| 【発明の名称】 |
液晶表示装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】中村 英志
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| 【要約】 |
【課題】回路基板の部品実装範囲、放熱性、ヒンジ機構の改善された、内部空間が限定された液晶表示装置。
【解決手段】保持部材２の両面にＬＣＤパネル１と回路基板３を対向させて保持したユニットを形成し、前枠４、裏蓋５で構成されたキャビネットにおいて、保持部材は金属製の板金を用い、回路基板を保持する面に絶縁処理を施しているため、保持部材と回路基板の隙間は極僅かにでき、ＬＣＤパネルの裏面部に対向した部分の回路基板に部品実装できる。保持部材は金属製のため回路基板と接続してアースや放熱板として使用する。液晶表示装置と他の装置は、ヒンジ機構６によって接続され、ヒンジ機構は保持部材に取り付けられているので、液晶表示装置の取付精度や可動時の保持精度が良い。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】ＬＣＤパネル、および回路基板をキャビネット内に収納する液晶表示装置において、ＬＣＤパネルの裏面が前面に対向するとともに、回路基板の前面が裏面に対向する状態でＬＣＤパネルおよび回路基板を一体的に保持する金属製平板の保持部材を設け、ＬＣＤパネルおよび回路基板を保持部材を介してキャビネット内に収納することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】前記保持部材の裏面に絶縁処理層を形成した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】前記保持部材が、回路基板の接地端子に電気的に接続された接地部材であることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】前記保持部材が、回路基板の少なくとも一部に接触する放熱部材であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項５】前記保持部材が、端部において前面側に折曲された遮光板を備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項６】前記保持部材に形成したヒンジを介してキャビネットを支持部材に軸支したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の液晶表示装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、カーナビゲーションシステム、テレビ電話など液晶表示装置の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】昨今、カーナビゲーションシステム、テレビ電話、ノートパソコン、携帯型ゲーム機など液晶ディスプレイパネル（以下ＬＣＤパネルとする。）を表示装置として組み込んだ機器が多数使用されている。ＬＣＤパネルは、電力の消費量が少なく、ブラウン管などの表示装置と比べて厚みが非常に薄く軽量なため、ＬＣＤパネルを組み込んだ機器は、小型・軽量化できる。
【０００３】図６は、ＬＣＤパネルを組み込んだ機器である小型液晶テレビの構造を示す組立図である。前枠４の裏側の所定の位置に、内部フレームを兼ねたＬＣＤパネル１を挿入し、回路基板３を前枠４の爪にはめ込み、さらに図外の小型ビスで回路基板３を前枠４に取り付けている。裏蓋５は、前枠４の外周部の爪を介して前枠４に嵌合させる。このようにして、前枠４および裏蓋５によって、ＬＣＤパネルおよび回路基板３を収納する中空のキャビネットが構成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図６に示した小型液晶テレビの構造は、液晶表示装置の一般的な構造であるが、このような機器においては、小型化を実現するために各部品の隙間を極力削減するように設計されている。即ち、キャビネットの内容積の大部分をＬＣＤパネル１が占め、ＬＣＤパネル１と回路基板３との隙間、および回路基板３と裏蓋５との隙間は極僅かである。そのため、以下の点が問題となる。
【０００５】(1) 回路基板３において、電子部品を実装する場所や実装する部品の高さが限定される。そのため、部品の選択範囲が制限され、製品のコストが高くなったり、安価で性能の良い部品を使用できないことがある。また、液晶表示装置に機能を追加するために、回路基板３に実装する部品点数を増やしたい場合、部品を実装する場所が制限されているので、現状のキャビネットや回路基板３の大きさでは、部品点数を増やすことが困難である。したがって、液晶表示装置の大きさや回路基板３の大きさを増大させないと多機能化は難しい。
【０００６】(2) キャビネット内は、小型化するために、各部品の間隔を極力削減する様に設計されている。そのため、前枠４と裏蓋５で構成されたキャビネット内のＬＣＤパネル１や回路基板３等の部品から発生した熱を逃がす経路がほとんど無い。また、動作時には裏蓋５と回路基板３の僅かな隙間に熱が籠もりやすく、しばらく使用していると裏蓋５が過熱したり、ＬＣＤパネルが過熱して滲んだような表示になることがある。さらに、キャビネットに放熱孔を設けて放熱させることができるが、各部品の間隔が僅かなため、効果は少なく、外観のデザインも制限される。
【０００７】(3) 回路基板のアースを取るために、銅箔テープ等を使用する必要がある。そのため、部品点数や加工の工数が増加し、生産性が低下する。
【０００８】(4) 機種展開する場合などに、同じキャビネットや構造部品を使用して、サイズの異なるＬＣＤパネルを使用したい場合、サイズが異なるとＬＣＤパネルの固定場所が異なってくる。すなわち、前枠４の裏面の所定の位置にＬＣＤパネル１を挿入したのちに、回路基板３を爪と小型ビスで前枠４の裏面の所定の位置に固定するが、ＬＣＤの大きさによって回路基板３を固定する爪やビスを固定するボスを設ける場所が異なってくるため、新たにキャビネットや基板の孔加工の位置などを設計しなおさなければならず、構造部品をそのまま流用することは難しい。
【０００９】(5) 図６の小型液晶テレビは、図外の操作部とヒンジ機構で接続され、可動可能な構造になっている。ヒンジ機構の接続部は、キャビネット内に取付場所が無いため、ＬＣＤパネルと構造的に独立せざるを得ず、強度的に脆弱になる。本例では、前枠に図外の金属板を接合し、強度を補っている。
【００１０】この発明は、小型化され内部の空間が限定された液晶表示装置において、回路基板の部品実装範囲、放熱性、ヒンジ機構の組み付けなど、上記の問題を改善した液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題を解決するための手段として、以下の構成を備えている。
【００１２】(1) ＬＣＤパネル、および回路基板をキャビネット内に収納する液晶表示装置において、ＬＣＤパネルの裏面が前面に対向するとともに、回路基板の前面が裏面に対向する状態でＬＣＤパネルおよび回路基板を一体的に保持する金属製平板の保持部材を設け、ＬＣＤパネルおよび回路基板を保持部材を介してキャビネット内に収納することを特徴とする。
【００１３】この構成においては、金属製の保持部材の両面に、ＬＣＤパネルと回路基板を対向させて取り付け、一体型のユニットを形成している。したがって、一体化したユニットは、液晶表示装置のキャビネット内に取り付ければ良いので、組立が簡略化でき、ユニット単体での交換・調整が容易に行えるので、生産性が向上する。また、保持部材を含むユニットによって、液晶表示装置の強度を保っているので、キャビネットが成形品の場合、従来より成形品の厚みを薄くすることができるため、液晶表示装置全体の厚みを薄くできる。
【００１４】(2) 前記保持部材の裏面に絶縁処理層を形成したことを特徴とする。
【００１５】この構成においては、金属製の保持部材の両面に、ＬＣＤパネルと回路基板を対向させて取り付け、一体型のユニットを構成し、保持部材の回路基板を取り付ける面に、絶縁処理を行っている。したがって、金属製の保持部材の面に回路基板を接近させても回路基板に短絡が生じることがなく、保持部材を挟んでＬＣＤパネルと回路基板とを、従来より接近させることができ、液晶表示装置をより小型化できる。
【００１６】(3) 前記保持部材が、回路基板の接地端子に電気的に接続された接地部材であることを特徴とする。
【００１７】この構成においては、金属製の保持部材と回路基板のアースを金属製のビスなどで接続して、保持部材を接地部材として使用する。したがって、アースを接続するために別付けの銅箔テープやリード線などを使用しなくて良いため、製作工数、部品点数を削減できる。
【００１８】(4) 前記保持部材が、回路基板の少なくとも一部に接触する放熱部材であることを特徴とする。
【００１９】この構成においては、金属製の保持部材と回路基板及びＬＣＤパネルを金属製のビスなどで接続して、保持部材を放熱板として使用する。したがって、保持部材は回路基板から発生した熱の停滞を緩和するので、放熱のための空間を狭くできるため、従来より液晶表示装置を小型化できる。また、放熱孔を削減または廃止できるので、外観のデザインの自由度が向上する。
【００２０】(5) 前記保持部材が、端部において前面側に折曲された遮光板を備えたことを特徴とする。
【００２１】この構成においては、保持部材にＬＣＤパネルが接続され、保持部材を曲折加工して、ＬＣＤパネルからの光漏れを遮断する。したがって、保持部材の一部を加工して遮光壁として使用することで、部品の追加が必要なく、金属製の保持部材を使用すると、薄く、遮光性が高く、容易に加工できる。
【００２２】(6) 前記保持部材に形成したヒンジを介してキャビネットを支持部材に軸支したことを特徴とする。
【００２３】この構成においては、液晶表示装置と液晶表示装置の本体などの他の装置とは、ヒンジ機構によって接続されており、ＬＣＤユニットの保持部材にヒンジ機構は接続されている。したがって、液晶表示装置の取付精度や可動させる場合の保持精度が高い。また、保持部材と接続しているため、ヒンジ機構が金属製であると、液晶表示装置の放熱板として外部に放熱できる。さらに、液晶表示装置本体などの他の装置とアース接続できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】図１は、この発明の実施形態に係るカメラ付き液晶表示装置の組立図である。本装置は、テレビ電話として使用し、キャビネットを構成する成形品の前枠４および裏蓋５、カメラ１２を載置した回路基板３、使用者が話をする相手などの画像を表示するＬＣＤパネル１、ＬＣＤパネル１と回路基板３を保持する保持部材２、液晶表示装置を保持して装置本体に固定するヒンジ機構６を含む構成である。
【００２５】ＬＣＤパネル１は、その背面を保持部材２の前面に対向させた状態で、ビス２１ａ〜２１ｄをＬＣＤパネル１の貫通孔１ａ〜１ｄを介して、保持部材２のネジ孔２ａ〜２ｄに各々螺合することにより、保持部材２の前面の所定の位置に保持される。また、回路基板３は、その前面を保持部材２の裏面に対向させた状態で、ビス８ａ〜８ｂを回路基板３の貫通孔３ａ〜３ｂを介して、保持部材２の図外のネジ孔に各々螺合することにより、保持部材２の前面の所定の位置に保持される。上記のように、保持部材２の両面の所定の位置にビスで、ＬＣＤパネル１と回路基板３を対向させて取り付け、一体化したＬＣＤユニットが構成される。ＬＣＤユニットを、前枠４の所定の位置にはめ込み、ビス２３ａ〜２３ｂで、前枠４に固定する。また、保持部材２の貫通穴２ｅ、２ｈおよびヒンジ機構６の貫通孔６ａ、６ｂを介して、ビス２２ａ、２２ｂによりＬＣＤユニットを前枠４に螺合する。そして、前枠４の外周部の爪を裏蓋５に嵌合させる。嵌合後、ビス２４ａ、２４ｂにより前枠４の貫通孔４ａ、４ｂ、保持部材２の貫通孔２ｆ、２ｇ、ヒンジ機構６の貫通孔６ｃ、６ｄを介して裏蓋５に螺合する。以上の作業により、カメラ付き液晶表示装置は組み立てられる。
【００２６】ＬＣＤユニットは、前枠４と裏蓋５で構成されたキャビネットや装置本体との接続構造に関わりのない独立したユニットとして扱うことができ、回路調整やユニットの交換などが容易に実施できるので、生産性が向上する。また、組立が容易なので、生産を外部委託することができ、加工費をコストダウンできる。
【００２７】図２は、ＬＣＤユニットを示す斜視図である。ＬＣＤユニットは、保持部材２に回路基板３、ＬＣＤパネル１が各々取り付けられて構成されている。保持部材２の素材として、金属製の板金を使用し、回路基板３を保持する面に絶縁処理を施している。絶縁処理方法としては、樹脂性のシートを板金の片面に貼る方法と、樹脂がコーティングされた板材を加工して使用する方法がある。従来回路基板３とＬＣＤパネル１の間には所定の絶縁距離Ｒが必要であったが、絶縁処理を行った保持部材２を介在させるので、絶縁距離はｒ（＜Ｒ）でよくなる。そのため、以下の２つの項目のいずれかについて改善できる。
【００２８】(1) 従来は液晶表示装置全体を小型化したために、回路基板３とＬＣＤパネル１の間隔が僅かになり、絶縁距離が確保できずに部品実装できなかった回路基板３のＬＣＤパネル１の裏面部に対向する部分に、絶縁距離（Ｒ−ｒ）の余裕ができるので、回路基板３のＬＣＤパネル１の裏面部に対向する部分にも、部品を実装することが可能となり、また、従来実装できなかった背の高い部品を実装することができる。したがって、基板の実装可能範囲が拡がり、保持部材２に対向する面を有効に活用できることである。
【００２９】(2) ＬＣＤパネル１の裏面部を絶縁距離（Ｒ−ｒ）分だけ狭くすることが可能になり、さらに、液晶表示装置を薄型化できる。
【００３０】また、保持部材２は、金属製であるので、回路基板３と接続し、アースとして使用できる。保持部材２に絶縁材として樹脂コーティングがなされている場合は、樹脂コーティング面でアースを取ることはできないが、保持部材２を折曲加工し、樹脂コーティングされていない面を回路基板に当接させることで、リード線などを使用しないで保持部材２と回路基板３とを接続できる。
【００３１】図３は、アース接続部の断面略図である。保持部材２の樹脂コーティングされた面を絶縁面Ａ、樹脂コーティングされていない面を非絶縁面Ｂとする。回路基板３は保持部材２の絶縁面Ａと対向しているが、アース接続部７において同図のように保持部材２の端部をコの字状に折曲加工しているので、非絶縁面Ｂが回路基板３の面Ｃと当接する。回路基板３は、金属製のビス８ａで保持部材２に固定するが、アース接続を確実にするために、ビス８ａを貫通する回路基板３の孔３ａはスルーホールになっており、回路基板３の面Ｃおよび面Ｄの孔３ａの周囲に回路基板３のアースと接続された銅箔部９を設け、スルーホールと銅箔部９に半田盛りを行う。一方、保持部材２の孔２ａには、バーリング加工が施されている。ビス８ａで保持部材２を固定する際、保持部材２に、銅箔部９に行った半田盛りを変形密着させ、ビス８ａを回路基板３の孔３ａを貫通させて、バーリング加工した孔２ａに螺合することにより、アース接続が確実になる。
【００３２】また、保持部材２は、金属製であるので、回路基板３と接続して放熱板として使用できる。保持部材２は前記の様に、ビスによって回路基板３と密着させているので、回路基板３で発生した熱は保持部材２に伝搬することにより、熱の停滞が緩和される。そして、ヒンジ機構６に伝導し、キャビネットの外部に放出される。
【００３３】ここで、保持部材２は金属製であるので、保持部材自身で液晶表示装置の強度を保つことができるため、成形品の厚みを従来より薄くすることができるので、さらに液晶表示装置の厚みを薄くできる。
【００３４】図４は、図１の構成において、ＬＣＤパネル１とＬＣＤパネル１の画面サイズに適合した前枠４を、大型サイズのＬＣＤパネル１０とＬＣＤパネル１０の画面サイズに適合した前枠１１に交換した液晶表示装置の組立図である。
【００３５】従来は、回路基板３を前枠４に固定する方式の場合、前枠４に設けた回路基板３固定用のボスの位置は回路基板３とＬＣＤパネル１との相関関係により決まるので、画面サイズの異なるＬＣＤパネルを使用した機種を新たに作成する場合、取り付け部品を再度設計しなおすか、予め最大サイズＬＣＤパネルにあわせた設計をしておく必要があった。一方、回路基板３を裏蓋５に固定する方式の場合、回路基板３をビスで固定するためにボスを設けないといけないため、裏蓋５の厚みが増すことになり、液晶表示装置全体の厚みが増加する。これに対して、この発明では、ＬＣＤパネルはキャビネットを構成する前枠４、前枠１１、及び裏蓋５にネジ止めする構造ではないため、ＬＣＤユニットのＬＣＤパネルのサイズは、前枠を変更することで比較的自由に変更できる。したがって、ＬＣＤパネル１と保持部材２と回路基板３によりＬＣＤユニットを構成することにより、液晶表示装置全体の小型化・薄型化が実現できて、多種類のサイズのＬＣＤパネルを取り付けることが可能になる。
【００３６】図５は、図１に示したカメラ付き液晶表示装置を組み立てた状態の中央部の垂直断面図である。
【００３７】図１で説明した構成と同じであるため、図１で未説明の部分についてのみ述べる。ビス８ａは、図３で説明したように回路基板３と保持部材２を接続している。ＬＣＤパネル１の裏面には、ＬＣＤパネル用の図外のバックライトを誘導するための導光板１４が組み込まれている。バックライトには、冷陰極管やＥＬなどを使用する。導光板１４は、ＬＣＤの画面とほぼ同サイズになる。本装置をテレビ電話として使用する際、液晶表示を見ながら話をするので、使用者の視線に違和感が無いようにするために、カメラ１２をＬＣＤパネル１に接近させた構造に設計されている。導光板１４からバックライトの光が漏れるとカメラ１２に入射し、カメラ１２で使用者を撮影する際に使用者をハッキリ撮影できなくなり支障を来す。カメラ１２を内蔵しない機器においても、通常不織布などを貼り付けしたり、樹脂成形品で漏洩光遮断壁を作成して光漏れ対策を行うが、本例では、保持部材２の一部を折曲加工した遮光壁１３が、導光板１４からバックライトの漏洩光がカメラ１２に入射することを防止している。この構造では、新たに部品の追加が必要なく、保持部材は金属製の板金であるため、薄く、遮光性が高く、加工性がよい。
【００３８】図５において、本実施例の液晶表示装置は、表示部の折り畳み機能を有する構造のため、ヒンジ機構の接続部１５を本体接続部に接続する。保持部材２とヒンジ機構６との接続は、ビスなどを用い、特に追加部品を必要としないので、僅かな部品でヒンジ機構６を構成することができる。液晶表示装置を可動させる必要が無い場合は、ヒンジ機構６を保持部材２に接続せず、保持部材２自体を延長し、他の機器に接続できる構造にすることも可能である。
【００３９】液晶表示装置の折り畳み機能を実現するために、回転機構を有するヒンジ機構６は、汎用の回転機構を使用することが可能で、中央部に機器本体と回路接続する為のケーブルスペースが必要なため、回転機構は左右別々になっている。ヒンジ機構６単体では、左右が別々の角度になり得るので、表示装置がねじれ応力に対して脆弱だと回転操作に支障を来すが、保持部材２の左右端にヒンジ機構を接続しているため、ヒンジ機構６の回転運動を左右で高精度に同期することが可能である。そのため、液晶表示装置を高精度で保持でき、微小な角度の可動にも対応できる。
【００４０】以上のような改善効果により、液晶表示装置は小型化・薄型化することができ、安価で高性能の部品を使用することが可能で、放熱性・組立性が良く、総合的にコストダウンを実施できる。
【００４１】
【発明の効果】本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００４２】(1) 金属製の保持部材の両面に、ＬＣＤパネルと回路基板を対向させて取り付け、一体型のユニットを形成することにより、一体化したユニットを液晶表示装置のキャビネット内に取り付ければ良いので、組立が簡略化でき、ユニット単体での交換・調整が容易に行えるので、生産性が向上し、保持部材を含むユニットによって、液晶表示装置の強度を保っているので、キャビネットが成形品の場合、従来より成形品の厚みを薄くすることができるため、液晶表示装置全体の厚みを薄くできる。
【００４３】(2) 金属製の保持部材の両面に、ＬＣＤパネルと回路基板を対向させて取り付け、一体型のユニットを構成し、保持部材の回路基板を取り付ける面に、絶縁処理を行うことにより、絶縁処理を行った保持部材の面と回路基板は接近させることができるため、ＬＣＤパネルと回路基板は、保持部材を介して、従来より接近させることができ、より小型化できる。
【００４４】(3) 金属製の保持部材と回路基板のアースを金属製のビスなどで接続して、保持部材をアースとして使用することにより、アース接続のために別付けの銅箔テープやリード線などを使用しなくて良いため、製作工数、部品点数を削減できる。
【００４５】(4) 金属製の保持部材と回路基板及びＬＣＤパネルを金属製のビスなどで接続して、保持部材を放熱板として使用することにより、保持部材は回路基板から発生した熱の停滞を緩和するので、放熱のための空間を狭くできるため、従来より液晶表示装置を小型化できる。また、放熱孔を削減または廃止できるので、外観のデザインの自由度が向上する。
【００４６】(5) 保持部材にＬＣＤパネルが接続され、保持部材を曲折加工して、ＬＣＤパネルからの光漏れを遮断することにより、保持部材の一部を加工して遮光壁として使用することで、部品の追加が必要なく、金属製の保持部材を使用すると、薄く、遮光性が高く、容易に加工できる。
【００４７】(6) 液晶表示装置と液晶表示装置の本体などの他の装置とは、ヒンジ機構によって接続されており、ＬＣＤユニットの保持部材にヒンジ機構を接続することにより、液晶表示装置の取付精度や可動させる場合の保持精度が高く、保持部材と接続しているため、ヒンジ機構が金属製であると、液晶表示装置の放熱板として外部に放熱でき、さらに、液晶表示装置本体などの他の装置とアース接続できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５０４９
【氏名又は名称】シャープ株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年６月４日（１９９９．６．４） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８４５４８
【弁理士】
【氏名又は名称】小森 久夫
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| 【公開番号】 |
特開２０００−３４９４６５（Ｐ２０００−３４９４６５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１２月１５日（２０００．１２．１５） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１５８１４６ |
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