JP4649216B2 - 直下型バックライト - Google Patents

Description

本発明は、直下型バックライトに関し、特に、液晶表示装置の液晶パネルの背後に配置され、光源の前面側に拡散板を配置しているバックライトに関するものである。

近年、ＯＡ機器に用いられる表示装置は、軽量化、薄型化、および画面の大型化が進んでいる。一般家庭においても、より一層の臨場感が体験できる大画面のテレビジョンの需要が急速に拡大しつつあり、薄型軽量化が可能な大面積のフラットパネルディスプレイの開発が重要となっている。このため、液晶表示装置、プラズマ表示装置、ＥＬ（ｅｌｅｃｔｒｏ ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ）表示装置、ＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｓｐｌａｙ）等の表示装置においても一層の大画面化の開発が進められている。
そのなかでも液晶表示装置は、他の表示装置に比べ、厚さが薄くできること、消費電力が小さいこと等の利点を有するため、近年においては種々の分野で広く普及している。

一般に大型の液晶表示装置は、複数本の蛍光ランプをランプハウス内に配設して面状光源を形成するバックライトを液晶パネルの直下に設置する、いわゆる直下型と称される構造を採用している。かかる液晶表示装置では、一般に、蛍光ランプの形状が液晶パネルを通して視認されないように、また、蛍光ランプの光が有効に液晶パネルを照射するように、反射板等を設けたランプハウスに蛍光ランプを収容し、該ランプハウスの上部に拡散板を配し、その上に液晶パネルを設置した構造とされる。

このような直下型のバックライトユニットおいては、液晶表示装置が大型化すれば当然にその重量が増すと共に、蛍光ランプから放散された熱により拡散板が暖められて、拡散板が湾曲・変形する。また、一般的に拡散板は乳白色のアクリル板が使用されるが、アクリル板は吸湿性が高く、高湿時には吸湿して体積が膨張し、乾燥時には脱水し体積が収縮して変形する。
このように、拡散板が湾曲・変形すると、液晶表示装置に輝度ムラが発生するため、特開平１０−３２６５１７号公報（特許文献１）により、図１２に示す技術が提案されている。この技術は、上面開口の扁平なランプハウス３内の底部に蛍光ランプ１を配し、ランプハウス３の開口部に閉塞状に配置された拡散板２を有するバックライト１０において、ランプハウス３内の底部にスペーサピン４を配してなるバックライトを提案している。

しかしながら、この従来技術によると、スペーサピン４の先端が拡散板２に当接しているだけであるので、拡散板２が蛍光ランプ１側（図の下側に凸）に撓むのは防止できるが、図１３のように液晶パネル側（図の上側に凸）に撓むのは防止できず、拡散板２の中央部分が液晶パネルに近接し、液晶パネルに圧力が掛かる場合がある。このため、液晶パネルに入射する光量にムラが生じたり、液晶パネルを押圧することで干渉縞を生じることがある。
特開平１０−３２６５１７号公報

本発明は前記問題に鑑みてなされたもので、拡散板が液晶パネル側に変形して表示ムラを生じるのを防止することを課題としている。

前記課題を解決するため、本発明は、液晶表示装置の液晶パネルの背後に配置され、該液晶パネル側に開口する扁平なランプハウス内の底部に光源を間隔をあけて配設していると共に、前記ランプハウスの開口部を覆って配設された拡散板を有する直下型バックライトにおいて、
前記光源の配置箇所以外の前記ランプハウス内の底部と前記拡散板とを連結して、該拡散板が前記液晶パネル側へ撓むのを拘束する拡散板拘束手段を備え、
前記拡散板拘束手段は、前記ランプハウスの底部に立設する軸部の先端側に係止部を有する拡散板拘束ピンと、前記拡散板の前記係止部に対応する位置に設けられた被係止部とを備え、
または、前記拡散板から垂下した軸部の先端側に係止部を有する拡散板拘束ピンと、前記ランプハウスの底部の前記係止部に対応する位置に設けられた被係止部とを備え、
前記拡散板拘束ピンは複数設け、前記拡散板拘束ピンの一つは位置決め用とし、前記軸部を前記被係止部の被係止孔に対して密嵌して前記拡散板の面方向の動きも拘束している一方、
残りの前記拡散板拘束ピンは、前記軸部と前記被係止孔との間に前記拡散板の面方向の熱膨張を吸収するクリアランスを設けていることを特徴とする直下型バックライトを提供している。

前記構成とすると、拡散板の液晶パネル側への動き及び面方向の動きが拘束されるため、拡散板の自重や湿度、あるいは、熱膨張による変形により液晶パネルを押圧等するのを防止でき、液晶表示装置の表示ムラを防止することができる。なお、拡散板拘束手段は、拡散板の湾曲度合いの大きい中央付近に設けることで、効果的に拡散板の変形を防止することができる。

前記のように、拡散板拘束手段は、前記ランプハウスの底部に立設する軸部の先端側に係止部を有する拡散板拘束ピンと、前記拡散板の前記係止部に対応する位置に設けられた被係止部とを備え、
前記係止部が前記被係止部に係合されて前記拡散板の板面に対して垂直方向の動きを拘束する構成としている。

あるいは、前記拡散板拘束手段は、前記拡散板から垂下した軸部の先端側に係止部を有する拡散板拘束ピンと、前記ランプハウスの底部の前記係止部に対応する位置に設けられた被係止部とを備え、
前記係止部が前記被係止部に係合されて前記拡散板の板面に対して垂直方向の動きを拘束する構成としている。

前記構成とすると、拡散板拘束ピンはランプハウスと一体的に成形することも可能となり、部品点数の低減に貢献する。また、拡散板拘束ピンの係止部を拡散板の被係止部に係止することで連結しているので、ランプハウスと拡散板とを別体として扱うことができ取扱性が良好となる。

前記拡散板拘束ピンの軸部の先端に大径の係止頭部を設けて前記係止部とすると共に前記被係止部は被係止孔とし、
前記被係止孔に前記係止頭部を無理入れ貫通し、前記軸部を前記被係止孔に嵌合し且つ前記係止頭部を前記被係止孔の周縁に当接させて係止していると好ましい。

前記構成とすると、拡散板をランプハウスの上に配置する作業と同時に、被係止孔を係止頭部に圧入して係止するだけで互いを係止することができるので、簡素な構造で且つ作業性を向上させることが可能となる。

前記拡散板拘束ピンには、前記係止頭部と反対側の前記被係止孔の周縁に当接する支持部を設けていると好ましい。
前記構成とすると、支持部により拡散板が光源側に撓むのも同時に防止することができるので、表示ムラの低減に貢献する。

前記のように、拡散板拘束ピンは複数設け、前記拡散板拘束ピンの一つは位置決め用とし、前記軸部を前記被係止部の被係止孔に対して密嵌して前記拡散板の面方向の動きも拘束している一方、
残りの前記拡散板拘束ピンは、前記軸部と前記被係止孔との間に前記拡散板の面方向の熱膨張を吸収するクリアランスを設けている。

前記構成とすると、一本目の拡散板拘束ピンは拡散板の位置決め用として活用することができると共に、２本目以降の拡散板拘束ピンの軸部と被係止孔との間にはクリアランスが設けてあるので、拡散板が熱膨張しても拡散板拘束ピンが拡散板を面方向に拘束せず、拡散板が湾曲するのを防ぐことができる。なお、前記クリアランスは、複数の被係止孔の配列方向に拡げて設け、拡散板拘束ピン間の長さの熱膨張による変化量以上の大きさに設定していると好ましい。

以上の説明より明らかなように、本発明によれば、拡散板は液晶パネル側の方向への動きが拘束されるため、拡散板の湿度あるいは熱膨張による変形・湾曲で液晶パネルを押圧等するのを防止することができ、液晶表示装置の表示ムラを防止することができる。

以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
図１は第１実施形態の直下型バックライト１０の分解斜視図である。
バックライト１０は、液晶パネル（図示せず）の背後に配置されて液晶表示装置を構成するものであって、液晶パネル側（図中上側）に開口する断面凹状の下フレーム１１の上面側に断面凹状の反射板１２を収容してランプハウスＬＨを形成し、ランプハウスＬＨ内に線状光源である蛍光ランプ１を並設していると共に、蛍光ランプ１の両端を光源保持部材１３で位置決めしている。そして、ランプハウスＬＨの上面開口を覆うように樹脂製の拡散板１６を配置し、枠状の上フレーム１７で閉鎖している。即ち、蛍光ランプ１からの直接の光、あるいは反射板１２で反射した光が拡散板１６に背面から入射し、拡散板１６で透過・拡散された光が液晶パネル（図示せず）へと出射して液晶表示を行う構成としている。

蛍光ランプ１が配設されている場所以外のランプハウスＬＨ内の底部には一対の拡散板拘束ピン１４を中央近傍に立設している。
拡散板拘束ピン１４は、図４に示すように、基台部１４ａと、基台部１４ａから上方に縮径しながら突出する柱部１４ｂと、柱部１４ｂの先端側で縮径せずに同径の軸部１４ｃと、軸部１４ｃの先端で膨出する軸部１４ｃよりも大径な傘状の係止頭部１４ｄとを備え、基台部１４ａの下端周縁には切欠部１４ｅを設けている。
反射板１２の拡散板拘束ピン１４が配置される部位には穴１２ａが穿設されており、拡散板拘束ピン１４の下端面を下フレーム１１の底部１１ａに接着固定することで、拡散板拘束ピン１４の切欠部１４ｅにより穴１２ａの周縁が保持される構成としている。なお、拡散板拘束ピン１４は下フレーム１１あるいは反射板１２と一体的に形成してもよい。

拡散板１６には、拡散板拘束ピン１４に対応する位置に取付孔１８、１９を穿設している。取付孔１８は、軸部１４ｃよりも大径で係止頭部１４ｄよりも小径である被係止孔１８ａと、被係止孔１８ａより上方に段状に拡径し係止頭部１４ｄよりも大径な段差部１８ｂとを備えている。
即ち、係止頭部１４ｄを被係止孔１８ａに背面側から無理入れ貫通し、軸部１４ｃを被係止孔１８ａに嵌合し、係止頭部１４ｄを段差部１８ｂにおいて被係止孔１８ａの前面側周縁に当接させることで係止可能としている。

図５に示すように、一方の被係止孔１８ａは、拡散板拘束ピン１４の軸部１４ｃとほぼ密嵌される矩形状としているが、他方の被係止孔１９ａは、拡散板拘束ピン１４の軸部１４ｃに対してＸ方向に大きくクリアランスＣを設けた状態で嵌合される矩形状としている。
即ち、拡散板拘束ピン１４の軸部１４ｃと被係止孔１８ａとのＸ方向とＹ方向のクリアランスは、製造誤差を吸収するための最小限の大きさとして面方向にも位置決めしている。他方の拡散板拘束ピン１４は、Ｙ方向には製造誤差を吸収するための最小限のクリアランスを設けているが、Ｘ方向には拡散板１６の被係止孔１８ａ、１９ａ間の長さＬｘの熱膨張分だけ大きくしたクリアランスＣを形成している。
なお、クリアランスＣの幅は、次の式１を満たすように決定している。
［式１］
クリアランス幅 ≧ 拡散板の線膨張係数×Ｌｘ×温度差

以上の構成とすることで、拡散板１６は液晶パネル（図示せず）側（図の上側に凸）へ変形する動き（図４の矢印方向）が拡散板拘束ピン１４により拘束されるので、熱膨張による拡散板１６が液晶パネル側に撓んで液晶パネルを押圧するのが防止され、液晶表示装置の表示ムラを防止することができる。拡散板拘束ピン１４は、拡散板１６の湾曲度合いの大きい中央付近に設けられているので、効果的に拡散板１６の変形を防止できる。さらに、被係止孔１９ａにＸ方向のクリアランスＣを設けているので、拡散板１６が熱膨張しても拡散板拘束ピン１４が拡散板１６を面方向に拘束せず、拡散板１６が歪むのを防ぐこともできる。
なお、拡散板拘束ピン１４を設けると共に図１２で示したスペーサピン４を併設しても好適である。また、本発明は特に大型液晶表示装置の大面積の拡散板を有する直下型バックライトに好適に用いられるが、中型の液晶表示装置であっても有効であることは言うまでもない。

図６は参考第２実施形態を示す。
第１実施形態との相違点は、第１実施形態と同構造の拡散板拘束ピン１４を中央に１つだけ設けている点である。この場合には、拡散板２６の被係止孔２８ａは、拡散板２６の略中心に設けられ、拡散板拘束ピン１４の軸部１４ｃとほぼ密嵌される矩形状とし面方向にも位置決めしている。なお、他の構成は第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

図７は第３実施形態を示す。
第１実施形態との相違点は、拡散板拘束ピン１４をＹ方向に１つ追加して計３本並べている点である。この場合には、拡散板３６には拡散板拘束ピン１４の夫々に対応して３つの被係止孔３８ａ〜４０ａが設けられている。
１つ目の被係止孔３８ａは、位置決め用で拡散板拘束ピン１４ｃの軸部１４ｃと略密嵌される形状としている。２つ目の被係止孔３９ａは、Ｘ方向に拡散板３６の被係止孔３８ａ、３９ａ間の長さＬｘの熱膨張分だけクリアランスＣを設けている。３つ目の被係止孔４０ａは、Ｙ方向に拡散板３６の被係止孔３８ａ、４０ａ間の長さＬｙの熱膨張分だけクリアランスＣを設けている。なお、他の構成は第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

図８は第４実施形態を示す。
第１実施形態との相違点は、拡散板拘束ピン１４を十字状に配置して計５本並べている点である。この場合には、拡散板４６には拡散板拘束ピン１４の夫々に対応して５つの被係止孔４８ａ〜５２ａが設けられている。
中心の被係止孔４８ａは、位置決め用で拡散板拘束ピン１４ｃの軸部１４ｃと略密嵌される形状としている。Ｘ方向の左右の被係止孔４９ａ、５１ａは、Ｘ方向に拡散板３６の被係止孔３８ａ、３９ａ間の長さＬｘの熱膨張分だけクリアランスＣを設けている。Ｙ方向の上下の被係止孔５０ａ、５２ａは、Ｙ方向に拡散板３６の被係止孔３８ａ、４０ａ間の長さＬｙの熱膨張分だけクリアランスＣを設けている。なお、他の構成は第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

図９は第５実施形態を示す。
本実施形態では、拡散板拘束ピン５７の先端に被係止孔５７ｃを設け、拡散板５６に係止頭部５６ｂを設けている。
詳しくは、拡散板拘束ピン５７は、基台部５７ａと、基台部５７ａから上方に縮径しながら突出する柱部５７ｂと、柱部５７ｂの先端面に穿設された被係止孔５７ｃと、被係止孔５７ａの下部に連通した大径空間の収容部５７ｄとを備え、基台部５７ａの下端周縁には切欠部５７ｅを設けている。
拡散板５６には、拡散板拘束ピン５７に対応する位置より軸部５６ａを突出し、軸部５６ａの先端に大径の係止頭部５６ｂを設けている。
即ち、拡散板５６の係止頭部５６ｂを拡散板拘束ピン５７の被係止孔５７ｃに無理入れ貫通し、軸部５６ａを被係止孔５７ｃに嵌合し、係止頭部５６ｂを収容部５７ｄにおいて被係止孔５７ｃの背面側周縁に当接させることで係止可能としている。なお、他の構成は第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

図１０は第６実施形態を示す。
第１実施形態との相違点は、拡散板１６の被係止孔１６ａの下面側周縁に当接する支持部６４ｆを拡散板拘束ピン６４に設けている点である。
拡散板拘束ピン６４は、基台部６４ａと、基台部６４ａから上方に縮径しながら突出する柱部６４ｂと、柱部６４ｂの先端側で鍔状に突出した支持部６４ｆと、支持部６４ｆから上方に同径のまま突出した軸部６４ｃと、軸部６４ｃの先端で膨出する傘状の係止頭部６４ｄとを備え、基台部６４ａの下端周縁には切欠部６４ｅを設けている。
係止頭部６４ｄを被係止孔１６ａに背面側から挿通し、軸部６４ｃを被係止孔１６ａに嵌合すると、係止頭部６４ｄが段差部１６ｂにおいて被係止孔１６ａの前面側周縁に係止されると共に、支持部６４ｆが被係止孔１６ａの背面側周縁に当接される。
前記構成とすると、支持部６４ｆにより拡散板１６が蛍光ランプ１側に撓むのも同時に防止されるので、垂直両方向への変形を拘束することができ、表示ムラの低減に貢献する。なお、他の構成は第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

図１１は第７実施形態を示す。
本実施形態では、拡散板６６から拡散板拘束ピン６６ａを一体的に垂設していると共に、ランプハウスを構成する下フレーム７３に被係止孔７３ｃを設けている。
拡散板拘束ピン６６ａは、拡散板６６の下面より突出する柱部６６ａ−１と、柱部６６ａ−１の先端側で小径化された軸部６６ａ−２と、軸部６６ａ−２の先端側で大径化された係止頭部６６ａ−３とを備えている。
下フレーム７３は、その一部が凸状に一体的に隆起した膨出部７３ａと、膨出部７３ａの先端面７３ｂに穿設された被係止孔７３ｃとを備えている。
即ち、拡散板６６の拡散板拘束ピン６６ａの係止頭部６６ａ−３を下フレーム７３の被係止孔７３ｃに前面側から無理入れ貫通し、軸部６６ａ−２を被係止孔７３ｃに嵌合し、係止頭部５６ｂを被係止孔７３ｃの背面側周縁に当接させることで係止可能としている。なお、他の構成は第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

本発明の第１実施形態の直下型バックライトの分解斜視図である。 第１実施形態のバックライトのランプハウス等を示す斜視図である。 （Ａ）は図２のＡ−Ａ線断面を示す断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ部の拡大図である。 第１実施形態の拡散板拘束ピン付近の断面図である。 第１実施形態の拡散板の平面図である。 参考第２実施形態の拡散板の平面図である。 第３実施形態の拡散板の平面図である。 第４実施形態の拡散板の平面図である。 第５実施形態の拡散板拘束ピン付近の断面図である。 第６実施形態の拡散板拘束ピン付近の断面図である。 第７実施形態の拡散板拘束ピン付近の断面図である。 従来例のバックライトを示す断面図である。 従来例の問題点を示す断面図である。

符号の説明

１ 蛍光ランプ
１０ 直下型バックライト
１１ 下フレーム
１２ 反射板
１３ 光源保持部材
１４ 拡散板拘束ピン
１４ｃ 軸部
１４ｄ 係止頭部
１６ 拡散板
１７ 上フレーム
１８、１９ 取付孔
１８ａ、１９ａ 被係止孔
ＬＨ ランプハウス

Claims (3)

1. 液晶表示装置の液晶パネルの背後に配置され、該液晶パネル側に開口する扁平なランプハウス内の底部に光源を間隔をあけて配設していると共に、前記ランプハウスの開口部を覆って配設された拡散板を有する直下型バックライトにおいて、
   前記光源の配置箇所以外の前記ランプハウス内の底部と前記拡散板とを連結して、該拡散板が前記液晶パネル側へ撓むのを拘束する拡散板拘束手段を備え、
   前記拡散板拘束手段は、前記ランプハウスの底部に立設する軸部の先端側に係止部を有する拡散板拘束ピンと、前記拡散板の前記係止部に対応する位置に設けられた被係止部とを備え、
   または、前記拡散板から垂下した軸部の先端側に係止部を有する拡散板拘束ピンと、前記ランプハウスの底部の前記係止部に対応する位置に設けられた被係止部とを備え、
   前記拡散板拘束ピンは複数設け、前記拡散板拘束ピンの一つは位置決め用とし、前記軸部を前記被係止部の被係止孔に対して密嵌して前記拡散板の面方向の動きも拘束している一方、
   残りの前記拡散板拘束ピンは、前記軸部と前記被係止孔との間に前記拡散板の面方向の熱膨張を吸収するクリアランスを設けていることを特徴とする直下型バックライト。
2. 前記拡散板拘束ピンは軸部の先端に大径の係止頭部を設けて前記係止部とすると共に前記被係止部は前記係止頭部を無理入れで貫通する前記被係止孔とし且つ前記係止頭部を前記被係止孔の周縁に当接させて係止するものとし、
   前記拡散板拘束ピンには、前記係止頭部と反対側の前記被係止孔の周縁に当接する支持部を設けている請求項１に記載の直下型バックライト。
3. 前記ランプハウスはフレームの内面に反射板を固定して形成し、該反射板に設けた穴に前記拡散板拘束ピンを通し、該拡散板拘束ピンは前記フレームに固定または一体成形で突設し、または前記拡散板に固定または一体成形で突設している請求項１または請求項２に記載の直下型バックライト。

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