(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルの背面に設置され、少なくとも前記液晶表示パネルに対向する面とは反対側の面に反射パターンを有する導光体と、
前記導光体の一側壁に密接して配置された発光素子と、
前記導光体と前記発光素子を収容保持する略枠状のモールドケースを備え、
前記モールドケースの前記発光素子を収容する第１の辺に対向する第２の辺自体が前記導光体を当該発光素子側に押圧する弾性保持構造であり、
前記モールドケースの前記第１の辺と前記第２の辺以外の２辺も弾性保持構造であり、
該弾性保持構造は、前記辺の一部を前記導光体側に湾曲させて形成した１又は複数の湾曲突起であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記モールドケースの前記発光素子を収容する辺に、当該発光素子を個別に収容する凹部を有する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】
前記発光素子は、前記導光体の前記液晶表示素子とは反対側に設置されるプリント基板に植立させて実装したことを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記液晶表示パネルの表示領域を露呈する開口を有し、前記液晶表示パネル側から前記導光体と前記発光素子を収容したモールドケースと前記プリント基板とを保持して一体的化する金属ケースを有することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に係り、特に光源として発光ダイオード等の固体発光素子をサイドエッジに配置した導光体を有する液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話機や携帯情報端末などの小型情報端末では、その表示デバイスとして省電力かつ小型軽量である液晶表示装置を採用するのが一般的である。この液晶表示装置には、液晶表示パネルに形成した電子潜像を可視化するための照明手段として外光を利用したもの、液晶表示パネルの背面あるいは前面に補助照明装置を設置したものがある。液晶表示パネルの背面に設置する補助照明装置はバックライトと称し、前面に設置する補助照明装置はフロントライトと称している。
【０００３】
この種の携帯端末の補助照明装置用の光源としては、表示画面サイズが比較的大きなノートパソコンなどのように冷陰極蛍光ランプを側壁（サイドエッジ）に配置した導光体を有するものもあるが、携帯電話機や小型携帯情報端末（所謂、ＰＤＡ等）には上記冷陰極蛍光ランプに代えて消費電力が少ない発光ダイオード（ＬＥＤ）に代表される固体発光素子が多く用いられている。
【０００４】
図８は導光体に発光素子として発光ダイオードを用いたバックライトを有する液晶表示装置の要部構成例を模式的に説明する断面図である。この種のバックライトは、液晶表示パネルＰＮＬの背面に設置された導光体ＧＬＢの側壁（サイドエッジ）に対向させて発光ダイオードＬＥＤが設けられている。ここでは、発光ダイオードＬＥＤはプリント基板ＰＣＢに植立させて実装している。
【０００５】
プリント基板ＰＣＢは硬質プリント基板、あるいはフレキシブルプリント基板であり、背面（発光ダイオードＬＥＤと反対面）に駆動ＩＣや他の電子部品などが実装されている。発光ダイオードＬＥＤは、その発光部Ｅを導光体ＧＬＢのサイドエッジに接して配置される。発光ダイオードＬＥＤの発光部Ｅから出光した光はこの側壁を入光面として導光体ＧＬＢに導入される。なお、プリント基板５に対するＬＥＤの実装に関連する従来技術を開示したものとして、特開２０００−７７７２４号公報があるが、液晶表示装置との関連についての開示はない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
発光ダイオードＬＥＤはプリント基板ＰＣＢに実装されて導光体ＧＬＢに入光面に対向させて配置されるが、このとき、発光ダイオードＬＥＤ（の発光部Ｅ）と導光体ＧＬＢとが密接していないと、両者の隙間から光漏れが生じ、あるいはこの隙間で乱反射が起こり、光の利用効率が低下して液晶表示パネルの表示画面の輝度向上を阻害する。
【０００７】
また、発光ダイオードＬＥＤは点光源であるため、導光体ＧＬＢの入光面に導入される光の輝度は局所的な明るさをもつものとなり、液晶表示パネルの表示画面を一様に照明することが困難となる。本発明の目的は、発光ダイオード等の発光素子の放射光を効率よく導光体に導入して一様に明るい表示画面を得ることができる液晶表示装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、導光体と発光ダイオード等の発光素子を収容するモールドケースに当該導光体の入光面に発光ダイオード等の発光素子を密接させる構造を付与し、導光体の両面に反射パターンを有することを特徴とする。反射パターンは、導光体の背面（液晶表示パネルに対向しない主面）のみに形成してもよく、また導光体の主面において反射パターンを上記発光ダイオード等の発光素子が設けられた側から離間させてもよい。本発明の代表的な構成を記述すれば下記のとおりである。
【０００９】
（１）、液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルの背面に設置されて両面に反射パターンを有する導光体と、前記導光体の側壁に密接して配置された発光素子と、前記導光体と前記発光素子を収容保持する略枠状のモールドケースを備え、
前記モールドケースの前記発光素子を収容する辺の対辺自体に前記導光体を当該発光素子側に押圧する弾性保持構造を有せしめた。
【００１０】
モールドケースに発光素子と導光体を収容した状態で、当該モールドケースの発光素子を収容する辺の対辺に設けた弾性保持構造により導光体は発光素子方向に押圧されて保持される。これにより、発光素子は導光体の入光面に密接しするため、当該発光素子の放射光は両者の間で漏れや反射を起こすことなく導光体の内部に効率よく導入される。また、導光体の両面の反射パターンで反射、拡散を繰り返し、液晶表示パネルに一様な照明光を与えることができる。
【００１１】
（２）、（１）において、前記モールドケースを弾性材で構成し、前記弾性構造を前記対辺の一部が前記導光体側に湾曲して形成された１又は複数の湾曲突起とした。
【００１２】
湾曲突起は、それ自体の弾性で導光体を発光素子の方向に押圧し、導光体の入光面に発光素子を密接させる。この湾曲突起は導光体の当該対辺の中央部分に１個設けてもよく、また当該対辺に沿って２またはそれ以上の個数で均一に配置してもよいが、発光素子の設置個数に応じて、それぞれに対向する位置に設けることが望ましい。
【００１３】
（３）、（１）または（２）において、前記モールドケースの前記発光素子を収容する辺に当該発光素子を個別に収容する凹部を有せしめた。
【００１４】
この凹部に発光素子が上記対辺方向、および隣接辺方向共に移動しないように収めることで、湾曲突起による押圧で発光素子の実装位置の変動が素子され、導光体の入光面との間に傾斜した隙間が生じないようにすることができる。
【００１５】
（４）、（１）乃至（３）の何れかにおいて、前記発光素子を前記導光体の前記液晶表示素子とは反対側に設置されるプリント基板に植立して実装した。
【００１６】
モールドケースへの導光体と発光素子の収納時、先ずプリント基板に実装された発光素子が所定の辺側に収まるように当該モールドケースの背面から取付ける。その後、導光体の入光面を発光素子に当接させるように、かつ上記対辺に有する湾曲突起等の弾性構造の弾性に抗して嵌め込むことのみでモールドケースへのプリント基板の組立てが完了する。
【００１７】
（５）、（１）乃至（４）の何れかにおいて、前記液晶表示パネルの表示領域を露呈する開口を有する金属ケースを備え、前記液晶表示パネル側から前記導光体と前記発光素子を収容したモールドケースと前記プリント基板とを上記金属ケースで保持して一体的化した。
【００１８】
この金属ケースの抱持構造で液晶表示パネルとモールドケースおよびプリント基板が一体化された液晶表示装置を得るとができる。金属ケースの抱持による固定構造としては、当該金属ケースの側壁先端部にプリント基板の背面側に折り曲げ爪などの既知のかしめ固定手段を設けることが望ましい。
【００１９】
また、モールドケースの側面に開口または突起を設け、金属ケースにこの突起に対応した突起または開口を形成して両者を係止させることで、モールドケースと金属ケースを固定させる構造を採用することもできる。
【００２０】
上記の各構成により、発光ダイオード等の発光素子の放射光を効率よく導光体に導入して表示画面に輝度むらがなく、一様に明るい表示画面を得ることができる液晶表示装置を提供することができる。本発明に用いる液晶表示パネルは、所謂単純マトリクス方式、薄膜トランジスタ型等のアクティブ・マトリクス方式の液晶パネル、その他の各種方式の液晶表示パネルでよい。
【００２１】
さらに、導光体を有するフロントライトを用いた液晶表示装置についても、その発光素子を導光体の入光面に密接する構造において、同様の構成とすることができる。この場合、モールドケースは液晶表示パネルの表示画面側に設置され、プリント基板は液晶表示パネルの背面に設置される。また、液晶表示パネルのサイズも携帯電話や携帯情報端末等の小サイズに限らず、比較的大サイズの液晶パネルにも適用できる。
【００２２】
そして、本発明は、上記の構成、および後述する実施例の構造に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱することなく種々の変更が可能であることは言うまでもない。
【発明の実施の形態】
【００２３】
以下、本発明の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第１実施例を説明するための液晶表示パネルや金属ケースを除いた要部構成の展開斜視図である。モールドケースＭＬＤは略矩形の枠状体である。このモールドケースＭＬＤは全体として弾性を有する樹脂材料で形成されている。第１辺ＬＷ１の内壁には発光素子としての発光ダイオードの収容部ＡＶ１，ＡＶ２が形成されている。第１辺ＬＷ１の対辺である第２辺ＬＷ２には内側に突出する湾曲突起ＰＪ１，ＰＪ２が形成されている。
【００２４】
第１辺ＬＷ１，第２辺ＬＷ２に隣接する第３辺ＬＷ３，第４辺ＬＷ４は平行な内壁ＳＷ１，ＳＷ２を有する。参照符号ＧＬＢは透明樹脂からなる導光体であり、モールドケースＭＬＤの発光ダイオードの収容部ＡＶ１，ＡＶ２側が入光面ＬＰとなっている。そして、両面には、後述する反射パターンが形成されている。この反射パターンは白色塗料のドットあるいはストライプ印刷、または溝（シボ）で構成される。
【００２５】
本実施例においては、発光素子として２個の発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２を使用しており、その発光部Ｅ１，Ｅ２が導光体ＧＬＢに向くようにプリント基板ＢＣＢに植立して実装されている。プリント基板ＰＣＢは硬質プリント基板でもよいが、本実施例ではフレキシブルプリント基板を用いており、背面に駆動ＩＣ、その他の電子部品が実装されている。
【００２６】
図２は図１に示したモールドケースに導光体を収容して発光ダイオードを実装したプリント基板を組合せて一体化した状態の説明図であり、同図（ａ）は平面図、同（ｂ）は同（ａ）のＡ−Ａ’線に沿った断面図を示す。図１と同一参照符号は同一機能部分に対応する。組立ては、先ずモールドケースＭＬＤの発光ダイオードの収容部ＡＶ１，ＡＶ２に発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２が収まるようにプリント基板ＰＣＢを取付ける。図２では、収容部ＡＶ１，ＡＶ２の第１辺ＬＷ１に沿った方向のサイズが発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２のそれよりも大きく示してあるが、当該方向に発光ダイオードの動きを規制したい場合は、このサイズを発光ダイオードの対応サイズに近似する大きさとする。
【００２７】
プリント基板ＰＣＢの取付け後、導光体ＧＬＢの入光面（図１参照）を発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の発光部に当接させて、かつ第２辺ＬＷ２に有する湾曲突起ＰＪ１，ＰＪ２に抗してモールドケースＭＬＤに押し込む。導光体ＧＬＢの入光面と隣接する辺の動きは第３辺ＬＷ三，第４辺ＬＷ４の内壁面ＳＷ１，ＳＷ２（図１参照）で規制される。
【００２８】
このような構造としたことにより、導光体ＧＬＢには湾曲突起ＰＪ１，ＰＪ２の弾性で発生する矢印Ｆで示した押圧力が常に加わり、その入光面ＬＰ（図１参照）は発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の発光部に密接し、この密接が常時維持される。したがって、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の発光部から放射される光が導光体ＧＬＢの外に漏れることがなく、また両者の間で反射することなく、有効に導光体ＧＬＢの内部に導入される。
【００２９】
図３は本発明による液晶表示装置の第１実施例に用いる導光体の両面に有する反射パターンの説明図であり、発光ダイオードと共に導光板の背面を示す。本実施例では、反射パターンＲＰとして両面で格子状の多数の溝を形成しているが、裏面のみに反射パターンを形成してもよい。この反射パターンＲＰは、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の発光部の近傍領域ＬＰＺ１，ＬＰＺ２には設けない場合も有る。
【００３０】
これにより、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の発光部の近傍領域ＬＰＺ１，ＬＰＺ２での液晶表示パネル方向への反射光の量が抑制されて、当該近傍領域ＬＰＺ１，ＬＰＺ２に対応した液晶表示パネルへの照明光量が大であることによる局部的な高輝度部分が無くなり、液晶表示パネルの画面を一様に照明することができる。
【００３１】
図４は本発明による液晶表示装置の第２実施例を説明する展開斜視図である。本実施例は、前記実施例で説明したモールドケースＭＤＬの側面に金属ケースＳＨＣとの係合構造を付加したものである。なお、液晶表示パネルは点線で示した。モールドケースＭＤＬの導光体ＧＬＢおよび発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２を実装したプリント基板ＰＣＢの組立て構造は図１乃至図４と同様である。
【００３２】
本実施例は、モールドケースＭＤＬの側壁に開口ＨＬを形成してある。一方、金属ケースＳＨＣは表示領域を露呈する窓Ｗを有し、その上記モールドケースＭＤＬの開口ＨＬに対応する側壁には突出部ＤＴが形成されている。また、金属ケースＳＨＣの側壁先端部にプリント基板ＰＣＢの背面側に折り曲げる爪ＮＬを有する。この爪ＮＬを設ける当該金属ケースＳＨＣの側壁位置は図示した位置に限らず、またモールドケースＭＤＬの側壁に設ける開口ＨＬも、図示の位置に限らない。
【００３３】
プリント基板ＰＣＢを組み合わせたモールドケースＭＬＤと液晶表示パネルＰＮＬを重ね合わせ、金属ケースＳＨＣの突出部ＤＴをモールドケースＭＬＤの開口に係合させる。その後、金属ケースＳＨＣの側壁先端部に設けた爪ＮＬをプリント基板ＰＣＢの背面の折り曲げてかしめる。これにより、液晶表示パネルＰＮＬとモールドケースＭＬＤおよびプリント基板ＰＣＢを一体的に固定した液晶表示装置が得られる。なお、モールドケースＭＬＤの側壁側に突出部を設け、金属ケースＳＨＣ側に開口を形成してもよく、また、これらの開口に代えて凹部としてもよいことは言うまでもない。
【００３４】
図５は本発明による液晶表示装置の第３実施例を説明するためのモールドケースに導光体と発光ダイオードを収納した平面図である。前記実施例では、モールドケースＭＬＤの第２辺ＬＷ２に複数（２個）の湾曲突起ＰＪ１，ＰＪ２を形成したが、本実施例では、この湾曲突起を当該第２辺ＬＷ２の略全体が導光体ＧＬＢ側に緩やかに突出する湾曲突起ＴＷとした。この湾曲突起は湾曲形状と言い換えることもできる。他の構成は第１実施例と同様である、また金属ケースを取り付ける構造も図２と同様である。
【００３５】
本実施例も同様に、プリント基板ＰＣＢの取付け後、導光体ＧＬＢの入光面（図１参照）を発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の発光部に当接させて、かつ第２辺ＬＷ２に有する湾曲突起ＴＷに抗してモールドケースＭＬＤに押し込む。導光体ＧＬＢの入光面と隣接する辺の動きは第３辺ＬＷ三，第４辺ＬＷ４の内壁面ＳＷ１，ＳＷ２（図１参照）で規制される。
【００３６】
このような構造としたことにより、導光体ＧＬＢには湾曲突起ＴＷの弾性で発生する矢印Ｆで示した押圧力が常に加わり、その入光面ＬＰ（図１参照）は発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の発光部に密接し、この密接が常時維持される。したがって、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の発光部から放射される光が導光体ＧＬＢの外に漏れることがなく、また両者の間で反射することなく、有効に導光体ＧＬＢの内部に導入される。
【００３７】
図６は本発明による液晶表示装置の第４実施例を説明するためのモールドケースに導光体と発光ダイオードを収納した平面図である。本実施例は、モールドケースＭＬＤの第３辺ＬＷ３，第４辺ＬＷ４に図５と同様に当該第３辺ＬＷ３，第４辺ＬＷ４の略全体が導光体ＧＬＢ側に緩やかに突出する湾曲突起ＴＷを形成した。この湾曲突起は湾曲形状と言い換えることもできる。他の構成は第１実施例と同様である、また金属ケースを取り付ける構造も図２と同様である。
【００３８】
本実施例も同様に、プリント基板ＰＣＢの取付け後、導光体ＧＬＢの入光面（図１参照）を発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の発光部に当接させて、かつ第２辺ＬＷ２に有する湾曲突起ＰＪ１，ＰＪ２、および第３辺ＬＷ３，第４辺ＬＷ４の湾曲突起ＴＷに抗してモールドケースＭＬＤに押し込む。導光体ＧＬＢの入光面と隣接する辺の動きは第３辺ＬＷ三，第４辺ＬＷ４の湾曲突起ＴＷで規制されるため、導光体ＧＬＢは何れの方向での位置変動も確実に規制される。
【００３９】
このような構造としたことにより、導光体ＧＬＢには湾曲突起ＴＷの弾性で発生する矢印Ｆで示した押圧力が常に加わり、その入光面ＬＰ（図１参照）は発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の発光部に密接し、この密接が常時維持される。また、第３辺ＬＷ三，第４辺ＬＷ４の方向への動きの規制され、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の発光部から放射される光が導光体ＧＬＢの外に漏れることがなく、また両者の間で反射することなく、有効に導光体ＧＬＢの内部に導入される。なお、図６の第２辺ＬＷ２の湾曲突起ＰＪ１，ＰＪ２に代えて、図５で説明する湾曲突起ＴＷとしてもよい。
【００４０】
図７は本発明の液晶表示装置の全体構成例の詳細を説明するための展開斜視図であり、モールドケースは第１実施例で説明した構成のものを採用しているが、他の実施例のモールドケースを用いた場合も同様である。図１乃至図６の説明は、拡散シートやプリズムシート等の光学シート類は図示を省略したが、液晶表示パネルＰＮＬと導光体ＧＬＢの間には必要に応じて拡散シートＬＤＳやプリズムシートＰＲＳからなる光学シートＯＰＳが介挿される。
【００４１】
光学シートＯＰＳを構成する拡散シートＬＤＳやプリズムシートＰＲＳの間、光学シートＯＰＳと液晶表示パネルＰＮＬの間、あるいは導光体ＧＬＢと光学シートＯＰＳの間、導光体ＧＬＢとプリント基板ＰＣＢの間の各構成要素の間の所要部分にはスペーサや両面粘着テープ等の固定手段を介在させる場合があるが、理解を容易にするため図示は省略した。
【００４２】
本発明構成例では、液晶表示パネル１の背面に２枚のプリズムシートＰＲＳ、拡散シートＬＤＳが介在され、拡散シートＬＤＳの下側（背面）に導光体ＧＬＢを収容したモールドケースＭＬＤが配置されている。導光体ＧＬＢの下側には前記したＬＥＤや他の電子部品を実装したプリント基板ＰＣＢが位置している。
【００４３】
そして、これら液晶表示パネルＰＮＬ、光学シートＯＯＰＳ、導光体ＰＣＢや発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２などを実装したプリント基板ＰＣＢは図４で説明した金属ケースで保持されて一体の液晶表示装置に構成される。液晶表示パネル１に点線で示した領域は表示領域ＡＲを示し、導光体の照明領域とほぼ一致する。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、モールドケースに発光素子と導光体を収容した状態で、当該モールドケースの発光素子を収容する辺の対辺に設けた弾性構造により導光体は発光素子方向に押圧される。また、モールドケースの発光素子を収容する辺と隣接する辺に導光体を押圧する弾性構造を設けることにより、発光素子は導光体の入光面に密接し、また外部衝撃に対してもその位置が動くことがないため、発光素子の放射光が導光体の内部に効率よく導入され、高輝度で液晶表示パネルを照明することができる。
【００４５】
また、導光体の両面に有する反射パターンを、発光素子の設置部分近傍で調整することで、発光素子の近傍での輝度を低下させることができ、液晶表示パネルに一様な照明光を与えることができる液晶表示装置の提供が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液晶表示装置の第１実施例を説明するための液晶表示パネルや金属ケースを除いた要部構成の展開斜視図である。
【図２】図１に示したモールドケースに導光体を収容して発光ダイオードを実装したプリント基板を組合せて一体化した状態の説明図である。
【図３】本発明による液晶表示装置の第１実施例に用いる導光体の背面に有する反射パターンの説明図である。
【図４】本発明による液晶表示装置の第２実施例を説明する展開斜視図である。
【図５】本発明による液晶表示装置の第３実施例を説明するためのモールドケースに導光体と発光ダイオードを収納した平面図である。
【図６】本発明による液晶表示装置の第４実施例を説明するためのモールドケースに導光体と発光ダイオードを収納した平面図である。
【図７】本発明の液晶表示装置の全体構成例の詳細を説明するための展開斜視図である。
【図８】導光体に発光素子として発光ダイオードを用いたバックライトを有する液晶表示装置の要部構成例を模式的に説明する断面図である。
【符号の説明】
ＰＮＬ  液晶表示パネル
ＭＤＬ  モールドケース
ＬＷ１  モールドケースの第１辺
ＬＷ２  モールドケースの第２辺
ＬＷ３  モールドケースの第３辺
ＬＷ４  モールドケースの第４辺
ＡＶ１，ＡＶ２  発光ダイオードの収容部
ＰＪ１，ＰＪ２  湾曲突起
ＴＷ  穏やかな湾曲突起
ＳＷ１，ＳＷ２  内壁
ＧＬＢ  導光体
ＬＰ  入光面
ＲＰ  反射パターン
ＬＥＤ１、ＬＥＤ２  発光ダイオード
ＰＣＢ  プリント基板
ＳＨＣ  金属ケース。
【図１】
0003875891.tif 000002
【図２】
0003875891.tif 000003
【図３】
0003875891.tif 000004
【図４】
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【図５】
0003875891.tif 000006
【図６】
0003875891.tif 000007
【図７】
0003875891.tif 000008
【図８】
0003875891.tif 000009