JP2004233811A

JP2004233811A - Surface light source unit, and electrooptical device and electronic device using the same

Info

Publication number: JP2004233811A
Application number: JP2003024086A
Authority: JP
Inventors: Katsuya Ide; 勝也井出
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-01-31
Filing date: 2003-01-31
Publication date: 2004-08-19

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surface light source unit wherein light emitting elements can be opposed to a side end surface of a light guide plate and arranged along the side end surface without disturbing miniaturization even when chip-shaped light emitting elements are used and to provide an electrooptical device and an electronic device. <P>SOLUTION: In the surface light source unit 3, a plurality of chip-shaped LEDs 333 as the light emitting elements are mounted on an LED mounting substrate 330 of a multilayered wiring structure and the substrate is disposed so that the surface on which the LEDs 333 are mounted faces downward. Thereby, the LEDs 333 are arranged so as to be opposed to a side end surface 311 of a light guide plate 31 and to be along the side end surface 311. The both end parts of the LED mounting substrate 330 are supported by a frame part of a resin holder 9 and one end edge of the LED mounting substrate 330 is disposed so as to be superposed on one end edge of the light guide plate 31. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶パネルなどの電気光学パネルに向けて光を出射する面光源ユニット、この面光源ユニットをバックライト装置として用いた電気光学装置、およびこの電気光学装置を用いた電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一対の基板間に液晶などの電気光学物質が挟持された透過型あるいは半透過反射型の電気光学パネルを用いた電気光学装置では、電気光学パネルの背面側にバックライト装置としての面光源ユニットが配置され、この面光源ユニットから出射された光を利用して所定の画像が表示される。ここで、面光源ユニットは、平板状の導光板と、この導光板の光出射面と反対側の面に重ねて配置された反射部材と、導光板の端部に光を出射する発光部とを有している。
【０００３】
このような面光源ユニットにおいて、従来は、発光部として冷陰極管が用いられている。但し、電気光学装置を携帯電話機やモバイルコンピュータなどの表示部として用いた場合、このような携帯用電子機器はバッテリ駆動であるため、面光源ユニットには、消費電力が低いことが求められる。このため、近年、発光部として、砲弾型のＬＥＤ（発光ダイオード）が用いられつつある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ここで、ＬＥＤは点光源であるため、複数のＬＥＤを導光板の側端面に対向するように、かつ、側端面に沿って配置する必要がある。また、砲弾型のＬＥＤは、これらのＬＥＤを実装したＬＥＤ実装基板の実装面と垂直な方向に出射光軸を向けている。このため、ＬＥＤ実装基板は、導光板の側端面に対向するように配置される。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−１６０８９２号（第３頁および図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
電気光学装置に対する小型化要求に対応しようとすると、ＬＥＤを配置しているスペースも縮小する必要がある。このため、ＬＥＤとしては、従来の砲弾型のものに代えて、チップ形のものを使用することが検討されている。
【０００７】
しかしながら、チップ形のＬＥＤは、ＬＥＤ実装基板の実装面と平行な方向に出射光軸を向けているため、従来のように、ＬＥＤ実装基板は、導光板の側端面に対向するように配置することができないという問題点がある。
【０００８】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、ＬＥＤ実装基板の実装面と平行な方向に出射光軸を向けるチップ形の発光素子を用いた場合でも、小型化を妨げることなく発光素子を導光板の側端面に対向させ、かつ、側端面に沿って配列することのできる面光源ユニット、この面光源ユニットを用いた電気光学装置、およびこの電気光学装置を用いた電子機器を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、導光板と、該導光板に対して当該導光板の光出射面と反対側の面に重ねて配置された反射部材と、前記導光板の端部に光を出射する複数の発光素子を備えた発光部と、前記複数の発光素子が実装された発光素子実装基板とを有する面光源ユニットにおいて、前記複数の発光素子はいずれも、前記発光素子実装基板の実装面と平行な方向に出射光軸を向ける発光素子であり、前記発光素子実装基板は、前記発光素子が前記導光板の側端面に対向し、かつ、当該側端面に沿って配列されるように、前記発光素子が実装されている側を下方に向けて配置されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明では、発光素子の出射光軸が発光素子実装基板の実装面と平行な方向であるため、発光素子実装基板は、発光素子が実装されている側を下方に向けて配置されている。従って、発光素子を導光板の側端面に対向し、かつ、側端面に沿って配列された状態に配置できる。ここで、導光板に対して出射面と反対側には反射部材などが配置されるだけであるが、導光板に対して出射面側には、各種の光学部品や電気光学パネルなどが配置されるため、空間的な余裕がある。このような構造に対応させて、本発明では、発光素子が実装されている側を下方に向けて発光素子実装基板を配置したため、発光素子実装基板の厚さ寸法は、光学部品の厚さ寸法に吸収される。それ故、本発明によれば、ＬＥＤ実装基板の実装面と平行な方向に出射光軸を向けるチップ形の発光素子を用いた場合でも、小型化を妨げることなく発光素子を導光板の側端面に対向させ、かつ、側端面に沿って配列することができる。
【００１１】
本発明において、前記複数の発光素子はいずれも、例えば、チップ形のＬＥＤである。このような発光素子を用いると、従来の砲弾型のＬＥＤなどの発光素子を用いた場合と比較して、発光素子を配置するスペースが狭くて済む。従って、電気光学装置の小型化、薄型化を図ることができる。
【００１２】
本発明において、前記発光素子実装基板として、ガラス−エポキシ基板などの剛性基板を用いることが好ましい。このような基板を用いれば、発光素子が実装されている側を下方に向けて発光素子実装基板を配置しても、発光素子実装基板が下方に撓むことがないので、発光素子の位置がずれることがない。
【００１３】
本発明において、前記発光素子実装基板には、前記発光素子の電源部から延設された可撓性基板が実装されていることが好ましい。電源部から発光素子へは、剛性基板だけは配線できないので、折り曲げる必要がある場所に可撓性基板を用いれば、配線を容易に行うことができる。
【００１４】
本発明において、前記発光素子実装基板として、ガラス−エポキシ基板などの剛性基板を用い、かつ、少なくとも前記導光板が枠状ホルダの内側に配置されている場合には、当該枠状ホルダの相対向する枠部に、前記発光素子実装基板の両端部をそれぞれ受ける一対の凹部を形成しておくことが好ましい。このように構成すると、枠状ホルダのサイズや形状にかかわらず、凹部の深さを最適化すれば、導光板に対する発光素子実装基板の高さ位置、すなわち導光板に対する発光素子の位置を最適化することができる。
【００１５】
この場合、前記一対の凹部の少なくとも一方の凹部の底部には、係合用突起が形成されている一方、前記発光素子実装基板の端部には、前記係合用突起が嵌る係合穴が形成されていることが好ましい。このように構成すると、発光素子実装基板の位置決め、すなわち発光素子の位置決めを容易に行うことができる。
【００１６】
本発明において、前記発光素子実装基板として、ガラス−エポキシ基板などの剛性基板を用い、かつ、少なくとも前記導光板が枠状ホルダの内側に配置されている場合には、前記枠状ホルダは、前記発光素子実装基板の上面と重なる位置に張り出した張り出し部を備え、前記発光素子実装基板は、前記張り出し部の下面に接着固定されていることが好ましい。このように構成すると、発光素子実装基板が下方に撓んで発光素子の位置がずれるということがない。
【００１７】
本発明において、前記発光素子実装基板として、ガラス−エポキシ基板などの剛性基板を用いた場合、前記発光素子実装基板は、前記発光素子の光出射側に位置する端部が前記導光板の端部上に重なっていることが好ましい。このように構成すると、発光素子実装基板は、導光板でも支持されることになるので、発光素子実装基板が下方に撓んで発光素子の位置がずれるということがない。
【００１８】
本発明において、前記発光素子実装基板として、ガラス−エポキシ基板などの剛性基板を用いた場合、前記発光素子実装基板は、実装端子が形成されている領域を除く全ての領域にコーティングが施されていることが好ましい。ガラス−エポキシ基板などの剛性基板では、切断面から微細な屑が発生しやすいが、このような部分も含めてコーティングしておけば、電気光学装置内に異物の侵入が発生しない。
【００１９】
また、前記発光素子実装基板は、前記コーティングとして白色コーティングが施されていることが好ましい。このように構成すると、発光素子実装基板は、反射部材としても機能するので、光の利用効率が向上する。
【００２０】
本発明において、少なくとも前記導光板は、枠状ホルダの内側に配置され、かつ、前記枠状ホルダは、前記発光素子実装基板の上面と重なる位置に張り出した張り出し部を備えている場合には、前記発光素子実装基板として、前記張り出し部の下面に接着固定された可撓性基板を用いることが好ましい。このように構成すると、発光素子が実装されている側を下方に向けて発光素子実装基板を配置しても、発光素子実装基板が下方に撓んで発光素子の位置がずれるということがない。従って、発光素子実装基板として可撓性基板を用いることができ、このような基板であれば基板の引き回しが容易である。また、可撓性基板を用いれば、薄くて済むので、基板が占めるスペースが狭くてよい。それ故、電気光学装置の小型化、薄型化を図ることができる。
【００２１】
本発明において、前記発光素子実装基板として、可撓性基板を用いた場合、前記発光素子実装基板は、前記発光素子の光出射側に位置する端部が前記導光板の端部上に重なっていることが好ましい。このように構成すると、発光素子実装基板は、導光板でも支持されることになるので、発光素子実装基板が下方に撓んで発光素子の位置がずれるということがない。
【００２２】
本発明において、前記反射部材は、前記導光板の下方位置から前記複数の発光素子の下方位置まで一体に配置されていることが好ましい。このように構成すると、発光素子の下方に漏れてきた光も導光板に入射させることができるので、光の利用効率を高めることができる。
【００２３】
本発明を適用した面光源ユニットをバックライト装置として用いた電気光学装置では、面光源ユニットに対しては、前記導光板の光出射面側に電気光学パネルが重ねて配置される。
【００２４】
本発明において、前記電気光学パネルと前記導光板との間には、シート状、枠状、あるいは板状の光学部品が１枚あるいは２枚以上、配置される場合には、前記発光素子実装基板は、前記光学部品の厚さの和よりも薄いことが好ましい。このように構成すると、発光素子実装基板の厚さ分を光学部品の厚さで吸収できるので、電気光学装置の小型化、薄型化を図ることができる。
【００２５】
本発明に係る電気光学装置は、例えば、携帯電話機、ＰＤＡ、パーソナル・デジタル・アシスタント（ＰＤＡ）、モバイルコンピュータなどの電子機器に用いられる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００２７】
［実施の形態１］
（電気光学装置の全体構成）
図１は、本発明を適用したバックライト付き電気光学装置の全体構成を示す分解斜視図である。図２は、図１に示すバックライト付き電気光学装置の要部の構成を示す断面図である。
【００２８】
図１および図２において、本形態の電気光学装置１は、携帯電話機、ＰＤＡ、パーソナル・デジタル・アシスタント、モバイルコンピュータなどといったバッテリ駆動の電子機器などに表示部として搭載される。
【００２９】
この電気光学装置１は、下ケースを兼ねる金属製の下シールド板２、後述する面光源ユニット３（バックライト装置）、枠状のスペーサ８、下偏光板４、電気光学パネル５、上偏光板６、上ケースを兼ねる金属製の上シールド板７をこの順に重ねた構造になっており、いずれの構成要素も概ね、矩形の平面形状を有している。これらの構成要素を下シールド板２と上シールド板７との間に収納するにあたって、本形態では、矩形枠状の樹脂ホルダ９（枠状ホルダ）が用いられ、この樹脂ホルダ９の内側に面光源ユニット３、スペーサ８、下偏光板４、および電気光学パネル５が配置されている。ここで、スペーサ８は、面光源ユニット３と下偏光板４との間に所定の隙間を確保している。
【００３０】
上シールド板７には、以下に説明する電気光学パネル５の画像表示領域に対応する大きさの表示窓７１が形成されており、上シールド板７は、電気光学パネル５の画像表示領域の外周領域を覆うとともに、電気光学パネル５を物理的に保護している。
【００３１】
本形態において、電気光学パネル５としては、ＴＦＴアクティブマトリクス型の透過型液晶パネルが用いられている。この種の液晶パネルとしては、周知のものを用いることができるので、詳細な説明を省略するが、画素電極や画素スイッチング素子などを備えた画素がマトリクス状に形成されたＴＦＴアレイ基板５１と、同じく石英ガラスや耐熱ガラスなどの基板の表面に対向電極やカラーフィルタなどがが形成された対向基板５２と、これらの基板を貼り合わせるシール材と、基板間でシール材で区画された領域内に封入、保持されている電気光学物質としての液晶とから概略構成されている。
【００３２】
対向基板５２は、ＴＦＴアレイ基板５１よりも小さく、ＴＦＴアレイ基板５１の周辺部分は、対向基板５２の外周縁よりはみ出た状態にある。従って、ＴＦＴアレイ基板５１において、画像表示領域の周囲には、画素スイッチング用のＴＦＴと同時形成された駆動回路用のＴＦＴ（図示せず。）を用いて走査線駆動回路やデータ線駆動回路などを形成することができる。また、ＴＦＴアレイ基板５１において対向基板５２の端部からはみ出した領域に入出力端子を形成しておけば、図１に示すように、これらの入出力端子に対して駆動用ＩＣ５４がＣＯＦ実装された可撓性基板５３を実装することができる。本形態では、可撓性基板５３に対しては、さらに、面光源ユニット３の電源回路などを構成する各種電子部品５５が実装された可撓性基板５６が接続されており、可撓性基板５６の細長く延びた部分５７が、面光源ユニット３のＬＥＤ実装基板３３０に接続されている。
【００３３】
このように構成した電気光学装置１において、電気光学パネル５のＴＦＴアレイ基板５１の側（光入射側）、および対向基板５２の側（光出射側）には、ノーマリホワイトモード／ノーマリブラックモードの別に応じて、プラスチックシートからなる下偏光板４、および上偏光板６が所定の向きに配置される。
【００３４】
なお、本形態では、ＴＦＴアレイ基板５１の方からバックライト装置用の面光源ユニット３の光が入射して、対向基板５２４の方から出射される構成になっているが、その逆に、対向基板５２４の方から光が入射して、ＴＦＴアレイ基板５１の方から出射される構成であってもよい。また、電気光学パネル５としては、ＴＦＴアクティブマトリクス型の透過型液晶パネルの他、ＴＦＤアクティブマトリクス型の透過型液晶パネル、パッシブマトクス型の透過型液晶パネルなどを用いてもよい。また、透過型液晶パネルに限らず、半透過・反射型の液晶パネルを用いてもよい。
【００３５】
（面光源ユニット３の構成）
図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、図１および図２に示す電気光学装置１でバックライト装置として用いた面光源ユニット３の発光部の構成を示す底面図、この発光部の等価回路図、図３（Ａ）に示す発光部をＡ−Ａ′線で切断したときの断面図、および図３（Ａ）に示す発光部をＢ−Ｂ′線で切断したときの断面図である。図４（Ａ）、（Ｂ）は、図１および図２に示す電気光学装置１において、面光源ユニット３のＬＥＤ実装基板の樹脂ホルダへの取り付け構造を示す斜視図、および平面図である。
【００３６】
図１、図２および図３に示すように、本形態の電気光学装置１において、バックライト装置として用いた面光源ユニット３は、透光性を備えた樹脂成形品からなる矩形の導光板３１と、ＬＥＤ実装基板３３０を備えた発光部３３と、この発光部３３を駆動するための電源回路３９とを備えている。また、面光源ユニット３では、導光板３１の下面側に反射シート３５が重ねて配置されている一方、導光板３１の上面側には、レンズシートや拡散シートなどといったシート状光学部品３７が配置されている。
【００３７】
発光部３３において、ＬＥＤ実装基板３３０としては、細長く切断された剛性のガラス−エポキシ基板が用いられ、このＬＥＤ実装基板３３０の下面には、発光素子としての複数のチップ形のＬＥＤ３３３が一列に実装されている。従って、砲弾型のＬＥＤを用いた場合と比較してＬＥＤ３３３を配置するスペースが狭くてよい。
【００３８】
ここで、ＬＥＤ３３３はいずれも、ＬＥＤ実装基板３３０の実装面と平行な方向に出射光軸を向けている。このため、ＬＥＤ３３３が実装されている面を下向きにＬＥＤ実装基板３３０を配置し、ＬＥＤ３３３を導光板３１の側端面３１１に対向させ、かつ、この側端面３１１に沿うように配列してある。
【００３９】
本形態において、複数のＬＥＤ３３３は、例えば、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、２つのグループ３３１、３３２に分けられており、この２つのグループ３３１、３３２のいずれにおいても、複数のＬＥＤ３３３、例えば、５つのＬＥＤ３３３が直列に接続されている。また、２つのグループ３３１、３３２同士は、並列に電気的に接続されている。すなわち、２つのグループ３３１、３３２同士は、陽極側配線３３８、およびグランド配線３３９が共通配線とされ、そこに電源回路３９が接続されている。さらに、発光部３３には、保護回路としてツェナーダイオード３８が並列に接続されている。
【００４０】
また、本形態では、複数のＬＥＤ３３３は、異なるグループ３３１、３３２に属するＬＥＤ３３３同士が隣接するように配置されている。このため、ＬＥＤ実装基板３３０において、第１のグループ３３１に属するＬＥＤ３３３に対する第１の配線パターン３３６と、第２のグループ３３２に属するＬＥＤ３３３に対する第２の配線パターン３３７は、交差することになる。そこで、本形態では、図３（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、ＬＥＤ実装基板３３０として、配線パターン３３６、３３７が異なる層間に形成された多層配線構造のガラス−エポキシ基板が用いられている。
【００４１】
このように構成した面光源ユニット３において、上シールド板７と下シールド板２との間で複数のＬＥＤ３３３が導光板３１の側方に近接配置するにあたって、樹脂ホルダ９の内側に反射シート３５、導光板３１、およびシート状光学部品３７を重ねて配置するとともに、複数のＬＥＤ３３３を下に向けてＬＥＤ実装基板３３０を樹脂ホルダ９に取り付ける。
【００４２】
図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、樹脂ホルダ９の相対向する枠部の端部には、ＬＥＤ実装基板３３０の両端部が嵌る凹部９１がそれぞれ形成されいている。また、凹部９１の底部には係合突起９２が形成されている一方、ＬＥＤ実装基板３３０の両端部には係合穴３３４が形成されている。このため、樹脂ホルダ９の凹部９１の内部にＬＥＤ実装基板３３０の両端部を嵌めるだけで、係合突起９２が係合穴３３４が嵌ることにより、ＬＥＤ実装基板３３０を樹脂ホルダ９に位置決め、保持させることができる。
【００４３】
また、ＬＥＤ実装基板３３０は、剛性の強いガラス−エポキシ基板である。さらに、図２および図３（Ａ）に示すように、ＬＥＤ実装基板３３０の一方の端縁は、導光板３１の一方の端縁の上に重なるように配置され、ＬＥＤ実装基板３３０の長手方向における中央部分は、導光板３１で支持された状態となる。従って、ＬＥＤ実装基板３３０の両端部を樹脂ホルダ９で支持する構造であっても、ＬＥＤ実装基板３３０が下方に撓むことがない。それ故、図１．図２、および図３（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、ＬＥＤ３３３は、下向きで導光板３１の側端面３１１に対向し、かつ、この側端面３１１に沿うように配置される。
【００４４】
ここで、ＬＥＤ実装基板３３０の一方の端縁を導光板３１の上に重ねた部分は、導光板３１に対してシート状光学部品３７を重ねたことによって生じた空きスペースであり、かつ、ＬＥＤ実装基板３３０は、シート状光学部品３７の総厚みと同等かそれより薄い。
【００４５】
また、本形態では、ＬＥＤ実装基板３３０は、ＬＥＤ３３３やフレキシブル基板５６の延設部分５７が実装される端子の形領域を除く全ての領域にコーティング（図示せず）が施されている。このため、ＬＥＤ実装基板３３０の切断面から基板材料の微細な屑が落ちることがない。
【００４６】
しかも、ＬＥＤ実装基板３３０に対するコーティングとして白色コーティングが施されている。このため、ＬＥＤ実装基板３３０の白色コーティング面は反射面としても機能する。また、反射シート３５は、導光板３１の下方位置からＬＥＤ３３３の下方位置でＬＥＤ実装基板３３０の白色コーティング面と対向する位置まで一体に配置されている。このため、ＬＥＤ３３３から出射された光のうち、ＬＥＤ実装基板３３０の白色コーティング面や反射シート３５の端部に向かった光も導光板３５に入射させることができる。
【００４７】
（動作）
このように構成した電気光学装置１において、面光源ユニット３でＬＥＤ３３３を点灯させると、ＬＥＤ３３３から出射された光は、導光板３１に入射し、この導光板３１内、あるいは反射シート３５で反射を繰り返しながら、導光板３１の上面である光出射面３１５（シート状光学部品３７の側）に向かって出射される。そして、シート状光学部品３７に入射した光は、シート状光学部品３７によって光散乱性が付与されるなどの作用を受けた後、電気光学パネル５に出射される。一方、電気光学パネル５では、画素電極に印加した画像信号によって、液晶の配向状態を画素毎に制御する。例えば、電気光学パネル５をＴＮモードで構成した場合に、液晶は、基板間で９０°の角度をもって捩じれ配向し、このような捩じれ配向は、基板間で液晶に電場をかけることによって解放される。従って、基板間に外部から電場を印加するか否かによって、液晶の配向状態を画素毎に制御することができる。
【００４８】
それ故、電気光学パネル５において、面光源ユニット３から出射された光は、入射側の下偏光板４によって所定の直線偏光光に揃えられた後、液晶の層に入射し、ある領域を透過する直線偏光光は、透過偏光軸が捩じられて出射される一方、他の領域を通過した直線偏光光は、透過偏光軸が捩じられることなく出射する。このため、入射側の下偏光板４と出射側の上偏光板６を互いの透過偏光軸が直交するように配置しておけば（ノーマリホワイト）、電気光学パネル５の出射側に配置された上偏光板６を通過するのは、液晶によって透過偏光軸が捩じられた方の直線偏光光のみである。これに対して、入射側の下偏光板４と透過偏光軸が平行になるように出射側の上偏光板６を配置しておけば（ノーマリブラック）、電気光学パネル５の出射側に配置された上偏光板６を通過するのは、液晶によって透過偏光軸が捩じられることのなかった直線偏光光のみである。よって、液晶の配向状態を画素毎に制御すれば、任意の情報を表示することができる。
【００４９】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、チップ形のＬＥＤ３３３の出射光軸がＬＥＤ実装基板３３０の実装面と平行な方向であるため、ＬＥＤ実装基板３３０は、ＬＥＤ３３３が実装されている側を下方に向けて配置されている。このため、ＬＥＤ３３３は、導光板３１の側端面３１１に対向し、かつ、側端面３１１に沿って配列された状態となる。ここで、導光板３１に対して出射面３１５と反対側には反射シート３５などが配置されるだけであるが、導光板３１に対して出射面３１５の側には、各種のシート状光学部品３７、スペーサ８、下偏光板４、および電気光学パネル５などが配置されるため、空間的な余裕がある。このような構造に対応させて、本形態では、ＬＥＤ３３３が実装されている側を下方に向けてＬＥＤ実装基板３３０を配置したため、ＬＥＤ実装基板３３０は、電気光学装置１の小型化、薄型化を妨げることがない。特に本形態では、ＬＥＤ実装基板３３０は、シート状光学部品３７の総厚みと同等かそれより薄いため、ＬＥＤ実装基板３３０の厚さをシート状光学部品３７の厚さによって吸収できる。それ故、ＬＥＤ実装基板３３０は、電気光学装置１の小型化、薄型化を妨げることがない。
【００５０】
また、本形態では、ＬＥＤ実装基板３３０として、ガラス−エポキシ基板などの剛性基板を用いたため、ＬＥＤ３３３が実装されている側を下方に向けてＬＥＤ実装基板３３０を配置しても、基板が下方に撓んでＬＥＤ３３３の位置がずれるということがない。また、電源回路３９からＬＥＤ３３３へは、剛性基板だけは配線できないので、折り曲げる必要がある場所に可撓性基板５６を用い、その一部５７をＬＥＤ実装基板３３０に接続している。それ故、電源回路３９からＬＥＤ３３３への配線接続を容易に行うことができる。
【００５１】
さらに、ＬＥＤ実装基板３３０の一方の端縁は、導光板３１の一方の端縁の上に重なるように配置され、ＬＥＤ実装基板３３０の長手方向における中央部分は、導光板３１で支持された状態となる。従って、ＬＥＤ実装基板３３０の両端部を樹脂ホルダ９で支持する構造であっても、ＬＥＤ実装基板３３０が下方に撓むことがない。しかも、ＬＥＤ実装基板３３０の一方の端縁を導光板３１の上に重ねた部分は、導光板３１に対してシート状光学部品３７を重ねたことによって生じた空きスペースであり、かつ、ＬＥＤ実装基板３３０は、シート状光学部品３７の総厚みと同等かそれより薄い。従って、ＬＥＤ実装基板３３０の一方の端縁を導光板３１の上に重ねた場合でも、電気光学装置１の厚さ寸法が大きくなるなどの問題は発生しない。
【００５２】
また、上記の構造を採用すれば、ＬＥＤ実装基板３３０を保持するのに両面テープや接着剤を用いる必要がないので、面光源ユニット３および電気光学装置１の信頼性が向上するとともに、組立工程の作業効率を向上することができる。
【００５３】
さらにまた、樹脂ホルダ９に対して、ＬＥＤ実装基板３３０の両端部をそれぞれ受ける凹部９１を形成したため、樹脂ホルダ９のサイズや形状にかかわらず、凹部９１の深さを最適化するだけで、導光板３１に対して最適な高さ位置にＬＥＤ実装基板３３０の高さ位置、すなわちＬＥＤ３３３の高さ位置を最適化することができる。しかも、凹部９１の底部には、係合用突起９２を形成する一方、ＬＥＤ実装基板３３０の端部に係合用突起９２が嵌る係合穴３３４を形成したため、ＬＥＤ実装基板３３０の位置決め、すなわちＬＥＤ３３３の位置決めを容易に行うことができる。
【００５４】
また、本形態では、面光源ユニット３の電源回路３９で生成できる電圧で駆動できる数のＬＥＤ３３３を直列に接続するとともに、このように直列接続した複数のＬＥＤ３３３からなるグループ３３１、３３２を２つ構成し、これらの各グループ３３１、３３２に対して共通の電源回路３９から電力供給を行う。このため、少なくとも同一のグループに属する複数のＬＥＤ３３３には同一の駆動電流が流れるので、ＬＥＤ３３３からの出射光量が一定である。従って、導光板３１から出射される光に輝度ばらつきが発生しない。
【００５５】
また、複数ＬＥＤ３３３の全てを直列に接続した場合と比較して低い駆動電圧で済む。従って、本形態に係る電気光学装置１を携帯電話機、ＰＤＡ、パーソナル・デジタル・アシスタント、モバイルコンピュータなどといったバッテリ駆動の電子機器に搭載した場合に、これらの電子機器の電源回路では、高い駆動電圧を生成するための昇圧回路を必要としない。また、本形態の面光源ユニット３では、ＬＥＤ３３３のグループの数を増やすだけで、導光板３１に入射すべき光量を確保できるので、電子機器の表示部において、適正な明るさの画像を表示できる。
【００５６】
さらに、面光源ユニット３の発光部３３において、いずれかのＬＥＤ３３３が壊れて断線状態になったときでも、このＬＥＤ３３３と同一のグループに属するＬＥＤ３３３は消灯状態になるが、他のグループに属するＬＥＤ３３３は点灯状態にある。それ故、電気光学装置１での画像の表示を継続することができる。
【００５７】
しかも、複数のＬＥＤ３３３は、異なるグループに属するＬＥＤ同士が隣接するように配置されている。従って、グループ間でＬＥＤ３３３からの出射光量がばらついている場合でも輝度むらが発生しない。また、一方のグループに属するＬＥＤ３３３が消灯状態になっても、他のグループに属するＬＥＤ３３３は点灯状態にあるため、光量は低下するものの、面光源ユニット３の全面から光が出射される。それ故、電気光学装置１では、画像表示領域の全面で画像を表示することができる。
【００５８】
［実施の形態２］
図５は、本発明の実施の形態２に係る電気光学装置に用いた面光源ユニットの発光部の構成を示す断面図である。
【００５９】
実施の形態１では、ＬＥＤ実装基板３３０の両端部を樹脂ホルダ９の凹部９１で支持する構成であったが、本形態では、図５に示すように、樹脂ホルダ９の内側に基板固定用の張り出し部９５を設け、この張り出し部９５の下面にＬＥＤ実装基板３３０の上面を接着固定している。従って、チップ形のＬＥＤ３３３の出射光軸がＬＥＤ実装基板３３０の実装面と平行な方向であっても、ＬＥＤ実装基板３３０をＬＥＤ３３３が実装されている側を下方に向けて配置することにより、ＬＥＤ３３３を導光板３１の側端面３１１に対向させ、かつ、側端面３１１に沿って配列することができる。
【００６０】
このような構造の場合には、ＬＥＤ実装基板３３０として、ガラス−エポキシ基板などの剛性基板に限らず、多層配線構造の可撓性基板を用いても、ＬＥＤ実装基板３３０は、下方に撓むことがない。それ故、ＬＥＤ３３３の位置がずれることはない。また、可撓性基板であれば、ＬＥＤ実装基板３３０を配置するスペ−スが狭くてよいので、面光源ユニット３のさらなる薄型化を図ることができるという利点がある。
【００６１】
また、本形態でも、ＬＥＤ実装基板３３０の一方の端縁は、導光板３１の一方の端縁の上に重なるように配置されている。従って、ＬＥＤ実装基板３３０は、下方に撓むことがないので、ＬＥＤ３３３は、下向きで導光板３１の側端面３１１に対向し、かつ、この側端面３１１に沿うように配置される。その他の構成は、実施の形態１と概ね、同様であるため、それらの説明を省略する。
【００６２】
［その他の実施の形態］
なお、上記形態において、ＬＥＤ実装基板３３０は、シート状光学部品３７の総厚みと同等かそれより薄い構成であったが、電気光学パネル５と導光板３１との間には、シート状光学部品３７の他、スペーサ８や下偏光板４が配置されている。従って、シート状光学部品３７の他、スペーサ８や下偏光板４の厚さによって、ＬＥＤ実装基板３３０の厚さを吸収してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したバックライト付き電気光学装置の全体構成を示す分解斜視図である。
【図２】本発明を適用したバックライト付き電気光学装置の要部の構成を示す断面図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、図１および図２に示す電気光学装置でバックライト装置として用いた面光源ユニットの発光部の構成を示す平面図、この発光部の等価回路図、図３（Ａ）に示す発光部をＡ−Ａ′線で切断したときの断面図、および図３（Ａ）に示す発光部をＢ−Ｂ′線で切断したときの断面図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）は、図１および図２に示す電気光学装置において、バックライト装置として用いた面光源ユニットのＬＥＤ実装基板の樹脂ホルダへの取り付け構造を示す斜視図、および平面図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る電気光学装置で面光源ユニットの発光部の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１電気光学装置
２下シールド板
３面光源ユニット（バックライト装置）
４下偏光板
５電気光学パネル
６上偏光板
７上シールド板
８スペーサ
９樹脂ホルダ
３１導光板
３３発光部
３５反射シート
３７シート状光学部品
３８、３８１、３８２ツェナーダイオード（保護回路）
３９、３９１、３９２電源回路
５１ＴＦＴアレイ基板
５２対向基板
５３、５６可撓性基板
５４駆動用ＩＣ
９１樹脂ホルダの凹部
９２係合突起
９５樹脂ホルダの張り出し部
３３０ＬＥＤ実装基板（発光素子実装基板）
３１１導光板の側端面
３１５導光板の光出射面
３３１、３３２ＬＥＤのグループ
３３３チップ形のＬＥＤ（発光素子）
３３４係合穴[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a surface light source unit that emits light toward an electro-optical panel such as a liquid crystal panel, an electro-optical device using the surface light source unit as a backlight device, and an electronic apparatus using the electro-optical device. is there.
[0002]
[Prior art]
In an electro-optical device using a transmissive or transflective electro-optical panel in which an electro-optical material such as liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates, a surface light source unit as a backlight device is provided on the back side of the electro-optical panel. A predetermined image is displayed using the light emitted from the surface light source unit. Here, the surface light source unit includes a flat light guide plate, a reflection member disposed on the surface opposite to the light exit surface of the light guide plate, and a light emitting unit that emits light to an end of the light guide plate. have.
[0003]
In such a surface light source unit, a cold cathode tube is conventionally used as a light emitting unit. However, when the electro-optical device is used as a display unit of a mobile phone, a mobile computer, or the like, such a portable electronic device is driven by a battery, so that the surface light source unit is required to have low power consumption. For this reason, in recent years, a bullet-shaped LED (light emitting diode) has been used as a light emitting unit (for example, see Patent Document 1).
[0004]
Here, since the LED is a point light source, it is necessary to arrange a plurality of LEDs so as to face the side end surface of the light guide plate and along the side end surface. In addition, the bullet-shaped LED has its emission optical axis directed in a direction perpendicular to the mounting surface of the LED mounting board on which these LEDs are mounted. For this reason, the LED mounting board is arranged to face the side end surface of the light guide plate.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-8-160892 (page 3 and FIG. 1)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In order to meet the demand for miniaturization of the electro-optical device, it is necessary to reduce the space in which the LEDs are arranged. For this reason, it has been studied to use a chip type LED instead of the conventional bullet type LED.
[0007]
However, since the LED of the chip type has its emission optical axis directed in a direction parallel to the mounting surface of the LED mounting substrate, the LED mounting substrate is arranged to face the side end surface of the light guide plate as in the related art. There is a problem that you can not.
[0008]
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a light-emitting element that does not hinder miniaturization even when using a chip-type light-emitting element that directs the emission optical axis in a direction parallel to the mounting surface of the LED mounting board. Provided are a surface light source unit which can be arranged along the side end surface, facing a side end surface of a light guide plate, an electro-optical device using the surface light source unit, and an electronic apparatus using the electro-optical device. It is in.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, a light guide plate, a reflection member that is disposed on the light guide plate with respect to the light exit surface of the light guide plate on the opposite side, and an end of the light guide plate. In a surface light source unit having a light emitting unit including a plurality of light emitting elements that emit light and a light emitting element mounting board on which the plurality of light emitting elements are mounted, each of the plurality of light emitting elements is the light emitting element mounting board. A light-emitting element that directs an emission optical axis in a direction parallel to a mounting surface of the light-emitting element, and in the light-emitting element mounting board, the light-emitting element faces a side end surface of the light guide plate, and is arranged along the side end surface. As described above, the light-emitting element is disposed with the side on which the light-emitting element is mounted facing downward.
[0010]
In the present invention, since the emission optical axis of the light emitting element is parallel to the mounting surface of the light emitting element mounting board, the light emitting element mounting board is arranged with the side on which the light emitting element is mounted facing downward. Therefore, the light emitting elements can be arranged in a state facing the side end face of the light guide plate and arranged along the side end face. Here, only a reflection member or the like is disposed on the side opposite to the light exit surface with respect to the light guide plate, but various optical components or electro-optical panels are disposed on the light exit surface side with respect to the light guide plate. Therefore, there is room in space. According to the present invention, the light-emitting element mounting board is arranged with the side on which the light-emitting element is mounted facing downward, so that the thickness of the light-emitting element mounting board is equal to the thickness of the optical component. Is absorbed by Therefore, according to the present invention, even when a chip-type light-emitting element whose emission optical axis is directed in a direction parallel to the mounting surface of the LED mounting board is used, the light-emitting element is connected to the side end surface of the light guide plate without hindering miniaturization. And can be arranged along the side end surface.
[0011]
In the present invention, each of the plurality of light emitting elements is, for example, a chip-type LED. When such a light-emitting element is used, a space for disposing the light-emitting element can be reduced as compared with a case where a light-emitting element such as a conventional bullet-type LED is used. Therefore, the size and thickness of the electro-optical device can be reduced.
[0012]
In the present invention, it is preferable to use a rigid substrate such as a glass-epoxy substrate as the light emitting element mounting substrate. When such a substrate is used, even if the light emitting element mounting substrate is arranged with the side on which the light emitting element is mounted facing downward, the light emitting element mounting substrate does not bend downward, so that the position of the light emitting element is reduced. There is no shift.
[0013]
In the present invention, it is preferable that a flexible substrate extending from a power supply unit of the light emitting element is mounted on the light emitting element mounting board. Since only the rigid substrate cannot be wired from the power supply unit to the light emitting element, the wiring can be easily performed by using a flexible substrate in a place where it needs to be bent.
[0014]
In the present invention, when a rigid substrate such as a glass-epoxy substrate is used as the light emitting element mounting substrate, and at least the light guide plate is arranged inside a frame-shaped holder, the frame-shaped holder faces each other. It is preferable that a pair of recesses respectively receiving both end portions of the light emitting element mounting board are formed in the frame portion to be formed. With this configuration, the height of the light-emitting element mounting board relative to the light guide plate, that is, the position of the light-emitting element relative to the light guide plate is optimized by optimizing the depth of the concave portion regardless of the size and shape of the frame-shaped holder. can do.
[0015]
In this case, an engagement protrusion is formed at the bottom of at least one of the pair of recesses, and an engagement hole into which the engagement protrusion fits is formed at an end of the light emitting element mounting board. Is preferred. With this configuration, the positioning of the light emitting element mounting substrate, that is, the positioning of the light emitting element can be easily performed.
[0016]
In the present invention, a rigid substrate such as a glass-epoxy substrate is used as the light-emitting element mounting substrate, and when at least the light guide plate is arranged inside a frame-shaped holder, the frame-shaped holder is It is preferable that an overhang portion is provided at a position overlapping the upper surface of the light emitting element mounting substrate, and the light emitting element mounting substrate is bonded and fixed to a lower surface of the overhang portion. With this configuration, the position of the light emitting element does not shift due to the light emitting element mounting substrate being bent downward.
[0017]
In the present invention, when a rigid substrate such as a glass-epoxy substrate is used as the light emitting element mounting board, the light emitting element mounting board is configured such that an end located on a light emitting side of the light emitting element is an end of the light guide plate. It is preferred that they overlap. With this configuration, the light emitting element mounting board is also supported by the light guide plate, so that the light emitting element mounting board does not bend downward and the position of the light emitting element does not shift.
[0018]
In the present invention, when a rigid substrate such as a glass-epoxy substrate is used as the light-emitting element mounting board, the light-emitting element mounting board is coated on all regions except for the region where the mounting terminals are formed. Is preferred. In the case of a rigid substrate such as a glass-epoxy substrate, fine debris is likely to be generated from the cut surface, but if such a portion is coated, foreign matter does not enter the electro-optical device.
[0019]
Further, it is preferable that the light emitting element mounting substrate is provided with a white coating as the coating. With such a configuration, the light emitting element mounting board also functions as a reflection member, so that light use efficiency is improved.
[0020]
In the present invention, when at least the light guide plate is disposed inside a frame-shaped holder, and the frame-shaped holder includes an overhang portion that overhangs a position overlapping the upper surface of the light-emitting element mounting board, It is preferable to use a flexible substrate adhered and fixed to the lower surface of the overhang as the light emitting element mounting substrate. With this configuration, even when the light emitting element mounting board is arranged with the side on which the light emitting element is mounted facing downward, the light emitting element mounting board does not bend downward and the position of the light emitting element does not shift. Therefore, a flexible substrate can be used as the light emitting element mounting substrate, and such a substrate facilitates the routing of the substrate. In addition, if a flexible substrate is used, the substrate may be thin, so that the space occupied by the substrate may be small. Therefore, the size and thickness of the electro-optical device can be reduced.
[0021]
In the present invention, when a flexible substrate is used as the light emitting element mounting board, the light emitting element mounting board has an end located on the light emission side of the light emitting element overlapping an end of the light guide plate. Is preferred. With this configuration, the light emitting element mounting board is also supported by the light guide plate, so that the light emitting element mounting board does not bend downward and the position of the light emitting element does not shift.
[0022]
In the present invention, it is preferable that the reflection member is integrally arranged from a position below the light guide plate to a position below the plurality of light emitting elements. With such a configuration, light leaking below the light emitting element can also be made incident on the light guide plate, so that the light use efficiency can be improved.
[0023]
In an electro-optical device using a surface light source unit to which the present invention is applied as a backlight device, an electro-optical panel is arranged on the light emitting surface side of the light guide plate so as to overlap the surface light source unit.
[0024]
In the present invention, when one or two or more sheet-shaped, frame-shaped, or plate-shaped optical components are arranged between the electro-optical panel and the light guide plate, the light-emitting element mounting board is provided. Is preferably smaller than the sum of the thicknesses of the optical components. With such a configuration, the thickness of the light-emitting element mounting substrate can be absorbed by the thickness of the optical component, so that the size and thickness of the electro-optical device can be reduced.
[0025]
The electro-optical device according to the present invention is used for electronic devices such as a mobile phone, a PDA, a personal digital assistant (PDA), and a mobile computer.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0027]
[Embodiment 1]
(Overall configuration of electro-optical device)
FIG. 1 is an exploded perspective view showing the overall configuration of an electro-optical device with a backlight to which the present invention is applied. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of a main part of the electro-optical device with the backlight shown in FIG.
[0028]
1 and 2, the electro-optical device 1 of the present embodiment is mounted as a display unit on a battery-driven electronic device such as a mobile phone, a PDA, a personal digital assistant, and a mobile computer.
[0029]
The electro-optical device 1 includes a metal lower shield plate 2 also serving as a lower case, a surface light source unit 3 (backlight device) described later, a frame-shaped spacer 8, a lower polarizing plate 4, an electro-optical panel 5, an upper polarizing plate. 6, a metal upper shield plate 7 also serving as an upper case is stacked in this order, and each component has a substantially rectangular planar shape. In storing these components between the lower shield plate 2 and the upper shield plate 7, in the present embodiment, a rectangular frame-shaped resin holder 9 (frame-shaped holder) is used. The light source unit 3, the spacer 8, the lower polarizing plate 4, and the electro-optical panel 5 are arranged. Here, the spacer 8 secures a predetermined gap between the surface light source unit 3 and the lower polarizing plate 4.
[0030]
A display window 71 having a size corresponding to an image display area of the electro-optical panel 5 described below is formed on the upper shield plate 7. While covering the area, the electro-optical panel 5 is physically protected.
[0031]
In this embodiment, as the electro-optical panel 5, a TFT active matrix type transmission type liquid crystal panel is used. As a liquid crystal panel of this type, a well-known liquid crystal panel can be used, and thus detailed description is omitted. A TFT array substrate 51 in which pixels including pixel electrodes and pixel switching elements are formed in a matrix is provided. Similarly, a counter substrate 52 in which a counter electrode, a color filter, and the like are formed on the surface of a substrate such as quartz glass or heat-resistant glass, a sealing material for bonding these substrates, and an area defined by the sealing material between the substrates. It is roughly composed of a liquid crystal as an electro-optical material which is enclosed and held.
[0032]
The opposing substrate 52 is smaller than the TFT array substrate 51, and the peripheral portion of the TFT array substrate 51 is in a state of protruding from the outer peripheral edge of the opposing substrate 52. Therefore, on the TFT array substrate 51, around the image display area, a scanning line driving circuit, a data line driving circuit, and the like are formed by using a driving circuit TFT (not shown) formed simultaneously with the pixel switching TFT. Can be formed. In addition, if input / output terminals are formed in a region of the TFT array substrate 51 protruding from the end of the opposite substrate 52, as shown in FIG. 1, a drive IC 54 is mounted on these input / output terminals by COF mounting. Flexible substrate 53 can be mounted. In this embodiment, the flexible substrate 53 is further connected to a flexible substrate 56 on which various electronic components 55 constituting a power supply circuit and the like of the surface light source unit 3 are mounted. The elongated portion 56 of 56 is connected to the LED mounting board 330 of the surface light source unit 3.
[0033]
In the electro-optical device 1 configured as described above, the normally white mode / normal black is provided on the side of the TFT array substrate 51 (light incident side) and the side of the opposing substrate 52 (light exit side) of the electro-optical panel 5. The lower polarizing plate 4 and the upper polarizing plate 6 made of a plastic sheet are arranged in a predetermined direction according to the mode.
[0034]
In the present embodiment, the light from the surface light source unit 3 for the backlight device enters from the TFT array substrate 51 and exits from the counter substrate 524. The light may be incident from the substrate 524 and emitted from the TFT array substrate 51. The electro-optical panel 5 may be a TFD active matrix type transmissive liquid crystal panel, a passive matrix type transmissive liquid crystal panel, or the like, in addition to a TFT active matrix type transmissive liquid crystal panel. In addition, a transflective liquid crystal panel may be used instead of the transmissive liquid crystal panel.
[0035]
(Configuration of surface light source unit 3)
FIGS. 3A, 3B, 3C, and 3D are bottom views showing the configuration of the light emitting unit of the surface light source unit 3 used as the backlight device in the electro-optical device 1 shown in FIGS. , An equivalent circuit diagram of the light-emitting portion, a cross-sectional view of the light-emitting portion shown in FIG. 3A taken along line AA ', and a light-emitting portion shown in FIG. 3A taken along line BB'. It is sectional drawing at the time of doing. FIGS. 4A and 4B are a perspective view and a plan view showing a structure of attaching the surface light source unit 3 to the resin holder of the LED mounting board in the electro-optical device 1 shown in FIGS.
[0036]
As shown in FIGS. 1, 2 and 3, in the electro-optical device 1 according to the present embodiment, the surface light source unit 3 used as the backlight device has a rectangular light guide plate 31 made of a resin molded product having translucency. And a light emitting section 33 having an LED mounting board 330, and a power supply circuit 39 for driving the light emitting section 33. In the surface light source unit 3, the reflection sheet 35 is disposed on the lower surface of the light guide plate 31 so as to overlap, while the sheet-shaped optical components 37 such as a lens sheet and a diffusion sheet are disposed on the upper surface of the light guide plate 31. Have been.
[0037]
In the light emitting section 33, an elongated cut rigid glass-epoxy substrate is used as the LED mounting board 330, and a plurality of chip-shaped LEDs 333 as light emitting elements are mounted in a row on the lower surface of the LED mounting board 330. Have been. Therefore, the space for disposing the LEDs 333 may be smaller than that in the case of using bullet-shaped LEDs.
[0038]
Here, each of the LEDs 333 has its emission optical axis directed in a direction parallel to the mounting surface of the LED mounting board 330. For this reason, the LED mounting board 330 is disposed with the surface on which the LEDs 333 are mounted facing downward, and the LEDs 333 are arranged so as to face the side end surfaces 311 of the light guide plate 31 and along the side end surfaces 311.
[0039]
In the present embodiment, for example, the plurality of LEDs 333 are divided into two groups 331 and 332 as shown in FIGS. 3A and 3B, and in each of the two groups 331 and 332. , For example, five LEDs 333 are connected in series. The two groups 331 and 332 are electrically connected in parallel. That is, the anode wiring 338 and the ground wiring 339 are common wirings between the two groups 331 and 332, and the power supply circuit 39 is connected thereto. Further, a zener diode 38 is connected in parallel to the light emitting unit 33 as a protection circuit.
[0040]
In the present embodiment, the plurality of LEDs 333 are arranged such that the LEDs 333 belonging to different groups 331 and 332 are adjacent to each other. Therefore, the first wiring pattern 336 for the LED 333 belonging to the first group 331 and the second wiring pattern 337 for the LED 333 belonging to the second group 332 cross on the LED mounting board 330. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIGS. 3C and 3D, a glass-epoxy substrate having a multilayer wiring structure in which wiring patterns 336 and 337 are formed between different layers is used as the LED mounting substrate 330. I have.
[0041]
In the surface light source unit 3 configured as described above, when the plurality of LEDs 333 are arranged close to the side of the light guide plate 31 between the upper shield plate 7 and the lower shield plate 2, the reflection sheet 35 is provided inside the resin holder 9. The light guide plate 31 and the sheet-shaped optical component 37 are placed one on top of the other, and the LED mounting board 330 is attached to the resin holder 9 with the plurality of LEDs 333 facing downward.
[0042]
As shown in FIGS. 4A and 4B, concave portions 91 into which both ends of the LED mounting board 330 are fitted are formed at opposite ends of the frame portion of the resin holder 9. An engagement protrusion 92 is formed at the bottom of the recess 91, and an engagement hole 334 is formed at both ends of the LED mounting board 330. Therefore, the LED mounting board 330 is positioned and held in the resin holder 9 by merely fitting the both ends of the LED mounting board 330 into the recess 91 of the resin holder 9 and the engaging projections 92 engaging the engaging holes 334. Can be done.
[0043]
The LED mounting board 330 is a rigid glass-epoxy board. Further, as shown in FIG. 2 and FIG. 3A, one edge of the LED mounting board 330 is disposed so as to overlap with one edge of the light guide plate 31, and the LED mounting board 330 is disposed in the longitudinal direction. Is in a state of being supported by the light guide plate 31. Therefore, even if both ends of the LED mounting board 330 are supported by the resin holder 9, the LED mounting board 330 does not bend downward. Therefore, FIG. As shown in FIG. 2 and FIGS. 3C and 3D, the LEDs 333 face the side end surface 311 of the light guide plate 31 in a downward direction and are arranged along the side end surface 311.
[0044]
Here, the portion where one edge of the LED mounting board 330 is overlapped on the light guide plate 31 is an empty space created by stacking the sheet-shaped optical component 37 on the light guide plate 31 and the LED The mounting substrate 330 is equal to or thinner than the total thickness of the sheet-shaped optical component 37.
[0045]
In the present embodiment, the LED mounting board 330 is coated (not shown) on all areas except for the area of the terminal on which the LED 333 and the extended portion 57 of the flexible board 56 are mounted. Therefore, fine chips of the substrate material do not fall off the cut surface of the LED mounting substrate 330.
[0046]
Moreover, a white coating is applied as a coating to the LED mounting board 330. For this reason, the white coating surface of the LED mounting board 330 also functions as a reflection surface. Further, the reflection sheet 35 is integrally disposed from a position below the light guide plate 31 to a position below the LED 333 and facing the white coating surface of the LED mounting board 330. Therefore, of the light emitted from the LEDs 333, light directed toward the white coating surface of the LED mounting board 330 or the end of the reflection sheet 35 can also be made incident on the light guide plate 35.
[0047]
(motion)
In the electro-optical device 1 configured as described above, when the LED 333 is turned on by the surface light source unit 3, the light emitted from the LED 333 enters the light guide plate 31 and is reflected by the light guide plate 31 or the reflection sheet 35. The light is emitted toward the light emitting surface 315 (the side of the sheet-shaped optical component 37), which is the upper surface of the light guide plate 31, while repeating. Then, the light incident on the sheet-shaped optical component 37 is emitted to the electro-optical panel 5 after being subjected to an action such as imparting light scattering by the sheet-shaped optical component 37. On the other hand, in the electro-optical panel 5, the alignment state of the liquid crystal is controlled for each pixel by the image signal applied to the pixel electrode. For example, when the electro-optical panel 5 is configured in the TN mode, the liquid crystal is twisted and aligned at an angle of 90 ° between the substrates, and such a twisted alignment is released by applying an electric field to the liquid crystal between the substrates. . Therefore, the alignment state of the liquid crystal can be controlled for each pixel depending on whether or not an electric field is externally applied between the substrates.
[0048]
Therefore, in the electro-optical panel 5, the light emitted from the surface light source unit 3 is adjusted to a predetermined linearly polarized light by the lower polarizing plate 4 on the incident side, then enters the liquid crystal layer, and passes through a certain region. The linearly polarized light is emitted with the transmitted polarization axis twisted, while the linearly polarized light that has passed through other regions is emitted without the transmitted polarization axis being twisted. Therefore, if the lower polarizing plate 4 on the incident side and the upper polarizing plate 6 on the emitting side are arranged so that their transmission polarization axes are orthogonal to each other (normally white), they are arranged on the emitting side of the electro-optical panel 5. Only the linearly polarized light whose transmission polarization axis is twisted by the liquid crystal passes through the upper polarizing plate 6. On the other hand, if the upper polarizing plate 6 on the emission side is arranged so that the lower polarizing plate 4 on the incidence side and the transmission polarization axis are parallel (normally black), then the upper polarizing plate 6 is arranged on the emission side of the electro-optical panel 5. Only the linearly polarized light whose transmitted polarization axis has not been twisted by the liquid crystal passes through the upper polarizing plate 6. Therefore, arbitrary information can be displayed by controlling the alignment state of the liquid crystal for each pixel.
[0049]
(Main effects of this embodiment)
As described above, in the present embodiment, since the emission optical axis of the chip-shaped LED 333 is in a direction parallel to the mounting surface of the LED mounting board 330, the LED mounting board 330 faces down on the side where the LED 333 is mounted. It is arranged facing. Therefore, the LEDs 333 face the side end surface 311 of the light guide plate 31 and are arranged along the side end surface 311. Here, only the reflection sheet 35 and the like are disposed on the side opposite to the light exit surface 315 with respect to the light guide plate 31, but various sheet-like optical components are disposed on the side of the light exit plate 315 with respect to the light guide plate 31. Since the spacer 37, the spacer 8, the lower polarizing plate 4, the electro-optical panel 5, and the like are arranged, there is a spatial margin. In the present embodiment, the LED mounting board 330 is arranged with the side on which the LED 333 is mounted facing downward, so that the LED mounting board 330 reduces the size and thickness of the electro-optical device 1. There is no hindrance. In particular, in this embodiment, since the LED mounting board 330 is equal to or thinner than the total thickness of the sheet-shaped optical component 37, the thickness of the LED mounting board 330 can be absorbed by the thickness of the sheet-shaped optical component 37. Therefore, the LED mounting board 330 does not prevent the electro-optical device 1 from being reduced in size and thickness.
[0050]
Further, in the present embodiment, since a rigid board such as a glass-epoxy board is used as the LED mounting board 330, even if the LED mounting board 330 is arranged with the side on which the LEDs 333 are mounted facing downward, the board is positioned downward. The position of the LED 333 does not shift due to bending. Further, since only a rigid board cannot be wired from the power supply circuit 39 to the LED 333, the flexible board 56 is used in a place where it needs to be bent, and a part 57 thereof is connected to the LED mounting board 330. Therefore, wiring connection from the power supply circuit 39 to the LED 333 can be easily performed.
[0051]
Further, one edge of the LED mounting board 330 is disposed so as to overlap with one edge of the light guide plate 31, and a central portion in the longitudinal direction of the LED mounting board 330 is supported by the light guide plate 31. It becomes. Therefore, even if both ends of the LED mounting board 330 are supported by the resin holder 9, the LED mounting board 330 does not bend downward. In addition, the portion where one edge of the LED mounting board 330 is overlapped on the light guide plate 31 is an empty space created by stacking the sheet-shaped optical component 37 on the light guide plate 31 and the LED mounting board The substrate 330 is equal to or thinner than the total thickness of the sheet-shaped optical component 37. Therefore, even when one edge of the LED mounting board 330 is overlapped on the light guide plate 31, a problem such as an increase in the thickness of the electro-optical device 1 does not occur.
[0052]
Further, if the above structure is adopted, it is not necessary to use a double-sided tape or an adhesive to hold the LED mounting board 330, so that the reliability of the surface light source unit 3 and the electro-optical device 1 is improved, and the assembling process is performed. Work efficiency can be improved.
[0053]
Furthermore, since the concave portions 91 for receiving both ends of the LED mounting board 330 are formed in the resin holder 9, regardless of the size and the shape of the resin holder 9, only by optimizing the depth of the concave portion 91, it is possible to conduct the resin mounting. The height position of the LED mounting board 330, that is, the height position of the LED 333, can be optimized to the optimum height position with respect to the light plate 31. In addition, the engagement projection 92 is formed at the bottom of the recess 91, and the engagement hole 334 is formed at the end of the LED mounting board 330 so that the engagement projection 92 fits. Positioning can be easily performed.
[0054]
In the present embodiment, the number of LEDs 333 that can be driven by the voltage that can be generated by the power supply circuit 39 of the surface light source unit 3 is connected in series, and two groups 331 and 332 including a plurality of LEDs 333 connected in series in this way are configured. Then, power is supplied from the common power supply circuit 39 to each of the groups 331 and 332. For this reason, since the same drive current flows through at least the plurality of LEDs 333 belonging to the same group, the amount of light emitted from the LEDs 333 is constant. Therefore, the light emitted from the light guide plate 31 does not have a luminance variation.
[0055]
Further, a lower driving voltage is required as compared with the case where all of the plurality of LEDs 333 are connected in series. Therefore, when the electro-optical device 1 according to the present embodiment is mounted on battery-driven electronic devices such as a mobile phone, a PDA, a personal digital assistant, and a mobile computer, the power supply circuit of these electronic devices requires a high drive voltage. There is no need for a booster circuit for generation. In addition, in the surface light source unit 3 of the present embodiment, since the amount of light to be incident on the light guide plate 31 can be ensured only by increasing the number of the groups of the LEDs 333, an image of appropriate brightness can be displayed on the display unit of the electronic device. .
[0056]
Further, in the light emitting unit 33 of the surface light source unit 3, even when any one of the LEDs 333 is broken and becomes disconnected, the LEDs 333 belonging to the same group as the LEDs 333 are turned off, but the LEDs 333 belonging to the other groups are turned off. It is in the lighting state. Therefore, the display of the image on the electro-optical device 1 can be continued.
[0057]
Moreover, the plurality of LEDs 333 are arranged such that LEDs belonging to different groups are adjacent to each other. Therefore, even when the amount of light emitted from the LEDs 333 varies between groups, luminance unevenness does not occur. In addition, even if the LEDs 333 belonging to one group are turned off, the LEDs 333 belonging to the other group are turned on, so that the light amount is reduced, but light is emitted from the entire surface of the surface light source unit 3. Therefore, in the electro-optical device 1, an image can be displayed on the entire surface of the image display area.
[0058]
[Embodiment 2]
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a light emitting unit of the surface light source unit used in the electro-optical device according to Embodiment 2 of the present invention.
[0059]
In the first embodiment, both ends of the LED mounting board 330 are supported by the concave portions 91 of the resin holder 9. However, in the present embodiment, as shown in FIG. An overhang 95 is provided, and the upper surface of the LED mounting board 330 is bonded and fixed to the lower surface of the overhang 95. Therefore, even if the emission optical axis of the chip-shaped LED 333 is in a direction parallel to the mounting surface of the LED mounting substrate 330, the LED 333 is disposed by directing the LED mounting substrate 330 on the side on which the LED 333 is mounted. Can be arranged so as to face the side end surface 311 of the light guide plate 31 and along the side end surface 311.
[0060]
In the case of such a structure, the LED mounting substrate 330 is not limited to a rigid substrate such as a glass-epoxy substrate, and even if a flexible substrate having a multilayer wiring structure is used, the LED mounting substrate 330 bends downward. Nothing. Therefore, the position of the LED 333 does not shift. In addition, if the substrate is a flexible substrate, the space for disposing the LED mounting substrate 330 may be narrow, so that there is an advantage that the surface light source unit 3 can be further thinned.
[0061]
Also in this embodiment, one edge of the LED mounting board 330 is disposed so as to overlap with one edge of the light guide plate 31. Therefore, since the LED mounting board 330 does not bend downward, the LEDs 333 are arranged to face the side end face 311 of the light guide plate 31 downward and along the side end face 311. Other configurations are almost the same as those in the first embodiment, and thus description thereof is omitted.
[0062]
[Other embodiments]
In the above embodiment, the LED mounting board 330 has a configuration that is equal to or smaller than the total thickness of the sheet-shaped optical component 37. However, between the electro-optical panel 5 and the light guide plate 31, a sheet-shaped optical component is provided. In addition to 37, a spacer 8 and a lower polarizing plate 4 are arranged. Therefore, the thickness of the LED mounting board 330 may be absorbed by the thickness of the spacer 8 and the lower polarizing plate 4 in addition to the sheet-shaped optical component 37.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an overall configuration of an electro-optical device with a backlight to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a main part of an electro-optical device with a backlight to which the present invention is applied.
FIGS. 3A, 3B, 3C, and 3D are plan views showing a configuration of a light emitting unit of a surface light source unit used as a backlight device in the electro-optical device shown in FIGS. 1 and 2; , An equivalent circuit diagram of the light-emitting portion, a cross-sectional view of the light-emitting portion shown in FIG. 3A taken along line AA ', and a light-emitting portion shown in FIG. 3A taken along line BB'. It is sectional drawing at the time of doing.
FIGS. 4A and 4B are perspective views showing a structure in which an LED mounting board of a surface light source unit used as a backlight device is mounted on a resin holder in the electro-optical device shown in FIGS. 1 and 2; FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a light emitting unit of a surface light source unit in the electro-optical device according to Embodiment 2 of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electro-optical device 2 Lower shield plate 3 Surface light source unit (backlight device)
4 Lower polarizing plate 5 Electro-optical panel 6 Upper polarizing plate 7 Upper shield plate 8 Spacer 9 Resin holder 31 Light guide plate 33 Light emitting unit 35 Reflecting sheet 37 Sheet-shaped optical components 38, 381, 382 Zener diode (protection circuit)
39, 391, 392 Power supply circuit 51 TFT array substrate 52 Counter substrate 53, 56 Flexible substrate 54 Driving IC
91 Recessed part 92 of resin holder 92 Engagement projection 95 Protruded part 330 of resin holder LED mounting board (light emitting element mounting board)
311 Side end surface 315 of light guide plate Light emitting surface 331, 332 of light guide plate LED group 333 Chip type LED (light emitting element)
334 engagement hole

Claims

A light guide plate, a reflection member disposed so as to overlap with a surface of the light guide plate opposite to a light exit surface of the light guide plate, and a plurality of light emitting elements that emit light to an end of the light guide plate. In a surface light source unit having a light emitting unit and a light emitting element mounting board on which the plurality of light emitting elements are mounted,
All of the plurality of light-emitting elements are light-emitting elements that direct an emission optical axis in a direction parallel to a mounting surface of the light-emitting element mounting board,
The light emitting element mounting board is disposed with the side on which the light emitting element is mounted facing downward such that the light emitting elements are opposed to side end faces of the light guide plate and are arranged along the side end faces. A surface light source unit characterized in that:

2. The surface light source unit according to claim 1, wherein each of the plurality of light emitting elements is a chip-type LED.

3. The surface light source unit according to claim 1, wherein the light emitting element mounting board is a rigid board.

4. The surface light source unit according to claim 3, wherein the light emitting element mounting board is a glass-epoxy board.

5. The surface light source unit according to claim 3, wherein a flexible substrate extending from a power supply unit for the light emitting element is connected to the light emitting element mounting board.

In any one of claims 3 to 5, at least the light guide plate is disposed inside a frame-shaped holder,
A surface light source unit, wherein a pair of recesses respectively receiving both end portions of the light emitting element mounting board are formed in opposed frame portions of the frame shaped holder.

7. The method according to claim 6, wherein an engagement protrusion is formed at a bottom of at least one of the pair of recesses, and an engagement hole into which the engagement protrusion fits is formed at an end of the light emitting element mounting board. A surface light source unit characterized by being formed.

In any one of claims 3 to 5, at least the light guide plate is disposed inside a frame-shaped holder,
The frame-shaped holder includes an overhang portion that overhangs a position overlapping the upper surface of the light emitting element mounting board,
The surface light source unit, wherein the light emitting element mounting board is adhered and fixed to a lower surface of the overhang portion.

9. The surface light source unit according to claim 3, wherein the light emitting element mounting board has an end located on a light emitting side of the light emitting element overlapping an end of the light guide plate. 10.

The surface light source unit according to any one of claims 3 to 9, wherein the light-emitting element mounting board has a coating applied to all regions except regions where terminals are formed.

11. The surface light source unit according to claim 10, wherein the light emitting element mounting board is provided with a white coating as the coating.

In Claim 1 or 2, at least the light guide plate is arranged inside a frame-shaped holder,
The frame-shaped holder includes an overhang portion that overhangs a position overlapping the upper surface of the light emitting element mounting board,
The surface light source unit, wherein the light emitting element mounting substrate is a flexible substrate adhered and fixed to a lower surface of the overhang portion.

13. The surface light source unit according to claim 12, wherein the light emitting element mounting board has an end located on a light emitting side of the light emitting element overlapping an end of the light guide plate.

14. The surface light source unit according to claim 1, wherein the reflection member is integrally arranged from a position below the light guide plate to a position below the plurality of light emitting elements.

With respect to the surface light source unit defined in any one of claims 1 to 14, an electro-optical panel is arranged on the light emitting surface side of the light guide plate so as to overlap,
The electro-optical device, wherein the surface light source unit is used as a backlight device for the electro-optical panel.

In Claim 15, between the electro-optical panel and the light guide plate, one or more sheet-shaped, frame-shaped, or plate-shaped optical components are arranged,
The electro-optical device according to claim 1, wherein the light-emitting element mounting board is thinner than a sum of thicknesses of the optical components.

An electronic apparatus using the electro-optical device defined in claim 15.