JP6140993B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、フラットパネル型の表示装置に関し、特に温度変化によるミドルフレームの収縮を抑制する構造に関するものである。

従来のフラットパネル型の表示装置は、バックライトユニットの一部を構成している樹脂フレーム（ミドルフレーム）にて、液晶パネルなどの表示パネルの位置決めおよび保持を行っている。樹脂フレームとフロントフレームを直接または間接的に固定することにより、表示パネルは樹脂フレームとフロントフレームにより挟持され、表示パネルの表示面における垂直方向の位置が規制される。また、樹脂フレームに設けられた突起部により表示パネルを保持することにより、表示パネルの表示面と平行方向から振動および衝撃を受けた場合でも、表示パネルを正規の位置に保持する構造となっている。

例えば、特許文献１に記載の表示装置においては、ミドルフレームとリアフレームに接合部を設け、両者間の移動を抑制する構造（第１構造）、あるいは、フロントフレームとミドルフレーム間に接合部を設け、両者間の移動を抑制する構造（第２構造）となっている。

特開２００８−１５８３０６号公報（図１１）

ガラス製の表示パネルに対し、より線膨張係数の大きい樹脂を材料とするミドルフレームにおいては、常温からの温度変化による伸縮量が大きくなる。ここで、表示装置を低温下で使用する場合、特許文献１に記載の第１構造では、樹脂と比較して線膨張係数の小さいリアフレームと接合されることにより、ミドルフレームのパネル搭載面と反対側における収縮は抑制される。

しかし、ミドルフレームにおいて表示パネルが搭載される側は、枠状のミドルフレームの収縮量がガラス製表示パネルの収縮量と比較して大きいため、ミドルフレームが収縮しミドルフレームの表示パネル保持部により表示パネルが押圧され表示パネルに応力が生じることで、表示への悪影響が発生する。

また、特許文献１に記載の第２構造においては、樹脂と比較して線膨張係数の小さいフロントフレームとの接合部を、ミドルフレームのパネル搭載面近傍に設けることで、表示パネル保持部においても低温時の収縮によるミドルフレームの寸法変動が抑制されるため、表示への悪影響を避けることができる。

しかし、表示パネル近傍に樹脂製ミドルフレームと金属製のフロントフレームの接合部を設けたことにより、特に外力による振動および衝撃が生じた場合、ミドルフレームの一部がフロントフレームにより削られることで異物が発生し、発生した異物が表示パネルの表示面内に侵入し、表示欠陥となることが懸念される。

そこで、本発明は、温度変化によるミドルフレームの収縮を抑制することで表示ムラの発生を抑制することができ、また、ミドルフレームの、フロントフレームとの接触により生じる異物に起因する表示欠陥の発生が少ない表示装置を提供することを目的とする。

本発明に係る表示装置は、表示パネルと、前記表示パネルの背面側に配置され、かつ、光学部材を収容するリアフレームと、当該リアフレームと固定されるミドルフレームとを有するバックライトユニットとを備えた表示装置であって、前記ミドルフレームは、前記表示パネルの端部を保持する表示パネル保持部と、当該表示パネル保持部の反対側に位置する前記リアフレームの側壁部を当該側壁部の外側から覆うカバー部とを備え、前記表示装置の表示面の反対側において、前記ミドルフレームに突起部が形成され、前記リアフレームに、前記突起部が係合される孔部が形成され、前記突起部は、前記ミドルフレームに設けられた凹部内に形成され、前記凹部は、前記バックライトユニットにおける前記表示パネルが配置された領域に対して前記突起部を遮蔽するものである。

本発明によれば、ミドルフレームのカバー部がリアフレームの側壁部を、当該側壁部の外側から覆うため、温度変化によりミドルフレームが収縮しようとする場合でも、リアフレームによりミドルフレームの移動が規制され、ミドルフレームの表示パネル保持部の収縮を抑制できる。これにより、ミドルフレームの表示パネル保持部が表示パネルの端部を押圧することを軽減できるため、表示パネルにおける応力の発生を抑制することができ、ひいては表示ムラの発生を抑制することができる。

また、表示パネル近傍にミドルフレームとフロントフレームの接合部を設ける必要がないため、ミドルフレームの、フロントフレームとの接触により生じる異物に起因する表示欠陥の発生が少なくなる。表示装置の表示面の反対側において、ミドルフレームに突起部が形成され、リアフレームに、突起部が係合される孔部が形成されたため、リアフレームとミドルフレームがより強固に固定され、リアフレームによりミドルフレームの移動が一層規制される。これにより、ミドルフレームの表示パネル保持部が表示パネルの端部を押圧することを一層軽減できるため、表示ムラの発生が一層抑制される。突起部は、ミドルフレームに設けられた凹部内に形成されたため、突起部が削れることで発生する異物がバックライトユニット内部へ侵入することを抑制できる。これにより、温度変化によるミドルフレームの収縮を抑制し表示ムラの発生を抑制できる。

実施の形態に係る表示装置のバックライトユニットの要部斜視図である。 リアフレームとミドルフレームとの固定構造を示す要部裏面斜視図である。 ミドルフレームの要部裏面斜視図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 変形例１に係る表示装置のバックライトユニットの要部斜視図である。 リアフレームとミドルフレームとの固定構造を示す要部裏面斜視図である。 ミドルフレームの要部裏面斜視図である。 変形例２に係る表示装置のバックライトユニットの要部斜視図である。 リアフレームとミドルフレームとの固定構造を示す要部裏面斜視図である。 ミドルフレームの要部裏面斜視図である。 一般的な表示装置の分解斜視図である。 一般的な表示装置のバックライトユニットの分解斜視図である。 前提技術に係る表示装置のバックライトユニットの要部斜視図である。 図１３のＢ−Ｂ線断面図である。 図１３のＣ−Ｃ線断面図である。

＜前提技術＞
最初に、前提となる表示装置について、図１１〜図１５を用いて簡単に説明する。図１１は、一般的な表示装置の分解斜視図であり、図１２は、一般的な表示装置のバックライトユニット３の分解斜視図であり、図１３は、前提技術に係る表示装置のバックライトユニット３の要部斜視図であり、図１４は、図１３のＢ−Ｂ線断面図であり、図１５は、図１３のＣ−Ｃ線断面図である。

図１１に示すように、表示装置は、フロントフレーム１と、表示パネル２と、バックライトユニット３と、フレームカバー４とを備えている。フロントフレーム１は、例えば、金属薄板をプレス加工することで枠状に形成されている。また、フロントフレーム１の側面に固定爪（図示省略）が形成されている。

フロントフレーム１の背面側には、画像を表示するために制御基板２ａを搭載したガラス製の表示パネル２と、表示パネル２の表示面の反対側から光を照射するための照明となるバックライトユニット３が配置されている。バックライトユニット３に表示パネル２が取り付けられ、表示パネル２に搭載される制御基板２ａを保護する目的でフレームカバー４が制御基板２ａの背面側に取り付けられる。

次に、バックライトユニット３について説明する。図１２〜図１５に示すように、バックライトユニット３は、ミドルフレーム５と、光学シート６と、導光板７と、反射シート８と、光源であるＬＥＤ９ａを有するＬＥＤユニット９と、リアフレーム１０と、絶縁シート１１とを備えている。ミドルフレーム５は、樹脂材料により枠状に形成されている。ミドルフレーム５の背面側に、リアフレーム１０が配置されている。リアフレーム１０は、金属材料（例えば、ステンレス、アルミ、鉄等）により形成され、底板部１０ａと、底板部１０ａを囲む側壁部１０ｂとを備えている。

ミドルフレーム５とリアフレーム１０との間に、光学シート６と、導光板７と、反射シート８と、ＬＥＤユニット９が配置されており、光学シート６と、導光板７と、反射シート８と、ＬＥＤユニット９が、ミドルフレーム５とリアフレーム１０により挟持されている。ＬＥＤユニット９から出力された光を表示パネル２の表示面側に導き出すために、導光板７の側面にＬＥＤユニット９が配置されている。導光板７において出光面の反対側（リアフレーム１０側）の面には光の伝播方向を乱して出光面に光を導くための光散乱部（図示省略）が形成されている。光散乱部は、導光板７内を伝播する光の全反射条件を乱すことで、導光板７から光を取り出す手段として機能する。

導光板７の出光面の反対側には、光を有効的に反射させるために反射シート８が配置されている。また、導光板７の出光面側（ミドルフレーム５側）には、光を効果的に利用するための複数枚の光学シート６が配置されている。光学シート６は、２枚のレンズシート（図示省略）を偏光反射シート（図示省略）と拡散シート（図示省略）とで挟み込む構成であるが、偏光反射シートと拡散シートのいずれも使用しないことが可能であり、要求される輝度や配光特性等を鑑みて最適化することが可能である。なお、図１３では、光学シート６と、導光板７と、反射シート８と、ＬＥＤユニット９が省略されている。

ガラス製の表示パネル２と比較して樹脂製のミドルフレーム５は、温度変化による収縮率が高い。このため、ミドルフレーム５が収縮する際に、図１４と図１５に示すように、ミドルフレーム５の表示パネル保持部５ａが表示パネル２の周縁部の一部を保持しているが、表示パネル保持部５ａが表示パネル２側へ移動することで表示パネル２の端部を押圧し、その結果、表示パネル２において応力が作用し変形が生じるため、表示ムラが発生してしまう。

また、ミドルフレーム５の収縮を抑制する目的で、ミドルフレーム５に対してガラス繊維入りの樹脂が採用されるケースが多いが、ガラス繊維を入れることによりミドルフレーム５の成形金型の劣化が早まり、成形後のミドルフレーム５にバリが発生しやすくなるなどの問題がある。以下、これらの問題点を解決する本発明の実施の形態について説明する。

＜実施の形態＞
本発明の実施の形態について、図面を用いて以下に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る表示装置のバックライトユニット３の要部斜視図であり、図２は、リアフレーム１０とミドルフレーム５の固定構造を示す要部裏面斜視図であり、図３は、ミドルフレーム５の要部裏面斜視図であり、図４は、図１のＡ−Ａ線断面図である。

本発明の実施の形態に係る表示装置は、上記で説明した一般的な表示装置の構成と同様に、フロントフレーム１と、表示パネル２と、バックライトユニット３と、フレームカバー４とを備え、バックライトユニット３は、ミドルフレーム５と、光学シート６と、導光板７と、反射シート８と、光源であるＬＥＤユニット９と、リアフレーム１０と、絶縁シート１１とを備えている。なお、光学シート６と、導光板７と、反射シート８と、ＬＥＤユニット９が光学部材に相当し、図１では、光学部材が省略されている。

本発明の実施の形態に係る表示装置では、バックライトユニット３におけるリアフレーム１０とミドルフレーム５との固定構造が、前提となる技術と異なっている。そこで、リアフレーム１０とミドルフレーム５との固定構造について説明する。なお、実施の形態において、前提技術で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。

リアフレーム１０の底板部１０ａの角部の周辺領域に円形状の孔部１０ｃが形成されている。リアフレーム１０の側壁部１０ｂにおいて孔部１０ｃに対応する領域には、表示パネル２側に凹んだ凹面１０ｅが形成され、凹面１０ｅには係合孔１０ｄが形成されている。

ミドルフレーム５は、表示パネル保持部５ａと、カバー部５ｂと、凹部５ｅと、突起部５ｆとを備えている。表示パネル保持部５ａは、ミドルフレーム５の角部の周辺領域から表示パネル２側へ突出するように形成され、表示パネル２の端部（より具体的には、表示パネル２の周縁部における角部の周辺領域）および光学シート６において表示装置の表示面側を保持する。

カバー部５ｂは、表示パネル保持部５ａの反対側（より具体的には、ミドルフレーム５の角部の周辺領域から表示パネル２と反対側）に形成され、リアフレーム１０の側壁部１０ｂにおける角部の周辺領域である凹面１０ｅを凹面１０ｅの外側から覆うためのものである。カバー部５ｂの内面においてリアフレーム１０の側壁部１０ｂの係合孔１０ｄに対応する位置には、係合孔１０ｄと係合する係合爪５ｃが形成されている。

凹部５ｅは、ミドルフレーム５の背面側における角部の周辺領域に形成され、凹部５ｅ内にリアフレーム１０側へ突出する円柱形状の突起部５ｆが設けられている。突起部５ｆは、リアフレーム１０の底板部１０ａの孔部１０ｃに係合される。

上記のように、リアフレーム１０にミドルフレーム５が固定された状態では、カバー部５ｂの係合爪５ｃが凹面１０ｅの係合孔１０ｄに係合され、カバー部５ｂの内面が凹面１０ｅと接触している。これにより、温度変化によりミドルフレーム５が収縮した場合でも、所定の剛性を有しかつ線膨張係数が小さい金属製リアフレーム１０により表示パネル２側への移動が規制され、表示パネル保持部５ａが表示パネル２の端部を押圧する作用を軽減できるため、表示ムラ発生を抑制することができる。ここで、ミドルフレーム５のカバー部５ｂの幅については、カバー部５ｂの端部を表示パネル保持部５ａの端部と同一幅とすることにより、ミドルフレーム５の収縮抑制がより効果的に機能する。

特許文献１に記載の第２構造では、表示装置の組立の際、外力からの振動および衝撃が加わった場合にミドルフレームとフロントフレームの接続部同士の干渉により、ミドルフレームの一部が削られることにより異物が発生し、発生した異物が表示パネルの表示面内へ侵入することが懸念される。しかし、図４に示すように、実施の形態に係る表示装置の構造であれば、フロントフレーム１がミドルフレーム５を表示装置の表示面側から覆う構造であるため、表示装置の組立の際に異物が表示装置内へ侵入することを防止できる。

また、バックライトユニット３の背面側においては、孔部１０ｃに突起部５ｆが差し込み固定（係合）されることで、温度変化によりミドルフレーム５が収縮した場合でも表示パネル保持部５ａの表示パネル２側への移動が規制される。これにより、光学シート６、導光板７、反射シート８等の線膨張係数がミドルフレーム５の線膨張係数よりも小さい場合でも、ミドルフレーム５から光学シート６、導光板７および反射シート８に対して余計な応力を与えることがなくなる。

表示装置の組立を行う際に孔部１０ｃに突起部５ｆを差し込み固定する際、突起部５ｆが樹脂で形成されているため突起部５ｆが削れやすく、突起部５ｆが削れることで異物が発生しても、異物が凹部５ｅ内に収容されるため、バックライトユニット３の内部への異物の侵入を防止することが可能となる。また、表示装置の組立以外に、振動および衝撃が与えられる使用環境でも異物の発生が考えられるが、上記の場合と同様に、バックライトユニット３内部への異物の侵入防止効果が得られる。

図１に示すように、ミドルフレーム５のカバー部５ｂの外面と、リアフレーム１０の側壁部１０ｂの外面が一致している。リアフレーム１０の凹面１０ｅにミドルフレーム５のカバー部５ｂが覆い被さっており、凹面１０ｅをリアフレーム１０の側壁部１０ｂよりも内側へ凹ませることにより、ミドルフレーム５のカバー部５ｂの厚さを吸収することで、ミドルフレーム５のカバー部５ｂの外面と、リアフレーム１０の側壁部１０ｂの外面とを一致させることが可能となっている。カバー部５ｂおよび側壁部１０ｂの外面を一致させる理由としては、表示装置の表示領域から表示装置外形端までの額縁サイズを小さくする目的からである。これにより、狭額縁の表示装置に対応することが可能となる。すなわち、表示装置の小型化を図ることができる。

以上のように、実施の形態に係る表示装置では、ミドルフレーム５のカバー部５ｂがリアフレーム１０の側壁部１０ｂの凹面１０ｅを、凹面１０ｅの外側から覆うため、温度変化によりミドルフレーム５が収縮しようとする場合でも、リアフレーム１０によりミドルフレーム５の移動が規制され、ミドルフレーム５の表示パネル保持部５ａの収縮を抑制できる。これにより、ミドルフレーム５の表示パネル保持部５ａが表示パネル２の端部を押圧することを軽減できるため、表示パネル２における応力の発生を抑制することができ、ひいては表示ムラの発生を抑制することができる。

また、表示パネル２近傍にミドルフレーム５とフロントフレーム１の接合部を設ける必要がないため、ミドルフレーム５の、フロントフレーム１との接触により生じる異物に起因する表示欠陥の発生が少なくなる。

リアフレーム１０の側壁部１０ｂの凹面１０ｅに係合孔１０ｄが形成され、ミドルフレーム５のカバー部５ｂに、係合孔１０ｄと係合する係合爪５ｃが形成されたため、リアフレーム１０とミドルフレーム５がより強固に固定され、リアフレーム１０によりミドルフレーム５の移動が一層規制される。これにより、ミドルフレーム５の表示パネル保持部５ａが表示パネル２の端部を押圧することを一層軽減できるため、表示ムラの発生が一層抑制される。

表示装置の表示面の反対側において、ミドルフレーム５に円柱形状の突起部５ｆが形成され、リアフレーム１０に、突起部５ｆが係合される孔部１０ｃが形成されたため、リアフレーム１０とミドルフレーム５がより強固に固定され、リアフレーム１０によりミドルフレーム５の移動が一層規制される。これにより、ミドルフレーム５の表示パネル保持部５ａが表示パネル２の端部を押圧することを一層軽減できるため、表示ムラの発生が一層抑制される。

突起部５ｆは、ミドルフレーム５に設けられた凹部５ｅ内に形成されたため、突起部５ｆが削れることで発生する異物がバックライトユニット３内部へ侵入することを抑制できる。これにより、温度変化によるミドルフレーム５の収縮を抑制し表示ムラの発生を抑制できる。

また、ミドルフレーム５に温度変化による膨張、収縮を抑えるためのガラス繊維を入れる必要がなくなり、成形金型の長寿命化およびミドルフレーム５のバリ発生抑制等の効果が得られる。これにより、表示装置の歩留り向上を図ることができる。なお、上記実施の形態では、バックライトユニット３におけるリアフレーム１０とミドルフレーム５との固定構造を、バックライトユニット３の角部の周辺領域に設けることとしたが、これに限定されることなく、固定構造の位置および個数は任意に決定することが可能である。

＜変形例１＞
突起部の形状は円柱形状に限定されることなく、他の形状であってもよい。例えば、図５〜図７に示すように、突起部はミドルフレーム５の背面側から視て長丸形状に形成されてもよい。図５は、変形例１に係る表示装置のバックライトユニット３の要部斜視図であり、図６は、リアフレーム１０とミドルフレーム５との固定構造を示す要部裏面斜視図であり、図７は、ミドルフレーム５の要部裏面斜視図である。

変形例１においては、ミドルフレーム５のリアフレーム１０側に突起部５ｇが形成され、突起部５ｇはミドルフレーム５の背面側（表示装置の表示面の反対側）から視て長丸形状に形成されている。リアフレーム１０の底板部１０ａには、突起部５ｇが係合可能な長丸形状の孔部１０ｆが形成されている。

以上のように、ミドルフレーム５にミドルフレーム５の背面側から視て長丸形状の突起部５ｇが形成されたため、実施の形態１の場合と比較して、突起部５ｇと孔部１０ｆとの接触面積が増加する。これにより、突起部５ｇの折れ防止のための強度アップを実現することができ、さらに、リアフレーム１０とミドルフレーム５がより強固に固定され、リアフレーム１０によりミドルフレーム５の移動が一層規制される。

＜変形例２＞
例えば、図８〜図１０に示すように、突起部はミドルフレーム５の背面側から視てＬ字形状に形成されてもよい。図８は、変形例２に係る表示装置のバックライトユニット３の要部斜視図であり、図９は、リアフレーム１０とミドルフレーム５との固定構造を示す要部裏面斜視図であり、図１０は、ミドルフレーム５の要部裏面斜視図である。

変形例２においては、ミドルフレーム５のリアフレーム１０側に突起部５ｈが形成され、突起部５ｈはミドルフレーム５の背面側（表示装置の表示面の反対側）から視てＬ字形状に形成されている。リアフレーム１０の底板部１０ａには、突起部５ｈが係合可能なＬ字形状の孔部１０ｇが形成されている。

以上のように、ミドルフレーム５にミドルフレーム５の背面側から視てＬ字形状の突起部５ｈが形成されたため、実施の形態１の場合と比較して、突起部５ｈと孔部１０ｇとの接触面積が増加する。これにより、突起部５ｈの折れ防止のための強度アップを実現することができ、さらに、リアフレーム１０とミドルフレーム５がより強固に固定され、リアフレーム１０によりミドルフレーム５の移動が一層規制される。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

２ 表示パネル、３ バックライトユニット、５ ミドルフレーム、５ａ 表示パネル保持部、５ｂ カバー部、５ｃ 係合爪、５ｅ 凹部、５ｆ，５ｇ，５ｈ 突起部、６ 光学シート、７ 導光板、８ 反射シート、９ ＬＥＤユニット、１０ リアフレーム、１０ｃ，１０ｆ，１０ｇ 孔部、１０ｄ 係合孔、１０ｅ 凹面。

Claims (5)

1. 表示パネルと、前記表示パネルの背面側に配置され、かつ、光学部材を収容するリアフレームと、当該リアフレームと固定されるミドルフレームとを有するバックライトユニットとを備えた表示装置であって、
   前記ミドルフレームは、前記表示パネルの端部を保持する表示パネル保持部と、当該表示パネル保持部の反対側に位置する前記リアフレームの側壁部を当該側壁部の外側から覆うカバー部とを備え、
   前記表示装置の表示面の反対側において、前記ミドルフレームに突起部が形成され、
   前記リアフレームに、前記突起部が係合される孔部が形成され、
   前記突起部は、前記ミドルフレームに設けられた凹部内に形成され、
   前記凹部は、前記バックライトユニットにおける前記表示パネルが配置された領域に対して前記突起部を遮蔽する、表示装置。
2. 表示パネルと、前記表示パネルの背面側に配置され、かつ、光学部材を収容するリアフレームと、当該リアフレームと固定されるミドルフレームとを有するバックライトユニットとを備えた表示装置であって、
   前記ミドルフレームは、前記表示パネルの端部を保持する表示パネル保持部と、当該表示パネル保持部の反対側に位置する前記リアフレームの側壁部を当該側壁部の外側から覆うカバー部とを備え、
   前記表示装置の表示面の反対側において、前記ミドルフレームに突起部が形成され、
   前記リアフレームに、前記突起部が係合される孔部が形成され、
   前記カバー部は、前記ミドルフレームの角部の周辺領域に形成され、
   前記突起部および前記孔部は、前記カバー部が形成された位置に対応する位置に形成された、表示装置。
3. 前記リアフレームの側壁部に係合孔が形成され、
   前記ミドルフレームの前記カバー部に、前記係合孔と係合する係合爪が形成された、請求項１または請求項２記載の表示装置。
4. 前記突起部は、前記ミドルフレームに設けられた凹部内に形成された、請求項２記載の表示装置。
5. 前記突起部は円柱形状、前記表示装置の表示面の反対側から視て長丸形状あるいはＬ字形状に形成された、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の表示装置。

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