JP4915911B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、非自発光型の表示装置の光源に関し、特に発光ダイオードからなる発光素子を光源として用いたバックライトを有する液晶表示装置に関するものである。

近年、表示装置として液晶表示装置が多用されている。特に液晶表示装置は、薄型，軽量及び省電力であることからＴＶ受像機や携帯用機器の表示部として用いられている。

このような液晶表示装置は、自発光型でないために照明手段を必要とする。一般に液晶表示装置で用いられる照明装置には、バックライトと称される面状照明装置が普及している。このバックライトの発光光源には従来から冷陰極放電管が用いられている。又、近年、発光光源として発光ダイオード（以下、ＬＥＤと称する）からなる発光素子も携帯用機器等を始めとして多くの液晶表示装置のバックライトに用いられている。

ＬＥＤを光源として用いる液晶表示装置として、例えば多数個のＬＥＤをインライン配置する構成が下記特許文献１などにより提案されている。又、ＬＥＤを導光板の側面に対向配置するエッジライト方式の構成が下記特許文献２に記載されている。

特開昭６４−８８４２６号公報 特開２００２−１６２６２６号公報

前述したエッジライト方式のバックライトは液晶表示装置の低消費電力化に適している。このような特徴を備えたエッジライト方式のバックライトでは、前記ＬＥＤと導光体が近接対向配置された構成のため、液晶表示装置に振動、衝撃が加わった際に前記ＬＥＤと導光体が接触してＬＥＤの半田付け部分がクラックし、ＬＥＤの点灯不良が発生する恐れがある。この点灯不良は、液晶表示装置の表示の信頼性確保及び長寿命化の点で解決策が求められていた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、エッジライト方式のバックライトを有する液晶表示装置において、前記ＬＥＤの点灯不良を皆無とした高信頼性のバックライトを備え、表示の信頼性が高く、且つ長寿命の液晶表示装置を提供することにある。

このような目的を達成するために、本発明による液晶表示装置は、エッジライト方式のバックライトを有する液晶表示装置で、前記バックライトを構成する発光素子のＬＥＤと導光体間に、前記ＬＥＤと導光体との接触を阻止するスペーサを介在させたことを特徴としている。

本願発明によれば、発光素子のＬＥＤと導光体との接触を防止でき、これによりＬＥＤの点灯不良を解決でき、従って、信頼性の高いバックライトを備えた高信頼性、長寿命の液晶表示装置を実現可能とした極めて優れた効果が得られる。

以下、本発明の具体的な実施の形態について、実施例の図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明による液晶表示装置の一実施例の全体構成の概略を示す模式展開図である。図１において、液晶表示装置１００は、液晶表示パネル１と、この液晶表示パネル１に光を照射するバックライト２と、このバックライト２と前記液晶表示パネル１との間に配置された光学シート３とから構成されている。前記液晶表示パネル１は、画素形成用の電極を有するガラス基板の間に液晶層を封止して形成されている。液晶表示パネル１には制御回路から液晶表示パネルの表示に必要な信号及び電源電圧が供給される。液晶表示パネル１ではバックライト２から照射された光の透過量または反射量を制御して表示を行う。

前記バックライト２の構成の詳細は後述するが、このバックライト２は上側ケース２１と下側ケース２２とにより構成された収納ケース２３内に保持される。上側ケース２１の側面には凹部が設けられ、下側ケース２２の側面には凸部が設けられており、この凹部に凸部が嵌合することにより、上側ケース２１と下側ケース２２とが固定され、内部にバックライト２を構成する光源部と導光体とが保持される。上側ケース２１には、導光体から出射する光が液晶表示パネル１に照射されるように窓２４が開口されている。

このバックライト２の光が出射する窓２４側に液晶表示パネル１が搭載される。前記液晶表示パネル１とバックライト２間に配置された光学シート３は、必要により例えば拡散板と、第１拡散シートと、交差して配置された２枚のプリズムシートと、第２拡散シート等を順次積層して構成されている。

図２乃至図４は、本発明による液晶表示装置に用いられるバックライトの実施例の構成を説明する模式図で、図２は要部斜視図、図３は図２のＡ−Ａ線に沿った断面図、図４は図２のＢ−Ｂ線に沿った断面図であり、図１と同じ部分には同一記号を付してある。

図２乃至図４において、参照符号４は導光体、５は発光素子のＬＥＤ、６は回路基板、７はケース、８はスペーサ、９は接合部材、１０は反射シートである。バックライト２の構成は、先ず板状の導光体４をケース７の平面部７１上に反射シート１０を介して載置保持する。このケース７は前述した下側ケース２２に対応しており、例えば金属板から構成され、バックライトユニットの筐体であると同時に放熱体としても使用する。

ケース７は、前記導光体４を載置する平面部７１と、この平面部７１に略垂直に起立する側壁７２と、この側壁７２と前記平面部７１間に配置され前記平面部７１の一辺の端面から前記側壁７２と略平行に後退する窪み部７３と、前記平面部７１の残りの三辺の各端面から前記側壁７２と略平行に立ち上がり導光体４を保持する保持部７４とを備えた断面が略ｕ字状を呈する構成となっている。

そして、ケース７の窪み部７３に回路基板６を配置し、前記導光体４と複数のＬＥＤ５との相対位置を確保した後、回路基板６を接合部材９でケース側壁７２に固定している。すなわち、ケース７の窪み部７３に複数のＬＥＤ５をインラインに配列保持した回路基板６を、前記ＬＥＤ５の光の出射口５１の中心が前記導光体４の側面４１の板厚の中心に一致して対向するように配置し、この回路基板６の背面６１側を例えば熱伝導性両面テープのような接合部材９でケース側壁７２に固定し、前記導光体４と複数のＬＥＤ５との相対位置を確定している。勿論この相対位置の確定時には前記導光体４の一側面４１を除く残りの三側面は前記保持部７４により保持されて位置決めされている。前記ＬＥＤ５は前記回路基板６の表面６２側に半田付けのような手段で固定され、端子部６３を介して外部回路と接続されている。

又、前記回路基板６は前記表面６２の前記ＬＥＤ５間にそれぞれ前記側壁７２と略平行に延びる棒状のスペーサ８を配置している。このスペーサ８は例えばポリカーボネイト、シリコンゴム等の耐熱性部材から構成され、前記表面６２に貼付され、前記ＬＥＤ５と側面４１との接触を阻止する構成となっている。スペーサ８と前記ＬＥＤ５の前記回路基板６表面６２からの突出寸法等は次のような関係に保持されている。

すなわち、前記回路基板６の表面６２と前記導光体４の側面４１間の間隔をＳ、前記ＬＥＤ５の表面６２からの突出寸法をＨ_L、前記スペーサ８の表面６２からの突出寸法をＨ_Sとすると、Ｓ≧Ｈ_S＞Ｈ_Lの関係となる。Ｓ＝Ｈ_Sではスペーサ構成部材の選択で可能となるが、Ｓ＞Ｈ_Sが望ましい。

又、Ｈ_SとＨ_Lの関係は、Ｈ_S＝Ｈ_L＋αとなり、αはスペーサ構成部材により適宜決定される。具体例として、
Ｈ_L＝０．８ｍｍとした例の場合、プラスチック製スペーサではＨ_S＝０．９〜１．０ｍｍに設定する。又、シリコンゴム製スペーサでは、前記条件がＳ＞Ｈ_S≧Ｈ_Lも可能で、Ｈ_L＝０．８ｍｍとした例の場合は、Ｈ_S＝０．８〜０．９ｍｍ程度でも可能である。

なお、上記ではスペーサ８を全てのＬＥＤ５間に配置したが、その配置位置、配置数は導光体の大きさや要求される耐衝撃値に応じて適宜選定すればよい。

図５及び図６は、本発明の実施例２の構成を説明する模式図であり、図５は図３に対応する断面図、図６は図４に対応する断面図である。前記実施例の図面と同じ部分には同一記号を付してある。

図５及び図６において、回路基板６は下端６４から更に下側に前記ケース７の側壁７２と略平行に延びる複数の脚部６５を有している。脚部６５を予めケース７の窪み部７３の底部に穿孔した開口７５に挿通して位置決めすると共に、接合部材９を介してケース７の側面７２と背面６１とを接着固定し、導光体４とＬＥＤ５との相対位置関係を確定している。勿論、実施例２においてもスペーサ８と前記ＬＥＤ５の前記回路基板６表面６２からの突出寸法等は前記実施例１と同様な相関関係を保っている。この相関関係は以下の実施例においても同様である。

実施例２では、前記脚部６５を複数（４個）配置したが、配置位置、配置数は導光体の大きさや要求される耐衝撃値に応じて適宜選定すればよい。実施例２の構成では回路基板６を脚部６５と背面接合の両方で保持するため、回路基板６の変位を抑制でき、スペーサ８の配置と相俟ってＬＥＤと導光体との接触を防止でき、これによりＬＥＤの点灯不良を解決できる。

図７乃至図９は、本発明の実施例３の構成を説明する模式図であり、図７は図３に対応する断面図、図８は図２のＣ−Ｃ線に対応する断面図、図９は図７のＤ−Ｄ線に沿った断面拡大図である。これら図７乃至図９において、前記実施例の図面と同じ部分には同一記号を付してある。

図７乃至図９において、回路基板６と固定されたスペーサ８はその下端部に回路基板６の下端６４より更に下側に延びる突出部８１を備えており、この突出部８１の一部をケース７の窪み部７３の開口７５にはめ込み固定している。更に、この突出部８１には前記はめ込み部より上側に回路基板６の表面６２側に突出する逆刺（かえり）部８２を備えている。この逆刺部８２は、上部に側壁７２側に向かって斜め上方に延びる突起８２ａを有し、この突起８２ａを回路基板６の下端側の切り欠き６６に係合させて回路基板６を支える構成となっている。更に、回路基板６は背面６１を側壁７２と接合部材９を介して接合固定している。

実施例３では、前記スペーサ８を複数（３個）配置したが、その配置位置、配置数は導光体の大きさや要求される耐衝撃値に応じて適宜選定すればよい。

実施例３の構成では、回路基板６を突出部８１と背面接合の両方で保持するため、回路基板６の変位を抑制でき、スペーサ８の配置と相俟ってＬＥＤと導光体との接触を防止でき、これによりＬＥＤの点灯不良を解決できる。

図１０乃至図１２は、本発明の実施例４の構成を説明する模式図であり、図１０は図３に対応する断面図、図１１は図８に対応する断面図、図１２は図１０の要部平面図である。これら図１０乃至図１２においても、前記実施例の図面と同じ部分には同一記号を付してある。

図１０乃至図１２に示した実施例４では、回路基板６とスペーサ８はそれぞれの脚部６５と突出部８１とをケース７の窪み部７３の開口７５にそれぞれ挿通し、更に回路基板６の背面６１を側壁７２と接合部材９を介して接合固定している。

実施例４では、前記スペーサ８の全部に突出部８１を、又回路基板６は全長にわたって脚部６５を等配したが、配置位置、配置数は導光体の大きさや要求される耐衝撃値に応じて適宜選定すればよい。

この実施例４の構成では、回路基板６を脚部６５と突出部８１及び背面接合の三ヶ所で保持するため、回路基板６の変位を抑制でき、スペーサ８の配置と相俟ってＬＥＤと導光体との接触を防止でき、これによりＬＥＤの点灯不良を解決できる。

なお、実施例４では回路基板６を脚部６５と突出部８１及び背面接合の三ヶ所で保持する構成としたが、脚部６５と突出部８１での保持が強固であれば背面接合を除く構成も可能である。

図１３は、本発明の実施例５の構成を説明する要部の模式斜視図であり、前記実施例の図面と同じ部分には同一記号を付してある。図１３において、実施例５では、スペーサ８を回路基板６の構成部材である絶縁基板と一体整形し、回路基板６の表面６２にスペーサ８を一体配置した構成である。この構成で、回路基板６とケース７との固定は、背面接合やケース７の窪み部７３の開口７５への挿入固定など種々の手段が可能である。

実施例５では、前記スペーサ８をＬＥＤ５の両脇に配置したが、配置位置、配置数は導光体の大きさや要求される耐衝撃値に応じて適宜選定すればよい。実施例５の構成ではスペーサ８と回路基板６の位置関係がより正確に管理可能となる。更に、スペーサ８の固定工程が不要となる特徴も具備している。

図１４は、本発明の実施例６の構成を説明する要部の模式斜視図で、前記実施例の図面と同じ部分には同一記号を付してある。図１４において、実施例６は、スペーサ８を一枚の絶縁板８０から構成し、この絶縁板８０の前記ＬＥＤ５のそれぞれに対向する位置に開口８３を穿設し、更に下部に複数の突出部８１を配置した構成である。

このスペーサ８を回路基板６と導光体４との中間に配置し、回路基板６と導光体４及びスペーサ８相互間の間隔を確定している。すなわち、スペーサ８の下部に設けた突出部８１をケース７の窪み部７３の開口７５に挿通し、ＬＥＤ５と開口８３とを同軸配置した後、ケース７とスペーサ８とを固定した構成である。これにより、ＬＥＤ５と導光体４との接触を阻止したものである。

実施例６では、スペーサ８の開口８３をＬＥＤ５と対に配置したが、開口８３を複数のＬＥＤ５に共通に対応可能な寸法とすることも可能であり、配置位置、配置数等は導光体の大きさや要求される耐衝撃値に応じて適宜選定すればよい。

実施例６の構成によれば、スペーサ８が回路基板６及び導光体４とは別体で独立配置されているため、回路基板６や導光体４の変位に追随することを防止でき、ＬＥＤ５と導光体４との接触を阻止できる。

図１５及び図１６は、本発明の実施例６の構成を説明する模式図であり、図１５は図２に対応する要部斜視図、図１６は図１５のＥ−Ｅ線に沿った断面図であり、これら図１５及び図１６において前記実施例の図面と同じ部分には同一記号を付してある。

図１５及び図１６において、実施例７は、スペーサ８を導光体４と一体に配置した構成である。すなわち、このスペーサ８は導光体４のＬＥＤ５と対向する側面４１に、その上端面から下端面までに亘って前記ＬＥＤ５側に突出して複数設けられている。スペーサ８の側面４１からの突出寸法Ｈｓ、ＬＥＤ５の回路基板６表面６２からの突出寸法Ｈ_L及び前記側面４１と回路基板６表面６２間の寸法Ｓのそれぞれの値は図４に示す実施例１と同様な値に設定されている。

実施例７では、前記スペーサ８をＬＥＤ５間にそれぞれ配置したが、配置位置、配置数は導光体の大きさや要求される耐衝撃値に応じて適宜選定すればよい。又、スペーサ８の長さは導光体４の厚さ以下でも、或いは窪み部７３側へ延長する寸法でも良い事は勿論である。

実施例７によれば、スペーサ８と導光体４の位置関係がより正確に管理可能となる。更に、スペーサ８の固定工程が不要となる特徴も具備している。

本発明の液晶表示装置の一実施例の全体構成の概略を示す模式展開図である。 本発明の液晶表示装置に用いられるバックライトの実施例の構成を説明する要部模式斜視図である。 図２のＡ−Ａ線に沿った模式断面図である。 図２のＢ−Ｂ線に沿った模式断面図である。 本発明の液晶表示装置に用いられるバックライトの他の実施例の構成を説明する図３に対応する模式断面図である。 本発明の液晶表示装置に用いられるバックライトの他の実施例の構成を説明する図４に対応する模式断面図である。 本発明の液晶表示装置に用いられるバックライトの更に他の実施例の構成を説明する模式断面図である。 本発明の液晶表示装置に用いられるバックライトの更に他の実施例の構成を説明する図３のＣ−Ｃ線に対応する模式断面図である。 図７のＤ−Ｄ線に沿った模式断面図である。 本発明の液晶表示装置に用いられるバックライトの更に他の実施例の構成を説明する図３に対応する模式断面図である。 本発明の液晶表示装置に用いられるバックライトの更に他の実施例の構成を説明する図８に対応する模式断面図である。 図１０の要部模式平面図である。 本発明の液晶表示装置に用いられるバックライトの更に他の実施例の構成を説明する模式斜視図である。 本発明の液晶表示装置に用いられるバックライトの更に他の実施例の構成を説明する模式斜視図である。 本発明の液晶表示装置に用いられるバックライトの更に他の実施例の構成を説明する模式斜視図である。 図１５のＥ−Ｅ線に沿った模式断面図である。

符号の説明

１・・・液晶表示パネル、２・・・バックライト、３・・・光学シート、４・・・導光体、５・・・ＬＥＤ、５１・・・出射口、６・・・回路基板、６１・・・表面、６２・・・背面、６３・・・端子部、６４・・・下端、６５・・・脚部、６６・・・切欠き、７・・・ケース、７１・・・平面部、７２・・・側壁、７３・・・窪み部、７４・・・保持部、７５・・・開口、８・・・スペーサ、８０・・・絶縁板、８１・・・突出部、８２・・・逆刺、８３・・・開口、９・・・接合部材、１０・・・反射シート、１００・・・液晶表示装置。

Claims (11)

1. 内面に画素形成用の電極を有する一対の透明基板の間に液晶層を挟持して構成された液晶表示パネルと、
   前記液晶表示パネルに照明光を照射するバックライトと、
   を備え、
   前記バックライトは、複数の発光素子と、この複数の発光素子を配置する回路基板と、この回路基板に配置された前記発光素子と所定の間隔を隔てて対向配置された導光体と、前記回路基板及び導光体を収容するケースとを有し、前記発光素子と導光体の接触を阻止するスペーサを前記導光体と前記回路基板間に配置し、
   前記ケースは前記導光体を載置する平面部と、この平面部に略垂直に起立し前記回路基板を保持する側壁と、この側壁と前記平面部間に配置され前記平面部端面から前記側壁と略平行で後退して前記回路基板の下部を収容する窪み部とを有することを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記スペーサは前記回路基板に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記スペーサの前記回路基板表面からの突出寸法は、前記発光素子の前記回路基板表面からの突出寸法より大であることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記スペーサは前記回路基板と前記導光体間に介挿配置された板状体からなり、この板状体は前記発光素子に対応する位置に開口を備えたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 前記開口は前記発光素子のそれぞれに対応して配置されていることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 前記スペーサは前記導光体に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
7. 前記スペーサの前記導光体表面からの突出寸法は、前記発光素子の前記回路基板表面からの突出寸法より大であることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
8. 前記回路基板は前記ケースに接着されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の液晶表示装置。
9. 前記回路基板はその下端から前記ケースの側壁と略平行に延びる脚部を有し、この脚部を前記ケースの窪み部の開口に挿通してケースと固定していることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の液晶表示装置。
10. 前記スペーサは前記回路基板の下端位置より更に下側に延びる突出部を有し、この突出部を前記ケースの窪み部の開口に挿通してケースと固定していることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の液晶表示装置。
11. 前記スペーサは前記突出部の一部に前記ケースの側壁側へ突出する逆刺部を備え、この逆刺部を前記回路基板の下端部に設けた切り欠き部に係合して前記回路基板と固定していることを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置。
    
    
    

Images