはその表面に金属コーティングを施したものが好ましい。また、金属板１２ｅは、内側に搭載された光源１２ａからの熱を樹脂フレーム１１の底面側から放熱するための部材であり、好ましい材料としてアルミニウムがあげられる。

（金属フレーム１３）
本実施の形態の金属フレーム１３は、バックライト１２から光を取り出すことが可能な窓部１３ａを有し、窓部１３ａ周縁の平面に樹脂フレーム１１の突起部１１ｂ，１１ｃが貫通可能な切欠部１３ｂ,１３ｃを有している。このような金属フレーム１３の材料として、優れた耐食性を有するステンレス鋼を用いることができる。特に、熱を発する光源１２ａを複数搭載してなる本実施の形態の場合、熱伝導性に優れたフィライト系ステンレス鋼を用いることが好ましい。本実施の形態では、ＪＩＳ：ＳＵＳ４３０からなり、板厚が０．３ｍｍの金属フレームを用いている。切欠部１３ｂ,１３ｃの形状は、突起部１１ｂ，１１ｃの形状に合わせて任意の形状とすることができる。本実施の形態では、樹脂フレーム１１の凹部１１ａ周縁の平面のみから突出した突起部１１ｂには、窓部１３ａ周縁の平面にのみ孔を形成した切欠部１３ｂを対応させている。これにより、金属フレームの平面の強度を確保することができる。また、樹脂フレーム１１の凹部１１ａ周縁の平面および側面の双方から突出した突起部１１ｃには、窓部１３ａ周縁の平面から側面まで切り欠いた切欠部１３ｃを対応させている。

金属フレーム１３と樹脂フレーム１１とは、互いに嵌合できるような形状を有している。本実施の形態では、樹脂フレーム１１の側面に凹部１１ｄを設け、金属フレーム１３の側面に設けられた凸部１３ｄを前記凹部１１ｄに嵌合して固定している。このように、樹脂製の凹部１１ｄに、バネ性を有する金属製の凸部を嵌合させる構造は、金属製の凹部に樹脂製の凸部を嵌合させる構造と比較して、凸部に磨耗が生じにくく好ましい。凹部１１ｄおよび凸部１３ｄの数量や形状は、これらの固定ガタツキが防止される程度のものとすれば、どのような形態でも構わない。

実施の形態２
この実施の形態２のバックライトユニット２０は、図２に示したように、樹脂フレーム２１の４つの角部において樹脂フレーム２１の凹部周縁の平面および側面の双方から突出した突起部２１ｃを設け、それらと対向して金属フレーム２３の窓部２３ａ周縁の平面から側面まで切り欠いた切欠部を設けている以外、実質的に実施の形態１と同様の構成である。このように、突起部２１ｃを４角部に配置する場合、切欠部２３ｃおよびそこから突出する突起部２１ｃは、窓部２３ａ周縁の平面において窓部２３ａを構成する短辺の延長線より外側に配置されていることが好ましい。これにより、金属フレーム２３への外力に対して強い強度を保持することができる。

実施の形態３
この実施の形態３のバックライトユニット３０は、図３に示したように、窓部３３ａの内角３３ｅが、半径０．３ｍｍ以上２．３ｍｍ以下のＲ形状とした以外、実質適に実施の形態２と同様の構成である。このように、窓枠部１３ａの内角を調整することにより、バックライトから光を取り出すために必要な開口面積を維持したまま金属フレームの強度を上げることができる。

本発明は、振動などに強く、薄型化、小型化、低消費電力化されたバックライトとして、車載用の液晶表示装置などに利用可能である。

図１（ａ）は、本発明の実施の形態のバックライトユニットの模式的斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の模式的分解斜視図である。 図２は、本発明の他の実施の形態のバックライトユニットの模式的斜視図である。 図３は、本発明の他の実施の形態のバックライトユニットの模式的斜視図である。

符号の説明

１０・・・バックライトユニット
１１、２１・・・樹脂フレーム
１１ａ・・・底面
１１ｂ、１１ｃ、２１ｂ、２１ｃ・・・突起部
１１ｄ・・・凹部
１２・・・バックライト
１２ａ・・・光源
１２ｂ・・・実装基板
１２ｃ・・・導光板
１２ｄ・・・光学シート部
１２ｅ・・・金属基板
１２ｆ・・・光反射性シート
１３・・・金属フレーム
１３ａ、２３ａ、３３ａ・・・窓枠部
１３ｂ、１３ｃ、２３ｂ、２３ｃ・・・切欠部
１３ｄ・・・凸部
３３ｅ・・・内角

Claims (3)

1. バックライトと、前記バックライトを収納する凹部を有する樹脂フレームと、前記凹部を覆うとともに前記バックライトからの光を取り出すことが可能な窓部を有する金属フレームと、を備えたバックライトユニットにおいて、
   前記樹脂フレームは、平面形状が略矩形形状であり、前記凹部周縁の平面及び側面の双方から突出した突起部を前記略矩形形状の角部に有し、
   前記金属フレームは、前記突起部に対応し且つ前記窓部周縁の平面から側面まで切り欠いた切欠部を有していることを特徴とするバックライトユニット。
2. 前記窓部は、平面形状が略矩形形状であり、
   前記切欠部は、前記窓部周縁の平面において前記窓部を構成する短辺の延長線より外側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のバックライトユニット。
3. 前記窓部は、内角が半径０．３ｍｍ以上２．３ｍｍ以下のＲ形状であることを特徴とする請求項１または２に記載のバックライトユニット。

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