(57)【要約】【課題】導光板の厚さ方向に沿った点状光源の位置ずれが抑制された照明装置およびそれを備えた液晶表示装置を提供する。【解決手段】複数の点状光源２１と、点状光源２１が実装された可撓性配線基板２２と、点状光源２１からの光が入射する入射面２３ａを有し、入射面２３ａから入射した光を被照射物に導く導光板２３と、少なくとも可撓性配線基板２２および導光板２３を保持する枠体２４とを備えた照明装置である。枠体２４は、導光板２３の入射面２３ａに対向する対向面２４ａ’を有し、可撓性配線基板２２は、対向面２４ａ’上に固定されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の点状光源と、
前記複数の点状光源が実装された可撓性配線基板と、
前記複数の点状光源からの光が入射する入射面を有し、前記入射面から入射した光を被照射物に導く導光板と、
少なくとも前記可撓性配線基板および前記導光板を保持する枠体と、
を備えた照明装置であって、
前記枠体は、前記導光板の前記入射面に対向する対向面を有し、前記可撓性配線基板は、前記対向面上に固定されている、照明装置。
【請求項２】
前記複数の点状光源は、複数のＬＥＤ光源である請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記複数の点状光源は、前記導光板の前記入射面の長手方向に沿って配列されている、請求項１または２に記載の照明装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の照明装置と、前記照明装置からの光を変調する液晶表示素子と、を備えた液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、照明装置およびそれを備えた液晶表示装置に関し、特に、複数の点状光源とこれらが実装された可撓性配線基板とを有する照明装置およびそれを備えた液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）は、薄型で低消費電力であるという特徴を生かして、ワードプロセッサやパーソナルコンピュータなどのＯＡ機器、電子手帳などの携帯情報機器、あるいは液晶モニターを備えたカメラー体型ＶＴＲなどに広く用いられている。
【０００３】
このような液晶表示装置として、背面に設けられた照明装置（「バックライト」と呼ばれる。）からの光を液晶表示素子によって変調することで表示を行う透過型の液晶表示装置が知られている。また、バックライトからの光だけでなく、周囲光をも用いて表示を行う透過反射両用型の液晶表示装置も知られている。
【０００４】
透過型および透過反射両用型の液晶表示装置に用いられるバックライトは、液晶表示装置の薄型軽量化に伴ってエッジライト方式が主流になってきている。エッジライト方式のバックライトは、導光板と、この導光板の側面に設けられた線状光源とを有し、線状光源からの光を導光板によって均斉化して液晶表示素子に照射する。
【０００５】
線状光源としては、従来、冷陰極管が用いられることが多かったが、最近では、線状に配列した複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を備えたＬＥＤアレイを用いることが多い。これは、ＬＥＤが、冷陰極管と比較して、低消費電力性に優れ、薄型化が可能であるという利点を有するためである。このようなＬＥＤアレイを光源として備えた照明装置は、例えば携帯電話や携帯型情報端末の液晶表示装置に用いられている。
【０００６】
エッジライト方式のバックライトは、例えば特許文献１に開示されている。以下、図２（ａ）および（ｂ）を参照しながら、特許文献１に開示されている従来のバックライト５００の構成を説明する。
【０００７】
バックライト５００は、図２（ａ）に示すように、液晶表示素子５１０に対して観察者とは反対側に配置されており、線状光源５２０と、導光板５２３と、線状光源５２０および導光板５２３を保持する枠体５２４とを備えている。
【０００８】
線状光源５２０は、所定の間隔で配列された複数のＬＥＤ光源５２１と、これらのＬＥＤ光源５２１が実装された電源供給用のフレキシブル基板（可撓性を有する配線基板）５２２とから構成されている。ＬＥＤ光源５２１は、実装面に対して垂直な面から光が出射するサイドビュー方式のＬＥＤである。
【０００９】
導光板５２３は、ポリカーボネートやポリメチルメタクリレートなどの透明樹脂材料を用いて形成されており、線状光源５２０からの光が入射する入射面５２３ａと、入射面５２３ａから入射した光が液晶表示素子５１０に向けて出射する出射面５２３ｂとを有している。
【００１０】
導光板５２３の出射面５２３ｂ側には、光の進行方向を液晶表示素子５１０の表示面法線方向に近付けるための光学シート５２５が必要に応じて配置される。また、導光板５２３に対して出射面５２３ｂとは反対側に、反射シート５２６が配置される。
【００１１】
導光板５２３および線状光源５２０を保持する枠体５２４は、図２（ｂ）に示すように、導光板５２３の外側に配置される厚肉部５２４ａと、厚肉部５２４ａから内側に延設された薄肉部５２４ｂとを有している。薄肉部５２４ｂは、導光板５２３の出射面５２３ｂに平行な平坦面５２４ｂ’を有し、フレキシブル基板５２２はこの平坦面５２４ｂ’上に両面テープ５２７を用いて接着されている。
【００１２】
ＬＥＤ光源５２１、フレキシブル基板５２２、光学シート５２５および反射シート５２６は、枠体５２４と、これらの背面側に設けられたケース５２８とによって覆われる。
【００１３】
近年、モバイル情報機器には、様々な機能を集積するとともに、さらなる薄型化を実現することが求められている。そのため、モバイル情報機器の表示部として用いられる液晶表示装置も薄型化が進んでおり、フレキシブル基板５２２を支持する枠体５２４の薄肉部５２４ｂの厚さも薄くなってきている。
【００１４】
【特許文献１】
特開２００２−７５０３８号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本願発明者が詳細な検討を行った結果、液晶表示装置の薄型化に応じて枠体５２４の薄肉部５２４ｂを薄くすると、以下のような問題が発生することがわかった。
【００１６】
典型的にはＰＥＴなどの樹脂を用いて形成される枠体５２４の薄肉部５２４ｂを薄くすると、この薄肉部５２４に反りやたわみが発生するので、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、薄肉部５２４ｂの平坦面５２４ｂ’上に固定されるフレキシブル基板５２２にも反りやたわみが発生してしまう。従って、図４に示すように、導光板５２３の厚さ方向に沿ったＬＥＤ光源５２１の位置ずれが発生し、導光板５２３の入射面５２３ａ長手方向に対するＬＥＤ光源５２１の配列の直線性が失われてしまう。そのため、ＬＥＤ光源５２１から導光板５２３に入射する光量が減少して光の利用効率が下がったり、ＬＥＤ光源５２１から導光板５２３と光学シート５２５との間に直接光が入射して表示品位が著しく低下したりする。
【００１７】
この問題は、液晶表示装置の薄型化に伴って発生するだけでなく、大画面化に伴っても発生する。液晶表示装置を大画面化すると、枠体５２４の薄肉部５２４ｂの長さ（導光板５２３の入射面５２３ａの長手方向に沿った長さ）が長くなるのに対して、その厚さがほとんど変わらないので、反りやたわみが発生しやすくなるからである。
【００１８】
上述した光の利用効率および表示品位の低下という問題は、今後、モバイル情報端末の薄型化、大画面化が進むにつれてますます顕在化する問題である。
【００１９】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、導光板の厚さ方向に沿った点状光源の位置ずれが抑制された照明装置およびそれを備えた液晶表示装置を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明による照明装置は、複数の点状光源と、前記複数の点状光源が実装された可撓性配線基板と、前記複数の点状光源からの光が入射する入射面を有し、前記入射面から入射した光を被照射物に導く導光板と、少なくとも前記可撓性配線基板および前記導光板を保持する枠体と、を備えた照明装置であって、前記枠体は、前記導光板の前記入射面に対向する対向面を有し、前記可撓性配線基板は、前記対向面上に固定されている構成を有しており、そのことによって上記目的が達成される。
【００２１】
前記複数の点状光源は、複数のＬＥＤ光源であってもよい。
【００２２】
前記複数の点状光源は、前記導光板の前記入射面の長手方向に沿って配列されていてもよい。
【００２３】
本発明による液晶表示装置は、上記構成を有する照明装置と、前記照明装置からの光を変調する液晶表示素子と、を備えており、そのことによって上記目的が達成される。
【００２４】
以下、本発明の作用を説明する。
【００２５】
点状光源が実装される可撓性配線基板は、固定されていない状態では、その実装面に平行な面に対して反りやすく、たわみやすい。本発明による照明装置においては、枠体が、導光板の入射面に対向する対向面を有しており、この対向面上に可撓性配線基板が固定されている。従って、可撓性配線基板は、その実装面が入射面に垂直ではなく、対向している状態（例えばほぼ平行な状態）で固定されている。そのため、導光板の厚さ方向に沿った点状光源の位置ずれが発生しにくい。
【００２６】
また、枠体において、対向面は、表示装置や照明装置の薄型化、大画面化に応じた構造的な制限を比較的受けにくい部位、すなわち、比較的肉厚な部位に設けることができる。そのため、対向面上に可撓性配線基板を設けるという構成を採用することによって、可撓性配線基板を、枠体の比較的肉厚な部位、言い換えれば反りやたわみの発生しにくい部位で支持することが可能になり、可撓性配線基板の反りやたわみの発生自体が抑制される。このことによっても、導光板の厚さ方向に沿った点状光源の位置ずれが抑制される。
【００２７】
上述したように、本発明による照明装置では、導光板の厚さ方向に沿った点状光源の位置ずれが抑制されるので、光の利用効率の低下を抑制することができる。
【００２８】
本発明による照明装置は、液晶表示装置の照明装置（バックライトまたはフロントライト）として好適に用いることができる。本発明による照明装置を備えた液晶表示装置においては、光の利用効率の低下が抑制されるので、明るい表示が実現される。また、導光板の厚さ方向に沿った点状光源の位置ずれが抑制されるので、点状光源から導光板の入射面以外の場所に光が入射することによる表示品位の低下が抑制され、高品位の表示が実現される。
【００２９】
【発明の実施の形態】
上述したように、薄型化および大画面化が進められている液晶表示装置においては、点状光源としてのＬＥＤ光源の位置ずれに起因して、光の利用効率の低下と表示品位の低下という問題が生じる。
【００３０】
本願発明者は、導光板の厚さ方向に沿ったＬＥＤ光源の位置ずれについて詳細に検討した結果、このＬＥＤ光源の位置ずれが以下の理由で発生していることを見出した。
【００３１】
図５および図６を参照しながら、ＬＥＤ光源の位置ずれの原因を説明する。図５は、フレキシブル基板５２２に反り（たわみ）が発生している様子を模式的に示す図であり、図中に示すＸＹＺ座標系は、フレキシブル基板５２２の実装面がＸＹ平面となるように規定される。また、図６は、枠体５２４の薄肉部５２４ｂに反り（たわみ）が発生している様子を模式的に示す図であり、図中に示すＸＹＺ座標系は、薄肉部５２４ｂの平坦面５２４ｂ’がＸＹ平面となるように規定される。
【００３２】
フレキシブル基板５２２は、図５に示すように、ＸＹ平面に平行な薄板状であるため、ＹＺ面、ＺＸ面に対しては反りにくい（たわみにくい）が、ＸＹ面、すなわち、ＬＥＤ光源５２１が実装される面に対しては非常に反りやすい（たわみやすい）。また、枠体５２４の薄肉部５２４ｂは、図６に示すように、ＸＹ平面に平行な薄板状であるため、ＹＺ面、ＺＸ面に対しては反りにくい（たわみにくい）が、ＸＹ面、すなわち、フレキシブル基板５２２が固定される平坦面５２４ｂ’に対しては反りやすい（たわみやすい）。
【００３３】
従って、フレキシブル基板５２２を薄肉部５２４ｂの平坦面５２４ｂ’に固定すると、フレキシブル基板５２２と薄肉部５２４ｂとで反りやすい方向が一致し、また、フレキシブル基板５２２の方が薄肉部５２４ｂよりも厚さが薄いので、薄肉部５２４ｂの反り（たわみ）にフレキシブル基板５２２が追随してしまう。そのため、薄型化、大画面化に伴ってフレキシブル基板５２２の反りやたわみが発生しやすかった。フレキシブル基板５２２に反りやたわみが発生すると、図４に示したように、導光板５２３の厚さ方向に沿ったＬＥＤ光源２１の位置ずれが発生するので、光を効率よく導光板５２３に入射させることができなくなり、輝度の低下や光の利用効率の低下を招いてしまう。さらには、ＬＥＤ光源５２１からの光が導光板５２３と光学シート５２５との間に直接入射して表示品位が著しく低下するという問題も生じる。
【００３４】
本発明は、上述の知見に基づき、本願発明者がフレキシブル基板と枠体との配置関係について検討した結果想到されたものである。
【００３５】
以下、図面を参照しながら本発明による実施形態の液晶表示装置を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００３６】
図１（ａ）および（ｂ）を参照しながら、本発明による実施形態の液晶表示装置１００の構成を説明する。図１（ａ）は、液晶表示装置１００を模式的に示す分解斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）中の１Ｂ−１Ｂ’線に沿った断面図である。
【００３７】
液晶表示装置１００は、図１（ａ）に示すように、液晶表示素子１０と、液晶表示素子１０の背面側（観察者とは反対側）に配置された照明装置（バックライト）２０とを有している。なお、図１（ａ）では紙面下方を観察者側として示している。
【００３８】
液晶表示素子１０は、公知の透過型の液晶表示素子であり、照明装置２０からの光を変調することによって表示を行う。液晶表示素子１０は、典型的には、一対の基板と、これらの基板間に設けられた液晶層とを有している。
【００３９】
照明装置２０は、点状光源としての複数のＬＥＤ光源２１と、ＬＥＤ光源２１が実装されたフレキシブル基板（可撓性配線基板）２２と、ＬＥＤ光源２１からの光を被照射物である液晶表示素子１０に導く導光板２３と、フレキシブル基板２２および導光板２３を保持する枠体２４とを備えている。
【００４０】
導光板２３は、ポリカーボネートやポリメチルメタクリレートなどの透明樹脂を用いて形成されており、ＬＥＤ光源２１からの光が入射する入射面２３ａと、入射面２３ａから入射した光が出射する出射面２３ｂとを有している。典型的には、出射面２３ｂまたは出射面２３ｂに対向する面にドットパターンやシボパターンあるいはプリズム構造が形成されており、そのことによって、入射面２３ａから入射した光が出射面２３ｂのほぼ全体から面状に出射する。本実施形態では、導光板２３の出射面２３ｂ側には、出射面２３ｂからの光の進行方向を液晶表示素子１０の表示面法線方向に近付けて輝度を向上するための光学シート２５が配置される。また、導光板２３に対して出射面２３ｂとは反対側に反射シート２６が配置される。
【００４１】
複数のＬＥＤ光源２１は、導光板２３の入射面２３ａに対向するように設けられており、入射面２３ａの長手方向に沿って所定の間隔で配置されている。これらのＬＥＤ光源２１は、フレキシブル基板２２上に実装されており、フレキシブル基板２２を介して電力を供給される。ＬＥＤ光源２１としては、ここでは、発光方向（光の出射方向）が実装面に対して垂直であるトップビュータイプの白色ＬＥＤを用いる。
【００４２】
枠体２４は、導光板２３の外側に配置され、導光板２３およびフレキシブル基板２２を保持している。枠体２４は、図１（ｂ）に示したように、導光板２３の外側に配置される厚肉部２４ａと、厚肉部２４ａから内側に向かって延設された薄肉部２４ｂとを有している。枠体２４の厚肉部２４ａは、導光板２３の入射面２３ａに対向する対向面２４ａ’を有している。対向面２４ａ’は、ここでは導光板２３の入射面２３ａに平行である。
【００４３】
フレキシブル基板２２は、枠体２４が有する対向面２４ａ’上に固定されている。本実施形態では、フレキシブル基板２２は、対向面２４ａ’に両面テープ２７を用いて接着されている。フレキシブル基板２２および枠体２４には、フレキシブル基板２２の位置決めおよび位置固定を好適に行うための位置決め構造が設けられていることが好ましい。位置決め構造としては、例えば、枠体２４に設けられた突起と、フレキシブル基板２２に設けられ、この突起に嵌合するあな（開口部）を用いることができる。フレキシブル基板２２上に、ＬＥＤ光源２１およびツェナーダイオードが半田を用いて実装されており、電力を供給する端子が支持されている。
【００４４】
ＬＥＤ光源２１、フレキシブル基板２２、光学シート２５および反射シート２６は、枠体２４と、これらの背面側に設けられたケース（筐体）２８とによって覆われている。
【００４５】
本発明による液晶表示装置１００においては、上述したように、枠体２４が、導光板２３の入射面２３ａに対向する対向面２４ａ’を有しており、この対向面２４ａ’上にフレキシブル基板２２が固定されている。ここで、図１（ａ）において、入射面２３ａの長手方向をＸ軸、導光板２３の入射面２３ａに直交する方向をＹ軸、導光板２３の厚さ方向をＺ軸とするＸＹＺ座標系を考える。フレキシブル基板２２は、枠体２４に固定されていない状態では、図５に示したフレキシブル基板５２２と同様に、その実装面に平行な面に対して反りやたわみが発生しやすいが、図１（ａ）および（ｂ）に示したように、フレキシブル基板２２が対向面２４ａ’上に固定されていると、フレキシブル基板２２の実装面が入射面２３ａに対向する（ここでは入射面２３ａおよびＺＸ面にほぼ平行）ので、図１（ａ）中のＸＹ面に対してフレキシブル基板２２の反りやたわみは発生しにくい。
【００４６】
従って、本発明による液晶表示装置１００においては、導光板２３の厚さ方向（すなわちＺ軸方向）に沿ったＬＥＤ光源２１の位置ずれの発生が抑制され、入射面２３ａの長手方向（ここではＹ軸方向）に沿ったＬＥＤ光源２１の配列の直線性が保たれる。そのため、光の利用効率の低下が抑制され、明るい表示が実現される。また、ＬＥＤ光源２１から導光板２３と光学シート２５との間に直接光が入射することによる表示品位の低下が抑制されるので、高品位の表示が実現される。
【００４７】
なお、上記説明では、フレキシブル基板２２の反りが発生しにくい方向と、導光板２３の厚さ方向との関係から本願発明の作用・効果を説明したが、フレキシブル基板２２を枠体２４の対向面２４ａ’に設けることによる作用・効果は、以下の観点からも説明できる。
【００４８】
枠体２４において、対向面２４ａ’は、表示装置の薄型化、大画面化に応じた構造的な制限を比較的受けにくい部位、すなわち、比較的肉厚な部位に設けることができる。例えば、対向面２４ａ’は、本実施形態のように、枠体２４の厚肉部２４ａに設けることができる。そのため、対向面２４ａ’上にフレキシブル基板２２を設けるという構成を採用することによって、フレキシブル基板２２を、枠体２４の比較的肉厚な部位、言い換えれば反りやたわみの発生しにくい部位で支持することが可能になり、フレキシブル基板２２の反りやたわみの発生自体が抑制される。従って、このことによっても、導光板２３の厚さ方向に沿ったＬＥＤ光源２１の位置ずれが抑制される。
【００４９】
なお、ここでは、バックライト２０を備えた透過型液晶表示装置を例として本発明を説明したが、本発明はこれに限定されず、透過反射両用型液晶表示装置のバックライトにも好適に用いられるし、反射型液晶表示装置のフロントライトにも好適に用いることができる。
【００５０】
また、本実施形態では、フレキシブル基板２２に実装される点状光源としてＬＥＤ光源２１を用いる場合を例示したが、本発明はこれに限定されない。
【００５１】
【発明の効果】
本発明によると、導光板の厚さ方向に沿った点状光源の位置ずれが抑制された照明装置が提供される。本発明による照明装置は、液晶表示装置の照明装置（バックライトやフロントライト）として好適に用いられ、本発明による照明装置を備えた液晶表示装置は、明るく、高品位の表示を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明による実施形態の液晶表示装置１００を模式的に示す分解斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）中の１Ｂ−１Ｂ’線に沿った断面図である。
【図２】（ａ）は、従来のバックライト５００を模式的に示す分解斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）中の２Ｂ−２Ｂ’線に沿った断面図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、従来のバックライト５００においてフレキシブル基板５２２の反りやたわみが発生している様子を模式的に示す斜視図である。
【図４】図３（ｂ）中の４Ａ−４Ａ’線に沿った断面図である。
【図５】フレキシブル基板に反り（たわみ）が発生している様子を模式的に示す図である。
【図６】枠体の薄肉部に反り（たわみ）が発生している様子を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１０  液晶表示素子
２０  照明装置（バックライト）
２１  ＬＥＤ光源（点状光源）
２２  フレキシブル基板（可撓性配線基板）
２３  導光板
２３ａ  入射面
２３ｂ  出射面
２４  枠体
２４ａ  厚肉部
２４ｂ  薄肉部
２４ａ’  対向面
２５  光学シート
２６  反射シート
２７  両面テープ
２８  ケース（筐体）
１００  液晶表示装置
【図１】
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【図２】
2004220887.tif 000004
【図３】
2004220887.tif 000005
【図４】
2004220887.tif 000006
【図５】
2004220887.tif 000007
【図６】
2004220887.tif 000008