(57)【要約】【課題】光源等を実装する必要がないためにコンパクトで低コストなガラス基板を有する液晶表示装置を提供。【解決手段】外部の駆動回路から供給される電力・制御信号を、下ガラス基板26の上面に実装されているIC（Integrated Circuit）22には、FPC（Flexible Printed Circuit）上側部分16を介して供給する。一方、光源12は、下ガラス基板26の下面ではなく、FPC上側部分16から分岐しているFPC下側部分18の下面に実装されていて、同部分18を介して、外部の駆動回路から電力・制御信号の供給を受ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と導光板とを有するバックライトからの光がガラス基板を通して液晶層に照射される液晶表示装置において、該装置は、
前記光源を搭載し、該光源が前記導光板の受光面に光を照射可能な位置に該光源を配置する部材と、
該部材に設けられ前記光源に接続される光源用導電手段とを含み、
これによって、前記ガラス基板を経由することなく前記光源に電力を供給することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液晶表示装置において、前記部材はFPC（Flexible Printed Circuit）であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の液晶表示装置において、前記部材は、
前記ガラス基板のうち液晶層に面する側の面に接続される第１の部分と、
第１の部分から分岐していて、前記光源を搭載し、該光源が前記導光板の受光面に光を照射可能な位置に該光源を配置する第２の部分とを含み、
前記光源用導電手段は、第２の部分から第１の部分を経由して前記光源の電源まで到達することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
請求項３に記載の液晶表示装置において、前記部材の第１の部分には、前記ガラス基板のうち液晶層に面する側の面に実装された素子に接続される素子用導電手段が設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載の液晶表示装置において、前記部材の第２の部分は平板状の部位を有し、該部位のうち前記ガラス基板に面しない側の面に前記光源は搭載されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかにに記載の液晶表示装置において、前記光源はLED（Light Emitting Diode）であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかにに記載の液晶表示装置において、前記光源は前記導光板と実質的に平行な方向に光を照射する位置に配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
請求項７に記載の液晶表示装置において、該装置はさらに、前記光を前記導光板に拡散させる凹レンズを含むことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項９】
請求項１ないし６のいずれかに記載の液晶表示装置において、前記光源は前記導光板に実質的に垂直な方向に光を照射する位置に配置されていて、前記装置はさらに、前記光を前記導光板に拡散させる反射板を含むことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的な液晶表示装置は、非特許文献１ないし３に記載のように、液晶層が１対のガラス基板ではさまれ、さらにそれが１対の偏光板ではさまれ、下側の偏光板の裏にバックライトが設置される構造を有する。バックライトは、主として、発光ダイオード（LED; Light Emitting Diode）や蛍光ランプ（熱陰極管や冷陰極管）などの光源、導光板および反射シートで構成され、光源からの光を面光源にして下側の偏光板へ照射する。
【０００３】
光源は、従来、下側のガラス基板の下面に設置されることが多く、非特許文献２に記載のように、光源からの光は水平方向に導光板に向かって照射される。そして光は、導光板に設けられた光反射用ドットにおいて露出している反射シートによって、面光源として下側の偏光板へ照射される。
【特許文献１】特開２００３−１３１２２２号公報
【非特許文献１】電子情報通信学会編、「エンサイクロペディア  電子情報通信ハンドブック」、第１版、株式会社オーム社、１９９８年１１月、ｐ．６１５
【非特許文献２】株式会社日立製作所、“LCD-液晶ディスプレイ（表示装置）用バックライト光学設計技術-総合技術マーケットi-engineering”、［online］、２００２年、［平成１７年９月１６日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.englink21.com/i-eng/guest/90pl0002.htm＞
【非特許文献３】シャープ株式会社、“液晶用語集”、［online］、２００５年、［平成１７年９月１６日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.sharp.co.jp/products/lcd/glossary/file6.html#kana-ha-4＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、光源が上述のように液晶表示装置下側のガラス基板下面上に実装された場合、光源に電力または駆動信号を供給するための光源用導電パターンを、同ガラス基板の下面から縁を経由して上面まで引き延ばし、外部の駆動回路と接続しなければならない。とりわけガラス基板の縁を通す際には、リード線等が必要になり、取扱上の煩わしさが生じる。
【０００５】
また通常、下側のガラス基板の上面には、液晶駆動用のドライバIC（Integrated Circuit）が実装されるため、同ガラス基板は、上面にIC、下面に光源という両面実装が必要となる。しかしかかる両面実装は製造工数の増加につながり、コストアップの要因となってしまう。
【０００６】
特許文献１は、光源自体を下側のガラス基板の上面に取り付けたバックライト構造を開示している。かかる構造によれば、上述の問題は一応、解決する。すなわち、光源用導電パターンを、リード線等を用いてガラス基板の下面から縁を通して上面まで引き延ばす必要がないから取扱上の煩わしさはないし、ガラス基板を両面実装とする必要がないから工数も増大しない。
【０００７】
しかし特許文献１の場合、依然として光源はガラス基板に設置されるため、ガラス基板の上面には光源用導電パターンを設ける必要がある。したがって、ガラス基板は、光源用導電パターン用に一定の面積を供する面積の広いものにならざるを得ない。
【０００８】
また、特許文献１における光源の光は、他の一般的な従来技術における光源からの光が水平方向に導光板に向かって直接照射されるのとは異なり、下側のガラス基板を透過した後に反射鏡によって導光板へ与えられる。したがって、ガラス基板を透過する分だけ光の強度が弱まることが避けられない。
【０００９】
本発明はこのような課題に鑑み、取扱の煩わしさも製造工数の増大もなく、しかもガラス基板はコンパクトであり、光源からの光の強度も低下しない、液晶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】
【００１０】
本発明は上述の課題を解決するために、光源と導光板とを有するバックライトからの光がガラス基板を通して液晶層に照射される液晶表示装置において、装置は、光源を搭載し、光源が導光板の受光面に光を照射可能な位置に光源を配置する部材と、この部材に設けられ光源に接続される光源用導電手段とを含み、これによって、ガラス基板を経由することなく光源に電力を供給する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、光源はガラス基板に設置されず、上記部材であるFPC（Flexible Printed Circuit）に設置されるため、光源への制御信号や電力供給を行なう光源用導電パターンは、FPCのみを介して外部の駆動回路へ接続される。したがって、ガラス基板に光源用導電パターンを設ける必要がないし、従来行なわれていたガラス基板の上下面をリード線で接続する必要もない。これらにより、ガラス基板はコンパクト化され、取扱上の煩わしさもない。
【００１２】
また、ガラス基板は、必要に応じてその上面にICのみを実装する片面実装となるから、従来技術のようにガラス基板の上面にIC、下面に光源という両面実装の場合と比較して、製造工数も少なくなり、コストの低減が可能である。
【００１３】
なお、ICの機能を、FPCの一端が接続する駆動回路に持たせる、あるいは駆動回路にICを設置する、あるいはICそのものを駆動回路と同様に液晶表示装置の外部に設置し、ICからの信号をFPCを介して供給することもできる。これにより、ICをガラス基板に設ける必要がなくなり、ガラス基板をさらにコンパクト化することも可能である。
【００１４】
そして、凹レンズを導光板の受光面に設置することにより、光の拡散効率を高め、より輝度の高い液晶表示装置が実現できる。
【００１５】
また、光源を導光板の上部に配置し、２つの反射板によって光源の光を拡散させることによって、光の拡散効率が高まり、光源の厚さも光源を側面に設置した場合よりも薄くすることができ、液晶表示装置の薄型化が可能となる。このとき、特許文献１と同様に、光は導光板の上から導光板に垂直に照射されるものの、特許文献１と異なり、光がガラス板を透過することはないため、光の強度は弱まらない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に添付図面を参照して本発明による液晶表示装置の実施例を詳細に説明する。各図面において、本発明に直接関係のない要素は図示を省略し、同様の要素は同一の参照符号によって指示する。
【実施例１】
【００１７】
図１は、本発明による液晶表示装置の第１の実施例を示す構成図である。本実施例の特徴的な構成要素は、後述するFPC（Flexible Printed Circuit）16、18であるが、これは後述することとし、先に他の構成要素について説明する。
【００１８】
図１に示すように、液晶表示装置10は、一対のガラス基板、すなわち上ガラス基板24と下ガラス基板26とを有し、これらの間には、図１では図示を省略しているが隙間があり、この隙間には、液晶層が存在する。液晶層には、図示しない液晶物質が封止材によって封入されている。液晶物質は、結晶（固体）と液体の中間の状態にあり、互いの分子は一定の方向に配列されているが、分子の重心の位置に関しては三次元的秩序が保たれていない状態である。
【００１９】
図１に示すように、液晶表示装置10は、一対の偏光板、すなわち上偏光板50と下偏光板52とを有し、これらによって上下のガラス基板24、26ははさまれている。上下の偏光板50、52は、特定方向の波長の光しか透過させない性質を有するフィルムである。上下の偏光板50、52は、例えば、下偏光板52を透過する光が図示しない液晶物質内で90度ねじれなければ、上偏光板50を透過できないように設置されている。
【００２０】
図１に示すように、液晶表示装置10は、下偏光板52の下側に集光シート36を含み、この集光シート36は、後述の導光板32に入光する光を導光板32に入光する向きに垂直な光として透過させ、液晶表示装置10の輝度を向上させるシートである。
【００２１】
図１に示すように、液晶表示装置10は、光源12、集光シート36のさらに下側にある導光板32および反射シート38で構成されるバックライトを有する。光源12はLED（Light Emitting Diode）や蛍光ランプ（熱陰極管や冷陰極管）としてよい。光源12は、後述するFPC（Flexible Printed Circuit）の下側部分18を経路とする給電線・制御線によって、電力・制御信号を供給され、発光し制御される。光源12は、本実施例ではLEDを想定しているが、省電力で小さく十分に発光するものであれば、いかなるものでも構わない。光源12は導光板32と実質的に平行な方向、つまり導光板32のうち集光シート36や後述の反射シート38に面する広い面35または37と実質的に平行な方向に光を照射する位置に配置されている。言いかえれば、図１における水平な方向に光は照射される。
【００２２】
導光板32は、透明なアクリル樹脂等のプラスチック板としてよく、表面に施された特殊な加工によって、端面（受光面）34より入光する光を均一に面発光させる板である。光源12の光は導光板32の端面である受光面34から入光し、導光板32の上面に設置されている集光シート36を透過する。導光板32の下面には光を反射する反射シート38が設置されていて、反射シート38は、導光板32に設けられた図示しない光反射用ドットにおいて露出している。反射シート38は、反射率の高い銀金属やアルミ金属としてよいが、薄くて光を反射させるものであれば、いかなるものであっても構わない。光源12からの光は、この露出した反射シート38によって拡散され、面光源として、導光板32から、集光シート36、下偏光板52および下ガラス基板26を通して図示しない液晶層に照射される。
【００２３】
図１に示すように、液晶表示装置10は、IC 22を含む。IC 22は下ガラス基板26の上面、すなわち液晶層に面する側の面に実装されている。IC 22は、後述のFPC上側部分16から供給される制御信号を基に、上ガラス基板24と下ガラス基板26との間に封入されている図示しない液晶物質に電圧をかけることによって、液晶表示を制御する素子である。
【００２４】
液晶表示の制御は、白黒表示の制御を以下のように行なう。すなわち、IC 22によって、ガラス基板24、26の間の図示しない液晶物質に電圧を加えない場合は、下偏光板52からの偏光は、液晶の中で90度ねじれ、上偏光板50を透過し、「白」に見える。一方、IC 22によって、ガラス基板24、26の間の図示しない液晶物質に電圧を加える場合は、下偏光板52からの偏光は、液晶の中でねじれることなく直進し、上偏光板50を透過できず、「黒」に見える。液晶表示装置10はカラー表示も可能であることは言うまでもなく、その場合は、図示しないが、液晶層と上ガラス基板24との間にカラーフィルタを挿入すればよい。
【００２５】
図１に示すように、液晶表示装置10は、ケース56を含む。ケース56は、液晶表示装置10が有する反射シート38から光源12、導光板32、集光シート36および下偏光板52までを覆って保護するものである。
【００２６】
ここで本実施例の特徴的な構成であるFPC（Flexible Printed Circuit）16、18の構成について説明する。液晶表示装置10が有するFPC 16、18は、ポリイミドフィルムをベースにCu（銅）電極をパターニングした回路基板である。FPC 16、18は弾力性があり、一定の範囲で折り曲げようとしても、元の形状に戻る性質がある。
【００２７】
図２は図１に示すFPCを、簡単のため単独で示し、これを上から見た構成図である。FPC 16、18は、図２に示すように、一体的に構成されていて、第１の部分すなわち上側部分16から第２の部分すなわち下側部分18が分岐した形状を有する。そして、同じく図２に示すように、上側部分16と下側部分18とは高さが異なる。すなわち、上側部分16は屈曲して上方の位置に延びている一方、分岐した下側部分18は、実質的にそのままの高さを保ち、下方に略Ｌ字型の平板状の形状を有して延びている。
【００２８】
図３は図１に示すFPCと下ガラス基板との位置関係を上から見た図である。図３に示すように、上方に延びている上側部分16と、分岐した下方に延びている略Ｌ字型の下側部分18とによって、下ガラス基板26は、上下からはさまれている。
【００２９】
図３に示すように、下ガラス基板26のうち図示しない液晶層に面する側の面（上面）に上側部分16は接続されている。上側部分16には、この下ガラス基板26の上面に実装されたICなどの素子に接続される図示しない素子用導電パターンが設けられている。素子用導電パターンは、図示しない駆動回路から供給される制御信号と電力とをIC 22に供給する。
【００３０】
図４は図１に示すFPCを、簡単のため単独で示し、これを下から見た構成図である。上側部分16から分岐した下側部分18は略Ｌ字型の平板状であり、その下面に１つ以上の光源12が搭載されている。
【００３１】
図５は図１に示すFPCと下ガラス基板との位置関係を下から見た図である。図１にも示すように、光源12は、下側部分18によって、光源12が導光板32の受光面34に光を照射可能な位置に配置されている。
【００３２】
本実施例では、略Ｌ字型の平板状の下側部分18の下面、すなわち下ガラス基板26に面しない側の面に、１つ以上の光源12が搭載されている。しかし、光源12は、導光板32の受光面34に光を照射可能な位置に配置されている限り、下側部分18の上面に搭載してもよい。
【００３３】
図５に示すように、略Ｌ字型の平板状の下側部分18の下面には、光源12に接続される光源用導電パターン20が設けられていて、これは、図示しないが、下側部分18から上側部分16を経由して光源12の電源まで到達する。なお光源用導電パターン20が光源12に供給するのは電力だけでなく、駆動信号を含めてよいことは言うまでもない。したがって、光源用導電パターン20は、電源だけでなく、図示しない駆動回路まで延ばしてもよい。
【００３４】
以上に説明した、上側部分16の上面に設けられる、IC 22用の図示しない素子用導電パターンと、下側部分18の下面に設けられる、光源12用の導電パターン20とは、ともに、共通の電源または駆動回路まで延ばしてよい。すなわち、FPC 16、18が一体的になったところでいずれかのパターンが設けられている所にまとめあげ、共通の電源または駆動回路まで延ばしてよい。
【００３５】
以上のように構成されている、本発明による液晶表示装置の第１の実施例の動作および作用効果について説明する。図示しない駆動回路から制御信号と電力とがFPC 16、18に供給され、FPCの上側部分16は制御信号と電力とをIC 22に供給し、FPCの下側部分18は制御信号と電力とを光源用導電パターン20を介して光源12に供給する。このとき、光源用導電パターン20はFPCの下側部分18のみを通って光源12に到達し、下ガラス基板26を経由することなく、光源12に制御信号と電力とを供給する。またIC 22への制御信号・電力は別途、FPCの上側部分16に設置された図示しない素子用導電パターンによって供給されるため、下ガラス基板26の上下面をリード線で接続する必要もない。
【００３６】
また、図１ではIC 22を下ガラス基板26の上面に設置してあるが、IC 22の機能をFPC 16、18が一体化した後に到達する図示しない駆動回路に持たせてもよい。あるいは、駆動回路にIC 22を移動させてもよい。このようにすれば、液晶表示装置10の外部から制御信号をFPC 16、18を介して装置10に供給可能となる。これにより、IC 22をガラス基板28に設ける必要はなくなり、ガラス基板28のさらなるコンパクト化が実現できる。
【実施例２】
【００３７】
図６は本発明による液晶表示装置の第２の実施例を示す構成図である。以下、図６に基づき、第１の実施例との相違点のみを説明する。図６に示すように、本実施例における液晶表示装置100は、光源12からの光を導光板32に拡散させる凹レンズ30を含む点で、図１に示す第１の実施例と異なる。凹レンズは導光板32の受光面34に設置されている。凹レンズ30は、光源12から照射される放射光の拡散効率を上げるレンズである。これによって、液晶表示装置10の輝度の向上が可能となる。なお図６には凹レンズ30として平凹レンズを示しているが、両平凹レンズやメニスカス凹レンズとしてもよい。
【実施例３】
【００３８】
図７は本発明による液晶表示装置の第３の実施例を示す構成図である。以下、図７に基づき、第１の実施例との相違点のみを説明する。図７に示すとおり、液晶表示装置200では、第１の実施例と異なり、光源12を、導光板32の上部に設置している。すなわち、光源12は、導光板32に実質的に垂直な方向、つまり、導光板32の面35または37に実質的に垂直な方向に光を照射する位置に配置されている。これに応じて、導光板32の受光面58も、上方を向き、上方から到来する光源12からの光を受光する。この場合、光源12の横長の姿勢となるため、第１の実施例のように光源12を導光板32の側方に設置して縦長の姿勢とした場合より、液晶表示装置200全体を薄くすることができる。
【００３９】
液晶表示装置200はさらに２つの反射板42、44を備え、これらは、反射率の高い鏡もしくは金属としてよい。反射板42は、図７に示すように、導光板32の面35から面37にかけて湾曲した形状を有する。本実施例では、かかる形状に対応して、反射シート38の形状も湾曲させている。あるいは、反射板42は、まっすぐな形状で単に傾斜させておいてもよいが、いずれにせよ、光源12によって上方から到来する光を反射し、他方の反射板44に向けて反射させるよう、配置されている。
【００４０】
反射板44は、導光板32の上部に設置されていて、入射された光を導光板32の内部へと反射させる反射率の高い鏡もしくは金属である。このような反射板42、44によって、光源12から到来する光の拡散効率が高まる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明による液晶表示装置の第１の実施例の構成図である。
【図２】図１に示すFPCを単独で上から見た構成図である。
【図３】図１に示すFPCと下ガラス基板との位置関係を上から見た図である。
【図４】図１に示すFPCを単独で下から見た構成図である。
【図５】図１に示すFPCと下ガラス基板との位置関係を下から見た図である。
【図６】本発明による液晶表示装置の第２の実施例の構成図である。
【図７】本発明による液晶表示装置の第３の実施例の構成図である。
【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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