WO2016009887A1

WO2016009887A1 - バックライトユニット

Info

Publication number: WO2016009887A1
Application number: PCT/JP2015/069491
Authority: WO
Inventors: 充永野
Original assignee: 友池産業株式会社
Priority date: 2014-07-16
Filing date: 2015-07-07
Publication date: 2016-01-21
Also published as: JP2016021356A; JP5747427B1; CN106462003A

Abstract

　液晶パネルユニットの端部に非発光領域や発光むらを起こさないようにして、狭額縁化できるようにしたバックライトユニットである。光源（１４）がＬＥＤで構成されて導光板（１０ｃ）のエッジに設けたホルダー部（１５）に取り付けられ、光学シート部（１０ｄ）を構成する前面のシート状のフィルム（２０ａ）は、折り曲げられた先端部がバックライトユニット（１０）の背面に達する長さを有する係合片（２１ａ～２１ｄ）をシート（２０ａ）の対向する長辺と、対向する短辺に形成されたものとし、折り曲げられた係合片（２１ａ～２１ｄ）の先端部がバックライトユニット（１０）の背面に接着されている。

Description

バックライトユニット

　この発明は、液晶パネル装置に用いられるエッジライト方式のバックライトユニットに関する。

　液晶ディスプレイでは、筐体の狭額縁化が進んでいる。特に、この流れは、スマートフォン、タブレットなどの携帯端末の分野では顕著である。これは、筐体が同じサイズであれば、表示領域の拡大が図れ、逆に、同じ表示領域であれば、筐体の小型化が図れるためである。

　ところで、このようにスマートフォン、タブレットなどの携帯端末で狭額縁化を図ると、表示に不都合を生じてしまう問題がある。これは、狭額縁化で細くなったフレームに、光学シートに形成した突起を保持するための凹部を十分な大きさに設定できないからである。

　すなわち、液晶表示パネルと導光板の間に設けられる複数の光学シートに形成した突起を保持する凹部を十分な大きさに設定できないと、例えば、筐体に落下などの強い衝撃が加わった際に、光学シートのそれぞれの位置が微妙にずれてしまうからである。このように光学シートの位置がずれると、導光板から液晶パネルへの射出光をランダム化したり、液晶パネル方向への輝度を向上させたりすることが上手くできず、表示に不都合を生じてしまうからである。

　この問題を解決する方法の一つとして、例えば、特許文献１に示す方法がある。このものでは、図１０に示すように、遮光性の両面粘着テープ１で液晶表示パネル２の両側に樹脂フレーム３を接着して液晶表示パネル２を固定し、かつ、前記両面粘着テープ１の一部を光学シート４に接着することで、光学シート４の位置ずれを防止する。

　このように、この方法では、液晶パネル２の両側に遮光性の両面粘着テープ１を用いて液晶パネル２の偏光板と光学シート４を接着している。そして、偏光板と接する最も前面の光学シート４を固定することで、摩擦などを利用して、残りのシート４も動かないようにできる。

特開２０１２－１５６００３号公報

　しかしながら、上記の方法では、両面粘着テープで液晶パネルと光学シートの端部が遮光され、液晶パネルの端部に非発光領域や発光むらができる問題がある。

　このとき、非発光領域や発光むらを少なくするため、両面粘着テープの幅を細くすることも考えられるが、細くすると固定力の低下を招く。

　しかも、両面粘着テープを細くしたことで接着面が少なくなり、その少なくなった接着面を上手く貼り付けるために貼り付け精度が要求され、生産効率が低下する問題もある。

　そこで、この発明の課題は、液晶パネルの端部に非発光領域や発光むらが起きないようにして狭額縁化できるようにすることである。

　上記の課題を解決するため、この発明では、反射シートと、反射シートの前面に配置され、エッジに光源が設けられた導光板と、複数のシート状の光学フィルムを重ねて構成された光学シート部と、これら反射シート、導光板、光学シート部を順に収容するトレー状のリヤシャーシとで構成される長方形状のバックライトユニットに以下の構成を採用した。

　即ち、前記光源がＬＥＤで構成されて前記導光板のエッジに設けたホルダー部に取り付けられ、かつ、前記光学シート部を構成する前面のシート状のフィルムは、折り曲げられた先端部が前記バックライトユニットの背面に達する長さを有する係合片をシートの対向する長辺と、対向する短辺に形成されたものとし、その折り曲げられた係合片の先端部がバックライトユニットの背面に接着されたものにした。

　このような構成を採用することにより、バックライトユニットを一体化して、複数の光学シートのずれを防ぐことができる。

　また、一体化により光学シートのずれを防止できるので、光学シートに突起を設けたり、フレームに凹部を形成したりする必要もない。

　そのため、従来のように、ずれを防ぐために液晶パネルユニットへの両面粘着テープによる接着を必要としない。

　したがって、両面粘着テープで液晶パネルと光学シートの端部が遮光されることはなく、液晶パネルの端部に非発光領域や発光むらを生じないため、狭額縁化が容易にできる。

　このほか、バックライトユニットを一体化したことにより、光学シート部だけを一体化するよりも重く動き難くできるので、大きな衝撃力にも対抗できる。また、液晶パネルとの組み付けも容易にできるため生産性も向上できる。

　バックライトユニットの一体化は、光学シート部の前面を透明フィルムで覆い、その透明フィルムの端部に設けた係合片を折り曲げてバックライトユニットの背面に接着することでもなし得るが、この構造で懸念される透明シートの輝度の低下もこの発明によれば考慮する必要がない。

　透明なシートを使用せずにすむので、透明なシートの分だけバックライトの厚みを薄くできる。さらに、透明なシートを取り付ける工程が不要であるので、生産性を向上し、材料コストも低減できる。

　上記係合片は、バックライトユニットの一体化を図れる係合力が得られるものであれば、その幅はシート辺の幅一杯である必要はなく、例えば、半分や１／３の幅のものなど、どのような幅であっても良い。また、その数も限定されるものではない。

　上記の構造では、係合片の折り曲げ部分に折り目を形成した構成を採用することができる。係合片の折り曲げ部分の折り目により折り癖を付け、係合片を折り曲げるのに要する力を低減する。

　こうすることで、係合片を折り曲げた際に、係合片を構成するフィルム材料のコシにより発生する反発力を低減し、前記作用でシート面が膨らむことを防止することができる。

　上記折り目に替えて切れ目を形成した構成を採用することもできる。折り目よりも切れ目の方が係合片の折り曲げ部分の厚みを薄くして係合片を折り曲げる力をより低減できるため、折り目に比べてよりシート面の膨らみを防止できる。

　さらに、上記折り目や切れ目に替えてミシン目を形成した構成を採用することもできる。折り曲げ部に一定深さの切れ目を設ける方法よりも、ミシン目により小孔を設ける方法の方が、簡単な加工で折り曲げ部分の接続面積を低減できる。

　これにより、容易に係合片を折り曲げる力を低減してシート面の膨らみを防止できる。また、その際に、シートの素材に合わせてミシン目の小孔の間隔、数、大きさを変えることで低減量を簡単に調整することができる。

　この発明は、上記のように構成したことにより、発光領域を拡大できるため、液晶表示装置の表示領域と発光領域を近付け、発光領域を表示領域に対してほぼ同じ程度にして狭額縁化できる。そのため、革新的なデザイン性を有するディスプレイを形成できる。

実施形態の分解斜視図である。実施形態のバックライトユニットの平面図である。実施形態のバックライトユニットの縦断面図である。実施形態のバックライトユニットの横断面図である。実施形態の作用説明図である。実施形態の作用説明図である。実施例１の作用説明図である。実施例１の作用説明図である。実施例１の作用説明図である。実施例２の作用説明図である。実施例３の作用説明図である。実施例３の作用説明図である。実施例３の作用説明図である。実施例４の作用説明図である。実施例４の作用説明図である。実施例４の作用説明図である。実施例４の作用説明図である。従来例の作用説明図である。従来例の作用説明図である。

　以下、この発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
　図１の模式図は、例えば、スマートフォンを想定して、本願発明のバックライトユニット１０を適用した液晶表示装置Ａの分解斜視図である。

　液晶表示装置Ａは、液晶パネルユニット１１とバックライトユニット１０を、狭額縁化したベゼル１２とリヤケース１３に装着する構成になっている。

　液晶パネルユニット１１は、液晶パネル１１ａ、１１ｂと偏光板１１ｃ、１１ｄで構成されており、２枚の偏光板１１ｃ、１１ｄで液晶パネル１１ａ、１１ｂをサンドイッチする構成となっている。また、液晶パネル１１ａ、１１ｂは、アレイ基板１１ａ、対向基板１１ｂと液晶（図示せず）で構成され、液晶を両基板１１ａ、１１ｂで挟み込む構造となっている。

　アレイ基板１１ａは、周知のように、ソース配線、ゲート配線、スイッチング素子、画素電極、配向膜が設けられ、対向基板１１ｂには、ＲＧＢカラーフィルタ、共通電極、配向膜が設けられる構成になっている。

　また、アレイ基板１１ａは、図示していないが、対向基板１１ｂより突出させた部分に接続端子が設けられおり、前記端子にフレキシブル基板を介してスイッチング素子の駆動回路（図示せず）を接続するようになっている。

　バックライトユニット１０は、リヤシャーシ１０ａに対して、反射シート１０ｂ、導光板１０ｃ、光学シート部１０ｄが順に配置された構成となっている。

　リヤシャーシ１０ａは、アルミ合金などの金属製で、周囲を囲む縁が形成されたトレー状のものであり、反射シート１０ｂ、導光板１０ｃ、光学シート部１０ｄを収容できるようになっている。

　反射シート１０ｂは、例えば、ポリエステル系樹脂を多層構造にして、反射時の損失を低減した反射フィルムを使用したもので、そのフィルムを長尺状のシートに形成して導光板１０ｃの下に配置できるようにしたものである。

　そして、このように反射シート１０ｂの前面に導光板１０ｃを配置することで、導光板１０ｃからの光を反射して光のロスを低減し輝度を向上させる。

　また、反射シート１０ｂの前面に配置された導光板１０ｃは、例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネイト等の透明な樹脂を反射シート１０ｂと同じ長尺状の平板に形成したものであって、導光板１０ｃのエッジ（一辺）には光源１４が設けられている。

　光源１４は、ここでは、導光板１０ｃの短辺に設けたホルダー部１５に取り付けられる。前記ホルダー部１５は、導光板１０ｃの短辺を切り欠いて形成したものであって、図１のように、切欠きは、短辺の両端を残して形成し、そこに、光源１４を嵌入するようにしている。

　そのため、光源１４は、例えば、ホルダー部１５に合わせて形成した長方形状の固定用の粘着シートに複数個の白色ＬＥＤを並列に配置したものとなっている。このような長方形状の光源１４は、ホルダー部１５に嵌入した後、遮光性の粘着テープ１６で切欠きの残った両端に固定される。

　光学シート部１０ｄは、長尺状のシートに形成された複数の光学フィルムで構成されている。この形態では、拡散シート２０ａ、ｂとレンズ（プリズム）シート２０ｃ、２０ｄで構成されており、２枚の拡散シート２０ａ、２０ｂでレンズシート２０ｃ、２０ｄを挟む構成となっている。

　レンズシート２０ｃ、２０ｄは、上下２枚のレンズシート２０ｃ、２０ｄで構成されており、２枚のレンズシート２０ｃ、２０ｄを重ねることで、レンズシート２０ｄの下方（後方）からの入射光がレンズシート２０ｃの上方（前方）へ無駄なく到達するように方向を整える。

　拡散シート２０ａ、２０ｂは、レンズシート２０ｃの前面（上方）に配置される第１の拡散シート２０ａと、レンズシート２０ｄの後方（下方）に配置される第２の拡散シート２０ｂで構成されている。第１の拡散シート２０ａは、シートの各辺の端部に係合片２１が形成されている。

　係合片２１は、この形態では、シートの対向する長辺に設けられた係合片２１ａ、２１ｃと、対向する短辺に設けられた係合片２１ｂ、２１ｄとで構成されている。長辺に設けられた係合片２１ａ、２１ｃは、長辺の全体に亘って形成されている。

　一方、短辺に設けられる係合片２１ｂ、２１ｄでは、係合片２１ｂは、短辺の全体に亘って設けられているが、係合片２１ｄは、光源１４の制御用のフラットケーブル２５を取り出すために、一部取り除いている。

　これらの係合片２１は、先端部が前記バックライトユニット１０の背面に達する長さを有している。

　すなわち、図２Ａ～図２Ｃに示すように、前面の第１の拡散シート２０ａの各辺の係合片２１ａ～２１ｄは、背面側に折り返し、リヤシャーシ１０ａの周縁に沿って折り曲げると、先端部は、バックライトユニット１０の背面となるリヤシャーシ１０ａの背面に達する長さに形成されている。

　そして、この背面側に折り曲げた係合片２１ａ～２１ｄの先端部は、接着部２７となっており、両面粘着テープ２２でリヤシャーシ１０ａの背面に取り付ける構成となっている。

　また、この係合片２１には、背面側への折り曲げ部分２３に、図３のようにミシン目２４を形成して、係合片２１を折り曲げた際に、図９に示すように、前面の第１の拡散シート２０ａのシート面や係合片２１ａ～２１ｄの折り曲げられた部分が膨らむことが無いように防止している。

　すなわち、係合片２１を折り曲げた際に、図９のように、第１の拡散シート２０ａのシート面や係合片２１が膨らむのは、その折り曲げる力の反作用と、第１の拡散シート２０ａを構成するフィルム材料のコシとが作用するものと考えられる。

　そのため、図３のように、ミシン目２４を設けることで、折り曲げ部分２３の接合面積を減少させて係合片２１を折り曲げるのに要する力を低減し、シート面や係合片２１に作用する力を減らして膨らまないようにしたのである。

　また、このようにミシン目２４を採用したのは、ミシン目２４の方が、一定の深さの切れ目を形成する後述の方法よりも係合片２１の折り曲げ部分２３の接合面積を低減するのが容易であるためである。

　これは、例えば、ミシン目の大きさ（長さ）やミシン目２４の間隔またはミシン目の数を適宜選択すれば、接合面積を精度良く変更できるからで、特に、シートの厚みが薄い場合は実施が容易なので効果が高い。

　この実施形態は上記のように構成されており、本願発明のバックライトユニット１０は、例えば、リヤシャーシ１０ａに反射シート１０ｂ、導光板１０ｃ、光学シート部１０ｄを順に配置する。

　その際、光学シート部１０ｄは、導光板１０ｃの上に第２の拡散シート２０ｂ、下のレンズシート２０ｄ、上のレンズシート２０ｃ、第１の拡散シート２０ａの順に配置する。そして、前面の第１の拡散シート２０ａの係合片２１ａ～２１ｄを背面側へ折り曲げる。

　このとき、折り曲げ部分２３には、ミシン目２４が設けられているので、そのミシン目２４に沿って折り曲げる。すると、折り曲げ部分２３はミシン目２４により接続面積が少なくなっているので、容易に折り曲げられる。

　しかも、軽い力で折り曲げられるので、反作用で第１の拡散シート２０ａのシート面や係合片２１ａ～２１ｄは膨らまない。

　そのため、図２Ｂ、図２Ｃのように、係合片２１ａ～２１ｄを折り曲げて、先端部の接続部２７をリヤシャーシ１０ａの背面に回して両面粘着テープ２２で固定する。

　このように、バックライトユニット１０の背面で固定するので、両面粘着テープ２２を細くする必要が無く、固定力の低下を招かず、生産効率も低下しない。

　こうして固定されたバックライトユニット１０は、反射シート１０ｂ、導光板１０ｃ、光学シート部１０ｄが一体化される。そして、このようにバックライトユニット１０を一体化したことで、複数の光学シート２０ａ～２０ｄのずれをなくすことができるため、従来のように、両面粘着テープ１による位置固定のための接着を必要としない。

　また、光学シート２０ａ～２０ｄのずれを防止できるので、従来のように、光学シート２０ａ～ｄに突起を設けたり、フレームに凹部を形成したりする必要もない。

　また、このとき、反射シート１０ｂ、導光板１０ｃ、光学シート部１０ｄからなるバックライトユニット１０を一体化したことにより、光学シート部１０ｄだけを一体化するよりも重く動かないようにできるので、大きな衝撃力が加わった場合でも移動し難くい。

　さらに、バックライトユニット１０を一体化したことで、液晶パネルユニット１１との組み立ても容易なため、生産性を向上できる。

　したがって、図１のように、リヤケース１３に一体化したバックライトユニット１０、液晶パネルユニット１１を収容し、ベゼル１２を装着したとしても、一体化したバックライトユニット１０では、光学シート２０ａ～２０ｄがずれることは無く、両面粘着テープ２２による液晶パネルユニット１１への接着を必要としない。

　この結果、両面粘着テープ２２で液晶パネルユニット１１と光学シート部１０ｄの端部が遮光され、液晶パネルユニット１１の端部に非発光領域や発光むらを生ずることはなく、容易に狭額縁化を図ることができる。

　よって、従来のものに比べて発光領域を拡大できるため、例えば図４のように、
　　液晶表示装置Ａの表示領域＜バックライトユニット１０の発光領域
　　液晶表示装置Ａの外形サイズ＞バックライトユニット１０の外形サイズ
とすれば、液晶表示装置Ａに対してバックライトユニット１０の外形を小さくできるため、デザインと機構設計の自由度が広がる。

　また、発光領域を拡大できるため、液晶パネルユニット１１の表示領域とバックライトユニット１０の発光領域を近付けて、表示領域の拡大化を図ることができる。

　この実施例１は、第１の拡散シート２０ａに設ける係合片２１の数に関するものである。
　すなわち、実施形態では、係合片２１の数は４片としたが、この数に限定されるものではない。

　係合片２１の数は、バックライトユニット１０の一体化を図れる係合力が得られる数であれば、図５Ａ、図５Ｂのように、対向する２辺または図５Ｃのように、３辺など適宜選択できる。

　この実施例２は、前記係合片２１とリヤシャーシ１０ａとの固定に関するものである。
　すなわち、実施形態では、固定に両面粘着テープ２２を使用したが、この方法に限定されるものではない。

　例えば、図６のように片面粘着テープ２２ａを使用したり、テープ以外の方法として、直接接着剤で固定したりすることも可能である。

　この実施例３は、前記係合片２１の折り曲げ部分２３に関するものである。
　すなわち、実施形態では、折り曲げ部分２３にミシン目２４を形成したが、この方法に限定されるものではない。

　例えば、図７Ａのように、折り目３０を設けて、折り癖を付けるようにしても良い。

　このように、折り目３０による折り癖を付けるだけで、係合片２１を折り曲げるのに要する力を低減する。特に、前記シート２０ａが可塑性の高い材質では有効であると考えられる。

　こうすることで、係合片２１を折り曲げた際に、係合片２１を構成するフィルム材料のコシにより発生する反作用によってシート面や係合片２１が膨らむことを防止する。

　次に、図７Ｂ、図７Ｃに、折り目に替えてフィルム材料の厚みの半分程度の切れ目３１を設けたものを示す。

　このような構成では、折り目３０より切れ目３１の方が折り目部分の厚みを薄くできるので、折り曲げる力をより低減できる。そのため、折り目３０に比べてよりシート面や係合片２１の膨らみを防止できる。

　さらに、フィルムの厚みに合わせて切れ目３１の深さを変えることで、係合片２１を折り曲げるのに要する力を調整できる。

　この実施例４は、係合片２１の形状に関するものである。
　すなわち、実施形態では、係合片２１が、図１のように、第１の拡散シート２０ａの辺全体に亘るものについて述べたが、この形状に限定されるものではない。

　十分な係合力が得られるのであれば、例えば、図８Ａ～図８Ｃのように、係合片２１は、辺の一部に形成したものでも構わない。また、その数も限定されるものではない。

　また、図８Ｄのように、長尺状以外のシートでも端部に複数の折り曲げられた先端部が（前記シートにマッチする形状の）バックライトユニットの背面に達する長さを有する係合片２１を設けることで、本願を適用できることは当然である。

　なお、実施形態及び実施例１～４では、バックライトユニット１０がリヤシャーシ１０ａを用いたものについて述べているが、これに限定されるものではない。

　また、実施形態及び実施例１～４では、光学シート部１０ｄが２枚の拡散シート２０ａ、２０ｂと２枚のレンズシート２０ｃ、２０ｄで構成されたものについて述べているが、光学シート部１０ｄは前記構成に限定されるものではない。

　これ以外の種類のシート（フィルム）やこれ以外の枚数のシート（フィルム）の組み合わせであっても構わない。すなわち、光学シート部１０ｄの前面の光学シート（フィルム）２０ａがバックライトユニット１０を一体化するものであれば、フィルムの種類や枚数はどのようなものでも構わない。

　この発明は、バックライトユニット１０を一体化して、光学シートのずれを防ぐことができる。その結果、発光領域を表示領域に対してほぼ同じ程度に拡大することができるため、容易に狭額縁化できる。このため、狭額縁化を推進する例えば、携帯電話、スマートフォン、タブレット、デジタルカメラ、パソコン、ディスプレイ、液晶テレビ、指示計器などの表示装置の面発光光源に適用できるものである。

１０　バックライトユニット
１０ａ　リヤシャーシ
１０ｂ　反射シート
１０ｃ　導光板
１０ｄ　光学シート部
１１　液晶パネルユニット
１４　光源
２０ａ　第１の拡散シート
２０ｂ　第２の拡散シート
２０ｃ、２０ｄ　レンズシート
２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ　係合片
２２　両面粘着テープ
２３　折り曲げ部分
２４　ミシン目
３０　折り目
３１　切れ目
Ａ　液晶表示装置

Claims

　反射シート（１０ｂ）と、反射シート（１０ｂ）の前面に配置され、エッジに光源（１４）が設けられた導光板（１０ｃ）と、複数のシート状の光学フィルムを重ねて構成された光学シート部（１０ｄ）と、これら反射シート（１０ｂ）、導光板（１０ｃ）、光学シート部（１０ｄ）を順に収容するトレー状のリヤシャーシ（１０ａ）とで構成される長方形状のバックライトユニット（１０）であって、
　前記光源（１４）がＬＥＤで構成されて導光板（１０ｃ）のエッジに設けたホルダー部（１５）に取り付けられ、かつ、
　前記光学シート部（１０ｄ）を構成する前面のシート状のフィルム（２０ａ）は、折り曲げられた先端部が前記バックライトユニット（１０）の背面に達する長さを有する係合片（２１ａ～２１ｄ）をシート（２０ａ）の対向する長辺と、対向する短辺に形成されたものとし、その折り曲げられた係合片（２１ａ～２１ｄ）の先端部がバックライトユニット（１０）の背面に接着された構成であることを特徴とするバックライトユニット（１０）。
　上記係合片の折り曲げ部分（２３）に折り目（３０）を形成した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（１０）。
　上記係合片の折り曲げ部分（２３）に切れ目（３１）を形成した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（１０）。
　上記係合片の折り曲げ部分（２３）にミシン目（２４）を形成した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（１０）。