JP2010169906A - 液晶表示装置 - Google Patents

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Fumikado Itakura
史門 板倉
Fumihiko Hieda
文彦 稗田
Masaki Tsubokura
正樹 坪倉
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Abstract

【課題】
モールドフレームの内側への異物の進入を阻止することによって、液晶表示パネルの表示面への異物の付着を阻止し、表示品質及び信頼性を向上させた液晶表示装置を提供すること。
【解決手段】
モールドフレームは、複数に分割された分割フレーム(長辺側モールドフレームLMD,短辺側モールドフレームSMD)から構成され、各分割フレームには、該液晶表示パネルのバックライト側を弾性部材(長辺側ゴムクッションLRC,短辺側ゴムクッションSRC)を介して支持する支持部と、該液晶表示パネルの側端面を取り囲む壁面部5,6とが設けられ、分割フレームが結合される該モールドフレームの角部において、片方の分割フレームの該壁面部は凹部を有し、他方の分割フレームの該支持部は凸部を有し、該凹部と該凸部は嵌合するように形成されていることを特徴とする。
【選択図】図4

Description

本発明は、液晶表示パネルの背面に光源光を照射するバックライトを備えた液晶表示装置に係わり、特に液晶表示パネルとバックライトとの接合部分の隙間から進入する異物の進入阻止構造に関し、詳細には、液晶表示パネルを支持するモールドフレームや上フレームの構造に関するものである。
液晶表示装置を構成する液晶表示パネルは、ガラス基板を好適とする第1の基板と第2の基板との2枚の基板間に液晶層を封入し、該基板に設けられた電極で液晶に電界を選択的に印加し、電界に応じて液晶の配向方向が変化して画像を表示する画像表示装置である。
非発光型である液晶表示パネルを用いた画像表示装置では、当該液晶表示パネルに表示された画像を外部照明手段を設けることにより、可視化させている。外部照明手段には自然光を利用する構造を除いて液晶表示パネルの背面または前面に照明装置を設置している。特に高輝度を要する表示デバイスには、液晶表示パネルの背面に照明装置を設けた構造が主流となっている。これを直下型バックライトと称している。
ここで言う「直下型」という呼称は、液晶表示パネルの背面に設置した導光板の側辺に光源を設けて照明を行う、所謂サイドライト型バックライトと対照される表現である。
上述した直下型バックライトを照明光源とした液晶表示装置では、狭額縁化と軽量化と液晶表示パネルの一体化とを実現するために、液晶表示パネルは、金属成形体からなる枠状の金属フレーム(上フレーム)と樹脂成形体からなる枠状のモールドフレーム(中間フレーム)間に載置され、当該モールドフレームをバックライト上に載置する構造が用いられている。
バックライトは、金属製の略枠状体からなる下フレームと、液晶表示パネルの背面と対向して配置され下フレーム内に配置される反射シートと、この反射シートの前面側に配置され下フレームに蓋をする形で配置される光拡散板と、反射シートと光拡散板との間に配置される光源とから主に構成されている。
枠状のモールドフレームは、このように構成されたバックライト上に載置される。更に、枠状のモールドフレーム上には、枠状にゴム等の弾性部材が粘着材によって貼り付けられ、この弾性部材の上面に液晶表示パネルが載置される。
この弾性部材は、モールドフレームと液晶表示パネル間のクッションの役割を果たすと共に、外部からの異物が、液晶表示パネルと拡散板間に進入するのを防止する役割がある。
このような構造を示したものに、例えば下記特許文献1がある。
特開2003−162901号公報
このように構成される液晶表示パネルを搭載するモールドフレームは、近年の液晶表示装置の大型化に対応するため、或いは生産性向上のために、枠状に一体成形した構造を用いることなく、複数に分割(例えば4分割)して製作し、これらを枠状に組み合わせる分割フレーム型が採用される場合がある。
この分割型のモールドフレームは、図8にその角部の要部斜視図で示すように、例えば棒状に成形して形成された長辺側モールドフレームLMDと、短辺側モールドフレームSMDとを両端部で組み合わせて接合されている。
しかしながら、このように構成される直下ライト型バックライトを備えた液晶表示装置では、図8に示すように分割型のモールドフレームの角部の分割部分において、長辺側モールドフレームLMDと短辺側モールドフレームSMDとを組み合わせた継ぎ目部分に、寸法公差及び作業性の観点からクランク状に屈曲した隙間が生じる。
また、このように枠状に組み立てられたモールドフレームには、その内周縁部側に液晶表示パネルを載置するためのゴムクッションが接着配置される。このゴムクッションは、モールドフレームと同様に4分割して接着配置されることになる。この場合も、図8に示すようにモールドフレームの分割部分において、構造上の観点から、長辺側ゴムクッションLRCの一端と短辺側ゴムクッションSRCの一端との組み合わせた継ぎ目部分に、両者の組み合わせの際の寸法公差及び作業性の観点から隙間が生じる。
このような隙間が生じることにより、組み立て時または映像表示時に、この隙間を経由して外側から内側に向かって、矢印a〜cのように、各構成部材等に付着している塵埃及び周辺部に浮遊している塵埃等の異物が進入し、この異物が液晶表示パネルと拡散板間に進入する。
さらに、図9に示すように、モールドフレームMLDと協働して液晶表示パネルを挟持する金属製の上フレームUFLが、モールドフレームを覆うように配置されている。モールドフレームMLDには、バックライトを収容する下フレームにモールドフレームを固定するための螺子穴22などが設けられている場合がある。このような螺子孔22へのアクセスを可能とするため、モールドフレームを部分的に露出させる開口部21が、上フレームUFLに形成されている。なお、符号20は、上フレームUFLをモールドフレームMLDに固着する螺子を示している。
しかしながら、このような開口部では、モールドフレームMLDと上フレームUFLとの間に隙間が形成され、この隙間を通じて、塵埃等の異物が矢印dに示した位置から進入する。さらに、隙間から入った異物は、図8の矢印bのように、モールドフレームと上フレームとの間にある空間を経由し、最終的に、液晶表示パネルと拡散板間に進入する。
そして、内側に進入した異物は、内側での熱対流により液晶表示パネル等の表示面に付着し、映像表示時に表示欠陥等を発生させ、表示映像の輝度分布の不均一を来たすことになる。この不具合は、表示品位を低下させ、品質及び信頼性を損なうという課題があった。
また、このように構成される液晶表示装置は、キャビネット内に液晶表示パネルを横長方向に設置して映像表示を観察するので、バックライトによる熱対流によってその異物が液晶表示パネルの四隅の角部に集中して滞留し易くなる。この異物の滞留は、特に表示パネル下辺側の角部が顕著となる。
なお、これらの課題は、直下型バックライトに限らず、エッジライト型バックライトにおいても、ランプ交換等の状況によってはバックライトを分離することがあり、この場合、上記同様の不具合を生じることになる。
したがって、本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、モールドフレームの内側への異物の進入を阻止することによって、液晶表示パネルの表示面への異物の付着を阻止し、表示品質及び信頼性を向上させた液晶表示装置を提供することにある。
このような目的を達成するために本発明による液晶表示装置は、以下のような特徴を有する。
(1) 液晶表示パネルと、該液晶表示パネルの背面に設置されたバックライトを有する液晶表示装置において、該バックライトと該液晶表示パネル間に、矩形状のモールドフレームを有し、該モールドフレームは、各辺ごとに複数に分割された分割フレームから構成され、各分割フレームは、該液晶表示パネルのバックライト側を弾性部材を介して支持する支持部と、該液晶表示パネルの側端面を取り囲む壁面部とを有し、該分割フレームが結合される該モールドフレームの角部において、片方の分割フレームの該壁面部は凹部を有し、他方の分割フレームの該支持部は凸部を有し、該凹部と該凸部は嵌合するように形成されていることを特徴とする。
(2) 上記(1)に記載の液晶表示装置において、該凸部を有する分割フレームの支持部に配置された弾性部材は、その先端が該他方の分割フレームの壁面部の該凹部内まで延設されていることを特徴とする。
(3) 上記(1)に記載の液晶表示装置において、該凸部を有する分割フレームの先端には、該凹部を有する分割フレームの壁面部と接触し、該壁面部に連続する壁面を構成する壁状突起を備えることを特徴とする。
(4) 上記(3)に記載の液晶表示装置において、該凸部を有する分割フレームの支持部に配置された弾性部材は、該壁状突起に当接していることを特徴とする。
(5) 液晶表示パネルと、該液晶表示パネルの背面に設置されたバックライトを有する液晶表示装置において、該バックライトと該液晶表示パネル間に、矩形状のモールドフレームを有し、該液晶表示パネルの表示面側から該液晶表示パネルの周辺及び該モールドフレームを覆う矩形状の上フレームを有し、該モールドフレームは、該液晶表示パネルのバックライト側を弾性部材を介して支持する支持部と、該液晶表示パネルの側端面を取り囲む壁面部とが設けられ、該上フレームは、該モールドフレームの一部を露出させる開口部を有し、該開口部は、該露出したモールドフレームの表面に沿って折り曲げられた折曲部を有することを特徴とする。
(6) 上記(5)に記載の液晶表示装置において、該モールドフレームには、該折曲部を収容するための段差が形成されていることを特徴とする。
本発明の液晶表示装置により、モールドフレームの分割フレームの結合部が互いに入り組んだ形状となり、塵埃等の異物の進入を効果的に抑制することが可能となる。特に、分割フレームの先端が他の分割フレーム内部に延設されているため、分割フレームの支持部に配置される弾性部材を、他方の分割フレームの壁面部内部にまでオーバーラップさせた配置が可能となる。しかも、先端に壁状突起を設け、他方の分割フレームの壁面部と連続する壁面を構成し、異物の進入をより一層抑制することができる。
また、本発明の液晶表示装置により、モールドフレームの一部を露出させる開口部において、上フレームの一部が露出したモールドフレームの表面に沿って折り曲げられた折曲部を形成されているため、該開口部における上フレームとモールドフレームとの隙間を塞ぎ、塵埃等の異物の進入を抑制することが可能となる。しかも、モールドフレームには、該折曲部の形状に合わせた段差が形成されることにより、より一層、異物の進入を抑制できる。
本発明による液晶表示装置の一実施例を示す展開斜視図である。 図1の液晶表示装置の一部の断面形状を示す断面図である。 図1のバックライト及びモールドフレームの外観を示す上面図と側面図である。 図1のモールドフレームの角部の構成を示す図であり、角部の組み合わせ前の状態を示す図である。 図4に関連し、モールドフレームの角部の組み合わせ後の状態を示す図である。 図1の上フレーム及びモールドフレームを組み合わせる前の状態を示す図である。 図6に関連し、上フレーム及びモールドフレームを組み合わせた後の状態を示す図である。 従来のモールドフレームの角部の構成を示す図である。 従来の上フレーム及びモールドフレームを組み合わせた後の状態を示す図である。
以下、本発明の液晶表示装置に係る実施形態について、詳細に説明する。
図1は、本発明による液晶表示装置の一実施例の構成を説明する要部展開斜視図である。
図1において、液晶表示パネルPNLは、内面に画素選択電極を有する一対の透光性ガラス基板の間に液晶層を封入して構成され、画素選択電極から液晶に印加される電界に応じて液晶の配向方向を変化させ、液晶表示パネルPNLの背面に設置されるバックライトBLから投射される光源光を液晶層で偏光し、偏光板を透過させることにより画像を表示する構造となっている。
この液晶表示パネルPNLの背面に設置されるバックライトBLは、直下型バックライトである。このバックライトBLは、金属性板材により形成された下フレームRPLと、反射シートRFBと、光源である複数の外部電極蛍光管EFLと、当該外部電極蛍光管EFLを固定保持する一対の給電端子TMと、当該給電端子TMが載置される一対のサイドアンダーフレームSEPと、外部電極蛍光管EFLと給電端子TMの接続部上をカバーするサイドモールドフレームSMLと、拡散板DFBと、プリズムシートや拡散シートを積層した光学補償シート積層体OCSとが順次積層して配置されている。
なお、この構成のバックライトBLでは、大型サイズの拡散板DFBの撓みによる照度分布の不均一性を抑制するためのスペーサSPCを下フレームRPL上に植立させ、反射シートRFBに設けた穴を通して拡散板DFBの裏面に当接させている。そして、スペーサSPCに長尺の外部電極蛍光管EFLの撓みを抑制する枝状突起構造を設けることもできる。
このようなバックライトBL上には、樹脂成形体により枠状(矩形状)に形成されたモールドフレームMLDが載置され、その上に、液晶表示パネルPNLと枠状(矩形状)の上フレームUFLが順次積層配置される。モールドフレームMLDは、図示はしないが、各辺ごとに4分割して形成された各部材が組み合わされた構造である。具体的には、モールドフレームMLDは、夫々2つずつの長辺側モールドフレームLMDと短辺側モールドフレームSMDによって組み合わせられる。更に、モールドフレームMLDの各部材上には、図示しない弾性部材としてのゴムクッションRCが設置されており、液晶表示パネルPNLは、このゴムクッションRC上に載置される。なお、これらの構成について、詳細は後述する。
モールドフレームMLDと上フレームUFLとは、協働して液晶表示パネルPNLを狭持している。図2は、図1の液晶表示装置の一部の断面図、特に、長辺側モールドフレームLMDを含む液晶表示装置の側部付近の断面図を示している。図2に示すように、液晶表示パネルPNLの裏側縁部には、モールドフレームMLD(LMD)の支持部7に配置されたゴムクッションRC(長辺側ゴムクッションLRC)が接触し、液晶表示パネルPNLの表側縁部には、上フレームの内側に設けられたクッション材UCが接触している。これらの弾性部材を介して、液晶表示パネルPNLはモールドフレームMLDと上フレームUFLとに挟持される。上フレームUFLには、金属性板材が利用される。
上フレームUFLは、モールドフレームMLDに螺子等で機械的に固定され、また、モールドフレームMLDは、バックライトを収容する下フレームRPLに螺子等で機械的に固定される。図2に示すように、バックライトを構成する反射シートRFBの端部は、下フレームRPLとモールドフレームMLDで挟持されている。光学補償シート積層体OCSや拡散板DFBも、下フレームRPLとモールドフレームMLDで挟持される。必要に応じて、モールドフレームMLDの光学補償シート積層体OCSに対向する部分に、弾性部材を設けることも可能である。
図1に示すように、下フレームRPLの外部電極蛍光管EFLが設置される面と反対側の面であり、且つ下辺部の両端側に、複数の外部電極蛍光管EFLをそれぞれ位相反転させて駆動させる一対のインバータ回路基板INVが装着されている。尚、インバータ回路基板は、一対である必要は無く、一つの回路基板であっても良い。このインバータ回路基板INVには、基板上にトロイダルコイル型のトランス及び電解コンデンサ等から構成されたインバータ回路が搭載されている。
また、インバータ回路基板INVのインバータ回路は、複数の外部電極蛍光管EFLの電極に、給電端子TMに接続された給電ケーブルCBL1を介して電気的に接続されている。なお、給電ケーブルCBL1,CBL2には高周波電流が流れることから、ケーブル長は短いほど良い。
そして、外部電極蛍光管EFLには、その両端に設けられた外部電極に対して同期をとって互いに位相反転された駆動電圧が供給される。この駆動電圧は、インバータ回路の高周波出力が一方の外部電極に供給され、他方の外部電極にはトランスで位相反転された高周波出力が供給される。
この液晶表示装置の組み立てでは、液晶表示パネルPNLとバックライトBLとをそれぞれの工程で組み立てた後、バックライトBLの上に液晶表示パネルPNLを重ねて一体化される。バックライトBLは、図1に示した複数の構成部材を組み立てることで得られる。すなわち、箱状に形成された下フレームRPL内に反射シートRFBを敷き、左右両端にアンダーフレームSEPを設置して両者に給電端子TMを設置し、給電端子TM間に外部電極蛍光管EFLを橋絡させてセットし、サイドモールドフレームSMLで給電端子TM部分をカバーすることで、バックライトBLが組み立てられる。
更に、下フレームRPLの上に拡散板DFBを置き、その上に光学補償シート積層体OCSを積層した後、枠状のモールドフレームMLDを設置して螺子等でモールドフレームMLDと下フレームRPLを固定する。最後に下フレームRPLの外部電極蛍光管EFLが設置される面と反対側の面にインバータ回路基板INVを設置して螺子等により一体的に固定することで装着される。
図3は、本発明の液晶表示装置に係るモールドフレームMLD及びバックライトBLの外観を示す図である。図3に示すように、モールドフレームMLDは、分割フレームである長辺側モールドフレームLMDと短辺側モールドフレームSMDとに4分割され、各モールドフレームには、液晶表示パネルに当接するゴムクッションRC(長辺側ゴムクッションLRC,短辺側ゴムクッションSRC)が設けられている。バックライトBLの上部に、拡散板DFB及び光学補償シート積層体OCSを重ね、最上部にモールドフレームMLDを乗せて、下フレームRPLに螺子止めされる。
図4及び5は、本発明の要部である、モールドフレームMLD上に液晶表示パネルPNLを、ゴムクッションRCを介在させて設置させる構造の詳細を説明する図である。図4は、分割フレームを組み合わせる前の状態を示し、図5は、分割フレームを組み合わせた後の状態を示している。
モールドフレームMLDは、複数に分割された分割フレーム(長辺側モールドフレームLMD,短辺側モールドフレームSMD)から構成され、各分割フレームには、該液晶表示パネルPNLのバックライト側を弾性部材(長辺側ゴムクッションLRC,短辺側ゴムクッションSRC)を介して支持する支持部7と、該液晶表示パネルの側端面の位置決めの役割を果たす壁面部5,6とが設けられている。なお、符号3及び4は、分割フレームを接合するための螺子などが挿入される孔である。
分割フレームをモールドフレームMLDの角部で結合する構造は、2つの分割フレーム(LMD,SMD)が重なり合う部分を有する。短辺側モールドフレームSMDは、液晶表示パネルPNLの端部の位置決めを行う壁面部5において、その一部に、凹部を有する。長辺側モールドフレームLMDの端部の一部は、支持部7の延長線上に鋭角状の凸部を有する。当該長辺側モールドフレームLMDの凸部は、壁面部5の凹部と嵌合するように形成される。これにより、分割フレームの結合部が互いに入り組んだ形状となり、塵埃等の異物の進入を効果的に抑制することが可能となる。
また、長辺側モールドフレームLMDの支持部に配置された弾性部材LRCは、長辺側モールドフレームLMDの凸部上に配置され、更には、壁面部5の凹部内にまで延設されている。このように、弾性部材が壁面部5の凹部内までオーバーラップして配置されることにより、モールドフレームの内側に至る隙間経路を、より複雑化し、異物の進入を低減させる。
また、長辺側モールドフレームLMDの凸状部の先端には、短辺側モールドフレームSMDのフレーム内壁面部5と接触し、該壁面部5に連続する壁面を構成する壁状突起1を備える。これにより、分割フレーム間(長辺側モールドフレームLMDと短辺側モールドフレームSMDとの間)の隙間が形成され難くなる。
さらに、長辺側モールドフレームLMDの支持部に配置された弾性部材(LRC)は、壁状突起1に当接させることで、モールドフレームの内側に至る隙間を少なくし、より密閉度を向上させることができる。
尚、本実施例では、長辺側モールドフレームLMDの支持部7に凸部を設け、短辺側モールドフレームSMDの壁面部5に凹部を設ける構成を示したが、長辺側モールドフレームLMDの壁面部6に凹部を設け、短辺側モールドフレームSMDの支持部7に凸部を設ける構造であっても良い。
次に、上フレームUFLに設けられた開口部から、異物が進入するのを抑制する方法について説明する。図6は、本発明の液晶表示装置にて適用される、モールドフレームMLDに上フレームUFLを組付ける前の状態を示し、図7は、両者を組付けた状態を示している。図7の組付けた状態の断面図は、図2と同様である。
モールドフレームMLDは、上述したように複数に分割された分割フレームから構成され、各分割フレームには、該液晶表示パネルPNLのバックライト側を弾性部材RCを介して支持する支持部7と、該液晶表示パネルPNLの側端面を取り囲む壁面部6(あるいは5)とが設けられる。上フレームUFLは、該液晶表示パネルPNLの表示面側を弾性部材UC(図3参照)を介して支持すると共に、該モールドフレームMLDを覆うように配置される。
本発明の上フレームUFLには、該上フレームUFLに設けられ、該モールドフレームMLDの一部12を露出させる開口部10に、該上フレームUFLと該モールドフレームMLDとの隙間を塞ぐため、モールドフレームMLDの表面に沿って折り曲げられた折曲部11を形成している。これにより、上フレームUFLとモールドフレームMLDとの間に形成される隙間を少なくし、異物の進入を抑制することが可能となる。
さらに、モールドフレームMLDには、該折曲部11の形状に合わせた段差13が形成されており、この段差13に折曲部11が収容されるようになる。このため、上フレームUFLとモールドフレームMLDとの接地面積が増加すると共に、異物の進入経路も入り組む形状となることから、塵埃等の異物がモールドフレームの内側に進入することが、より一層抑制される。なお、符号15と16は、上フレームUFLとモールドフレームMLDとを螺子で固着するための螺子孔である。また、符号14は、モールドフレームMLDを下フレームRPLに固着するための螺子孔である。
以上のように、本発明によれば、モールドフレームの内側への異物の進入を阻止することによって、液晶表示パネルの表示面への異物の付着を阻止し、表示品質及び信頼性を向上させた液晶表示装置を提供することが可能となる。
PNL 液晶表示パネル
BL バックライト
RPL 下フレーム
MLD モールドフレーム
RFB 反射シート
EFL 外部電極蛍光管
TM 給電端子
SEP サイドアンダーフレーム
SML サイドモールドフレーム
SPC スペーサ
INV インバータ回路基板
CBL1,CBL2 給電ケーブル
MLD モールドフレーム
SMD 短辺側モールドフレーム
LMD 長辺側モールドフレーム
DFB 拡散板
OCS 光学補償シート積層体
RC,UC ゴムクッション(弾性部材)
LRC 長辺側ゴムクッション
SRC 短辺側ゴムクッション
1 壁状突起
5,6 壁面部
7 支持部
10 開口部
11 折曲部
13 段差

Claims (6)

  1. 液晶表示パネルと、該液晶表示パネルの背面に設置されたバックライトを有する液晶表示装置において、
    該バックライトと該液晶表示パネル間に、矩形状のモールドフレームを有し、該モールドフレームは、各辺ごとに複数に分割された分割フレームから構成され、
    各分割フレームは、該液晶表示パネルのバックライト側を弾性部材を介して支持する支持部と、該液晶表示パネルの側端面を取り囲む壁面部とを有し、
    該分割フレームが結合される該モールドフレームの角部において、片方の分割フレームの該壁面部は凹部を有し、他方の分割フレームの該支持部は凸部を有し、該凹部と該凸部は嵌合するように形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
  2. 請求項1に記載の液晶表示装置において、該凸部を有する分割フレームの支持部に配置された弾性部材は、その先端が該他方の分割フレームの壁面部の該凹部内まで延設されていることを特徴とする液晶表示装置。
  3. 請求項1に記載の液晶表示装置において、該凸部を有する分割フレームの先端には、該凹部を有する分割フレームの壁面部と接触し、該壁面部に連続する壁面を構成する壁状突起を備えることを特徴とする液晶表示装置。
  4. 請求項3に記載の液晶表示装置において、該凸部を有する分割フレームの支持部に配置された弾性部材は、該壁状突起に当接していることを特徴とする液晶表示装置。
  5. 液晶表示パネルと、該液晶表示パネルの背面に設置されたバックライトを有する液晶表示装置において、
    該バックライトと該液晶表示パネル間に、矩形状のモールドフレームを有し、
    該液晶表示パネルの表示面側から該液晶表示パネルの周辺及び該モールドフレームを覆う矩形状の上フレームを有し、
    該モールドフレームは、該液晶表示パネルのバックライト側を弾性部材を介して支持する支持部と、該液晶表示パネルの側端面を取り囲む壁面部とが設けられ、
    該上フレームは、該モールドフレームの一部を露出させる開口部を有し、該開口部は、該露出したモールドフレームの表面に沿って折り曲げられた折曲部を有することを特徴とする液晶表示装置。
  6. 請求項5に記載の液晶表示装置において、該モールドフレームには、該折曲部を収容するための段差が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
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