CN101122712A - 液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有向液晶面板照射光的背光源的液晶显示装置，在设置于背光源的导光板上，设置LED作为发光元件，在导光板的入光面设置凹部，在该凹部配置电路元件。通过将连接在设置于背光源的外部的驱动电路上的电路元件配置在背光源内部，能够减少电路元件的安装面积。在将发光二极管用作光源的液晶显示装置中，即使在设置多个发光元件的情况下也能减少亮度的偏差。

Description

液晶显示装置
技术领域
本发明涉及一种非自发光型显示装置的光源，尤其涉及具有包括导光板并使用LED作为光源的背光源的液晶显示装置。
背景技术
近年，作为显示装置的液晶显示装置被广泛应用。尤其是液晶显示装置具有薄、轻、省电的特点，因此被广泛用于便携设备的显示部。
液晶显示装置，由于不是自发光型的，因此需要照明单元。一般在液晶显示装置使用的照明装置中，被称作背光源的面状照明装置已经得到普及。以往，背光源的发光元件(也称作光源)，使用了冷阴极荧光管，但近年来，LED(Light-Emitting Diode)也被用作发光元件。
在背光源中设有板状的导光板。导光板的材质为透光性的树脂等，从发光元件入射到导光板的光在导光板中传导。在导光板上设置有沟、突起或者印刷物等的反射/散射部件，导光板中的光借助于该反射/散射部件向液晶显示装置侧出射。
当使用LED作为发光元件时，会产生如下的问题，即由于LED是点光源，所以难以使来自导光板的光均匀地出射。为此，例如由日本特开2002-169034号公报等提出了使LED附近的光均匀漫射的技术。在日本特开2002-169034号公报中，公开了在导光板的入射面设置切口的结构。
发明内容
在使用LED作为发光元件的背光源中，由于高亮度化的目的而使用多个LED。在使用多个LED的情况下，各LED隔开间隔配置在电路板上。而在安装有液晶显示装置的便携设备中，用于安装构成电路的电气元件的面积受到限制。
本发明的液晶显示装置，具有显示面板、向显示面板照射光的背光源、设置于背光源上的发光元件、来自发光元件的光入射的导光板、以及安装有发光元件的电路板，在导光板的入射面形成凹部，在凹部配置电气元件。
通过在LED与LED之间配置电气元件，能够减少电路板的面积，可以实现更小型的便携设备。即通过从便携设备至安装LED的电路板形成布线，将便携设备所需的电气元件配置在安装于背光源的电路板上，能够减少用于便携设备的电气元件的安装面积。
此外，本发明的液晶显示装置，具有液晶面板和向液晶面板照射光的面状照明装置，在面状照明装置中设置具有出光面和与该出光面相对的底面的导光板。而且，导光板设置有与出光面或底面交叉的侧面，沿着导光板的第一侧面设置多个LED，使LED的光从第1侧面入射，将第一侧面作为导光板的入射面，进而将LED安装在电路板上。以在第1侧面设置凹部、在该凹部配置电气元件的方式将电气元件安装在电路板上。
在安装LED的电路板上安装驱动液晶面板的电路或者在安装液晶面板的便携设备的电路中使用的电气元件，来减少安装电气元件的区域。
附图说明
图1是表示本发明实施方式的液晶显示装置的概略结构的框图。
图2A和图2B是表示本发明实施方式的液晶显示装置的发光二极管的概略图。
图3A和图3B是表示本发明实施方式的液晶显示装置的导光板的概略图。
图4A和图4B是表示现有例的导光板与本发明实施方式的液晶显示装置的导光板的光线的差异的概略剖视图。
图5是表示使用了本发明实施方式的液晶显示装置的多个发光元件时的问题点的概略图。
图6是表示本发明实施方式的液晶显示装置的挠性基板的概略图。
图7是表示本发明实施方式的液晶显示装置的背光源的概略图。
图8A和图8B是表示本发明实施方式的液晶显示装置的挠性基板的概略图。
图9是表示本发明实施方式的液晶显示装置的背光源的概略立体图。
图10是表示本发明实施方式的液晶显示装置的背光源的概略图。
图11是表示本发明实施方式的液晶显示装置的背光源的概略图。
图12是表示本发明实施方式的液晶显示装置的背光源的概略图。
图13是表示本发明实施方式的液晶显示装置的背光源的问题点的概略图。
图14是表示本发明实施方式的液晶显示装置的背光源的概略图。
图15是表示本发明实施方式的液晶显示装置的背光源的概略图。
图16是表示本发明实施方式的液晶显示装置的背光源的概略图。
具体实施方式
图1是表示本发明的液晶显示装置100的俯视图。液晶显示装置100包括：液晶面板1、背光源110、以及控制电路80。从控制电路80提供液晶面板1的显示所需要的信号和电源电压。控制电路80被安装在挠性基板70上，信号经由布线71、端子75传递到液晶板1。
背光源110包括：导光板120、LED150、以及收纳壳180。背光源110是为了对液晶面板1照射光的目的而设置的。液晶面板1控制从背光源110照射的光的透过量或反射量而进行显示。对于观察者而言，背光源110重叠设置在液晶面板1的背面侧或前面侧，但在图1中，为了易于理解，与液晶面板1并排进行表示。
导光板120，呈大致矩形的形状，在侧面设置有LED150。标号160是在多个LED150之间进行电连接的挠性基板。挠性基板160与控制电路80之间用布线161进行了电连接。在挠性基板160上安装有电气元件162。关于该电气元件162的详细情况将在后面叙述。
接着，对液晶面板1进行说明。液晶面板1具有TFT基板2，在TFT基板2的像素部8设置有像素电极12。液晶面板1呈矩阵状地具有多个像素部8，但为了避免使附图过于复杂，在图1中仅图示了1个像素部8。呈矩阵状地配置的像素部8形成显示区域9，各像素部8发挥显示图像的像素的功能，在显示区域9显示图像。
在TFT基板2上，设置有在图中x方向延伸且沿y方向排列的栅极信号线(也称作扫描线)21、和在图中y方向延伸且沿x方向排列的漏极信号线(也称作图像信号线)22。栅极信号线21与漏极信号线22呈交叉状。而且，像素部8形成在由栅极信号线21与漏极信号线22所围的区域中。
在像素部8设置有开关元件10。从栅极信号线21供给控制信号，控制开关元件10的接通/断开。通过使开关元件10成为接通状态，经由漏极信号线22传送的图像信号被提供给像素电极12。
漏极信号线22连接在驱动电路5上，从驱动电路5输出图像信号。栅极信号线21连接在驱动电路6上，从驱动电路6输出控制信号。栅极信号线21、漏极信号线22、以及驱动电路5和驱动电路6形成在相同的TFT基板2上。
接着，图2A和图2B示出作为发光元件的LED150的概略图。图2A示出概略剖视图，图2B示出光出射侧俯视图。
LED150具有作为发光部的LED芯片151安装在芯片基板154上的结构。LED芯片151具有pn结，在向pn结施加电压时，特定波长的光出射。在形成pn结的p型半导体层设置p电极(anode：阳极)158，在n型半导体层设置n电极(cathode：阴极)159。
在p电极158与n电极159上连接有导线(wire)152。导线152将芯片端子153与p电极158和n电极159进行电连接，其中，芯片端子153是为了将LED150与外部连接而设置的。
有时也在LED芯片151的出射面侧设置荧光发光部156。荧光发光部具有变换从LED芯片151发出的光的波长的功能。标号155为反射部，使光向前方反射。
接着，图3A示出导光板120的概略俯视图，图3B示出导光板120的概略侧视图。导光板120如图3A所示呈矩形，如图3B所示，具有上表面121和下表面122。导光板120由丙烯酸(acrylic)树脂、聚碳酸酯(polycarbonate)树脂等透光材质构成，形成为板状，厚度为1.0mm～0.2mm。另外，虽然在图3B中将剖面记载为矩形，但也可以是从入射面125侧开始板厚逐渐减少的楔形。
图3A和图3B示出导光板120与LED150的位置关系。在设置于导光板120的至少一个边上的入射面125的附近，设置有多个LED150。LED150在挠性基板160的下侧沿着入射面125排列。
从LED150射出的光131，射入入射面125。导光板120的折射率比空气大，因此，相对于入射面的法线方向以大于特定角度的角度到达了入射面125的光被反射，以小于特定角度的角度到达了入射面125的光进入导光板120内部。
另外，导光板120的上表面121和下表面122，与入射面125大致正交，在下表面122上，作为反射部设置有V字型的沟126。向导光板120内部入射的光，在导光板120的上表面121和下表面122反复发生全反射而进入导光板120内部。进入导光板120的光，由设置在下表面122的沟126向上表面121侧反射，从上表面121出射。
接着，使用图4A和图4B对由沟126反射的光进行说明。图4A表示沟126朝外侧凸起的情况，图4B表示沟126朝内侧凹进的情况。沟126具有反射面(也称作倾斜面)127，反射面127具有与下表面122成2度～35度的角度。由反射面127反射的光，以与导光板120的上表面121的法线方向成较大角的角度(相对于上表面121成钝角)，朝外侧展开地出射。因此，在导光板120之上设置有棱镜片(prismsheet)113和112，使朝向外侧的光以朝向液晶面板(未图示)侧的方式反射。标号114为漫射片，标号115为反射片。
接着，使用图5对LED150附近的光进行说明。LED150正对着导光板120的入射面125配置。从LED150出射的光的大部分分布在与入射面125大致正交的方向(图中Y方向)，从LED150出射的光的大部分从LED150的附近入射到导光板120。
而且，如前述那样，与入射面125的法线方向成大于一定角度的角度的光，被入射面125反射，因此，到达与射入面125成一定角度以上的区域的光极少，被视为暗区域210。
另一方面，在挠性基板160上设置有LED150和由电阻、电容组成的电气元件162。该电气元件162的一部分用于点亮LED150，其余大部分经由形成在挠性基板160上的布线而与图1所示的驱动电路5、驱动电路6、以及控制电路80进行电连接，用于各电路的动作。
如图5所示，当将各LED150分开配置时，存在会产生暗区域210而导致显示品质下降这样的问题点，但可以在相邻的2个LED150之间配置电气元件162，能够减少液晶显示装置中安装部件的区域。
图中标号123表示遮光框。另外，为了使图易于理解，用虚线表示遮光框内侧的边界。遮光框123是利用印刷等在漫射片114等上形成了透光率低的区域的框，在虚线的外侧呈框状地形成难以透光的区域。
暗区域210的一部分被遮光框123所遮盖，但从LED150到遮光框123的边界的距离较短，因此，并没有由遮光框123遮蔽全部暗区域210。
接着，使用图6对形成在挠性基板160上的布线进行说明。挠性基板160的主要目的是向LED150提供电力。为此，在挠性基板160上形成有连接在LED150上的电源布线166。
因LED150而产生的电位差为2V～4V，因此，从减少布线数量的理由出发，串联连接3个～5个左右的LED150，并提供9V～16V的电源电压。
在挠性基板160上，除了LED150以外，还作为电气元件而安装有片式电阻(chip resistance)162-1、片式电容(chip condenser)162-2。这些电气元件162也被用于LED150的电源电压的调整等，主要连接在背光源110以外的驱动电路5、驱动电路6、以及控制电路80上，并被用作这些电路的一部分。布线167设置在挠性基板160上，将电气元件162与背光源110以外的驱动电路5、驱动电路6、以及控制电路80进行电连接。
在将驱动电路5和驱动电路6安装在液晶面板1上的情况下，如果也将电气元件162安装在液晶面板1上，就会导致工序变得复杂。因此，通过将电气元件162安装在挠性基板160上，能够简化工序。
此外，控制电路80被安装在挠性基板70上，但存在要尽量缩小挠性基板70的面积的要求。因此，通过将控制电路80安装在挠性基板70上，将连接在控制电路80上的电气元件162的一部分安装在挠性基板160上，能够缩小挠性基板70的面积。
但是，这就要在挠性基板160的空着的部分安装电气元件162，而挠性基板160的面积也需要进行削减。因此，随着电气元件162的增加，在挠性基板160中也难以确保安装电气元件162的区域。
接着，说明图7中将导光板120的暗区域210切口而形成了凹部220的情况。通过形成凹部220，就能将安装在挠性基板160上的电气元件162配置在凹部220。
而且，即使在挠性基板160上存在对导光板构成障碍的电气元件162，也可以利用凹部220来进行避让，能够比LED150更接近导光板120侧地设置电气元件162。
此外，可以在与导光板120重叠的挠性基板160的区域形成布线。通过在比LED150更接近导光板120侧的位置，将布线连接在电气元件162上，能够有效利用导光板120与挠性基板160重叠的区域。
并且，可以使LED150的位置远离遮光框123的边界，能够增加暗区域210被遮光框123遮盖的面积。即通过在比LED150更靠近遮光框123的边界线侧的位置形成布线等，能够增大LED150与遮光框123的边界线之间的距离。
而且，遮光框123的内侧，形成有从导光板123导出的光照射到液晶面板1的照光面，通过延长从LED150到照光面的距离，还能够不会在照光面出现暗区域地确保光均匀展开的空间(Space)。由此，能够减少在入光面125的附近发生的亮度不均匀。
接着，图8A示出在比LED 150的安装位置更接近导光板120侧的位置形成了布线的挠性基板160。在图8A中，在附图上侧形成有导光板120。
通过在导光板120设置凹部220，能够在图中下侧形成LED150，能够在比连接LED 150的布线166更接近导光板侧的位置形成连接在电气元件162上的布线167。
图8B示出在LED150的光出射的方向设置了反射部件168的挠性基板160。在从LED150出射的光中，由反射部件168使到达挠性基板160的光反射至导光板120侧。另外，反射部件168既可以通过印刷白色涂料来形成，也可以通过粘贴反射片来形成。
接着，图9示出从导光板120的背面观察到的立体图。配置成在导光板120上设置凹部220，在凹部220中收纳安装在挠性基板160上的电气元件162。
图10表示呈矩形地进行了切口的凹部220，图11表示呈半圆形地进行了切口的凹部220，图12表示呈三角形地进行了切口的凹部220。在各挠性基板160上，与图8同样地设置有布线167、反射部件168。
图13示出在挠性基板160上形成电气元件162时的问题点。挠性基板160被收纳入收纳壳180中，但当该收纳壳180为金属性的收纳壳时，会产生如下的问题，即：挠性基板160变形，电气元件162与金属性的收纳壳180接触，导致发生短路。
图14示出为了防止电气元件162与金属性的收纳壳180之间的短路，通过粘贴绝缘片等，在收纳壳180设置了绝缘部件116的情况。
图15示出接近电气元件162而形成反射片115的情况。在反射片115为聚酯(polyester)等绝缘性的材质的情况下，反射片115发挥绝缘部件的功能，防止电气元件162与收纳壳180之间的短路。
图16示出，当反射片115为导电性的材质时，在反射片115的表面设置绝缘部件116，防止反射片115与电气元件162之间的短路，并且利用反射片115也能防止电气元件162与收纳壳180之间的短路。

Claims (8)

1.一种液晶显示装置，其特征在于：
包括
液晶面板；
对液晶面板照射光的背光源；
设置于背光源的发光元件；
来自发光元件的光入射的导光板；以及
安装有发光元件的电路板，
通过在导光板上设置凹部，将电气元件比发光元件更接近导光板地安装在电路板上。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：
上述发光元件为LED。
3.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：
上述电气元件为电阻或者电容。
4.一种液晶显示装置，其特征在于：
包括
液晶面板；
驱动液晶面板的驱动电路；以及
对液晶面板照射光的面状照明装置，
其中，上述面状照明装置包括
多个发光元件；
对液晶面板照射来自发光元件的光的导光板；
导光板的与液晶面板相对地形成的上表面；
与上表面交叉的侧面；以及
安装发光元件的电路板，
其中，在与发光元件相邻的侧面形成有凹部，
在凹部配置有电气元件，
电气元件与驱动电路电连接。
5.根据权利要求4所述的液晶显示装置，其特征在于：上述发光元件为LED。
6.根据权利要求4所述的液晶显示装置，其特征在于：上述电气元件为电阻或者电容。
7.一种液晶显示装置，其特征在于：
包括
液晶面板；
驱动液晶面板的驱动电路；
对液晶面板照射光的导光板；
收纳导光板的金属壳；
向导光板出射光的多个LED；以及
安装有多个LED和电气元件的电路板，
其中，导光板与LED相邻并具有入射面，
LED排列在沿着入射面的方向，
在2个相邻的LED之间的入射面上具有凹部，
在凹部设置有电气元件，
电路板被收纳入金属壳中，
在金属壳与电气元件之间设置有绝缘片。
8.根据权利要求7所述的液晶显示装置，其特征在于：上述电气元件为电阻或者电容。
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