JP5666645B2 - バックライト装置およびそれを備えた液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は液晶表示装置などに用いられるバックライト装置に関するものである。

液晶表示装置などに用いられるバックライト装置として、導光板の側端部の入光面に光源を設けて導光するエッジライト方式のものが知られている。

このようなバックライト装置においては、軽量化や狭額縁化などを目的として、導光板の側面の一部に凸部を設け、その凸部をフレーム部材に設けた突起部で挟むことにより固定を行うものが存在する。

例えば、図１１に示した特許文献１の液晶モジュールは、導光板１０２の端面に長方形の凸部１１３を形成すると共に、リアフレーム１０１の底板１０１ｂに中空ボス形状の張出し凸部１１２Ａを一対形成し、この一対の張出し凸部１１２Ａで凸部１１３を両側から挟んで導光板１０２の位置決めを行っている。

また、エッジライト方式のバックライト装置においては、蛍光管や一列に並べられたＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの光源に対し、所定の間隔をあけて導光板の入光面を配置するが、製造誤差や使用時の位置ずれによってこの間隔が適切な距離から外れると、輝度の低下や均一性の悪化などが引き起こされるという問題があった。

この問題に対し、図１２に示した、特許文献２に記載の面状照明装置２４０は、内枠部材２３６の凹部２４４にそれぞれ収容される突起部２４２が設けられた導光板２３４を有している。導光板２３４は、これらの突起部２４２の点状光源２１２側とは反対側の部分２４２ｂを弾性部材２４３に当接させて内枠部材２３６に収容され、弾性部材２４３からの押圧力Ｆにより、点状光源２１２側に付勢される。

これにより、導光板２３４および内枠部材２３６を構成する材料の物性や、それぞれの伸び方向の寸法等に応じて定まる伸縮量の差を考慮した、必要かつ適切なクリアランスｄを確保しつつ、導光板２３４を内枠部材２３６に保持することができる。

特開２０１２−１５５２３６号公報 特開２００８−９７８７７号公報

このような導光板保持構造においては、導光板に対する光源方向への押圧力が異なると、導光板と光源との距離が、輝度の均一性に影響を与えるほどに変化する。

しかしながら、特許文献２に記載の面状照明装置２４０は、内枠部材２３６に備えられた弾性部材２４３を突起部２４２に当接させることによって導光板２３４を付勢しているため、特許文献１のように、リアフレーム１０１の底板１０１ｂに設けた一対の張出し凸部１１２Ａによって導光板を固定するような場合には、弾性部材２４３を所定の位置に固定し、押圧力を調整することができなかった。

そこで本発明は、導光板に対する押圧力を調節できるようにすることで、光源と導光板との距離が適切となるように調節することができる、エッジライト方式のバックライト装置を実現することを目的とする。

本発明のバックライト装置は、平板状のシャーシ部材と、シャーシ部材に重ねられた導光板と、導光板の側面に位置する入光面と対向するように、シャーシ部材に取り付けられた光源部材と、を備えるバックライト装置において、導光板は、入光面に隣接する少なくとも一方の側面において、該側面の外方向に突出する凸部を有し、シャーシ部材は、凸部を挟み込む突起部を有し、突起部の少なくもと一部には、凸部を光源部材の方向に押圧する弾性部材がかぶせられており、弾性部材は、シャーシ部材から離れるほど、突起部と凸部とで挟まれている部分の厚さが大きくなることを特徴とする。

本発明によれば、光源と導光板との距離が適切となるように調節することができる、エッジライト方式のバックライト装置を実現することができる。

本発明の第１の実施形態にかかるバックライト装置の正面図である。 本発明の第１の実施形態にかかるバックライト装置の斜視図である。 本発明の第１の実施形態にかかるバックライト装置の側面図である。 本発明の突起部および弾性部材の拡大図である。 本発明の第２の実施形態にかかるバックライト装置の正面図である。 本発明の第３の実施形態にかかるバックライト装置の側面図である。 本発明の突起部の斜視図である。 本発明の弾性部材の斜視図である。 本発明の第５の実施形態に係る液晶表示装置の構造を示した斜視図である。 本発明の第５の実施形態に係る液晶表示装置の構造を示した側面図である。 特許文献１に記載の液晶モジュールである。 特許文献２に記載の面状照明装置である。

（第１の実施形態）
図１は、本発明のバックライト装置１の正面図である。Ｘ軸は水平方向、Ｙ軸は鉛直方向を示しており、Ｚ軸はＸ軸とＹ軸にともに垂直な方向を示している。以降の説明においては、Ｘ方向を左右、Ｙ方向を上下として扱うものとする。

バックライト装置１は、主にバックライトシャーシ１１、導光板１２、ＬＥＤ基板１３からなる。シャーシ部材としてのバックライトシャーシ１１は、金属製の平板状の部材であるが、周囲の一部に側壁を有しており、他の部材を重ねるようにしてその内部に収めることができる。導光板１２は、アクリル樹脂やポリカーボネートなどによって作られる部材であり、バックライトシャーシ１１の内部に重ねて収められる。

光源部材としてのＬＥＤ基板１３は、バックライトシャーシ１１のＹ方向下部に設けられるものであり、基板上には複数のＬＥＤ素子１３ａが直線状に並べられて固定されている。ＬＥＤ素子１３ａの光は、導光板１２の下側面である入光面から入光し、導光板１２内で反射を繰り返して伝播しながら、導光板１２の表面から出射する。なお、ＬＥＤ基板１３は、配線部材を介して電源基板（図示せず）に接続される。また、ＬＥＤ基板１３の代わりに蛍光管などの光源を用いるようにしてもよい。

次に、導光板１２をバックライトシャーシ１１に固定する構造について説明を行う。

導光板１２は、左右の両側面部の下側に、外側に向けて突出する凸部１２ｂをそれぞれ有している。一方、バックライトシャーシ１１は、導光板１２のそれぞれの凸部１２ｂを挟み込むように、バックライトシャーシ１１と一体に形成された、突起部１４が設けられている。突起部１４は、ＬＥＤ基板１３から離れた上側に設けられる突起部１４ｕと、ＬＥＤ基板１３に近い下側に設けられる突起部１４ｄからなる。これらの突起部１４と凸部１２ｂの間には、後述の弾性部材１５がない状態ではわずかに隙間が空くように設計されている。また、突起部１４ｕは、導光板１２のうち凸部１２ｂ以外の部分の側面ともわずかに隙間が空くようになっている。なお、本実施形態では突起部１４ｕと突起部１４ｄは同様の形状を持つものとするが、両者は異なる形状を持っていても良い。また、凸部１２ｂの位置や数はこれに限定されるものではない。

突起部１４ｕは、ほぼ均等の厚みを有するゴムなどでできたキャップ状の部材である弾性部材１５がかぶせられる。そして、弾性部材１５は、導光板１２の凸部１２ｂに当接し、凸部１２ｂを下方向に押圧する。これによって、導光板１２全体も下方向に付勢され、導光板１２とＬＥＤ基板１３との距離が変化した上で、その位置が固定される。また、弾性部材１５は、導光板１２のうち凸部１２ｂ以外の側面とも当接し、導光板１２をＸ方向の内側に向けて押圧する。

図２は、バックライト装置１の右下部分の斜視図である。バックライトシャーシ１１は、下部にて略直角に折り曲げられており、下側の側面にはＬＥＤ基板１３が固定されている。突起部１４ｕおよび突起部１４ｄは、側面部の途中から先端に向かって細くなるテーパ状となっている。導光板１２のうち、バックライトシャーシ１１と重なる側の面には反射シート１２ａが貼られており、導光板１２の底面から出射した光を導光板１２の内部に向けて戻すことができる。なお、図２に示したように、バックライトシャーシ１１は、配線や基板などの他の部材の配置の位置関係等によって、適宜折れ曲がっている。

図３は、バックライト装置１の右側面図である。バックライトシャーシ１１は、前述の通り、一体の部材として、導光板１２の凸部１２ｂを挟み込む突起部１４ｕおよび突起部１４ｄを備える。突起部１４ｕおよび突起部１４ｄの高さは、導光板１２の厚さよりも低くなっているが、これに限るものではない。

図４は、弾性部材１５で覆われた突起部１４ｕ部分の側面図をさらに拡大したものである。図４（ａ）に示したように、弾性部材１５を押し込む深さが浅い場合は、突起部１４ｕと凸部１２ｂに挟まれている弾性部材１５の部分が小さいため、弾性部材１５が凸部１２ｂを押圧する力も小さくなる。一方で、図４（ｂ）に示したように、押し込む深さが深い場合は、突起部１４ｕのうち、突起部１４の底面に垂直な側面部で挟まれる弾性部材１５の部分が増えることに加え、側面の斜面部においても弾性部材１５を挟むことになるため、凸部１２ｂを押圧する力も大きくなる。

以上説明したように、導光板１２の凸部１２ｂを挟み込む突起部１４をバックライトシャーシ１１に備え、光源のＬＥＤ基板１３から遠い方の突起部１４ｕが弾性部材１５で覆われるようにし、弾性部材１５を押し込む深さを変えることによって、導光板１２の凸部１２ｂに対する押圧力を変化させることができる。したがって、各部材の実寸が設計値からばらついて製造されたような場合においても、光源と導光板との距離が適切となるように調節することができる。また、導光板と突起部の隙間を弾性部材によって埋めることによって、輸送時などにおける導光板のがたつきを抑えることができる。さらには、導光板に対する押圧力の調節ができるため、導光板や突起部に過大な力がかかって損傷してしまうようなことを防ぐことができる。

また、バックライトシャーシ１１の一部に突起部１４を設けるだけで導光板１２の固定が行えるため、導光板全体の周囲を取り囲むようなバックライトシャーシや中枠を設ける必要がなく、バックライト装置１の軽量化や、バックライト装置１を用いた表示装置の狭額縁化を行うことができる。さらには、突起部１４ｕに弾性部材１５をかぶせるように押し込みを行うため、嵌合させたフレームと導光板との隙間に弾性部材を埋め込むような場合と比べ、修理の際などにおける弾性部材１５の取り外しが容易であるという利点も有する。

なお、本実施形態において、突起部１４は必ずしもテーパ状である必要はなく、テーパのない円柱形のようなものであってもよい。このような場合においても、弾性部材１５を押しこむ深さによって、押圧力を変化させることができる。

また、突起部１４は必ずしも突起部１４ｕ、突起部１４ｄのように二つの部分に分かれている必要はなく、凸部１２ｂをコの字型で囲うような一体の部材であってもよい。

また、凸部１２ｂは必ずしも直方体状の形状である必要はなく、曲線を有する形状であっても良い。

また、バックライトシャーシと突起部は必ずしも一体の部材でなくてもよいが、本実施形態のように一体の部材である場合は、部材間の遊びがより少なくなるため、製造時や使用時における、ＬＥＤ基板１３と導光板１２との距離変化を最小限に抑えることができる。

（第２の実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態に係るバックライト装置２の正面図である。第１の実施形態のバックライト装置１との主な違いは、装置全体の上下が逆になるように配置されている点である。以降、第１の実施形態と同一の部材については同一の符号を付し、説明を省略する。

第２の実施形態に係るバックライト装置１においては、光源部材であるＬＥＤ基板１３が鉛直方向上部に取り付けられ、ＬＥＤ素子１３ａが下方向に向けて光を出射するようになっている。ＬＥＤ素子１３ａから出射した光は、導光板１２の上端面の入光面から入光し、導光板１２内を伝播する。

導光板１２の凸部１２ｂは、導光板１２上部の左右両側面部に設けられる。バックライトシャーシ１１は、凸部１２ｂの上部に突起部１４ｕ、下部に突起部１４ｄを有している。

ここで、弾性部材１５は、鉛直方向下部の突起部１４ｄに取り付けられる。したがって、弾性部材１５は、導光板１２を上方向に押圧し、導光板１２とＬＥＤ基板１３との距離を変化させた上で、導光板１２を固定する。

第２の実施形態においては、ＬＥＤ基板１３が上部に設けられているため、導光板１２は重力の影響によって、ＬＥＤ基板１３から離れる方向に力が働く。しかし、本実施形態においては、弾性部材１５を突起部１４ｄにかぶせて固定するようにしているため、導光板１２を上側に押圧する力が働き、光源が鉛直方向上側に設けられている場合においても、光源と導光板との距離が適切となるように調節することができる。

なお、本実施形態においてはＬＥＤ基板１３が鉛直方向上部にある場合について説明したが、ＬＥＤ基板１３が導光板１２の左辺や右辺に設けられていても、同様の効果を奏する。このようなバックライト装置は、タブレット型の表示機器のように、上下や縦横を持ち替えて使用するような機器において、特に有効に用いることができる。

また、ＬＥＤ基板１３は、バックライト装置の一辺のみに設けられるものに限らず、例えばバックライトシャーシ１１の上辺と下辺にともに設けられるようなものであってもよい。このような場合、いずれか片方のＬＥＤ基板１３に向けて押圧するように、導光板の凸部や弾性部材を設けてもよい。また、両方のＬＥＤ基板１３に向けて押圧するように、すなわち、バックライトシャーシ１１の上部においては上辺に向けて、バックライトシャーシ１１の下部においては下辺に向けて、導光板を押圧するようにしてもよい。

（第３の実施形態）
図６は、本発明の第３の実施形態に係るバックライト装置３の側面図である。なお、第１の実施形態に係るバックライト装置１との違いは、Ｙ方向上側の突起部１４ｕの代わりに形状の異なる突起部３４ｕを用いた点のみであるため、同一の部材については同一の符号を付し、説明を省略する。

第３の実施形態に係るバックライト装置３において、ＬＥＤ基板１３から遠い方に設けられた突起部３４ｕは、導光板１２の凸部１２ｂと対向する側において、先端側に向けて次第に凸部１２ｂとの間隔が大きくなるような傾斜面を有している。すなわち、バックライトシャーシ１１から離れるほど、凸部１２ｂと突起部３４ｕとの距離は大きくなる。

図７（ａ）は、突起部３４ｕの拡大図である。このように、突起部３４ｕは、導光板１２の凸部１２ｂ方向に傾斜面を有するため、突起部３４ｕに弾性部材１５を深く押しこむほど、凸部１２ｂに対する押圧力を大きくすることができる。したがって、弾性部材１５を押しこむ深さを調節することで、異なる種類の弾性部材を用いることなく、光源と導光板との距離が適切となるように調節することができる。

なお、突起部３４ｕは、図７（ａ）に示したような平面的な傾斜を持つものに限らず、曲面的な傾斜を持つようなものであってもよい。また、突起部３４ｕは、円柱状の立体を基礎とするものに限らず、たとえば図７（ｂ）に示したように、直方体状の立体において、導光板１２の凸部１２ｂに対向する面が傾斜面を持つ突起部３５ｕのようなものであってもよい。いずれの場合においても、弾性部材１５を深く押しこむことで、導光板１２の凸部１２ｂに対する押圧力を大きくすることができる。

さらには、図７（ｃ）に示したように、円柱状の立体において、導光板１２の凸部１２ｂ以外の面、すなわちＸ方向において対向する面に傾斜面を持つ突起部３６ｕのようなものであってもよい。このような場合、弾性部材１５を突起部３４ｕに押しこむことによって、導光板１２の凸部１２ｂに対する押圧力を大きくすることができることに加え、導光板１２をＸ軸方向に押圧する力も調整することができるため、導光板１２をさらに安定的に保持することができる。

（第４の実施形態）
第４の実施形態においては、弾性部材の形状に特徴を持たせることよって、導光板１２をより確実に保持することについて説明を行う。

図８（ａ）は、第１の実施形態において用いた弾性部材１５の拡大図である。弾性部材１５は、前述した通り、底面が開口したキャップ状の形状をしており、その厚さは、どの位置においてもほぼ一定となっている。一方、本実施形態においては、図８（ｂ）に示したように、側面部の一部の厚みが、底部の開口面から離れるにつれて厚くなるように形成された弾性部材４５を用いる。ただし、厚さの変化は底部の開口面から離れるにつれて一様に厚くなるようなものに限らず、厚さが変化しない部分や厚さが減少する部分が部分的に存在していてもよい。

弾性部材４５をかぶせる突起部の形状としては、図７（ｄ）に示した、円柱状の突起部４４を用いる。この突起部４４に対し、弾性部材４５の厚さが変化する部分が、導光板１２の凸部１２ｂに当接するように押しこみを行ってかぶせるようにする。すなわち、バックライトシャーシ１１から離れるほど、突起部４４と凸部１２ｂとで挟まれている部分の弾性部材４５の厚さが大きくなるようにする。

このようにすると、弾性部材４５を深く押しこむほど、凸部１２ｂと突起部４４で挟まれる弾性部材４５の厚みが増すこととなるため、結果として弾性部材４５が凸部１２ｂを押圧する力が強くなる。

このようにすることによって、弾性部材をかぶせる突起部が傾斜面を持たない場合においても、弾性部材４５の形状に特徴を持たせることによって、導光板１２の凸部１２ｂに対する押圧力を変更することができるため、各部材の実寸が設計値からばらついて製造されたような場合においても、光源と導光板との距離が適切となるように調節することができる。

なお、上記の説明では、弾性部材４５を円柱状の突起部４４にかぶせることについて説明したが、押し込みの深さによって押圧力が変わるようになっていれば、弾性部材と突起部の形状の組み合わせはこれに限らない。

（第５の実施形態）
図９は、本発明のバックライト装置を用いた液晶表示装置５の右下部分の斜視図である。

液晶表示装置５は、第３の実施形態で説明したバックライト装置３の裏側に、カバー部材としてのバックカバー５１が取り付けられる。また、バックライト装置３の表側には、表に向かう順に、光学シート５２、パネルシャーシ５３、液晶パネル５４が重なるように取り付けられる。

光学シート５２は、裏側から順に拡散シート５２ａ、レンズシート５２ｂ、反射型偏光シート５２ｃが重ねられたシートであり、導光板１２から出射した光は、各シートを通過した後に液晶パネル５４に届くようになっている。

パネルシャーシ部材としてのパネルシャーシ５３は、液晶パネル５４の位置決めを行う枠体の部材である。液晶パネル５４は、液晶を封入した２枚のガラス基板からなる。ガラス基板は各種の電極やカラーフィルタ（図示せず）を有しており、コントロール基板（図示せず）から入力される信号に基づいて表示領域に画像を表示することができる。液晶表示装置５は、その他、図示はしないが、映像入力部、電源入力部、各種の基板、スタンドなど、表示装置に必要な部材を適宜備えている。

図１０は、液晶表示装置５の右下部の右側面図である。図中に示したように、バックカバー５１は、ネジ部材５７によって、バックライトシャーシ１１に固定されている。また、液晶パネル５４の前面側には、フロントカバー５６が設けられている。

ここで、パネルシャーシ５３は、液晶パネル５４を固定するとともに、その裏面が突起部３４ｕを、突起方向とは逆方向に押さえるように組み立てられる。

これにより、突起部３４ｕに取り付けられた弾性部材１５が、突起の先端方向から押さえつけられるため、弾性部材１５が突起部３４ｕから抜け落ちてしまうことを防ぎながら、光源と導光板との距離が適切となるように調節することができる。また、パネルシャーシ５３を用いて弾性部材１５を押さえつけているため、余分な部材を用いることがないということも利点である。

なお、本実施形態においては、第３の実施形態で説明したバックライト装置３を用いて液晶表示装置５としたが、第１、２、４の実施形態で説明したバックライト装置を用いるようにしてもよい。いずれの場合においても、本実施形態と同様の効果を得ることができる。

１、２、３ バックライト装置
５ 液晶表示装置
１１ バックライトシャーシ
１２ 導光板、 １２ａ 反射シート、 １２ｂ 凸部
１３ ＬＥＤ基板、 １３ａ ＬＥＤ素子
１４ 突起部、 １４ｕ 突起部、 １４ｄ 突起部
１５ 弾性部材
３４ｕ 突起部、 ３５ｕ 突起部、 ３６ｕ 突起部
４４ 突起部、 ４５ 弾性部材
５１ バックカバー、 ５２ 光学シート、
５２ａ 拡散シート、 ５２ｂ レンズシート、 ５２ｃ 反射型偏光シート
５３ パネルシャーシ、 ５４ 液晶パネル、
５６ フロントカバー、 ５７ ネジ部材

Claims (4)

1. 平板状のシャーシ部材と、
   前記シャーシ部材に重ねられた導光板と、
   前記導光板の側面に位置する入光面と対向するように、前記シャーシ部材に取り付けられた光源部材と、
   を備えるバックライト装置において、
   前記導光板は、前記入光面に隣接する少なくとも一方の側面において、該側面の外方向に突出する凸部を有し、
   前記シャーシ部材は、前記凸部を挟み込む突起部を有し、
   前記突起部の少なくもと一部には、前記凸部を前記光源部材の方向に押圧する弾性部材がかぶせられており、
   前記弾性部材は、前記シャーシ部材から離れるほど、前記突起部と前記凸部とで挟まれている部分の厚さが大きくなることを特徴とするバックライト装置。
2. 前記突起部は、前記シャーシ部材から離れるほど、前記凸部との間隔が大きくなる傾斜面を側面に有することを特徴とする、請求項１に記載のバックライト装置。
3. 前記弾性部材は、前記突起部から取り外し可能な別個の部材であることを特徴とする、請求項１又は２に記載のバックライト装置。
4. 請求項１から３の何れか一項に記載のバックライト装置と、
   前記導光板に重ねられた液晶パネルと、
   前記液晶パネルを固定するパネルシャーシ部材と、
   を備え、
   前記パネルシャーシ部材は、前記弾性部材がかぶせられた前記突起部を、突起方向とは逆方向に押えることを特徴とする、液晶表示装置。