JP2006235082A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 接着剤や接着シートを用いずに液晶パネルとバックライトユニットとを互いに固定させた液晶表示装置を提供すること。
【解決手段】 １対のガラス板１１間に液晶が封入された液晶パネル１と、液晶パネル１の表示面１３の反対面側を支持するバックライトユニット２と、液晶パネル１の表示面１３を外部に露出させ、液晶パネル１の非表示部１４を覆うようにバックライトユニット２に固定されるフロントフレーム３と、液晶パネル１の非表示部１４とフロントフレーム３との間で狭圧されて非表示部１４をバックライトユニット２に対して押し付ける弾性フレーム４とを備える。
【選択図】 図３

Description

本発明は、液晶パネルとこの液晶パネルを背後から照明するバックライトユニットを備えた液晶表示装置に関し、詳しくは、液晶パネルとバックライトユニットとの固定構造を工夫した液晶表示装置に関する。

従来、液晶表示装置において液晶パネルとバックライトユニットとを組み合わせて互いに固定させるために接着剤や接着シートが用いられていた。例えば特許文献１参照。

特開平５−３１３１６１号公報

液晶パネルとバックライトユニットとの組み付け後にバックライトユニットからの光を液晶パネルに導いて検査を行い、その結果、例えば液晶パネルに不良が見つかった場合には、液晶パネルをバックライトユニットから分離して、その液晶パネルを修理するあるいは別の液晶パネルと交換する等のリワーク作業を行う必要がある。ここで、液晶パネルとバックライトユニットとを接着剤や接着シートを用いて接着させた構造では、液晶パネルをバックライトユニットから分離する際に液晶パネルに作用する剥離応力により、特にモバイル用の電子機器に適用される薄い液晶パネルでは過剰な負荷がかかってしまい、割れ、欠けなどが生じ、歩留まりの悪化、コストアップの要因になっていた。また、接着剤の特性によっては、温度、湿度等の使用環境の影響により安定した品質維持が難しい場合があった。

本発明は上述の問題に鑑みてなされ、その目的とするところは、接着剤や接着シートを用いずに液晶パネルとバックライトユニットとを互いに固定させた液晶表示装置を提供することにある。

本発明は前記課題を解決するため以下の構成を採用した。
すなわち、本発明の液晶表示装置は、１対のガラス板間に液晶が封入された液晶パネルと、液晶パネルの表示面の反対面側を支持するバックライトユニットと、液晶パネルの表示面を外部に露出させ、液晶パネルの非表示部を覆うようにバックライトユニットに固定されるフロントフレームと、液晶パネルの非表示部とフロントフレームとの間で狭圧されて非表示部をバックライトユニットに対して押し付ける弾性フレームと、を備える。

上記弾性フレームは液晶パネルの非表示部とフロントフレームとの間で狭圧されることで弾性変形しこのときの復元力により液晶パネルの非表示部をバックライトユニットに対して押し付ける。これにより、液晶パネルは、その非表示部が弾性フレームとバックライトユニットとの間に狭圧された状態とされバックライトユニットに対して固定される。このようにして、本発明では、接着剤や接着シートを使わずに液晶パネルとバックライトユニットとを固定させている。

フロントフレームとバックライトユニットとは、例えば凸部と凹部との嵌合により固定され、その嵌合を外すことで容易に分離できる。弾性フレームを液晶パネルの非表示部に押さえ付けているフロントフレームがバックライトユニットから取り外されれば、弾性フレームを液晶パネルから取り外すことができ、よって液晶パネルをバックライトユニットに押し付ける力も解除することができる。これにより、液晶パネルとバックライトユニットとを分離できる。この分離の際には液晶パネルには従来の接着剤や接着シートを用いた場合のような剥離応力が作用せず液晶パネルの破損を防げる。

また、弾性フレームは弾性を有するため、液晶パネルを落下等の衝撃から保護する緩衝部材としても機能する。さらに、液晶パネルの上にタッチパネルを備えた液晶表示装置においては、弾性フレームが液晶パネル非表示部に弾接することで、タッチパネルと液晶パネル表示面との間の隙間に塵やほこり等の異物が入り込んでしまうのを遮断するシール部材としても機能する。別途シール部材を設けることなく、液晶パネルとバックライトユニットとの固定用の弾性フレームを上記シール部材としても兼用するので部品点数及びコスト削減になる。

弾性フレームの材料としては、液晶パネル非表示部をバックライトユニットに対して押さえ付けるための弾性復元力と、そのときに液晶パネルを傷つけないような柔軟性を有する材料を用いることができる。例えば、シリコンゴム、天然ゴム、その他ゴム、ウレタンフォーム等を挙げられる。また、常温付近ではゴム状弾性を有し、高温では熱可塑性プラスチックと同様軟化して容易に所望の形状に成形することが可能な熱可塑性エラストマーを用いてもよい。

本発明の液晶表示装置によれば、バックライトユニットに固定されたフロントフレームと、液晶パネルの非表示部との間で狭圧される弾性フレームの弾性復元力を利用して液晶パネルをバックライトユニットに対して押し付けて液晶パネルとバックライトユニットとを固定させるので、それらの固定用に接着剤や接着シートを使わなくて済む。この結果、接着剤や接着シートを用いたことを原因とするリワーク作業時の液晶パネルの破損を防いだり、生産工程における接着剤や接着シートの煩わしい取り扱いや管理が不要となり、生産効率の向上やコストダウンを図れる。

以下、本発明を適用した具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。

［第１の実施形態］
図１は本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置１０の分解斜視図を示す。液晶表示装置１０は、液晶パネル１と、バックライトユニット２と、フロントフレーム３と、弾性フレーム４を備える。図２は、バックライトユニット２に対して液晶パネル１が載せられ、液晶パネル１に対して弾性フレーム４が載せられた状態の要部断面図を示す。

液晶パネル１は、内面に透明電極や配向膜が形成された１対のガラス板１１と、これらガラス板１１間に封入された液晶と、ガラス板１１の外表面に張り付けられた偏光板１２などから構成される。液晶パネル１は、文字や画像が表示される四角形状の表示面１３を有し、その表示面１３の周囲には四角い枠状に非表示部１４が形成されている。

バックライトユニット２は、四角形状の底板部１６と、液晶パネル１の背面側、具体的には非表示部１４の対応裏面を受ける四角形状の枠部１７と、この枠部１７の外縁部に形成された側壁部１８を有し、全体として扁平箱状を呈している。

図２に示すように、底板部１６は枠部１７から１段下がって形成され、底板部１６の上方に凹所２０が形成されている。この凹所２０には、導光板、この導光板の光入射端部に配置される光源、導光板の光出射面側に配置される光学シート等の光学部品（何れも図示省略）が配設される。光源からの光は導光板によって液晶パネル１の背面側に導かれ液晶パネル１を照らす。

図２に示すように、バックライトユニット２の外側面には樹脂材料からなる凸部１９が設けられている。凸部１９は、バックライトユニット２の外側面に複数設けられている。あるいは、凸部１９は、外側面の周囲方向に沿って連続的なリブ状に設けてもよい。

弾性フレーム４は、四角い枠部２１と、この枠部２１の外縁部に一体に設けられ枠部２１に対して略垂直な側面部２２とからなる。弾性フレーム４は例えばシリコンゴム等の弾性材料からなる。枠部２１は、図２に示すように波形（もしくはアコーディオン状）に成形されている。なお、波の数は複数に限らず１つでもよい。また、波の頂または底は角を形成することに限らず曲面状であってもよい。図２に示される状態の枠部２１は自然状態であり、枠部２１を押し潰すような外力の作用により図３に示すように枠部２１は伸ばされ、その外力が解除されると図２の自然状態に復元する。すなわち、枠部２１は図２に示す矢印ａ方向に伸縮自在となっている。

フロントフレーム３は、四角い枠部２５と、この枠部２５の外縁部に一体に設けられ枠部２５に対して略垂直な側面部２６とからなる。側面部２６には、図３に示すようにバックライトユニット２の凸部１９が嵌まり込む貫通孔２８が形成されている。

フロントフレーム３の材料としては、鋼材、その他金属材料、樹脂材料等を用いることができる。ただし、後述するように、フロントフレーム３がバックライトユニット２に組み付けられた図３の状態にて、フロントフレーム３の枠部２５は弾性フレーム４の枠部２１の弾性復元力を受けるので、その力を受けて変形や破損しないような強度が必要である。樹脂や軟らかい金属の場合には前述した強度を確保するにはある程度の厚みが必要になり軽量化やコストダウンの妨げになり得るので、薄くてしても変形に耐え得る硬さを確保できるステンレス鋼や冷間圧延鋼等の鋼材が望ましい。

以上述べた、バックライトユニット２、液晶パネル１、弾性フレーム４、フロントフレーム３は以下のようにして互いに組み付けられる。

先ず、液晶パネル１は、その背面４１（図２参照）を、バックライトユニット２の凹所２０に配設された図示しない光学部品に対向させて、非表示部１４の反対面側の縁部がバックライトユニット２の枠部１７上に載せ置かれる。

その液晶パネル１の非表示部１４に、弾性フレーム４の枠部２１が重ねられる。弾性フレーム４の側面部２２は、ガラス板１１の側面部１１ａと、バックライトユニット２の側壁部１８の内面との間の隙間に入り込み、側面部２２の内面はガラス板１１の側面部１１ａに向き合わされ、側面部２２の外面は側壁部１８の内面に向き合わされる。

弾性フレーム４の側面部２２が、ガラス板１１の側面部１１ａやバックライトユニット２の側壁部１８に当接することで弾性フレーム４の水平方向（表示面１３に沿った方向）の位置ずれが規制され、非表示部１４に対する枠部２１の位置決めがなされる。特に、弾性フレーム４の側面部２２の内面が、ガラス板１１の側面部１１ａに当接して内方側への移動が規制されることで、枠部２１が伸ばされた際に枠部２１の内端側が表示面１３に及んでしまう。

フロントフレーム３が組み付けられる前の図２の状態では、弾性フレーム４の枠部２１は自然状態にある。この状態から、図３に示すようにしてフロントフレーム３がバックライトユニット２に対して組み付けられる。具体的には、フロントフレーム３の側面部２６の内面と、バックライトユニット２の外側面とが重ね合わされ、フロントフレーム３の側面部２６に形成された貫通孔２８にバックライトユニット２の外側面に設けられた凸部１９が嵌合することで、バックライトユニット２に対してフロントフレーム３が固定される。なお、フロントフレーム３側に凸部をバックライトユニット２側にその凸部が嵌まり込む凹部や孔を設けてそれらの嵌合によりフロントフレーム３とバックライトユニット２とを固定させてもよい。

この状態で、フロントフレーム３の枠部２５は、弾性フレーム４の枠部２１を液晶パネル１の非表示部１４側に押圧するようにして、その枠部２１及び非表示部１４を覆う。枠部２１は、フロントフレーム３の枠部２５と液晶パネル１の非表示部１４との間で狭圧された状態になり、図２に示す自然状態から、図３及び図３におけるＡ部の拡大図である図４に示すように押し潰されて伸ばされる。

枠部２１は完全に波形がつぶれてフロントフレーム３の枠部２５内面と液晶パネル１の非表示部１４の両者に隙間なく密着するようにしてもよいし、枠部２１の上面側と下面側がそれぞれフロントフレーム３の枠部２５内面と液晶パネル１の非表示部１４に対して部分的に密着する状態であってもよい。何れにしても、弾性フレーム４の枠部２１は、フロントフレーム３の枠部２５と液晶パネル１の非表示部１４の両者に対して弾接する。この状態のとき、弾性フレーム４の枠部２１はフロントフレーム３からはみ出さず体裁を損ねない。また、弾性フレーム４の枠部２１及びフロントフレーム３の枠部２５は表示面１３に重ならず表示を妨げない。

なお、本実施形態では、枠部２１の厚さは例えば０.２ｍｍ程に設計している。これは、設計公差の関係で、フロントフレーム３の枠部２５と非表示部１４との間の間隙の大きさの最小値が０.２ｍｍ程であるためである。もちろん、その値がもっと大きければ枠部２１の厚さを増すことも可能である。枠部２１の厚さが大きれば撓みが生じにくくなり扱いやすくなる。

以上のように弾性フレーム４の枠部２１は、フロントフレーム３と液晶パネル１の非表示部１４との間に狭圧されることで押し潰されるようにして弾性変形され、このとき図２に示す自然状態に復元しようとする弾性復元力により非表示部１４をバックライトユニット２の枠部１７に対して押し付ける。これにより、液晶パネル１はその非表示部１４が弾性フレーム４の枠部２１とバックライトユニット２の枠部１７との間で狭圧された状態になりバックライトユニット２に対して固定される。

また、フロントフレーム３がバックライトユニット２に組み付けられた状態において、フロントフレーム３の枠部２５と液晶パネル１の非表示部１４との間の間隙の大きさが図４のようにｔ１であったり、または図５のようにｔ１より大きいｔ２となるなど部品製作精度によりばらつきが生じた場合でも、枠部２１を波形にしているため、その伸び具合（波形のつぶれ具合）に違いが出るだけで、枠部２１によって非表示部１４をバックライトユニット２に対して押圧するという作用は得られる。個々の製品ごとの上記間隙の大きさｔ１、ｔ２に合わせて枠部２１の厚みを厳密に設定する必要がない。

液晶パネル１の表示面１３は、弾性フレーム４及びフロントフレーム３にそれぞれ形成された四角い窓孔２３、２７（図１参照）から外部に露出され視認可能とされる。

以上のように、本実施形態に係る液晶表示装置１０では、生産工程においてその取り扱いや管理が煩わしかった接着剤や接着シートを用いずに液晶パネル１とバックライトユニット２とを固定させているため、組立作業性及び生産効率を向上できる。

また、例えば、液晶パネル１とバックライトユニット２とを固定させた後の検査にて不具合が見つかり、修理や部品交換等のために両者を分離させる必要のあるリワーク作業の際には、フロントフレーム３とバックライトユニット２との貫通孔２８と凸部１９との嵌合を外せば容易に液晶パネル１とバックライトユニット２とを互いに分離できる。従来のような接着剤や接着シートを用いて液晶パネル１とバックライトユニット２とを固定させた場合のような剥離応力が液晶パネル１に作用しないため、液晶パネル１に負荷をかけずにバックライトユニット２と分離でき、リワーク作業時における割れや欠けなどの液晶パネル１の破損を防げる。この液晶パネル１の失損を減らせることは、量産工程全体で考えた場合における部材費の大幅な低減につながる。

また、接着剤や接着シートを用いないことは、それらの径年変化による劣化の心配がある使用環境下においても安定した品質を維持できるという有利な点がある。

さらに、液晶パネル１の外縁部（非表示部１４）及び側面部１１ａが、弾性を有する弾性フレーム４で囲まれた構造となるので、弾性フレーム４が、例えば落下時等に液晶パネル１に加わる衝撃を緩和する緩衝部材として機能し、液晶パネル１の破損防止効果も期待できる。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、上記第１の実施形態と同じ構成部分には同一の符号を付しその詳細な説明は省略する。

第２の実施形態に係る液晶表示装置は、図７に示すように、液晶パネル１の上にタッチパネル５を設けた液晶表示装置である。フロントフレーム３の枠部２５の上にタッチパネル５の下面外縁部が取り付けられている。その他構成は上記第１の実施形態と同じである。

一般に、タッチパネル付きの液晶表示装置では、フロントフレーム３の側面部２６とバックライトユニット２の外側面との間の隙間から入り込んだ塵、ほこり、水分、その他異物が図６に矢印で示すようにフロントフレーム３と液晶パネル１との間の隙間を進んで、タッチパネル５の裏面と液晶パネル１の表示面１３との間の隙間に入り込んで表示面１３あるいはタッチパネル５の裏面に付着して、良好な表示の妨げになることが起こり得る。なお、タッチパネル５のない液晶表示装置では表示面１３は外部に露出されているため異物が付着しても布等で拭くなどして容易に除去できる。

本実施形態では、図７に示すように、フロントフレーム３の枠部２５と液晶パネル１の非表示部１４間に、弾性フレーム４の枠部２１が狭圧された状態で介在され、その枠部２１はフロントフレーム３の枠部２５と液晶パネル１の非表示部１４の両者に対して弾接している。したがって、弾性フレーム４の枠部２１が、タッチパネル５の裏面と液晶パネル１の表示面１３との間の隙間と、弾性フレーム４の側面部２２近くの空間とを遮断するシール部材として機能する。これにより、フロントフレーム３の側面部２６とバックライトユニット２の外側面との間の隙間から異物が入り込んだとしてもタッチパネル５の裏面と液晶パネル１の表示面１３との間の隙間に至るのを防げ、表示面１３の表示を損なうことがない。なお、その他得られる効果は上記第１の実施形態と同じである。

［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。なお、上記第１の実施形態と同じ構成部分には同一の符号を付しその詳細な説明は省略する。

図８は第３の実施形態に係る液晶表示装置の要部断面図を示す。本実施形態では、上記第１の実施形態の弾性フレーム４に代えて、枠部３５が波形となっていない平板状の枠部３５を有する弾性フレーム３４を用いている。枠部３５には一体に側面部３６が設けられ、側面部３６はガラス板１１の側面部１１ａに向き合わされている。

弾性フレーム３４の枠部３５は、フロントフレーム３の枠部２５と液晶パネル１の非表示部１４との間で狭圧された状態になり、フロントフレーム３の枠部２５内面と液晶パネル１の非表示部１４の両者に隙間なく密着し、それら両者に対して弾接している。

すなわち、弾性フレーム３４の枠部３５は、フロントフレーム３と液晶パネル１の非表示部１４との間に狭圧されることで押し潰されるようにして弾性変形され、このとき自然状態に復元しようとする弾性復元力により非表示部１４をバックライトユニット２の枠部１７に対して押し付ける。これにより、液晶パネル１は、その非表示部１４が弾性フレーム３４の枠部３５とバックライトユニット２の枠部１７との間で狭圧された状態となりバックライトユニット２に対して固定される。

ただし、この構成では、フロントフレーム３の枠部２５と液晶パネル１の非表示部１４との間の間隙の大きさのばらつき具合によっては、個々の製品ごとに、枠部３５の厚さを適切に設定する必要がある。例えば、図８の例では枠部３５がフロントフレーム３の枠部２５と液晶パネル１の非表示部１４との間で狭圧される状態となっても、図８の場合と同じ厚さの枠部３５を図９に示す製品に適用した場合にはフロントフレーム３の枠部２５と液晶パネル１の非表示部１４との間で枠部３５が狭圧されないことも起こり得る。

これに対して、弾性フレームの枠部を波形にすれば図２に示す矢印ａ方向の伸縮によってフロントフレーム３の枠部２５と液晶パネル１の非表示部１４との間の間隙の大きさの許容範囲が広がり、図４、５に示すようにフロントフレーム３の枠部２５と液晶パネル１の非表示部１４との間の間隙の大きさｔ１、ｔ２のばらつきに対応しやすい。すなわち、枠部２１の厚みを図４、図５のそれぞれのケースに応じて厳密に設定しなくてもよく、量産性に優れる。

以上述べた各実施形態において弾性フレーム４、３４の材料としては、シリコンゴム、天然ゴム、その他ゴム、熱可塑性エラストマー、ウレタンフォーム（例えばPORON（ポロン）：ロジャースイノアック社の商品）、その他柔軟性と弾性復元力を得られる材料を用いることができる。中でも、枠部２１の波形形状（アコーディオン形状）への成形が容易で比較的安価なシリコンゴムが好ましい。

また、弾性フレーム４、３４は側面部２２、３４のない枠部２１、３５のみの構成でもよい。ただし、側面部２２、３４を設けた方が液晶パネル１に対する弾性フレーム４、３４の位置決めを容易に行え、弾性フレーム４、３４がフロントフレーム３からはみ出して体裁を損ねたり、表示面１３におよんでしまうことを防げる。

本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の分解斜視図である。 図１に示す液晶表示装置において、液晶パネルの非表示部に弾性フレームがセットされた状態の要部断面図である。 図２の状態にフロントフレームが組み付けられた状態の要部断面図である。 図３におけるＡ部の拡大図である。 図４とは、フロントフレームと液晶パネル縁部とのとの間の間隔が異なる場合の拡大断面図である。 タッチパネル付き液晶表示装置の要部断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の要部断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置の要部断面図である。 フロントフレームと液晶パネル縁部との間に弾性フレームが狭圧されていない状態を示す断面図である。

符号の説明

１…液晶パネル、２…バックライトユニット、３…フロントフレーム、４…弾性フレーム、５…タッチパネル、１０…液晶表示装置、１１…ガラス板、１２…偏光板、１３…表示面、１４…非表示部、２１…枠部、２２…側面部、３４…弾性フレーム。

Claims (4)

1. １対のガラス板間に液晶が封入された液晶パネルと、
   前記液晶パネルの表示面の反対面側を支持するバックライトユニットと、
   前記液晶パネルの表示面を外部に露出させ、前記液晶パネルの非表示部を覆うように前記バックライトユニットに固定されるフロントフレームと、
   前記液晶パネルの前記非表示部と前記フロントフレームとの間で狭圧されて前記非表示部を前記バックライトユニットに対して押し付ける弾性フレームと、
   を備えることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記弾性フレームにおいて、前記液晶パネルの前記非表示部と前記フロントフレームとの間で狭圧される部分が波形に成形されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記弾性フレームは、前記液晶パネルの前記非表示部と前記フロントフレームとの間で狭圧される枠部と、この枠部に一体に設けられ前記液晶パネルの側面部に向き合わされる側面部とからなる
   ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 前記フロントフレームは鋼材からなる
   ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。

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