JP4321191B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

この発明は、液晶表示装置に係り、詳しくは光学シートの位置決め固定を改良して表示画面の拡大及び装置の薄型化を実現する液晶表示装置に関する。

これまでの液晶表示装置は、概ね導光板と液晶パネルとの間に複数枚の光学シートが挿入され、これらの光学シートは、通常、両面接着テープを使用してメインフレームに固定されている。

しかし、液晶パネルが移動するかあるいは外部から液晶表示装置に衝撃が加わると、光学シートが両面接着テープによって固定されているため、光学シートの伸縮移動が自由にならず、皺が発生し、損傷することがあった。また、光学シート等への両面接着テープの貼りつけ作業は、面倒で作業効率が悪く、しかも、その両面接着テープは、光源から発する熱によって粘着剤が溶け出して液晶パネル等に付着し、表示面を汚すことがあった。更に、両面接着テープの肉厚の分だけ液晶表示装置が分厚くなり、液晶表示装置の薄型化の障害となり、また両面接着テープを使用しているのでコスト高にもなっていた。

そこで、この両面接着テープの使用を止め、代わりに機械的な部品を使用し、或いは部材の機械加工により光学シートを位置決め固定する液晶表示装置が知られている（特許文献１、２参照）。

下記特許文献１記載の液晶表示装置１００は、平面図である図６及び図６のＢ−Ｂ線に沿った断面図である図７に示したように、メインフレーム１０２の床の両側に、シャフト１０４を配設し、このシャフト１０４を光学シート１０６のタブ１０７に設けられた開孔１０８に挿通して、ガイドパネル１１０をメインフレーム１０２に装着し、その上面に液晶パネル１１２及びケーストップ１１４を配置することによって、光学シート１０６の位置決め固定と液晶パネル１１２の固定がなされるようになっている。このシャフト１０４は、全体が円柱状をなし、その上部には下部より直径が小さい円柱状の突起１１６が形成され、光学シート１０８の両側で光学シートを位置決め固定する役割をしている
この構成によると、メインフレーム１０２上に固定されたシャフト１０４によって、光学シート１０８が固定されるため、単純に両面接着テープを用いて固定するときよりも液晶パネル１１２の移動や外部からの振動による悪影響を低減できる。

また、下記特許文献２に記載の照明装置は、機械加工したフレームを用いて光学シートを位置決め固定するために、拡散板、導光板及び反射板の一辺に設けられたタブにそれぞれ開孔を設けると共に、下フレームの一方に突出ピンを形成すると共に上フレーム二個のピンを受け入れる孔を設け、このピンを拡散板、導光板及び反射板のタブに設けられた開孔に挿通して、上フレームを下フレームに係止することによって、拡散板、導光板及び反射板を両フレーム間に固定するようになっている。

下記特許文献１、２記載の光学シートの固定法によれば、両面接着テープを使用しないので、いくらか皺の発生を抑えることができると共に、作業効率の悪さが改善され、更に粘着剤の溶け出しによる表示面の汚染を防止することができる。
特開２００２−７２１７４号（図４、５、第３頁左欄） 特開平９−１４７６１８号（図５、請求項１、４）

しかしながら、上記特許文献１に開示されている液晶表示装置１００では、特殊形状のシャフト１０４を複数本使用しなければならないので、別途このシャフト１０４の製作が必要となり、そのため部品点数が多くなるばかりでなく、メインフレーム１０２への固定が面倒で作業効率を上げることが困難となっている。また、シャフト１０４の突起は光学シート１０６の厚みより長く、ガイドパネル１１０の開口に突出するようになっている。このため、このガイドパネル１１０の開口部分にまで液晶パネル１１２の外周縁を延ばすことができないので、液晶パネルの表示画面が狭くならざるを得ない。また、シャフト１０４の上面に突起１１６が突出するので、液晶表示装置１００を薄型化することができない。更に、開口１０８は光学シート１０６の両側の中央部に突出したタブ１０７に設けられているため、光学シート１０６を特殊形状にしなければならず、しかもこのタブ１０７を設けることなく側縁に開口を設けると、表示画面がその分だけ狭くなってしまう。

更にまた、光学シート１０６は、両側部で固定されているので、熱による光学シートの伸縮に起因する皺が発生して損傷する恐れがある。

また、上記特許文献２の照明装置は、上フレームの孔を下フレームのピンに嵌め込むことにより位置決めされるが、通常、上フレームは、薄板で形成されているので、ピンが上フレームの表面から突出してしまい、一方、ピンが上フレームから突出しないようにするためには、タブの肉厚を厚くしなければならなくなる。ピンが上フレームから突出してしまうと、ピン上に液晶パネルを載置することはできないので、このピンを避けるようにしなければならなくなり、上フレームの幅を大きくする必要が生じる。このため、液晶パネルの表示画面も実質的に小さくならざるを得ない。

この発明は、上述のような従来技術の課題を解決するためになされたもので、光学シートの位置決め固定を改良して表示画面の拡大及び装置の薄型化を図った液晶表示装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本願の請求項１に係る発明の液晶表示装置は、ほぼ矩形状をなし、一辺端縁に第１、第２の開口が所定距離離れて形成された少なくとも１枚の光学シートと、該光学シートの第１、第２の開口部分が載置される台座を有するメインフレームと、該メインフレームの上方に配置されるサブフレームとを備え、該台座には、その頂部面に該第１の開口に対応する上方に向けて突出した第１の小突起を設け、該サブフレームの裏面には、該第２の開口に対応する下方に突出した第２の小突起を設け、該光学シートの第１の開口を該第１の小突起に挿入し、第２の小突起を第２の開口に挿入して、該サブフレームを該メインフレームに装着することにより該光学シートを位置決め固定するようになしたことを特徴とする。

また、本願の請求項２に係る発明は、前記請求項１に記載の液晶表示装置において、前記第１、第２の小突起の高さは、前記光学シートの厚さとほぼ同じ高さ、或いはそれよりも若干高くなっていることを特徴とする。

また、本願の請求項３に係る発明は、前記請求項１又は２の液晶表示装置において、前記第１、第２の開口は、それぞれ複数個が併設されており、かつ前記第１、第２の小突起も該開口に対応して複数個併設されていることを特徴とする。

更に、本願の請求項４に係る発明は、前記請求項１〜３のいずれかに記載の液晶表示装置において、前記台座は、線状突起からなり、該線状突起の一側面と前記メインフレームの一方側の内壁面と間にリード線が収納される隙間が形成され、該線状突起の他の一側面と前記メインフレームの他方側の内壁面との間に導光板が固定されるようになされていることを特徴とする。

更に、本願の請求項４に係る発明は、前記請求項１〜４のいずれかに記載の液晶表示装置において、前記サブフレームは、中央に窓が形成され、前記メインフレームの外周側壁上面部を覆う形状であることを特徴とする。

本発明は、上述の構成を備えることにより以下のような優れた効果を奏する。すなわち、本願の請求項１に係る液晶表示装置によれば、光学シートは、メインフレームとサブフレームに設けられた第１、第２の小突起によって、上下方向から位置決め固定される。この位置決め固定により、第１の小突起をサブフレームのフレームを貫通させなくても光学シートを位置決め固定できるようになる。このため、サブフレームの幅を狭くしても、液晶パネルの外周縁をサブフレームの外周側縁の近傍まで伸ばすことができるので、液晶パネルの表示画面を大きくできる。

また、前記光学シートは、メインフレームの一辺にのみ固定されるので、使用中に光源からの熱により光学シートが伸縮しても、光学シートの一辺が固定され、他端が自由端となっているので、伸縮に応じて移動が自由になり、光学シートに皺、歪等が発生することを防止できる。しかも接着テープを使用していないので、接着剤の溶融による表示品質の低下を防ぐことができ、組み立て作業効率を上げることができる。

更に、小突起は、それぞれフレームに一体に設けることができるので、部品点数が少なくなり、組み立て作業の効率を上げることができるようになる。

また、本願の請求項２に係る液晶表示装置によれば、サブフレームがメインフレームに装着されたときに、第１の小突起がサブフレームの枠片から突出することがなくなり、サブフレームの窓を大きくすることができると共に、液晶表示装置を薄型化できる。

また、本願の請求項３に係る液晶表示装置によれば、光学シートは、メインフレームとサブフレームに設けられた第１、第２の複数個の小突起によって、上下方向から位置決め固定されるので、光学シートの位置決め固定が安定する。

更に、本願の請求項４に係る液晶表示装置によれば、台座を利用して、導光板、あるいは光源から導出されるリード線等をメインフレーム内に安定に固定することができ、別途これらを固定する手段が不要となる。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の実施形態を説明する。但し、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための液晶表示装置を例示するものであって、本発明をこの液晶表示装置に特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他実施形態のものも等しく適用し得るものである。

図１は本発明の液晶表示装置の平面図、図２は図１の液晶表示装置の分解斜視図、図３はメインフレームを示し、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ部分の拡大平面図、図３（ｃ）は図３（ａ）のＣ部分の拡大平面図、図４はサブフレームを示し、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ部分の拡大平面図、図４（ｃ）は図４（ａ）のＣ部分の拡大平面図、図５は図１のＡ−Ａ線に沿った拡大断面図である。

液晶表示装置１０は、図２に示すように、光源５０と、この光源５０からの光を伝達する平板状の導光板５５と、導光板５５の裏面に沿って配設される反射シート４０と、導光板５５の上に載置される光学シート６０とを備え、これらの部品からなる積層体がメインフレーム２０とサブフレーム３０との間に挿入され、サブフレーム３０をメインフレーム２０に装着することにより、前記積層体が位置決め固定される。

以下、図２〜４を参照して、この液晶表示装置を構成する各部材を詳述する。

メインフレーム２０は、図３に示すように、液晶パネル（図示省略）の形状に合わせ、ほぼ矩形状をなした浅底の箱状体からなり、ポリカーボネート等の合成樹脂材により形成される。

このメインフレーム２０は、底壁２１に複数個の開口２１ａが形成され、また、この底壁２１の外周縁から前記積層体の厚みより若干長い高さを有する側壁２２ａ〜２２ｄが立設されている。各側壁２２ａ〜２２ｄの外周面には、所定間隔毎に複数個の係止突起２３ａが形成され、これらの係止突起２３ａは、後述するサブフレーム側壁に設けられた係止口３５ａと係合するようになっている。

また、各側壁２２ａ〜２２ｄのうち、一側壁２２ａの内壁面に近接して、この側壁の内壁面と隙間を開けて平行に一対の幅狭の台座（線状突起）２４ａ、２４ｂが形成される。この台座の高さは、ほぼ導光板５５（図２参照）の厚さとほぼ同じ高さに形成され、台座２４ａ、２４ｂの一側面と側壁２２ａの内壁面との間に光源５０から延びたリード線５２ａ、５２ｂ（図２参照）が収納され、台座２４ａ、２４ｂの他の側面と側壁２２ｂとの間に導光板５５が固定される。

各台座２４ａ、２４ｂの頂部には、図３（ｂ）及び（ｃ）に示すように、頂部面から上方へ突出したピン状の小突起２５ａ、２５ｂが形成される。これらの小突起２５ａ、２５ｂの先端は、後述するサブフレーム３０の窪み３４ａ、３４ｂに嵌り込むように、各側壁２２ｃ、２２ｄに近接した位置に設けられ、また各小突起２５ａ、２５ｂの高さは、光学シート６０の厚さとほぼ同じ高さか、或は若干高く設定される。

上記の実施形態では、各小突起２５ａ、２５ｂを台座２４ａ、２４ｂの頂部に設けたが、この台座（線状突起）を設けることなく底壁２１上に直接設けることもできる。しかしながら、台座の上に各小突起を設けた方が小突起の高さが低くなるので、折損する虞が少なくなるので好ましい。なお、底壁２１に設けた開口２１ａは、主に光源から発する熱を外へ放出する放熱口として機能するものである。

サブフレーム３０は、図４に示すように、メインフレーム２０上に配置されている。そしてメインフレーム２０とほぼ同じ形状を有し、中央部に窓３１が形成され額縁状をした枠体からなり、ポリカーボネート等の合成樹脂材により形成される。

このサブフレーム３０は、幅狭の短辺枠片３１ａ、３１ｂと、同じく幅狭の長辺枠片３１ｃ、３１ｄとからなり、これらの枠片がそれぞれ隅部で一体に連結され、メインフレーム２０の側壁２２ａ〜２２ｄの上面部を覆っている。また、外周面３２ａ〜３２ｄからは、複数個の突片３５が下方へ垂下して形成され、これらの突片３５にそれぞれ係止口３５ａが形成される。

短辺枠片３１ａの裏面には、前記メインフレーム２０の小突起２５ａ、２５ｂに対応する位置に、各小突起の先端が挿入される窪み３４ａ、３４ｂが設けられる。また、これらの窪み３４ａ、３４ｂに近接してピン状の小突起３３ａ、３３ｂが形成される。これらの小突起の高さは、前記突起２５ａ、２５ｂとほぼ同じ高さである。

反射板４０は、高反射率を有する白色の樹脂製フィルムで形成され、三辺が裏面から線状光源５０を囲むように折り曲げられている。

線状光源５０は、ほぼＵ字状に屈曲された冷陰極管等からなる蛍光管５１を用いる。Ｕ字状の端部には、ソケットが連結され、各ソケットからリード線５２ａ、５２ｂが導出され、リード線の先端に電気コネクタ５３が接続されている。

導光板５５は、所定の肉厚を有し、アクリル樹脂を用いて射出成型されたものが使用される。

光学シート６０は、拡散シート６１、プリズムシート６２及び保護シート６３で構成される。この光学シート６０の一辺には、メインフレーム２０及びサブフレーム３０の各小突起２５ａ、２５ｂ及び３３ａ、３３ｂに対応する位置に、開口６１ａ〜６３ａ、６１ｂ〜６３ｂ、６１ａ’〜６３ａ’、６１ａ’〜６３’ｂがそれぞれ形成される。これらの開口６１ａ〜６３ａ、６１ｂ〜６３ｂ、６１ａ’〜６３ａ’、６１ａ’〜６３’ｂは、一辺の両端にそれぞれ２個が隣接するようにして設けられる。例えば拡散シート６１にあっては開口６１ａ、６１ｂ及び６１’ａ、６１’ｂが設けられ、他のシートも同じように２個ずつ併設される。

各開口６１ａ〜６３ａ、６１ｂ〜６３ｂ、６１ａ’〜６３ａ’、６１ｂ’〜６３’ｂの形状は、熱によって光学シートのシート材が伸縮するので、この伸縮に対応できるように、一方を円形とし、他方を楕円形にして２種類を混在させることが好ましい。そうすると円形の開口で位置決めを行い、楕円形の開口で熱膨張変形に対応できるようになる。

次に、図２を参照して、これらの部材を用い液晶表示装置の組み立てを説明する。

反射シート４０上にＵ字状の線状光源５０を配設し、反射シート４０の三辺４１ｂ〜４１ｄを裏面から折り曲げて、線状光源５０の管体を覆う。次いで、この反射シート４０をメインフレーム２０の底壁２１上に載置し、リード線５２ａ、５２ｂを台座２４ａ、２４ｂと側壁２２ａとの隙間に収納し、その先端を外へ導出する。一方、導光板５５は、その一側縁を側壁２２ｂの内壁面に反射シート４０を介在して当接させ、対向する側縁を台座２４ａ、２４ｂに当接させて固定する。これにより、線状光源５０、反射シート４０、リード線５２ａ、５２ｂ、及び導光板５５の位置決め固定を行うことができる。

その後、導光板５５の上に光学シート６０を載せる。光学シート６０のうち、拡散シート６１は、その開口６１ａ、６１’ａをメインフレーム２０の小突起２５ａ、２５ｂに挿入し、同じようにして、プリズムシート６２の開口６２ａ、６２’ａを小突起２５ａ、２５ｂに、保護シート６３の開口６３ａ、６３’ａを小突起２５ａ、２５ｂに挿入する。

光学シート６０を小突起２５ａ、２５ｂに位置決め仮固定したのちに、サブフレーム３０の小突起３３ａ、３３ｂを各シートの開口６１ｂ、６１’ｂ、開口６２ｂ、６２’ｂ、開口６３ｂ、６３’ｂに挿入して光学シート６０の本固定が終了し、サブフレーム３０の係止口３５ａをメインフレーム２０の係止突起２３ａに係合させる。

サブフレーム３０をメインフレーム２０に装着することにより、光学シート６０は、サブフレーム３０とメインフレーム２０との間に挟まれて固定される。

図５は、光学シート６０が両フレーム間で固定された状態を示す拡大断面図である。この図に示すように、メインフレーム２０の小突起２５ａ、２５ｂは、光学シート６０の一方の各開口を貫通して、サブフレーム３０の窪み３４ａ、３４ｂに嵌り込まれる。これらの小突起２５ａ、２５ｂは、光学シート６０の一方の各開口を貫通し、サブフレーム３０の窪み３４ａ、３４ｂに嵌り込むが、サブフレーム３０の枠片３１ａを貫通して上方へ突出しないので、枠片３１ａの上面に液晶パネル（図示省略）を載置する際に邪魔にならず、しかも枠片３１ａの幅を狭くすることができる。他の枠片３１ｂ、３１ｃ、３１ｄは、特にこの種の小突起を設けていないので、幅を狭くすることができる。したがって、サブフレーム３０の幅を狭くできることから、窓枠を拡大することができる。一方、サブフレーム３０の小突起３３ａ、３３ｂは、光学シート６０の他方の各開口を貫通して、台座２４ａ、２４ｂの頂部面へ達している。

この組み立てにより、光学シート６０は、サブフレーム３０及びメインフレーム２０に設けられた小突起２５ａ、２５ｂと小突起３３ａ、３３ｂとにより、上下方向から位置決め固定される。小突起がサブフレーム或はメインフレームの何れか一方であると、光学シートの固定が不安定になるが、双方に設けることにより安定する。

なお、本実施態様では、サブフレーム及びメインフレームに、それぞれ２本の小突起を設けたが、この本数に限定されず、１本あるいは３本以上でもよい。

本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の平面図である。 図１の液晶表示装置の分解斜視図である。 図３はメインフレームを示し、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ部分の拡大平面図、図３（ｃ）は図３（ａ）のＣ部分の拡大平面図である。 図４はサブフレームを示し、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ部分の拡大平面図、図４（ｃ）は図４（ａ）のＣ部分の拡大平面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿った拡大断面図である。 従来例の液晶表示装置の平面図である。 図７のＢ−Ｂ線に沿った拡大断面図である。

符号の説明

１０ 液晶表示装置
２０ メインフレーム
２１ 底壁
２２ａ〜２２ｄ 側壁
２４ａ、２４ｂ 台座（線状突起）
２５ａ、２５ｂ 小突起
３０ サブフレーム
３１ 窓
３４ａ、３４ｂ 窪み
３３ａ、３３ｂ 小突起
４０ 反射シート
５０ （線状）光源
５２ａ、５２ｂ リード線
５３ 電気コネクタ
５５ 導光板
６０ 光学シート
６１ 拡散シート
６２ プリズムシート
６３ 保護シート
６１ａ、６１ｂ〜６３’ａ、６３’ｂ 開口

Claims (5)

1. 液晶パネルと、ほぼ矩形状をなし一辺端縁に第１、第２の開口が所定距離離れて形成された少なくとも１枚の光学シートと、該光学シートの第１、第２の開口部分が載置される台座を有するメインフレームと、該メインフレームの上方に配置されるサブフレームとを備え、該台座には、その頂部面に該第１の開口に対応する上方に向けて突出した第１の小突起を設け、該サブフレームの裏面には、該第２の開口に対応する下方に突出した第２の小突起を設け、該光学シートの第１の開口を該第１の小突起に挿入し、第２の小突起を第２の開口に挿入して、該サブフレームを該メインフレームに装着することにより該光学シートを位置決め固定するようになしたことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記第１、第２の小突起の高さは、前記光学シートの厚さとほぼ同じ高さ、或いはそれよりも若干高くなっていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
3. 前記第１、第２の開口は、それぞれ複数個が併設されており、かつ前記第１、第２の小突起も該開口に対応して複数個併設されていることを特徴とする請求項１又は２記載の液晶表示装置。
4. 前記台座は、線状突起からなり、該線状突起の一側面と前記メインフレームの一方側の内壁面との間にリード線が収納される隙間が形成され、該線状突起の他の一側面と前記メインフレームの他方側の内壁面との間に導光板が固定されるようになされていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の液晶表示装置。
5. 前記サブフレームは、中央に窓が形成され、前記メインフレームの外周側壁上面部を覆う形状であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。

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