JP2005283829A - 電気光学装置、および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】配線基板に点光源を半田付けで実装した場合においても、点光源を高い位置精度で装着可能な電気光学装置、および電子機器を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の電気光学装置は、電気光学物質を備え画像を表示するための表示パネルと、前記表示パネルに対して固定され、光源からの光が入射する入射面を備えた導光板と、前記表示パネルに接続され前記導光板に対して固定された配線基板と、前記配線基板に半田で実装され、前記導光板の前記入射面に対向配置された点光源と、前記点光源を前記入射面に対して位置決めする位置決め部を備え、前記点光源を収容する点光源収容部と、前記表示パネルを収容する筐体と、を有し、前記点光源収容部に、前記点光源を実装する半田を逃がすための逃げ溝を形成したものである。
【選択図】 図３−１

Description

本発明は、電気光学装置、および電子機器に関し、詳細には、点光源の位置決めを精度良く行うことが可能な電気光学装置、および電子機器に関する。

従来の液晶装置は、例えば液晶パネルと、この液晶パネルの裏面に配置された導光板と、導光板のサイドに位置するようにＬＥＤ（発光素子）が形成された基板と、液晶パネルの一辺から基板の裏面側に引き回されたフレキシブル基板とから主に構成される。

基板とフレキシブル基板とは、フレキシブル基板から基板に形成されたＬＥＤに電力を供給するために電気的に接続されている。通常、このＬＥＤはフレキシブル基板に半田付けで実装される（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−１５１８２３号公報

しかしながら、フレキシブル基板にＬＥＤを半田付けで実装した場合、ＬＥＤの周囲に半田が盛り上がった部分ができてしまう。この半田の盛り上がり部を避けて筐体が形成されているためにＬＥＤの側面と筐体との間にスペースが空いてしまい、筐体等でＬＥＤの位置決めを行う場合に所望の位置精度でＬＥＤを装着できない場合が多い。ＬＥＤを所望の位置精度で装着できない場合には、ＬＥＤの光軸がずれてしまい輝度ムラ等が発生してしまうという問題がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、配線基板に点光源を半田付けで実装した場合においても、点光源を高い位置精度で装着可能な電気光学装置、および電子機器を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、電気光学物質を備え画像を表示するための表示パネルと、前記表示パネルに対して固定され、光源からの光が入射する入射面を備えた導光板と、前記表示パネルに接続され前記導光板に対して固定された配線基板と、前記配線基板に半田で実装され、前記導光板の前記入射面に対向配置された点光源と、前記点光源を前記入射面に対して位置決めする位置決め部を備え、前記点光源を収容する点光源収容部を有し、且つ前記表示パネルを収容する筐体とを備え、前記点光源収容部に、前記点光源を実装する半田を逃がすための逃げ溝を形成したことを特徴とする
。

これにより、配線基板に点光源を半田付けで実装した場合、点光源の周囲に半田が盛り上がった部分が形成された場合においても、筐体の点光源収容部に点光源の半田を逃がすための逃げ溝を形成しているので、半田に影響されずに、点光源収容部で精度の高い位置決めを行うことができるため、点光源を所望の位置精度で装着することができ、点光源の光軸のズレによる輝度ムラ等を防止することができる。この結果、配線基板に点光源を半田付けで実装した場合においても、点光源を高い位置精度で装着可能な電気光学装置を提供することが可能となる。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記点光源は、ＬＥＤであることが望ましい。これにより、低コストな点光源を使用することが可能となる。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記点光源は、少なくとも前記入射面に面する面及びその反対側の面と前記表示パネル側の面以外の面で位置決めをされていることが望ましい。これにより、点光源を水平方向の２軸方向（Ｘ軸方向およびＹ軸方向）で位置決めすることが可能となる。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記点光源は、さらに、前記表示パネル側の面でも位置決めをされていることが望ましい。これにより、点光源の高さ方向（Ｚ軸方向）の位置決めを行うことが可能となる。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記逃げ溝は、前記点光源収容部の前記配線基板側の部分で、且つ前記配線基板上に配置された半田に対応する部分に設けられており、前記点光源収容部は、前記逃げ溝が設けられた部分以外の部分で位置決めを行うことが望ましい。これにより、点光源収容部では、逃げ溝以外の部分で点光源の位置決めを行っているので、半田の盛り上がりによらずに高精度に位置決めすることができる。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記配線基板はその一端側が前記表示パネルの一端に固定されたフレキシブル基板であり、前記導光板側に折り曲げて配置されており、前記点光源は、前記筐体の前記表示パネルとは反対側から前記点光源収容部に収容されることが望ましい。これにより、配線基板に実装した点光源を投げ込み方式で位置合わせする場合に、所望の位置精度で装着することが可能となる。

また、本発明の好ましい態様によれば、電子機器に本発明の電気光学装置を搭載することが望ましい。これにより、輝度ムラのない均一な照明光を出射可能な電気光学装置を搭載した電子機器を提供することが可能となる。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものまたは実質的に同一のものが含まれる。本発明において、電気光学装置とは、電気信号を光信号に変換する装置を言う。以下の実施例では、電気光学装置として液晶表示装置を例示して説明するが、本発明はこれに限られるものではない。

図１は本発明の実施例１に係る電気光学装置１の構成例を示す図であり、図１−１は実施例１に係る電気光学装置１の斜視図、図１−２は図１−１のＡ−Ａ断面図を示している。図１に示すように、電気光学装置１は、画像を表示するための液晶表示パネル１０と、液晶表示パネル１０に貼付けられた偏光板２０および偏光板３０と、ＬＥＤ６０からの入射光を導光する導光板４０と、導光板４０の光を表示面側に反射する反射板５０と、光源である複数のＬＥＤ（点光源）６０と、液晶表示パネル１０の表示基板１０ｂにＣＯＧ実装されたドライバＩＣ７０と、液晶表示パネル１０の表示基板１０ｂから反射板５０の表示面側とは反対の側に引き回され、導光板４０の側方にＬＥＤ６０が配置されるように実装するＦＰＣ（Flexible Printed Circuits：配線基板）８０とを、例えばプラスチックからなり、枠形状を呈するフレーム（筐体）９０内に収容して構成される。

液晶表示パネル１０は、対向して配置された二枚の表示基板１０ａおよび表示基板１０ｂの間に液晶が封入されて構成されている。表示基板１０ａおよび表示基板１０ｂはガラスで構成される。表示基板１０ａには、不図示のカラーフィルタ、ＩＴＯ膜で形成された第１の電極、および配向膜等が形成されている。表示基板１０ｂには、不図示のＴＦＤやＴＦＴ等のスイッチング素子、ＩＴＯ膜で形成された第２の電極、および配向膜等が形成されている。また、表示基板１０ｂは、表示基板１０ａよりもＹ軸方向に平面的に突き出た突き出し部１０ｂ１を有している。

この突き出し部１０ｂ１の表面には、液晶表示パネル１０を駆動するためのドライバＩＣ７０がＣＯＧ実装されており、また、突き出し部１０ｂ１の表面端部には、ドライバＩＣ７０およびＬＥＤ６０に信号を供給するためにＦＰＣ８０がＡＣＦ等で実装されている。なお、ドライバＩＣ７０は、ＣＯＧ実装する構成に限られるものではなく、ＦＰＣ８０に実装するＣＯＦ構造（Chip On Film）を採用することにしても良い。このＦＰＣ８０は内側（裏面側）に折り曲げられ、その一端側が反射板５０に不図示の両面テープ（接着手段）で固定される。

この液晶表示パネル１０では、対向して配置された二枚の表示基板１０ａおよび表示基板１０ｂに形成された第１の電極および第２の電極間に電荷を与えて電界を形成し、カラーフィルタに対応した位置の液晶の配向を変化させて画素を点灯／消灯させる。

表示基板１０ａおよび表示基板１０ｂの背面側（光射出側および光入射側）の面には、使用する液晶の種類、すなわち、ＴＮ（ツイステッドネマティック）モード、ＳＴＮ（スーパーＴＮ）モード、Ｄ−ＳＴＮ（ダブル−ＳＴＮ）モード等々の動作モードや、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、偏光板２０および偏光板３０が所定の向きに貼付配置される。

偏光板２０および偏光板３０は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルムを一方向に延伸し、ヨウ素または２色性色素を含む溶液に浸すことにより、ヨウ素または２色性色素を吸着させ、偏向機能を与え、更に保護膜としてセルロース系のフィルムを被覆して作製する。また、偏光板２０および偏光板３０の偏光方向は、ＰＶＡフィルムの延伸方向で決定される。

偏光板３０の液晶パネルとは反対の側には、バックライトユニットが配置されている。バックライトユニットは、導光板４０の側端面である入射面にその光出射面が対向して配置されるＬＥＤ６０と、その側端面からＬＥＤ６０の光を入射して導光する導光板４０と、導光板４０の液晶パネルとは反対の側に配置され、導光板４０から射出される光を表示面側に反射する反射板５０と、ＬＥＤ６０を収容すると共にその位置決めを行うＬＥＤ収容部を有するフレーム９０とで構成される。反射板５０は、導光板４０に不図示の両面テープ（接着手段）で固定される。また、バックライトユニットは、必要に応じて、導光板４０上に、導光板４０から出射される光を拡散する拡散シートと、拡散シートで拡散された光を偏光するプリズムシート等を設けることにしても良い。

図２は、ＬＥＤ６０のＦＰＣ８０への実装を説明するための説明図である。本実施例で使用するＬＥＤ６０は、図２に示すように、両端に接続端子（アノード端子、カソード端子）６０ａ、６０ｂを有しているので、ＦＰＣ８０に半田付けで実装すると、半田６１が盛り上がってしまう。本実施例では、この半田６１の盛り上がりがあっても、後述する方法で、ＬＥＤ６０を高い位置精度で装着可能としている。

図３および図４を参照して、ＬＥＤ６０の位置決めについて説明する。図３−１は、図１の導光板４０およびフレーム９０の平面図、図３−２は、図３−１のＡ−Ａ断面図を示している。図４−１は、ＬＥＤ６０をフレーム９０に装着した場合の導光板４０およびフレーム９０の平面図、図４−２は、図４−１のＡ−Ａ断面図を示している。

図３に示すように、フレーム９０には、ＦＰＣ８０に装着されたＬＥＤ６０の数に対応した数のＬＥＤ位置決め用のＬＥＤ収納部９０Ａが、導光板４０の入射面４１に対向する位置に設けられている。ＬＥＤ収納部９０Ａは、Ｘ軸方向の収容面９１、９２と、Ｙ軸方向の収容面９３の３つの収容面を有しており、このうち、収容面９１、９２には、ＬＥＤ６０の半田６１の逃げ溝９１ａ、９２ｂが形成されている。この逃げ溝９１ａ、９２ｂは、収容面９１、９２において、ＦＰＣ８０側の部分で且つＦＰＣ８０上に配置された半田６１に対応する部分に設けられている。ＦＰＣ８０を裏面側に折り曲げて、ＬＥＤ６０を装着する場合（この方式を「投げ込み方式」とも言う）、図４に示すように、ＦＰＣ８０の裏面に装着した複数のＬＥＤ６０は、ＬＥＤ収容部９０Ａの収容面９１、９２、９３および導光板４０の入射面４１により、入射面４１に面する面及びその反対側の面と液晶表示パネル１０側の面以外の面の４面が位置決めをされて収容される。

ＬＥＤ収容部９０Ａは、ＦＰＣ８０に装着されたＬＥＤ６０が収容されたときに、ＬＥＤ６０がガタツキなく挿入できる大きさ及び位置関係で形成されており、ＬＥＤ６０は、ＬＥＤ収容部９０Ａおよび導光板４０で形成される閉領域に嵌合させることが望ましく、
例えば、ＬＥＤ６０と嵌合させるために、収容面９１、９２、９３に突起等をつけることにしてもよい。ＬＥＤ６０のＸ軸方向はＬＥＤ収容部９０Ａの収容面９１、９２の逃げ溝９１ａ、９２ｂ以外の部分で位置決めされ、ＬＥＤ６０のＹ軸方向はＬＥＤ収容部９０の収容面９３と導光板４０の入射面４１により位置決めされる。このように、ＬＥＤ６０は水平方向の２方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）で位置決めされる。また、本実施例では、ＬＥＤ６０の半田６０を逃がすための逃げ溝９１ａ、９１ｂを形成しているので、半田の盛り上がりがあっても、高い位置精度でＬＥＤ６０をＬＥＤ収容部９０に収容することができる。この結果、ＬＥＤ６０の装着位置の精度を上げることができるため、ＬＥＤ６０の光軸を合わせることができ、バックライトユニットの輝度ムラを防止することができる。また、本構造のようなフレーム９０は、その強度も向上させることができる。

以上説明したように、実施例１のバックライトユニットは、ＦＰＣ８０の裏面に半田付けで実装されるＬＥＤ６０と、ＬＥＤ４０の端面が対向配置され、当該端面から光を入射して導光する導光板４０と、ＬＥＤ６０を位置決めして収容するＬＥＤ収容部９０Ａを有するフレーム９０とを有し、ＬＥＤ収容部９０Ａに、ＬＥＤ６０を実装する半田を逃がすための逃げ溝９１ａ、９２ａを形成しているので、ＦＰＣにＬＥＤを半田付けで実装した場合、ＬＥＤの周囲に半田が盛り上がった部分が形成された場合においても、フレーム９０のＬＥＤ収容部の逃げ溝で、ＬＥＤの周りの半田を逃がすことができ、半田に影響されずに、ＬＥＤ収容部でＬＥＤを高精度に位置決めを行うことができるため、ＬＥＤを所望の位置精度で装着することができ、ＬＥＤの光軸のズレによる輝度ムラ等を防止することができる。

なお、本実施例では、Ｘ軸方向にＬＥＤ６０の接続端子６０ａ、６０ｂが形成されており、Ｘ軸方向に半田６０ｃが盛り上がる構造であるため、フレーム９０のＸ軸方向に形成した収容面９１、９２に逃げ溝９１ａ、９２ａを形成する構成であるが、Ｙ軸方向に半田が盛り上がる場合には、ＬＥＤ収容部９０Ａの収容面９３ａと導光板４０の入射面４１に逃げ溝を構成しても良い。

図５は、実施例２に係るフレーム９０のＬＥＤ収容部９０Ａの構造を説明するための図であり、図５−１は、実施例２に係る図３−１のＡ−Ａ断面図、図５−２は、図５−１において、ＬＥＤ６０をフレーム９０のＬＥＤ収容部９０Ａに装着した場合を示している。
実施例２では、図５に示すように、フレーム９０のＬＥＤ収容部９０Ａに、さらに、ＬＥＤ６０のＺ方向（高さ方向）の位置決めをするために、ＬＥＤ６０の頭部の位置決めをするＺ方向に直交する収納面９４を形成した構造である。この場合には、ＦＰＣ８０を折り曲げて反射板５０に固定するときに、ＦＰＣ８０に実装されたＬＥＤ６０の頭部を当接させた状態で、ＦＰＣ８０を反射板５０に不図示の両面テープで固定する。これにより、ＬＥＤ６０のＺ方向の面（液晶表示パネル１０側の面）の位置決めを行うことが可能となる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、上記実施例を組み合わせて実施可能である。

（電子機器への適用例）
次に、本発明に係る電気光学装置を適用可能な電子機器の具体例について図６を参照して説明する。図６−１は、本発明に係る電気光学装置を可搬型のパーソナルコンピュータ（いわゆるノート型パソコン）２００の表示部に適用した例を示す斜視図である。同図に示すように、パーソナルコンピュータ２００は、キーボード２０１を備えた本体部２０２と、本発明に係る電気光学装置を適用した表示部２０３とを備えている。図６−２は、本発明に係る電気光学装置を携帯電話機３００の表示部に適用した例を示す斜視図である。同図に示すように、携帯電話機３００は、複数の操作ボタン３０１のほか、受話口３０２、送話口３０３とともに、本発明に係る電気光学装置を適用した表示部３０４を備えている。

本発明にかかる電気光学装置は、透過型、反射型、および半透過型の電気光学装置に利用することができる。また、本発明にかかる電気光学装置は、パッシブマトリクス型の電気光学装置やアクティブマトリクス型の電気光学装置（例えば、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）やＴＦＤ（薄膜ダイオード）をスイッチング素子として備えた電気光学パネル）に利用することができる。さらに、本発明にかかる電気光学装置は、液晶表示装置に限らず、有機エレクトロルミネッセンス装置、無機エレクトロルミネッセンス装置、プラズマディスプレイ装置、電気泳動表示装置、電子放出表示装置（Field Emission DisplayおよびSurface-Conduction Electoron-Emitter Display等）、ＬＥＤ（ライトエミッティングダイオード）表示装置等のように、複数の画素毎に表示状態を制御可能な各種の電気光学装置に利用することができる。

本発明にかかる電気光学装置を搭載した電子機器は、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）と呼ばれる携帯型情報機器、携帯型パーソナルコンピュータ、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、デジタルスチルカメラ、車載用モニタ、デジタルビデオカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話機、およびＰＯＳ端末機などの電子機器に広く利用することができる。

実施例１に係る電気光学装置の斜視図。 実施例１に係る電気光学装置の断面図。 実施例１に係るＬＥＤのＦＰＣへの実装を説明するための説明図。 実施例１に係る導光板およびフレームの平面図。 図３−１のＡ−Ａ断面図。 実施例１に係るＬＥＤをフレームに装着した場合の導光板およびフレームの平面図。 図４−１のＡ−Ａ断面図。 フレームの断面図。 フレームにＬＥＤを装着した場合の断面図。 実施例に係る電気光学装置を備えたパソコンの斜視図。 実施例に係る電気光学装置を備えた携帯電話機の斜視図。

符号の説明

１ 電気光学装置、１０ 液晶表示パネル、１０ａ 表示基板、１０ｂ 表示基板、２０ 上偏光板、３０ 下偏光板、４０ 導光板、４１ 入射面 ５０ 反射板、６０ ＬＥＤ、７０ ドライバＩＣ、８０ ＦＰＣ、９０ フレーム、９０Ａ ＬＥＤ収容部、９１、９２、９３、９４ 収容面、９１ａ、９１ｂ 逃げ溝、２００ パーソナルコンピュータ、２０１ キーボード、２０２ 本体部、２０３ 表示部、３００ 携帯電話機、３０１ 操作ボタン、３０２ 受話口、３０３ 送話口、３０４ 表示部

Claims (7)

1. 電気光学物質を備え画像を表示するための表示パネルと、
   前記表示パネルに対して固定され、光源からの光が入射する入射面を備えた導光板と、
   前記表示パネルに接続され前記導光板に対して固定された配線基板と、
   前記配線基板に半田で実装され、前記導光板の前記入射面に対向配置された点光源と、
   前記点光源を前記入射面に対して位置決めする位置決め部を備え、前記点光源を収容する点光源収容部と、
   前記表示パネルを収容する筐体と、を有し、
   前記点光源収容部に、前記点光源を実装する半田を逃がすための逃げ溝を形成したことを特徴とする電気光学装置。
2. 前記点光源は、ＬＥＤであることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記点光源は、少なくとも前記入射面に面する面及びその反対側の面と前記表示パネル側の面以外の面で位置決めをされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気光学装置。
4. 前記点光源は、さらに、前記表示パネル側の面でも位置決めをされていることを特徴とする請求項３に記載の電気光学装置。
5. 前記逃げ溝は、前記点光源収容部の前記配線基板側の部分で、且つ前記配線基板上に配置された半田に対応する部分に設けられており、
   前記点光源収容部は、前記逃げ溝が設けられた部分以外の部分で位置決めを行うことを特徴とする請求項３に記載の電気光学装置。
6. 前記配線基板はその一端側が前記表示パネルの一端に固定されたフレキシブル基板であり、前記導光板側に折り曲げて配置されており、
   前記点光源は、前記筐体の前記表示パネルとは反対側から前記点光源収容部に収容されることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の電気光学装置。
7. 請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の電気光学装置を搭載したことを特徴とする電子機器。

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