JP2006244730A - ライトユニットおよび液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
導光板と光源との距離が適切となるように、複数のＬＥＤ１６０ａ〜１６０ｄを適切な位置に簡便かつ確実に配置できるバックライトユニット１を提供すること。
【解決手段】
本発明に係るバックライトユニット１は、光入射面１３０ａからの入射光を面状光にして、一方の面から出射される導光板１３０と、導光板１３０の光入射面１３０ａに対向するように配設されたＬＥＤ１６０ａ〜１６０ｄと、ＬＥＤ１６０ａ〜１６０ｄを一方の端縁側に実装し、端縁側の端部が導光板１３０の一部と重なっているＬＥＤ実装用基板１７０と、ＬＥＤ実装用基板１７０に形成された貫通穴１７１ａ〜１７１ｄとを備えている。
また、ＬＥＤ１６０ａ〜１６０ｄの導光板１３０側の端面は、貫通穴１７１ａ〜１７１ｄの内側に位置している。
【選択図】 図１

Description

本発明はライトユニットおよび液晶表示装置に関し、特に導光板と、導光板の光入射面側に配設された光源とを備えたものに関する。

近年、携帯電話機、携帯情報端末、電子手帳、携帯型テレビ等の多くの電子機器に、液晶表示装置等の表示装置が組み込まれるようになった。
例えば、液晶表示装置は、非発光型の液晶表示素子と、液晶表示素子の背面へ向けて光を照射するバックライトユニットとを、有している。

従来のバックライトユニットの構成について、図に基づいて説明する。
図３は、従来のバックライトユニットの構成を示す模式図であって、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）はＡ−Ａ切断線の断面図である。
図４は、従来のバックライトユニットを含む液晶表示装置の構成を示す模式断面図である。
図３（ａ）および（ｂ）に示されるように、バックライトユニット１００は、保持部材としてのホルダ１１０内に、背面側から前面側へ向けて、反射シート１２０、導光板１３０、プリズムシート１４０および拡散シート１５０が順次積層されて構成された積層構造体と、導光板１３０の側端面である光入射面１３０ａ側に配置された光源としての複数の発光ダイオード（以下、ＬＥＤ（Light Emitting Diodes）と称する）１６０ａ〜１６０ｄ等から構成されている。

また、図３（ａ）および（ｂ）に示されるように、複数のＬＥＤ１６０ａ〜１６０ｄは、ＬＥＤ実装用基板１７０上にそれぞれ実装されており、バックライトユニット１００組立後には、導光板１３０の光入射面１３０ａ側に配置される。ＬＥＤ実装用基板１７０は、導光板１３０の一辺側（光入射面１３０ａ側）の前面側に、両面粘着テープ等の粘着材１８０により貼り付けられている。
図４に示されるように、拡散シート１５０の前面側には、液晶表示素子２００が設けられている。液晶表示素子２００は、典型的には、内面にそれぞれ電極が形成された一対の透明基板２１０、２２０の間に液晶（不図示）を挟持して構成されている。

透明基板２２０の一辺側の前面側表面には、液晶表示素子２００を駆動するための駆動回路２３０が実装され、更に外部回路（不図示）に接続されるフレキシブルプリント基板２４０が接続されている。
複数のＬＥＤ１６０ａ〜１６０ｄの光は、導光板１３０の光入射面１３０ａから導光板１３０の内部へ入射した後、反射シート１２０の光反射作用も伴って、プリズムシート１４０および拡散シート１５０を通って、液晶表示素子２００の背面側へ向けて照射される。

ところで、上述した従来のバックライトユニット１００の組立工程においては、バックライトユニット１００の前面側からＬＥＤ実装用基板１７０を取り付ける必要がある。このとき、複数のＬＥＤ１６０ａ〜１６０ｄが導光板１３０の光入射面１３０ａに近接して配置されるように、ＬＥＤ実装用基板１７０の貼り付け位置を目分量で決め、複数のＬＥＤ１６０ａ〜１６０ｄを導光板１３０の光入射面１３０ａに押し当てながら、粘着材１８０によりＬＥＤ実装用基板１７０を導光板１３０に固定していた。
このため、導光板１３０の光入射面１３０ａと各ＬＥＤ１６０ａ〜１６０ｄとの間の距離にばらつきが生じ、導光板１３０への入射光量にばらつきが生じ、液晶表示素子２００の輝度にむらが生じていた。

従来技術として、基板上に実装された複数のＬＥＤを、導光板の光入射面側に設けられたＬＥＤ収容部内に取り付けることにより、複数のＬＥＤを配置する技術が開示されている（特許文献１）。
特開２００４−１７７８７６号公報（図２、図３、段落００２８〜段落００３０）

しかし、特許文献１に記載の技術では、例えばＬＥＤ実装部の外形や位置の設計公差が加わり、光入射面１３０ａと各ＬＥＤ１６０ａ〜１６０ｄとの間の距離のばらつきを十分に低減することができなかった。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、導光板と光源との距離が適切となるように、光源を適切な位置に簡便かつ確実に配置できるバックライトユニットおよび液晶表示装置を提供することを目的としている。

本発明に係るライトユニットは、光入射面からの入射光を面状光にして、一方の面から出射される導光板と、導光板の上記光入射面に対向するように配設された光源と、光源を一方の端縁側に実装し、端縁側の端部が導光板の一部と重なっている基板と、基板に形成された開口とを備えたライトユニットであって、光源の導光板側の端面が開口の内側に位置していることを特徴とするものである。
このような構成にしたことにより、導光板と光源との距離が適切となるように、光源を適切な位置に簡便かつ確実に配置できる。

また、光源の上記導光板側の端面に加え、導光板の光入射面が開口の内側に位置していてもよい。
また、光源の導光板側の端面は、開口の中央に配置されてもよい。

また、開口は複数で、光源は複数であって、複数の光源の導光板側の各端面が、複数の開口各々の内側に位置していてもよい。

本発明に係る液晶表示装置は、液晶表示素子と、液晶表示素子に向かって照光するライトユニットとから構成される液晶表示装置であって、ライトユニットは、光入射面からの入射光を面状光にして、一方の面から出射される導光板と、導光板の光入射面に対向するように配設された光源と、光源を一方の端縁側に実装し、端縁側の端部が導光板の一部と重なっている基板と、基板に形成された開口とを備えたライトユニットであって、光源の導光板側の端面が開口の内側に位置していることを特徴とするものである。
このような構成にしたことにより、導光板に対して光源を適切な位置に簡便かつ確実に配置できる。

本発明によれば、導光板と光源との距離が適切となるように、光源を適切な位置に簡便かつ確実に配置できる。

本発明の実施の形態に係るバックライトユニットの構成について、図に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るバックライトユニットの構成を示す模式図であって、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）はＡ−Ａ切断線の断面図である。
図２は、本発明の実施の形態に係るバックライトユニットに使用されるＬＥＤ実装用基板の構成を示す模式図であって、図２（ａ）は表面図、図２（ｂ）は裏面図である。

図１（ａ）および（ｂ）に示されるように、本発明の実施の形態に係るバックライトユニット１は、保持部材としてのホルダ１１０内に、背面側から前面側へ向けて、反射シート１２０、導光板１３０、プリズムシート１４０および拡散シート１５０が順次積層されて構成された積層構造体と、導光板１３０の光入射面１３０ａ側に配置された光源としての複数の発光ダイオード（以下、ＬＥＤ（Light Emitting Diodes）と称する）１６０ａ〜１６０ｄ等から構成されている。

更に、図４に示した場合と同様に、図１（ａ）における拡散シート１５０の前面側には、液晶表示素子２００が設けられている。液晶表示素子２００は、例えば、ＴＮ（Twisted Nematic）方式の場合、内面にそれぞれ電極が形成された一対の透明基板２１０、２２０の間に液晶（不図示）を挟持して構成されている。
透明基板１０２の一辺側の前面には、液晶表示素子２００を駆動するための駆動回路２３０が実装され、更に外部回路（不図示）に接続されるフレキシブルプリント基板２４０が接続されている。
複数のＬＥＤ１６０ａ〜１６０ｄの光は、導光板１３０の側端面である光入射面１３０ａから導光板１３０の内部へ入射した後、反射シート１２０の光反射作用も伴って、プリズムシート１４０および拡散シート１５０を通って、液晶表示素子２００の背面側へ向けて照射される。

図１（ａ）および（ｂ）に示されるように、ホルダ１１０は周囲に壁を有した箱型形状に樹脂等により成形された部材である。ホルダ１１０の壁で囲われた内側には、反射シート１２０、導光板１３０、プリズムシート１４０および拡散シート１５０が順次積層されて、両面粘着テープ等の粘着材により固定されている。
ここで、反射シート１２０は、導光板１３０に入射される光を、液晶表示素子２００側へ向けて反射する。
導光板１３０は、液晶表示素子２００の表示領域に対して均一に光が入射するように、光入射面１３０ａからの複数のＬＥＤ１６０ａ〜１６０ｄの光を面状光にして、前面から出射する。

プリズムシート１４０は、液晶表示素子の面内の輝度が増加するように集光する。
拡散シート１５０は、プリズムシート１４０から入射される光を拡散し、液晶表示素子２００の表示領域の明るさを均一にする。
図１および図２に示されるように、光源としての複数のＬＥＤ１６０ａ〜１６０ｄは、ＬＥＤ実装用基板１７０上にそれぞれ実装されている。複数のＬＥＤ１６０ａ〜１６０ｄは、バックライトユニット１００組立後、導光板１３０の光入射面１３０ａ側に配置される。ＬＥＤ実装用基板１７０は、例えば、フレキシブルプリント基板やガラスエポキシ基板により構成されている。なお、ＬＥＤ用基板１７０上に実装されるＬＥＤは複数である必要はなく、１個であってもよい。

図１および図２に示されるように、ＬＥＤ実装用基板１７０の裏面が、バックライトユニット１の前面方向に向くように、設けられている。ＬＥＤ実装用基板１７０には複数の開口としての貫通穴１７１ａ〜１７１ｄが形成されており、各貫通穴１７１ａ〜１７１ｄの内側には、複数のＬＥＤ１６０ａ〜１６０ｄの導光板１３０側の各端面が配置されている。したがって、図２（ｂ）に示されるように、ＬＥＤ実装用基板１７０の裏面側から、複数のＬＥＤ１６０ａ〜１６０ｄの導光板１３０側の各端面を視認することができる。すなわち、バックライトユニット１の前面側から、複数のＬＥＤ１６０ａ〜１６０ｄの導光板１３０側の各端面を視認することができる。
なお、図２では、貫通穴１７１ａ〜１７１ｄは円状のものを示しているが、楕円状や、多角形状のものであってもよい。また、複数の貫通穴１７１ａ〜１７１ｄに代えて、例えば複数の透明窓を設けてもよい。
ＬＥＤ実装用基板１７０は、導光板１３０の一部と重なっており、この重なり部分において、両面粘着テープ等の粘着材１８０により貼り付けられる。

ここで、複数のＬＥＤ１６０ａ〜１６０ｄが表面上に実装されたＬＥＤ実装用基板１７０を導光板１３０の一辺側の前面に貼り付ける作業方法について、具体的に説明する。
まず、ＬＥＤ実装用基板１７０のＬＥＤ実装面を導光板１３０の前面側に向けながら、複数の貫通穴１７１ａ〜１７１ｄが導光板１３０の光入光面１３０ａ側に配置されるように、ＬＥＤ実装用基板１７０を保持する。

次に、例えば拡大鏡を用いて、複数の貫通穴１７１ａ〜１７１ｄから視認できるＬＥＤ１６０ａ〜１６０ｄの導光板１３０側の各端面が、複数の貫通穴１７１ａ〜１７１ｄから視認される導光板１３０の光入光面１３０ａに対して一定間隔空けて配置されるように、例えば、定規やノギス等を用いて調整しながら、ＬＥＤ実装用基板１７０を、導光板１３０の光入光面１３０ａ側の前面に、粘着材１８０により貼り付けて固定する。
上述では、ＬＥＤ１６０ａ〜１６０ｄの導光板１３０側の各端面が、導光板１３０の光入光面１３０ａに対して一定間隔空けて配置されるように調整すると説明したが、ＬＥＤ１６０ａ〜１６０ｄの導光板１３０側の各端面が、導光板１３０の光入光面１３０ａに接するように調整してもよい。

このように、複数のＬＥＤ１６０ａ〜１６０ｄの導光板１３０側の端面が内側に配置された複数の貫通穴１７１ａ〜１７１ｄを、ＬＥＤ実装用基板１７０に設けたので、導光板１３０と複数のＬＥＤ１６０ａ〜１６０ｄとの距離が適切となるように、複数のＬＥＤ１６０ａ〜１６０ｄのそれぞれを適切な位置に簡便かつ確実に配置できる。この結果、導光板１３０の光入射面１３０ａと各ＬＥＤ１６０ａ〜１６０ｄとの間の距離のばらつきを低減し、導光板１３０への入射光量のばらつきを低減することができる。
なお、ＬＥＤ実装用基板１７０の導光板１３０側の各端面と、導光板１３０の光入光面１３０ａとの距離の最適値は、導光板１３０の特性に依存する。
また、以上は、液晶表示素子２００の背面側から光を照射するバックライトユニット１を備えた液晶表示装置について説明したが、これに限らず、液晶表示素子の前面側にライトユニットを配置するフロントライトユニットを備えた液晶表示装置にも適用可能である。

本発明の実施の形態に係るバックライトユニットの構成を示す模式図であって、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）はＡ−Ａ切断線の断面図である。 本発明の実施の形態に係るバックライトユニットに使用されるＬＥＤ実装用基板の構成を示す模式図であって、図２（ａ）は表面図、図２（ｂ）は裏面図である。 従来のバックライトユニットの構成を示す模式図であって、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）はＡ−Ａ切断線の断面図である。 従来のバックライトユニットを含む液晶表示装置の構成を示す模式断面図である。

符号の説明

１、１００ バックライトユニット
１１０ ホルダ
１２０ 反射シート
１３０ 導光板
１３０ａ 光入射面
１４０ プリズムシート
１５０ 拡散シート
１６０ａ〜１６０ｄ 発光ダイオード
１７０ ＬＥＤ実装用基板
１７１ａ〜１７１ｄ 貫通穴
１８０ 粘着材
２００ 液晶表示素子
２１０、２２０ 透明基板
２３０ 駆動回路
２４０ フレキシブルプリント基板

Claims (5)

1. 光入射面からの入射光を面状光にして、一方の面から出射される導光板と、
   上記導光板の上記光入射面に対向するように配設された光源と、
   上記光源を一方の端縁側に実装し、上記端縁側の端部が上記導光板の一部と重なっている基板と、
   上記基板に形成された開口とを備えたライトユニットであって、
   上記光源の上記導光板側の端面が上記開口の内側に位置していることを特徴とするライトユニット。
2. 上記光源の上記導光板側の端面に加え、上記導光板の光入射面が上記開口の内側に位置していることを特徴とする請求項１に記載のライトユニット。
3. 上記光源の上記導光板側の端面は、上記開口の中央に配置されたことを特徴とする請求項１に記載のライトユニット。
4. 上記開口は複数で、上記光源は複数であって、
   上記複数の光源の上記導光板側の各端面が、上記複数の開口各々の内側に位置していることを特徴とする請求項１に記載のライトユニット。
5. 液晶表示素子と、上記液晶表示素子に向かって照光するライトユニットとから構成される液晶表示装置であって、
   上記ライトユニットは、
   光入射面からの入射光を面状光にして、一方の面から出射される導光板と、
   上記導光板の上記光入射面に対向するように配設された光源と、
   上記光源を一方の端縁側に実装し、上記端縁側の端部が上記導光板の一部と重なっている基板と、
   上記基板に形成された開口とを備えたライトユニットであって、
   上記光源の上記導光板側の端面が上記開口の内側に位置していることを特徴とする液晶表示装置。

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