JP2007149587A

JP2007149587A - バックライト装置

Info

Publication number: JP2007149587A
Application number: JP2005345431A
Authority: JP
Inventors: Noboru Wada; 昇和田
Original assignee: Kyocera Display Corp
Current assignee: Kyocera Display Corp
Priority date: 2005-11-30
Filing date: 2005-11-30
Publication date: 2007-06-14

Abstract

【課題】サイドライト型のバックライト装置において、両面粘着テープなどの接着手段を用いることなく、簡単な構成により、チップ型ＬＥＤを導光板の光入射面に対する所定位置に固定できるようにする。
【解決手段】導光板１と、導光板１の光入射面１ａに対向して配置される光源２と、導光板１と光源２とを含むバックライトユニットが収納されるユニットケースとを備え、光源２として、配線基板６に表面実装されるチップ型ＬＥＤ２Ａが用いられているバックライト装置において、導光板１の光入射面１ａ側に、チップ型ＬＥＤ２Ａの少なくとも発光面２２側の一部分が嵌合される凹部１０を形成するとともに、チップ型ＬＥＤ２Ａと凹部１０との間に、係止突起２４と係止受け部１１との雌雄嵌合よりなる位置決め手段を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示パネルなどに適用されるバックライト装置に関し、さらに詳しく言えば、バックライトの光源として用いられるチップ型発光ダイオードの固定技術に関するものである。

透過型もしくは半透過型の液晶表示パネルは、暗いところでも明るい表示を得られるように、バックライト装置（照明装置）を備えている。バックライト装置は、光源を表示パネルの真下に配置する直下型と、光源を導光板の側方に配置するサイドライト型とに大別されるが、携帯電話機などの小型化・薄型化が重視される機器には、もっぱらサイドライト型のものが採用されている。

サイドライト型バックライト装置は、図４の平面図および図５の断面図に示すように、その基本的な構成として、例えばアクリル樹脂からなる導光板（ライトガイド）１と、この導光板１の光入射面である端面の側方に配置される光源２とを備えている。

導光板１は、図示しない液晶表示パネルの裏面側に配置され、多くの場合、導光板１の底面部分には、光源２からの光を表示パネル側に向かわせるための光反射板３が設けられている。また、導光板１の上面（光出射面）には、光源２からの光を均一に分散させるための光拡散板４などの光学フィルムが設けられる。

そして、導光板１および光源２を含むバックライトユニットは、合成樹脂製のユニットケース５内に収納された状態で、液晶表示パネルの裏面に配置される。サイドライト型バックライト装置において、通常、光源２にはチップ型発光ダイオード（以下、「チップ型ＬＥＤ」と表記する）が用いられる。

チップ型ＬＥＤ２は、耐熱性ポリマーからなる箱形のパッケージ内に、発光ダイオード素子を収納して拡散剤などを含む封止剤にて封止してチップ化した光源で、これには、基板実装面と対向する面が発光面であるトップビュー型と、基板実装面と直交する側面が発光面であるサイドビュー型とがある。

バックライトユニットをユニットケース５内に収納する場合、導光板１に対する光の入射効率の向上および光源の配置スペース削減のため、図５に示すように、導光板１の光入射面とユニットケース５との間に光源収納スペース５１を設け、この光源収納スペース５１内にチップ型ＬＥＤ２を収納するようにしている（例えば、特許文献１参照）。

通常、チップ型ＬＥＤ２はフレキシブル配線基板６に実装された状態で、光源収納スペース５１内に収納されるが、その場合、光源収納スペース５１からの光漏れを防止するため、図５に示すように、フレキシブル配線基板６を光源収納スペース５１の上面を覆うように配置し、フレキシブル配線基板６を図示しない両面粘着テープでユニットケース５に貼着するようにしている。

特開２００３−７６２８７号公報（図５）

しかしながら、フレキシブル配線基板６を両面粘着テープでユニットケース５に止める貼着作業は手作業で行われるため、作業効率が悪いばかりでなく、導光板１の光入射面に対するチップ型ＬＥＤ２の位置にもばらつきが生じやすく、輝度品質が一定しない。また、両面粘着テープは高価であるため、コスト的にも好ましくない。

したがって、本発明の課題は、液晶表示パネルなどに用いられるサイドライト型のバックライト装置において、両面粘着テープなどの接着手段を用いることなく、簡単な構成により、チップ型ＬＥＤを導光板の光入射面に対する所定位置に固定できるようにすることにある。

上記課題を解決するため、本発明は、請求項１に記載されているように、所定の端面が光入射面で、一方の面が表示パネルに対する光出射面である導光板と、上記導光板の上記光入射面に対向して配置される光源と、上記導光板と上記光源とを含むバックライトユニットが収納されるユニットケースとを備え、上記光源として、配線基板に表面実装されるチップ型発光ダイオードが用いられているバックライト装置において、上記導光板の上記光入射面側に、上記チップ型発光ダイオードの少なくとも発光面側の一部分が嵌合される凹部が形成され、上記チップ型発光ダイオードと上記凹部との間に、雌雄嵌合よりなる位置決め手段が設けられていることを特徴としている。

また、上記課題を解決するため、本発明は、請求項２に記載されているように、所定の端面が光入射面で、一方の面が表示パネルに対する光出射面である導光板と、上記導光板の上記光入射面に対向して配置される光源と、上記導光板と上記光源とを含むバックライトユニットが収納されるユニットケースとを備え、上記光源として、配線基板に表面実装されるチップ型発光ダイオードが用いられているバックライト装置において、上記ユニットケースの上記導光板の上記光入射面と対向する部分に、上記チップ型発光ダイオードの少なくとも一部分が嵌合される凹部が形成され、上記チップ型発光ダイオードと上記凹部との間に、雌雄嵌合よりなる位置決め手段が設けられていることを特徴としている。

本発明において、請求項３に記載されているように、上記位置決め手段が、上記チップ型発光ダイオードと上記凹部のいずれか一方に形成された係止突起と、いずれか他方に形成された係止受け部との組合せからなることが好ましい。

また、請求項４に記載されているように、上記位置決め手段が、上記凹部に対する上記チップ型発光ダイオードの嵌合部分で対向する位置にそれぞれ配置されていることが好ましい。

本発明によれば、導光板の光入射面側もしくはユニットケースの導光板の光入射面と対向する部分に、チップ型発光ダイオード（チップ型ＬＥＤ）の少なくとも一部分が嵌合される凹部が形成されるとともに、チップ型ＬＥＤと凹部との間に、雌雄嵌合よりなる位置決め手段が設けられているため、チップ型ＬＥＤと導光板の光入射面との位置関係を気にせずとも、チップ型ＬＥＤを凹部に嵌合するだけの作業により、チップ型ＬＥＤを所定の位置に固定することができる。しかも、チップ型ＬＥＤが雌雄嵌合により凹部内に保持されるため、振動や衝撃などを受けたとしても、チップ型ＬＥＤが凹部から脱落するおそれもない。

次に、図１ないし図３により、本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の請求項１に対応する第１実施形態に係るバックライト装置の要部を示す模式図，図２は本発明の請求項２に対応する第２実施形態に係るバックライト装置の要部を示す模式図，図３は第２実施形態の変形例を示す模式図である。なお、これらの各実施形態において、先に説明した従来例と同一または同一とみなされてよい構成要素には同じ参照符号が付されている。また、基本的構成は上記従来例と同様であるため、図４および図５を適宜参照して説明する。

本発明のバックライト装置は、先の図４，図５で説明した上記従来例と同じくサイドライト型で、基本的な構成として、導光板１と、その光入射面側に配置されるチップ型ＬＥＤ２とを含むバックライトユニットと、このバックライトユニットを収納するユニットケース５とを備える。

図１に示す第１実施形態では、導光板１の光入射面１ａ側に、チップ型ＬＥＤ２が嵌合される凹部１０が形成され、この凹部１０内にチップ型ＬＥＤ２が配置される。この例では、チップ型ＬＥＤ２として、フレキシブル配線基板６に対する基板実装面２１と対向する面に発光面２２が設けられているトップビュー型のチップ型ＬＥＤ２Ａが用いられているが、図２に示すサイドビュー型であってもよい。

チップ型ＬＥＤ２Ａを導光板１の凹部１０内に確実に固定するため、チップ型ＬＥＤ２Ａが備えるパッケージの対向する側面２３ａ，２３ｂには、それぞれ係止突起２４が一体的に形成される。この係止突起２４は断面ほぼ三角形状で、発光面２２側から基板実装面２１側に向けて順テーパ（立ち上がり勾配）となる傾斜面２４ａと、傾斜面２４ａの終端に形成された係止段部２４ｂとを有する。

これに対して、導光板１の凹部１０側には、係止突起２４の相手方となる係止受け部１１が設けられる。この例において、係止受け部１１は凹部１０の開口部分の両側に一対として設けられ、その各々は鉤型状で、凹部１０の開口幅が奥行き方向に向けて漸次狭くなるように傾斜する傾斜面１１ａと、傾斜面１１ａの終端で光入射面１ａとほぼ平行に落ち込む係止面１１ｂとを備える。上記係止突起２４を雄側とすると、係止受け部１１の係止面１１ｂが雌側となる。

導光板１の凹部１０内でのチップ型ＬＥＤ２Ａのがたつきを防止するため、凹部１０はチップ型ＬＥＤ２Ａとほぼ同じ大きさであることが好ましい。また、係止突起２４および係止受け部１１の出っ張り量は、チップ型ＬＥＤ２Ａのハウジングを形成している樹脂材の材質および導光板を形成している樹脂材の材質との関係で、それらの樹脂材が耐えうる弾性変形量の範囲内で適宜決められる。

チップ型ＬＥＤ２Ａはフレキシブル配線基板６に実装された状態で、図１の矢印方向に向けて導光板１の凹部１０内に強制的に押し込まれることにより、導光板１に取り付けられる。この強制押し込み時、係止突起２４の傾斜面２４ａが係止受け部１１の傾斜面１１ａに当接するが、それらの弾性変形により傾斜面２４ａが傾斜面１１ａを乗り越えた時点で、係止突起２４の係止段部２４ｂが係止受け部１１の係止面１１ｂに引っかかることにより、チップ型ＬＥＤ２Ａは凹部１０内でしっかりと位置固定される。

なお、この強制押し込みに変えて、チップ型ＬＥＤ２Ａを凹部１０の上面もしくは下面側（図１の紙面手前側もしくは裏側）から嵌合させてもよい。また、図１の例では、チップ型ＬＥＤ２Ａの発光面２２側の一部分を凹部１０内に嵌合させるようにしているが、場合によっては、チップ型ＬＥＤ２Ａの全体を凹部１０内に嵌合させてもよい。

次に、図２に示す第２実施形態について説明する。この第２実施形態は、チップ型ＬＥＤ２をユニットケース５側に固定する場合についてのものである。この例では、チップ型ＬＥＤ２として、フレキシブル配線基板６に対する基板実装面２１と直交する側面に発光面２２が設けられているサイドビュー型のチップ型ＬＥＤ２Ｂが用いられるが、このチップ型ＬＥＤ２Ｂにも、上記第１実施形態でのチップ型ＬＥＤ２Ａと同じく、対向する両側面２３ａ，２３ｂにそれぞれ係止突起２４が一体に形成されている。

この第２実施形態では、ユニットケース５の内面（導光板１の光入射面１ａと対向する面）側に、チップ型ＬＥＤ２Ｂが嵌合される凹部５１が形成され、この凹部５１の対向する内面には、係止突起２４の相手方となる係止穴５２がそれぞれ形成される。係止穴５２は、チップ型ＬＥＤ２Ｂをがたつくことなく固定するうえで、係止突起２４と合致する断面ほぼ三角形状の溝からなることが好ましい。

この第２実施形態においては、フレキシブル配線基板６に実装されたチップ型ＬＥＤ２Ｂをユニットケース５の凹部５１内に強制的に押し込んで、係止突起２４を係止穴５２に係止させることにより、チップ型ＬＥＤ２Ｂを凹部５１内にしっかりと位置固定することができる。

上記第１，第２実施形態によれば、チップ型ＬＥＤ２Ａ，２Ｂを対応する凹部１０，５１に嵌合させればよく、従来のような、チップ型ＬＥＤ２と導光板１の光入射面との位置関係を考慮せずとも、容易にチップ型ＬＥＤ２Ａ，２Ｂを導光板１の光入射面に対して適正な位置に配置することができる。

また、チップ型ＬＥＤ２Ａ，２Ｂは、係止突起２４と係止受け部１１，係止突起２４と係止穴５２とにより確実に固定されるため、従来のように、両面粘着テープを用いてフレキシブル配線基板６をユニットケース５に貼着する作業も不要となり、作業効率が向上するとともに、コストの低減を図ることができる。

また、係止突起２４は、モールド成形によりチップ型ＬＥＤ２のパッケージと一体に形成することができ、同様に、係止受け部１１および係止穴５２も、プレスによる打ち抜き加工やモールド成型などによりそれぞれ導光板１とユニットケース５に一体的に形成することができ、その成形も容易であるからコスト的にも問題はない。なお、上記各実施形態と異なり、チップ型ＬＥＤ２側に雌部材を設け、導光板１とユニットケース５に雄部材を設けてもよい。

なお、図３は上記第２実施形態の変形例で、図３（ａ）に示すように、係止突起２４を断面三角形状のリブ２４１とし、係止穴５２をそれに合致する断面三角形状の溝５２１としてもよい。また、図３（ｂ）に示すように、係止突起２４を半球状の突起２４２とし、係止穴５２をそれに合致する断面半球状の溝５２２としてもよい。

さらには、図３（ｃ）に示すように、ユニットケース５の導光板１の光入射面１ａと対向する側枠部分に、チップ型ＬＥＤ２を嵌合する貫通孔５１１を穿設し、チップ型ＬＥＤ２の側面には係止突起２４を形成するとともに、貫通孔５１１の内面には係止穴５２を形成し、チップ型ＬＥＤ２を例えばユニットケース５の外側から貫通孔５１１に挿入して、その発光面２２を導光板１の光入射面１ａに臨ませるようにしてもよい。

この場合、チップ型ＬＥＤ２には、実装基板であるプリント配線基板６との関係から、図１に示したトップビュー型のチップ型ＬＥＤ２Ａが用いられる。なお、図３（ａ）〜（ｃ）の各変形例のうち、少なくとも図３（ａ），（ｂ）の変形例は、上記第１実施形態に適用されてもよい。

本発明の第１実施形態に係るバックライト装置の要部を示す模式図。本発明の第２実施形態に係るバックライト装置の要部を示す模式図。（ａ）〜（ｃ）上記第２実施形態の変形例を示す模式図。バックライト装置の従来例を示す概略的な平面図。上記従来例の一部拡大断面図。

符号の説明

１導光板
１ａ光入射面
１０凹部
１１係止受け部
２，２Ａ，２Ｂチップ型ＬＥＤ
２１基板実装面
２２発光面
２４，２４１，２４２係止突起
５ユニットケース
５１凹部
５２，５２１，５２２係止穴
６フレキシブル基板

Claims

所定の端面が光入射面で、一方の面が表示パネルに対する光出射面である導光板と、上記導光板の上記光入射面に対向して配置される光源と、上記導光板と上記光源とを含むバックライトユニットが収納されるユニットケースとを備え、上記光源として、配線基板に表面実装されるチップ型発光ダイオードが用いられているバックライト装置において、
上記導光板の上記光入射面側に、上記チップ型発光ダイオードの少なくとも発光面側の一部分が嵌合される凹部が形成され、上記チップ型発光ダイオードと上記凹部との間に、雌雄嵌合よりなる位置決め手段が設けられていることを特徴とするバックライト装置。
所定の端面が光入射面で、一方の面が表示パネルに対する光出射面である導光板と、上記導光板の上記光入射面に対向して配置される光源と、上記導光板と上記光源とを含むバックライトユニットが収納されるユニットケースとを備え、上記光源として、配線基板に表面実装されるチップ型発光ダイオードが用いられているバックライト装置において、
上記ユニットケースの上記導光板の上記光入射面と対向する部分に、上記チップ型発光ダイオードの少なくとも一部分が嵌合される凹部が形成され、上記チップ型発光ダイオードと上記凹部との間に、雌雄嵌合よりなる位置決め手段が設けられていることを特徴とするバックライト装置。
上記位置決め手段が、上記チップ型発光ダイオードと上記凹部のいずれか一方に形成された係止突起と、いずれか他方に形成された係止受け部との組合せからなる請求項１または２に記載のバックライト装置。
上記位置決め手段が、上記凹部に対する上記チップ型発光ダイオードの嵌合部分で対向する位置にそれぞれ配置されている請求項１ないし３のいずれか１項に記載のバックライト装置。