JP2012054184A - バックライトユニットおよび液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 部材コストを低減可能であると共に部材組み込み時における金属カスの発生低減も図ること。
【解決手段】 導光板１３と、該導光板１３に光を照射して導光させる光源Ｌと、導光板１３の裏面側に設置された反射シート１４と、該反射シート１４の裏面側に設置された樹脂製支持板１２と、樹脂製支持板１２の裏面側に設置され、一辺側が折り曲げられて導光板１３の端面に対向状態とされると共に光源Ｌが実装される光源実装面を有した金属製放熱板１９と、反射シート１４、導光板１３、樹脂製支持板１２および金属製放熱板１９を収納して支持する枠状筐体１１と、を備え、枠状筐体１１が、樹脂成形されていると共に、樹脂製支持板１２を一辺側から挿入可能にガイドするスライド用溝部１１ａが挿入方向に平行な一対の辺の内側に形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示パネルなどの照明に用いるバックライトユニットおよびこれを備えた液晶表示装置に関する。

カーナビゲーション装置、ノートＰＣ（パーソナルコンピュータ）、モバイルタイプＰＣ、ＰＤＡ、ＡＴＭ（現金自動預け払い機）、携帯電話機等のディスプレイには、画像表示のための液晶表示装置が広く採用されている。この液晶表示装置には、液晶表示パネルの裏面側から光を照射して表示画面の輝度を高めるバックライトユニットが用いられている。

このバックライトユニットには、蛍光管やＬＥＤ等の光源からの光を導光して主面全体から液晶表示パネルに向けて出射させる導光板が用いられている。
このような導光板を支持する構造としては、従来、例えば特許文献１には、導光板を収納する金属で形成された収納ケースを有する液晶表示装置が記載されている。この液晶表示装置では、ＬＥＤから発生した熱を効率的に放熱させるために金属製の収納ケースを用いている。この収納ケースは、底面と該底面の四方を囲むように４つの側面を備えた箱型とされ、側面の一つにＬＥＤを実装することで、収納ケースに放熱板の役割を持たせている。

特開２００９−６９７１３号公報

しかしながら、上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
すなわち、上記特許文献１に記載の導光板支持構造では、収納ケースに導光板等の支持体と放熱板との両方の役割を持たせるために、箱型にすると共にＬＥＤの実装部分や導光板支持のために複雑な構造が必要であった。このため、ＳＵＳ等の金属板に曲げ加工や孔開け加工等、多数の板金加工等が必要になり、部材コストが大幅に増加してしまうという問題があった。
また、図７に示すように、複雑な板金加工を避けるためにフロントケースである枠状金属体１とバックケースである底面金属板２とに分けて枠状金属体１中に導光板３や反射シート４等と共に底面金属板２を嵌め込んで収納することも考えられるが、この場合、金属同士の枠状金属体１と底面金属板２とが嵌め込み時に擦れ合って削りカスが生じるおそれがある。この金属の削りカスが組み込み後も内部に残っていると電気的ショートの原因になるおそれもあった。
なお、図７において、符号５および６は、反射型偏光フィルムおよび輝度上昇フィルムであり、符号７は、拡散シートである。また、符号８はＬＥＤである光源Ｌが実装されたフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）であり、符号９は導光板３を保持するための保持用フレームである。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、部材コストを低減可能であると共に部材組み込み時における金属カスの発生低減も図ることができるバックライトユニットおよび液晶表示装置を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明のバックライトユニットは、導光板と、該導光板に光を照射して導光させる光源と、前記導光板の裏面側に設置された反射シートと、該反射シートの裏面側に設置された樹脂製支持板と、前記樹脂製支持板の裏面側または表面側に設置され、一辺側が折り曲げられて前記導光板の端面に対向状態とされると共に前記光源が実装される光源実装面を有した金属製放熱板と、前記反射シート、前記導光板、前記樹脂製支持板および前記金属製放熱板を収納して支持する枠状筐体と、を備え、前記枠状筐体が、樹脂成形されていると共に、前記樹脂製支持板を一辺側から挿入可能にガイドするスライド用溝部を有していることを特徴とする。

このバックライトユニットでは、枠状筐体が、樹脂成形されていると共に、樹脂製支持板を一辺側から挿入可能にガイドするスライド用溝部を有しているのでので、金属同士の嵌め込み構造ではなく、樹脂部材のスライド方式で組み込まれるため、金属カスが発生せず、電気ショートを防止することができる。また、枠状筐体が樹脂成形されているので、スライド用溝部などを容易に形成可能であり、金属板を複雑な箱型嵌め込み構造に板金加工する場合に比べて部材のコストを大幅に低減することができる。さらに、別体に設けられた金属製放熱板により光源から発生する熱を効率的に放熱させることができる。

また、本発明のバックライトユニットは、前記導光板が、外周に位置決め用の導光板側凸部または導光板側凹部を有し、前記枠状筐体が、前記導光板側凸部または前記導光板側凹部と嵌合可能に一体成形された筐体側凹部または筐体側凸部を内側に有していることを特徴とする。
すなわち、このバックライトユニットでは、枠状筐体が、導光板の導光板側凸部または導光板側凹部と嵌合可能に一体成形された筐体側凹部または筐体側凸部を内側に有しているので、対応する導光板側凸部または導光板側凹部と筐体側凹部または筐体側凸部とにより、組み込まれた導光板の位置決めが容易である。なお、筐体側凹部または筐体側凸部は、一体成形で容易に作製することができ、導光板保持用のフレーム等を別途用意する必要が無く、部材コストをさらに低減することができる。

また、本発明のバックライトユニットは、前記樹脂製支持板が、裏面側に配された前記金属製放熱板上まで突出して前記金属製放熱板を保持する突起部を一体成形により有していることを特徴とする。
すなわち、このバックライトユニットでは、樹脂製支持板が、裏面側に配された前記金属製放熱板上まで突出して金属製放熱板を保持する突起部を一体成形により有しているので、金属製放熱板の保持機能も樹脂製支持板に容易に持たせることができる。

また、本発明のバックライトユニットは、前記枠状筐体が、内側に突出して一体成形され前記導光板の端面に当接して前記導光板を少なくとも前記光源実装面側に向けて押さえ付ける押さえ用凸部と、前記押さえ用凸部の近傍に該押さえ用凸部の突出方向と反対側に一体成形された弾性付与用孔部とを有していることを特徴とする。
すなわち、このバックライトユニットでは、枠状筐体が、導光板を少なくとも光源実装面側に向けて押さえ付ける押さえ用凸部と、押さえ用凸部の近傍に一体成形された弾性付与用孔部とを有しているので、押さえ用凸部および弾性付与用孔部によって導光板が光源実装面側に弾性力を持って押し付けられて光源と導光板の入光端面との距離を一定に保持して位置決めを図ることができる。これによって、組み入れた導光板が、枠状筐体内でがたつくことを抑制することができる。

また、本発明のバックライトユニットは、前記枠状筐体が、黒色樹脂で形成されていることを特徴とする。
すなわち、このバックライトユニットでは、枠状筐体が、黒色樹脂で形成されているので、光源からの光が枠状筐体内面で反射し難くなり、隙間から表面側に漏れ光として出ることを抑制することができる。

また、本発明のバックライトユニットは、前記枠状筐体が、裏面側に突出して一体成形された位置決め用ピンを有していることを特徴とする。
すなわち、このバックライトユニットでは、枠状筐体が、裏面側に突出して一体成形された位置決め用ピンを有しているので、枠状筐体を取り付ける際の位置決め用ピンも容易に形成することができ、ピンを別途用意する必要がないため、部材コストをさらに低減することができる。

また、本発明の液晶表示装置は、液晶表示パネルと、該液晶表示パネルの裏面側に配された上記本発明のバックライトユニットと、を備えていることを特徴とする。
すなわち、この液晶表示装置では、液晶表示パネルの裏面側に配された上記本発明のバックライトユニットを備えているので、安価で製造でき、電気ショート等の不具合も防止することができる。

本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係るバックライトユニットおよび液晶表示装置によれば、枠状筐体が、樹脂成形されていると共に、樹脂製支持板を一辺側から挿入可能にガイドするスライド用溝部を有しているので、組み込み時に金属カスが発生せず、電気ショートを防止することができると共に、部材のコストを大幅に低減することができる。また、枠状筐体や樹脂製支持板に用いる樹脂として再生材を使用することも可能になり、環境に配慮したバックライトユニットを実現可能である。そして、製品部材の樹脂比率を上げることができるので、リサイクル性を向上させることができる。
このように本発明によれば、金属カスの発生を抑制して電気ショート等を防止可能であると共に、安価でリサイクル性にも優れたバックライトユニットおよび液晶表示装置を得ることができる。

本発明に係るバックライトユニットおよび液晶表示装置の一実施形態において、バックライトユニットを示す分解斜視図である。 本実施形態のバックライトユニットにおいて、樹脂製支持板の挿入方向に沿った面の断面図である。 本実施形態のバックライトユニットにおいて、樹脂製支持板の挿入方向に沿った面で破断した状態で裏面側から見た斜視図である。 本実施形態のバックライトユニットにおいて、枠状筐体を示す平面図である。 本実施形態のバックライトユニットにおいて、導光板（ハッチング部）を組み込んだ状態の枠状筐体を示す平面図である。 本実施形態の液晶表示装置を示す要部の拡大断面図である。 本発明に係るバックライトユニットおよび液晶表示装置の参考例において、バックライトユニットを示す分解斜視図である。

以下、本発明に係るバックライトユニットおよび液晶表示装置の一実施形態を、図１から図６に基づいて説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。

本実施形態におけるバックライトユニット１０は、図１から図３に示すように、導光板１３と、該導光板１３に光を照射して導光させる光源Ｌと、導光板１３の裏面側に設置された反射シート１４と、該反射シート１４の裏面側に設置された樹脂製支持板１２と、該樹脂製支持板１２の裏面側に設置され、一辺側が折り曲げられて導光板１３の端面に対向状態とされると共に光源Ｌが実装される光源実装面を有した金属製放熱板１９と、反射シート１４、導光板１３、樹脂製支持板１２および金属製放熱板１９を収納して支持する枠状筐体１１と、を備えている。

また、このバックライトユニット１０は、導光板１３上に配置された拡散シート１７と、該拡散シート１７上に配置されたプリズムシートである輝度上昇フィルム１６と、該輝度上昇フィルム１６上に配置された反射型偏光フィルム１５と、を備えており、これらも枠状筐体１１に収納されている。
また、本実施形態の液晶表示装置２０は、図６に示すように、液晶表示パネル２１と、該液晶表示パネル２１の裏面側に配された上記バックライトユニット１０と、を備えている。

上記光源Ｌは、帯状の実装用ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）２８に実装されたＬＥＤ光源であって、本実施形態では、白色ＬＥＤが採用されている。この白色ＬＥＤは、例えば基板上の半導体発光素子を樹脂材で封止したものであり、半導体発光素子として、例えば青色（波長λ：４７０〜４９０ｎｍ）ＬＥＤ素子又は紫外光（波長λ：４７０ｎｍ未満）ＬＥＤ素子であって、例えばサファイア基板などの絶縁性基板上に窒化ガリウム系化合物半導体（例えばＩｎＧａＮ系化合物半導体）の複数の半導体層が積層されて形成されたものである。
また、この半導体発光素子を封止する樹脂材は、シリコーン樹脂を主剤とし、例えばＹＡＧ蛍光体が添加されている。このＹＡＧ蛍光体は、半導体発光素子からの青色光又は紫外光を黄色光に変換させて混色効果により白色光を生じさせるものである。なお、白色ＬＥＤとしては、上記以外でも種々のものが採用可能である。

上記実装用ＦＰＣ２８は、金属製放熱板１９の光源実装面に両面テープで接着され、光源Ｌが、導光板１３の入光用の側端面に近接して対向状態となるように設置される。また、実装用ＦＰＣ２８は、その基端側が金属製放熱板１９の裏面側に配されており、基端部に外部との電気的接続を行う外部端子部２８ａが設けられている。

上記導光板１３は、入光面である側端面に配した光源Ｌから入射され導光した光を光路変換して主面側から面状に出射する薄板状又はフィルム状の導光体である。例えば、導光板１３は、ポリカーボネイト樹脂やアクリル樹脂等の透光性樹脂材料で構成されている。なお、導光板１３の表面（主面）及び裏面の少なくとも一方に、白色ドット印刷やプリズム形状等の微細光学形状を施して輝度調整を行っても構わない。

上記反射シート１４は、光反射機能を有する金属板、フィルム、箔等、銀蒸着膜を設けたフィルムや、アルミ金属蒸着膜を設けたフィルム、白色シートなどが採用可能であり、本実施形態では、例えばポリエステル系樹脂を用いた多層膜構造の反射フィルムを用いている。
上記拡散シート１７は、例えば、アクリル樹脂やポリカーボネイト樹脂などの透明樹脂にシリカ粒子などを分散させたシートである。

上記輝度上昇フィルム１６は、拡散シート１７からの光を上面側に集光するための透明シート状の部材であり、平行な複数の稜線を有するプリズム形状が上面側に施されているプリズムシートである。例えば住友スリーエム株式会社製のＢＥＦ(Brightness Enhancement Firm：商品名)シートが採用可能である。

また、反射型偏光フィルム１５は、光のＳ成分とＰ成分の内、一方の成分のみを透過し、他方を反射するシートである。反射された成分の光は、反射シート１４側に戻り、再度、反射型偏光フィルム１５に入射するまでの間に、反射型偏光フィルム１５を透過する成分の光に変換される。このような反射型偏光フィルム１５は、例えば住友スリーエム株式会社製のＤ−ＢＥＦ(商品名)シートが採用可能である。

上記液晶表示パネル２１は、透過型又は半透過型の液晶表示パネルが採用される。例えば、透過型の液晶表示パネル２１の場合、透明電極、配向膜及び偏光板をそれぞれ有する上基板と下基板との間隙に液晶材料をシール材で封止したＴＦＴ液晶方式、ＳＴＮ液晶方式やＴＮ液晶方式等のパネル本体を備えたものである。

上記枠状筐体１１は、射出成形により矩形枠状に黒色樹脂で樹脂成形されている。この枠状筐体１１は、樹脂製支持板１２を一辺側から挿入可能にガイドするスライド用溝部１１ａを有している。このスライド用溝部１１ａは、上記挿入の方向に平行な一対の辺の内側にそれぞれ形成されている。なお、図２および図３において上記挿入方向を矢印で示している。
また、枠状筐体１１は、裏面側に突出して一体成形された位置決め用ピン１１ｂを有している。

さらに、枠状筐体１１は、図４および図５に示すように、内側に突出して一体成形され導光板１３の端面に当接して導光板１３を少なくとも光源実装面側に向けて押さえ付ける押さえ用凸部１１ｃと、押さえ用凸部１１ｃの近傍に該押さえ用凸部１１ｃの突出方向と反対側に一体成形された弾性付与用孔部１１ｄとを有している。

上記押さえ用凸部１１ｃは、互いに直交する１つの長辺部と短辺部との２辺部分に、２つずつ設けられており、これらの押さえ用凸部１１ｃの近傍に辺方向に延在した長孔状の弾性付与用孔部１１ｄが形成されている。押さえ用凸部１１ｃが設けられた長辺部分は、光源Ｌが設置される辺と反対側とされる。すなわち、枠状筐体１１内に嵌め込まれた導光板１３は、２辺部分の押さえ用凸部１１ｃによって、これら２辺による角部から対向する角部へ至る斜め方向に押し付けられ、光源Ｌが配置される長辺部に当接して位置決めされる。

上記導光板１３は、外周に位置決め用の導光板側凸部１３ａを有している。また、枠状筐体１１は、導光板側凸部１３ａと嵌合可能に一体成形された筐体側凹部１１ｅを内側に有している。すなわち、導光板１３を枠状筐体１１に組み込んだ際に、筐体側凹部１１ｅに導光板側凸部１３ａを嵌合させることで互いに位置決めが可能になっている。

また、拡散シート１７、輝度上昇フィルム１６および反射型偏光フィルム１５にも同様に、筐体側凹部１１ｅに嵌合可能なフィルム側凸部１７ａ，１６ａ，１５ａが形成されて、互いに組み込み時に位置決め可能になっている。
なお、導光板１３側に、導光板側凹部を形成し、枠状筐体１１側に、導光板側凹部と嵌合可能に一体成形された筐体側凸部を内側に形成しても構わない。

上記樹脂製支持板１２は、裏面側に配された金属製放熱板１９の裏面上まで突出して金属製放熱板１９を保持する突起部１２ａを一体成形により複数有している。
上記金属製放熱板１９は、実装される光源Ｌから発生する熱を必要十分に放熱可能な面積に設定されており、本実施形態では、樹脂製支持板１２の約半分の大きさに設定されている。

このバックライトユニット１０を作製する際には、まず、枠状筐体１１内に、反射型偏光フィルム１５、輝度上昇フィルム１６、拡散シート１７、導光板１３および反射シート１４の順にこれらを位置決めしつつ嵌め込む。次に、この状態で、金属製放熱板１９を枠状筐体１１内に配置する。なお、金属製放熱板１９の光源実装面には、予め光源Ｌが実装された実装用ＦＰＣ２８が取り付けられている。

さらに、この状態で、樹脂製支持板１２を、枠状筐体１１の１辺側からスライド用溝部１１ａに両側の辺を嵌め込んでガイドさせながら金属製放熱板１９と反射シート１４との間に挿入してセットする。このとき、突起部１２ａが、金属製放熱板１９の裏面側に突出するようにして金属製放熱板１９を保持する。
このように作製されたバックライトユニット１０を液晶表示装置２０の筐体に位置決め用ピン１１ｂを差し込んで固定し、このバックライトユニット１０上に液晶表示パネル２１を設置して液晶表示装置２０を構成する。

このように本実施形態のバックライトユニット１０では、枠状筐体１１が、樹脂成形されていると共に、樹脂製支持板１２を一辺側から挿入可能にガイドするスライド用溝部１１ａが挿入方向に平行な一対の辺の内側に形成されているので、金属同士の嵌め込み構造ではなく、樹脂部材のスライド方式で組み込まれるため、金属カスが発生せず、電気ショートを防止することができる。なお、枠状筐体１１内に金属製放熱板１９を嵌め込む際も、枠状筐体１１が樹脂であるので、金属カスは発生しない。

また、枠状筐体１１が樹脂成形されているので、スライド用溝部１１ａなどを容易に形成可能であり、金属板を複雑な箱型嵌め込み構造に板金加工する場合に比べて部材のコストを大幅に低減することができる。さらに、別体に設けられた金属製放熱板１９により光源Ｌから発生する熱を効率的に放熱させることができる。

そして、枠状筐体１１が、黒色樹脂で形成されているので、光源Ｌからの光が枠状筐体１１内面で反射し難くなり、隙間から表面側に漏れ光として出ることを抑制することができる。
また、枠状筐体１１が、裏面側に突出して一体成形された位置決め用ピン１１ｂを有しているので、枠状筐体１１を取り付ける際の位置決め用ピン１１ｂも容易に形成することができ、ピンを別途用意する必要がないため、部材コストをさらに低減することができる。

さらに、枠状筐体１１が、導光板１３の導光板側凸部１３ａと嵌合可能に一体成形された筐体側凹部１１ｅを内側に有しているので、対応する導光板側凸部１３ａと筐体側凹部１１ｅとにより、組み込まれた導光板１３の位置決めが容易である。なお、筐体側凹部１１ｅは、一体成形で容易に作製することができ、導光板保持用のフレーム等を別途用意する必要が無く、部材コストをさらに低減することができる。

また、枠状筐体１１が、導光板１３を少なくとも光源実装面側に向けて押さえ付ける押さえ用凸部１１ｃと、押さえ用凸部１１ｃの近傍に一体成形された弾性付与用孔部１１ｄとを有しているので、押さえ用凸部１１ｃおよび弾性付与用孔部１１ｄによって導光板１３が光源実装面側に弾性力を持って押し付けられて光源Ｌと導光板１３の入光端面との距離を一定に保持して位置決めを図ることができる。これによって、組み入れた導光板１３が、枠状筐体１１内でがたつくことを抑制することができる。

また、樹脂製支持板１２が、金属製放熱板１９の裏面上まで突出して金属製放熱板１９を保持する突起部１２ａを一体成形により有しているので、金属製放熱板１９の保持機能も樹脂製支持板１２に容易に持たせることができる。
したがって、上記バックライトユニット１０を備えた本実施形態の液晶表示装置２０では、安価でリサイクル性にも優れ、電気ショート等の不具合も防止することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。

例えば、上記実施形態の液晶表示装置では、拡散シートを用いているが、拡散シートを省略したバックライトユニットとしても構わない。また、輝度上昇フィルムであるプリズムシートを１枚使用しているが、２枚使用する構成でもかまわない。また、反射型偏光フィルムを省略しても構わない。

また、上記実施形態では、樹脂製支持板の裏面側に金属製放熱板が配置されているが、樹脂製支持板の表面側（反射シートと樹脂支持板との間）に金属製放熱板を配置しても構わない。
さらに、上述したように、枠状筐体に押さえ用凸部を一体成形で形成することが好ましいが、押さえ用凸部だけをゴム等の弾性材料で別途作製し、部品として枠状筐体の内周面に形成した溝等に取り付けても構わない。

３，１３…導光板、４，１４…反射シート、１０…バックライトユニット、１１…枠状筐体、１１ａ…スライド用溝部、１１ｂ…位置決め用ピン、１１ｃ…押さえ用凸部、１１ｄ…弾性付与用孔部、１１ｅ…筐体側凹部、１２…樹脂製支持板、１２ａ…突起部、１３ａ…導光板側凸部、１９…金属製放熱板、２０…液晶表示装置、２１…液晶表示パネル、Ｌ…光源

Claims (7)

1. 導光板と、
   該導光板に光を照射して導光させる光源と、
   前記導光板の裏面側に設置された反射シートと、
   該反射シートの裏面側に設置された樹脂製支持板と、
   前記樹脂製支持板の裏面側または表面側に設置され、一辺側が折り曲げられて前記導光板の端面に対向状態とされると共に前記光源が実装される光源実装面を有した金属製放熱板と、
   前記反射シート、前記導光板、前記樹脂製支持板および前記金属製放熱板を収納して支持する枠状筐体と、を備え、
   前記枠状筐体が、樹脂成形されていると共に、前記樹脂製支持板を一辺側から挿入可能にガイドするスライド用溝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. 請求項１に記載のバックライトユニットにおいて、
   前記導光板が、外周に位置決め用の導光板側凸部または導光板側凹部を有し、
   前記枠状筐体が、前記導光板側凸部または前記導光板側凹部と嵌合可能に一体成形された筐体側凹部または筐体側凸部を内側に有していることを特徴とするバックライトユニット。
3. 請求項１または２に記載のバックライトユニットにおいて、
   前記樹脂製支持板が、裏面側に配された前記金属製放熱板上まで突出して前記金属製放熱板を保持する突起部を一体成形により有していることを特徴とするバックライトユニット。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載のバックライトユニットにおいて、
   前記枠状筐体が、内側に突出して一体成形され前記導光板の端面に当接して前記導光板を少なくとも前記光源実装面側に向けて押さえ付ける押さえ用凸部と、
   前記押さえ用凸部の近傍に該押さえ用凸部の突出方向と反対側に一体成形された弾性付与用孔部とを有していることを特徴とするバックライトユニット。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載のバックライトユニットにおいて、
   前記枠状筐体が、黒色樹脂で形成されていることを特徴とするバックライトユニット。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載のバックライトユニットにおいて、
   前記枠状筐体が、裏面側に突出して一体成形された位置決め用ピンを有していることを特徴とするバックライトユニット。
7. 液晶表示パネルと、
   該液晶表示パネルの裏面側に配された請求項１から６のいずれか一項に記載のバックライトユニットと、を備えていることを特徴とする液晶表示装置。

Images