JP4734564B2 - バックライトモジュールと液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、バックライトモジュールに関する。特に、エッジライト型のバックライトモジュールに関する。

バックライトモジュールは、液晶パネルを照明するための光源であり、液晶表示装置の重要な構成要素である。バックライトモジュールが液晶パネルを均一に照明することによって、液晶パネル上に均一な明るさの画像が正常に表示される。

図１に、従来の液晶表示装置のバックライトモジュールの断面図を例示する。この従来の液晶表示装置のバックライトモジュール１００は、エッジライト型のバックライトモジュールである。バックライトモジュール１００は、後部カバー１０２と、反射シート１１０と、光源である冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）１１４と、ランプ反射部材１１２と、導光板１０８等を備えている。後部カバー１０２は、主に、底板１０４と、底板１０４の周囲に設けられている側壁１０６から構成されている。側壁１０６の縁端と底板１０４の縁端は、略９０度の角度をなして接続されている。反射シート１１０は、後部カバー１０２の上面に設けられている。冷陰極蛍光ランプ１１４は、後部カバー１０２の内部に設けられており、後部カバー１０２の側壁１０６の近傍に配置されている。ランプ反射部材１１２は、冷陰極蛍光ランプ１１４と後部カバー１０２の側壁１０６との間に位置している。ランプ反射部材１１２は、断面形状がＵ字形状をしており、その底面部が側壁１０６の近傍に位置し、底部から伸びる２つの側面部が冷陰極蛍光ランプ１１４の上下に位置している。導光板１０８は、後部カバー１０２の内部に設けられている。導光板１０８の周囲には、冷陰極蛍光ランプ１１４が位置しており、導光板１０８の下方には、反射シート１１０が位置している。

冷陰極蛍光ランプ１１４が発した光は、導光板１０８を伝播して、液晶パネル等へ誘導される。反射シート１１０およびランプ反射部材１１２は、光の使用効率を高めるために、冷陰極蛍光ランプ１１４によって放出された光を導光板１０８へと反射する。導光板１０８の上方には、液晶パネルをより均一に照明するために、拡散板１１６が配置されている。また、拡散板１１６上に、集光特性を備えるプリズムシート（図示せず）を設けることもできる。プリズムシートは、光の照射方向を液晶パネル方向へと調節する。枠部材（mode frame）１１８は、ランプ反射部材１１２の上方側面や、導光板１０８の一部や、拡散板１１６の一部を被っている。

エッジライト型のバックライトモジュールは、反射シートやランプ反射部材を必要とすることから、製造コストが高くなるという問題がある。特に、ランプ反射部材は高価であり、バックライトモジュールのコストの約７％を占めることもある。エッジライト型のバックライトモジュールの製造コストを低減するための技術が必要とされている。
本発明は、従来のランプ反射部材を必要としないバックライトモジュールを提供することによって、エッジライト型のバックライトモジュールの製造コストを低減することを目的とする。

本発明によって具現化されるバックライトモジュールは、底板と側壁を備えている後部カバーと、側壁の反底板側の縁端部に設けられている枠部材を備えている。後部カバーの底板の上面および側壁の内面には反射層が形成されている。枠部材は、光反射性を備える材料で形成されている。このバックライトモジュールでは、後部カバーの側壁の内面および底板の上面と枠部材の下面によって、後部カバーの側壁の内側近傍領域を取り囲む略コ字状の光反射面が形成されている。
このバックライトモジュールでは、後部カバーの内側表面に設けられている反射層や、光反射性を備える枠部材が、ランプ反射部材と同様に光源ランプの光を反射する。それにより、従来のバックライトモジュールが必要としているランプ反射部材が不要となる。

後部カバーは、高い熱伝導率を備える材料で形成されていることが好ましく、例えば金属材料で形成されていることが好ましい。
それにより、バックライトモジュールで発生した熱が、効率的に放熱されることとなり、バックライトモジュールの過熱が防止される。

反射層は、後部カバーの内側表面に白色系の光を反射する塗料を塗布した反射塗料層であることが好ましい。あるいは、反射層は、後部カバーの内側に光を反射する反射シート材を配置した反射シート層であることが好ましい。反射層の材料は、耐黄変性および耐熱性を備えることが好ましい。

反射シート材を用いて反射層を形成する場合、後部カバーの底板には上方に突出する少なくとも１つの爪部を形成し、反射層には爪部が挿入される少なくとも１つの開口部を形成することが好ましい。それにより、反射シート材を後部カバーの底板に固定することができる。
導光板の少なくとも１つの隅角部には、例えば三角形状の切除部が形成されており、前記後部カバーの底板の少なくとも１つの隅角部には、導光板の切除部が位置する場所に爪部が形成されていることが好ましい。それにより、導光板が後部カバー内に誤った向きで配設されることを防止することができる。

爪部は、後部カバーの底板にパンチング加工を施し、底板の一部を上方（内側）に折り曲げることよって形成することが好ましい。この場合、底板には、爪部に対応する位置と大きさで、開口部を形成することができる。形成された開口部の位置に対応して、冷陰極蛍光ランプの電極を配置することによって、電極の放熱を促進することができる。

このバックライトモジュールでは、ランプ反射部材を備える必要がないことから、光源ランプの接続線群は、枠部材の外面（上面）に配線することが好ましい。この場合、枠部材には、接続線群を外部へと配線するための開口部を形成しておくことが好ましい。

本発明の目的、特徴、利点をさらに明瞭にするために、本発明を実施する好適な実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態では、後部カバーの内側表面に反射層を形成することによって、ランプ反射部材を不要としたバックライトモジュールについて説明する。このバックライトモジュールは、液晶表示装置の光源に用いることができる。

液晶表示装置は、一般に、液晶パネルと、バックライトモジュールと、フレームを備えている。液晶パネルは、バックライトモジュール上に配置される。フレームは、液晶パネルとバックライトモジュールを固定している。バックライトモジュールとフレームを組立てた後に、液晶パネルをバックライトモジュールとフレームの間に配置することによって、液晶表示装置の基本構造が完成する。

図２は、本発明の好ましい実施形態であるバックライトモジュールの断面図を例示している。バックライトモジュール２００は、液晶表示装置の重要な構成要素である。バックライトモジュール２００は、主に、後部カバー２０２と、導光板２０８と、少なくとも１つの冷陰極蛍光ランプ２１２と、拡散板２１４と、枠部材２１６等を備えている。
後部カバー２０２は、金属等のように熱伝導率が高い材料から形成することが好ましい。例えば、後部カバー２０２の材料には、亜鉛めっき鋼板や、ステンレス鋼板や、アルミニウム板等を用いることが好ましい。後部カバー２０２は、主に、底板２０４と側壁２０６から構成されている。
図２に示すように、側壁２０６の一方の縁端部は底板２０４の縁端部と接続しており、側壁２０６の他方の縁端は後部カバー２０２の開口を形成している。後部カバー２０２の底板２０４の上面および側壁２０６の内面は共に、反射層２１０によって被覆されている。図２に示すように、反射層２１０は、底板２０４の上面および側壁２０６の内面に、白色系の反射塗料を塗布して形成することができる。この白色系の反射塗料は、耐黄変性および耐熱性を有することが好ましい。
また反射層２１０は、図３に示すように、底板２０４の上面および側壁２０６の内面に、白色系の反射シート材を貼付することによって形成することもできる。この白色系の反射シート材は、耐黄変性および耐熱性を有することが好ましい。

図４〜図７に示すように、反射層２１０を白色系の反射シート材を用いて形成する場合、後部カバー２０２の底板２０４に、底板２０４の上面から突出する位置決め用の爪部２３０（図４に図示されている）を形成するとよい。爪部２３０は、例えば後部カバー２０２の底板２０４に、下方（外側）からパンチング加工を施し、底板２０４の一部を上方（内側）に折り曲げることによって形成することができる。そして、反射層２１０（反射シート材）には、爪部２３０に対応する位置に、爪部２３０よりも僅かに大きい開口（図示せず）を形成しておく。それにより、シート材である反射層２１０を後部カバー２０２の内部に配設する時に、底板２０４の爪部２３０を反射層２１０の開口に挿入することによって、シート材である反射層２１０の位置を底板２０４に対して固定することができる。シート材である反射層２１０の滑りに起因するずれを防止することができる。また、図４に示すように、後部カバー２０２の側壁２０６には、複数の位置決め用の突起部２２０を形成するとよい。突起部２２０は、例えば後部カバー２０２の側壁２０６に、外側から内側へ向けてパンチング加工を施すことによって形成することができる。側壁２０６にパンチング加工を施し、側壁２０６に貫通孔２１８を形成すると、貫通孔２１８の周囲に貫通孔２１８の径方向外側に拡径する突起部２２０を、側壁２０６の内面に形成することができる。そして、反射層２１０（反射シート材）には、突起部２２０に対応する位置に、突起部２２０よりも僅かに小さい開口部２３８を形成しておく。それにより、シート材である反射層２１０を後部カバー２０２の内部に配設する時に、側壁２０６の突起部２２０を反射層２１０の開口に挿入することによって、シート材である反射層２１０の位置を側壁２０６に対して固定することができる。

底板２０４には、位置決め用の爪部２３０を複数設けることができる。この場合、爪部２３０の少なくとも一部は、底板２０４の少なくとも１つの隅角部に設けることが好ましく、２つの対向する隅角部に設けることがより好ましい。図４に示すように、底板２０４の隅角部に爪部２３０を設ける場合、爪部２３０はアーチ形状の曲面部２２８を備えていることが好ましい。アーチ形状の曲面部２２８は、一つの爪部２３０に形成してもよいし、直交する２つの爪部２３０を曲面で接続して形成してもよい。
図４〜７に示すように、底板２０４にパンチング加工を施して、底板２０４の上面（内面）から突出する位置決め用の爪部２３０を形成すると、底板２０４には爪部２３０の位置に対応して開口部２３２が形成される。開口部２３２の大きさは、爪部２３０の大きさに略等しい。

導光板２０８には、位置決め用の爪部２３０が設けられている底板２０４の隅角部に対応する隅角部に、例えば三角形状に切除された切除部２２６を形成しておくことが好ましい。それにより、導光板２０８を後部カバー２０２の内部に配設する時に、曲面部２２８を備える爪部２３０が設けられている底板２０４の隅角部に対して、切除部２２６が設けられている導光板２０８の隅角部を、スムーズに配設することができる。一方において、導光板２０８を誤った向きで配設しようとすると、切除部２２６が設けられていない導光板２０８の略直角の隅角部が、爪部２３０の曲面部２２８と干渉することとなるので、導光板２０８が誤った向きで配設されることを防止することができる。即ち、導光板２０８に切除部２２６を設けるとともに、導光板２０８を後部カバー２０２に配設したときに切除部２２６が位置する場所に爪部２３０（曲面部２２８）を設けることによって、導光板２０８が誤った向きで配設されることを未然に防止することができる。

冷陰極蛍光ランプ２１２は、後部カバー２０２の側壁２０６の内面に沿って、後部カバー２０２の内部空間を包囲するように設けられる。冷陰極蛍光ランプ２１２は、導光板２０８の側面と、側壁２０６に設けられている反射層２１０との間に配置される。冷陰極蛍光ランプ２１２は、一つだけ設けてもよいし、複数を設けてもよい。冷陰極蛍光ランプ２１２は、直線形のランプを用いることもできるし、屈曲形のランプを用いることもできる。
図４に示すように、冷陰極蛍光ランプ２１２は、正負の極性を備える電極２２２、２２４に接続されている。冷陰極蛍光ランプ２１２と電極２２２、２２４は、冷陰極蛍光ランプ装置を構成している。電極２２２、２２４の位置は、後部カバー２０２の開口部２３２の位置に対応していることが好ましい。それにより、バックライトモジュール２００が動作している時に、電極２２２、２２４が発する熱が、開口部２３２から放熱されていくので、電極２２２、２２４の過熱を抑制することができる。冷陰極蛍光ランプ２１２が滑るのを防ぐために、バックライトモジュール２００には、冷陰極蛍光ランプ２１２を固定するための少なくとも１つのランプ支持部を設けることが好ましい。

拡散板２１４は、導光板２０８上に平担に配設されている。拡散板２１４には、後部カバー２０２の爪部２３０に対応する位置に、開口部を形成しておくことが好ましい。それにより、拡散板２１４の位置が導光板２０８上に固定されることとなり、拡散板２１４の滑りに起因する位置ずれを防止することができる。
枠部材２１６は、開口を形成している側壁２０６の反底板側の縁端部に取り付けられている。枠部材２１６は、後部カバー２０２の内側に向けて、底板２０４と略平行に延出しており、後部カバー２０２の側壁２０６および底板２０４とともにコ字形状をなしている。枠部材２１６は、導光板２０８と側壁２０６との間の空間や、冷陰極蛍光ランプ２１２の全体や、導光板２０８および拡散板２１４の周縁部を覆っている。枠部材２１６は、ポリカーボネート（ＰＣ）といった光反射性の高い材料から形成することが好ましい。

本実施形態の一つのバックライトモジュール（図２）では、後部カバー２０２の底板２０４の上面および側壁２０６の内面に反射層２１０を形成（塗布あるいは貼付）するとともに、高反射性の枠部材２１６を使用している。それにより、冷陰極蛍光ランプ２１２の周囲をコ字状に取り囲む光反射面が形成されている。従来から使用されてきたランプ反射部材が不要となり、バックライトモジュールのコストを約１１％〜１３％低減することができる。
本実施形態では、後部カバー２０２を高い熱伝導率を備える材料から形成するとともに、その後部カバー２０２上に反射層２１０を直接的に形成している。それにより、冷陰極蛍光ランプ２１２等が発した熱は、後部カバー２０２へと直接的に伝達し、外部へと放射される。バックライトモジュール２００の放熱効率が向上しており、バックライトモジュール２００の過熱が抑止される。

図５、図６に示すように、後部カバー２０２の底板２０４は、取付けが必要な装置に応じて、底板２０４の背面から突出する複数のボス２３４を備えている。後部カバー２０２の底板２０４の背面側には、ＡＤボード固定部位２４４や、インバータ固定部位２４６や、ヒンジ固定部位２４８が画定されており、ＡＤボードや、インバータや、ヒンジといった外部装置は、ボス２３４とねじといった複数の固定部材によって固定される。なお、底板２０４に結合されたボス２３４やねじでは、後部カバー２０２の内部空間に面する表面に、白色系の反射塗料等を塗布しておくことが好ましい。それにより、光が吸収されてしまうことや、光漏れ等を防ぐことができる。

図７に示すように、冷陰極蛍光ランプ装置２１２、２２２、２２４は、複数の接続線２３６を備えている。図２、図３、図７に示すように、接続線２３６群は枠部材２１６の上面に配線されており、枠部材２１６の上面には接続線２３６群を配線するための複数の溝が形成されている。この複数の溝は、例えば枠部材２１６を射出成形する際に同時に形成することができる。図７に示すように、枠部材２１６には、接続線２３６群の配線を容易にするために、接続線２３６群を外部へと導出するための少なくとも１つの開口部２４２が形成されている。

本実施形態のバックライトモジュールによると、バックライトモジュールの後部カバーの内部に反射シート材を設けることによって、従来のバックライトモジュールが必要とするランプ反射部材を不要にすることができ、バックライトモジュールのコストを低減することができる。反射シート材を用いる場合には、後部カバーの底板に複数の位置決め用の爪部を設けるとともに、反射シート材に対応する開口部を形成することによって、反射シートを後部カバーの底板に固定することができる。
また、本実施形態のバックライトモジュールによると、バックライトモジュールの後部カバーの内部に白色系の反射塗料層を形成することによって、従来のバックライトモジュールが必要とするランプ反射部材を不要にすることができ、バックライトモジュールのコストを低減することができる。このとき、例えば金属のように、高い熱伝導率を備える材料で後部カバーを形成し、後部カバーに直接的に反射塗料層を形成することによって、バックライトモジュールの放熱効率を著しく高めることができる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

従来の液晶表示装置のバックライトモジュールを例示する断面図。 本実施形態のバックライトモジュールの一例を示す断面図（反射塗料層）。 本実施形態のバックライトモジュールの他の例を示す断面図（反射シート層）。 本実施形態のバックライトモジュールの枠部材を除いた外観を示す立体図。 本実施形態のバックライトモジュールの底板側の外観を示す立体図。 本実施形態のバックライトモジュールの底板の下面の構成を示す平面図。 本実施形態のバックライトモジュールの接続線群の配線例を示す図。

符号の説明

１００：バックライトモジュール
１０２：後部カバー
１０４：底板
１０６：側壁
１０８：導光板
１１０：反射シート材
１１２：ランプ反射部材
１１４：冷陰極蛍光ランプ
１１６：拡散板
２００：バックライトモジュール
２０２：後部カバー
２０４：底板
２０６：側壁
２０８：導光板
２１０：反射層
２１２：冷陰極蛍光ランプ
２１４：拡散板
２１６：枠部材
２１８：貫通孔
２２０：位置決め用の突起部
２２２：電極
２２６：切除部
２２８：曲面部
２３０：爪部
２３２：開口
２３４：ボス
２３６：接続線
２３８：反射シート材の開口部
２４２：枠部材の開口部
２４４：ＡＤボード固定部位
２４６：インバータ固定部位
２４８：ヒンジ固定部位

Claims (17)

1. 底板と側壁を備えている後部カバーと、
   前記底板の上面および前記側壁の内面に形成されている反射層と、
   前記側壁の反底板側の縁端部に設けられているとともに、光反射性を備える材料で形成された枠部材と、
   前記後部カバーの側壁の内面に沿って配置されているとともに、少なくとも２つの電極を備える冷陰極蛍光ランプ装置を備え、
   前記後部カバーの底板には複数の開口部が形成されており、
   前記冷陰極蛍光ランプ装置の電極の少なくとも一部は、前記底板に形成された開口部の位置に配置されており、前記電極の発する熱が前記開口部から放熱されることを特徴とするバックライトモジュール。
2. 前記後部カバーは、高い熱伝導率を備える材料で形成されていることを特徴とする請求項１のバックライトモジュール。
3. 前記後部カバーは、金属材料で形成されていることを特徴とする請求項１又は２のバックライトモジュール。
4. 前記後部カバーは、亜鉛めっき鋼板とステンレス鋼板とアルミニウム板のうちの少なくとも１つを用いて形成されていることを特徴とする請求項３のバックライトモジュール。
5. 前記底板の反射層上に配置されている導光板が付加されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかのバックライトモジュール。
6. 前記反射層の少なくとも一部は、後部カバーに塗布された白色系の反射塗料層であることを特徴とする請求項１から５のいずれかのバックライトモジュール。
7. 前記反射層の少なくとも一部は、白色系の反射シート材であることを特徴とする請求項１から５のいずれかのバックライトモジュール。
8. 前記後部カバーの底板には、底板の上面から突出する少なくとも１つの爪部が形成されており、
   前記反射層には、前記爪部が挿入されている少なくとも１つの開口部が形成されていることを特徴とする請求項７のバックライトモジュール。
9. 前記導光板上に配置されている拡散板が付加されており、
   前記拡散板には、前記爪部が挿入されている少なくとも１つの開口部が形成されていることを特徴とする請求項８のバックライトモジュール。
10. 前記導光板の少なくとも１つの隅角部には、角部を切除した切除部が形成されており、
    前記後部カバーの底板の少なくとも１つの隅角部には、導光板の切除部が位置する場所に爪部が形成されていることを特徴とする請求項８又は９のバックライトモジュール。
11. 前記複数の開口部の少なくとも１つは、前記少なくとも１つの爪部に対応する位置および大きさで形成されていることを特徴とする請求項８から１０のいずれかのバックライトモジュール。
12. 前記後部カバーの側壁の内面には少なくとも１つの突起部が形成されており、
    前記反射層には、前記突起部が挿入されている少なくとも１つの開口部が形成されていることを特徴とする請求項７から１１のいずれかのバックライトモジュール。
13. 前記冷陰極蛍光ランプ装置は、前記後部カバーの内部空間を囲繞している屈曲形の冷陰極蛍光ランプを備えていることを特徴とする請求項１から１２のいずれかのバックライトモジュール。
14. 前記反射層は、耐黄変性および耐熱性を備えることを特徴とする請求項１から１３のいずれかのバックライトモジュール。
15. 前記後部カバーの下面に複数のボスが設けられており、
    前記後部カバーの内部空間側に面しているボスの表面が白色系の反射層で被覆されていることを特徴とする請求項１から１４のいずれかのバックライトモジュール。
16. ＡＤボードとインバータとヒンジの少なくとも１つを含む外部装置が、前記後部カバーのボスに対して固定されていることを特徴とする請求項１５のバックライトモジュール。
17. 請求項１から１６のいずれかのバックライトモジュールと、
    バックライトモジュール上に配置されている液晶パネルと、
    バックライトモジュールと液晶パネルを固定しているフレームと、
    を備える液晶表示装置。

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