JP5481291B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、液晶表示装置に関する。
液晶表示装置のバックライトには、発光ダイオード等の光源を導光板の端面に配置して、導光板によって面発光させるエッジライト方式や、液晶パネルの直下に光源を配置する直下型方式が知られている。
なお、特許文献1には、蛍光管で構成される複数本の発光部品が液晶セルの直下に配置された液晶表示装置が開示されている。また、特許文献2には、液晶シャッタの下側に1つの発光源が配置された液晶表示装置が開示されている。
特開2009−169324号公報 特開平06−301004号公報
ここで、直下型の液晶表示装置の部材コストを抑えるためには、例えば、光源数を少なくして、液晶パネルの下側に配置される光源を疎らにすることが考えられる。
しかし、液晶パネルの下側に配置される光源が少なくなると、液晶パネルに対して均一にバックライト光を照射しにくくなる。
本発明は、上記課題に鑑みて、光源数を削減してコストを抑制する場合においても、液晶パネルに均一にバックライト光が照射される液晶表示装置を提供することを目的とする。
(1)本発明に係る液晶表示装置は、上記課題に鑑みて、画像を表示する表示領域を有する液晶パネルと、前記表示領域の下側に配置されて、直線状に伸びる直線状発光部と、前記液晶パネルと前記直線状発光部の間に配置される拡散板と、を有し、前記拡散板は、前記表示領域の下側に位置する他の部分よりも厚くなるように形成される肉厚部を有し、前記肉厚部は、前記直線状発光部に対向して形成される、ことを特徴とする。
(2)(1)に記載された液晶表示装置であって、前記液晶表示装置は、前記液晶パネルと前記直線状発光部の間に配置される光学シートと、前記光学シートおよび前記拡散板よりも前記液晶パネル側に配置される枠状のパネル側フレームと、前記光学シートおよび前記拡散板よりも前記直線状発光部側に配置される枠状の発光部側フレームと、をさらに有し、前記パネル側フレームと前記発光部側フレームは、互いに間隔を置いて配置され、前記拡散板および前記光学シートは、前記発光部側フレームと前記パネル側フレームの前記間隔の間に差し込まれて保持され、前記パネル側フレームおよび前記発光部側フレームのうちの少なくとも一方は、前記拡散板の前記肉厚部を保持する部分に、凸部を有する、ことを特徴としてもよい。
(3)(2)に記載された液晶表示装置であって、前記光学シートは、前記拡散板よりも前記液晶パネル側に配置され、前記拡散板は、上面が平面状に形成され、前記肉厚部は、下側に隆起して前記他の部分よりも厚くなるように形成される、ことを特徴としてもよい。
(4)(2)の液晶表示装置であって、前記パネル側フレームは、前記拡散板の前記肉厚部を保持する部分に前記凸部を有する、ことを特徴としてもよい。
(5)(1)の液晶表示装置であって、前記肉厚部は、前記直線状発光部の中心と対向する位置に近づくにつれて、徐々に隆起するように形成される、ことを特徴としてもよい。
(6)(2)の液晶表示装置であって、前記肉厚部は、前記直線状発光部に沿って、前記発光部側フレームと前記パネル側フレームの前記間隔の間まで延伸する、ことを特徴としてもよい。
(7)(2)の液晶表示装置であって、前記凸部は、前記パネル側フレームおよび前記発光部側フレームのうちの少なくとも一方に、樹脂板が貼付けられることにより形成される、ことを特徴としてもよい。
(8)(2)の液晶表示装置であって、前記パネル側フレームおよび前記発光部側フレームのうちの少なくとも一方は、前記肉厚部の最厚部分を保持する部分に、前記凸部を有する、ことを特徴としてもよい。
(9)(1)の液晶表示装置であって、前記液晶表示装置は、前記液晶パネルと前記直線状発光部の間に配置される光学シートと、前記光学シートおよび前記拡散板よりも前記液晶パネル側に配置される枠状のパネル側フレームと、前記光学シートおよび前記拡散板よりも前記直線状発光部側に配置される枠状の発光部側フレームと、をさらに有し、前記パネル側フレームと前記発光部側フレームは、互いに間隔を置いて配置され、前記拡散板および前記光学シートは、前記発光部側フレームと前記パネル側フレームの前記間隔の間に差し込まれて保持され、前記拡散板は、前記パネル側フレームと前記発光部側フレームの間となる位置であって、前記直線状発光部と対向する部分が延伸された位置に、バンク部を有し、前記バンク部における厚みは、前記肉厚部よりも厚くなる、ことを特徴としてもよい。
本発明によれば、光源数を削減してコストを抑制しつつ、液晶パネルに均一にバックライト光が照射される液晶表示装置を提供することが出来る。
実施形態1にかかる液晶表示装置の主要な部材を示す展開斜視図である。 実施形態1にかかる液晶表示装置の概略平面図である。 図2のIII−III断面の様子を示す図である。 図2のIV−IV断面の様子を示す図である。 図2のV−V断面の様子を示す図である。 実施形態2にかかる液晶表示装置の断面の様子を示す図である。 肉厚部を有する拡散板が、液晶表示装置内で振動する様子を示す図である。 肉厚部を有する拡散板が、液晶表示装置内で振動する様子を示す図である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
[実施形態1]
図1は、本発明の実施形態1における液晶表示装置の主要な部材を示す展開斜視図である。実施形態1における液晶表示装置は、同図で示すように、液晶パネルLPと、支持部材S1と、光学シートOSと、拡散板DBと、支持部材S2と、直線状発光部ILとを含んで構成される。
液晶パネルLPは、薄膜トランジスタ(TFT)がマトリクス状に形成されたガラス基板であるTFT基板と、TFT基板に対向する対向基板と、これらの間に挟持される液晶層とを含んで構成され、さらに、互いに透過軸が直交配置される上偏光板および下偏光板を有している。
液晶パネルLPに照射された光(バックライト光)は、下偏光板を通過する際に直線偏光となり、液晶層の結晶状態に応じて画素毎に偏光方向を制御されて、その偏光状態に応じて上偏光板を透過、或いは、遮蔽される。液晶パネルLPは、画像を表示する表示領域を有している。表示領域では、複数の画素がマトリクス状に配列されて、それぞれの画素では、薄膜トランジスタによって液晶層の結晶状態が制御される。
直線状発光部ILは、液晶パネルLPの表示領域の下側に配置されて、表示領域に照射されるバックライト光の光源として機能する。本実施形態の直線状発光部ILは、冷陰極管であって、直線状に発光する発光体となっている。図1において示すように、直線状発光部ILは、液晶パネルLPの表示領域の中央で、長手方向にほぼ平行となるように配置される。
拡散板DBは、直線状発光部ILと液晶パネルLPとの間に配置されて、直線状発光部ILからの光を拡散して液晶パネルLPに照射する。本実施形態の拡散板DBは、アクリル等の樹脂板内に、当該樹脂板の材料とは屈折率が異なるマイクロサイズの球体がランダムに混合されて構成される。したがって、拡散板DBが光を拡散させる度合いは、その厚みに応じて大きくなる。特に、本実施形態の拡散板DBは、図1で示すように肉厚部DBaを有しており、当該肉厚部DBaが直線状発光部ILに対向する位置に配置される。この肉厚部DBaについての詳細は後述する。
本実施形態の光学シートOSは、拡散板DBと液晶パネルLPとの間に配置され、液晶パネルLP側の面に複数のマイクロレンズを有している。光学シートOSは、拡散板DBからの光を正面方向(表示領域に対して垂直となる方向)へ集光しつつ液晶パネルLPに向けてバックライト光を照射する。
支持部材S1は、液晶パネルLPを下側から支持する樹脂製の部材である。本実施形態の支持部材S1は、枠状の形状を有するパネル側フレームF1を有し、パネル側フレームF1は、接着部材等により液晶パネルLPの外周を固定しつつ下側から支持する。
支持部材S2は、支持部材S1を下側から支持する樹脂製の部材である。本実施形態の支持部材S2は、枠状の形状を有する発光部側フレームF2と、直線状発光部ILを収納する箱状の部分を有しており、拡散板DBおよび光学シートOSは、パネル側フレームF1および発光部側フレームF2の間において保持される。
次に、図2は、本実施形態における液晶表示装置を上面からみた概略図である。本実施形態の液晶パネルLP(液晶表示装置)は、観察者から見て、横方向が長手方向となり縦方向が短手方向となるように配置される。液晶パネルLPの表示領域DPは、同図出示されるように、パネル側フレームF1の内側となる位置に配置される。
直線状発光部ILは、図2において示すように、液晶パネルLPの長手方向に沿って直線状となって、液晶パネルLPの短手方向の中央に配置されている。拡散板DB(図2において不図示)の肉厚部DBaは、本実施形態では、直線状発光部ILが延伸する方向に沿って帯状に形成され、直線状発光部ILと平行に長手方向に延伸している。
ここで図3は、図2におけるIII−III断面の様子を概略的に示す図である。
図3で示されるように、拡散板DBは、表示領域DPの下側に位置する他の部分よりも厚く形成される肉厚部DBaを有している。拡散板DBにおいては、直線状発光部ILに対向する位置に多くの光量が入射することとなるが、当該肉厚部DBaが、直線状発光部ILと対向して配置されることにより、直線状発光部ILからの発光が、短手方向上側および下側へと効率的に拡散される。これにより、バックライト光が液晶パネルLPに均一となって照射されることとなる。
また、本実施形態の拡散板DBは、上面が平面状に形成されて、下面において、直線状発光部ILが配置される側に隆起して肉厚部DBaが形成される。図3で示されるように、肉厚部DBaは、直線状発光部ILよりも広く形成されて直線状発光部ILに対向して配置される。さらに本実施形態の肉厚部DBaは、直線状発光部ILの中心に近づくにつれて徐々に厚みが厚くなるように形成されて、当該中心と対向する部分が最も厚くなるように形成される。このように厚みが徐々に変化して形成されることにより、液晶パネルLPに照射されるバックライト光の分布の急激な変化が抑えられる。
ここで、拡散板DB等を保持するパネル側フレームF1および発光部側フレームF2について、詳細を説明する。
拡散板DBおよび光学シートOSは、熱膨張に起因する歪みの発生により光学特性が変化するのを防止するため、パネル側フレームF1と発光部側フレームF2の間においてクリアランスを有して保持される。すなわち、拡散板DBおよび光学シートOSは、互いに異なる熱膨張係数による寸法変化を許容して、完全には固定されない状態となっている。
具体的には、パネル側フレームF1および発光部側フレームF2は、互いに間隔を置いて配置され、拡散板DBおよび光学シートOSは、当該間隔の間に差し込まれて保持される。拡散板DBと光学シートOSは、図3で示されるように、面内方向と厚さ方向において、ある程度のクリアランスが確保されて保持されており、パネル側フレームF1および発光部側フレームF2は、肉厚部DBaと光学シートOSの厚みの合計よりも広い間隔を維持して配置されている。
しかしながら、上記のようにクリアランスを有して拡散板DBが保持されることで、肉厚部DBaに起因して拡散板DBが振動することがある。図7Aおよび図7Bは、この拡散板DBが振動する様子を説明するための図である。拡散板DBおよび光学シートOSは、互いに異なる固有振動数を有しており、比較的高周波の振動が液晶表示装置に加わる場合において、光学シートOSがあまり振動せず、肉厚部DBaを有する拡散板DBが大きく振動することがある。
図7Aおよび図7Bは、拡散板DBおよび光学シートOSの、パネル側フレームF1および発光部側フレームF2の間に差し込まれる部分を示しており、具体的には、図2のIV−IVに相当する部分の断面の様子を示している。同図で示されるように、拡散板DBが大きく振動するような場合には、光学シートOSがパネル側フレームF1に繰り返し接触して、光学シートOSに傷みが生じたり、光学シートOSの欠片が生じて画像に悪影響を及ぼしたりする可能性がある。
本実施形態では、上記のような可能性に鑑みて、拡散板DBの振動を抑制するために凸部Prを配置している。凸部Prは、パネル側フレームF1の肉厚部DBaを保持する部分および発光部側フレームF2の肉厚部DBaを保持する部分の少なくとも一方に配置され、これにより比較的高周波で発生する肉厚部DBaの振動が小さくなって光学シートOSの傷みや欠片の発生が抑えられる。
図4および図5は、図2におけるIV−IV断面およびV−V断面の様子をそれぞれ示す図である。本実施形態の凸部Prは、PETフィルム(ポリエステルフィルム)を材料とする樹脂板であり、パネル側フレームF1における肉厚部DBaを挟んで保持する部分に両面テープで貼り付けられる。凸部Prは、図2で示されるように、液晶パネルLPの短手方向の中央に相当する2箇所で配置され、直線状発光部ILの延長上に配置されている。凸部Prが配置される位置としては、パネル側フレームF1および発光部側フレームF2のうち、肉厚部DBaの最も厚みを有する最厚部分を保持する部分に配置されるのが望ましい。
つまり、パネル側フレームF1および発光部側フレームF2は、所定の間隔を維持して、拡散板DBと対向する面が略平行になるように配置されており、肉厚部DBaが差し込まれて保持する部分は、当該所定の間隔よりも狭い間隙となるように形成される。これにより肉厚部DBaの振動が抑えられる。また、本実施形態の支持部材S1は、パネル側フレームF1および発光部側フレームF2の間隔を維持してこれらを固定する部材となっている。そしてさらに支持部材S1は、パネル側フレームF1および発光部側フレームF2の拡散板DB等と対向する2つの対向面に対して、連続的に形成される壁面を有する部材でもある。拡散板DBおよび光学シートOSは、当該2つの対向面と壁面とにより、その外周部分が覆われて保持されている。凸部Prは、パネル側フレームF1および発光部側フレームF2の双方において形成されてもよい。
また本実施形態では、凸部Prを樹脂板としているが、凸部Prは、例えば、パネル側フレームF1と同じ材料で一体的に成形されてもよいし、樹脂板以外の材料で形成されてもよい。また、凸部Prは板状に形成されているが、逆T字型の部材がパネル側フレームF1に対して突出して形成されてもよいし、光学シートOS等と接触することを考慮して角のない丸みを帯びた形状にしてもよい。また、凸部Prは、光学シートOSや拡散板DBがぶつかる際の衝撃を吸収するため、ゴム等の弾力性のある緩衝部材で形成されてもよい。
[実施形態2]
上記の実施形態1では、肉厚部DBaを有する拡散板DBの振動を抑制するために、パネル側フレームF1の肉厚部DBaを保持する部分に凸部Prが形成される。しかしながら本実施形態では、図6で示されるように、凸部Prが形成されないかわりに、拡散板DBはバンク部Buを有している。かかる点以外については、実施形態2の液晶表示装置は実施形態1の液晶表示装置とほぼ同様であり、同様である点についての説明を省略するものとする。
バンク部Buは、パネル側フレームF1および発光部側フレームF2の間に挟まれる位置であって、直線状発光部ILの延長上となる位置に配置されており、バンク部Buにおける拡散板DBの厚みは、表示領域DPの下側の肉厚部DBaよりもよりもさらに厚くなる。これにより、肉厚部DBaを保持する部分の厚み方向のクリアランスが小さくなって、肉厚部DBaによって生じる振動が抑制される。
なお、実施形態2では、図6で示されるように、バンク部Buは拡散板DBの下面において突出して形成されるが、上面において突出して形成されてもよい。上面に突出してバンク部Buが形成されるような場合には、光学シートOSは、バンク部Buを避けるような切欠きを有して形成されてもよい。また、実施形態2では、バンク部Buは、拡散板DBとともに一体的に形成されるが、他の部材が貼付けられることにより形成されても良い。
なお、上記の各実施形態において、直線状発光部ILを冷陰極管としているが、直線状発光部ILは、例えば他の種類の蛍光管で構成されてもよいし、直線状の領域に発光ダイオードが配列されて構成されても良い。
なお、上記の各実施形態のように、光学シートOSは、拡散板DBの上側に1枚配置されるのが好適である。しかしながら、光学シートOSは、複数枚配置されてもよいし、上側ではなくても、拡散板DBの下側に配置されてもよい。いずれの場合であっても、凸部Prが配置される等により、肉厚部DBaを有する拡散板DBの振動が抑制されて、上記の各実施形態の場合と同様に光学シートOSが傷みにくくなる。また、光学シートOSには、凸部Prやバンク部Buを避けるための切欠きが形成されていてもよい。
なお、上記の各実施形態においては、1つの直線状発光部ILが、観察者側から見て横方向に直線状となるように配置されている。しかしながら、複数の直線状発光部ILが横方向に直線状に配置されてもよい。また、1又は複数の直線状発光部ILが、縦方向に直線状となるように配置されてもよい。ここで例えば、大型の液晶表示装置の場合には、直線状発光部ILが複数箇所に配置されるのが好適である。いずれの場合にあっても、1又は複数の直線状発光部ILの少なくとも1つに対向して肉厚部DBaが形成されることにより、液晶パネルLPに対して均一に光が照射されるようになる。
なお、上記の各実施形態においては、肉厚部DBaが下側に隆起して形成されている。しかしながら、肉厚部DBaが上側に隆起して形成されても良いし、上下両側に隆起して肉厚となるように形成されてもよい。いずれの場合においても、直線状発光部ILからの発光を効率的に拡散できるとともに、肉厚部DBaによる振動が生じることとなる。
なお、上記の各実施形態においては、図3等で示されるように、拡散板DBの下面における肉厚部DBa以外の部分は、平面状に形成されて、肉厚部DBaが徐々に隆起して形成される。上記の各実施形態において、肉厚部DBaの幅(図2における縦方向の長さ)は、拡散板DBの幅の20%以上40%以下とするのが好適である。肉厚部DBaの最も厚くなる部分は、肉厚部DBa以外の部分の厚みの2倍程度にするのが好適である。
なお、上記の各実施形態のように、肉厚部DBaは、拡散板DBにおいて直線状発光部ILに対向する部分から、パネル側フレームF1と発光部側フレームF2の間となる位置まで延伸し、肉厚部DBaの延伸した位置において凸部Pr等が配置されるのが望ましい。しかし、肉厚部DBaは、必ずしも、パネル側フレームF1と発光部側フレームF2の間となる位置まで延伸せずともよい。このような場合においても、直線状発光部ILからの発光を効率的に拡散でき、さらには肉厚部DBaによる振動も生じるため、上記の実施形態と同様に凸部Prを配置する等により当該振動は抑制されることとなる。
なお、上記の各実施形態においては、液晶パネルLPは、パネル側フレームF1で固定され、支持部材S1は、発光部側フレームF2に支持されている。しかし、液晶パネルLPは、パネル側フレームF1とは別の部材で固定されてもよいし、支持部材S1は、発光部側フレームF2とは別の部材に取り付けられて支持されても良い。また、支持部材S1は、パネル側フレームF1を有して、さらに、パネル側フレームF1と発光部側フレームF2の間隔を維持して固定する部材となっている。しかしながら、当該間隔を維持して固定する部材は、支持部材S1でなくてもよく、パネル側フレームF1とは別の部材であってもよい。また、パネル側フレームF1と発光部側フレームF2とが1つの共通する部材で一体的に形成されても良い。
また、本発明は、IPS(In Plane Switching)型の液晶表示装置に適用しても良いし、VA(Vertical Alignment)型、TN(Twisted Nematic)型等の他の方式の液晶表示装置についても適用することが出来るのは言うまでもない。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能であり、上記の実施形態を組み合わせても良いのはいうまでもない。また、例えば、実施形態で説明した構成は、実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成、又は同一の目的を達成することができる構成で置き換えることが出来る。
LP 液晶パネル、S1,S2 支持部材、OS 光学シート、DB 拡散板、DBa 肉厚部、Bu バンク部、IL 直線状発光部、Pr 凸部、DP 表示領域、F1 パネル側フレーム、F2 発光部側フレーム。

Claims (8)

  1. 画像を表示する表示領域を有する液晶パネルと、
    前記表示領域の下側に配置されて、直線状に伸びる直線状発光部と、
    前記液晶パネルと前記直線状発光部の間に配置される、光学シートおよび拡散板と、
    前記光学シートおよび前記拡散板よりも前記液晶パネル側に配置される枠状のパネル側フレームと、
    前記光学シートおよび前記拡散板よりも前記直線状発光部側に配置される枠状の発光部側フレームと、を有し、
    前記拡散板は、前記表示領域の下側に位置する他の部分よりも厚くなるように形成される肉厚部を有し、
    前記肉厚部は、前記直線状発光部に対向して形成され
    前記パネル側フレームと前記発光部側フレームとは、互いに対向して間隔を置いて配置され、
    前記パネル側フレームおよび前記発光部側フレームのうちの少なくとも一方は、前記パネル側フレームと前記発光部側フレームとが互いに対向する対向領域において、前記拡散板の前記肉厚部を保持する部分に、凸部を有し、
    前記対向領域の前記間隔は、前記拡散板における前記肉厚部が形成される部分の厚さと、前記光学シートの厚さと、前記凸部の厚さとの合計よりも広く、
    前記光学シートおよび前記拡散板は、それぞれの端部が前記対向領域に差し込まれることにより保持される
    ことを特徴とする液晶表示装置。
  2. 請求項の液晶表示装置であって、
    前記光学シートは、前記拡散板よりも前記液晶パネル側に配置され、
    前記拡散板は、上面が平面状に形成され、
    前記肉厚部は、下側に隆起して前記他の部分よりも厚くなるように形成される、
    ことを特徴とする液晶表示装置。
  3. 請求項の液晶表示装置であって、
    前記パネル側フレームは、前記対向領域において、前記拡散板の前記肉厚部を保持する部分に前記凸部を有する、
    ことを特徴とする液晶表示装置。
  4. 請求項1の液晶表示装置であって、
    前記肉厚部は、前記直線状発光部の中心と対向する位置に近づくにつれて、徐々に隆起するように形成される、
    ことを特徴とする液晶表示装置。
  5. 請求項の液晶表示装置であって、
    前記肉厚部は、前記直線状発光部に沿って、前記発光部側フレームと前記パネル側フレームの前記対向領域内部まで延伸する、
    ことを特徴とする液晶表示装置。
  6. 請求項の液晶表示装置であって、
    前記凸部は、前記パネル側フレームおよび前記発光部側フレームのうちの少なくとも一方に、樹脂板が貼付けられることにより形成される、
    ことを特徴とする液晶表示装置。
  7. 請求項の液晶表示装置であって、
    前記パネル側フレームおよび前記発光部側フレームのうちの少なくとも一方は、前記対向領域において、前記肉厚部の最厚部分を保持する部分に、前記凸部を有する、
    ことを特徴とする液晶表示装置。
  8. 画像を表示する表示領域を有する液晶パネルと、
    前記表示領域の下側に配置されて、直線状に伸びる直線状発光部と、
    前記液晶パネルと前記直線状発光部の間に配置される光学シートおよび拡散板と、
    前記光学シートおよび前記拡散板よりも前記液晶パネル側に配置される枠状のパネル側フレームと、
    前記光学シートおよび前記拡散板よりも前記直線状発光部側に配置される枠状の発光部側フレームと、を有し、
    前記拡散板は、前記表示領域の下側に位置する他の部分よりも厚くなるように形成される肉厚部を有し、
    前記肉厚部は、前記直線状発光部に対向して形成され、
    前記パネル側フレームと前記発光部側フレームとは、互いに対向して間隔を置いて配置され、
    前記拡散板は、前記パネル側フレームと前記発光部側フレームとが互いに対向する対向領域において、前記直線状発光部と対向する部分が延伸された位置に、バンク部を有し
    前記対向領域の前記間隔は、前記拡散板における前記肉厚部及び前記バンク部が形成される部分の厚さと、前記光学シートの厚さとの合計よりも広く、
    前記拡散板における前記バンク部が形成される部分の厚みは、前記拡散板における前記肉厚部が形成される部分の厚みよりも厚く、
    前記光学シートおよび前記拡散板は、それぞれの端部が前記対向領域に差し込まれることにより保持される
    ことを特徴とする液晶表示装置。
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