(57)【要約】【課題】額縁サイズを大きくすることなく、配線基板を固定することが可能な液晶表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】複数の画素ＰＸによって構成された表示領域６を有する液晶表示パネル２と、液晶表示パネル２を照明する照明ユニット１５と、液晶表示パネル２の一側縁に接続され、照明ユニット１５の背面に折り曲げられる配線基板１３と、を備え、照明ユニット１５は、所定の間隔をおいて並んだ複数の発光ダイオード２１と、発光ダイオード２１の発光面２１Ｅが対向する入射面を有し、２つの発光ダイオード２１の発光面２１Ｅと対向する入射面から後退した凹部２８を有する導光板２２と、凹部２８に嵌め込まれた凸部２９を有し、導光板２２を保持するフレーム２３と、を備え、凸部２９の背面は、導光板２２の背面と同一平面上であり、配線基板１３は、凸部２９に接着部材ＧＬを介して接着されることを特徴とする。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素によって構成された表示領域を有する液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルを照明する照明ユニットと、
前記液晶表示パネルの一側縁に接続され、前記照明ユニットの背面に折り曲げられる配線基板と、を備え、
前記照明ユニットは、
所定の間隔をおいて並んだ複数の発光ダイオードと、
前記発光ダイオードのそれぞれの発光面が対向する入射面を有し、隣接する２つの前記発光ダイオードの発光面と対向する前記入射面から後退した凹部を有する導光板と、
前記凹部に嵌め込まれた凸部を有し、前記導光板を保持するフレームと、を備え、
前記凸部の背面は、前記導光板の背面と同一平面上にあり、
前記配線基板は、前記凸部の背面に接着部材を介して接着されることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記凹部は、さらに、前記入射面と接続された側端面を有し、
前記側端面と前記入射面に直交する面とがなす角度が９０°より小さい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】
前記側端面と前記入射面に直交する面とがなす角度は、前記発光ダイオードの光軸に対する発散角より大きいことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記凹部の後端面の前記入射面と平行な方向の幅は、前記入射面と同一平面上の開口面の幅より小さいことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記凹部は、前記表示領域に重ならないように形成されたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液晶表示装置に係り、特に、液晶表示パネルに接続された配線基板を備えた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、軽量、薄型、低消費電力などの特徴を生かして、パーソナルコンピュータなどのＯＡ機器やテレビなどの表示装置として各種分野で利用されている。近年では、液晶表示装置は、携帯電話などの携帯端末機器や、カーナビゲーション装置、ゲーム機などの表示装置としても利用されている。
【０００３】
このような液晶表示装置としては、外光を選択的に反射して画像を表示する反射型や、バックライト光を選択的に透過して画像を表示する透過型、さらには、反射型及び透過型の両方の機能を兼ね備えた半透過型などのモジュールが開発されている。このうち、透過型や半透過型の液晶表示装置は、透過型の液晶表示パネル及び液晶表示パネルの背面側に配置された照明ユニット（すなわちバックライト）を備えて構成されている。
【０００４】
また、このような液晶表示装置は、液晶表示パネルの一側縁に配置される配線基板、例えば、フレキシブル・プリント・サーキット（ＦＰＣ）などを備えている。配線基板は、外部回路などの信号源に接続され、信号源から出力される駆動信号を液晶表示パネルに供給している。
【０００５】
このような液晶表示装置として、例えば、特許文献１によれば、液晶表示パネル、フレキシブル回路基板及び照明ユニットをケースに収納した液晶表示装置が開示されている。このフレキシブル回路基板は、照明ユニットの背面に固定されている。さらに、フレキシブル回路基板は、ケースの部分に貼付された両面粘着テープによりケース背面に貼着されている。
【特許文献１】特開２００６−１６３１００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、携帯電話は、地上波デジタル放送を受信できる機能をもつようになり、表示の大画面化が望まれている。その一方で、携帯電話自体の大きさはそれほど変わらず、むしろ、小型化されつつある。このため、携帯電話に搭載される液晶表示装置の狭額縁化への要望が益々高まっている。
【０００７】
配線基板が液晶表示パネルの背面側に折り曲げられて接着部材を介して固定される構造の液晶表示装置において、液晶表示装置の狭額縁化に応じて、接着部材の接着領域も小さくなってしまう。このため、接着部材の接着力が配線基板の反発力に負けて、配線基板が接着部材から剥れてしまうことがある。
【０００８】
これにより、スペックとは異なる外形の液晶表示装置が製造され、携帯電話等に液晶表示装置を組み込むことができないことがある。また、発光ダイオードが配線基板に実装されている場合において、発光ダイオードが所定の位置からずれてしまうことがある。これにより、輝度むらが発生してしまうことがあり、表示品位の劣化を招いてしまうことがある。
【０００９】
この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、狭額縁化を実現し、且つ、配線基板を確実に固定し、製造歩留まりの低下を防止することが可能な液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の態様による液晶表示装置は、
複数の画素によって構成された表示領域を有する液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルを照明する照明ユニットと、
前記液晶表示パネルの一側縁に接続され、前記照明ユニットの背面に折り曲げられる配線基板と、を備え、
前記照明ユニットは、
所定の間隔をおいて並んだ複数の発光ダイオードと、
前記発光ダイオードのそれぞれの発光面が対向する入射面を有し、隣接する２つの前記発光ダイオードの発光面と対向する前記入射面から後退した凹部を有する導光板と、
前記凹部に嵌め込まれた凸部を有し、前記導光板を保持するフレームと、を備え、
前記凸部の背面は、前記導光板の背面と同一平面上にあり、
前記配線基板は、前記凸部の背面に接着部材を介して接着されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、狭額縁化を実現し、且つ、配線基板を確実に固定し、製造歩留まりの低下を防止することが可能な液晶表示装置を提供することができる。
【００１２】
すなわち、照明ユニットにおいて、導光板は、所定の間隔をおいて配置された２つの発光ダイオードの発光面と対向する入射面から後退した凹部を有しており、導光板を保持するフレームは、凹部に嵌め込まれる凸部を有している。液晶表示パネルの一側縁に接続され、照明ユニットの背面に折り曲げられた配線基板は、導光板の背面と同一平面上にある凸部の背面に接着部材を介して接着することが可能となる。つまり、照明ユニットにおいて、フレームが凸部を有することにより、配線基板を接着するための接着領域が大きくなり、配線基板と照明ユニットとの接着力が大きくなる。
【００１３】
これにより、配線基板の反発力による照明ユニットからの配線基板の剥離を防止することが可能となる。したがって、製造歩留まりの低下を防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、この発明の一実施の形態に係る液晶表示装置について図面を参照して説明する。ここでは、照明ユニットであるバックライトからのバックライト光を選択的に透過して画像を表示する透過型の液晶表示装置について説明する。
【００１５】
すなわち、図１及び図２に示すように、液晶表示装置１は、略矩形平板状の透過型の液晶表示パネル２と、この液晶表示パネル２を照明する照明ユニット１５と、この照明ユニット１５を収納するバックカバー２５を備えている。この液晶表示パネル２は、一対の基板間に液晶層を保持することによって構成されている。すなわち、液晶表示パネル２は、略矩形状のアレイ基板３及び対向基板４と、これらのアレイ基板３と対向基板４との間に封入された液晶層５と、を備えている。アレイ基板３と対向基板４とは、図示しないシール材を介して貼り合わせられている。
【００１６】
この液晶表示パネル２は、シール材によって囲まれた内側に、画像を表示する略矩形状の表示領域６を備えている。この表示領域６は、マトリクス状に配置された複数の画素ＰＸによって構成されている。
【００１７】
アレイ基板３は、表示領域６において、複数の走査線Ｙ（１、２、…）、複数の信号線Ｘ（１、２、…）、各画素ＰＸに配置されたスイッチング素子７、各画素ＰＸのスイッチング素子７に接続された画素電極８などを備えている。画素電極８は、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）やインジウム・ジンク・オキサイド（ＩＺＯ）などの光透過性を有する導電材料によって形成されている。
【００１８】
各走査線Ｙは、画素ＰＸの行方向に沿って延出している。各信号線Ｘは、絶縁層を介して各走査線Ｙに互いに交差するように、画素ＰＸの列方向に沿って延出している。各スイッチング素子７は、走査線Ｙと信号線Ｘとの交差部を含む領域に配置されている。
【００１９】
このスイッチング素子７は、例えば、アモルファスシリコンやポリシリコンなどによって形成された半導体層を備えた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などで構成されている。このスイッチング素子７のゲート電極７Ｇは、対応する走査線Ｙに電気的に接続されている（あるいは走査線と一体に形成されている）。スイッチング素子７のソース電極７Ｓは、対応する信号線Ｘに電気的に接続されている（あるいは信号線と一体に形成されている）。スイッチング素子７のドレイン電極７Ｄは、対応する画素ＰＸの画素電極８に電気的に接続されている。
【００２０】
画素電極８との間の電位差により液晶層５に電圧を印加するためのコモン電極９は、アレイ基板３に備えられても良いし、対向基板４に備えられても良い。すなわち、横電界（基板の主面にほぼ平行な電界）を主として利用する横電界モードでは、アレイ基板３は、画素電極８とは電気的に絶縁され且つ画素電極８に対向するコモン電極９を備えている。また、縦電界（基板の主面にほぼ垂直な電界）を主として利用する縦電界モードでは、対向基板４は、液晶層５を介して画素電極８に対向するコモン電極９を備えている。このようなコモン電極９は、画素電極８と同様に、光透過性を有する導電材料によって形成されている。
【００２１】
アレイ基板３及び対向基板４の液晶層５と接する面は、それぞれ図示しない配向膜によって覆われている。これらのアレイ基板３及び対向基板４は、図示しないスペーサ（例えば一方の基板に一体的に形成された柱状スペーサ）を介して、それぞれの配向膜を対向させた状態で貼り合わせられている。このとき、アレイ基板３と対向基板４との間には、スペーサによって所定のギャップが形成されている。液晶層５は、アレイ基板３と対向基板４とのギャップに封止された液晶組成物によって形成されている。
【００２２】
また、液晶表示パネル２において、アレイ基板３の外面及び対向基板４の外面には、それぞれ光学素子ＯＤ１及びＯＤ２が設けられている。これらの光学素子ＯＤ１及びＯＤ２は、液晶層５の特性に合わせて偏光方向を設定した偏光板を含んでいる。また、光学素子ＯＤ１及びＯＤ２は、必要に応じて位相差板を含んでいても良い。
【００２３】
カラー表示タイプの液晶表示装置では、液晶表示パネル２は、表示領域６において、複数種類の画素、例えば、赤（Ｒ）を表示する赤色画素、緑（Ｇ）を表示する緑色画素、青（Ｂ）を表示する青色画素を有している。すなわち、赤色画素は、赤色の主波長の光を透過する赤色カラーフィルタを備えている。緑色画素は、緑色の主波長の光を透過する緑色カラーフィルタを備えている。青色画素は、青色の主波長の光を透過する青色カラーフィルタを備えている。これらカラーフィルタは、アレイ基板３または対向基板４の主面に配置される。
【００２４】
さらに、液晶表示装置１は、液晶表示パネル２に電気的に接続された配線基板１３を備えている。この配線基板１３は、外部回路などの信号源に接続され、信号源から出力される駆動信号（すなわち、映像信号や電源などの画素ＰＸの駆動に必要な各種信号）を液晶表示パネル２に供給する。配線基板１３は、液晶表示パネル２に接続される端子部を備えて構成されている。
【００２５】
このような配線基板１３は、照明ユニット１５の背面（すなわち、液晶表示パネル２に対向する面と反対の面）に折り曲げられて配置されている。つまり、配線基板１３は、照明ユニット１５とバックカバー２５との間に配置されている。
【００２６】
液晶表示装置１は、矩形枠状のベゼルカバー１１を備えている。このベゼルカバー１１は、液晶表示パネル２の表示領域６を露出させる矩形状の窓部１１Ａ、及び、窓部１１Ａを規定する矩形枠状の本体部１１Ｂを備えている。上述したような構成の液晶表示パネル２は、照明ユニット１５とベゼルカバー１１との間に挟持されている。このとき、照明ユニット１５は、その表面を液晶表示パネル２の背面側（すなわち、アレイ基板側）に対向させた状態で配置され、液晶表示パネル２を背面側から照明する。
【００２７】
照明ユニット１５は、図２に示すように、光源２１、導光板２２、フレーム２３、光学シート２６などを備えている。
【００２８】
光源２１は、複数の点光源である発光ダイオード（ＬＥＤ）によって構成されている。発光ダイオード２１は、発光面２１Ｅを有する半導体発光素子である。複数の発光ダイオード２１は、所定の間隔をおいて並んで配置されている。
【００２９】
導光板２２は、発光ダイオード２１からの出射光を液晶表示パネル２に向けて案内する機能を有している。この導光板２２は、例えば、アクリル系樹脂やポリカーボネート系樹脂などの光透過性を有する樹脂材料により形成されている。導光板２２は、その一端に肉薄部を有するとともに肉薄部に対向する他端に肉厚部を有する楔型のものや、全体に亘って略均一な厚さを有する平板型のものなどがあるが、この実施の形態では、矩形平板型のものを採用している。
【００３０】
この導光板２２は、液晶表示パネル２側に面する矩形状の第１主平面２２ａと、この第１主平面２２ａに対向した矩形状の第２主平面２２ｂと、これらの第１主平面２２ａと第２主平面２２ｂとを接続する４つの長方形状の端面とを有している。一端面２２ｃは、発光ダイオードの発光面２１Ｅが対向する入射面として機能する。また、第１主平面２２ａは、液晶表示パネル２に向けて光を出射する出射面として機能する。
【００３１】
フレーム２３は、主に導光板２２を保持するように構成されている。このフレーム２３は、樹脂材料によって形成されている。フレーム２３の背面（すなわち、液晶表示パネル２に対向する面と反対の面）には、配線基板１３が両面テープなどの接着部材ＧＬを介して接着されている。
【００３２】
光学シート２６としては、液晶表示パネル２と導光板２２の第１主平面２２ａとの間に配置された光学シート２６Ａ及びバックカバー２５と導光板２２の第２主平面２２ｂとの間に配置された光学シート２６Ｂを備えられている。
【００３３】
光学シート２６Ａは、例えば、集光シートや拡散シートなどであり、導光板２２から出射した光に対して所定の光学特性を付与して液晶表示パネル２に導く。光学シート２６Ｂは、反射シートであり、導光板２２の第２主平面２２ｂから漏れ出た光を再び導光板２２に向けて反射する。
【００３４】
バックカバー２５は、照明ユニット１５の背面に対向するように配置されている。バックカバー２５は、概ね箱型に形成され、フレーム２３などとともに導光板２２などを収納可能である。
【００３５】
ところで、導光板２２は、図３に示すように、複数の発光ダイオード２１の発光面２１Ｅと対向する入射面２２ｃから後退した後端面２８Ａを有する凹部２８を有している。図３に示した例では、４つの発光ダイオード、すなわち、第１発光ダイオード２１ａ、第２発光ダイオード２１ｂ、第３発光ダイオード２１ｃ及び第４発光ダイオード２１ｄが所定の間隔をおいて並んで配置されている。導光板２２は、第２発光ダイオード２１ｂ及び第３発光ダイオード２１ｃの発光面２１Ｅと対向する入射面２２ｃから後退した後退面２８Ａを有する凹部２８を有している。
【００３６】
より具体的に説明すると、凹部２８は、図３に示すように、入射面２２ｃから窪んだ形状である。凹部２８は、導光板２２の厚みと同等の高さを有しており、後端面２８Ａ、入射面２２ｃと後端面２８Ａとを接続する２つの側端面２８Ｂ及び２８Ｃを有する。このような凹部２８は、照明ユニット１５と液晶表示パネル２とが重なった際に、表示領域６に重ならないように形成されている。
【００３７】
また、フレーム２３は、凹部２８に対応した形状の凸部２９を有している。凸部２９は、入射面２２ｃに対向する対向面２３ｃから突出した突出面２９Ａ、対向面２３ｃと突出面２９Ａとを接続する２つの側端面２９Ｂ及び２９Ｃを有する。この凸部２９は、凹部２８に嵌め込まれる。つまり、突出面２９Ａ及び後端面２８Ａ、側端面２８Ｃ及び側端面２９Ｃ、側端面２８Ｂ及び側端面２９Ｂがそれぞれ向かい合うように配置されている。また、凸部２９の背面（すなわち、液晶表示パネル２と対向する面と反対側の面）と導光板２２の背面（すなわち、第２主平面２２ｂ）とは、同一平面上に形成されている。
【００３８】
また、反射シート２６Ｂは、導光板２２に重ねたときに、凸部２９が露出するように形成されている。例えば、反射シート２６Ｂは、凹部２８に対応する切欠部を有している。
【００３９】
このような構成において、図４及び図５に示すように、液晶表示パネル２の一側縁に接続され、照明ユニット１５の背面に折り曲げられた配線基板１３は、凸部２９の背面と導光板２２の背面とが同一平面上にあるため、凸部２９の背面に接着部材ＧＬを介して接着することが可能となる。つまり、照明ユニット１５において、フレーム２３が凸部２９を有することにより、全体の額縁サイズを拡大することなく、配線基板１３を接着部材ＧＬによって接着するための接着領域が大きくなり、配線基板１３と照明ユニット１５との接着力が大きくなる。これにより、配線基板１３の反発力による照明ユニット１５からの配線基板１３の剥離を防止することが可能となる。
【００４０】
つまり、外形スペックを満たす液晶表示装置を製造することが可能となり、液晶表示装置を携帯電話等に容易に組み込むことが可能となる。したがって、このような液晶表示装置において、狭額縁化を実現し、しかも、配線基板を確実に固定し、製造歩留まりの低下を防止することが可能となる。
【００４１】
また、配線基板１３に発光ダイオード２１が実装されている場合において、発光ダイオード２１を所定の位置に保つことが可能となり、液晶表示装置の輝度むらの発生を防止することが可能となる。したがって、表示品位の劣化を抑制することが可能となる。
【００４２】
ところで、端面２８Ｂ及び２８Ｃと入射面２２ｃに直交する基準面ＲＥＦとがなす角度θ１が９０°より小さくなるように形成されることが望ましい。換言すると、側端面２８Ｂ及び２８Ｃと入射面２２ｃとのなす角度が鈍角であることが望ましい。
【００４３】
発光ダイオード２１は、発光面２１Ｅの法線に平行な光軸方向へ進行する光指向性を有する一方で、特定の発散角を有している。発光ダイオード２１の発光面２１Ｅから出射される出射光は、光軸に対して角度θで発散しながら放射状、すなわち、扇状に広がって進行する。このときの角度θが発散角である。
【００４４】
図６に示すように、凹部２８は、側端面２８Ｂ及び２８Ｃと入射面２２ｃに直交する基準面ＲＥＦとがなす角度θ１は、発光ダイオード２１の光軸２１Ｄに対する発散角θ２より大きくなるように形成されることが望ましい。
【００４５】
つまり、凹部２８の後端面２８Ａの入射面２２ｃと平行な方向の幅Ｗ１は、入射面２２ｃと同一平面上の開口面２８Ｄの幅Ｗ２より小さく形成されている。つまり、凹部２８は、導光板２２の第１主平面２２ａ及び第２主平面２２ｂにおいて、台形状をなすように形成されている。
【００４６】
このような構成によれば、照明ユニット１５において、凹部２８は、発光ダイオード２１からの出射光の導光板２２への入光を妨げないように形成される。つまり、発光ダイオード２１からの出射光は、導光板２２の入射面２２ｃに取り込まれた後に、凹部２８から漏れることがない。このため、凹部を形成していない導光板２２と同等の光学特性が得られ、照明ユニットの輝度の低下が抑制される。
【００４７】
なお、この発明は、上記実施形態そのものに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【００４８】
なお、図３に示した例では、導光板２２の凹部２８は、入射面２２ｃの中央に配置されているが、この例に限らない。例えば、導光板２２の凹部２８は、入射面２２ｃの一端から他端までの間に形成されていれば良い。このような構成においても、本実施の形態と同様の効果が得られる。
【００４９】
なお、図３に示した例では、導光板２２は、入射面２２ｃに１つの凹部２８を備えているが、この例に限らず、入射面２２ｃに複数の凹部２８を備えていても良い。例えば、発光ダイオード２１間に２つの凹部２８が配置されていても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１は、この発明の一実施の形態に係る液晶表示装置の構造を概略的に示す分解斜視図である。
【図２】図２は、図１に示した液晶表示装置の構造を概略的に示す断面図である。
【図３】図３は、図１及び図２に示した照明ユニットにおける導光板及びフレームの構造を概略的に示す分解斜視図である。
【図４】図４は、液晶表示パネル及び照明ユニットの構造を概略的に示す斜視図である。
【図５】図５は、図４に示した液晶表示パネル及び照明ユニットの背面の構造を概略的に示す斜視図である。
【図６】図６は、発光ダイオードの発光領域と、凹部の端面と入射面と直交する面とがなす角度を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１…液晶表示装置  ２…液晶表示パネル  
１５…照明ユニット  １３…配線基板  
ＰＸ…画素  ６…表示領域
２１…光源（発光ダイオード）  ２１Ｅ…発光面
２２…導光板  ２２ｃ…入射面  ２８…凹部
２３…フレーム  ２９…凸部
ＧＬ…接着部材
【図１】
2010210938.tif 000003
【図２】
2010210938.tif 000004
【図３】
2010210938.tif 000005
【図４】
2010210938.tif 000006
【図５】
2010210938.tif 000007
【図６】
2010210938.tif 000008