(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚のガラス板の間に入れた液晶の分子配列を電圧によって変化させて透過する光の強度を変えて画面を表示させる液晶パネルと、前記液晶パネルに照射する光を導く導光板と、前記液晶パネルに駆動電圧を供給するとともに各種配線を配設した基板と、前記基板に一体にして突出させ各種配線を配設した突出部と、前記突出部に取り付けられ、前記突出部の配線に接続した発光体とを備え、
前記突出部は、前記発光体と前記基板との高さ方向の距離が可変となるように形成されており、
前記基板と前記導光板と前記液晶パネルとを下から順に重ねた構成、前記基板と前記液晶パネルと前記導光板とを下から順に重ねた構成のいずれの場合でも、前記発光体の光が前記導光板に入光する位置に前記突出部が配置できることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記導光板と前記発光体の間に光を導く補助導光体を備え、
前記補助導光体と前記発光体が相対向するように前記突出部を曲げて支持して、前記発光体から前記補助導光体に光を導くようにした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】
前記基板は、フィルム状の基体と配線を形成する導体とを有する積層体であり、前記突出部は前記基板とともに一体に成形されたことを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記基板と前記突出部とは半田接合によって一体に接続することを特徴とする請求項１または２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】
この発明は、液晶表示装置に関し、更に詳しくは、バックライト方式やフロントライト方式のいずれにも適用可能な液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、液晶表示装置は、液晶パネルに照射する照明の仕方によって、バックライト方式とフロントライト方式と呼ばれる２種類が知られている。バックライト方式による液晶表示装置の構造は、図６に示すように、ＬＥＤ３６を配設した回路基板３１と、ＬＥＤ３６に接するように配置するバックライト導光板３２と、液晶パネル３４を下から順に重ねたバックライト液晶・基板ユニット３０を図示しない筐体に支持させた構造になっている。
【０００３】
一方、フロントライト方式による液晶表示装置の構造は、図７に示すように、回路基板４１と、液晶パネル４４と、フロントライト導光板４２および棒状導光体４３の接合体とを下から順に重ね、リード線４７に接続したＬＥＤ４６を棒状導光体４３に相対向するように配置したフロントライト液晶・基板ユニット３０を図示しない筐体に支持させた構造になっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、バックライト方式とフロントライト方式では、構造が全く異なるため、液晶表示装置において外形寸法を共通化することができない。つまり、上記従来のバックライト方式による液晶表示装置では、導光板の下にある回路基板上にＬＥＤ等を実装していたため、その分厚い。また、上記従来のフロントライト方式による液晶表示装置では、最上面にある導光板および棒状導光体に接するようにＬＥＤ等を配設するため、ＬＥＤ等に電源を供給するための配線が別に必要である。
【０００５】
そのため、従来の液晶表示装置では、バックライト方式とフロントライト方式の外形寸法を共通化することができず、設計上または製造工程上の制約がある問題がある。例えば、いずれかの方式に合わせて設計製造しようとすると、いずれかが小型に製造できるにもかかわらず、もう一方の大きさに合わせて大きくしたり、筐体に取り付けるのに別の補助部品が必要になるなど、効率的でない。
【０００６】
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、バックライト方式やフロントライト方式のいずれにも適用可能な液晶表示装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、この発明の液晶表示装置は、２枚のガラス板の間に入れた液晶の分子配列を電圧によって変化させて透過する光の強度を変えて画面を表示させる液晶パネルと、前記液晶パネルに照射する光を導くバックライト導光板またはフロントライト導光板と、前記液晶パネルに電圧を印加するとともに各種配線を配設した基板と、前記基板に一体にして突出させ各種配線を配設した突出部と、前記突出部に取り付け配線に接続した発光体とを備え、基板とバックライト導光体と液晶パネルとを下から順に重ねたユニット、または、基板と液晶パネルとフロントライト導光板とを下から順に重ねたユニットを組み立て、前記バックライト導光板または前記フロントライト導光板に前記発光体から光を導く位置に前記突出部を曲げて支持したことを構成上の特徴とする。
【０００８】
これによって、基板とバックライト導光板と液晶パネルとを下から順に重ね、前記突出部を曲げて前記発光体を前記バックライト導光板に光を導光させる位置に配置してバックライトのユニットの構造を組み立て、または、基板と液晶パネルとフロントライト導光板とを下から順に重ね、前記突出部を曲げて前記発光体を前記フロントライト導光板に光を導光させる位置に配置してフロントライトのユニットの構造を組み立てることができる。
【０００９】
なお、この発明の液晶表示装置は、さらに、前記バックライト導光板または前記フロントライト導光板に接続され、光を導く補助導光体を備え、前記補助導光体と前記発光体とが相対向する位置に前記突出部を曲げて支持して、前記発光体から前記補助導光体に光を導くようにするのが好ましい。
【００１０】
これによって、液晶パネルとバックライト導光板と基板とを上から順に重ね、前記突出部を曲げて前記発光体を前記補助導光体に相対向させて配置してバックライトのユニットの構造を組み立て、または、フロントライト導光板と液晶パネルと基板とを上から順に重ね、前記突出部を曲げて前記発光体を前記補助導光体に相対向させて配置してフロントライトのユニットの構造を組み立てることができる。
【００１１】
なお、前記基板は、フィルム状の基体と配線を形成する銅箔体等の導体とを有する積層体であり、前記突出部は前記基板とともに一体に成形されるのが好ましい。さらに、前記基板と前記突出部とは半田接合によって一体に接続しても良い。また、前記各ユニットは、平面サイズおよび厚みが同一の形状の筐体に内蔵するのが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
図１は、 この発明の実施の形態のバックライトによる液晶表示装置を説明する斜視図である。図２は、図１に示した液晶表示装置の分解斜視図である。この液晶表示装置は、バックライト液晶・基板ユニット１０を図示しない筐体で支持した構造をしている。
【００１３】
このバックライト液晶・基板ユニット１０は、フレキシブル基板１１、バックライト導光体１２、棒状導光体１３、液晶パネル１４、突出部１５、ＬＥＤ１６の各部品を主に備え、フレキシブル基板１１と、バックライト導光板１２および棒状導光体１３の接合体と、液晶パネル１４を下から順に重ね、突出部１５を折り曲げて棒状導光体１３に相対向させてＬＥＤ１６を配置し、図示しない筐体で支持されて、各種表示装置としての機能を実現するユニットとなる。
【００１４】
なお、バックライト液晶・基板ユニット１０の筐体への支持は、例えば、ネジ止めやかしめ硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤等の取付手段によって行う。また、棒状導光体１３とＬＥＤ１６とを互いに接触させるか非接触とするかは、光学設計に応じて決まる。ここで互いが接触する場合には、棒状導光体１３に窪みを形成して、その窪みにＬＥＤ１６を嵌め込んだり、棒状導光体１３中にＬＥＤ１６を生め込む場合も含む。
【００１５】
フレキシブル基板１１は、基体としてのポリイミドフィルム層に銅箔体等を積層して配線を形成した回路基板であり、突出部１５も一体に形成してある。バックライト導光板１２は、液晶パネル１４に背面から光を照射する特性を有する微細構造を持っている。棒状導光体１３は、バックライト導光板１２に接続されて、バックライト導光板１２と一体に成形してあり、バックライト導光板１２に均一に光を導く性質を備えている。また、その形状は、例えば、テーパ面を有する形状や直方体形状や曲面形状などの形状のいずれでもよく、光学設計に応じて決定される。
【００１６】
液晶パネル１４は、２枚のガラス板の間に入れた液晶の分子配列を電圧によって変化させて透過する光の強度を変えて画面を表示させる機能を持つ。突出部１５は、ここでは、上述したようにフレキシブル基板１１と一体成形され、フレキシブル基板１１の突出部分として形成されている。つまり、突出部１５は、基体としてのポリイミドフィルム層に銅箔体等の導体を積層して配線を形成し、その配線にＬＥＤ１６を接続して取り付けたものである。
【００１７】
ＬＥＤ１６は、突出部１５に取り付けられた発光ダイオード（light-emitting diode）である。発光ダイオードの以外の発光体であっても構わない。その他の発光体としては、例えば、いわゆる電球や半導体レーザ、蛍光管、無機ＥＬ(Electroluminescence)、有機ＥＬ(Electroluminescence)がある。
【００１８】
次に、この発明の実施の形態のフロントライトによる液晶表示装置について説明する。 図３は、この発明の実施の形態のフロントライトによる液晶表示装置を説明する斜視図である。 図４は、図３に示した液晶表示装置の分解斜視図である。この液晶表示装置は、フロントライト液晶・基板ユニット２０を図示しない筐体で支持した構造をしている。
【００１９】
このフロントライト液晶・基板ユニット２０は、フレキシブル基板１１、液晶パネル１４、突出部１５、ＬＥＤ１６、フロントライト導光体２２、棒状導光体２３の各部品を主に備え、フレキシブル基板１１と、液晶パネル１４と、フロントライト導光板２２および棒状導光体２３の接合体とを下から順に重ね、突出部１５を折り曲げて棒状導光体２３に相対向させてＬＥＤ１６を配置し、図示しない筐体で支持されて、各種表示装置としての機能を実現するユニットとなる。
【００２０】
なお、フロントライト液晶・基板ユニット２０の筐体への支持は、バックライト液晶・基板ユニット１０の場合と同様に、例えば、ネジ止めやかしめ硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤等の取付手段によって行う。また、棒状導光体２３とＬＥＤ１６とを互いに接触させるか非接触とするかも同様に、光学設計に応じて決まる。ここで互いが接触する場合には、棒状導光体２３に窪みを形成して、その窪みにＬＥＤ１６を嵌め込んだり、棒状導光体２３中にＬＥＤ１６を生め込む場合も含む。
【００２１】
フロントライト導光板１２は、ＬＥＤ１６からの光を一旦液晶パネル１４側に導くとともに、次に液晶パネル１４から反射されてきた光を観察者の方向に導く特性を有する微細構造を持っている。棒状導光体２３は、フロントライト導光板２２に接続されて、フロントライト導光板２２と一体に成形してあり、フロントライト導光板２２に均一に光を導く性質を備えている。また、その形状は、例えば、テーパ面を有する形状や直方体形状や曲面形状などの形状のいずれでもよく、光学設計に応じて決定される。
【００２２】
ところで、このフロントライト液晶・基板ユニット２０を構成するフレキシブル基板１１、液晶パネル１４、突出部１５、ＬＥＤ１６は、バックライト液晶・基板ユニット１０を構成する同一符号の各部品と同じである。一方、バックライト液晶・基板ユニット１０と、フロントライト液晶・基板ユニット２０とは、バックライト導光板１２および棒状導光体１３の接合体と、フロントライト導光板２２および棒状導光体２３の接合体の構成が相違し、かつ、各部品の重ねる順番および突出部１５の折り曲げ具合が相違する。
【００２３】
したがって、上記構成のバックライト液晶・基板ユニット１０および上記構成のフロントライト液晶・ユニット２０は、同一の形状および大きさのフレキシブル基板１１、液晶パネル１４、突出部１５、ＬＥＤ１６を使用し、ならびに、バックライト導光板１２および棒状導光体１３の接合体とフロントライト導光板２２および棒状導光体２３の接合体の形状および大きさを統一したため、同一の筐体に支持させることができる。
【００２４】
ここで、この発明のバックライトとフロントライトの液晶表示装置による光路について説明する。図５は、この発明の液晶表示装置による光路を説明する模式図である。なお、図中、（ａ）はバックライトの場合、（ｂ）はフロントライトの場合である。また、棒状導光体１３，２３に対して図の手前側に図示しないＬＥＤを配置してあるものとする。
【００２５】
バックライトの場合には、（ａ）に示すように、図の手前側から棒状導光体１３に入射した光は、バックライト導光板１２に導かれ、このバックライト導光板１２から液晶パネル１４に入射される。このとき、電圧変化に応じて液晶パネル１４の液晶の分子配列が変化して透過する光の強度を変化させて、観察者側に画面を表示させることになる。一方、フロントライトの場合には、（ｂ）に示すように、図の手前側から棒状導光体２３に入射した光は、フロントライト導光板２２に導かれ、このフロントライト導光板２２から液晶パネル１４に照射される。
そして、液晶パネル１４に入射した光は、反射してフロントライト導光板２２を透過する。このとき、電圧変化に応じて液晶パネル１４の液晶の分子配列が変化して反射する光の強度を変化させて、観察者側に画面を表示させることになる。
【００２６】
上記実施の形態によれば、ＬＥＤ等の発光体をフレキシブル基板の突出部に実装することにより、ＬＥＤ等への電源を供給するための配線の接続部が不要となり、製造工程の大幅な簡略化が図れる。また、バックライト方式およびフロントライト方式による液晶表示装置の外形寸法が共通化できるため、液晶表示装置を組み込む筐体を兼用できる。また、ユーザーのニーズに合わせて液晶表示装置をバックライト方式あるいはフロントライト方式に、組み替えることが可能になり、製品バリエーションを容易に増やすことができるようになる。
【００２７】
これによって、上記実施の形態の液晶表示装置では、ユニットを内蔵させる筐体を同一のものとすることができるため、部品の設計・製造を汎用性を持たせて行うことができる。したがって、上記実施の形態では、バックライト方式やフロントライト方式のいずれにも適用可能な液晶表示装置を提供することができる。
【００２８】
なお、上記実施の形態では、フレキシブル基板の基体としてフィルム層の材質は、絶縁性や耐熱、耐薬品、および機械的強度の観点からポリイミドの場合を例に説明したが、ポリイミドに限らず、フィルム層として実装可能な材料を用いても良い。また、上記実施の形態では、突出部は回路基板としてのフレキシブル基板の一部として一体成形した場合を説明したが、突出部分を別のフレキシブル基板で成形して、その突出部分を回路基板としてのフレキシブル基板に半田接合するようにしても良い。
【００２９】
また、上記実施の形態では、回路基板としてフレキシブル基板の場合を説明したが、これに限らず、例えば、ガラスエポキシ基板を用いても良い。この場合、突出部分は、フレキシブル基板によって形成し、回路基板としてのガラスエポキシ基板等に半田接合するのが好ましい。また、突出部分は、バックライト導光板またはフロントライト導光板の各棒状導光体に相対向させるのに必要な形状にガラスエポキシ材等によって成形し、フレキシブル基板等の回路基板に半田接合するようにしても良い。
【００３０】
また、上記実施の形態では、バックライト導光板またはフロントライト導光板に接続した各棒状導光体を介してＬＥＤからの光を導光する場合を説明したが、棒状導光体を用いずに、突出部を折り曲げてバックライト導光板またはフロントライト導光板に対して直接光を導光させる位置に配置するようにしても良い。例えば、突出部を折り曲げてフレキシブル基板の上にＬＥＤを配置するようにしても良い。この場合、バックライト導光板に切り欠きや穴等を形成しておき、そこにＬＥＤを嵌めるようにして配置するのが好ましい。また、突出部にＬＥＤを複数配置しておき、バックライト導光板に導光させる光の均一化を図るのが好ましい。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の液晶表示装置では、バックライトとフロントライトとの両方の構造を同一の基板で組み立てることができ、また、ユニットを内蔵させる筐体を同一のものとすることができるため、部品の設計・製造を汎用性を持たせて行うことができる効果が得られる。したがって、この発明によれば、バックライト方式やフロントライト方式のいずれにも適用可能な液晶表示装置を提供することができる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態のバックライトによる液晶表示装置を説明する斜視図である。
【図２】図１に示した液晶表示装置の分解斜視図である。
【図３】この発明の実施の形態のフロントライトによる液晶表示装置を説明する斜視図である。
【図４】図３に示した液晶表示装置の分解斜視図である。
【図５】この発明の液晶表示装置による光路を説明する模式図である。
【図６】従来のバックライトによる液晶表示装置を説明する分解斜視図である。
【図７】従来のフロントライトによる液晶表示装置を説明する分解斜視図である。
【符号の説明】
１０  バックライト液晶・基板ユニット
１１  フレキシブル基板
１２  バックライト導光板
１３  棒状導光体
１４  液晶パネル
１５  突出部
１６  ＬＥＤ
２０  フロントライト液晶・基板ユニット
２２  フロントライト導光板
２３  棒状導光体
３０  バックライト液晶・基板ユニット
３１  回路基板
３２  バックライト導光板
３４  液晶パネル
３６  ＬＥＤ
４０  フロントライト液晶・基板ユニット
４１  回路基板
４２  フロントライト導光板
４３  棒状導光体
４４  液晶パネル
４６  ＬＥＤ
４７  リード線
【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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