JP6749795B2 - バックライト装置、これを備える表示装置、およびバックライト装置の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、バックライト装置、これを備える表示装置、およびバックライト装置の製造方法に関する。
近年、スマートフォン、パーソナルアシスタントデバイス(PAD)、タブレットコンピュータ、カーナビゲーションシステム等の表示装置として、液晶表示装置が広く用いられている。一般に、液晶表示装置は、液晶表示パネルと、この液晶表示パネルの背面に重ねて配置され液晶表示パネルを照明する面状照明装置(バックライト装置)と、を備えている。面状照明装置として、例えば、バックライトユニットは、反射層、導光板(ライトガイド)、光学シート、LED等の光源、矩形枠状のモールドフレームを有している。反射層、導光板、光学シートは互いに重ねて積層配置され、モールドフレーム内に配置されている。これにより、反射層、導光板、光学シートの周縁部は、モールドフレームにより保持および位置決めされている。
特開2010−26216号公報 特許第5122657号公報
近年、液晶表示装置は、表示領域の大型化に伴い、一層の狭額縁化および薄型化の要請が絶え間なく続いている。しかしながら、上述したバックライトユニットにおけるモールドフレームの幅、厚さ等の寸法は、射出成型で形成可能な限界寸法に近付きつつある。
ここで述べる実施形態の目的は、一層の薄型狭額縁化が可能なバックライト装置、これを備える表示装置、およびバックライト装置の製造方法を提供することにある。
実施形態に係るバックライト装置は、シート材を用いて形成され少なくとも4つの辺部を有する枠状のフレームと、前記フレームの一面に設けられた第1接着剤層と、前記第1接着剤層を介して前記フレームに貼付された反射シートと、前記フレームの他面において前記4つの辺部の上に設けられた第2接着剤層と、前記フレーム内で前記反射シート上に載置された光学部材と、プリント回路基板と前記プリント回路基板に実装され前記フレーム内に配置され前記光学部材に光を入射する光源と、を有する光源ユニットと、を備えている。前記4つの辺部のうち、連続する3つの辺部の上に設けられた前記第2接着剤層は、他の1つの辺部の上に設けられた前記第2接着剤層よりも厚く形成され、前記プリント回路基板の一部は、前記他の1つの辺部の上に前記第2接着剤層により貼付されている。前記フレームの少なくとも一部において、前記フレームの幅と前記第1接着剤層の幅が一致し、少なくとも前記フレームの外側面と前記第1接着剤層の外側面とが面一に並んでいる。
図1は、第1の実施形態に係る液晶表示装置の表示面側を示す斜視図。 図2は、前記液晶表示装置の背面側を示す斜視図。 図3は、前記液晶表示装置の分解斜視図。 図4は、図1の線A−Aに沿った前記液晶表示装置の断面図。 図5は、図1の線B−Bに沿った前記液晶表示装置の断面図。 図6は、バックライト装置の製造装置の一例を概略的に示す図。 図7は、バックライト装置の製造工程におけるシート基材を示す斜視図。 図8は、前記製造工程において、シート基材の第1面および第2面に接着剤層をそれぞれ形成した状態を示す斜視図。 図9は、前記製造工程において、フレームの内窓(内孔)を打ち抜いた状態を示す斜視図。 図10は、前記製造工程において、一方の接着剤層に反射シートを貼付した状態を示す斜視図。 図11は、前記製造工程において、打ち抜きにより外形が形成されたバックライト装置を示す斜視図。 図12は、バックライト装置の製造装置の他の一例を概略的に示す図。 図13は、第2の実施形態に係る液晶表示装置の一部を示す断面図。 図14は、第2の実施形態に係るバックライト装置の製造工程において、シート基材の第1面および第2面に接着剤層をそれぞれ形成した状態を示す斜視図。 図15は、前記製造工程において、フレームの内窓(内孔)を打ち抜いた状態を示す斜視図。 図16は、前記製造工程において、一方の接着剤層に反射シートを貼付した状態を示す斜視図。 図17は、前記製造工程において、FPC逃がし用の凹所を形成した積層体およびライトガイドユニットを示す分解斜視図。 図18は、前記製造工程において、フレームの内孔にライトガイドユニットを装着した状態を示す斜視図。 図19は、前記製造工程において、フレームおよびライトガイドユニットに重ねて光学シートを貼付した状態を示す斜視図。 図20は、前記製造工程において、前記光学シート上に接着剤層を貼付した状態を示す斜視図。 図21は、前記製造工程において、打ち抜きにより外形が形成されたバックライト装置を示す斜視図。 図22は、第1変形例に係る液晶表示装置の一部を示す断面図。
以下、図面を参照しながら、この発明の実施形態について詳細に説明する。
なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更であって容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
(第1の実施形態)
図1および図2は、第1の実施形態に係る液晶表示装置の表示面側および背面側をそれぞれ示す斜視図、図3は、液晶表示装置の分解斜視図である。
液晶表示装置10は、例えばスマートフォン、タブレット端末、携帯電話機、ノートブックタイプPC、携帯型ゲーム機、電子辞書、テレビ装置、カーナビゲーションシステムなどの各種の電子機器に組み込んで使用することができる。
図1ないし図3に示すように、液晶表示装置10は、アクティブマトリクス型の平板状の液晶表示パネル12と、液晶表示パネル12の一方の平板面である表示面12aに重ねて配置され、該表示面全体を覆う透明なカバーパネル14と、液晶表示パネル12の他方の平板面である背面側に対向配置されたバックライトユニット(バックライト装置)20と、を備えている。
図4は、図1の線A−Aに沿った液晶表示装置の断面図、図5は、図1の線B−Bに沿った液晶表示装置の断面図である。図3ないし図5に示すように、液晶表示パネル12は、矩形平板状の第1基板SUB1と、第1基板SUB1に対向配置された矩形平板状の第2基板SUB2と、第1基板SUB1と第2基板SUB2との間に封止された液晶層LQと、を備えている。第2基板SUB2の周縁部は、シール材SEにより第1基板SUB1に貼り合わされている。第2基板SUB2の表面に偏光板PL1が貼付され、液晶表示パネル12の表示面12aを形成している。第1基板SUB1の表面(液晶表示パネル12の背面)に偏光板PL2が貼付されている。偏光板PL2は、第1基板SUB1の外形寸法よりも僅かに大きな寸法を有し、第1基板SUB1の表面全体を覆っている。
液晶表示パネル12では、当該液晶表示パネルを平面視した状態でシール材SEの内側となる領域に矩形状の表示領域(アクティブ領域)DAが設けられ、該表示領域DAに画像が表示される。また、この表示領域DAの周囲には、矩形枠状の額縁領域EDが設けられている。液晶表示パネル12は、バックライトユニット20からの光を表示領域DAに選択的に透過させることで画像を表示する透過表示機能を備えた透過型である。液晶表示パネル12は、表示モードとして、主として基板主面に略平行な横電界を利用する横電界モードに対応した構成を有していても良いし、主として基板主面に略垂直な縦電界を利用する縦電界モードに対応した構成を有していても良い。
図示した例では、第1基板SUB1の短辺側の端部にフレキシブルプリント回路基板(FPC)22が接合され、液晶表示パネル12から外方に延出している。FPC22には、液晶表示パネル12を駆動するのに必要な信号を供給する信号供給源として、駆動ICチップ21等の半導体素子が実装されている。
図1ないし図5に示すように、カバーパネル14は、例えば、ガラス板あるいはアクリル系の透明樹脂等により、矩形平板状に形成されている。カバーパネル14は、液晶表示パネル12の寸法(幅、長さ)よりも大きな幅および長さを有し、平面視で液晶表示パネル12よりも大きな面積を有している。カバーパネル14の下面(裏面)は、例えば、透明な接着剤ADにより、液晶表示パネル12の表示面12aに貼付され、液晶表示パネル12の表示面12aを全面に亘って覆っている。カバーパネル14の周縁部は、該カバーパネル14を液晶表示パネル12に貼り付けた状態で当該液晶表示パネル12の外周縁よりも外側に突出している。カバーパネル14の各長辺と液晶表示パネル12の長辺とは所定の間隔を有してほぼ平行な状態となっている。カバーパネル14の各短辺と液晶表示パネル12の短辺とは所定の間隔を有してほぼ平行な状態となっている。本実施形態において、カバーパネル14の長辺と液晶表示パネル12の長辺との間隔、すなわち、カバーパネル14の長辺側周縁部の幅は、カバーパネル14の短辺と液晶表示パネル12の短辺との間隔、すなわち、カバーパネルの短辺側周縁部の幅よりも小さく形成されている。
カバーパネル14の下面(裏面、液晶表示パネル側の面)に枠状の遮光層RSが形成されている。カバーパネル14において、液晶表示パネル12の表示領域DAと対向する領域以外の領域は、遮光層RSにより遮光されている。遮光層RSは、カバーパネル14の上面(外面)に形成してもよい。
図3ないし図5に示すように、バックライトユニット20は、液晶表示パネル12の背面に貼付された矩形枠状のフレーム16と、このフレーム16の背面に貼付された反射シートREと、フレーム16内に配置された複数の光学部材と、光学部材に入射する光を供給する光源ユニット30と、を備えている。
フレーム16は、厚さT1が0.40mm(400μm)以下、例えば、0.15〜0.25mm(150μm〜255μm)のシート材で構成され、液晶表示パネル12の外径よりも僅かに大きく、かつ、カバーパネル14の外径よりも小さい外形寸法(幅、長さ)に形成されている。シート材としては、樹脂シート、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)のシート、あるいは、金属シート、例えば、アルミニウムシートを用いることができる。なお、ここで用いるシート材とは、厚さを100μm〜300μm程度とするシート、厚さを100μmよりも薄くしたフィルム、薄膜等を含むものとしている。
後述するように、フレーム16は、シート材を打ち抜き加工することにより形成され、所定の寸法を有している。また、フレーム16は、シート材で形成されるため、全周に亘って一様な厚さT1に形成され、厚さ方向(断面で見たときのZ方向)の凹凸がない。本実施形態では、フレーム16の厚さ(シート材の厚さ)T1は、0.188mm(188μm)あるいは0.25mm(250μm)としている。
フレーム16は、対向する一対の長辺部16a、16b、および対向する一対の短辺部16c、16dを有している。各長辺部16a、16bの幅W1は、0.6mm(600μm)以下、例えば、0.4〜0.5mm(400〜500μm)に形成されている。一方の短辺部16cの幅W2は、幅W1と同様に0.6mm(600μm)以下、例えば、0.4〜0.5mm(400〜500μm)に形成されている。また、他方の短辺部16dのW3は、幅W2と同様の0.6mm(600μm)以下、例えば、0.4〜0.5mm(400〜500μm)に形成されているか又はW2よりも幅広に形成されていても構わない。また、当該他方の短辺部16dの内側縁側に複数の凹部17が設けられている。
フレーム16の下面上に第1接着剤層24aが形成され、また、フレーム16の上面上に第2接着剤層24bが形成されている。第1接着剤層24aの厚さT2は、例えば、0.03〜0.06mm(30〜60μm)に形成され、第2接着剤層24bの厚さT3は、0.03〜0.06mm(30〜60μm)に形成されている。これにより、フレーム16、第1接着剤層24aおよび第2接着剤層24bの厚さの合計は、例えば、0.36〜0.52mm(360〜520μm)に形成されている。
フレーム16の少なくとも長辺部16a、16bにおいて、第1接着剤層24aは、長辺部16a、16bの幅W1と同一の幅を有し、少なくともフレーム16の外側面(外側縁)と第1接着剤層24aの外側面(外側縁)とが面一に並んでいる。本実施形態では、第1接着剤層24aの内側面(内側縁)側もフレーム16の内側面(内側縁)と面一に並んでいる。或いは、フレーム16の長辺部16a、16bの間隔で見た場合、長辺部16a、16b間の内法寸法と長辺部16aに設けられた第1接着剤層24aと長辺部16bに設けられた第1接着剤層24aとの間の内法寸法とは等しい。同様に、長辺部16a、16bの外法寸法と長辺部16aに設けられた第1接着剤層24aと長辺部16bに設けられた第1接着剤層24aの外法寸法とは等しい。
本実施形態において、フレーム16の短辺部16c、16dにおいても、第1接着剤層24aは、短辺部16c、16dの幅W2、W2と同一の幅を有し、フレーム16の外側面および内側面と第1接着剤層24aの外側面および内側面とがそれぞれ面一に並んでいる。或いは、フレーム16の短辺部16c、16dの間隔で見た場合、短辺部16c、16d間の内法寸法と短辺部16cに設けられた第1接着剤層24aと短辺部16dに設けられた第1接着剤層24aとの間の内法寸法とは等しい。同様に、短辺部16c、16dの外法寸法と短辺部16cに設けられた第1接着剤層24aと短辺部16dに設けられた第1接着剤層24aとの外法寸法とは等しい。
第1接着剤層24aおよび第2接着剤層24bとして、本実施形態では、基材の両面に接着剤層を有する両面テープを用いている。各接着剤層の厚さは、各基材の厚さを変更することによって容易に調整できる。なお、接着剤層としては、例えば、ホットメルト接着剤、エポキシ接着剤、UV硬化接着剤等を用いることができる。
フレーム16の少なくとも長辺部16a、16bにおいて、第2接着剤層24bは、長辺部16a、16bの幅W1と同一の幅を有し、少なくともフレーム16の外側面(外側縁)と第2接着剤層24bの外側面(外側縁)とが面一に並んでいる。本実施形態では、第2接着剤層24bの内側面(内側縁)側もフレーム16の内側面(内側縁)と面一に並んでいる。或いは、フレーム16の長辺部16a、16bの間隔で見た場合、長辺部16a、16b間の内法寸法と長辺部16aに設けられた第2接着剤層24bと長辺部16bに設けられた第2接着剤層24bとの間の内法寸法とは等しい。同様に、長辺部16a、16bの外法寸法と長辺部16aに設けられた第2接着剤層24bと長辺部16bに設けられた第2接着剤層24bの外法寸法とは等しい。
本実施形態において、フレーム16の短辺部16c、16dにおいても、第2接着剤層24bは、短辺部16c、16dの幅W2、W2と同一の幅を有し、フレーム16の外側面および内側面と第2接着剤層24aの外側面および内側面とがそれぞれ面一に並んでいる。或いは、フレーム16の短辺部16c、16dの間隔で見た場合、短辺部16c、16d間の内法寸法と短辺部16cに設けられた第2接着剤層24bと短辺部16dに設けられた第2接着剤層24bとの間の内法寸法とは等しい。同様に、短辺部16c、16dの外法寸法と短辺部16cに設けられた第2接着剤層24bと短辺部16dに設けられた第2接着剤層24bとの外法寸法とは等しい。
なお、フレーム16の短辺部16cおよび各長辺部16a、16b上の第2接着剤層24bは、短辺部16d上の第2接着剤層24bよりも厚く形成され、例えば、約2倍の厚さに形成されている。
反射シートREは、第1接着剤層24aによりフレーム16の下面に貼付され、フレーム16の下面側を覆っている。反射シートREは、膜厚が200μm以下、望ましくは、50〜90μm、反射率が90%以上、望ましくは、95%以上の反射シートを用いている。また、反射シートREは、フレーム16の長辺部16a、16b間の間隔で見た場合、及びフレーム16の短辺部16c、16d間の間隔で見た場合のいずれにおいても、フレーム16の外法寸法に等しい大きさを有する矩形状に形成され、反射シートREの外側面(外縁)がフレーム16の外側面(外縁)と面一に並んでおり、いずれか一方がいずれか他方に対して突出している状態ではない。
図3ないし図5に示すように、バックライトユニット20は、フレーム16内に収容される光学部材として、平面視で矩形状の導光板LG、および導光板LG上に重ねて配置された光学シートOSを有している。更に、バックライトユニット20は、導光板LGの一側面(入射面)に沿って設けられ当該導光板LGに向けて光を入射する光源ユニット30を備えている。
導光板LGは、出射面となる第1主面S1と、この第1主面S1の反対側の第2主面S2と、第1主面S1と第2主面S2とを繋ぐ入射面EFと、を有している。本実施形態では、導光板LGの短辺側の一側面を入射面EFとしている。導光板LGは、フレーム16の内径寸法よりも僅かに小さい寸法(長さ、幅)、かつ、液晶表示パネル12の表示領域DAよりも僅かに大きな寸法に形成されている。導光板LGの板厚は、光源ユニット30に対向する一側面(入射面EF)側の厚さが最も厚く、当該一側面と反対側となる他側面側の厚さが最も薄い。本実施形態では、導光板LGの厚さとして当該他側面の厚さを例えば、0.2〜0.5mm(200〜500μm)程度としたものが採用されている。
かかる点に鑑みると、本実施形態のフレーム16の厚さT1は、導光板LGの最も薄い部分の厚さよりも更に薄く形成されている。そして、導光板LGの板厚と光学シートOS類の厚さとの合計が、フレーム16の厚さT1と第1接着剤層24aおよび第2接着剤層24bの厚さT2、T3との合計とほぼ等しくなっている。すなわち、導光板LGおよび光学シートOSの厚さの合計は、例えば、0.36〜0.52mm(360〜520μm)に形成されている。更に、板厚が0.02mm(20μm)以下の極薄の導光板LGを用いることも可能である。導光板LGは、第2主面S2が反射シートREに対向した状態で、反射シートREに重ねて載置されている。導光板LGの入射面EFは、フレーム16の短辺部16dと対向している。導光板LGの他の側面は、それぞれ0.05〜0.2mm(50〜200μm)程度の僅かな隙間を置いてフレーム16の短辺部16c、長辺部16a、16bに対向している。
光学シートOSは、光透過性を有し、導光板LGの第1主面S1に重ねて載置されている。本実施形態では、光学シートOSとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート等の合成樹脂で形成された拡散シートOS1およびプリズムシートOS2を用いている。これらの光学シートOSは、導光板LGの第1主面S1上に順に重ねて載置されている。各光学シートOSは、導光板LGの幅と同一の幅、および導光板LGの長さよりも僅かに短い長さに形成され、かつ、液晶表示パネル12の表示領域DAよりも僅かに大きな寸法に形成されている。光学シートOSの光源側の側縁を除く、少なくとも3つの側縁は、所定の隙間(0.1〜0.5mm)を置いて、フレーム16と直接的に対向している。そして、光学シートOSは、液晶表示パネル12の背面と僅かな隙間をおいて対向し、更に、液晶表示パネル12の表示領域DA全体に対向している。
図3および図5に示すように、光源ユニット30は、細長い帯状のプリント回路基板(FPC)32と、このプリント回路基板32上に実装された複数の光源、例えば、複数の発光ダイオード(LED)34と、を備えている。複数のLED34は、プリント回路基板32の長手方向(フレーム16の短辺部と平行な方向)に並んで設けられている。また、プリント回路基板32は、一側縁から延出した接続端部32aを有している。
プリント回路基板32の一方の長辺部は、第2接着剤層24によりフレーム16の短辺部16d上に貼付され、他方の長辺部は、導光板LGの入射面EF側の端部上に位置している。これにより、複数のLED34は、フレーム16の短辺部16と導光板LGの入射面EFとの間に配置され、それぞれ入射面EFに対向している。本実施形態において、LED34は、短辺部16dの凹部17内に配置および位置決めされている。各LED34は、高さ(厚さ)Lhが例えば、0.4mm(400μm)以下が好ましく、より好ましくは0.3mm(300μm)以下である。
図5に示すように、第4接着剤層、例えば、両面テープ37が、光学シートOS2の光源側の端部と、プリント回路基板32の光学シート側の端部とに亘って貼付されている。また、最下部の光学シートOS1の光源側の一端部は、光学シートOS2の一端部を越えて光源側に延出し、両面テープ37に貼付されている。これにより、光学シートOS1、OS2は、両面テープ37により、プリント回路基板32に接合されている。
更に、図3および図5に示すように、細長い帯状の第3接着剤層、例えば、両面テープ36がプリント回路基板32上および光学シートOSの端部上に重ねて貼付されている。
上記のように構成されたバックライトユニット20は、液晶表示パネル12の背面に対向して配置され、第2接着剤層24bおよび両面テープ36により、液晶表示パネル12の偏光板PL2に取付けられている。
すなわち、フレーム16の一対の長辺部16a、16bは、第2接着剤層24bにより、偏光板PL2の裏面の長辺側端部にそれぞれ貼付され、これにより偏光板PL2の長辺に沿った状態となる。フレーム16の短辺部16cは、第2接着剤層24bにより、偏光板PL2の裏面の短辺側端部に貼付され、偏光板PL2の短辺に沿った状態となる。これにより、フレーム16の長辺部16a,16b、短辺部16cは、平面視で液晶表示パネル12の額縁領域EDと重なって位置しているとともに、偏光板PL2の一対の長辺および一方の短辺と面一に並んでいる。
フレーム16の他方の短辺部16dに取付けられたプリント回路基板32は、両面テープ36により、液晶表示パネル12の第1絶縁基板SUB1の裏面側に貼付されている。これにより、フレーム16の短辺部16dおよび光源ユニット30は、液晶表示パネル12の額縁領域EDと重なって位置している。
光学シートOS1、OS2および導光板LGは、液晶表示パネル12の表示領域DAに対向している。また、光源ユニット30のプリント回路基板32は、接続端部32aを介してFPC22に接続されている(図2参照)。これにより、FPC22およびプリント回路基板32を介してLED34に駆動電流が通電される。LED34から出射された光は、導光板LGの入射面EFから導光板LG内に入射し、導光板LG内を伝播し、或いは導光板LGの第2主面S2から出射されたのち反射シートREによって反射され、再度導光板LG内に入射する。このような光路を通過した後、LED34からの光は導光板LGの第1主面(出射面)S1の全面から液晶表示パネル12側に出射される。出射された光は、光学シートOSにより拡散された後、液晶表示パネル12の表示領域DAに照射される。
次に、上記構成を有するバックライトユニット(バックライト装置)20の製造方法の一例を説明する。図6は、製造装置の一例および全製造工程を概略的に示す図、図7ないし図11は、各製造工程におけるシートの状態を概略的にそれぞれ示す斜視図である。
図6に示すように、製造装置は、それぞれ長尺なシート状の材料を捲回してなる複数のロールRP、RA1、RA2、RS1、RS2、RR、これらのロールから引き出したシート材を搬送路CPに沿って搬送する一対の第1搬送ローラ80a,80b、一対の第2搬送ローラ82a、82b、セパレータを巻き取り回収する回収ロールRC、搬送路CPを移動するシート材を打ち抜き加工する第1打ち抜き加工機P1、および第2打ち抜き加工機P2、等を備えている。
複数のロールは、フレームを形成するためのシート材、例えば、PETシート50を捲回したロールRP、第1接着剤層を捲回したロールRA1、第2接着剤層を捲回したロールRA2、それぞれセパレータを捲回したロールRS1、RS2を含んでいる。本実施形態では、第1接着剤層、第2接着剤層として、接着剤層のみ、あるいは、基材+粘着剤を用いている。なお、接着剤層として両面テープを用いてもよい。
図6に示すように、まず、ロールRP、RA1、RA2、RS1、RS2から引き出されたシート材、例えば、PETシート50、第1接着剤層24a、第2接着剤層24b、セパレータを、一対の搬送ローラ80a、80b間を通して搬送することにより、互いに積層および貼付する。すなわち、図7および図8に示すように、PETシート50の下面(第1面)全面に第1接着剤層24aを貼付し、また、PETシート50の上面(第2面)において、長辺側の一端部を除く領域全体に第2接着剤層24bを貼付する。これら第1接着剤層24aおよび第2接着剤層24b上に図示しないセパレータが貼付される。
次に、図6および図9に示すように、第1打ち抜き加工機(金型等)P1により、第1接着剤層24a、シート材50、第2接着剤層24bおよびセパレータを一緒に打ち抜き、フレームの内形(内孔)に相当する矩形状の内孔52a、52bを順次形成する。
続いて、第1接着剤層24a上のセパレータを剥離し、回収ロールRCで巻き取って回収する。この状態で、図6および図10に示すように、ロールRRから引き出された反射シートREを第1接着剤層24aの全面に貼付する。これらのシート材50、接着剤層、反射シートREは、一対の搬送ローラ82a、82b間を通り搬送路CPに沿って搬送される。
その後、図6および図11に示すように、第2打ち抜き加工機(金型等)P2により、第1接着剤層24a、シート材50、第2接着剤層24b、反射シートREを一緒に打ち抜き、フレーム16、反射シートRE、第1、第2接着剤層の外形を一括して形成する。これにより、反射シートREおよび接着剤層が設けられたフレーム16が順次、作り出される。続いで、図6に示すように、形成されたフレーム16に、導光板LG,光学シートOS、光源ユニット30を装着、固定することにより、バックライトユニット20が得られる。なお、導光板LG,光学シートOS、光源ユニット30は、予め、接着剤層、例えば、両面テープで互いに接合することにより、ユニット化しておいてもよい。
図12は、製造装置の他の一例および製造工程を概略的に示している。この実施例では、第1接着剤層および第2接着剤層として、それぞれ両面テープを用いている。両面テープは、基材と基材の両面に形成された接着剤層と、一方の接着剤層上に貼付されたセパレータと、を有している。両面テープは、ロールRA1、RA2に捲回されている。また、一対の搬送ローラ82a、82bと第2打ち抜き加工機P2との間に、装填装置84が設けられている。
上記製造装置を用いた製造工程によれば、図12に示すように、まず、ロールRP、RA1、RA2から引き出されたPETシート50、第1接着剤層(両面テープ)24a、第2接着剤層(両面テープ)24bを、一対の搬送ローラ80a、80b間を通して搬送することにより、互いに積層および貼付する。すなわち、PETシート50の下面(第1面)全面に第1接着剤層24aを貼付し、また、PETシート50の上面(第2面)において、長辺側の一端部を除く領域全体に第2接着剤層24bを貼付する。
次に、第1打ち抜き加工機(金型等)P1により、第1接着剤層24a、シート材50、第2接着剤層24bを一緒に打ち抜き、フレームの内形(内孔)に相当する矩形状の内孔52a、52bを順次形成する。続いて、第1接着剤層24a上のセパレータを剥離し、回収ロールRCで巻き取って回収する。この状態で、ロールRRから引き出された反射シートREを第1接着剤層24aの全面に貼付する。これらのシート材50、第1、第2接着剤層、反射シートREは、一対の搬送ローラ82a、82b間を通り搬送路CPに沿って搬送される。
その後、装填装置84により、搬送路CPに沿って搬送されるシート材50の所定位置に、ここでは、フレームの内孔に、導光板LG、光学シートOS、光源ユニット30を装着する。装着後、第2打ち抜き加工機(金型等)P2により、第1接着剤層24a、シート材50、第2接着剤層24b、反射シートREを一緒に打ち抜き、フレーム16、反射シートRE、第1、第2接着剤層の外形を一括して形成する。これにより、所定形状のバックライトユニット20が順次、作り出される。
以上のように構成された本実施形態に係る液晶表示装置10、バックライト装置、およびバックライト装置の製造方法によれば、厚さ0.4mm(400μm)以下、例えば、厚さ0.15〜0.25mm(150μm〜255μm)の薄いシートを打ち抜いてバックライトのフレームを形成することにより、射出成型によるモールドでは作成が困難な、薄く、かつ、辺部の幅が小さいフレームを得ることができる。このフレームを用いることにより、一層薄型で狭額縁のバックライト装置および液晶表示装置を安価に実現することができる。例えば、フレームの厚さを0.2mm以下、辺部の幅を0.45mm以下とすることが可能であり、薄型狭額縁化を容易に実現することができる。更に、フレームが薄くなることにより、板厚が0.2mm以下の極薄の導光板を用いることが可能となり、一層薄型のバックライト装置が得られる。
また、シート、シート上に形成あるいは貼付された接着剤層、および反射シートを、フレームと一括で打ち抜き加工することにより、接着剤層の幅、反射シートの外形寸法をフレームに高精度に一致させることができる。
本実施形態に対し、フレームに接着剤層を後付けあるいは後塗りする比較例の場合、フレーム幅が著しく狭いために接着剤層をフレーム幅に一致させて当該フレーム上下面に設けることが困難であり、接着剤層がはみ出してしまう。かかるはみ出した接着剤は後工程に悪影響を及ぼすのみならず、バックライト装置の他の構成に付着したりすると、バックライト装置の発光性能を低下させることにもつながる。これに対し、本実施形態のバックライト装置では、接着剤層がはみ出すことなく、接着剤層の幅をフレームの辺部の幅に一致させ、かつ、接着剤層の側面(側縁)をフレームの側面(側縁)と面一に揃えることができる。接着剤層のはみ出しによる額縁幅の増大を抑制し、薄型狭額縁化を促進することができる。更に、シート、接着剤層、および反射シートを一括して打ち抜き加工することにより、製造工程の簡略化、各部材の精度向上、ひいてはこれらを別々に形成する際には必要となる各部材間の公差を削減して薄型化および狭額縁化に貢献できる。この結果、本実施形態によれば、バックライト装置の製造工程において、接着剤層の貼付け作業、管理が不要となり、製造工程の簡略化、製造コストの低減を図ることができる。
樹脂シートによりフレームを形成する場合、フレームおよび接着剤層を白色では無い色、例えば、灰色や黒色とすることにより、フレーム内側面の反射光を低減でき、フレーム内側を表示パネルの表示領域に一層近付ける事が可能となる。これにより、狭額縁バックライト装置を提供可能となる。また、アルミニウム等の金属シートによりフレームを形成する場合、フレームの放熱性が向上し、光源の発光に伴うバックライト装置の温度上昇を抑制することが可能となる。
次に、他の実施形態に係る液晶表示装置について説明する。なお、以下に説明する他の実施形態において、前述した第1の実施形態と同一の部分には、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略あるいは簡略化し、第1の実施形態と異なる部分を中心に詳しく説明する。
(第2の実施形態)
図13は、第2の実施形態に係る液晶表示装置の一部を示す断面図である。
図13に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置によれば、導光板LG上に載置された光学シートOSの内、例えば、最上層の光学シート(プリズムシート)OS2は、導光板LGおよび他の光学シートOS1よりも大きな寸法に形成され、少なくとも一対の長辺部および光源ユニットと反対側の短辺部において、導光板LGとフレーム16との間の隙間を覆っている。本実施形態において、光学シートOS2の一対の長辺部および光源ユニットと反対側の短辺部は、フレーム16の外側縁と一致する位置まで外側に延出している。光学シートOS2の周縁部は、第2接着剤層24bによりフレーム16の上面に貼付されている。更に、光学シートOS2の周縁部上面に、帯状の第5接着剤層24cが設けられている。第5接着剤層24cは、バックライトユニット20を表示パネル12に貼り付けるための接着剤層を構成している。
フレーム16の少なくとも長辺部16a、16bおよび光源ユニットと反対側の短辺部において、フレーム16の外側面(外側縁)、第1接着剤層24aの外側面、第2接着層剤24bの外側面、第2光学シートOS2の外側面(外側縁)、および第5接着剤層24cの外側面(外側縁)が面一に並んでいる。本実施形態では、第1接着層24aの内側面、第2接着剤層24bの内側面、第5接着剤層24cの内側面(内側縁)側もフレーム16の内側面(内側縁)と面一に並んでいる。なお、第5接着剤層24cの内側面は、これら他の接着剤層やフレームの内側面に一致しない構成も採用可能である。
第5接着剤層24cとして、本実施形態では、基材の両面に接着剤層を有する両面テープを用いている。各接着剤層の厚さは、各基材の厚さを変更することによって容易に調整できる。なお、接着剤層としては、例えば、ホットメルト接着剤、エポキシ接着剤、UV硬化接着剤等を用いることができる。バックライトユニット20の他の構成は、前述した第1の実施形態におけるバックライトユニットと同一である。
上記のように構成されたバックライトユニット20は、液晶表示パネル12の背面に対向して配置され、第5接着剤層24cおよび図示しない両面テープにより、液晶表示パネル12の偏光板PL2に取付けられている。
次に、上記構成を有するバックライトユニット(バックライト装置)20の製造方法の一例を説明する。本実施形態では、図12に示した製造装置とほぼ同様の製造装置を用いて、バックライトユニット20を製造する。第1接着剤層および第2接着剤層として、それぞれ両面テープを用いる。両面テープは、基材と基材の両面に形成された接着剤層と、一方の接着剤層上に貼付されたセパレータと、を有している。両面テープは、ロールRA1、RA2に捲回されている。また、一対の搬送ローラ82a、82bと第2打ち抜き加工機P2との間に、装填装置84が設けられている。
まず、ロールRP、RA1、RA2から引き出されたPETシート50、第1接着剤層(両面テープ)24a、第2接着剤層(両面テープ)24bを、一対の搬送ローラ80a、80b間を通して搬送することにより、互いに積層および貼付する。すなわち、図14に示すように、PETシート50の下面(第1面)全面に第1接着剤層24aを貼付し、また、PETシート50の上面(第2面)全面に第2接着剤層24bを貼付する。なお、図14および後述する図において、矢印は、ロールから引き出されたシートおよび両面テープ等の搬送方向を示している。
次に、図15に示すように、第1打ち抜き加工機(金型等)P1により、第1接着剤層24a、シート材50、第2接着剤層24bを一緒に打ち抜き、フレームの内形(内孔)に相当する矩形状の内孔52a、52b、52cを順次形成する。続いて、第1接着剤層24a上のセパレータを剥離し、回収ロールRCで巻き取って回収する。更に、ロールRRから引き出された反射シートRE、シート材50、第1、第2接着剤層は、一対の搬送ローラ82a、82b間を通り搬送路CPに沿って搬送される。これにより、図16に示すように、反射シートREが第1接着剤層24aの全面に貼付された積層体が形成される。
図17に示すように、図示しない打ち抜き加工機により、積層体の側縁に、光源ユニット30のFPCを逃がすための凹所88を形成する。また、導光板LG、光学シートOS1、光源ユニット30を組み立てたライトガイドユニット90を用意する。図18に示すように、装填装置84により、搬送路CPに沿って搬送されるシート材50の所定位置に、ここでは、フレームの内孔52a、52b、52cに、ライトガイドユニット90を順次装着する。ライトガイドLGおよび光学シートOS1を内孔52a、52b、52cに装着した状態において、光学シートOS1の上面は、フレーム16の第2接着剤層24bと面一に位置する。
次いで、図19に示すように、図示しないロールから光学シート(プリズムシート)OS2を引き出し、積層体の第2接着剤層24bに積層し貼付する。この光学シートOS2により、光源ユニット30を除く、フレーム16上および光学シートOS1上を覆う。
続いて、図20に示すように、図示しないロールから第5接着剤層(両面テープ)24cを引き出し、積層体の光学シートOS2および光源ユニット30上に積層し貼付する。第5接着剤層24cには、予め、複数の内孔92a、92b、92cが形成されている。そして、第5接着剤層24cは、複数の内孔92a、92b、92cがシート材50の内孔52a、52b、52cとそれぞれ整列した状態で、光学シートS2に貼付される。
第5接着剤層24cを貼付した後、第2打ち抜き加工機(金型等)P2により、第5接着剤層24c、光学シートOS2、第1接着剤層24a、シート材50、第2接着剤層24b、反射シートREを一緒に打ち抜き、フレーム16、反射シートRE、光学シートOS2、第1、第2、第5接着剤層24a、24b、24cの外形を一括して形成する。この際、光源ユニット30のFPC(接続端部)32aを積層体の凹所88内に退避させた状態で、積層体の光源側端部を打ち抜くことにより、FPCを損傷することなく、加工することができる。これにより、所定形状のバックライトユニット20が順次、作り出される。
上述した第2の実施形態によれば、前述した第1の実施形態と同様に、薄型で狭額縁のバックライト装置および液晶表示装置を安価に実現することができる。また、導光板LGとフレーム16との間の隙間を光学シートOSで覆うことにより、表示面の有効領域から導光板あるいは光学シートの端縁が視認されてしまう(輝度ムラとして認識される)ことがなく、表示品位の向上を図ることができる。更に、フレームおよび接着剤層を白色では無い(例えば黒色)とすれば、フレーム内側面の反射による不要光を低減でき、フレーム内面側を表示領域に近付ける事が可能となる。その結果、一層の狭額縁化を図ることが可能なバックライト装置を実現することができる。
(第1変形例)
図22は、第2の実施形態の液晶表示装置の第1変形例に係る液晶表示装置の一部を示す断面図である。
図に示すように、導光板LG上に載置された光学シートOSの内、例えば、最上層の光学シート(プリズムシート)OS2は、導光板LGおよび他の光学シートOS1よりも大きな寸法に形成され、少なくとも一対の長辺部および光源ユニットと反対側の短辺部において、導光板LGとフレーム16との間の隙間を覆っている。本変形例に係る液晶表示装置によれば、光学シートOS2の一対の長辺部および光源ユニットと反対側の短辺部は、フレーム16の外側縁よりも内側に離間している。光学シートOS2の周縁部は、第2接着剤層24bによりフレーム16の上面に貼付されている。更に、光学シートOS2の周縁部上面に、帯状の第5接着剤層24cが設けられている。
フレーム16の少なくとも長辺部16a、16bおよび光源ユニットと反対側の短辺部において、第2光学シートOS2の外側面(外側縁)、および第5接着剤層24cの外側面(外側縁)が面一に並んでいる。本変形例では、第5接着剤層24cの内側面(内側縁)側もフレーム16の内側面(内側縁)と面一に並んでいる。更に、遮光性を有する樹脂接着層94により、第2光学シートOS2の外側面および液晶表示パネル12の外側面を覆っている。これにより、第2光学シートOS2および液晶表示パネル12の外側面からの光漏れを抑制することができる。
バックライトユニット20の他の構成は、前述した第2の実施形態におけるバックライトユニットと同一である。
上記のように構成された第1変形例においても、薄型で狭額縁のバックライト装置および液晶表示装置を安価に実現することができる。また、導光板LGとフレーム16との間の隙間を光学シートOSで覆うことにより、表示面の有効領域から導光板あるいは光学シートの端縁が視認されてしまう(輝度ムラとして認識される)ことがなく、表示品位の向上を図ることができる。更に、遮光性の樹脂接着層94で第2光学シートOS2の外側面および液晶表示パネル12の外側面を覆うことにより、第2光学シートOS2および液晶表示パネル12の外側面からの光漏れを防止し、セット側の遮光機能を簡略化することが可能となる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
本発明の実施形態として上述した各構成及び製造工程を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての構成及び製造工程も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。例えば、液晶表示パネルを先ずカバーパネルに取り付けることはせず、バックライトユニットを収容した収容ケース内に収容した後、カバーパネルに収容ケースのフランジとともに取り付ける構成を採用することも可能である。また、液晶表示パネルもカバーパネルに接着せず、収容ケース内でわずかな移動を可能とする構成を採用することも可能である。さらには、バックライトユニットに液晶表示パネルを固定し、これら互いに固定されたバックライトユニットと液晶表示パネルとを収容ケースに収容する構成を採用することも可能である。
また、上述した実施形態によりもたらされる他の作用効果について本明細書の記載から明らかなもの、又は当業者において適宜想到し得るものついては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
バックライトユニットの光学シートは、2枚に限らず、必要に応じて、増減してもよい。液晶表示パネル、バックライトユニットの構成部材、およびフレームの外形状および内形状は、矩形状に限定されることなく、外形あるいは内径のいずれか一方あるいは両方を円形、楕円形、トラック形状等の他の形状としてもよく、あるいは、一辺あるいは複数辺が湾曲した形状としてもよい。構成部材の材料は、上述した例に限らず、種々選択可能である。
10…液晶表示装置、12…液晶表示パネル、14…カバーパネル、
16…フレーム、20…バックライトユニット(バックライト装置)、
22…フレキシブルプリント回路基板(FPC)、24a…第1接着剤層、
24b…第2接着剤層、24c…第5接着剤層、30…光源ユニット、
32…プリント回路基板(FPC)、34…LED、
36…両面テープ(第3接着剤層)、50…シート材、SUB1…第1基板、
SUB2…第2基板、LQ…液晶層、DA…表示領域、ED…額縁領域、
LG…導光板、OS1、OS2…光学シート、PL1、PL2…偏光板

Claims (16)

  1. シート材を用いて形成され少なくとも4つの辺部を有する枠状のフレームと、
    前記フレームの一面に設けられた第1接着剤層と、
    前記第1接着剤層を介して前記フレームに貼付された反射シートと、
    前記フレームの他面において前記4つの辺部の上に設けられた第2接着剤層と、
    前記フレーム内で前記反射シート上に載置された光学部材と、
    プリント回路基板と前記プリント回路基板に実装され前記フレーム内に配置され前記光学部材に光を入射する光源と、を有する光源ユニットと、を備え、
    前記4つの辺部のうち、連続する3つの辺部の上に設けられた前記第2接着剤層は、他の1つの辺部の上に設けられた前記第2接着剤層よりも厚く形成され、
    前記プリント回路基板の一部は、前記他の1つの辺部の上に前記第2接着剤層により貼付され、
    前記フレームの少なくとも一部において、
    前記フレームの幅と前記第1接着剤層の幅が一致し、少なくとも前記フレームの外側面と前記第1接着剤層の外側面とが面一に並んでいるバックライト装置。
  2. 前記少なくとも一部において、前記反射シートの外側面が前記第1接着剤層および前記フレームの外側面に面一に並んでいる請求項1に記載のバックライト装置。
  3. 前記フレームの厚さは、0.4mm以下である請求項1又は2に記載のバックライト装置。
  4. 前記フレームの厚さは、0.3mm以下である請求項1又は2に記載のバックライト装置。
  5. 前記フレームは、全周に亘って厚さが一様である請求項1から4のいずれか1項に記載のバックライト装置。
  6. 前記フレームは複数の辺部を有し、少なくとも1辺部において、前記フレームの幅は、0.6mm以下である請求項1から5のいずれか1項に記載のバックライト装置。
  7. 前記フレームの連続する複数の辺部において、前記フレームの各部の幅と前記第1接着剤層の幅が一致し、前記フレームの外側面および内側面と前記第1接着剤層の外側面および内側面とがそれぞれ面一に並んでいる請求項1から6のいずれか1項に記載のバックライト装置。
  8. 前記フレームの少なくとも一部において、前記フレームの幅と前記第2接着剤層の幅が一致し、前記フレームの外側面と前記第2接着剤層の外側面とが面一に並んでいる請求項1から7のいずれか1項に記載のバックライト装置。
  9. 前記フレームの連続する3辺部において、前記フレームの幅と前記第2接着剤層の幅が一致し、前記フレームの外側面および内側面と前記第2接着剤層の外側面および内側面とがそれぞれ面一に並んでいる請求項1から7のいずれか1項に記載のバックライト装置。
  10. 前記光学部材は、前記反射シート上に載置された導光板と、この導光板上に載置された光学シートとを含み、前記導光板および光学シートの厚さの合計、並びに、前記フレーム、第1接着剤層および第2接着剤層の厚さの合計は、0.36〜0.52mmに形成されている請求項8又は9に記載のバックライト装置。
  11. 前記光学シートは、前記導光板と前記フレームとの隙間を覆う周縁部を有し、前記周縁部は、前記第2接着剤層を介して前記フレームに取付けられている請求項10に記載のバックライト装置。
  12. 前記フレームの複数の辺部において、前記フレームの外側面と前記光学シートの外側面とが面一に並んでいる請求項11に記載のバックライト装置。
  13. 前記光学シートの外側面を覆う、遮光性を有する樹脂層が設けられている請求項11に記載のバックライト装置。
  14. 前記シート材は、樹脂シートあるいは金属シートである請求項1から13のいずれか1項に記載のバックライト装置。
  15. 液晶表示パネルと、
    前記液晶表示パネルに対向して配置された請求項1ないし10のいずれか1項に記載のバックライト装置と、を備える表示装置。
  16. 前記バックライト装置のフレームは、前記第2接着剤層により前記液晶表示パネルに貼付されている請求項15に記載の表示装置。
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