JP2004053964A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】液晶パネルと導光体との間隔を高精度に保ち、かつ、ゴミの侵入を防止して表示品質を向上させることができる液晶表示装置を提供する。
【解決手段】第2のフレーム部7が第1のフレーム部6に嵌め込まれると、第2のフレーム部7は、第1のフレーム部6の支持部61により所定の弾性力をもって導光体4へ向けて押圧される。第2のフレーム部7には液晶パネル5が搭載されており、当該液晶パネル5と導光体4との間にはスペーサ部12が挿入されていることから、第2のフレーム部7の押圧部73による押圧により液晶パネル5と導光体4とが所定の圧力をもってスペーサ部12に当接し、スペーサ部12の厚さ分だけの間隔で液晶パネル5と導光体4とが対向配置することとなる。ここで、第2のフレーム部7の押圧部73は、支持部61による押圧力に応じて弾性変形して、液晶パネル5への押圧力を制御可能である。
【選択図】図5
【解決手段】第2のフレーム部7が第1のフレーム部6に嵌め込まれると、第2のフレーム部7は、第1のフレーム部6の支持部61により所定の弾性力をもって導光体4へ向けて押圧される。第2のフレーム部7には液晶パネル5が搭載されており、当該液晶パネル5と導光体4との間にはスペーサ部12が挿入されていることから、第2のフレーム部7の押圧部73による押圧により液晶パネル5と導光体4とが所定の圧力をもってスペーサ部12に当接し、スペーサ部12の厚さ分だけの間隔で液晶パネル5と導光体4とが対向配置することとなる。ここで、第2のフレーム部7の押圧部73は、支持部61による押圧力に応じて弾性変形して、液晶パネル5への押圧力を制御可能である。
【選択図】図5
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電子機器の表示部として用いられ、液晶を用いて可視情報を表示する液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示装置は、CRT(Cathode Ray Tube) 、PDP(Plasma Display Panel) 、あるいはEL(Electro Luminescence) といった他のディスプレイとは異なり、液晶そのものは発光せずに、特定の光源からの光の透過光量を調節することによって文字や画像を表示する。
【0003】
従来の液晶表示装置(以下、LCD:Liquid Crystal Displayと称する) は、透過型LCDと、反射型LCDとに大別される。透過型LCDは、液晶パネルの背面に、光源(バックライト)としての、蛍光管やEL、LED等を用いた光源が配置される。
【0004】
一方、反射型LCDは、周囲光を利用して表示を行なうため、バックライトを必要とせず、消費電力が少ないという利点がある。さらに、直射日光の当たるような非常に明るい場所では、発光型ディスプレイや透過型LCDは表示がほとんど見えなくなるのに対し、反射型LCDではより鮮明に見える。このため、反射型LCDは、近年ますます需要が高まっているデジタルカメラや、携帯情報端末やモバイルコンピュータに適用されている。
【0005】
ただし、反射型LCDは、以下のような問題点を有している。つまり、反射型LCDは周囲光を利用するので、表示輝度が周辺環境へ依存する度合いが非常に高く、特に、夜間などの暗闇では、表示が全く認識できないこともある。特に、カラー化のためにカラーフィルタを用いた反射型LCDや、偏光板を用いた反射型LCDにおいて、上述した問題が大きく、十分な周囲光が得られない場合に備えて補助照明が必要となる。
【0006】
しかし、反射型LCDは、液晶パネルの背面に反射板が設置されているか、または反射層が形成されており、透過型LCDのようなバックライトを用いることはできない。反射板としてハーフミラーを用いた半透過型LCDと呼ばれる装置も提案されているが、その表示特性は透過型とも反射型ともいえない中途半端なものとなってしまう。
【0007】
そこで、周囲が暗い場合の反射型LCDの補助照明として、液晶パネルの前面に配置するためのフロントライトシステムが従来から提案されている。このフロントライトシステムは、一般的に導光体と、導光体の側面に配置された光源とを備える。
【0008】
導光体側面から入射した光源光は、導光体内部を進行し、導光体表面に作られたプリズムで反射して液晶パネル側へ出射する。出射した光は、液晶層を透過しながら表示情報に応じて調光され、液晶パネルの背面側に配置された反射板、または液晶層の裏側に形成された反射層で反射されることによって、再び導光体を透過して観察者側へ出射される。これにより、観察者は、周囲光量が不十分なときでも、表示の認識が可能となる。
【0009】
図14に従来における液晶表示装置の概略断面図を示す。
図14に示すように、従来の液晶表示装置では、表示側の第1のフレーム106に対し、導光体104の一部分を接着剤あるいは両面接着テープ等からなる接着層111により張り付け、第1の透明基板105a、第2の透明基板105bおよび偏光板105cからなる液晶パネル105は、表示側とは反対側の第2のフレーム107に対して接着剤または両面接着テープ等からなる接着層115によって張り付けられている。
【0010】
また、導光体104に対向して、表示側の第1のフレーム106に対し、導光体104を保護するカバー部材108の一部分を接着剤あるいは両面接着テープ等からなる接着層114により張り付けている。第2のフレーム107を第1のフレーム106に嵌め込んだ状態において、導光体104と液晶パネル105とが所定間隔を置いて対向し得るように設計されている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図14に示す液晶表示装置では、導光体104と第1のフレーム106との間の接着は、一部分のみであることや、導光体104と液晶パネル105との間には、ある程度のクリアランスがあることことから、ゴミの侵入を防ぐことができないという問題がある。ゴミが侵入してしまうと、ゴミの周辺で光が散乱して、その結果、観察者にとってそのゴミが浮き出てみえてしまうという問題がある。
【0012】
また、第1および第2のフレーム同士の嵌合状態や、各部品の寸法差によって、導光体104と液晶パネル105との距離が変化してしまう。フレーム同士の嵌め合わせが緩い場合には、振動等によって導光体104と液晶パネル105がぶつかり合い、傷などが発生してしまうという問題がある。
【0013】
また、フレーム同士の嵌め合わせをきつくできたとしても、導光体104と液晶パネル105が強く接触した状態になってしまうと、傷等の問題が発生する。
【0014】
そのため、フレーム同士の嵌め合わせをきつくし、かつ、嵌め合わせ後に、導光体104と液晶パネル105との間が所定の間隔を得るように、ある程度のマージンをもって設計する必要があることから、液晶表示装置の薄型化を図れないばかりか、ゴミの侵入を防止することもできない。
【0015】
一方、特開2001−242440号公報には、図15に示す液晶表示装置が開示されている。
図15に示す液晶表示装置では、カバー部材108、導光体104および液晶パネル105のそれぞれを、接着剤または両面接着テープ等からなる接着層117、116により隙間無く接着しており、ゴミの侵入は防止できる構造となっている。
【0016】
しかしながら、図15に示す液晶表示装置では、カバー部材108、導光体104、液晶パネル105の全てを接着にて固定しているため、分解を行なう場合に手間がかかってしまうという問題がある。
【0017】
また、上記の構造では、カバー部材108が直接導光体104に接着される構造となっており、カバー部材108が外部より押された場合の変形と、変形による導光体104との接着の回避から、変形を抑えるためにカバー部材108はある程度の厚みが必要であり、また、カバー部材108と導光体104との接触の回避のため、接着剤あるいは両面接着テープ等からなる接着層117にもある程度の厚みが必要となってしまい、カバー部材108が直接導光体104に接着される構造によっては、薄型化に寄与することは難しい。
【0018】
また、接着層116,117に既存の接着剤あるいは両面接着テープ等を使用したのでは、厚みを微妙にコントロールすることは難しく、専用の接着剤あるいは両面テープを用いても、材料費のコストアップ等が発生してしまう上、厚みも追求しきれない可能性が高い。
【0019】
さらに、図16(a)および図16(b)に示すように、従来は、導光体104には、射出成形によるエジェクタピンの跡104b(以下、エジェクタピン跡と称する)があった。なお、導光体104の側面には、射出成形におけるゲート104aが形成されている。
【0020】
すなわち、射出成形では、図17(a)に示すように、固定金型131および可動金型132間に形成されるキャビティに、サイドからE方向に被成形材料である熔融状態の樹脂を注入し、シリンダにより可動金型132を固定金型131に向かって押圧した状態で金型131,132を冷却することにより、当該被成形材料を固化させて成形体140とする。
【0021】
成形後、図17(b)に示すように、可動金型132を固定金型131に対して離間させて、成形体140を固定金型131から離型させ、図18(c)に示すように、可動金型132を貫通して設けられたエジェクタピン133,133aを突き出して成形体140を可動金型132から離型させて、成形体140を取り出すことにより、導光体を形成している。
【0022】
キャビティ内にある成形体140を押し上げるエジェクタピン133aは、図17(a)に示す工程の際に、基本的には、可動金型132の金型面と平坦をなすような位置に設けられているが、完全な平坦とはなってはおらず、エジェクタピン133aの上面と、可動金型132の金型面との間には、凹あるいは凸となる段差が形成されている。
【0023】
エジェクタピン133aの上面が可動金型132の金型面に対して凹部を形成している場合には、成形後の導光体104の表面には凸状のエジェクタピン跡が形成され、エジェクタピン133aの上面が可動金型132の金型面に対して凸部を形成している場合には、成形後の導光体104の表面には凹状のエジェクタピン跡が形成されることとなる。
【0024】
そして、図16(a)および(b)に示すような点状のエジェクタピン跡104bが存在すると、エジェクタピン跡104bは表示開口の端の方に位置することとなるが、画面を斜めから観察した際に、エジェクタピン跡104bが点光源のように光ることが観察された。
【0025】
これは、導光体104は、内部で光を全反射により導波するものであるが、このエジェクタピン跡104bによる凹凸があるところで、臨界角以下で光が入射することとなり、表面に漏洩光として出射されると考えられる。
【0026】
特に、今後、液晶表示装置の小型化が進むと、導光体104のサイズも表示開口のサイズにさらに近づき、エジェクタピン跡が完全に表示開口内に存在することも予想される。
【0027】
ここで、導光体104を大きめに作製し、エジェクタピン跡104bごと削り取る方法もあるが、削った面は鏡面とはならず、斜めに見たときに乱反射して目立つ上に、加工の手間が余計に掛かってしまうことから、課題の解決とはならない。
【0028】
以上のように、液晶パネル105と導光体104との間の間隔を高精度に保ち、かつ、液晶パネル105と導光体104との間にゴミが侵入しないような構造が望まれており、さらに、フレーム間の嵌め込み状態が変化した場合においても、導光体104と液晶パネル105との間隔を高精度に保つ構造が望まれている。
【0029】
また、上述したように、導光体104からのエジェクタピン跡104bやその他の部材からの表示開口への漏洩光を防止して表示品質を向上する必要がある。
【0030】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、第1の目的は、液晶パネルと導光体との間隔を高精度に保ち、かつ、ゴミの侵入を防止して表示品質を向上させることができる液晶表示装置を提供することにある。
また、本発明の第2の目的は、導光体や他の部材からの表示開口への漏洩光を防止して表示品質を向上させることができる液晶表示装置を提供することにある。
【0031】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の液晶表示装置は、光源部と、液晶パネルと、前記光源部からの出射光を導波して、照明光を前記液晶パネルへ出射する導光体と、表示開口を有し、前記導光体が接着固定される第1のフレーム部と、前記液晶パネルを搭載し、前記第1のフレーム部に嵌め込まれる第2のフレーム部と、前記導光体および前記液晶パネル間に挿入され、前記導光体および前記液晶パネルを所定間隔に保つスペーサ部とを有し、前記第1のフレーム部は、嵌め込まれた前記第2のフレーム部を所定の弾性力をもって前記導光体へ向けて支持する支持部を有する。
【0032】
上記の本発明の液晶表示装置によれば、第2のフレーム部が第1のフレーム部に嵌め込まれると、第2のフレーム部は、第1のフレーム部の支持部により所定の弾性力をもって導光体へ向けて押圧される。
第2のフレーム部には液晶パネルが搭載されており、当該液晶パネルと導光体との間にはスペーサ部が挿入されていることから、第2のフレーム部への押圧力により液晶パネルと導光体とが所定の圧力をもってスペーサ部に当接し、スペーサ部の厚さ分だけの間隔で液晶パネルと導光体とが対向配置することとなる。
【0033】
さらに、上記の目的を達成するため、本発明の液晶表示装置は、光源部と、液晶パネルと、前記光源部からの出射光を導波して、照明光を前記液晶パネルへ出射する導光体と、表示開口を有し、前記導光体が接着固定される第1のフレーム部と、前記液晶パネルを搭載し、前記第1のフレーム部に嵌め込まれる第2のフレーム部と、前記導光体および前記液晶パネル間に挿入され、前記導光体および前記液晶パネルを所定間隔に保つスペーサ部とを有し、前記第2のフレーム部は、搭載された前記液晶パネルを前記導光体へ向けて押圧し、弾性変形により当該押圧力を制御し得る押圧部を有する。
【0034】
上記の本発明の液晶表示装置によれば、第2のフレーム部が第1のフレーム部に嵌め込まれると、第2のフレーム部は、搭載された液晶パネルを導光体へ向けて押圧される。なお、この押圧力は、弾性変形によりその大きさが制御される。第2のフレーム部には液晶パネルが搭載されており、当該液晶パネルと導光体との間にはスペーサ部が挿入されていることから、第2のフレーム部への押圧力により液晶パネルと導光体とが所定の圧力をもってスペーサ部に当接し、スペーサ部の厚さ分だけの間隔で液晶パネルと導光体とが対向配置することとなる。
【0035】
さらに、上記の目的を達成するため、本発明の液晶表示装置は、光源部と、液晶パネルと、前記光源部からの出射光を導波して、照明光を前記液晶パネルへ出射する導光体と、表示開口を有し、前記導光体が接着固定される第1のフレーム部と、前記導光体を前記第1のフレーム部に接着固定する導光体接着層とを有し、前記第1のフレーム部は、前記導光体接着層からの光の前記表示開口への漏洩を防止する遮蔽部を有する。
【0036】
上記の本発明の液晶表示装置によれば、第1のフレーム部は、導光体接着層を遮蔽する遮蔽部を有することから、導光体接着層から光が表示開口に漏洩することが防止される。
【0037】
さらに、上記の目的を達成するため、本発明の液晶表示装置は、光源部と、液晶パネルと、前記光源部からの出射光を導波して、照明光を前記液晶パネルへ出射する導光体と、表示開口を有し、前記導光体が接着固定される第1のフレーム部と、前記導光体および前記液晶パネル間に挿入され、前記導光体および前記液晶パネルを所定間隔に保つスペーサ部とを有する。
【0038】
上記の本発明の液晶表示装置によれば、導光体および液晶パネル間にスペーサ部が挿入されていることから、導光体および液晶パネル間の距離が所定間隔に保持される。
【0039】
さらに、上記の目的を達成するため、本発明の液晶表示装置は、光源部と、液晶パネルと、前記光源部からの出射光を導波して、照明光を前記液晶パネルへ出射する導光体と、表示開口を有し、前記導光体が接着固定される第1のフレーム部と、前記液晶パネルを搭載し、前記第1のフレーム部に嵌め込まれる第2のフレーム部と、前記導光体および前記液晶パネル間に挿入され、前記導光体および前記液晶パネルを所定間隔に保つスペーサ部とを有し、前記第1のフレーム部は、嵌め込まれた前記第2のフレーム部を所定の弾性力をもって前記導光体へ向けて支持する支持部を有し、前記第2のフレーム部は、前記支持部による押圧力に応じて弾性変形して、前記液晶パネルへの押圧力を制御し得る押圧部を有する。
【0040】
上記の本発明の液晶表示装置によれば、第2のフレーム部が第1のフレーム部に嵌め込まれると、第2のフレーム部は、第1のフレーム部の支持部により所定の弾性力をもって導光体へ向けて押圧される。
第2のフレーム部には液晶パネルが搭載されており、当該液晶パネルと導光体との間にはスペーサ部が挿入されていることから、第2のフレーム部の押圧部による押圧により液晶パネルと導光体とが所定の圧力をもってスペーサ部に当接し、スペーサ部の厚さ分だけの間隔で液晶パネルと導光体とが対向配置することとなる。
ここで、第2のフレーム部の押圧部は、支持部による押圧力に応じて弾性変形して、液晶パネルへの押圧力を制御可能であることから、第1および第2のフレーム部の嵌め合わせ状態が変化して、第1のフレーム部からの第2のフレーム部への押圧力が変化した場合においても、液晶パネルへの押圧力が均一化される。
【0041】
さらに、上記の目的を達成するため、本発明の液晶表示装置は、光源部と、液晶パネルと、前記光源部からの出射光を導波して、照明光を前記液晶パネルへ出射する導光体と、表示開口を有し、前記導光体が接着固定されるフレーム部とを有し、前記導光体は、少なくとも端部側が平坦に形成されている。あるいは、前記導光体は、他の領域との間に段差を有するエジェクタ領域を端部に含み、当該エジェクタ領域が平坦である。
【0042】
上記の本発明の液晶表示装置によれば、導光体は、少なくとも端部側が平坦に形成されているか、あるいは、エジェクタ領域が平坦であり、照明光を前記液晶パネルへ出射する導光体表面にエジェクタによる点状の凹凸等の段差がないことから、導光体のエジェクタ領域に起因する漏れ光の発生が抑制される。
【0043】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の液晶表示装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【0044】
図1は、本実施形態に係る液晶表示装置を構成する各構成要素の概略配置図である。
図1に示す本実施形態に係る液晶表示装置は、反射型のいわゆるフロントライト方式の液晶表示装置であり、主要な構成として、点状の光を出射するLED(Light Emitting Diode) 等からなる光源1と、点状の光を線状の光に変換する第1の導光体2と、第1の導光体2の周囲を被覆する反射体3と、線状の光を面状の光に変換する第2の導光体4と、液晶パネル5と、筐体となる前面側の第1のフレーム6および後面側の第2のフレーム7と、前面側の第1のフレーム6に取り付けられるカバー部材8とを有する。
【0045】
図2は、図1に示す各構成要素の組み立て後におけるA−A’線の断面図であり、図3は、図1に示す各構成要素の組み立て後におけるB−B’線の断面図である。なお、図2および図3は、図1に対して上下を反転して示している。
【0046】
図2に示すように、上記の第1の導光体2、当該第1の導光体2を被覆する反射体3、フィルム状の配線板9に実装された2つの光源1は、前面側の第1のフレーム6の内面に接着剤や両面テープ等の接着層10を介して固着されている。第2の導光体4は、第1のフレーム6の内面に表示開口6aを取り囲むロの字型の両面テープ等の接着層11を介して固着されている。
【0047】
以上のように第1のフレーム6に設置された照明光源としての光源1、第1の導光体2、および第2の導光体4は図4に示すような配置となる。なお、反射体3は、第1の導光体2の周囲を取り囲んでいるが、図4では、説明の便宜上、分けて配置している。
【0048】
図4に示すように、点状の光を出射するLED等の2つの光源1は、反射体3に取り囲まれた第1の導光体2の光入射面21を挟むように配置される。なお、第1の導光体2の一つの光入射面21側にのみ光源1が配置される構成でもよい。
【0049】
第1の導光体2は、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、非晶質ポリオレフィン樹脂といった透光性樹脂によって形成され、射出成形によって板状に一体的に成形されている。
また、図4に示すように、光出射面22の反対側の面には、射出成形によりプリズムが一体的に形成されており、複数の傾斜面23を有する。光入射面21および光出射面22は、滑らかな平面状とされている。
【0050】
反射体3は、第1の導光体2からの漏洩光を反射して第1の導光体2に再入射させ、光の利用効率を図るべく設けられており、例えばアルミニウム等から構成されている。反射体3は、第1の導光体2の周囲を取り囲み、第1の導光体2の2つの光入射面21および光出射面22を露出する開口を有している。
【0051】
上記の第1の導光体2においては、LED等の2つの光源1から発せられた点状の光が第1の導光体2の光入射面21からそれぞれ入射し、第1の導光体2の内部において進行すると、その光は第1の導光体2の光出射面22および当該光出射面22の裏面による全反射を繰り返しながら他方の光入射面21に向けてそれぞれ進行する。
【0052】
第1の導光体2内を進行する光が傾斜面23に到達した場合に、この傾斜面23は、受けた光を第1の導光体2の光出射面22に小さな入射角で入射させるように反射する役割を果たす。従って、傾斜面23により反射された光は、光出射面22への入射角が全反射臨界角よりも小さくなってそのまま光出射面22を透過する可能性が高くなり、光出射面22の各所から第2の導光体4に向けた線状の光が効率良く出射されることとなる。
【0053】
第2の導光体4は、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、非晶質ポリオレフィン樹脂といった透光性樹脂によって形成され、射出成形によって板状に一体的に成形されている。
第2の導光体4には、光出射面41の反対側の面に、射出成形によってプリズムが一体的に形成されており、傾斜の向きおよび角度が異なる2種類の傾斜面42,43を有する断面三角形状の凸部が一定方向に連続して形成されている。光入射面および光出射面41は、滑らかな平面状とされており、光出射面41は液晶パネル5に対向配置している。なお、上記の第2の導光体4の形状の特徴については、後述する。
【0054】
すなわち、第2の導光体4においては、第1の導光体2から線状の光が第2の導光体4の内部に入射すると、その光は、傾斜面42および光出射面41による全反射を繰り返しながら、進行する。第2の導光体4内を進行する光が、傾斜面42に到達した場合、この傾斜面42が所定方向に傾斜している分だけ、この傾斜面42に対する光の入射角が大きくなるため、その入射角が第2の導光体4の屈折率によって定まる所定の全反射臨界角よりも大きくなり、全反射される可能性が高くなる。従って、第2の導光体4の傾斜面42から光が出射する可能性を低くすることができる。
【0055】
その一方、傾斜面43は、受けた光を第2の導光体4の光出射面41に対して小さな入射角で入射させるように反射する役割を有する。従って、傾斜面43において反射されて光出射面41に到達した光は、その入射角が全反射臨界角よりも小さくなってそのまま光出射面41を透過する可能性が高くなり、光出射面41の各所から光が液晶パネル5の向きに面状の光となって効率良く出射されることとなる。
【0056】
図2および図3に示すように、液晶パネル5は、大別して、図示しない液晶層を挟んで対向する第1の透明基板5aおよび第2の透明基板5bと、偏光板5cとにより構成されている。
【0057】
第1の透明基板5aには、第2の透明基板5bに対向する面上に、例えばカラーフィルタ、共通電極、配向膜が形成されている。また、第1の透明基板5aには、第2の透明基板5bに対向する面とは反対側の面に、上記の偏光板5cが設置されている。
【0058】
第2の透明基板5bには、第1の透明基板5aに対向する面上に、例えばマトリックス上に画素電極が形成され、当該画素電極に接続するTFT(Thin FilmTransistor) 等からなるスイッチング素子が形成され、当該画素電極およびスイッチング素子を被覆して配向膜が形成されている。当該画素電極は、反射層としての機能を有し、例えば、画素電極として反射特性を有するアルミニウム、クロム、ニッケル等の材料を採用する。
【0059】
なお、画素電極を透明として、第2の透明基板5bにおいて、上記の第1の透明基板5aに対向する面とは反対側の面に、反射膜を形成してもよい。
【0060】
第1の透明基板5aおよび第2の透明基板5bの配向膜間に、複数の粒状のスペーサ部材が配置されており、これによって第1および第2の透明基板5a,5b間の距離が一定に維持された状態で、当該第1および第2の透明基板5a,5b間に液晶が注入され、シール部材により封止されている。
【0061】
上記の液晶パネル5には、図1に示すように電源等を供給するためのフィルム状の配線板13が取り付けられている。また、図2および図3に示すように、液晶パネル5は、第2のフレーム7上に載置されており、スペーサ部材12を介して第2の導光体4に対して所定間隔をもって対向配置されている。このスペーサ部材12は、接着性を有するものではなく、例えば、ポリエチレンテレフタレート等からなり、図1に示すように、表示開口を取り囲むような形状に形成されている。なお、このスペーサ部材12の形状の特徴については、後述する。
【0062】
前面側の第1のフレーム6は、表示開口6aを有し、当該表示開口6aに第2の導光体4および液晶パネル5が臨むように構成されている。
【0063】
第1のフレーム6の表示開口6aを覆うように、両面テープ等からなる接着層14を介してカバー部材8が第1のフレーム6に固着されている。図1に示すように、接着層14は、例えば第1のフレーム6の表示開口6aの外縁を取り囲むロの字型を有している。カバー部材8は、透光性材料として、例えば、アクリル樹脂やポリカーボネートによって構成されている。
【0064】
第2のフレーム7は、第1のフレーム6の裏面側からはめ込み可能に構成されており、第1のフレーム6と同一の材料、または略同一の線膨張係数をもつ材料により形成されることが好ましい。第1のフレーム6と第2のフレーム7とを略同一の線膨張係数をもつ材料により形成することにより、熱による膨張によって、フレーム同士の嵌め合わせ状態が変化してしまうことを防止することができる。
【0065】
次に、上記の第1のフレーム6および第2のフレーム7の詳細な構成について、説明する。図5は、図3のC部における拡大断面図である。
【0066】
図5に示すように、第1のフレーム6には、第2のフレーム7を嵌め込んだ際に、第2のフレーム7を押し上げて支持する爪部(支持部)61が形成されている。また、第1のフレーム6には、表示開口6aの外縁において、導光体4との間の隙間を狭めるように突出した遮蔽部62が形成されている。
【0067】
第2のフレーム7には、第1のフレームの爪部61に対応する位置に、傾斜面70a,70bを有する爪部70が形成されている。傾斜面70aは、第2のフレーム7を第1のフレーム6に嵌め込む際に嵌め込み易くする役割を有する。傾斜面70bは、第1のフレーム6の爪部61の傾斜面61aに当接して、第1のフレーム6の爪部61からの押圧力を液晶パネル5を押し上げる方向の押圧力に変換する役割を有する。
【0068】
また、第2のフレーム7には、第2の導光体4と液晶パネル5とがスペーサ部材12を挟んで当接する部分に力を加えることができる位置に、複数の柱状の押圧部73が形成されており、当該押圧部73の周囲の第2のフレーム7は、その肉厚が薄くなるように形成されている。
【0069】
上記の第1のフレーム6および第2のフレーム7にそれぞれ形成された爪部61,70の作用について説明する。
図6に示すように、第1のフレーム6の裏側にスペーサ部材12を載置し、さらに、当該第1のフレーム6の裏側から液晶パネル5が搭載された第2のフレーム7を嵌め込む。このとき、第2のフレーム7の傾斜面70aは、下へいくに従って外側に拡がっていることから、第2のフレーム7を嵌め込んでいくと、傾斜面70aにより第1のフレーム6の爪部61は外側へ拡げられることとなる。
【0070】
そして、第2のフレーム7が完全に第1のフレーム6に嵌め込まれた場合には、図5に示すように、第1のフレーム6の爪部61の傾斜面61aと、第2のフレーム7の爪部70の傾斜面70bが当接することとなり、外側に押し広げられた爪部61は、第1のフレーム6の材料の弾性による復元力をもって、第2のフレーム70の傾斜面70bを内側に押圧した状態で支持する。
【0071】
このとき、傾斜面61a,70b同士が当接していることにより、第1のフレーム6の爪部61から第2のフレーム7の爪部70へ横方向の押圧力が働くと、第2のフレーム7の爪部70は、第1のフレーム6の爪部61の傾斜面61a上を摺動して、液晶パネル5を押し上げる方向へ移動することとなる。すなわち、第2のフレーム7の爪部70の傾斜面70bおよび第1のフレーム6の爪部61の傾斜面61aの作用により、第1のフレーム6の爪部61からの横方向の復元力による力が、第2のフレーム7を押し上げる力に変換される。
【0072】
以上のような、第1のフレーム6の爪部61の変形が戻ろうとする復元力によって、第2のフレーム7が押し上げられて、スペーサ部材12が第2の導光体4と液晶パネル5との間に所定の圧力をもって挟み込まれる。
【0073】
ここで、図5に示すように、第2のフレーム7には、周囲の平面からは突出した柱状の押圧部73が形成されていることから、液晶パネル5は、この押圧部73により押圧されることとなる。ここで、第1フレーム6の爪部61からの第2のフレーム7への押圧力が強いときには、図7に示すように、押圧部73の周囲の肉厚の薄い部分が弾性変形することにより、液晶パネル5への押圧力を緩和して、スペーサ部材12が第2の導光体4と液晶パネル5との間に過度の圧力をもって挟み込まれることが防止される。
【0074】
図5に示す第1のフレーム6の遮蔽部62は、接着層11からの反射光や、第2の導光体4を介して接着層11内に流れ込んだ光が、表示開口6aへ漏洩することを防止している。
【0075】
次に、上記の第2の導光体4と液晶パネル5との間に挿入されるスペーサ部材12の詳細な構成について説明する。図8は、スペーサ部材12の平面図である。
【0076】
スペーサ部材12は、上述したように、接着性を有するものではなく、第2の導光体4と液晶パネル5との間隔を適切な距離に保持し、かつ、第2の導光体4と液晶パネル5との間の空間にゴミの侵入を防止する役割を有するため、第2の導光体4と液晶パネル5との間に適切に挿入される必要がある。すなわち、位置ずれにより、第2の導光体4と液晶パネル5との間にスペーサ部材12が介在しない部分が発生してゴミが侵入することを防止する必要がある。
【0077】
従って、図8に示すように、スペーサ部材12には、第1のフレーム6に対して所定の位置関係で挿入されるように、位置決め部12a,12bを有する外形形状となっている。
【0078】
図9に示すように、この位置決め部12a,12bは、第2の導光体4が固着された第1のフレーム6の内部において内側へ突出した爪部61を避けるような形状となっている。具体的には、位置決め部12aは、爪部61のみを避けるような形状となっており、位置決め部12bは、爪部61および隣接配置された第1の導光体2や光源1を搭載する配線板9を避けるような形状となっている。
【0079】
これにより、スペーサ部材12は、第2の導光体4が接着固定された第1のフレーム6の内部において、位置擦れを防止して、適当な位置関係で挿入することが可能となることから、第2の導光体4と液晶パネル5との間にスペーサ部材12が介在しない部分が発生してゴミが侵入することを防止することができる。
また、図5に示すように、スペーサ部材12を挟んで第2の導光体4と液晶パネル5とが当接する位置の直下に第2のフレーム7の押圧部73を設けることにより、第2のフレーム7の押圧部73による押圧力が当接部分に加わって、第2の導光体4と液晶パネル5とが所定の圧力をもって第2のスペーサ部材12を挟むこととなる。
【0080】
次に、上記の第1のフレーム6の内部に接着固定される第2の導光体4の詳細な構成について説明する。図10は、第2の導光体4の平面図である。
【0081】
上述したように、第1のフレーム6の遮蔽部62は、接着層11からの光が表示開口6aへ漏洩するのを防止しているが、本実施形態では、従来のような第2の導光体のエジェクタピン跡からの漏洩光を防止する観点から、第2の導光体4を以下に示すような構成とする。
【0082】
すなわち、図10に示すように、第2の導光体4からは、従来のような点状のエジェクタピン跡を無くしており、従来エジェクタピン跡があった端部側が平坦な形状となっている。なお、第2の導光体4の側面部には、樹脂の注入口に相当するゲート4aが形成されている。
【0083】
この場合の第2の導光体4の成形方法は、図10の矢印Dで示している3辺側の金型をスライド方式とする。これは、例えば、図11(a)に示すように、樹脂注入口が設けられた固定金型31と、当該固定金型31と合わさって樹脂を注入するキャビティを形成する可動金型32と、可動金型32を貫通して設けられ成形体40のゲートを押圧するエジェクタピン33と、所定の角度をもって固定金型31を貫通して設けられたガイドピン34と、ガイドピン34を挿入する挿入孔を有するスライド式可動金型35と、固定金型31に取り付けられスライド式可動金型35をブロックするブロック体36とを有する装置構成とする。なお、可動金型32に、ガイドピン34が挿入される挿入孔32aが形成されている。
また、図11(a)では、スライド式可動金型35は、一つのみ示されているが、上述したように、図10の矢印Dで示している3辺側の金型をスライド式とするため、紙面に垂直方向の残り2辺にも、同様のスライド式可動金型が設けられている。
【0084】
そして、図11(a)に示すような状態で、固定金型31、可動金型32、およびスライド式可動金型35で構成されるキャビティに、サイドから被成形材料である熔融状態の樹脂を注入し、シリンダにより可動金型32を固定金型31に向かって押圧した状態で金型を冷却することにより、当該被成形材料を固化させて成形体40とする。
【0085】
成形後、図11(b)の矢印に示すように、可動金型32を固定金型31から離間させて成形体40を固定金型31から離型させる。このとき、ガイドピン34が所定の角度をもってスライド式可動金型35を貫通しており、かつ、スライド式可動金型35とブロック体36との当接部分がガイドピンと同様に所定の角度をもって傾斜していることから、可動金型32を固定金型31から離間させるに伴い、スライド式可動金型35が可動金型32上を成形体40から離れるようにスライドし、成形体40が3つのスライド式可動金型35から離型される。
【0086】
次に、図12(c)に示すように、可動金型32を固定金型31に対してさらに離間させた後、図12(d)に示すように、エジェクタピン33により成形体40のゲートを押し上げることにより、可動金型32から成形体40を離型させた後、成形体40を取り出すことにより、エジェクタピン跡のない導光体4が形成されることとなる。
このように、第2の導光体4から、従来のようなエジェクタピン跡を無くすことができることから、エジェクタピン跡からの光の漏洩光が防止される。
【0087】
また、図13(a)あるいは図13(b)の平面図に示すように、図17および図18に示した射出成形において、エジェクタピン133aによるエジェクタする領域(エジェクタ領域)4bを点状にするのではなく、第2の導光体4の一辺の端から端までの長方形のような面状としてもよい。
【0088】
図4に示すように、第2の導光体4には一側部側から線状の光が入射することとなるため、点状のエジェクタピン跡があると、このエジェクタピン跡による凹凸により、臨界角以下で光が入射して漏洩してしまう面が形成されることとなるが、図13に示す第2の導光体4では段差に起因する面が一方向のみに向いていることから、光の進行方向に対して適切に配置することにより、漏洩光を防止することができる。この場合には、光抜けによる輝線の発生防止のため、エジェクタ領域4bが入光側にあるか否かにより他の領域に対して凹状か凸状かを選択する。
【0089】
このように、従来のような点状のエジェクタピン跡を無くすことにより、エジェクタピン跡からの漏洩光が表示開口6aに出射されることを防止することができ、遮蔽部62の作用とも相まって、第2の導光体4やその他の接着層11からの漏洩光を防止することができる。
【0090】
次に、上記構成の液晶表示装置における動作について説明する。
液晶表示装置の周囲の外部光が強い場合には、光源1を消灯し、外部光を第2の導光体4から取り込んで液晶パネル5に入射させる。液晶パネル5へ入射した光は、第2の透明基板5bに形成された図示しない反射膜により反射され、液晶パネル5の画素液晶部分のオン、オフに応じて、偏光板5cからの通過が制御される。
【0091】
偏光板5cを通過した光は、第2の導光体4およびカバー部材8を通過して、外部へ出射し、観察者に認識される。観察者は、第2の導光体4を通過した光と液晶パネル5の偏光板5cにより吸収された光とのコントラストにより数字、文字、画像等といった可視情報を認識する。
【0092】
液晶表示装置の周囲の外部光が弱くて、その外部光だけでは、明るい表示が得られない場合には、光源1を点灯する。このときの、光源1、第1の導光体2、第2の導光体4からなる照明光源による作用は上述した通りであり、光源1から出射された点状の光は、第1の導光体2によって線状の光に変換され、第2の導光体4によって線状の光が面状の光に変換されて、液晶パネル5を照射することとなる。
これにより、外部光を用いる場合と同様にして、可視情報が表示される。
【0093】
上記の本実施形態に係る液晶表示装置によれば、第1のフレーム6に爪部61を設け、第2のフレーム7に爪部70を設けて、第1のフレーム6に接着固定された第2の導光体4と、第2のフレーム7に搭載された液晶パネル5との間にスペーサ部材12を挿入し、第2のフレーム7を第1のフレーム6に嵌め込むことにより、第2の導光体4と液晶パネル5とによりスペーサ部材12を所定の圧力で挟んで、液晶パネル5と第2の導光体4との間に気密空間を構成することができることから、液晶パネル5と第2の導光体4との間にゴミが侵入することを防止することができる。
【0094】
このとき、第2のフレーム7に押圧部73を設けていることから、フレーム同士の嵌合状態が変化して第2のフレーム7の押し上げ力が強くなった場合においても、弾性変形により液晶パネル5を押圧する力が緩和され、フレーム同士の勘合状態の変化に対する液晶パネル5への押圧力の変化を抑制することができる。
【0095】
また、表示開口6aを取り囲む枠状の接着層11,14により、カバー部材8および第2の導光体4が対向配置するように第1のフレーム6に接着固定されていることから、カバー部材8および第2の導光体4の第1のフレーム6に対する隙間を無くすことができ、カバー部材8および第2の導光体4との間の空間にゴミが侵入することを防止することができる。
【0096】
以上のように、カバー部材8と第1のフレーム6間、第1のフレーム6と第2の導光体4間、第2の導光体4と液晶パネル5間の空間へゴミの侵入が防止されることから、ゴミにより光が散乱して表示品質が防止することを防止することができる。
【0097】
また、スペーサ部材12は接着性を有しないことから、液晶表示装置の分解性を向上することができ、修理等の作業性を向上させることができる。
【0098】
さらに、第1のフレーム6には、接着層11を遮蔽する遮蔽部62が設けられていることから、接着層11や、第2の導光体4の表示開口6aの外側にある部分からの光の漏洩が防止される。
【0099】
また、第2の導光体4のエジェクタピン跡を無くし、あるいは平坦なエジェクタ領域とすることにより、第2の導光体4のエジェクタ領域からの光の漏洩を防止することができる。従って、上述したように、表示品質を向上させることができる。
【0100】
本発明の液晶表示装置は、上記の実施形態の説明に限定されない。
例えば、上記の本実施形態における各構成要素の材料等については特に限定はない。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【0101】
【発明の効果】
本発明の液晶表示装置によれば、液晶パネルと導光体との間隔を高精度に保ち、かつ、ゴミの侵入を防止して表示品質を向上させることができる。また、導光体や他の部材からの表示開口への漏洩光を防止して表示品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態に係る液晶表示装置を構成する各構成要素の概略配置図である。
【図2】図1に示す各構成要素の組み立て後におけるA−A’線の断面図である。
【図3】図1に示す各構成要素の組み立て後におけるB−B’線の断面図である。
【図4】本実施形態に係る液晶表示装置における照明光源を詳細に説明するための配置図である。
【図5】図3のC部の拡大断面図である。
【図6】第2のフレームを第1のフレームに嵌め込む際の第1および第2のフレームの作用を説明するための図である。
【図7】第2のフレームの押圧部の作用を説明するための図である。
【図8】スペーサ部材の平面図である。
【図9】スペーサ部材の位置決め部の作用を説明するための図である。
【図10】第2の導光体の斜視図である。
【図11】第2の導光体の作製方法を説明するための図である。
【図12】第2の導光体の作製方法を説明するための図である。
【図13】第2の導光体の他の例を説明するための斜視図である。
【図14】従来例に係る液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図15】他の従来例に係る液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図16】従来例に係る液晶表示装置に使用される導光体の一例を示す斜視図である。
【図17】従来例に係る導光体の作製方法を説明するための図である。
【図18】従来例に係る導光体の作製方法を説明するための図である。
【符号の説明】
1…光源、2…第1の導光体、3…反射体、4…第2の導光体、4a…ゲート、4b…エジェクタ領域、5…液晶パネル、5a…第1の透明基板、5b…第2の透明基板、5c…偏光板、6…第1のフレーム、6a…表示開口、7…第2のフレーム、8…カバー部材、9…配線板、10…接着層、11…接着層、12…スペーサ部材、12a,12b…位置決め部、13…配線板、14…接着層、21…光入射面、22…光出射面、23…傾斜面、31…固定金型、32…可動金型、32a…孔、33…エジェクタピン、34…ガイドピン、35…スライド式可動金型、36…ブロック体、40…成形体、41…光出射面、42,43…傾斜面、61…爪部、61a…傾斜面、62…遮蔽部、70…爪部、70a,70b…傾斜面、73…押圧部、104…導光体、104a…ゲート、104b…エジェクタピン跡、105…液晶パネル、105a…第1の透明基板、105b…第2の透明基板、105c…偏光板、106…第1のフレーム、106a…表示開口、107…第2のフレーム、108…カバー部材、111…接着層、114…接着層、115…接着層、131…固定金型、132…可動金型、133,133a…エジェクタピン、140…成形体。
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電子機器の表示部として用いられ、液晶を用いて可視情報を表示する液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示装置は、CRT(Cathode Ray Tube) 、PDP(Plasma Display Panel) 、あるいはEL(Electro Luminescence) といった他のディスプレイとは異なり、液晶そのものは発光せずに、特定の光源からの光の透過光量を調節することによって文字や画像を表示する。
【0003】
従来の液晶表示装置(以下、LCD:Liquid Crystal Displayと称する) は、透過型LCDと、反射型LCDとに大別される。透過型LCDは、液晶パネルの背面に、光源(バックライト)としての、蛍光管やEL、LED等を用いた光源が配置される。
【0004】
一方、反射型LCDは、周囲光を利用して表示を行なうため、バックライトを必要とせず、消費電力が少ないという利点がある。さらに、直射日光の当たるような非常に明るい場所では、発光型ディスプレイや透過型LCDは表示がほとんど見えなくなるのに対し、反射型LCDではより鮮明に見える。このため、反射型LCDは、近年ますます需要が高まっているデジタルカメラや、携帯情報端末やモバイルコンピュータに適用されている。
【0005】
ただし、反射型LCDは、以下のような問題点を有している。つまり、反射型LCDは周囲光を利用するので、表示輝度が周辺環境へ依存する度合いが非常に高く、特に、夜間などの暗闇では、表示が全く認識できないこともある。特に、カラー化のためにカラーフィルタを用いた反射型LCDや、偏光板を用いた反射型LCDにおいて、上述した問題が大きく、十分な周囲光が得られない場合に備えて補助照明が必要となる。
【0006】
しかし、反射型LCDは、液晶パネルの背面に反射板が設置されているか、または反射層が形成されており、透過型LCDのようなバックライトを用いることはできない。反射板としてハーフミラーを用いた半透過型LCDと呼ばれる装置も提案されているが、その表示特性は透過型とも反射型ともいえない中途半端なものとなってしまう。
【0007】
そこで、周囲が暗い場合の反射型LCDの補助照明として、液晶パネルの前面に配置するためのフロントライトシステムが従来から提案されている。このフロントライトシステムは、一般的に導光体と、導光体の側面に配置された光源とを備える。
【0008】
導光体側面から入射した光源光は、導光体内部を進行し、導光体表面に作られたプリズムで反射して液晶パネル側へ出射する。出射した光は、液晶層を透過しながら表示情報に応じて調光され、液晶パネルの背面側に配置された反射板、または液晶層の裏側に形成された反射層で反射されることによって、再び導光体を透過して観察者側へ出射される。これにより、観察者は、周囲光量が不十分なときでも、表示の認識が可能となる。
【0009】
図14に従来における液晶表示装置の概略断面図を示す。
図14に示すように、従来の液晶表示装置では、表示側の第1のフレーム106に対し、導光体104の一部分を接着剤あるいは両面接着テープ等からなる接着層111により張り付け、第1の透明基板105a、第2の透明基板105bおよび偏光板105cからなる液晶パネル105は、表示側とは反対側の第2のフレーム107に対して接着剤または両面接着テープ等からなる接着層115によって張り付けられている。
【0010】
また、導光体104に対向して、表示側の第1のフレーム106に対し、導光体104を保護するカバー部材108の一部分を接着剤あるいは両面接着テープ等からなる接着層114により張り付けている。第2のフレーム107を第1のフレーム106に嵌め込んだ状態において、導光体104と液晶パネル105とが所定間隔を置いて対向し得るように設計されている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図14に示す液晶表示装置では、導光体104と第1のフレーム106との間の接着は、一部分のみであることや、導光体104と液晶パネル105との間には、ある程度のクリアランスがあることことから、ゴミの侵入を防ぐことができないという問題がある。ゴミが侵入してしまうと、ゴミの周辺で光が散乱して、その結果、観察者にとってそのゴミが浮き出てみえてしまうという問題がある。
【0012】
また、第1および第2のフレーム同士の嵌合状態や、各部品の寸法差によって、導光体104と液晶パネル105との距離が変化してしまう。フレーム同士の嵌め合わせが緩い場合には、振動等によって導光体104と液晶パネル105がぶつかり合い、傷などが発生してしまうという問題がある。
【0013】
また、フレーム同士の嵌め合わせをきつくできたとしても、導光体104と液晶パネル105が強く接触した状態になってしまうと、傷等の問題が発生する。
【0014】
そのため、フレーム同士の嵌め合わせをきつくし、かつ、嵌め合わせ後に、導光体104と液晶パネル105との間が所定の間隔を得るように、ある程度のマージンをもって設計する必要があることから、液晶表示装置の薄型化を図れないばかりか、ゴミの侵入を防止することもできない。
【0015】
一方、特開2001−242440号公報には、図15に示す液晶表示装置が開示されている。
図15に示す液晶表示装置では、カバー部材108、導光体104および液晶パネル105のそれぞれを、接着剤または両面接着テープ等からなる接着層117、116により隙間無く接着しており、ゴミの侵入は防止できる構造となっている。
【0016】
しかしながら、図15に示す液晶表示装置では、カバー部材108、導光体104、液晶パネル105の全てを接着にて固定しているため、分解を行なう場合に手間がかかってしまうという問題がある。
【0017】
また、上記の構造では、カバー部材108が直接導光体104に接着される構造となっており、カバー部材108が外部より押された場合の変形と、変形による導光体104との接着の回避から、変形を抑えるためにカバー部材108はある程度の厚みが必要であり、また、カバー部材108と導光体104との接触の回避のため、接着剤あるいは両面接着テープ等からなる接着層117にもある程度の厚みが必要となってしまい、カバー部材108が直接導光体104に接着される構造によっては、薄型化に寄与することは難しい。
【0018】
また、接着層116,117に既存の接着剤あるいは両面接着テープ等を使用したのでは、厚みを微妙にコントロールすることは難しく、専用の接着剤あるいは両面テープを用いても、材料費のコストアップ等が発生してしまう上、厚みも追求しきれない可能性が高い。
【0019】
さらに、図16(a)および図16(b)に示すように、従来は、導光体104には、射出成形によるエジェクタピンの跡104b(以下、エジェクタピン跡と称する)があった。なお、導光体104の側面には、射出成形におけるゲート104aが形成されている。
【0020】
すなわち、射出成形では、図17(a)に示すように、固定金型131および可動金型132間に形成されるキャビティに、サイドからE方向に被成形材料である熔融状態の樹脂を注入し、シリンダにより可動金型132を固定金型131に向かって押圧した状態で金型131,132を冷却することにより、当該被成形材料を固化させて成形体140とする。
【0021】
成形後、図17(b)に示すように、可動金型132を固定金型131に対して離間させて、成形体140を固定金型131から離型させ、図18(c)に示すように、可動金型132を貫通して設けられたエジェクタピン133,133aを突き出して成形体140を可動金型132から離型させて、成形体140を取り出すことにより、導光体を形成している。
【0022】
キャビティ内にある成形体140を押し上げるエジェクタピン133aは、図17(a)に示す工程の際に、基本的には、可動金型132の金型面と平坦をなすような位置に設けられているが、完全な平坦とはなってはおらず、エジェクタピン133aの上面と、可動金型132の金型面との間には、凹あるいは凸となる段差が形成されている。
【0023】
エジェクタピン133aの上面が可動金型132の金型面に対して凹部を形成している場合には、成形後の導光体104の表面には凸状のエジェクタピン跡が形成され、エジェクタピン133aの上面が可動金型132の金型面に対して凸部を形成している場合には、成形後の導光体104の表面には凹状のエジェクタピン跡が形成されることとなる。
【0024】
そして、図16(a)および(b)に示すような点状のエジェクタピン跡104bが存在すると、エジェクタピン跡104bは表示開口の端の方に位置することとなるが、画面を斜めから観察した際に、エジェクタピン跡104bが点光源のように光ることが観察された。
【0025】
これは、導光体104は、内部で光を全反射により導波するものであるが、このエジェクタピン跡104bによる凹凸があるところで、臨界角以下で光が入射することとなり、表面に漏洩光として出射されると考えられる。
【0026】
特に、今後、液晶表示装置の小型化が進むと、導光体104のサイズも表示開口のサイズにさらに近づき、エジェクタピン跡が完全に表示開口内に存在することも予想される。
【0027】
ここで、導光体104を大きめに作製し、エジェクタピン跡104bごと削り取る方法もあるが、削った面は鏡面とはならず、斜めに見たときに乱反射して目立つ上に、加工の手間が余計に掛かってしまうことから、課題の解決とはならない。
【0028】
以上のように、液晶パネル105と導光体104との間の間隔を高精度に保ち、かつ、液晶パネル105と導光体104との間にゴミが侵入しないような構造が望まれており、さらに、フレーム間の嵌め込み状態が変化した場合においても、導光体104と液晶パネル105との間隔を高精度に保つ構造が望まれている。
【0029】
また、上述したように、導光体104からのエジェクタピン跡104bやその他の部材からの表示開口への漏洩光を防止して表示品質を向上する必要がある。
【0030】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、第1の目的は、液晶パネルと導光体との間隔を高精度に保ち、かつ、ゴミの侵入を防止して表示品質を向上させることができる液晶表示装置を提供することにある。
また、本発明の第2の目的は、導光体や他の部材からの表示開口への漏洩光を防止して表示品質を向上させることができる液晶表示装置を提供することにある。
【0031】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の液晶表示装置は、光源部と、液晶パネルと、前記光源部からの出射光を導波して、照明光を前記液晶パネルへ出射する導光体と、表示開口を有し、前記導光体が接着固定される第1のフレーム部と、前記液晶パネルを搭載し、前記第1のフレーム部に嵌め込まれる第2のフレーム部と、前記導光体および前記液晶パネル間に挿入され、前記導光体および前記液晶パネルを所定間隔に保つスペーサ部とを有し、前記第1のフレーム部は、嵌め込まれた前記第2のフレーム部を所定の弾性力をもって前記導光体へ向けて支持する支持部を有する。
【0032】
上記の本発明の液晶表示装置によれば、第2のフレーム部が第1のフレーム部に嵌め込まれると、第2のフレーム部は、第1のフレーム部の支持部により所定の弾性力をもって導光体へ向けて押圧される。
第2のフレーム部には液晶パネルが搭載されており、当該液晶パネルと導光体との間にはスペーサ部が挿入されていることから、第2のフレーム部への押圧力により液晶パネルと導光体とが所定の圧力をもってスペーサ部に当接し、スペーサ部の厚さ分だけの間隔で液晶パネルと導光体とが対向配置することとなる。
【0033】
さらに、上記の目的を達成するため、本発明の液晶表示装置は、光源部と、液晶パネルと、前記光源部からの出射光を導波して、照明光を前記液晶パネルへ出射する導光体と、表示開口を有し、前記導光体が接着固定される第1のフレーム部と、前記液晶パネルを搭載し、前記第1のフレーム部に嵌め込まれる第2のフレーム部と、前記導光体および前記液晶パネル間に挿入され、前記導光体および前記液晶パネルを所定間隔に保つスペーサ部とを有し、前記第2のフレーム部は、搭載された前記液晶パネルを前記導光体へ向けて押圧し、弾性変形により当該押圧力を制御し得る押圧部を有する。
【0034】
上記の本発明の液晶表示装置によれば、第2のフレーム部が第1のフレーム部に嵌め込まれると、第2のフレーム部は、搭載された液晶パネルを導光体へ向けて押圧される。なお、この押圧力は、弾性変形によりその大きさが制御される。第2のフレーム部には液晶パネルが搭載されており、当該液晶パネルと導光体との間にはスペーサ部が挿入されていることから、第2のフレーム部への押圧力により液晶パネルと導光体とが所定の圧力をもってスペーサ部に当接し、スペーサ部の厚さ分だけの間隔で液晶パネルと導光体とが対向配置することとなる。
【0035】
さらに、上記の目的を達成するため、本発明の液晶表示装置は、光源部と、液晶パネルと、前記光源部からの出射光を導波して、照明光を前記液晶パネルへ出射する導光体と、表示開口を有し、前記導光体が接着固定される第1のフレーム部と、前記導光体を前記第1のフレーム部に接着固定する導光体接着層とを有し、前記第1のフレーム部は、前記導光体接着層からの光の前記表示開口への漏洩を防止する遮蔽部を有する。
【0036】
上記の本発明の液晶表示装置によれば、第1のフレーム部は、導光体接着層を遮蔽する遮蔽部を有することから、導光体接着層から光が表示開口に漏洩することが防止される。
【0037】
さらに、上記の目的を達成するため、本発明の液晶表示装置は、光源部と、液晶パネルと、前記光源部からの出射光を導波して、照明光を前記液晶パネルへ出射する導光体と、表示開口を有し、前記導光体が接着固定される第1のフレーム部と、前記導光体および前記液晶パネル間に挿入され、前記導光体および前記液晶パネルを所定間隔に保つスペーサ部とを有する。
【0038】
上記の本発明の液晶表示装置によれば、導光体および液晶パネル間にスペーサ部が挿入されていることから、導光体および液晶パネル間の距離が所定間隔に保持される。
【0039】
さらに、上記の目的を達成するため、本発明の液晶表示装置は、光源部と、液晶パネルと、前記光源部からの出射光を導波して、照明光を前記液晶パネルへ出射する導光体と、表示開口を有し、前記導光体が接着固定される第1のフレーム部と、前記液晶パネルを搭載し、前記第1のフレーム部に嵌め込まれる第2のフレーム部と、前記導光体および前記液晶パネル間に挿入され、前記導光体および前記液晶パネルを所定間隔に保つスペーサ部とを有し、前記第1のフレーム部は、嵌め込まれた前記第2のフレーム部を所定の弾性力をもって前記導光体へ向けて支持する支持部を有し、前記第2のフレーム部は、前記支持部による押圧力に応じて弾性変形して、前記液晶パネルへの押圧力を制御し得る押圧部を有する。
【0040】
上記の本発明の液晶表示装置によれば、第2のフレーム部が第1のフレーム部に嵌め込まれると、第2のフレーム部は、第1のフレーム部の支持部により所定の弾性力をもって導光体へ向けて押圧される。
第2のフレーム部には液晶パネルが搭載されており、当該液晶パネルと導光体との間にはスペーサ部が挿入されていることから、第2のフレーム部の押圧部による押圧により液晶パネルと導光体とが所定の圧力をもってスペーサ部に当接し、スペーサ部の厚さ分だけの間隔で液晶パネルと導光体とが対向配置することとなる。
ここで、第2のフレーム部の押圧部は、支持部による押圧力に応じて弾性変形して、液晶パネルへの押圧力を制御可能であることから、第1および第2のフレーム部の嵌め合わせ状態が変化して、第1のフレーム部からの第2のフレーム部への押圧力が変化した場合においても、液晶パネルへの押圧力が均一化される。
【0041】
さらに、上記の目的を達成するため、本発明の液晶表示装置は、光源部と、液晶パネルと、前記光源部からの出射光を導波して、照明光を前記液晶パネルへ出射する導光体と、表示開口を有し、前記導光体が接着固定されるフレーム部とを有し、前記導光体は、少なくとも端部側が平坦に形成されている。あるいは、前記導光体は、他の領域との間に段差を有するエジェクタ領域を端部に含み、当該エジェクタ領域が平坦である。
【0042】
上記の本発明の液晶表示装置によれば、導光体は、少なくとも端部側が平坦に形成されているか、あるいは、エジェクタ領域が平坦であり、照明光を前記液晶パネルへ出射する導光体表面にエジェクタによる点状の凹凸等の段差がないことから、導光体のエジェクタ領域に起因する漏れ光の発生が抑制される。
【0043】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の液晶表示装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【0044】
図1は、本実施形態に係る液晶表示装置を構成する各構成要素の概略配置図である。
図1に示す本実施形態に係る液晶表示装置は、反射型のいわゆるフロントライト方式の液晶表示装置であり、主要な構成として、点状の光を出射するLED(Light Emitting Diode) 等からなる光源1と、点状の光を線状の光に変換する第1の導光体2と、第1の導光体2の周囲を被覆する反射体3と、線状の光を面状の光に変換する第2の導光体4と、液晶パネル5と、筐体となる前面側の第1のフレーム6および後面側の第2のフレーム7と、前面側の第1のフレーム6に取り付けられるカバー部材8とを有する。
【0045】
図2は、図1に示す各構成要素の組み立て後におけるA−A’線の断面図であり、図3は、図1に示す各構成要素の組み立て後におけるB−B’線の断面図である。なお、図2および図3は、図1に対して上下を反転して示している。
【0046】
図2に示すように、上記の第1の導光体2、当該第1の導光体2を被覆する反射体3、フィルム状の配線板9に実装された2つの光源1は、前面側の第1のフレーム6の内面に接着剤や両面テープ等の接着層10を介して固着されている。第2の導光体4は、第1のフレーム6の内面に表示開口6aを取り囲むロの字型の両面テープ等の接着層11を介して固着されている。
【0047】
以上のように第1のフレーム6に設置された照明光源としての光源1、第1の導光体2、および第2の導光体4は図4に示すような配置となる。なお、反射体3は、第1の導光体2の周囲を取り囲んでいるが、図4では、説明の便宜上、分けて配置している。
【0048】
図4に示すように、点状の光を出射するLED等の2つの光源1は、反射体3に取り囲まれた第1の導光体2の光入射面21を挟むように配置される。なお、第1の導光体2の一つの光入射面21側にのみ光源1が配置される構成でもよい。
【0049】
第1の導光体2は、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、非晶質ポリオレフィン樹脂といった透光性樹脂によって形成され、射出成形によって板状に一体的に成形されている。
また、図4に示すように、光出射面22の反対側の面には、射出成形によりプリズムが一体的に形成されており、複数の傾斜面23を有する。光入射面21および光出射面22は、滑らかな平面状とされている。
【0050】
反射体3は、第1の導光体2からの漏洩光を反射して第1の導光体2に再入射させ、光の利用効率を図るべく設けられており、例えばアルミニウム等から構成されている。反射体3は、第1の導光体2の周囲を取り囲み、第1の導光体2の2つの光入射面21および光出射面22を露出する開口を有している。
【0051】
上記の第1の導光体2においては、LED等の2つの光源1から発せられた点状の光が第1の導光体2の光入射面21からそれぞれ入射し、第1の導光体2の内部において進行すると、その光は第1の導光体2の光出射面22および当該光出射面22の裏面による全反射を繰り返しながら他方の光入射面21に向けてそれぞれ進行する。
【0052】
第1の導光体2内を進行する光が傾斜面23に到達した場合に、この傾斜面23は、受けた光を第1の導光体2の光出射面22に小さな入射角で入射させるように反射する役割を果たす。従って、傾斜面23により反射された光は、光出射面22への入射角が全反射臨界角よりも小さくなってそのまま光出射面22を透過する可能性が高くなり、光出射面22の各所から第2の導光体4に向けた線状の光が効率良く出射されることとなる。
【0053】
第2の導光体4は、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、非晶質ポリオレフィン樹脂といった透光性樹脂によって形成され、射出成形によって板状に一体的に成形されている。
第2の導光体4には、光出射面41の反対側の面に、射出成形によってプリズムが一体的に形成されており、傾斜の向きおよび角度が異なる2種類の傾斜面42,43を有する断面三角形状の凸部が一定方向に連続して形成されている。光入射面および光出射面41は、滑らかな平面状とされており、光出射面41は液晶パネル5に対向配置している。なお、上記の第2の導光体4の形状の特徴については、後述する。
【0054】
すなわち、第2の導光体4においては、第1の導光体2から線状の光が第2の導光体4の内部に入射すると、その光は、傾斜面42および光出射面41による全反射を繰り返しながら、進行する。第2の導光体4内を進行する光が、傾斜面42に到達した場合、この傾斜面42が所定方向に傾斜している分だけ、この傾斜面42に対する光の入射角が大きくなるため、その入射角が第2の導光体4の屈折率によって定まる所定の全反射臨界角よりも大きくなり、全反射される可能性が高くなる。従って、第2の導光体4の傾斜面42から光が出射する可能性を低くすることができる。
【0055】
その一方、傾斜面43は、受けた光を第2の導光体4の光出射面41に対して小さな入射角で入射させるように反射する役割を有する。従って、傾斜面43において反射されて光出射面41に到達した光は、その入射角が全反射臨界角よりも小さくなってそのまま光出射面41を透過する可能性が高くなり、光出射面41の各所から光が液晶パネル5の向きに面状の光となって効率良く出射されることとなる。
【0056】
図2および図3に示すように、液晶パネル5は、大別して、図示しない液晶層を挟んで対向する第1の透明基板5aおよび第2の透明基板5bと、偏光板5cとにより構成されている。
【0057】
第1の透明基板5aには、第2の透明基板5bに対向する面上に、例えばカラーフィルタ、共通電極、配向膜が形成されている。また、第1の透明基板5aには、第2の透明基板5bに対向する面とは反対側の面に、上記の偏光板5cが設置されている。
【0058】
第2の透明基板5bには、第1の透明基板5aに対向する面上に、例えばマトリックス上に画素電極が形成され、当該画素電極に接続するTFT(Thin FilmTransistor) 等からなるスイッチング素子が形成され、当該画素電極およびスイッチング素子を被覆して配向膜が形成されている。当該画素電極は、反射層としての機能を有し、例えば、画素電極として反射特性を有するアルミニウム、クロム、ニッケル等の材料を採用する。
【0059】
なお、画素電極を透明として、第2の透明基板5bにおいて、上記の第1の透明基板5aに対向する面とは反対側の面に、反射膜を形成してもよい。
【0060】
第1の透明基板5aおよび第2の透明基板5bの配向膜間に、複数の粒状のスペーサ部材が配置されており、これによって第1および第2の透明基板5a,5b間の距離が一定に維持された状態で、当該第1および第2の透明基板5a,5b間に液晶が注入され、シール部材により封止されている。
【0061】
上記の液晶パネル5には、図1に示すように電源等を供給するためのフィルム状の配線板13が取り付けられている。また、図2および図3に示すように、液晶パネル5は、第2のフレーム7上に載置されており、スペーサ部材12を介して第2の導光体4に対して所定間隔をもって対向配置されている。このスペーサ部材12は、接着性を有するものではなく、例えば、ポリエチレンテレフタレート等からなり、図1に示すように、表示開口を取り囲むような形状に形成されている。なお、このスペーサ部材12の形状の特徴については、後述する。
【0062】
前面側の第1のフレーム6は、表示開口6aを有し、当該表示開口6aに第2の導光体4および液晶パネル5が臨むように構成されている。
【0063】
第1のフレーム6の表示開口6aを覆うように、両面テープ等からなる接着層14を介してカバー部材8が第1のフレーム6に固着されている。図1に示すように、接着層14は、例えば第1のフレーム6の表示開口6aの外縁を取り囲むロの字型を有している。カバー部材8は、透光性材料として、例えば、アクリル樹脂やポリカーボネートによって構成されている。
【0064】
第2のフレーム7は、第1のフレーム6の裏面側からはめ込み可能に構成されており、第1のフレーム6と同一の材料、または略同一の線膨張係数をもつ材料により形成されることが好ましい。第1のフレーム6と第2のフレーム7とを略同一の線膨張係数をもつ材料により形成することにより、熱による膨張によって、フレーム同士の嵌め合わせ状態が変化してしまうことを防止することができる。
【0065】
次に、上記の第1のフレーム6および第2のフレーム7の詳細な構成について、説明する。図5は、図3のC部における拡大断面図である。
【0066】
図5に示すように、第1のフレーム6には、第2のフレーム7を嵌め込んだ際に、第2のフレーム7を押し上げて支持する爪部(支持部)61が形成されている。また、第1のフレーム6には、表示開口6aの外縁において、導光体4との間の隙間を狭めるように突出した遮蔽部62が形成されている。
【0067】
第2のフレーム7には、第1のフレームの爪部61に対応する位置に、傾斜面70a,70bを有する爪部70が形成されている。傾斜面70aは、第2のフレーム7を第1のフレーム6に嵌め込む際に嵌め込み易くする役割を有する。傾斜面70bは、第1のフレーム6の爪部61の傾斜面61aに当接して、第1のフレーム6の爪部61からの押圧力を液晶パネル5を押し上げる方向の押圧力に変換する役割を有する。
【0068】
また、第2のフレーム7には、第2の導光体4と液晶パネル5とがスペーサ部材12を挟んで当接する部分に力を加えることができる位置に、複数の柱状の押圧部73が形成されており、当該押圧部73の周囲の第2のフレーム7は、その肉厚が薄くなるように形成されている。
【0069】
上記の第1のフレーム6および第2のフレーム7にそれぞれ形成された爪部61,70の作用について説明する。
図6に示すように、第1のフレーム6の裏側にスペーサ部材12を載置し、さらに、当該第1のフレーム6の裏側から液晶パネル5が搭載された第2のフレーム7を嵌め込む。このとき、第2のフレーム7の傾斜面70aは、下へいくに従って外側に拡がっていることから、第2のフレーム7を嵌め込んでいくと、傾斜面70aにより第1のフレーム6の爪部61は外側へ拡げられることとなる。
【0070】
そして、第2のフレーム7が完全に第1のフレーム6に嵌め込まれた場合には、図5に示すように、第1のフレーム6の爪部61の傾斜面61aと、第2のフレーム7の爪部70の傾斜面70bが当接することとなり、外側に押し広げられた爪部61は、第1のフレーム6の材料の弾性による復元力をもって、第2のフレーム70の傾斜面70bを内側に押圧した状態で支持する。
【0071】
このとき、傾斜面61a,70b同士が当接していることにより、第1のフレーム6の爪部61から第2のフレーム7の爪部70へ横方向の押圧力が働くと、第2のフレーム7の爪部70は、第1のフレーム6の爪部61の傾斜面61a上を摺動して、液晶パネル5を押し上げる方向へ移動することとなる。すなわち、第2のフレーム7の爪部70の傾斜面70bおよび第1のフレーム6の爪部61の傾斜面61aの作用により、第1のフレーム6の爪部61からの横方向の復元力による力が、第2のフレーム7を押し上げる力に変換される。
【0072】
以上のような、第1のフレーム6の爪部61の変形が戻ろうとする復元力によって、第2のフレーム7が押し上げられて、スペーサ部材12が第2の導光体4と液晶パネル5との間に所定の圧力をもって挟み込まれる。
【0073】
ここで、図5に示すように、第2のフレーム7には、周囲の平面からは突出した柱状の押圧部73が形成されていることから、液晶パネル5は、この押圧部73により押圧されることとなる。ここで、第1フレーム6の爪部61からの第2のフレーム7への押圧力が強いときには、図7に示すように、押圧部73の周囲の肉厚の薄い部分が弾性変形することにより、液晶パネル5への押圧力を緩和して、スペーサ部材12が第2の導光体4と液晶パネル5との間に過度の圧力をもって挟み込まれることが防止される。
【0074】
図5に示す第1のフレーム6の遮蔽部62は、接着層11からの反射光や、第2の導光体4を介して接着層11内に流れ込んだ光が、表示開口6aへ漏洩することを防止している。
【0075】
次に、上記の第2の導光体4と液晶パネル5との間に挿入されるスペーサ部材12の詳細な構成について説明する。図8は、スペーサ部材12の平面図である。
【0076】
スペーサ部材12は、上述したように、接着性を有するものではなく、第2の導光体4と液晶パネル5との間隔を適切な距離に保持し、かつ、第2の導光体4と液晶パネル5との間の空間にゴミの侵入を防止する役割を有するため、第2の導光体4と液晶パネル5との間に適切に挿入される必要がある。すなわち、位置ずれにより、第2の導光体4と液晶パネル5との間にスペーサ部材12が介在しない部分が発生してゴミが侵入することを防止する必要がある。
【0077】
従って、図8に示すように、スペーサ部材12には、第1のフレーム6に対して所定の位置関係で挿入されるように、位置決め部12a,12bを有する外形形状となっている。
【0078】
図9に示すように、この位置決め部12a,12bは、第2の導光体4が固着された第1のフレーム6の内部において内側へ突出した爪部61を避けるような形状となっている。具体的には、位置決め部12aは、爪部61のみを避けるような形状となっており、位置決め部12bは、爪部61および隣接配置された第1の導光体2や光源1を搭載する配線板9を避けるような形状となっている。
【0079】
これにより、スペーサ部材12は、第2の導光体4が接着固定された第1のフレーム6の内部において、位置擦れを防止して、適当な位置関係で挿入することが可能となることから、第2の導光体4と液晶パネル5との間にスペーサ部材12が介在しない部分が発生してゴミが侵入することを防止することができる。
また、図5に示すように、スペーサ部材12を挟んで第2の導光体4と液晶パネル5とが当接する位置の直下に第2のフレーム7の押圧部73を設けることにより、第2のフレーム7の押圧部73による押圧力が当接部分に加わって、第2の導光体4と液晶パネル5とが所定の圧力をもって第2のスペーサ部材12を挟むこととなる。
【0080】
次に、上記の第1のフレーム6の内部に接着固定される第2の導光体4の詳細な構成について説明する。図10は、第2の導光体4の平面図である。
【0081】
上述したように、第1のフレーム6の遮蔽部62は、接着層11からの光が表示開口6aへ漏洩するのを防止しているが、本実施形態では、従来のような第2の導光体のエジェクタピン跡からの漏洩光を防止する観点から、第2の導光体4を以下に示すような構成とする。
【0082】
すなわち、図10に示すように、第2の導光体4からは、従来のような点状のエジェクタピン跡を無くしており、従来エジェクタピン跡があった端部側が平坦な形状となっている。なお、第2の導光体4の側面部には、樹脂の注入口に相当するゲート4aが形成されている。
【0083】
この場合の第2の導光体4の成形方法は、図10の矢印Dで示している3辺側の金型をスライド方式とする。これは、例えば、図11(a)に示すように、樹脂注入口が設けられた固定金型31と、当該固定金型31と合わさって樹脂を注入するキャビティを形成する可動金型32と、可動金型32を貫通して設けられ成形体40のゲートを押圧するエジェクタピン33と、所定の角度をもって固定金型31を貫通して設けられたガイドピン34と、ガイドピン34を挿入する挿入孔を有するスライド式可動金型35と、固定金型31に取り付けられスライド式可動金型35をブロックするブロック体36とを有する装置構成とする。なお、可動金型32に、ガイドピン34が挿入される挿入孔32aが形成されている。
また、図11(a)では、スライド式可動金型35は、一つのみ示されているが、上述したように、図10の矢印Dで示している3辺側の金型をスライド式とするため、紙面に垂直方向の残り2辺にも、同様のスライド式可動金型が設けられている。
【0084】
そして、図11(a)に示すような状態で、固定金型31、可動金型32、およびスライド式可動金型35で構成されるキャビティに、サイドから被成形材料である熔融状態の樹脂を注入し、シリンダにより可動金型32を固定金型31に向かって押圧した状態で金型を冷却することにより、当該被成形材料を固化させて成形体40とする。
【0085】
成形後、図11(b)の矢印に示すように、可動金型32を固定金型31から離間させて成形体40を固定金型31から離型させる。このとき、ガイドピン34が所定の角度をもってスライド式可動金型35を貫通しており、かつ、スライド式可動金型35とブロック体36との当接部分がガイドピンと同様に所定の角度をもって傾斜していることから、可動金型32を固定金型31から離間させるに伴い、スライド式可動金型35が可動金型32上を成形体40から離れるようにスライドし、成形体40が3つのスライド式可動金型35から離型される。
【0086】
次に、図12(c)に示すように、可動金型32を固定金型31に対してさらに離間させた後、図12(d)に示すように、エジェクタピン33により成形体40のゲートを押し上げることにより、可動金型32から成形体40を離型させた後、成形体40を取り出すことにより、エジェクタピン跡のない導光体4が形成されることとなる。
このように、第2の導光体4から、従来のようなエジェクタピン跡を無くすことができることから、エジェクタピン跡からの光の漏洩光が防止される。
【0087】
また、図13(a)あるいは図13(b)の平面図に示すように、図17および図18に示した射出成形において、エジェクタピン133aによるエジェクタする領域(エジェクタ領域)4bを点状にするのではなく、第2の導光体4の一辺の端から端までの長方形のような面状としてもよい。
【0088】
図4に示すように、第2の導光体4には一側部側から線状の光が入射することとなるため、点状のエジェクタピン跡があると、このエジェクタピン跡による凹凸により、臨界角以下で光が入射して漏洩してしまう面が形成されることとなるが、図13に示す第2の導光体4では段差に起因する面が一方向のみに向いていることから、光の進行方向に対して適切に配置することにより、漏洩光を防止することができる。この場合には、光抜けによる輝線の発生防止のため、エジェクタ領域4bが入光側にあるか否かにより他の領域に対して凹状か凸状かを選択する。
【0089】
このように、従来のような点状のエジェクタピン跡を無くすことにより、エジェクタピン跡からの漏洩光が表示開口6aに出射されることを防止することができ、遮蔽部62の作用とも相まって、第2の導光体4やその他の接着層11からの漏洩光を防止することができる。
【0090】
次に、上記構成の液晶表示装置における動作について説明する。
液晶表示装置の周囲の外部光が強い場合には、光源1を消灯し、外部光を第2の導光体4から取り込んで液晶パネル5に入射させる。液晶パネル5へ入射した光は、第2の透明基板5bに形成された図示しない反射膜により反射され、液晶パネル5の画素液晶部分のオン、オフに応じて、偏光板5cからの通過が制御される。
【0091】
偏光板5cを通過した光は、第2の導光体4およびカバー部材8を通過して、外部へ出射し、観察者に認識される。観察者は、第2の導光体4を通過した光と液晶パネル5の偏光板5cにより吸収された光とのコントラストにより数字、文字、画像等といった可視情報を認識する。
【0092】
液晶表示装置の周囲の外部光が弱くて、その外部光だけでは、明るい表示が得られない場合には、光源1を点灯する。このときの、光源1、第1の導光体2、第2の導光体4からなる照明光源による作用は上述した通りであり、光源1から出射された点状の光は、第1の導光体2によって線状の光に変換され、第2の導光体4によって線状の光が面状の光に変換されて、液晶パネル5を照射することとなる。
これにより、外部光を用いる場合と同様にして、可視情報が表示される。
【0093】
上記の本実施形態に係る液晶表示装置によれば、第1のフレーム6に爪部61を設け、第2のフレーム7に爪部70を設けて、第1のフレーム6に接着固定された第2の導光体4と、第2のフレーム7に搭載された液晶パネル5との間にスペーサ部材12を挿入し、第2のフレーム7を第1のフレーム6に嵌め込むことにより、第2の導光体4と液晶パネル5とによりスペーサ部材12を所定の圧力で挟んで、液晶パネル5と第2の導光体4との間に気密空間を構成することができることから、液晶パネル5と第2の導光体4との間にゴミが侵入することを防止することができる。
【0094】
このとき、第2のフレーム7に押圧部73を設けていることから、フレーム同士の嵌合状態が変化して第2のフレーム7の押し上げ力が強くなった場合においても、弾性変形により液晶パネル5を押圧する力が緩和され、フレーム同士の勘合状態の変化に対する液晶パネル5への押圧力の変化を抑制することができる。
【0095】
また、表示開口6aを取り囲む枠状の接着層11,14により、カバー部材8および第2の導光体4が対向配置するように第1のフレーム6に接着固定されていることから、カバー部材8および第2の導光体4の第1のフレーム6に対する隙間を無くすことができ、カバー部材8および第2の導光体4との間の空間にゴミが侵入することを防止することができる。
【0096】
以上のように、カバー部材8と第1のフレーム6間、第1のフレーム6と第2の導光体4間、第2の導光体4と液晶パネル5間の空間へゴミの侵入が防止されることから、ゴミにより光が散乱して表示品質が防止することを防止することができる。
【0097】
また、スペーサ部材12は接着性を有しないことから、液晶表示装置の分解性を向上することができ、修理等の作業性を向上させることができる。
【0098】
さらに、第1のフレーム6には、接着層11を遮蔽する遮蔽部62が設けられていることから、接着層11や、第2の導光体4の表示開口6aの外側にある部分からの光の漏洩が防止される。
【0099】
また、第2の導光体4のエジェクタピン跡を無くし、あるいは平坦なエジェクタ領域とすることにより、第2の導光体4のエジェクタ領域からの光の漏洩を防止することができる。従って、上述したように、表示品質を向上させることができる。
【0100】
本発明の液晶表示装置は、上記の実施形態の説明に限定されない。
例えば、上記の本実施形態における各構成要素の材料等については特に限定はない。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【0101】
【発明の効果】
本発明の液晶表示装置によれば、液晶パネルと導光体との間隔を高精度に保ち、かつ、ゴミの侵入を防止して表示品質を向上させることができる。また、導光体や他の部材からの表示開口への漏洩光を防止して表示品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態に係る液晶表示装置を構成する各構成要素の概略配置図である。
【図2】図1に示す各構成要素の組み立て後におけるA−A’線の断面図である。
【図3】図1に示す各構成要素の組み立て後におけるB−B’線の断面図である。
【図4】本実施形態に係る液晶表示装置における照明光源を詳細に説明するための配置図である。
【図5】図3のC部の拡大断面図である。
【図6】第2のフレームを第1のフレームに嵌め込む際の第1および第2のフレームの作用を説明するための図である。
【図7】第2のフレームの押圧部の作用を説明するための図である。
【図8】スペーサ部材の平面図である。
【図9】スペーサ部材の位置決め部の作用を説明するための図である。
【図10】第2の導光体の斜視図である。
【図11】第2の導光体の作製方法を説明するための図である。
【図12】第2の導光体の作製方法を説明するための図である。
【図13】第2の導光体の他の例を説明するための斜視図である。
【図14】従来例に係る液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図15】他の従来例に係る液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図16】従来例に係る液晶表示装置に使用される導光体の一例を示す斜視図である。
【図17】従来例に係る導光体の作製方法を説明するための図である。
【図18】従来例に係る導光体の作製方法を説明するための図である。
【符号の説明】
1…光源、2…第1の導光体、3…反射体、4…第2の導光体、4a…ゲート、4b…エジェクタ領域、5…液晶パネル、5a…第1の透明基板、5b…第2の透明基板、5c…偏光板、6…第1のフレーム、6a…表示開口、7…第2のフレーム、8…カバー部材、9…配線板、10…接着層、11…接着層、12…スペーサ部材、12a,12b…位置決め部、13…配線板、14…接着層、21…光入射面、22…光出射面、23…傾斜面、31…固定金型、32…可動金型、32a…孔、33…エジェクタピン、34…ガイドピン、35…スライド式可動金型、36…ブロック体、40…成形体、41…光出射面、42,43…傾斜面、61…爪部、61a…傾斜面、62…遮蔽部、70…爪部、70a,70b…傾斜面、73…押圧部、104…導光体、104a…ゲート、104b…エジェクタピン跡、105…液晶パネル、105a…第1の透明基板、105b…第2の透明基板、105c…偏光板、106…第1のフレーム、106a…表示開口、107…第2のフレーム、108…カバー部材、111…接着層、114…接着層、115…接着層、131…固定金型、132…可動金型、133,133a…エジェクタピン、140…成形体。
Claims (28)
- 光源部と、
液晶パネルと、
前記光源部からの出射光を導波して、照明光を前記液晶パネルへ出射する導光体と、
表示開口を有し、前記導光体が接着固定される第1のフレーム部と、
前記液晶パネルを搭載し、前記第1のフレーム部に嵌め込まれる第2のフレーム部と、
前記導光体および前記液晶パネル間に挿入され、前記導光体および前記液晶パネルを所定間隔に保つスペーサ部とを有し、
前記第1のフレーム部は、嵌め込まれた前記第2のフレーム部を所定の弾性力をもって前記導光体へ向けて支持する支持部を有する
液晶表示装置。 - 前記導光体は、少なくとも端部側が平坦に形成されている
請求項1記載の液晶表示装置。 - 前記導光体は、他の領域との間に段差を有するエジェクタ領域を端部に含み、当該エジェクタ領域が平坦である
請求項1記載の液晶表示装置。 - 前記第1のフレーム部および前記第2のフレーム部は、略同一の線膨張係数をもつ材料により形成されている
請求項1記載の液晶表示装置。 - 光源部と、
液晶パネルと、
前記光源部からの出射光を導波して、照明光を前記液晶パネルへ出射する導光体と、
表示開口を有し、前記導光体が接着固定される第1のフレーム部と、
前記液晶パネルを搭載し、前記第1のフレーム部に嵌め込まれる第2のフレーム部と、
前記導光体および前記液晶パネル間に挿入され、前記導光体および前記液晶パネルを所定間隔に保つスペーサ部とを有し、
前記第2のフレーム部は、搭載された前記液晶パネルを前記導光体へ向けて押圧し、弾性変形により当該押圧力を制御し得る押圧部を有する
液晶表示装置。 - 前記押圧部は、前記スペーサ部と前記液晶パネルおよび前記導光体との当接部分に相当する位置に設けられている
請求項5記載の液晶表示装置。 - 前記導光体は、少なくとも端部側が平坦に形成されている
請求項5記載の液晶表示装置。 - 前記導光体は、他の領域との間に段差を有するエジェクタ領域を端部に含み、当該エジェクタ領域が平坦である
請求項5記載の液晶表示装置。 - 光源部と、
液晶パネルと、
前記光源部からの出射光を導波して、照明光を前記液晶パネルへ出射する導光体と、
表示開口を有し、前記導光体が接着固定される第1のフレーム部と、
前記導光体を前記第1のフレーム部に接着固定する導光体接着層とを有し、
前記第1のフレーム部は、前記導光体接着層からの光の前記表示開口への漏洩を防止する遮蔽部を有する
液晶表示装置。 - 前記導光体接着層は、前記表示開口を取り囲む枠状に形成されている
請求項9記載の液晶表示装置。 - 前記導光体に対向し、前記第1のフレーム部に接着固定されたカバー部と、
前記表示開口を取り囲む枠状に形成され、前記カバー部を前記第1のフレーム部に接着固定するカバー接着層とをさらに有する
請求項9記載の液晶表示装置。 - 前記導光体は、少なくとも端部側が平坦に形成されている
請求項9記載の液晶表示装置。 - 前記導光体は、他の領域との間に段差を有するエジェクタ領域を端部に含み、当該エジェクタ領域が平坦である
請求項9記載の液晶表示装置。 - 光源部と、
液晶パネルと、
前記光源部からの出射光を導波して、照明光を前記液晶パネルへ出射する導光体と、
表示開口を有し、前記導光体が接着固定される第1のフレーム部と、
前記導光体および前記液晶パネル間に挿入され、前記導光体および前記液晶パネルを所定間隔に保つスペーサ部と
を有する液晶表示装置。 - 前記スペーサ部は、前記第1のフレーム部に対して所定の位置関係となるような位置決め部を有する
請求項14記載の液晶表示装置。 - 前記液晶パネルを搭載し、前記第1のフレームに嵌め込まれることにより前記液晶パネルを前記スペーサ部に押し付ける第2のフレーム部をさらに有する
請求項14記載の液晶表示装置。 - 前記導光体は、少なくとも端部側が平坦に形成されている
請求項14記載の液晶表示装置。 - 前記導光体は、他の領域との間に段差を有するエジェクタ領域を端部に含み、当該エジェクタ領域が平坦である
請求項14記載の液晶表示装置。 - 光源部と、
液晶パネルと、
前記光源部からの出射光を導波して、照明光を前記液晶パネルへ出射する導光体と、
表示開口を有し、前記導光体が接着固定される第1のフレーム部と、
前記液晶パネルを搭載し、前記第1のフレーム部に嵌め込まれる第2のフレーム部と、
前記導光体および前記液晶パネル間に挿入され、前記導光体および前記液晶パネルを所定間隔に保つスペーサ部とを有し、
前記第1のフレーム部は、嵌め込まれた前記第2のフレーム部を所定の弾性力をもって前記導光体へ向けて支持する支持部を有し、
前記第2のフレーム部は、前記支持部による押圧力に応じて弾性変形して、前記液晶パネルへの押圧力を制御し得る押圧部を有する
液晶表示装置。 - 前記導光体を前記第1のフレーム部に接着固定する導光体接着層を有し、
前記第1のフレーム部は、前記導光体接着層からの光の前記表示開口への漏洩を防止する遮蔽部を有する
請求項19記載の液晶表示装置。 - 前記スペーサ部は、前記第1のフレーム部に対して所定の位置関係となるような位置決め部を有する
請求項19記載の液晶表示装置。 - 前記押圧部は、前記スペーサ部と前記液晶パネルおよび前記導光体との当接部分に相当する位置に設けられている
請求項19記載の液晶表示装置。 - 前記第1のフレーム部および前記第2のフレーム部は、略同一の線膨張係数をもつ材料により形成されている
請求項19記載の液晶表示装置。 - 前記導光体に対向し、前記第1のフレーム部に接着固定されたカバー部と、
前記表示開口を取り囲む枠状に形成され、前記カバー部を前記第1のフレーム部に接着固定するカバー接着層とをさらに有する
請求項19記載の液晶表示装置。 - 前記導光体は、少なくとも端部側が平坦に形成されている
請求項19記載の液晶表示装置。 - 前記導光体は、他の領域との間に段差を有するエジェクタ領域を端部に含み、当該エジェクタ領域が平坦である
請求項19記載の液晶表示装置。 - 光源部と、
液晶パネルと、
前記光源部からの出射光を導波して、照明光を前記液晶パネルへ出射する導光体と、
表示開口を有し、前記導光体が接着固定されるフレーム部とを有し、
前記導光体は、少なくとも端部側が平坦に形成されている
液晶表示装置。 - 光源部と、
液晶パネルと、
前記光源部からの出射光を導波して、照明光を前記液晶パネルへ出射する導光体と、
表示開口を有し、前記導光体が接着固定されるフレーム部とを有し、
前記導光体は、他の領域との間に段差を有するエジェクタ領域を端部に含み、当該エジェクタ領域が平坦である
液晶表示装置。
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