CN101960205A

CN101960205A - 背光源单元和液晶显示装置

Info

Publication number: CN101960205A
Application number: CN2008801276789A
Authority: CN
Inventors: 滨田哲也
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2008-03-28
Filing date: 2008-11-04
Publication date: 2011-01-26
Anticipated expiration: 2028-11-04
Also published as: US8289478B2; RU2466439C2; CN101960205B; WO2009118941A1; US20110007239A1; RU2010139763A

Abstract

本发明提供背光源单元和液晶显示装置。在包括发光单元(UT)和接受来自该发光单元(UT)的光的导光板(42)的背光源单元(49)中，在接受来自LED(12)的光的导光板(42)的受光面(42S)形成有凹处(DH)，该凹处收容将并列的安装基板(11)彼此连接的FFC(14)。

Description

背光源单元和液晶显示装置

技术领域

本发明涉及向液晶显示面板等非发光型的面板供给光的背光源单元和包括该背光源单元的液晶显示装置。

背景技术

以往，开发了各种向液晶显示装置的液晶面板(非发光型显示面板)供给光的背光源单元。作为背光源单元的一个例子，可列举图9所示的专利文献1所述的边光型背光源单元149(光从导光板142的侧面142S入射的类型的背光源单元149)。

该背光源单元149从LED(Light Emitting Diode：发光二极管)112获得向液晶显示面板159供给的光。LED(发光元件)112为小型，在近来的背光源单元149中广为使用。特别是，LED112多使用于像便携式终端那样的移动设备中。

如图10的立体图所示，LED12多安装在具有挠性的安装基板111上(此外，安装有这样的LED112的安装基板111也称为LED模块mj)。而且，当该具有挠性的安装基板112过长时，该安装基板111过度挠曲。

例如，在比便携式电话大的笔记本型个人计算机(笔记本型PC)的背光源单元149中搭载有LED模块mj的情况下，安装基板111可能会发生挠曲。详细而言，在笔记本型PC的制造过程中，过长的安装基板111可能会发生挠曲。而且，若安装基板111挠曲，则LED112可能会从安装基板111剥离，产生不良品。

作为避免这一情况的一种办法，如图11A的立体图所示，考虑使用挠性平板配线板(FFC)114连接较短的安装基板111。这样，安装基板111难以过度挠曲。

专利文献1：日本特开2006-11242号公报

发明内容

不过，在这样一串状的LED模块mj中，如图11B的俯视图所示，FFC(连接配线)114会与导光板142的侧面(受光面)142S接触。在产生这样的接触时，例如FFC114会处在LED112的发光面112F与导光板142的侧面142S之间，从LED112向导光板142入射的光量可能会减少。而反过来，若想要避免这样的接触，则背光源单元149会变大FFC114的空间的量。

因而，在搭载有图10所示的一串状的LED模块mj的背光源单元149中，LED112的发光面112F与导光板142的侧面142S之间产生设计上的制约。另外，由于在FFC14的处理中必须予以注意，所以背光源单元149的制造效率降低。

本发明鉴于上述情况完成。本发明的目的在于，提供能够自由地设定发光元件的发光面与导光板的侧面的间隔、且容易制造的背光源单元和包括该背光源单元的液晶显示装置。

背光源单元例如包括发光单元和接受来自发光单元的光的导光板，其中，该发光单元包括经由连接配线并列的多个安装基板，该安装基板安装并列的多个发光元件。在该背光源单元中，在接受来自发光元件的光的导光板的受光面形成有凹处，该凹处收容将并列的安装基板彼此连接的连接配线。

这样，连接配线不与导光板的受光面接触地收容在凹处，所以导光板的受光面与发光元件的发光面之间的间隔不再受制约。因此，发光元件的发光面与导光板的受光面之间的间隔能够自由设定。

另外，通过在导光板的受光面的凹处收容连接配线，能够特定发光单元相对于导光板的位置、例如在受光面的长度方向上的发光单元的位置。(即，凹处能够发挥决定位置的功能)。因而，发光单元对导光板的安装性也得到提高。

另外，优选：与连接配线连接的连接器仅形成于安装发光元件的安装基板的安装面。

通常情况下，安装基板的安装面与导光板的受光面相对。因此，若连接器形成在安装面，则连接配线变得极为接近受光面，即使在连接配线为比较短的长度的情况下也能够收容在凹处。另外，若连接配线极为接近受光面，则容易被收容在相对配置的受光面的凹处，所以发光单元对导光板的安装性可靠提高。

另外，优选：将与连接配线连接的连接器和发光元件之间连接的印刷配线，仅形成于安装发光元件的安装基板的安装面。

这样，也可以不在安装基板的背面即非安装面形成印刷配线。即，在背光源单元中使用仅在单面实施有印刷配线加工的安装基板。这样，安装基板的成本会较低，进而能够降低背光源单元的成本。

另外，优选：在作为安装发光元件的安装基板的安装面的背面的非安装面，安装有散热部件。

发光元件由于驱动而发热，于是发光元件自身和安装基板均带热。不过，若在安装基板安装散热部件，则发光元件和安装基板所带的热会向散热部件逃逸。

特别的，若连接连接器与发光元件之间的印刷配线仅在安装面形成，则非安装面为平滑面，散热部件容易贴附在该面。并且，平滑的非安装面与散热部件以比较高的程度贴紧。因此，发光元件和安装基板所带的热高效地向散热部件逃逸。

另外，优选：随着远离受光面，导光板的受光面的凹处逐渐变窄。

在因安装基板彼此接近而造成连接配线挠曲的情况下，连接配线容易从安装面翘起，成为逐渐变窄的形状。这样，若随着远离受光面，凹处逐渐变窄，则在凹处的内壁面与连接配线之间不会产生过多的间隙。即，连接配线被高效地收容在凹处。

另外，优选：导光板的受光面的凹处的内壁面的倾斜角是与发光元件的最大发散角相同的角度。

这样，形成发光元件的最大发散角的光(最外侧的光)，在向导光板入射后不会向凹处漏出。因此，发光元件的光的有效利用率得到提高。

另外，优选：从导光板出射的光中的主要的光出射的主光出射区域，位于比凹处的底部更深的位置。

这样，即使在与安装基板上相邻的发光元件彼此的间隔相面对的受光面附近产生暗区域，该暗区域也不包括在主光出射区域内。因此，从该主光区域出射的光不包含光量不均。

另外，本发明也是包括上述背光源单元和接受来自该背光源单元的光的液晶显示面板的液晶显示装置。

根据本发明，连接安装基板的连接配线被收容在导光板的受光面的凹处，所以不会产生因连接配线的存在而造成的发光元件的发光面与导光板的受光面之间的设计上的制约。

附图说明

图1是提取出背光源单元的导光板和LED模块进行图示的俯视图。

图2是从安装基板的非安装面来看导光板和LED模块的立体图。

图3是从安装基板的安装面来看LED模块的俯视图。

图4是图1的放大图。

图5是表示在图1所示的导光板产生暗区域的状态的俯视图。

图6是说明斯涅尔定律的俯视图。

图7是液晶显示装置的分解立体图。

图8A是图7中的液晶显示装置的A-A’线向视截面图。

图8B是图7中的液晶显示装置的B-B’线向视截面图。

图9是现有的液晶显示装置的截面图。

图10是安装有LED的安装基板的立体图。

图11A是提取出现有的背光源单元的导光板和LED模块进行图示的立体图。

图11B是图11A所示的导光板和LED模块的俯视图。

符号说明

11 安装基板

11A 安装面

11B 非安装面

12 LED(发光元件)

12F LED的发光面

13 连接器

14 FFC(连接配线)

41 散热部件

42 导光板

42 U顶面

42 B底面

42 S侧面

DH 凹处

42D 凹处的内壁面

43 反射片

44 扩散片

45 光学片

46 光学片

47 光学片组

48 壳体

49 背光源单元

59 液晶显示面板

69 液晶显示装置

具体实施方式

[实施方式1]

参照附图说明本发明的一个实施方式如下。另外，为方便起见，存在省略阴影线或部件符号等的情况，该情况下可参照其它附图。另外，附图上的黑圆点意味着相对于纸面垂直的方向。

图7表示液晶显示装置69的分解立体图。另外，图8A是图7所示的液晶显示装置69的A-A’线向视截面图，图8B是图7所示的液晶显示装置69的B-B’线向视截面图。并且，如这些图所示，液晶显示装置69包括液晶显示面板59和背光源单元49。

液晶显示面板59由包括TFT(Thin Film Transistor：薄膜晶体管)等开关元件的有源矩阵基板51和与该有源矩阵基板51对置的对置基板52通过密封部件(无图示)贴合而成。在两基板51、52的间隙中，注入有无图示的液晶(另外，以夹着有源矩阵基板51和对置基板52的方式，安装有偏转薄膜53、53)。

由于该液晶显示面板59是非发光型的显示面板，所以通过接受来自背光源单元49的光(背光源光)来发挥显示功能。因此，若来自背光源单元49的光能够均匀地照射液晶显示面板59的整个面，则液晶显示面板59的显示品质提高。另外，在液晶显示面板59中，用户主要观看的区域称为有效显示区域AA(参照图7)。

背光源单元49包括：LED模块(发光模块)MJ；散热部件41；导光板42；反射片43；扩散片44；光学片45、46；和壳体48。

LED模块MJ是发光的模块，例如包括：像FPC基板(挠性印刷电路基板)这样的具有挠性的安装基板11；和通过安装在安装基板11的电极上而接受电流的供给的、发光的LED(Light Emitting Diode：发光二极管)12。

另外，为确保光量，LED模块MJ优选包括多个LED12，并且，优选将LED12在安装基板11的安装面(支承面)11A呈列状并列(此外，LED12的个数并不限定于多个)。不过，在附图中为方便起见，仅表示一部分LED12(此外，以下设LED12的排列方向为并列方向P)。

另外，LED模块MJ在安装基板11的安装面11A的端部具有连接器13。并且，挠性平板配线板(FFC)14与各LED模块MJ的连接器13连接，由此多个LED模块MJ成为一串状(其中，在附图中为方便起见，仅表示了一部分LED模块MJ)。另外，后面将对成一串状的LED模块MJ进行详述。

散热部件41被贴附在LED模块MJ的安装基板11的背面(非安装面11B)，使因LED12的驱动产生的停留在LED12和安装基板11的热逃逸。另外，散热部件41具有粘接性，处于安装基板11的非安装面11B和壳体48(详细而言，壳体48的壁部48W的内壁面)之间。其结果为，散热部件(粘接部件)41使LED模块MJ相对于壳体48不动。

另外，壳体48由热传导性比较高的材料形成，停留在LED12和安装基板11的热也经由散热部件41向壳体48逃逸。

导光板42是具有侧面42S和位于夹持该侧面42S的位置的顶面42U和底面42B的板状部件。并且，侧面42S的一面(受光面)与LED12的发光面12F相对，由此接受来自LED(发光元件，点状光源)12的光。接受到的光在导光板42的内部混合，作为面状光从顶面42U出射。另外，后面将对导光板42的受光面42S进行详述。

反射片43位于被导光板42覆盖的位置。这样，与导光板42的底面42B相对的反射片43的一面成为反射面。因此，该反射面以使来自LED12的光或在导光板42内部传播的光不发生泄漏地返回导光板42(详细而言，通过导光板42的底面42B)的方式进行反射。

扩散片44位于覆盖导光板42的顶面42U的位置，使来自导光板42的面状光扩散，使光遍及液晶显示面板59的整个区域(其中，将该扩散片44和光学片45、46统称为光学片组47)。

光学片45、46是例如在片材面内具有棱镜形状、使光的放射特性发生偏转的光学片，位于覆盖扩散片44的位置。因此，该光学片45、46使从扩散片44前进的光聚光，提高亮度。另外，通过光学片45和光学片46聚光的各光的发散方向处于交叉关系。

壳体48收容LED模块MJ、反射片43、导光板42、扩散片44和光学片45、46等。详细而言，反射片43、导光板42、扩散片44、光学片45、46，依次重叠地收容在壳体48中(此外，以下令这样部件重叠的方向为重叠方向Q，令与LED12的并列方向P和重叠方向Q垂直的方向为方向R)。

这样，在上述背光源单元49中，来自LED12的光因导光板42而成为面状光出射，该面状光通过光学片组47而成为发光亮度变高了的背光源光出射。然后，该背光源光到达液晶显示面板59，液晶显示面板59利用该背光源光显示图像。

此处，使用图1～图3详细说明导光板42和LED模块MJ。图1是从导光板42的顶面42U来看导光板42和LED模块MJ的俯视图，图2是从安装基板11的非安装面11B来看导光板42和LED模块MJ的立体图。

另外，图3是从安装基板11的安装面11A来看LED模块MJ的俯视图(其中，安装面11A是安装有LED12的面，非安装面11B是安装面11A的背面)。

如这些图所示，成一串状的LED模块MJ即发光单元UT包括经由FFC(连接配线)14并列的多个安装基板11，该安装基板11安装多个并列的LED12。另外，该发光单元UT使LED12的发光面12F朝向导光板42的4个侧面42S中的一个面。

并且，在接受来自发光单元UT的光的导光板42的侧面(受光面)42S，形成有凹处DH。该凹处DH由向着与受光面42S相对的侧面42S下凹的缺口形成。

详细而言，到达导光板42的顶面42U和底面42B的2个切痕位于背离受光面42S的长度方向(并列方向P)的位置，这些切痕从受光面42S向导光板42的中心侧前进并相交。其结果产生的缺口成为受光面42S的凹处DH。

另外，该凹处DH的受光面42S上的位置是与发光单元UT的FFC14相对的位置。因此，如图1和图2所示，在发光单元UT的LED12的发光面12F与导光板42的受光面42S面对面时，即使FFC14挠曲，该挠曲的FFC14也会被收容在受光面42S的凹处DH中。

这样，导光板42的受光面42S与LED12的发光面12F的距离能够不受挠曲的FFC14制约地自由设定。例如，不再出现如下情况，即，为了避免挠曲的FFC14与导光板42的受光面42S的接触，LED12的发光面12F相对于导光板42的受光面42S的距离过度远离。另外，若LED12的发光面12F相对于导光板42的受光面42S的距离设定得比较短，则背光源单元149也会变得小型化。

另外，通过将挠曲的FFC14收容于导光板42的受光面42S的凹处DH中，在并列方向P和重叠方向Q上发光单元UT相对于导光板42的位置变得容易决定。即，凹处DH发挥决定发光单元UT相对于导光板42的位置的功能，发光单元UT对导光板42的安装性得到提高(进而，背光源单元49的制造效率得到提高)。

不过，若像这样FFC14被收容在导光板42的受光面42S的凹处DH中，则优选该FFC14所插入的连接器13形成在安装基板11的安装面11A。

这样，FFC14变得极为接近受光面41S，即使其为比较短的长度，也能够收容在受光面41S的凹处DH中。另外，若FFC14变得极为接近受光面41S，则容易被收容在相对配置的受光面41S的凹处DH中，发光单元UT对于导光板42的安装性得到提高。并且，FFC 14越短越便宜，所以也带来背光源单元49的制造成本的降低。

另外，即使FFC14向着受光面42S的凹处DH挠曲，FFC14也不会与安装基板11接触而造成损伤。因此，例如不会产生因损伤的FFC14造成的发光单元UT的性能不良(例如导通不良)。

另外，将连接器13与LED12之间连接的印刷配线(未图示)优选形成在安装基板11A。特别优选的是，向LED12供给电流的印刷配线仅形成在安装面11A。

这样，安装基板11的印刷配线加工只需在安装面11A实施即可，不再需要通孔等加工。因此，安装基板11的成本变低。

另外，因为印刷基板仅在安装面11A形成，所以非安装面11B为平滑面。这样，若散热部件41处于发光单元UT的安装基板11的非安装面11B与壳体48之间，则散热部件41与非安装面11B以比较高的程度贴紧。其结果为，停留在LED12和安装基板11的热高效地向散热部件41逃逸。

详细而言，散热部件41对平滑的非安装面11B的贴紧程度例如比散热部41对安装面11A的贴紧程度高，停留在LED12和安装基板11的热高效地向散热部件41，进而向壳体48逃逸。

[其它实施方式]

另外，本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种变更。

例如，优选随着远离该受光面42S，导光板42的受光面42S的凹处DH逐渐变窄(总而言之，优选凹处DH成为楔形)。

通常情况下，若安装基板11彼此接近而FFC14挠曲，则FFC14从相邻的安装面11A翘起(凸起)，在安装基板11彼此的间隔的中间附近弯曲。这样，如图1所示，连接FFC14弯曲的部位和与FFC14连接的2个连接器13的形状成为三角形状(逐渐变窄的形状)。

这样，若这样成为三角形状的FFC14接近导光板42的受光面42S，则会被高效地收容在楔形(例如，三角形)的凹处DH中(总而言之，在凹处DH的内壁面42D与FFC14之间不产生过多的间隙)。

并且，如作为图1的放大图的图4所示，凹处DH的内壁面42D的倾斜角θ1优选为与LED12的最大发散角θ2相同的角度(θ1＝θ2)。另外，倾斜角θ1是，相对于导光板42的受光面42S、顶面42U和底面42B垂直的假想面(由重叠方向Q和方向R形成的QR面)与凹处DH的内壁面42D所成的角度。

另外，最大发散角θ2是，在LED12与导光板42的侧面42S相对的情况下，在由并列方向P和方向R形成的PR面上，相对于LED12的发光面12F垂直的方向V(与方向R同方向)与来自LED12的最外侧的光(来自LED12的光束中最外侧的光)的出射方向W所成的角度。

像这样，在倾斜角θ1与最大发散角θ2为相同角度时，若位于安装基板11的端部的LED12与导光板42的受光面42S的凹处DH的端部相邻(若受光面42S上的内壁面42D的边缘与位于安装基板11的端的LED12相邻)，则来自LED12的光在向导光板入射42后，不会向凹处DH漏出。因此，LED12的光被有效利用{来自LED12的光向导光板入射，作为背光源光利用的比率(有效利用率)得到提高}。

另外，在导光板42为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制的情况下，作为倾斜角θ1和最大发散角θ2的一个例子，能够列举42°。该值根据以下的基于斯涅耳定律的计算求得(另外，空气的折射率为1，导光板42的折射率为1.51)。

1.51×sinX＝1×sin90°

sinX＝1×sin90°/1.51

sinX＝1×1/1.51

X＝42°

该式求取的是，如图5所示，在假设来自LED12的光相对于导光板42的侧面42S大致以90°入射的情况下，光以什么程度的角度(相对于侧面42s的角度)在导光板42内前进。即，求取在导光板42中光以最大多少度的角度前进。而该值为42°左右是指，若倾斜角θ1和最大发散角θ2为42°左右，则来自LED12的光在向导光板42入射后不会向凹处DH漏出。

另外，来自LED12的光在向导光板42入射后不会向凹处DH漏出是指，即使该凹处DH填有导光板42的材料，该区域也是LED12的光不能到达的暗区域。换而言之，凹处DH通过从导光板42除去成为暗区域的部分而形成。

另外，如图6所示，与在安装基板11上相邻的LED12彼此的间隔相对的受光面42S附近也成为暗区域BK。不过，在安装基板11上相邻的LED12彼此的间隔与相邻的安装基板11彼此的间隔相比较短。因此，该暗区域BK不过是极小的区域，不显眼(总而言之，来自背光源单元49的出射光不包含因暗区域造成的光量不均)。

另外，在导光板42中，对液晶显示面板59的有效显示区域AA供给光的区域LA(主光出射区域LA，参照图1和图6)优选不包含暗区域BK。因此，优选的是，从导光板42出射的光中的主要的光出射的主光出射区域LA位于比受光面42S的凹处DH的底部更深的位置(即，与受光面42S相对的侧面42S一侧)。

这样，凹处DH和与在安装基板11上相邻的LED12彼此的间隔相对的受光面42S附近的暗区域BK不包含在主光出射区域LA中。因此，来自背光源单元49的出射光可靠地不包含光量不均。

Claims

1.一种背光源单元，其特征在于，包括：

发光单元，其包括经由连接配线并列的多个安装发光元件的安装基板；和

接受来自所述发光单元的光的导光板，

在接受来自所述发光元件的光的所述导光板的受光面形成有凹处，该凹处收容将并列的安装基板彼此连接的所述连接配线。

2.如权利要求1所述的背光源单元，其特征在于：

与所述连接配线连接的连接器形成于安装所述发光元件的所述安装基板的安装面。

3.如权利要求1所述的背光源单元，其特征在于：

将与所述连接配线连接的连接器和所述发光元件之间连接的印刷配线，仅形成于安装所述发光元件的所述安装基板的安装面。

4.如权利要求1所述的背光源单元，其特征在于：

在作为安装所述发光元件的所述安装基板的安装面的背面的非安装面，安装有散热部件。

5.如权利要求1所述的背光源单元，其特征在于：

随着远离所述受光面，所述受光面的凹处逐渐变窄。

6.如权利要求5所述的背光源单元，其特征在于：

所述凹处的内壁面的倾斜角是与所述发光元件的最大发散角相同的角度。

7.如权利要求1所述的背光源单元，其特征在于：

从所述导光板出射的光中的主要的光出射的主光出射区域，位于比所述凹处的底部更深的位置。

8.一种液晶显示装置，其特征在于，包括：

权利要求1至7中任一项所述的背光源单元；和接受来自该背光源单元的光的液晶显示面板。