JP2004117435A - Backlight structure for liquid crystal display panel - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導光板の一端から導光した光によって、液晶表示パネル面を照明するバックライト構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、液晶セルを用いた表示装置は、時計、電話機、パソコン等のあらゆる電子機器に搭載されている。このような電子機器にあって、特に時計や携帯電話等は夜間や暗所においても使用されるため、前記液晶セルを照明するバックライト装置を備えたものが多い。
【0003】
図4は、従来のバックライト装置3を備えた液晶表示装置1の断面構造を示したものである。この液晶表示装置1は、枠体4の下部に前記バックライト装置3を配設し、その上に液晶表示パネル2を配設している。前記液晶表示パネル2は、透明電極膜が形成された2枚のガラス基板の間に液晶物質を挟んだ構造の液晶セルと、この液晶セルの上面及び下面に配設される2枚の偏光板とで構成されている。バックライト装置3は、光源である発光素子(LED7)と、このLED7で発した光を導く導光板8とを備えている。前記導光板8は、透明なアクリル材で形成され、前記液晶表示パネル2と略同一面積の導光本体部8aと、その一端から突出した受光部8bとで一体形成されている。前記受光部8bは、前記導光本体部8aの下面から平行に突出した受光面9と、前記導光本体部8aの上面から略45度の傾斜角を有する反射面10とを備えている。LED7は各種のICや電子部品が実装される回路基板6の先端部に実装され、発光面13を前記受光面9に向けた状態で固定されている。
【0004】
前記LED7の発光面13から発せられる光は、図5に示すように、受光面9に入射し、所定の角度で傾斜形成された反射面10によって反射され、前記導光本体部8a内に導光される。前記反射面10で反射される光は、LED7に最も近いa部では入射角が小さいので、導光板8のLED7側に近い部分を照らし、入射角の大きなb部で反射された光はそれよりも遠くを照射する。このようにして、受光及び反射された光を導光板8全体に導光させることで、上方に配設される液晶表示パネル2を背面から照明している。また、前記導光板8の下面に光反射シート11、上面に光拡散シート12が設けられる。前記光反射シート11は、導光板8内に導光した光を上方に向けて反射させて輝度を高め、前記光拡散シート12は、下方の導光板8の表面から放射される光を適度に拡散させて輝度ムラを抑える働きをしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記液晶表示パネル2のビューエリアを広く確保しつつ、バックライト装置3の小型化を図ろうとする場合は、上記従来の液晶表示装置1のように、LED7からの光を液晶表示パネル2から突出させた受光部8bによって、導光本体部8a内に導光するといった構成を取らざるを得ない。このような構成のバックライト装置3にあっては、前記導光本体部8a内に光を有効に導光させるために、前記受光部8b内に取り入れる光量をできるだけ多くする必要があり、そのためには、前記受光部8bの受光面9とLED7の発光面13とを隙間なく密着させるのが理想である。しかしながら、前記受光面9と発光面13とを完全に密着した状態にしておくと、振動や衝撃等によって強い押圧力が掛かり、受光面9や発光面13を傷つけてしまうおそれがある。また、前記振動や衝撃が長時間連続して加えられたり、長期間に亘る使用環境及び使用状態によって、前記受光面9と発光面13との隙間が次第に大きくなる場合もある。このような要因が積み重なって、受光効率及び導光効率の低下を引き起こしてしまうおそれがある。
【0006】
このような問題があるため、受光効率は多少犠牲にしても、耐久性や安全性等を考慮して、前記受光面9と発光面13との間に一定の隙間を設けざるを得ない。また、前記一定の隙間を設けるために、LED7を実装する回路基板6と、導光板8の位置決めを厳密に管理しなければならないといった問題がある。
【0007】
そこで、本発明の目的は、LED等の光源から発する光を漏れなく導光板内に導光させて液晶表示パネルを明るく照明すると共に、振動や衝撃等が加わった場合でも、導光板と光源との接触による破損や位置ずれの発生を防止することのできる液晶表示パネルのバックライト構造を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項1に係る液晶表示パネルのバックライト構造は、回路基板と導光板との間に発光素子を配置し、前記発光素子の発光面から照射される光を前記導光板の受光面に入射させて液晶表示パネルを照明するバックライト構造であって、前記発光素子を前記回路基板に弾性部材を介して実装すると共に、発光素子の発光面を前記導光板の受光面に密着させたことを特徴とする。
【0009】
この発明によれば、導光板の受光面に発光素子の発光面を対向して配設する際に、前記発光素子が弾性部材を介して回路基板に実装されているので、この弾性部材の反力によって発光素子の発光面と導光板の受光面とが常時密接した状態となる。このため、発光素子で発せられた光が周囲に漏れることなく導光板の受光面に入射させて導光板全体を明るく発光させることができる。前記発光素子と導光板の受光面とが弾性部材の適度な弾性力によって挟持されているので、振動や衝撃が加わった場合にも前記弾性部材によって吸収され、破損や位置ずれを防止する効果がある。また、従来のように、導光板と発光素子との隙間を一定間隔で維持させるような厳密な位置決めに要する調整作業を要しなくて済む。
【0010】
また、前記弾性部材の表面に発光素子の電極に対応する電極パターンを形成することで、回路基板との電気的導通が容易に図られる。また、発光素子は、前記電極パターンが形成された弾性部材上に直接実装することができるが、電極基板を介して前記弾性部材上に実装することも可能である。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明に係る液晶表示パネルのバックライト構造を詳細に説明する。
【0012】
図1は、本発明のバックライト構造を備えた液晶表示装置21の構成例を示したものである。この液晶表示装置21は、バックライト装置23の上方に液晶表示パネル22を積層した構造になっている。前記バックライト装置23は、導光板28と、この導光板28内に光を照射させる発光素子(LED27)と、このLED27が実装される回路基板26とを備え、前記回路基板26上に固着した弾性部材30を介して前記LED27を導光板28の下面に接触固定させている。
【0013】
前記導光板28は、透明なアクリル板で形成され、液晶表示パネル22と略同面積で一定の厚みを有する導光本体部28aと、この導光本体部28aから突出して設けられる受光部28bとで一体に形成されている。前記受光部28bは、LED27から発した光を受ける受光面34と、前記受光した光を導光本体部28a内に向けて反射させる反射面35を備えている。前記反射面35は、導光本体部28aの端部まで光を導光させるために、所定の傾斜角度で形成されている。
【0014】
前記導光本体部28aには、上面に上拡散部材36が配設され、下面に反射部材38が配設される。前記上拡散部材36は、厚みが約100μmの透明なポリエステルフィルムの表面に微細な凹凸部が形成されたものである。この凹凸部は大小様々なビーズをコーティングして形成される。反射部材38は、高反射率を有する銀(Ag)やアルミニウム(Al)等を蒸着したシート状のもので、前記導光本体部28a内に導光された光を漏れなく有効に液晶表示パネル22に向けて反射させるために設けられる。
【0015】
前記LED27は、電極が形成された基板上に発光素子をダイボンドあるいはワイヤボンドで実装され、その周囲を透明な樹脂材で封止して形成されている。前記封止した上面が発光面32となっており、光を集光して放射するために凸レンズ状に形成されている。
【0016】
前記回路基板26の一端は、LED27が配設される設置スペースとなっており、この設置スペース上に前記弾性部材30の下面が位置決め固定される。一方、前記弾性部材30の上面には、LED27に対応した電極パターンが形成された小型の電極基板29を固着し、この電極基板29上にLED27が実装される。前記弾性部材30は、前記電極基板29及びLED27を載置して受光面34と回路基板26との間に挟持したとき、前記受光面34とLED27の発光面32とが密着するような弾性力及び厚みに形成される。
【0017】
次に、前記LED27の実装形態の詳細を図2に示す。この実装形態は、前記説明したように、LED27の電極面を電極基板29に実装し、この電極基板29の下に固定された弾性部材30を介して回路基板26上の所定の実装領域に実装するものである。前記弾性部材30は、所定の弾性力を備えた非導電性の樹脂材、例えばウレタンゴムやシリコーンゴム等で形成され、前記電極基板29及び回路基板26に非導電性の粘着剤や粘着テープを介して接合されている。前記LED27は、下面に素子電極が設けられ、また、前記LED27を実装する電極基板29には素子電極と対応する電極パターンが形成されている。電極基板29と回路基板26の電気的導通は、弾性部材30に沿って設けられるリード線31を介して行われ、回路基板26上に搭載される図示しない電源回路や制御回路から延びる電極パターンに接続されてLED27に電流が供給されると共に、ON/OFFの制御が行われる。
【0018】
図3は前記非導電性の弾性部材30の代わりに、電極パターン41が側面に形成された弾性部材40を採用した場合の構成例を示したものである。前記弾性部材40は、シリコーンゴムを素材とした圧接型コネクタであり、前記電極基板29と回路基板26の間に挟むことで、LED27と回路基板26との導通が図られる。
【0019】
前記弾性部材30,40にはウレタンゴム等の樹脂材を使用したが、このような樹脂材以外にコイルバネのような弾性金属部材を使用することも可能である。このような弾性金属部材を使用する場合は、電極基板29や回路基板26との間に絶縁部材を挟み、絶縁被覆されたリード線を介して前記電極基板29に形成されているLED27の電極部と回路基板26上に形成されている電極パターンとを接合させる。
【0020】
上記構造のバックライト装置23は、枠体24に上拡散部材36及び反射部材38を装着した導光板28と、LED27が実装された回路基板26とを平行にし、前記LED27の発光面32を受光部28bの受光面34に密着させた状態で枠体24に組み込まれる。回路基板26には前記LED27の他に、液晶表示パネル22を駆動制御するためのICや電子部品が実装される。また、これらのバックライト装置23及び液晶表示パネル22が組み込まれる枠体24の内壁に白色系の塗料を塗布したり、枠体24自体を白色系の顔料あるいは染料を混合した樹脂材で成形することによって、LED27で発光した光を外部に漏らさずに受光及び反射させて導光本体部28aへの導光効率を高めることができる。また、導光板28と枠体24との間に銀(Ag)やアルミニウム(Al)蒸着シート等の高反射率を有する反射シートを設けることによっても効果がある。
【0021】
液晶表示パネル22は、周知のように、相対して配設された上ガラス基板及び下ガラス基板の内側に上透明電極と下透明電極及び上配向膜と下配向膜が設けられ、封止部材で一定の間隔をおいて封止し、その中に液晶物質が封入された構造となっている。この液晶表示パネル22は、下ガラス基板側を下にした状態で前記バックライト装置23の上方に配設される。
【0022】
上記構成のバックライト構造を備えた液晶表示装置21においては、導光板28の受光面34にLED27の発光面32が常時隙間なく密着した状態になっているので、前記LED27で発した光は、光量が低下することなくそのまま受光面34から受光部28b内に取り込まれ、反射面35で反射されながら導光本体部28a内に伝播させることができる。これによって、従来の受光面と発光面との間に一定の隙間を有した構造のバックライト装置に比べて約20%の輝度アップが図られた。
【0023】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る液晶表示パネルのバックライト構造によれば、発光素子の発光面と、前記発光素子から発せられる光を受光する導光板の受光面とが密接した状態となっているので、前記発光素子で発せられた光を漏れなく有効に導光板内に取り入れることができる。
【0024】
また、前記受光面と発光面とが弾性部材を介して密着されているので、振動や衝撃に対する耐性も十分確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のバックライト構造を備えた液晶表示装置の断面図である。
【図2】上記バックライト構造の要部断面図である。
【図3】上記バックライト構造の他の構成例の要部断面図である。
【図4】従来のバックライト構造を備えた液晶表示装置の断面図である。
【図5】上記従来のバックライト構造の要部断面図である。
【符号の説明】
21 液晶表示装置
22 液晶表示パネル
23 バックライト装置
26 回路基板
27 LED(光源)
28 導光板
28a 導光本体部
28b 受光部
30,40 弾性部材
32 発光面
34 受光面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a backlight structure that illuminates a liquid crystal display panel surface with light guided from one end of a light guide plate.
[0002]
[Prior art]
In recent years, display devices using liquid crystal cells are mounted on various electronic devices such as watches, telephones, and personal computers. In such an electronic device, in particular, a watch, a mobile phone, and the like are used even at night or in a dark place, and therefore, are often provided with a backlight device that illuminates the liquid crystal cell.
[0003]
FIG. 4 shows a cross-sectional structure of a liquid crystal display device 1 provided with a conventional backlight device 3. In the liquid crystal display device 1, the backlight device 3 is disposed below a
[0004]
As shown in FIG. 5, the light emitted from the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when it is intended to reduce the size of the backlight device 3 while ensuring a wide view area of the liquid
[0006]
Because of such a problem, a certain gap must be provided between the light receiving
[0007]
Therefore, an object of the present invention is to guide light emitted from a light source such as an LED into the light guide plate without omission to illuminate the liquid crystal display panel brightly, and even when vibration or impact is applied, the light guide plate and the light source It is intended to provide a backlight structure of a liquid crystal display panel that can prevent the occurrence of breakage and displacement due to contact with the liquid crystal display.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, a backlight structure of a liquid crystal display panel according to claim 1 of the present invention is configured such that a light emitting element is disposed between a circuit board and a light guide plate and is irradiated from a light emitting surface of the light emitting element. A backlight structure that illuminates a liquid crystal display panel by causing light to enter the light receiving surface of the light guide plate, wherein the light emitting element is mounted on the circuit board via an elastic member, and the light emitting surface of the light emitting element is guided to the light guide. It is characterized by being in close contact with the light receiving surface of the optical plate.
[0009]
According to the present invention, when the light emitting surface of the light emitting element is disposed facing the light receiving surface of the light guide plate, the light emitting element is mounted on the circuit board via the elastic member. Due to the force, the light emitting surface of the light emitting element and the light receiving surface of the light guide plate are always in close contact. For this reason, the light emitted from the light emitting element can be incident on the light receiving surface of the light guide plate without leaking to the surroundings, and the entire light guide plate can be illuminated. Since the light emitting element and the light receiving surface of the light guide plate are sandwiched by an appropriate elastic force of an elastic member, even when vibration or impact is applied, the light is absorbed by the elastic member, and the effect of preventing breakage and displacement is obtained. is there. Further, unlike the prior art, it is not necessary to perform an adjustment operation required for precise positioning so as to maintain a gap between the light guide plate and the light emitting element at a constant interval.
[0010]
Further, by forming an electrode pattern corresponding to the electrode of the light emitting element on the surface of the elastic member, electrical connection with the circuit board can be easily achieved. The light emitting element can be directly mounted on the elastic member on which the electrode pattern is formed, but can also be mounted on the elastic member via an electrode substrate.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a backlight structure of a liquid crystal display panel according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0012]
FIG. 1 shows a configuration example of a liquid
[0013]
The
[0014]
In the light guide body 28a, an
[0015]
The
[0016]
One end of the
[0017]
Next, the details of the
[0018]
FIG. 3 shows a configuration example in which an
[0019]
A resin material such as urethane rubber is used for the
[0020]
In the
[0021]
As is well known, the liquid
[0022]
In the liquid
[0023]
【The invention's effect】
As described above, according to the backlight structure of the liquid crystal display panel according to the present invention, the light emitting surface of the light emitting element and the light receiving surface of the light guide plate that receives light emitted from the light emitting element are in close contact with each other. Therefore, the light emitted from the light emitting element can be effectively taken into the light guide plate without leakage.
[0024]
In addition, since the light receiving surface and the light emitting surface are in close contact with each other through an elastic member, sufficient resistance to vibration and impact can be ensured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device having a backlight structure of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of the backlight structure.
FIG. 3 is a cross-sectional view of an essential part of another configuration example of the backlight structure.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device having a conventional backlight structure.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part of the conventional backlight structure.
[Explanation of symbols]
21 Liquid
28 Light guide plate 28a Light
Claims (3)
前記発光素子を前記回路基板に弾性部材を介して実装すると共に、発光素子の発光面を前記導光板の受光面に密着させたことを特徴とする液晶表示パネルのバックライト構造。A backlight structure that illuminates a liquid crystal display panel by disposing a light emitting element between a circuit board and a light guide plate and causing light emitted from the light emitting surface of the light emitting element to enter the light receiving surface of the light guide plate,
A backlight structure for a liquid crystal display panel, wherein the light emitting element is mounted on the circuit board via an elastic member, and the light emitting surface of the light emitting element is in close contact with the light receiving surface of the light guide plate.
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