JP2011191444A - 液晶表示モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】ガラス基板の破損を防止する。
【解決手段】
面光源装置３１は、端部表面が厚み方向へ突出していて当該突出部の厚みが非突出部の厚みよりも大きくなった導光板３４と点光源３５を有する。液晶パネル６１は、液晶を封止した一対のガラス基板６２、６３のうち下面側に位置するガラス基板６３の端から引っ込めるようにしてガラス基板６３の下面に下偏光板６６が取り付けられている。遮光両面テープ３９を、点光源３５及び導光板３４の突出部に対向する領域と非突出部と対向する領域で段差が生じるようにして、面光源装置３１の上面に貼り付ける。下偏光板６６は非突出部に対応する領域で遮光両面テープ３９に接着される。下偏光板６６の端から突出したガラス基板６３を点光源３５及び突出部に対応する領域で遮光両面テープ３９に対向させてあって、遮光両面テープ３９は、ガラス基板６３と対向する領域で粘着強度が弱くなっている。
【選択図】図２

Description

本発明は液晶表示モジュールに関し、液晶パネルとバックライト型の面光源装置からなる液晶表示モジュールに関する。

両面テープを用いて面光源装置と液晶パネルを一体化した液晶表示モジュールとしては、特許文献１に開示されたものがある。

図１は特許文献１に開示された液晶表示モジュールを示す断面図である。この液晶表示モジュールは、面光源装置１１の上に液晶パネル２１を重ねたものである。面光源装置１１では、導光板１２がケース１３に納められており、導光板１２の端面と対向する位置に点光源１４が設けられている。導光板１２の一方端部は光出射側の面が突出することによって板厚が大きくなっている。導光板１２の非突出面には拡散板１５と集光板１６が重ねられている。また、導光板１２の突出面には、両面テープ１７の端部が貼り付けられている。両面テープ１７は、光を通過させるための窓１８を開口されており、窓１８の縁の部分が集光板１６の外周部に貼り付けられて集光板１６を保持している。

液晶パネル２１は、液晶２２を封止した一対のガラス基板２３、２４の上面に偏光板２５を貼着し、下面にも偏光板２６を貼着したものである。

液晶パネル２１は、図１のようにして面光源装置１１の上に重ねて組み立てられる。導光板１２の表面では、突出面と非突出面との間に段差が設けられているが、集光板１６の厚さは当該段差とほぼ等しくなっている。また、ガラス基板２３、ガラス基板２４の端部は偏光板２５、２６の端から突出している。よって、下面側の偏光板２６を導光板１２の非突出面で集光板１６の上に重ね、偏光板２６から突出したガラス基板２４の端部を突出面に貼られた両面テープ１７の上面に接着させると、ガラス基板２４はほぼ水平な面で保持されることになる。したがって、特許文献１のような構造であると、導光板１２の表面の段差を利用して偏光板２６が非突出面の上に納められるので、液晶表示モジュールの薄型化が図られる。

特開２００２−９８９５９号公報

しかしながら、特許文献１の液晶表示モジュールでは、液晶パネル２１はガラス基板２４の突出部分下面が両面テープ１７を介して導光板１２の突出面に接着されているだけであり、他の部分は面光源装置１１の上に乗っているに過ぎない（非突出面では偏光板２６は両面テープ１７の開口１８内に納まっていて接着されておらず、集光板１６の上に乗っているだけである。）。そのため、液晶パネル２１のガラス基板２４、２３が割れやすいという問題があった。

しかも、最近では、ガラス基板２３の端を短くして下面側のガラス基板２４だけを偏光板２５、２６間から突出させ、ガラス基板２４の上面にドライバＩＣをＣＯＧ（chip on glass）実装することもあり、その場合には、液晶パネル２１の接着部分がガラス基板一枚となる。さらに、液晶表示モジュールの薄型化に伴ってガラス基板２３、２４自体の厚みも薄くなる傾向にある。

特許文献１の液晶表示モジュールでは、このように液晶パネル２１にとって一番強度の弱い部分を面光源装置１１に接着しているので、以下のような種々の点が問題となっている。
(1) 組立時のハンドリングやフレキシブル・プリント基板の引き回しなどによる応力が、強度の弱いガラス基板端部に集中する。
(2) 偏光板２６の厚みを面光源装置１１の段差（両面テープ１７の上面と集光板１６との高さの差）と合わせているが、製品には必ず厚みばらつきがあり、両面テープ１７の上面とガラス基板２４の下面との間に隙間があいた場合でも、ガラス基板２４の下面が強制的に両面テープ１７に接着されるので、ガラス板に応力が発生する。
(3) 接着面積が比較的広く、一点接着すると剥がしにくいため、修理をする時に応力が集中する。
(4) これらの問題を解消するためには、両面テープ１７とガラス基板２４との間に、もともと空間を空ける方法もあるが、空間を空けると今度は面光源装置１１と液晶パネル２１の固定ができなくなる。また、なんらかの方法で液晶パネル２１を固定したとしても、ガラス基板２４の端がどこにも接しないため、振動・衝撃に弱くなる。
このように、特許文献１のような構造では、強度の問題を避けることができず、薄型化を図るうえで避けることのできない問題となっている。

本発明は上記のような解決課題に基づいてなされたものであって、その目的とするところは、液晶パネルの一部を面光源装置の非突出面に納めることで薄型化を図った液晶表示モジュールにおいて、液晶パネルが破損しにくい構造の液晶表示モジュールを提供することにある。

本発明に係る液晶表示モジュールは、面光源装置の上に液晶表示パネルを重ねた液晶表示モジュールであって、前記面光源装置は、端部表面が厚み方向へ突出していて当該突出部の厚みが非突出部の厚みよりも大きくなった導光板と、前記導光板の突出部端面に対向させるように配置された光源とを有し、 前記液晶パネルは、液晶を封止した一対のガラス基板のうち下面側に位置するガラス基板の端から引っ込めるようにして下面側のガラス基板の下面に光学シートが取り付けられており、前記面光源装置の発光領域で窓を開口された遮光両面テープを、前記光源及び前記導光板の突出部に対向する領域と前記非突出部と対向する領域で段差が生じるようにして、前記面光源装置の上面に貼り付け、前記光学シートが前記非突出部に対応する領域で前記遮光両面テープに接着され、前記光学シートの端から突出した下面側のガラス基板を前記光源及び前記突出部に対応する領域で前記遮光両面テープに対向させ、前記遮光両面テープは、前記下面側のガラス基板と対向する領域で接着強度が弱くなっていることを特徴としている。

本発明の液晶表示モジュールでは、遮光両面テープの一部の接着強度を弱めてあり、液晶表示パネルの光学シート（偏光板など）よりも長く延出している部分を遮光両面テープの接着強度の低い部分に対向させているので、下面側のガラス基板の強度が弱くなりやすい部分が面光源装置に接着されておらず、あるいは容易に剥がれるように接着されている。このため、液晶表示モジュールに衝撃や外力が加わっても下面側のガラス基板が破損しにくくなる。

また、本発明にかかる液晶表示モジュールのある実施態様にあっては、前記遮光両面テープが、前記ガラス基板と対向する領域に印刷を施すことによって接着強度を弱められていることを特徴としている。かかる実施態様によれば、簡単に遮光両面テープの接着強度を部分的に弱めることができる。また、樹脂シートなどを粘着面に貼り付ける場合のように、液晶表示モジュールの厚みを厚くすることがない。

本発明のさらに別な実施形態にあっては、前記遮光両面テープの、前記非突出部に対応する領域と前記光源及び前記突出部に対応する領域との間に位置する斜面部分で、前記斜面部分の接着強度が変化していることを特徴としている。かかる実施態様によれば、遮光両面テープの面光源装置への貼り付け位置が多少ばらついたり、遮光両面テープの接着強度を弱める領域に多少のばらつきが生じても、下面側のガラス基板が遮光両面テープに接着されるのを防ぐことができる。

なお、本発明における前記課題を解決するための手段は、以上説明した構成要素を適宜組み合せた特徴を有するものであり、本発明はかかる構成要素の組合せによる多くのバリエーションを可能とするものである。

図１は、特許文献１に開示された液晶表示モジュールの一部破断した断面図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る液晶表示モジュールの一部破断した断面図である。 図３は、同上の実施形態の液晶表示モジュールに用いられている面光源装置の分解斜視図である。 図４は、同上の面光源装置の平面図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々設計変更することができる。

図２は、本発明の一実施形態による液晶表示モジュールの一部破断した断面図である。図３は、液晶表示モジュールに用いられている面光源装置３１の分解斜視図である。

液晶表示モジュールは、面光源装置３１と液晶パネル６１とからなる。

図３に示すように、面光源装置３１は、反射板３２、フレーム３３、導光板３４、複数個の点光源３５、フレキシブルプリント基板３６、拡散板３７、２枚のプリズムシート３８ａ及び３８ｂ、遮光両面テープ３９などからなる。

図２に示すように、点光源３５（発光素子）は、蛍光体を含んだ樹脂３４の前面を除く面は白色樹脂３５によって覆われている。従って、青色発光ＬＥＤチップ３３が発光すると、ＬＥＤチップ３３から出射された光により擬似的な白色光に変換されながら、樹脂３４の前面（発光窓）から外部へ出射する。また、ＬＥＤチップ４３から出射された光の一部は、透明樹脂４４と白色樹脂４５の界面で反射された後、透明樹脂４４の前面から外部へ出射する。なお、点光源３５としては、例えば日亜化学工業製ＮＳＳＷ２０４（厚さ０.４ｍｍ）を用いることができる。

これらの点光源３５は、フレキシブルプリント基板３６（例えば、厚さ０.１ｍｍ）の下面に実装されており、一定のピッチで一列に並んでいる。

導光板３４は、ポリカーボネイト樹脂やポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）樹脂などの屈折率の高い透光性樹脂によって板状に成形されている。導光板３４の端面には、導光板３４の内部に光を導入するための光入射面４１が形成されている。導光板３４の上面においては光入射面４１側の端縁が上方へ突出しており、導光板３４の光入射側端縁は厚みの大きな光導入部５１となっている。光導入部５１よりも光入射面４１から遠い側に位置する導光板本体５２は光導入部５１よりも薄くなっており、光導入部５１の端と導光板本体５２の端との間は傾斜面５３によって結ばれている。例えば、光導入部５１の厚さは０.４３ｍｍで、導光板本体５２の厚さは０.２０ｍｍとなっている。よって、光導入部５１は点光源３５の厚さとほぼ等しい厚さを有しており、点光源３５から出射した光を効率よく導光板３４内へ取り込むことができる。また、導光板３４の大部分を占める導光板本体５２は点光源３５の厚さに比べて薄くなっており、面光源装置３１の薄型化に寄与している。導光板本体５２の上面は光出射面４２となっており、導光板３４の下面には、その内部を導光する光を全反射させて光出射面４２から上方へ出射させるための微細な偏向パターン４０（拡散手段）が多数形成されている。

しかして、点光源３５から出射された光は、光導入部５１の光入射面４１から導光板３４内に導入される。光導入部５１内の光は、傾斜面５３又はその下面で反射して、あるいは直接に導光板本体５２へ送られる。導光板本体５２内の光は、導光板３４の上面（光出射面４２）と下面の間で全反射を繰り返しながら導光板３４内を導光する。そして、導光途中において偏向パターン４０で全反射または拡散された光は、光出射面４２から外部へ出射される。

フレーム３３は、導光板３４の光導入部５１と同程度の厚みを有する樹脂シート（ポリカーボネイト樹脂のシート）をカッティングしたものであって、導光板３４を納めて位置決めするための開口４６を有している。また、開口４６の端には、フレキシブルプリント基板３６の下面に実装された点光源３５を位置決めするための凹部４７が点光源３５と同じピッチで設けられている。

反射板３２は、白色シートや金属箔などの反射率の高い材料で形成されており、反射板テープ４９ａによってフレーム３３の下面に貼り付けられている。反射板３２は、導光板３４の下面から漏れた光を反射させて導光板３４に再入射させ、光の利用効率を向上させるものである。反射板３２としては、例えば３Ｍ製ＥＳＲ（厚さ０.０６５ｍｍ）を用いることができる。反射板テープ４９ａとしては、寺岡製作所製＃７０７（厚さ０.０３ｍｍ）を用いることができる。

遮光両面テープ３９は、黒色基材の表裏両面に粘着剤を塗布したものであって、遮光両面テープ３９にはプリズムシート３８ｂ等を露出させるために窓４８を開口されている。ただし、この窓４８は、プリズムシート３８ｂよりも若干小さなサイズとなっている。また、遮光両面テープ３９の下面全体では粘着剤がそのまま付着しているが、上面では、後述のように液晶パネル６１のガラス基板６３と接触する領域には糊殺し処理を施して粘着剤の粘着性を低減又は完全に無くしている。糊殺しの処理が行われる前の遮光両面テープ３９としては、例えば寺岡製作所製７０４５（０.０５）黒ＨＦ（厚さ０.０５ｍｍ）を用いることができる。

糊殺し処理とは、粘着テープ（遮光両面テープ）の粘着面にインクをスクリーン印刷などで塗布することにより、粘着剤を中和して粘着力を消去する方法であり、印刷なのでインク層の厚さは無視できるほど薄い。遮光両面テープ３９が、液晶パネル６１のガラス基板６３にくっつかないようにする方法としては、その領域にもともと粘着剤をぬらないといことも可能であるが、所定領域にだけ粘着剤を塗布しないよりも、粘着剤で塗布した後に所定領域にだけ印刷して糊殺しを行う方が簡単に行える。また、粘着剤は３０μｍくらいの厚みがあるのに対し、糊殺しの印刷層は１μｍ程度であるので、遮光両面テープ３９の表面に段差が生じにくい。なお、このような糊殺しの方法については、例えば特開２００６−６９０４５公報に開示されている。

図２に示すように、反射板３２の外周部上面は、反射板テープ４９ａによってフレーム３３の下面に貼り付けられる。そして、フレーム３３の開口４６内に導光板３４を納め、各点光源３５の前面を導光板３４の光入射面４１に対向させるようにして各凹部４７に点光源３５を納めて位置決めし、両面粘着テープ４９ｂ（例えば、日東電工製No.５６０３、厚さ０.０３ｍｍ）によってフレキシブルプリント基板３６の下面をフレーム３３の上面と光導入部５１の上面に接着している。従って、導光板３４の端部は、反射板３２とフレキシブルプリント基板３６に挟まれて保持される。

さらに、導光板３４の光出射面４２の上には拡散板３７と２枚のプリズムシート３８ａ、３８ｂが重ねて載置され、遮光両面テープ３９で縁を押さえられる。プリズムシート３８ａ、３８ｂは表面に断面三角形状をした直線状のプリズムパターンを一定ピッチで平行に配列したものであるが、プリズムシート３８ａと３８ｂはパターンの配列方向が直交するようにして重ねられている。遮光両面テープ３９はフレキシブルプリント基板３６の上面とプリズムシート３８ｂの縁とフレーム３３の上面に貼り付けられており、拡散板３７、プリズムシート３８ａ、３８ｂは遮光両面テープ３９によって保持される。例えば、拡散板３７としてはツジデン製Ｄ１２０Ｓ（０.０９５ｍｍ）を用いることができ、プリズムシート３８ａ、３８ｂとしては３Ｍ製ＴＢＥＦ（厚さ０.０６５ｍｍ）を用いることができる。

液晶パネル６１は、内面にカラーフィルタを形成されたガラス基板６２（カラーフィルタガラス）と、内面にＴＦＴを形成されたガラス基板６３（ＴＦＴガラス）との間に液晶６４を封止し、上のガラス基板６２の上面に上偏光板６５を貼付け、ガラス基板６３の下面にも下偏光板６６を貼付けたものである。下のガラス基板６３は上偏光板６５及びガラス基板６２の端から飛び出して長く伸びており、反対に下偏光板６６は上偏光板６５及びガラス基板６２の端よりも引っ込んでいて短くなっている。また、ガラス基板６３のガラス基板６２よりも長く延びた部分には、液晶パネル用のドライバチップ６７がＣＯＧ実装されている。

遮光両面テープ３９の下面には全面に粘着剤が塗布されており、遮光両面テープ３９はフレキシブルプリント基板３６の上面とフレーム３３の上面に貼り付けられる。フレーム３３からフレキシブルプリント基板３６の上面にかけて貼られた遮光両面テープ３９は、導光板３４の上面形状に沿うように屈曲又は湾曲しており、段差が生じている。すなわち、導光板本体５２の上方では、遮光両面テープ３９の上面は低くなっており、窓４８の縁の下面がプリズムシート３８ｂの縁に接着され、拡散板３７及びプリズムシート３８ａ、３８ｂは３９によって保持されている。

液晶パネル６１は、図２に示すように、上偏光板６５を導光板本体５２の上方の一段低くなったところに納め、ガラス基板６３の水平に延びた部分をフレキシブルプリント基板３６の上方に重ねるようにして面光源装置３１の上面（遮光両面テープ３９の上面）に重ねられる。なお、ガラス基板６３の水平に延びた部分の下面と、この面に対向する遮光両面テープ３９の上面との間の（厚み方向の）隙間は、各部材の寸法公差に基因する遮光両面テープ３９の上面の厚み方向における誤差（高さの誤差）以上となるように設計することが量産性を考慮した場合には望ましい。前記隙間が各部材の寸法公差に基因する遮光両面テープ３９の上面の厚み方向における誤差よりも小さくなっていると、遮光両面テープ３９の上面の高さの誤差が最大になったとき（つまり、ガラス基板６３の下面が、遮光両面テープ３９の上面よりも低くなった場合）には、遮光両面テープ３９の上面によってガラス基板６３の下面が跳ね上げられるようにして外力を受け続けガラス基板６３に応力が加わったままになるため、ガラス基板６３が破損しやすくなる。これに対し、各部材の寸法公差に基因する遮光両面テープ３９の上面の厚み方向における誤差以上の隙間を空けていれば、ガラス基板６３が遮光両面テープ３９の上面に押し上げられて破損するおそれが少なくなる。ただし、各部材がすべて設計通りの寸法であれば、上記隙間が０となるように設計しても問題ない。

図４は面光源装置３１の上面を表している。図４に示す区分線Ａは、図２に示すように遮光両面テープ３９の、フレキシブルプリント基板３６と平行な面から下方へ斜めに折れ曲がる箇所を示し、区分線Ｂはその斜面部分から導光板本体５２と平行な面に変わる箇所を示しており、以下のような理由により、糊殺し処理の領域６９と粘着剤６８を塗布された領域の境界Ｃは、区分線Ａと区分線Ｂの間の斜面部分に定めている。ガラス基板６３の下面と対向する領域は糊殺し処理の領域６９となっていてくっつかないが、梨地のハッチングで示す領域は粘着剤６８が塗布されていて粘着性を有している。糊殺し処理の領域６９は、ガラス基板６３の下面が触れるところだけでもよいが、遮光両面テープ３９を貼り付けるときのばらつきによって粘着剤６８がガラス基板６３にくっつくおそれがある。また、糊殺し処理の領域６９が、バラツキにより下偏光板６６の接着領域まで届いた場合、下偏光板６６の一部が接着されなくなり、液晶パネル６１と面光源装置３１との接着強度が低下しすぎるおそれがある。そのため、この実施形態では、図４に示すように、糊殺し処理の領域６９と粘着剤６８を塗布された領域の境界Ｃを、ガラス基板６３にも下偏光板６６にも触れない遮光両面テープ３９の斜面部分に定めている。

また、下偏光板６６は、図４に示すように、遮光両面テープ３９の開口内に入らない大きさとなっており、下偏光板６６の下面は粘着剤６８で窓４８の周囲に接着される。よって、液晶パネル６１は下偏光板６６の下面で面光源装置３１に固定され、強度の弱いガラス基板６３の水平に延びた部分はまったく固定されていない。

本発明の液晶表示モジュールにあっては、上記の構造となっているために、ガラス基板６３（ＴＦＴガラス）が割れにくくなる。すなわち、ガラス基板６３の強度の弱い部分が面光源装置３１の遮光両面テープ３９に接着されていないので、液晶表示モジュールを組立てる時や液晶表示モジュールを携帯電話などに組み込む時に、面光源装置３１などに応力が加わっても、ガラス基板６３の延出している部分は固定されていないために割れることがない。また、遮光両面テープ３９は糊殺しされた面がガラス基板６３に接しているだけであるので、例えば組み立てられた状態で液晶表示モジュールに衝撃が加わった場合でも、ガラス基板６３の振動は遮光両面テープ３９により抑制されるので、やはりガラス基板６３は割れにくくなる。

また、液晶パネル６１は、遮光両面テープ３９の窓４８の周囲に沿った領域で面光源装置３１に接合されている。この接着領域は、非常に細く面積が小さいので、液晶表示モジュールを修理する際には、面光源装置３１から液晶パネル６１を剥がしやすく、剥離させる際に液晶パネル６１が破損するおそれが低減する。

さらに、本発明の液晶表示モジュールのような構造によれば、液晶パネル６１の厚みを大きくすることなく液晶表示モジュールの強度を向上させることができる。すなわち、遮光両面テープ３９の一部の粘着性を消去するのには、粘着面の一部にＰＥＴなどのシートを貼っても実現できる。しかし、ＰＥＴを遮光両面テープ３９に貼れば、その厚さは少なくとも数十μｍ厚くなってしまい、液晶表示モジュールの薄型化が阻害される。これに対し、本発明では、粘着性の消去を印刷（糊殺し処理）で行っているため、厚さの増大は殆ど問題にならない。

Claims (3)

1. 面光源装置の上に液晶表示パネルを重ねた液晶表示モジュールであって、
   前記面光源装置は、端部表面が厚み方向へ突出していて当該突出部の厚みが非突出部の厚みよりも大きくなった導光板と、前記導光板の突出部端面に対向させるように配置された光源とを有し、
   前記液晶パネルは、液晶を封止した一対のガラス基板のうち下面側に位置するガラス基板の端から引っ込めるようにして下面側のガラス基板の下面に光学シートが取り付けられており、
   前記面光源装置の発光領域で窓を開口された遮光両面テープを、前記光源及び前記導光板の突出部に対向する領域と前記非突出部と対向する領域で段差が生じるようにして、前記面光源装置の上面に貼り付け、
   前記光学シートが前記非突出部に対応する領域で前記遮光両面テープに接着され、前記光学シートの端から突出した下面側のガラス基板を前記光源及び前記突出部に対応する領域で前記遮光両面テープに対向させ、
   前記遮光両面テープは、前記下面側のガラス基板と対向する領域で接着強度が弱くなっていることを特徴とする液晶表示モジュール。
2. 前記遮光両面テープは、前記ガラス基板と対向する領域に印刷を施すことによって接着強度を弱められていることを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示モジュール。
3. 前記遮光両面テープの、前記非突出部に対応する領域と前記光源及び前記突出部に対応する領域との間に位置する斜面部分で、前記斜面部分の接着強度が変化していることを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示モジュール。

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