JP5163380B2 - バックライトユニット - Google Patents
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Description
本発明は、バックライトユニットに係り、特に、嵌合構造を備えた一対のフレーム体の構造に関する。
一般的に、バックライトユニットは、光源やその光源からの光を面状に導光する導光板などが下フレームと上フレームとの間に収納され、上フレームと下フレームが嵌合されている。この嵌合部位として、例えば、特許文献１には、上フレームの側面の一部に一体化されたバックル素子とそれに対応する下フレームの側面の一部に一体化された突出素子との組合せや、上フレームの側面の一部に一体化されたT型フックと下フレームの側面の一部に形成された溝部との組合せが、開示されている。
しかしながら、上記のいずれの組合せの嵌合部位においても、嵌合されるバックル素子やT型溝部の横幅は突起素子やT型フックとの横幅よりも多少たりとも大きくする必要がある。これらの幅の差は、大きいほど作業性が向上するが、組立精度は低下し、バックライトモジュールの最外形寸法にバラツキが生じてしまう。
そこで本発明は、安定した作業性が得られる嵌合構造を用いても最外形寸法を一定とすることが可能なバックライトユニットを提供する。
以上の目的を達成するために本発明に係るバックライトユニットは、上方に開口部を有する下フレームと、前記開口部内に配置された光源と、前記開口部内に配置され前記光源からの光を導光する導光板と、前記開口部の開口側に配置され前記導光板からの光が透過可能な窓部を備えた上フレームと、を有し、前記下フレームと上フレームは、一方の側面に一体化された突起部と他方の側面から前記一方の側面側に延在し前記突起部が嵌合可能な孔部を備えたリブ部とからなる嵌合部位にて嵌合固定されてなるバックライトユニットにおいて、側面視において、前記上フレームの側面の下部と前記下フレームの側面の上部は、当接しており、前記孔部の幅は前記突起部の幅より大きく、前記突起部の一方の側方端部を前記孔部の一方の側方端部に当接した際、前記上フレームの側面は、一方の側方端部が前記下フレームの側面の一方の側方端部とほぼ同じ平面上に位置しており、他方の側方端部が前記下フレームの側面の他方の側方端部より外側に位置していることを特徴とするバックライトユニット。
また、前記上フレームの側方の幅と前記下フレームの側方の幅との差は、前記孔部の側方の幅と前記突起部の側方の幅との差と一致することが好ましい。
本発明は、組立時や輸送時において、上フレームと下フレームとの固定が左右方向にずれても、平面の最外形寸法を一定に保持することが可能なバックライトユニットを提供することができる。
本発明のバックライトユニットの実施の形態を以下に詳細に説明する。
図１乃至図４は、本実施の形態を示している。図１は、本実施の形態のバックライトユニット１００の平面側からみた模式的斜視図であり、図２は、図１のA-A線に沿って切断した模式的図断面図、図３および図４は、本実施の形態のバックライト１００の長手方向の模式的側面図である。
本実施の形態のバックライトユニット１００は、主として、光源５と、光源５からの光を導光する導光板６と、これらを収納する開口部を備えた下フレーム１と、下フレーム１に嵌合する上フレーム８と、から構成されている。上フレーム８の平面外形寸法は下フレーム１の平面外形寸法より大きく設定されている。また、上フレーム８の側面８１と下フレーム１の側面１１は、交差しておらず、上フレーム８の側面８１の下部８１ｂと下フレーム１の側面１１の上部１１ｂは当接している。
本実施の形態のバックライトユニット１００は、Ｌ字型に屈曲した金属板２が下フレーム１の底面および側面に沿って配置されており、金属板２の平面上に光反射性シート４、導光板６、および光学シート部７が順次積層され、金属基板２の側面の内側に光源５が搭載された実装基板３が配置されている。本発明に用いられるバックライトの構成は、これに限定されるものではなく、従来から使用されている種々のバックライトユニットの構成を用いることができる。
（光源５）
本発明における光源５とは、発光ダイオードや半導体レーザなどの半導体発光素子、冷陰極線管あるいはそれらから種々選択して組み合わせた複合的な光源など、導光板に入射させることができる光を発する発光部材をいう。本実施の形態では、複数の発光ダイオード５が実装基板３の長手方向に離間して配置されている。導光板６への光源の配置の仕方について、本実施の形態では、導光板６の側端面に光源５を配したエッジライト方式を記載しているが、これに限定されるものではなく、導光板の底面側に光源を配した直下型方式としてもよい。
本発明における光源５とは、発光ダイオードや半導体レーザなどの半導体発光素子、冷陰極線管あるいはそれらから種々選択して組み合わせた複合的な光源など、導光板に入射させることができる光を発する発光部材をいう。本実施の形態では、複数の発光ダイオード５が実装基板３の長手方向に離間して配置されている。導光板６への光源の配置の仕方について、本実施の形態では、導光板６の側端面に光源５を配したエッジライト方式を記載しているが、これに限定されるものではなく、導光板の底面側に光源を配した直下型方式としてもよい。
実装基板は、光源を実装して固定、配置するためのものであり、光源に電力を供給するための導体配線が施されている。例えば、銅箔などからなる導電性パターンが形成されたガラスエポキシ基板やフレキシブル基板あるいは絶縁性樹脂で結合された金属体などによって好適に形成することができる。あるいは、アルミニウムや銅からなる金属材料に絶縁性材料を介して導体配線が施された放熱性が高い基板とすることができる。また、実装基板は、放熱シートのような熱良導性部材を介して筺体に密着して配置されることが好ましい。
（導光板６）
導光板６とは、光入射面、光反射面、および光出射面を有し、光入射面から入射された光を光反射面により導光し、所定の光出射面から所望の形状に発光することができる透光性部材である。したがって、光出射面を所望の形状とすることで、メーター針の針状、液晶バックライト光源など、目的とする種々の形状を取ることができる。導光板６は、光源５からの光を効率よく光出射面から放出するために、透光性を有している。このような導光板６の材料としては、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂、ガラスなど種々の材料が好適に挙げられる。
導光板６とは、光入射面、光反射面、および光出射面を有し、光入射面から入射された光を光反射面により導光し、所定の光出射面から所望の形状に発光することができる透光性部材である。したがって、光出射面を所望の形状とすることで、メーター針の針状、液晶バックライト光源など、目的とする種々の形状を取ることができる。導光板６は、光源５からの光を効率よく光出射面から放出するために、透光性を有している。このような導光板６の材料としては、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂、ガラスなど種々の材料が好適に挙げられる。
導光板６の光出射面には、光学シート部７が配置されている。本実施の形態の光学シート部７は、導光板６の光出射面側から順に、拡散シートと、プリズムレンズシートと、偏光シートと、が積み重ねられたものである。これらの光学シートは、導光板の光出射面の大きさおよび形状に相応した形状とされている。なお、光学シート部は、これに限定されるものではなく、拡散シート、プリズムレンズシートなどから種々選択されて積層された構造とすることができる。また、光学シート部を構成する各シートは、バックライトユニットの光学特性を考慮して、シート数や各種シートを積み重ねる順序が適宜調整される。
また、導光板６の光出射面と対向する光反射面側には、光反射性シート４が配置されている。光反射性シートは、高い光反射性を要求される為、白色ＰＥＴ材、またはその表面に金属コーティングを施したものが好ましい。また、金属板は、内側に搭載された光源からの熱を下フレームの底面側から放熱するための部材であり、好ましい材料としてアルミニウムがあげられる。
（下フレーム１）
本実施の形態の下フレーム１は、略矩形形状の平面と側面とを有し、上方の略中央に、光源５と導光板６を収納するための開口部を有している。
本実施の形態の下フレーム１は、略矩形形状の平面と側面とを有し、上方の略中央に、光源５と導光板６を収納するための開口部を有している。
下フレーム１は、対向する一対の長手方向の側面において、外側面の所定の複数箇所に外側から内側へ凹んだ第１凹部を有しており、その第１凹部内に納まるように、短手方向の側面の形状が台形である第１突起部１２が一体成形されている。さらに、下フレーム１の対向する一対の短手方向の側面において、上端部から上フレーム８側へ延在するように長手方向の側面の形状が略矩形である第１リブ部１３が一体成形されており、第１リブ部１３には外側から内側へ貫通した第１孔部１４が形成されている。
下フレームの材料は、特に限定されず、従来から用いられている金属材料や樹脂材料を用いることができる。特に、強度および加工性の面から、樹脂材料を用いることが好ましく、各種光拡散剤を含有した樹脂が好適に挙げられる。下フレーム１１の大きさや形状は、収納する光源５および導光板６の大きさや形状に合わせて種々選択することができる。また、このような下フレーム１１の材料として、耐衝撃性および耐候性に優れたポリカーボネート樹脂を用いることが好ましい。また、下フレームとして樹脂材料を用いる場合、底面は、内部に配置される光源５の放熱性を高めるための孔（図示していない）を有していることが好ましい。
（上フレーム８）
本実施の形態の上フレーム８は、略矩形形状の平面と側面とを有している。上フレーム１３の平面は、中央にバックライト１２から光を取り出すことが可能な窓部を有している。上フレーム８の大きさや形状は、下フレーム１１の大きさや形状に合わせて種々選択することができるが、上フレーム８の平面外形寸法は下フレーム１の平面外形寸法よりも大きくすることを必須とする。また、上フレーム８の材料は、上部に表示パネルを載置することから、下フレーム１１の材料よりも可撓性に優れた材料を用いることが好ましい。
本実施の形態の上フレーム８は、略矩形形状の平面と側面とを有している。上フレーム１３の平面は、中央にバックライト１２から光を取り出すことが可能な窓部を有している。上フレーム８の大きさや形状は、下フレーム１１の大きさや形状に合わせて種々選択することができるが、上フレーム８の平面外形寸法は下フレーム１の平面外形寸法よりも大きくすることを必須とする。また、上フレーム８の材料は、上部に表示パネルを載置することから、下フレーム１１の材料よりも可撓性に優れた材料を用いることが好ましい。
上フレーム８は、対向する一対の長手方向の側面において、下端部から下フレーム１の第１凹部１５へ延在するように長手方向の側面の形状が略矩形である第２リブ部８３が一体成形されており、第２リブ部８３には、外側から内側へ貫通し下フレームの第１突起部１２が嵌合可能な第２孔部８４が形成されている。また、上フレーム８の対向する一対の短手方向の側面において、下フレーム１の第１リブ部１３と対向する部位に、外側から内側へ凹んだ第２凹部を有しており、その第２凹部内に、短手方向の側面の形状が台形で下フレーム１の第１孔部１４に嵌合可能な第２突起部８２が一体成形されている。側面視において、第１孔部１４と第２孔部８４の横幅は、それぞれ第２突起部８２と第１突起部１２の横幅より大きく設計されている。
（嵌合部位）
上述したように、本実施の形態のバックライトユニット１００は、下フレーム１と上フレーム８は、それぞれの側面１１,８１に嵌合部位を有している。本実施の形態のバックライトユニット１００は、下フレーム１の側面１１の上部１１ｂと上フレーム８の側面８１の下部８１ｂは当接して同一面上に位置し、かつ、各リブ部１３，８３および各突起部１２，８２は、それぞれ対向する各凹部８５,１５内に収納されていることから、平面サイズが小さく且つ軽量なバックライトユニットを得ることができる。本発明の嵌合部位の数や形状、その配置場所は、本実施の形態に限定されず、下フレーム１と上フレーム８とを嵌合固定することができればどのような形態でも構わない。
上述したように、本実施の形態のバックライトユニット１００は、下フレーム１と上フレーム８は、それぞれの側面１１,８１に嵌合部位を有している。本実施の形態のバックライトユニット１００は、下フレーム１の側面１１の上部１１ｂと上フレーム８の側面８１の下部８１ｂは当接して同一面上に位置し、かつ、各リブ部１３，８３および各突起部１２，８２は、それぞれ対向する各凹部８５,１５内に収納されていることから、平面サイズが小さく且つ軽量なバックライトユニットを得ることができる。本発明の嵌合部位の数や形状、その配置場所は、本実施の形態に限定されず、下フレーム１と上フレーム８とを嵌合固定することができればどのような形態でも構わない。
図３および図４は、本実施の形態１のバックライト１００の長手方向における模式的側面図である。図３（ａ）は、下フレーム１の側面１１に設けられた第１突起部１２の一方の側方端部１２ａを、第１突起部１２が嵌合している上フレーム８の側面８１から延在する第２リブ部に設けられた第２孔部８４の一方の側方端部８４ａに当接した際の模式的側面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）の楕円点線部分の模式的拡大図である。図４（ａ）は、下フレーム１の側面１１に設けられた第１突起部１２の他方の側方端部１２ａ´を、第１突起部１２が嵌合している上フレーム８の側面８１から延在する第２リブ部に設けられた第２孔部８４の他方の側方端部８４ａ´に当接した際の模式的側面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）の楕円点線部分の模式的拡大図である。
図３において、上フレームの側面８１の一方の側方端部８１ａは、下フレーム１の側面１１の一方の側面端部１１ａとほぼ同じ平面上に位置しており、上フレーム８の側面８１の他方の側方端部８１ａ´は下フレーム１の側面１１の他方の側方端部１１ａ´より外側に位置している。このように、各フレームと嵌合部位とを設定することにより、嵌合部位において上フレームと下フレームとの横方向の間にズレが生じても、平面の最外形寸法を一定に保持することができる。ここで、本明細書において、上フレームの一方の側方端部が前記下フレームの側面の一方の側方端部とほぼ同じ平面上に位置しているとは、各側面の一方の側方端部の差が、０．１ｍｍ以下をいう。
さらに、本実施の形態では、上フレームの側面幅と下フレームの側面幅との差を、各孔部と各突起部の幅の差と等しくしている。これにより、図４に示すように、下フレーム１の側面１１に設けられた第１突起部１２の他方の側方端部１２ａ´を、第１突起部１２が嵌合している上フレーム８の側面８１から延在する第２リブ部に設けられた第２孔部８４の他方の側方端部８４ａ´に当接した際において、上フレームの側面８１の他方の側方端部８１ａ´は、下フレーム１の側面１１の他方の側面端部１１ａ´とほぼ同じ平面上に位置している。このように各フレームと嵌合部位とを設定することにより、嵌合部位において上フレームと下フレームとの横方向の間にズレが生じても、平面の最外形寸法を一定に保持することができる、小型軽量のバックライトを得ることができる。
本実施の形態において、各孔の横幅寸法は３．８ｍｍ、各突起部の横幅寸法は３．６ｍｍ、上フレームの側面横幅は８０ｍｍ、および下フレームの側面横幅は７９．８ｍｍである。
上フレームの側面幅と下フレームの側面幅との差は、目的に合わせて調整することができる。例えば、上フレームの側面幅と下フレームの側面幅との差を大きく設計されたバックライトユニットの上面に液晶パネルを固定してなる液晶表示装置は、側面に大きな段差を有していることから、車のフロントパネルに正面から挿入固定する場合、容易に取り付けることができる。
本発明は、振動などに強く、薄型化、小型化、低消費電力化されたバックライトとして、車載用の液晶表示装置などに利用可能である。
１００・・・バックライトユニット
１・・・下フレーム
１１・・・側面
１１ａ・・・一方の側方端部
１１ａ´・・・他方の側方端部
１１ｂ・・・上部
１２・・・第１突起部
１２ａ・・・一方の側方端部
１２ａ´・・・他方の側方端部
１３・・・第１リブ部
１４・・・第１孔部
１５・・・第１凹部
２・・・金属基板
３・・・実装基板
４・・・光反射シート
５・・・光源
６・・・導光板
７・・・光学シート部
８・・・上フレーム
８１・・・側面
８１ａ・・・一方の側方端部
８１ａ´・・・他方の側方端部
８１ｂ・・・下部
８２・・・第２突起部
８２ａ・・・一方の側方端部
８２ａ´・・・他方の側方端部
８３・・・第２リブ部
８４・・・第２孔部
８４ａ・・・一方の側方端部
８４ａ´・・・他方の側方端部
８５・・・第２凹部
１・・・下フレーム
１１・・・側面
１１ａ・・・一方の側方端部
１１ａ´・・・他方の側方端部
１１ｂ・・・上部
１２・・・第１突起部
１２ａ・・・一方の側方端部
１２ａ´・・・他方の側方端部
１３・・・第１リブ部
１４・・・第１孔部
１５・・・第１凹部
２・・・金属基板
３・・・実装基板
４・・・光反射シート
５・・・光源
６・・・導光板
７・・・光学シート部
８・・・上フレーム
８１・・・側面
８１ａ・・・一方の側方端部
８１ａ´・・・他方の側方端部
８１ｂ・・・下部
８２・・・第２突起部
８２ａ・・・一方の側方端部
８２ａ´・・・他方の側方端部
８３・・・第２リブ部
８４・・・第２孔部
８４ａ・・・一方の側方端部
８４ａ´・・・他方の側方端部
８５・・・第２凹部
Claims (2)
- 上方に開口部を有する下フレームと、前記開口部内に配置された光源と、前記開口部内に配置され前記光源からの光を導光する導光板と、前記開口部の開口側に配置され前記導光板からの光が透過可能な窓部を備えた上フレームと、を有し、前記下フレームと上フレームは、一方の側面に一体化された突起部と他方の側面から前記一方の側面側に延在し前記突起部が嵌合可能な孔部を備えたリブ部とからなる嵌合部位にて嵌合固定されてなるバックライトユニットにおいて、
側面視において、前記上フレームの側面の下部と前記下フレームの側面の上部は当接しており、前記孔部の幅は前記突起部の幅より大きく、
前記突起部の一方の側方端部を前記孔部の一方の側方端部に当接した際、前記上フレームの側面は、一方の側方端部が前記下フレームの側面の一方の側方端部とほぼ同じ平面上に位置しており、他方の側方端部が前記下フレームの側面の他方の側方端部より外側に位置していることを特徴とするバックライトユニット。 - 前記上フレームの側方の幅と前記下フレームの側方の幅との差は、前記孔部の側方の幅と前記突起部の側方の幅との差と一致する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。
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