JP4139358B2

JP4139358B2 - 液晶表示装置

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Publication number: JP4139358B2
Application number: JP2004174885A
Authority: JP
Inventors: 三男中山
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2004-06-14
Filing date: 2004-06-14
Publication date: 2008-08-27
Anticipated expiration: 2022-06-19
Also published as: JP2004334229A

Description

本発明は、直下型バックライト方式の液晶表示装置に関し、特に、ダイキャストフレームを用いたシャーシ構造に関するものである。

従来技術における液晶表示装置の全体構成の側断面概要を図８に示す。図８によると、液晶のパネルガラス８はパネルフレーム７に固定され、このパネルフレーム７が鋼板製シャーシ５０にねじで取り付けられて、液晶パネルガラス８と鋼板製シャーシ５０とで全体の外形構造を形成している（キャビネットケースは別として）。直下型バックライトのランプ３はランプホルダ４に取り付けられて、図示の構成例では複数本のランプが縦に間隔を置いて配列されている。

このランプ３の前面側には拡散板５と偏光反射フィルム６が配置され、液晶パネル８の輝度を均一に且つ高める機能を奏している。更に、ランプ３の背面側にはランプ３から発射する光を反射する反射板２が配されて、鋼板製シャーシ５０に固定されている。

また、鋼板製シャーシ５０の背面にはセンターアングル９が一体的に設けられていて、このアングル９に壁掛け金具取付ねじ部５１が設けられて、液晶表示装置が壁掛けできるようになっている。更に、鋼板製シャーシ５０の下方部には卓上スタンド取付ネジ部５２が設けられ、液晶表示装置は不図示の卓上スタンドにねじで取り付けられるようになっている。

図９は鋼板製シャーシ５０の斜視図を示し、図８からも分かるように、シャーシの四辺の外枠が曲げ構造となっていて、外枠を除いた部分は薄板状の平坦面形状を構成している。この鋼板製シャーシは、装置軽量化のために製造工程で薄板形状とすることはできるが、鋼板の比重の大きさからして全体重量は大とならざるを得ず、更に外枠の曲げ形状によってシャーシ全体の剛性は比較的小さいもの（上述した従来の曲げ形状シャーシが外枠一体成型のものに比べて）である。

また、従来技術における液晶表示装置のシャーシ構造について、特許公報でみると、特開平２−９３４２５号公報（特許文献１）には、液晶セルを弾性部材を介して下フレームと上フレームとで挟み込んで固定し、これらのフレームが外部衝撃に対して充分な剛性特性を有しており、更に、これらのフレームが中抜きの額縁形状のダイキャスト構造であることが開示されている。

また、特開平８−１６１１４号公報（特許文献２）には、片面にチップ型ＬＥＤ素子を等ピッチで並置し、他面に点灯駆動用回路部品を実装した積層基板を、ダイキャストシャーシにネジで固定する構造が開示されており、このダイキャストシャーシは図示の構造例では、上下の平坦状の外枠とこの外枠を繋ぐ縦方向の２つの連結片で構成され、シャーシの中央部分は孔空き（中抜き）構造となっている。
特開平２−９３４２５号公報特開平８−１６１１４号公報

最近の液晶表示装置は、他の表示装置との比較で、その色表示の鮮やかさが着目されてあらゆる分野で映像表示手段として採用が拡大されてきており、この用途拡大につれて表示画面の大型化が要望されてきた。液晶表示装置の大型化に伴って装置全体の軽量化が求められるとともに、大型化したことによる剛性低下の回避が求められている。

上述した軽量化及び高剛性の確保は主としてシャーシの構造次第で決まるので、このシャーシ構造での軽量化及び高剛性が注目されることとなってきた。また、直下型バックライト方式ではランプの配置面と同等の面積を有する反射板をシャーシに設置して反射効率を確保せねばならず、そのシャーシと反射板との一体的構造の関連性並びに有機性に注視する必要がある。

図８と図９に示した従来の液晶表示装置のシャーシによれば、小型の液晶表示装置が対象であって、液晶表示装置が大型となった場合に、シャーシの材料が鋼板であることから全体重量が重くなり、更に、外枠の曲げ形状によってシャーシ全体の剛性が弱体化する虞があり、軽量化と高剛性の配慮が払われていない。

上述した特開平２−９３４２５号公報のシャーシ構造は、液晶セルを支持する下フレームは金属ダイキャストからできていて剛性を確保したものであるが、外枠のみが一定の厚みを持った額縁形状であって、下フレームの中央部がすべて空洞となっているので、バックライトや反射板の固定支持についての確実性に課題が残る。

また、上述した特開平８−１６１１４号公報のシャーシ構造は、チップ型ＬＥＤ素子を支持するための軽量化を意図したダイキャストシャーシであるので、シャーシにおける四方での外枠補強構造となっておらず、剛性確保の観点で配慮が為されていない。更に、シャーシ上に支持する対象がＬＥＤ素子であるので、液晶表示装置に必須の反射板や直下型バックライトのランプを配置する空間の確保とシャーシ構造との関連性については当然のことながら触れられていない。

本発明の目的は、上述した課題を解消するために、直下型バックライト方式の液晶表示装置におけるランプを収納するための空間を確保しつつ、液晶表示装置全体の軽量化と高剛性化を図るためのシャーシ構造を提供することにある。

本願の第１の発明は、液晶パネルと、前記液晶パネルの後方に配置されたランプと、前記ランプの後方に配置された反射板と、前記反射板を支持するダイキャストフレームと、を備えた直下型バックライト方式の液晶表示装置において、前記ダイキャストフレームが、前記液晶パネル側に突出した立ち上がり片が設けられた外枠片を少なくとも三辺に有し、前記少なくとも三辺に設けられた立ち上がり片によって、前記液晶パネルを支持するとともに、前記ランプを収納するための空間を形成し、さらに、前記外枠片から前記液晶パネルと平行方向に突出した張出部を一体的に形成し、前記張出部に、前記液晶パネルのフレームを取り付けるための取付固定部を設けたことを特徴とする。

本願の第２の発明は、前記張出部に、当該装置の筐体を取り付けるための筐体取付部を設けたことを特徴とする。

本願の第３の発明は、前記ダイキャストフレームは、アルミニウム又はマグネシウムを含む軽量金属を材料とすることを特徴とする。

本発明の液晶表示装置は、上記のような構成としているので、ダイキャストフレームの外枠片に設けた立ち上がり片によって、ランプを収納する空間を形成するとともに、フレーム剛性を高めることができ、反射板、液晶パネルを強固に支持することが可能である。

本発明の実施形態に係る液晶表示装置について、図１〜図７を参照しながら以下詳細に説明する。図１は本発明の実施形態に係る液晶表示装置の全体構成の側断面図を示し、図２は本実施形態において用いるダイキャストフレームを液晶パネル側から見た正面図であり、図３は本実施形態において用いるダイキャストフレームを液晶パネルの反対側から見た裏面図であり、図４は本実施形態において用いるダイキャストフレームを液晶パネル側から見た斜視図であり、図５は本実施形態において用いるダイキャストフレームの連結片における構成例の断面図である。

また、図６は本発明の実施形態に係る液晶表示装置を壁掛け設置するための壁掛け金具を示す外観図であり、図７は本実施形態に係る液晶表示装置を卓上スタンドに設置した状態を示す外観図である。

ここで、１はダイキャストフレーム、１ａはダイキャストフレームの立ち上がり片、１ｂはダイキャストフレームの連結片、１ｃはダイキャストフレームの外枠片、２は反射板、３は蛍光管ランプ、４はランプホルダ、５は拡散板、６は偏光反射フィルム、７はパネルフレーム、８は液晶パネルガラス、１０は壁掛け金具取付ねじ部、１１は卓上スタンド取付ねじ部である。

また、１２はパネルフレーム取付部、１３は外観筐体取り付け部、１４はメイン基板取付ねじ部、１５はメイン基板、１６は電源基板取付ねじ部、１７は電源基板、１８はインバータ基板取付ねじ部、１９はインバータ基板（ランプ点灯回路）、２０は反射板固定ねじ部、２１はランプリード線通過孔、２２は壁掛け金具、２３は卓上スタンド、２４は卓上スタンド取付部、３０は壁、３１は金具係止部、３２は係止片、３３は取付部、４０は連結片リブ、４１はリード線である。

図１を参照して、本発明の実施形態に係る液晶表示装置は、基本的な構造として、液晶パネル８とこれを固着したパネルフレーム７とダイキャストフレーム１とで外形を構成し（キャビネットケースを取り外した状態で）、ダイキャストフレーム１には、パネルフレーム７の他に、ランプ３からの光線を液晶パネル８側に反射する反射板２を固定するとともに、ランプ３からの光線を拡散する拡散板５及び拡散板５の前面の偏光反射フィルム６を固定又は半固定状態に設置する。また、ランプホルダ４は反射板２上に設置される。

図４を参照して、ダイキャストフレーム１は、液晶表示装置の画面サイズに対応した縦横寸法を有する四辺の外枠片１ｃと、前記外枠片１ｃを縦方向及び横方向に連結する連結片１ｂとによって、フレーム全面が一面の平板状形状ではなくて一部孔空き（中抜き）構造となっており、連結片１ｂと外枠片１ｃとで孔空間が形成されている。尚、図２示及び図３のの構造例では、縦方向に２本の連結片１ｂ、横方向に１本の連結片１ｂを設けているが、この連結片１ｂは、少なくとも縦方向に１本以上設けられていれば良い。

更に、外枠片１ｃにはフレーム平面から液晶パネル８側に向けて突出した、所定寸法を有する立ち上がり片１ａが一体構造として形成されている。この立ち上がり片１ａの先端部により拡散板５、偏光反射フィルム６を支持することが可能であり、また、この立ち上がり片１ａによってランプ３を設置収納するスペースを形成している。尚、本実施形態においては、立ち上がり片１ａを有する外枠片１ｃを四辺のすべてに設けているが、これは少なくとも三辺に設けられていれば良い。

即ち、本実施形態のダイキャストフレーム１は、四辺の外枠片１ｃと連結片１ｂと立ち上がり片１ａとからなる一体構造体である。すなわち、このダイキャストフレーム１は、溶かした金属を型に流し込んで成型された一体構造のフレームであり、その材料はアルミニウム、マグネシウム等の軽量金属である。

このフレームは、金属を溶かして型に流し込んでできあがった一体構造体であって且つ立ち上がり片１ａを有しているので、高剛性を備えており（立ち上がり片が無くて平板形状の従来シャーシとの対比に置いて、高剛性である）、更に、材料が軽金属であって且つ孔空き構造であることから軽量化をも兼ね備えている。因みに、従来の鋼板製シャーシの鉄比重７．８に比べて、本実施形態のアルミニウムの比重は２．７であり、マグネシウムの比重は１．７である。

図１と図４を参照して、ダイキャストフレーム１における立ち上がり片１ａは、前述したようにシャーシ構造の剛性を高めるための構成であるが（シャーシ剛性を高めることは液晶パネル８の補強機能を向上させることである）、この機能の外にも、ランプ３及びランプホルダ４などのランプ類を収納するためのスペース確保の機能をも奏している。従って、ダイキャストフレーム１の立ち上がり片１ａは、シャーシ構造の剛性向上とランプ類のスペース確保の観点を考慮して、その平面からの深さ寸法が決められるものである。

加えて、液晶パネル８を固定したパネルフレーム７は、図１の図示構造例からも分かるように、コの字型形状を構成している（液晶パネルの剛性確保の観点でコの字型となっている）ので、この形状のパネルフレーム７を、ダイキャストフレーム１の外枠片１ｃから液晶パネル８と平行方向に突出した一体構造の張出部２５のパネルフレーム取付部１２（例えば、張出部２５に開けた孔）に取り付けるに際して、パネルフレーム７と立ち上がり片１ａを有するダイキャストフレーム１とは互いに凸凹の関係となるため、両者の位置決めが容易となっている（立ち上がり片１ａを有したダイキャストフレーム１はパネルフレーム７の取付け相性が良い）。

また、ダイキャストフレーム１の四辺の外枠片１ｃからの一体構造張出部２５には筐体取付部１３（例えば、取り付け用ねじを通す孔）も設置されていて、この筐体取付部１３にキャビネットケース（図示せず）を取り付けるので、キャビネットケース（筐体）の取付け相性も良い。

図２と図３を参照して本発明の実施形態の特徴を更に説明する。ダイキャストフレーム１の外枠片１ｃと連結片１ｂとによる孔空き（中抜け）構造によって軽量化と高剛性の確保を図るとともに、連結片１ｂの背面側には、液晶表示装置のメイン基板１５と電源基板１７を取り付けるための取付ねじ部１４と１６が配置される（図３参照）。

また、ダイキャストフレーム１の外枠片１ｃには、ランプ点灯回路用のインバータ基板１９を取り付けるための取付ねじ部１８が配置されている。更に、この外枠片１ｃにはフレーム前面側のランプ３とフレーム背面側のインバータ基板１９とを電気接続するランプリード線（図示せず）を挿通するための挿通孔２１が穿たれている。

また、ダイキャストフレーム１の連結片１ｂの背面側には、液晶表示装置を壁に掛けるための壁掛け金具（後述する図６参照）の取付ねじ部１０が設けられ、更に、連結片１ｂと外枠片１ｃの背面側には、卓上スタンド（後述する図７参照）に液晶表示装置を設置するための取付ねじ部１１が設けられている。この取付ねじ部１０と１１は、具体的には、連結片１ｂや外枠片１ｃと一体構造の突起片であり、突起片に雄ねじ又は雌ねじを設けたものが１つの構成例である。

一方、連結片１ｂの前面側（液晶パネル８側）には、反射板２を取り付けるための固定ねじ部２０が設けられている。反射板２は、ダイキャストフレーム１の平面に対して凸凹をもって又は撓んで設置すると、ランプ３と反射板２との間隔が変わることになるので表示画面の明るさムラが発生することとなり、性能劣化に繋がるので、反射板２を凹凸無く又は撓ませることなくダイキャストフレーム１に設置しなければならない。そのために本実施形態では、フレーム外枠片１ｃの間に１本以上の連結片１ｂを設けて、これらの連結片１ｂに反射板２をねじ固定して反射板２の凹凸又は撓みを防止している。

図４の図示例では、連結片１ｂは縦方向に２本設けた構成が示されているが、これに限らず、１本でも３本以上であってもよい（連結片の本数は表示画面のサイズの大小に関連する）。例えば、縦方向に１本の連結片を設けた場合には、メイン基板１５の取付は連結片と四辺外枠片との取付部を用いればよい。また、横方向に連結片を設けても良い（図２では横方向に１本の連結片１ｂがある）。

更に、連結片１ｂの構造及び機能を説明すると、連結片１ｂは、特にその背面側において平坦面形状とする構成例に代えて、溝付き形状又はコの字形状（リブ付き形状）として各種基板間又は基板と部品間のリード線を保持する構造としても良い。図５はリブ付き形状の連結片の構成例であり、リブ４０はリード線４１の保持機能を奏する。連結片１ｂが図示のようなリブ４０による保持構造を有することによって、リード線４１を連結片１ｂ内に整理して納めることができ、リード線４１のはみ出しによる故障を防止することができる。また、図示のような構造とすることにより、さらにフレーム剛性を向上させることが可能である。

本発明の実施形態に係る液晶表示装置は直下型バックライト方式であることを前提にするものであって、必然的に反射板２を必須構成要素とする。本実施形態において使用する反射板２は、その材料をアルミニウム、マグネシウム、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）とするものであって、液晶表示装置全体の軽量化に寄与するものである。従って、本発明の実施形態においては、ダイキャストフレーム１に反射板２をねじ固定することによって一体的構造としている。この反射板２も使用する材料からしてダイキャストフレーム１の補強機能を果たしている。

本発明の実施形態に係る孔空きダイキャストフレーム１の性能は、従来技術の鉄板シャーシ（従来技術１）及び全面ダイキャストシャーシ（従来技術２）との比較において、次のようになる。一例として、液晶表示装置の画面サイズが３０インチよりも大きい場合、また、使用する反射板が従来技術１では反射フィルム、従来技術２では反射フィルム（シャーシが全面平坦形状であるのでフィルムで済む）、本実施形態ではアルミニウム反射板（厚さ０．５ｍｍ）の場合、シャーシ又はフレームの厚さは、鉄板で１．２ｍｍ、全面ダイキャストシャーシ（従来技術）とダイキャストフレーム（本実施形態）で３．０ｍｍであり、このような条件の元において、鉄板シャーシ構造（１．２ｍｍの鉄板シャーシと反射フィルム）の重量は約３．０Ｋｇ、全面ダイキャストシャーシ構造（３．０ｍｍのダイキャストシャーシと反射フィルム）の重量はアルミニウムで約２．７ｋｇ（マグネシウムで約１．７Ｋｇ）、本実施形態の孔空きダイキャストシャーシ構造（ダイキャストフレームとアルミ反射板）で約１．９ｋｇ（マグネシウムで約１．５Ｋｇ）となり、本実施形態における軽量化の優位性が解る。

また、シャーシ構造における剛性の観点で見ると、従来技術１はコの字型の立ち上がり部が折り曲げ構造であるので剛性は低く、本実施形態は、従来技術２とともに立ち上がり部がダイキャスト構造であるため剛性は高い。更に、ダイキャストシャーシ又はダイキャストフレームを成形するための成形機械の能力についてみると、通常、ダイキャスト成形するために成型機械に必要とされる能力はトン数で表され（溶かした金属を型に押し込むのに要する力をトン数で表す）、且つ成型機械の必要トン数は製品の投影面積の大小で決まるが、従来技術２を成形するには成形機械の能力は１６００トンであり、本実施形態では８００トンで済ませることができる（本実施形態では孔空き構造であるのでその投影面積が従来技術２に比べて小となるため）。これによって、本実施形態は従来技術２との対比で、能力大の成形機械を使う必要性は無く、成形速度は速く、成形コストは低くできる。

また、本発明の実施形態に係るシャーシ構造は、液晶パネル８を固定したパネルフレーム７が取り付け可能であることは当然として（図１参照）、壁掛け金具や卓上スタンドを取り付けられる構成としている（ねじ部１０とねじ部１１参照）。

図６と図７を参照して、壁３０に係止部３１を固定設置して壁掛け金具２２を係止片２２に係止し、更に、壁掛け金具２２の取付部３３（例えば、ねじを通す孔）で図１の壁掛け金具取付ねじ部１０（例えば、連結片１ｂと一体構造のねじ穴の開いた突起片）にねじ止めする。

また、卓上スタンド２３に取付部２４（例えば、ねじを通す孔）を設け、この孔を通して図１に示す卓上スタンド取付ねじ部１１（例えば、ねじ穴のあいた突起片）にねじ止めする。液晶表示装置の壁掛けや卓上スタンド掛けの具体的手法は種々考えられるので、上述した説明例に限らない。例えば、取付ねじ部１０と１１は雄ねじの突起片であっても良い。

以上のように、本実施形態の液晶表示装置は、上記のような構成としているので、ダイキャストフレームの外枠片に設けた立ち上がり片によって、ランプを収納する空間を形成するとともに、フレーム剛性を高めることができ、反射板、液晶パネルを強固に支持することが可能である。

また、四辺外枠片と連結片とによって、ダイキャストフレームの孔空き（中抜き）空間を形成しているので、軽量化と高剛性とを同時に実現することができる。更に、ダイキャストフレームの材料をアルミニウムやマグネシウム等の軽量金属とすることで軽量化に加えて、生産性を向上（生産コスト、成形速度、高能力成形機械の使用不必要性）させることができる。

さらに、ダイキャストフレームに連結片を設けることによって、反射板を撓ませることなく適宜の複数箇所で取り付け固定できるとともに、壁掛け用や卓上スタンド掛け用の取付構造をも提供できる。さらに、ダイキャストフレームの立ち上がり片によって、液晶パネルフレームを位置決めした状態にて、この液晶パネルフレームを四辺外枠片の取付固定部に相性良く取り付けることができる。

本発明の実施形態に係る液晶表示装置の全体構成の側断面図である。本実施形態に関するダイキャストフレームを液晶パネル側から見た正面図である。本実施形態に関するダイキャストフレームを液晶パネルの反対側から見た裏面図である。本実施形態に関するダイキャストフレームを液晶パネル側から見た斜視図である。本実施形態に関するダイキャストフレームの連結片における構成例を示す断面図である。本発明の実施形態に係る液晶表示装置を壁掛け設置するための壁掛け金具を示す図である。本実施形態の液晶表示装置を卓上スタンドに設置した状態を示す図である。従来技術に関する液晶表示装置の全体構成の側断面図である。従来技術に関する鋼板製シャーシの斜視図である。

符号の説明

１ダイキャストフレーム
１ａ立ち上がり片
１ｂ連結片
１ｃ外枠片
２反射板
３ランプ
４ランプホルダ
５拡散板
６偏光反射フィルム
７パネルフレーム
８パネルガラス
９センターアングル
１０壁掛け金具取付ねじ部
１１卓上スタンド取付ねじ部
１２パネルフレーム取付部
１３外観筐体取り付け部
１４メイン基板取付ねじ部
１５メイン基板
１６電源基板取付ねじ部
１７電源基板
１８インバータ基板取付ねじ部
１９インバータ基板（ランプ点灯回路）
２０反射板固定ねじ部
２１ランプリード線挿通孔
２２壁掛け金具
２３卓上スタンド
２４スタンド取付部
２５外枠片と一体構造の張出部
３０壁
３１係止部
３２係止片
３３取付部
４０リブ
４１リード線
５０鋼板製シャーシ
５１壁掛け金具取付ねじ部
５２卓上スタンド取付ねじ部

Claims

液晶パネルと、前記液晶パネルの後方に配置されたランプと、前記ランプの後方に配置された反射板と、前記反射板を支持するダイキャストフレームと、を備えた直下型バックライト方式の液晶表示装置において、
前記ダイキャストフレームは、前記液晶パネル側に突出した立ち上がり片が設けられた外枠片を少なくとも三辺に有し、前記少なくとも三辺に設けられた立ち上がり片によって、前記液晶パネルを支持するとともに、前記ランプを収納するための空間を形成し、
さらに、前記外枠片から前記液晶パネルと平行方向に突出した張出部を一体的に形成し、前記張出部に、前記液晶パネルのフレームを取り付けるための取付固定部を設けたことを特徴とする液晶表示装置。
前記請求項１に記載の液晶表示装置において、
前記張出部に、当該装置の筐体を取り付けるための筐体取付部を設けたことを特徴とする液晶表示装置。
前記請求項１または２に記載の液晶表示装置において、
前記ダイキャストフレームは、アルミニウム又はマグネシウムを含む軽量金属を材料とすることを特徴とする液晶表示装置。