JP2007322455A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】制御装置と発光素子と液晶表示パネルとを接続する基板の数を削減した液晶表示装置を提供する。
【解決手段】液晶表示装置１に備えられ、一方の面５ａ上に配線パターンを形成したフレキシブル基板５の配線パターンの形成面５ａの一端に制御装置１２と接続する第一の端子５ｂを設け、この一端から他端に向けて、回路実装部材１１、液晶表示パネル２と接続する第二の端子５ｃ、発光ダイオード７を順に設け、発光ダイオード７を第一の端子５ｂが設けられた端部と反対側の端部に設ける。また、フレキシブル基板５の第二の端子５ｃと発光ダイオード７との間を、配線パターンの形成面５ａが外側となるように湾曲させ、発光ダイオード７の固着面７ｂを筐体１０の所定の位置に固着する。
【選択図】図２

Description

本発明は、携帯情報端末装置やパソコンのモニターに代表される、情報の表示機能を有した各種電子機器に適用可能な液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、液晶層を二枚のガラス板で挟持した液晶表示パネルが、光源から出射する光や、自然光等の外光の反射光を透過または遮断することで像を表示する。

液晶表示装置には、光源を液晶表示パネルの裏面に備え光源から出射する光のみ利用する透過型と、光源から出射する光と外光の反射光との両方を利用する半透過型と、外光の反射光のみ利用する反射型とがある。

このうち、液晶表示パネルの裏面に光源である面状光源装置を備えたバックライト機構を用いた透過型及び半透過型の液晶表示装置が、携帯情報端末装置等に利用される小型の液晶表示装置として幅広く利用されている。

面状光源装置は、例えば導光板と、その側面近傍に設けられた発光素子とを備えており、発光素子から出射した光を導光板の側面から入射させ面状に平滑化し、導光板の上面から出射する装置である。この発光素子として、従来用いられてきた冷陰極管と比較して小型で軽量な発光ダイオードを用いたものが主流となっている。

発光素子及び液晶表示パネルと、これらを制御する制御装置とを接続するためにフレキシブル基板が利用されることが多く、従来の液晶表示装置では制御装置と発光素子との接続及び制御装置と液晶表示パネルとの接続において、別々のフレキシブル基板を利用していた。

しかしながら、この構造では二枚のフレキシブル基板を用いることとなり材料のコストが高くなるだけでなく、接続箇所が多くなり製造工程が複雑になることで生産のコストも高くなっていた。

そこで、このような問題を解決すべく特許文献１では、フレキシブル基板の一方の面上に発光ダイオードを設け、その裏側の面において液晶表示パネルと接続し、その後、基板を折り曲げて導光板の側面近傍に発光ダイオードを配置することで、基板の枚数を一枚に減らしてコストの低減を図った液晶表示装置が提案されている。
特開２００１−２６４７５１号公報（第３頁、図３）

しかしながら、特許文献１で提案された液晶表示装置では、基板の両面を利用するため配線パターンを両面上に形成しなければならず、一方の面上のみに形成する場合と比較してコストが高くなる。また、基板を折り曲げて発光ダイオードを所定の位置へ配置するため、基板を精度良く折り曲げないと発光ダイオードが所定の位置からずれるという問題がある。

そこで本発明では、制御装置と発光素子と液晶表示パネルとを接続するために、一方の面上のみに配線パターンが形成されている基板を一枚だけ用いてコストの低減を図りつつ、発光ダイオードを正確且つ容易に所定の位置へ配置することを可能とし、製造の容易化を図った液晶表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、液晶表示パネルと、一方の面上に配線パターンが形成された基板と、基板の配線パターンが形成された面上に設けられた発光素子と、側面から入射した発光素子の光を面状に平滑化し液晶表示パネルに出射する導光板と、導光板の周囲に嵌合する筐体と、液晶表示パネルに伝達される画像情報と発光素子に流れる電流とを制御する制御装置とを備えた液晶表示装置において、基板の配線パターンが形成された面の一端に、制御装置に接続する第一の端子を設け、この一端から他端に向けて、液晶表示パネルと接続する第二の端子、発光素子の順に設け、発光素子をその発光面が前記導光板の側面と対向するように前記筐体に固着したことを特徴とする。

また、上記構成の液晶表示装置において、基板の第一の端子を設けた端部と反対側の端部に発光素子を設け、第二の端子と発光素子を設けた端部との間を、配線パターンの形成された面が外側となるように湾曲させても構わない。

また、上記構成の液晶表示装置において、基板の第一の端子を設けた端部と反対側の端部に画像情報を液晶表示パネルが処理する形式に調整する回路実装部材を設け、基板の発光素子を設けた部分と第二の端子との間と、発光素子を設けた部分と回路実装部材を設けた端部との間とを、配線パターンの形成された面が外側となるように湾曲させても構わない。

また、上記構成の液晶表示装置において、筐体が液晶表示パネルの周囲に嵌合しても構わない。

また、基板の第二の端子の近傍及び発光素子を設けた部分の近傍に第一のアライメントマークを設け、第二のアライメントマークを液晶表示パネルと発光素子との各々に設け、第一のアライメントマークと第二のアライメントマークとが合致するようにしても構わない。

また、上記構成の液晶表示装置において、発光素子を発光ダイオードとし、基板と接続する面と対向する面を発光面としても構わない。

また、上記構成の液晶表示装置において、基板をフィルム状のフレキシブル基板としても構わない。

本発明の構成によれば、液晶表示装置において、制御装置と発光素子と液晶表示パネルとを、一方の面のみ配線パターンが形成された基板を一枚だけ用いて接続することができる。したがって、基板を二枚用いる場合や一枚の基板の両面を用いる場合と比較して、コストの低減を図ることができる。

また、基板の第二の端子と発光素子とを設けた部分の間を、配線パターンの形成された面が外側となるように湾曲させ、発光素子をその発光面が導光板の側面と対向するように筐体に固着させる。これにより、基板と液晶表示パネルとの接続後、基板を精度良く折り曲げることを必要とせず発光素子を正確に所定の位置へ配置することができる。したがって、製造の容易化を図ることができる。

また、基板の第一の端子を設けた端部と反対側の端部に回路実装部材を設け、発光素子を設けた部分と回路実装部材を設けた端部との間を、配線パターンの形成された面が外側となるように湾曲させる。これにより、基板の第一の端子と第二の端子との間に素子を設けない構造とすることができる。したがって、基板のこれらの端子間を狭くすることができ、液晶表示装置を小型化することができる。

また、筐体が導光板の周囲に嵌合することに加え、液晶表示パネルの周囲にも嵌合するため、導光板及び液晶表示パネルの位置関係が筐体を介することで一定となる。したがって、これらが所定の位置関係からずれることにより生じる液晶表示装置の表示ムラを防止することができる。

また、基板に設けた第一のアライメントマークと、液晶表示パネルと発光素子との各々に設けた第二のアライメントマークとを合致させることで、基板の所定の位置に液晶表示パネルと発光素子とを正確に接続することができる。したがって、液晶表示装置を同じ条件で製造することができ、製造を安定化することができる。

また、発光素子として冷陰極管と比較して小型で軽量な発光ダイオードを用いることができ、液晶表示装置の小型化及び軽量化を図ることができる。

また、基板として自在に曲げることができるフィルム状のフレキシブル基板を用いることができ、装置設計の自由度の向上を図ることができる。

以下、本発明の実施形態を図１〜図５に基づき説明する。なおフレキシブル基板上の配線パターンは図面上で省略してある。

＜第一実施形態＞
本発明の第一実施形態に係る液晶表示装置の構成と動作の概略について、図１及び図２を用いて説明する。図１は第一実施形態に係る液晶表示装置の正面図であり、図２は図１のＡ―Ａ断面図である。

図１及び図２に示すように、液晶表示装置１は、液晶表示パネル２と、面状光源装置３と、フレキシブル基板５と、筐体１０とを備えている。

液晶表示パネル２は、液晶層（不図示）を挟持する液晶パネル２ｂと液晶パネル２ｃと、その上下に設けられ特定の方向に振動する光のみを透過させる偏光板２ａと偏光板２ｄと、液晶パネル２ｂに設けられ液晶に印加する電圧を制御するドライバＩＣ４とを備えている。

面状光源装置３は、板状の透明な導光板６と、その上面６ａに接して配置され光の配向を制御する光学制御部材８と、下面６ｃに接して配置されている反射シート９と、側面６ｂ近傍に配置されている発光素子である発光ダイオード７とを備える。光学制御部材８は偏光板２ｄと対向しており、発光ダイオード７はその発光面７ａが側面６ｂと対向するように配置されている。

フレキシブル基板５は、液晶表示パネル２及び制御装置１２と接続し、基板５上には回路実装部材１１と、発光ダイオード７とが設けられている。制御装置１２は、液晶表示パネル２に伝達される画像情報と発光ダイオード７に流れる電流とを制御する。

筐体１０はその側部に隙間１０ａが設けられており、ここからフレキシブル基板５が突出している。また、筐体１０は導光板６及び液晶表示パネル２の周囲に嵌合しており、液晶表示パネル２及び導光板６の位置関係は筐体１０を介することで一定とすることができる。したがって、これらが所定の位置関係からずれることにより生じる液晶表示装置１の表示ムラを防止することができる。

発光ダイオード７はフレキシブル基板５の配線パターンを介して制御装置１２から電流が流れることで発光し、発光ダイオード７から出射した光は導光板６の側面６ｂから入射する。導光板６に入射した光は反射、屈折を繰り返しながら内部を伝播し、面状に平滑化され上面６ａから出射する。また、下面６ｃから出射した一部の光は反射シート９で反射することで再び導光板６に入射する。

導光板６の上面６ａから出射した光は光学制御部材８に入射する。光学制御部材８はその光学仕様によって入射した光を目的とする方向へ配向し拡散、出射するものであり、この場合液晶表示パネル２の方向が目的とする方向である。

光学制御部材８から出射した光は、液晶表示パネル２の下部に設けられた偏光板２ｄに入射する。偏光板２ｄはある方向に振動する光のみ透過し光の振動方向を揃えている。偏光板２ｄを透過した光は、液晶パネル２ｂと液晶パネル２ｃとに挟持され格子状に区切られた液晶層に入射する。入射した光は、各区画の液晶の配向状態によって振動方向が一定の角度分ずらされ透過するか、変化せず透過するかが選択される。次にこれらの光は偏光板２ａに入射し、光の振動方向がずらされた場合は偏光板２ａを透過し、振動方向が変化しなかった場合は偏光板２ａを透過せず遮断される。このように液晶表示パネル２は液晶の配向を制御し光の透過と遮断を制御することで所望の像を表示する。

また、液晶の配向の制御は液晶への印加電圧の制御によって行う。画像情報の信号は制御装置１２が発し、回路実装部材１１がこの信号を受け、ドライバＩＣ４が処理を行う形式の信号へ調整する。調整された信号はフレキシブル基板５上の第二の端子５ｂから液晶パネル２ｂ上に設けられた配線に伝達され、この配線を介してドライバＩＣ４に伝達される。そして、この信号に基づいてドライバＩＣ４が液晶への印加電圧を制御する。

続いて、本実施形態に係る液晶表示装置のフレキシブル基板について、図１及び図２に加え図３を用いて詳細に説明する。図３はフレキシブル基板の展開平面図である。

図３に示すように、フレキシブル基板５の配線パターンが形成された一方の面５ａ上の一端に、制御装置１２と接続する第一の端子５ｂが設けられており、この一端から他端に向けて、回路実装部材１１、液晶表示パネルと熱圧着により接続する第二の端子５ｃ、発光ダイオード７が順に設けられている。なお、発光ダイオード７は第一の端子５ｂが設けられた端部と反対側の端部に設けられている。

このような構造の液晶表示装置１では、第二の端子５ｃと液晶パネル２ｂとの圧着接続の妨げにならないように、発光ダイオード７及び回路実装部材１１と第二の端子５ｃとの間隔を広げて、第二の端子５ｃ近傍を広くとることができる。また、制御装置１２と発光ダイオード７と液晶表示パネル２とを一方の面５ａ上のみに配線パターンが形成された基板を一枚だけ用いて接続することが可能であるため、基板を二枚用いる場合や両面に配線パターンを形成する場合と比較してコストの低減を図ることができる。

また、図２に示すように、液晶表示パネル２とフレキシブル基板５の圧着接続後に、基板５の第二の端子５ｃと発光ダイオード７が設けられた端部との間を、配線パターンの形成面５ａが外側となるように湾曲させ、発光ダイオード７の発光面７ａが導光板６の側面６ｂに対向するように、固着面７ｂと筐体１０を両面テープや接着剤等で固着する。これにより、フレキシブル基板５を精度良く折り曲げることを必要とせず発光ダイオード７を正確に所定の位置へ配置することができ、製造の容易化を図ることができる。

＜第二実施形態＞
次に、本発明の第二実施形態について、図４及び図５を用いて説明する。図４は図１のＡ―Ａ線に相当する部分で切断した第二実施形態に係る液晶表示装置の断面図であり、図５はフレキシブル基板の展開平面図である。なお、本実施形態の液晶表示装置の構成は、第一実施形態で示した構成と同様であるため説明を省略する。

第二の実施形態では、図４及び図５に示すように、フレキシブル基板５の一方の面５ａ上に配線パターンが形成され、この面５ａ上の一端に第一の端子５ｂが設けられ、この一端から他端に向けて第二の端子５ｃ、発光ダイオード７、回路実装部材１１が順に設けられている。回路実装部材１１は第一の端子５ｂが設けられた端部と反対側の端部に設けられ、発光ダイオード７は筐体１０に固着されている。フレキシブル基板５の発光ダイオード７が設けられた部分と回路実装部材１１が設けられた端部の間は、配線パターンの形成面５ａが外側となるように湾曲している。

このような構造の液晶表示装置１では、回路実装部材１１を筐体１０と導光板６との間に配置することができる。したがって、第一の端子５ｂと第二の端子５ｃとの間に回路実装部材１１を設ける必要がなくなり、基板５の筐体１０から突出する部分である第一の端子５ｂと第二の端子５ｃの間を狭くすることができ、液晶表示装置１を小型化することができる。また、基板５の回路実装部材１１が設けられた端部近傍は、筐体１０の内部の空間に余裕のある限り広くすることが可能であり、より多くの回路実装部材１１を設けて表示品位の向上を図ることができる。

なお、第一及び第二実施形態に係る液晶表示装置１のフレキシブル基板５は、湾曲させている部分を折り曲げて用いてもよい。

また、フレキシブル基板５の第二の端子５ｃの近傍及び発光ダイオード７を設けた部分の近傍にアライメントマークを設け、液晶表示パネル２と発光ダイオード７との各々に設けたアライメントマークと合致するようにしてもよい。これによって、フレキシブル基板５の所定の位置に液晶表示パネル２と発光ダイオード７とを正確に接続することができる。したがって、液晶表示装置１を同じ条件で製造することができ、製造を安定化することができる。

また、これらのアライメントマークは、例えば同一の回路パターンによって形成され、これらを合致させることで接続場所を確定するものであってもよいし、嵌合する凹型及び凸型のものによって形成され、これらを合致させることで接続場所を確定するものであってもよい。

また、液晶表示装置１は図１〜図５に示した場合に限らず、発光ダイオード７及び回路実装部材１１の個数を増減させてもよい。

以上、本発明における第一及び第二の実施形態について説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実行することができる。

本発明は情報の表示機能を有した各種電子機器に用いられる液晶表示装置全般において利用可能である。

は、本発明の第一実施形態に係る液晶表示装置の平面図である。 は、本発明の第一実施形態に係る液晶表示装置の断面図である。 は、本発明の第一実施形態に係る液晶表示装置のフレキシブル基板の展開平面図である。 は、本発明の第二実施形態に係る液晶表示装置の断面図である。 は、本発明の第二実施形態に係る液晶表示装置のフレキシブル基板の展開平面図である。

符号の説明

１ 液晶表示装置
２ 液晶表示パネル
２ａ 偏光板
２ｂ 液晶パネル
２ｃ 液晶パネル
２ｄ 偏光板
３ 面状光源装置
４ ドライバＩＣ
５ フレキシブル基板
５ａ 配線パターンの形成面
５ｂ 第一の端子
５ｃ 第二の端子
６ 導光板
６ａ 上面
６ｂ 側面
６ｃ 下面
７ 発光ダイオード
７ａ 発光面
７ｂ 固着面
８ 光学制御部材
９ 反射シート
１０ 筐体
１０ａ 隙間
１１ 回路実装部材
１２ 制御装置

Claims (7)

1. 液晶表示パネルと、一方の面上に配線パターンが形成された基板と、前記基板の前記配線パターンが形成された面上に設けられた発光素子と、側面から入射した前記発光素子の光を面状に平滑化し前記液晶表示パネルに出射する導光板と、前記導光板の周囲に嵌合する筐体と、前記液晶表示パネルに伝達される画像情報と前記発光素子に流れる電流とを制御する制御装置とを備えた液晶表示装置において、
   前記基板の前記配線パターンが形成された面の一端に、前記制御装置に接続する第一の端子が設けられ、この一端から他端に向けて、前記液晶表示パネルと接続する第二の端子、前記発光素子が順に設けられており、前記発光素子が、その発光面が前記導光板の側面と対向するように前記筐体に固着されていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記基板の前記第一の端子が設けられた端部の反対側の端部に前記発光素子が設けられ、前記基板の前記第二の端子と前記発光素子が設けられた端部の間が、前記配線パターンの形成された面が外側となるように湾曲することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記基板の前記第一の端子が設けられた端部の反対側の端部に前記画像情報を前記液晶表示パネルが処理する形式に調整する回路実装部材が設けられ、前記基板の前記第二の端子と前記発光素子が設けられた部分との間と、前記発光素子が設けられた部分と前記回路実装部材が設けられた端部との間とが、前記配線パターンの形成された面が外側となるように湾曲することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 前記筐体が、前記液晶表示パネルの周囲に嵌合することを特徴とした請求項１〜請求項３のいずれかに記載の液晶表示装置。
5. 前記基板の前記第二の端子の近傍及び前記発光素子が設けられた部分の近傍に第一のアライメントマークが設けられ、前記液晶表示パネルと前記発光素子との各々に第二のアライメントマークが設けられ、前記第一のアライメントマークと前記第二のアライメントマークとが合致することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の液晶表示装置。
6. 前記発光素子が、発光ダイオードであり、前記基板と接続する面と対向する面が発光面であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の液晶表示装置。
7. 前記基板が、フィルム状のフレキシブル基板であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の液晶表示装置。

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