JP5304337B2

JP5304337B2 - 表示装置

Info

Publication number: JP5304337B2
Application number: JP2009056502A
Authority: JP
Inventors: 繁長谷川
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2009-03-10
Filing date: 2009-03-10
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2029-03-10
Also published as: JP2010210906A

Description

この発明は、偏光板等の光学シートが設置された表示装置に関する。

液晶表示パネルや有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス：electro-luminescence）ディスプレイパネル等のフラットパネルディスプレイ（以下、ＦＰＤ：Flat Panel Displayという）には、表示の品質を向上させるため、観察側の基板上に偏光板や位相差板、或いは各種フィルタ等の光学シートが設置されている。

ＦＰＤは、通常、表示を観察するための表示窓が設けられたケースに収容されているが、その表示窓と前記光学シートの端面との間には、光学シートのサイズや設置位置の誤差等を吸収できる程度に、適長幅の隙間が確保されている。この隙間からの光漏れが表示品質を低下させる原因となる。

特に、表示の背面側にバックライトを設けた透過型液晶表示装置では、バックライトからの照射光のうちの液晶表示パネルの端部に照射され液晶による透過制御作用を受けない迷光が、上記表示窓際の隙間から表示の観察側へ斜め視野角方向に漏れ光として出射されると、液晶の視野角特性と相俟って表示品質が著しく低下することになる。

従来、液晶表示装置における前記隙間からの斜め視野角方向への光漏れを防止するため、特許文献１等に示されるように、液晶表示パネルの適所つまり漏れ光の光路を遮断する位置に遮光テープを貼着する方法が採用されている。

特開２００３−５１６０号公報

しかるに、上記の遮光テープを貼着する方法では、遮光テープを適切なサイズに切断し漏れ光の光路に正確且つ確実に貼着する作業が面倒であるために工数の増加を招き、また、遮光テープが新たな組み付け用部材として増えるためにその分コストアップとなる。加えて、遮光テープの貼着位置がずれたり遮光テープの粘着剤にゴミが付着したりして製品歩留まりの低下の原因となることもある。

本発明の目的は、新たな専用部材か不要で組み付け作業が簡単であるから、コストアップを招くことなく表示窓際からの光漏れが確実に防止され、良好な表示品質を安定的に得ることができる歩留まりの良い表示装置を提供することである。

本発明の請求項１に記載の表示装置の発明は、表示を観察する側の面を表示面とし、前記表示面に光学シートが設置された表示パネルと、１枚の底板及びその周端部に沿って立設され、係合穴が形成された側板からなり、前記底板の対向側に形成された開口に前記光学シートを臨ませて前記表示パネルを収容する収容ケースと、実質的に光の透過を遮断する１枚の天板及びその周端部に沿って垂設され、板を折り返して形成された内板と外板とを含むバネ材と、前記外板の外面に、前記係合穴に対応させて設けられた係合突起と、を含む側板からなり、前記光学シートを平面的に囲繞可能な表示窓が前記天板に穿設され、前記収容ケースの開口に被装された状態で、前記表示窓の周端面が全周にわたり前記光学シートの周端面と対向接触若しくは対向離隔しているカバーケースと、を有し、前記バネ部材と前記カバーケースは遮光性樹脂材料を用いて一体に形成されていることを特徴とするものである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の表示装置において、前記光学シート、前記収容ケースの底板、及び前記カバーケースの天板の各平面外形が夫々矩形をなし、前記バネ部材は矩形の対向する辺に対応させて対向配置されていることを特徴とするものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の表示装置において、前記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、前記光学シートが偏光板であることを特徴とするものである。

請求項４に記載された発明は、請求項３に記載の表示装置において、前記液晶表示パネルの表示の観察側とは反対側の背面側に光を照射するためのバックライトパネルが設けられていることを特徴とするものである。

本発明によれば、新たな専用部材を用いずに少ない工数で容易に表示窓際からの光漏れを抑制でき、視認性に優れた良好な表示品質が安定して得られる、表示装置を提供することができる。

（ａ）は本発明の一実施形態としての液晶表示装置を示した平面図で、（ｂ）はそのＢ−Ｂ線断面図である。上記液晶表示装置のカバーケース被装工程における動作を示す要部拡大説明図で、（ａ）は基準被装状態、（ｂ）は不良被装状態、（ｃ）は修正被装状態、をそれぞれ示している。（ａ）、（ｂ）は共に上記実施形態の変形例を示す各模式的説明図である。本発明の他の実施形態を示す模式的説明図である。

図１（ａ）は本発明の一実施形態としての液晶表示装置を示す平面図で、図１（ｂ）はそのＢ−Ｂ線断面図である。

本実施形態の液晶表示装置は、大きさの異なる２個の収納空間が２段重ねに形成された片面開放型の外装ケース１を備えている。２個の収納空間は、開口された表示の観察側を前側として、扁平な直方体をなす空間の前室１ａと、これよりも仕切り棚１１の面積分だけ平面積が縮小された同じく扁平な直方体をなす空間の後室１ｂとからなる。なお、本実施形態の外装ケース１は、板金材をプレス加工して形成されている。

外装ケース１の前室１ａ内には、液晶表示パネルユニットＵ_LCが収納されている。液晶表示パネルユニットＵ_LCは、液晶表示パネル２が収容されたフレームケース３にカバーケース４が被装されてなる。

液晶表示パネル２は、一方の主面に電極（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。各ガラス基板２１、２２の液晶封入側とは反対側の外面には、それぞれ、矩形をなす偏光板２３、２４が互いに対向する位置に貼着されている。

ガラス基板２１、２２のうちの後側ガラス基板２２には、一方の短手縁辺を前側ガラス基板２１の対応する端面よりも外側へ突出させて、突出縁部２２１が形成されている。この突出縁部２２１の表面（電極形成面の延長面）には、液晶の駆動回路素子としてのドライバチップ２５がＣＯＧ（Chip On Glass）方式により搭載されている。また、突出縁部２２１の端部には、両基板２１、２２の各電極に接続されている引回し配線の各接続端子（不図示）が並設されている。そして、突出縁部２２１の接続端子列には、駆動制御信号供給用のフレキシブル配線基板（以下、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit Board）という）２６が導通接合されている。

フレームケース３は、矩形をなす底板３１の周囲４辺に側板３２がそれぞれ立設されてなり、直方体の片面（底板３１に対向する上面）が開放された筐体に形成されている。このフレームケース３の外形サイズは、前室１ａ内に略隙間無く嵌装されるサイズに設定されている。底板３１には、液晶表示パネル２の背面に照射される光を採りいれるための照射窓３１１が穿設されている。この照射窓３１１は、液晶表示パネル２の後側偏光板２４よりも充分に大きい矩形に形成されている。そして、４方の各側板３２には、フレームケース３に被装されるカバーケース４を係止するための係合穴３２１が、それぞれ２箇所づつ穿設されている。なお、液晶表示パネル２は、フレームケース３内の所定の位置に、図示しない両面粘着テープ等により固定設置されている。

カバーケース４は、矩形をなす天板４１の周囲４辺にそれぞれ二重柵型側板４２が垂設されてなる。ここで、４枚の各二重柵型側板４２は、それぞれ、細長矩形板を長手方向に沿って折り返して内板４２１と外板４２２からなる断面が略Ｖ字状の二重柵型に形成され、この二重柵型側板４２がバネ部材を形成している。個々の側板４２は互いにコーナー部で切り離され、各側板４２の外板４２２の外面には、前述したフレームケース側板３２の係合穴３２１に対応させて、半球状の係合突起４２３がそれぞれ凸設されている。そして、天板４１には、液晶表示パネル２のケース外部に臨ませる観察側（表側）偏光板２３を平面的に囲繞する表示窓４１１が穿設されている。この表示窓４１１は、その周端面を表側偏光板２３の周端面に全周にわたり所定の微小間隙ｃを保ち平面的に対向させて囲繞できる大きさの矩形に形成されている。

上述した表示窓４１１と表側偏光板２３の各周端面間の対向間隔（以下、表示窓際間隙という）の寸法ｃは、表示窓際からの光漏れを表示の視認性を損ねない程度に抑制できる最大寸法の１／２の寸法であり、したがって、表示窓際間隙の寸法は２ｃまで許容される。

そして、上述のような形状を備えるカバーケース４は、光の透過を遮断する弾性材料、例えば黒色顔料が含有された樹脂材料等を用い、インジェクション等の成形法により一括成形されている。

このように、カバーケース４の二重柵型側板４２は二重柵型に形成して板バネを兼ねる構成とし、遮光性弾性材料を用いて一括形成することにより、専用部材としての板バネを介装する場合に比べて、部品点数が少なくなると共に、カバーケース４をフレームケース３に嵌装する組付け作業が簡単となり、製造作業工数が大幅に低減される。

また、本実施形態の液晶表示パネルユニットＵ_LCでは、表側偏光板２３、表示窓４１１、カバーケース４、フレームケース３の各平面外形を矩形に揃えたから、カバーケース４の天板４１が４辺に設けた二重柵型側板４２の弾発力により効率よく均一に平衡状態に保持される。

液晶表示パネルユニットＵ_LCの表示の観察側とは反対側の背面側つまり外装ケース１の後室１ｂ内には、面発光バックライトユニットＵ_BKが収納設置されている。面発光バックライトユニットＵ_BKは、実質的に透明な矩形板からなる導光板５と、導光板５の一端面（光入射端面）に設置された光源素子としてのＬＥＤ（Light-Emitting Diode）６、ＬＥＤ６に対する給電配線回路が形成されたＦＰＣ７、及び導光板５の光出射面（液晶表示パネル２に対向させる前面）５１に積層配置された光学シート積層体８、及び導光板５の後面５２に配置されている光反射シート９等で構成されている。

上述のように構成された面発光バックライトユニットＵ_BKにおいては、ＬＥＤ６から射出された光が、導光板５内に入射し、この入射光が後面５２の微細凹凸パターン（不図示）に入射すると、大部分は前面５１に向けて内面反射され、前面５１から面状に出射される。出射された光は光学シート積層体８を透過することにより、輝度分布が均一で正面輝度の高い面状照射光となり照射窓３１１を介して液晶表示パネル２の背面に照射される。内面反射されずに導光板５外に出射した光は、光反射シート９により反射されて導光板５内に再入射し、面状照射光として液晶表示パネル２に向けて出射される。

照射窓３１１を介して照射された照射光のうち、窓際近辺に向けて斜めに照射された矢印Ｒで示されるような光は、液晶表示パネル２の液晶による透過制御を受けない光つまり迷光となって液晶表示パネル２の端面から出射するが、上述したようにカバーケース４は遮光材料で形成されているために外部への出射は阻止される。しかし、二重柵型側板４２の内板４２１の内面で反射された光には、表示窓際間隙ｃに向かう光もあるが、上述したように表示窓際間隙寸法ｃは、表示窓際からの光漏れを表示の視認性を損ねない程度に抑制できる最大寸法の１／２の微小寸法に設定されているから、表示窓際間隙ｃからの光漏れによる表示品質の低下が確実に防止される。

次に、本実施形態の液晶表示装置を組立てる際のカバーケース４の被装手順とその動作について、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に基づき説明する。図２（ａ）は、所定位置に貼着された表側偏光板２３に対しカバーケース４が被装された正常被装状態を示す要部拡大断面図で、図２（ｂ）は貼着位置がずれた表側偏光板２３に対しカバーケース４がそのまま被装された不良被装状態を示す要部断面図、及び図２（ｃ）は貼着位置がずれた表側偏光板２３に対しカバーケース４が位置を修正して被装された修正被装状態を示す要部断面図である。

カバーケース４を被装する際は、各二重柵型側板４２における外板４２２の係合突起４２３が凸設されている外面を、液晶表示パネル２が所定位置に設置されたフレームケース３の対応する側板３２の内面（厳密には主に上端エッジ部）に摺接させつつ、カバーケース４全体をフレームケース３の開口に押し込めばよい。

カバーケース４が深く嵌合装入されるに従い、各側板４２が弾性変形して外板４２２の外側に開く角度θが縮小され、やがて、二重柵型側板４２自体の弾発力により係合突起４２３が対応する係合穴３２１内に嵌入し、カバーケース４の装着が完了する。即ち、Ｖ字断面の二重柵型側板４２が板バネとして機能し、カバーケース４をフレームケース３の開口に合せて押し込むだけの簡単な作業により、カバーケース４をフレームケース３の所定位置に正確に嵌合装着することができる。

カバーケース４が所定位置に被装された状態において、フレームケース３の所定位置に液晶表示パネル２が正確に設置され、且つ、表側偏光板２３がガラス基板２１の所定位置に正確に貼着されていた場合、表側偏光板２３は、図１（ａ）に示されるように、表示窓４１１に中心を揃えて囲繞されている。このとき、図１（ｂ）、及びその要部を拡大した図２（ａ）に示されるように、表側偏光板２３の端面と表示窓４１１の端面とが、全周にわたり、所定の微小間隙ｃを保って対向している。この間隙寸法ｃは、前述したように、表示窓際からの光漏れを表示の視認性を損ねない程度に抑制できる最大寸法の１／２程度の微小な間隙である。

ここで、表側偏光板２３の貼着位置が、図２（ｂ）に示されるように、反ドライバチップ２５側へ寸法ｄ（ｄ＞ｃ）だけずれていた場合、表示窓４１１の反ドライバチップ２５側縁部が表側偏光板２３の同じ側の端部に重なってしまう。また、反対側のドライバチップ２５側の端面と対応する表示窓４１１の端面との間隔が（ｃ＋ｄ）と大きくなる。この間隔（ｃ＋ｄ）の大きさは、表示の視認性を損ねる光漏れを生じさせるのに充分な大きさである。

そこで、作業者は、図２（ｃ）に示されるように、カバーケース４の天板４１全体を反ドライバチップ２５側へ寸法ｄだけ移動させる。このとき、カバーケース４における反ドライバチップ２５側の二重柵型側板４２による弾発力に抗して天板４１を移動させることになるが、天板４１は図２（ａ）、（ｂ）の状態において４辺に垂設された二重柵型側板４２の対向する方向の各弾発力が互いに打ち消しあった平衡状態に在るから、この状態から天板４１１全体を反ドライバチップ２５側に寸法ｄだけ移動させることは、極めて容易である。

天板４１１全体を反ドライバチップ２５側に寸法ｄだけ移動させたら、図２（ｃ）に示されるように表示窓４１１の反ドライバチップ２５側端面を表側偏光板２３の対応する端面に係合させる。この状態においては、表示窓４１１の反ドライバチップ２５側端面が表側偏光板２３の対応する端面に、対応側の二重柵型側板４２の弾発力により弾接している。また、反対側では、表示窓４１１のドライバチップ２５側端面と表側偏光板２３の対向端面との間隔寸法は２ｃと広がるが、この寸法２ｃは前述したように表示窓際からの光漏れを表示の視認性を損ねない程度に抑制できる最大寸法であり、この表側偏光板２３の貼着位置ズレが液晶表示装置の表示品質不良を招くことはない。

表側偏光板２３の貼着位置が、上記の反ドライバチップ側以外の方向、即ち、上述とは反対側のドライバチップ２５側や、長手方向とは直角方向の短手方向、或いは、長手、短手の双方向に、設定間隙寸法ｃよりも大きくずれた場合でも、カバーケース４は常に４方の二重柵型側板４２の弾発力が釣合った平衡状態に保持されているから、上記の反ドライバチップ２５側のずれの場合と同様に、カバーケース４を表側偏光板２３がずれた方向へずれた距離だけ容易に移動させることができ、表側偏光板２３の全周を表示窓４１１で窓際間隙寸法を許容される２ｃ以内に抑えて囲繞したカバーケース４の適正被装状態が、常に安定して得られる。

以上のように、本実施形態の液晶表示装置では、平面外形が矩形をなす液晶表示パネル２が収納設置されたフレームケース３に、矩形の天板４１に垂設した４辺の二重柵型側板４２を互いに切離された板バネ状の二重柵型側板に形成したカバーケース４を、それら二重柵型側板４２の弾発力を利用して嵌合装着する構成とするから、カバーケース４をフレームケース３の開口の内側に合せて押し込むだけで、常にカバーケース４が周囲４方の二重柵型側板４２による弾発力が釣り合った平衡状態でフレームケース３に被装される。

したがって、表側偏光板２３の貼着位置がずれた場合に、カバーケース４をフレームケース３に押し込んだ後、平衡保持状態の天板４１を表側偏光板２３のずれに合せて移動させるだけの簡単な作業で、ずれた側の表示窓４１１の端面を対応する表側偏光板２３の端面に二重冊型側板４２の弾発力により圧接係合させ、表側偏光板２３全体を表示窓４１１により窓際間隙を光漏れを表示の視認性を損ねない程度に抑制できる最大寸法２ｃ以内に抑えて囲繞したカバーケース４の適正被装状態が容易に得られる。

その結果、遮光テープ等の遮光専用部材を用いずに表示窓４１１が穿設され平衡保持された遮光性天板４１を表側偏光板２３のずれに応じて移動させるだけの簡単な作業により、カバーケース４の上記適正被装状態が確実に得られ、表示窓４１１の窓際からの漏れ光による視認性の低下が防止された高品質の透過型液晶表示装置を常に少ない工数で歩留まり良く提供することができる。

また、本実施形態では、表側偏光板２３の貼着位置のみがずれた状態を想定したが、これに限らず、液晶表示パネル２の設置位置のずれや各部材の製造上の寸法ずれ等の種々のずれが重なって、単にカバーケース４をフレームケース３に押し込み装着しただけでは表側偏光板２３全体が表示窓４１１に囲繞されない場合に、最終的にトータルのずれとして表れた表側偏光板２３の表示窓４１１に対する位置ずれに合せて、平衡保持状態に在る天板４１を移動させるだけで、同様にカバーケース４の適正被装状態が得られる。

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、上記実施形態では、カバーケースの側板を二重柵型側板４２に形成して略Ｖ字状のバネ部材を兼ねる構成としたが、これに限らず、バネ部材を略Ｕ字状にしてもよく、バネ部材をカバーケースとは別個の専用部材としてカバーケース側板或いは収納ケース側板の何れかに装着してもよい。

また、上記実施形態においては、表側偏光板２３、液晶表示パネル２、表示窓４１１のそれぞれの設置位置や、各部材の寸法が設定通りである場合（以下、基準組付け状態という）に、図１（ａ）に示されるように表側偏光板２３と表示窓４１１との各端面間の間隙が全周にわたり寸法ｃとなる構成となっているが、これに限らず、生産技術を向上させることにより、基準組付け状態が図３（ａ）、（ｂ）の変形例に示される状態となるように構成してもよい。

図３（ａ）、（ｂ）の変形例では、平面外形が夫々矩形をなす液晶表示パネルの収容ケース１０１にカバーケース１０２が６個の板バネ１０３を介して嵌装されている。そして、図３（ａ）に示す変形例では、カバーケース１０２に矩形の表示窓１０２１が穿設され、この表示窓１０２１は液晶表示パネル（不図示）の表側偏光板１０４をそれぞれの周端面を対向させて囲繞しているが、長手方向においてのみ間隙寸法ｃ（表示窓際からの光漏れを表示の視認性を損ねない程度に抑制できる最大寸法の１／２の寸法）を保って対向させ、短手方向においては間隙を無くして接触させた状態を基準組付け状態としてある。

一方、図３（ｂ）の変形例では、矩形の表側偏光板１０５とこれを囲繞するカバーケース１０２の矩形表示窓１０２１とを全周にわたり間隙を無くして接触させた状態を基準組付け状態としてある。この場合、表示窓際からの漏れ光を略無くすことができ、表示品質がより向上する。

さらに、上記実施形態では、表側偏光板２３、フレームケース３、及びカバーケース４の天板の各平面外形が夫々矩形をなす構成となっているが、これに限らず、図４に示すように、平面外形がそれぞれ正五角形の収容ケース１１１にカバーケース１１２を各辺に対応させて配置した５個の板バネ１１３を介して嵌装し、カバーケース１１２の天板１１２１には、円形の表示窓１１２２が穿設され、この表示窓１１２２が、収容される液晶表示パネル（不図示）の平面外形が円形の表側偏光板１１４を、夫々の周端面が全周にわたり間隙ｃを保って対向した状態で囲繞している構成としてもよい。なお、板バネをコイルバネとしてもよい。

このように、カバーケース１１２の平面外形と表示窓１１２２とが異なる形状であっても、本発明を適用することにより、上記実施形態等と同様に、カバーケース１１２を表側偏光板１１４のずれ方向に円滑に移動させて表側偏光板１１４全体が表示窓に囲繞された適正被装状態を容易且つ安定的に得ることができる。要は、カバーケースが周囲に介設した複数のばね部材の弾発力により平衡状態に保持されればよい。

加えて、本発明は、表示モードが異なる他の液晶表示装置で、表側ガラス基板に貼着される光学シートが、偏光板ではなく位相差板や各種フィルタ等の他の光学シートである場合や、或いは、有機ＥＬ表示装置やプラズマディスプレイ装置等の他の種々の表示装置に、広く適用できることは勿論である。

１外装ケース
２液晶表示パネル
２１、２２ガラス基板
２３表側偏光板
２４後側偏光板
３フレームケース
３１底板
３１１照射窓
３２側板
３２１係合穴
４カバーケース
４１天板
４１１表示窓
４２二重柵型側板
４２１内板
４２２外板
４２３係合突起
５導光板
６ＬＥＤ
１０１収容ケース
１０２カバーケース
１０２１表示窓
１０３板バネ
１０４表側偏光板
１１１収容ケース
１１２カバーケース
１１２２表示窓
１１３板バネ
１１４表側偏光板

Claims

表示を観察する側の面を表示面とし、前記表示面に光学シートが設置された表示パネルと、
１枚の底板及びその周端部に沿って立設され、係合穴が形成された側板からなり、前記底板の対向側に形成された開口に前記光学シートを臨ませて前記表示パネルを収容する収容ケースと、
実質的に光の透過を遮断する１枚の天板及びその周端部に沿って垂設され、板を折り返して形成された内板と外板とを含むバネ材と、前記外板の外面に、前記係合穴に対応させて設けられた係合突起と、を含む側板からなり、前記光学シートを平面的に囲繞可能な表示窓が前記天板に穿設され、前記収容ケースの開口に被装された状態で、前記表示窓の周端面が全周にわたり前記光学シートの周端面と対向接触若しくは対向離隔しているカバーケースと、
を有し、
前記バネ部材と前記カバーケースは遮光性樹脂材料を用いて一体に形成されていることを特徴とする表示装置。
前記光学シート、前記収容ケースの底板、及び前記カバーケースの天板の各平面外形が夫々矩形をなし、前記バネ部材は矩形の対向する辺に対応させて対向配置されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記表示パネルは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、前記光学シートは偏光板である、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の表示装置。
前記液晶表示パネルの表示の観察側とは反対側の背面側に光を照射するためのバックライトパネルが設けられていることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。