JP7033723B2 - 画像表示装置 - Google Patents

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Description

本開示は、画像を表示するための画像表示装置に関する。
画像を表示するための画像表示装置の一つとして、液晶表示装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。液晶表示装置では、液晶セルの背面側にバックライトユニットが配置される。バックライトユニットは、例えば、導光板と、導光板の端面から光を入射する光源部とを有する。例えば特許文献1には、大型で生産性に優れる導光板に関する技術が開示されている。
特開2009-283384号公報
本開示は、狭額縁化が可能であり、かつ、品質の高い画像表示装置を提供する。
本開示における画像表示装置は、前面に画像を表示する表示パネルと、前記表示パネルの背面側に配置された平板状のフレームと、前記フレームと前記表示パネルとの間に配置された導光板であって、入射された光を前記表示パネルに向けて出射する導光板と、前記フレームに固定され、前記導光板を、前記導光板の厚み方向と直交する第一方向の両側から挟む位置に配置された一対の支持機構部とを備え、前記一対の支持機構部のそれぞれは、前記導光板を支持する可動部と、前記フレームに固定された本体部であって、前記可動部を、移動可能に保持する本体部と、前記可動部を他方の支持機構部の方向に付勢する弾性部材と、前記可動部に設けられ、前記本体部から前記厚み方向に突出した突出部とを有し、前記導光板の、前記第一方向の両端部のそれぞれには、前記突出部が係合する係合部が設けられており、前記係合部は、前記導光板の前記第一方向の端面から外向きに形成されたタブと、前記タブの外側の端面から内向きに形成され、前記突出部に係合する溝とを有する。
本開示における画像表示装置によれば、狭額縁化が可能であり、かつ、高い品質を得ることができる。
図1は、実施の形態に係る画像表示装置の正面側を示す斜視図である。 図2は、実施の形態に係る画像表示装置の表示ユニットを分解して示す分解斜視図である。 図3は、実施の形態に係る導光板と下フレームとの構造上の関係を示す図である。 図4は、実施の形態に係る支持機構部と係合部とが係合している状態を示す斜視図である。 図5は、実施の形態に係る支持機構部の正面図である。 図6は、実施の形態に係る支持機構部の分解斜視図である。 図7は、実施の形態に係る支持機構部の断面斜視図である。 図8は、実施の形態に係る一対の支持機構部の動作を説明するための図である。 図9は、実施の形態に係る一対のLEDバーと導光板との構造上の関係を示す正面図である。 図10は、実施の形態の変形例に係るLEDバーと導光板との構造上の関係を示す正面図である。 図11は、実施の形態の変形例に係る一対の支持機構部の正面図である。 図12は、実施の形態の変形例に係る一対の支持機構部の動作を説明するための図である。 図13は、実施の形態の変形例に係る可動部の移動方向及び移動量を説明するための図である。
(本開示の基礎となった知見)
本願発明者らは、従来の画像表示装置に関し、以下の問題が生じることを見出した。従来、液晶テレビジョン受像機等の画像表示装置に採用されるバックライトユニットとして、導光板の上下2辺に沿って光源部(例えばLED(Light Emitting Diode)バー)が配置された、エッジライト方式のバックライトユニットが存在する。導光板は、例えばアクリル樹脂等の樹脂で形成されており、光源部等からの熱、または、環境温度の変化等によって伸縮する。
このように、伸縮し得る導光板を備えるバックライトユニットでは、導光板とLEDバーとの間の、初期状態(導光板が伸縮していない状態)における隙間を狭くするために、導光板を上下中心付近で支持することで、上下に均等に伸びるようにする必要がある。そのため、例えば、導光板の左右それぞれの辺の中心部に設けた係止部(例えば、左右方向に延びるU溝)に、導光板の背面側に配置される平板状のフレームに固定されたピン(固定ピン)を係合させる構造が採用される。
導光板の長手方向の端部を固定ピンで支持する場合、導光板において最も伸びの影響を受ける場所を固定ピンで保持することになる。そのため、導光板の係止部が固定ピンから外れないようにするには、導光板の最大の伸び量及び最大の縮み量を左右両方で考慮する必要があり、その結果、左右のベゼルの幅を広くする必要が生じる。
また、導光板の伸縮の影響を左右で均等に分担するために、導光板の上下の辺の中央付近を固定ピンで支持した場合、固定ピンの存在により、光源部が有する複数のLED素子を等間隔で配置することができない。その結果、例えば輝度ムラが発生するという問題が生じる。また、LED素子の近くに、固定ピンと係合するU溝が存在することになるため、U溝における光の反射の影響を受けて輝度ムラが発生するという問題もある。
本開示は、このような知見に基づいてなされたものであり、本願発明者らが鋭意検討した結果、狭額縁化が可能であり、かつ、品質の高い画像表示装置の構造についての着想を得た。
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
また、以下の実施の形態の説明及び請求の範囲において、平行、直交、等間隔など、1以上の物体の姿勢または位置等を示す表現が用いられる場合があるが、これらの表現は、厳密にはその姿勢または位置等ではない場合も含む。例えば、平行とは、完全に平行であることを意味するだけでなく、実質的に平行である場合、すなわち、例えば数%程度の差異を含むことも意味する。2以上の情報または物体の関係を示す、同一または均一等の表現についても同じである。
なお、本願発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面及び以下の説明を提供するのであって、これらによって請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
また、以下の実施の形態において、説明の便宜上、上下方向をZ軸方向と一致させ、前後方向をY軸方向と一致させ、左右方向(横方向)をX軸方向と一致させているが、これら対応付けは、本開示に係る画像表示装置の製造時または使用時における姿勢を限定するものではない。また、以下の説明において、例えば、X軸プラス側とは、X軸の矢印方向側を示し、X軸マイナス側とは、X軸プラス側とは反対側を示す。Y軸方向及びZ軸方向についても同様である。
以下、図1~図9を用いて実施の形態を説明する。まず、図1および図2を用いて、実施の形態に係る画像表示装置の構成概要について説明する。
[1-1.画像表示装置の全体構成]
まず、図1及び図2を参照しながら、実施の形態に係る画像表示装置2の全体構成について説明する。
図1は、実施の形態に係る画像表示装置2の正面側を示す斜視図である。図2は、実施の形態に係る画像表示装置2の表示ユニット6を分解して示す分解斜視図である。
図1に示すように、画像表示装置2は、例えばフラットパネルディスプレイ型の液晶テレビジョン受像機である。画像表示装置2は、筐体4と、筐体4の内部に配置された表示ユニット6と、筐体4を支持するスタンド8とを備えている。
図1に示すように、筐体4は、フロントキャビネットとしてのベゼル10と、リアキャビネット(図2で図示せず)とを有している。ベゼル10は、矩形状の枠状に形成され、液晶セル22(後述する)の外周部を画像表示装置2の正面側から覆っている。リアキャビネットは、下フレーム12(後述する)を画像表示装置2の背面側から覆っており、ベゼル10と連結されている。
図2に示すように、表示ユニット6は、下フレーム12(フレームの一例)と、バックライトユニット14と、複数のモールドフレーム16a、16b、16c及び16d(16a~16d)と、複数の光学シート18a、18b、18c及び18d(18a~18d)と、液晶セル22(表示パネルの一例)とを備えている。
下フレーム12は、バックライトユニット14を画像表示装置2の背面側から支持するための金属製のシャーシである。下フレーム12には、例えば、剛性を向上させるための凸部、及び、各種の部材を下フレーム12に固定するための複数のネジ孔等が形成されている。
バックライトユニット14は、本実施の形態では、エッジライト方式のバックライト装置である。バックライトユニット14は、放熱板32a及び32bと、LEDバー34a及び34bと、導光板36と、反射シート38とを有している。
放熱板32a及び32bはそれぞれ、熱伝導性の高い金属、例えばアルミニウム等で形成されている。LEDバー34a及び34bは、一対の光源部の一例であり、それぞれが複数の発光素子を有している。本実施の形態において、複数の発光素子のそれぞれは、例えば、LEDチップがパッケージ化されたLED素子である。また、LEDバー(34a、34b)は導光板36の上下両側に配置される。具体的には、LEDバー34aは、導光板36の上側(Z軸プラス側)に配置され、LEDバー34は、導光板36の下側(Z軸マイナス側)に配置される。
LEDバー34aは、放熱板32aに、例えば熱伝導性を有する両面粘着テープによって取り付けられ、LEDバー34bは、放熱板32bに、例えば熱伝導性を有する両面粘着テープによって取り付けられる。放熱板32a及び32bは、複数のネジによって下フレーム12に固定され、これにより、LEDバー34a及び34bも下フレーム12に固定される。
導光板36は、平面視で矩形状の板状に形成されている。導光板36は、例えばアクリル樹脂の射出成形により形成される。導光板36の上端面は、LEDバー34aに対向して配置される。LEDバー34aの複数のLED素子からの光は、導光板36の上端面に入射する。また、導光板36の下端面は、LEDバー34bに対向して配置される。LEDバー34bの複数のLED素子からの光は、導光板36の下端面に入射する。
本実施の形態において、導光板36は、下フレーム12に固定された一対の支持機構部120によって左右の両端部が支持される。導光板36の左右の両端部には、支持機構部120と係合する係合部130が設けられている。導光板36を支持するための構造については、図3~図8を用いて後述する。
反射シート38は、導光板36の背面を覆っている。反射シート38は、導光板36の上下の両端面から入射した光を前面に向けて反射する。反射シート38で反射した光は、導光板36の前面から出射して、液晶セル22の背面(後述する表示面60と反対側の面)に入射する。
図2に示すように、複数のモールドフレーム16a~16dの各々は、長尺状に形成されている。複数のモールドフレーム16a、16b、16c及び16dはそれぞれ、下フレーム12の上端部、下端部、右端部(X軸プラス側の端部)及び左端部(X軸マイナス側の端部)に取り付けられている。すなわち、複数のモールドフレーム16a~16dは、導光板36の外周部に沿って、矩形状の枠状に配置されている。複数のモールドフレーム16a~16dの各々は、クッション部材(図示せず)を介して導光板36の前面における外周部を押さえるように配置される。
図2に示すように、複数の光学シート18a、18b、18c及び18dは、この順に重ね合わされた状態で、液晶セル22と導光板36との間に配置されている。光学シート18aは、導光板36の前面から出射した光を拡散するための拡散シートである。光学シート18b及び18cの各々は、導光板36の前面から出射した光を液晶セル22の背面に集光するためのプリズムシートである。光学シート18dは、導光板36の前面から出射した光を偏光させるための反射型偏光シート(いわゆるDBEFシート)である。複数の光学シート18a~18dの各々の上端部(外周部)はモールドフレーム16aに支持され、複数の光学シート18a~18dの各々の下端部(外周部)はモールドフレーム16bに支持されている。
液晶セル22は、平面視で矩形状の板状に構成されている。液晶セル22の前面は、画像を表示するための表示面60を形成している。液晶セル22の外周部は、クッション部材(図示せず)を介して複数のモールドフレーム16a~16dの各々に支持されている。
ベゼル10は、矩形状の枠状に形成され、液晶セル22の表示面60の外周部を覆うようにして配置されている。ベゼル10は、例えばネジ(図示せず)により下フレーム12に取り付けられている。
[1-2.導光板の支持構造の概要]
次に、図3を用いて、導光板36を支持するための構造の概要を説明する。図3は、実施の形態に係る導光板36と下フレーム12との構造上の関係を示す図である。
図3に示すように、下フレーム12には一対の支持機構部120が固定されている。具体的には、下フレーム12の左右の両端部における上下中央部のそれぞれに支持機構部120が固定されている。導光板36は、これら一対の支持機構部120によって左右の両端部が支持される。具体的には、導光板36は、左右両端部における上下中央部のそれぞれに、支持機構部120と係合する係合部130が設けられている。つまり、導光板36が有する左右一対の係合部130のそれぞれに支持機構部120が係合することで、導光板36が一対の支持機構部120に支持される。
なお、本実施の形態における横方向(X軸方向)は、導光板36の厚み方向(Y軸方向)と直交する第一方向の一例である。つまり、本実施の形態に係る画像表示装置2は、一対の支持機構部120であって、下フレーム12に固定され、導光板36を、第一方向の両側から挟む位置に配置された一対の支持機構部120を備えている。
また、本実施の形態において支持機構部120は、横方向に移動可能に配置された可動部を有しており、可動部が導光板36を支持することで、導光板36が伸縮した場合における導光板36の横方向の位置の偏りが抑制される。
以下、支持機構部120の詳細及びその効果等について図4~図9を用いて説明する。なお、本実施の形態では、一対の支持機構部120の一方及び他方は、Z軸対称の構造を有しているため、以下では、主として左側(X軸マイナス側)の支持機構部120に着目し、その構造等について説明する。
[1-3.支持機構部]
図4は、実施の形態に係る支持機構部120と係合部130とが係合している状態を示す斜視図である。図5は、実施の形態に係る支持機構部120の正面図である。図6は、実施の形態に係る支持機構部120の分解斜視図である。図7は、実施の形態に係る支持機構部120の断面斜視図である。具体的には、図7では、図5におけるVI-VI線を通るXY平面で支持機構部120を切断した状態の斜視図が表されている。
図4~図7に示すように、支持機構部120は、導光板36を支持する可動部123と、可動部123を、他方の支持機構部120の方向(図5における右方向)に付勢する弾性部材126とを有する。
より詳細には、支持機構部120は、下フレーム12に固定された本体部121を有しており、可動部123は本体部121によって、横方向に移動可能に保持されている。本実施の形態では、本体部121は、図5及び図6に示すように2つのネジ129によって下フレーム12に固定されている。具体的には、本体部121には2つの貫通孔121aが形成されており、下フレーム12には、2つのネジ孔13aが形成されている。本体部121の2つの貫通孔121aそれぞれを貫通したネジ129がネジ孔13aと螺合することで、本体部121は下フレーム12に固定される。
また、図4及び図7に示すように、可動部123は、本体部121から、導光板36の厚み方向(軸方向)に突出した突出部124を有し、導光板36の、X軸方向の端部には、突出部124が係合する係合部130が設けられている。本体部121には、突出部124が貫通する開口部122であって、突出部124の横方向の移動を許容する大きさの開口部122を有している。本実施の形態では、開口部122は、X軸方向に長い長円形状の開口を形成している。
導光板36が有する係合部130は、本実施の形態では、図4に示すように、導光板36の横方向(第一方向)の端面(図4では左端面)から外向きに形成されたタブ132と、タブ132の外側の端面から内向きに形成され、突出部124に係合する溝131を有する。つまり、支持機構部120が有する突出部124は、導光板36の係合部130に形成された溝131に係合している。なお、本実施の形態では、溝131の、他方の支持機構部120側(図4では右側)の終端部は、横方向において導光板36の端面よりも内側に位置している。
上記構成を有する支持機構部120において、弾性部材126は、可動部123を内向き(X軸プラスの向き)に付勢している。具体的には、図6及び図7に示すように、下フレーム12には、押しバネである弾性部材126の左端部を係止する係止部13が設けられており、可動部123には弾性部材126の右端部が当接する壁部123aが設けられている。つまり、弾性部材126は、下フレーム12の係止部13と、可動部123の壁部123aとの間に、自然長よりも縮められた状態で配置される。なお、図7における可動部123(突出部124)の位置は、突出部124が導光板36(図7で図示せず)の係合部130と係合している場合の位置である。つまり、支持機構部120が導光板36を支持した場合における初期状態(導光板36が伸縮していない状態)では、突出部124は、内向きに付勢され、かつ、左右両方向(X軸に平行な双方向)に移動可能である。
また、本実施の形態では、突出部124は、図4に示すように、軸方向(Y軸方向)から見た場合における外形が円形のピンであり、溝131の終端部(閉じている端部)は、半円形に形成されている。これにより、溝131の終端部の応力集中が緩和される。また、タブ132の、導光板36側の根本にはR部135が形成されており、これによる、タブ132の根本部分における応力集中が緩和され、また、輝度ムラが目立ち難くなる。
さらに、本実施の形態では、図4に示すように、下フレーム12には、XZ平面に平行本体部分の端部から立ち上がった側壁部12aが設けられており、これにより、例えば、導光板36等の部材を支持する下フレーム12の強度が向上される。また、この側壁部12aにおいて、支持機構部120に対向する位置には、切り欠き部12bが形成されている。これにより、例えば、支持機構部120の配置可能範囲が外側に広がるため、下フレーム12のサイズを維持したまま、可動部123(突出部124)の可動範囲をより外側に位置させることができる。つまり、導光板36において、係合部130をより外側に位置させることができ、これにより、導光板36における本体部分(液晶セル22と対向する領域を中心とする矩形部分)を広げることができる。従って、下フレーム12のサイズを維持したまま、より広い有効領域(画像表示に用いられる画素の存在領域)を有する液晶セル22を採用することができる。このことは、画像表示装置2の狭額縁化に有利である。
[1-4.支持機構部の動作]
図8は、実施の形態に係る一対の支持機構部120の動作を説明するための図である。図8に示すように、本実施の形態に係る画像表示装置2では、導光板36は、左右それぞれに配置された支持機構部120に支持される。
支持機構部120では、上述のように、支持機構部120を直接的に支持する突出部124が、常に内向きの付勢力を受ける状態で配置されている。つまり、突出部124は、導光板36の係合部130の左右の移動に追随して移動する。
ここで、仮に、突出部124が移動しないとした場合、導光板36の、温度変化に応じた伸縮を考慮すると、突出部124が、係合部130の溝131から抜け出さず、かつ、導光板36の伸びを許容するためには、溝131の横方向の長さは比較的に長くなる。
例えば、温度変化に起因する、導光板36の横方向における最大伸び長さをLとし、横方向における最大縮み長さをMとした場合、左右の溝131のそれぞれの横方向の長さはL+M以上とする必要がある。これは、導光板36全体としての横方向における移動を止める固定ピン等が存在しないため、導光板36の横方向における伸び及び縮みが導光板36の左右両端の一方のみに影響する可能性があるためである。
しかしながら、本実施の形態に係る、一対の支持機構部120のそれぞれでは、上述のように、突出部124は内向きに付勢されていることで、導光板36の係合部130の左右の移動に追随する。そのため、溝131の横方向の長さは、突出部124が移動しない場合(例えば下フレーム12に固定されている場合)よりも短くできる。言い換えると、溝131を短くした場合であっても、突出部124は、溝131から抜け出さない方向に付勢されているため、突出部124の溝131からの抜け出し(突出部124と係合部130との係合の解除)が抑制される。これにより、画像表示装置2の狭額縁化が図られる。
また、例えば、導光板を、固定ピンで下フレームに対して取り付けた構造を有する従来の画像表示装置の場合、例えば、物体の衝突等に起因して比較的に大きな衝撃が与えられることで、導光板の、固定ピンと係合している部分に割れ等の損傷が生じやすい。この点に関し、本実施の形態に係る画像表示装置2では、導光板36を支持する突出部124は、可動式であり、かつ、溝131から抜けないように弾性部材126によって付勢されている。そのため、弾性部材126が、衝撃を吸収する部材として機能するため、導光板36の係合部130の割れ等の損傷が生じ難い。
また、一対の支持機構部120それぞれの弾性部材126のバネ係数を同一とすることで、導光板36の伸縮が、一対の支持機構部120それぞれで均一に吸収される。そのため、例えば液晶セル22の横方向の中心位置と、導光板36の中心位置とが一致した状態を維持することが可能である。
また、導光板36を左右から付勢した状態で保持しない場合は、最大伸び長さLが、左右の一方のみに影響する可能性があるため、導光板36の左右両端部の、初期状態の位置から外側への最大移動量は、理論上Lである。従って、導光板36の左右に比較的に大きなスペースが必要となり、このことは狭額縁化の妨げとなる。
しかしながら、本実施の形態に係る画像表示装置2では、導光板36の横方向における最大伸び長さLを、左右それぞれの支持機構部120で半分ずつ吸収することができる。そのため、左右の突出部124及び導光板36の左右両端部の、初期状態の位置から外側への最大移動量は、理論上(L/2)である。従って、画像表示装置2を正面視した場合において、導光板36の左右のスペースは比較的に小さくすることができ、このことは画像表示装置2の狭額縁化に有利である。
なお、係合部130におけるタブ132の、導光板36の端面からの外向きの突出量は、例えば導光板36が熱により膨張することで横方向に伸びた場合に、タブ132の先端が、下フレーム12と干渉しない長さに決定される。また、係合部130における溝131の横方向の長さは、例えば導光板36が冷却されることで横方向に縮んだ場合に、溝131の終端部が、正面視において、液晶セル22の有効領域(画像表示に用いられる画素の存在領域)と重複しない長さに決定される。つまり、例えば、溝131からの突出部124の横方向への抜け出しを抑制するためには、溝131は長い方が有利であるが、溝131が、液晶セル22による表示画像に影響を与えないように、溝131の長さは上記のように決定される。
なお、導光板36を左右から付勢した状態で保持しない場合であっても、導光板36の横方向への移動を止める固定ピンが、例えば、導光板36の上下両端部における横方向の中央部分に設けられることで、導光板36の左右両端部の最大移動量を低減させることも可能である。しかしながら、この場合、固定ピンの存在によって、導光板36に光を入射する発光素子の配列が不均一になるという問題が生じる。
この点に関し、本実施の形態に係る画像表示装置2では、上述のように、導光板36を左右から付勢した状態で保持しているため、導光板36の上端部及び下端部における固定ピンの配置は不要である。これにより、導光板36に光を入射する発光素子(本実施の形態ではLED素子)を、導光板36の上下の両端面に沿って等間隔で並べることができる。このことを、図9を用いて説明する。
[1-5.LEDバー]
図9は、実施の形態に係るLEDバー34a及び34bと導光板36との構造上の関係を示す正面図である。なお、図9では、LEDバー34a及び34bと導光板36との構造上の関係が分かりやすいように、図示されている構成要素は簡易的に表されている。例えば、LEDバー34aが有するLED素子48の数は、図9に示される数には限定されない。また、放熱板32a及び32b等の他の部材の図示は省略されている。
図9に示すように、本実施の形態に係る画像表示装置2では、導光板36と係合する支持部材として、導光板36を左右から内向きに付勢する一対の支持機構部120が配置されており、導光板36の上下の端部には支持部材は存在しない。
そのため、導光板36の上端面36aに沿って複数のLED素子48を等間隔に配置することができる。具体的には、導光板36の上端面36aに対向する位置にLEDバー34aが配置されており、LEDバー34aは、長尺状の基板46と、基板46の長手方向に沿って等間隔に配置され複数のLED素子48とを有する。また、導光板36の下端面36bに沿って複数のLED素子48を等間隔に配置することができる。具体的には、導光板36の下端面36bに対向する位置にLEDバー34bが配置されており、LEDバー34bは、長尺状の基板46と、基板46の長手方向に沿って等間隔に配置され複数のLED素子48とを有する。なお、LEDバー34a及び34bのそれぞれにおいて、基板46は、複数の基板が並べられることで形成されてもよい。言い換えると、LEDバー34a及び34bのそれぞれは、互いに別体の2以上のLEDバーが連結されることで構成されてもよい。
このように、導光板36の端面から光を入射するエッジライト方式のバックライトユニット14において、当該端面に沿って、等間隔に複数のLED素子48が配置されることで、導光板36の前面側に配置される液晶セル22における輝度ムラが抑制される。
また、導光板の上端部または下端部に、固定ピン等の支持部材を配置する構造では、支持部材と係合するための溝または孔等が導光板に設けられ、この溝または孔等において、その近傍に位置するLED素子からの光の反射(拡散)が生じる。その結果、導光板の前面に配置された液晶セルで輝度ムラが発生する。この点に関し、本実施の形態に係る導光板36では、上端部及び下端部に溝または孔等の、導光板36の構造を不均一にする構成は存在しない。そのため、溝または孔等の近傍にLED素子が存在することに起因する輝度ムラは生じない。
[1-6.効果等]
以上のように、本実施の形態に係る画像表示装置2は、前面に画像を表示する液晶セル22と、液晶セル22の背面側に配置された平板状の下フレーム12と、下フレーム12と液晶セル22との間に配置された導光板36であって、入射された光を液晶セル22に向けて出射する導光板36と、一対の支持機構部120とを備える。一対の支持機構部120は、下フレーム12に固定され、導光板36を、導光板36の厚み方向と直交する第一方向(X軸方向)の両側から挟む位置に配置されている。また、一対の支持機構部120のそれぞれは、導光板36を支持する可動部123と、下フレーム12に固定された本体部121であって、可動部123を、移動可能に保持する本体部121と、可動部123を他方の支持機構部120の方向に付勢する弾性部材126と、可動部123に設けられ、本体部121から導光板36の厚み方向に突出した突出部124とを有する。また、導光板36の、X軸方向の両端部のそれぞれには、突出部124が係合する係合部130が設けられている。係合部130は、導光板36のX軸方向の端面から外向きに形成されたタブ132と、タブ132の外側の端面から内向きに形成され、突出部124に係合する溝131とを有する。
この構成によれば、導光板36を、第一方向の両側(本実施の形態では左右両側)から付勢した状態で保持できるため、上述のように、例えば、導光板36が温度変化によって伸縮した場合において、導光板36の左右両端部の初期状態の位置から外側への最大移動量を従来よりも短くすることができる。また、一対の支持機構部120によって、導光板36を、導光板36の横方向の伸縮を吸収するように保持するため、例えば、導光板36の位置を正規のセンター位置に維持することが可能である。すなわち、画像表示装置2では、狭額縁化に有利な構造が採用されている。
また、例えば、導光板36の左右両端部の伸縮量を均一化するための固定ピン等を、導光板36の上端部または下端部の横方向の中央部分に配置する必要がないため、導光板36には、固定ピン等が係合する溝または孔等が設けられない。そのため、例えば、導光板36の上端部または下端部から入射される光が、溝または孔等で反射されること起因する、液晶セル22の輝度ムラは発生しない。
また、下フレーム12に固定された本体部121に対して可動部123がスライドする、という簡易な構成で支持機構部120を実現することができる。また、支持機構部120は、突出部124が係合部130と係合することで、導光板36を支持することができるため、例えば、複雑な作業を行うことなく、一対の支持機構部120に対して導光板36を配置することができる。
また、突出部124を、溝131に対してX軸方向の外側から挿入する、という容易な作業で、突出部124を係合部130に係合させることができる。また、突出部124を有する可動部123は、弾性部材126によって内向きに付勢される。つまり、溝131に対してX軸方向の外側から挿入される突出部124は、弾性部材126によって挿入方向に付勢される。そのため、例えば導光板36が伸縮または移動した場合、突出部124は溝131の移動に追随して移動する。従って、溝131のX軸方向の長さが比較的に短い場合であっても、突出部124が溝131から外れ難い。例えば、溝131のX軸方向の長さ(本実施の形態では横方向の長さ)は、例えば、突出部124のX軸方向の長さ以下であってもよい。従って、導光板36のX軸方向の両端部に係合部130を設けることによる、導光板36のX軸方向の全長の増加が抑制される。このことは、例えば、画像表示装置2の狭額縁化に有利である。
また、仮に、一対の支持機構部が導光板を支持するための部分を、導光板の左右の端面に切り欠き状に設けた場合、切り欠き状の部分は、液晶セル22の輝度ムラを生じさせやすい。この点に関し、本実施の形態では、可動部123の突出部124が係合する溝131は、主として導光板36の端面から外向きに形成されたタブ132に形成される。そのため、導光板36の、液晶セル22の、溝131の近傍に対応する領域における輝度ムラは目立ち難い。
このように、本実施の形態に係る画像表示装置2は、狭額縁化が可能であり、かつ、品質の高い画像表示装置2である。
また、本実施の形態に係る画像表示装置2において、一対の支持機構部120のうちの一方の支持機構部120が係合する溝131の、他方の支持機構部120側の終端部は、第一方向において、導光板36の端面よりも内側に位置している。
つまり、導光板36の、タブ132が設けられた端面と、タブ132に設けられた溝131の終端部(溝131の延設方向における先端の内面)とが揃わないように、溝131が形成されている。これにより、例えば、導光板36の、溝131の終端部及びその近傍領域における光の反射方向のランダム度合いが向上する。その結果、液晶セル22の表示画像における、溝131の終端部及びその近傍領域に対応する位置での輝度ムラが目立ち難くなる。
また、本実施の形態に係る画像表示装置2において、突出部124は、軸方向から見た場合における外形が円形のピンであり、溝131の、他方の支持機構部120側の終端部の形状は、突出部124の外形に沿った湾曲形状である。
この構成によれば、突出部124の外周面と、溝131の終端部とが点接触する可能性が低減され、その結果、内向きに付勢される突出部124によって押される溝131の終端部における応力集中が緩和される。その結果、例えば、一対の支持機構部120によって横方向の伸縮が吸収されるように保持される導光板36の品質の維持が図られる。また、変形例として後述するように、支持機構部120の姿勢がXZ平面内で傾けられた場合であっても、突出部124の外周面と溝131の終端部とが面接触しやすい状態は維持される。そのため、例えば、支持機構部120の姿勢の如何によらず、支持機構部120は安定的に係合部130を内向きに押すことができる。また、支持機構部120が互いに異なる姿勢で配置される複数種類の製品間で、支持機構部120を共通化することができる。
また、本実施の形態に係る画像表示装置2において、タブ132の、導光板36側の根本にはR部135が形成されている。つまり、タブ132の根本部分は、導光板36のX軸方向の端面からなだらかに立ち上がった形状を有している。言い換えると、タブ132を、導光板36の厚み方向から見た場合、タブ132の根本部分に凹状の湾曲部分が形成されている。
そのため、導光板36の本体部分から横方向に突出して形成されたタブ132の根本部分における応力集中が緩和される。このことによっても、例えば、一対の支持機構部120によって横方向の伸縮が吸収されるように保持される導光板36の品質の維持が図られる。また、タブ132の根本部分において、光の反射方向はなだらかに変化するため、液晶セル22の表示画像における、タブ132の根本部分対応する位置での輝度ムラが目立ち難くなる。
また、本実施の形態に係る画像表示装置2はさらに、導光板36の、厚み方向(Y軸方向)及び第一方向(X軸方向)と直交する第二方向(Z軸方向)の両側に配置された一対のLEDバー34a及び34bを備える。LEDバー34a及び34bのそれぞれは、導光板36のZ軸方向の端面(上端面36aまたは下端面36b)に沿って等間隔に配置された複数のLED素子48を有する。また、一対の支持機構部120それぞれの本体部121は、可動部123を第一方向(X軸方向)に移動可能に保持している。
上記のように、固定ピン等を、導光板36の上端部または下端部の横方向の中央部分に配置する必要はないため、複数のLED素子48を等間隔で並べることができる。つまり、導光板36に光を入射する複数のLED素子48において、隣り合うLED素子48の間隔が均一である。これにより、導光板36から出射される光の均一化が図られ、その結果、液晶セル22における輝度ムラの発生が抑制される。
また、可動部123は、X軸方向と平行に移動するように本体部121に保持されているため、例えば、導光板36が熱膨張した場合であっても、導光板36の横方向(つまり、X軸方向)の伸びの成分は、導光板36の上下方向の位置ずれを生じさせない。そのため、例えば、導光板36が熱膨張した場合において、導光板36が、上下のLEDバー34a及び34bに干渉し難くなる。
(変形例)
次に、上記実施の形態の変形例について説明する。本変形例では、導光板の上下のうちの一方のみに光源部(LEDバー)が配置されている点で上記実施の形態とは異なる。また、本変形例では、一対の支持機構部120が、導光板の伸縮に応じて導光板の上下方向の位置を変化させる点でも、上記実施の形態とは異なる。このような特徴を有する、変形例に係る画像表示装置2aについて、図10~図13を参照しながら、上記実施の形態との差分を中心に説明する。
図10は、実施の形態の変形例に係るLEDバー34bと導光板36との構造上の関係を示す正面図である。図11は、実施の形態の変形例に係る一対の支持機構部120の正面図である。図12は、実施の形態の変形例に係る一対の支持機構部120の動作を説明するための図である。図13は、実施の形態の変形例に係る可動部123の移動方向及び移動量を説明するための図である。なお、図13では、突出部124を含む可動部123が実線で表され、本体部121及び開口部122は点線で表されている。
図10に示すように、本変形例に係る画像表示装置2aにおいて、一対の支持機構部120は、上記実施の形態に係る画像表示装置2と同じく、導光板36を、導光板36の厚み方向と直交する第一方向(X軸方向)の両側から挟む位置に配置されている。また、一対の支持機構部120のそれぞれの可動部123に設けられた突出部124は、導光板36のX軸方向の端部に設けられた係合部130aと係合している。
しかし、本変形例では、導光板36の上下両側のうちの下側にのみ、導光板36に光を入射する光源部(LEDバー34b)が配置されており、かつ、一対の支持機構部120のそれぞれは、XZ平面内で傾いた姿勢で下フレーム12に固定されている。
具体的には、一対の支持機構部120それぞれの本体部121は、可動部123を、他方の支持機構部120から離れるほど、LEDバー34bから遠ざかる方向に、移動可能に保持している。つまり、図11における右側の支持機構部120について説明すると、本体部121は、可動部123を、右に向かうほど、LEDバー34bから遠ざかる方向(つまり上方)に、移動可能に保持している。言い換えると、図11における右側の支持機構部120では、本体部121は、可動部123を、左に向かうほど、LEDバー34bに近づく方向(つまり下方に)に、移動可能に保持している。
この構成により、導光板36が例えば熱により膨張した場合において、LEDバー34bと、導光板36の下端面36bとの距離が一定に保たれる。つまり、導光板36が熱により膨張する場合、導光板36は横方向(第一方向、X軸方向)及び縦方向(第二方向、Z軸方向)の両方の幅が伸びる。そのため、例えば上記実施の形態に係る画像表示装置2のように、導光板36の上下方向の中央位置が移動しない場合、導光板36が熱により膨張すると、導光板36の下端面36bがLEDバー34bに近づく。
そこで、本変形例に係る画像表示装置2aでは、導光板36の横幅の伸縮に伴い、導光板36を上下方向に移動させるように、一対の支持機構部120が配置されている。具体的には、例えば図12において、導光板36の横幅が伸びた場合、一対の支持機構部120それぞれの弾性部材126(例えば図7参照)のバネ係数が同一であれば、一対の支持機構部120それぞれの突出部124(可動部123)は略同一の長さだけ外側に押しやられる。このとき、突出部124(可動部123)は、LEDバー34bから遠ざかる方向、つまり、図12における上方に移動するため、導光板36の係合部130aも上方に移動する。その結果、導光板36の横幅が伸びるとともに、導光板36の縦幅が伸びた場合であっても、導光板36の下端面36bにおける下方の移動量を相殺することができ、これにより、導光板36の下端面36bの上下方向における位置を略一定に維持することができる。このことを、図13を用いて定量的に説明する。
図13に示すように、突出部124の移動方向と、横方向(X軸方向)とのなす角をθとし、突出部124のX軸方向の移動量をDとし、縦方向(Z軸方向)の移動量をHとした場合、H=Dtanθである。
また、導光板36の横方向における最大伸び長さをLaとし、かつ、一対の支持機構部120それぞれの弾性部材126のバネ係数が同一である場合、1つの支持機構部120における突出部124のX軸方向の移動量Dは、La・(1/2)とみなすことができる。従って、この場合、突出部124のZ軸方向の移動量Hは、La・(1/2)tanθである。
一方、導光板36のサイズの縦横比を9:16とし、かつ、導光板36の縦方向及び横方向の線膨張係数が同一である場合、導光板36の縦方向における最大伸び長さLbは、La・(9/16)である。また、係合部130aが導光板36の上下方向の中央位置に配置されている場合、導光板36の下端面36bの、係合部130aを基準とした場合の下向きの変位量はLb・(1/2)であり、すなわち、La・(9/32)である。
この変位量を、突出部124のZ軸方向の移動量Hと相殺する場合、La・(1/2)tanθ=La・(9/32)であり、これを満たすθは約29.3°である。つまり、計算上、一対の支持機構部120のそれぞれが、θが約29.3°となる姿勢で下フレーム12に取り付けられることで、導光板36が熱膨張した場合に、導光板36の下端面36bとLEDバー34bとの距離を略一定に保つことができる。なお、導光板36が収縮することで、導光板36の横幅が縮み、かつ、導光板36の縦幅が縮んだ場合、導光板36の係合部130aが下方に移動することで、導光板36の下端面36bにおける上方の移動量を相殺させることができる。つまり、導光板36の下端面36bとLEDバー34bとの距離を略一定に保つことができる。
また、実際に支持機構部120をどのような姿勢で下フレーム12に固定するかについては、導光板36の縦方向及び横方向の線膨張係数等の物性値、及び、導光板36の実物を用いた実験の結果等に応じて適宜決定することができる。
また、本変形例では、導光板36の上下両側のうちの下側にLEDバー34bが配置される場合を説明したが、導光板36の上下両側のうちの上側にLEDバー34a(図9参照)が配置されてもよい。この場合、一対の支持機構部120の傾きを、上下逆とすることで、導光板36の伸縮に伴う横方向の伸びを吸収しつつ、導光板36の上端面36aと、LEDバー34aとの距離を略一定に保つことができる。
以上説明したように、本変形例に係る画像表示装置2aは、導光板36の、第二方向(Z軸方向)の両側のうちの一方の側に配置された光源部であるLEDバー34bを備える。LEDバー34bは、導光板36の、LEDバー34bと対向する端面(下端面36b)に沿って等間隔に配置された複数のLED素子48を有する。一対の支持機構部120それぞれの本体部121は、可動部123を、他方の支持機構部120から離れるほどLEDバー34bから遠ざかる方向に、移動可能に保持している。
この構成によれば、例えば、導光板36の上下両側の一方の側にのみLEDバー34bが配置された場合において、導光板36の、LEDバー34bと対向する端面と、LEDバー34bとの距離が、導光板36の伸縮に依存せずに略一定に保たれる。従って、例えば、画像表示装置2aが設置された環境温度の変化、または、画像表示装置2aの内部の部品の発熱等に起因して、導光板36が伸縮した場合であっても、導光板36の端面と、LEDバー34bとの距離が適した位置に保たれる。
なお、本変形例において、係合部130aが有する溝131は、突出部124の移動方向と同じく、X軸方向に対して斜めの方向に延設されている。しかし、本変形例に係る係合部130aが有する溝131は、上記実施の形態に係る溝131と同じくX軸方向に平行に延設されていてもよい。つまり、溝131の延設方向の如何によらず、突出部124を介して係合部130aに与えられる付勢力は、係合部130aを内向きに押す力として作用する。また、突出部124が、外形が円形のピンであり、かつ、溝131の終端部の形状が、突出部124の外形に沿った湾曲形状であれば、溝131の延設方向の如何によらず、突出部124の外周面と溝131の終端部とが面接触しやすい状態は維持される。
(他の実施の形態)
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
例えば、支持機構部120が有する弾性部材126は、押しバネであるとした。しかし、弾性部材126は引きバネであってもよい。例えば、自然長よりも伸ばした状態の引きバネで、可動部123と、本体部121または下フレーム12とを接続する。これにより、可動部123は、内向き(他方の支持機構部120の方向)に付勢力を受けることができる。また、弾性部材126の種類に特に限定はなく、例えば板バネが弾性部材126として採用されてもよい。さらに、弾性部材126の素材は金属には限定されず、例えば、耐久性に優れた樹脂材料が素材として採用されてもよい。
また、係合部130は、突出部124と係合する溝131を有するとしたが、係合部130は、例えば、突出部124と係合する孔を有してもよい。つまり、係合部130は、突出部124と係合可能な形状を有していればよく、その形状は、特定の形状には限定されない。
また、例えば支持機構部120の本体部121としての機能を、下フレーム12が有してもよい。つまり、下フレーム12の端部に、可動部123を移動可能に保持し、かつ、弾性部材126を可動部123に付勢力を与える姿勢で保持する部分(保持部)が形成されていてもよい。この場合、下フレーム12に可動部123と弾性部材126とを保持部に取り付けることで、支持機構部120を構成することができる。
また、例えば、導光板36は、上記実施の形態に係る係合部130のような、明確に他の部分とは異なる部位を備えなくてもよい。例えば、導光板36が係合部130を有しない単純な矩形状の板材である場合であっても、可動部123が、導光板36のX軸方向の端縁を把持する構造を有することで、支持機構部120は導光板36を支持することができる。すなわち、この場合であっても、一対の支持機構部120は、導光板36を左右から付勢した状態で保持することができる。
また、本実施の形態において、画像表示装置2は、例えば液晶テレビジョン受像機として実現されるとした。しかしながら、画像表示装置2の構成が、例えば、パーソナルコンピュータ用のモニタディスプレイ、または、タブレット端末もしくはスマートフォン等の携帯端末等に適用されてもよい。
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面及び詳細な説明を提供した。
したがって、添付図面及び詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、請求の範囲又はその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
本開示は、画像を表示するための画像表示装置に適用可能である。具体的には、テレビジョン受像機、モニタディスプレイ、デジタルサイネージ、タブレット端末、スマートフォン、または、テーブル型表示装置などに、本開示は適用可能である。
2、2a 画像表示装置
4 筐体
6 表示ユニット
8 スタンド
10 ベゼル
12 下フレーム
12a 側壁部
12b 切り欠き部
13 係止部
13a ネジ孔
14 バックライトユニット
16a、16b、16c、16d モールドフレーム
18a、18b、18c、18d 光学シート
22 液晶セル
32a、32b 放熱板
34a、34b LEDバー
36 導光板
36a 上端面
36b 下端面
38 反射シート
46 基板
48 LED素子
60 表示面
120 支持機構部
121 本体部
121a 貫通孔
122 開口部
123 可動部
123a 壁部
124 突出部
126 弾性部材
129 ネジ
130、130a 係合部
131 溝
132 タブ
135 R部

Claims (6)

  1. 前面に画像を表示する表示パネルと、
    前記表示パネルの背面側に配置された平板状のフレームと、
    前記フレームと前記表示パネルとの間に配置された導光板であって、入射された光を前記表示パネルに向けて出射する導光板と、
    前記フレームに固定され、前記導光板を、前記導光板の厚み方向と直交する第一方向の両側から挟む位置に配置された一対の支持機構部とを備え、
    前記一対の支持機構部のそれぞれは、
    前記導光板を支持する可動部と、
    前記フレームに固定された本体部であって、前記可動部を移動可能に保持する本体部と、
    前記可動部を他方の支持機構部の方向に付勢する弾性部材と、
    前記可動部に設けられ、前記本体部から前記厚み方向に突出した突出部とを有し、
    前記導光板の、前記第一方向の両端部のそれぞれには、前記突出部が係合する係合部が設けられており、
    前記係合部は、
    前記導光板の前記第一方向の端面から外向きに形成されたタブと、
    前記タブの外側の端面から内向きに形成され、前記突出部に係合する溝とを有し、
    前記溝の、前記他方の支持機構部側の終端部は、前記第一方向において、前記導光板の前記端面よりも内側に位置する
    画像表示装置。
  2. 前面に画像を表示する表示パネルと、
    前記表示パネルの背面側に配置された平板状のフレームと、
    前記フレームと前記表示パネルとの間に配置された導光板であって、入射された光を前記表示パネルに向けて出射する導光板と、
    前記フレームに固定され、前記導光板を、前記導光板の厚み方向と直交する第一方向の両側から挟む位置に配置された一対の支持機構部とを備え、
    前記一対の支持機構部のそれぞれは、
    前記導光板を支持する可動部と、
    前記フレームに固定された本体部であって、前記可動部を移動可能に保持する本体部と、
    前記可動部を他方の支持機構部の方向に付勢する弾性部材と、
    前記可動部に設けられ、前記本体部から前記厚み方向に突出した突出部とを有し、
    前記導光板の、前記第一方向の両端部のそれぞれには、前記突出部が係合する係合部が設けられており、
    前記係合部は、
    前記導光板の前記第一方向の端面から外向きに形成されたタブと、
    前記タブの外側の端面から内向きに形成され、前記突出部に係合する溝とを有し、
    前記突出部は、軸方向から見た場合における外形が円形のピンであり、
    前記溝の、前記他方の支持機構部側の終端部の形状は、前記突出部の外形に沿った湾曲形状である
    像表示装置。
  3. 前面に画像を表示する表示パネルと、
    前記表示パネルの背面側に配置された平板状のフレームと、
    前記フレームと前記表示パネルとの間に配置された導光板であって、入射された光を前記表示パネルに向けて出射する導光板と、
    前記フレームに固定され、前記導光板を、前記導光板の厚み方向と直交する第一方向の両側から挟む位置に配置された一対の支持機構部とを備え、
    前記一対の支持機構部のそれぞれは、
    前記導光板を支持する可動部と、
    前記フレームに固定された本体部であって、前記可動部を移動可能に保持する本体部と、
    前記可動部を他方の支持機構部の方向に付勢する弾性部材と、
    前記可動部に設けられ、前記本体部から前記厚み方向に突出した突出部とを有し、
    前記導光板の、前記第一方向の両端部のそれぞれには、前記突出部が係合する係合部が設けられており、
    前記係合部は、
    前記導光板の前記第一方向の端面から外向きに形成されたタブと、
    前記タブの外側の端面から内向きに形成され、前記突出部に係合する溝とを有し、
    さらに、前記導光板の、前記厚み方向及び前記第一方向と直交する第二方向の両側のうちの一方の側に配置された光源部を備え、
    前記光源部は、前記導光板の、前記光源部と対向する端面に沿って等間隔に配置された複数の発光素子を有し、
    前記一対の支持機構部それぞれの前記本体部は、前記可動部を、前記他方の支持機構部から離れるほど前記光源部から遠ざかる方向に、移動可能に保持している
    像表示装置。
  4. 前記タブの、前記導光板側の根本にはR部が形成されている
    請求項1~3いずれか一項に記載の画像表示装置。
  5. さらに、前記導光板の、前記厚み方向及び前記第一方向と直交する第二方向の両側に配置された一対の光源部を備え、
    前記一対の光源部のそれぞれは、前記導光板の前記第二方向の端面に沿って等間隔に配置された複数の発光素子を有し、
    前記本体部は、前記可動部を前記第一方向に移動可能に保持している
    請求項1、2、及び請求項1または2を引用する請求項4のいずれか一項に記載の画像表示装置。
  6. 前記一対の支持機構部は、前記フレームの、前記導光板に対向する面に固定されている、
    請求項1~5のいずれか一項に記載の画像表示装置。
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