(57)【要約】【課題】  面状ライトユニット及び表示装置において、リード線をＬＥＤ光源用の電気的接続に使用する場合でも、外形の大型化を抑制可能にし、搭載する電気製品の設計自由度を向上させること。【解決手段】  ＬＥＤ光源と、該ＬＥＤ光源を光入射面である端面に配しＬＥＤ光源からの光を導光して主面側から出射する導光板と、ＬＥＤ光源が実装されていると共に一対の基板側貫通孔１３ａが形成されこれら基板側貫通孔１３ａにＬＥＤ光源に電気的に接続された電極部１３ｂが設けられた実装基板１３と、導光板及び実装基板１３が載置されていると共に一対の基板側貫通孔１３ａの直下に一対のフレーム側貫通孔が形成された支持フレーム１４と、基板側貫通孔１３ａ及びフレーム側貫通孔に、芯線２ａを露出させた先端部が挿通されて電極部１３ｂに接続されたリード線と、を備えている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ光源と、
該ＬＥＤ光源を光入射面である端面に配し前記ＬＥＤ光源から入射された光を導光すると共に光路変換して主面側から面状に出射する導光板と、
前記ＬＥＤ光源が実装されていると共に一対の基板側貫通孔が形成されこれら基板側貫通孔に前記ＬＥＤ光源に電気的に接続された電極部が設けられた実装基板と、
前記導光板及び前記実装基板が載置されていると共に一対の前記基板側貫通孔の直下に一対のフレーム側貫通孔が形成された支持フレームと、
一対の前記基板側貫通孔及び一対の前記フレーム側貫通孔に、芯線を露出させた先端部が挿通されて前記電極部に接続された一対のリード線と、を備えていることを特徴とする面状ライトユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の面状ライトユニットにおいて、
前記支持フレーム上に前記実装基板を貼り付ける両面テープを備え、
該両面テープが、一対の前記フレーム側貫通孔の間で分断されていることを特徴とする面状ライトユニット。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の面状ライトユニットにおいて、
前記導光板上に載置された光学シートと、
該光学シート上に光を出射させる領域を除いて載置された遮光シートと、を備え、
該遮光シートに、前記リード線の先端部を挿通させるシート側貫通孔が形成されていることを特徴とする面状ライトユニット。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の面状ライトユニットにおいて、
前記リード線の先端部を覆う絶縁性カバーを備えていることを特徴とする面状ライトユニット。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の面状ライトユニットにおいて、
前記実装基板がフレキシブルプリント基板であることを特徴とする面状ライトユニット。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の面状ライトユニットにおいて、
前記導光板が、前記実装基板上まで突出して前記実装基板を押さえる突出部を備えていることを特徴とする面状ライトユニット。
【請求項７】
画像表示パネルと、
該画像表示パネルの裏面側又は表面側に配された請求項１から６のいずれか一項に記載の面状ライトユニットと、を備えていることを特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項７に記載の表示装置において、
前記画像表示パネルが、液晶表示パネルであることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示パネルなどを照明する面状ライトユニット及び表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＶＤレコーダー、ブルーレイディスクレコーダー、携帯電話機、ＰＤＡ、モバイルタイプＰＣ（パーソナルコンピュータ）、ＡＴＭ（現金自動預け払い機）等のディスプレイには、情報表示又は画像表示のための液晶表示装置が広く採用されている。この液晶表示装置には、液晶表示パネルの裏面側から光を照射して表示画面の輝度を高めるバックライトユニットが用いられている。
【０００３】
このバックライトユニットには、蛍光管やＬＥＤ等の光源からの光を導光板で導光して主面全体から液晶表示パネルに向けて出射させている。特に、近年のバックライトユニットでは、環境側面や小型化の要望から水銀等を含む蛍光管からＬＥＤに光源の置き換えが進んでいる。例えば、特許文献１では、フレキシブルプリント基板上にＬＥＤを実装して導光板の端面に配した面状照明装置が記載されている。なお、この面状照明装置では、フレキシブルプリント基板のリード端子がバックライトユニットの外部に引き出されてＬＥＤ駆動用の電気的接続がなされている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３３１８６９号公報（図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
従来の特許文献１に記載の技術では、ＬＥＤを実装したフレキシブルプリント基板のリード端子をバックライトユニットの外部に引き出して電気的接続を行っているが、搭載する電気製品の設計都合上、ＬＥＤを実装した基板にリード線を使用して電気的接続を図りたいという要望がある。この場合、一般的手法として、例えば図８に示すように、ＬＥＤを実装したガラスエポキシ基板等の実装基板１上に、リード線２の先端部から被覆材を剥がして露出させた芯線２ａを半田材３で横付け状態に接着固定する方法が考えられるが、リード線２が横方向に延在してしまい、バックライトユニットからはみ出してユニット全体の外形が大型化してしまう不都合があった。このため、バックライトユニットを搭載する電気製品の設計自由度が制限されてしまう問題があった。
【０００６】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、リード線をＬＥＤ光源用の電気的接続に使用する場合でも、外形の大型化を抑制可能であり、搭載する電気製品の設計自由度を向上させることができる面状ライトユニット及び表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明の面状ライトユニットは、ＬＥＤ光源と、該ＬＥＤ光源を光入射面である端面に配し前記ＬＥＤ光源から入射された光を導光すると共に光路変換して主面側から面状に出射する導光板と、前記ＬＥＤ光源が実装されていると共に一対の基板側貫通孔が形成されこれら基板側貫通孔に前記ＬＥＤ光源に電気的に接続された電極部が設けられた実装基板と、前記導光板及び前記実装基板が載置されていると共に一対の前記基板側貫通孔の直下に一対のフレーム側貫通孔が形成された支持フレームと、一対の前記基板側貫通孔及び一対の前記フレーム側貫通孔に、芯線を露出させた先端部が挿通されて前記電極部に接続された一対のリード線と、を備えていることを特徴とする。
【０００８】
この面状ライトユニットでは、実装基板の基板側貫通孔及び支持フレームのフレーム側貫通孔に、芯線を露出させたリード線の先端部が挿通させて電極部に接続されているので、実装基板に対して垂直にリード線が固定されて全体として外形を小さく抑えることができる。特に、面状ライトユニットの横方向（導光板の主面に沿った方向）へリード線が延在しないので、ユニットの実装上、横方向にリード線の配線エリアを確保する必要が無く、設計自由度を向上させることができる。
【０００９】
また、本発明の面状ライトユニットは、前記支持フレーム上に前記実装基板を貼り付ける両面テープを備え、該両面テープが、一対の前記フレーム側貫通孔の間で分断されていることを特徴とする。すなわち、フレーム側貫通孔にリード線の先端部を挿入しているため、両面テープの接着面にもリード線の芯線が接触するおそれがあるが、本発明では、両面テープが一対のフレーム側貫通孔の間で分断されているので、両面テープが導電性であっても一対のリード線間のショートを防止することができる。特に、白い支持フレーム上に両面テープを貼る際に、視認性を高めるためにカーボン等の導電性材料が含有された黒い両面テープを採用する場合、本発明は好適である。
【００１０】
また、本発明の面状ライトユニットは、前記導光板上に載置された光学シートと、該光学シート上に光を出射させる領域を除いて載置された遮光シートと、を備え、該遮光シートに、前記リード線の先端部を挿通させるシート側貫通孔が形成されていることを特徴とする。すなわち、この面状ライトユニットでは、リード線の先端部が遮光シートのシート側貫通孔に挿通されているので、リード線の先端部が邪魔になることなく、遮光シートを正確に貼り付けることができる。
【００１１】
また、本発明の面状ライトユニットは、前記リード線の先端部を覆う絶縁性カバーを備えていることを特徴とする。すなわち、この面状ライトユニットでは、リード線の先端部を覆う絶縁性カバーを備えているので、リード線の芯線が露出した状態のままで他の電子部品と接触して不具合の原因となることを防ぐことができる。
【００１２】
また、本発明の面状ライトユニットは、前記実装基板がフレキシブルプリント基板であることを特徴とする。すなわち、ガラスエポキシ基板のように硬く厚い実装基板に貫通孔を加工すると、加工粉が発生してライトユニットに混入するおそれがあるが、本発明では、実装基板がフレキシブルプリント基板であるので、薄型化が可能であると共に、加工粉が発生し難く、加工粉の混入による照明品質の低下を防ぐことができる。
【００１３】
また、本発明の面状ライトユニットは、前記導光板が、前記実装基板上まで突出して前記実装基板を押さえる突出部を備えていることを特徴とする。すなわち、この面状ライトユニットでは、導光板が、実装基板上まで突出して実装基板を押さえる突出部を備えているので、ＬＥＤ光源が実装されている実装基板の位置ずれを防いで、ＬＥＤ光源の光軸ずれを防ぐことができると共に、光入射面の端面をＬＥＤ光源に近接させることができる。
【００１４】
本発明の表示装置は、画像表示パネルと、該画像表示パネルの裏面側又は表面側に配された上記本発明の面状ライトユニットと、を備えていることを特徴とする。すなわち、この表示装置では、画像表示パネルの裏面側又は表面側に配された上記本発明の面状ライトユニットを備えているので、装置全体の外形を小さく抑えることができ、高い設計自由度を得ることができる。
【００１５】
また、本発明の表示装置は、前記画像表示パネルが、液晶表示パネルであることを特徴とする。すなわち、この表示装置では、液晶表示パネルを用いた液晶表示装置であるので、薄型化が可能であると共に軽量化及び低コスト化を行うことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係る面状ライトユニットによれば、一対のリード線が、実装基板の基板側貫通孔及び支持フレームのフレーム側貫通孔に、芯線を露出させた先端部が挿通されて電極部に接続されているので、ユニットの外形を小さく抑えることができる。したがって、この面状ライトユニットを備えた本発明の表示装置によれば、装置全体の外形を小さく抑えることができ、高い設計自由度を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る面状ライトユニット及び表示装置の一実施形態を、図１から図７に基づいて説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。
【００１８】
本実施形態における面状ライトユニット１０は、図１から図７に示すように、液晶表示パネル（画像表示パネル）１１を照明するバックライトユニットであって、ＬＥＤ光源Ｌと、該ＬＥＤ光源Ｌを光入射面である端面１２ａに配しＬＥＤ光源Ｌから入射された光を導光すると共に光路変換して主面側から面状に出射する導光板１２と、ＬＥＤ光源Ｌが実装されていると共に一対の基板側貫通孔１３ａが形成されこれら基板側貫通孔１３ａにＬＥＤ光源Ｌに電気的に接続された電極部１３ｂが設けられた実装基板１３と、導光板１２及び実装基板１３が載置されていると共に一対の基板側貫通孔１３ａの直下に一対のフレーム側貫通孔１４ａが形成された支持フレーム１４と、一対の基板側貫通孔１３ａ及び一対のフレーム側貫通孔１４ａに、芯線２ａを露出させた先端部が挿通されて半田材３によって電極部１３ｂに接続固定された一対のリード線２と、を備えている。
【００１９】
また、この面状ライトユニット１０は、図５から図７に示すように、支持フレーム１４上に実装基板１３を貼り付ける両面テープ１５と、導光板１２上に載置された複数の光学シート１６と、これら光学シート１６上に光を出射させる領域を除いて載置された遮光シート１７と、リード線２の先端部を覆う絶縁性カバー１８と、を備えている。
【００２０】
また、本実施形態の表示装置２０は、ＤＶＤレコーダーやブルーレイレコーダー等の液晶ディスプレイに適用される液晶表示装置であって、図７に示すように、液晶表示パネル１１と、液晶表示パネル１１の裏面側に配された上記面状ライトユニット１０と、を備えている。
なお、本実施形態では、液晶表示パネル１１の画面側及び面状ライトユニット１０の光出射面側を表面側又は上面側として記載している。
【００２１】
上記ＬＥＤ光源Ｌは、例えば導光板１２の光入射面である端面１２ａに向けて光を出射可能に実装基板１３に実装された白色ＬＥＤである。
この白色ＬＥＤは、例えば基板上の半導体発光素子を樹脂材で封止したものであり、半導体発光素子として、例えば青色（波長λ：４７０〜４９０ｎｍ）ＬＥＤ素子又は紫外光（波長λ：４７０ｎｍ未満）ＬＥＤ素子であって、例えばサファイア基板などの絶縁性基板上に窒化ガリウム系化合物半導体（例えばＩｎＧａＮ系化合物半導体）の複数の半導体層が積層されて形成されたものである。
【００２２】
また、この半導体発光素子を封止する樹脂材は、シリコーン樹脂を主剤とし、例えばＹＡＧ蛍光体が添加されている。このＹＡＧ蛍光体は、半導体発光素子からの青色光又は紫外光を黄色光に変換させて混色効果により白色光を生じさせるものである。なお、白色ＬＥＤとしては、上記以外でも種々のものが採用可能である。
【００２３】
上記導光板１２は、例えば透光性の樹脂材料で構成されその側端面から入射されたＬＥＤ光源Ｌからの光を導光すると共に光路変換してその主面（本実施形態では上面）から液晶表示パネル１１に対して面状の照明光を出射する薄板状又はシート状の薄型導光板である。なお、導光板１２の表面には、凸状ドットやプリズム等の光路変換を行う複数の微細光学形状を形成しても構わない。
この導光板１２は、実装基板１３上まで突出して実装基板１３を押さえる一対の突出部１２ｂを備えている。これら突出部１２ｂは、ＬＥＤ光源Ｌの両側に突出して実装基板１３を上から押さえるようにして配されている。
【００２４】
上記実装基板１３は、フレキシブルプリント基板であって、上面に実装されたＬＥＤ光源Ｌと一対の基板側貫通孔１３ａの周囲又は内部に銅箔等で形成された電極部１３ｂとを導通可能に接続した銅箔等の配線パターン（図示略）が形成されている。
上記支持フレーム１４は、白色の顔料を含む合成樹脂材料等により射出成形で矩形枠状に形成された白色の遮光フレームである。
【００２５】
上記リード線２は、銅線等の芯線２ａと、該芯線２ａを覆う絶縁性の樹脂被覆２ｂとで構成され、先端部の樹脂被覆２ｂが剥がされて芯線２ａが剥き出し状態となっている。
上記両面テープ１５は、カーボン等の導電性材料が含有された黒色テープであって、図４に示すように、一対のフレーム側貫通孔１４ａの間でスリット１５ａによって分断されている。また、各両面テープ１５には、フレーム側貫通孔１４ａの位置に対応してリード線２の先端部が挿通可能な切り抜き部１５ｂがそれぞれ形成されている。
【００２６】
上記絶縁性カバー１８は、例えばポリウレタンフォームで形成された絶縁性部材であって、実装基板１３から上方に突出した一対のリード線２の先端部を両方とも覆うように直方体形状に形成されている。
【００２７】
複数の上記光学シート１６は、導光板１２上に配され導光板１２からの光を拡散させて面内の光強度を均一にする拡散シート２１と、拡散シート２１上に配され拡散シート２１からの光を液晶表示パネル１１に向けた上方向への照射光として出射する第１プリズムシート２２Ａ及び第２プリズムシート２２Ｂと、である。
また、導光板１２の下面には、反射シート２３が設置されている。
【００２８】
上記第１プリズムシート２２Ａは、拡散シート２１上に配され、上記第２プリズムシート２２Ｂは、第１プリズムシート２２Ａ上に配されている。第１プリズムシート２２Ａ及び第２プリズムシート２２Ｂは、拡散シート２１からの光を上面側に集光するための透明シート状の部材であり、平行な複数の稜線を有するプリズム部を上面側に有している。また、第１プリズムシート２２Ａは、ＬＥＤ光源Ｌの光軸に対して、プリズム部の稜線がねじれの位置に設定され、特に、上方への高い指向性が得られる方向として、ＬＥＤ光源Ｌの光軸に直交する方向と平行に設定される。また、第２プリズムシート２２Ｂは、ＬＥＤ光源Ｌの光軸に対して、プリズム部の稜線が平行に設定されている。すなわち、第１プリズムシート２２Ａと第２プリズムシート２２Ｂとは、互いのプリズム部の稜線がねじれの位置に配され、平面視で互いに稜線が直交している。
【００２９】
上記拡散シート２１は、例えば、アクリル樹脂やポリカーボネイト樹脂などの透明樹脂にシリカ粒子などを分散させたシートである。
上記反射シート２３は、光反射機能を有する金属板、フィルム、箔等であって、本実施形態では銀蒸着膜を設けたフィルムが採用されている。なお、上記銀蒸着膜の代わりに、アルミ金属蒸着膜などを採用しても構わない。
【００３０】
上記遮光シート１７は、いわゆるリムシートであって、液晶表示パネル１１と面状ライトユニット１０との接合に用いる両面テープであり、遮光及び反射の機能を有している。
この遮光シート１７には、リード線２の先端部を挿通させるための一対のシート側貫通孔１７ａが形成されている。
【００３１】
上記液晶表示パネル１１は、透過型又は半透過型の液晶表示パネルが採用される。例えば、透過型の液晶表示パネル１１の場合、透明電極、配向膜及び偏光板をそれぞれ有する上基板と下基板との間隙に液晶材料をシール材で封止したＴＦＴ液晶方式、ＳＴＮ液晶方式やＴＮ液晶方式等のパネル本体を備えたものである。
【００３２】
このように本実施形態の面状ライトユニット１０では、実装基板１３の基板側貫通孔１３ａ及び支持フレーム１４のフレーム側貫通孔１４ａに、芯線２ａを露出させたリード線２の先端部が挿通させて電極部１３ｂに接続されているので、実装基板１３に対して垂直にリード線２が固定されて全体として外形を小さく抑えることができる。特に、面状ライトユニット１０の横方向（導光板１２の主面に沿った方向）へリード線２が延在しないので、ユニットの実装上、横方向にリード線２の配線エリアを確保する必要が無く、設計自由度を向上させることができる。
【００３３】
また、両面テープ１５が一対のフレーム側貫通孔１４ａの間で分断されているので、両面テープ１５が導電性であってもリード線２間のショートを防止することができる。特に、白い支持フレーム１４に対して視認性を高めるためにカーボンが含有された黒い両面テープ１５を採用しても、一対のリード線２間でショートするおそれがない。なお、両面テープ１５は、スリット１５ａで分断されているので、両面テープ１５の接着面積を十分確保した状態で電気的に分断可能である。
【００３４】
さらに、リード線２の先端部が遮光シート１７のシート側貫通孔１７ａに挿通されているので、リード線２の先端部が邪魔になることなく、遮光シート１７を正確に貼り付けることができる。
また、リード線２の先端部を覆う絶縁性カバー１８を備えているので、リード線２の芯線２ａが露出した状態のままで他の電子部品と接触して不具合の原因となることを防ぐことができる。
また、実装基板１３がフレキシブルプリント基板であるので、薄型化が可能であると共に、基板側貫通孔１３ａを形成する際に加工粉が発生し難く、加工粉の混入による照明品質の低下を防ぐことができる。
【００３５】
また、導光板１２が、実装基板１３上まで突出して実装基板１３を押さえる突出部１２ｂを備えているので、ＬＥＤ光源Ｌが実装されている実装基板１３の位置ずれを防いで、ＬＥＤ光源Ｌの光軸ずれを防ぐことができると共に、光入射面の端面１２ａをＬＥＤ光源Ｌに近接させることができる。特に、接続されているリード線２によって実装基板１３が押し引きされても、突出部１２ｂが実装基板１３を押さえているので、位置ずれを防止することができる。
【００３６】
したがって、この面状ライトユニット１０を備えた表示装置２０では、装置全体の外形を小さく抑えることができ、高い設計自由度を得ることができる。
【００３７】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。
【００３８】
例えば、上記実施形態では、拡散シートを用いているが、拡散シートを省略したバックライトユニットとしても構わない。また、２枚のプリズムシートを用いているが、１枚のプリズムシートを採用したバックライトユニットとしても構わない。
【００３９】
また、上記実施形態では、本発明をＤＶＤレコーダーやブルーレイレコーダーに適用したが、他の電子機器に採用しても構わない。例えば、携帯電話機、ＰＤＡ、モバイルタイプＰＣ（パーソナルコンピュータ）等の各種電子機器に適用可能である。
また、上記実施形態では、画像表示パネルとして液晶表示パネルを採用しているが、他の画像表示パネルを用いても構わない。例えば、電子ペーパーなどの画像表示パネルを採用しても良い。この場合、本発明の面状ライトユニットは、フロントライトユニットして電子ペーパーの表面側に配置される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る面状ライトユニット及び表示装置の一実施形態において、面状ライトユニットを示す要部の上面図である。
【図２】本実施形態において、導光板を外した面状ライトユニットを示す要部の上面図である。
【図３】本実施形態において、導光板を外した面状ライトユニットを示すフレーム側貫通孔周辺の拡大断面図である。
【図４】本実施形態において、支持フレーム上の両面テープを示す要部の上面図である。
【図５】本実施形態において、遮光シート及び絶縁性カバーを設置した面状ライトユニットを示す要部の上面図である。
【図６】本実施形態において、遮光シート及び絶縁性カバーを設置した面状ライトユニットを示す要部の正面図である。
【図７】本実施形態において、表示装置を示す要部の拡大断面図である。
【図８】本発明に係る面状ライトユニット及び表示装置の比較例において、実装基板にリード線を横付けした状態を示す拡大正面図である。
【符号の説明】
【００４１】
２…リード線、２ａ…芯線、１０…面状ライトユニット、１１…液晶表示パネル（画像表示パネル）、１２…導光板、１３…実装基板、１３ａ…基板側貫通孔、１４…支持フレーム、１４ａ…フレーム側貫通孔、１６…光学シート、１７…遮光シート、１８…絶縁性カバー、２０…表示装置、２１…拡散シート、２２Ａ…第１プリズムシート、２２Ｂ…第２プリズムシート、２３…反射シート、Ｌ…ＬＥＤ光源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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