CN1811564A - 液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种液晶显示装置，可使发光元件正对导光体的入光面且以正确的距离设置，并可与其他电子零件一起单面安装在印刷基板，以减少工序数，谋求薄型化。在液晶显示面板(1)的背面配置导光体(4)及印刷基板(5)，在贯通印刷基板(5)的贯通孔(7)处，使LED(8)的发光部(8A)面对导光体(4)的入光面(4A)而贯通，并与其他电子零件一起从印刷基板(5)的一面安装。使发光元件(8)的电极(8B)与印刷基板(5)的安装面桥接而固定。

Description

液晶显示装置
(本申请是在先的中国专利申请02121738.6的分案申请)
技术领域
本发明涉及液晶显示装置，特别涉及具备了辅助光源装置的液晶显示装置，该辅助光源装置具有在侧边缘配设发光二极管等固体发光元件作为光源的导光体。
背景技术
在移动电话或携带型信息终端机等小型信息终端机中，一般都采用小型且省电力的液晶显示装置作为其显示装置。在该液晶显示装置中，有利用外部光作为使形成在液晶显示面板的电子潜像可视化的照明机构，以及在液晶显示面板的背面或前面设置辅助照明装置的类型。在液晶显示面板的背面所设置的辅助照明装置称为背光源，设置在前面的辅助照明装置称为前光源。
而这种携带型终端机的辅助照明装置光源，虽然有的如显示画面尺寸较大的笔记型电脑等那样具有在侧边缘配置冷阴极萤光灯的导光体，但移动电话或携带型信息终端机等(即所谓PDA等)则较多使用消费电力少的发光二极管(LED)等的固体发光元件。
图11是示意说明现有的小型信息终端机中的辅助照明装置全体构成的立体图。该辅助照明装置设置在液晶显示面板的背面。图中省略了液晶显示面板或印刷基板等。液晶显示面板的正下方设置有棱镜板2，其下方依次设置扩散板3、导光体4、反射板10。符号8是放射白色光的发光元件，一般使用发光二极管(LED)。以下，说明作为LED的这种发光元件。
图12A～图12B是说明作为现有的小型信息终端机中的辅助照明装置的光源的LED的设置构造例，图12A为其平面图，图12B为沿图12A的A-A线的剖面图。图12A～图12B中，4为导光体，4A为其侧边缘(以下亦称入光面)，6为筐体(铸模箱)，8为LED。在该构造例中，在铸模箱6的内壁上设置1个或2个以上的LED8。在本例中是配设3个。
但在这种构成中，因导光体4与LED8作为分离的零件装入铸模箱6中，故难以精密地将LED8安装至铸模箱6的内壁，LED8的发光部(位于与导光体4的入光面4A相对的面上)与导光体4的入光面4A的距离d容易变动，且使发光部与导光体4的入光面4A对正也很困难。因此，从LED8投射而入射到导光体4的光的分布无法一致，使液晶显示面板的显示亮度发生不均，成为现有的需要解决的课题之一。
此外，由于在铸模箱6侧安装LED8，故需有把该LED8的供电线连接至安装在印刷基板等的驱动电路电源端子(或电源电极)的配线机构，而使安装工序复杂。这也成了现有的需要解决的课题之一。此外，对这种已知技术的公开，例如有日本专利特开平11-133426号公报。
为解决上述问题，有以下的各种方案。图13是示意说明小型信息终端机中的辅助照明装置的方案例的重要部分构成的剖面图，其主要展示的是辅助照明装置的导光体4及作为发光元件的LED8。在该构成中，将接近或紧密接在导光体4一端(侧边缘4A)而设置的LED8装载在印刷基板5上并进行安装，将该印刷基板5设置在导光体4的背面。该导光体4最好为透明树脂。此外，印刷基板5有用硬质板构成的非柔性板和用柔性板构成的板(所谓柔性印刷基板)，此处包括二者来说明印刷基板。
由于LED8通常是用自动安装机安装在印刷基板5上，故可正确控制其安装位置。此外，导光体4是用粘接剂或双面胶带固定在图中未示的液晶显示面板的背面，而印刷基板5与液晶显示面板连接，故可使LED8的发光部8A正对作为导光体4的入光面的侧边缘4A而设置。此外，在导光体4的背面设有反射处理膜或反射板，图中加以省略。
图14是针对图13的问题点，而示意说明液晶显示装置的重要部分构成例的剖面图，特别是说明安装作为辅助照明装置的发光元件的LED8的印刷基板5及导光体4与液晶显示面板1的配置关系的剖面图。LED8接近或密接在设置在液晶显示面板1背面的导光体4的侧边缘4A而设置。在此，这里通过硬质印刷基板说明印刷基板5，但对柔性基板也是同样。
LED8是将其发光部8A面对导光体4的侧边缘4A而安装在印刷基板5上。由LED8的发光部8A投射的放射光指向与印刷基板5的面几乎平行的方向。LED8的底面具有电极8B，通过将该电极8B连接在印刷基板5的配线，可将LED8固定在印刷基板5上并加以电连接。此外，与该印刷基板5的上述LED8的安装面相反的面上，安装有其他电子零件9。即，发光元件8与其他电子零件9安装在印刷基板5的正反面，这种安装方式称为两面安装。
图15是示意说明小型信息终端机中的辅助照明装置的其他方案例的重要部分构成的剖面图，特别是说明安装有LED8的印刷基板5及导光体4与液晶显示面板1的配置关系的剖面图。安装在印刷基板5的LED8与其他电子零件9同面而安装在该印刷基板5的端部附近。另外，将该LED8的安装部分朝液晶显示面板1的方向弯曲，与图14同样地，以使LED8的发光部8A与设置在液晶显示面板1背面的导光体4的侧边缘4A相对的方式使其接近或密接而加以配置。
LED8是使其发光部8A面对导光体4的侧边缘(入光面)4A而安装在印刷基板5上，由发光部8A投射的放射光指向与印刷基板5的面几乎平行的方向。LED8的底面具有电极8B，通过将该电极8B连接在印刷基板5的配线，可将LED8固定在印刷基板5上并加以电连接。而与该印刷基板5的上述LED8的安装面同一面上安装有其他电子零件9。在此例中，发光元件8与其他电子零件9是安装在印刷基板5的同一面上，这种安装称为单面安装。
此外，作为公开有关在印刷基板5上安装LED的已知技术，有日本专利特开2000-77724号公报。该公报中并没有公开有关液晶显示装置。此外，该公报所公开的安装技术是关于单一发光元件或发光元件与受光元件的安装，以整体的薄型化为目的，但其发光元件的光放射方向是与印刷基板的面垂直的方向，而非本发明所要解决的与印刷基板平行方向上入射至导光体时产生的问题。
在上述各方案的辅助照明装置中的LED安装例中，存在以下的课题。例如在如图14所示的印刷基板5上将LED8安装在其他电子零件9的安装面与相反面上的两面安装的场合，在印刷基板5上的安装作业变得困难，就自动安装机而言则需要在2面安装的工序。此外，若是使用图15所说明的单面安装的印刷基板5的场合，需要弯曲LED8的安装部分使其发光部8A与导光体4的侧边缘4A相对。因此，需要弯曲工序，使得作业性降低，有时造成弯曲部分发生裂缝等不良。此外，辅助照明装置的厚度增加，结果妨碍了装载辅助照明装置的液晶显示装置整体以及终端机的薄型化。
此外，在上述各安装方法中，由于LED8装载在印刷基板5安装面的表面，缩短LED8的发光部8A与印刷基板5的面之间的距离而进行薄型化有其限制。因为LED8的发光部8A位于该LED8的铸模面的内侧，所要考虑照射光的利用效率，使导光体4的厚度为与发光元件8的发光部8A正对的尺寸以下有其限度。这也成为妨碍辅助照明装置厚度的减少及装载有辅助照明装置的终端机整体的薄型化的原因。
本发明的目的在于解决上述的已知课题而提供一种液晶显示装置，使构成辅助照明装置的LED等发光元件8可与其他电子零件9一起安装在印刷基板5的单面上，不需折弯该印刷基板5而可与导光体4的入光面4A相对，并减少工序数，谋求其薄型化。
发明内容
用来实现上述目的的本发明的基本思想是，具备在安装发光元件的印刷基板上贯通该发光元件的贯通孔，并在该贯通孔处单面安装发光元件。此外，使上述发光元件的安装面与其他电子零件为同一面。本发明的代表性构成如下所述。
(1).一种液晶显示装置，具备液晶显示面板、安装有包含发光元件的多个电子零件的印刷基板、及设置在上述液晶显示面板与上述印刷基板之间的导光体，其特征在于，
上述印刷基板具有贯通孔，上述发光元件被安装成使上述发光元件的发光部从上述贯通孔突出到与其他电子零件相反的一侧，并且发光元件从与该其他电子零件相同的一侧安装。
(2).在(1)中，上述发光元件的发光部突出于上述印刷基板的上述导光侧。
(3).在(1)或(2)中，上述发光元件的投光方向是相对于上述印刷基板的面大致平行的方向。
(4).在(1)～(4)中，上述印刷基板是柔性印刷基板。
根据上述(1)～(4)的构成，将发光元件与其他电子零件一起在相同侧安装的印刷基板不需在发光元件的部分弯折，而可将该发光元件的发光部与导光体的相对而配置，故可较少工序数。此外，通过使用柔性印刷基板，可以容易地与液晶显示面板进行电连接。
(5).一种液晶显示装置，其具备液晶显示面板、安装有发光元件的印刷基板、及设置在上述液晶显示面板与上述印刷基板之间的导光体，其特征在于，上述印刷基板具有贯通孔，且投光方向与上述印刷基板的面大致平行的上述发光元件贯通上述贯通孔而安装。
(6).在(5)中，上述发光元件的发光部的上述印刷基板侧的端部位置大致与上述印刷基板的表面位置相等。
(7).在(5)或(6)上述导光体的厚度比从上述印刷基板的贯通孔突出部分的上述发光元件的厚度薄。
(8).在(5)或(6)中，上述印刷基板是柔性印刷基板。
根据上述(5)～(8)的构成，可以实现薄型化。
(9).一种液晶显示装置，其具备液晶显示面板、安装有包含发光元件的多个电子零件的印刷基板、及设置在上述液晶显示面板与上述印刷基板之间的导光体，其特征在于，
上述印刷基板具有发光元件贯通的贯通孔，上述发光元件的电极与其他电子零件的电极在上述印刷基板的与上述导光体相反的一侧连接在上述印刷基板上。
(10).在(9)中，上述印刷基板是柔性印刷基板。
根据(9)或(10)，因为可以不将安装了发光元件的印刷基板弯折，将该发光元件的发光部与导光体的正对而配置，并且可以在同一工序中将上述发光元件和其它的电子零件同时在印刷基板上连接，故可较少工序数。此外，通过使用柔性印刷基板，可以容易地与液晶显示面板进行电连接。
(11).一种液晶显示装置，其具备液晶显示面板、安装有多个发光元件的印刷基板、及设置在上述液晶显示面板与上述印刷基板之间的导光体，其特征在于，
上述印刷基板具有多个贯通孔，其从上述导光体的端部起的距离大致相等，且上述多个发光元件贯通上述贯通孔而安装。
(12).在(11)中，上述贯通孔与上述发光元件具有定位机构。
(13).在(11)或(12)中，上述印刷基板是柔性印刷基板。
根据上述(11)～(13)的构成，使多个发光元件抵接上述贯通孔内侧边缘或特别设置在贯通孔的定位形状，可限定往导光体入光面的发光元件位置，而可维持与导光体入光面的距离在设计值，抑制液晶显示面板显示面的亮度不均。
此外，本发明所使用的液晶显示面板，并不限于所谓简单矩阵方式，也可为薄膜晶体管型等的有源矩阵方式的液晶面板、或其他各种方式的液晶显示面板。
此外，对于使用前光源的液晶显示装置，在印刷基板安装该发光元件的构造中，也可采用相同构成。此时，不需导光体，或设置在液晶显示面板的显示面，印刷基板则设在液晶显示面板的背面。此外，液晶显示面板的尺寸也不限于移动电话或携带型信息终端机等小尺寸，也可适用在较大尺寸的液晶面板。
本发明并不限于上述构成及后叙的实施例的构造，当然可以在不脱离本发明的技术思想下进行种种变更。
附图说明
图1是示意说明本发明的液晶显示装置的第1实施例的重要部分的剖面图。
图2A～图2B是图1的印刷基板构成例的说明图，图2A是由液晶显示面板侧看时的平面图，图2B是沿图2A的A-A线的剖面图。
图3是说明本发明的液晶显示装置的第1实施例全体构成的展开立体图。
图4是示意说明本发明的液晶显示装置的第2实施例的重要部分剖面图。
图5A～图5C是构成本发明的液晶显示装置的辅助照明装置的印刷基板上的LED安装构造的效果说明图，图5A是为了比较而展示印刷基板上不具有LED的安装用贯通孔的场合，图5B及图5C是展示印刷基板上具有LED的安装用贯通孔时的重要部分平面图。
图6A～图6C是构成本发明的液晶显示装置的辅助照明装置中使用的LED形状例的说明图，图6A为俯视图，图6B为侧面图，图6C为仰视图。
图7是说明在构成本发明的液晶显示装置的辅助照明装置中使用的印刷基板上形成贯通孔之一例的图。
图8A～图8C是构成本发明的液晶显示装置的辅助照明装置中使用的LED其他形状例的说明图，图8A为俯视图，图8B为侧面图，图8C为仰视图。
图9是说明在构成本发明的液晶显示装置的辅助照明装置中使用的印刷基板上形成贯通孔的其他例的图。
图10A～图10B是示意说明本发明其他效果的印刷基板与LED配置关系的剖面图。
图11是示意说明现有的小型信息终端机辅助照明装置的全体构成立体图。
图12A～图12B是说明现有的小型信息终端机辅助照明装置的光源LED的设置构造例的图，图12A是平面图，图12B是沿图12A的A-A线的剖面图。
图13是示意说明小型信息终端机的辅助照明装置的方案例的重要部分构成例的剖面图。
图14是示意说明图13的问题点的液晶显示装置的重要部分构成例的剖面图。
图15是示意说明小型信息终端机的辅助照明装置的其他方案例的重要部分构成例的剖面图。
实施发明的具体方式
以下，参照实施例的图详细说明本发明的实施形态。图1是示意说明本发明的液晶显示装置的第1实施例的重要部分的剖面图。本实施例的辅助照明装置是在由丙烯基板等透明板构成的导光体4的入光面，即侧边缘4A上设置LED8作为发光元件，使LED8投射的放射光入射至导光体4而传播。通过在该传播途中将光射至该导光体4的表面侧(液晶显示面板1方向)而形成从液晶显示面板1的背面全面照射该液晶显示面板1的面光源。
LED8通过贯通形成将印刷基板5贯通的贯通孔7而安装。该印刷基板5是柔性基板。在本实施例的印刷基板5中，将与安装LED8相反侧的端部朝液晶显示面板1折弯，并与拉出至该液晶显示面板1的电极端子连接。此外，也可以将安装LED8侧的端部，或邻接安装了LED8侧的端部折弯，与液晶显示面板1的端子连接。
LED8的发光部8A优选为，该发光部8A的导光体4的厚度方向尺寸为包含在导光体4入射光面4A厚度内的厚度，光的利用效率会更好。本实施例则为两者大致相等。印刷基板5上安装有驱动IC、电阻及电容器等其他电子零件9，LED8则与这些其他电子零件9成同一方向而安装，通过设在底部的电极8B与印刷基板5的安装面桥接而与印刷基板5电连接并固定在其上。即，各种零件(LED8、其他电子零件9)是单面安装在印刷基板5上。此外，液晶显示面板1与辅助照明装置间隔着有扩散片或棱镜片等，在此图中加以省略。
图2A～图2B是图1的印刷基板的构成例的说明图，图2A是从液晶显示面板侧看到的平面图，图2B是沿图2A的A-A线的剖面图。元件符号9A是其他电子零件9的安装区域。当然该安装区域9A并不限于图所示的部分。
根据本实施例，将LED等发光元件8与其他电子零件9一起在相同侧安装的印刷基板5不需在发光元件8的部分弯折，而可将该发光元件8的发光部8A与导光体4的4A相对而配置，故可较少工序数。此外，通过使用柔性印刷基板5，可以容易地与液晶显示面板1进行电连接。
图3是说明本发明的液晶显示装置的第1实施例的全体构成的展开立体图。各构成要素间的所要的部分中，间隔着垫片或双面胶带等固定手段，但图中为求容易理解而加以省略。在液晶显示面板1的背面隔着2片棱镜板2、扩散板3，其下侧配置有导光体4。导光体4的下侧则为安装有上述LED8及其他电子零件9的印刷基板5。
接着，这些液晶显示面板1、棱镜板2、扩散板3、导光体4及印刷基板5收容在筐体，即，铸模箱6中，构成一体的液晶显示装置。液晶显示面板1中虚线所示的区域是显示区域AR，其与导光体4的照明区域大致上相同。
图4是示意说明本发明的液晶显示装置的第2实施例的重要部分剖面图。与图1相同的元件符号表示同一功能的部分，但与第1实施例的印刷基板5为柔性基板不同，本实施例中则为硬质的印刷基板50。该印刷基板50与液晶显示面板1的端子的连接是使用柔性板50A。
此外，LED8所具有的高度是考虑了印刷基板50的厚度。其与印刷基板50的固定(连接)是通过与第1实施例同样的电极8B进行。即，使用对应于印刷基板50厚度的高度的LED。
根据本实施例，将LED8与其他电子零件9共同从相同侧安装的印刷基板5不需在LED8的部分弯折，可将该LED8的发光部8A与导光体4的入光面4A相对而配置，故可较少工序数。
图5A～图5C是构成本发明的液晶显示装置的辅助照明装置的印刷基板的LED安装构造的效果说明图，图5A是为了比较而显示印刷基板上不具有LED的安装用贯通孔的场合，图5B及图5C是显示印刷基板上具有LED的安装用贯通孔时的重要部分平面图。此外，图5B及图5C的贯通孔7形成为LED8贯通时不会产生摇晃的大小。
如图5A所示，在印刷基板5上不设贯通孔7的场合，则难以使LED8的发光部8A正对导光体4的侧边缘4A而相对配置。因此，从LED8投射的放射光向导光体4的入射方向会如箭头所示那样成为不一致，使导光体4无法在液晶显示面板1照射均一的照明光，结果液晶显示面板1上会产生显示不均。图中，AR是表示有效区域(有效照明区域)。
与之相反，如图5B所示，在与从导光体4的端部起大致相等的位置处，在印刷基板5设置多个LED8的安装用贯通孔7的场合，与LED8的导光体4的距离及其安装姿势受到该贯通孔7的限定，向导光体4的入射方向如箭头所示而一致化。此外，如图5C所示，通过调整导光体4中相对于入光面4A的多个LED8的距离D1、D2，即，通过按照该导光体4的所需的亮度分布来设定各个贯通孔7相对于导光体4的距离，即可将从导光体4发射至液晶显示面板1的照明光分布设计为所需的图案。
图6A～图6C是构成本发明的液晶显示装置的辅助照明装置所使用的LED形状例的说明图，图6A为俯视图，图6B为侧面图，图6C为仰视图。该LED8在与发光部8A相对侧(背面)具有凸部8C，并具有连接印刷基板5的线路(供电线路)的一对电极8B。电极8B与印刷基板5的安装面桥接，发光部8A在安装面的相反侧面对导光体4的侧边缘4A。此外，该电极8B的设置方向及形状等并不限于图中所示，只要可桥接在印刷基板5而固定并电连接即可。
图7是说明在构成本发明的液晶显示装置的辅助照明装置中使用的印刷基板上形成贯通孔的一例的部分平面图，对应于安装图6A～图6C中所说明的LED8的贯通孔7。该贯通孔7在大致矩形孔处具有对应于图6A所示的LED8的凸部8C的凹部7A，使图6A～图6C的LED8贯通，同时限定其贯通位置而设定相对于导光体4的侧边缘4A的距离为预定值。
图8A～图8C是构成本发明的液晶显示装置的辅助照明装置中使用的LED其他形状例的说明图，图8A为俯视图，图8B为侧面图，图8C为仰视图。该LED8在与导光体4的侧边缘4A平行的方向(侧面)上具有凹部8D，具有连接印刷基板5的配线(供电配线)的一对电极8B。电极8B与印刷基板5的安装面桥接，发光部8A在安装面的相反侧处面对导光体4的侧边缘4A。该电极8B的设置方向及形状等只要可桥接在印刷基板5而固定并电连接即可，其形状及设置方向可为任意。
图9是说明在构成本发明的液晶显示装置的辅助照明装置中使用的印刷基板上形成的贯通孔的其他例的部分平面图，对应于安装图8A～图8C中所说明的LED8的贯通孔7。该贯通孔7在大致矩形孔处具有对应于图8A所示的LED8的凹部8D的凸部7A，使8A～图8C的LED8贯通，同时限定其贯通位置，将相对于导光体4的侧边缘4A的距离设定为预定值。
通过如上述图6A～图6C与图7、或8A～图8C与图9所示的具有定位手段的形状的LED8和印刷基板5的贯通孔7，可容易且正确地将LED8与导光体4的侧边缘4A的距离及相对姿势设定为预定值。因此，可用预定的分布照明液晶显示面板1，获得高品质的图像显示。
图10A～图10B是示意说明本发明其他效果的印刷基板与LED配置关系的剖面图，图10A是用于比较的与上述图14相当的配置图，图10B是本发明的代表性配置图。图中的数值仅为一例，其单位为mm。
在此，设印刷基板5或印刷基板50的厚度为0.2mm，LED8全体的高度为1.0mm，LED8的发光部8A的高度方向尺寸为0.6mm，发光部8A与LED铸模的上下端尺寸分别为0.2mm。如图10A所示，印刷基板5(50)的面上安装LED8时，若考虑投射光的利用效率及向导光体4入射光的厚度方向(上下方向)的均衡，则导光体4的厚度的限度为1.0mm。此外，若不考虑均衡，则使导光体4的厚度减薄LED铸模上端的0.2mm的部分，而成为0.8mm。
与之相反，根据图10所示的本发明，由于将无助于发光的LED铸模部分埋入印刷基板5(50)中，可使LED8的发光部8A(印刷基板5(50)侧)的端部位置接近印刷基板5(50)的表面，所以只要使端部位置与印刷基板5(50)表面大致一致，即可将导光体4厚度减少为0.6mm。因此，这种场合可将LED8与导光体4一体的厚度变薄至0.8mm，并可使包含辅助照明装置的液晶显示装置全体的厚度变薄。根据上述本发明的各实施例，可获得没有显示不均的高亮度、或可显示色彩均衡的图像的液晶显示装置。此外，即使不使发光部8A端部位置与印刷基板5(50)表面一致，只需将LED8安装在贯通孔7中，即可得到薄型化的效果。
如以上所说明，根据本发明，可正确且容易地对正辅助照明装置的发光元件8与导光体4的入光面(侧边缘)4A，减少照明光的亮度不均，实现发光元件8的射出光的有效利用。
此外，可有效利用向导光体4的入射光，提高亮度，并减少液晶显示面板1的显示不均匀。

Claims (4)

1.一种液晶显示装置，具备液晶显示面板、印刷基板、多个发光元件、以及设置在上述液晶显示面板与上述印刷基板之间的导光体，其特征在于，
上述印刷基板直接地或通过连接用基板间接地与上述液晶显示面板电气连接；
上述印刷基板具有到上述导电体的端部的距离分别相等的多个贯通孔，
上述发光元件具有铸模、发光部和电极；
上述发光元件的上述铸模的一部分位于上述贯通孔的内部。
2.如权利要求1的液晶显示装置，其特征在于，上述贯通孔和上述发光元件具有定位单元。
3.如权利要求1或2的液晶显示装置，其特征在于，上述印刷基板是柔性的印刷基板。
4.如权利要求1或2的液晶显示装置，其特征在于，上述印刷基板是硬质的印刷基板。
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