JP4653429B2

JP4653429B2 - 取り付けフレーム

Info

Publication number: JP4653429B2
Application number: JP2004195912A
Authority: JP
Inventors: 信行大玉; 知之渡辺
Original assignee: ライツ・アドバンスト・テクノロジー株式会社
Priority date: 2004-07-01
Filing date: 2004-07-01
Publication date: 2011-03-16
Anticipated expiration: 2024-07-01
Also published as: JP2006018037A

Description

本発明は、矩形の導光板と、この導光板の光入射端面部に沿って配される光源と、導光板に重ねられる液晶表示パネルとを保持する枠状の取り付けフレームに関する。

可搬タイプのいわゆるラップトップ型パーソナルコンピュータのディスプレィとして、コンパクト化が可能で電力消費量も少ない液晶を利用したものが普及している。このような液晶表示装置においては、バックライト光源や、このバックライト光源からの光を液晶表示パネルの裏面全体に均一に導く導光板などをユニット化してパーソナルコンピュータの筺体内に組み込むことが一般的である。そこで、これらバックライト光源や導光板の他に、液晶表示パネル，導光板の裏面部にあてがわれる光反射シート，導光板と液晶表示パネルとの間に介装されるプリズムシートなどの光偏向シートを取り付けフレームを介して一体化した状態で組み付け、この取り付けフレームを上述した筺体内に固定することが一般的に行われている。

このような液晶表示装置に用いられる取り付けフレームは、アルミニウムやステンレス鋼などの金属板をプレス加工によって所定形状に成形したものが用いられており、軽量化を企図して比較的高強度の樹脂の射出成形品も使われるようになっている。何れもコンパクト化の要請から極めて寸法的な制約が高く、例えば１５インチサイズ（ほぼＡ４版の寸法に対応する）の液晶ディスプレィで用いられる従来の取り付けフレームは、導光板や液晶表示パネルの積層方向に沿った高さ寸法が７〜８mm程度，その幅寸法が４〜５mm程度しかなく、液晶ディスプレィの表示面積とほとんど大差のないことが理解できよう。このようなことから、特に樹脂製の取り付けフレームの場合には、その剛性を高めるために溝形断面形状が一般に採用され、型抜きの容易性のために溝を型抜き方向に開口させた構造となっている。

液晶表示装置に用いられる従来の金属製取り付けフレームの場合、機械的強度に対しては優れているものの、樹脂製のものと比較すると重量が嵩む上に電気的な絶縁対策を施す必要があり、加工工数が多くなって製造コストの上昇を招いてしまう欠点を有する。また、アルミニウムのような降伏点強度の小さな金属を使用した場合には、強い外力の負荷によって比較的容易に塑性変形してしまう欠点があった。

一方、樹脂製の取り付けフレームの場合、金属製のものと比較すると軽量であって絶縁対策が全く不要であるという利点がある反面、成形時の熱収縮や内部応力などによって取り付けフレームが糸巻状に内側に反ったり、ゆがんだりしてしまう欠点がある。このような反りやゆがみが取り付けフレームに発生すると、光偏向シートや液晶表示パネルを取り付けた時にこの取り付けフレームの反りやゆがみによってこれらが撓み、光の出射特性が微妙に変わって最悪の場合には照度むらを発生するおそれがあった。

このようなことから、取り付けフレームに装着された光偏向シートや液晶表示パネルを装着した場合、これらが撓む要因となる糸巻状に内側に反ったりゆがんだりしない樹脂製の取り付けフレームを射出成形によって製造し得ることが望まれている。

本発明による取り付けフレームは、光入射端面部およびその両側の一対の側端面部ならびに光出射面部およびその反対側の裏面部を有する矩形の導光板と、この導光板の裏面部にあてがわれる光反射シートと、前記導光板の光入射端面部に沿って配される光源と、前記導光板の光出射面部に重ねられる液晶表示パネルとを保持する枠状の取り付けフレームであって、前記導光板の少なくとも一対の側端面部と対向する縦壁部と、これら縦壁部の高さ方向一端側から内側に延在して前記光反射シートの外周端部を受けるフランジ状の受け部と、前記縦壁部の高さ方向両端側から外側に延在する一対のフランジ状をなす横壁部とを具えたことを特徴とするものである。

本発明においては、導光板の少なくとも一対の側端面部と対向する縦壁部の外側にこの縦壁部と平行に延在するものが存在せず、成形時に発生する熱収縮や内部応力はこの部分を糸巻状に内側に反らせたりする要因とはならない。

本発明の取り付けフレームにおいて、縦壁部および一対の横壁部に跨がって配される複数の仕切り壁部をさらに具えることができる。

また、縦壁部の高さ方向他端側とこの他端側から外側に延在する一方の横壁部の内側端部とに跨がって形成され、液晶表示パネルの外周端部を受ける切欠状の段部をさらに具えることができる。この場合、縦壁部の高さ方向他端側と段部に跨がって形成され、導光板と液晶表示パネルとの間に介装される少なくとも１枚の光偏向シートを位置決め状態で収容するための位置決め部をさらに具えることができる。

光源と対向し、両端部が縦壁部側に接続する第２の縦壁部と、この第２の縦壁部の高さ方向他端側から内側に延在するフランジ状の補強横壁部とをさらに具えることができる。この場合、第２の縦壁部と平行に補強横壁部から第２の縦壁部の一端側に突出する補強縦壁部をさらに具えることができる。

一対のフランジ状をなす横壁部の間隔を一定に設定することができる。

なお、この取り付けフレームは９０℃以上の軟化点を有する樹脂の射出成形品であってよい。

本発明の取り付けフレームによると、導光板の少なくとも一対の側端面部と対向する縦壁部と、これら縦壁部の高さ方向両端側から外側に延在する一対のフランジ状をなす横壁部とを具えているので、導光板の少なくとも一対の側端面部と対向する取り付けフレームの部分の糸巻状の内側への反りやゆがみを抑えることができる。このため、光偏向シートや液晶表示パネルに取り付けフレームからの外力が負荷せず、これらを適切に保持することができる。

縦壁部および一対の横壁部に跨がって配される複数の仕切り壁部をさらに具えた場合、横壁部の変形を阻止すると同時に取り付けフレーム自体の強度をさらに向上させることができる。

液晶表示パネルの外周端部を受ける切欠状の段部を縦壁部の高さ方向他端側とこの他端側から外側に延在する一方の横壁部の内側端部とに跨がって形成した場合、ここに液晶表示パネルを嵌め込むことができ、液晶表示パネルを適切に保持することが可能となる。さらに、導光板と液晶表示パネルとの間に介装される光偏向シートを位置決め状態で収容するための位置決め部を、縦壁部の高さ方向他端側と段部に跨がって形成した場合、光偏向シートの位置ずれや浮き上がりを防止して導光板と液晶表示パネルとの間に正しく介在させることができ、斑のない所望の配光特性を維持することが可能である。

光源と対向し、両端部が縦壁部側に接続する第２の縦壁部と、この第２の縦壁部の高さ方向他端側から内側に延在するフランジ状の補強横壁部とをさらに具えている場合、光源と対向する取り付けフレームの部分の強度を維持することができる。さらに、第２の縦壁部と平行に補強横壁部から第２の縦壁部の一端側に突出する補強縦壁部を設けた場合、光源と対向する取り付けフレームの部分の強度を向上させることができる。

一対のフランジ状をなす横壁部の間隔を一定に設定した場合、導光板の少なくとも一対の側端面部と対向する取り付けフレームの部分の強度を均一に保つことができる。

取り付けフレームが９０℃以上の軟化点を有する樹脂を射出成形して製造した場合、環境温度の変化による取り付けフレームの変形などが発生せず、これに保持された光偏向シートや液晶表示パネルに悪影響を与えるようなことがない。

本発明による取り付けフレームの一実施形態について、図１〜図６を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこのような実施形態のみに限らず、特許請求の範囲に記載された本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が可能であり、従って本発明の精神に帰属する他の任意の技術にも当然応用することができる。

本実施形態における液晶表示装置の外観を分解状態で図１に示し、その表示画面の短辺に沿った断面構造を図２に示し、長辺に沿った断面構造を図３に示す。すなわち、本実施形態における液晶表示装置１０は、ラップトップ型パーソナルコンピュータの液晶ディスプレィに用いられるものであり、いわゆる１５インチ（ほぼＡ４版サイズに相当）の表示面積を持つものである。この液晶表示装置１０は、矩形の楔状をなす導光板１１と、この導光板１１の裏面部１２にあてがわれる光反射シート１３と、導光板１１の光入射端面部１４に沿って配される光源１５と、この光源１５からの光を導光板１１側に導く溝形断面のリフレクタ１６と、導光板１１の光出射面部１７に重ねられる液晶表示パネル１８と、この液晶表示パネル１８と導光板１１との間に介装される光偏向シート１９と、これらを一括して保持する取り付けフレーム２０とを有する。

光反射シート１３は、導光板１１の裏面部１２から導光板１１外に出射した光を再び導光板１１内に導いて導光板１１の光出射面部１７から導光板１１外に出射させるためのものであり、白色の紙や白色樹脂あるいは表面を梨地処理した金属フィルムなどを利用することができる。本実施形態では、厚みが１９５μmの白色樹脂シートを使用しており、その一対の短辺側の一部には、取り付けフレーム２０に対する光反射シート１３の位置決めを行うための係合突起２１がそれぞれ形成されている。

本実施形態における光源１５は、直径が約２mm弱の冷陰極管であり、表示画面の長辺に対応した長さ、つまりほぼ３００mmの発光長を有する。

本実施形態における導光板１１は、光学的に透明なアクリル樹脂などにて形成され、光源１５からの光が入射する光入射端面部１４と、その反対側の反射端面部２２と、光偏向シート１９が近接する光出射面部１７と、その反対側の裏面部１２と、一対の側端面部２３とを有し、光入射端面部１４から反射端面部２２に向けて肉厚が漸減した楔状をなし、具体的には光入射端面部１４にて２mm，反射端面部２２にて０.６mmの肉厚に設定されている。また、本実施形態における導光板１１の光出射面部１７および裏面部１２の少なくとも一方には、導光板１１内を伝播する光の一部を導光板１１の外に出射させるための微小な光偏向部（図示せず）がランダムに形成され、導光板１１の光出射面部１７から出射する照明光の明るさおよび輝度が均一となるように配慮している。

リフレクタ１６は、鏡面加工されたステンレス鋼シートをプレス加工によって成形したものであり、その開口端側で導光板１１の光入射端面部１４を挟み込み、光源１５からの光がすべて導光板１１の光入射端面部１４に入射するように配慮している。

また、液晶表示パネル１８の一側端部には図示しないフレキシブルプリント配線板が引き出されており、このフレキシブルプリント配線板の端部は取り付けフレーム２０の外で図示しないドライバに連結される。

光偏向シート１９は、導光板１１の光出射面部１７から導光板１１外に出射する光の方向や輝度分布などを所望の特性に調整するためのものであり、相互に平行に配列する山形断面の傾斜面を有し、厚みが１８０μmのプリズムシートと、光を乱反射させるためのランダムな凹凸を表面を持つ厚みが１２０μmの光拡散シートとからなり、液晶表示パネル１８からの光の出射特性に応じて適当なものを選択して使用する。本実施形態では、上述した導光板１１と同様に、この光偏向シート１９の一対の側端部に取り付けフレーム２０に対する位置決めを行うための係合突起２４をそれぞれ形成している。

本実施形態における取り付けフレーム２０の平面形状を図４に示し、その右側面形状を図５に示し、その裏面形状を図６に示す。すなわち、本実施形態における取り付けフレーム２０は、チタン酸バリウム粉末が混合された液晶ポリマーの射出成形品であり、導光板１１の一対の側端面部２３と対向する一対の第１縦壁部２５と、これら第１縦壁部２５の高さ方向両端側から外側に延在する一対のフランジ状をなす上下の横壁部２６と、これら一対の横壁部２６および第１縦壁部２５に跨がって配される複数の仕切り壁部２７と、光源１５を介して導光板１１の光入射端面部１４と対向し、両端部が第１縦壁部２５側に接続する第２縦壁部２８と、この第２縦壁部２８の高さ方向他端側から内側に延在するフランジ状の補強横壁部２９と、第２縦壁部２８と平行に補強横壁部２９から第２縦壁部２８の一端側に突出する補強縦壁部３０と、導光板１１の反射端面部２２と対向し、両端部が第１縦壁部２５側に接続する内縦壁部３１と、この内縦壁部３１の高さ方向他端側から外側に延在する接続横壁部３２と、この接続横壁部３２の外側端から内縦壁部３１と平行に内縦壁部３１の一端側に突出する外縦壁部３３と、これら第１縦壁部２５，内縦壁部３１の高さ方向一端側から内側に延在して光反射シート１３の外周端部を受けるフランジ状の受け部３４とを具えている。光源１５側に沿って延在する受け部３５は、補強縦壁部３０から分離した状態となってその両端部が第１縦壁部２５から内側に突出する受け部３４につながっている。また、一対の第１縦壁部２５を跨ぐように補助受け部３６が形成されている。

このように、取り付けフレーム２０の外側に開口する溝形断面の構造を採用したことにより、この取り付けフレーム２０を射出成形する場合、これを成形するための金型の型開きに先立って溝形断面の部分を成形するスライドコアを型開き方向に対して直交する方向に退避移動させる必要がある。このため、スライドコアの退避移動に伴って横壁部２６の熱ひずみが緩和され、従来のものと材料使用量が同じであっても第１縦壁部２５の反りを著しく少なくすることができる。このため、光偏向シート１９や液晶表示パネル１８をこの取り付けフレーム２０に嵌め込んでも、取り付けフレーム２０の反りなどに起因する外力が光偏向シート１９や液晶表示パネル１８に負荷しないので、これらを適切に保持してたわみなどに起因する画質の低下を未然に防止することができる。本実施形態では導光板１１の両側端面部２３と対向する取り付けフレーム２０の部分に本発明の構造を採用したが、他の部品との関係で場所的な制約がなければ、導光板１１の反射端面部２２と対向する取り付けフレーム２０の部分などにも本発明の構造を採用することができることは言うまでもない。

一対のフランジ状をなす横壁部２６の間隔は一定に設定されており、第１縦壁部２５，第２縦壁部２８，内縦壁部３１，外縦壁部３３の最大高さ寸法はそれぞれ同じに設定されている。この場合、本実施形態では一対の横壁部２６の間に仕切り壁部２７が介在しているため、一対の横壁部２６の間隔を一定に保つと同時にこれらのたわみ剛性を著しく向上させることができる。

上述したように、本実施形態における導光板１１は、光入射端面部１４から反射端面部２２に向けて肉厚が漸減した楔状をなしているため、これに対応して内縦壁部３１側に位置する受け部３４ほど、この取り付けフレーム２０の高さ方向一端側から上方にせり上がった状態となっている。

第１縦壁部２５の高さ方向他端側とこの他端側から外側に延在する一方の横壁部２６の内側端部とには、液晶表示パネル１８の外周端部を受ける切欠状の段部３７がこれらに跨がって形成されている。同様に、内縦壁部３１の高さ方向他端側とこの他端側から外側に延在する接続横壁部３２とにも、液晶表示パネル１８の外周端部を受ける切欠状の段部３８がこれらに跨がって形成されている。このような段部３７，３８を形成してここに液晶表示パネル１８を嵌め込むことにより、液晶表示パネル１８と光偏向シート１９および導光板１１との直接的な接触を回避することができ、これらの接触による画質の低下を未然に防止することができる。

一対の第１縦壁部２５には、導光板１１の側端面部２３に突設された係合突起２１を嵌合するための複数の係合孔３９が形成され、取り付けフレーム２０に対する光偏向シート１９の位置ずれを未然に防止することが可能であり、より確実に光偏向シート１９を取り付けフレーム２０に固定して液晶表示パネル１８側への浮き上がりを防止することができる。また、導光板１１と液晶表示パネル１８との間に介装される光偏向シート１９に形成された係合突起２４を差し込む係合溝４０が第１縦壁部２５の高さ方向他端側と段部３７とに跨がって形成されており、取り付けフレーム２０に対する導光板１１のがたつきを未然に防止することができる。

本発明による取り付けフレームを用いた液晶表示装置の外観を分解状態で表す立体投影図である。図１に示した液晶表示装置の拡大破断断面図であり、図４中のII−II矢視部分に対応する。図１に示した液晶表示装置の拡大破断断面図であり、図４中のIII−III矢視部分に対応する。図１に示した取り付けフレームの平面図である。図２に示した取り付けフレームの側面図である。図２に示した取り付けフレームの裏面図である。

符号の説明

１０液晶表示装置
１１導光板
１２裏面部
１３光反射シート
１４光入射端面部
１５光源
１６リフレクタ
１７光出射面部
１８液晶表示パネル
１９光偏向シート
２０取り付けフレーム
２１係合突起
２２反射端面部
２３側端面部
２４係合突起
２５第１縦壁部
２６横壁部
２７仕切り壁部
２８第２縦壁部
２９補強横壁部
３０補強縦壁部
３１内縦壁部
３２接続横壁部
３３外縦壁部
３４，３５受け部
３６補助受け部
３７，３８段部
３９係合孔
４０係合溝

Claims

光入射端面部およびその両側の一対の側端面部ならびに光出射面部およびその反対側の裏面部を有する矩形の導光板と、この導光板の裏面部にあてがわれる光反射シートと、前記導光板の光入射端面部に沿って配される光源と、前記導光板の光出射面部に重ねられる液晶表示パネルとを保持する枠状の取り付けフレームであって、
前記導光板の少なくとも一対の側端面部と対向する縦壁部と、
これら縦壁部の高さ方向一端側から内側に延在して前記光反射シートの外周端部を受けるフランジ状の受け部と、
前記縦壁部の高さ方向両端側から外側に延在する一対のフランジ状をなす横壁部と
を具えたことを特徴とする取り付けフレーム。
前記縦壁部および一対の横壁部に跨がって配される複数の仕切り壁部をさらに具えたことを特徴とする請求項１に記載の取り付けフレーム。
前記縦壁部の高さ方向他端側とこの他端側から外側に延在する一方の横壁部の内側端部とに跨がって形成され、液晶表示パネルの外周端部を受ける切欠状の段部をさらに具えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の取り付けフレーム。
前記縦壁部の高さ方向他端側と前記段部に跨がって形成され、前記導光板と液晶表示パネルとの間に介装される光偏向シートを位置決め状態で収容するための位置決め部をさらに具えたことを特徴とする請求項３に記載の取り付けフレーム。
前記光源と対向し、両端部が前記縦壁部側に接続する第２の縦壁部と、
この第２の縦壁部の高さ方向他端側から内側に延在するフランジ状の補強横壁部と
をさらに具えたことを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の取り付けフレーム。
前記第２の縦壁部と平行に前記補強横壁部から第２の縦壁部の一端側に突出する補強縦壁部をさらに具えたことを特徴とする請求項５に記載の取り付けフレーム。
前記一対のフランジ状をなす横壁部の間隔が一定に設定されていることを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載の取り付けフレーム。
前記取り付けフレームは、９０℃以上の軟化点を有する樹脂の射出成形品であることを特徴とする請求項１から請求項７の何れかに記載の取り付けフレーム。