JP4266005B2 - 液晶表示装置用駆動ユニットの保持方法 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置に、液晶パネルを駆動する駆動ユニットを保持させて製造するための技術に関する。

液晶表示装置には、他の種類の表示装置と比較して、低消費電力、低電圧駆動、薄型・軽量化が容易といった利点がある。情報表示は、普通、カラー表示を前提としているが、近年になって、フルカラー化も実現されている。このため、液晶表示装置は、そのカラー化によって適用範囲が大幅に向上し、様々なメーカで新しい商品開発がより積極的に行われている。それによって、現在では、社会に非常に広く浸透している。液晶表示装置は、それをモジュール化して複数、組み合わせられるようにすることにより、非常に大きな画面を形成させることができる。このため、駅や空港などといった場所では、公衆を対象に情報を伝達するための装置（公衆表示装置）として採用されている。

液晶分子は非発光である。このため、外光状態が悪い使用環境では、バックライトが必要となる。公衆表示装置として用いる場合には、画像を鮮明に表示しなければならない。このため、その場合にはバックライトは必須となっている。

液晶の寿命に比べると、バックライトのそれは非常に短い。このことから、液晶表示装置のなかには、バックライトを交換可能とさせているものがある（特許文献１〜３）。そのような液晶表示装置では、液晶パネルを駆動する駆動回路はバックライトと共に交換する必要はないのが普通であることから、経済的な負担を抑えられるように、その部分をユニット化してバックライトと共に交換しなくとも済むようにすることが重要であると考えられる。

公衆表示装置に液晶表示装置を採用する場合、その公衆表示装置の画面の形成に複数の液晶表示装置が用いられる。その使われ方は、毎日、１日の大半を使用するというのが普通である。このため、その場合には、公衆表示装置を使っている間に寿命となった液晶表示装置を随時、交換していくことになって、ランニングコストを大きく増大させる原因となっていた。そのようなことから、公衆表示装置に液晶表示装置を採用したユーザにとって、上記問題点はより深刻となっていた。その問題点の回避の他には、製造コストや設置にかかるコストといった各種コストの低減や、視認性の向上といったことへの要請があり、それらの実現も望まれていた。

本発明は、ランニングコストや製造コスト等の液晶表示装置にかかるコストを低減できる技術を提供することを目的とする。

本発明の液晶表示装置用駆動ユニットの保持方法は、液晶表示装置の筐体に、液晶パネルを駆動する駆動ユニットを保持させるための方法であって、筐体は、液晶パネルを取り付けるための開口部が設けられた面に、駆動ユニットの設置箇所を位置決めするための穴と、開口部が設けられた面と隣り合う側面に、駆動ユニットの設置箇所を位置決めするための変形可能な変形部材と、を設け、駆動ユニットは、駆動ユニットの端部に突起、及び穴を共に設け、駆動ユニットを筐体に保持させる際、駆動ユニットの突起を筐体の穴に挿入した後、駆動ユニットの穴に向けて変形部材を折り曲げて、該穴に該変形部材を挿入することにより、該該駆動ユニットを筐体に保持させる。

なお、上記変形部材は、開口部が設けられた面と隣り合い、対向する２つの側面に設けている、ことが望ましい。

本発明は、駆動ユニットの端部に突起、及び穴を設け、液晶表示装置の本体に、駆動ユニットの設置個所に応じて穴、及び変形可能な変形部材を設け、駆動ユニットの突起を本体の穴に挿入し、駆動ユニットの穴に向けて変形部材を折り曲げることにより、該駆動ユニットを液晶表示装置に保持させる。そのように、駆動ユニットの突起を本体の穴に挿入して取り付け箇所に位置決めした後、本体に設けた変形部材を変形させることで取り付けられるため、取り付けは極めて迅速に行うことができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態につき詳細に説明する。
図１は、本実施の形態による液晶表示装置の外観を示す図である。同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は側面図である。その液晶表示装置は、複数の液晶表示装置を用いてより大きな表示画面を形成させることができるようにモジュール化されたものである。

図１に示すように、その液晶表示装置は、装置の筐体であるカバー１１に設けられた開口部１１ａに合わせて液晶パネル１２を配設し、そのパネル１２の裏側にバックライトユニット１４、及び２つの駆動ユニット１３を配置して構成されている。

カバー１１の上部、及び下部の側面には、それぞれ、穴１１ｂが形成された２つの突起１１ｃが設けられている。その突起１１ｃは、液晶表示装置を支持部材に取り付けるためのものである。液晶表示装置は、穴１１ｂにネジを挿入し、そのネジを支持部材内にねじ込むことで取り付けられる。

図２は、上記バックライトユニット１４の外観を示す図である。同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は側面図、同図（ｃ）は背面図、及び同図（ｄ）は上面図である。
図２に示すように、バックライトユニット１４は、液晶パネル１２を透過させる光を出すバックライト部２１と、インバータ１５とからなる。そのバックライト部２１は、特には図示しないが、例えば光源として２つの冷陰極ランプ、それらランプ間に配置された導光板、その導光板の液晶パネル１２と対向する側に設けられた拡散シート、及びその反対側に設けられた反射板を備えて構成されている。その構成によって、バックライト部２１の一面の殆どが有効発光領域２２となっている。放熱板２４は、その反射板と貼り合わせたような形でバックライトユニット部２１に取り付けられている。それにより、ランプから反射板に伝わった熱の殆どは放熱板２４を介して放熱させる構成となっている。

上記インバータ１５は、バックライト部２１のランプを駆動するものであり、複数のコネクタ２５〜２７が設けられている。コネクタ２５は、例えば外部から直流電圧を受け取るためのものである。インバータ１５は、そのコネクタ２５を介して受け取った直流電圧を交流電圧に変換して、ランプを駆動する。コネクタ２６は、例えば液晶表示装置を制御する装置との間の通信を行うためのものである。インバータ１５は、そのコネクタ２６を介して受け取った指示に応じて、ランプの光量等を変更する。２つのコネクタ２７は、他の液晶表示装置にコネクタ２５を介して受け取った電圧を供給するためのものである。

バックライト部２１には、対向する２つの側面に、その側面から突出する状態にシート状のパッキン２３がそれぞれ設けられている。そのパッキン２３は、バックライトユニット１４を液晶表示装置の本体、即ちカバー１１に取り付けるためのものである。図７を参照して、そのパッキン２３の機能について詳細に説明する。

そのパッキン２３は、弾性を有する部材で作られている。バックライト部２１の本体の幅（液晶表示装置を水平面に設置したと仮定したときに、正面から見た水平方向の長さ。そのときに正面から見た垂直方向の長さは高さと呼ぶことにする。特に断らない限り、この仮定を前提とする）は、カバー１１の内側の幅とほぼ同じ長さとなっている。このため、バックライトユニット１４をカバー１１内に挿入すると、パッキン２３は図７のように湾曲して、自身の弾性力によってカバー１１の内面に圧接する状態となる。バックライト部２１の側面全体にわたってその状態となる。それにより、バックライトユニット１４を液晶表示装置に取り付けたときには、カバー１１とバックライト部２１との間に生じている隙間が極めて小さくなる。この結果、バックライト部２１と液晶パネル１２の間に埃や塵等が入り込むのを極めて低く抑えることができる。

本実施の形態では、上記パッキン２３は、放熱板２４に接触させて設けている。それに合わせて、パッキン２３には、熱伝導性の高い部材（例えば導電性の部材をラバーに混入させたもの）を用いている。それにより、パッキン２３を介して放熱板２４に蓄積された熱がカバー１１に効率的に伝達することになって、言い換えれば、カバー１１が放熱板として機能するようになって、装置の熱による影響をより低減することができる。図９中の矢印は、その熱の流れを表している。

上記のように、本体に固定的に取り付けられていたバックライトを着脱自在なユニットとすると、光源（ここでは冷陰極ランプ）が寿命となってもユニットだけを交換すれば済むようになる。このため、光源が寿命となることによって生じるユーザの経済的な負荷をより抑えることができる。また、その交換も液晶表示装置の交換と比較して容易に行えるため、より短時間で終了するようになる。ユニット１４の取り付け、取り外しは、後述するように、簡単、且つ迅速に行うことができる。これらのことから、人件費の低減や作業時間の短縮といった面でも大きな効果を得ることができる。液晶表示装置を公衆表示装置として採用している場合には、作業時間が短縮することによって迷惑をかける人をより少なくすることができる。

それ以外には、バックライトユニット１４は液晶表示装置本体と別に設計することになるため、ユニット１４に採用する光源や構成等の変更にもより容易、且つ柔軟に対応できるようになる。それによって製造コストをより抑えられるようになるという効果もある。

上記液晶パネル１２は、図３に示すように、それぞれ、透明電極（ＩＴＯ）が形成されている２つのガラス基板３１、３２の間に、シール３５がガラス基板３１の縁部に沿うように形成されている。それにより、液晶３４は、ガラス基板３１、３２、及びシール３５で囲まれた空間内に封入されている。ガラス基板３１、３２の間は、スペーサ３３によってセル厚ｄに維持されている。ガラス基板３１の外側（液晶３４と対向している面の反対側）には偏光板３６が配置されている。他方のガラス基板３２の外側（液晶３４と対向している面の反対側）にも偏光板３７が配置されている。

ガラス基板３１に形成されている透明電極はコモン電極であり、他方のガラス基板３２に形成された電極はセグメント電極である。それらのパターンは、以下のような形状である。図４、及び図５を参照して説明する。

図４は、セグメント電極のパターンを説明する図である。
本実施の形態では、液晶パネル１２の表示部１２ａ（図１中で二点鎖線で示す部分）を２つの部分に分け、各部分毎に駆動する方式を採用している。このため、セグメント電極も、図４に示すように、それぞれが端子部４１、画素表示部４２、及びコモン用端子部４３ａを有するコモン用電極４３を有している２つの部分から構成されている。

画素表示部４２は、液晶パネル１２の表示部１２ａを形成する部分である。そこには、それぞれが１画素分の情報を表示するための画素電極が全面にわたって配置されている。端子部４１は、画素電極に電圧を印加するための端子が集まった部分である。それにより、端子部４１の端子を介して画素電極に選択的に電圧を印加できるようになっている。

セグメント電極は、プリント配線板に形成される。そのプリント配線板のガラス基板３２への取り付けは、４隅に形成されたマーク４４を位置合わせに用いて行われる。そのプリント配線板をガラス基板３２に取り付けることで、端子部４１、及びコモン用端子部４３ａは、図３の端子形成領域３２ａ上に位置することになる。

一方、全面電極であるコモン電極も、図５に示すように、２つの部分から構成されている。各部分は、セグメント電極の画素表示部４２に対向させて配置される画素表示部５１と、その画素表示部５１への電圧の印加に用いられる端子部５２とからなる。画素表示部５１には、画素電極の形状に合わせた形状の電極が全面的に形成されている。

コモン電極も、セグメント電極と同様に、プリント配線板に形成される。そのプリント配線板のガラス基板３１への取り付けは、４隅に形成されたマークを位置合わせに用いて行われる。

図４に示すコモン用電極４３は端子部５２と電気的に接続されている。それにより、図４のコモン用端子部４３ａに電圧を印加すると、コモン用電極４３、及び図５の端子部５２を介して画素表示部５１にその電圧が印加される。

上述したコモン電極、及びセグメント電極を透明電極として備えた液晶パネル１２への液晶３４の封入は、シール３５に設けられた注入口から液晶３４を注入した後、その注入口を所定の部材で塞ぐことで行われる。その部材は他の部分と比べて突出する。突出した部分を削ることは、液晶３４が漏れだす危険性が高くなるので望ましくない。カバー１１は、隣の液晶表示装置との間隔をできる限り小さくさせられるようにすることを重要視して製作されている。このため、カバー１１には、その部材との接触を避けるために開口が設けられている。

バックライト部２１からの光は、その開口を介して外部に放射される。その放射された光が他の液晶表示装置の液晶パネルに反射、或いは入射したり、或いは液晶パネルの近傍の部材に反射したりすると、視認性を低下させる原因となる。その開口から侵入した塵や埃が視認性を低下させる原因となることもある。しかし、従来は、その開口をそのままにしていた。

これに対し、本実施の形態では、開口をそのままにしておくことは視認性の低下を招くことから、図１に示すように、遮光テープ１６を用いてカバー１１の開口を塞いでいる。それにより、視認性の低下を回避し、液晶表示装置をより良い状態で見ることができるようにしている。

図６は、カバー１１に設けられた開口の塞ぎ方を説明する図である。同図（ａ）は側面図、同図（ｂ）は正面図である。
図６において、開口は、遮光テープ１６中に６１を付して実線で示した部分が対応する。その開口６１は遮光テープ１６で全て塞いでいる。このため、開口６１から漏れた光によって生じる視認性の低下を防ぐことができる。

なお、開口６１を塞ぐ部材としては、遮光テープ１６でなくても良い。しかし、遮光テープ１６には、その厚さが薄い、取り付けが容易である、といった他の部材と比較して有利な点がある。このことから、本実施の形態では、遮光テープ１６を採用している。

上述したように、液晶パネル１２に設けられた透明電極、即ちセグメント電極、及びコモン電極は、それぞれ、点対称の関係にある２つの部分からなる。そのため、図１に示す各駆動ユニット１３は、液晶パネル１２の表示部１２ａの上半分、或いはその下半分の領域を担当して駆動するようになっている。

各駆動ユニット１３は、図１に示すように、例えば合成樹脂製のモールドである保持材１３ｄにプリント配線板１３ｅを取り付けて構成されている。そのプリント配線板１３ｅは、例えばガラス基板３２に取り付けられたプリント配線板（の一部）、或いはそれと接続されているものである。特には図示しない駆動ＩＣが設けられている。その駆動ＩＣは、ガラス基板３２に取り付けられたプリント配線板、即ちセグメント電極の端子部４１、及びコモン用端子部４３ａに電圧を印加することで液晶パネル１２に情報を表示するものである。

本実施の形態では、図１に示すように、カバー１１の正面の隅に穴１１ｄを設け、側面のその穴１１ｄの近傍に、変形可能な突起１１ｆを形成させた穴１１ｅを設けている。他方の駆動ユニット１３の保持材１３ｄには、その穴１１ｄの形状に合わせて突起１３ａを、突起１１ｆの形状に合わせて窪み１３ｂを設けている。更には、図８に示すように、カバー１１の上面の内側に当接させることを想定している突起１３ｃを設けている。それらを設けたことで、駆動ユニット１３のカバー１１への取り付けは、突起１３ａをカバー１１の穴１１ｄに挿入した後、突起１１ｆを駆動ユニット１３側に向けて折り曲げるだけで行えるようになっている。

そのように、駆動ユニット１３を取り付け個所に位置決めした後は、２つの突起１１ｆを折り曲げるだけでそれを取り付けられるようになっている。このため、駆動ユニット１３は、極めて容易、且つ迅速に取り付けることができる。取り付けた後は、カバー１１は２つの穴１１ｄ、それが設けられた面、２つの突起１１ｆ、及びその上面の内側で駆動ユニット１３を支持する。穴１１ｄが設けられた面は、突起１３ａが設けられた部分が当接することで支持する。そのように、複数の個所で支持させているため、駆動ユニット１３は安定的にその状態を維持させることができる。駆動ユニット１３を迅速に取り付けられるようになることで、製造コストの低減等にも効果がある。

なお、本実施の形態では、カバー１１に２つの穴１１ｄ、及び２つの突起１１ｆを設けて駆動ユニット１３を支持させるようになっているが、その穴１１ｄの数はそれより多くても良く、それが一つであっても良い。しかし、駆動ユニット１３を安定的に支持できるようにするためには、駆動ユニット１３を支持する穴１１ｄと突起１１ｆの数の合計を３以上とすることが望ましい。

図２に示すバックライトユニット１４は、上記駆動ユニット１３を使って保持される。図９を参照して説明する。その図９では、便宜的に、液晶表示装置の構成を簡略化してその側面断面図を示してある。

バックライトユニット１４の背面側には、図２に示すように、上方に２つの保持用爪２８が設けられ、下方に２つの保持用爪２９が設けられている。各駆動ユニット１３の保持材１３ｄには、それらの形状、及びバックライトユニット１４を液晶表示装置に取り付けた際のそのユニット１４と駆動ユニット１３の位置関係を基に形状を決定した爪１３ｆが形成されている。それにより、バックライトユニット１４をカバー１１内に挿入していくと、上側の駆動ユニット１３の保持用爪１３ｆに爪２８が係合し、下側の駆動ユニット１３の保持用爪１３ｆに爪２９が係合する。上側の駆動ユニット１３の保持用爪１３ｆが爪２８を、下側の駆動ユニット１３の保持用爪１３ｆが爪２９をそれぞれ支持した状態となる。この結果、バックライトユニット１４は２つの駆動ユニット１３に保持されて、液晶表示装置に取り付けられる。

各駆動ユニット１３には、多少の遊びがある。その遊びは、バックライトユニット１４を２つの駆動ユニット１３の間に挿入していけるようにする他に、バックライトユニット１４の保持にも利用している。具体的には、挿入したバックライトユニット１４を上側の駆動ユニット１３の自重で下側の駆動ユニット１３に押しつける、といったことに利用している。それにより、バックライトユニット１４には常に駆動ユニット１３の爪１３ｆがそれを支持するように働くことになる。この結果、バックライトユニット１４は安定的に液晶表示装置に保持される。また、そのようなことから、バックライトユニット１４の取り外しは、上側の駆動ユニット１３を押し上げて、ユニット１４を引き抜くことで行うことができる。

なお、液晶表示装置に保持されているとき、バックライトユニット１４のパッキン２３はカバー１１に押しつけている。このため、パッキン２３は、ユニット１４をより安定的に保持させるようにも働く。

上述したように、バックライトユニット１４の液晶表示装置への着脱は、単に、カバー１１内にユニット１４を挿入したり、そこから引き抜くようにして行えるようになっている。このため、極めて迅速にユニット１４の着脱を行うことができる。それにより、上述したように、製造コストの低減や、メンテナンスにかかる時間の短縮等の効果も得られることになる。

バックライトユニット１４を着脱する必要があっても駆動ユニット１３にはその必要がないことは多い。このこともあって本実施の形態では、バックライトユニット１４の着脱の邪魔にならない位置、姿勢で駆動ユニット１３をカバー１１に保持させ、更にその駆動ユニット１３をバックライトユニット１４の保持に利用するようにしている。

なお、本実施の形態では、バックライトユニット１４に設けた保持用爪２８、２９を用いて液晶表示装置に保持させるようにしているが、パッキン２３だけでそれを保持させるようにしても良い。

自然の状態では、一方のパッキン２３が設けられた側面がカバー１１の内側に押しつけられても、そのパッキン２３がカバー１１の内側を押す力が増すため、直ちに元の状態に復帰する。その極めて短い時間内に、全く回転していないバックライトユニット１４に強い回転を起こさせる力が作用することは常識的には殆ど考えられない。当然のことながら、ユニット１４は軽量である。これらのことから、パッキン２３だけでも、液晶表示装置にバックライトユニット１４を安定的に保持させることができる。

パッキン２３だけでユニット１４を保持させるようにした場合の取り外しは、一方のパッキン２３が設けられた側面をカバー１１の内側に押しつけつつ、その側面を軸にバックライトユニット１４を回転させることで行うことができる。一方のパッキン２３が設けられた側面をカバー１１の内側に押しつけることで、他方のパッキン２３がカバー１１の内側を押す強さが弱まる。それを利用してバックライトユニット１４の取り外しを行うことができる。このようにした場合には、各種爪を設けたり形成させる必要がない分、部品点数や組立工数をより低減させることができる。

図１０は、液晶表示装置間の接続方法を説明する図である。同図（ａ）は接続させた２つの液晶表示装置を模式的に示す上面図、同図（ｂ）はその側面図である。
上記駆動ユニット１３には、図１０に示すように、データを入力するためのコネクタ（以降、便宜的に入力用コネクタと呼ぶ）と、データを出力するためのコネクタ（以降、便宜的に出力用コネクタと呼ぶ）と、が設けられている。２つの装置間で入力用コネクタと出力用コネクタとをケーブル１０１を介して接続させることにより、他の装置（データの送信元の装置、或いは他の液晶表示装置が対応）から送られてきたデータを、それとは別の装置（通常は他の液晶表示装置が対応）に送出できるようになっている。それにより、データの送信元の装置（例えばパーソナルコンピュータ）と各液晶表示装置とを全て接続する必要がなくなる。従って、ケーブル１０１の配線も容易となっている。

なお、本実施の形態では、液晶パネル１２を２つの領域に分けて駆動する方式を採用しているが、それ以外の方式を採用しても良い。アドレッシング方式等についても、当然のことながら、他の方式を採用して良い。

本実施の形態による液晶表示装置の外観を示す図である。 バックライトユニットの外観を示す図である。 液晶パネルの構成を説明する図である。 セグメント電極のパターンを説明する図である。 コモン電極のパターンを説明する図である。 カバーに設けられた開口の塞ぎ方を説明する図である。 バックライトユニットに設けたパッキンの働きを説明する図である。 駆動ユニットの取り付け方を説明する図である。 バックライトユニットの取り付け方を説明する図である。 液晶表示装置間の接続方法を説明する図である。

符号の説明

１１ カバー
１１ｃ、１１ｆ、１３ａ、１３ｃ、１１３ 突起
１１ｂ、１１ｅ 穴
１２ 液晶パネル
１３ 駆動ユニット
１３ｂ、１６３ａ 窪み
１３ｄ 保持材
１３ｅ プリント配線板
１３ｆ 爪
１４ バックライトユニット
１５ インバータ
１６ 遮光テープ
２１ バックライト部
２３ パッキン
２４ 放熱板
２５〜２８ コネクタ
２８、２９ 保持用爪
４３ コモン用電極
４３ａ コモン用端子部
４４ マーク
６１ 開口

Claims (2)

1. 液晶表示装置の筐体に、液晶パネルを駆動する駆動ユニットを保持させるための方法であって、
   前記筐体は、
   前記液晶パネルを取り付けるための開口部が設けられた面に、前記駆動ユニットの設置箇所を位置決めするための穴と、
   前記開口部が設けられた面と隣り合う側面に、前記駆動ユニットの設置箇所を位置決めするための変形可能な変形部材と、を設け、
   前記駆動ユニットは、
   前記駆動ユニットの端部に突起、及び穴を共に設け、
   前記駆動ユニットを前記筐体に保持させる際、
   前記駆動ユニットの突起を前記筐体の前記穴に挿入した後、
   前記駆動ユニットの前記穴に向けて前記変形部材を折り曲げて、該穴に該変形部材を挿入することにより、該該駆動ユニットを前記筐体に保持させる、
   ことを特徴とする液晶表示装置用駆動ユニットの保持方法。
2. 前記変形部材は、前記開口部が設けられた面と隣り合い、対向する２つの側面に設けている、
   ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置用駆動ユニットの保持方法。

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