JP5056038B2

JP5056038B2 - 画像表示モジュール

Info

Publication number: JP5056038B2
Application number: JP2007026822A
Authority: JP
Inventors: 竜仁原田
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2007-02-06
Filing date: 2007-02-06
Publication date: 2012-10-24
Anticipated expiration: 2027-02-06
Also published as: JP2008193486A

Description

この発明は、スピーカを備える平面型の画像表示モジュールに関する。

近年、携帯電話機等のモバイル機器のディスプレイとして、液晶表示パネルや有機ＥＬディスプレイ等の小型薄型化に好都合な平面型画像表示パネル（以下、ＦＰＤ（Flat Panel Display）という）が多用されている。

一方、携帯電話機は単なる電話機からテレビやＰＤＡ（Personal Data Assistants ）等の機能を備えた複合機として進化しつつあり、そのような複合モバイル機器に用いられるディスプレイとしては、単に映像を表示するだけでなく音声を発するスピーカも必要とされる。

スピーカを備えたモバイル機器のＦＰＤの一例として、特許文献１に示されるような車載用液晶表示パネルが知られている。
特開昭６２−２３１８４７号公報

上述の車載用液晶表示パネルでは、映像表示ディスプレイとスピーカが機器の前面に並設されている。このようにスピーカを機器前面の映像表示ディスプレイに並設すると、機器全体の面積が大きくなり、小型化の要求に逆行することとなり、携帯電話機のような薄型化と小型化が共に要求されるモバイル機器のディスプレイとしては適さない。

そこで、スピーカを映像表示ディスプレイの背面に設置して全体の面積の増大を回避した表示モジュールが提案されているが、この場合、表示ディスプレイの背面を振動させるために表示不良を発生させ易く、また、音波が表示モジュールの背面側に放出されるためにディスプレイの前側（表示モジュール正面側）に位置する表示の観察者に対しクリアで充分な音量の音声を提供できないという問題があった。

本発明の目的は、スピーカを備えるにも拘わらず小型薄型で且つ良好な品質の表示を観察しつつ所望のクリアな音声を聴取できる平面型の画像表示モジュールを提供することである。

本発明の請求項１に記載の画像表示モジュールは、平面型の画像表示パネルを備えた画像表示ユニットと、前記画像表示ユニットの表示の観察側とは反対側の背面側に設置され、印加電圧に応じて振動する圧電振動板からなる圧電式音源素子と、前記画像表示ユニットと前記圧電式音源素子を収納し、前記圧電式音源素子から発振される音波を表示の観察側に導く導音路を形成する外装ケースと、前記画像表示ユニットの背面と該背面に対向する前記圧電振動板の前面の周縁との間の所定範囲にわたり介装され、前記圧電振動板を前記外装ケースに対し離隔させて前記画像表示パネルの背面に固着するとともに、前記背面と前記圧電振動板の間に前記導音路に連通する空間を囲繞形成する接着介装部材とを、有し、前記接着介装部材は円環の一部を除去して開口が設けられた形状をなし、前記開口が前記導音路に向くように設けられていて、前記圧電振動板を前面が開放された状態で収容し、前記接着介装部材により前記圧電振動板と共に前記画像表示ユニットの背面に固着された保持ケースを、更に有していることを特徴とするものである。

請求項２に記載の画像表示モジュールは、請求項１に記載の画像表示モジュールにおいて、前記圧電振動板を前面が開放された状態で収容し、前記接着介装部材により前記圧電振動板と共に前記画像表示ユニットの背面に固着された保持ケースを、更に有していることを特徴とするものである。

請求項３に記載の画像表示モジュールは、請求項１又は請求項２に記載の画像表示モジュールにおいて、前記画像表示パネルが一対の基板間に液晶を挟持してなる液晶表示パネルであり、前記画像表示ユニットは前記液晶表示パネルの背面に光を面状に照射する面発光バックライトを更に備えていることを特徴とするものである。

本発明の画像表示モジュールによれば、音波のエネルギーロスを抑えて効率良く音波が発振されるとともに導音路を通りモジュール正面側に導かれ、良好な品質の表示を観察しつつクリアで充分な音量の音声の聴取が可能となる。

図１は本発明の一実施形態としての液晶表示モジュールを示す斜視図で、図２はそのII−II線断面図、図３はその分解斜視図である。

本実施形態の液晶表示モジュールは、図３に示されるように、大略、液晶表示パネル２と面発光バックライト３からなる液晶表示ユニット１、音源ユニット４、及び外装ケース５とで構成されている。

液晶表示パネル２は、図２に示されるように、電極（不図示）がそれぞれ形成された一対の矩形をなすガラス基板２１、２２を、それぞれの電極形成面を対向させて枠状シール材（不図示）により所定の間隙を保って接合し、枠状シール材で囲まれたガラス基板２１、２２間に液晶（不図示）を封入してなる液晶表示素子を、パネルケース２３に収納して構成されている。パネルケース２３には、表示を観察するための窓２３１が穿設されている。そして、上記液晶表示素子には、図１に示されるように、外部駆動制御回路基板（不図示）から液晶を駆動するための制御信号電圧を供給するためのフレキシブル配線基板２４が、導通接合されている。

液晶表示パネル２の表示の観察側とは反対側の背面側には、面発光バックライト３が設置されている。面発光バックライト３は、図３にも示されるように、実質的に透明な矩形板からなる導光板３１と、導光板３１の一端面（光入射端面）に対向配設された光源素子としてのＬＥＤ（Light-Emitting Diode）３２、ＬＥＤ３２に対する給電配線回路が形成された回路基板３３、及び導光板３１の光出射面（液晶表示パネル２に対向させる前面）に積層配置された光学シート積層体３４、導光板３１の後面に配置されている光反射シート３５等で構成されている。本実施形態においては、３個のＬＥＤ３２が導光板３１の光入射端面に対し均等に対向配設され、これら３個のＬＥＤ３２は回路基板３３に直接搭載されている。また、光学シート積層体３４は、図２に示されるように、光の出射方向を揃える２枚のプリズムシート３４１、３４２と光拡散シート３４３が導光板３１の光出射面上に順次積層配置されてなる。

面発光バックライト３の背面には、音源ユニット４が装着されている。音源ユニット４は、薄肉円板状をなす圧電セラミックフィルム４１１の表裏両面にそれぞれ円形電極４１２、４１３が貼着されてなる円板型の圧電振動板４１と、それら両円形電極４１２、４１３にそれぞれ導通接続される一対のリード配線４２２、４２３が配設されたＬ字型の音源信号入力用のフレキシブル配線基板４２と、圧電振動板４１を収容保持する保持ケース４３と、圧電振動板４１をこれを収容する保持ケース４３と共に面発光バックライト３の背面に固着する両面接着スペーサ４４とで構成されている。

音源信号入力用フレキシブル配線基板４２は、ポリイミドフィルム等の絶縁樹脂フィルムをベースフィルム４２１とし、このベースフィルム４２１の片側表面に２本の配線４２２、４２３が銅箔をフォトリソグラフィーによりパターニングして形成されている。各配線４２２、４２３の両端には、それぞれ、接続端子４２２１、４２２２と接続端子４２３１、４２３２が形成されている。これら配線４２２、４２３の一方の各接続端子４２２１、４２３１は、圧電セラミックフィルム４１１（図２参照）を挟む一対の円形電極４１２、４１３に導通接続されている。そして、この音源信号入力用フレキシブル配線基板４２は、その配線形成面を面発光バックライト３に対向させる配置でその背面側に設置されている。

保持ケース４３は、平面外形が略馬蹄形をなし、圧電振動板４１を収納するための収納孔４３１と短冊板部４３２を備えている。収納孔４３１の底部には、内径が圧電振動板４１の外径よりも小さい貫通孔４３１１が穿設されている。また、収納孔４３１の周壁４３１２の一部を切り欠いて、スリット４３１３が形成されている。このスリット４３１３から、収納孔４３１内に装填された圧電振動板４１に導通接続されているフレキシブル配線基板４２が外部に引き出される。なお、この保持ケース４３は、比較的硬度の高い樹脂材料を用いて例えばインジェクション法等により型成形されている。

両面接着スペーサ４４は、外径が前記圧電振動板４１の外径よりも大きく内径がそれよりも小さい円環の１／３程度を切除したＣ字形をなしている。この両面接着スペーサ４４は、発泡ブチルゴムシートの表裏両面にアクリル系接着剤からなる粘着層を夫々積層して形成され、必要且つ充分な接着力と振動緩衝能を備えている。従って、このような構成の両面接着スペーサ４４によれば、図２に示されるように、両面接着スペーサ４４の一方の粘着層が圧電振動板４１の周縁からこれを収容する保持ケース４３の周壁４３１２上面にわたって粘着するから圧電振動板４１が保持ケース４３に収容された状態で確実に固定され、他方の粘着層により液晶表示ユニット１の背面つまり面発光バックライト３の光反射シート３５に強固に固着されている。

上述した液晶表示パネル２と背面に音源ユニット４が装着された面発光バックライト３は、液晶表示ユニット１として外装ケース５に収納されている。本実施形態の外装ケース５は、板金材を加工し、大略、液晶表示パネル２及び面発光バックライト３を嵌め込み収納可能な平面外形を備える上面開放型の矩形箱状に形成されている。この外装ケース５の底板５１の中央部には、長手方向全長にわたり延在する矩形の凹部５１１が形成されている。この凹部５１１の一方の端部に、前記音源ユニット４が収容される。

その凹部５１１の一方の端部の底板５１には、本実施形態では５個の細孔５１２が十字の配置で穿設されている。これら細孔５１２は、収容設置される音源ユニット４の圧電振動板４１に対向するエリアに穿設され、圧電振動板４１の後面から発せられる不要な音波を外装ケース５外に速やかに逸散させるために設けられている。これにより、不要な音波を外装ケース５外の空間（適用機器内における本モジュール設置スペースの余剰空間）に逃がして吸収させ、減衰させることができる。その結果、音源ユニット４から発せられる音声がよりクリアになる。

そして、外装ケース５の４方の側板のうちの、音源ユニット４に近い短手側板５２には、音波を導く導音路を形成するための凸部５２１が形成されている。この凸部５２１は、底板５１の凹部５１１の一方の端部に対応させて設けられており、従って、前記凹部５１１と前記凸部５２１の両空間は連通している。

なお、一対の長手方向側板のうちの一方の側板５３には、２個の開口５３１、５３２がそれぞれ所定長にわたり形成されている。これら開口５３１、５３２は、それぞれ、液晶表示パネル２に接合されたフレキシブル配線基板２４及び音源ユニット４の音源信号入力用フレキシブル配線基板４２を、外装ケース５外に引き出すための開口である。

上述のように構成された外装ケース５には、図２に示されるように、背面に音源ユニット４が装着された面発光バックライト３と液晶表示パネル２が順次嵌め込み収納されている。この状態において、音源ユニット４の保持ケース４３に設けられている短冊板部４３２が凸部５２１の底部に嵌合装入され、これと、側板５２の凸部５２１、及び収納された面発光バックライト３と液晶表示パネル２の対応する各側端面とで、導音路６が囲繞形成されている。この導音路６は、圧電振動板４１が振動することによりその前面から発振される有用な音波を両面接着スペーサ４４の開口４４１から液晶表示パネル２の前面（モジュール正面）側に導くために設けられている。従って、圧電振動板４１が入力信号電圧に応じて振動することによりその前面から発振される音波は、両面接着スペーサ４４の開口４４１から導音路６内に進行し、この導音路６内を伝播する間に或る程度音圧（音量）が増幅されて液晶表示パネル２の表示面（前面）側に放出される。これにより、本液晶表示モジュールの視聴者は、液晶表示パネル２に表示される映像を観察するとともにそれに関するクリアな音声も聴取できる。

以上のように、本実施形態の液晶表示モジュールは、音源ユニット４を面発光バックライト３と液晶表示パネル２を重畳設置してなる液晶表示ユニット１の背面に装着し、この音源ユニット４から発せられる音波を液晶表示ユニット１の前面側に導く導音路６をモジュール側面に形成したから、スピーカを設けることによる液晶表示モジュール全体の面積の増加を可及的に小さく抑えることができる。その結果、スピーカ付き液晶表示モジュールが搭載される例えば携帯電話機等の適用製品を小型薄型化することができる。

そして、圧電振動板４１を、これを収容する保持ケース４３とともに両面粘着スペーサ４４により面発光バックライト３背面の光反射シート３５に固着し、外装ケース底面５１から離隔させて凹部５１１内に収容した状態で設置したから、圧電振動板４１の振動の外装ケース５への伝播が大略回避され、これによりエネルギーロスを抑えて充分な音圧を備えた音波が効率良く発振され、導音路６の音圧増幅効果と相俟って、モジュール正面側へ充分な音量の音声を放出させることができる。加えて、外装ケース５の振動が抑制されることにより、外装ケース５に静電気が発生する不具合が防止される。

また、圧電振動板４１前面の周縁を振動緩衝材料で形成された開口３４１を備える両面接着スペーサ４４を介して面発光バックライト３背面の光反射シート３５に固着したから、圧電振動板４１の振動の光反射シート３５への伝播が抑制され、これにより、圧電振動板４１前面から音波が効率よく発振され、発振された音波が大きく開かれた開口４４１から導音路６へ円滑に進行する。加えて、圧電振動板４１の振動による光反射シート３５の共振が抑制されることにより、液晶表示ユニット１の表示品質の低下が防止される。

更に、導音路６を形成するケース凸部５２１の底部に保持ケース４３の短冊板部４３２を嵌装して、圧電振動板４１の後面から発振された不要音波が導音路６へ進入するのを阻止する構成とし、且つ、ケース底面５１の圧電振動板４１との対向部に５個の細孔５１２を穿設して圧電振動板４１の後面から発せられる不要音波を外装ケース５外に速やかに逸散させる構成としたから、圧電振動板４１の前面から発振される有用な音波への後面から発振される不要音波の混入が実質的に阻止され、所望のクリアな音声が導音路６を通じてモジュール前面に放出される。

その結果、本実施形態の液晶表示モジュールの視聴者は、液晶表示モジュール正面側において、圧電振動板４１の振動が液晶表示ユニット１に伝播することによる表示不良の発生が防止された高度な品質の表示を観察しつつ、雑音の無いクリアな音声を充分な音量で聴取することができる。

さらに、音源信号入力用フレキシブル配線基板４２をその配線形成面とは反対側の後面を外装ケース５に向けて配置しているため、各配線４２２、４２３の接続端子４２２１、４２３１等の配線露出部が導電体の板金で形成された外装ケース５にリークする不具合が防止され、表示モジュールとしての信頼性が向上する。

なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態においては、圧電振動板４１を保持ケース４３に収容した状態で両面接着スペーサ４４により液晶表示ユニット１の背面の光反射シート３５に固着したが、これに限らず、導音路６の底部をケースの形状を変更する等の方法により遮蔽すれば、保持ケース４３を省略して圧電振動板４１を両面接着スペーサ４４により光反射シート３５に直接固着してもよい。これにより、構造が簡素化されて部品点数が減少し、液晶表示モジュールの原価が低減される。

また、本発明は、バックライト付きの液晶表示モジュールに限らず、バックライトを有しない反射式液晶表示モジュール或いは有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイやプラズマディスプレイ等の他の種々の平面型の画像表示モジュールに広く適用できることは勿論である。

本発明の一実施形態としての液晶表示モジュールを示す斜視図である。上記液晶表示モジュールを図１のII−II線で切断して示す模式的断面図である。上記液晶表示モジュールの分解斜視図である。

符号の説明

１液晶表示ユニット
２液晶表示パネル
２１、２２ガラス基板
２１１表示窓
２３パネルケース
２４フレキシブル配線基板（液晶駆動用）
３面発光バックライト
３１導光板
３２ＬＥＤ
３４光学シート積層体
３５光反射シート
４音源ユニット
４１圧電振動板
４１１圧電セラミックフィルム
４１２、４１３円形電極
４２フレキシブル配線基板（音源信号入力用）
４２１リード配線
４３保持ケース
４４両面接着スペーサ
５外装ケース
５１底板
５１１凹部
５２側板
５２１凸部
６導音路

Claims

平面型の画像表示パネルを備えた画像表示ユニットと、
前記画像表示ユニットの表示の観察側とは反対側の背面側に設置され、印加電圧に応じて振動する圧電振動板からなる圧電式音源素子と、
前記画像表示ユニットと前記圧電式音源素子を収納し、前記圧電式音源素子から発振される音波を表示の観察側に導く導音路を形成する外装ケースと、
前記画像表示ユニットの背面と該背面に対向する前記圧電振動板の前面の周縁との間の所定範囲にわたり介装され、前記圧電振動板を前記外装ケースに対し離隔させて前記画像表示パネルの背面に固着するとともに、前記背面と前記圧電振動板の間に前記導音路に連通する空間を囲繞形成する接着介装部材とを、有し、
前記接着介装部材は円環の一部を除去して開口が設けられた形状をなし、前記開口が前記導音路に向くように設けられていて、前記圧電振動板を前面が開放された状態で収容し、前記接着介装部材により前記圧電振動板と共に前記画像表示ユニットの背面に固着された保持ケースを、更に有していることを特徴とする画像表示モジュール。
前記画像表示パネルが一対の基板間に液晶を挟持してなる液晶表示パネルであり、前記画像表示ユニットは前記液晶表示パネルの背面に光を面状に照射する面発光バックライトを更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示モジュール。