JP4639580B2 - 液晶表示モジュール - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示パネルとバックライトとの間に所謂漏れ光を遮断するための遮光部材を配置した液晶表示モジュールに関するものである。

通常、液晶表示パネルにおいては、一対の基板をシール材で接合し、何れか一方の基板の他方の基板との対向面（以下、内面という）に、表示エリアを構成する各画素の有効表示領域を仕切ると共に表示エリア周縁部の光の透過つまり漏れ光を遮断するためのブラックマスクが設けられている。このブラックマスクの材料としては、クロム等の金属膜や有機系樹脂が用いられるが、金属膜のブラックマスクは表示面側から入射した外光を鏡面に近い高反射率の膜表面で反射させるため、コントラストを低下させる。そこで、近年は、光反射率が低く容易に製造できる有機系樹脂のブラックマスクが多用される傾向にある。

しかし、ブラックマスクは、通常、漏れ光を無くし基板間隙（ギャップ）を正確に得る為、液晶表示パネルのシール材を配置したシール領域まで延長して配設される。この場合、ブラックマスクが有機系樹脂で形成されていると、シール材もエポキシ樹脂等の有機系樹脂で形成される為、相対的に接着強度の低い有機系樹脂同士の接着となり、その間の接着が剥がれ易くなり液晶表示パネルのシール不良の原因となる。

そこで、有機系樹脂ブラックマスクを用いた液晶表示パネルのシール不良を防止し信頼性を高める方法として、ブラックマスクをシール領域において一部除去し、基板とシール材をブラックマスクを介在させずに接着させる方法が提案されている。

この方法による場合、ブラックマスクを除去した部分から光が漏れる虞があるため、光源側の基板の外面の表示エリアを除いたシール領域を含む非表示エリアに、遮光テープや遮光シートを配置し、光漏れを防止している（特許文献１参照）。
特開平９−２１１４７３号公報

液晶表示パネルの基板外面に遮光テープを貼着したり、液晶表示パネルとバックライトとの間に遮光シートを配置する、上述の光漏れ防止方法は、部品点数が増加するだけでなく、高い配置精度が要求される遮光部材を適正に装着することが難しく，組立作業性が低下して製造工数がアップする。また、遮光テープは耐久性に難があり、遮光シートは経時的に位置ズレが起こる可能性があり、何れも液晶表示モジュールの信頼性を低下させる要因となる。

本発明は、組立作業性に優れ高い精度で容易に組み立てることができると共に、漏れ光の発生が確実に防止されてコントラストの高い良好な表示品質が長期に亘り安定して得られる信頼性に優れた液晶表示モジュールを提供することを課題とする。

本発明は、表示窓が設けられた上部ケースと採光窓が設けられた下部ケースとからなるケース内に液晶表示パネルが表示エリアを前記表示窓に対応させて収納され、前記下部ケースの外側に前記採光窓に対応させてバックライトが設けられてなる液晶表示モジュールであって、前記下部ケースと前記液晶表示パネルとの間に、前記バックライトからの照射光が前記表示エリアの周囲から出射されるのを遮断する遮光部材と前記液晶表示パネルの位置決め部材とを兼ねる介装部材を設け、前記介装部材は、底板部と板バネとしての側板部とを有し、前記液晶表示パネルが有している偏光板の外形形状に対応した段差領域が前記底板部に形成され、前記液晶表示パネルは、該液晶表示パネルの側面側から前記側板部によって弾性挟持されるとともに、前記底板部の前記段差領域に前記偏光板が落とし込まれるように配置されることにより位置決めされていることを特徴とするものである。

本発明の液晶表示モジュールは、液晶表示パネルをケース内の正規の位置に保持する為に介装する位置決め部材が表示エリア以外の領域を覆って漏れ光の透過を遮断する遮光部材を兼ねる構成としたから、遮光部材として新たな部品を設置する必要が無くなると共に、劣化する虞のない遮光部材を液晶表示パネルに対して所定位置に高い精度で容易且つ確実に装着することができ、その結果、漏れ光の発生を確実に防止しコントラストの高い良好な表示品質が長期に亘り安定して得られる信頼性に優れた液晶表示モジュールを低コストで提供することが可能となる。

本発明の液晶表示モジュールにおいては、介装部材を弾性体で形成し、液晶表示パネルを弾性挟持する構成とすることにより、光漏れを確実に防止するという目的を、部品点数を増やすことなく簡単な構成によって実現した。

また、液晶表示パネルが、表示エリアを区画定義するブラックマスクとして、形成が容易な有機系樹脂材料からなるブラックマスクを備えている場合、有機系樹脂のブラックマスクはシール材との接着性に難があるため、シール不良が発生し安くなるが、本発明を適用することにより、有機系樹脂からなるブラックマスクを用いる場合も、漏れ光の発生が確実に防止されると共にシール不良の発生する虞のない信頼性に優れた液晶表示モジュールを容易に製造できる。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態としての液晶表示モジュールを示す分解斜視図で、図２はそのII−II線断面図である。

図２に示されるように、液晶表示パネルＬpは、一対のガラス基板１、２をシール材３で所定の間隙を保ち接合してなる。本例の液晶表示パネルＬpには、表示の観察側となる前側のガラス基板１の後側ガラス基板２との対向面（以下、内面という）に、ブラックマスク４が積層されている。

ブラックマスク４は、カーボンブラック等の遮光性顔料を環化ポリイソプレン−芳香族ビスアジド系ＵＶフォトレジスト等のレジスト材に分散させてなる黒色有機系樹脂材料を用い、フォトリソグラフィー法により形成されている。このブラックマトリクス４は、表示エリアＡを形成する各画素の周囲を取り囲むと共に、表示エリアＡ外から光が漏れ出るのを防止するためにそのシール材３を配設する領域にまでも延長して形成されている。

ここで、シール材３もエポキシ樹脂等の有機系樹脂材料で形成されているから、有機系樹脂材料同士が接着しあう状態となり、必要とされる接着強度が充分に得られない。 そこで、本例の液晶表示モジュールにおいては、ブラックマスク４のシール材３配置領域に対応する部分の一部に切欠部４ａを設け、この切欠部４ａにおいて、シール材３とガラス基板1とを直接接着させてある。これにより、シール材３の剥離によるシール不良の発生が防止される。

ガラス基板１、２の各内面には、図示していない複数の電極とこれらを被う配向膜とがそれぞれ積層されている。また、両ガラス基板１、２の各外面には、偏光板５、６がそれぞれ設置されている。

本例の液晶表示パネルＬpにおける一対のガラス基板１、２の大きさは、図１に示すように、前側ガラス基板１よりも後側ガラス基板２の方が大きく、これら大きさの異なるガラス基板１、２は後側ガラス基板２の隣り合う２縁辺が前側ガラス基板１の対応する２縁辺から突出する配置で接合されている。後側ガラス基板２の突出縁辺２ａには、図示しない電極から引き出された配線とその各端部の接続端子が配設されて駆動回路部が形成されており、これら駆動回路部には駆動回路素子としてのドライバＬＳＩ(不図示)がＣＯＧ（Chip On Glass）搭載されている。そして、この駆動回路部の入力エリアには、外部駆動制御回路（不図示）と電気接続するためのＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）７が接続されている。

上述のように構成された液晶表示パネルＬpは、矩形枠状の両面テープ８により遮光マウントケース９内の所定位置に装着されている。遮光マウントケース９は、照明光の内の漏れ光となる光の通過を遮断する遮光部材と液晶表示パネルＬpの液晶表示モジュールにおける設置位置を決める位置決め部材とを兼ねるものである。

本例の遮光マウントケース９は、実質的に光を透過させない板金材を打抜き・折曲加工することにより形成され、矩形をなす底板９ａの４辺にそれぞれ側板９ｂを略９０°に立設し、底板９ａに矩形の採光窓９ｃを穿設してなる。そして、採光窓９ｃを囲んで段差９ｄが枠状に形成されている。この枠状段差９ｄは後側偏光板６の端面に略対応するかそれよりも若干大き目の矩形をなしている。また、段差９ｄの大きさＧは、大略、後側偏光板６の厚さから両面テープ８の厚さを差し引いた大きさに設定されている。この段差９ｄは、液晶表示パネルＬpを遮光マウントケース９の底板９ａの所定位置に専用治具を用いて正確に位置決めして装着する際の目安となる。位置決めされた液晶表示パネルＬpは、図１に示すように後側ガラス基板２の周縁に沿う枠状に形成された両面テープ８により、遮光マウントケース９の所定位置に固着される。

上述の液晶表示パネルＬpが遮光マウントケース９の所定位置に装着された表示ユニットＵdは、フレームケース１０内に嵌合装着されている。このフレームケース１０は、表示ユニットＵｄを収容する前室１０ａと、後述する照明ユニットを収容する後室１０ｂとが、２段に重設されてなる。前室１０ａと後室１０ｂは、仕切り板１０ｃにより前後（図面上では上下）に仕切られ、仕切り板１０ｃに穿設されている矩形の採光窓１０ｄにより連通されている。前室１０ａの側壁１０ｅにおいて、前室１０ａ内に装着される液晶表示パネルＬpの駆動回路部に接続したＦＰＣ８に対応する部分には、ＦＰＣ８を外部に引き出す引出し口１０ｆが形成されている。

この採光窓１０ｄは、遮光マウントケース９の段差９ｄを充分な間隔を保って内側に取り囲むことができる大きさに形成されている。また、前室１０ａの底板（仕切り板１０ｃ）と遮光マウントケース９の底板９ａとは、それぞれの外形が一致する形状に形成されている。

従って、表示ユニットＵdのフレームケースの前室１０ａ内への組み込みに際しては、遮光マウントケース９をフレームケース１０の側壁１０ｅの内面に沿って摺動させつつ落とし込むだけの簡単な作業により、表示ユニットＵdを正規の位置に装着することができる。この場合の表示ユニットＵdの正規の装着位置とは、遮光マウントケース９における底板９ａから側板９ｂを立設させた折曲コーナーｃ1をフレームケース１０の側壁１０ｅが立ち上がるコーナーｃ2に整合させると共に、遮光マウントケース底板９ａの後面をフレームケース仕切り板１０ｄの前面に密着させた位置である。ここで、フレームケース１０の側壁１０ｅを断面が台形をなす先細状に形成し、その内側面１０ｅ1を前室１０ａの入口が拡大するように傾斜させてあるから、遮光マウントケース９の底部コーナーｃ1をその内側面１０ｅ1に当接させて摺動させることにより円滑にフレームケース１０のコーナーｃ2に整合させることができ、表示ユニットＵdの装着作業がより容易となる。

フレームケース１０の後室１０ｂには、照明ユニットＵiが収容されている。本例の照明ユニットＵiは、サイドライト型の面状光照射装置からなる。このサイドライト型面状光照射装置は、照射対象の液晶表示パネルＬpに対応して矩形をなす透明な導光板１１の一端部に、点光源としてのＬＥＤ（Light-Emitting Diode）１２を本例では２個配置し、導光板１１の後面には反射シート１３が対向配置され、構成されている。ＬＥＤ１２は、ケーブルコネクタ１４上に直接搭載され、ケーブルコネクタ１４はそれらＬＥＤ１２を駆動する電源部（不図示）に電気接続されている。そして、それらＬＥＤ１２が導光板１１の一端部に形成されている凹部１１ａ、１１ａ内に収容されるように、ケーブルコネクタ１４を配置する。導光板１１の反射シート１３が被着設置される後面には、ＬＥＤ１２から射出され導光板１１に入射した光を前面に向けて均一に反射させるための凹凸パターン（不図示）が形成されている。これにより、導光板１１の前面の略全域から光が均一な強度分布で面状に出射される。

導光板１１の前面には、導光板１１からの面状出射光の正面輝度を高めると共に強度分布をより均一化するために、光拡散シート１５ａ、λ(波長)／４位相差板１５ｂ、及び反射偏光シート１５ｃが順に重畳設置されている。

上述のように構成された照明ユニットＵiは、フレームケース１０の後室１０ｂ内に、最前面の反射偏光シート１５ｃを採光窓１０ｄに対面させた配置で収容されている。そして、背面パネル１６が嵌合装着されて後室１０ｂが閉じられることにより、照明ユニットＵiが後室１０ｂ内に収納保持されている。

表示ユニットＵdと照明ユニットＵiが前室１０ａと後室１０ｂにそれぞれ収納設置されたフレームケース１０には、シールドケース１７が被装されている。シールドケース１７の天板１７ａには、収納される液晶表示パネルＬpの表示エリアＡに対応させて表示窓１７ｂが穿設されている。また、天板１７ａの周囲に設けられている側板１７ｃの、液晶表示パネルＬpの駆動回路部に接続されているケーブルコネクタ７に対応する位置には、ケーブルコネクタ７を外部に引き出すための取り出し口１７ｄが切り欠き形成されている。なお、このシールドケース１７をフレームケース１０に被装するときも、フレームケース側壁１０ｅの外面１０ｅ2が傾斜面に形成されているから、シールドケース側板１７ｃの先端が側壁外面１０ｅ2に沿って円滑に摺動し、シールドケース１７を容易に被装できる。

以上のように、本例の液晶表示モジュールにおいては、液晶表示パネルＬpをフレームケース１０内の正規の位置に保持する為に介装する位置決め部材としてのマウントケース９が漏れ光となる光の通過を遮断する遮光部材を兼ねる構成としたから、遮光部材を液晶表示パネルに対して所定位置に高い精度で装着することができ、且つ、液晶表示パネルＬpとその遮光マウントケース９を表示ユニットＵiとしてユニット化し、この表示ユニットＵdをフレームケース１０内に嵌合装着する構成としたから、液晶表示パネルＬpをフレームケース１０の所定位置へ高精度で装着する作業が極めて簡単となる。その結果、漏れ光の発生を確実に防止しコントラストの高い良好な表示品質が長期に亘り安定して得られる信頼性に優れた液晶表示モジュールを低コストで提供することが可能となる。

（第２実施形態）
次に、本発明の液晶表示モジュールの第２実施形態について、図３及び図４に基づき説明する。なお、図３は本実施形態の液晶表示モジュールの構成を示す断面図で、図４は本液晶表示モジュールの主要部材である遮光マウントケースを拡大して示した斜視図である。

本実施形態の液晶表示モジュールは、第１実施形態の液晶表示モジュールにおいて遮光マウントケース９を変形したものであり、その他の構成は第１実施形態と同じである。従って、第１実施形態と同じ構成要素については同じ符号を付してその説明を省略する。

図４に示すように、本例の遮光マウントケース１８は、光を透過させない弾性材料の板金材を打抜き・折曲加工することにより形成されており、矩形をなす底板１８ａの４辺においてそれぞれ側板１８ｂを略コの字状断面に折り曲げて立設し、底板１８ａに矩形の採光窓１８ｃを穿設してなる。そして、採光窓１８ｃを囲んで段差１８ｄが枠状に形成されている。この枠状段差１８ｄは、図３に示すように、後側偏光板６の端面に略対応するかそれよりも若干大き目の矩形をなしている。また、段差１８ｄの大きさＧは、後側偏光板６の厚さと実質的に同一の大きさに設定されている。

上述のように構成された本実施形態の遮光マウントケース１８は、液晶表示パネルＬpを４枚の側板１８ｂにより正規位置に弾性挟持している。即ち、図３に示すように、遮光マウントケース１８の段差１８ｄ内に液晶表示パネルＬpの後側偏光板６が嵌合した位置が液晶表示パネルＬpが遮光マウントケース１８に正規に装着された位置であり、液晶表示パネルＬpは、その４辺の各端面それぞれに遮光マウントケース１８の板バネとして作用するコの字状断面の側板１８ｂが当接し、互いに対向する側板１７ｂ同士の弾性付勢力により上記正規位置に挟持されている。

液晶表示パネルＬpを遮光マウントケース１８に装着する際は、液晶表示パネルＬpの表示エリアＡが遮光マウントケース１８の採光窓１８ｃに大略重なる配置で、液晶表示パネルＬpを遮光マウントケース１８内に落とし込む。この落とし込んだだけで液晶表示パネルＬpが４枚の側板１８ｂにより挟持されている位置は、互いに対向する側板１８ｂの各々の弾性付勢力が釣り合った位置であり、上述した正規の装着位置とは限らない。

次に、液晶表示パネルＬpを遮光マウントケース１８の底板１８ａに平行に方向を変えて微遊動させる。これにより、後側偏光板６が段差１８ｄ内から食み出していた場合は、後側偏光板６が段差１８ｄ内に容易に嵌合する。後側偏光板６が段差１８ｄ内に嵌合した正規位置に在る場合は、微遊動の際に抵抗があるため、作業者は液晶表示パネルＬpが正規位置に在ると判断できる。なお、後側偏光板６が段差１８ｄ内に嵌合しているか否かは、適切な光学装置を用いて検知するようにしてもよい。

この後は、第１実施形態の場合と同様に、液晶表示パネルＬpを遮光マウントケース１８に装着してなる表示ユニットＵd´をフレームケース１０の前室１０ａ内に嵌合装着し、その後室１０ｂ内には照明ユニットＵiを収納設置した後、シールドケース１６を被装すれば、本実施形態の液晶表示モジュールが得られる。

以上のように、本実施形態の液晶表示モジュールにおいては、液晶表示パネルＬpを遮光マウントケース１８内に両面テープ等の接着部材を用いずに遮光マウントケース１８自体の弾性付勢力を利用して嵌合装着するから、接着部材が不要となって部品点数が減るだけでなく、その位置決めを含む装着作業が極めて簡易となり、製造工数が大幅に低減される。従って、本液晶表示モジュールによれば、漏れ光の発生を確実に防止しコントラストの高い良好な表示品質が長期に亘り安定して得られる信頼性に優れた液晶表示モジュールを、より低コストで提供することが可能となる。

なお、本発明は、上述した第１、第２実施形態に限定されるものではない。例えば、液晶表示パネルＬpがブラックマスクを有しない場合や、バックライトがサイドライト式面状光照射装置ではなく、冷陰極管により直に液晶表示パネルを照射するバックライトの場合にも、本発明を好適に適用することができる。

第１実施形態としての液晶表示モジュールを示す分解斜視図である。 第１実施形態の液晶表示モジュールを示す断面図である。 第２実施形態としての液晶表示モジュールを示す断面図である。 第２実施形態の液晶表示モジュールにおける遮光マウントケースを示す斜視図である。

符号の説明

１、２ ガラス基板
３ シール材
４ ブラックマスク
５、６ 偏光板
８ 両面テープ
９、１８ 遮光マウントケース
１０ フレームケース
１１ 導光板
１７ シールドケース
Ｌp 液晶表示パネル
Ｕd、Ｕd´ 表示ユニット
Ｕi 照明ユニット

Claims (3)

1. 表示窓が設けられた上部ケースと採光窓が設けられた下部ケースとからなるケース内に液晶表示パネルが表示エリアを前記表示窓に対応させて収納され、前記下部ケースの外側に前記採光窓に対応させてバックライトが設けられてなる液晶表示モジュールであって、
   前記下部ケースと前記液晶表示パネルとの間に、前記バックライトからの照射光が前記表示エリアの周囲から出射されるのを遮断する遮光部材と前記液晶表示パネルの位置決め部材とを兼ねる介装部材を設け、
   前記介装部材は、底板部と板バネとしての側板部とを有し、前記液晶表示パネルが有している偏光板の外形形状に対応した段差領域が前記底板部に形成され、
   前記液晶表示パネルは、該液晶表示パネルの側面側から前記側板部によって弾性挟持されるとともに、前記底板部の前記段差領域に前記偏光板が落とし込まれるように配置されることにより位置決めされていることを特徴とする液晶表示モジュール。
2. 前記段差領域の深さは、前記偏光板の厚さに等しいことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示モジュール。
3. 前記液晶表示パネルは、前記表示エリアを区画定義する樹脂材料からなるブラックマスクを備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示モジュール。

Images