JP4306289B2

JP4306289B2 - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP4306289B2
Application number: JP2003072974A
Authority: JP
Inventors: 泰二中川; 淳也美田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-03-18
Filing date: 2003-03-18
Publication date: 2009-07-29
Anticipated expiration: 2023-03-18
Also published as: JP2004279864A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透過型、つまりバックライトを有した液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置にはバックライトをもつ透過型とバックライトをもたずに自然光や室内灯などの反射光を用いる反射型とがある。ここで、透過型のバックライトには直下方式やサイドライト方式等がある。大画面の液晶表示装置は主に直下方式が採用されている。直下方式バックライトは液晶パネルの真下に冷陰極管ランプを複数本並べて面光源化するものである。
【０００３】
一方、サイドライト方式バックライトは、ランプとリフレクタを有するランプホルダからなる集光部と光を導く導光部とから構成されている。集光部は点灯したランプの照射光を効率良く一側面に出力するものである。また、導光部は集光部からの光を導光板の中へ全反射させながら進行させて平面光源にし、また、一部の光を導光板の裏面にある白色ドットパターンによって散乱させて平面光源として表面に取り出すものである。
【０００４】
これらのバックライトと液晶表示器との間には、広い角度で発せられるバックライトの光を一定の角度範囲に揃え、バックライトの輝度を向上させるためのプリズムシートなどの光学シートと、上記導光板からの光を拡散する拡散シートなどが設けられる。
【０００５】
これらシート類は、バックライトの熱によって膨張し、撓みが生じるため、それを防止する様々な方法が提案されている。
【０００６】
例えば、特許文献１には、筐体の側壁に横穴を形成し、該横穴に光学シートの突起部を差し込むようにすることで、バックライト使用時の光学シートの撓みを防止する液晶表示装置が開示されている。
【０００７】
また例えば、特許文献２には、各光学シートの長手方向に長孔を形成し、該長孔をフレームに形成した位置決め突起に係合することで、熱的ストレスによる光学シートの撓み、位置ずれ等を防止する液晶表示装置が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−１９５１２号公報
【特許文献２】
特開２００１−９１９４７号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１において横穴は光学シートの一方の対辺にしか形成されておらず、また特許文献２において長孔は光学シートの一辺にしか形成されていないので、横穴や長孔の幅方向の膨張時には、設置状態で横穴や長孔の上側に位置するシート部分で自重に負けて撓みが生じるおそれがある。
【００１０】
また、特許文献１や特許文献２では液晶表示装置の設置方向が横置きの場合しか想定されていないため、縦置きで使用すると撓みが生じるおそれがある。
【００１１】
本発明は、上記の問題点に鑑み、装置が縦置き、横置きの何れの場合でもシート類に撓みが生じず、表示不良を低減した液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、光源を収納するバックライトユニットと、バックライトユニットの前面に配置される透光性の補強板と、補強板の前面に配置される略矩形状の透光性のシートと、シートの前面に配置される液晶パネルとを備え、シートには隣り合った２辺にそれぞれ複数の孔を形成し、バックライトユニットには孔に挿入される複数の突起を形成し、複数の孔は、少なくとも１辺に、突起と嵌合する大きさの孔と突起と遊嵌する大きさの孔を有し、突起と遊嵌する孔の大きさは突起と嵌合する孔から離れるにしたがって大きくなることを特徴とするものである。
【００１３】
このように、シートの２辺に孔を設けているので、装置が縦置き、横置きの何れの場合でもシートに撓みが生じず、表示不良を低減することができる。
【００１４】
また上記の液晶表示装置において、孔と突起の何れか一対が嵌合することが望ましい。さらに突起が遊嵌する孔の大きさが、突起と嵌合する孔から離れるにしたがって大きくなるようにすることができる。
【００１５】
これにより、バックライトの消灯時にはシートの周囲が等間隔の空間となるようにシートの位置決めができ、膨張時のスペースを確保することができる。
【００１６】
また上記の液晶表示装置において、孔は、その形成されたシートの辺に平行な１辺を有する正三角形とすることができる。
【００１７】
これにより、液晶表示装置を縦置き、横置きの何れの方向に設置した場合でも、シートは熱膨張時に長辺、短辺の両方向へストレスなく伸長することができる。
【００１８】
また上記の液晶表示装置において、シートの孔が形成された何れかの辺が上になるように設置されることが望ましい。
【００１９】
これにより、シートが吊り下げられた状態となり、膨張時に自重で撓むことがなくなる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。本発明は透過型の液晶表示装置に適用できるが、本実施形態では直下方式バックライトを有する液晶表示装置を例に説明する。
【００２１】
図１は液晶表示装置の平面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線断面図、図４はシート類の平面図、図５は図４の要部拡大図、図６は孔の他の形状を説明する図である。
【００２２】
図１では筐体を省略している。図１に示すように、液晶表示装置１０の前枠１１は略矩形状の額縁状であって、液晶画面の大きさに開口部１２が形成されている。そして、前枠１１は、額縁の外端部を背面側に折り曲げた形状、つまり断面がＬ字状に成形されている（図２及び図３参照）。なお、前枠１１は金属成形や樹脂成形により一体成形することができる。
【００２３】
また、前枠１１には複数の貫通穴が形成されている。前面には後述するバックライトユニットと固定するためのネジを通す貫通穴１１ａ（図１では１２個）が形成され、側面には後述する筐体と固定するためのネジを通す貫通穴（不図示）が形成されている。なお、貫通穴の形状は特に限定はなく、例えば円形、長軸円形等とすることができる。
【００２４】
前枠１１はバックライトユニットに固定されるが、その際、前枠１１に対向してバックライトユニットの底部となる裏板２０が設けられる。裏板２０は端部を曲げて、前枠１１と一部重なるように側面部２０ａが形成されている（図２参照）。また、裏板２０には後述する側面枠２２のネジ穴に重なる部分に貫通穴（不図示）が形成されている。なお、裏板２０は金属成形や樹脂成形により一体成形することができる。
【００２５】
図１のＡ−Ａ線断面における液晶表示装置１０の構成が図２に示される。液晶表示装置１０は、液晶モジュール３０と、それを支持する筐体４０とを備えている。液晶モジュール３０は、バックライトユニット２１の前面に液晶表示器５０、前枠１１の順に配置し、液晶表示器５０がバックライトユニット２１と前枠１１とに狭持されている。
【００２６】
バックライトユニット２１は、側面を形成する額縁状の側面枠２２と、側面枠２２の液晶表示器５０と反対側の開口部を覆う脱着可能な裏板２０と、側面枠２２の液晶表示器５０側の開口部を覆う透光性の補強板２３と、側面枠２２の液晶表示器５０側に設け、側面枠２２との間で補強板２３を狭持し、前枠１１との間で液晶表示器５０を狭持する上面枠２４と、側面枠２２に取り付けられたランプ２５とを備えている。
【００２７】
なお、裏板２０及び側面枠２２のランプ２５側には反射板（不図示）等を設け、光を有効に利用することが望ましい。
【００２８】
側面枠２２の前面側には円柱状の突起２２ａ〜２２ｆが形成され、液晶表示器５０のシート類５０ｂの孔５０ｃ〜５０ｈと上面枠２４の貫通穴２４ａがはめ込まれる。また側面枠２２の前面側には、前枠１１の貫通穴１１ａに重なる部分にネジ穴（不図示）を形成し、側面枠２２の背面側には、裏板２０の貫通穴（不図示）に重なる部分にネジ穴（不図示）を形成する。そして、側面枠２２と裏板２０とがネジ止めされる。なお、裏板２０の固定手段はネジに限定されることはなく、例えば、はめ込み式にしてもよい。
【００２９】
上面枠２４は側面枠２２の前面及び側面の一部を覆うような略Ｌ字状の額縁枠である。上面枠２４には、前枠１１の貫通穴（不図示）及び側面枠２２のネジ穴（不図示）に重なる部分に貫通穴（不図示）を形成する。そして、前枠１１と上面枠２４と側面枠２２とがネジ止めされる。
【００３０】
なお、側面枠２２と上面枠２４とは金属成形や樹脂成形により一体成形することができる。
【００３１】
補強板２３は、液晶表示器５０の撓みを防止する支持体であり、板厚が２〜３ｍｍ程度でアクリルやポリカーボネート等の透光性樹脂からなる。なお、補強板２３に表面加工して光拡散機能を付加することもできる。
【００３２】
ランプ２５は、側面枠２２に取り付けられたランプ支持体２７（図３参照）と、ランプ２５の外周にはめ込まれたＯリング２６とで支持される。ランプ２５には、例えば冷陰極管（蛍光）ランプを用いることができる。なお、ランプ支持体２７及びＯリング２６は、ランプ２５の破損を防ぐためゴム等の弾性体を用いることが好ましい。ランプ２５からのリード線２５ａはランプ支持体２７及び側面枠２２を貫通し、裏板２０の背面側に導かれる。
【００３３】
筐体４０の側面には、前枠１１の側面の貫通穴と重なる部分に貫通穴（不図示）が形成されている。そして、筐体４０と前枠１１とをネジ止めする。前述のように前枠１１はバックライトユニット２１に固定されているので、即ち、液晶表示装置１０が一体となる。
【００３４】
液晶表示器５０は、２枚の透明電極付きガラス基板の間に液晶を封入し、ガラス基板の前背面に偏光板を貼付した液晶パネル５０ａと、液晶パネル５０ａの背面に配置され、光拡散シートや集光性シート等を積層したシート類５０ｂとから構成される。シート類５０ｂには透光性の良い樹脂を用いることができ、例えば、ＰＥＴを用いることができる。
【００３５】
図４に示すように、シート類５０ｂは略矩形状であり、隣り合った２辺に孔５０ｃ〜５０ｈを有している。ここではシート類５０ｂの長辺に４つの孔５０ｅ〜５０ｈを、短辺に２つの孔５０ｃ、５０ｄを形成している。液晶表示装置１０を横置きする場合に、孔５０ｅ〜５０ｈが上になるように配置し、縦置きする場合に孔５０ｃ、５０ｄが上になるように配置する。これら孔５０ｃ〜５０ｈはシート類５０ｂの突出部５０ｉ〜５０ｎに形成される。図５の拡大図に示すように、孔５０ｆは円形状の孔であり、孔５０ｃ、５０ｄは略矩形状の孔とでき、孔５０ｅ、５０ｇ、５０ｈは長辺方向に沿った長孔とすることができる。そして孔、５０ｆは突起２２ｄと嵌合し、孔５０ｃ〜５０ｅ及び５０ｇ〜５０ｈは前述した側面枠２２の突起２２ａ〜２２ｃ及び２２ｅ〜２２ｆと遊嵌する。これは孔５０ｆがシール類５０ｂの位置決めの基準となり、シート類５０ｂが膨張したときには孔５０ｆと側面枠２２との位置関係が固定された状態でシート類５０ｂが各方向に伸びるため、各孔５０ｃ、５０ｄ、５０ｅ、５０ｇ、５０ｈの形状や大きさはシート類５０ｂが撓まないように孔５０ｆとの位置に対応して設計されている。
【００３６】
このように、突起２２ｄに嵌合する孔５０ｆにより、バックライトの消灯時にはシートの周囲が等間隔の空間となるようにシートの位置決めができ、膨張時のスペースを確保することができる。また突起２２ａ〜２２ｃ及び２２ｅ〜２２ｆに遊嵌する孔５０ｃ〜５０ｅ及び５０ｇ〜５０ｈにより、液晶表示装置１０が縦置き、横置きの何れの場合でも、バックライトの熱でシート類５０ｂが熱膨張して撓むことがない。従って、表示状態を良好に保つことができる。
【００３７】
これら孔の大きさは材料の熱膨張を考慮して設計される。即ち、シート類５０ｂの膨張する割合が大きければ孔も大きくして遊びを大きくする必要がある。以下に孔５０ｃ〜５０ｅ及び５０ｇ〜５０ｈの最適な大きさの算出例を示す。
【００３８】
例えば、シート類５０ｂの線膨張係数α（Ｘ方向：α_X、Ｙ方向：α_Y）がα_X＝２．６５×１０^-5、α_Y＝１．９５×１０^-5であり、長辺ＸがＸ＝８７０（ｍｍ）、短辺ＹがＹ＝５５０（ｍｍ）、バックライト使用時のシート類５０ｂの周辺温度の上昇ΔＴがΔＴ＝８０（Ｋ）とする。
【００３９】
突起２２ｄと孔５０ｆが嵌合するため基準となり、突起２２ｄから突起２２ａ、２２ｂまでのＸ方向の長さＸ１をＸ１＝３８２（ｍｍ）、突起２２ｄから突起２２ｆまでの長さＸ２がＸ２＝３８５（ｍｍ）、突起２２ｄから突起２２ｅまでの長さＸ３がＸ３＝１３５（ｍｍ）、突起２２ｄから突起２２ｃまでの長さＸ４がＸ４＝２５０（ｍｍ）、突起２２ｄから突起２２ｂまでのＹ方向の長さＹ１がＹ１＝１８５（ｍｍ）、突起２２ｄから突起２２ａまでのＹ方向の長さＹ２がＹ２＝３７５（ｍｍ）とする。
【００４０】
そして各孔に遊びとして最低限必要な大きさは、シートの線膨張係数、突起２２ｄからの距離、バックライト使用時の温度上昇に比例する。孔５０ｃ、５０ｄのＸ方向の遊びをｆ（Ｘ１）、孔５０ｈのＸ方向の遊びをｆ（Ｘ２）、孔５０ｃのＹ方向の遊びをｆ（Ｙ２）として、次の計算式を用いて算出する。
【００４１】
ｆ（Ｘ１）＝ｎ（αＸ・ΔＴ・Ｘ１）≒４．９（ｍｍ）
ｆ（Ｘ２）＝ｎ（αＸ・ΔＴ・Ｘ２）≒４．９（ｍｍ）
ｆ（Ｙ２）＝ｎ（αＸ・ΔＴ・Ｙ２）≒３．６（ｍｍ）
ここで係数ｎはｎ＝６とした。ｆ（Ｘ１）、ｆ（Ｘ２）、ｆ（Ｙ２）は、それぞれ突起２２ｄ側に必要とされる遊びである。したがって、例えば孔５０ｈの場合、突起２２ｆの突起２２ｄ側に約４．９（ｍｍ）の遊びが必要ということになり、孔５０ｈの大きさはそれ以上の大きさに設計する。なお、孔５０ｄにはＹ方向に約１．８（ｍｍ）、５０ｅ、５０ｇにはＸ方向に３．２（ｍｍ）、１．８（ｍｍ）の遊びが突起２２ｄ側に必要となり、各孔の大きさは少なくとも各遊び以上の大きさで設定される。また、孔５０ｄは孔５０ｃより突起２２ｄ側に位置するため、孔５０ｄを孔５０ｃと同等の大きさにしてもよい。同様に、孔５０ｅ、５０ｇを孔５０ｈと同等の大きさにしてもよい。
【００４２】
また、位置決め用以外の孔５０ｃ〜５０ｅ及び５０ｇ〜５０ｈの形状としては、図６に示すように正三角形としてもよい。例えば、一辺が６ｍｍの正三角形とし、突起２２ａ〜２２ｆの径は３ｍｍとすることができる。ここで、シート類５０ｂの長辺上に形成される孔５０ｅ、５０ｇ、５０ｆは一辺が長辺に平行になるように配置する。一方、シート類５０ｂの短辺上に形成される孔５０ｃ、５０ｄは一辺が短辺に平行になるように配置する。
【００４３】
このように、孔５０ｃ〜５０ｅ及び５０ｇ〜５０ｈを正三角形とすることにより、液晶表示装置１０を縦置き、横置きの何れの方向に設置した場合でも、シート類５０ｂは熱膨張時に長辺、短辺の両方向へストレスなく伸長することができる。なお、孔は形成されるシート類５０ｂの辺に平行な辺を有する形状であれば特に限定はなく、例えば三角形、その他の多角形とすることができる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、シートの隣り合った２辺にそれぞれ複数の孔を形成し、バックライトユニットに孔に遊嵌する突起を形成したことにより、装置が縦置き、横置きの何れの場合でもシートに撓みが生じず、表示不良を低減することができる。また液晶表示装置を縦置き、横置きの何れの方向に設置した場合でも、シートは熱膨張時に長辺、短辺の両方向へストレスなく伸長することができ、バックライトの消灯時にはシートの周囲が等間隔の空間となるようにシートの位置決めができ、膨張時のスペースを確保することができる。さらに、膨張時に自重で撓むことがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶表示装置の平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】本発明のシート類の平面図である。
【図５】図４の要部拡大図である。
【図６】本発明の孔の他の形状を説明する図である。
【符号の説明】
１０液晶表示装置
２１バックライトユニット
２２ａ〜２２ｆ
５０ｂシート類
５０ｃ〜５０ｈ孔

Claims

光源を収納するバックライトユニットと、前記バックライトユニットの前面に配置される透光性の補強板と、前記補強板の前面に配置される略矩形状の透光性のシートと、前記シートの前面に配置される液晶パネルとを備え、前記シートには隣り合った２辺にそれぞれ複数の孔を形成し、前記バックライトユニットには前記孔に挿入される複数の突起を形成し、複数の前記孔は、少なくとも１辺に、前記突起と嵌合する大きさの孔と前記突起と遊嵌する大きさの孔を有し、前記突起と遊嵌する孔の大きさは前記突起と嵌合する孔から離れるにしたがって大きくなることを特徴とする液晶表示装置。
前記孔は、その形成されたシートの辺に平行な１辺を有する正三角形であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
前記シートの前記孔が形成された何れかの辺が上になるように設置されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。