JP2008129134A - 液晶表示装置およびそれを搭載する電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】コストダウンを図りつつ信頼性も向上させた液晶表示装置と、それを搭載する電子機器とを提供する。
【解決手段】液晶表示パネル５１における画素の駆動制御用の基板１に、バックライトユニット５２用のＬＥＤ３１が実装されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光素子を光源とするバックライトユニットを搭載している液晶表示装置と、それを搭載する電子機器とに関する。

非発光型の液晶表示パネルを搭載する液晶表示装置は、液晶表示パネルに光を供給するバックライトユニットも搭載している。そして、かかるようなバックライトユニットでは、小型化および薄型化のために、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）が用いられる傾向がある。

一例として、図１４（特許文献１の図１）や図１５に示すような液晶表示装置１５９が挙げられる。図１４および図１５に示すように、液晶表示装置１５９では、バックライトユニット１５２に含まれる基板１０１に実装されているＬＥＤ１３１と、液晶表示パネル１５１の画素駆動を制御するドライバー１０３とが搭載されている。

そして、これらの液晶表示装置１５９では、ドライバー１０３の搭載方式が異なる。詳説すると、図１４の液晶表示装置１５９はＣＯＧ（Chip On Glass）方式を採用しており、図１５の液晶表示装置１５９はＴＣＰ（Tape Carrier Package）方式を採用している。ただし、いずれの液晶表示装置１５９にあっても、ＬＥＤ１３１とドライバー１０３とは、液晶表示パネル１５１において対向する２カ所の外縁付近に各々位置することで乖離している。
特開２００６−１１２３９号公報（図１参照）

特に、図１５に示す液晶表示装置１５９の場合、ＬＥＤ実装基板１０１に搭載されたＬＥＤ１３１に電気信号が送られるために、基板（画素の駆動制御用基板）１０２と、ＬＥＤ実装基板１０１とが、フレキシブルプリント基板１６２（Flexible Printed Circuit；ＦＰＣ１６２）を介してつながっていなくてはならない。

すると、かかるような液晶表示装置１５９では、２つの基板１０１・１０２と、ＦＰＣ１６２とが必要になる。その結果、液晶表示装置１５９のコストが増加してしまう。また、ＦＰＣ１６２と基板１０１・１０２とは、不図示のコネクタ（ＦＰＣコネクタ）を介して接続される。そして、かかるようなＦＰＣコネクタを用いるＦＰＣ１６２と基板１０１・１０２との接続では、ＦＰＣコネクタの不良によって、電気信号が伝達されないことも生じ得る。したがって、ＦＰＣコネクタを搭載する液晶表示装置１５９は、装置としての信頼性が高いとはいえない。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものである。そして、その目的は、コストダウンを図った信頼性の高い液晶表示装置と、それを搭載する電子機器とを提供することにある。

本発明は、バックライト光を出射するバックライトユニットと、バックライト光を受ける液晶表示パネルと、を含む液晶表示装置である。そして、かかる液晶表示装置では、液晶表示パネルにおける画素の駆動制御用の基板に、バックライトユニット用の発光素子が実装されている。

このようになっていると、基板は画素の駆動制御用の基板であると同時に、発光素子の実装用の基板としても機能する。つまり、１枚の基板で複数の用途を果たす。そのため、基板の個数が削減でき、液晶表示装置のコストも削減する。

また、かかる液晶表示装置は、基板同士を別部材を介して電気的に接続することも不要にしている。そのため、基板同士の間で電流が流れないといった事態は起こり得ないので、信頼性の高い液晶表示装置が実現する。

その上、かかる液晶表示装置では、発光素子を電気的に並列接続させる金属パターンが設けられている。そして、その金属パターンは、金属片（例えば、金属テープ）を介して、バックライトユニットおよび液晶表示パネルの少なくとも一方を保持する金属枠体につながっている。

通常、通電している発光素子は熱を生じさせる。ただし、かかる液晶表示装置の場合、発光素子に生じる熱は、まず、金属パターンに溜まるようになる。そして、溜まった熱は、金属片を介して金属枠体へ伝わることになる。つまり、発光素子に起因する熱が、金属パターン、金属テープ、および金属枠体を介して放熱される。その結果、熱に起因する発光素子の発光効率の低下等が防止される。

なお、金属片の有する幅は、金属パターンの有する幅よりも広いと望ましい。このようになっていると、金属パターンに溜まった熱が、効率よく金属片に伝わり、速やかに放熱が行われるためである。

また、液晶表示装置では、電気的に直列接続している発光素子における最端の発光素子のカソードが、金属片を介して、バックライトユニットおよび液晶表示パネルの少なくとも一方を保持する金属枠体につながっていてもよい。

このようになっていても、発光素子に帯びた熱は、金属片を介して金属枠体へ伝わることになり、その結果、熱に起因する発光素子の発光効率の低下等が防止される。なお、カソードに溜まった熱が、効率よく金属片に伝わるようにするため、金属片の有する幅が、カソードの有する幅よりも広いと望ましい。

また、かかる液晶表示装置では、発光素子のを電気的に並列接続させる金属パターンと、バックライトユニットおよび液晶表示パネルの少なくとも一方を保持する金属枠体と、がつながっていてもよい。

このようになっていても、金属パターンに溜まっている発光素子からの熱が、金属枠体へ伝わることになり、その結果、熱に起因する発光素子の発光効率の低下等が防止される。

なお、金属パターンと金属枠体とのつながり方は限定されるものではなく、例えば、両者（金属パターン・金属枠体）が直接つながっていてもよいし、金属ネジを介してつながっていてもよい。

また、以上のような液晶表示装置を搭載する電子機器、例えば、パーソナルコンピュータや携帯電話等も本発明といえる。

本発明によれば、液晶表示装置内に複数の用途を兼ねる基板が搭載されている。そのために、各用途に応じた基板が不要になり、基板数が削減される。その結果、液晶表示装置のコストが削減する。その上、基板同士を別部材を介して電気的に接続することも不要になるので、液晶表示装置の信頼性が向上する。

［実施の形態１］
本発明の実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、図面によっては便宜上、部材番号およびハッチングを省略する場合もあるが、かかる場合、他の図面を参照するものとする。

図１２は、電子機器の一例であるノート型パーソナルコンピュータ（ＰＣ）６９を示しており、かかるＰＣ６９に搭載されている液晶表示装置の外観斜視図は図１３に示されている。そして、この図１３の液晶表示装置５９におけるＡ−Ａ’線矢視断面は図１に示されており、さらに、図１を表側からみた平面図が図２Ａ、図１を裏側からみた平面図が図２Ｂに示されている。

図示されている液晶表示装置５９は、液晶表示パネル５１とバックライトユニット５２とを重ね合うようにして、これらを金属ベゼル（金属枠体）５３で保持している。そして、液晶表示パネル５１は、アクティブマトリックス基板（ＡＭ基板）２１と、このＡＭ基板２１に対向する対向基板２２とをシール材（不図示）で貼り合わせ、これらの隙間に液晶（不図示）を注入している。

なお、液晶表示パネル５１には、液晶を制御するＴＦＴ（Thin Film Transistor）等のスイッチング素子や、画素電極（透明電極）、配向膜、カラーフィルタ等も含まれているが、便宜上、省略している。

一方、バックライトユニット５２は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）３１、導光板３２、反射シート３３、および拡散シート３４を含み、これらをプラスチックシャーシ３５に収容している。

ＬＥＤ（発光素子）３１は、プラスチックシャーシ３５の裏側に位置する基板１上に実装されており、電流供給を受けることによって光を発するものである。なお、図面上のＬＥＤ３１の数は、便宜上、一部分の数のみを示したにすぎない。

導光板３２は、ＬＥＤ３１からの光を側壁で受光するとともに、かかる光を面状光に変換するものである。

反射シート３３は、導光板３２に覆われるように位置し、ＬＥＤ３１からの光や導光板３２内部を伝搬する光を漏洩させることなく液晶表示パネル５１に向けて反射させるものである。

拡散シート３４は、導光板３２を覆うように位置することで、かかる導光板３２からの光を拡散させ、液晶表示パネル５１全域に光をいきわたらせるものである。

ところで、ＬＥＤ３１を実装している基板１には、液晶表示パネル５１における画素の駆動制御用のドライバー（ソースドライバー）３を含め種々の素子や配線を設けているフィルム（System On Film）４がつながっている。したがって、画素の駆動制御に使用される電気信号は、フィルム４と基板１とを介していることになる。そのために、基板１は、液晶表示パネル５１における画素の駆動制御用の基板ともいえる（すなわち基板１は、ＬＥＤ実装基板として機能するとともに、画素の駆動制御用基板としても機能する）。

かかるような液晶表示装置５９は、１つの基板１に、ＬＥＤ３１を実装するとともに、ドライバー３を備えるフィルム４も実装していることになる。そのため、この液晶表示装置５９は、用途別に異なる基板（ＬＥＤ３１を実装するため基板、画素の駆動制御用の基板）を搭載しなくてもよい。その結果、基板数が削減し、液晶表示装置５９のコストは低下する。

その上、基板が複数存在する場合、基板同士をつなぐためのフレキシブルプリント基板（Flexible Printed Circuit；ＦＰＣ）が必要になる場合もある。しかしながら、かかる液晶表示装置５９では、ＬＥＤ３１の実装と画素の駆動制御とを担う単一の基板１が搭載されるので、ＦＰＣは不要になる。したがって、基板数の削減だけでなく、他の部材（ＦＰＣ等）の削減も可能になっている。そのため、液晶表示装置５９のコストは極めて安価になる。

また、かかる液晶表示装置５９は、ＦＰＣが存在しないために、ＦＰＣの設けられているコネクタ（ＦＰＣコネクタ）を介して、基板１とＦＰＣとを接続させなくてもよい。したがって、ＦＰＣコネクタの不良によって、電気信号が伝達されないような事態は生じ得ない。その結果、かかる液晶表示装置５９は、装置としての信頼性を向上させている。

ここで、フィルム４と基板１とを詳細に示す展開平面図である図３、部分斜視図である図４、および、図３に対応する回路図である図５を参照しながら以降の説明を行う。

図３（便宜上、金属ベゼル５３は省略）に示すように、ドライバー３を実装しているフィルム４は基板１につなげられるとともに、液晶表示パネル５１にもつなげられる。ただし、フィルム４が接続される箇所は、両基板２１・２２同士で重なり合わないＡＭ基板２１の一部分（ただし、対向基板２２と向かい合う挟持面２１ａ）になっている。

かかるようにＡＭ基板２１とフィルム４とがつなげられると、基板１を通じて供給されてくる電気信号が、ドライバー３によって画素駆動信号（ソース信号）となり、かかる画素駆動信号によって、液晶表示パネル５１の画素が駆動制御される。

一方、基板１では、表面１ａに、複数のＬＥＤ３１が列状に配置されている。そして、各ＬＥＤ３１の端子の一方であるアノード３１ａは、基板１の裏面１ｂに設けられている金属パターン｛ＶＣＣパターン；詳説するなら第１金属パターン｝１１につなげられる。一方、各ＬＥＤ３１の端子の他方であるカソード３１ｂは、ＶＣＣパターン１１同様に、基板１の裏面１ｂに設けられている金属パターン｛ＧＮＤパターン；詳説するなら第２金属パターン｝１２につなげられる。したがって、基板１上のＬＥＤ３１は電気的に並列につながれているといえる。そして、これらのＬＥＤ３１は、基板１を通じて供給されてくる電気信号によって発光する。

ところで、ＬＥＤ３１に通電すると熱が生じる。そして、このような熱が生じると、ジャンクション温度が上昇しやすくなり、それに起因して、ＬＥＤ３１の輝度が低くなる。また、熱に起因して、ＬＥＤ３１の寿命も短くなる。そこで、液晶表示装置５９には、放熱用の金属テープ（金属片）１４が含まれている。そして、かかる金属テープ１４は、ＧＮＤパターン１２と金属ベゼル５３とにつながっている。すなわち、ＧＮＤパターン１２は、金属テープ１４を介して金属ベゼル５３につながっている（導通している）。

そのため、ＬＥＤ３１に生じた熱は、ＧＮＤパターン１２と金属テープ１４とを通じて、金属ベゼル５３に伝わり放熱される。すると、熱に起因するＬＥＤ３１の輝度低下（発光効率の低下）が防止されるとともに、かかる熱によって他の素子類が破損するような事態は防止される。その上、ＬＥＤ３１の寿命の延長化も達成される。

また、図４に示すように、金属テープ１４の有する幅Ｗ_T（Ｗ_T1）がＧＮＤパターン１２の有する幅Ｗ_Pよりも広くなっていると、幅広に起因して、効率よく熱が放熱される。ただし、図４のような場合に、過剰に金属テープ１４の幅Ｗ_Tを広げてしまうと、幅方向ＰにおいてＧＮＤパターン１２に貼り付いている金属テープ１４の面積比率は低下してしまう。そのため、金属テープ１４とＧＮＤパターン１２との間での導通性の効率が下がってしまう。

そこで、ＧＮＤパターン１２の先端部分を幅方向Ｐに広げるような形状にすればよい。すなわち、ＧＮＤパターン１２の先端部分の幅を幅Ｗ_Pよりも広くすればよい。例えば、図６に示すように、ＧＮＤパターン１２の先端部分が幅方向Ｐに沿うようにして延伸していればよい（先端部分がＬ字状になっていればよい）。

かかるようになっていれば、金属テープ１４の幅Ｗ_T（Ｗ_T2）はＧＮＤパターン１２の先端部分の有する幅Ｗ_Eに応じて決定されるので、かかる幅Ｗ_Eよりも狭い幅Ｗ_Pに応じて決定される金属テープ１４の幅Ｗ_T（Ｗ_T1）よりも広くなる。その結果、金属テープ１４とＧＮＤパターン１２との間での導通性の効率の低下が防げ、さらには、ＬＥＤ３１に帯びた熱が効率よく放熱される。

［その他の実施の形態］
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。

例えば、液晶表示装置５９に搭載されるＬＥＤ３１の電気的な接続は、図３〜図５に示すような並列接続に限定されるものではない。すなわち、図７および図８（図７に対応する回路図）に示すように、ＬＥＤ３１が電気的に直列接続されていてもよい。

ただし、かかるようにＬＥＤ３１が直列接続されていても、列状に並ぶＬＥＤ３１における最端のＬＥＤ３１のカソード３１ｂと、金属ベゼル５３とが、金属テープ１４によってつながっているとよい。特に、金属テープ１４の有する幅Ｗ_Tは、カソード３１ｂの有する幅Ｗ_Cよりも広くなっているとよい。

かかるようになっていれば、電気的に並列接続されているＬＥＤ３１を搭載する液晶表示装置５９と同様に、基板、ＦＰＣの削減に起因するコストダウンおよび信頼性向上と、金属テープ１４による放熱とを可能にした液晶表示装置５９が実現する。

また、図９に示すように、ＧＮＤパターン１２が基板１から突出するように延び、金属ベゼル５３に直接接触するようになっていてもよい。このようになっていても、ＧＮＤパターン１２に溜まったＬＥＤ３１の熱が、金属ベゼル５３に伝わり十分に放熱される。

ただし、延伸したＧＮＤパターン１２と金属ベゼル５３との接触だけでは、両者が安定して接触しているとはいいがたい。そこで、図１０Ａおよび図１０Ｂ（図１０ＡのＢ−Ｂ’線矢視断面図。ただし、省略されていた金属ベゼル５３も図示）に示すように、ＧＮＤパターン１２と基板１とに開孔が設けられるとともに、金属ベゼル５３にも開孔が設けられ、これら開孔に嵌るネジ１７が設けられるようになっていてもよい。

このようになっていれば、ＧＮＤパターン１２が延伸していない分、かかるＧＮＤパターン１２の長さの設計等は不要になり、液晶表示装置５９の設計が容易になる。また、ネジ１７による締結によって、ＧＮＤパターン１２と金属ベゼル５３とが、確実に接触することになるので、放熱が確実に生じることになる。

また、ＬＥＤ３１が電気的に並列接続されている場合、ＶＣＣパターン１１とＧＮＤパターン１２との両パターン１１・１２が設けられた基板１を搭載する液晶表示装置５９を例に挙げて説明してきたが、これに限定されるものではない。

例えば、ＧＮＤパターン１２だけが設けられた基板１を搭載する液晶表示装置５９で、かかるＧＮＤパターン１２と金属ベゼル５３とが導通しているだけでもよい（かかる場合の回路図は図１１に示される。なお、図中の“ｎ”は各ＬＥＤ３１に対応した各ＶＣＣの総数を示す）。このようになっていても、ＧＮＤパターン１２を通じて、ＬＥＤ３１に帯びる熱が金属ベゼル５３につたわるためである｛なお、ＧＮＤパターン１２と金属ベゼル５３とが直接つながっているか、間接的に（金属テープ等を介して）つながっているかは問わない｝。

また、ＧＮＤパターン１２が基板１の裏面１ｂに設けられている液晶表示装置５９を例に挙げて説明してきたが、これに限定されるものではない。要は、ＧＮＤパターン１２と金属ベゼル５３とが、直接あるいは金属テープ１４やネジ１７等を介してつながるようになればよく、例えば、ＧＮＤパターン１２が基板１の表面１ａに設けられていてもよい。

また、電子機器としても一例として、ノート型ＰＣを例に挙げたが、これに限定されるものではない。例えば、液晶テレビや携帯電話等であってもよい。

は、図１３に示す液晶表示装置のＡ−Ａ’線矢視断面図である。 では、（Ａ）は図１を表側からみた液晶表示装置の平面図であり、（Ｂ）は図１を裏側からみた液晶表示装置の平面図である。 は、液晶表示パネル、フィルム、および基板の展開図である。 は、基板、フィルム、および金属ベゼルを主体的に示した部分斜視図である。 は、図３に対応する回路図である。 は、図３の他の一例であり、金属テープを拡大表示している展開平面図である。 は、図３の他の一例を示す展開平面図である。 は、図７に対応する回路図である。 は、図４の他の一例を示す斜視図である。 では、（Ａ）は図３・図６・図７の他の一例であり、金属テープを拡大表示している展開平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）でのＢ−Ｂ’線矢視断面図である。 は、図５とは異なる回路図である。 は、ノート型パーソナルコンピュータの外観斜視図である。 は、ノート型パーソナルコンピュータに搭載されている液晶表示装置の外観斜視図である。 は、従来の液晶表示装置の断面図である。 は、図１４とは異なる従来の液晶表示装置の断面図である。

符号の説明

１ 基板
１ａ 基板の表面
１ｂ 基板の裏面
３ ドライバー
４ フィルム
１１ ＶＣＣパターン
１２ ＧＮＤパターン（金属パターン）
Ｗ_P ＧＮＤパターンの幅
１４ 金属テープ（金属片）
Ｗ_T 金属テープの幅
１７ 金属ネジ
２１ アクティブマトリックス基板
２２ 対向基板
３１ ＬＥＤ（発光素子）
３１ａ アノート
３１ｂ カソード
Ｗ_C ＬＥＤにおける出力端子の幅
３２ 導光板
５１ 液晶表示パネル
５２ バックライトユニット
５３ 金属ベゼル（金属枠体）
５９ 液晶表示装置
６９ ノート型パーソナルコンピュータ（電子機器）

Claims (9)

1. バックライト光を出射するバックライトユニットと、
   バックライト光を受ける液晶表示パネルと、
   を含んでおり、
   上記液晶表示パネルにおける画素の駆動制御用の基板に、バックライトユニット用の発光素子が実装されている液晶表示装置。
2. 上記発光素子を電気的に並列接続させる金属パターンが設けられており、
   上記金属パターンは、金属片を介して、上記のバックライトユニットおよび液晶表示パネルの少なくとも一方を保持する金属枠体につながっている請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 上記金属片の有する幅は、上記金属パターンの有する幅よりも広い請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 電気的に直列接続している上記発光素子における最端の発光素子のカソードは、金属片を介して、上記のバックライトユニットおよび液晶表示パネルの少なくとも一方を保持する金属枠体につながっている請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 上記金属片の有する幅は、上記カソードの有する幅よりも広い請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 上記金属片が、金属テープである請求項２〜５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
7. 上記発光素子を電気的に並列接続させる金属パターンと、
   上記のバックライトユニットおよび液晶表示パネルの少なくとも一方を保持する金属枠体と、
   がつながっている請求項１に記載の液晶表示装置。
8. 上記金属パターンと金属枠体とは、金属ネジを介してつながっている請求項７に記載の液晶表示装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の液晶表示装置を搭載する電子機器。

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