JP4261613B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は製造工程の単純化と、部品数の減少と、製造時間の短縮を図ると共に、品質の安定された薄型の液晶表示装置の構成に関することで、特に、バックライト構成部品と、液晶表示装置等を簡単にフレームに係合して組み立てることが出来る一体型のフレーム構造に関する。

液晶表示装置は事務所、学校、図書館、各家庭に至るまでほぼいずれの所で利用されている。特に、液晶表示装置は軽量と、薄型のため携帯性の便利という特徴があって、具体的に応用分野の幾つか例をあげれば、パソコン、AV(audio visual）、モビルコンピューター(mobile computer）等の携帯型情報通信機器、ゲームやシミュレーション機器等で多く利用される。

前記の如く多様な分野で利用される液晶表示装置は製造工程の単純化と、部品数の減少と、製造時間の短縮と、製品の薄型化等を図ってよりやすい価格で便利に利用できるよう研究、開発が進行されている。

一般的に液晶表示装置はバックライト構成部品で成り立つバックライト装置、即ち導光板の一つ面に張り合わせられた光反射シートと、他の一つ面に積層されるように張り合わせられた光拡散シートと集光シートと、導光板の辺部分に固定されランプが内側に介された光反射板等をフレームに位置を決めて固定する。続いて、一対のガラス基板の一つ面にスイッチング素子が構成されて、前記ガラス基板の間に液晶が封入されて、前記ガラス基板の外面に各々偏光板が張り合わせられている液晶表示装置を前記フレームに位置を決めて固定する過程等を経て液晶表示装置が製造される。

前記の過程を経て製造される従来液晶表示装置の構造例を図１〜図７に示す。

図１は導光板４と光反射板３がフレーム１に位置が決められて、前記導光板４と光反射板３上に液晶表示パネル２がフレーム１に位置が決められて、導光板４はねじ８によってフレーム１に固定されている構造を示す平面図である。図面番号５は前記光反射板３の内部に介されたランプから引き出されたワイヤ線であり、６は液晶表示パネル２の位置決め部である。

前記図１の平面構造は図２〜図４によってより容易に理解することが出来る。前記図２〜図４は図１のII−II、III−III、IV−IVに沿って切断した各々の断面図である。

図２は集光シート１１と光拡散シート１０が積層された構造で導光板４の一つ面に張り合わせられて、導光板４の他の一つ面には光反射シート９が張り合わせられて、導光板位置決め手段１６の断面部５０で前記導光板の位置を決めて、前記導光板が動かないようにねじ８によりフレーム１に固定されている構造を示している。又、図３は導光板４の一つ面に集光シート１１と光拡散シート１０が積層された構造で張り合わせられて、他の一つ面に光反射シート９が張り合わせられて、導光板４の辺部分にランプ３０を内部に介して固定したＵ字型の光反射板３が構成される。前記光反射板３が固定された導光板４はフレーム１に一体型で入設された位置決め手段１６の断面部５０によって位置が決められる。上板１２及び１３の外面に偏光板８８が張り合わせられた液晶表示パネル２が位置決め手段６の断面部６０によって位置が決められる。前記光反射板３が固定された導光板４及び液晶表示パネル２の位置決め手段１６と、６は階段形状で入設されており、フレームと一体型で構成されている。

図４は一つ面に集光シート１１と光拡散シート１０が積層された構造で張り合わせられて、他の一つ面に光反射シート９が張り合わせられている導光板４を導光板位置決め手段１６の断面部５０によって位置を決めて、前記集光シート等が張り合わせられている導光板上に上板１２及び１３の外面に偏光板８８が張り合わせられた液晶表示パネル２を位置決め手段６の断面部６０によって位置を決める。

図３の他の構造を示す図５は導光板４の一つ面に集光シート１１と光拡散シート１０が積層された構造で張り合わせられて、他の一つ面に光反射シート９が張り合わせられて、導光板４の辺にランプ３０を内部に介して固定したU字型の光反射板３が固定されて構成される。前記光反射板３が固定された導光板４はフレーム１に一体型で入設された位置決め手段１６の断面部５０によって位置が決められる。前記入設された位置決め手段１６の上面に接着剤又は固定ピン１３６等を利用して液晶表示パネル２の位置決め手段６’を固定する。前記導光板４に固定された光反射板３はフレーム１の下面と液晶表示パネル２の位置決め手段６’間に挟まれる構造になるようフレーム１に固定される。前記液晶表示パネルの位置決め手段６’は上板１２と、下板１３の外面に偏光板８８が張り合わせられた液晶表示パネル２の位置を決めるための断面部６０を備えて、ランプ３０から引き出されたワイヤ線５を固定するための固定手段９０を備えている。

前記の構造を有する液晶表示装置は図３及び図４の如く導光板と液晶表示パネルの位置決め手段が階段形状で入設されているため製造過程で組み立てられる部品が固定出来なく、小さい衝撃にも部品が揺れてずれたり安定性が落ちて破損されやすい。

前記の問題点を改善するために図１の如く導光板４を固定するためのねじ８を利用する方法がある。前記方法はフレームと導光板にねじを締結するための別の面積が必要であり、特に導光板の形状及び構造等が複雑で光の輝度の不均一等の問題点を起こす。又、ねじ締結のため別の工程と部品が必要になり工程数とコスト増加の問題点が発生する。前記の問題点をある程度改善したのが図５の構造である。

前記図５の構造は液晶表示パネル２の位置決め手段６’を別に加工して光反射板３と結合された導光板４の位置を決める位置決め手段１６の上面に固定ピン又は接着剤等を利用して固定している。前記構造であっても作業過程中の振動や衝撃によって液晶表示パネル２の位置決め手段６’が離脱したり、部品がずらされることがあり、液晶表示装置の組立の後にも品質が不安定になる。又、上述したように液晶表示パネルの位置決め手段６’の固定は別の工程が必要なため液晶表示装置の製造費用が上昇する。

従来の液晶表示装置のフレームの又他の構造は日本特許公開（平５−６６３９０）で提示したようにフレームの角部分に別の加工された支持体を前記フレームに突設された係合手段によって固定して、前記支持体でバックライト装置や液晶表示パネルの位置を決めるようになっている。前記構造の図面は図６及び図７に示す。

前記図６と図７で示したようにフレーム１の係合手段１１１によって支持体８１がフレームの角部分に固定される。特に導光板と連結されるランプ３０の位置決め手段は前記支持体８１に形成されている一対の突起６１a、６１bとランプ３０に形成されている一対の突起４２から構成されている。又、突起６１aとフレーム１の側壁部の間にはランプ３０から引き出されるワイヤ線５を固定することが出来る固定手段が形成されている。そして、支持体８１に階段形状で入設された断面部５６、５９に各々液晶表示パネルと導光板の位置が決められる。

前記の如く構造のフレームを用いてバックライト装置と液晶表示パネルの位置を決めて固定することは支持体８１と係合手段１１１によってその状態が決められるため部品の位置が安定されない。即ち、支持体８１が組立工程進行過程で小さい衝撃によって係合手段１１１から離脱することが出来るためにバックライト構成部品と液晶表示パネルは不安定な状態で固定される。又、支持体８１をフレーム１に各々挿入する作業過程が必要となり、作業時間と製品のコストが上昇する。

従来の問題点を改善するために、液晶表示装置の製造過程でフレームにバックライト構成部品又は液晶表示パネルを組み立てる工程の時間を短縮することを本発明の目的とする。

バックライト構成部品をフレームに安定的に固定させることを本発明の他の目的とする。

バックライト装置と、液晶表示パネルが互いに平行に配列されるよう位置を決めて支持するための手段が備えているフレームを有する本発明の液晶表示装置において、前記フレームに備えられた位置決め手段は前記フレームの辺部分に前記フレームの下面と所定の空間をなす大略矩形の突出部が前記フレームと一体型で備えられて、前記フレームの下面と突出部がなす空間にバックライト装置の位置が決められ、前記突出部の上面に液晶表示パネルの位置が決められるように構成することが好ましい。

この構造のフレームを用いることで第一に、図１と図２の固定ねじ８で導光板４を固定するフレームの構造のように導光板やフレームの形状の複雑化と、面積の増大を防止する。第二に、図２と図５の如く固定ねじ８と、固定構造物６’と、接着剤と、固定ピン１３６等が追加されるのを防止して、前記部品を組み立てる作業時間を短縮することができる。第三に、図５と図７の如く従来フレーム構造は接着剤と、固定ピン１３６と、係合手段１１１とに係合された支持体８１が作業過程中に衝撃により離脱することがあるためバックライト装置及び液晶表示パネルの組立安定性が落ちることに対して、本発明の一体型のフレームはバックライト装置及び液晶表示パネルの組立安定性を確保することが出来る。又本発明のフレームはバックライト装置をフレームに組み立てる過程でランプから引き出されるワイヤ線が同時に位置が決められるようにしてワイヤ線をフレームに固定する別の過程を無くすことが出来るように構成される。

このような特徴を有する本発明の液晶表示装置の構造は導光板と、光反射板を含むバックライト装置が設けられて、上板と下板の間に液晶及びスイッチング素子を含む液晶表示パネルが設けられる。前記バックライト装置と液晶表示パネルの位置を決めて支持するための手段が備えられたフレームに前記バックライト装置と液晶表示パネルが互いに平行に配置されるよう位置が決められる。特に、前記フレームに備えられた位置決め手段は前記フレームの辺部分に前記フレームの下面と所定の空間をなす突出部が備えられて、前記突出部は前記フレームと一体型に形成されて、前記フレームの下面と突出部がなす空間にバックライトの位置が決められて、前記突出部の上面に液晶パネルの位置が決められる構造をしている。

この構造の一例を具体的に説明するために図８〜図１７を参照する。U字型の光反射板１０３の内側にランプ（図示せず）が介され固定されて、前記U字型の光反射板１０３は、導光板４００の一つの辺部分を挟んで固定される。そのように固定された光反射板１０３はフレーム１０１の辺部分に前記フレーム１０１の下面と所定の空間をなす一体型の突出部２００によって形成される空間部分１１６aに位置が決められる。又U字型の光反射板１０３が固定されている反対側の前記導光板の辺は前記フレーム１０１の辺部分に前記フレームの下面と所定の空間をなす一体型の突出部２０１によって形成される空間部分１１６に位置が決められる。続いて液晶表示パネル１０２は突出部２００の上面に階段形状で形成された位置決め手段１０６aと、突出部２０１の上部分に階段形状で形成された位置決め手段１０６に位置が決められる。特に、光反射板１０３を位置決め手段１１６aに位置を決める際にランプから引き出されたワイヤ線１０５を、前記位置決め手段１１６aの領域に備えられたワイヤ線の位置決め手段１９０に位置が決められるようにする。又、他の方法でフレーム１０１の突出部２００の上面にワイヤ線１０５の位置を決めることが出来る位置決め手段１９０を備えることも出来る。

発明の実施の形態１．
図８はバックライト装置と液晶表示パネルがフレームに位置が決められた本発明の平面図で、図９はフレームにバックライト装置の位置が決められた本発明の平面図で、図１０及び図１１は本発明のフレームの角部分に一体型で形成された位置決め手段の断面図で、図１２は光反射板にランプが介された状態を示す立体図で、図１３は導光板と光反射板を固定する過程を説明するための立体図で、図１４は液晶表示パネルの立体図で、図１５〜図１７はバックライト装置と液晶表示パネルがフレームに位置が決められた本発明の液晶表示装置の断面図である。

図８と図９の如く本発明の液晶表示装置は液晶表示パネル１０２と、液晶表示パネルとが平行に配置されて、液晶表示パネルの下面で光を照射するバックライト装置（ランプが介される光反射板１０３、導光板４００等を含む）と、前記液晶表示パネル及びバックライト装置の位置を決めて支持するプラスチックフレーム１０１等を備えている。前記フレーム１０１の辺部分にはバックライト装置と液晶表示パネルをの位置を決めるためにフレーム１０１と一体型で形成される位置決め手段１０６、１０６a、１１６、１１６aが備えられる。前記バックライト装置と液晶表示パネルの位置決め手段１０６、１０６a、１１６、１１６aは図１０と図１１の如くフレーム１０１の辺部分にフレーム１０１の下面と所定の空間をなすように大略矩形で入設突出された突出部２００、２０１によって備えられる。前記フレーム１０１の下面と突出部２００がなす空間部分がバックライト装置の光反射板１０３の位置決め手段１１６aとなり、突出部２００の上面部分に階段型で形成される部分が液晶表示パネル１０２の位置決め手段１０６aとなる。前記バックライト装置の光反射板１０３の位置決め手段１１６a領域に入出力ワイヤ線１０５の位置決め手段１９０が一体型で備えられる。又前記フレーム１０１の下面と突出部２０１がなす空間部分がバックライト装置の導光板４００の位置決め手段１１６となり、突出部２０１の上面部分が液晶表示パネル１０２の位置決め手段１０６となる。

図１０はバックライト装置の入出力ワイヤ線が１１６a領域に位置が決められるようにする構造であるため突出部２００の上面にバックライト装置の入出力ワイヤ線の位置決め手段が備えられなかったが、場合によって図１７の如く突出部２００の上面に入出力ワイヤ線１０５の位置を決める位置決め手段１９０が突出部２００と一体型で形成できる。前記バックライト装置は図８のＸＶ−ＸＶに沿って切断して示した図１５と、ＸＶＩ−ＸＶＩに沿って切断して示した図１６の如く導光板４００、光反射シート１０９、光拡散シート１１０、集光シート１１１、光反射板１０３、ランプ３００、入出力ワイヤ線１０５等を備える。前記バックライト装置は導光板４００の一つ面に光反射シート１０９が張り合わせられ、前記光反射シート１０９が張り合わせられた導光板４００の一つ辺部分はU字型で形成された光反射板１０３によって挟まれてある。そして、前記U字型の光反射板の内部にはランプ３００が介されており、前記ランプからワイヤ線１０５が引き出される。このように導光板４００と光反射板１０３が固定されて、光反射シート１０９が張り合わせられた反対面上に光拡散シート１１０と集光シート１１１が積層されるように張り合わせられる。又前記液晶表示パネル１０２は一対の透明ガラス基板からなる上下板１１２、１１３の間にスイッチング素子と液晶等が備えられて、前記上下板の外面に偏光板１８８が各々設けられる。

以上は本発明の液晶表示装置の主要な構成部品の構成に対して説明したが、以下には本発明の液晶表示装置の主要な構成部品をフレーム１０１に位置を決めて固定する過程及び作用に対して説明する。

フレーム１０１の辺部分に前記フレーム１０１の下面と所定の空間をなす突出部２００、２０１が大略矩形でフレーム１０１と一体型で入設されて、前記突出部２００、２０１によって空間部１１６a、１９０及び１１６が各々形成されている。前記突出部２００、２０１の上部分には階段形状で位置決め手段１０６a及び１０６が各々形成されている。この構造を有するフレーム１０１にバックライト装置の位置を決めて固定する過程に対して以下説明する。

先ず、図１２の如くU字型で形成された光反射板１０３の内側にランプ３００を介して固定する。続いて光反射シート１０９が張り合わせられた導光板４００の一つ辺部分をフレーム１０１の突出部２０１によって形成された空間部、即ち位置決め手段１１６に差し込む。この状態で前記フレームの位置決め手段１１６の反対側に位置する導光板４００の辺部分に図１３の如く光反射板１０３を差し込んで挟まれるようにして、フレーム１０１の突出部２００によって形成された空間部、即ち位置決め手段１１６aに前記光反射板１０３を押し込む。前記光反射板１０３を押し込む際にランプ３００から引き出されるワイヤ線１０５は前記光反射板１０３の位置決め手段１１６a領域に備えられた前記ワイヤ線の位置決め手段１９０に同時に位置が決められる。

このように光反射板１０３を導光板４００の一つ辺部分に挟むようにしてフレーム１０１に位置を決めた後、導光板４００の表面に集光シート１１１と光拡散シート１１０を積層して張り合わす。

このバックライト装置の構成部品がフレーム１０１に位置が決められた状態を図９と、図１５と、図１６で示す。特に、前記ランプ３００から引き出されるワイヤ線１０５は図１７の如く突出部２００の上部分に固定出来るように位置決め手段１９０を形成することが出来る。このバックライト装置の位置が決められることで従来構造の図１と、図２の如く導光板をねじで固定するために余分の空間を確保する必要がなく、又導光板の形状及び構造が簡単になる。又ねじを固定する作業時間を無くすことで製品の製造時間が短縮される。特に本発明のフレーム１０１のバックライト位置決め手段はフレーム１０１と一体型で形成されているため従来の図７の構造の係合手段１１１によって支持体８１をフレーム係合して前記支持体８１によってバックライト装置等の位置を決める構造に比べて安定的である。即ち、移動過程や組立過程での衝撃による位置決め手段の離脱の問題がない。

バックライト装置の位置が決められたフレーム１０１に図１４の如く一対の透明ガラス基板からなる上下板１１２、１１３の間に、スイッチング素子と液晶等が備えられて前記上下板の外面に偏光板１８８が各々設けられている液晶表示パネル１０２の位置を決める。前記液晶表示パネル１０２はフレーム１０１の突出部２００の上面に階段形状で形成された位置決め手段１０６aとフレーム１０１の突出部２０１の上部分に形成された階段形状の位置決め手段１０６によって位置が決められる。液晶表示パネル１０２の位置が決められることで従来の図５の如く別の固定構造物６’を接着剤や固定ピン１３６等でフレームに固定した後液晶表示パネルの位置を決める構造に比べて製造工程が簡単であり、製造時間が短縮される。バックライト装置と液晶表示パネルの位置を決めて固定する手段がフレームに一体型で備えられた本発明の液晶表示装置は実施例の構造に限定されなく、図１８と図１９のようなフレームの構造を有しても本発明の液晶表示装置に適用出来ることは明らかである。

本発明は図１５及び図１６でフレーム１０１の辺部分にフレーム下面と一定な空間をなす突出部２００、２０１が前記フレーム１０１と一体型で形成されて、前記突出部２００、２０１によって形成された空間部１１６、１１６aがバックライト装置の位置決め手段となる。又、前記突出部２００、２０１の上面部分に形成された階段形状の１０６、１０６aが液晶表示パネル１０２の位置決め手段となる。前記位置決め手段１１６、１１６a、１０６、１０６aにバックライト装置と液晶表示パネルの位置を決めることで導光板やフレームの形状の複雑化と、面積の増大を防止することが出来る。又、フレームに固定構造物と、接着剤と、固定ピン等か追加されることを防止して、前記部品を組み立てる作業時間を短縮することが出来る。又、接着剤と、固定ピンと、フレームと分離される支持体等がないため作業過程中に衝撃が当たっても位置が決められた部品は離脱しなく、安定になる。

特に、本発明のフレームはバックライト装置と液晶表示パネルを固定する位置決め手段にランプのワイヤ線を固定する手段が一体型で備えられるため接着テープ等を利用しなく、ランプのワイヤ線を固定出来る。

図１は従来のフレームにバックライト装置と液晶表示パネルの位置が決められた状態を示す平面図。 図１のII-IIに沿って切断した断面図。 図１のIII-IIIに沿って切断した断面図。 図４は、図１のIV-IVに沿って切断した断面図。 図３の他の構造を示す断面図。 従来液晶表示装置のフレームの平面図。 この発明の実施の形態に係るバックライト装置と液晶表示パネルの位置を決めるための支持体が係合された状態を示す図６の断面図。 この発明の実施の形態に係るフレームにバックライト装置と液晶表示パネルの位置が決められた状態を示す平面図。 この発明の実施の形態に係るフレームにバックライト装置の位置が決められた状態を示す平面図。 この発明の実施の形態に係るフレームの角部分に形成された位置決め手段の断面図。 この発明の実施の形態に係るフレームの角部分に形成された位置決め手段の断面図。 この発明の実施の形態に係る光反射板にランプが介された状態を示す立体図。 この発明の実施の形態に係る導光板と光反射板を固定する過程を説明するための立体図。 この発明の実施の形態に係る液晶表示パネルの立体図。 図８のXV-XVに沿って切断した断面図。 図８のXVI-XVIに沿って切断した断面図。 図１５の他の構造を示す断面図。 この発明の実施の形態に係るフレームの他の構造を示す立体図。 この発明の実施の形態に係るフレームの他の構造を示す立体図。

符号の説明

１、１０１ フレーム
２、１０２ 液晶表示パネル
３、１０３ 光反射板
４、４００ 導光板
５、１０５ ワイヤ線
６、１０６、１０６（a） 液晶表示パネルの位置決め手段
１６、１１６、１１６（a） バックライト装置の位置決め手段
３０、３００ ランプ
２００、２０１ 突出部

Claims (5)

1. 導光板と、ランプ及び前記ランプを取り囲む光反射板を備えたバックライト装置と、
   第一の基板及び第二の基板、前記第一の基板に形成された第一の偏光板、前記第二の基板に形成された第二の偏光板及びスイッチング素子を備えた液晶表示パネルと、
   前記バックライト装置と前記液晶表示パネルを固定し位置を決めるための、１）下部と２）側壁部と３）前記下部に平行な上面及び下面を有する突出部を含むフレームからなり、前記突出部が第一及び第二の階段形状を有し、前記第二の階段形状が、前記第一の階段形状より高く位置決めされる、液晶表示装置において、
   １）前記下部、２）前記側壁部及び３）突出部が一体として形成されるように、前記突出部が前記フレームの前記側壁部から突出しており、前記バックライトユニットが前記突出部の下面と前記下部の間の空間に受容され、ランプから引き出されるワイヤ線の位置決定手段が、前記突出部と前記フレームの下部の間の空間内の、前記突出部の下部において形成され、
   前記ワイヤ線の位置決定手段は、前記ワイヤ線が前記位置ワイヤ線の位置決定手段に挿入できるように、前記突出部の下面上に形成された溝形状を有し、
   前記ワイヤ線の位置は、前記突出部の下面及び前記下部の間に規定された前記空間へ受領された前記バックライト装置の前記光反射板及び前記ワイヤ線の位置決定手段により固定され、
   前記液晶表示パネルは、前記突出部の前記第二の階段形状上に配置され、前記第一の偏光板は、前記突出部の前記第一の階段形状上に配置される
   ことを特徴とする、液晶表示装置。
2. 前記フレームの下面と突出部がなすバックライト装置の位置決め空間には前記バックライト装置の光反射板の位置が決められることを特徴とする請求項１記載液晶表示装置。
3. 前記光反射板は前記導光板の辺部分を挟んで固定され、前記光反射板の内側にランプが介されていることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
4. 前記光反射板はＵ字型であることを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置。
5. 前記フレームはプラスチックであることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。

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