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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
【公報種別】再公表特許(A1)
(11)【国際公開番号】WO/0
(43)【国際公開日】2017年9月14日
【発行日】2018年12月27日
(54)【発明の名称】液晶バックライト装置
(51)【国際特許分類】
   G02F 1/1333 20060101AFI20181130BHJP
   G02F 1/13357 20060101ALI20181130BHJP
   F21S 2/00 20160101ALI20181130BHJP
   F21Y 115/10 20160101ALN20181130BHJP
【FI】
   G02F1/1333
   G02F1/13357
   F21S2/00 443
   F21Y115:10
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
【全頁数】22
【出願番号】特願2017-545771(P2017-545771)
(21)【国際出願番号】PCT/0/0
(22)【国際出願日】2016年8月24日
(31)【優先権主張番号】特願2016-47401(P2016-47401)
(32)【優先日】2016年3月10日
(33)【優先権主張国】JP
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JP,KE,KG,KN,KP,KR,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ,UA,UG,US
(71)【出願人】
【識別番号】314012076
【氏名又は名称】パナソニックIPマネジメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100109210
【弁理士】
【氏名又は名称】新居 広守
(74)【代理人】
【識別番号】100137235
【弁理士】
【氏名又は名称】寺谷 英作
(74)【代理人】
【識別番号】100131417
【弁理士】
【氏名又は名称】道坂 伸一
(72)【発明者】
【氏名】小倉 基誠
(72)【発明者】
【氏名】山田 拓
【テーマコード(参考)】
2H189
2H391
3K244
【Fターム(参考)】
2H189AA16
2H189AA53
2H189AA54
2H189AA55
2H189AA57
2H189AA64
2H189AA67
2H189AA70
2H189AA72
2H189AA94
2H189AA95
2H189HA08
2H189HA12
2H189LA02
2H189LA20
2H189LA22
2H189LA30
2H391AA03
2H391AA15
2H391AB04
2H391AC04
2H391AC10
2H391AC13
2H391AC23
2H391AC53
2H391CA02
2H391CA10
2H391CA14
2H391EB08
3K244AA01
3K244AA02
3K244BA29
3K244BA32
3K244CA03
3K244DA01
3K244EA02
3K244EA12
3K244GA01
3K244GA02
3K244JA02
3K244JA03
3K244KA02
3K244KA09
3K244KA18
(57)【要約】
液晶バックライト装置(100)は、空間を形成する第1フレーム(106)及び第2フレーム(105)を有するフレーム(120)と、開口(106b)を塞ぐ液晶パネル(101)と、液晶パネル(101)に光を照射するバックライトユニットと、光学シート(102)と、液晶パネル(101)と第1フレーム(106)との間において、開口(106b)を隙間なく囲んで配置されるクッション部材(110)と、第1フレーム(106)と光学シート(102)との間において、開口(106b)を囲み、かつ、所定間隔を空けて配置されるクッション部材(111)と、前面側から見て、フレーム(120)の側方側の側面に設けられ、空間と外部とを連通する孔を封止する封止材(113)と、を備える。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
開口を有する第1フレームと、前記第1フレームとで空間を形成している第2フレームとを有するフレームと、
前記第1フレームの、前記第2フレームとは反対側に配置され、前記開口を塞ぐ液晶パネルと、
前記空間に配置され、前記液晶パネルに光を照射するバックライトユニットと、
前記第1フレームと前記バックライトユニットとの間に配置される光学シートと、
前記液晶パネルと前記第1フレームとの間において、前記第1フレームの前記開口を隙間なく囲んで配置される第1弾性部材と、
前記第1フレームと前記光学シートとの間において、前記第1フレームの前記開口を囲み、かつ、所定間隔を空けて配置される複数の第2弾性部材と、
前記第1フレーム及び前記第2フレームの並び方向から見て、前記フレームの側方側の側面に設けられた、前記空間と外部とを連通する孔を封止する封止材と、を備える
液晶バックライト装置。
【請求項2】
前記封止材は、前記孔において外部と前記空間との間を遮光している
請求項1に記載の液晶バックライト装置。
【請求項3】
前記封止材は、粘着テープにより構成されている
請求項1または2に記載の液晶バックライト装置。
【請求項4】
前記バックライトユニットは、
前記空間の端部に配置される光源と、
前記光源が発した光を前記液晶パネル及び前記光学シートに向けて導く導光板と、を有し、
前記孔は、前記フレームの、前記光源が配置される側とは反対側の前記側面に設けられている
請求項1から3のいずれか1項に記載の液晶バックライト装置。
【請求項5】
前記孔は、前記フレームの前記側面のみに設けられている
請求項1から4のいずれか1項に記載の液晶バックライト装置。
【請求項6】
前記孔は、前記フレーム及び前記液晶パネルが有する、前記空間と外部との間の隙間より大きい
請求項1から5のいずれか1項に記載の液晶バックライト装置。
【請求項7】
開口を有する第1フレームと、前記第1フレームとで空間を形成している第2フレームとを有するフレームと、
前記第1フレームの、前記第2フレームとは反対側に配置され、前記開口を塞ぐ液晶パネルと、
前記空間に配置され、前記液晶パネルに光を照射するバックライトユニットと、
前記第1フレームと前記バックライトユニットとの間に配置される光学シートと、
前記液晶パネルと前記第1フレームとの間において、前記第1フレームの前記開口を隙間なく囲んで配置される第1弾性部材と、
前記第1フレームと前記光学シートとの間において、前記第1フレームの前記開口を囲み、かつ、所定間隔を空けて配置される複数の第2弾性部材と、
前記第1フレーム及び前記第2フレームの並び方向から見て、前記第1フレームの側方側の側面に設けられ、前記液晶パネル及び前記光学シートの間の第1空間と外部の空間とを連通する第1孔と、前記バックライトユニット及び前記第2フレームの側方側の側面に設けられ、前記バックライトユニット及び前記光学シートの間の第2空間と外部の空間とを連通する第2孔とを封止する封止材と、を備える
液晶バックライト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、液晶テレビや液晶モニタ装置などの液晶表示装置に使用される液晶バックライト装置に関する。
【背景技術】
【0002】
スマートフォンなどの携帯電話やタブレット端末などを代表とする昨今のモバイル端末には、タッチパネル(タッチスクリーン)と液晶モジュールとの両方を備えるタッチパネル付き液晶表示装置が知られている(例えば特許文献1参照)。特許文献1の技術では、タッチパネルと液晶モジュールとを貼り合わせるのにダイレクトボンディングという技術を用いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2014−130290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、特許文献1の技術では、ダイレクトボンディングによってタッチパネルと液晶モジュールと貼り合わせるときに、精度よく貼り合わせることが難しいという課題がある。また、カバーガラスと液晶モジュールとをダイレクトボンディングで貼り合わせるときにも同様である。
【0005】
本開示は、タッチパネル又はカバーガラスとダイレクトボンディングにて貼り合わせが行われる場合であっても、タッチパネル又はカバーガラスと精度よく貼り合わせることが容易にできる液晶バックライト装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するため、本開示に係る液晶バックライト装置は、開口を有する第1フレームと、前記第1フレームとで空間を形成している第2フレームとを有するフレームと、前記第1フレームの、前記第2フレームとは反対側に配置され、前記開口を塞ぐ液晶パネルと、前記空間に配置され、前記液晶パネルに光を照射するバックライトユニットと、前記第1フレームと前記バックライトユニットとの間に配置される光学シートと、前記液晶パネルと前記第1フレームとの間において、前記第1フレームの前記開口を隙間なく囲んで配置される第1弾性部材と、前記第1フレームと前記光学シートとの間において、前記第1フレームの前記開口を囲み、かつ、所定間隔を空けて配置される複数の第2弾性部材と、前記第1フレーム及び前記第2フレームの並び方向から見て、前記フレームの側方側の側面に設けられた、前記空間と外部とを連通する孔を封止する封止材と、を備える。
【0007】
また、本開示に係る液晶バックライト装置は、開口を有する第1フレームと、前記第1フレームとで空間を形成している第2フレームとを有するフレームと、前記第1フレームの、前記第2フレームとは反対側に配置され、前記開口を塞ぐ液晶パネルと、前記空間に配置され、前記液晶パネルに光を照射するバックライトユニットと、前記第1フレームと前記バックライトユニットとの間に配置される光学シートと、前記液晶パネルと前記第1フレームとの間において、前記第1フレームの前記開口を隙間なく囲んで配置される第1弾性部材と、前記第1フレームと前記光学シートとの間において、前記第1フレームの前記開口を囲み、かつ、所定間隔を空けて配置される複数の第2弾性部材と、前記第1フレーム及び前記第2フレームの並び方向から見て、前記第1フレームの側方側の側面に設けられ、前記液晶パネル及び前記光学シートの間の第1空間と外部の空間とを連通する第1孔と、前記バックライトユニット及び前記第2フレームの側方側の側面に設けられ、前記バックライトユニット及び前記光学シートの間の第2空間と外部の空間とを連通する第2孔とを封止する封止材と、を備える。
【発明の効果】
【0008】
本開示によれば、タッチパネル又はカバーガラスとダイレクトボンディングにて貼り合わせが行われる場合であっても、タッチパネル又はカバーガラスと精度よく貼り合わせることが容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1図1は、実施の形態1に係る液晶表示装置の外観斜視図である。
図2図2は、実施の形態1に係る液晶バックライト装置の分解斜視図である。
図3図3は、実施の形態1に係る液晶バックライト装置の断面図である。
図4図4は、クッション部材の配置の一例を示す分解斜視図である。
図5図5は、タッチパネルと液晶バックライト装置との真空貼り合わせのプロセスの一例を示す概略図である。
図6図6は、従来の構成の液晶バックライト装置における真空貼合時の課題を説明するための断面図である。
図7図7は、タッチパネル及びバックライト装置を適切な位置で固定するためのチャンバーの内部の構成を示す図である。
図8図8は、実施の形態2に係る液晶バックライト装置の分解斜視図である。
図9図9は、実施の形態2に係る液晶バックライト装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
(本発明の基礎となった知見)
本発明者は、「背景技術」の欄において記載した従来のタッチパネル付き液晶表示装置に関し、以下の問題が生じることを見出した。
【0011】
従来、タッチパネルと液晶モジュールとはそれぞれ別部品となっており、筐体の内部に液晶モジュールが取り付けられ、筐体の前面側に外装の一部を兼ねてタッチパネルが搭載される構成であった。このため、タッチパネルと液晶モジュールとの間には空気層が介在するのが従来までは一般的であった。
【0012】
しかし昨今、小型のディスプレイを中心に、タッチパネルと液晶モジュールとを直接接着する技術(以下、ダイレクトボンディング)が確立され、既に市場にもいくつかの製品が普及を始めている。ダイレクトボンディングのメリットとしては、反射の抑制、輝度向上、強度向上、結露防止、粉塵混入防止など様々なメリットが見込まれる。
【0013】
一方で、直接接着するが故に発生するデメリットもある。製造後の製品においては、例えば、接着剤の選定が不適切であれば、接着剤層が剥がれてビューエリアに見えてしまったり、接着剤の膨張収縮により液晶モジュールに応力が加わり液晶が徐々に黄色く変色してきたりといった課題がある。
【0014】
また製造プロセスの中でも課題がある。例えば、ダイレクトボンディングの際に、タッチパネルと液晶モジュールとの貼り合わせする位置がズレて、ディスプレイが正常な位置に対して傾いてしまうことがある。また、貼り合わせを失敗した場合に、タッチパネルと液晶モジュールとを引き剥がしてリワークしようとしても、接着剤の種類によっては剥がすのが至難で、タッチパネルや液晶モジュールに傷がついてしまい、生産プロセスでの不良が増えるなどの製造上のデメリットがある。
【0015】
そこで、これまでにおいても、タッチパネルと液晶モジュールとの貼り合わせには、色々な工法が提案されている。例えば、大気環境下でローラー加圧する事により貼り合わせする工法や、真空環境下で空気を抜きながら貼り合わせする工法などがある。特に後者の真空環境下で貼り合わせする工法には、気泡が入りにくく、入ったとしても後のプロセスで消失しやすいといったメリットがあり、昨今多くの製造業者で採用されている。
【0016】
本開示は、ダイレクトボンディングにおける貼り合わせ技術のうち、真空環境下での貼り合せ技術に関する。
【0017】
以下に、真空環境下で貼り合わせするときの課題を説明する。
【0018】
一般的にタッチパネルと液晶モジュールを貼り合わせる場合、貼り合わせの対象とする部品の組み合わせとしては2通りが考えられる。1つはタッチパネルと液晶モジュールとをそのまま貼り合せする工法である。もう1つは、液晶モジュール自体を組み立てる前に、先に液晶モジュールに組み込まれる液晶セルの部分を抜き出し、タッチパネルと液晶セルとを貼り合わせ、貼り合わせの後で液晶モジュールの他の部品(例えばバックライトなど)を組み立てる工法である。
【0019】
前者は、液晶モジュールを自社で組立しない場合において実施が容易である。一方、後者は、別途バックライトを組み立てる必要があるため、実施にはこのバックライトの組み立てる工程の考慮も必要である。このため、貼り合わせを行うサービスメーカーでは、前者の工法を主体に行っている所が多い。
【0020】
しかし、タッチパネルと液晶モジュールとの組み合せで、真空環境下で貼り合せする場合については1つ大きな課題がある。液晶モジュールは、一般的に内部へのゴミの侵入を防ぐために、外装が構造的に完全封止されている構造であることが多い。つまり、液晶モジュールには、特殊な場合を除き、液晶モジュールの内部に通じる孔などは設けられていない。なぜなら、液晶モジュールに当該孔が設けられていれば、当該孔から液晶モジュールの内部にゴミが侵入しやすいからである。一旦、ゴミが液晶モジュールの内部に侵入すれば、ディスプレイに当該ゴミが映りこんでしまい、さらに、ゴミを除去することは困難であり、製品として重大な不良に繋がってしまう。
【0021】
したがって、ゴミの侵入を防ぐために液晶モジュールが構造的に封止されているという前提に立った場合、真空環境下での貼り合わせは、非常に難しい。具体的には、真空環境下での貼り合わせのプロセスでは、タッチパネルと液晶モジュールとの両方を真空チャンバー内に設置し、真空チャンバー内を減圧して真空度を上げてから貼り合せする。このとき、真空チャンバー内の減圧のプロセスにおいて、液晶モジュールの内部と外部(真空チャンバー内)との間に気圧差が生じるため、液晶モジュールが膨らんでしまう(後述する図5を参照)。このため、液晶モジュールにタッチパネルを配置しようとしても、液晶モジュールが膨らんだ状態であり、液晶モジュールとタッチパネルとが面接触した状態で配置することが困難となる。これにより、液晶モジュールとタッチパネルとの貼り合わせ位置がズレてしまう。
【0022】
一般的にワークをセットした後に液晶モジュールとタッチパネルとのアライメントを行い、アライメントの後に真空貼り合せのプロセスとなる。つまり、アライメントした後に液晶モジュールとタッチパネルとがズレる事となり、工程において重大な不良となる。また、真空チャンバーは、数秒から数十秒で100Pa前後まで急減圧するものが一般的で、この急減圧に対して、液晶モジュールの内部と外部で気圧差が生じてしまうのである。しかし、構造的に封止された液晶モジュールといっても、部品で組み立てられているため、部品間にわずかな隙間が形成されており、真空環境下では、当該隙間を通して、わずかに空気が出入りする。このため、真空環境下に液晶モジュールを長時間(数十分程度)放置すれば、徐々に液晶モジュールの内部と外部との気圧差は縮まり、液晶モジュールの膨らみも収まる。しかし、1セット貼合するごとに数十分待つ必要があれば、量産性は著しく低下し、コストにも影響するため好ましくない。
【0023】
本開示は、係る課題を解決するものである。
【0024】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。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。
【0025】
なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
【0026】
(実施の形態1)
以下、図1図4を用いて、実施の形態1について説明する。
【0027】
図1は、本実施の形態に係る液晶表示装置の外観斜視図である。
【0028】
図1に示すように、本実施の形態に係る液晶表示装置10は、タッチセンサが配置されたタッチパネル(タッチスクリーン)130と、液晶モジュールとしての液晶バックライト装置100とを備える。液晶表示装置10は、タッチパネル130の代わりに、カバーガラスを備える構成であってもよいし、タッチパネル130のさらに上面にカバーガラスを配置した構成であってもよい。タッチパネル130は、液晶バックライト装置100の前面側に配置されている。液晶表示装置10は、スマートフォン、タブレット、ラップトップPC、デスクトップPC、各種モニタ装置などである。
【0029】
[1.液晶バックライト装置の構成]
図2は、本実施の形態に係る液晶バックライト装置の分解斜視図である。図3は、本実施の形態に係る液晶バックライト装置の断面図である。
【0030】
図2及び図3に示すように、液晶バックライト装置100は、液晶パネル101と、光学シート102と、導光板103と、フレーム120と、光源107と、反射シート108と、回路基板112とを備える。
【0031】
フレーム120は、開口を有する第1フレーム106と、第1フレーム106とで空間を形成している第2フレーム105とを有する。フレーム120は、液晶バックライト装置100の筐体を構成する部材である。フレーム120は、樹脂または金属により構成される。
【0032】
第1フレーム106は、前面側に配置され、開口106bが形成された前面部106aと、前面部106aの外周部に接続され導光板103の側方を囲う側壁部106cとを有する、断面がL字形状の部材である。第1フレーム106の前面部106aは、液晶パネル101の外周部の背面側を支持し、かつ、光学シート102及び導光板103の外周部の前面側を押さえる。また、第1フレーム106の側壁部106cには、側壁部106cを貫通している孔106dが形成されている。
【0033】
第2フレーム105は、導光板103の背面側に配置される背面部105aと、背面部105aの外周部に接続され、導光板103及び第1フレーム106の側壁部106cの側方を覆う側壁部105bとを有する。また、第1フレーム106と第2フレーム105とで形成している空間内には、導光板103の他に、光学シート102と、光源107と、反射シート108とが収容されている。また、第2フレーム105の側壁部105bには、側壁部105bを貫通している孔105cが形成されている。
【0034】
なお、フレーム120は、さらに、第1フレーム106の前面側を覆う前面フレーム104を有していてもよい。前面フレーム104は、第1フレーム106の前面側に配置され、開口104bを有する前面部104aと、第2フレーム105の側壁部105bの側方を覆う側壁部104cとを有する。前面部104aは、液晶パネル101の外周部を前面側から押さえる部位である。また、前面フレーム104の側壁部104cには、側壁部104cを貫通している孔104dが形成されている。前面フレーム104は、第1フレーム106及び第2フレーム105と同様に樹脂又は金属により構成されていてもよいし、テープにより構成されていてもよい。
【0035】
なお、第1フレーム106の側壁部106cに形成されている孔106dと、第2フレーム105の側壁部105bに形成されている孔105cと、前面フレーム104の側壁部104cに形成されている孔104dとは、側方(側壁部106c、側壁部105b及び側壁部104cの並び方向)から見たときに、互いに重なる位置に配置されている。つまり、フレーム120の側面には、フレーム120の内部の空間と、外部の空間とを連通する孔が形成されていると言える。
【0036】
なお、フレーム120の側面に形成されている孔(孔104d、105c、106d)は、フレーム120の、光源107が配置される側とは反対側の側面に設けられていることが好ましい。このため、光源107によって孔における通気が抑制されることを低減できる。
【0037】
また、孔(孔104d、105c、106d)は、フレーム120及び液晶パネル101が有する、フレーム120の内部の空間と外部の空間との間の隙間より大きいことが好ましい。このため、真空環境下に液晶バックライト装置をおいたときに、液晶バックライト装置の内部の空間と外部の空間との圧力差を効率よく解消できる。
【0038】
液晶パネル101は、複数の画素をマトリクス状に配列してなる映像表示用の表示パネルである。液晶パネル101は、第1フレーム106の背面側(つまり、第2フレーム105とは反対側)に配置され、第1フレーム106の開口を塞ぐ。液晶パネル101は、図示しない駆動回路に入力される映像信号に基づいて映像を表示する。
【0039】
光学シート102は、第1フレーム106と導光板103との間に配置され、各種の光学機能を有するシートである。光学シート102は、例えば、光を拡散することにより輝度の均一性を向上する拡散シートや、光の進路を前面方向に揃えることによりユーザによって視認される輝度を向上するプリズムシートなどを含む。光学シート102は、その他にもマイクロレンズ、輝度向上シート、複合シートなどを含んでいてもよい。光学シート102は、例えば、方面に機能に応じた微細形状が設けられた成形樹脂により構成される。
【0040】
導光板103は、側方に配置された光源107が発した光を前方(つまり、液晶パネル101及び光学シート102)に向けて導く部材である。導光板103は、例えば、ポリカーボネート(PC)、ポリメタクリルスチレン(MS)、メタクリル樹脂(PMMA:Polymethyl methacrylate)などにより構成される。
【0041】
光源107は、長尺状の基板と、当該基板に、当該基板の長手方向に並んで配置された複数のLED(Light Emitting Diode)とを有する。なお、液晶バックライト装置100では、導光板103と光源107とで、フレーム120の空間に配置され、液晶パネル101に光を照射するバックライトユニットを構成している。
【0042】
クッション部材109は、前面フレーム104と液晶パネル101の間に配置され、液晶パネル101の前面側の表面を保護する弾性部材である。
【0043】
回路基板112は、第2フレーム105の背面側に配置される。回路基板112は、例えば、映像信号を受信して、映像信号を処理する信号処理回路や、液晶バックライト装置100に動作電力を供給するための電源回路などが設けられた回路基板である。なお、図2では、回路基板112は、1枚であるが、回路の種類に応じて複数枚に分割されていてもよい。
【0044】
図4に示すように、クッション部材110は、液晶パネル101と第1フレーム106との間において、第1フレーム106の開口106bを隙間なく囲んで配置されている第1弾性部材である。なお、図4は、クッション部材の配置の一例を示す分解斜視図である。クッション部材110は、液晶パネル101の背面側の表面を保護する部材である。
【0045】
クッション部材111は、第1フレーム106と光学シート102との間において、第1フレーム106の開口106bを囲み、かつ、所定の間隔を空けて配置される複数の第2弾性部材である。クッション部材111は、光学シート102の前面側の表面を保護する部材である。
【0046】
なお、クッション部材109〜111は、例えば、樹脂を発泡させることで形成されるスポンジ状の部材である。
【0047】
ここで、第1フレーム106の開口106bの前面側は、液晶パネル101によってクッション部材110を介して塞がれている。クッション部材110は、開口106bの前面側を隙間なく囲んで配置されているため、液晶パネル101は、開口106bの前面側を封止している状態である。
【0048】
また、第1フレーム106の開口106bの背面側は、光学シート102及び導光板103の前面側によってクッション部材111を介して押さえられている。クッション部材111は、開口106bの背面側において開口106bを囲み、所定間隔の開口111aを空けて配置されている複数のクッション部材である。つまり、クッション部材111の開口111aの部分には、液晶パネル101と光学シート102との間の第1空間S1と、導光板103が配置されている第2空間S2とを連通させる空間が設けられていると言える。なお、開口111aは、本実施の形態では、4箇所設けられているが、4箇所に限らずに、1箇所、2箇所、3箇所、5箇所以上設けられていてもよい。
【0049】
なお、フレーム120の側面に形成されている孔(孔104d、105c、106d)は、封止材113により封止されている。このため、封止材113をのり除くことにより、フレーム120の内部の空間と外部の空間を連通した状態にすることが容易にできる。
【0050】
また、封止材113は、当該孔において、外部の空間とフレーム120の内部の空間との間を遮光していることが好ましい。これにより、液晶バックライト装置100の光源から照射された光がフレーム120の外部に漏れることを低減できる。
【0051】
また、封止材113は、例えば、粘着テープにより構成されていることが好ましい。これにより、真空環境下での貼り合わせを行う直前に、フレーム120の内部の空間へのゴミの侵入を押さえながら、容易に封止材を取り除くことができる。
【0052】
なお、これ以外にも詳細部品が搭載されているものもあるが、本発明に特別関与しないもしくは関与が薄いので、説明は省略する。上記に材料例等を記載したが、本発明はこれらを限定するもではない。
【0053】
[2.真空貼り合わせプロセス]
次に図5を用いて代表的な真空貼り合わせプロセスについて説明する。
【0054】
図5はタッチパネル(もしくはカバーガラス)と液晶バックライト装置との貼り合わせのプロセスの一例を示す概略図である。
【0055】
まず、図5の(a)に示すように、最初のプロセスで、タッチパネル301及び液晶バックライト装置302のそれぞれについて、材料表面の異物検査や傷の確認をする第1検査工程を行う。
【0056】
次に、図5の(b)に示すように、貼り合わせを行う材料の上に接着剤を塗布する塗布工程を行う。このとき塗布する接着剤には、UV硬化、熱硬化、嫌気硬化、湿気硬化などの樹脂や、粘着材料などが用いられる。図5の(b)では、代表的な2種類の塗布方法を示している。2種類の塗布方法の一つは、ディスペンサー303を用いて接着剤304を塗布するダム&フィル方式である(図5の(b)の上段参照)。もう一つは、スリットコーター305を用いて接着剤304を塗布し、塗布直後に仮硬化用UV306で半硬化させるスリットコーティングと呼ばれる方式である。それぞれの方式にメリット、デメリットはあるがいずれも既知の接着剤の塗布方法であり、本発明に直接関係がないので、詳細な説明は省略する。
【0057】
図5の(c)に示す次の工程が貼り合わせ工程である。
【0058】
貼り合わせ工程は、真空環境下、具体的には真空状態まで減圧できるチャンバー307の中で行われる。まず、被着体である、タッチパネル301及び液晶バックライト装置302を向かい合わせた状態でチャンバー内に固定し、減圧を行い、真空状態をチャンバー内に作る。その後に2枚の接着剤の付いた被着体を貼り合わせる。
【0059】
チャンバー307内でタッチパネル301及び液晶バックライト装置302を固定するとき、2枚の接着剤の付いた被着体(タッチパネル301及び液晶バックライト装置302)は、互いの適切な位置に貼り合わせられるように固定される。例えば、図6に示すように、チャンバー307の中には、第1規制部307aと、第2規制部307bと、複数の押さえ部307cとが配置されている。図6は、タッチパネル及び液晶バックライト装置を適切な位置で固定するためのチャンバーの内部の構成を示す図である。
【0060】
第1規制部307aは、上面視において、タッチパネル301及び液晶バックライト装置302の一方側の長辺及び短辺の側面の移動を規制する。第1規制部307aは、チャンバー307に固定されており、上面視においてL字形状の壁である。
【0061】
第2規制部307bは、第1規制部307aと対向する位置に配置され、L字形状の壁である。第2規制部307bも、第1規制部307aと同様にチャンバー307に固定されている。
【0062】
複数の押さえ部307cは、第2規制部307bの第1規制部307a側に配置され、タッチパネル301及び液晶バックライト装置302の他方側の長辺及び短辺の側面を、第1規制部307aに向けて押さえる。複数の押さえ部307cは、例えば、縮められた圧縮バネが伸びようとする力によってタッチパネル301及び液晶バックライト装置302を第1規制部307aに向けて押さえる。このように、貼り合わせ工程では、タッチパネル301及び液晶バックライト装置302の側面が第1規制部307a又は押さえ部307cによって押さえられる。
【0063】
このため、フレーム120の内部の空間と、外部の空間とを連通する孔は、フレーム120の側面のみに設けられていることが好ましい。これにより、貼り合わせを行うときに被着体を固定する装置によって、フレーム120の孔(孔104d、105c、106d)における通気が抑制されることを低減できる。
【0064】
なお、貼り合わせ工程では、2枚の被着体の位置を近づけて貼り合わせる場合と、さらに加圧を行い貼り合わせする方法があるが、いずれも先にチャンバー内を真空状態にした後に貼り合わせする。これにより、貼り合わせ時の気泡の侵入を抑制する効果があり、かつ、気泡が混入したとしても真空状態における気泡であるので、大気圧に戻した時に消失し易い気泡に抑えることができる。本発明の構成は、前述のように、真空状態を作り出した時に起こる課題を解決するものである。
【0065】
次の工程は、図5の(d)に示すように、オートクレーブ308に、真空環境下において接着したタッチパネル301及び液晶バックライト装置302を入れる加圧工程である。加圧工程では、内部の空間を高圧環境としたオートクレーブ308に接着したタッチパネル301及び液晶バックライト装置302を入れることで加圧のみ行ってもよいし、さらに温度を付与してもよい。これにより、貼り合わせ工程で混入した気泡を接着剤の中に分散させ溶け込ませる事ができる。なお、加圧工程は、接着剤の種類や塗布方式によっては、行わなくてもよい。
【0066】
次の工程は、図5の(e)に示すように、接着したタッチパネル301及び液晶バックライト装置302をUV照射機309に通すUV照射工程である。UV照射工程は、接着剤がUV硬化型の接着剤や粘着剤のときのみ行われる。
【0067】
次の工程は、図5の(f)に示すように、接着したタッチパネル301及び液晶バックライト装置302の外観に異常がないかを検査する第2検査工程である。
【0068】
以上が、代表的な真空貼り合わせプロセスである。
【0069】
[3.真空貼り合わせプロセスでの液晶バックライト装置の膨張箇所]
ここで図7を用いて、真空貼り合わせ時の液晶モジュールの膨張課題について詳しく説明する。図7は、従来の構成の液晶バックライト装置における真空貼合時の課題を説明するための断面図である。具体的には、図7の(a)は、大気圧下での液晶モジュールの状態(つまり真空状態にする前の状態)の概略図である。また、図7の(b)は、真空状態に急減圧した場合の液晶モジュールの状態を示した概略図である。つまり、図7は、減圧の前後における従来の構成の液晶バックライト装置の変化を説明するための図である。
【0070】
図7に示すように、従来の構成の液晶バックライト装置200は、液晶バックライト装置100と比較して、フレーム140の構造と、クッション部材111の配置とが異なる。具体的には、フレーム140の側壁には、貫通孔が形成されておらず、液晶パネル101、フレーム140及びクッション部材109が形成している空間は外部と密閉されている。その他の構成は、液晶バックライト装置100と同様である。つまり、フレーム140は、貫通孔が形成されていない、前面フレーム141と、第1フレーム142と、第2フレーム143とを有する。
【0071】
液晶パネル101、フレーム140及びクッション部材109が形成している空間は外部と密閉されているため、減圧前後で変化しているのは、液晶パネル101と光学シートに囲われた第1空間S11と、導光板103及び反射シート108が配置されている背面フレームに囲われた第2空間S12との形状である。第1空間S11及び第2空間S12のそれぞれは、液晶バックライト装置200の内部において別々に独立した閉じた空間である。つまり、第1空間S11及び第2空間S12は、液晶バックライト装置200の外部からも閉じた空間である。液晶バックライト装置200のように、一般的な液晶バックライト装置は、種類によって、これらの第1空間S11及び第2空間S12のサイズの差はあっても、第1空間S11及び第2空間S12を有している場合が多い。また、液晶バックライト装置200は、場合によっては反射シート108と導光板103とが両面粘着テープなどによって固定のためにその一部が接着されているものなどもある。しかし、その全体が貼り合わせられているものはない。このように、液晶バックライト装置200の内部に形成されている第1空間S11及び第2空間S12は、例えば真空貼り合わせプロセスにおいて、液晶バックライト装置200の外部が急減圧された時、液晶バックライト装置200の内部と外部との間に気圧差が生じるため、液晶バックライト装置200の内部の空間(第1空間S11及び第2空間S12)が膨張する。これにより、図7の(b)に示すように、液晶バックライト装置200は膨らんだ状態になる。よって、液晶バックライト装置200が膨らんだ状態で、図5の(c)で説明した、タッチパネルと液晶バックライト装置200との貼り合わせ工程を行うと、液晶バックライト装置200とタッチパネルとが面接触した状態で配置することができないため、タッチパネルを液晶バックライト装置200の適切な位置に精度よく配置することができない。また、この時にさらに加圧して貼り合わせする場合は、タッチパネル及び液晶バックライト装置の外側の表面に対して均一に圧力をかけにくくなるため、接着面に気泡が混入したり、事前にアライメントした貼り合わせの位置がズレてしまったりという課題が生じる。
【0072】
なお、上記の図5の(c)で示した貼り合わせ工程は、クリーンルーム内で行われる。このため、液晶バックライト装置100にタッチパネル130を貼り合わせる場合には、封止材113を貼り合わせ工程の直前に開封する。このように、封止材113を取り除くことにより、フレーム120の内部の空間と外部の空間を連通した状態にすることが容易にできる。この状態で液晶バックライト装置100及びタッチパネル130のアライメントを行い、チャンバー307内で貼り合わせを行う。貼り合わせ完了後、再度、封止材113でフレーム120の側面に形成されている孔を封止する。このときに使用する封止材は、貼合前に液晶バックライト装置100についていた封止材でもよいし、また別の封止材ものでもよい。本開示はこれを限定するものではない。こうすることにより、異物の液晶バックライト装置100内への侵入を防ぐことができ、かつ、液晶バックライト装置がチャンバー307の内部で膨張すると言う課題を解決する事ができる。
【0073】
[4.効果]
本実施の形態に係る液晶バックライト装置100によれば、複数の第2弾性部材により構成されるクッション部材111が第1フレーム106の開口106bを囲み、かつ、所定間隔の開口111aを空けて配置されているため、フレーム120が形成している空間を光学シート102及びクッション部材111で分離されていない状態とすることができる。つまり、液晶パネル101及び光学シート102の間の第1空間S1と、光学シート102及び第2フレーム105の間の第2空間S2とを連通させた状態とすることができる。また、フレーム120の側方側の側面に、フレーム120の内部の空間と外部の空間とを連通する孔を形成しているため、孔が封止材113により封止されていない状態では、第1空間S1、第2空間S2及び外部とが連通された状態にできる。このため、孔を封止している封止材113を取り除いた後で、真空環境下において、当該液晶バックライト装置100と、タッチパネル130との貼り合わせを行えば、液晶バックライト装置100の内部の空間とチャンバー307の内部の空間との間に圧力差が生じることを低減できる。
【0074】
よって、真空環境下でも、液晶バックライト装置100が膨張することを低減でき、短時間で精度よく位置合わせをした状態での貼り合せが可能になる。このため、タッチパネル130又はカバーガラスとダイレクトボンディングにて貼り合わせが行われる場合であっても、タッチパネル130又はカバーガラスと精度よく貼り合わることが容易にできる。
【0075】
また、フレーム120に設けられた孔は封止材113により封止されているため、真空環境下での貼り合わせにおいて封止材113が取り除かれるまでの間は、孔から液晶バックライト装置100の内部の空間へのゴミの侵入を抑制することができる。
【0076】
(実施の形態2)
実施の形態1に係る液晶バックライト装置100では、バックライトユニットが、導光板103及びその側方に配置される光源107により構成されるエッジライト型バックライトであるとした。しかし、上記の構成に限らずに、例えば、図8及び図9に示すように、光源が液晶パネル101の背面側に配置される直下型のバックライトユニットを採用した液晶バックライト装置400としてもよい。なお、図8は、実施の形態2に係る液晶表示装置の分解斜視図である。図9は、実施の形態2に係る液晶バックライト装置の断面図である。
【0077】
実施の形態2に係る液晶バックライト装置400は、液晶バックライト装置100の導光板103、光源107及び反射シート108により構成されるエッジライト型のバックライトの代わりに、反射シート151及び光源152により構成される直下型のバックライトを採用している点が実施の形態1に係る液晶バックライト装置100と異なる。また、前面フレーム204、第1フレーム206及び第2フレーム205の形状が実施の形態1の前面フレーム104、第1フレーム106及び第2フレーム105とは異なる。特に第2フレーム205は、反射シート151の端部を形成している傾斜部分151bに沿った形状を有している。前面フレーム204、第1フレーム206及び第2フレーム205は、形状は異なるが、前面フレーム104、第1フレーム106及び第2フレーム105と同様の機能を有する部分には、100番台の符号に代えて200番台に振っている。このため、当該部分における詳細な説明を省略する。以下では、実施の形態1と異なる部分を中心に説明する。
【0078】
光源152は、液晶パネル101の背面側に設けられ、前面側の主面にマトリックス状に配置された複数のLED153を有し、液晶パネル101の背面側から複数のLEDが発する光を照射する。光源152は、光源152が出射した光を液晶パネルに向けて拡散するために、光学シート102から所定の間隔を空けて配置されている。
【0079】
反射シート151は、光源152よりも前面側に配置され、光源152から出射された光を前面に向けて反射するシートである。反射シート151には、複数のLED153に対応する位置に複数のLED153を露出させる複数の開口151aが形成されている。反射シート151は、液晶パネル101の端部において光源152から出射された光を液晶パネル101の中央側に向けて反射する傾斜部分151bを有する。
【0080】
第2フレーム205は、反射シート151の形状に沿った形状を有しており、傾斜部分151bを平面支持する傾斜部分205aを有する。第2フレーム205に傾斜部分205aが形成されているため、反射シート151は、傾斜部分151bが傾斜した状態を維持できる。
【0081】
上述のように、光源152は、光学シート102から所定の間隔を開けて配置されており、かつ、反射シート151及び第2フレーム205には、傾斜部分151b、205aが形成されているため、光学シート102とバックライトユニットを構成している反射シート151及び光源152との間には、第2空間S22が形成されている。また、第2空間S22は、反射シート151及び第2フレーム205の傾斜部分151b、205aが光学シート102を支持することにより形成されているため、孔が形成されていない場合には、閉じた空間となる。
【0082】
なお、液晶パネル101と光学シート102との間にも、実施の形態1の第1空間S1と同様の第1空間S21が形成されている。
【0083】
このため、直下型のバックライトを採用している液晶バックライト装置400においても、第1空間S21及び第2空間S22が形成されるため、フレーム220やバックライトユニットに孔を形成していない場合には、エッジライト型のバックライトを採用している液晶バックライト装置200と同様の課題が発生する。
【0084】
この課題を解消するために、液晶バックライト装置400では、第1空間S21と外部の空間とを連通させる第1孔としての孔204d、206dを、前面フレーム204の側壁部104c及び第1フレーム206の側壁部206cにそれぞれ設けている。つまり、第1孔としての孔204d、206dは、第1フレーム206及び第2フレーム205の並び方向から見て、第1フレーム206の側方の側面に設けられ、液晶パネル101及び光学シートの間の第1空間S21と外部の空間とを連通する貫通孔である。
【0085】
また、第2空間S22と外部の空間とを連通させる第2孔としての孔151c、205bを、反射シート151及び第2フレーム205の傾斜部分151b、205aにそれぞれ設けている。つまり、第2孔としての孔151c、205bは、バックライトユニット及び第2フレーム205の側方側の側面(傾斜部分151b、205a)に設けられ、バックライトユニット及び光学シート102の間の第2空間S22と外部の空間とを連通する貫通孔である。
【0086】
そして、液晶バックライト装置400には、これらの第1孔としての孔204d、206dと、第2孔としての孔151c、205bとをそれぞれ封止する封止材113A、113Bが設けられている。
【0087】
このように、直下型のバックライトユニットを採用した液晶バックライト装置400であっても、フレーム120の構成は、実施の形態1に係る液晶バックライト装置100と同様であるため、液晶バックライト装置100と同様の効果が奏される。
【0088】
(その他の実施の形態)
上記実施の形態1では、封止材113は、粘着テープにより構成されるとしたが、粘着テープに限らずに、孔に圧入されることで孔を封止するキャップであってもよい。また、孔がねじ切られており、孔と螺合することにより孔を封止するボルトであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【0089】
本開示は、カバーガラス(もしくはタッチパネル等)と真空貼り合わせされる液晶バックライト装置に適用可能である。
【符号の説明】
【0090】
10 液晶表示装置
100、200、400 液晶バックライト装置
101 液晶パネル
102 光学シート
103 導光板
104、141、204 前面フレーム
104a 前面部
104b 開口
104c 側壁部
104d、204d 孔
105、143、205 第2フレーム
105a 背面部
105b 側壁部
105c、205c 孔
106、142、206 第1フレーム
106a 前面部
106b 開口
106c、206c 側壁部
106d、206d 孔
107、152 光源
108、151 反射シート
109〜111 クッション部材
111a 開口
112 回路基板
113 封止材
120、140、220 フレーム
130 タッチパネル
151a 開口
151b 傾斜部分
151c 孔
153 LED
205a 傾斜部分
301 タッチパネル(もしくはカバーガラス)
302 液晶バックライト装置
303 ディスペンサー
304 接着剤
305 スリットコーター
306 仮硬化用UV
307 チャンバー
307a 第1規制部
307b 第2規制部
307c 押さえ部
308 オートクレーブ
309 UV照射機
S1、S11、S21 第1空間
S2、S12、S22 第2空間
S23 第3空間
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
【国際調査報告】