JP2006032020A - 液晶表示装置 - Google Patents

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優 石和
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Abstract

【課題】 本発明はバックライト用の導光体に対して空隙を最小限に抑えて光源を配置することにより、光源からの光を効率的に利用することのできる液晶表示装置を提供することを課題とする。
【解決手段】 バックライト照明を有する液晶表示装置において、液晶パネル３の裏側に設けられた導光体１５，１６と、導光体に向けて光を射出する複数の発光ダイオード９とが設けられる。発光ダイオード９は、プリント回路基板８に整列して固定され、プリント回路基板８が導光体１５，１６に位置決めされて固定される。
【選択図】 図４

Description

本発明は液晶表示装置に係り、より詳細には、光源、導光体、光学シートなどからなる照明装置により液晶パネルを裏側から照明する液晶表示装置に関する。
まず、図１を参照しながら一般的な液晶表示の構造について説明する。図１は一般的な液晶表示装置の分解斜視図である。
図１に示す液晶表示装置は、情報入力装置を兼ねており、情報入力パネル１と、ベゼル２と、液晶パネル３と、２枚の光学シート４と、導光体５と、反射シート６と、フレーム７とを有する。液晶パネル３と、光学シート４と、導光体５と、反射シート６とは、フレーム７とベゼル２との間に収容される。光学シート４と、導光体５と、反射シート６とは、液晶パネル３を裏側から照明するためのバックライト装置の一部として機能する。情報入力パネル１はベゼル２の上に配置される。
導光体５の側面には、プリント回路基板８に取り付けられた複数の発光ダイオード（光源）９が配置される。発光ダイオード９から射出された光は、導光体５中を伝播しながら導光体５の面（反射シート側）の凹凸パターンにより拡散され、液晶パネル３の方向に進む。導光体５から液晶パネル３の反対側に出る光は、反射板６により反射されて導光体５に戻り、最終的に液晶パネル３の方向に進む。これにより、液晶パネル３は全体的に裏側から照明され（バックライト）、液晶パネル３での表示が見えるようになる。
以上のような構成において、図２に示すように、発光ダイオード９が取り付けられたプリント回路基板８は、両端に貫通孔８Ａを有しており、貫通孔８Ａをフレーム７の突起７Ａに嵌合することによりプリント回路基板８をフレーム７に対して位置決めする。また、導光体５は、その外周がフレーム７の側壁や凹部などに嵌りこむことによりフレーム７に対して位置決めされる。これにより、プリント回路基板８に取り付けられた発光ダイオード９が導光体５の側面に整列して位置決めされる。発光ダイオード９の発光面が導光体５の側面に対向することで、発光ダイオード９の光を導光体５に導くことができる。プリント回路基板８からは入力部８Ｂが延出しており、入力部８Ｂを介して発光ダイオード９に発光のための電流が供給される。
なお、液晶パネルの一辺側からは、液晶パネル３に駆動信号を入力するための基板３Ａが延出している。また、情報入力パネル１からは、信号を出力するための基板１Ａが延出している。また、情報入力パネル１は液晶表示装置として必須なものではなく、情報入力機能を必要とせずに表示機能だけでよい場合は、情報入力パネル１を設ける必要はない。
特開平６−３１７７１６号公報 特開平１０−２６０４０４号公報 特開平８−１９００９５号公報 特開２００２−２８９０２３号公報
上述の構成では、発光ダイオード９が固定されているプリント回路基板８がフレーム７に対して位置決めされ、導光体５もフレーム７に対して位置決めされる。このような位置決め構成であると、プリント回路基板８のフレーム７に対する位置決め誤差と、導光体５のフレーム７に対する位置決め誤差とが加わり、発光ダイオード９と導光体５との間に大きな空隙が生じるおそれがある。発光ダイオード９と導光体５との間に大きな空隙が生じると、発光ダイオード９からの光が空隙の部分から外部に散乱してしまい、発光ダイオード９からの射出光を効率的に導光体５に導入することができないという問題が生じる。
また、図３に示すように、発光ダイオード９の数が少ない場合、発光ダイオード９の光を導光体５に取り込んだ時、隣接する発光ダイオード９の間隔が大きいため、導光体５全体から放出される光に輝度むらが発生するという問題もある。
本発明は上述の問題に鑑みなされたものであり、バックライト用の導光体に対して空隙を最小限に抑えて光源を配置することにより、光源からの光を効率的に利用することのできる液晶表示装置を提供することを目的とする。
上述の目的を達成するために、本発明によれば、バックライト照明を有する液晶表示装置であって、液晶パネルの裏側に設けられた導光体と、該導光体に向けて光を射出する複数の光源とを有し、該光源は基板に整列して固定され、該基板が前記導光体に固定されていることを特徴とする液晶表示装置が提供される。
また、本発明によれば、バックライト照明を有する液晶表示装置であって、液晶パネルの裏側に設けられた導光体と、該導光体の側面に向けて光を射出する複数の光源とを有し、 該光源は、光源を駆動する電力が供給される電極が露出した状態で前記導光体の開口部に嵌合されて固定されており、前記光源の電極に接触する電極を有する基板が前記光源の上に配置されていることを特徴とする液晶表示装置が提供される。
上述の本発明による液晶表示装置において、前記基板を前記導光体に対して位置決めする位置決め手段が設けられることが好ましい。
また、本発明によれば、バックライト照明を有する液晶表示装置であって、液晶パネルの裏側に設けられた導光体と、該導光体の側面に向けて光を射出する複数の光源とを有し、 該光源と該導光体との間に、前記光源からの光を拡散させながら前記導光体に導く光案内部材が設けられたことを特徴とする液晶表示装置が提供される。
上述の本発明による液晶表示装置において、前記光案内部材は複数の光ファイバを前記光源が設けられる位置から放射状に略扇形に一体成形したものであることが好ましい。
本発明によれば、導光体に対して光源を直接位置決めするため、導光体と光源との間の空隙を最小に抑えることができ、光源から射出された光を効率的に導光体に導くことができる。
本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施例による液晶表示装置は、図１に示す液晶表示装置と基本的に同様な構造を有しており、その説明は省略する。ただし、図１に示す情報入力パネル１は必須なものではなく、情報入力パネル１がなくても液晶表示装置として機能する。
図４は本発明の第１実施例による液晶表示装置の導光体と発光ダイオードが取り付けられたプリント回路基板とを示す斜視図である。本実施例では、発光ダイオード９が取り付けられたプリント回路基板８は、導光体１５に対して直接取り付けられる。これ以外の構成は図１に示す液晶表示装置と同様であり、その説明は省略する。
図４において、導光体１５は、発光ダイオード９が配置される側に切り欠き部１５Ａを有している。切り欠き部１５Ａの寸法は、整列した複数の発光ダイオード９がちょうど収まるように設定されている。また、導光体１５の切り欠き部１５Ａの両端には位置決め突起１５Ｂが設けられている。プリント回路基板８の貫通孔８Ａは位置決め突起１５Ｂに嵌合するように構成されており、貫通孔８Ａが位置決め突起１５Ｂに嵌合した状態で発光ダイオード９の発光面が切り欠き部１５Ａの側面に空隙なく配置されるようになっている。
なお、プリント回路基板８は、接着剤や粘着テープなどで導光体１５に貼り付けられてもよく、またネジ止めにより固定されてもよい。
以上のように、本実施例では、導光体１５に対してプリント回路基板８を直接位置決めして固定する。このため位置決め誤差を小さく抑えることができ、発光ダイオード９と導光体１５との間の空隙を最小限に抑えることができる。したがって、発光ダイオード９からの光を損失なく効率的に導光体１５に導くことができ、高輝度を提供する導光体と発光ダイオードの組立て体を得ることができる。また、製品間でバックライトの輝度のばらつきの少ない液晶表示装置を提供することができる。
次に、本発明の第２実施例について、図５を参照しながら説明する。
図５は本発明の第２実施例による液晶表示装置の導光体と発光ダイオードが取り付けられたプリント回路基板とを示す斜視図である。本実施例では、発光ダイオード９が取り付けられたプリント回路基板８は、導光体１６に対して直接取り付けられる。これ以外の構成は図１に示す液晶表示装置と同様であり、その説明は省略する。
図５において、導光体１６は、発光ダイオード９が配置される側に開口部１６Ａを有している。開口部１６Ａの寸法は、整列した複数の発光ダイオード９がちょうど収まるように設定されている。また、導光体１６の開口部１６Ａの両端には位置決め突起１６Ｂが設けられている。プリント回路基板８の貫通孔８Ａは位置決め突起１５Ｂに嵌合するように構成されており、貫通孔８Ａが位置決め突起１６Ｂに嵌合した状態で発光ダイオード９の発光面が切り欠き部１５Ａの側面に空隙なく配置されるようになっている。
なお、プリント回路基板８は、接着剤や粘着テープなどで導光体１６に貼り付けられてもよく、またネジ止めにより固定されてもよい。
以上のように、本実施例では、導光体１６に対してプリント回路基板８を直接位置決めして固定する。このため位置決め誤差を小さく抑えることができ、発光ダイオード９と導光体１６との間の空隙を最小限に抑えることができる。したがって、発光ダイオード９からの光を損失なく効率的に導光体１６に導くことができ、高輝度を提供する導光体と発光ダイオードの組立て体を得ることができる。また、製品間でバックライトの輝度のばらつきの少ない液晶表示装置を提供することができる。
次に、本発明の第３実施例について、図６乃至図１０を参照しながら説明する。
図６は本発明の第３実施例による液晶表示装置の導光体と発光ダイオードとプリント回路基板とを示す分解斜視図である。本実施例では、発光ダイオード９はプリント回路基板８には固定されず、プリント回路基板８とは別個に供給される。
すなわち、本実施例による導光体１７には、発光ダイオード９が嵌合する開口部１７Ａが形成されており、図７に示されるように、発光ダイオード９は電極が上に向いた状態で開口部１７Ａに嵌め込まれる。発光ダイオード９の厚みが導光体１７の厚みより大きい場合は、導光体１７の下側に配置される反射シート６にも開口部１７Ａと同じかそれより大きい開口を設けることが好ましい。
本実施例では、プリント回路基板１８の下面、すなわち導光体１７に対向する面に、発光ダイオード９の電極に接触するように電極１８Ｃが形成される。したがって、プリント回路基板１８を整列した発光ダイオード９の上に配置して押し付けることにより、プリント回路基板１８の電極と発光ダイオード９の電極とが接続され、導通状態となる。これにより、プリント回路基板１８を介して発光ダイオード９に電流を供給して発光させることができる。なお、図７において電極１８Ｃはプリント回路基板１８の上面に配置されているように示されているが、これは電極１８Ｃを示すために便宜上そのように示されたものであり、実際は発光ダイオード９に対向するようにプリント回路基板１８の反対側の面（下面）に形成されている。
また、プリント回路基板１８は、図８及び図９に示すように、電極１８Ｃが形成される位置に凹部１８Ｄ（プリント回路基板１８の下面側から見ると凸部となる）をスタンピングなどにより形成することが好ましい。すなわち、プリント回路基板１８の凸部に電極１８Ｃを形成することにより、電極１８Ｃと発光ダイオード９の電極との接触を確実なものとする。
図１０は図８に示すプリント回路基板をフレームに固定する構造を示す斜視図である。プリント回路基板１８には、導光体１７の突起１７Ｂに嵌合する貫通孔１８Ａの外側にネジ孔１８Ｅが設けられる。プリント回路基板１８は導光体１７より外側まで延在し、フレーム７のネジ孔１７に対してネジ１９により固定される。
また、図１１に示すように、導光体１７の角部に突出部１７Cを設け、この突出部にネジ孔１７Dを形成して、プリント回路基板１８を導光体１７に対して直接ネジ止めすることとしてもよい。
以上のように、本実施例では、発光ダイオード９は導光体１７の開口部１７Ａにはめ込まれるため、発光ダイオード９の発光面と導光体１７の開口部１７Ａの内面（すなわち導光体１７の側面）に空隙がほとんど無い状態で発光ダイオード９を導光体１７に取り付けることができる。また、発光ダイオード９をプリント回路基板１８に取り付ける必要がないため、プリント回路基板を簡素化することができる。
次に、本発明の第４実施例について、図１２乃至図１４を参照しながら説明する。
図１２は本発明の第４実施例による液晶表示装置において発光ダイオードを導光体に取り付ける構造を示す斜視図である。図１３は図１２に示した発光ダイオード取り付け部の拡大斜視図である。
図１２において、発光ダイオード９と導光体２０との間には、光ファイバ部材２１が設けられている。光ファイバ部材２１は、光ファイバを束ねたものを扇状に成形して固めた部材である。扇状の根元の部分に発光ダイオード９を配置すると、発光ダイオード９からの光は光ファイバ内を伝播して扇状に進んだ後、導光体２２の側面に入射する。
光ファイバ部材２１を設けることにより、発光ダイオード９からの光を強制的に拡散させてから導光体２２に入射させるので、導光体２２の輝度むらを低減することができる。なお、光ファイバを束ねて固める技術は周知の技術であり、ここでは説明を省略する。
上述の構成において、導光体２２に対して光ファイバ部材２１を接着しておくことで、導光体２２と同様に取り扱うことができる。また、発光ダイオード９を配置してプリント回路基板と接続する構成は、例えば図１０に示す構成に類似した構成とすることができる。図１４は図１２に示す発光ダイオードに対してプリント回路基板を取り付ける構成を示す斜視図である。図１４に示す構成では、凹部７Ｃがフレーム７に形成され、凹部７Ｃに発光ダイオード９が収容される。発光ダイオード９とプリント回路基板１８との接続は図１０に示す構成と同様であり、その説明は省略する。ただし、本実施例では、プリント回路基板１８の貫通孔１８Ａに嵌合する突起２１Ａは、光ファイバ部材２１に形成される。
以上のように、本実施例によれば、光ファイバ部材２１を介して発光ダイオード９からの光を強制的に拡散し、輝度むらが低減された状態で導光体２２に入射させるので、導光体２２の輝度むらを最小限に抑えることができる。
以上の如く本明細書は以下の発明を開示する。
（付記１）バックライト照明を有する液晶表示装置であって、
液晶パネルの裏側に設けられた導光体と、該導光体の側面に向けて光を射出する複数の光源とを有し、
該光源は基板に整列して固定され、該基板が前記導光体に固定されていることを特徴とする液晶表示装置。
（付記２）付記１記載の液晶表示装置であって、前記導光体は平面状の四辺形であり、その一辺側に前記整列した光源を収容する切り欠き部が設けられたことを特徴とする液晶表示装置。
（付記３）付記１記載の液晶表示装置であって、前記導光体は平面状の四辺形であり、その一辺に沿って前記整列した光源が嵌合する細長い開口部が設けられたことを特徴とする液晶表示装置。
（付記４）付記１乃至３のうちいずれか一項記載の液晶表示装置であって、前記基板を前記導光体に対して位置決めする位置決め手段が設けられたことを特徴とする液晶表示装置。
（付記５）バックライト照明を有する液晶表示装置であって、
液晶パネルの裏側に設けられた導光体と、該導光体の側面に向けて光を射出する複数の光源とを有し、
該光源は、光源を駆動する電力が供給される電極が露出した状態で前記導光体の開口部に嵌合されて固定されており、前記光源の電極に接触する電極を有する基板が前記光源の上に配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
（付記６）付記５記載の液晶表示装置であって、前記基板の電極は基板を変形して形成された凸部の上に形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
（付記７）付記５又は６記載の液晶表示装置であって、前記基板を前記導光体に対して位置決めする位置決め手段が設けられたことを特徴とする液晶表示装置。
（付記８）バックライト照明を有する液晶表示装置であって、
液晶パネルの裏側に設けられた導光体と、該導光体の側面に向けて光を射出する複数の光源とを有し、
該光源と該導光体との間に、前記光源からの光を拡散させながら前記導光体に導く光案内部材が設けられたことを特徴とする液晶表示装置。
（付記９）付記８記載の液晶表示装置であって、前記光案内部材は前記導光体の側面に固定されていることを特徴とする液晶表示装置。
（付記１０）付記８又は９記載の液晶表示装置であて、前記光案内部材は複数の光ファイバを前記光源が設けられる位置から放射状に略扇形に一体成形したものであることを特徴とする液晶表示装置。
（付記１１）付記８乃至１０のうちいずれか一項記載の液晶表示装置であって、前記導光体はフレームに固定され、前記光源は該フレームに設けられた凹部に収容されて固定されることを特徴とする液晶表示装置。
（付記１２）付記１１記載の液晶表示装置であって、前記基板を前記導光体に対して位置決めする位置決め手段が設けられたことを特徴とする液晶表示装置。
一般的な液晶表示装置の分解斜視図である。 図１のＡ部及びＢ部の拡大図である。 発光ダイオードの数が少ない場合に生じる輝度むらを示すための導光体の斜視図である。 本発明の第１実施例による液晶表示装置の導光体と発光ダイオードが取り付けられたプリント回路基板とを示す斜視図である。 本発明の第２実施例による液晶表示装置の導光体と発光ダイオードが取り付けられたプリント回路基板とを示す斜視図である。 本発明の第３実施例による液晶表示装置の導光体と発光ダイオードとプリント回路基板とを示す分解斜視図である。 図６に示す発光ダイオードの取り付け部分の拡大図である。 図６に示すプリント回路基板の変形例の一部の拡大斜視図である。 図８に示すプリント回路基板の断面図である。 図８に示すプリント回路基板をフレームに固定する構造を示す斜視図である。 図８に示すプリント回路基板を導光体に固定するための導光体の一部を示す斜視図である。 本発明の第４実施例による液晶表示装置において発光ダイオードを導光体に取り付ける構造を示す斜視図である。 図１２に示す発光ダイオード取り付け部の拡大斜視図である。 図１２に示すプリント発光ダイオード及びプリント回路基板をフレームに固定する構造を示す斜視図である。
符号の説明
１ 情報入力パネル
２ ベゼル
３ 液晶パネル
４ 光学シート
５，１５，１６，１７，２２ 導光体
６ 反射シート
７ フレーム
７Ａ 突起
７Ｂ ネジ孔
７Ｃ 凹部
８，１８ プリント回路基板
８Ａ，１８Ａ 貫通孔
８Ｂ，１８Ｂ 入力部
９ 発光ダイオード
１５Ａ 切り欠き部
１５Ｂ，１６Ｂ，１７Ｂ 突起
１７Ｃ 突出部
１７D，１８Ｅ ネジ孔
１８Ｃ 電極
１８Ｄ 凹部
２１ 光ファイバ部材

Claims (5)

  1. バックライト照明を有する液晶表示装置であって、
    液晶パネルの裏側に設けられた導光体と、該導光体に向けて光を射出する複数の光源とを有し、
    該光源は基板に整列して固定され、該基板が前記導光体に固定されていることを特徴とする液晶表示装置。
  2. バックライト照明を有する液晶表示装置であって、
    液晶パネルの裏側に設けられた導光体と、該導光体の側面に向けて光を射出する複数の光源とを有し、
    該光源は、光源を駆動する電力が供給される電極が露出した状態で前記導光体の開口部に嵌合されて固定されており、前記光源の電極に接触する電極を有する基板が前記光源の上に配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
  3. 請求項１又は２記載の液晶表示装置であって、前記基板を前記導光体に対して位置決めする位置決め手段が設けられたことを特徴とする液晶表示装置。
  4. バックライト照明を有する液晶表示装置であって、
    液晶パネルの裏側に設けられた導光体と、該導光体の側面に向けて光を射出する複数の光源とを有し、
    該光源と該導光体との間に、前記光源からの光を拡散させながら前記導光体に導く光案内部材が設けられたことを特徴とする液晶表示装置。
  5. 請求項４記載の液晶表示装置であて、
    前記光案内部材は複数の光ファイバを前記光源が設けられる位置から放射状に略扇形に一体成形したものであることを特徴とする液晶表示装置。
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