JP4473743B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、面光源装置及び液晶表示装置に関し、特に、導光体を備えず光源を照明対象に対向配置したエリアライト方式の面光源装置、及び、その面光源装置を備えた液晶表示装置に関する。

近年、パーソナルコンピュータ等の表示装置として、液晶表示パネルに画像を表示させる液晶表示装置が多用されている。また、最近では液晶テレビの普及により、表示画面の大型化、高輝度化が求められている。

一般に、液晶表示装置は、画像を表示する液晶表示パネルと、液晶表示パネルを背面から照明する面光源装置とを有している。面光源装置は、例えば、光源としての冷陰極管と、その冷陰極管を収容する裏面カバーと、裏面カバーに取り付けられる上面カバーとを有している。

このような面光源装置において、特に、導光体を備えることなく複数の光源を照明対象（液晶表示パネル）の直下に配列したいわゆるエリアライト方式は、導光体を備えたエッジライト方式より高輝度化及び軽量化が可能であり、大型の液晶表示装置の面光源装置として広く利用されている。しかしながら、このような面光源装置は、構造上、十分な剛性を確保することは難しい。

従来、面光源装置の剛性を増すために、以下のような構造が提案されている。すなわち、裏面カバーは略矩形状の平板であり、その長辺側を立ち上げるように折り曲げて形成されている。上面カバーは、冷陰極管からの光が出射する出射領域を形成する窓部を備えた略矩形枠状であり、窓部の縁に冷陰極管側に張り出す張り出し部を備えている。この上面カバーは、張り出し部によって裏面カバーの長辺を保持するように取り付けられる（特許文献１参照）。
特開２００２−９０７３６号公報

しかし、上記のように裏面カバーに上面カバーを取り付けると、裏面カバーの短辺側が固定されないため、面光源装置に加えられる外力に対して十分な剛性が得られない場合がある。また、大型化の液晶表示装置では、上述したような面光源装置と液晶表示パネルとを組み合わせた際、面光源装置の歪みや軽微な外力等により、液晶表示パネルに応力が加わり、液晶表示装置の表示不良が生じる場合がある。

本発明は上記の問題点を鑑みて成されたものであって、外力に対する十分な剛性を有する面光源装置、及び、その面光源装置を備えた液晶表示装置を提供することを目的とする。

本発明の態様による液晶表示装置は、複数の画素が配列された表示領域を備えた液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを照明する面光源装置と、を備え、前記面光源装置は、光源と、前記光源を収容する略矩形状の裏面カバーと、前記裏面カバーに取り付けられる上面カバーと、を備え、前記裏面カバーは、同一辺上の少なくとも２箇所から延びた本体部及び前記本体部から突出した耳部を有する延出部を備え、前記上面カバーは、前記延出部の少なくとも前記耳部を保持する保持部を備える。

本発明によれば、外力に対する十分な剛性を有する面光源装置、及び、その面光源装置を備えた液晶表示装置を提供することができる。また、本発明によれば、面光源装置と液晶表示パネルとを組み合わせた際に、面光源装置から液晶表示パネルに応力が加わりにくくなり、表示品位の良好な液晶表示装置を提供することができる。

以下、この発明の一実施形態に係る液晶表示装置について図面を参照して説明する。

図１に示すように、液晶表示装置は、液晶表示パネル１０と、液晶表示パネル１０を背面（後述するアレイ基板１２側から）から照明する面光源装置２０と、液晶表示パネル１０に上方から取り付けられるフレーム３０とを備えている。面光源装置２０とフレーム３０とは、それぞれ外部（例えばテレビユニットの筐体）に取り付けるための取り付け部２００、３００を有している。

液晶表示パネル１０は、対向配置された一対の基板、すなわち、アレイ基板１２及び対向基板１４と、アレイ基板１２と対向基板１４との間に保持された液晶層ＬＱと、を備えている。アレイ基板１２と対向基板１４との外側にはそれぞれ図示しない偏光板が配置されている。

液晶表示パネル１０は、画像を表示する略矩形状の表示領域１１を有している。表示領域１１は、マトリクス状に配置された複数の画素ＰＸによって構成されている。アレイ基板１２は、表示領域１１において、画素ＰＸの行方向に沿って延在する複数の走査線ＳＬ、画素ＰＸの列方向に沿って延在する複数の信号線ＤＬ、及びこれら走査線ＳＬと信号線ＤＬとの交差部付近において画素ＰＸ毎に配置されたスイッチング素子ＳＷ、スイッチング素子ＳＷに接続された画素電極ＰＥ等を備えている。対向基板１４は、表示領域１１において、全画素ＰＸに共通の対向電極ＣＥなどを備えている。

これらアレイ基板１２及び対向基板１４は、画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとを対向させた状態で配設され、これらの間にギャップを形成する。液晶層ＬＱは、アレイ基板１２と対向基板１４とのギャップに封止された液晶組成物によって形成されている。

回路基板１８は、フレキシブル基板１６を介して、液晶表示パネル１０の一側縁に電気的に接続され、液晶表示パネル１０に駆動信号を供給する。回路基板１８は、面光源装置２０の背面側（後述する照明光出射面と反対の面側）に向けてフレキシブル基板１６を湾曲させることにより、面光源装置２０の背面側に配置される。

面光源装置２０は、照明光を出射する略矩形状の出射領域２０Ａを有している。この面光源装置２０は、出射領域２０Ａと液晶表示パネル１０の表示領域１１とが対応するように液晶表示パネル１０の背面に重ねられる。

面光源装置２０は、図２に示すように光源としての複数の冷陰極管２２と、これら複数の冷陰極管２２を収容する裏面カバー２８と、裏面カバー２８に上方から取り付けられる上面カバー２９とを有している。また、面光源装置２０は、複数の光学シート２４及び２６を有している。

複数の冷陰極管２２は、例えば直管型であり、それらの軸方向が互いに略平行となるように配置されている。複数の光学シート２４は、冷陰極管２２の上方（液晶表示パネル１０と対向する側）に配置されている。これら光学シート２４は、冷陰極管２２から出射された出射光を拡散する拡散板や拡散シート、拡散した拡散光を集光するプリズムシート、偏光分離シートなどである。光学シート２６は、冷陰極管２２の裏面側に配置されている。この光学シート２６は、冷陰極管２２から裏面側に出射された出射光を表面側に反射する反射シートである。

裏面カバー２８は、例えば、金属材料により略矩形状に形成され、冷陰極管２２、光学シート２４、及び、光学シート２６を収容する。裏面カバー２８には、光学シート２４上から上面カバー２９が取り付けられる。つまり、光学シート２４、冷陰極管２２、及び、光学シート２６は、裏面カバー２８と上面カバー２９とで保持される。

ここで、図２乃至図５を参照して、面光源装置のより詳細な構造について説明する。なお、これらの図２乃至図５において、面光源装置２０の長手方向をＸ軸とし、Ｘ軸に直交する方向をＹ軸とし、面光源装置２０の厚さ方向をＺ軸とし、Ｘ軸とＹ軸とで規定される平面を面光源装置２０の主面とする。

裏面カバー２８の長辺部２８Ｌは、Ｘ軸に沿って延びており、上面カバー側に向かって立ち上がるように折り曲げられている。この長辺部２８Ｌは、Ｘ軸に直交する面内で略Ｕ字状の断面を有している。Ｕ字状断面の底部２８Ａは、Ｘ軸に沿って延びており、面光源装置２０の主面と略平行な略平板状に形成されている。また、裏面カバー２８は、長辺部２８Ｌの内側に、光学シート２６及び複数の冷陰極管２２を収容するための凹部２８Ｃを有している。

このような構成の裏面カバー２８は、同一辺上の少なくとも２箇所に形成された延出部２８０を備えている。図３に、裏面カバー２８の背面側からその角部近傍を見た図を示す。すなわち、図３に示すように、延出部２８０は、裏面カバー２８から延びた本体部２８４と、本体部２８４から突出した耳部２８２と、を有している。この実施の形態では、延出部２８０は、裏面カバー２８の短辺２８Ｓに形成されている。また、２つの延出部２８０は、それぞれ短辺２８Ｓ上の端部近傍、ここでは長辺部２８Ｌの底部２８Ａに形成されている。

本体部２８４は、裏面カバー２８から裏面カバーの長辺方向（Ｘ方向）に沿って外方に向かって延び、さらに、略直角に折り曲げられて面光源装置２０の厚さ方向（Ｚ方向）に沿って裏面カバー２８の背面側に延びている。耳部２８２は、本体部２８４のＺ方向に延びた縁部２８４Ａから、裏面カバー２８の短辺２８Ｓ（Ｙ方向）に沿って突出している。この耳部２８２は、面光源装置２０の厚さ方向（Ｚ方向）に沿って延びた平面状に形成されている。この実施の形態では、耳部２８２は、本体部２８４の両脇に形成されている。

また、本体部２８４の両脇には、耳部２８２と裏面カバー２８の短辺と本体部２８４のＸ方向に延びた縁部２８４Ｂとによって、切欠き部２８５が形成されている。

また、延出部２８０は、面光源装置２０あるいは液晶表示装置を外部に取り付けるための取り付け部２８６を有している。この取り付け部２８６は、本体部２８４の先端から面光源装置２０の外方、すなわち、Ｘ方向に延びている。また、この取り付け部２８６には、外部に取り付ける際にネジ止めするための透孔２８６Ａが形成されている。

次に、上面カバー２９について説明する。図２に示すように、上面カバー２９は、例えば、樹脂により略矩形枠状に形成されているとともに、Ｘ方向に延びた長辺側の枠部２９Ａ及びＹ方向に延びた短辺側の枠部２９Ｂを備えている。枠部２９Ａは、裏面カバー２８の長辺部２８Ｌを保持する。枠部２９Ｂは、裏面カバー２８の短辺２８Ｓに対応している。

このような構成の上面カバー２９は、延出部２８０の少なくとも耳部２８２を保持する保持部２９０を備えている。この保持部２９０は、裏面カバー２８の延出部２８０に対応した位置、すなわち、短辺側の枠部２９Ｂの角部（両端部）近傍に形成されている。

図４に、上面カバー２９の背面側からその角部近傍を見た図を示す。すなわち、図４に示すように、保持部２９０は、短辺側の枠部２９Ｂの一部を形成する側壁部２９６と、短辺側及び長辺側の枠部２９Ａ及び２９Ｂの内側からＹ方向に突出した２つの挟持部２９２と、を有している。

２つの挟持部２９２は、側壁部２９６と所定の隙間をおいて対向している。そのため、挟持部２９２と側壁部２９６との間に凹部２９３が形成されている。凹部２９３のＸ方向の長さは、延出部２８０の耳部２８２の厚さ（Ｘ方向の長さ）とほぼ等しくなっている。

また、保持部２９０は、面光源装置２０あるいは液晶表示装置を外部に取り付けるための取り付け部２９４を有している。この取り付け部２９４は、側壁部２９６の端縁から面光源装置２０の外方、すなわち、Ｘ方向に延びている。また、取り付け部２９４には、外部に取り付ける際にネジ止めするための透孔２９４Ａが形成されている。

図５に、面光源装置２０の角部近傍をその背面側から見た図を示す。裏面カバー２８と上面カバー２９が取り付けられるとき、図５に示すように、保持部２９０は延出部２８０を保持する。このとき、延出部２８０の切欠き部２８５に保持部２９０の挟持部２９２が嵌合し、保持部２９０の凹部２９３に、延出部２８０の耳部２８２が嵌合する。つまり、延出部２８０は、保持部２９０の挟持部２９２と側壁部２９６とによって耳部２８２を挟持され、保持部２９０に固定されている。

延出部２８０の本体部２８４と取り付け部２８６は、保持部２９０の側壁部２９６と取り付け部２９４とに重なるように取り付けられる。延出部２８０の取り付け部２８６と保持部２９０の取り付け部２９４とはＺ方向に重なり、面光源装置２０の取り付け部２００を形成している。面光源装置２０の取り付け部２００は、延出部２８０の取り付け部２８６と保持部２９０の取り付け部２９４とを、Ｚ方向に貫通した共通の透孔２０２を有している。すなわち、取り付け部２８６の透孔２８６Ａと取り付け部２８６の透孔２８６Ａとが略同軸上に位置しており、透孔２０２を形成する。

上記のように、裏面カバー２８の延出部２８０と上面カバー２９の保持部２９０とが嵌合することにより、裏面カバー２８は、その長辺部２８Ｌだけでなく短辺２８Ｓも上面カバー２９によって保持される。このことによって、裏面カバー２８は、その４辺で上面カバー２９に固定されることになり、面光源装置２０の剛性を増すことができる。特に、裏面カバー２８が、その短辺上の２箇所以上で上面カバー２９に固定されることによって、ねじれ方向の外力に対する剛性を増すことができる。

また、裏面カバー２８にねじれ方向の外力が加えられた場合に、その角部（辺上の端部）で最も変位が大きくなるため、裏面カバー２８を短辺上の角部近傍で上面カバー２９に固定することによって、面光源装置のねじれによる歪みをより効果的に抑制することができる。したがって、このような面光源装置を備えた液晶表示装置によれば、面光源装置から液晶表示パネルに応力が加わりにくくなり、表示不良の発生を抑制することができる。

さらに、裏面カバー２８が上面カバー２９に固定され、面光源装置２０の剛性が増すことによって、裏面カバー２８を従来よりも薄くすることができる。例えば、裏面カバー２８は、従来厚さ２ｍｍの金属材料によって形成されていたが、上記の実施形態では厚さ１ｍｍの金属材料によって形成しても、十分な剛性を確保できることが確認された。その結果、面光源装置２０の軽量化及び、コストダウンを実現することができる。

また、延出部２８０及び保持部２９０は、面光源装置あるいは液晶表示装置を外部に取り付けるための取り付け部２８６及び２９４を有している。このとき、裏面カバー２８に上面カバー２９を取り付けた際、保持部２９０の側壁部２９６と取り付け部２９４とには、金属によって形成された延出部２８０の本体部２８４と取り付け部２８６とが、それぞれ重なるように固定される。

このことによって、面光源装置２０の取り付け部２００も強化することができる。しかも、延出部２８０は、取り付け部２００が延びた方向に沿った変位を規制するように保持部２９０によって抱えられている。このため、取り付け部２００が延びた方向に沿った外力が加わったとしても、取り付け部２００の破損や変形を抑制することができ、製造歩留まりを改善することが可能となる。また、液晶表示装置の大型化に伴って面光源装置の大型化が要求された場合でも十分に対応することができる。

上述したような面光源装置２０と液晶表示パネル１０とを組み合わせる際、上面カバー２９は、液晶表示パネル１０を位置決めするための位置決め部２９Ｐを有している。液晶表示パネル１０は、位置決め部２９Ｐに位置決めされた状態で、面光源装置２０とフレーム３０との間に挟持される。このため、面光源装置２０の出射領域２０Ａと液晶表示パネル１０の表示領域１１とを容易に対応させることができ、製造歩留まりを改善することが可能となる。

また、面光源装置２０とフレーム３０とを組み合わせた際、それぞれの取り付け部２００及び３００が重なる。つまり、上面カバー２９の取り付け部２９４は、裏面カバー２８の取り付け部２８６及びフレーム３０の取り付け部３００とで挟持される。このため、大型の液晶表示装置であっても、その取り付け部で自重を支えるのに十分な強度を確保することができる。

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。

上記の実施形態では、延出部２８０及び保持部２９０は、面光源装置の剛性を増すために必要な構成であって、必ずしも取り付け部２８６、２９４を有していなくてもいい。

また、延出部２８０及び保持部２９０は、面光源装置２０の短辺における両端部以外の位置にさらに形成しても良く、これにより、面光源装置２０の剛性をさらに増すことができる。

本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の分解斜視図。 図１に示す面光源装置の分解斜視図。 図２に示す裏面カバーの角部近傍を裏面カバーの背面側から見た一例を示す図。 図２に示す上面カバーの角部近傍を上面カバーの背面側から見た一例を示す図。 図２に示す面光源装置の角部近傍を面光源装置の背面側から見た一例を示す図。

符号の説明

１０…液晶表示パネル、１１…表示領域、ＰＸ…画素、２０…面光源装置、２２…冷陰極管、２８…裏面カバー、２８０…延出部、２８２…耳部、２８４…本体部、２８６…取り付け部、２９…上面カバー、２９０…保持部、２９２…挟持部、２９４…取り付け部、３０…フレーム

Claims (2)

1. 複数の画素が配列された表示領域を備えた液晶表示パネルと、
   前記液晶表示パネルを照明する面光源装置と、を備え、
   前記面光源装置は、光源と、
   前記光源を収容する略矩形状の裏面カバーと、
   前記裏面カバーに取り付けられる上面カバーと、を備え、
   前記裏面カバーは、同一辺上の少なくとも２箇所から延びた本体部及び前記本体部から突出した耳部を有する延出部を備え、
   前記上面カバーは、前記延出部の少なくとも前記耳部を保持する保持部を備えた液晶表示装置。
2. 前記上面カバーは、前記液晶表示パネルを位置決めする位置決め部を有する請求項１に記載の液晶表示装置。

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