WO2016047674A1

WO2016047674A1 - 液晶表示装置

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Publication number: WO2016047674A1
Application number: PCT/JP2015/076897
Authority: WO
Inventors: 正行木原
Original assignee: シャープ株式会社
Priority date: 2014-09-26
Filing date: 2015-09-24
Publication date: 2016-03-31

Abstract

　光学シートを吊り下げて支持する突起の根元部の応力を緩和させると共に光学シートの摺動性を維持することができる液晶表示装置を提供する。液晶表示装置は、液晶パネルの背面側に配置される矩形状の光学シートと、該光学シートを吊り下げて支持する上側シャーシと、を備え、上側シャーシは、光学シートの縁部に形成された孔と係合するための突起（１１ａ）と、該突起（１１ａ）の周囲に形成された溝（２０）と、を有し、該溝（２０）は、突起（１１ａ）側の壁面（２１）が突起（１１ａ）の突出方向と反対方向に凹む曲面で形成され、外周縁部の壁面（２２）が、突起（１１ａ）の突出方向と略同じ方向に突出する曲面で形成されている。

Description

液晶表示装置

　本発明は、液晶表示装置に関し、特に、光学シートを吊り下げて保持する液晶表示装置に関する。

　液晶表示装置では、液晶表示パネルのバックライト光源からの光の均一性や効率向上を図るために複数枚のシートからなる光学シートを用いている。
　この光学シートを液晶表示装置内に設置するにあたり、接着などで位置を完全固定とすると、温度や湿度変化による膨張によって光学シートにしわが発生し、画質に悪影響を与えてしまう。そこで、光学シートは、液晶表示装置内に設置される際、完全固定されずに、変形しても画質に影響が出ない形態で設置される。

　この設置方法として、光学シートの上部に突出した領域を複数設け、その領域内に真円形状や楕円形状等の孔を開け、光学シートを支持する樹脂製の部品に設けられている突起を上記孔に通して、光学シートを吊り下げる方法を採ることが多い。

　図１２及び図１３は光学シートの吊り下げに用いる突起の従来例を示す断面図である。
　図１２及び図１３の光学シート１００は、複数のシート１０１～１０３から成り、孔１０４が設けられている。

　図１２の光学シート１００を支持する部品１１０には、光学シート１００の孔１０４に通される突起１１１が設けられている。
　光学シート１００を突起１１１に吊り下げて支持する場合、突起１１１の根元部１１２には大きな応力が発生し、振動などの外力が加わったときなどに破断する虞がある。

　図１２の突起１１１の根元部１１２が断面視直角に形成されているのに対し、図１３の光学シート１００を支持する部品１２０に設けられた突起１２１の根元部１２２は曲面で形成されている。
　突起１２１のように、根元部１２２を曲面で形成し、該曲面の曲率半径を大きくし／曲率を小さくすることで、突起１２１に光学シート１００を吊り下げて支持したときの応力が緩和し、外力が加わったときに破断しにくくなる。

　しかし、突起１２１の場合、以下のような問題がある。
　液晶表示装置の輸送中などのときに光学シート１００が突起１１１、１２１から外れることなどを防ぐ目的で、光学シート１００には孔１０４を塞ぐようにテープが貼られるが、このテープは孔１０４を通る突起１１１、１２１の先端にも貼られる必要がある。しかし、突起１２１の場合、根元部１２２を曲面とする分、光学シート１００が部品１２０の光学シート接触面１２３から浮くので、突起１２１の先端にもテープを貼られるようにするには、突起１２１の長さＬ２を、根元部１１２が直角である突起１１１の長さＬ１より長くする必要がある。

　光学シートが光学シート接触面から浮いたり、該光学シートを吊り下げるための突起が長くなったりすると、液晶表示装置の厚さへ大きく影響し、液晶表示装置の薄型化への需要が高い昨今では好ましくない。

　図１４は、光学シートの吊り下げに用いる突起の他の従来例を示す断面図である。
　図１４の光学シート１００を吊り下げるための突起１３１は、その根元部１３２の周囲に、滑らかな曲面から成る底面１３３ａを有する溝１３３が設けられることで、根元部１３２が曲面で形成されるようになっている。
　この構造により、液晶表示装置の厚さに影響を与えることなく、突起の根元部の応力緩和を図ることができる。

　特許文献１に開示の支軸は、図１４の突起１３１とは異なり、ギヤを回転自在に支持するものであるが、図１４の突起１３１と同様に、その根元部の周囲に、滑らかな曲面から成る底面を有する溝が設けられることで、根元部が曲面で形成されるようになっている。

特許第３９３１３４５号明細書

　しかし、図１４の突起１３１では、溝１３３の外周縁部１３３ｂは直角となっている。このように溝１３３の外周縁部１３３ｂが直角や鋭角となっている場合、光学シート１００と外周縁部１３３ｂの摩擦力が大きくなり、光学シート１００が膨張する時の滑らかな摺動を妨げる虞がある。摺動性の悪化は光学シート１００にしわが発生する原因の１つとなるので、出来る限り抑制する必要がある。

　本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたものであり、光学シートを吊り下げて支持する突起の根元部の応力を緩和させると共に光学シートの摺動性を維持することができる液晶表示装置を提供することをその目的とする。

　上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、液晶パネルの背面側に配置される矩形状の光学シートと、該光学シートを吊り下げて支持するシャーシと、を備え、前記シャーシは、前記光学シートの縁部に形成された孔と係合するための突起と、少なくとも該突起の上側の周囲に形成された溝と、を有し、該溝は、前記突起側の壁面及び外周縁部の壁面が、隣接する平面と鈍角を成す１または複数の平面で形成されていることを特徴としたものである。

　本発明の第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記隣接する平面と鈍角を成す複数の平面は曲面であることを特徴としたものである。

　本発明の第３の技術手段は、第２の技術手段において、前記溝の前記突起側の壁面に形成された前記曲面は、形成された場所に応じて異なる曲率を有することを特徴としたものである。

　本発明の液晶表示装置によれば、光学シートを吊り下げて支持する突起の根元部の応力を緩和させると共に光学シートの摺動性を保持することができる。

本発明の実施例１に係る液晶表示装置の外観の一例を示す斜視図である。図１の液晶表示装置の内部構造を示す分解図である。中間シャーシの一例を説明する斜視図である。図３の上側シャーシの突起が形成されている部分の拡大斜視図である。図４の上側シャーシの、上側の溝が設けられた部分の断面図である。図４の上側シャーシに光学シートが接触した状態における、上側の溝が設けられた部分の断面図である。本発明の実施例２及び３に係る液晶表示装置の上側シャーシを説明する図である。本発明の実施例４及び５に係る液晶表示装置の上側シャーシを説明する図である。本発明の実施例６に係る液晶表示装置の上側シャーシを説明する図である。本発明の実施例７に係る液晶表示装置の上側シャーシを説明する図である。本発明の実施例８に係る液晶表示装置の上側シャーシを説明する図である。光学シートの吊り下げに用いる突起の従来例を示す断面図である。光学シートの吊り下げに用いる突起の他の従来例を示す断面図である。光学シートの吊り下げに用いる突起の別の従来例を示す断面図である。

　以下、図面を参照しながら、本発明の液晶表示装置の好適な実施形態について説明する。なお、以下の発明において、異なる図面においても同じ符号を付した構成は同様のものであるとして、その説明を省略する。

（実施例１）
　図１は、本発明の実施例１に係る液晶表示装置の外観の一例を示す斜視図である。
　図の液晶表示装置１は、液晶表示パネル２と、前面キャビネット３と、背面キャビネット４と、スタンド５、を備える。

　液晶表示パネル２は、画像を表示する表示面を有するもので、ガラス基板間に液晶を狭持した構成であり、液晶を構成する液晶分子の配向状態が制御されることで、不図示のＬＥＤ（Light Emitting Diode）から導光板に入射され該導光板から出射された光の透過／遮断を制御する光シャッタとして機能する。

　前面キャビネット３は、液晶表示パネル２の表示面側すなわち正面側の縁部を覆うものである。図の例では、前面キャビネット３は１部品であるが、上下左右に４分割したフレーム構造としてもよい。上記フレーム構造にすることにより、前面キャビネットの金型製作費用を抑えることができる。前面キャビネット３は、デザイン性を高めるために、樹脂ではなく、例えば、アルミニウム合金などの金属製とされている。

　背面キャビネット４は、液晶表示パネル２の表示面側と反対側の背面側を覆うものであり、液晶表示装置１を支持するスタンド５が取り付けられている。背面キャビネット４は、例えば、樹脂製である。
　以下では、液晶表示パネル２の表示面側を前側、液晶表示装置１におけるスタンド５側を下側として説明する。

　図２は、図１の液晶表示装置１の内部構造を示す分解図であり、一部の部品の図示を省略している。
　図示するように、液晶表示パネル２の正面側には、前面キャビネット３が設けられ、背面側には、光学シート６、導光板７、反射シート８がこの順番で設けられている。

　光学シート６は、例えば、２枚のマイクロレンズシートと１枚の輝度向上シートで構成され、導光板７から出射された光の均一化や、正面方向の輝度を向上させるなどの機能を有する。導光板７は、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂、シクロオレフィン系樹脂等で形成され、バックライト光源から入射された光を内部で拡散して液晶表示パネル２に向けて出射する。反射シート８は、光源から出射した光のうち、導光板７に入射しない光を反射して導光板７に入射させるなどの機能を有する。

　導光板７及び反射シート８の背面側には、バックライトシャーシ９が設けられている。バックライトシャーシ９は、導光板７や反射シート８、ＬＥＤ光源を配置したＬＥＤ基板（図示せず）を保持する。

　また、液晶表示装置１は、前面キャビネット３と背面キャビネット４（図１参照）との間に、中間シャーシ１０が設けられている。中間シャーシ１０を４分割して、上側シャーシ１１、第１側方シャーシ１２、第２側方シャーシ１３、下側シャーシ１４としているが、特に分割数を限定するものではない。中間シャーシ１０は、樹脂材料から成り、例えば射出成形により形成される。

　この中間シャーシ１０は、光学シート６の周縁部と導光板７の周縁部との間に挿入され、光学シート６と導光板７との間に空気層を形成する。この空気層が、ＬＥＤ基板で発生した熱を遮断する断熱層として機能し、熱が光学シート６に伝わりにくくなっている。
　中間シャーシ１０は、前面キャビネット３との間に光学シート６及び液晶表示パネル２を狭持する。中間シャーシ１０に対して光学シート６がズレることがないように、以下のような構成されている。すなわち、光学シート６の上側周縁部に位置する複数のタブ６ａそれぞれに孔（図示せず）を設け、該孔に挿通される突起１１ａ、１１ｂ（図３参照）を、中間シャーシ１０の上側シャーシ１１に設け、光学シート６は、上記孔に突起１１ａ、１１ｂを挿通し係合させた状態で、上側シャーシ１１に吊り下げられて支持される。

　図３は、上側シャーシ１１の斜視図である。
　上側シャーシ１１の前側には、光学シート６を吊り下げて支持するための突起１１ａ、１１ｂが設けられている。突起１１ａ、１１ｂは前方に突出する形状を有し、また、等間隔で５つ設けられている。突起の数は５つに限られず、２つ以上あればよい。
　図の例では、中央と両端に設けられた突起１１ａは、これらの突起１１ａの間に設けられた突起１１ｂと形状が異なる。しかし、全ての突起１１ａ、１１ｂが同じ形状であってもよい。以下では、全ての突起１１ａ、１１ｂが同じ形状であるものとして説明する。

　図４は、図３の上側シャーシ１１の突起１１ａが形成されている部分の拡大斜視図である。
　上側シャーシ１１には、上述のように突起１１ａが形成されている他に、突起１１ａの外周を覆うように溝２０が形成されている。上側の溝２０の幅Ｘ１は、側方の溝２０の幅Ｘ２より広くなっている。この理由については後述する。
　なお、図では示されていないが、下側の溝２０の幅は上側の溝２０の幅Ｘ１と同じである。

　図５は、図４の上側シャーシ１１の溝２０の上側部分を示す断面図、図６は、上側シャーシ１１に光学シート６が接触した状態での同断面図である。
　図５に示すように、溝２０の突起１１ａ側の壁面２１は、突起１１ａの根元部Ｐ１に位置するとともに、突起１１ａの側面１１ｃに連続しており、また、突起１１ａの突出方向とは反対側の方向に凹む曲面で形成されている。
　そのため、突起１１ａの根元部Ｐ１には大きな応力が発生しないようになっている。

　さらに、溝２０の外周縁部Ｐ２の壁面２２は、光学シート６の後面と接触するシート接触面１１ｄに連続しており、また、突起１１ａの突出方向と略同じ方向に突出する曲面で形成されている。
　そのため、図６に示すような溝２０の外周縁部の壁面２２とシート接触面１１ｄの境界部分Ｐ３において、光学シート６に対する摩擦力は小さいので、シート接触面１１ｄ上の光学シート６の摺動性は良好である。したがって、光学シート６にしわが発生することがない。

　また、溝２０の外周縁部の壁面２２を上述のように曲面とすることで、突起１１ａの強度を向上させることができる。
　以下の条件のもとで、上側シャーシ１１の突起１１ａの高さと同じ厚さを有すると共に光学シート６と同素材の板状の部材を用いて、突起１１ａに対して上側から力が加えた場合に、突起１１ａに発生する応力であって突起１１ａに破損が生じない最大応力について、コンピュータシミュレーションを行った。

（突起１１ａ及び溝２０に係る条件）
・突起１１ａの幅Ｗ（図４参照）＝５．０ｍｍ
・突起１１ａの厚みＤ（図４参照）＝１．２６ｍｍ
・突起１１ａの高さＨ（突起１１ａの先端からシート接触面１１ｄまでの距離。図５参照）＝１．２ｍｍ
・溝２０の突起１１ａ側の壁面２１及び壁面２１から外周縁部の壁面２２に至るまでの壁面の曲率半径＝０．１ｍｍ
・溝２０の外周縁部の壁面２２の曲率半径＝０．１ｍｍ
・上側シャーシ１１の縦弾性率＝２．９ＧＰａ
・上側シャーシ１１のポアソン比＝０．３５

　このコンピュータシミュレーションによれば、溝２０の外周縁部の壁面２２を上述のように曲面とした場合としない場合とでは、曲面とした場合の方が上記最大応力は１％程度高くなる。

　なお、本実施例の上側シャーシ１１において、溝２０の突起１１ａ側の壁面２１の曲率半径は、上側及び下側において、側方に比べて大きくなっている。したがって、図４で説明したように、上側の溝２０の幅Ｘ１は、側方の溝２０の幅Ｘ２より広くなっている。このように側方の曲率半径を小さくしたのは、突起１１ａに光学シート６を吊り下げたときに側方で発生する応力が小さいためである。

　ただし、溝２０の突起１１ａ側の壁面２１の曲率半径は、突起１１ａの全周に亘って同じであってもよい。
　また、溝２０の突起１１ａ側の壁面２１の曲率半径を当該曲面が形成された箇所に応じて異ならせる場合、上述の例に限られず、上記曲率半径は、側方の中心付近についても大きくしてもよいし、上側及び下側の中心付近のみ大きくしてもよいし、上側または下側のみ大きくしてもよい。
　なお、溝２０の外周縁部の壁面２２の曲率半径についても、溝２０の突起１１ａ側の壁面２１の曲率半径と同様に、当該曲面が形成された箇所に応じて異ならせてもよい。

（実施例２及び３）
　図７は、本発明の実施例２及び３に係る液晶表示装置を説明する図である。実施例２及び３の液晶表示装置は、実施例１の液晶表示装置とは、光学シートを吊り下げ支持するための突起の周囲に設けられた溝の外周縁部の壁面の形状のみが異なるので、溝の外周縁部についてのみ説明する。図７（Ａ）は、図４の実施例１の溝２０の外周縁部Ｐ２の拡大図、図７（Ｂ）及び図７（Ｃ）はそれぞれ、実施例２及び３における同外周縁部の一例を示す図である。

　実施例１では、図７（Ａ）に示すように、溝２０の外周縁部Ｐ２の壁面２２は、シート接触面１１ｄに連続しており、また、曲面で形成されていた。
　それに対し、実施例２では、図７（Ｂ）に示すように、溝３０の外周縁部の壁面３１は、実施例１と同様にシート接触面１１ｄと連続するが、実施例１とは異なり、平面３２から形成されており、該平面３２がシート接触面１１ｄと鈍角を成すようになっている。

　また、実施例３では、図７（Ｃ）に示すように、溝４０の外周縁部の壁面４１は、実施例１と同様にシート接触面１１ｄと連続するが、実施例１とは異なり、２つの連続する平面４２、４３から形成されており、平面４２は隣接する平面４３及びシート接触面１１ｄと鈍角を成すようになっている。
　このように、実施例２及び３では、溝の外周縁部の壁面は、隣接する平面と鈍角を成す１または複数の平面から成る。

（実施例４及び５）
　図８は、本発明の実施例４及び５に係る液晶表示装置を説明する図である。実施例４及び５の液晶表示装置は、実施例１の液晶表示装置とは、光学シートを吊り下げ支持するための突起の周囲に設けられた溝の突起側の壁面の形状のみが異なるので、溝の突起側の壁面の形状についてのみ説明する。図７（Ａ）は、図４の実施例１の突起１１ａの根元部Ｐ１における溝２０の拡大図、図７（Ｂ）及び図７（Ｃ）はそれぞれ、実施例４及び５の同根元部における溝の一例を示す図である。

　実施例１では、図８（Ａ）に示すように、溝２０の突起１１ａ側の壁面２２は、突起１１ａの側面１１ｃに連続しており、また、曲面で形成されていた。
　それに対し、実施例４では、図８（Ｂ）に示すように、溝５０の突起１１ａ側の壁面５１は、実施例１と同様に突起１１ａの側面１１ｃと連続するが、実施例１とは異なり、平面５２から形成されており、該平面５２が突起１１ａの側面１１ｃと鈍角を成すようになっている。

　また、実施例５では、図６（Ｃ）に示すように、溝６０の突起１１ａ側の壁面６１は、実施例１と同様に突起１１ａの側面１１ｃと連続するが、実施例１とは異なり、２つの連続する平面６２、６３から形成されており、平面６２は隣接する平面６３及び突起１１ａの側面１１ｃと鈍角を成すようになっている。
　このように、実施例４及び５では、溝の突起側の壁面は、隣接する平面と鈍角を成す１または複数の平面から成る。

　なお、曲面を無限大の数の平面が連接されたものと考えれば、「隣接する平面と鈍角を成す１または複数の平面」には曲面も含まれる。

（実施例６及び７）
　図９及び図１０はそれぞれ、本発明の実施例６及び７に係る液晶表示装置を説明する図である。実施例６及び実施例７の液晶表示装置は、実施例１の液晶表示装置とは、光学シートを吊り下げ支持するための突起の形状のみが異なるので、突起の形状についてのみ説明する。

　実施例１では、図５に示すように、突起１１ａを形成する溝２０の壁面２２は、突起１１ａの突出方向に凹む曲面で形成されていた。
　それに対し、実施例６では、図９に示すように、突起１１ａの根元部における溝７０の壁面７１は、突起１１ａの突出方向と垂直方向に凹む曲面で形成されている。この曲面は、突起１１ａの側面１１ｃと連続する部分においては、該側面１１ｃと鈍角を成すようになっている。すなわち、この曲面の、突起１１ａの側面１１ｃと連続する部分の接平面は、突起１１ａの側面１１ｃと鈍角を成すようになっている。

　それに対し、実施例７では、図１０に示すように、突起１１ａを形成する溝８０の壁面８１は、突起１１ａの突出方向及び該突出方向と垂直方向それぞれとは非平行方向に凹む曲面で形成されている。この曲面も、突起１１ａの側面１１ｃと連続する部分においては、該側面１１ｃと鈍角を成すようになっている。すなわち、この曲面の、突起１１ａの側面１１ｃと連続する部分の接平面は、突起１１ａの側面１１ｃと鈍角を成すようになっている。

（実施例８）
　図１１は、本発明の実施例８に係る液晶表示装置を説明する図である。実施例６及び実施例７の液晶表示装置は、実施例１の液晶表示装置とは、上側シャーシ１１´が異なる。
　上側シャーシ１１´には、実施例１と同様に、光学シート６の孔６ｂに挿通される突起１１ａ´が設けられている。また、実施例１では、突起側の壁面及び外周縁部の壁面が曲面で形成された溝が、突起の全周に亘って形成されていたが、上側シャーシ１１´では、上記曲面で形成された溝９０が突起１１ａ´の上側の周囲にのみ形成されている。

　突起１１ａ´の下側の根元１１ｂ´を曲面で形成した場合において、光学シート６の孔６ｂに突起１１ａ´を通して光学シートを吊り下げたときに、突起１１ａ´の下側の根元１１ｂ´に光学シート６が触れることがない設計の場合、上述のように、突起１１ａ´の上側の周囲にのみ上述の溝９０を設けてもよい。
　本実施例において、溝の形状は図１１の形状に限られず、例えば、実施例２～７のような溝の形状の場合も、突起の上側の周囲にのみ溝を設けてもよい。

　以上の説明では、光学シートを吊り下げ支持するための突起は、中間シャーシに設けられているものとしたが、これに限られない。例えば、中間シャーシを省略した構造、前面シャーシと背面シャーシのみからなりこれらの間に光学シートなどを狭持する構造では、背面シャーシに上記突起を設けてもよい。
　また、上記突起と、該突起が挿通される孔が設けられたタブとは、上側に位置するものとしたが、両側部に位置するようにしてもよい。

　本発明の液晶表示装置は、液晶パネルの背面側に配置される矩形状の光学シートと、該光学シートを吊り下げて支持するシャーシと、を備え、シャーシは、光学シートの縁部に形成された孔と係合するための突起と、少なくとも該突起の上側の周囲に形成された溝と、を有し、該溝は、突起側の壁面及び外周縁部の壁面が、隣接する平面と鈍角を成す１または複数の平面で形成されている。これにより、光学シートを吊り下げて支持する突起の根元部の応力を緩和させると共に光学シートの摺動性を保持することができる。

　なお、隣接する平面と鈍角を成す複数の平面に曲面が含まれる。溝の突起側の壁面を曲面とする場合、形成された場所に応じて異なる曲率を有するようにしてもよい。

１…液晶表示装置、２…液晶表示パネル、３…前面キャビネット、４…背面キャビネット、５…スタンド、６…光学シート、６ａ…タブ、７…導光板、８…反射シート、９…バックライトシャーシ、１０…中間シャーシ、１１…上側シャーシ、１１ａ…突起、１１ｄ…シート接触面、１４…下側シャーシ、２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０…溝、２１，５１，６１，７１，８１…突起側の壁面、２２，３１，４１…外周縁部の壁面。

Claims

　液晶パネルの背面側に配置される矩形状の光学シートと、
　該光学シートを吊り下げて支持するシャーシと、を備え、
　前記シャーシは、前記光学シートの縁部に形成された孔と係合するための突起と、少なくとも該突起の上側の周囲に形成された溝と、を有し、
　該溝は、前記突起側の壁面及び外周縁部の壁面が、隣接する平面と鈍角を成す１または複数の平面で形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
　前記隣接する平面と鈍角を成す複数の平面は曲面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。
　前記溝の前記突起側の壁面に形成された前記曲面は、形成された場所に応じて異なる曲率を有することを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。