(57)【要約】【課題】バックライト装置上に載置される液晶パネルが大型になって重量が増しても、液晶パネルが撓むおそれのないバックライト装置及び液晶表示装置を得る。【解決手段】筐体１内に円筒状光源３が配され、筐体１の開口部１ａを覆う如く拡散板４が設けられてなるバックライト装置６において、筐体１の開口部１ａと拡散板４間、又は、拡散板４上に透明補強板１０を設けてなるバックライト装置及び液晶表示装置を提供する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体内に円筒状光源が配され、上記筐体の開口部を覆う如く拡散板が設けられてなるバックライト装置と、上記拡散板上に設けられた液晶パネルとを有する液晶表示装置において、
上記筐体の開口部及び上記拡散板間、又は、上記拡散板上に、透明補強板を設けたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
筐体内に円筒状光源が配され、上記筐体の開口部を覆う如く拡散板が設けられてなるバックライト装置において、
上記筐体の開口部及び上記拡散板間、又は、上記拡散板上に、透明補強板を設けたことを特徴とするバックライト装置。
【請求項３】
前記透明補強板の厚みを６ｍｍ以上の平板と成したことを特徴とする請求項２記載のバックライト装置。
【請求項４】
前記透明補強板の板面中央部が凸状と成る様に該板面中央部のピンの長さを長く成したことを特徴とする請求項２又は請求項３記載のバックライト装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はバックライトを有する液晶表示装置（以下ＬＣＤと記す）及びバックライト装置に係わり、特に大型化ＬＣＤの画面中央部分の撓みによる白濁化を除去可能なＬＣＤ及びバックライト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータ、テレビジョン受像機等の電子機器の表示装置として利用されているＬＣＤは非発光性のため、バックライト装置の様な外部照射用の光源を必要としている。
【０００３】
この様なバックライト装置としては円筒状光源に冷陰極管又は熱陰極管等の細径の蛍光管を用いるのが一般的であり、構造としては導光板の側面に円筒状光源を配設したエッジライト方式と、筐体内部に反射体（以下反射板と記す）及び円筒状光源を収納し、筐体開口に配設した光透過拡散板に円筒状光源からの直接光及び円筒状光源からの光を反射板で反射させた光を光透過拡散板で入射拡散させて均一な面状光を出光させる様にした直下方式が知られている。
【０００４】
上述の直下方式或はエッジライト方式はＬＣＤの要求性能に応じて選択されるが直下方式は円筒状光源の直接光を利用するためエッジライト方式に比較して光の利用効率が高く、モニタ用、テレビジョン受像機用等の高輝度を必要とする用途に適している。
【０００５】
図５（Ａ）は従来の直下方式のバックライト装置を示す平面図であり、図５（Ｂ）は図５（Ａ）のＡ−Ａ’断面矢視図、図５（Ｃ）は図５（Ａ）のＢ−Ｂ’断面矢視図を示している。
【０００６】
バックライト装置のランプハウスとなる筐体１は上面に開口部１ａを有する断面が例えば、台形状の箱状と成され、合成樹脂で一体成型するか、金属板或は金属板と成型樹脂を組み合わせて作製する。
【０００７】
筐体１内には高反射塗料を塗布するか、高反射フィルム材等を貼着させて反射面としての反射板２を形成する。
【０００８】
円筒状光源３は筐体１の底面から１〜２ｍｍ程度離間した位置に保持されるように端部を高反射グレード樹脂の射出成型で得た円筒光源支持台５（図５（Ａ）〜（Ｃ）では筐体１の側板と一体化されている）に固定しており、配置する本数は要求される輝度によって決定する。
【０００９】
上記した各部品を組み立て、上面に乳白色アクリル樹脂等を用いた光透過拡散板４を開口部１ａを覆う様に配置させることでバックライト装置６が構成され、円筒状光源３から放射状に発した光は直接或は筐体１内の反射板２で反射されて光透過拡散板４に到達し、光透過拡散板４で面発光に変換される。
【００１０】
又、光透過拡散板４の表面には少なくとも１枚以上の集光シート９が配設されて照光面の法線方向に光を集光させている。この様なバックライト装置は特許文献１に開示されている。
【００１１】
上述の如きバックライト装置６の集光シート９上に図５（Ｂ）（Ｃ）で破線で示す様に液晶パネル８が配設されてＬＣＤが構成される。
【００１２】
液晶パネル８は極めて薄い２枚の平板ガラス間にスペーサを介して液晶を配設し、これら２枚のガラス間にＴＦＴ（ｔｈｉｎ  ｆｉｌｍ  ｔｒａｎｓｉｓｔｅｒ）等を配設すると共にガラス表面に偏光板等を設けたもので、この様な液晶パネル８は鋼板の如き枠部材等を介してバックライト装置に固定される様に成されている。
【００１３】
【特許文献１】
特許公開２００２−１１６７０５号公報（図１０〜図１２）
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した、従来構成のＬＣＤ及びバックライト装置ではＬＣＤの大型化に伴って、バックライト装置の光透過拡散板４及び集光シート９は図５（Ａ）に示す中央部分１６が撓み、筺体１の長手方向では図５（Ｂ）の破線で示す様に中央部分１６で撓みωを生ずる。
【００１５】
この様な撓みωは、例えば３９．６インチ（液晶パネルの対角線長が２５．４ｃｍ×３９．６≒１ｍ）となると重量は２ｋｇに達し、最も厚い光透過拡散板４の厚みが２ｍｍ程度であるため、液晶パネル８の自重で撓みω＝２ｍｍ程度に達する。
【００１６】
この様な撓みωが生ずると液晶パネル８の厚みは極めて薄く出来ているため、２枚のガラス間の中央部分で撓むと、液晶部分（ガラス内）の幅も狭くなる（スペーサポールは移動する）ために液晶の遮光性が失われ、バックライト装置６の円筒状光源３からの光が直接液晶パネル８の前面側のガラスを通して透過するためリング状に白濁化する現象を生ずる（以下、本発明では白ムラと記す）課題を有していた。
【００１７】
本発明は叙上の課題を解消するために成されたもので、発明が解決しようとする課題は、バックライト装置上に載置される液晶パネルが大型になって重量が増しても、液晶パネルが撓むおそれのない液晶表示装置及びバックライト装置を提案しようとするものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明のＬＣＤは、筐体内に円筒状光源が配され、筐体の開口部を覆う如く拡散板が設けられてなるバックライト装置と、拡散板上に設けられた液晶パネルとを有するＬＣＤにおいて、筐体の開口部及び拡散板間、又は、拡散板上に、透明補強板を設けてなるものである。
【００１９】
本発明のバックライト装置は、筐体内に円筒状光源が配され、筐体の開口部を覆う如く拡散板が設けられてなるバックライト装置において、筐体の開口部及び拡散板間、又は、拡散板上に、透明補強板を設けてなるものである。
【００２０】
本発明はＬＣＤ及びバックライト装置に用いる透明補強板の厚みを６ｍｍ以上の平板となしたものである。
【００２１】
本発明はＬＣＤ及びバックライト装置に用いる透明補強板の板面中央部が凸状と成る様に板面中央部のピンの長さを長く成したものである。
【００２２】
斯かる、本発明のＬＣＤ及びバックライト装置に依れば、バックライト装置上に載置される液晶パネルが大型化されて重量が増大しても液晶パネル及び光透過拡散板が撓む恐れのないＬＣＤ及びバックライト装置が得られる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の１形態例の液晶表示装置（ＬＣＤ）及びバックライト装置を図１乃至図４を用いて説明する。尚、図５との対応部分には同一符号を示す。
【００２４】
図１（Ａ）（Ｂ）は本発明のバックライト装置上に液晶パネルを載置させた１形態例を示す概略図を示すものであり、図１（Ａ）に於いて、１は、平面形状が長方形の筐体（厚みｔ＝２ｍｍのアルミニウム板）であり、筐体の内部には、複数本の円筒状光源（例えば、冷陰極管）３が、互に平行に配されている。筺体１の内面は白色の反射面と成る反射板２と成される。
【００２５】
筐体１の開口部１ａを覆う様に、例えばアクリル樹脂から成る長方形状の透明補強板１０を設ける。この透明補強板１０の厚さは開口部１ａの面積にもよるが例えば、３９．６インチ型では６ｍｍ以上に選択され、この透明補強板１０上に光透過拡散板４を載置し、更にこの光透過拡散板４上に集光シート９を配し、この集光シート９の上にはＬＣＤ用の液晶パネル１１が載置されている。
【００２６】
図１（Ｂ）に示す構成は、筺体１の開口部１ａを覆う様に長方形状の光透過拡散板４を配し、この光透過拡散板４上に長方形状の透明補強板１０を設け、更にこの透明補強板１０上にＬＣＤ用の液晶パネル１１を配設させた場合を示す。
【００２７】
上述の如き構成の液晶表示装置（ＬＣＤ）及びバックライト装置の１実施例を図２及び図３を用いて詳記する。
【００２８】
図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は本発明に液晶パネル８を搭載したバックライト装置を示すものであり、図２（Ａ）は平面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＣ−Ｃ’断面矢視図を示す。
【００２９】
図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に於いて、本例は４０型（画面の対角線長が２．５４ｃｍ×４０＝１．０１６ｍ）のＬＣＤに対応したバックライト装置であり、筺体１はアルミニウム板等の厚さ２ｍｍ程度の板材を長方形状の箱型にプレス成型する。この筺体１の開口部１ａ上に透明補強板１０を載置し、その四辺を図２（Ｂ）のＡ部拡大図である図３に示す断面がＵ字状の枠部材１３で固定される。この枠部材１３はフランジ部１２に所定方法で固着させている。
【００３０】
透明補強板１０上には従来の図５と同様に光透過拡散板４及び集光シート９が順次載置され、集光シート９上に液晶パネル８が載置されている。これら光透過拡散板４及び集光シート９並びに液晶パネル８は極めて薄く、厚手の光透過拡散板４でも厚みが２ｍｍ程度であり、図２（Ｂ）では開口部１ａの四辺にはフランジ部１２が形成され、４０型では長方形状の開口部１ａの長辺方向の長さＬ１  ＝８７９．８ｃｍ、短辺方向の長さＬ２  ＝５４２．２５ｃｍ×高さＨ＝２ｃｍと成されている。
【００３１】
筺体１の底部１ｂには反射シート等の反射板２が側断面が台形と成る様に配設される。更に底部１ｂから２ｍｍ程度離間した位置に複数の冷陰極管等の円筒状光源３が筺体１の短辺方向に平行に配設されている。
【００３２】
この様な筺体１の開口部を覆う様に、例えば厚みが８ｍｍの透明なアクリル樹脂から成る長方形状の透明補強板１０を筺体１のフランジ部１２上に配設するが図２（Ｂ）ではこれら透明補強板１０やこの上に載置した光透過拡散板４や集光シート９の厚みは誇張して示されている。又、液晶パネル８は０．７ｍｍ程度のガラス板間に液晶をボール状スペーサを介して封止してあり、図２（Ｂ）及び図３の拡大図に示す様に筺体１のフランジ部１２に固着された断面Ｌ字状の押え部材１４で液晶パネル８と共に集光シート９及び光透過拡散板４は固定される。
【００３３】
集光シート９は、本例ではポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）から成る第１の拡散シート及びプリズムシート並びに第２の拡散シートを積層したものが用いられている。
【００３４】
本例に用いるアクリル製の透明補強板１０の全光線透過率は、９３％（光学グレード）である。尚、アクリル樹脂の代わりに、ポリカーボネート樹脂を使用することもでき、ポリカーボネート樹脂の全光線透過率は、９０％（光学グレード）である。
【００３５】
上記実施例では透明補強板１０の厚みｔは８ｍｍに選択したが透明補強板５の厚さは、液晶パネル８の対角線長、又は、その重量に応じて選定される。
【００３６】
この様な透明補強板１０の厚さの決定方法を以下に考察する。
長方形状の透明補強板１０の最大撓み量ωｍａｘ  は次の数１の式のように表される。
【００３７】
【数１】
ωｍａｘ  ＝α×｛（Ｐ×ａ４  ）／（Ｅ×ｔ３  ）｝
【００３８】
この数１の式において、αは長方形状の透明補強板１０の最大撓み係数、Ｐは分布荷重（ｋｇｆ／ｃｍ２  ）  、ａは長方形板の短辺の長さ（ｃｍ）、Ｅはヤング率、ｔは長方形板の板厚（ｃｍ）である。
【００３９】
数１の式において、次の数２の式のように、液晶パネル８の中央部分で、最大撓み量ωｍａｘ  を０．０５ｃｍ以下と成る様に規定すると数１の式は数２で表せる。
【００４０】
【数２】
α×｛（Ｐ×ａ４  ）／（Ｅ×ｔ３  ）｝≧０．０５
【００４１】
上述の数２式のｔ３  についで解くと、次の数３の式を得る。
【００４２】
【数３】
ｔ３  ≧Ｐ×ａ４  ÷Ｅ÷０．０５
【００４３】
この数３の式で、
Ｐ＝２〔ｋｇｆ〕÷透明補強板１０の長方形板の面積｛８８〔ｃｍ〕×５４〔ｃｍ〕｝＝４．２×１０−４〔ｋｇｆ／ｃｍ２  〕、
α＝０．１、
ａ＝５４〔ｃｍ〕
Ｅ＝３×１０４  
を代入すると、
数３の式は、次の数４から板厚ｔを得る。
【００４４】
【数４】
2004184861.tif 000003
【００４５】
この数４の式から、透明補強板５の最大撓み量を０．０５〔ｃｍ〕、即ち、０．５〔ｍｍ〕以下にするには、透明補強板５の厚さを、０．６１９〔ｃｍ〕以上にすれば良い。又、実施例で使用した透明補強板１０の板厚を８ｍｍとした場合の中央近傍での最大撓みωは０．２３ｍｍとなり、白ムラを生じないＬＣＤが得られ、これらは実測によっても確認された。
【００４６】
また、図４に示す如く、図１において、各円筒状光源２の中間に、所定間隔を保って、例えば、３×３＝９本のスペーサピン（例えば、円錐形で、その頂点は球面又は平面で、その表面は、円筒状光源３よりの光を良く反射するように白色である）１５を、筐体１の底部１ｂ及び透明補強板１０間に配置することによって、液晶パネル８の撓みωを一層軽減することができる、又、逆に、透明補強板１０の厚さを薄くすることができる。
【００４７】
更に、透明補強板１０の中央近傍を保持するスペーサピン１５の高さを周辺部に配設する他のスペーサピン１５よりも０．２〜０．３ｍｍ程度、高くし、透明補強板１０の中央近傍を平坦でなく、中央部で断面が凸になる様に構成させて液晶パネル８を載置時に生ずる撓み分を透明補強板１０の中央部の凸部で補償させる様にしてもよい。
【００４８】
本発明のＬＣＤ及びバックライト装置によると、液晶パネルが大型化され、バックライト装置の集光シート或いは光透過拡散板の中央近傍に撓みを生じて液晶パネル中央近傍で生ずるリング状に白濁する白ムラの発生が防止可能なものを容易に得ることが出来る。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、筐体内に円筒状光源が配され、筐体の開口部を覆う如く拡散板が設けられてなるバックライト装置において、筐体の開口部及び拡散板間、又は、拡散板上に、透明補強板を設けてなるので、バックライト装置上に載置される液晶パネルや拡散板が大型になって重量が増しても、液晶パネルが撓むおそれのないバックライト装置を得ることができる。
【００５０】
又、本発明によれば、筐体内に円筒状光源が配され、筐体の開口部を覆う如く拡散板が設けられてなるバックライト装置と、拡散板上に設けられた液晶パネルとを有する液晶表示装置において、筐体の開口部及び拡散板間、又は、拡散板上に、透明補強板を設けてなるので、バックライト装置上に載置される液晶パネルや拡散板が大型になって重量が増しても、液晶パネルが撓むおそれのない液晶表示装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１形態のバックライト装置（液晶表示装置）の概要を示す側面図である。
【図２】本発明の１形態のバックライト装置（液晶表示装置）の平面図及び側面図である。
【図３】図２（Ｂ）のＡ拡大側断面図である。
【図４】本発明の１形態のバックライト装置（液晶表示装置）の他の一例を示す側面図である。
【図５】従来のバックライト装置（液晶表示装置）を示す平面及び側断面図である。
【符号の説明】
１‥‥筐体、２‥‥反射板、３‥‥円筒状光源、４‥‥光透過拡散板、８‥‥液晶パネル、１０‥‥透明補強板、１５‥‥スペーサピン
【図１】
2004184861.tif 000004
【図２】
2004184861.tif 000005
【図３】
2004184861.tif 000006
【図４】
2004184861.tif 000007
【図５】
2004184861.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成15年1月22日(2003.1.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３】
前記透明補強板の厚みを８．２ｍｍ以上の平板と成したことを特徴とする請求項２記載のバックライト装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
この様な撓みωは、例えば５０インチとなると重量は３ｋｇに達し、最も厚い光透過拡散板４の厚みが２ｍｍ程度であるため、液晶パネル８の自重で撓みω＝５ｍｍ程度に達する。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
本発明はＬＣＤ及びバックライト装置に用いる透明補強板の厚みを８．２ｍｍ以上の平板となしたものである。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
筐体１の開口部１ａを覆う様に、例えばアクリル樹脂から成る長方形状の透明補強板１０を設ける。この透明補強板１０の厚さは開口部１ａの面積にもよるが例えば、５０インチ型では８．２ｍｍ以上に選択され、この透明補強板１０上に光透過拡散板４を載置し、更にこの光透過拡散板４上に集光シート９を配し、この集光シート９の上にはＬＣＤ用の液晶パネル８が載置されている。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
図１（Ｂ）に示す構成は、筺体１の開口部１ａを覆う様に長方形状の光透過拡散板４を配し、この光透過拡散板４上に長方形状の透明補強板１０を設け、更にこの透明補強板１０上にＬＣＤ用の液晶パネル８を配設させた場合を示す。


【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に於いて、本例は４０型（画面の対角線長が２．５４ｃｍ×５０＝１．２７０ｍ）のＬＣＤに対応したバックライト装置であり、筺体１はアルミニウム板等の厚さ２ｍｍ程度の板材を長方形状の箱型にプレス成型する。この筺体１の開口部１ａ上に透明補強板１０を載置し、その四辺を図２（Ｂ）のＡ部拡大図である図３に示す断面がＵ字状の枠部材１３で固定される。この枠部材１３はフランジ部１２に所定方法で固着させている。


【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
透明補強板１０上には従来の図５と同様に光透過拡散板４及び集光シート９が順次載置され、集光シート９上に液晶パネル８が載置されている。これら光透過拡散板４及び集光シート９並びに液晶パネル８は極めて薄く、厚手の光透過拡散板４でも厚みが２ｍｍ程度であり、図２（Ｂ）では開口部１ａの四辺にはフランジ部１２が形成され、５０型では長方形状の開口部１ａの長辺方向の長さＬ１  ＝１０８２ｃｍ、短辺方向の長さＬ２  ＝６６４．５ｃｍ×高さＨ＝２ｃｍと成されている。


【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
この様な筺体１の開口部を覆う様に、例えば厚みが１０ｍｍの透明なアクリル樹脂から成る長方形状の透明補強板１０を筺体１のフランジ部１２上に配設するが図２（Ｂ）ではこれら透明補強板１０やこの上に載置した光透過拡散板４や集光シート９の厚みは誇張して示されている。又、液晶パネル８は０．７ｍｍ程度のガラス板間に液晶をボール状スペーサを介して封止してあり、図２（Ｂ）及び図３の拡大図に示す様に筺体１のフランジ部１２に固着された断面Ｌ字状の押え部材１４で液晶パネル８と共に集光シート９及び光透過拡散板４は固定される。


【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
上記実施例では透明補強板１０の厚みｔは１０ｍｍに選択したが透明補強板５の厚さは、液晶パネル８の対角線長、又は、その重量に応じて選定される。


【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
この数３の式で、
Ｐ＝３〔ｋｇｆ〕÷透明補強板１０の長方形板の面積｛１０８〔ｃｍ〕×６６〔ｃｍ〕｝＝４．２×１０−４〔ｋｇｆ／ｃｍ２  〕、
α＝０．１、
ａ＝６６〔ｃｍ〕
Ｅ＝３×１０４  
を代入すると、
数３の式は、次の数４から板厚ｔを得る。


【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
【数４】
2004184861.tif 000009
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
この数４の式から、透明補強板５の最大撓み量を０．０５〔ｃｍ〕、即ち、０．５〔ｍｍ〕以下にするには、透明補強板５の厚さを、０．８２〔ｃｍ〕以上にすれば良い。又、実施例で使用した透明補強板１０の板厚を１０ｍｍとした場合の中央近傍での最大撓みωは０．２６ｍｍとなり、白ムラを生じないＬＣＤが得られ、これらは実測によっても確認された。


【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
また、図４に示す如く、図１において、各円筒状光源３の中間に、所定間隔を保って、例えば、３×３＝９本のスペーサピン（例えば、円錐形で、その頂点は球面又は平面で、その表面は、円筒状光源３よりの光を良く反射するように白色である）１５を、筐体１の底部１ｂ及び透明補強板１０間に配置することによって、液晶パネル８の撓みωを一層軽減することができる、又、逆に、透明補強板１０の厚さを薄くすることができる。


【手続補正１４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2004184861.tif 000010
【手続補正１５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2004184861.tif 000011