(57)【要約】【課題】  厚さの拡大やショートの発生を抑えることができ、反射シートの垂れ下がりによる表示品位の低下や輝度低下を解消することが可能な照明ユニットを提供する。【解決手段】  導光板４、反射シート５、発光ダイオード２が実装されたフレキシブル配線基板３、及び筐体（金属フレーム７及びプラスチックフレーム８）を備える。発光ダイオード２の出光面は導光板４の端面と対向して配置される。フレキシブル配線基板３は、金属フレーム７の周囲に立ち上がり形成された側壁（外枠部７１）の内面に取り付け固定され、筐体（金属フレーム７）は、フレキシブル配線基板３の取り付け部近傍において他の部分に比べて高さ寸法が拡大されている。拡大された筐体内の空間（底板部７２の凹部７２ａ）に反射シート５の端部５ａを支持する支持部材１０が挿入されている【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の導光板と、
前記導光板の下面に接して配置される反射シートと、
所定の間隔で複数の点光源が実装された配線基板と、
前記導光板を支持し、前記配線基板が取り付け固定される筐体とを備え、
前記配線基板に実装された点光源の出光面が導光板の端面と対向して配置される照明ユニットであって、
前記配線基板は、前記筐体の周囲に立ち上がり形成された側壁の内面に取り付け固定されるとともに、前記筐体は、前記配線基板の取り付け部近傍において他の部分に比べて高さ寸法が拡大されており、
拡大された筐体内の空間に前記反射シートの端部が位置し、この端部を支持する支持部材が前記空間に挿入されていることを特徴とする照明ユニット。
【請求項２】
前記支持部材は、前記筐体の底面と反射シートの間の空間に挿入されていることを特徴とする請求項１記載の照明ユニット。
【請求項３】
前記支持部材は、前記反射シートと点光源の間の空間に挿入されていることを特徴とする請求項１記載の照明ユニット。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項記載の照明ユニットが液晶パネル背面に組み込まれた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、ＬＥＤ等の点光源を備えた照明ユニットに関するものであり、さらには照明ユニットが組み込まれた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータやワードプロセッサ等の情報機器の表示装置、テレビ、ビデオムービー、カーナビゲーションシステム等の映像機器の表示装置として、軽量、薄型、低消費電力という特長を持つ液晶表示装置が多用されている。このような液晶表示装置においては、明るい表示画面を実現するために、液晶パネルの背後から照明光を当てるためのバックライトユニット（面光源装置）を内蔵した構成を採るものが多い。
【０００３】
ここで、バックライトユニットとして用いられる照明ユニットは、光源の配置箇所によってエッジライト方式と直下方式とに分類される。例えばエッジライト方式は、液晶パネルに対向する導光板のエッジにＬＥＤ等の点光源を配置する方式である。また、直下方式は、蛍光放電管等の直管状の光源を液晶パネルの裏面に複数配置し、液晶パネルと光源との間に拡散板を配置する方式である。これら方式のうち、エッジライト方式は、薄型化の点で有利であり、例えば携帯用電子機器やノート型のパーソナルコンピュータの表示装置に適した方式と言うことができる。
【０００４】
このような状況から、エッジライト方式の照明ユニットが種々提案されている（例えば、特許文献１や特許文献２等を参照）。
【０００５】
特許文献１記載の発明は、ＬＥＤを搭載した回路基板を筐体の底面に設置する構成のバックライトに関するものであり、回路基板を反射シートに設けた薄肉部に位置させ、ＬＥＤと導光板の側面を対峙させるようにしている。一方、特許文献２には、発光素子アレイモジュールの頂面を光出射部とし、基板を立てて発光素子アレイモジュールの光出射部と導光板の入射面とを対向させるように配置したエッジ入力型バックライトが開示されている。特許文献２記載の発明では、２つの反射面を互いの間隔が発光素子アレイモジュールから導光板に向かって大きくなるように設置し、光利用効率の高いバックライトを実現している。
【特許文献１】特開２００７−１２８８２０号公報
【特許文献２】特開２００７−２３４４１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、前述の構成のバックライトのうち、例えば特許文献１記載の発明のように、ＬＥＤが実装された回路基板を筐体の底面に設置する構成を採用した場合、回路基板を設置するための面積が必要になり、例えば発光面の周囲に発光に寄与しない領域を形成する必要が生ずる。発光に寄与しない領域の拡大は、バックライトの大型化に繋がり、小型化、薄型化の要求に対して不利である。
【０００７】
バックライトを小型化するためには、例えば特許文献２記載の発明のように、回路基板を立てて配置するのが有利であるが、この場合には、薄型化に関して問題が生ずるおそれがある。回路基板を立てて配置し、ＬＥＤの頂面から光を出射するようにした場合、筐体の側壁の高さは、回路基板の寸法（幅）に応じて設定する必要がある。特に、筐体が金属製である場合には、ＬＥＤと回路基板の接合部（半田部）と筐体とがショートする可能性があり、筐体の高さ寸法を大きめに設計する必要がある。
【０００８】
筐体の高さを大きくすることは、バックライトの厚さの拡大に繋がり、前記薄型化に逆行することになる。また、筐体の高さ（厚さ）を大きくした場合、これに応じて導光板の厚さも厚くする必要があり、材料の削減ができず、重量も重くなるという問題もある。
【０００９】
これを解消するために、例えば筐体の高さ寸法を回路基板の取り付け部近傍においてのみ拡大することも考えられる。このような構成を採用することにより、筐体の大部分の高さ（厚さ）を抑えることができ、バックライトの厚さの拡大を最小限に抑えることができる。しかしながら、この場合には、筐体の底面に凹部が形成される形になり、反射シートの端部がこの凹部内に垂れ下がり、表示品位の低下や輝度低下に繋がるおそれがある。反射シートが垂れ下がった場合、例えば発光ダイオードから出射された光が導光板のエッジ等から入光し、不要光による輝度ムラ等が発生するおそれがある。
【００１０】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものである。すなわち、本発明は、厚さの拡大を最小限に抑えることができ、ショート等の問題も回避することができ、反射シートの垂れ下がりによる表示品位の低下や輝度低下も解消することが可能な照明ユニットを提供することを目的とし、さらには、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】
【００１１】
前述の課題を解決するために、本発明に係る照明ユニットは、平板状の導光板と、前記導光板の下面に接して配置される反射シートと、所定の間隔で複数の点光源が実装された配線基板と、前記導光板を支持し、前記配線基板が取り付け固定される筐体とを備え、前記配線基板に実装された点光源の出光面が導光板の端面と対向して配置される照明ユニットであって、前記配線基板は、前記筐体の周囲に立ち上がり形成された側壁の内面に取り付け固定されるとともに、前記筐体は、前記配線基板の取り付け部近傍において他の部分に比べて高さ寸法が拡大されており、拡大された筐体内の空間に前記反射シートの端部が位置し、この端部を支持する支持部材が前記空間に挿入されていることを特徴とする。また、本発明に係る液晶表示装置は、前述の構成を有する照明ユニットが液晶パネル背面に組み込まれたことを特徴とする。
【００１２】
本発明の照明ユニットにおいては、点光源（例えばＬＥＤ）を実装した配線基板を筐体の周囲に立ち上がり形成された側壁の内面に取り付け固定しているので、発光に寄与しない領域の面積が抑えられ、小型化が実現される。また、配線基板の取り付け部近傍においてのみ、他の部分に比べて筐体の高さ寸法（厚さ）が拡大されているので、配線基板の取り付けマージンが確保され、ショートの危険が回避されるとともに、照明ユニットの大部分が薄型化され、材料の削減や軽量化も実現される。さらに、筐体内の空間に反射シートを支持する支持部材が挿入されているので、反射シートの垂れ下がりが防止され、導光板のエッジから光が入光することがなくなる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、照明ユニットの厚さの拡大を最小限に抑えることができ、点光源が実装された配線基板と金属製の筐体とのショート等の問題も回避することができる。さらに、本発明によれば、反射シートの垂れ下がりにより導光板のエッジからの入光を防ぐことができ、表示品位の低下や輝度低下を解消することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る照明ユニット及びこれを用いた液晶表示装置について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明を適用した照明ユニット１の基本構成を示すものである。本実施形態の照明ユニット１は、図１に示すように、点光源である発光ダイオード２が実装されたフレキシブル配線基板３と平板状の導光板４、反射シート５、さらには光学シート６を備えており、点光源である発光ダイオード２からの光が前記導光板４によって平面光に変換される。
【００１６】
点光源である発光ダイオード２は、前記導光板４の少なくとも一辺に沿って設けられており、本実施形態の場合、発光ダイオード２が実装されたフレキシブル配線基板３が導光板４の長辺側に設置されている。導光板４の下面には反射シート５が配されるとともに、上面には光学シート６が配され、発光ダイオード２から出射された光は、直接又は反射シート５により反射されて導光板４の端面から入光し、導光板４を通過した後、光学シート６を透過して例えば液晶表示パネルに照射される。したがって、本実施形態の照明ユニット１は、エッジライト方式の照明ユニットということになる。
【００１７】
前述の構成要素（発光ダイオード２が実装されたフレキシブル配線基板３や導光板４等）は、筐体内に組み込まれて照明ユニット１として組み立てられる。本実施形態の照明ユニット１の場合、前記筐体が金属製の金属フレーム７とプラスチック製のプラスチックフレーム８とを組み合わせることにより構成されており、例えば導光板４や反射シート５、光学シート６は、これら金属フレーム７とプラスチックフレーム８の間に挟持される形で収容されている。
【００１８】
前記金属フレーム７は例えばステンレス等の金属材料により形成され、プラスチックフレーム８は各種プラスチック材料により形成されるものである。これら金属フレーム７及びプラスチックフレーム８は、それぞれ前記導光板４の主面と略垂直な外枠部７１，８１を有しており、これら外枠部７１，８１によって導光板４や反射シート５、光学シート６の外周を保持する。また、前記金属フレーム７の底部には、内方に張り出した底板部７２を有しており、この底板部７２によって前記導光板４の底面の外周部分を支持するように構成されている。同様に、プラスチックフレーム８には、内方に張り出した支持板部８２を有しており、この支持板部８２の下面によって導光板４や光学シート６の外周縁を上から支持し、前記金属フレーム７の底板部７２と前記支持板部８２の間に導光板４や反射シート５、光学シート６を挟み込む形でこれを支持する。なお、前記金属フレーム７とプラスチックフレーム８は、それぞれ爪部や孔部を有し、いわゆる嵌合構造を構成することで互いに組み付けられ、前記導光板４等を保持するように構成されている。
【００１９】
発光ダイオード２が実装されたフレキシブル配線基板３は、前記金属フレーム７の周囲に立ち上がり形成された側壁（外枠部７１）の内面に取り付けられ、前記導光板４の端面と対向するように配置されているが、以下、このフレキシブル配線基板３の取り付け部近傍の構造について詳述する。
【００２０】
本実施形態においては、図２に拡大して示すように、発光ダイオード２が実装されたフレキシブル配線基板３を立てて配置し、これを金属フレーム７の周囲に立ち上がり形成された外枠部７１の内面に両面接着テープ９を用いて取り付け固定している。このように、フレキシブル配線基板３を立てて配置することで、照明ユニット１の周囲の非発光領域の面積を最小限に抑えることができ、照明ユニット１を小型化することができる。
【００２１】
ただし、前述のようにフレキシブル配線基板３を立てて配置する場合には、発光ダイオード２をトップビュー方式とする必要がある。すなわち、前記発光ダイオード２は、例えば発光ダイオード素子（ＬＥＤ）が封止樹脂内に埋め込まれて構成されるが、その頂面からフレキシブル配線基板３の実装面と直交する方向に光を照射するように構成する。
【００２２】
また、発光ダイオード２はフレキシブル配線基板３の長手方向に沿って複数配列されており、各発光ダイオード２はフレキシブル配線基板３上に形成された配線の端子部に電極が半田付けされており、フレキシブル配線基板３を介して外部駆動回路と電気的に接続される。この半田付け部分に筐体（金属フレーム７）が接触すると、ショートの原因となる。そこで、本実施形態においては、フレキシブル配線基板３が取り付けられる外枠部７１の高さをフレキシブル配線基板３の幅よりも若干大きく設定し、フレキシブル配線基板３の取り付けマージンを確保することで作業性を改善するとともに、前記ショートの発生を抑えるようにしている。外枠部７１の高さをフレキシブル配線基板３の幅よりも大きく設定することで、フレキシブル配線基板３の取り付けの際に余裕ができ、取り付け作業を円滑に行うことができる。さらに、フレキシブル配線基板３と金属フレーム７の底板部７２との間に隙間を形成することも可能であり、フレキシブル配線基板３の半田付け部分が金属フレーム７の底板部７２と接触することにより発生するショートの問題も回避することができる。
【００２３】
ここで、前記外枠部７１の高さの拡大に伴って、金属フレーム７の底板部７２とプラスチックフレーム８の支持板部８２の間隔も拡大する必要が生じ、照明ユニット１の厚さの拡大に繋がる。また、前記間隔の拡大に応じて、収容される導光板４の厚さも大きくする必要が生じ、導光板４を形成するために多量の材料が必要となるばかりでなく、導光板４の重量も大きくなる。
【００２４】
このような不都合を回避するため、本実施形態では、フレキシブル配線基板３の取り付け部（外枠部７１）の近傍においてのみ金属フレーム７の底板部７２を膨出させ、高さ寸法（厚さ寸法）を拡大するようにしている。すなわち、図２に示すように、フレキシブル配線基板３の取り付け部の近傍の高さをＨとし、その他の部分の高さをｈとしたときに、Ｈ＞ｈとなるように、底板部７２に凹部７２ａが形成されている。したがって、前記導光板４は、前記凹部７２ａ以外の部分の底板部分７２ｂによって底面側が支持され、その厚さを拡大する必要がなく、材料削減と重量低減が実現されている。また、照明ユニット１の大部分が薄型化され、厚さ拡大部分が最小限に抑えられている。
【００２５】
前述のように底板部７２に凹部７２ａを形成した場合、この部分に空間が形成されることになり、図３に示すように、ここに臨む反射シート５の端部５ａが重力によって垂れ下がるおそれがある。反射シート５は、導光板４よりも一回り大きく形成されており、凹部７２ａに臨む端部５ａは底板部７２によって支持されていないからである。反射シート５の端部５ａが垂れ下がり、導光板４のエッジから離れると、発光ダイオード２から出射された光の一部が導光板４のエッジから入光し、表示品位の低下や輝度の低下、輝度ムラ等を引き起こす。
【００２６】
そこで、本実施形態においては、図２に示すように、前記凹部７２ａにより形成された空間に長尺状の支持部材１０を挿入し、反射シート５の端部５ａを裏面側から支持するようにしている。これにより、反射シート５の端部５ａの垂れ下がりが防止され、発光ダイオード２の光が導光板４のエッジから入光することにより発生する表示品位の低下や輝度の低下、輝度ムラ等を解消することができる。
【００２７】
前記支持部材１０としては、例えばシリコンテープやシリコン樹脂の成形体、プラスチック樹脂の成形体等を使用することができる。支持部材１０の高さは、凹部７２ａの深さとほぼ等しくすることが好ましく、これにより支持部材１０の上面と凹部７２ａ以外の部分の底板部分７２ｂの内面とが概ね面一となって、反射シート５の端部５ａが折れ曲がることなく支持される。
【００２８】
前記支持部材１０は、前記フレキシブル配線基板３の長さとほぼ等しい長さとし、前記凹部７２ａの全長に亘って挿入するようにしてもよいし、長さの短い支持部材１０を必要箇所に複数挿入するようにしてもよい。例えば、図４に示すように、導光板４に金属フレーム７の外枠部７１に突き当たる凸部４ａが形成され、これら凸部４ａ間の凹部４ｂに発光ダイオード２を配置するような構成を採用した場合には、導光板４の各凹部４ｂ位置に長さの短い支持部材１０を複数配置することも可能である。
【００２９】
あるいは、図５に示すように、反射シート５上に支持部材１０を挿入することも可能である。この場合には、前記支持部材１０は反射シート５と発光ダイオード２の間の空間に挿入され、反射シート５の端部５ａを押さえ付けることで、当該端部５ａが導光板４のエッジから離間しないようにしている。あるいは、支持部材１０を導光板４のエッジ部分を隠すように配置することでも対応が可能である。なお、反射シート５上に支持部材１０を挿入する場合には、支持部材１０を反射率の良い材料で形成することが好ましく、例えば白色のテープやポリカーボネート樹脂等を使用することが好ましい。
【００３０】
いずれの場合にも、導光板４のエッジから光が入光することによる表示品位の低下や輝度の低下、輝度ムラ等を確実に解消することができる。
【００３１】
以上の構成を有する照明ユニット１は、液晶表示装置において、面光源装置として組み込まれる。そこで次に、前述の照明ユニット１を組み込んだ液晶表示装置について説明する。
【００３２】
図６は、面光源装置である照明ユニット１が組み込まれた液晶表示装置を分解して示すものである。本実施形態の液晶表示装置は、図６に示すように、液晶パネル１１と前述の照明ユニット１とを備え、これらを金属材料や樹脂材料等で形成されたフレーム１２で保持するようにしている。
【００３３】
液晶パネル１１は、例えばアレイ基板と対向基板の間に液晶材料を封入することにより構成され、アレイ基板には表示画素に対応して画素電極及びスイッチング素子（薄膜トランジスタ）がマトリクス状に形成されている。また、アレイ基板には、画素電極に電気信号を送るための信号線と、スイッチング素子である薄膜トランジスタにスイッチング信号を供給するためのゲート線とが互いに直交して配線されている。一方、対向基板には、対向電極が透明電極材料（例えばＩＴＯ等）によりほぼ全面に形成されており、各画素に対応してカラーフィルタ層が形成されている。さらに、前記アレイ基板と対向基板の外表面には、それぞれ偏光板が偏光軸を互いに直交させて貼り合わされている。
【００３４】
液晶パネル１１には、駆動信号を供給するＬＳＩ１３が実装されており、外部回路基板からの駆動信号に基づいて前記スイッチング素子が駆動されることで画像表示が行われる。この画像表示が行われる領域が表示領域であり、前記液晶パネル１１は多数の画素が配列された表示領域を有することになる。
【００３５】
前記照明ユニット１は、前記液晶パネル１１のバックライトとして組み込まれるものであり、光源である発光ダイオード２から出射された光は、直接又は反射シート５により反射されて導光板４へ導かれ、導光板４を通過した後、液晶パネル１１に照射される。液晶パネル１１では照射された光が透過され、文字や映像等の画像が所定の明るさで表示されることになる。
【００３６】
前記導光板４と液晶パネル１１の間には、複数枚の光学シート（ここでは３枚の光学シート１５，１６，１７）が介在されており、これらが重ね合わされた状態でフレーム１２に固定されている。なお、液晶パネル１１の固定には、枠状の両面接着シート１８が用いられ、当該両面接着シート１８により液晶パネル１１をフレーム１２に接着固定することで、前記光学シート１５，１６，１７や液晶パネル１１、照明ユニット１がフレーム１２に固定される。
【００３７】
前述の構成を有する照明ユニット１を組み込んだ液晶表示装置では、輝度ムラ等による表示品位の低下を抑えることができ、また、光源である発光ダイオード２の光を効率良く利用することができるので、輝度向上も可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明を適用した照明ユニットの分解斜視図である。
【図２】フレキシブル配線基板の取り付け部近傍を拡大して示す概略断面図である。
【図３】反射シートの垂れ下がり状態を示す概略断面図である。
【図４】フレキシブル配線基板の取り付け部近傍を拡大して示す概略平面図である。
【図５】支持部材を反射シート上に配置した場合の構成例を示す概略断面図である。
【図６】液晶表示装置の一例を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  照明ユニット、２  発光ダイオード、３  フレキシブル配線基板、４  導光板、５  反射シート、６  光学シート、７  金属フレーム、７１  外枠部、７２  底板部、７２ａ  凹部、８  プラスチックフレーム、９  両面接着テープ、１０  支持部材、１１  液晶パネル、１２  フレーム、１３  ＬＳＩ、１４  反射シート、１５，１６，１７  光学シート、１８  両面接着シート
【図１】
2009205866.tif 000003
【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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