JP2008090181A - 表示パネル及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 表示装置に取り付けられる表示パネルにおいて、薄型化や軽量化を実現しながら信頼性の高い取り付け構造を実現する。
【解決手段】 表示部と、面光源装置の外周囲の少なくとも一部を支持する樹脂製フレームと、樹脂製フレームの外側に配される金属製フレームとを備えた表示パネルである。樹脂製フレームに表示パネルを固定するためのボスが形成される。金属製フレームのボスと対向する位置には、表示パネル固定用のネジが挿通される孔部が形成される。表示パネルの樹脂製フレームに形成されたボスを固定用のネジによりネジ止めすることにより表示装置の外装部に固定される。
【選択図】 図４

Description

本発明は、液晶パネル等の表示部を有する表示パネル及び表示パネルを備えた表示装置に関するものであり、特に、表示パネルの表示装置への取り付け構造の改良に関する。

近年、パーソナルコンピュータやワードプロセッサ等の情報機器の表示装置、テレビ、ビデオムービー、カーナビゲーションシステム等の映像機器の表示装置として、軽量、薄型、低消費電力という特長を持つ液晶表示装置が多用されている。このような液晶表示装置においては、明るい表示画面を実現するために、液晶パネルの背後から照明光を当てるための照明ユニット（面光源装置）を内蔵した構成を採るものが多い。

ここで、照明ユニットは、光源の配置箇所によってエッジライト方式と直下方式とに分類される。例えばエッジライト方式は、液晶パネルに対向する導光板のエッジに光源を配置する方式である。また、直下方式は、蛍光放電管等の直管状の光源を液晶パネルの裏面に複数配置し、液晶パネルと光源との間に拡散板を配置する方式である。これら方式のうち、エッジライト方式は、薄型化の点で有利であり、例えば携帯用電子機器やノート型のパーソナルコンピュータの表示装置に適した方式と言うことができる。

ところで、前記エッジライト方式の面光源装置を表示パネルに組み込む場合、液晶パネルの背面側に導光板を備えた面光源装置を配置する必要がある。そこで従来、導光板とシート類等を保持する構造として、金属製フレームと導光板の外周部分を支持する樹脂製フレームとを嵌合させて面光源装置及び液晶パネルの保持を行う構造が採用されている。

また、前記構造の表示パネルは、例えばノート型パーソナルコンピュータ等の電子機器の外装部（外装筐体等）に組み込まれるが、表示パネルの組み込み構造としては、ネジ止め構造によるのが一般的である。この場合、樹脂製フレームに金属製のナットを埋め込んだり、金属製フレームにネジ加工を施し、取り付けネジによりキャビネット（外装筐体）に固定するようにしている（例えば、特許文献１等を参照）。

特許文献１には、液晶表示装置を側面より保持する取付構造において、外装ケースの側面にネジ加工を施すことを特徴とする液晶表示装置の取付構造が開示されている。前記外装ケースは、金属製フレームに相当するものである。ネジ山加工する際には、金属プレス加工によってバーリング処理を行い、その内側にタッピング処理を行っている（段落番号００１３を参照）。
特開平１１−３０５２０９号公報

近年、性能追求や環境保全等を考慮して映像機器や各種ＯＡ機器の薄型化、軽量化が進められており、これに伴い表示装置や表示パネルについても可能な限り薄型化、軽量化することが要望されている。したがって、例えば前記表示パネルの構造において、金属製フレームに使用する金属板の板厚を極力薄くするようにしている。

このような状況の中、特許文献１記載の発明のように金属製フレームにネジ山加工を施し、雌ネジ部として利用しようとすると、十分な数のネジ山を確保することができず、取り付け安定性に欠ける結果となっている。ネジ山の数が不十分であると、例えば組み立て作業や修理作業等において締結作業を繰り返した場合、ネジ山が破壊されるトラブルが発生するおそれがあり、品質問題の一因となっている。

本発明は、前述の技術課題に鑑みて提案されたものであり、薄型化や軽量化を実現しながら信頼性の高い取り付け構造を実現することが可能で、ネジ山の破壊等による障害が発生することのない高い品位の表示パネル及び表示装置を提供することを目的とする。

前述の目的を達成するために、本発明に係る表示パネルは、液晶パネル等の表示部と、面光源装置の外周囲の少なくとも一部を支持する樹脂製フレームと、前記樹脂製フレームの外側に配される金属製フレームとを備えた表示パネルであって、前記樹脂製フレームに表示パネル固定用のネジを固定するためのボスが形成されるとともに、前記金属製フレームの前記ボスと対向する位置に表示パネル固定用のネジが挿通される孔部が形成されていることを特徴とするものである。

また、本発明の表示装置は、表示パネルを備えた表示装置であって、表示パネルが前述の表示パネルであり、当該表示パネルと樹脂製フレームに形成されたボスに表示装置の外装部とが固定用のネジを外装部側からネジ止めすることにより固定されていることを特徴とするものである。

本発明の表示パネルにおいては、樹脂製フレームに固定用のネジをネジ止めする雌ネジ部が形成されている。樹脂製フレームは金属製フレームに比べて厚さ寸法が大きく、たとえ金属製フレームの板厚が薄くなったとしても、十分な数のネジ山の形成が可能である。したがって、ネジ止めにより表示装置に取り付け固定した場合に、安定な取り付け状態が実現され、組み立て作業や修理作業等において締結作業を繰り返したとしても、ネジ山が破壊されるトラブルの発生が抑制される。

特に、雌ネジ部を樹脂製フレームの本体部から離間して一体形成される筒状突起部に形成し、当該筒状突起部を弾性片で支持するように構成することで、ネジ止めの際に樹脂製フレームの本体部に加わる応力を抑制し、樹脂製フレームにより支持される液晶パネル等の表示部に悪影響を及ぼすことがなくなる。また、ネジ止め作業も円滑に行うことが可能となる。

本発明によれば、表示パネルの薄型化や軽量化を実現しながら、雌ネジ部に形成し得るネジ山の数を確保することが可能であり、ネジ山が破壊されることなく安定して表示パネルを表示装置の外装部に取り付けることが可能である。したがって、品質の高い表示パネル及び表示装置を提供することが可能である。

以下、本発明を適用した表示パネル及び表示装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、面光源装置が組み込まれた表示パネル（液晶表示パネル）１を分解して示すものである。本実施形態の表示パネルは、図１に示すように、液晶パネル２と光源パネル３とを備え、これらを金属製フレーム４と樹脂製フレーム５の組み合わせにより保持するようにしている。

液晶パネル２は、例えばアレイ基板と対向基板の間に液晶材料を封入することにより構成され、アレイ基板には表示画素に対応して画素電極及びスイッチング素子（薄膜トランジスタ）がマトリクス状に形成されている。また、アレイ基板には、画素電極に電気信号を送るための信号線と、スイッチング素子である薄膜トランジスタにスイッチング信号を供給するためのゲート線とが互いに直交して配線されている。一方、対向基板には、対向電極が透明電極材料（例えばＩＴＯ等）によりほぼ全面に形成されており、各画素に対応してカラーフィルタ層が形成されている。さらに、前記アレイ基板と対向基板の外表面には、それぞれ偏光板を偏光軸が互いに直交するように貼り合わされている。

前記構成を有する液晶パネル２には、当該液晶パネル２に駆動信号を供給する回路基板が電気的に接続されており、回路基板からの駆動信号に基づいて前記スイッチング素子が駆動されることで画像表示が行われる。この画像表示が行われる領域が表示領域であり、前記液晶パネル２は複数の表示画素が配列された表示領域を有することになる。

前記光源パネル３は、前記液晶パネル２のバックライトとして組み込まれるものであり、光源からの光を前記液晶パネル２の背面に光照射するための導光板３１と、この導光板３１の裏面側に配される反射シート３２とを備えている。光源は、前記導光板３１の少なくとも一辺に沿って設けられており、本実施形態の場合、ＬＥＤ光源が実装された光源回路基板３３が導光板３１の長辺に設置されている。ＬＥＤ光源から出射された光は、直接又は反射シート３２により反射されて導光板３１へ導かれ、導光板３１を通過した後、液晶パネル２に照射される。液晶パネル２では照射された光が透過され、文字や映像等の画像が所定の明るさで表示されることになる。

金属製フレーム４は例えばステンレス等の金属材料により形成され、樹脂製フレーム５は各種プラスチック材料により形成されるものである。これら金属製フレーム４及び樹脂製フレーム５は、それぞれ前記液晶パネル２や光源パネル３の主面と略垂直な外枠部４１，５１を有しており、これら外枠部４１，５１によって液晶パネル２や光源パネル３の外周を保持する。また、前記金属製フレーム４の頂部には、内方に張り出した支持部４２を有しており、この支持部４２によって前記液晶パネル２の上面の外周部分を支持するように構成されている。同様に、樹脂製フレーム５には、その高さ方向の中間位置に内方に張り出した支持部５２を有しており、この支持部５２の上面によって光源パネル３の外周縁を下から支持し、前記金属製フレーム４の支持部４２と当該支持部５２の間に液晶パネル２と光源パネル３を挟み込む形でこれを支持する。

前記金属製フレーム４と樹脂製フレーム５とは、いわゆる嵌合構造を構成することで互いに組み付けられ、前記液晶パネル２や光源パネル３を保持する。表示パネル１の組み立て状態を図２に示す。

前述の表示パネル１は、例えばノート型パーソナルコンピュータの表示部として組み込まれ、各種情報の表示に用いられる。この場合、表示パネル１をノート型パーソナルコンピュータの外装部（筐体）に取り付け固定する必要がある。ここで、表示パネル１の取り付け固定は、ネジ止めにより行うのが一般的である。例えば図３に示すように、ノート型パーソナルコンピュータの筐体１１に設けられた支持板１２の取り付け孔１２ａに固定用ネジ１３を挿通し、表示パネル１をネジ止めすることで表示パネル１の取り付け固定が行われる。図３に示す例では、表示パネル１の短辺の２箇所ずつ、計４箇所を固定用ネジ１３でネジ止めしている。

表示パネル１のネジ止めに際しては、表示パネル１の前記支持板１２の取り付け孔１２ａに対応する位置に雌ネジ部を形成する必要がある。この時、表示パネル１の外周を構成する金属製フレーム４に雌ネジ部を形成しようとすると、金属製フレーム４を構成する金属板の板厚が薄いと十分な数のネジ山を形成することができず、安定な取り付け状態とすることは難しい。また、組み立て作業や修理作業等において締結作業を繰り返した場合に、ネジ山が破壊されるおそれもある。

そこで、本実施形態においては、図４に拡大して示すように、樹脂製フレーム５の外枠部５１に雌ネジ部５３を形成し、ここに固定用ネジ１３をネジ止めするようにしている。すなわち、前記樹脂製フレーム５の外枠部５１において、その肉厚方向に所定の幅寸法を有する凹部５７を形成し、この凹部５７中の固定用ネジ１３によるネジ止め位置に凹部５７底面５８から外枠部５１の外方方向に延在し、外枠部５１の外表面と略同一の高さとなるような円筒形のボス（筒形の凸部）５４を凹部５７底面５８から一体に植設して形成し、その内壁面に固定用ネジ１３に対応するネジ山を形成して雌ネジ部５３とする。なお、固定用ネジ１３にセルフタッピングネジを用いる場合には、前記雌ネジ部５３は単なる円筒形のボス５４とすればよい。セルフタッピングネジを樹脂製フレーム５に設けた円筒形のボス５４にネジ止めすれば、セルフタッピングネジの回転に伴って円筒形の凹部の内壁に自ずとネジ山が形成される。

金属製フレーム４には、前記樹脂製フレーム５に形成された雌ネジ部５３の形成位置に対応して、固定用ネジ１３を挿通する円形の孔部４３を形成する必要がある。前記孔部４３は、前記固定用ネジ１３を挿通し得る大きさに形成されるが、固定用ネジ１３の頭部の寸法（直径）より小さく設定することは可能である。

図５は、雌ネジ部を樹脂製フレーム５に形成した場合と金属製フレーム４に形成した場合のネジ山形成可能寸法の相違を示すものである。図５（ａ）は樹脂製フレーム５に雌ネジ部５３を形成した場合、図５（ｂ）は金属製フレーム４を絞り加工し、ネジ山を形成して雌ネジ部４４とした場合を示す。

図５（ａ）に示すように、樹脂製フレーム５の外枠部５１に雌ネジ部５３を形成する場合、雌ネジ部５３においてネジ山を形成し得る寸法（円筒形の凹部の深さ寸法）Ｄは、外枠部５１としての厚さ寸法よりも小さければ任意に設定することができる。すなわち、前記寸法Ｄは、円筒形のボス５４が外枠部５１の外表面を超えない範囲で任意に設定することができ、この範囲において、前記固定用ネジ１３のネジ山に応じ十分な数のネジ山を形成し得る寸法に設定することができる。また、前記寸法Ｄは、金属製フレーム４の板厚ｔによって制約されることはない。

一方、図５（ｂ）に示すように、金属製フレーム４に雌ネジ部４４を形成する場合には、ネジ山を形成可能な寸法ｄが金属製フレーム４の板厚によって制約される。一般的に、金属製フレーム４に加工可能なネジ山の有効山数は、金属製フレーム４の板厚の１．５倍〜２倍という加工可能高さで決まる。例えば、金属製フレーム４の板厚を０．５ｍｍ、固定用ネジ１３のピッチを０．４ｍｍとすると、標準加工可能高さは０．５ｍｍ×２＝１ｍｍ、有効山数は１ｍｍ÷０．４ｍｍ＝２．５（山）となる。一般的に求められる最低山数（２山）は確保できるが、ほとんど余裕がなく、安定な取り付け状態を実現することは難しい。また、金属製フレーム４の板厚が前記値よりも薄くなれば、形成可能な有効山数はさらに減少することになり、ネジ止めする上で不利である。

以上のように、固定用ネジ１３に対応した雌ネジ部５３を樹脂製フレーム５に形成することにより、形成可能なネジ山の数を増やすことができ、安定な取り付け状態を実現することが可能である。また、例えば組み立て作業や修理作業等において、締結作業を繰り返したとしても、ネジ山が破壊されるのを抑えることができる。

ところで、前述の雌ネジ部５３は、ただ単に樹脂製フレーム５の外枠部５１に円筒形の凹部として形成してもよいが、前述の通り、樹脂製フレーム５の外枠部５１の凹部５７中に円筒状の突起（いわゆるボス）を形成し、ここに形成することが好ましい。図６は、樹脂製フレーム５にボス５４を形成し、ここに雌ネジ部５３を形成した場合の断面構造を示す要部概略断面図である。このような構造を採用することにより、ネジ止めの際に樹脂製フレーム５に加わる応力を抑えることが可能であり、そのためにネジ止め部分の強度を確保することができる。

前記樹脂製フレーム５は、先にも述べた通り、液晶パネル２や光源パネル３等を前記金属製フレーム４との間に挟み込み、これを保持する役割を果たしている。ここで、樹脂製フレーム５に応力が加わると、これによって保持される液晶パネル２や光源パネル３にも悪影響を及ぼす可能性がある。光学的な構成要素に応力が加わり歪み等が生ずると、光学特性が劣化して表示品位が低下する等の問題が生ずるおそれがある。前記のように樹脂製フレーム５に独立形態でボス５４を一体的に植設形成し、ここに雌ネジ部５３を形成すれば、ネジ止めの際に樹脂製フレーム５や液晶パネル２、光源パネル３に加わる応力を抑えることができ、表示品位の低下を抑えることが可能である。

なお、図７に示すように、前記ボス５４の先端を金属製フレーム４の孔部４３の寸法に合わせて小径部５４ａとし、この小径部５４ａを前記孔部４３に挿入する形で樹脂製フレーム５と金属製フレーム４とを組み付けるようにすれば、ネジ止め部分をより一層安定な構造とすることが可能である。また、このボス５４の小径部５４ａに金属製フレーム４の孔部４３を嵌合させることから、金属製フレーム４の位置決め手段としての機能も付随的に発生している。

また、ネジ止めの際の応力をより一層緩和する目的で、前記ボス５４を樹脂製フレーム５の凹部５７外枠部５１側面５９と連結した状態で一体成形することも可能である。

図８は、円筒形状のボス５４を樹脂製フレーム５の外枠部５１と一部連結して形成した例を示すものである。図６や図７に示す例では、ボス５４は樹脂製フレーム５の外枠部５１の凹部５７底面５８に植立する形で一体に突出形成されているが、本例の場合、ボス５４の外側壁面の一部と樹脂製フレーム５の凹部５７側面（内壁面）５９の一部とを2枚の板状の連結部５５，５６によって一体に連結形成されている。このように形成することにより、ボス５４の機械的強度を高めることができるとともに、単に樹脂製フレーム５に雌ネジ部を形成した場合よりもネジ止めの際に樹脂製フレーム５に加わる応力を軽減する効果がある。また、このボス５４と連結部５５，５６とを樹脂製フレーム５の凹部５７底面５８よりも浮かせて構成することも可能である。即ち、図９に示すように、ボス５４と樹脂製フレーム５の外枠部５１凹部５７底面５８との間に隙間ｓが形成されており、２枚の連結部５５，５６によってボス５４が外枠部５１底面５８から離間して支持された状態とされている。連結部５５，５６は樹脂の柔軟性を活かしてボス５４を弾性支持する形となり、ボス５４に対してネジ止めを行った際に加わる応力を緩和し、樹脂製フレーム５に伝わる応力を緩和する役割を果たす。

前記ボス５４を樹脂製フレーム５から離間して形成するには、樹脂製フレーム５の成形に用いる金型を変更するだけでよく、前記外枠部５１やボス５４、連結部５５，５６を中空状に一体成形することが可能である。

図１０は、ボス５４を支持する連結部５５，５６のうち、一方の連結部５６を樹脂製フレーム５の肉厚方向に蛇行形状に変更した例を示すものである。連結部５６の形状を蛇行形状に変更することで、応力を効果的に緩和することが可能である。また、熱膨張等による寸法変化にも対応することが可能である。この場合、連結部５５，５６のいずれにも適用することができ、また両者に形成することも可能である。

以上のような構成を有する本発明の表示パネル及び表示装置においては、樹脂製フレーム５にボス５４を形成し、このボス５４に雌ネジ部５３を形成するという構造を採用しているので、雌ネジ部５３の信頼性を向上することが可能である。したがって、本発明によれば、雌ネジ部の信頼性を向上しながら、作業性や組立の際の精度を向上することができ、部品精度のばらつきを吸収し品質を向上することが可能である。また、従来のものと同等の薄型化、軽量化を実現しながら、従来のものより良好な品位を実現することが可能である。

表示パネルの構成例を示す分解斜視図である。 表示パネルの組み立て状態を示す概略斜視図である。 表示パネルの表示装置外装部（筐体）への取り付け状態を示す分解斜視図である。 固定用ネジをネジ止めする雌ネジ部近傍を拡大して示す斜視図である。 （ａ）は本発明を適用した実施形態の雌ネジ部近傍を一部破断して示す斜視図であり、（ｂ）は従来例の雌ネジ部近傍を一部破断して示す斜視図である。 樹脂製フレームにボスを形成した例を示す要部概略断面図である。 樹脂製フレームにボスを形成した他の例を示す要部概略断面図である。 雌ネジ部を形成したボスを樹脂製フレームから離間して形成した例を示す要部概略斜視図である。 図８の樹脂製フレームを角度を変えて見た場合の要部概略斜視図である。 支持板部の形状を変更した例を示す要部概略斜視図である。

符号の説明

１ 表示パネル、２ 液晶パネル、３ 光源パネル、４ 金属製フレーム、５ 樹脂製フレーム、３１ 導光板、３２ 反射シート、４１ 外枠部、４３ 孔部、５１ 外枠部、５３ 雌ネジ部、５４ ボス、５５，５６ 連結部、５７ 凹部、５８ 底面、５９ 側面

Claims (5)

1. 表示部と、面光源装置の外周囲の少なくとも一部を支持する樹脂製フレームと、前記樹脂製フレームの外側に配される金属製フレームとを備えた表示パネルであって、
   前記樹脂製フレームに表示パネル固定用のネジを固定するためのボスが形成されるとともに、前記金属製フレームの前記ボスと対向する位置に表示パネル固定用のネジが挿通される孔部が形成されていることを特徴とする表示パネル。
2. 前記樹脂製フレームのネジ止め位置に対応して凹部を形成し、この凹部内に筒状のボスが配置されていることを特徴とする請求項１記載の表示パネル。
3. 前記ボスは、前記樹脂製フレームの凹部底面から植立して一体に形成され、その周面の一部が連結片を介して前記樹脂製フレームと連結されていることを特徴とする請求項２記載の表示パネル。
4. 前記ボスは前記樹脂製フレームの凹部内に中空状に位置し、その周囲の一部が連結片を介して前記樹脂製フレームと連結されていることを特徴とする請求項２記載の表示パネル。
5. 表示パネルを備えた表示装置であって、前記表示パネルが請求項１から４のいずれか１項記載の表示パネルであり、当該表示パネルと樹脂製フレームに形成されたボスに表示装置の外装部とを固定用のネジを外装部側からネジ止めすることにより固定されていることを特徴とする表示装置。

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