特許 7463400 液晶表示装置および液晶表示装置の組立方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-29

(45)【発行日】2024-04-08

(54)【発明の名称】液晶表示装置および液晶表示装置の組立方法

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/1333 20060101AFI20240401BHJP

【ＦＩ】

G02F1/1333

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021558577

(86)(22)【出願日】2020-10-12

(86)【国際出願番号】 JP2020038529

(87)【国際公開番号】W WO2022079775

(87)【国際公開日】2022-04-21

【審査請求日】2023-05-23

(73)【特許権者】

【識別番号】000237592

【氏名又は名称】株式会社デンソーテン

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】塚田 貴大

(72)【発明者】

【氏名】武野 聖

(72)【発明者】

【氏名】渕崎 翔伍

(72)【発明者】

【氏名】根引 啓滋

(72)【発明者】

【氏名】保田 岳史

(72)【発明者】

【氏名】次本 治矢

【審査官】植田 裕美子

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－２５８２９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００２／０００３５９２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００９－２２９９６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００８／０２９７６７９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｆ １／１３３３

Ｇ０２Ｆ １／１３３５，１／１３３６３

Ｇ０９Ｆ ９／００

Ｇ０９Ｆ ９／３０－９／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液晶パネルと偏光板とを有する液晶表示モジュールと、
前記液晶表示モジュールの背面に接着されるバックライトを保持するホルダと、
前記液晶表示モジュールの周りを囲む外装パネルと、
前記偏光板の光の透過軸方向とは異なる方向に延伸する直線と、前記ホルダの周縁部とが交差する箇所において、前記ホルダと前記外装パネルとを固定する固定部と
を備え、
前記固定部は、
前記ホルダと前記外装パネルとを固定するネジを含み、
複数の前記固定部のうち一部の前記固定部は、
スナップフィット構造である
ことを特徴とする液晶表示装置。

【請求項2】

前記直線と前記透過軸方向とのなす角度は、４５°±５°である
ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。

【請求項3】

前記固定部は、
前記ホルダの周縁部に設けられ、前記ネジの雄ネジ部が挿入される孔を有する固定板と、
前記外装パネルに設けられ、前記ネジの雄ネジ部と螺合する雌ネジ部と
を含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。

【請求項4】

前記固定板は、
前記ホルダと一体に設けられる
ことを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。

【請求項5】

前記固定板は、
前記ホルダとは別体に設けられる
ことを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。

【請求項6】

前記外装パネルの形状が左右非対称または上下非対称である場合、前記外装パネルにおける反りが発生しやすい箇所は前記ネジによって前記ホルダに固定され、反りが発生しにくい箇所は前記スナップフィット構造によって前記ホルダに固定される
ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。

【請求項7】

バックライトを液晶表示モジュールの背面へ固定し、
液晶表示モジュールの背面に配置されるバックライトを保持するホルダと、前記液晶表示モジュールの周りを囲む外装パネルとを、前記液晶表示モジュールが有する偏光板の光の透過軸方向とは異なる方向に延伸する直線と、前記ホルダの周縁部とが交差する箇所において固定部を用いて固定した後、
前記液晶表示モジュールが正面に接着された前記バックライトの背面を前記ホルダに接着し、
前記固定部は、
前記ホルダと前記外装パネルとを固定するネジを含み、
複数の前記固定部のうち一部の前記固定部は、
スナップフィット構造である
ことを特徴とする液晶表示装置の組立方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

開示の実施形態は、液晶表示装置および液晶表示装置の組立方法に関する。

【背景技術】

【0002】

液晶パネルと、液晶パネルの背面に接着されるバックライトを保持するホルダと、液晶パネルの周りを囲む外装パネルとを備え、ホルダの周縁部において、ホルダと外装パネルとがネジ止めされる液晶表示装置がある（例えば、特許文献１参照）。液晶表示装置は、情報を表示させない場合、バックライトを点灯させた状態において、液晶を制御してバックライトの光を遮光することによって黒画を表示させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１５－３４８７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、液晶表示装置は、ホルダと外装パネルとがねじ止めされる固定部の位置によっては、液晶パネルに歪みが生じ、黒画を表示させる場合に表示ムラが発生することがある。

【0005】

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、液晶パネルの歪みによる表示ムラの発生を抑制することができる液晶表示装置および液晶表示装置の組立方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態の一態様に係る液晶表示装置は、液晶表示モジュールと、ホルダと、外装パネルと、固定部とを備える。液晶表示モジュールは、液晶パネルと偏光板とを有する。ホルダは、前記液晶表示モジュールの背面に接着されるバックライトを保持する。外装パネルは、前記液晶表示モジュールの周りを囲む。固定部は、前記偏光板の光の透過軸方向とは異なる方向に延伸する直線と、前記ホルダの周縁部とが交差する箇所において、前記ホルダと前記外装パネルとを固定する。

【発明の効果】

【0007】

実施形態の一態様に係る液晶表示装置および液晶表示装置の組立方法は、液晶パネルの歪みによる表示ムラの発生を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態に係る液晶表示装置の側面断面図である。

【図2】図２は、表示ムラの発生模式図である。

【図3】図３は、液晶パネルの正面模式図である。

【図4】図４は、実施形態に係るホルダの背面図である。

【図5】図５は、実施形態の変形例に係る液晶表示装置の側面断面図である。

【図6】図６は、実施形態の変形例に係るホルダの背面図である。

【図7】図７は、実施形態に係る液晶表示装置の組立工程を示す説明図である。

【図8】図８は、実施形態に係る液晶表示装置の組立工程を示す説明図である。

【図9】図９は、対比例に係る液晶表示装置の組立工程を示す説明図である。

【図10】図１０は、対比例に係る液晶表示装置の組立工程を示す説明図である。

【図11】図１１は、実施形態の変形例に係る液晶表示装置の組立工程を示す説明図である。

【図12】図１２は、実施形態の変形例に係る液晶表示装置の組立工程を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付図面を参照して、液晶表示装置および液晶表示装置の組立方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

【0010】

図１は、実施形態に係る液晶表示装置の側面断面図である。以下では、液晶表示装置における画像が表示される側を正面、正面とは反対側を背面と称する。図１に示すように、液晶表示装置１００は、カバーガラス１と、透明接着層２と、液晶表示モジュール３と、クッション基材両面テープ４と、バックライト５と、外装パネル６と、ホルダ７と、固定板７ａと、ネジ８と、接着層９ａ，９ｂと、基板１０と、背面パネル１１とを備える。

【0011】

ホルダ７は、接着層９ａを介して載置されるバックライト５を保持する。ホルダ７は、板金やダイカストあるいはエンプラ等により形成される高剛性の部材である。ホルダ７におけるバックライト５が載置される側とは反対側には、ネジ８によって基板１０が固定される。基板１０には、バックライト５および液晶表示モジュール３を駆動する駆動回路等が設けられる。

【0012】

バックライト５の正面側には、バックライト５の発光領域を囲むように貼着されるクッション基材両面テープ４を介して、液晶表示モジュール３が設けられる。液晶表示モジュール３の正面側には、表示領域上に設けられる透明接着層２を介して、カバーガラス１が接着される。

【0013】

ホルダ７には、液晶表示モジュール３の周りを囲む外装パネル６が取り付けられる。ホルダ７と外装パネル６とは、ネジ８によって締結固定される。具体的には、ホルダ７の背面における周縁部には、ネジ８の雄ネジ部が挿入される孔を有する固定板７ａが設けられる。外装パネル６におけるバックライト５を収納する開口の縁部背面には、ネジ８の雄ネジ部と螺合する雌ネジ部が設けられる。

【0014】

ホルダ７と外装パネル６とは、固定板７ａに挿入されるネジ８の雄ネジ部と外装パネル６の雌ネジ部とが螺合することによって固定される。これにより、ホルダ７と外装パネル６とは、ズレが生じることなく強固に固定される。このように、液晶表示装置１００では、固定板７ａと、外装パネル６の雌ネジ部と、ネジ８とがホルダ７と外装パネル６とを固定する固定部となる。

【0015】

固定板７ａは、ホルダ７と一体に形成されてもよく、ホルダ７とは別体に設けられてもよい。固定板７ａとホルダ７とが一体に形成される場合、部品点数が削減される。これにより、液晶表示装置１００の製造コストが低減される。一方、固定板７ａとホルダ７とが別体に形成される場合、ホルダ７を構造が簡易な金型によって成形することができる。

【0016】

ホルダ７と外装パネル６とが固定された状態において、外装パネル６におけるバックライト５を収納する開口の縁部正面と、カバーガラス１の周縁部背面との間は、接着層９ｂによって接着される。外装パネル６の背面には、背面パネル１１が取り付けられる。

【0017】

図１に示す液晶表示装置１００は、ホルダ７と外装パネル６とがねじ止めされる固定部の位置によっては、液晶パネルに歪みが生じ、黒画を表示させる場合に表示ムラが発生することがある。

【0018】

ここで、図２および図３を参照し、表示ムラが発生する原理について説明する。図２は、表示ムラの発生模式図である。図３は、液晶パネルの正面模式図である。

【0019】

図２に示すように、液晶表示モジュール３は、液晶パネル３１と、液晶パネル３１の背面に貼合される裏偏光板３２と、液晶パネル３１の正面に貼合される表偏光板３３とを含む。裏偏光板３２の光の透過軸方向と、表偏光板３３の光の透過軸方向とは、互いに直交する。

【0020】

液晶黒画時の表示ムラは、液晶パネル３１内のガラス基板内に発生する応力に起因した光弾性効果により、裏偏光板３２を透過した直線偏光Ｂ１が楕円偏光Ｂ２になることで、本来遮断すべき光Ｂ３が表偏光板３３を透過するために生じる。

【0021】

光弾性効果による偏光変化は、以下の原理で簡易的に計算できる。図３に示すように、ｚ軸と垂直な面内において、液晶パネル３１内のガラス基板に発生している応力を、最大主応力σ１、最小主応力σ２に分解し、σ１、σ２の方位をそれぞれａ軸、ｂ軸とする。ガラス基板を透過する光には、光弾性効果によって、ａ軸方位、ｂ軸方位間で以下の位相差δ[ｒａｄ]が発生する。

【数1】

【0022】

裏偏光板３２を透過したｘ方向の直線偏光Ｂ１の電場ベクトルは以下で表せる。ここでは、簡単化のため、ｚ＝０における時刻歴変化の正弦波としている。

【数2】

【0023】

ｘ軸とａ軸の成す角をθとする。ｘ方向の直線偏光Ｂ１をａ軸、ｂ軸方向成分に分解し、ａ成分に対しｂ成分に相対位相差δが生じるので、以下のようになる。

【数3】

【0024】

これを元のｘ，ｙ座標系に直すと、以下のようになる。

【数4】

【0025】

光の強度Ｉは、電場振幅の２乗の時間平均に比例する。表偏光板３３から抜ける光Ｂ３はｙ方向成分なので、以下のようになる。

【数5】

【0026】

液晶パネル３１内の応力によって表偏光板３３から漏れ出る光Ｂ３の強度（輝度）は、主応力方位θが４５°の際に最大となり、０°または９０°の際はゼロになる。

【0027】

つまり、液晶表示モジュール３は、裏偏光板３２および表偏光板３３の光の透過軸方向に伸縮されたり、光の透過軸方向を稜線として湾曲させたりする応力が加わっても、黒画時に光Ｂ３が漏れないので、表示ムラは発生しない。

【0028】

このため、液晶表示モジュール３は、少なくとも、光の透過軸方向とは異なる方向への伸縮や、光の透過軸方向とは異なる方向が稜線となる湾曲を抑制することによって、表示ムラを低減することができる。

【0029】

好ましくは、液晶表示モジュール３は、光の透過軸に対し、４５°±５°（最適値は、４５°）方向の変位を抑制する箇所において、外装パネル６と高剛性なホルダ７とを締結することで、効果的に表示ムラを抑制できる。

【0030】

図４は、実施形態に係るホルダの背面図である。図４に示すように、ホルダ７の背面における周縁部には、４箇所に固定板７ａが設けられる。具体的には、ホルダ７の裏面における長手方向の両端に沿って固定板７ａが設けられ、ホルダ７の裏面における短手方向の両端中央に固定板７ａが設けられる。

【0031】

各固定板７ａには、ネジ８が挿入される孔が設けられる。ネジ８が挿入される孔は、裏偏光板３２の光の透過軸ＡＸｘおよび表偏光板３３の光の透過軸ＡＸｙとのなす角度が４５°となる直線（図４に示す細一点鎖線）と、ホルダ７の周縁部とが交差する箇所に設けられる。

【0032】

ホルダ７と外装パネル６とは、これらの固定板７ａの孔に挿入されるネジ８によって締結固定される。これにより、液晶表示モジュール３は、光の透過軸ＡＸｘ，ＡＸｙに対して、４５°方向の変位が抑制されるので、黒画表示時の表示ムラを防止することができる。

【0033】

また、ネジ８が挿入される孔間を結びホルダ７を跨ぐ直線と、光の透過軸ＡＸｘ，ＡＸｙとのなす角度は、４５°が好ましいが、４５°±５°の範囲であれば、液晶表示モジュール３は、視覚的に問題がない程度に黒画表示時の表示ムラを防止することができる。

【0034】

また、ネジ８が挿入される孔間を結びホルダ７を跨ぐ直線の延伸方向が、光の透過軸ＡＸｘ，ＡＸｙの延伸方向（透光軸方向）と異なっていれば、液晶表示モジュール３は、黒画表示時の表示ムラをある程度抑制することができる。

【0035】

ここでは、ホルダ７と外装パネル６とが、複数個所の全ての固定部においてネジ８によって締結固定される場合について説明したが、全ての固定部のうちスペース上ネジ８による締結固定が不可能な箇所は、スナップフィットによる固定が行われてもよい。

【0036】

図５は、実施形態の変形例に係る液晶表示装置の側面断面図である。図６は、実施形態の変形例に係るホルダの背面図である。ここでは、図５および図６に示す液晶表示装置１０１の構成要素のうち、図１および図２に示す液晶表示装置１００の構成要素に対応する構成要素については、図１および図２に示す符号と同一の符号を付することにより、重複する説明を省略する。

【0037】

図５に示すように、変形例に係る液晶表示装置１０１は、ホルダ７１と外装パネル６１とを固定する複数の固定部のうち、一部の固定部がスナップフィットによって固定される。外装パネル６１は、バックライト５を収納する開口の内周面に、スナップフィット嵌合爪６ａが設けられる。

【0038】

一方、ホルダ７１は、外周面にスナップフィット嵌合爪６ａと嵌合するスナップフィット嵌合溝７ｂを備える。液晶表示装置１０１では、スナップフィット嵌合爪６ａがスナップフィット嵌合溝７ｂに嵌合することによって、ホルダ７１と外装パネル６１とが固定される。

【0039】

このように、液晶表示装置１０１は、スナップフィット嵌合爪６ａと、スナップフィット嵌合溝７ｂとを含むスナップフィット構造の固定部を備える。液晶表示装置１０１によれば、スペース上ネジ８による固定が不可能な箇所においても、スナップフィット構造の固定部によって、ホルダ７１と外装パネル６１とを固定することが可能になる。

【0040】

また、図６に示すように、液晶表示装置１０１では、ネジ８が挿入される孔とスナップフィット嵌合爪６ａとを結びホルダ７１を跨ぐ直線と、光の透過軸ＡＸｘ，ＡＸｙとのなす角度が４５°となるように、ネジ８が挿入される孔とスナップフィット嵌合溝７ｂとが設けられる。これにより、液晶表示モジュール３は、光の透過軸ＡＸｘ，ＡＸｙに対して、４５°方向の変位が抑制されるので、黒画表示時の表示ムラを防止することができる。

【0041】

また、ネジ８が挿入される孔とスナップフィット嵌合爪６ａとを結びホルダ７１を跨ぐ直線と、光の透過軸ＡＸｘ，ＡＸｙとのなす角度は、４５°が好ましいが、４５°±５°の範囲であれば、液晶表示モジュール３は、視覚的に問題がない程度に黒画表示時の表示ムラを防止することができる。

【0042】

また、ネジ８が挿入される孔とスナップフィット嵌合爪６ａとを結びホルダ７１を跨ぐ直線の延伸方向が、光の透過軸ＡＸｘ，ＡＸｙの延伸方向（透光軸方向）と異なっていれば、液晶表示モジュール３は、黒画表示時の表示ムラをある程度抑制することができる。

【0043】

次に、図７および図８を参照し、液晶表示装置１００の組立工程について説明する。図７および図８は、実施形態に係る液晶表示装置の組立工程を示す説明図である。図７に示すように、液晶表示装置１００の組立工程では、まず、ホルダ７と外装パネル６とをネジによって事前に締結固定しておく。

【0044】

これにより、例えば、樹脂によって形成される外装パネル６に不要な反りが生じていた場合に、高剛性のホルダ７に外装パネル６がネジ８によって締結固定される工程において、外装パネル６の不要な反りを矯正することができる。かかる反りの矯正による作用効果については、図９～図１２を参照して後述する。

【0045】

その後、図８に示すように、ホルダ７におけるバックライト５の載置位置に接着層９ａを形成し、外装パネル６におけるカバーガラス１の載置位置に接着層９ｂを形成する。そして、バックライト５の正面側にクッション基材両面テープ４、液晶表示モジュール３、透明接着層２、およびカバーガラス１が順次積層された構造体を、外装パネル６の開口から挿入して、バックライト５をホルダ７に接着固定する。

【0046】

その後、ホルダ７の背面側に、基板１０をネジ８によって取付固定し、最後に、ホルダ７の背面側に背面パネル１１を取り付けて、図１に示す液晶表示装置１００が完成する。

【0047】

次に、図９～図１２を参照し、外装パネルの反りを事前に矯正することによる作用効果について説明する。図９および図１０は、対比例に係る液晶表示装置の組立工程を示す説明図である。図１１および図１２は、実施形態の変型例に係る液晶表示装置の組立工程を示す説明図である。

【0048】

ここでは、図９～図１２に示す液晶表示装置１１０，１０１の構成要素のうち、図５および図６に示す液晶表示装置１０１の構成要素に対応する構成要素については、図５および図６に示す符号と同一の符号を付することにより、重複する説明を省略する。

【0049】

図９に示すように、対比例に係る液晶表示装置１１０では、外装パネル６１の不要な反りが矯正されていない状態で、液晶表示モジュール３およびカバーガラス１が接着されたバックライト５がホルダ７１に取り付けられる。

【0050】

その後、図１０に示すように、液晶表示装置１１０では、不要な反りがある外装パネル６１の背面に、例えば、金属製の背面パネル１１が締結固定されると、背面パネル１１によって、外装パネル６１の不要な反りが矯正される。このとき、外装パネル６１は、反りが矯正される反力によって、スナップフィット部が変形し、カバーガラス１を変形させる。液晶表示装置１１０では、このカバーガラス１の変形によって液晶表示モジュール３に歪みが生じ、黒画表示時に表示ムラが発生する。

【0051】

これに対して、図１１に示すように、変形例に係る液晶表示装置１０１では、液晶表示モジュール３およびカバーガラス１が接着されたバックライト５がホルダ７１に取り付けられる前に、ホルダ７１と外装パネル６１とがネジ８によって締結固定される。これにより、外装パネル６１の不要な反りが矯正される。

【0052】

このため、図１２に示すように、液晶表示装置１０１では、その後、外装パネル６１の背面に、例えば、金属製の背面パネル１１が締結固定されても、既に外装パネル６１の反りが矯正されているので、カバーガラス１が変形することはない。したがって、液晶表示装置１１０では、液晶表示モジュール３に歪みが生じないので、黒画表示時に表示ムラが発生することを防止することができる。

【0053】

上記した実施形態は、一例であり種々の変形が可能である。例えば、外装パネル６，６１の形状は、左右非対称または上下非対称の場合がある。この場合、外装パネル６，６１における反りが発生しやすい箇所は、ネジ８によってホルダ７，７１に固定され、反りが発生しにくい箇所は、スナップフィット構造によってホルダ７，７１に固定されてもよい。

【0054】

これにより、外装パネル６，６１とホルダ７，７１とを事前に固定する工程において、ネジ８による締結固定によって、外装パネル６，６１の反りを矯正できるとともに、使用するネジ８の数を減少させることで、製造コストを低減することもできる。

【0055】

また、外装パネル６，６１とホルダ７，７１との固定箇所が、図４および図６に示される箇所であれば、固定方法は、ネジ８による固定に限定されない。例えば、外装パネル６，６１とホルダ７，７１との固定方法は、カシメ固定や溶接固定など、任意の固定方法が採用されてもよい。

【0056】

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

【符号の説明】

【0057】

１００，１０１ 液晶表示装置
１ カバーガラス
２ 透明接着層
３ 液晶表示モジュール
３１ 液晶パネル
３２ 裏偏光板
３３ 表偏光板
４ クッション基材両面テープ
５ バックライト
６，６１ 外装パネル
６ａ スナップフィット嵌合爪
７，７１ ホルダ
７ａ 固定板
７ｂ スナップフィット嵌合溝
８ ネジ
９ａ，９ｂ 接着層
１０ 基板
１１ 背面パネル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】