JP5156274B2 - 液晶パネル用支持部材 - Google Patents

Description

この発明は、危険区域内で使用される防爆形液晶表示装置内で液晶パネルを支持する液晶パネル用支持部材に関する。

引火性ガス雰囲気等の危険区域内で、制御対象の機器に対して動作条件等を設定入力する際には、機器の状態等の情報を参照する必要がある。また、機器の現在の設定内容等の情報を確認する必要もある。このような情報を作業者に認識させるために、防爆構造の容器内に液晶パネルを収納した表示装置が用いられる。

防爆性能を確保するために消費電流を十分に低減するためには、画面の小さい小型の液晶パネルを用いる必要がある。ところが、小型の液晶パネルでは、１度に表示できる情報量が限られ、表示すべき情報量の多いアプリケーションに対応することができない。

そこで、画面が比較的大きな大型の液晶パネルを耐圧防爆構造の容器に収納することで、危険区域内でも多量の情報を表示できるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照。）。液晶パネルは、一般に、液晶パネル用の駆動回路及び制御回路を実装した基板とともに板金に取り付けられて液晶モジュールを構成した状態で、バックライト、バックライト用の駆動回路を実装した基板等とともに金属製の支持部材に収納されている。
特開２００５−２７６０４５号公報

しかしながら、液晶パネルを防爆構造の容器内に収納して危険区域で使用する場合、防爆構造の規格上、液晶モジュールに含まれる各電気部品間に所定の沿面距離及び固体離隔距離が与えられていることが要求される。液晶モジュールパネルの支持部材に導電性の金属材料を用いた場合、液晶パネル用の基板とバックライト用の基板とを十分に離間させなければならず、支持部材が大型化する。特に、多量の情報を表示させるべく大型の液晶パネルを用いる場合には、支持部材がさらに大型化し、これを収納した上で堅牢な構造とする必要がある防爆構造の容器も大型化し、重く高価になる。また、液晶モジュールの周縁部とバックライトとが離間して配置されるため、バックライトから照射された光の光量が減衰し、液晶パネルの画面が暗くなる。

この発明の目的は、容器内における液晶パネルの支持構造を工夫することで、液晶ディスプレイを収納する容器の小型化、軽量化及び低コスト化を実現できるとともに、画面の明度を高くすることができる液晶パネル用支持部材を提供することにある。

上記の課題を解決するための手段として、この発明の液晶パネル用支持部材は、液晶モジュール収納部、導光板収納部、バックライト収納部、隔壁を絶縁性樹脂により一体的に形成されている。液晶モジュール収納部は、前面に開放して液晶モジュールを収納する。液晶モジュールは、液晶パネルと少なくとも液晶パネルの駆動回路を実装した第１の基板とを板金上に取り付けて構成されている。導光板収納部は、液晶モジュール収納部の背面側で導光板を収納する。バックライト収納部は、導光板収納部に収納された導光板の一端面に対向する位置にバックライトを収納する。隔壁は、バックライト収納部の背面に対して平行に形成され、液晶モジュール収納部に収納された液晶モジュールの周縁部とバックライト収納部に収納されたバックライトとの間に位置する。バックライトは、隔壁の背面とバックライト収納部の背面との間に位置する。バックライト収納部は、導光板収納部に収納された導光板の面方向に沿って外部に開放しており、複数のＬＥＤを一端面に沿って一定の間隔で第２の基板に実装したバックライトが面方向に沿って挿入されるとともに、バックライトの一端部に係合する係止片をバックライトの挿入方向に沿って弾性変形自在に備える。板金は、係止片の弾性変形を阻止する爪を備える。

この構成では、液晶モジュール収納部に収納された液晶モジュールの周縁部とバックライト収納部に収納されたバックライトとの間に絶縁性樹脂で構成された隔壁が位置するので、液晶モジュールとバックライトとを接近させて配置した場合にも、両者の間に所定の沿面距離及び固体離隔距離が確保される。このために、隔壁は、屈曲部を有するものとすることが好ましい。また、隔壁は、液晶モジュールとバックライトとの間に防爆構造に要求される所定の沿面距離及び固体離隔距離を確保する長さに延出させることができる。

この構成において、隔壁の端部を導光板収納部に収納された導光板の一端面に当接させてもよい。隔壁がバックライト収納部の背面と共にバックライトのリフレクタとして機能し、導光板の一端面から内部に十分な光量の光を導入することができ、液晶パネルの画面の明度を高くすることができる。

さらに、背面に、液晶パネルの制御回路を実装した第３の基板を、液晶パネルと平行に収納する制御基板収納部を設けてもよい。液晶モジュールが駆動回路を実装した第１の基板とは別に制御回路を実装した第３の基板を備えている場合に、液晶モジュールを小型に形成することができる。

この発明によれば、液晶モジュール収納部に収納された液晶モジュールの周縁部とバックライト収納部に収納されたバックライトとの間に位置する絶縁性樹脂の隔壁により、液晶モジュールとバックライトとの間に所定の沿面距離及び固体離隔距離を確保することができる。防爆構造に要求される所定の沿面距離及び固体離隔距離を確保した上で、液晶モジュールとバックライトとを接近させて配置することができる。これによって、液晶ディスプレイを収納する容器の小型化、軽量化及び低コスト化を実現できるとともに、画面の明度を高くすることができる。

図１は、この発明の実施形態に係る液晶パネル用支持部材が適用される防爆形液晶表示装置の外観図である。一例として、防爆形液晶表示装置１０は、危険区域内に設置されている機器に制御データを設定する際に使用される教示用ペンダントである。

防爆形液晶表示装置１０は、本質安全防爆構造の容器４内に液晶ディスプレイを収納して構成されている。なお、液晶ディスプレイとは、液晶パネル、駆動回路、制御回路及びケースを含むものである。容器４は、本体４Ａと裏蓋４Ｂとからなる。本体４は、前面に窓部４Ｃ及びキースイッチ４Ｄを備えている。窓部４Ｃは、全面が硬質ガラス板で覆われており、硬質ガラス板の内側面には内部に収納した液晶パネル４１が対向する。窓部４Ｃを覆う部材は、硬質ガラス板に限らず、透明であって液晶パネル４１を保護できるものであれば樹脂等の種々の材料を用いることができる。

液晶パネル４１は、画像データに基づいて機器の動作状態や制御内容等の情報を表示する。窓部４Ｃには、硬質ガラスに代えて透明タッチパネルを備えることもできる。この場合に、液晶パネル４１は、キースイッチの画像を表示する。

図２（Ａ）〜（Ｆ）は、上記液晶パネル用支持部材の正面図、右側面図及び背面図、本体の正面図、Ｓ１−Ｓ１部拡大断面図、Ｓ２−Ｓ２部拡大断面図である。

液晶パネル用支持部材３は、液晶モジュール収納部３１、導光板収納部３２、バックライト収納部３３、制御基板収納部３４を、絶縁性樹脂材料によって一体的に形成した薄型筐体である。支持部材３には前面に開放した凹部が形成されており、この凹部に液晶モジュール収納部３１及び導光板収納部３２が前面側から背面側に向かってこの順に連続して形成されている。

液晶モジュール収納部３１は、液晶モジュール１を収納する。この実施形態では、液晶モジュール１は、液晶パネル４１と駆動基板４２とを板金４３に取り付けて構成されている。駆動基板４２には、駆動データに基づいて液晶パネル４１を駆動する駆動回路が実装されている。板金４３は、金属板を素材としてプレス加工により形成した枠体である。

導光板収納部３２は、液晶モジュール収納部３１の背面側に位置し、導光板５を収納する。導光板５は、端面から入射した光を内部で拡散及び反射させて前面から均一の輝度で照射する。

バックライト収納部３３は、導光板収納部３２の上下に位置し、バックライト６を収納する。この実施形態では、バックライト６は、一例として１８個のＬＥＤ６１を基板６２に等間隔で一列に実装して構成されている。基板６２は、この発明の第２の基板である。バックライト収納部３３は、複数のＬＥＤ６１の配列方向が導光板収納部３２に収納された導光板５の上端面及び下端面に沿って対向する状態でバックライト６を収納する。バックライト収納部３３は、支持部材３の上下の端面から外部に開放している。バックライト６は、支持部材３の上下の端面からバックライト収納部３３内に挿入される。

制御基板収納部３４は、支持部材３の背面に形成されており、制御基板１１を液晶パネル４１に平行にして収納する。制御基板収納部３４には、２個の係止片３４Ａ及び２個のネジ孔３４Ｂが形成されている。制御基板１１の上端を係止面３４Ａに係合させた後に、ネジ孔３４Ｂに取付ネジ３４Ｃを螺合させて制御基板１１を固定する。

この実施形態では、画像データに基づいて液晶パネル４１の駆動データを駆動回路に供給する制御回路を、駆動基板４２とは別の制御基板１１に実装している。制御基板１１は、駆動基板１２とフレキシブルプリント基板によって接続されている。制御回路を液晶パネル４１の背面に平行に配置することで、液晶モジュール１を小型に形成することができる。

なお、制御基板収納部３４を支持部材３の背面に形成する必要は必ずしもない。また、制御回路が駆動基板４２に駆動回路とともに実装されている場合には、制御基板収納部３４を省略できる。

液晶モジュール収納部３１は、導光板収納部３２に比較して少なくとも上下方向に広く形成されており、上下の端部は上下方向についてバックライト収納部３３の一部とオーバラップしている。液晶モジュール収納部３１の上下の端部でバックライト収納部３３とオーバラップする領域には、液晶モジュール１の駆動基板４２及び板金４３が位置する。

この領域には、隔壁７が位置する。隔壁７は、支持部材３の周縁部の内側面から延出して支持部材３に一体的に形成されている。隔壁７の前面側には、液晶モジュール収納部３１に収納された液晶モジュール１の板金４３の端部で基板４２の端部よりも外側に露出した部分が位置する。隔壁７の背面側には、バックライト収納部３３に収納されたバックライト６が位置する。

図２（Ｆ）に示すように、板金４３の露出部分とバックライト６の基板６２との間に絶縁体の隔壁７が位置する。これによって、バックライト６を液晶パネル１及び導光板５に近接させて配置しても、基板６２と板金４３との間に所定の沿面距離及び固体離隔距離が確保でき、支持部材３を介して液晶パネル４１を防爆形液晶表示装置１０に適用することができる。

また、隔壁７の端面の一部は導光板５の一端面に近接している。このため、ＬＥＤ６１から照射された光の略全てが、隔壁７の背面と支持部材３の背面の前面側とをリフレクタとして導光板５の一端面から内部に入射し、導光板５の前面から液晶パネル１に十分な光量の光が照射される。液晶パネル１に十分な明度の画像を表示することができる。

図２（Ｄ）に示すように、隔壁７には、支持部材３の樹脂成形時の型抜きのために、導光板５の一端面に沿う方向の一部にスリット７１が形成されている。図２（Ｅ）に示すように、スリット７１が形成されている部分でも、隔壁７の屈曲部分によって基板６２と板金４３との間に十分な沿面距離が形成される。

なお、スリット７１は、導光板５の一端面に沿う方向で、隣接する２個のＬＥＤ６１の間隙に位置している。このため、隔壁７のリフレクタとしての機能がスリット７１によって著しく低下することはない。

図３（Ａ）〜（Ｃ）は、上記液晶パネル用支持部材が適用される液晶ディスプレイの組立作業を示す図である。先ず、支持部材３の前面側から導光板収納部３２に導光板５を挿入する。導光板５は、裏面を両面テープ５１を介して支持部材３の背面に貼付する（図３（Ａ）参照）。

次いで、導光板収納部３２の上下に位置するバックライト収納部３３に、支持部材３の上下の端面からバックライト６を挿入する。この時、先にバックライト６の両端から延出している導電線６４を支持部材３の背面を貫通して形成されている孔部３６に挿入しておく（図３（Ｂ）参照。）。

最後に、液晶モジュール１を支持部材３の前面側から支持部材収納部３１に挿入し、止めネジ１１を板金４３の孔部に貫通させた後に支持体３のネジ孔３８に螺合させる（図３（Ｃ）参照。）。これによって、液晶モジュール１、導光板５及びバックライト６が支持体３内に収納された状態で固定される。

バックライト６は、係止片３３Ａの弾性力によってバックライト収納部３３内に収納された状態が維持される。係止片３３Ａの弾性変形は、板金４３の爪４３Ａによって阻止される。このため、板金４３を支持部材３に固定した後には、バックライト６がバックライト収納部３３から外れることがない。

上記の実施形態はいずれも一例であり、この発明はこれらに限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々の変更を加えることが可能である。

この発明の実施形態に係る液晶パネル用支持部材が適用される防爆形液晶表示装置の外観図である。 上記液晶パネル用支持部材の正面図、右側面図及び背面図、本体の正面図、Ｓ１−Ｓ１部拡大断面図、Ｓ２−Ｓ２部拡大断面図である。 上記液晶パネル用支持部材が適用される液晶ディスプレイの組立作業を示す図である。

符号の説明

１ 液晶モジュール
３ 支持部材
４ 容器
５ 導光板
６ バックライト
１１ 制御基板（第３の基板）
３１ 液晶モジュール収納部
３２ 導光板収納部
３３ バックライト収納部
４１ 液晶パネル
４２ 駆動基板（第１の基板）
４３ 板金

Claims (5)

1. 前面に開放した液晶モジュール収納部であって、液晶パネルと少なくとも前記液晶パネルの駆動回路を実装した第１の基板とを板金上に取り付けて構成された液晶モジュールを収納する液晶モジュール収納部と、
   前記液晶モジュール収納部の背面側で導光板を収納する導光板収納部と、
   前記導光板収納部に収納された導光板の一端面に対向する位置にバックライトを収納するバックライト収納部と、
   前記液晶モジュール収納部に収納された液晶モジュールの周縁部と前記バックライト収納部に収納されたバックライトとの間に位置する隔壁と、
   を絶縁性樹脂で一体的に形成し、
   前記隔壁は、前記バックライト収納部の背面に対して平行に形成され、
   前記バックライトは、前記隔壁の背面と前記バックライト収納部の背面との間に位置し、
   前記バックライト収納部は、前記導光板収納部に収納された導光板の面方向に沿って外部に開放しており、複数のＬＥＤを前記一端面に沿って一定の間隔で第２の基板に実装したバックライトが前記面方向に沿って挿入されるとともに、前記バックライトの一端部に係合する係止片を前記バックライトの挿入方向に沿って弾性変形自在に備え、
   前記板金は、前記係止片の弾性変形を阻止する爪を備えた液晶パネル用支持部材。
2. 前記隔壁は、屈曲部を有する請求項１に記載の液晶パネル用支持部材。
3. 前記隔壁は、端部が前記導光板収納部に収納された導光板の前記一端面に当接する請求項１又は２に記載の液晶パネル用支持部材。
4. 背面に、前記液晶パネルの制御回路を実装した第３の基板を、前記液晶パネルと平行に収納する制御基板収納部をさらに設けた請求項１乃至３の何れかに記載の液晶パネル用支持部材。
5. 前記隔壁は、前記液晶モジュールと前記バックライトとの間に防爆構造に要求される所定の沿面距離及び固体離隔距離を確保する長さに延出した請求項１乃至４の何れかに記載の液晶パネル用支持部材。

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