JP2016105157A

JP2016105157A - 表示装置

Info

Publication number: JP2016105157A
Application number: JP2015214684A
Authority: JP
Inventors: 淳川田; Atsushi Kawada; 敦士森田; Atsushi Morita
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2014-11-19
Filing date: 2015-10-30
Publication date: 2016-06-09
Anticipated expiration: 2035-10-30
Also published as: JP6594161B2

Abstract

【課題】光学シートを有する表示装置において、振動によって光学シート同士が擦れることを抑制し、光学シートに熱変形が生じた場合でも光学シートにガタやシワが発生することを抑制する。【解決手段】表示パネルと、表示パネルを背面側から照明する光源ユニットと、表示パネルと光源ユニットの間に配置される光学シートと、表示パネルと光源ユニットと光学シートとを収容する筐体と、を備え、光学シートの４辺のうち縦方向の１辺及び横方向の１辺は、それぞれ筐体の内壁により保持される支持辺であり、縦方向及び横方向の他の辺と筐体の内壁との間には間隙があり、光学シートの前記支持辺の近傍には１又は複数の孔部が設けられ、筐体には、孔部に係合し、前記支持辺に平行な方向の光学シートの変形を許容するとともに、前記筐体の内壁に垂直の方向の光学シートの移動を制限する位置決め手段が設けられることを特徴とする表示装置。【選択図】図２

Description

本発明は、表示装置に用いられる光学シートの保持構造に関する。

近年、画像表示装置に用いられる表示モジュールは、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）パネルとバックライトの光源としてＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いたＬＣＤモジュールが主流である。バックライトは、ＬＣＤパネルの背面に光源を配置した直下型と、ＬＣＤパネルの背面に導光板と導光板の側面に光源を配置したエッジライト型の構造が用いられている。また、いずれのバックライト構造においても、ＬＣＤパネルとＬＥＤ及び導光板の間に、拡散や集光を行う複数の光学シートを重ねて搭載し、輝度や均一性等の画質特性を向上させている。

以下、従来技術の表示モジュールの構造及び光学シートの保持構造について説明する。
ＬＣＤパネルは、表示範囲の外側の周縁をパネルケースとパネルホルダにより挟持されて保持される。ＬＥＤ基板は、パネル側に開口を備える箱状のバックライトケースに収容されている。光学シートは、ＬＣＤパネルに対する照明範囲の外側の周縁を、正面側及び背面側からパネルホルダとバックライトケースにより狭持されて保持される。また、光学シートは、熱膨張した際に筐体に接触してシワが発生しないように、シート外形がパネルホルダの内壁に対して間隙を持って保持されている。この構造では、輸送の際の振動によってシート同士が擦れ、キズが付き表示異常が発生する可能性があった。このため、従来技術では、図１０に示す構造が提案されている。この構造では、光学シート１１０に係止穴１１０ａと、係止穴１１０ａと連続するスリット１１０ｂと、からなる位置決め形状を設け、バックライトケースに設けたピン１２０に係合させる(特許文献１参照)。

特開２００５−２４２２７０号公報

特許文献１の構造では、光学シートが熱変形し、ピン１２０に対する係止穴１１０ａの位置ずれが発生しても、係止穴１１０ａ及びスリット１１０ｂからなる位置決め形状が変形することで、ガタの発生を抑制し、振動によってシート同士が擦れることを抑制する。
しかしながら、特許文献１の光学シートは、位置決め形状に力が加わり変形させる。そのため、繰り返しの変形により位置決め形状とピン係合にガタが生じる可能性や、位置決め形状の変形によりシワが発生し、変形が有効照明範囲にも及び、表示ムラが発生する可能性があった。

そこで、本発明は、光学シートを有する表示装置において、振動によって光学シート同士が擦れることを抑制し、光学シートに熱変形が生じた場合でも光学シートにガタやシワが発生することを抑制することを目的とする。

本発明は、表示パネルと、
前記表示パネルを背面側から照明する光源ユニットと、
前記表示パネルと前記光源ユニットの間に配置される光学シートと、
前記表示パネルと前記光源ユニットと前記光学シートとを収容する筐体と、
を備え、
前記光学シートの４辺のうち縦方向の１辺及び横方向の１辺は、それぞれ前記筐体の内壁により保持される支持辺であり、縦方向及び横方向の他の辺と前記筐体の内壁との間には間隙があり、
前記光学シートの前記支持辺の近傍には１又は複数の孔部が設けられ、
前記筐体には、前記孔部に係合し、前記支持辺に平行な方向の前記光学シートの変形を許容するとともに、前記筐体の内壁に垂直の方向の前記光学シートの移動を制限する位置決め手段が設けられることを特徴とする表示装置である。

本発明は、表示パネルと、
前記表示パネルを背面側から照明する光源ユニットと、
前記表示パネルと前記光源ユニットの間に配置される光学シートと、
前記表示パネルと前記光源ユニットと前記光学シートとを収容する筐体と、
を備え、
前記光学シートの４辺のうち縦方向の１辺及び横方向の１辺は、それぞれ前記筐体の内壁により保持される支持辺であり、縦方向及び横方向の他の辺と前記筐体の内壁との間には間隙があり、
前記光学シートの前記支持辺の交点の近傍には孔部が設けられ、
前記筐体には、前記孔部に係合し、前記支持辺に平行な方向の前記光学シートの変形を許容するとともに、前記筐体の内壁に垂直の方向の前記光学シートの移動を制限する位置決め手段が設けられることを特徴とする表示装置である。

本発明によれば、光学シートを有する表示装置において、振動によって光学シート同士が擦れることを抑制し、光学シートに熱変形が生じた場合でも光学シートにガタやシワが発生することを抑制することができる。

実施例１に係る表示モジュール構造を示す分解斜視図実施例１に係る表示モジュール構造を示す断面図実施例１に係る光学シートの保持構造を示す模式図実施例１に係る光学シートの保持構造を示す模式図実施例１に係る光学シートの保持構造を示す模式図実施例１に係る光学シートの保持構造を示す模式図実施例１に係る光学シートの保持構造を示す模式図実施例２に係る光学シートの保持構造を示す模式図実施例３に係る光学シートの保持構造を示す模式図従来技術に係る光学シートの保持構造を示す模式図

（実施例１）
以下、図に基づいて本発明の実施例１を説明する。
図１、図２を用いて本発明の表示モジュールの構造について説明する。図１は、実施例１に係る表示モジュールの概略を表す分解斜視図を示し、図２は実施例１に係る表示モジュールの断面図を示す。

表示モジュール１は、表示パネルであるＬＣＤパネル１０と、ＬＣＤパネル１０を背面側から照明する光源ユニットとしてＬＥＤをマトリックス状に実装したＬＥＤ基板１１と、を有する。また、ＬＣＤパネル１０とＬＥＤ基板１１の間には、ＬＥＤの光を拡散、集光する機能を備える複数の光学シート１２を配置し、ＬＥＤ基板１１の上には、光をＬＣ
Ｄパネル１０側へ反射する反射シート１３を配置した構造となっている。

次に、これらの光学系部品を収容する筐体による保持構造について説明する。ＬＣＤパネル１０は、画像を表示する画像表示範囲１０ａの外側の周縁部を、正面側及び背面側からパネルケース１４とパネルホルダ１５により挟持されている。ＬＥＤ基板１１及び反射シート１３は、パネル側に開口を備える箱状のバックライトケース１６に収容されている。光学シート１２は、ＬＣＤパネル１０の画像表示範囲１０ａを照明する有効照明範囲１２ａの外側の非有効照明範囲１２ｂを、正面側及び背面側から、パネルホルダ１５とバックライトケース１６により狭持されている。

次に、光学シートの位置決め構造について説明する。光学シート１２の４辺のうち縦方向の１辺及び横方向の１辺それぞれを、パネルホルダ１５の内壁により保持される支持辺１２ｃとする。また、縦方向及び横方向の辺のうち支持辺１２ｃの反対側の辺のそれぞれを、パネルホルダ１５の内壁との間に間隙が設けられる非接触辺１２ｄとする。また、光学シート１２の２つの支持辺１２ｃ近傍の非有効照明範囲１２ｂ、すなわちＬＣＤパネル１０の画像表示範囲の外側の周縁部に対応する領域に、それぞれの支持辺１２ｃに対して平行な孔部１２ｅを設ける。孔部１２ｅは、光学シート１２の支持辺１２ｃに平行な内壁を有する直方体形状の貫通孔である。また、バックライトケース１６には、光学シート１２の設置面からＬＣＤパネル１０側に向かって曲げ起こした凸形状１６ａを設け、孔部１２ｅの支持辺１２ｃ側に接触させる。

次に、図３を用いて実施例１の各部の寸法関係と効果について説明する。図３は本発明に係る光学シートの保持構造を示す模式図である。
表示モジュール１の発熱や環境温度によって光学シート１２の温度は変化する。このとき、光学シート１２は、２つの非接触辺１２ｄが支持辺１２ｃに平行に変形するようにシート全体が伸縮するが、非接触辺１２ｄは、パネルホルダ１５に接触しない寸法関係となっている。すなわち、基準温度（例えばパネルモジュールの使用環境として想定される一般的な温度、常温）時における非接触辺１２ｄとパネルホルダ１５の間隙Ｘは、次の関係を満たすように定める。

Ｘ≧Ｌ×α×Δｔ１・・・（式１）

ここで、光学シートの長さをＬ、光学シートの熱膨張係数をα、基準温度からの所定の温度上昇幅（例えば最大温度上昇幅）をΔｔ１とする。

また、同様に光学シート１２の孔部１２ｅの位置は、シート全体の伸縮に伴い支持辺１２ｃに平行にその位置が変化するが、孔部１２ｅの位置及び長さは、熱変形によって孔部１２ｅがバックライトケース１６の凸形状１６ａに接触しない寸法関係となっている。すなわち、基準温度における支持辺１２ｃから孔部１２ｅまでの距離Ｙと孔部１２ｅの長さＨは、次の関係を満たすように定める。

Ｙ≦ｙ−（Ｙ×α×Δｔ１）・・・（式２）
Ｈ＋Ｙ≧ｙ＋ｈ＋［（Ｈ＋Ｙ）×α×Δｔ２］・・・(式３)

ここで、基準温度における支持辺１２ｃから凸形状１６ａまでの距離をｙ、凸形状１６ａの長さをｈ、光学シートの熱膨張係数をαとする。また、基準温度からの所定の温度上昇幅（例えば最大温度上昇幅）をΔｔ１、基準温度からの所定の温度下降幅（例えば最大温度下降幅）をΔｔ２とする。

以上の構成により、光学シート１２は位置決めされているため、振動によってシート同
士が擦れることを抑制できる。また、光学シート１２の位置決め形状は、２つの支持辺１２ｃ近傍を、パネルホルダの内壁面に垂直の方向への移動を制限し、支持辺１２ｃに平行な方向への変形（光学シート１２の膨張又は収縮による変形）を許容する凸形状を有する。そのため、熱変形の際に非接触辺１２ｄが平行移動するようにシート全体が伸縮し、位置決め形状に大きな力が加わらないため、光学シート１２にガタやシワが発生することを抑制できる。

実施例１では、凸形状をバックライトケースに設けたが、パネルホルダ等の別部品に設けてもよい。凸形状は、円柱形状でもよいし、孔部に接触する面が円弧である形状であってもよい。孔部及び凸形状は、各方向に１ヶ所以上あればよい。孔部は、凸形状と接触する面のみ接触面と平行であればよい。光学シートは、正面及び背面方向に対して間隙があってもよいし、弾性部材によって挟持されてもよい。

実施例１では、光学シート１２の４辺のうちパネルホルダ１５の内壁に接触した状態で保持される支持辺１２ｃとする辺が、縦方向の辺は左辺、横方向の辺は下辺である場合を例示した。４辺のうち縦方向の１辺及び横方向の１辺それぞれを支持辺１２ｃとするのであればこの例に限らない。例えば、図４に示すように、縦方向の辺は左辺、横方向の辺は上辺を支持辺１２ｃとして、上部に位置決め部が位置するようにしても良い。この場合、図４に示すように、左辺及び上辺の非有効照明範囲１２ｂに孔部１２ｅを設け、バックライトケース１６の左辺及び上辺の孔部１２ｅに対応する部分に凸形状１６ａを設ける。この構造によっても上述した実施例１の効果が得られる。

実施例１では、基準温度時における孔部１２ｅと凸形状１６ａの中心位置が一致している場合を例示したが、これに限らない。上述した式１〜式３を満たせば、例えば図５のように孔部１２ｅと凸形状１６ａの中心位置が一致していなくても良い。式１〜式３を満たしていれば、光学シート１２が収縮した場合や膨張した場合においても、光学シート１２が凸形状１６ａに当たることが抑制されるので、収縮や膨張の変形が制限されず、ガタやシワの発生を抑制できる。

図６（Ａ）はパネルホルダ１５及びバックライトケース１６の凸形状１６ａのみを示した図であり、図６（Ｂ）は光学シート１２のみを示した図である。図６（Ａ）において、凸形状１６ａの下面１６ｇと、パネルホルダ１５の光学シート１２との接触面１５ｃとの面に垂直の方向の距離ｂとする。図６（Ｂ）において、バックライトケース１６に取り付けていない状態での光学シート１２の孔部１２ｅの下面１２ｇと、パネルホルダ１５に接触する支持辺１２ｃとの間の、パネルホルダ１５の内壁面に垂直の方向の距離ａとする。このとき、

ａ≦ｂ・・・（式４）

を満たすことが望ましい。これにより、光学シートの変形に際して制限がかかることが抑制され、シワの発生による画質低下が抑制される。

図７は、基準温度において図３のように設置された光学シート１２が熱膨張した場合の様子を模式的に示す図である。図７に示すように、光学シート１２は図の右側及び上側に向かって膨張することができる。凸形状１６ａと孔部１２ｅの大きさが上記のように設定されることにより、図７に示すように、膨張した場合でも光学シート１２の右側及び上側へ向かっての変形が規制されることがないため、シワの発生が抑制される。図７に示すように、膨張による変形により、孔部１２ｅと凸形状１６ａとの位置関係は、左辺においては孔部１２ｅが相対的に上に位置し、下辺においては孔部１２ｅが相対的に右に位置していることがわかる。

（実施例２）
以下、図に基づいて本発明の実施例２を説明する。
図８は、実施例２に係る光学シートの保持構造を示す模式図である。
実施例２は概略の構成が実施例１と同じなため、異なる部分についてのみ説明する。光学シート１２の４辺のうち縦方向の１辺及び横方向の１辺それぞれをパネルホルダ１５の内壁に接触した状態で保持される支持辺１２ｃとする。また、縦方向及び横方向の辺のうち支持辺１２ｃの反対側の辺のそれぞれを、パネルホルダ１５の内壁との間に間隙が設けられる非接触辺１２ｄとする。すなわち４辺のうち２つは支持辺１２ｃであり、他の２つは非接触辺１２ｄとする。また、光学シート１２は、支持辺１２ｃである２つの辺の交点の角の非有効照明範囲１２ｂに、表示面に垂直な方向の円柱形状の孔部１２ｆを設ける。また、バックライトケース１６には、光学シート１２の設置面からＬＣＤパネル１０側に向かって孔部１２ｆと略同径の円柱形状１６ｂを設け、孔部１２ｆと係合させる。
以上の構成により、実施例１と異なる構造で同様の効果を得ることができる。

実施例１では、孔部１２ｅの形状が直方体形状、すなわち、紙面に平行の面による断面が長方形になる形状の場合を例示した。また、実施例２では、孔部１２ｆの形状が円柱形状、すなわち、紙面に平行の面による断面が円形になる形状の場合を例示した。しかし、孔部１２ｅや孔部１２ｆの形状はこれに限らない。例えば、紙面に平行の面による断面形状が正方形、台形、円形等、種々の形状でも良い。

（実施例３）
以下、図に基づいて本発明の実施例３を説明する。
図９は、実施例３に係る光学シートの保持構造を示す模式図である。
実施例３は概略の構成は実施例１と同じであるため、実施例１と異なる部分について主に説明する。光学シート１２は、４辺のうち縦方向の１辺及び横方向の１辺をそれぞれパネルホルダ１５の内壁に接触した状態で保持される２つの支持辺１２ｃとし、支持辺１２ｃの反対側の辺をそれぞれパネルホルダ１５の内壁に隙間を設ける２つの非接触辺１２ｄとする。また、光学シート１２は、２つの支持辺１２ｃ近傍の非有効照明範囲１２ｂに、それぞれの支持辺１２ｃに対して平行な孔部１２ｅを設ける。また、光学シート１２は、バックライトケース１６に光学シート１２の設置面からＬＣＤパネル１０側に向かって曲げ起こした凸形状１６ａを設け、孔部１２ｅの支持辺１２ｃ側に接触させる。また、光学シート１２の支持辺１２ｃに接触するパネルホルダ１５の内壁には、円弧状の凸形状１５ｂが形成されている。

以上の構成により、実施例１と同様の効果を得ることができる。また、光学シート１２の支持辺１２ｃとパネルホルダ１５の内壁の円弧状の凸形状１５ｂとが接触するため、光学シート１２とパネルホルダ１５の間の摩擦抵抗が低減する。すなわち、支持辺１２ｃと凸形状１５ｂとの間の摩擦抵抗は、支持辺１２ｃとパネルホルダ１５の内壁面との間の摩擦抵抗より小さい。これにより、光学シート１２とパネルホルダ１５との摩擦熱による光学シート１２の熱変形が抑制されるので、光学シート１２にシワが発生することを抑制できる。

実施例３において、摩擦低減を実現するための部材として凸形状１５ｂをパネルホルダ１５の内壁部に設ける例を説明したが、凸形状はパネルホルダ１５とは別部品としても良いし、光学シート１２に設けても良い。また、パネルホルダ１５の内壁に設ける部材は、光学シート１２とパネルホルダ１５との摩擦抵抗を低減する部材であれば図９の凸形状１５ｂ以外の形態でも良い。例えば、パネルホルダ１５と光学シート１２との接触する箇所の少なくとも一部に対し、磨いたり研磨したりすることで、他の箇所よりも表面粗さを細かくする処理を施すことにより、当該部分を摩擦低減手段としても良い。また、表面粗さ
が細かな部材であって、摩擦を低減可能なた部材を凸形状１５ｂの代わりにパネルホルダ１５に設けても良い。また、凸形状１５ｂの代わりに、パネルホルダ１５と光学シート１２の接触面とが摺動することを可能にする摺動部材を設けても良いし、ローラー等の回動部材を設けても良い。

１：表示モジュール、１０：ＬＣＤパネル、１１：ＬＥＤ基板、１２：光学シート、１２ｃ：接触面、１２ｄ：非接触面、１２ｅ：孔部、１５：パネルホルダ、１５ａ：内壁、１６：バックライトケース、１６ａ：凸形状

Claims

表示パネルと、
前記表示パネルを背面側から照明する光源ユニットと、
前記表示パネルと前記光源ユニットの間に配置される光学シートと、
前記表示パネルと前記光源ユニットと前記光学シートとを収容する筐体と、
を備え、
前記光学シートの４辺のうち縦方向の１辺及び横方向の１辺は、それぞれ前記筐体の内壁により保持される支持辺であり、縦方向及び横方向の他の辺と前記筐体の内壁との間には間隙があり、
前記光学シートの前記支持辺の近傍には１又は複数の孔部が設けられ、
前記筐体には、前記孔部に係合し、前記支持辺に平行な方向の前記光学シートの変形を許容するとともに、前記筐体の内壁に垂直の方向の前記光学シートの移動を制限する位置決め手段が設けられることを特徴とする表示装置。
前記光学シートは、前記支持辺が前記筐体の内壁に接触した状態で保持される請求項１に記載の表示装置。
前記孔部は、前記筐体の内壁に平行な内壁を有する直方体形状である請求項１に記載の表示装置。
前記位置決め手段は、前記筐体に設けられる凸形状の部材であり、前記凸形状の部材は、前記孔部の前記筐体の内壁に平行な内壁のうち前記筐体の内壁に近い側の内壁に接触する請求項３に記載の表示装置。
前記孔部の前記筐体の内壁に垂直の内壁と前記凸形状の部材との間隙の寸法は、基準温度から所定の温度上昇又は温度下降があった場合に前記孔部の内壁が前記凸形状の部材と接触しないように定められる請求項４に記載の表示装置。
前記凸形状の部材は、円柱形状の部材、又は、前記孔部の前記筐体の内壁に平行な内壁に接触する面が円弧である部材である請求項４に記載の表示装置。
表示パネルと、
前記表示パネルを背面側から照明する光源ユニットと、
前記表示パネルと前記光源ユニットの間に配置される光学シートと、
前記表示パネルと前記光源ユニットと前記光学シートとを収容する筐体と、
を備え、
前記光学シートの４辺のうち縦方向の１辺及び横方向の１辺は、それぞれ前記筐体の内壁により保持される支持辺であり、縦方向及び横方向の他の辺と前記筐体の内壁との間には間隙があり、
前記光学シートの前記支持辺の交点の近傍には孔部が設けられ、
前記筐体には、前記孔部に係合し、前記支持辺に平行な方向の前記光学シートの変形を許容するとともに、前記筐体の内壁に垂直の方向の前記光学シートの移動を制限する位置決め手段が設けられることを特徴とする表示装置。
前記光学シートは、前記支持辺が前記筐体の内壁に接触した状態で保持される請求項７に記載の表示装置。
前記位置決め手段は、前記筐体に設けられる凸形状の部材であり、
前記孔部は、前記表示パネルの表示面に垂直な方向の円柱形状である請求項７に記載の
表示装置。
前記孔部は、前記光学シートのうち前記表示パネルの画像表示範囲の外側の周縁部に設けられる請求項１〜９のいずれか１項に記載の表示装置。
前記光学シートの４辺のうち前記支持辺ではない辺と前記筐体の内壁との間隙の寸法は、基準温度から所定の温度上昇又は温度下降があったときに前記支持辺ではない辺が前記筐体の内壁に接触しないように定められる請求項１〜１０のいずれか１項に記載の表示装置。
前記光学シートは、前記支持辺が前記筐体の内壁に設けられる保持手段に接触した状態で保持される請求項１に記載の表示装置。
前記光学シートの前記支持辺と前記保持手段との間の摩擦抵抗は、前記光学シートの前記支持辺と前記筐体の内壁との間の摩擦抵抗より小さい請求項１２に記載の表示装置。
前記保持手段は、円弧状の凸形状である請求項１２に記載の表示装置。
前記光学シートは、前記支持辺に設けられた保持手段が前記筐体の内壁に接触した状態で保持される請求項１に記載の表示装置。
前記保持手段と前記筐体の内壁との間の摩擦抵抗は、前記光学シートの前記支持辺と前記筐体の内壁との間の摩擦抵抗より小さい請求項１５に記載の表示装置。
前記保持手段は、円弧状の凸形状である請求項１５に記載の表示装置。
前記光学シートは、前記支持辺が前記筐体の内壁に接触した状態で保持され、前記光学シートの前記支持辺と前記筐体の内壁との少なくともいずれかは、接触する箇所において、他の箇所よりも表面粗さを細かくする処理が施されている請求項１に記載の表示装置。
前記光学シートの前記支持辺は、前記光学シートと前記筐体の内壁との間に設けられる摺動部材又は回動部材により保持される請求項１に記載の表示装置。
前記光学シートの変形は、膨張又は収縮による変形である請求項１に記載の表示装置。