JP2006066236A - Planar lighting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、点光源を用いたサイドライト方式の面状照明装置に関する。 The present invention relates to a sidelight type planar illumination device using a point light source.
従来、液晶表示素子用のバックライトとして、矩形状をなす導光板の一方の端面に光源を対向配置し、この光源から射出される光を導光板内に導き液晶表示素子に対向させた一方の主面の発光エリアから面状に出射させる、サイドライト方式の面状照明装置が多く用いられている。この場合の光源としては、バックライトを含めた液晶表示モジュールの小型薄型化を促進するために、発光ダイオード(以下、LEDという)等の点光源が採用されることが多い。 Conventionally, as a backlight for a liquid crystal display element, a light source is disposed opposite to one end face of a rectangular light guide plate, and light emitted from the light source is guided into the light guide plate and is opposed to the liquid crystal display element. A sidelight type planar illumination device that emits in a planar shape from the light emitting area of the main surface is often used. As the light source in this case, a point light source such as a light emitting diode (hereinafter referred to as LED) is often employed in order to promote the reduction in size and thickness of the liquid crystal display module including the backlight.
上述の点光源を用いた面状照明装置においては、特許文献1にも示されるように、LED等の発光素子とこれを保護するコンデンサ等の保護素子がフレキシブル配線基板(FPC)や印刷回路基板(PCB)等の基板上に直接搭載された形態で実装されている。 In the above-described planar illumination device using a point light source, as disclosed in Patent Document 1, a light emitting element such as an LED and a protective element such as a capacitor for protecting the LED are a flexible wiring board (FPC) or a printed circuit board. It is mounted in a form directly mounted on a substrate such as (PCB).
この場合、面状照明装置を小型薄型化するのにFPCやPCBの設置スペースが制約されるため、発光素子に対する配線の引き回し経路が制約を受ける。これが、液晶表示モジュール等の面状照明装置の小型薄型化を推進する上で問題となっていた。
本発明の課題は、点光源に対する配線の引き回しの自由度が増し、適用対象製品の小型薄型化を促進するのに極めて好都合な面状照明装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a planar illumination device that is highly convenient for promoting the reduction in size and thickness of a product to be applied because the degree of freedom of wiring with respect to a point light source is increased.
本発明の面状照明装置は、前記点光源から射出された光を前記点光源に対向させた光入射端面から入射させるとともに一方の主面から面状に出射させる導光板と、前記導光板に透明導電材料を用いて直接配設されており、前記点光源に駆動電流を供給するための配線とを、有することを特徴とするものである。 A planar illumination device according to the present invention includes a light guide plate that allows light emitted from the point light source to be incident from a light incident end face opposed to the point light source and to be emitted in a planar shape from one main surface, and the light guide plate. It is directly arranged using a transparent conductive material, and has a wiring for supplying a driving current to the point light source.
本発明の面状照明装置によれば、点光源に対する配線を透明導電材料を用いて実質的に透明な配線としたから導光板に直接設置しても導光板の導光特性に悪影響を及ぼすことはなく、そして、その配線を導光板に直接配設することにより、配線を担持するための専用のベース基板材が不要となって配線の引き回し自由度が大幅に増大し、適用対象製品の小型薄型化を促進するのに極めて有利となる。 According to the surface illumination device of the present invention, since the wiring for the point light source is made of a substantially transparent wiring using a transparent conductive material, even if it is directly installed on the light guide plate, the light guide characteristics of the light guide plate are adversely affected. In addition, by arranging the wiring directly on the light guide plate, a dedicated base substrate material for supporting the wiring is not required, and the degree of freedom of wiring is greatly increased, and the applicable product is compact. This is extremely advantageous for promoting thinning.
本発明の面状照明装置においては、点光源として発光ダイオードを用いることが好ましく、これにより、本面状照明装置を用いた製品の小型薄型化がより一層促進されると共に、消費電力も低下させることができる。 In the planar illumination device of the present invention, it is preferable to use a light-emitting diode as a point light source, which further promotes downsizing and thinning of products using the planar illumination device and also reduces power consumption. be able to.
また、透明導電材料としては、インジウム・錫酸化物を用いることが好ましく、これにより、導光板に対して透明な配線を容易に直接配設することができる。 In addition, it is preferable to use indium / tin oxide as the transparent conductive material, whereby a transparent wiring can be easily and directly disposed on the light guide plate.
以下、本発明の好適な実施形態について説明する。
図1は、本発明の一実施形態としての液晶表示モジュールの全体構成を示す模式的断面図で、図2(a)、(b)はそれぞれ、その液晶表示モジュールにおける主要部材を詳細に示す平面図と正面図である。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an overall configuration of a liquid crystal display module as an embodiment of the present invention. FIGS. 2A and 2B are plan views showing in detail the main members of the liquid crystal display module. It is a figure and a front view.
本液晶表示モジュールの筐体は、扁平な直方体をなす箱の天板を除去した形状の収納ケース1に底板を除去した同形状のカバーケース2が嵌装されてなる。これら両ケース1、2は、共に金属板を加工して形成されている。カバーケース2の天板2aには、表示を観察するための表示窓2cが穿設されている。
The casing of the present liquid crystal display module is formed by fitting a
上記筐体内の最上部には、液晶表示パネル3が収納されている。液晶表示パネル3は、電極(不図示)が形成された一対のガラス基板4、5を、それぞれの電極形成面を対向させて枠状シール材6により所定の間隙を保って接合し、枠状シール材6で囲まれたガラス基板4、5の対向面(以下、内面という)間に液晶7を封入して、構成されている。そして、ガラス基板4、5の各外面には、一対の前、後偏光板8、9がそれぞれ貼着されている。
A liquid crystal display panel 3 is accommodated at the top of the housing. In the liquid crystal display panel 3, a pair of
ガラス基板4、5のうちの一方のガラス基板5には、縁部を他方のガラス基板4の対応する端面よりも外側へ延出させて、延出部5aが形成されている。この延出部5aの表面(電極形成面の延長面)には、両基板4、5の各電極に接続されている引回し配線の各接続端子(不図示)が並設されている。
One
上述の電極配線及び接続端子列が形成された延出部5aには、液晶を駆動する駆動回路素子10がCOG(Chip On Glass)方式により直接搭載されている。そして、この延出部5a縁部の接続端子列には、フレキシブル配線基板11が導通接合されている。
A driving circuit element 10 for driving the liquid crystal is directly mounted on the extended
液晶表示パネル3の表示の観察側とは反対側の背面側には、スペーサ12を介してバックライトユニット13が設置されている。本実施形態では、スペーサ12として、両面粘着テープを用いており、これにより、液晶表示パネル3とバックライトユニット13との間に所定の大きさの間隙が確保されるともに両者が固着されている。
On the back side opposite to the display side of the display of the liquid crystal display panel 3, a
本実施形態のバックライトユニット13は、矩形板状をなす導光板14の一端面14aに点光源としての発光ダイオード15が対向配設されてなるサイドライト型の面状照明装置である。導光板14は、ポリカーボネイト樹脂等の透明度の高い樹脂材料を用いて形成され、液晶表示パネル3の有効表示エリアAdを全周にわたり所定幅広げた面積を備えている。そして、その液晶表示パネル3に対向させる前面14bとは反対側の後面14cには、微小な凹凸からなる拡散縞14d(図2において網点で示されている)が形成されている。この拡散縞14dにより、発光ダイオード15から射出され導光板14に入射した光が前面14bに向けて拡散反射される。
The
発光ダイオード15は、図2に示されるように、導光板14の光入射側端面14aに形成されている一対の凹部14e、14e内に、それぞれ1個づつ配設されている。ここで、一対の凹部14e、14eは、光入射側端面14aの長手方向中心線を対称軸として線対称な位置にそれぞれ形成されている。
As shown in FIG. 2, the
また、発光ダイオード15が過電流等により損傷されるのを防止するため、発光ダイオードに対する保護素子16が配設されている。本実施形態においては、導光板14の後面14cで、発光ダイオード15設置位置の近傍における適所に、設置穴14fが穿設され、この設置穴14f内に、発光ダイオード用保護素子16としてのコンデンサが設置されている。
Further, in order to prevent the
そして、一対の発光ダイオード15、15及びそれらの保護素子16を駆動するための配線17が、導光板14の後面14cに引き回し配設されている。なお、図2(a)においては、導光板14を透して視認される配線17が細線で表示されている。この配線17は、一対の発光ダイオード15、15を直列に導通接続するとともに、保護素子16をそれらに対して並列に導通接続している。この場合の詳細な導通接続構造を、図3のQ部詳細図に示す。
A pair of
各発光ダイオード15が設置される凹部14e及び保護素子16の設置穴14fにおける各壁面には、それぞれ、後面14cに配設されている配線17を直角方向に延出させた接続端子17aが一対づつ配設されており、これら接続端子17aと、発光ダイオード15及び保護素子16にそれぞれ凸設されている端子電極対15a、15a及び16a、16aとが、それぞれ、異方性導電ペースト(ACP:Anisotropic Conductive Paste)18を介して導通接続されている。
A pair of
異方性導電ペースト18は、平均粒径が約28μm以下の導電性粒子を熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂とを混合してなる合成ゴム系バインダ樹脂中に攪拌混合して得られるペースト状の導通接着材で、接続電気抵抗値は1Ω以下である。
The anisotropic
ここで、配線17は、透明導電材料を用いて実質的に透明、つまりガラスの光透過率を100%とした場合に80%以上の平均光透過率を備える程度の透明度、に形成されている。このように配線17を実質的に透明な配線とすることにより、導光板14に直接配設しても導光板14の光伝播作用に悪影響を及ぼすことはなく、所望の均一な輝度の面状照射光を得ることができる。本実施形態における配線17は、透明導電材料としてインジウム・錫酸化物を用い、抵抗率が10-4Ωcm程度の透明導電膜に形成されている。なお、配線の材料としては、インジウム・錫酸化物に限らず、他の透明導電材料の例えばインジウム・亜鉛酸化物等を用いても良い。また、形成方法としてはフォトリソグラフィー法が好適である。
Here, the
配線17の膜厚及び幅は、発光ダイオード15及びその保護素子16の各駆動電力値に応じて設定されるものであり、例えば、本実施形態では抵抗率が10-4Ωcmのインジウム・錫酸化物を用いるから、発光ダイオード15の定格電圧が8Vで同電流が20mAである場合は、配線の膜厚を30μm、幅を5mm程度に設定すればよい。
The film thickness and width of the
上述の配線17によって形成されている発光ダイオード駆動回路の両端部は、導光板14の一方の側面14gに沿わせて引き出され、入力用接続端子17b、17bが配設形成されている。これら入力用接続端子17b、17bは、異方性導電ペースト19を介して、発光ダイオード15を駆動するため電流を供給する電源ハーネス20に導通接続されている。
Both ends of the light-emitting diode driving circuit formed by the
図1に戻って、導光板14の後側には、光を散乱反射させる光反射シート121が設置されている。本実施形態における光反射シート21は、白色のPET(ポリエチレンテレフタレート:polyethylene terephthalate)シートからなり、導光板14の光入射側端面14aを除く3方の端面と後面14cに被装されている。この光反射シート21は、導光板14に入射し後面14cの拡散縞14dにより拡散反射されずに導光板14外に出射した光を反射させて導光板14内に再入射させるために設けられており、これにより、光の利用効率が大幅に高められる。
Returning to FIG. 1, a light reflection sheet 121 that scatters and reflects light is installed on the rear side of the
また、導光板14の前側には、光学シート積層体22が設置されている。光学シート積層体22は、導光板14の光出射面14b上に下拡散シート22a、プリズムシート22b、及び上拡散シート22cが、順次積層されてなる。これにより、導光板14の光出射面(前面)14bから面状に出射された光は、上、下拡散シート22a、22cにより輝度分布が大略均一化されると共に、プリズムシート22bにより出射方向を光出射面14bの略法線方向に揃えられる。
An
上述のように、導光板14の光入射側端面14aに発光ダイオード15が対向配置され、前、後面14b、14cにそれぞれ光学シート積層体22と光反射シート221とが設置されてなる平面発光パネルは、バックライトユニット13の筐体を構成するフレーム23内に収納されている。フレーム23は、樹脂材料を用いて例えば射出成形法等により、導光板14の外形に略対応した長方形の底板23aとその4辺に立設された側板23bとからなる箱体に形成されている。
As described above, the
平面発光パネルが収納されたフレーム23には、金属材料からなるライトカバーケース24が嵌装されている。このライトカバーケース24は、導光板14に対応して外形が長方形をなす天板24aとその4辺に設けられた側板24bからなり、天板24aには平面発光パネルから面状に出射される光を液晶表示パネル3の後面に向けて照射させるための照射窓24cが穿設されている。
A
フレーム底板23aの後面には、本液晶表示モジュール全体の駆動を制御する駆動制御回路基板25が設置されている。この駆動制御回路基板25には、一端部を前述した液晶表示パネル1の基板延出部5aに導通接合されているフレキシブル配線基板11の他端部が、コネクタ26により電気接続されている。
A drive
また、上記駆動制御回路基板25には、発光ダイオード15に駆動電流を供給するための電源ハーネス20(図2参照)が、フレーム23に設けられている図示しない孔を通してフレーム23外に取り出され、図示しないコネクタを介して電気接続されている。なお、本実施形態の駆動制御回路基板25は、フレーム底板23aの後面に立設されている複数の係止フック27により止着されている。
In addition, a power harness 20 (see FIG. 2) for supplying a drive current to the
以上のように、本実施形態の液晶表示モジュールにおいては、サイドライト型のバックライトユニット13を構成する導光板14に点光源として発光ダイオード15を配設し、この発光ダイオード15に電流を供給する回路を形成する配線17を、導光板14に直接配設したから配線17の設置スペースが不要となり、且つ、透明導電性材料を用いて実質的に透明に形成したから配線17が拡散縞17dの配設エリアに延在していても導光板14の光伝播作用に悪影響を及ぼすことはない。その結果、バックライトユニット13自体の小型薄型化が推進されると共に、点光源に対する配線の自由度が大幅に高められるために液晶表示モジュールの小型薄型化を促進するのに極めて有利となる。
As described above, in the liquid crystal display module of the present embodiment, the
次に、本発明の他の実施形態としての平面発光パネルについて、図4(a)、(b)に基づき説明する。なお、上記実施形態における平面発光パネルと同一の構成要素については同一の符号を付して、その説明を省略する。 Next, a planar light-emitting panel as another embodiment of the present invention will be described based on FIGS. 4 (a) and 4 (b). In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the component same as the planar light emission panel in the said embodiment, and the description is abbreviate | omitted.
本実施形態においては、導光板30の光入射側端面30aの長手方向中心線に関して対称な位置に、一対の凹部30b、30bが形成され、これら一対の凹部30b、30b内に発光ダイオード31が1個づつ設置されている。また、一方の凹部30bと他方の凹部30bとの中間部には貫通孔30cが穿設され、この貫通孔30c内に、発光ダイオード31の保護素子32が設置されている。
In the present embodiment, a pair of
これら一対の凹部30b、30b及び貫通孔30cは、それぞれ、平面形状が発光ダイオード31及び保護素子32と略等しく、且つ、壁面に段差が形成されている。各発光ダイオード31及び保護素子32は、それら凹部30b及び貫通孔30c内に、前面側から嵌入され段差により支持された状態で設置されている。
Each of the pair of
各発光ダイオード31及び保護素子32の各々の底面には、一対の接続端子片31a、31a及び32a、32aを、それぞれ突出させてある。これら接続端子片31a、32aの各突出長さは、それぞれ、発光ダイオード31及び保護素子32が導光板30の凹部30b及び貫通孔30c内に嵌装された状態において後面30dから突出する寸法が確実に端子接続が行える寸法となるように、設定されている。
A pair of
そして、上記実施形態の配線と同様に実質的に透明な配線33が導光板30の後面30dに直接配設され、発光ダイオード31と保護素子32を電気接続する回路が形成されている。本実施形態の回路は、導光板30の後面30dの幅方向中心線に関して対称なパターンに形成されている。この透明配線33による回路は、一対の発光ダイオード31、31を直列に接続すると共に、これらと保護素子32を並列に電気接続している。また、その回路の両端部を光入射側端面30aとは反対側の端面30e側へ幅方向中心線に沿って延在させ、さらにその両端部を端面30fに沿って延出させ、入力用接続端子33a、33aが形成されている。これら入力用接続端子33a、33aは、異方性導電ペースト(不図示)を介して電源ハーネス34に導通接続されている
Similar to the wiring of the above embodiment, a substantially
透明配線33と各発光ダイオード31及びその保護素子32とは、異方性導電ペースト35により導通接続されている。発光ダイオード31の導通接続においては、まず配線33の各凹部30bに近い接続端子部に異方性導電ペースト35を塗着し、各発光ダイオード31の各底面に突設された接続端子片31a、31aの後面30dから突出した部分を、異方性導電ペースト35が塗布された配線33に重なるように折り曲げて熱圧着する。保護素子32についても、同様である。
The
以上のように、本実施形態においては、上記実施形態により奏される効果と同様の効果が奏されると共に、発光ダイオード31とその保護素子32の各接続端子片31a、32aを導光板30の後面30dから突出させて後面30d上で配線33と導通接続する構成としたから、透明な配線33からなる回路を容易に導光板30に直接配設形成できるとともに、熱圧着による導通接続加工も容易に行うことができる。
As described above, in the present embodiment, the same effect as that obtained by the above embodiment is achieved, and the
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。
例えば、点光源としては、LEDに限らず、他の種々の点光源を用いることができる
In addition, this invention is not limited to said embodiment.
For example, the point light source is not limited to the LED, and other various point light sources can be used.
また、点光源と透明配線を導通接続する方法としては、異方性導電接着材を介する方法に限らず、半田接合等の他の方法を用いることも可能であることは、勿論である。 In addition, the method for conducting and connecting the point light source and the transparent wiring is not limited to the method using an anisotropic conductive adhesive, and it is of course possible to use other methods such as solder bonding.
1 収納ケース
2 カバーケース
3 液晶表示パネル
4、5 ガラス基板
6 シール材
7 液晶
8 フレームケース
11 フレキシブル配線基板
13 バックライトユニット
14、30 導光板
15、31 発光ダイオード
16、32 保護素子
17、33 配線
18、19、35 異方性導電ペースト
20、34 電源ハーネス
21 光反射シート
22 光学シート積層体
23 フレーム
24 ライトカバーケース
25 駆動制御回路基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記点光源から射出された光を前記点光源に対向させた光入射端面から入射させるとともに一方の主面から面状に出射させる導光板と、
前記導光板に透明導電材料を用いて直接配設されており、前記点光源に駆動電流を供給するための配線とを、有することを特徴とする面状照明装置。 A light source plate that causes the light emitted from the point light source to be incident from a light incident end face opposed to the point light source and to be emitted in a planar shape from one main surface;
A planar illuminating device, which is directly disposed on the light guide plate using a transparent conductive material and has a wiring for supplying a driving current to the point light source.
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