JP6986981B2 - バックライトおよび表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、バックライトおよび当該バックライトを備える表示装置に関し、特に、湾曲した表示面を有する表示パネルに光を照射するバックライトと、当該バックライトを備える表示装置とに関する。
近年、情報電子機器の普及に伴い、表示パネルの前面に堅牢性を有する保護部材を備える表示装置が様々な分野で使用されている。このような表示装置では、外光が表面反射することによる視認性の悪化を防ぐために、あるいは外部からの衝撃、浸水、または埃などから表示装置を保護するために、表示装置の表示面とタッチパネルまたは保護部材とを透明樹脂などで一体化しているものがある。また、車載用途の表示装置としては、車内空間のデザイン性を高めるために、表示面が異形形状かつ湾曲した表示装置が普及しつつある。
表示装置が液晶表示装置である場合、表示パネルの背面にバックライトが配置されている。バックライトは表示パネル側にモールドフレームを備えているが、デザイン性を優先させるために表示領域の額縁幅を狭くすると、これに伴ってモールドフレームの額縁幅も必然的に狭くなる。バックライトは、光源を含む光学部材をモールドフレームおよびリアフレームで内包して構成されており、モールドフレームおよびリアフレームは互いに係止して固定されている。
表示面が異形形状かつ湾曲し、表示領域の額縁幅が狭い表示装置において、モールドフレームは、額縁幅が狭く、異形形状かつ湾曲しているため、リアフレームと係止するための構造が採り難い。従って、使用時に振動または衝撃が表示装置に付与されると、保護部材が揺れてモールドフレームが変形して開き、モールドフレームとリアフレームとの係止が外れてしまう。これにより、表示装置を構成する各部材間に隙間が生じ、この隙間から水または埃などが表示装置内に入り込んで表示異常が生じるという問題がある。
従来、液晶パネルに光を照射するためのバックライトアセンブリと、バックライトアセンブリおよび液晶パネルが装着されて上部にフック突起を持つメインフレームと、メインフレームのフック突起に隣接するように位置する多数のフックプレートを持つケース−トップを備え、ケース−トップのフックプレートがメインフレームのフック突起にラッチされて締結される液晶表示装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−２１２９３０号公報
特許文献１では、ケース−トップを備えない構造について言及していないため、ケース−トップを備えない構造において水または埃の侵入を防止して表示品位を維持することができない。また、特許文献１では、表示面が異形形状かつ湾曲し、表示領域の額縁幅が狭い表示装置について言及していないため、このような表示装置の表示品位を維持することができない。
額縁幅の狭いモールドフレームの変形または開きを防止するために、モールドフレームとリアフレームとをテープで固定する手段がある。しかし、経年劣化によってテープの粘着強度が低下してテープが剥がれ、モールドフレームとリアフレームとを固定することができなくなってしまう。これにより、表示装置を構成する各部材間に隙間が生じ、この隙間から水または埃などが表示装置内に入り込んで表示装置に表示異常が生じるという問題がある。また、モールドフレームとリアフレームとを固定するテープが必要であるため、コストがかかるという問題がある。
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、表示品位を維持することが可能なバックライトおよび当該バックライトを備える表示装置を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明によるバックライトは、面光源を構成する光学部材を面光源の光出射面の前面側および背面側から保持する第１フレームおよび第２フレームを備え、光出射面に垂直な方向を前後方向、平行な方向を内外方向とし、第１フレームは、面光源の額縁を構成する部分を含み、かつ当該部分に選択的に複数設けられた、第２フレームに前後方向で対向する第１係止部を有し、第２フレームは、面光源の額縁を構成する部分を含み、かつ当該部分に選択的に複数設けられた、第１フレームに前後方向で対向する第２係止部を有し、第１フレームの第１係止部と第２フレームの第２係止部とは互いに係止し、内外方向の動きを規制し、第１フレームおよび第２フレームは、平面視時に矩形以外の異形形状であり、第１フレームおよび第２フレームにおける平面視時に形状が変化する変化点に第１係止部および第２係止部が設けられている。
本発明によると、バックライトは、面光源を構成する光学部材を面光源の光出射面の前面側および背面側から保持する第１フレームおよび第２フレームを備え、光出射面に垂直な方向を前後方向、平行な方向を内外方向とし、第１フレームは、面光源の額縁を構成する部分を含み、かつ当該部分に選択的に複数設けられた、第２フレームに前後方向で対向する第１係止部を有し、第２フレームは、面光源の額縁を構成する部分を含み、かつ当該部分に選択的に複数設けられた、第１フレームに前後方向で対向する第２係止部を有し、第１フレームの第１係止部と第２フレームの第２係止部とは互いに係止し、内外方向の動きを規制し、第１フレームおよび第２フレームは、平面視時に矩形以外の異形形状であり、第１フレームおよび第２フレームにおける平面視時に形状が変化する変化点に第１係止部および第２係止部が設けられているため、表示品位を維持することが可能となる。
本発明の実施の形態１による表示装置の構成の一例を示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態１によるバックライトの構成の一例を示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態１によるバックライトの構成の一例を示す正面図である。 本発明の実施の形態１によるバックライトの構成の一例を示す斜視図である。 図４のＢ部の拡大図である。 本発明の実施の形態１によるリアフレームの構成の一部を示す正面図である。 本発明の実施の形態１によるモールドフレームの構成の一例を示す斜視図である。 図７のＣ部の拡大図である。 図３のＡ−Ａ断面の一例を示す図である。 図９のＤ部の拡大図である。 比較例による表示装置の構成の一例を示す断面図である。 比較例による表示装置の構成の一例を示す断面図である。 本発明の実施の形態２による表示装置の構成の一例を示す断面図である。 本発明の実施の形態３による表示装置の構成の一例を示す断面図である。
本発明の実施の形態について、図面に基づいて以下に説明する。
＜実施の形態１＞
＜表示装置の構成＞
図１は、本発明の実施の形態１による表示装置１の構成の一例を示す分解斜視図である。なお、以下では、表示装置１は液晶表示装置であるものとして説明する。
図１に示すように、表示装置１は、画像を表示する表示パネル２と、表示パネル２に背面から光を照射するバックライト３と、バックライト３の背面に設けられ、表示パネル２を制御する制御用ＦＰＣ（Flexible printed circuits）４および制御基板５とを備えている。表示パネル２は、制御用ＦＰＣ４から出力された信号を表示パネル２に伝達する短冊ＦＰＣ６を有している。また、表示パネル２の表示面には、粘着材８を介して保護部材７が接合されている。保護部材７は、ガラスまたはプラスチックなど、概ね透明な材料で構成されている。
本実施の形態１による表示パネル２は、表示面が平面に対して湾曲しており、かつ紙面上下方向を中心軸として左右対称の形状となっている。また、バックライト３および保護部材７は、表示パネル２の形状に対応する形状となっている。
＜バックライトの構成＞
図２は、バックライト３の構成の一例を示す分解斜視図である。
バックライト３は、面光源を構成する光学部材を面光源の光出射面の前面側および背面側から保持する第１フレームであるモールドフレーム９と、第２フレームであるリアフレーム１０とを備えている。面光源を構成する光学部材は、光学シート１１、導光板１２、反射シート１３、および光源１４である。以下、面光源の光出射面に垂直な方向を前後方向、面光源の光出射面に平行な方向を内外方向とする。
モールドフレーム９の表面には、保護部材７とバックライト３とを接合して固定する接合部材１５と、表示パネル２の裏面の保護および表示パネル２を保持するパネルクッション１６とが設けられている。後述する図９に示すように、保護部材７は、表示パネル２の表示面上に配置され、面光源の額縁に接合部材１５を介して接合されている。
リアフレーム１０の背面には、バックライト３と制御用ＦＰＣ４とを接合して固定する接合部材１７が設けられている。
図３は、バックライト３を表示パネル２側から見たときの正面図である。図４は、バックライト３を表示パネル２側から見たときの斜視図である。図５は、図４のＢ部の拡大図である。なお、図４，５では、モールドフレーム９の図示を省略しており、光学シート１１の裏面側には導光板１２、反射シート１３、および光源１４が配置されている。図４，５に示すように、リアフレーム１０の外周部の内壁面には、図９，１０に具体的に示されるようなリアフレームポケット１８が設けられている。すなわち、リアフレーム１０は、面光源の額縁を構成する部分を含み、かつ当該部分に選択的に複数設けられた、モールドフレーム９に前後方向で対向する第２係止部であるリアフレームポケット１８を有している。
本明細書において、ポケットとは、突起部を受け入れる空間を意味する。例えば、ポケットは、切り欠かれた段差、底を要する穴である凹み、または貫通穴であってもよい。ポケットは、突起部の突出方向に延在している。リアフレームポケット１８の場合は、前後方向に延在している。
図６は、リアフレーム１０を表示パネル２側から見たときの正面図である。なお、図６では、リアフレーム１０が左右対称の形状であるため左側のみを示しているが、右側も同様の構成である。
図６に示すように、リアフレーム１０の外周部には、後述の図８に示すモールドフレーム９のモールドフレーム穴部２１と嵌合して固定するリアフレーム突起部１９が設けられている。モールドフレーム９は、額縁幅が狭く、異形形状かつ湾曲している。従って、モールドフレーム９において強度不足で変形しやすい箇所をシミュレーション等で検証し、当該箇所に対応するリアフレーム１０の位置をリアフレーム突起部１９の最適な位置として設定する。例えば、屈曲点など、平面視で形状が変化する変化点にリアフレーム突起部１９を設けることによって、リアフレーム突起部１９とモールドフレーム穴部２１とが嵌合しているときに変化点での変形を防止することができる。また、各変化点間にもリアフレーム突起部１９を設けることによって、変化点での変形をより防止することができる。
リアフレームポケット１８は、リアフレーム突起部１９と同じ位置に同じ数だけ設けることが望ましいが、バックライト３の組立性を考慮して、適宜にリアフレームポケット１８の数を増減させることができる。より強固にモールドフレーム９とリアフレーム１０とを係止する場合は、リアフレームポケット１８をリアフレーム突起部１９よりも多く設けた方が、保護部材７に付与される応力によるモールドフレーム９の変形を防止することができる。
図７は、モールドフレーム９をバックライト３の背面側から見たときの斜視図である。図８は、図７のＣ部の拡大図である。
図７に示すように、モールドフレーム９は、矩形形状と比較して、予め異形形状に変形させかつ湾曲させているため、内外方向であるモールドフレーム開き方向２０に向かって開いて変形しやすい。
このような問題の対策として、図８に示すように、モールドフレーム９には、リアフレーム１０に設けられたリアフレームポケット１８に対応する位置に、図９，１０に具体的に示されるようなモールドフレーム突起部２２が設けられている。すなわち、モールドフレーム９は、面光源の額縁を構成する部分を含み、かつ当該部分に選択的に複数設けられた、リアフレーム１０に前後方向で対向する第１係止部であるモールドフレーム突起部２２を有している。
本明細書において、突起部とは、ポケットに受け入れ可能な構造体を意味する。突起部は、ポケットの延在方向に延在している。モールドフレーム突起部２２の場合は、前後方向に延在している。
リアフレームポケット１８とモールドフレーム突起部２２とは互いに係止し内外方向の動きを規制しているため、モールドフレーム９が開いて変形することを抑制することができる。
また、図８に示すように、モールドフレーム９には、リアフレーム１０に設けられたリアフレーム突起部１９に対応する位置にモールドフレーム穴部２１が設けられている。リアフレーム突起部１９とモールドフレーム穴部２１とを嵌合させることによって、モールドフレーム９が開いて変形することを抑制することができる。
図９は、図３のＡ−Ａ断面の一例を示す図である。図１０は、図９のＤ部の拡大図である。
図９，１０に示すように、リアフレーム１０のリアフレームポケット１８とモールドフレーム９のモールドフレーム突起部２２とが係止している。また、リアフレーム１０のリアフレーム突起部１９とモールドフレーム９のモールドフレーム穴部２１とが嵌合している。
図１０に示すように、モールドフレーム９に設けられたモールドフレーム突起部２２は、モールドフレーム突起部傾斜面２５を有している。すなわち、モールドフレーム突起部２２は、内外方向のうちの外方向の面であって予め定められた角度で傾斜している第１傾斜面であるモールドフレーム突起部傾斜面２５を有している。また、リアフレーム１０に設けられたリアフレームポケット１８は、モールドフレーム突起部２２と係止したときにモールドフレーム突起部傾斜面２５と対向するリアフレームポケット傾斜面２３を有している。すなわち、リアフレームポケット１８は、モールドフレーム突起部傾斜面２５に対向する第２傾斜面であるリアフレームポケット傾斜面２３を有している。
リアフレームポケット１８とモールドフレーム突起部２２とが係止すると、モールドフレーム９がモールドフレーム開き方向２０に向かって開こうとしてもその動きが規制される。また、リアフレーム１０とモールドフレーム９とを係止する際に、リアフレームポケット傾斜面２３およびモールドフレーム突起部傾斜面２５のそれぞれが傾斜して互いに滑り込みやすいため、容易に係止することができる。
モールドフレーム突起部２２は、モールドフレーム突起部傾斜面２５を有しているため、先端部分よりも根元部分の方が幅広となっている。これにより、モールドフレーム突起部２２の強度を確保することができ、モールドフレーム突起部２２が根元部分から破損することを防止することができる。
リアフレームポケット傾斜面２３およびモールドフレーム突起部傾斜面２５のそれぞれの傾斜角度は、強度および組立性を考慮して４５度から７０度の範囲が望ましい。また、リアフレームポケット１８の内外方向の幅がリアフレーム１０の内外方向の厚みの半分以上である場合、リアフレーム１０の成型時に材料の充填に支障が生じ、リアフレーム１０の強度が低下することがある。従って、リアフレームポケット１８の内外方向の幅は、前後方向に延在するリアフレーム１０の内外方向の厚みの半分以下であることが望ましい。
リアフレーム１０に光学部材を配置し、最後にモールドフレーム９をリアフレーム１０に係止させる際、リアフレーム内壁２４によって位置決めされた光学シート１１にモールドフレーム突起部２２が接触しないようにするために、モールドフレーム突起部内壁２６が、前後方向に延在するリアフレーム１０の内壁であるリアフレーム内壁２４よりも外側に位置している。すなわち、モールドフレーム突起部２２の内外方向のうちの内方向の面は、前後方向に延在するリアフレーム内壁２４よりも内外方向のうちの外方向に位置している。リアフレーム内壁２４とモールドフレーム突起部内壁２６との間隔は、少なくとも０．１ｍｍ以上であることが望ましい。
図１１は、比較例による表示装置の構成の一例を示す断面図である。
図１１に示すように、比較例による表示装置では、モールドフレーム９にモールドフレーム突起部２２が設けられておらず、リアフレーム１０にリアフレームポケット１８が設けられていない。その他の構成は、本実施の形態１による表示装置１と同様である。
比較例による表示装置の使用時に振動または衝撃が表示装置に付与されると、保護部材７に応力がかかってモールドフレーム９がモールドフレーム開き方向２０に向かって開き、モールドフレームとリアフレームとの係止が外れてしまう。これにより、表示装置を構成する各部材間に隙間が生じ、この隙間から水または埃などが表示装置内に入り込んで表示装置に表示異常が生じるという問題がある。
このような問題の対策として、図１２に示すように、モールドフレーム９のモールドフレーム外周面２７からリアフレーム１０のリアフレーム底面２８に渡って固定テープ２９を貼り付けることによって、モールドフレーム９とリアフレーム１０とを固定する手段がある。しかし、経年劣化によってテープの粘着強度が低下してテープが剥がれ、モールドフレーム９とリアフレーム１０とを固定することができなくなってしまう。これにより、表示装置を構成する各部材間に隙間が生じ、この隙間から水または埃などが表示装置内に入り込んで表示装置に表示異常が生じるという問題がある。また、モールドフレームとリアフレームとを固定するテープが必要であるため、コストがかかるという問題がある。
以上のことから、本実施の形態１によれば、リアフレーム１０のリアフレームポケット１８とモールドフレーム９のモールドフレーム突起部２２とが係止している。従って、モールドフレーム９が変形して開くことを抑制し、水または埃などが表示装置内に入り込むことを防止することができるため、表示品位を維持することができる。本実施の形態１で説明した構成は、特に、表示面が異形形状かつ湾曲し、表示領域の額縁幅が狭い表示装置において有効である。また、図１２に示す比較例による表示装置で使用している固定テープ２９が不要であるため、コストの削減に寄与する。
なお、本実施の形態１では、表示面が異形形状かつ湾曲している場合について説明したが、表示面が平面視において矩形かつ平面であってもよく、平面視において矩形以外の形状、あるいは矩形かつ湾曲した形状であってもよい。平面視において矩形以外の形状とは、例えば、台形型の形状、またはドーム型の形状などが挙げられる。
＜実施の形態２＞
実施の形態１では、リアフレーム１０にリアフレームポケット１８を設け、モールドフレーム９にモールドフレーム突起部２２を設ける構成について説明した。
本実施の形態２では、図１３に示すように、リアフレーム１０はリアフレーム突起部３０を有し、モールドフレーム９はモールドフレームポケット３１を有していることを特徴としている。その他の構成は、実施の形態１と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
図１３に示すように、リアフレーム１０に設けられたリアフレーム突起部３０は、内外方向のうちの内方向の面が予め定められた角度で傾斜している傾斜面を有している。また、モールドフレーム９に設けられたモールドフレームポケット３１は、リアフレーム突起部３０と係止したときにリアフレーム突起部３０の傾斜面と対向する傾斜面を有している。リアフレーム１０のリアフレーム突起部３０とモールドフレーム９のモールドフレームポケット３１とは互いに係止し、内外方向の動きを規制している。このような構成とすることによって、実施の形態１と同様の効果が得られる。
＜実施の形態３＞
本実施の形態３では、図１４に示すように、リアフレーム１０は傾斜面を有しないリアフレーム突起部３２を有し、モールドフレーム９は傾斜面を有しないモールドフレームポケット３３を有していることを特徴としている。その他の構成は、実施の形態１と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
図１４に示すように、リアフレーム１０に設けられたリアフレーム突起部３２の側面は、モールドフレーム９に対して垂直である。すなわち、リアフレーム突起部３２は、前後方向に延在している。また、モールドフレーム９に設けられたモールドフレームポケット３３の内壁面は、リアフレーム突起部３２の側面に対向している。リアフレーム１０のリアフレーム突起部３２とモールドフレーム９のモールドフレームポケット３３とは互いに係止し、内外方向の動きを規制している。このような構成とすることによって、実施の形態１と同様の効果が得られる。
なお、図１４の例では、モールドフレームポケット３３がモールドフレーム９を貫通する穴部である場合を示しているが、これに限るものではない。例えば、モールドフレームポケット３３は、モールドフレーム９を貫通しない穴部であってもよい。
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
１ 表示装置、２ 表示パネル、３ バックライト、４ 制御用ＦＰＣ、５ 制御基板、６ 短冊ＦＰＣ、７ 保護部材、８ 粘着材、９ モールドフレーム、１０ リアフレーム、１１ 光学シート、１２ 導光板、１３ 反射シート、１４ 光源、１５ 接合部材、１６ パネルクッション、１７ 接合部材、１８ リアフレームポケット、１９ リアフレーム突起部、２０ モールドフレーム開き方向、２１ モールドフレーム穴部、２２ モールドフレーム突起部、２３ リアフレームポケット傾斜面、２４ リアフレーム内壁、２５ モールドフレーム突起部傾斜面、２６ モールドフレーム突起部内壁、２７ モールドフレーム外周面、２８ リアフレーム底面、２９ 固定テープ、３０ リアフレーム突起部、３１ モールドフレームポケット、３２ リアフレーム突起部、３３ モールドフレームポケット。

Claims (12)

  1. 面光源を構成する光学部材を前記面光源の光出射面の前面側および背面側から保持する第１フレームおよび第２フレームを備え、
    前記光出射面に垂直な方向を前後方向、平行な方向を内外方向とし、
    前記第１フレームは、前記面光源の額縁を構成する部分を含み、かつ当該部分に選択的に複数設けられた、前記第２フレームに前記前後方向で対向する第１係止部を有し、
    前記第２フレームは、前記面光源の額縁を構成する部分を含み、かつ当該部分に選択的に複数設けられた、前記第１フレームに前記前後方向で対向する第２係止部を有し、
    前記第１フレームの前記第１係止部と前記第２フレームの前記第２係止部とは互いに係止し、前記内外方向の動きを規制し、
    前記第１フレームおよび前記第２フレームは、平面視時に矩形以外の異形形状であり、
    前記第１フレームおよび前記第２フレームにおける平面視時に形状が変化する変化点に前記第１係止部および前記第２係止部が設けられていることを特徴とする、バックライト。
  2. 前記第１係止部は前記前後方向に延在する突起部であり、前記第２係止部は前記前後方向に延在するポケットであることを特徴とする、請求項１に記載のバックライト。
  3. 前記突起部は、前記内外方向のうちの外方向の面であって予め定められた角度で傾斜している第１傾斜面を有することを特徴とする、請求項２に記載のバックライト。
  4. 前記ポケットは、前記第１傾斜面に対向する第２傾斜面を有することを特徴とする、請求項３に記載のバックライト。
  5. 前記ポケットの前記内外方向の幅は、前記前後方向に延在する前記第２フレームの前記内外方向の厚みの半分以下であることを特徴とする、請求項２から４のいずれか１項に記載のバックライト。
  6. 前記突起部の前記内外方向のうちの内方向の面は、前記前後方向に延在する前記第２フレームの内壁よりも前記内外方向のうちの外方向に位置することを特徴とする、請求項２から５のいずれか１項に記載のバックライト。
  7. 前記第１係止部は前記前後方向に延在するポケットであり、前記第２係止部は前記前後方向に延在する突起部であることを特徴とする、請求項１に記載のバックライト。
  8. 前記突起部は、前記内外方向のうちの内方向の面が予め定められた角度で傾斜していることを特徴とする、請求項７に記載のバックライト。
  9. 前記突起部は、前記前後方向に延在していることを特徴とする、請求項７に記載のバックライト。
  10. 請求項１から９のいずれか１項に記載のバックライトと、
    前記バックライト上に配置された表示面を有する表示パネルと、
    前記表示パネルの前記表示面上に配置され、前記面光源の額縁に接合された保護部材と、
    を備える、表示装置。
  11. 前記バックライトおよび前記表示パネルの前記表示面は、湾曲していることを特徴とする、請求項１０に記載の表示装置。
  12. 前記バックライトおよび前記表示パネルの前記表示面は、平面視において矩形以外の形状であることを特徴とする、請求項１０または１１に記載の表示装置。
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