JP2012198434A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶表示パネルが載置されている中フレームの上面の変形による液晶表示パネルの変形に起因する、画像のコントラストの劣化を防止する。
【解決手段】液晶表示パネルがクッションテープを介して中フレームの上面に配置されている。中フレームは、上面が折り返されて２枚構造となっており、強度が強くなっている一方、側面は１枚構造のままである。中フレームの上面を平坦にし、かつ強度を上げることによって液晶表示パネルの変形を防止する。液晶表示パネルの変形を防止することによって、黒表示の時の光漏れを防止して、コントラストの低下を防止する。
【選択図】図１

Description

本発明は液晶表示装置に係り、特に液晶表示パネルを収容するフレームの変形による液晶表示パネルの歪に起因する表示むらを対策した液晶表示装置に関する。

液晶表示装置では画素電極および薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等がマトリクス状に形成されたＴＦＴ基板と、ＴＦＴ基板に対向して、ＴＦＴ基板の画素電極と対応する場所にカラーフィルタ等が形成された対向基板が設置され、ＴＦＴ基板と対向基板の間に液晶が挟持されて表示領域を形成している。そして液晶分子による光の透過率を画素毎に制御することによって画像を形成している。

液晶表示装置は、上フレーム、中フレームあるいは樹脂モールド、下フレーム等から構成されるハウジングに、液晶表示パネルおよびバックライトを構成する光源、導光板、光学シート等が収容されている。液晶表示パネルは、ストレスによって歪が生ずると輝度むらを生ずる性質がある。したがって、通常の液晶表示パネルは、中フレームあるいは樹脂モールドに載置されるだけであり液晶表示パネルにストレスが加わらない構成となっている。一方、製作上の要請、あるいは、液晶表示装置が振動等にさらされる場合、液晶表示パネルの動きを抑えるために、液晶表示パネルをモールドあるいは中フレームに粘着材を有するクッションテープによって貼り付ける構成がとられている。

「特許文献１」は、液晶表示パネルを収容した樹脂モールドをフレキシブルにして、樹脂モールと外フレームとの傾きを抑制する構成が記載されている。この場合、液晶表示パネルを収容した樹脂モールドを外フレームに入れ込むときに、液晶表示パネルと樹脂モールドとの位置関係がずれないようにするために、液晶表示パネルと樹脂モールドを粘着テープによって貼り付ける構成が記載されている。

特開２００８−１５８４３２号公報

最近、液晶表示装置を自動車のダッシュボードにおけるスピードメーター、燃料計等の表示装置として使用する例が増加している。自動車に搭載した液晶表示装置は、振動、衝撃等を受けるため、液晶表示パネルが動き易いので、液晶表示パネルと液晶表示パネルを載置する樹脂モールド、あるいは中フレームとの間に粘着材を有するクッションテープを配置して、液晶表示パネルの動きを抑えた構成がとられている。

図５はこのような液晶表示装置の断面図である。図５において、上フレーム１と下フレーム９の間に液晶表示パネル２が載置されている。図５では、液晶表示パネル２は樹脂モールドではなく、ＳＵＳ等の金属で形成された中フレーム３に載置されている。中フレーム３と液晶表示パネル２の間にはクッションテープ４が存在し、液晶表示パネル２を固定している。クッションテープ４は、図７に示すように、クッション材４１の両側に粘着材４２が形成されたものである。

液晶表示パネル２は、ＴＦＴ、画素等がマトリクス状に形成されたＴＦＴ基板２１とカラーフィルタ等が形成された対向基板２２から構成されている。ＴＦＴ基板２１は対向基板２２よりも大きく形成され、この部分は端子部となっており、端子部に液晶表示パネル用フレキシブル配線基板１０が取り付けられている。

中フレーム３内にはバックライトが配置されている。バックライトは、導光板５の側面に配置された光源であるＬＥＤ６、ＬＥＤ用フレキシブル配線基板７等で構成されている。また、導光板５の下側には反射シート１１が配置され、導光板５の上側には、拡散シート、プリズムシート等の光学シート群８が載置されている。

液晶表示パネル２は中フレーム３の上に、クッションテープ４を介して接着している。中フレーム３はＳＵＳ等の金属をプレスすることによって形成されるが、板厚は０．３ｍｍ程度と薄く、加工をしたときに、すでに、歪が生じている場合が多い。この例を図６に示す。図６において、液晶表示パネル２がクッションテープ４を介して接着されることになる中フレーム３の上面にひずみが生じている。

液晶表示パネル２は、板状であり、外形に比べて板厚が小さいので、液晶表示パネル２がクッションテープ４を介して中フレーム３に貼り付けられると、中フレーム３の上面の歪に沿って容易に変形する。液晶表示パネル２が変形すると、液晶層中の光路が変化することになって、光漏れが生ずることになり、コントラストが低下する。

このような、中フレーム３の変形を防止するには、中フレーム３の板厚を大きくして、中フレーム３の機械的強度を上げることが考えられる。しかし、中フレーム３の板厚を２倍にすると、中フレーム３の重量が２倍になる、また、中フレーム３の材料費が上昇するという問題が生ずる。これに加えて、中フレーム３と下フレーム９あるいは上フレーム１との組立て加工が困難になるという問題も生ずる。

すなわち、例えば、図８に示すように、中フレーム３と下フレーム９とはスナップフィット２０という方法で組み立てられる。図８は中フレーム３と下フレーム９がスナップフィット２０によって組み立てられている状態を示す断面図である。図８において、下フレーム９に孔が形成され、この孔に中フレーム３の側部の一部が折り曲げられた部分が嵌合することによって中フレーム３と下フレーム９を結合している。

図８において、中フレーム３の材料の厚さが大きくなると、折り曲げ部の形成が困難になる。そうすると、スナップフィット方式による中フレーム３と下フレーム９の組立てが困難になり、別な組立て方法を採用せざるを得なくなる。スナップフィット２０はコスト的には有利であり、他の方法を採用することは、製造コスト上不利である。中フレーム３と上フレーム１との組立ても同様である。

本発明は、大幅な製造コストの上昇を伴うことなく、液晶表示パネル２の変形を抑え、特に黒表示において光漏れのない、コントラストの優れた液晶表示装置を実現することである。

本発明は上記問題点を克服するものであり、主な手段は次のとおりである。すなわち、上フレームと金属で形成された中フレームとの間に液晶表示パネルが配置されている液晶表示装置であって、前記中フレームは、上面が、前記金属が折り返されることによる２枚構造となっており、側面は前記金属の１枚構造であり、前記液晶表示パネルは前記中フレームの上に載置されており、前記中フレームの内側にはバックライトが配置されていることを特徴とする液晶表示装置である。

前記液晶表示パネルは、上フレームと中フレームの間に押さえこまれることによって固定されていてもよい。また、前記液晶表示パネルは、クッションテープを介して中フレームの上面に固定され、その上を上フレームが覆うという構成でもよい。

本発明によれば、液晶表示パネルを載置する中フレームの上面を平坦にすることが出来るので、液晶表示パネルの変形に伴う光漏れを防止することが出来、コントラストの優れた液晶表示装置を実現することが出来る。また、上面が平坦な中フレームを、中フレーム全体の板厚を大きくすることなく実現することが出来るので、大幅なコストの上昇を伴うことなく、コントラストの優れた液晶表示装置を実現することが出来る。

また、液晶表示パネルを載置する部分における中フレームの機械的な強度が実質的に大きくなるので、液晶表示装置を装置本体に組み込む際のストレスによる液晶表示パネルの変形を防止することが出来るので、装置に組み込んだ際の画面のコントラストの劣化を防止することができる。

実施例１の液晶表示装置の断面図である。 実施例１の液晶表示装置の分解斜視図である。 中フレームの製作工程図である。 実施例２の液晶表示装置の断面図である。 従来例の液晶表示装置の断面図である。 従来例の中フレームの問題点を示す斜視図である。 クッションテープの断面図である。 スナップフィットの概念を示す断面図である。

以下に実施例を用いて本発明の内容を詳細に説明する。

図１は実施例１の液晶表示装置の断面図である。主な構成は、図５において説明したのと同様である。図１において、上フレーム１が液晶表示パネル２の周囲を覆っている。液晶表示パネル２は中フレーム３にクッションテープ４によって固定されている。クッションテープ４と上フレーム１の間に液晶表示パネル２の周辺が存在している。図１が図５と大きく異なる点は、中フレーム３の構造である。図１において、中フレーム３の上面は、板材が折り返されている。したがって、図１の中フレーム３の上面は機械的な強度が増している。さらに、中フレーム３は、プレスによって形成後、図３に示すように、プレス金型３００によって上下から押すことによって平坦度を上げている。

中フレーム３の板厚は、０．３ｍｍ程度であるが、平坦度が重要な中フレーム３の上面は、０．６ｍｍとなっている。板の曲げ強度は板厚の３乗に比例するので、本発明の液晶表示装置における中フレーム３の上面の強度は従来の８倍に増加している。したがって、プレス成型後に仮に外力が加わった場合にも、少なくとも中フレーム３の上面は非常に変形しづらい構成となっている。また、液晶表示装置完成後、他の装置に液晶表示装置を組み入れる際にストレスが生じても、中フレーム３の上部強度が強いので、液晶表示パネル２が変形することが少ない。したがって、液晶表示パネル２が変形することによる液晶表示装置の画像コントラストの低下を防止することが出来る。

図１のクッションテープ４の厚さは１ｍｍであり、中フレーム３の板厚は０．３ｍｍである。中フレーム３の上面が折り返されていることによって、光学シート群８と液晶表示パネル２の下面の距離ｄが中フレーム３の板厚分０．３ｍｍ増加して、１．６ｍｍ程度となる。しかし、ｄはもともと１．３ｍｍ程度存在していたので、例えば、図１に示すような、斜めθから見た場合の表示領域の径に対する影響は小さい。また、中フレーム３を折り返すことによって、液晶表示装置全体の厚さが０．３ｍｍ程度増加することになるが、もともと、図１に示すように、中フレーム３の高さｈは５ｍｍ程度なので、液晶表示装置全体の厚さに対しても大きな影響は無い。

図１において、中フレーム３の上面の折り返し部分３１の幅ｗは３ｍｍ以上あることが望ましい。液晶表示パネル２と中フレーム３とのオーバラップ寸法は３ｍｍ程度あることが多いからである。図１において、上フレーム１はＳＵＳで形成され、板厚は０．３ｍｍ程度である。また、下フレーム９は、Ａｌで形成され、板厚は１〜２ｍｍ程度である。下フレーム９は、放熱機能を兼ねているので、熱伝導のよいＡｌによって、かつ厚く形成される。

図１において、導光板５の厚さは３ｍｍ程度である。導光板５の側面にＬＥＤ６が配置されている。導光板５の側面とＬＥＤ６との間隔は０．３ｍｍ程度である。導光板５の熱膨張を考慮したものである。

図２は、上フレーム１から中フレーム３までの部品の分解斜視図である。図２において、上部が折り返されて、平坦度を向上させた中フレーム３の上にクッションテープ４を介して液晶表示パネル２が載置される。クッションテープ４の断面は図７に示すとおりであり、厚さは１ｍｍ程度である。また、クッションテープ４の幅は１〜３ｍｍ程度である。

このようにして、中フレーム３の上面に液晶表示パネル２を載置したあと、上フレーム１を取り付ける。上フレーム１と中フレーム３は図８に示したようなスナップフィット２０によって結合させる。上フレーム１も中フレーム３も側面は０．３ｍｍ程度と薄いのでスナップフィット２０を使用することが出来る。液晶表示パネル２と上フレーム１との間は、特に拘束されていない。したがって、液晶表示パネル２が上フレーム１からストレスを受けることは無い。

図１および図２において、液晶表示パネル２にはＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式の液晶表示パネル２が使用されている。ＩＰＳ方式の液晶表示パネル２は視野角特性が優れている。しかし、ＩＰＳは液晶表示パネル２の変形による光漏れへの影響が大きい。したがって、本発明をＩＰＳ方式の液晶表示装置に適用することによって大きな効果を得ることが出来る。

実施例１は、中フレーム３の上部にクッションテープ４によって液晶表示パネル２を固定した構成である。一方、本発明は、液晶表示パネル２をクッションテープ４によって固定する方式に限らず、液晶表示パネル２を中フレーム３と上フレーム１によって挟持して固定する方式についても適用することが出来る。

図４は実施例２の液晶表示装置の断面図である。図４において、液晶表示パネル２のＴＦＴ基板２１はクッションテープ４を介さず、直接中フレーム３に載置されている。また、上フレーム１は直接液晶表示パネル２の対向基板２２を押さえている。液晶表示パネル２は上フレーム１と中フレーム３によって押さえ込むことによって固定されている。

上フレーム１は特に平坦度を上げるための構造をとっておらず、従来例と同様である。一方、中フレーム３は上部が折り返されており、かつ、上部の平坦度が改善されている。中フレーム３の上面が平坦になっていることによって、かりに、上フレーム１の内側が平坦でなくとも、液晶表示パネル２は、中フレーム３の上面が平坦であるために、歪みが生じることは無い。したがって、液晶表示パネル２に光漏れが生ずることを防止することが出来る。

以上の説明では、液晶表示パネル２が金属である上フレーム１あるいは中フレーム３に直接接触しているとして説明した。しかし、ガラスで形成されたＴＦＴ基板２１あるいは対向基板２２と金属の接触がガラスのクラックを生ずる恐れがある場合は、液晶表示パネル２と上フレーム１、あるいは中フレーム３との間にクッションとして０．１〜０．３ｍｍ程度の遮光テープ等を貼ることが出来る。

本実施例では、実施例１で使用したような厚いクッションテープ４を使用しないので、中フレーム３を折り返すことによって生ずる表示領域の有効径、あるいは、液晶表示装置全体の厚さの問題を無くすることが出来る。また、以上説明した本実施例では、中フレーム３と上フレーム１の間で液晶表示パネル２の周辺を押さえて液晶表示パネル２を固定するとしたが、液晶表示パネル２を所定の領域内に収容するストッパー状のものを中フレーム３の上面等に形成することによって、液晶表示パネル２を上フレーム１と中フレーム３で押さえ込まなくとも液晶表示パネル２の水平方向の動きを抑えることが出来る。すなわち、この場合も、中フレーム３の上面が平坦なので、特に液晶表示パネル２のサイズが大きい場合、中フレーム３の上面の変形に沿って液晶表示パネル２が変形することを防止することが出来る。本実施例においても、ＩＰＳ方式に液晶表示装置において、特に効果があることは実施例１と同様である。

１…上フレーム、 ２…液晶表示パネル、 ３…中フレーム、 ４…クッションテープ、 ５…導光板、 ６…ＬＥＤ、 ７…ＬＥＤ用ＦＰＣ、 ８…光学シート群、 ９…下フレーム、 １０…液晶表示パネル用ＦＰＣ、 １１…反射シート、 ２０…スナップフィット、 ２１…ＴＦＴ基板、 ２２…対向基板、 ３１…中フレーム折り返し部、 ４１…クッション材、 ４２…粘着材、 ３００…プレス金型

図５は本発明の構成を含む液晶表示装置の断面図である。図５の中フレームの上部は折り返されているが、これは、本発明の構成である。従来例は、図８に示すように、中フレームの上部は１枚の板である。図５において、上フレーム１と下フレーム９の間に液晶表示パネル２が載置されている。図５では、液晶表示パネル２は樹脂モールドではなく、ＳＵＳ等の金属で形成された中フレーム３に載置されている。中フレーム３と液晶表示パネル２の間にはクッションテープ４が存在し、液晶表示パネル２を固定している。クッションテープ４は、図７に示すように、クッション材４２の両側に粘着材４１が形成されたものである。

液晶表示パネル２は中フレーム３の上に、クッションテープ４を介して接着している。中フレーム３はＳＵＳ等の金属をプレスすることによって形成されるが、板厚は０．３ｍｍ程度と薄く、加工をしたときに、すでに、歪が生じている場合が多い。この例を図６に示す。図６において、液晶表示パネル２がクッションテープ４を介して接着されることになる中フレーム３の上面にひずみが生じている。なお、図６の中フレームは図８に示すように、上部が折り返されていない一枚の構成である。

実施例１の液晶表示装置の断面図である。 実施例１の液晶表示装置の分解斜視図である。 中フレームの製作工程図である。 実施例２の液晶表示装置の断面図である。 本発明を含む液晶表示装置の断面図である。 従来例の中フレームの問題点を示す斜視図である。 クッションテープの断面図である。 スナップフィットの概念を示す断面図である。

図１は実施例１の液晶表示装置の断面図である。主な構成は、図５において説明したのと同様である。図１において、上フレーム１が液晶表示パネル２の周囲を覆っている。液晶表示パネル２は中フレーム３にクッションテープ４によって固定されている。クッションテープ４と上フレーム１の間に液晶表示パネル２の周辺が存在している。図１が図８に示す従来例と大きく異なる点は、中フレーム３の構造である。図１において、中フレーム３の上面は、板材が折り返されている。したがって、図１の中フレーム３の上面は機械的な強度が増している。さらに、中フレーム３は、プレスによって形成後、図３に示すように、プレス金型３００によって上下から押すことによって平坦度を上げている。

１…上フレーム、 ２…液晶表示パネル、 ３…中フレーム、 ４…クッションテープ、 ５…導光板、 ６…ＬＥＤ、 ７…ＬＥＤ用ＦＰＣ、 ８…光学シート群、 ９…下フレーム、 １０…液晶表示パネル用ＦＰＣ、 １１…反射シート、 ２０…スナップフィット、 ２１…ＴＦＴ基板、 ２２…対向基板、 ３１…中フレーム折り返し部、 ４１…粘着材、 ４２…クッション材、 ３００…プレス金型

Claims (7)

1. 上フレームと、金属で形成された中フレームとの間に液晶表示パネルが配置されている液晶表示装置であって、
   前記中フレームは、上面が、前記金属が折り返されることによる２枚構造となっており、側面は前記金属の１枚構造であり、
   前記液晶表示パネルは前記中フレームの上に載置されており、
   前記中フレームの内側にはバックライトが配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記中フレームと前記上フレームはスナップフィットによって結合し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. 上フレームと、金属で形成された中フレームとの間に液晶表示パネルが配置されている液晶表示装置であって、
   前記中フレームは、上面が、前記金属が折り返されることによる２枚構造となっており、側面は前記金属の１枚構造であり、
   前記液晶表示パネルは、前記中フレームの上に載置されており、前記中フレームと前記上フレームによって押さえ込まれることによって固定されており、
   前記中フレームの内側にはバックライトが配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
4. 前記中フレームと前記上フレームはスナップフィットによって結合していることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
5. 上フレームと、金属で形成された中フレームとの間に液晶表示パネルが配置されている液晶表示装置であって、
   前記中フレームは、上面が、前記金属が折り返されることによる２枚構造となっており、側面は前記金属の１枚構造であり、
   前記液晶表示パネルは前記中フレームの上にクッションテープによって固定されており、
   前記中フレームの内側にはバックライトが配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
6. 前記中フレームと前記上フレームはスナップフィットによって結合していることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
7. 前記液晶表示パネルはＩＰＳ方式であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の液晶表示装置。

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