JP2014222319A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像表示装置において表示パネルに生じる局所的な応力を軽減し表示むらが生じることを抑制する。
【解決手段】表示パネルと、前記表示パネルの四辺を保持する保持部材と、前記表示パネルと前記保持部材との間に配置され、変形量に応じた押圧力を前記表示パネルに作用させる緩衝部材と、を備える画像表示装置であって、前記表示パネルの四辺のうち少なくとも前記画像表示装置が使用される状態において下辺となる辺において前記緩衝部材から前記表示パネルに作用する押圧力は、他の辺において前記緩衝部材から前記表示パネルに作用する押圧力より大きいことを特徴とする画像表示装置。
【選択図】図４

Description

本発明は、画像表示装置に関し、特に液晶パネルのように表示パネルをフレームにより支持する構造を有する画像表示装置に関するものである。

液晶パネルや有機ＥＬ（エレクトロルミネセンス）パネル等の表示パネルは、薄膜デバイスが形成された２枚のガラス基板の間に液晶素子や有機発光素子等の表示素子を設けたものである。

表示パネルを備える画像表示装置の構造は、表示パネルが収納や接着される金属製のケースが表示パネルの表示面と反対側に配置され、表示面側は金属製のフレームで覆う構成になっている。表示パネルが液晶パネルである画像表示装置は、液晶パネルと、この液晶パネルを照明するバックライトユニット、バックライトユニットからの光を集光する光学シート類を備えている。これらは、液晶パネルの背面に、光学シート類、バックライトユニットの順番で配置されている。光学シート類と液晶パネルとの間に一定の空間を保つ目的、及び液晶パネル自体を保持する目的から、液晶パネルの表示領域の周囲を背面から覆うように樹脂製のパネルホルダが配置されている。また、液晶パネルの前面（表示面側）には金属製のフレームが配置される。液晶パネルとパネルホルダとの間、液晶パネルとフレームとの間にはクッション等の弾性体が配置される。このような構造により液晶パネルはパネルホルダとフレームに挟まれて保持されている。

表示パネルの製造方法について説明すると、表示パネルを構成するガラス基板は、大型マザーガラス基板を切断して得られる。切断はダイヤモンドカッターを用いてスクライブ及びブレークによって行われるため、ガラス基板の端面はバリが生じる。液晶パネルや有機ＥＬパネル等の表示パネルを構成するガラス基板にもバリが存在する場合がある。

特開２０１０−２０４３５７号公報

画像表示装置を直立させたとき、表示パネルの下端がパネルホルダに接触している。このとき、表示パネルの自重とバリの影響により、表示パネルの下端がパネルホルダに引っ掛かることがある。表示パネルが外力や振動等により元の位置からずれた位置で引っ掛かりが生じると、表示パネルが元の位置に戻ることができない場合がある。その場合、表示パネルに変形が生じることがある。特に、表示パネルの端部がパネルホルダに引っ掛かることで表示パネルに変形が生じると表示パネルに応力が生じ、この応力は引っ掛かりが外れない限り解放できない。表示パネルの変形や応力は表示ムラの原因となる。表示パネルに応力が生じると、応力が掛かった箇所に局所的に表示むらが発生する。

表示パネルの表示領域内に直接静圧や衝撃が加わる場合、画面全体に対して局所的に応力が加わることが多い。特に表示パネルが液晶パネルの場合、液晶の配向のずれは局所的に生じる。そのため、画面全体では黒表示を行っている場合に、応力が加わっている位置のみ局所的に入射光が透過し、それ以外の位置では入射光が遮断されることになり、部分的に輝度が高くなり、黒表示にむらが生じる。

特許文献１には、液晶パネルの下端の辺とパネルホルダとが接触する箇所を傾斜面とすることにより、液晶表示装置を平置き状態から設置状態にしたときに液晶パネルが自重で摩擦に抗して傾斜面を滑り落ちて前方に移動させることが提案されている。これにより表示パネルに加わる応力を一時的に軽減することを図っている。

図１１は、画像表示装置の表示むらを示す図である。画像表示装置１は、表示パネル２０と、表示パネル２０の表示領域の周囲を覆う金属製の枠状のフレーム１０と、を有する。図１１は、表示パネル２０が全画面黒表示を行っている状態を示しており、表示パネル２０の下辺にある符号Ｍは、表示むらを示す。表示むらＭは、表示パネル２０が全画面黒表示されている場合に、部分的に輝度の高い領域である。部分的に輝度が高いため、白浮きして見え、表示品位が低下する。

図１２は、図１１のＦ−Ｆでの断面図である。表示パネル２０は表示面側の第一ガラス基板２０ａと背面側の第二ガラス基板２０ｂで構成されている。その両側を第一クッション１１と第二クッション１２で挟むことで表示パネル２０は保持されている。また、表示パネル２０の自重は下部から樹脂製のパネルホルダ３０で支持されている。画像表示装置１に振動や静圧が加わると、表示パネル２０は矢印Ｄの方向に移動し、図１２では破線Ｌの位置に移動したとする。表示パネル２０の下部にはバリ２０ｃが突出しているとする。すると、位置Ｌに移動した表示パネル２０は、バリ２０ｃのためにパネルホルダ３０に引っ掛かり元に位置に戻らない。この時、第一クッション１１からは、表示パネル２０に荷重Ｆ１が掛かり、表示パネル２０に局所的に応力が掛かり、この箇所に表示むらが生じる。

液晶パネルに関して説明すると、電圧を印可しない状態において入射光の透過率が最大になり白表示を行うノーマリーホワイトの構成がある。又は、電圧を印加しない状態において入射光の透過率が最小となり黒表示を行うノーマリーブラックの構成がある。電圧を印可しない状態では、電圧印加による液晶の配向の制御を行わず、かつ画面全体を同一の階調で表示するため、輝度むらが視認されやすい。

本発明は、画像表示装置において表示パネルに生じる局所的な応力を軽減し表示むらが生じることを抑制する技術を提供することを目的とする。

本発明は、表示パネルと、
前記表示パネルの四辺を保持する保持部材と、
前記表示パネルと前記保持部材との間に配置され、変形量に応じた押圧力を前記表示パネルに作用させる緩衝部材と、
を備える画像表示装置であって、
前記表示パネルの四辺のうち少なくとも前記画像表示装置が使用される状態において下辺となる辺において前記緩衝部材から前記表示パネルに作用する押圧力は、他の辺において前記緩衝部材から前記表示パネルに作用する押圧力より大きいことを特徴とする画像表示装置である。

本発明によれば、画像表示装置において表示パネルに生じる局所的な応力を軽減し表示むらが生じることを抑制できる。

実施例の画像表示装置の分解斜視図 実施例の画像表示装置を模式的に示した正面図 図２のＡ−Ａにおける断面図 図２のＢ−Ｂにおける断面図 実施例のフレームの背面側に対する前面弾性体の配置を模式的に示した図 図２のＡ−Ａにおける断面拡大図（ａ） 図２のＢ−Ｂにおける断面拡大図（ｂ） 前面弾性体の圧縮率と圧縮力及び表示パネルへの押圧力の関係を示すグラフ 第２の実施例の画像表示装置を模式的に示した正面図 第２の実施例の画像表示装置の図７のＣ−Ｃにおける断面図 第３の実施例の画像表示装置を模式的に示した正面図 第３の実施例のフレームの背面側に対する前面弾性体の配置を示す図 画像表示装置の表示むらを示す 表示むらが生じる箇所の表示パネルの要部断面図

（実施例１）
以下、本発明の第１の実施例について説明する。
図１は、本実施例の係る画像表示装置の分解斜視図である。この実施例では表示パネルに液晶パネルを用いた場合を例に説明する。

画像表示装置１はフレーム１０、表示パネル２０、パネルホルダ３０、光学シート４０、反射シート５０、基板６０、ケース７０を含んで構成される。フレーム１０は金属を用いることが多く、プレス加工や機械加工により形成されるが、樹脂成型された構成でも良い。パネルホルダ３０は樹脂成型されたものが好適であるが、金属材料で形成されても良く、光学シート４０から一定の空間を保つように表示パネル２０を保持し収納する。

光学シート４０はバックライトユニット８０からの光を拡散する。反射シート５０は光源の光を反射する。基板６０にはＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）やＣＣＦＬ（Ｃｏｌｄ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ）等の光源６１が実装される。また、バックライト方式には、直下型、エッジライト型等があるが、いずれの方式にも本発明を適用できる。ケース７０は光学シート４０、反射シート５０、及び基板６０を収納する。パネルホルダ３０、光学シート４０、反射シート５０、基板６０、及びケース７０によりバックライトユニット８０が構成され、バックライトユニット８０により表示パネル２０が照明される。

図２は本実施例に係る画像表示装置を模式的に示した正面図である。図３(ａ)は、本実施例の画像表示装置の図２のＡ−Ａにおける断面図を示す。図３（ｂ）は、本実施例の画像表示装置の図２のＢ−Ｂにおける断面図を示す。図４は本実施例に係るフレームの背面側における前面弾性体の配置を模式的に示した図である。図５(ａ)は、本実施例の画像表示装置の図２のＡ−Ａにおける断面拡大図を示す。図５（ｂ）は、本実施例の画像表示装置の図２のＢ−Ｂにおける断面拡大図を示す。

図２に示すように、表示パネル２０の前面（表示面）側の表示領域の周囲の部分（外周四辺）を覆うようにフレーム１０が配置される。図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、フレーム１０における背面側の四辺には、画像表示装置１に表示パネル２０を組み込んだときに、表示パネル２０を保持するための前面弾性体１１及び１３が配置される。また、表示パネル２０の背面側には背面弾性体１２が配置される。背面弾性体１２、前面弾性体１１及び１３は表示パネル２０に擦り傷や当て傷等が生じないように、柔軟性のある材料を使用することが望ましい。前面弾性体は、表示パネルの四辺を前面から保持する保持部材としてのフレームと表示パネルとの間に配置され、変形量に応じた押圧力を表示パネルに作用させる緩衝部材である。背面弾性体は、表示パネルの四辺を背面から保持する保持
部材としてのパネルホルダと表示パネルとの間に配置され、変形量に応じた押圧力を表示パネルに作用させる緩衝部材である。図３（ａ）は表示パネル２０の上部の断面を示し、図３（ｂ）は表示パネル２０の下部の断面を示している。画像表示装置１に組み込んだときに前面弾性体１１と１３により表示パネル２０へかかる押圧力をＦ１１、Ｆ１３と示した。矢印の大きさにより、表示パネル２０への押圧力Ｆ１１，Ｆ１３の大きさを示している。すなわち、表示パネル２０への押圧力Ｆ１１，Ｆ１３の大きさの関係は下記のように設定されている。

Ｆ１１＜Ｆ１３

フレーム１０の背面側に配置されている前面弾性体について説明する。図４に示すように、フレーム１０の長手方向（横方向）には前面弾性体１１及び１３が貼り付けされている。一方、フレーム１０の短手方向（縦方向）には前面弾性体１４が貼り付けされている。前面弾性体１１及び１４は押圧力がＦ１１となるように設定され、前面弾性体１３は押圧力がＦ１３となるように設定されている。

つまり、表示パネル２０の四辺のうち下辺における前面弾性体からの押圧力がその他の３辺における前面弾性体からの押圧力より大きく設定されている。表示パネル２０は、パネルホルダ３０の支持部３０ａで自重を支持されている。従来のように表示パネルの下辺における前面弾性体の押圧力が小さい場合、表示パネル２０が振動や外力を受けたときに、表示パネルの下辺に当接して表示パネル自重を支える支持部において表示パネル２０が前後に動きやすい。そうすると、上記のように、表示パネル２０の位置によっては、表示むらが強く表れたり、表示むらが変化したりする。一方、本実施例では、表示パネル２０の下辺の前面弾性体１３の押圧力を大きくすることで、表示パネル２０の下辺の前後方向の動きを抑制できるので、表示むらを抑えることができる。

温度や湿度等の使用環境条件の変化により表示パネル２０に反り等の変形が生じた場合、表示パネル２０の４隅において前面弾性体の圧縮率が高まり、押圧力が大きくなる。このときの押圧力が表示パネル２０に表示むらを生じさせるほどの大きさにならないように、下辺以外の３辺の前面弾性体の押圧力を小さく設定する。下辺の前面弾性体の押圧力は、表示パネル２０に対し一定の保持力が働くように大きく設定する。

前面弾性体の表示パネル２０への押圧力について、前面弾性体の圧縮率を用いて説明する。前面弾性体１１及び１３の厚さは、画像表示装置１に表示パネル２０を組み込む前の初期の厚さから、表示パネル２０を組み込むことで圧縮後の厚さへ、変化する。ここで前面弾性体の圧縮率は以下のように計算する。

ここで、分子の前面弾性体の圧縮量は、初期の厚さと圧縮後の厚さとの差分である。分母の前面弾性体の厚みは初期の厚さである。

図５（ａ）は、本実施例の画像表示装置の図２のＡ−Ａにおける断面拡大図を示し、図５（ｂ）は、本実施例の画像表示装置の図２のＢ−Ｂにおける断面拡大図を示す。図５（ａ）において、符号ｔ１は圧縮後の厚さ、符号ｔ２は初期の厚さであり、図５（ｂ）において、符号ｔ１は圧縮後の厚さ、符号ｔ３は初期の厚さである。上記式にあてはめると、前面弾性体１１の圧縮率Ｃ１１は、以下のように計算される。

Ｃ１１＝（ｔ２−ｔ１）／ｔ２×１００

また、前面弾性体１３の圧縮率Ｃ１３は、以下のように計算される。

Ｃ１３＝（ｔ３−ｔ１）／ｔ３×１００

前面弾性体１１と１３の組込前の厚さは、ｔ３＞ｔ２であり、前面弾性体１３の方が厚いので、圧縮率は、Ｃ１３＞Ｃ１１となり、押圧力は前面弾性体１３の方が前面弾性体１１より大きくなる。

次に、前面弾性体の圧縮率と圧縮力、表示パネル押圧力の関係について説明する。図６は本実施例に係る画像表示装置における前面弾性体の圧縮率と前面弾性体の圧縮力及び表示パネルへの押圧力の関係の一例を示したグラフである。グラフＡ，Ｂ，Ｃはそれぞれ異なる物性（弾性特性、弾性率）を有する弾性部材としての前面弾性体についてのグラフである。材料特性により同じ圧縮率に対応する圧縮力の大きさは異なるが、前面弾性体の圧縮率が大きくなると圧縮力も大きくなる傾向は共通している。また、圧縮率が大きくなるにつれ、圧縮力が急激に大きくなる傾向がある。そのため、適切な圧縮率の選定及び材料の選定が重要になる。前面弾性体は表示パネルに接しているため、前面弾性体の圧縮力は表示パネルへの押圧力と同等と考えられる。押圧力は表示パネルの全周において発生するが、表示パネルの反り等の変形により保持位置によって圧縮率が一定となるとは限らないため、全周で押圧力が一定となるとは限らない。また、押圧力が大きくなり過ぎると、表示むらの発生等の表示に影響を与え得る応力が表示パネルに発生してしまう。

例えば、前面弾性体の材料選定を材料Ａとし、表示ムラ発生応力が３×１０^−３ＭＰａ以上とすると、図５に示すような各断面において前面弾性体の圧縮率は５０％以下に抑える必要がある。例えば、前面弾性体１１と１３の材料をＡとした場合、前面弾性体１１の圧縮率をＣ１１＝２０％とし、前面弾性体１３の圧縮率をＣ１３＝４０％とする。この場合、上辺及び左右辺の圧縮率は２０％であり、表示むらが発生する圧縮率５０％まで余裕がある。下辺の圧縮率の設定は４０％であり、他辺より圧縮率が高いが、表示パネル２０に反り等の変形が生じた場合の圧縮率の増加のために１０％のマージンを考慮して設定した。このように、温度や湿度等の使用環境条件の変化により表示パネル２０に反りが生じて前面弾性体の圧縮率が高くなっても、表示むらが発生する圧縮率５０％を超えることが抑制されるように前面弾性体の形状及び物性が決められる。

以上のように、表示パネルの下辺に配置する前面弾性体の圧縮率を他辺に配置する前面弾性体の圧縮率よりも高くすることで、表示パネルの下端の前後方向の動きを抑制することができる。そのため、表示パネルが移動して応力が生じることが抑制される。また、表示パネルのガラス基板にバリがあっても表示パネルの移動自体が抑制されるため、応力を生じさせるような位置でバリが引っ掛かってしまうことも抑制される。従って、表示パネルに表示むらが生じることを抑制できる。

（実施例２）
以下、本発明に係る第２の実施例について説明する。図７は、第２の実施例の画像表示装置を模式的に示した正面図である。また、図８は、第２の実施例の画像表示装置の図７のＣ−Ｃにおける断面図である。

図７に示すように、実施例１と同様、本実施例の表示パネル２０はフレーム１０で前面から押えられている。図８に示すように、表示パネル２０は、前面弾性体１５と背面弾性
体１２により挟まれて保持されている。この状態で、下辺の前面弾性体１５の圧縮率Ｃ１５は、組み込み前の初期の厚さをｔ４とすると、実施例１と同様に、以下のように計算される。

Ｃ１５＝（ｔ４−ｔ１）／ｔ４×１００

他の３辺の前面弾性体については、下辺の前面弾性体１５と材料が異なり、かつ下辺の前面弾性体１５と初期の厚さが同じであるとする。すなわち、図５（ａ）に示す寸法の符号を用いると、下辺以外の３辺の前面弾性体の初期の厚さｔ２は、ｔ２＝ｔ４とする。実施例１では、四辺の前面弾性体の材料が同じで下辺の初期の厚さを他の３辺の初期の厚さに対し異ならせたが、本実施例では、四辺の前面弾性体の初期の厚さが同じで下辺と他の３辺とで材料を異ならせる。すなわち、本実施例では、四辺の前面弾性体の圧縮率は同じになるように設定するが、下辺の圧縮力が他の３辺の圧縮力より大きくなるように、材料（弾性特性、弾性率）を異ならせる。

図６のグラフを用いて説明すると、本実施例では、四辺全ての前面弾性体の圧縮率を２０％に設定する。前面弾性体１１の材料はＡに設定し、前面弾性体１５の材料はＢに設定した。この場合、上辺と左右辺の圧縮力は、１．５×１０^−３ＭＰａである。また、下辺の圧縮力は、２．５×１０^−３ＭＰａである。よって、下辺の圧縮力が大きく設定され、実施例１と同様に、表示パネルの下辺での動きが抑制される。よって、実施例１と同様に、表示むらの発生や変動を抑制することができる。

（実施例３）
以下、本発明に係る第３の実施例について説明する。
図９（ａ）、図９（ｂ）は、第３の実施例の画像表示装置の正面図である。また、図１０は、第３の実施例のフレームの背面側における前面弾性体の配置を模式的に示した図である。

本実施例の画像表示装置は画面に垂直の軸周りに回転可能であり、第１の状態と、第１の状態から９０度回転させた第２の状態と、のいずれかの状態で使用可能である。図９（ａ）において、画像表示装置１は、長手方向をＸ方向、短手方向をＹ方向とし、Ｙ方向が上下方向（−Ｙ方向が重力方向）となるように設置されている。図９（ａ）に示す画像表示装置１の使用形態は、ランドスケープ（横置き）での使用形態である。一方、静止画編集や医療用途等では、画像表示装置１をポートレート（縦置き）で使用する場合がある。図９（ｂ）は、縦長での画像表示装置１の使用形態を示し、Ｘ方向が上下方向（＋Ｘ方向が重力方向）となるように設置されている。

図１０において、画像表示装置のフレーム背面に貼り付けられた前面弾性体の配置を説明する。図９より、画像表示装置に掛る重力は、−Ｙ方向と＋Ｘ方向の２通りが考えられる。つまり、画像表示装置１を横置きとするか縦置きとするかで、前面弾性体１３又は１６のいずれかが表示パネル２０の下辺の前面弾性体となる。前面弾性体１１及び１４は、表示パネル２０の下辺の前面弾性体とはならないため、押圧力は小さくとも構わない。そこで、本実施例では、前面弾性体１３及び１６の押圧力は、表示むらを発生させない程度で、前面弾性体１１及び１４の押圧力よりも大きく設定する。

本実施例によれば、画像表示装置を横置きで使用する場合も縦置きで使用する場合も、表示パネルの自重が掛かる下辺における前面弾性体の押圧力が大きいため、表示パネルの移動を抑制でき、表示むらを抑制できる。

なお、実施例では、表示パネルとそれを前面から保持するフレームとの間に配置される前面弾性体について、その押圧力を他の辺より下辺で大きくしたり、圧縮率を他の辺より下辺で大きくしたり、弾性率を他の辺より下辺で大きくしたりする例を示した。しかし、これらの特徴的な構成を、表示パネルとそれを背面から保持するパネルホルダとの間に配置される緩衝部材としての背面弾性体に適用しても良い。

１ 画像表示装置、１０ フレーム、１１、１３、１４、１５、１６ 前面弾性体、２０
液晶パネル

Claims (10)

1. 表示パネルと、
   前記表示パネルの四辺を保持する保持部材と、
   前記表示パネルと前記保持部材との間に配置され、変形量に応じた押圧力を前記表示パネルに作用させる緩衝部材と、
   を備える画像表示装置であって、
   前記表示パネルの四辺のうち少なくとも前記画像表示装置が使用される状態において下辺となる辺において前記緩衝部材から前記表示パネルに作用する押圧力は、他の辺において前記緩衝部材から前記表示パネルに作用する押圧力より大きいことを特徴とする画像表示装置。
2. 前記画像表示装置が使用される状態において、前記下辺となる辺の前記緩衝部材の圧縮率は、前記他の辺の前記緩衝部材の圧縮率より大きい請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記下辺となる辺の前記緩衝部材の圧縮されていない状態での厚さは、前記他の辺の前記緩衝部材の圧縮されていない状態での厚さより厚い請求項１に記載の画像表示装置。
4. 前記下辺となる辺の前記緩衝部材と前記他の辺の前記緩衝部材は同じ特性を有する弾性部材である請求項２又は３に記載の画像表示装置。
5. 変形量が等しい場合、前記下辺となる辺の前記緩衝部材が前記表示パネルに作用させる押圧力は、前記他の辺の前記緩衝部材が前記表示パネルに作用させる押圧力より大きい請求項１に記載の画像表示装置。
6. 前記下辺となる辺の前記緩衝部材と前記他の辺の前記緩衝部材は互いに異なる特性を有する弾性部材であり、前記下辺となる辺の前記緩衝部材の弾性率は前記他の辺の前記緩衝部材の弾性率より大きい請求項５に記載の画像表示装置。
7. 前記緩衝部材の形状及び物性は、使用環境条件の変化により前記表示パネルに反りが生じた状態において前記緩衝部材から前記表示パネルに作用する押圧力が、前記表示パネルに表示むらを生じさせる押圧力より小さくなるように決められる請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の画像表示装置。
8. 前記保持部材は、前記表示パネルを前面から保持するフレームであり、
   前記緩衝部材は、前記表示パネルと前記フレームとの間に配置される前面弾性体である請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の画像表示装置。
9. 前記保持部材は、前記表示パネルを背面から保持するパネルホルダであり、
   前記緩衝部材は、前記表示パネルと前記パネルホルダとの間に配置される背面弾性体である請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の画像表示装置。
10. 前記表示パネルは回転可能であり、前記画像表示装置は、第１の状態と、第１の状態から前記表示パネルを９０度回転させた第２の状態と、のいずれかの状態で使用され、第１の状態で下辺となる辺及び第２の状態で下辺となる辺において前記緩衝部材から前記表示パネルに作用する押圧力は、他の辺において前記緩衝部材から前記表示パネルに作用する押圧力より大きい請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の画像表示装置。

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