JP4467994B2

JP4467994B2 - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP4467994B2
Application number: JP2004010839A
Authority: JP
Inventors: 匡史横田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2004-01-19
Filing date: 2004-01-19
Publication date: 2010-05-26
Anticipated expiration: 2024-01-19
Also published as: JP2005202315A

Description

本発明は、直下式バックライトに搭載される拡散板の液晶パネル側への反りを防止した液晶表示装置に関するものである。

液晶表示装置は、二つの基板の間に注入されている異方性誘電率を有する液晶層を有し、その液晶層に印加する電界の強さを調節することで、基板を透過する光の量を調節し、所望の画像を表示させる液晶パネルを有している。このような液晶表示装置は、軽量化、薄型化、低消費電力化等に優れており、携帯電話、カーナビ、ＰＤＡ、パーソナルコンピュータ、テレビ受信機等の身近な機器に限らず、計測機器、医療機器、産業機器全般等の表示器として採用されている。

図７及び図８は、従来の液晶表示装置の一構成例を示すものであり、バックライトケース１の内部に反射板２と複数の蛍光ランプ等のバックライト３とが収容されている。バックライトケース１のフランジ１ａの内側には、拡散板４が保持され、そのフランジ１ａの外側には液晶パネル５の外周部を保持する保持部材６が嵌合されている。また、拡散板４と液晶パネル５との間には、偏光シート等の光学シート７が設けられている。そして、バックライト３からの直接光と反射板２からの反射光とが拡散板４によって拡散され、光学シート７を介して液晶パネル５の面全体が均一な明るさとなるように照射される。

ところで、バックライトケース１の内部は、バックライト３からの熱を外部に逃すために密閉されていないので、拡散板４のバックライト３側に向けられた面（裏面）が外気に触れた状態となっている。ここで、拡散板４は、一般にアクリル製よりなる。また、アクリルは、吸湿性を有する。そのため、拡散板４の外気に触れている面（裏面）に水分が吸着されてしまうことがある。

この場合、特にバックライト３が点灯され、バックライト３からの熱が加わると、水分を吸湿しやすい拡散板４の外気に触れている面（裏面）側の熱膨張が液晶パネル５側に向けられた面（表面）側より大きくなり、拡散板４がバックライト３側に反りやすくなってしまう。このように、拡散板４がバックライト３からの熱によって極端に反ってしまうと、輝度ムラ等を生じてしまい、画質劣化を招く要因となる。

このような拡散板４の反りを防止するものとして、特許文献１に示されたものがある。これは、図７を用いて説明すると、拡散板４のバックライト３に向けられた面（裏面）側に吸湿抑制シートを配置し、その吸湿抑制シートによって拡散板４の外気に触れている面側への水分の吸着を抑制するようにしたものである。
特開２００３−４３４８１号公報

上述した特許文献１のように、拡散板４のバックライト３に向けられた面（裏面）側に吸湿抑制シートを配置することで、拡散板４の外気に触れている面側への水分の吸着が抑制され、拡散板４のバックライト３側への反りが抑えられることから、輝度ムラ等による画質劣化が防止される。

ところが、一般的な液晶表示装置では、バックライトケース１の内部の熱を外部に逃すために、バックライトケース１のフランジ１ａに外部との通気をとるための通気穴が設けられている。つまり、バックライトケース１のフランジ１ａ等に通気穴を設けることで、拡散板４のバックライト３に向けられた面（裏面）側に限らず、拡散板４と液晶パネル５との間に熱がこもらないようにするためである。

そのため、特許文献１のように、拡散板４のバックライト３に向けられた面（裏面）側に吸湿抑制シートを配置すると、拡散板４の液晶パネル５側に向けられた面（表面）が吸湿しやすくなってしまう。この場合、上述したように、バックライト３が点灯され、バックライト３からの熱が加わると、液晶パネル５側に向けられた面（表面）側の熱膨張が吸湿抑制シートが配置された拡散板４の面（裏面）側より大きくなり、拡散板４が液晶パネル５側に反りやすくなってしまう。

そして、図９に示すように、拡散板４が液晶パネル５側に極端に反ってしまうと、拡散板４が光学シート７を液晶パネル５の裏面に押し付けてしまい、光学シート７と液晶パネル５とが局所的（点線で囲った部分）に密着する。このように、光学シート７と液晶パネル５とが局所的に密着してしまうと、その密着箇所に相当する液晶パネル５の表示部分に輝度ムラや色シミ等が発生してしまう。これは、液晶パネル５のガラス基板に設けられている偏光フィルタの熱分布が光学シート７による密着部分と密着していない部分とで異なるためである。

また、特許文献１での拡散板４のバックライト３に向けられた面側の吸湿抑制シートはバックライト３により近い位置に配置されることになり、バックライト３からの熱が加わることで、吸湿抑制シートに撓みが生じてしまうおそれがある。しかも、その吸湿抑制シートは外気に触れた状態となるため、バックライト３に向けられた面側に水分が付着した状態で、バックライト３からの熱が加えられると、吸湿抑制シートの撓みがより顕著に現れてしまう。

このように、吸湿抑制シートに撓みが生じてしまうと、バックライト３から拡散板４への光分布の偏り等が生じてしまい、輝度ムラ等による画質劣化を招いてしまう。

解決しようとする問題点は、拡散板のバックライト側に向けられた面（裏面）側に吸湿抑制シートを配置すると、拡散板の液晶パネル側に向けられた面（表面）側が吸湿しやすくなり、バックライトからの熱が加わることで、拡散板が液晶パネル側に反りやすくなり、光学シートと液晶パネルとに局所的な密着が発生して輝度ムラや色シミ等による画質劣化を招いてしまう点である。

また、拡散板のバックライトに向けられた面側に吸湿抑制シートを配置した場合、その吸湿抑制シートはバックライトにより近い位置に配置されることになり、しかも外気に触れた状態となるため、バックライトからの熱が加わることで、吸湿抑制シートに撓みが生じてしまうおそれがあり、バックライトから拡散板への光分布の偏り等によって輝度ムラ等による画質劣化を招いてしまう点である。

本発明の液晶表示装置は、光源からの光を拡散する拡散板と、前記拡散された光を均一にする光学手段と、前記均一にされた光により画像を表示する表示手段とを備え、前記光学手段と前記表示手段との間に、前記拡散板の中央部分が前記表示手段側へ突出するような反りを抑制する反り抑制手段を設け、該反り抑制手段は、前記拡散板の外周端部にて前記拡散板の反りを受け止めることができる額縁状とされていることを特徴とする。
また、前記反り抑制手段は、前記表示手段の外周端部を保持する保持部材の内側に固着されているようにすることができる。
また、前記拡散板は、前記光源側に反った形状とされているようにすることができる。
本発明に係る液晶表示装置においては、光学手段と表示手段との間に設けた反り抑制手段により、光源からの熱による拡散手段の光学手段側への反りを受け止め、光学手段が拡散手段により表示手段に押し付けられることによる密着を抑制することができる。

本発明の液晶表示装置は、拡散手段の反りによって生じる表示手段への光学手段の押し付けによる密着を抑制するようにしたので、表示手段の表示部分における輝度ムラや色シミ等による画質劣化を確実に防止することができる。

拡散板の表面側に配置されている光学シートと液晶パネルの裏面との間に反り抑制部材を配置し、その反り抑制部材により光源からの熱による拡散板の反りを抑制し、光学シートが拡散板により液晶パネルの裏面に押し付けられないようにした。

図１は本発明の液晶表示装置の一実施形態に係る内部構成を示す断面図、図２は図１の反り抑制部材を示す斜視図、図３は図１の反り抑制部材の作用を説明するための断面図、図４及び図５は図１の反り抑制部材の構成を変えた場合の他の実施形態を示す斜視図、図６は図１の拡散板の構成を変えた場合の他の実施形態を示す断面図である。

図１及び図２に示すように、バックライトケース１０の内部には、反射板１１と光源としての複数の蛍光ランプ等のバックライト１２とが収容されている。バックライトケース１０の内部は、バックライト１２からの熱を外部に逃すために密閉されていない。反射板１１は、バックライト１２からの光を後述する拡散板１３側に反射させるものである。

バックライトケース１０の外周端部の上下には長板状のフランジ１０ａが設けられ、その左右には櫛歯状のフランジ１０ｂが設けられている。バックライトケース１０のフランジ１０ａの内側には、拡散板１３の上下の端部が図示しない保持部材によって保持されている。拡散手段としての拡散板１３は、アクリル製よりなり、バックライト１２からの直接光と反射板１１からの反射光とを拡散し、後述の光学シート１６を介して液晶パネル１４の面全体が均一な明るさとなるように照射するものである。

また、バックライトケース１０の上下のフランジ１０ａと左右のフランジ１０ｂとの外側には液晶パネル１４の外周部を保持する保持部材１５が嵌合されている。拡散板１３と液晶パネル１４との間には、偏光シート等の光学シート１６と反り抑制部材１７とが配置されている。光学手段としての光学シート１６は、拡散板１３によって拡散された光を均一にする特性を有している。このように、光学シート１６によって光が均一にされることで、高輝度化が可能となる。

反り抑制手段としての反り抑制部材１７は、拡散板１３と略同じ大きさであって、光学シート１６と表示手段としての液晶パネル１４との間に配置されている。反り抑制部材１７は、バックライト１２からの熱による拡散板１３の液晶パネル１４側への反りを受け止め、光学シート１６が拡散板１３により液晶パネル１４の裏面に押し付けられることによる密着を抑制する。

ここで、光学シート１６の上下は、バックライトケース１０の上下のフランジ１０ａの内側に設けられている図示しない保持部材によって吊り下げられるように保持されている。一方、反り抑制部材１７は、その外周部が液晶パネル１４を保持する保持部材１５の内側に固着されている。反り抑制部材１７の外周部を液晶パネル１４を保持する保持部材１５の内側に固着するに際しては、耐熱性、耐候性を有する接着剤を用いてもよいし、ビス止めしてもよいし、図示しない保持部材によって保持されるようにしてもよい。また、反り抑制部材１７は、拡散板１３によって拡散され液晶パネル１４の裏面側に照射される光を妨げないような透明部材で構成することが好ましく、また水分の吸湿が少ない低吸湿部材やバックライト１２からの熱による反りが少ない耐熱性部材で構成することが好ましく、たとえば低吸湿アクリル製やポリカーボネート製とすることができる。

次に、反り抑制部材１７による作用について説明する。
まず、バックライトケース１０の内部は、上述したように、バックライト１２からの熱を外部に逃すために密閉されていない。この場合、拡散板１３のバックライト１２に向けられた面（裏面）側に限らず、拡散板１３と液晶パネル１４との間に熱がこもらないように、バックライトケース１０のフランジ１０ａ等に外部との通気をとるための図示しない通気穴が設けられている。

ここで、たとえばバックライト１２の点灯時にあっては、拡散板１３とバックライト１２との間の温度が拡散板１３と液晶パネル１４との間の温度より高くなり、外気が拡散板１３と液晶パネル１４との間に回り込んでしまうため、拡散板１３の液晶パネル１４側に向けられた面（表面）が吸湿しやすくなってしまう。このような状態で、バックライト１２の点灯により熱が加えられると、拡散板１３の水分を吸着している表面側（液晶パネル１４に向けられる面側）の熱膨張が裏面側（バックライト１２に向けられる面側）より大きくなり、拡散板１３が液晶パネル１４側に反りやすくなる。

このとき、図３に示すように、拡散板１３の表面側に配置されていて光学シート１６と液晶パネル１４との間に設けられている反り抑制部材１７により、拡散板１３の液晶パネル１４側への反りが受け止められる。これにより、光学シート１６が拡散板１３により液晶パネル１４の裏面に押し付けられることが抑制されるので、光学シート１６と液晶パネル１４との局所的な密着が防止される。これにより、光学シート１６と液晶パネル１４との局所的な密着による液晶パネル１４の表示部分における輝度ムラや色シミ等が発生しない。

このように、本実施形態では、拡散板１３の表面側（液晶パネル１４に向けられる面側）に配置されている光学シート１６と液晶パネル１４の裏面との間に反り抑制部材１７を配置し、その反り抑制部材１７によりバックライト１２からの熱による拡散板１３の反りを抑制し、光学シート１６が拡散板１３により液晶パネル１４の裏面に押し付けられないようにした。これにより、光学シート１６と液晶パネル１４との局所的な密着が防止されるので、液晶パネル１４の表示部分における輝度ムラや色シミ等によっての画質劣化を確実に防止することができる。

また、本実施形態では、従来のように、拡散板１３のバックライト１２に向けられた面側に吸湿抑制シートを配置していないので、バックライト１２からの熱による吸湿抑制シートの撓みによっての輝度ムラ等による画質劣化を招くこともない。

なお、本実施形態では、反り抑制部材１７を拡散板１３と略同じ大きさである場合について説明したが、この例に限らず、たとえば図４に示すように、拡散板１３の外周端部にて拡散板１３の反りを受け止めることができる額縁状の反り抑制部材１７Ａとしてもよい。すなわち、拡散板１３の反りは、点線で示す拡散板１３の中央部分が液晶パネル１４側に突出するような状態で発生するため、反り抑制部材１７Ａを額縁状とすることで、少なくとも拡散板１３の左右の端部にて反りを受け止めることができる。

また、拡散板１３の反りは、上記同様の状態で発生するため、たとえば図５に示すように、少なくとも拡散板１３の左右の端部にて反りを受け止めることができる長板状の反り抑制部材１７Ｂとしてもよい。この場合も、拡散板１３の中央部分が液晶パネル１４側に突出するような反りを受け止めることができる。

さらには、図６に示すように、拡散板１３自体を予めバックライト１２側に反らせた形状としてもよい。この場合、バックライト１２の点灯により熱が加えられ、上記同様に、拡散板１３が液晶パネル１４側に反ったとしても、拡散板１３の中央部分が液晶パネル１４側に突出するような反りの量を極めて小さくすることができる。その結果、上述した各反り抑制部材１７、１７Ａ、１７Ｂの厚みを薄くすることができる。

また、図６のように、拡散板１３自体を予めバックライト１２側に反らせた形状とした場合には、拡散板１３の中央部分が液晶パネル１４側に突出するような反りの量が極めて小さくされるので、上述した各反り抑制部材１７、１７Ａ、１７Ｂを省くような構成としてもよい。

また、図４に示した額縁状の反り抑制部材１７Ａは、拡散板１３自体の外周端部に一体化させてもよいし、拡散板１３自体の外周端部に額縁状の突起として設けるようにしてもよい。

また、図５に示した長板状の反り抑制部材１７Ｂは、拡散板１３自体の左右の端部に一体化させてもよいし、拡散板１３自体の左右の端部に長板状の突起として設けるようにしてもよい。

携帯電話、ＰＤＡ、パーソナルコンピュータ、テレビ受信機等の身近な機器に限らず、計測機器、医療機器、産業機器全般等にも適用可能である。

本発明の液晶表示装置の一実施形態に係る内部構成を示す断面図である。図１の反り抑制部材を示す斜視図である。図１の反り抑制部材の作用を説明するための断面図である。図１の反り抑制部材の構成を変えた場合の他の実施形態を示す斜視図である。図１の反り抑制部材の構成を変えた場合の他の実施形態を示す斜視図である。図１の拡散板の構成を変えた場合の他の実施形態を示す断面図である。従来の液晶表示装置の内部構成の一例を示す断面図である。図７の拡散板を説明するための図である。図７の拡散板の反りを説明するための図である。

符号の説明

１２バックライト（光源）
１３拡散板（拡散手段）
１４液晶パネル（表示手段）
１５保持部材
１６光学シート（光学手段）
１７、１７Ａ、１７Ｂ反り抑制部材（反り抑制手段）

Claims

光源からの光を拡散する拡散板と、
前記拡散された光を均一にする光学手段と、
前記均一にされた光により画像を表示する表示手段とを備え、
前記光学手段と前記表示手段との間に、前記拡散板の中央部分が前記表示手段側へ突出するような反りを抑制する反り抑制手段を設け、
該反り抑制手段は、前記拡散板の外周端部にて前記拡散板の反りを受け止めることができる額縁状とされている
ことを特徴とする液晶表示装置。
前記反り抑制手段は、前記表示手段の外周端部を保持する保持部材の内側に固着され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。
前記拡散板は、前記光源側に反った形状とされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。