(57)【要約】【課題】光源の熱を外部に効率よく放熱させつつ、線膨張による導光体の伸縮を吸収することができるバックライトモジュールを提供することができる。【解決手段】本発明に係るバックライトモジュール２は、側方から入射した光をいずれか一方の主面から出射する導光体１２と、導光体１２に対して側方から光を照射するＬＥＤ基板１３と、ＬＥＤ基板１３が固定されたフレーム１４と、導光体１２、ＬＥＤ基板１３、およびフレーム１４を収容するシャーシ１１と、フレーム１４を導光体１２に向けて付勢する板バネ１７と、シャーシ１１に設けられた貫通穴２５を介してフレーム１４が固定された放熱板１５とを備えている。ＬＥＤ基板１３、フレーム１４、および放熱板１５は、板バネ１７による付勢方向においてシャーシ１１に対して可動である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
端面から入射した光をいずれか一方の主面から出射する導光体と、
上記導光体の端面に対して光を照射する光源と、
上記光源が固定されたフレームと、
上記導光体、上記光源、および上記フレームを収容し、かつ貫通穴が設けられたシャーシと、
上記フレームを上記導光体に向けて付勢する付勢手段と、
上記シャーシの外側に配置され、かつ上記フレームが上記貫通穴を介して固定された放熱板とを備え、
上記光源、上記フレーム、および上記放熱板は、上記付勢手段による付勢方向において上記シャーシに対して可動であることを特徴とするバックライトモジュール。
【請求項２】
上記貫通穴の周囲において、上記シャーシと上記放熱板とに挟持された、摺動性または柔軟性を有する防塵部材をさらに備えること
を特徴とする請求項１に記載のバックライトモジュール。
【請求項３】
上記放熱板と上記シャーシとを接続する接続部をさらに備えており、
上記放熱板における上記接続部の周囲には、当該放熱板の一部を上記付勢方向に撓ませる切り欠きが設けられており、上記放熱板は上記付勢手段として機能すること
を特徴とする請求項１または２に記載のバックライトモジュール。
【請求項４】
上記導光体は板状であり、上記付勢方向は上記導光体の長手方向であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項または２に記載のバックライトモジュール。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のバックライトモジュールと、液晶パネルモジュールとを備えることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サイドライト型のバックライトモジュールおよび液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置や液晶ＴＶに使用される液晶パネルは、自ら発光する自発光型ではないため、その裏面に面状光源となるバックライトを取り付ける必要がある。
【０００３】
バックライトには、大別して直下型とサイドライト型とがある。また、その光源には冷陰極管などの線状光源や、発光ダイオード（以下ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）などの点光源を使用するものがある。
【０００４】
従来、大型の液晶ＴＶに用いるバックライトとしては、冷陰極管を複数本並べた直下型を用いるのが一般的であったが、近年、ＬＥＤの進歩と薄型化のニーズから、ＬＥＤを用いたサイドライト型のものが増えてきた。サイドライト型のバックライトでは、導光体のサイドからＬＥＤの光を入射させ、導光体に設けられた拡散パターンで拡散させることにより面方向から光を取り出している。
【０００５】
一般にバックライトは、バックライトシャーシに対して、導光体や光源などを組みつけることによって構成される。ここで、バックライトシャーシの材料である鉄やアルミニウム等の金属と、導光板の材料となるアクリルやポリカーボネート等の透明樹脂材料との線膨張係数は互いに異なる。このため、温度や湿度等の影響によって、導光体はバックライトシャーシに比べて相対的に大きく伸縮する。通常、バックライトシャーシへ導光体を組みつける際には、導光体の伸縮を吸収するために、その伸縮方向にクリアランスが設けられる。
【０００６】
サイドライト型のバックライトでは、導光体と光源の位置関係が特に重要である。サイドライト型のバックライトにおいて、仮に上記クリアランスが変化した場合、導光体との光源との結合効率が変化し必要な光量が確保できなくなってしまう。
【０００７】
そこで、特許文献１には、金属フレームと導光体の間にクリアランスを設けることにより、線膨張による伸縮を吸収しているエッジライト型バックライトユニットが記載されている。このエッジライト型バックライトユニットでは、金属製フレームで挟持された導光体の周辺部に弾性または柔軟性を有する両面接着テープを接着することによって、伸縮による変位を両面接着テープに吸収させている。
【０００８】
また、特許文献２には、導光体と光源の位置関係を確保したまま、線膨張による伸縮にも対応する面状照明装置が記載されている。この面状照明装置は、光源と導光体の光入射面との間の距離を一定にして固定する固定手段と、光源および導光体を収納する筐体に対して、当該固定手段を弾性保持するすべり機構とを有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平６−３４２６０３号公報（１９９４年１２月１３日公開）
【特許文献２】特開２００９−９３９３９号公報（２００９年４月３０日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
近年の液晶ＴＶの大型化に伴い、通常の使用温度範囲あるいは保存温度範囲において、導光体とバックライトシャーシ間の線膨張係数の差による伸縮量は数ｍｍ単位にまで達している。しかしながら、特許文献１に記載されている技術では、弾性または柔軟性を有する両面接着テープがここまでの伸縮量を吸収することは困難である。
【００１１】
また、近年の液晶ＴＶの大型化に伴い、光源からの発熱量が大きなっている。このため、光源からの発熱をバックライトシャーシに熱伝達させ、バックライトシャーシから外部に放熱する必要がある。しかしながら、特許文献２に記載されたすべり機構によれば、バックライトシャーシ上で光源部をスライドさせることとなり、バックライトシャーシと光源部には空気層ができるため、バックライトシャーシへの熱伝達量が小さくなり、必要な放熱量が得られなくなる。
【００１２】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、光源の熱を外部に効率よく放熱させつつ、線膨張による導光体の伸縮を吸収することができるバックライトモジュールおよび液晶表示装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係るバックライトモジュールは、上記課題を解決するために、端面から入射した光をいずれか一方の主面から出射する導光体と、上記導光体の端面に対して光を照射する光源と、上記光源が固定されたフレームと、上記導光体、上記光源、および上記フレームを収容し、かつ貫通穴が設けられたシャーシと、上記フレームを上記導光体に向けて付勢する付勢手段と、上記シャーシの外側に配置され、かつ上記フレームが上記貫通穴を介して固定された放熱板とを備え、上記光源、上記フレーム、および上記放熱板は、上記付勢手段による付勢方向において上記シャーシに対して可動であることを特徴としている。
【００１４】
上記構成において、光源が固定されたフレームは、シャーシに設けられた貫通穴を通じて、シャーシの外部に配置された放熱板と固定されている。このため、光源の発する熱は、フレームを介して放熱板に伝達され、放熱板から空気中に放熱される。
【００１５】
また、上記構成において、光源および放熱板がそれぞれ固定されたフレームは、付勢手段によって導光体に向けて付勢されている。ここで、付勢手段による付勢方向において、導光体がシャーシに比べて相対的に大きく伸縮した場合、その差分の力が付勢手段の力と釣り合うように、フレームは光源および放熱板と共に移動することができる。このため、導光体の光入射面と光源との距離は一定に保たれる。
【００１６】
したがって、本発明に係るバックライトモジュールによれば、光源の熱を外部に効率よく放熱させつつ、線膨張による導光体の伸縮を吸収することができる。これによって、光源の破壊や入射効率の低下などを引き起こすことなく、大型化が可能なバックライトモジュールを提供することができる。
【００１７】
また本発明に係るバックライトモジュールは、上記貫通穴の周囲において、上記シャーシと上記放熱板とに挟持された、摺動性または柔軟性を有する防塵部材をさらに備えることが好ましい。
【００１８】
上記構成によれば、シャーシに設けられた貫通穴は、導光板が伸縮した場合にも防塵部材によって安定的に囲われ、貫通穴からシャーシ内部へ塵埃などが侵入することを防止することができる。
【００１９】
また本発明に係るバックライトモジュールは、上記放熱板と上記シャーシとを接続する接続部をさらに備えており、上記放熱板おける上記接続部の周囲には、当該放熱板の一部を上記付勢方向に撓ませて上記可動を可能にする切り欠きが設けられており、上記放熱板は、上記付勢手段として機能することが好ましい。
【００２０】
上記構成によれば、導光体の伸縮に応じてフレームを付勢するための部材を別途設ける必要がないため、バックライトモジュールの小型化を図ることができる。
【００２１】
また本発明に係るバックライトモジュールにおいて、上記導光体は板状であり、上記付勢方向は上記導光体の長手方向であることが好ましい。
【００２２】
上記構成において、導光体とシャーシとの伸び量の差は、導光体の長手方向において、短手方向よりも大きくなる。このため、上記構成によれば、線膨張による導光体の伸縮をより好適に吸収することができる。
【００２３】
本発明に係る液晶表示装置は、上述したバックライトモジュールと、液晶パネルモジュールとを備えることを特徴としている。
【００２４】
上記構成によれば、必要な光量が確保された液晶表示装置を好適に実現することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係るバックライトモジュールは、端面から入射した光をいずれか一方の主面から出射する導光体と、上記導光体の端面に対して光を照射する光源と、上記光源が固定されたフレームと、上記導光体、上記光源、および上記フレームを収容し、かつ貫通穴が設けられたシャーシと、上記フレームを上記導光体に向けて付勢する付勢手段と、上記シャーシの外側に配置され、かつ上記フレームが上記貫通穴を介して固定された放熱板とを備え、上記光源、上記フレーム、および上記放熱板は、上記付勢手段による付勢方向において上記シャーシに対して可動であるため、光源の熱を外部に効率よく放熱させつつ、線膨張による導光体の伸縮を吸収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置のバックライトモジュールを示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の全体像を示す分解斜視図である。
【図３】図２に示す液晶表示装置の要部を示す分解斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置のバックライトモジュールを示す背面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
〔実施形態１〕
本発明の第１の実施形態について図１から図３に基づいて説明すると以下の通りである。
【００２８】
（液晶表示装置１の構成）
まず、図２に基づいて、本実施形態における液晶表示装置１の概略構成について説明する。図２は、液晶表示装置１の全体像を示す分解斜視図である。
【００２９】
液晶表示装置１は、バックライトモジュール２と、バックライトモジュール２の光射出面側に配置される液晶パネルモジュール３と、バックライトモジュール２や液晶パネルモジュール３を駆動させる回路基板（図示しない）とから構成されている。
【００３０】
これら液晶表示装置１の構成要素のうち、液晶パネルモジュール３及び回路基板としては従来のものが用いることができ、特に限定されない。例えば、液晶パネルモジュール３は、液晶材料を挟持する一対の基板を備えるとともに、これら基板に設けられたカラーフィルタや偏光フィルムなどを備える。また、回路基板は、バックライトモジュール２や液晶パネルモジュール３に対し、これらを動作させるための電力や、これらを制御するための信号を供給することにより液晶表示装置１全体の駆動及び制御を行う。
【００３１】
なお、本実施形態に係る液晶表示装置１では、その表示エリアが長方形状になるように、各部材が構成されているものとする。また、液晶表示装置１において、液晶パネルモジュール３が配置された側を上側と称し、バックライトモジュール２が配置された側を下側と称す。
【００３２】
（バックライトモジュール２の構成）
次に、図１および図３に基づいて、バックライトモジュール２について説明する。図１は、バックライトモジュール２を示す断面図である。図３は、バックライトモジュール２を示す分解斜視図である。
【００３３】
バックライトモジュール２は、シャーシ１１、導光体１２、ＬＥＤ基板１３、フレーム１４、放熱板１５、リフレクタ１６、板バネ１７、防塵シール１８、ガイドローラ１９、支持クリップ２０、反射シート２１、スペーサ２２、および光学シート群２３を備えている。
【００３４】
シャーシ１１は、鉄またはアルミニウム等の金属をプレス成型することにより形成されている。本実施形態において、シャーシ１１の形状は長方形型であり、その長辺の上側にフランジが形成されることによって概ね箱型を成している。シャーシ１１は、液晶表示装置１を構成する基準として、その他様々な部品が取り付けられる。このため、シャーシ１１には、液晶パネルモジュール３を固定するためのボス、回路基板やガイドローラ１９を固定するためのネジ穴、支持クリップ２０やフレーム１４を通すための穴が設けられている。
【００３５】
導光体１２は、その長さが液晶表示装置１の表示エリアの長辺方向の長さよりも長く、その断面が長方形をした板状であって、アクリル樹脂等の樹脂から構成することができる。本実施形態では、複数の導光体１２が、所定の間隔でシャーシ１１の内側に配置されることによって、液晶表示装置１の表示エリアの短辺方向とほぼ同寸の範囲を占めている。これらの導光体１２は、その位置がずれない様に、支持クリップ２０によりシャーシ１１に支持されている。
【００３６】
ＬＥＤ基板１３は、導光体１２の両端面に対向して配置されており、ＬＥＤ基板１３には、導光体１２の端面に入射するような光を発光するＬＥＤチップ（光源）が実装されている。またＬＥＤ基板１３には、ＬＥＤチップが発光した光をロス無く導光体１２の端面に入射させるためのリフレクタ１６が設けられている。またＬＥＤ基板１３はフレーム１４に固定されており、ＬＥＤチップにおける発熱をフレーム１４に伝達する。
【００３７】
フレーム１４は、シャーシ１１の短辺に沿って内側に収容されており、その下側の面に複数の突起部２６を有している。突起部２６はシャーシ１１に設けられた貫通穴２５を介して放熱板１５に固定されている。ここで、フレーム１４がシャーシ１１に対してその長辺方向に移動可能であるように、貫通穴２５は突起部２６よりもシャーシ１１の長辺方向に大きく形成されている。
【００３８】
放熱板１５は、シャーシ１１の背面に対して、ガイドローラ１９を介して接続されている。放熱板１５には、シャーシ１１の長辺方向を長手とする長穴２４が設けられており、ガイドローラ１９は長穴２４に嵌合している。これによって、放熱板１５はシャーシ１１に支持されつつ、その長辺方向へ移動が可能な構造となっている。
【００３９】
なお、ＬＥＤチップの発熱はフレーム１４を介して放熱板１５に伝達され、放熱板１５から空気中に放熱される。ＬＥＤチップの発熱を効率よく放熱するためには、フレーム１４および放熱板１５として、熱伝導性の良い材質（アルミニウムなど）を用いることが好ましい。
【００４０】
板バネ１７は、フレーム１４とシャーシ１１の短辺側の側面との間に設けられており、フレーム１４、ＬＥＤ基板１３およびリフレクタ１６を導光体１２の端面に向かって付勢している。本実施形態では、板バネ１７の付勢によってリフレクタ１６が導光体１２と接しており、これによって、導光体１２の端面とＬＥＤチップとの距離が規定されている。また、本実施形態では、板バネ１７による付勢方向はシャーシ１１の長辺方向（長手方向）と一致している。
【００４１】
防塵シール（防塵部材）１８は、シャーシ１１の穴の周囲に貼り付けられており、シャーシ１１と放熱板１５との間に挟持されている。防塵シール１８は、摺動性または柔軟性を有する部材であればよく、例えばスポンジ状部材から成り、貫通穴２５から塵埃がシャーシ１１内に侵入することを防いでいる。
【００４２】
反射シート２１は、シャーシ１１の内部に敷かれており、導光体１２から射出面側以外に漏れた光を射出面側に反射することによって光の利用効率を高めている。本実施形態では、導光体１２の上側の主面を射出面としている。反射シート２１としては、反射性の良い樹脂シートを使用することが好ましい。
【００４３】
スペーサ２２は、導光体１２の両端における上側に配置され、導光体１２から射出した光が拡散してから光学シート群２３に入射するための隙間を設けている。
【００４４】
光学シート群２３は、液晶表示装置１の表示エリアとほぼ同等の形状を成しており、導光体１２の上側に配置されている。光学シート群２３は、導光体１２から射出された光を散乱や拡散させて、より均一な光として液晶パネルモジュール３に入射させる。
【００４５】
以上の構成において、液晶表示装置１の使用温度が上昇した場合、シャーシ１１の長辺方向における導光体１２の伸び量は、シャーシ１１の伸び量よりも大きくなる。この伸び量の差分により生じるシャーシ１１の長辺方向外側向きの力は、板バネ１７と釣り合うように、リフレクタ１６、ＬＥＤ基板１３、およびフレーム１４、ならびにフレーム１４に固定された放熱板１５を一体的にシャーシ１１の長辺方向外側向きに移動させる。よって、導光体１２の端面とＬＥＤチップとの距離が変わらず、また導光体１２によりＬＥＤチップ等が破壊されることが防止される。
【００４６】
一方、液晶表示装置１の使用温度が低下した場合、導光体１２の長辺方向の縮み量はシャーシ１１の縮み量よりも大きくなる。この縮み量の差分により生じるシャーシ１１の長辺方向内側向きの力は、板バネ１７と釣り合うように、リフレクタ１６、ＬＥＤ基板１３、およびフレーム１４、ならびにフレーム１４に固定された放熱板１５を一体的にシャーシ１１の長辺方向内側向きに移動させる。よって、導光体１２とリフレクタ１６とが離れることなく、導光体１２の端面とＬＥＤチップとの距離が変わらないため、入射効率の低下などが防止される。
【００４７】
したがって、本実施形態に係る液晶表示装置１は、ＬＥＤチップの熱を外部に効率よく放熱可能な構成であると共に、その使用温度に関わらず、導光体１２の端面とＬＥＤチップとの距離が変わらないために、常に最適な入射光を維持することが出来る。
【００４８】
〔実施形態２〕
本発明の第２の実施形態について図４に基づいて説明すると以下の通りである。図４は、本実施形態に係る液晶表示装置１ａにおけるバックライトモジュール２ａを背面側から示す図である。
【００４９】
上述した実施形態１に対する本実施形態の主な相違点は、板バネ１７およびガイドローラ１９を備えておらず、放熱板１５がフレーム１４を付勢する付勢手段として機能している点である。
【００５０】
したがって、以下では、上記相違点を中心に説明する。なお、実施形態１における構成要素と対応する機能を有する構成要素には、同一符号を用いることとする。
【００５１】
図４に示すように、放熱板１５はシャーシ１１の背面に固定ボルト（接続部）２８で接続されている。また、放熱板１５には、固定ボルト２８を取り付ける穴の両側において、シャーシ１１の短辺方向に切り込み２７が設けられている。
【００５２】
このため、シャーシ１１の長辺方向において放熱板１５に力が加われば、固定ボルト２８を取り付けた部分の周辺における放熱板１５の一部が弾性変形する。これによって、放熱板１５は、シャーシ１１に支持されつつ、シャーシ１１の長辺方向において弾性的な動きをすることが可能になる。
【００５３】
なお、切り込み２７の形状は図４に示す形状に限定されない。すなわち、シャーシ１１の長辺方向における放熱板１５の弾性的な動きを可能にする形状であれば任意に設定可能である。また、放熱板１５は、アルミニウム合金等、柔らか過ぎず、ある程度の弾性を有する材料から成ることが好ましい。
【００５４】
以上の構成によれば、液晶表示装置１ａの使用温度が変化した場合、導光体１２の長辺方向の伸縮量はシャーシ１１の伸縮量よりも大きくなる。この伸縮量の差分により生じるシャーシ１１の長辺方向の力は、リフレクタ１６、ＬＥＤ基板１３、およびフレーム１４、ならびにフレーム１４に固定された放熱板１５とを一体的にシャーシ１１の長辺方向に移動させる。この際、シャーシ１１の長辺方向の力と釣り合うように、放熱板１５における固定ボルト２８の取り付け部分周辺が弾性変形する。
【００５５】
したがって、本実施形態に係る液晶表示装置１ａは、ＬＥＤチップの熱を外部に効率よく放熱可能な構成であると共に、その使用温度に関わらず、導光体１２の端面とＬＥＤチップとの距離が変わらないために、常に最適な入射光を維持することができる。さらに、液晶表示装置１ａでは、シャーシ１１内に板バネ１７を収容するスペースが不要となるため、バックライトモジュール２の小型化が可能である。
【００５６】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても、本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、液晶表示装置や液晶ＴＶに使用されるサイドライト型のバックライトモジュールとして好適に利用できる。
【符号の説明】
【００５８】
１、１ａ  液晶表示装置
２、２ａ  バックライトモジュール
３  液晶パネルモジュール
１１  シャーシ
１２  導光体
１３  ＬＥＤ基板
１４  フレーム
１５  放熱板（付勢手段）
１６  リフレクタ
１７  板バネ（付勢手段）
１８  防塵シール（防塵部材）
１９  ガイドローラ
２０  支持クリップ
２１  反射シート
２２  スペーサ
２３  光学シート群
２４  長穴
２５  貫通穴
２６  突起部
２７  切り込み
２８  固定ボルト（接続部）
【図１】
2011253769.tif 000003
【図２】
2011253769.tif 000004
【図３】
2011253769.tif 000005
【図４】
2011253769.tif 000006