JP2011060581A - 基板固定部材及びバックライト装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】LED等を搭載した基板間の接続と、基板のシャーシへの固定とを容易且つ確実に行える基板固定部材を提供する。
【解決手段】基板固定部材10は、少なくとも1つの接続用導体12が下面に設けられた頭部11と、2つのLED基板1の切り欠き及びバックライトシャーシ101の開口を貫通する胴体部13と、胴体部13の下部において中心から周囲に向かう方向に形成された突起をバックライトシャーシ101の背面に掛止させる底部14とを備える。基板固定部材10は、頭部11の下面に設けられた接続用導体12により2つのLED基板1間を電気的に接続すると共に、頭部11と底部14とにより2つのLED基板1をバックライトシャーシ101と共に挟持して固定する。
【選択図】図5
【解決手段】基板固定部材10は、少なくとも1つの接続用導体12が下面に設けられた頭部11と、2つのLED基板1の切り欠き及びバックライトシャーシ101の開口を貫通する胴体部13と、胴体部13の下部において中心から周囲に向かう方向に形成された突起をバックライトシャーシ101の背面に掛止させる底部14とを備える。基板固定部材10は、頭部11の下面に設けられた接続用導体12により2つのLED基板1間を電気的に接続すると共に、頭部11と底部14とにより2つのLED基板1をバックライトシャーシ101と共に挟持して固定する。
【選択図】図5
Description
本発明は、基板固定部材及びバックライト装置に関し、より詳細には、半導体発光素子などを搭載した基板をシャーシに固定するための基板固定部材及び該基板固定部材を備えたバックライト装置に関する。
近年、テレビの薄型化が進み、その一手法として液晶テレビにおいても半導体発光素子であるLED(Light Emitting Diode)をバックライト光源として用いることが普及し始めている。このLEDは点光源であり、全面に光源を配置する必要があることから、特に大画面テレビの場合には、多くのLED基板が使用されることになる。
また、液晶テレビの製造時にはLED基板のバックライトシャーシへの固定と、LED基板間の電気回路の接続という2つの作業が行われている。例えば、特許文献1には、LED基板を折り曲げることで回路素子基板に電気的に接続する方法について記載されている。また、特許文献2には、広告表示のためのLEDユニットの取り付け方法について記載されており、形状を工夫してユニットの増設を容易にしているが、LEDユニット間の接続にはケーブルが用いられている。また、特許文献3には、LED基板の電気回路接続方法について記載されているが、電気回路の接続にはコネクタ及びフレキシブルケーブルが用いられている。これら従来技術の具体例について以下に説明する。
図12は、ブリッジタイプの接続コネクタを用いて基板間の回路を接続すると共に、ビスを用いて基板を固定する場合の例を示す図で、図中、200は基板、201はビス、202はブリッジタイプのコネクタを示す。この基板200は、コネクタ202を用いて基板間の接続を行うと共に、ビス201により図示しないシャーシに固定されている。
また、図13は、3ピースタイプの接続コネクタにより基板間を接続すると共に、標準的なコネクタとハーネスにより基板間を接続する場合の例を示す図で、図中、203はコネクタ、204はハーネス、205は3ピースタイプのコネクタを示す。なお、コネクタ205は所謂B(Board)toB(Board)コネクタであり、3つのコネクタで基板間を接続するようにしたものである。
このように、基板間を電気的に接続する方法としては、上記の図12,13に示すように、コネクタとハーネスを用いて接続する方法や、基板対基板の接続コネクタを用いる方法などが一般的に行われている。しかし、これらは部品自体の高さがあるため、使用可能な場所に制約があった。
また、図14は、フレキシブルケーブルを用いた基板間の電気回路の接続例を示す図で、図中、206はフレキシブルケーブルを示す。この図14に示すように、高さの制約から逃れるために、低背のコネクタとフレキシブルケーブルを用いる方法もあるが、フレキシブルケーブルは比較的高価であるため、コスト面でネックとなる。
また、図15は、従来の液晶テレビにおいて複数のビスでLED基板をバックライトシャーシに固定した状態を示す図で、図中、207はLED基板、208はビス、209はバックライトシャーシを示す。この図15に示すように、LED基板をバックライトシャーシに取り付ける場合には、一般的には基板の上からビスなどを用いて固定するが、取り付けるためには治具(ドライバー)が必要であり、煩雑な作業となるため、取り付けの効率が悪かった。
上記のように、液晶テレビの製造時においては、第1に、ビスによる基板の固定とコネクタによる基板間の電気回路の接続という2つの作業が必要となる。第2に、ビスとコネクタによる基板の固定および電気的接続には、治具(ドライバー等)を使用する必要があり、また、2つの部品(ビスとコネクタ)の管理などによって、作業時間が増大する。第3に、使用する基板が多く、全体として部品点数が多くなる。このような理由から、コストが高くなる上に、作業ミスが減らないという問題があった。
さらに、上記以外の問題として、第4に、接続に用いるコネクタやハーネスは部品自体の高さがあるため使用可能な場所に制約がある。これに対しては、高さの制約から逃れるため低背のコネクタとフレキシブルケーブルを用いる方法もあるが、フレキシブルケーブルは比較的価格が高いことがネックになっている。また、第5に、LEDの光がバックライトシャーシの穴や隙間から漏れ出すため、光漏れ対策を講じる必要があった。
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたものであり、LED等を搭載した基板間の接続と、基板のシャーシへの固定とを容易且つ確実に行える基板固定部材及び該基板固定部材を備えたバックライト装置を提供すること、を目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の第1の技術手段は、隣り合う複数の基板をシャーシに固定するための基板固定部材であって、少なくとも1つの接続用導体が下面に設けられた頭部と、前記複数の基板に形成された互いに対向する切り欠き及び前記シャーシに形成された開口を貫通する胴体部と、該胴体部下部において中心から周囲に向かう方向に形成された突起を前記シャーシの背面に掛止させる底部とを備え、前記頭部下面に設けられた接続用導体により前記複数の基板間を電気的に接続すると共に、前記頭部と前記底部とにより前記複数の基板を前記シャーシと共に挟持して固定することを特徴としたものである。
第2の技術手段は、第1の技術手段において、前記接続用導体は、弾性が付与されており、前記複数の基板を前記シャーシと共に挟持して固定する際に、前記複数の基板を前記底部側に付勢することを特徴としたものである。
第3の技術手段は、第1又は第2の技術手段において、前記基板固定部材は、前記頭部を含む第1部材と、前記底部を含む第2部材とで構成され、前記第1部材を前記第2部材に押し込むことにより前記胴体部を形成することを特徴としたものである。
第4の技術手段は、第3の技術手段において、前記第2部材に形成された押し込み口の断面積は、前記第1部材に形成された押し込み部の断面積よりも小さいことを特徴としたものである。
第5の技術手段は、第1〜第4のいずれか1の技術手段において、前記胴体部の水平方向の断面形状は、前記複数の基板の切り欠き形状及び前記シャーシの開口形状と一致することを特徴としたものである。
第6の技術手段は、第1〜第5のいずれか1の技術手段において、前記頭部及び前記胴体部の水平方向の断面形状は、楕円状あるいは矩形状であることを特徴としたものである。
第7の技術手段は、第1〜第6のいずれか1の技術手段において、前記基板固定部材は、弾性を有する材質で構成されていることを特徴としたものである。
第8の技術手段は、第1〜第7のいずれか1の技術手段における基板固定部材により、前記複数の基板が前記シャーシに固定されたことを特徴としたものである。
本発明によれば、LED等を搭載した基板間の接続と、基板のシャーシへの固定とを容易且つ確実に行うことができる。
以下、添付図面を参照しながら、本発明の基板固定部材及び該基板固定部材を備えたバックライト装置の好適な実施の形態について説明する。
図1は、半導体発光素子(LED)を搭載する基板を液晶表示装置のバックライトに使用した例を示す図である。このバックライトは、バックライトシャーシ101上に、LED基板1が複数配置されている。個々のLED基板1は、直線(アレイ)状に複数のLEDチップ2を搭載していると共に、長尺の短冊形状を有しており、長手方向が液晶表示装置の画面の水平方向に一致する配置されている。このLEDチップ2は、半導体発光素子に相当する。
図1では、42インチワイド型の画面(横930mm×縦523mm)の映像表示装置に適用されるアレイ型のLEDバックライト100を例示している。ここで一般に、LED基板1には、製造時における縦横の最大外形寸法、すなわち定尺が存在する。定尺は、LED基板1の材料や製造装置によって異なるが、例えば縦が510mm、横が340mmなどとなっている。
このため、LED基板1の縦横のいずれかの寸法が定尺を超える場合は、その実装基板を幾つかに分割して作製される。図1の場合、この定尺を超えるために、実装基板を横方向に2分割し、横方向に2枚、縦方向に各10枚、合計20枚のLED基板1が配置されている。また、各LED基板1には、例えば8個のLEDチップ2が、同一直線上に並んで配置されている。
つまり、図1のLEDバックライト100は、画面全体で、合計160個のLEDチップ2が使用されている。なお、図1では、隣接LEDチップ2間の間隔は60mmとし、全体としてLEDチップ2が六方格子状に配置されている。六方格子状の配置では、あるLEDチップ2を中心として形成される仮想的な正六角形の頂点に他のLEDチップ2が配置されるようになっている。これにより、LEDバックライト100は、液晶パネルに対し、均一なバックライト光を照射することができる。
また、横方向に2分割されたLED基板1間の電気的な接続を取り、LED基板1をバックライトシャーシ101に固定するために、基板固定部材10が設けられる。なお、LED基板1のもう一方の端部にも基板固定部材10を設けるようにしてもよいが、ここでの記載は省略している。また、LED基板1の一方と図示しない外部のドライバ基板とで電気的な接続を行うために、10本のハーネス102を設けている。これらのハーネス102は各LED基板1に設けたコネクタ103に接続される。
ここで、液晶パネルの背面に設けるバックライトとしては、画面サイズとほぼ同じ面積の基板上に多数のLEDチップをマトリクス状に敷き詰めて構成したマトリクス型のLEDバックライトがあるが、画面サイズとほぼ同じ面積の基板が必要となるため、部材価格が非常に高価となってしまう。しかし、アレイ型のLEDバックライトでは、複数のLED基板1が必要となるが、互いに間隔を空けて配置されるため、大画面の液晶表示装置であるほど、マトリクス型のLEDバックライトよりも、安価に製造することができる。また、画面サイズに応じてLED基板1の数を増減することで種々の画面サイズに適用することが可能となる。
図2は、本発明に係る基板固定部材の一例を示す図である。図2(A)は基板固定部材10を側面から見た状態を示し、図2(B)は基板固定部材10を上面から見た状態を示す。この基板固定部材10は、少なくとも1つの接続用導体12が下面に設けられた頭部11と、2つのLED基板1に形成された互いに対向する切り欠き及びバックライトシャーシ101に形成された開口を貫通する胴体部13と、胴体部13の下部において中心から周囲に向かう方向に形成された突起をバックライトシャーシ101の背面に掛止させる底部14とを備えている。
胴体部13は、頭部11から延設され、頭部11よりも水平方向の断面積が小さく形成されている。また、底部14の両端は、バックライトシャーシ101の開口に押し込み易くするように、図2に示すように、テーパ形状にしたほうが望ましい。
上記のように構成された基板固定部材10は、頭部11の下面に設けられた接続用導体12により、隣り合う2つのLED基板1間を電気的に接続すると共に、頭部11と底部14とにより2つのLED基板1をバックライトシャーシ101と共に挟持して固定する。この固定状態を示す断面を後述の図5に示す。
図2(A)において、基板固定部材10の拡大図(X部)に示すように、金属等で構成される接続用導体12には、弾性が付与されており、2つのLED基板1をバックライトシャーシ101と共に挟持して固定する際に、2つのLED基板1を底部14側に付勢するように構成されている。なお、本例の場合、図2(B)に示すように、帯状の接続用導体12が3つ平行に配置されており、この接続用導体12のそれぞれが後述の図3に示すLED基板1の回路パターンに接触し、基板間が電気的に接続される。
また、基板固定部材10は、LED基板1をバックライトシャーシ101に固定する際に、胴体部13及び底部14を変形させるため、弾性を有する材質で構成されている。具体的には、例えば、樹脂やゴムなどを用いることができる。
図3は、LED基板及びバックライトシャーシの要部詳細例を示す図である。バックライトシャーシ101には、開口101aが設けられる。また、LED基板1には回路パターン3が形成され、その両端部には開口101aに沿って切り欠き4が互いに対向して形成されている。そして、基板固定部材10は、胴体部13の水平方向の断面形状が、2つのLED基板1の切り欠き4の形状及びバックライトシャーシ101の開口101aの形状と一致するように構成されている。
図4は、図2に示した基板固定部材10を用いて、2つのLED基板1をバックライトシャーシ101に固定する方法の一例を説明するための図である。基板固定部材10の胴体部13を、2つのLED基板1の切り欠き4及びバックライトシャーシ101の開口101aに貫通させ、底部14をバックライトシャーシ101の背面に掛止させるようにして固定する。なお、本例によれば、各LED基板1の両端が基板固定部材10で固定されるため、従来使用していたビスを用いる必要がなく、LED基板1のバックライトシャーシ101への取付作業を簡単且つ確実に行うことができる。
図5は、基板固定部材10により2つのLED基板1をバックライトシャーシ101と共に挟持固定した状態の一例を示す図である。このように、基板固定部材10の頭部11の下面に設けられた接続用導体12により、2つのLED基板1間を電気的に接続し、また、頭部11と底部14とにより2つのLED基板1をバックライトシャーシ101と共に挟持して固定するように構成されている。ここで、接続用導体12は、前述したように、弾性が付与され、2つのLED基板1を底部14側に付勢しているため、基板間が確実に接続されると共に、2つのLED基板1をバックライトシャーシ101に密着させることができるため、LED基板1で発生した熱をバックライトシャーシ101に効果的に逃がすことができる。
また、胴体部13の水平方向の断面積は、バックライトシャーシ101の開口101aの断面積よりもやや大きくしておくことが望ましい。これにより、図5に示すように、2つのLED基板1を基板固定部材10でバックライトシャーシ101に固定した場合に、2つのLED基板1及びバックライトシャーシ101により胴体部13が中心方向に押圧されるため、胴体部13、LED基板1、及びバックライトシャーシ101の密着性をより高めることができる。このように密着性を高めることで、バックライトシャーシ101の背面側へのLEDの光漏れを防止することができる。
図6は、本発明に係る基板固定部材10の変形例を示す図で、図中、10′は基板固定部材を示す。この基板固定部材10は、頭部11′を含む第1部材と、底部14′を含む第2部材とで構成され、第1部材を第2部材に押し込むことにより胴体部13′を形成する。すなわち、第2部材の壁部16により形成される押し込み口に、第1部材の押し込み部15が押し込まれることで、胴体部13′が形成され、第1部材と第2部材とが一体化される。そして、接続用導体12′により基板間の電気的接続がとられる。
ここで、第2部材の壁部16に形成された押し込み口の断面積は、第1部材に形成された押し込み部15の断面積よりも小さくすることが好ましい。本例では、壁部16の肉厚dに相当する分だけ断面積が小さくなっている。これにより、押し込み部15を押し込み口に押し込んだときに、図5の場合と同様に、2つのLED基板1及びバックライトシャーシ101により胴体部13′が中心方向に押圧されるため、胴体部13′、LED基板1、及びバックライトシャーシ101の密着性をより高めることができる。これにより、バックライトシャーシ101の背面側へのLEDの光漏れを防止することができる。
なお、上記において、第1部材の押し込み部15の下部両端は、第2部材の押し込み口に押し込み易くするように、テーパ形状にしたほうがより望ましい。
また、頭部11及び胴体部13の水平方向の断面形状を、楕円として説明したが、これに限定されるものではない。例えば、LED基板1において、1本の回路パターン3によりLEDチップ2を直列に接続するだけの単純な回路構成の場合には、頭部11及び胴体部13を円形にして、頭部11の下面全体が接続用導体12となるように構成してもよい。この場合、基板固定部材10がどのような向きで固定されても、常に基板固定部材10の接続用導体12がLED基板1の回路パターン3に接触し、基板間が電気的に接続される。
また、回路パターン3が複数本ある場合でも、上記のように円形にしてもよいが、この場合、頭部11には各回路パターン3に対応して接続用導体12が設けられているため、作業者が接続用導体12の方向を考慮しながら作業を行う必要がある。これは、接続用導体12がLED基板1の回路パターン3からずれて配置されてしまうと、基板間の接続がうまくいかないためである。
これに対して、頭部11及び胴体部13を楕円状あるいは矩形状にすることで、接続用導体12がLED基板1の回路パターン3からずれて配置されることを防止することができる。これについて図7に基づいて説明する。図7において、2つのLED基板1の間には3本の回路パターン3が形成され、バックライトシャーシ101には楕円状の開口101aが形成されている。この開口101aに基板固定部材10を嵌め込む場合、図7(A)に示すように、楕円状の基板固定部材10を横長にした状態にしないと正しく嵌め込むことができない。そして、図7(A)の状態で基板固定部材10を嵌め込むと、3本の回路パターン3それぞれに接続用導体12が接触し、基板間が電気的に接続される。
一方、図7(B)に示すように、基板固定部材10を縦長にした状態では開口101aに嵌め込めないため、接続用導体12がLED基板1の回路パターン3からずれて配置されることがない。また、作業者は、バックライトシャーシ101の開口101aの形状を見れば、基板固定部材10をどの向きに嵌め込めばよいか直感的に分かるため、基板の取付作業を迅速且つ確実に行うことができる。
また、LED基板1の切り欠き4及びバックライトシャーシ101の開口101aを矩形状にした場合の例について、図8〜図10に示す。また、これら図8〜図10に対応する基板固定部材10の形状について、図11に示す。すなわち、図11(A)は図8の切り欠き及び開口の形状に対応した基板固定部材を示し、図11(B)は図9の切り欠き及び開口の形状に対応した基板固定部材を示し、図11(C)は図10の切り欠き及び開口の形状に対応した基板固定部材を示す。なお、図11(A)〜(C)では、接続用導体12及び底部14の記載を省略している。
このように切り欠き4及び開口101aの形状を矩形状にした場合でも、図7に示した楕円の場合と同様に、接続用導体12がLED基板1の回路パターン3からずれて配置されることを防止することができる。
ここで、図7〜図11に示したように、形状の異なる複数の基板固定部材10と、各基板固定部材10の形状に対応したLED基板1の切り欠き4及びバックライトシャーシ101の開口101aとを適宜組み合わせ、これら複数の組み合わせを利用してLED基板1を取り付けるようにしてもよい。例えば、LED基板1によって異なるピン数が複数存在する場合(すなわち、異なる回路パターン3が複数存在する場合)でも、バックライトシャーシ101の開口101aの形状に合った基板固定部材10しか嵌め込めないため、取り付け間違いを防止することができる。
また、2つのLED基板1の間を接続する電気信号線が多くなった場合でも、バックライトシャーシ101の開口101a及び基板固定部材10の頭部11の形状を広くすることで、柔軟に対応することが可能である。
このように、本発明の基板固定部材によれば、基板間の電気回路の接続と、基板のシャーシへの固定とを同時に行うことができるため、ビスやコネクタなどの部品を削減できると共に、作業工数を減らし、基板取付作業を容易且つ確実に行うことができる。
また、基板のシャーシへの固定の際に、治具(ドライバー等)を使用する必要がなく、ビスやコネクタなどの部品を管理する必要がないため、基板取付作業を迅速に行うことができる。
また、基板のシャーシへの固定の際に、治具(ドライバー等)を使用する必要がなく、ビスやコネクタなどの部品を管理する必要がないため、基板取付作業を迅速に行うことができる。
また、接続に用いるコネクタやハーネスは部品自体の高さがあるため使用可能な場所に制約があるのに対して、本発明の基板固定部材では、頭部を平らな形状にしているため、LED基板から突出することがなく、他の部品との干渉を防止できるため、使用可能な場所に制約がなくなる。
また、基板固定部材をLED基板及びバックライトシャーシに密着させることで、LEDからの光がバックライトシャーシの背面に漏れることを防止することができる。
また、基板固定部材をLED基板及びバックライトシャーシに密着させることで、LEDからの光がバックライトシャーシの背面に漏れることを防止することができる。
このように、本発明による基板固定部材を用いて、LED基板をバックライトシャーシに取り付けることにより、コストを低減し、作業ミスを減らすことができる。なお、本発明は、上記の基板固定部材を備えたバックライト装置の形態としてもよいことは言うまでもない。
1…LED基板、2…LEDチップ、3…回路パターン、4…切り欠き、10…基板固定部材、11,11′…頭部、12,12′…接続用導体、13,13′…胴体部、14,14′…底部、15…押し込み部、16…壁部、101…バックライトシャーシ、101a…開口、102…ハーネス、103…コネクタ。
Claims (8)
- 隣り合う複数の基板をシャーシに固定するための基板固定部材であって、
少なくとも1つの接続用導体が下面に設けられた頭部と、前記複数の基板に形成された互いに対向する切り欠き及び前記シャーシに形成された開口を貫通する胴体部と、該胴体部下部において中心から周囲に向かう方向に形成された突起を前記シャーシの背面に掛止させる底部とを備え、
前記頭部下面に設けられた接続用導体により前記複数の基板間を電気的に接続すると共に、前記頭部と前記底部とにより前記複数の基板を前記シャーシと共に挟持して固定することを特徴とする基板固定部材。 - 請求項1に記載の基板固定部材において、前記接続用導体は、弾性が付与されており、前記複数の基板を前記シャーシと共に挟持して固定する際に、前記複数の基板を前記底部側に付勢することを特徴とする基板固定部材。
- 請求項1又は2に記載の基板固定部材において、該基板固定部材は、前記頭部を含む第1部材と、前記底部を含む第2部材とで構成され、前記第1部材を前記第2部材に押し込むことにより前記胴体部を形成することを特徴とする基板固定部材。
- 請求項3に記載の基板固定部材において、前記第2部材に形成された押し込み口の断面積は、前記第1部材に形成された押し込み部の断面積よりも小さいことを特徴とする基板固定部材。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の基板固定部材において、前記胴体部の水平方向の断面形状は、前記複数の基板の切り欠き形状及び前記シャーシの開口形状と一致することを特徴とする基板固定部材。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の基板固定部材において、前記頭部及び前記胴体部の水平方向の断面形状は、楕円状あるいは矩形状であることを特徴とする基板固定部材。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の基板固定部材において、該基板固定部材は、弾性を有する材質で構成されていることを特徴とする基板固定部材。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の基板固定部材により、前記複数の基板が前記シャーシに固定されたことを特徴とするバックライト装置。
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