(57)【要約】【課題】  組み立てが簡単で、重量の増加や製造コストの増加も抑えることができ、両面テープを用いて導光板を固定する必要のないバックライトユニット及びその組立方法を提供する。【解決手段】  導光板３と、導光板３の端部に向けて光を出射する光源（発光素子７）が設置された発光部５とを有する。発光素子７から出射された光は導光板３の光出射面から平面光として出射される。導光板３の全周に対応して枠状に一体成形された可撓性樹脂フレーム２を備え、可撓性樹脂フレーム２の一辺２ａに発光部５が取り付けられるとともに、可撓性樹脂フレーム２のこれとは対向する辺２ｂが断面略コ字状とされている。具体的には、可撓性樹脂フレーム２の辺２ｂに庇部１２が形成され、可撓性フレーム２の底部において内方に張り出し形成される底板部１０とともに断面略コ字状のフレーム形状を構成している。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導光板と、当該導光板の端部に向けて光を出射する光源が設置された発光部とを有し、前記光源から出射された光が導光板の光出射面から平面光として出射されるバックライトユニットであって、
前記導光板の全周に対応して枠状に一体成形された可撓性樹脂フレームを備え、前記可撓性樹脂フレームの一辺に前記発光部が取り付けられるとともに、前記可撓性樹脂フレームの少なくとも発光部が取り付けられた辺と対向する辺におけるフレーム形状が断面略コ字状とされていることを特徴とするバックライトユニット。
【請求項２】
前記可撓性樹脂フレームの少なくとも発光部が取り付けられた辺と対向する辺に庇部が形成され、当該可撓性フレームの底部において内方に張り出し形成される底板部とともに前記断面略コ字状のフレーム形状を構成していることを特徴とする請求項１記載のバックライトユニット。
【請求項３】
前記庇部は、前記可撓性樹脂フレームの１辺において、その両端部を除いて形成されていることを特徴とする請求項２記載のバックライトユニット。
【請求項４】
前記庇部の両端部は、斜めに切り欠かれていることを特徴とする請求項２または３記載のバックライトユニット。
【請求項５】
前記発光部は、断面コ字状の金属フレームに光源を設置することにより構成され、前記可撓性樹脂フレームの一辺に組み込まれていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載のバックライトユニット。
【請求項６】
前記導光板の一端縁が前記可撓性樹脂フレームの略コ字状部分に差し込まれるとともに、他端縁が前記発光部の金属フレームに差し込まれていることを特徴とする請求項５記載のバックライトユニット。
【請求項７】
矩形状の導光板と、当該導光板の端部に向けて光を出射する光源が設置された発光部と、当該発光部及び前記導光板を保持する樹脂フレームとを備えたバックライトユニットの組立方法であって、
前記樹脂フレームを可撓性樹脂にて一体成形された矩形状フレームとして構成し、当該フレームの一辺に前記発光部を装着し、少なくとも当該発光部に対向する辺を内側に開放端を有する略コ字状部分として構成し、
前記導光板の一端を前記発光部に仮固定した後に、前記コ字状部分を前記発光部から離間させる方向に引張り且つ上方に捻って変形させ、前記導光板の前記コ字状部分に対応する前記導光板の対向端を嵌合させ、その後に前記可撓性樹脂フレームの形状を原状復帰させることを特徴とするバックライトユニットの組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面光源機能を有するバックライトユニットに関するものであり、特に、導光板等を支持する樹脂フレームの改良に関する。さらに、本発明は、バックライトユニットの組立方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータやワードプロセッサ等の情報機器の表示装置、テレビ、ビデオムービー、カーナビゲーションシステム等の映像機器の表示装置として、軽量、薄型、低消費電力という特長を持つ液晶表示装置が多用されている。このような液晶表示装置においては、明るい表示画面を実現するために、液晶表示パネルの背後から照明光を当てるためのバックライトユニット（面光源装置）を内蔵した構成を採るものが多い。
【０００３】
ここで、面光源装置として用いられるバックライトユニットは、光源の配置箇所によってエッジライト方式と直下方式とに分類される。例えばエッジライト方式は、液晶表示パネルに対向する導光板のエッジ（端部）に向けて光を出射する点光源（ＬＥＤ等）や管状光源（蛍光管等）を配置する方式である。また、直下方式は、蛍光管等の直管状の光源を液晶表示パネルの裏面に複数配置し、液晶表示パネルと光源との間に拡散板を配置する方式である。これら方式のうち、エッジライト方式は、薄型化の点で有利であり、例えば携帯用電子機器やノート型のパーソナルコンピュータの表示装置に適した方式と言うことができる。
【０００４】
エッジライト方式のバックライトユニットでは、導光板や発光部をフレームで保持する必要があり、例えばフレームとバックカバーの間に導光板を挟み込む構造や、フレームに導光板を両面テープで貼り付ける構造等が提案されている。
【０００５】
図７は、フレームとバックカバーの間に導光板を挟み込む構造としたバックライトユニットの一例を示すものである。本例の場合、硬質のプラスチック製のフレーム１０１と裏ベゼルと称されるバックカバー１０２の間に導光板１０３や反射板１０４を挟み込むことによりこれらを固定し、導光板１０３上に光学シート１０５を載置する構造としている。
【０００６】
図８は、フレームに導光板を両面テープで貼り付ける構造としたバックライトユニットの一例を示すものである。本例の場合、硬質のプラスチック製のフレーム２０１の底部に内側に張り出す支持板２０１ａを設け、その上に導光板２０２を載置して両面テープ２０３で貼り付け固定している。反射シート２０４は、導光板２０２と支持板２０１ａの間に挿入され、導光板２０２上に光学シート２０５が載置されている。
【０００７】
さらに、例えば特許文献１には、導光板の入射側端面を除く３辺に対応した第１の内フレームと、ＬＥＤ光源を保持する第２の内フレームとを組み合わせた保持構造が開示されている。第１の内フレームは金属材料により形成され、断面形状が略コ字状であり、導光板の３辺の側端面部分に嵌め込むことによって導光板に取り付けられる。第２のフレームも金属材料により形成され、ＬＥＤ光源の発光面と導光板の入射側端面の間に所定間隙を設けるようにして嵌め込むことにより、導光板の入射側端面の長辺に沿って取り付けられている。
【特許文献１】特開２００６−２１６２４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、フレームとバックカバーの組み合わせにより導光板を保持する構造を採用した場合、製造コストの高い部品（金属製のバックカバー）を使用することになり、重量も重くなるという問題がある。また、フレームとバックカバーを嵌合させて導光板を組み込む必要があるため、組み立てに時間を要するという問題もある。
【０００９】
一方、フレームに導光板を両面テープで貼り付ける構造を採用した場合、導光板への両面テープの貼り付き具合によって導光板の光の吸収が変わり、これが輝度ムラとして観察されるおそれがある。また、導光板をフレームで保持するために導光板に両面テープを直接貼ると、両面テープの粘着ムラによる斑が発生したり、両面テープにより光が吸収されて輝度が低下する等の問題が発生するおそれもある。
【００１０】
また、特許文献１に記載されるような構造を採用した場合には、第１の内フレーム、第２の内フレームが共に金属材料により形成されているので、コスト増や重量増を招くことになる。さらに、第１の内フレームと第２の内フレームを別々に導光板に嵌め込む必要があり、しかもいずれも剛性の高い金属材料により形成されていることから、組み立ても面倒である。その上、第１の内フレームと第２の内フレームとが一体化されていないため、組み付け状態も不安定なものとなるおそれもある。
【００１１】
本発明は、このような従来のものの有する欠点を解消するために提案されたものであり、組み立てが簡単で、重量の増加や製造コストの増加も抑えることが可能なバックライトユニット及び液晶表示装置を提供することを目的とする。また、本発明は、両面テープを用いて導光板を固定する必要がなく、両面テープを用いた場合に発生する輝度ムラや斑の発生、輝度低下を回避することが可能なバックライトユニット及びその組立方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前述の課題を解決するために、本発明に係るバックライトユニットは、導光板と、当該導光板の端部に向けて光を出射する光源が設置された発光部とを有し、前記光源から出射された光が導光板の光出射面から平面光として出射されるバックライトユニットであって、前記導光板の全周に対応して枠状に一体成形された可撓性樹脂フレームを備え、前記可撓性樹脂フレームの一辺に前記発光部が取り付けられるとともに、前記可撓性樹脂フレームの少なくとも発光部が取り付けられた辺と対向する辺におけるフレーム形状が断面略コ字状とされていることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明のバックライトユニットの組立方法は、矩形状の導光板と、当該導光板の端部に向けて光を出射する光源が設置された発光部と、当該発光部及び前記導光板を保持する樹脂フレームとを備えたバックライトユニットの組立方法であって、前記樹脂フレームを可撓性樹脂にて一体成形された矩形状フレームとして構成し、当該フレームの一辺に前記発光部を装着し、少なくとも当該発光部に対向する辺を内側に開放端を有する略コ字状部分として構成し、前記導光板の一端を前記発光部に仮固定した後に、前記コ字状部分を前記発光部から離間させる方向に引張り且つ上方に捻って変形させ、前記導光板の前記コ字状部分に対応する前記導光板の対向端を嵌合させ、その後に前記可撓性樹脂フレームの形状を原状復帰させることを特徴とする。
【００１４】
本発明のバックライトユニットでは、可撓性樹脂フレームにより導光板を保持する構造としているので、金属製のバックカバーやフレームを用いた場合と比べて重量の増加や製造コストの増加が抑えられる。また、導光板を保持する可撓性樹脂フレームは、導光板の全周に対応して枠状に一体成形されているので、安定な組み付け状態が実現される。
【００１５】
さらに、本発明のバックライトユニットでは、可撓性樹脂フレームへの導光板等の組み付けが容易であるという特徴も有する。可撓性樹脂フレームの発光部が取り付けられた辺と対向する辺は、フレーム形状が断面略コ字状とされており、この略コ字状部分に導光板を差し込むだけで導光板が保持される。可撓性樹脂フレームは容易に変形させることができ、断面略コ字状とされた辺を若干外方に変形させるとともに、コの字の開放端が若干表に向くように回転させることで、導光板の差し込みも容易なものとなる。
【００１６】
さらにまた、本発明のバックライトユニットでは、両面テープ等を用いて導光板を固定する必要がないので、輝度ムラや輝度低下が起こることはなく、両面テープの粘着ムラによる斑が発生することもない。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のバックライトユニットは、組み立てが簡単で、重量の増加も抑えることが可能である。また、導光板を保持する可撓性樹脂フレームが導光板の全周に対応して枠状に一体成形されているので、安定な組み付け状態を実現することが可能である。さらに、両面テープによる固定が不要であるので、輝度ムラや輝度低下、両面テープの粘着ムラによる斑の発生等を回避することが可能である。さらにまた、バックカバーや両面テープ等の部材を減らすことができるので、製造コストを削減する上でも有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係るバックライトユニット及びバックライトユニットの組立方法について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明を適用したバックライトユニット１の基本構成を示すものである。本実施形態のバックライトユニット１は、図１に示すように、矩形枠状の可撓性樹脂フレーム２によって同じく矩形状の導光板３及び反射シート４の外周囲を保持することにより構成されており、導光板３の１辺に沿って発光部５が配置されている。また、導光板３上には、光学シート６が載置されている。
【００２０】
前記発光部５は、導光板３の１辺に沿う形で点状光源である発光素子（ＬＥＤ）７が配線基板に実装され、これが金属フレーム（リフレクタ）８に取り付けられ、可撓性樹脂フレーム２に取り付けられている。金属フレーム８は、断面略コ字状であり、可撓性樹脂フレーム２の１辺２ａに複数設けられた係止部９と、可撓性樹脂フレーム２の底部に内方に張り出す形で形成された底板部１０の間に挟み込む形で挿入され、可撓性樹脂フレーム２の弾性力によって固定されている。
【００２１】
これにより、点光源である発光素子７から出射された光が導光板３の端部に入射され、平面光に変換される。本実施形態の場合、導光板３の下面には反射シート４が配されるとともに、上面には光学シート６が配され、発光素子７から出射された光は導光板３の端面から入光し、直接又は金属フレーム８や反射シート４により反射されて導光板３を通過した後、光学シート６を透過して例えば液晶表示パネルに照射される。したがって、本実施形態のバックライトユニット１は、導光板３の端部に向けて光を出射する光源（発光素子７）が設置された発光部５を有し、前記発光素子７から出射された光が導光板３の光出射面から平面光として出射されることになり、いわゆる面光源機能を有する。また、発光素子７からの光は導光板３の端部から入射されることになるので、本実施形態のバックライトユニット１は、エッジライト方式のバックライトユニットということになる。
【００２２】
なお、本実施形態においては、点状光源である発光素子７を配列することで発光部５が構成されているが、使用する光源はこれに限らず、例えば蛍光管等の管状光源であってもよい。
【００２３】
一方、可撓性樹脂フレーム２は、可撓性を有する樹脂材料により形成されており、導光板３の全周に対応して枠状体として一体成形されている。ここで、可撓性樹脂フレーム２は、樹脂材料で形成する必要があり、金属材料により形成すると重量増を招き、また変形させることが困難になって後述の導光板３等の円滑な組み込みが難しくなる。また、使用する樹脂は可撓性を有することが必要であり、剛性の高い樹脂材料を使用すると、やはり変形させることが困難になって導光板３等の円滑な組み込みが難しくなる。
【００２４】
前記可撓性樹脂フレーム２は、導光板３の全周に対応して枠状体として一体成形されていることが必要であり、例えば複数に分割されていると組み立て作業が繁雑なものとなり、組み付け状態も安定性に欠けるおそれがある。可撓性樹脂フレーム２が導光板３の全周に対応して枠状体として一体成形されていれば、導光板３等の組み付けも容易であり、組み付け後の保持状態も安定なものとなる。
【００２５】
また、前記可撓性樹脂フレーム２の発光部５が取り付けられた辺２ａと対向する辺２ｂは、フレーム形状が断面略コ字状とされ、ここに前記導光板３や反射シート４の外周縁を差し込むことで、これを保持することが可能になっている。具体的には、前記可撓性樹脂フレーム２の辺２ｂは、導光板３等の外周縁に当接する側板部１１と、前記底板部１０及び庇部１２とから構成され、これらの組み合わせによりフレーム形状が断面略コ字状とされている。
【００２６】
前記庇部１２は、図２及び図３に示すように、側板部１１の高さ方向の中途部に内方に向かって庇状に突出する形で可撓性樹脂フレーム２に一体に形成されるものであり、前記底板部１０に対して所定の間隔（導光板３や反射シート４の厚さに対応した間隔）で対向するように形成されている。
【００２７】
前記庇部１２は、可撓性樹脂フレーム２の辺２ｂの全長に亘って形成されていてもよいが、両端部分にまで形成すると可撓性樹脂フレーム２の変形の妨げになるおそれがあるので、可撓性樹脂フレーム２の辺２ｂにおいて、その両端部を除いて形成されていることが好ましい。前記両端部において、庇部１２を形成しない長さＬは任意であるが、例えば端部から２０ｍｍ（Ｌ＝２０ｍｍ）程度の範囲で庇部１２を設け無くすればよい。
【００２８】
この場合、庇部１２に直角な角部が存在すると、導光板３の挿入時に、この角部によって導光板３表面等を傷つけるおそれがあるので、庇部１２の両端部１２ａ、１２ｂは斜めに切り欠いておくことが好ましい。庇部１２の両端部１２ａ、１２ｂを斜めに切り欠いて庇部１２が徐々に細くなるようにすれば、導光板３等の挿入も容易なものとなる。
【００２９】
図４は、前記可撓性樹脂フレーム２への導光板３の取り付け状態を示すものである。導光板３及び反射シート４は、可撓性樹脂フレーム２の１辺２ｂ側において、その一端縁を断面略コ字状部分（庇部１２と底板部１０の間）に差し込む形で可撓性樹脂フレーム２に取り付けられる。反対側の辺２ａでは、導光板２及び反射シート４の端縁は、発光部５を構成する断面略コ字状の金属フレーム８に差し込まれて金属フレーム８の上下端辺にて挟持されており、その結果、導光板３及び反射シート４の対向する２辺が支持された形で安定に保持されている。
【００３０】
前記可撓性樹脂フレーム２に導光板３や反射シート４を取り付けるには、先ず、導光板３及び反射シート４の一方の端縁を発光部５を構成する断面略コ字状の金属フレーム８に差し込み仮固定する。次いで、図５に示すように、可撓性樹脂フレーム２の辺２ｂを矢印Ｘ方向に引っ張ってこの方向の寸法を拡大するように若干変形させるとともに、断面略コ字状のフレーム形状を有する辺２ｂを矢印Ｙ方向に捻って上方に回転変形させる。可撓性樹脂フレーム２を矢印Ｙ方向に回転させることで、コ字状部分における開放端（庇部１２と底板部１０の間の隙間）が表に向かう形になる。その後、前記回転を戻しながら導光板３及び反射シート４の反対側の端縁を可撓性樹脂フレーム２の辺２ｂの断面略コ字状部分（庇部１２と底板部１０の間）に差し込む。その後、捻られた辺２ｂを捻り方向Ｙ方向と反対方向に捻り戻すとともに、引張り方向Ｘ方向と逆方向に辺２ｂを押圧すれば、可撓性樹脂フレーム２に導光板３及び反射シート４を装着することができる。これによって簡単に導光板３及び反射シート４を可撓性樹脂フレーム２に組み付けることが可能である。
【００３１】
以上のような保持構造を採用することにより、可撓性樹脂フレーム２へ導光板３等を簡単に組み込むことが可能になり、保持状態も安定なものとなる。また、金属製のバックカバー等も不要であるので、軽量化が可能である。さらに、導光板３等の保持は、端縁部分を可撓性樹脂フレーム２の略コ字状部分に差し込むことにより行っており、両面テープによる固定は不要であるので、輝度ムラや輝度低下の発生や、両面テープの粘着ムラによる斑の発生等を回避することが可能である。
【００３２】
なお、前記実施形態においては、発光部５と対向する辺２ｂにのみ庇部１２を設け、フレーム形状を断面略コ字状としたが、これに限らず、両サイドの辺（辺２ｃや辺２ｄ）（図５参照）にも庇部１２を設け、フレーム形状を断面略コ字状とすることも可能である。これらの辺２ｃ、２ｄについてもフレーム形状を断面略コ字状とすることで、金属フレーム８での保持と相俟って導光板３の４辺を保持する形になり、より一層安定な組み付け状態を実現することが可能である。
【００３３】
また、前記実施形態においては、庇部１２を辺２ｂの両端部分を除く略全長に亘って単一の構成で形成した場合について説明しているが、これを複数に分割して構成配置することも可能で、このように複数に分割配置した場合には、辺２ｂの変形をより容易とすることが期待される。
【００３４】
以上の構成を有するバックライトユニット１は、液晶表示装置において、面光源装置として組み込まれる。そこで次に、前述のバックライトユニット１を組み込んだ液晶表示装置について説明する。
【００３５】
図６は、面光源装置であるバックライトユニット１が組み込まれた液晶表示装置を分解して示すものである。本実施形態の液晶表示装置は、図６に示すように、液晶表示パネル２１と前述のバックライトユニット１とを備え、これらを金属材料や樹脂材料等で形成された外筐２２で保持するようにしている。
【００３６】
液晶表示パネル２１は、例えばアレイ基板と対向基板の間に液晶材料を封入することにより構成され、アレイ基板には表示画素に対応して画素電極及びスイッチング素子（薄膜トランジスタ）がマトリクス状に形成されている。また、アレイ基板には、画素電極に電気信号を送るための信号線と、スイッチング素子である薄膜トランジスタにスイッチング信号を供給するためのゲート線とが互いに直交して配線されている。一方、対向基板には、対向電極が透明電極材料（例えばＩＴＯ等）によりほぼ全面に形成されており、各画素に対応してカラーフィルタ層が形成されている。さらに、前記アレイ基板と対向基板の外表面には、それぞれ偏光板が偏光軸を互いに直交させて貼り合わされている。
【００３７】
液晶表示パネル２１の額縁領域には、薄膜トランジスタ等の駆動トランジスタを備え駆動信号を供給する駆動回路部が形成されており、外部回路基板からの駆動信号に基づいて前記スイッチング素子が駆動されることで画像表示が行われる。この画像表示が行われる領域が表示領域であり、前記液晶表示パネル２１は多数の画素が配列された表示領域を有する。
【００３８】
前記バックライトユニット１は、前記液晶表示パネル２１の光源として組み込まれるものであり、発光素子７から出射された光は、導光板３へ導かれ、導光板３を通過した後、平面光として液晶表示パネル２１に照射される。液晶表示パネル２１では照射された光が透過され、文字や映像等の画像が所定の明るさで表示される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明を適用したバックライトユニットの分解斜視図である。
【図２】可撓性樹脂フレームの要部概略斜視図である。
【図３】可撓性樹脂フレームの要部概略平面図である。
【図４】導光板の可撓性樹脂フレームへの組み付け状態を一部破断して示す要部概略斜視図である。
【図５】導光板を可撓性樹脂フレームへ取り付ける際の操作を説明する図である。
【図６】液晶表示装置の一例を示す分解斜視図である。
【図７】従来例における導光板の組み付け状態を一部破断して示す要部概略斜視図である。
【図８】他の従来例における導光板の組み付け状態を一部破断して示す要部概略斜視図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  バックライトユニット、２  可撓性樹脂フレーム、３  導光板、４  反射シート、５  発光部、６  光学シート、７  発光素子、８  金属フレーム、９  係止部、１０  底板部、１１  側板部、１２  庇部、２１  液晶表示パネル、２２  外筐
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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