JP2008140849A - バックライトユニット及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 点光源装置と導光板との相対位置関係を目視にて確認可能とし、点光源装置と導光板の位置ずれを抑制することが可能なバックライトユニット及び液晶表示装置を提供する。
【解決手段】 フレキシブル基板３に設置された点光源装置（ＬＥＤチップ２）の出光面（側面２Ａ）が導光板４の端面と対向して配置されるバックライトユニットである。フレキシブル基板３のＬＥＤチップ２の設置位置に切り欠き３ｃが設けられ、切り欠き３ｃ内にＬＥＤチップ２の出光面（側面２Ａ）の一辺（上辺２ａ）が臨んでいる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＬＥＤ等の点光源装置を備えたバックライトユニットに関するものであり、さらにはバックライトユニットが組み込まれた液晶表示装置に関する。

近年、パーソナルコンピュータやワードプロセッサ等の情報機器の表示装置、テレビ、ビデオムービー、カーナビゲーションシステム等の映像機器の表示装置として、軽量、薄型、低消費電力という特長を持つ液晶表示装置が多用されている。このような液晶表示装置においては、明るい表示画面を実現するために、液晶パネルの背後から照明光を当てるためのバックライトユニット（面光源装置）を内蔵した構成を採るものが多い。

ここで、バックライトユニットは、光源の配置箇所によってエッジライト方式と直下方式とに分類される。例えばエッジライト方式は、液晶パネルに対向する導光板のエッジにＬＥＤ等の点光源装置を配置する方式である。また、直下方式は、蛍光放電管等の直管状の光源を液晶パネルの裏面に複数配置し、液晶パネルと光源との間に拡散板を配置する方式である。これら方式のうち、エッジライト方式は、薄型化の点で有利であり、例えば携帯用電子機器やノート型のパーソナルコンピュータの表示装置に適した方式と言うことができる。

ところで、前記エッジライト方式のバックライトユニットを組み立てる場合、フレキシブル基板に実装された点光源装置（ＬＥＤ等）を導光板の端面に極力接近させて設置する必要がある。例えばＬＥＤの出光面と導光板の端面とが所定の距離よりも僅かでも離間してしまうと、輝度が大きく変わってしまう。逆に言えば、バックライトユニットの明るさ（輝度）のばらつきの要因として、点光源装置であるＬＥＤと面光源へと導く導光板の位置ずれを挙げることができ、前記バックライトユニットの組み立ての際に前記位置ずれを解消することが大きな課題となる。

このような状況から、通常、ＬＥＤはフレキシブル基板に実装された後、導光板あるいはバックライトユニット筐体に設けられたピン等によって位置決めされ、固定されている（例えば、特許文献１等を参照）。特許文献１記載には、導光板の光入射面の側方に光源を収納するＬＥＤ収納部を備えた液晶表示装置が開示されているが、当該液晶表示装置においては、ＬＥＤ収納部とＬＥＤ実装基板の間にＬＥＤを位置決めする位置決め手段が設けられている。前記位置決め手段は、ＬＥＤ実装部側に立設された位置決めピンと、ＬＥＤ実装基板側に穿設された位置決め孔の組み合わせからなるものである。
特開２００４−１７７８７６号公報

しかしながら、従来の位置決め方法では、フレキシブル基板自身により実装されたＬＥＤと導光板の位置関係が視界から遮られ、前記位置関係を目視により確認しながら組み込み作業ができないという問題がある。ＬＥＤと導光板の位置関係を直接目視により確認することができないと、これらの位置ずれに起因してバックライトユニットの明るさにばらつきが生じ、製造歩留まりが低下する原因となる。

また、ピン等による位置決めだけでは、例えばフレキシブル基板上におけるＬＥＤの実装位置のばらつき等に対応することができず、フレキシブル基板の取り付け位置を微調整することが必要になるが、ＬＥＤと導光板の位置関係を目視により確認することができないので、このような調整も難しい。

本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、ＬＥＤ等の点光源装置と導光板との相対位置関係を目視にて確認することができ、点光源装置と導光板の位置ずれを抑制することが可能なバックライトユニット及び液晶表示装置を提供することを目的とし、明るさ（輝度）のばらつきの少ないバックライトユニット及び液晶表示装置を提供することを目的とする。

前述の課題を解決するために、本発明に係るバックライトユニットは、フレキシブル基板に設置された点光源装置の出光面が導光板の端面と対向して配置されるバックライトユニットであって、前記フレキシブル基板の前記点光源装置の設置位置に切り欠きが設けられ、当該切り欠き内に前記点光源装置の出光面の少なくとも一辺の少なくとも一部が臨んでいることを特徴とするものであり、また、本発明の液晶表示装置は、前記バックライトユニットが組み込まれたことを特徴とするものである。

本発明のバックライトユニットにおいては、前述の通り、フレキシブル基板の点光源装置の設置位置に切り欠きが設けられている。そして、この切り欠きには点光源装置の出光面の一辺が臨んでいることから、導光板の端面と点光源装置の出光面との距離を目視にて確認することができる。したがって、ＬＥＤ等の点光源装置が実装されたフレキシブル基板をバックライトユニットに取り付ける際に、導光板と点光源装置の位置関係を目視にて確認しながら行うことができ、位置ずれ等が生ずることがなく、点光源装置の出光面を導光板の端面に近づけた状態で取り付けることが可能である。

本発明によれば、ＬＥＤ等の点光源装置と導光板との相対位置関係を目視にて確認することができ、点光源装置と導光板の位置ずれを抑制することが可能であるので、明るさ（輝度）のばらつきの少ないバックライトユニット及び液晶表示装置を提供することが可能である。また、本発明によれば、位置ずれによる明るさ（輝度）のばらつきを確実に排除することができるので、バックライトユニットや液晶表示装置の製造歩留まりを向上することができる。

以下、本発明に係るバックライトユニット及びこれを用いた液晶表示装置について説明する。

図１は、本発明を適用したバックライトユニット１の基本構成を示すものである。本実施形態のバックライトユニット１は、図１に示すように、点光源装置であるＬＥＤチップ２が実装されたフレキシブル基板３と導光板４とから構成されており、点光源であるＬＥＤチップ２の光が前記導光板４によって面光源に変換される。

前記ＬＥＤチップ２は、例えば発光ダイオード素子（ＬＥＤ）が封止樹脂内に埋め込まれて構成され、その側面からフレキシブル基板３の実装面と平行に光を照射する、いわゆるサイドビュー方式のＬＥＤチップである。本例の場合、ＬＥＤチップ２はフレキシブル基板３の長手方向に沿って複数（３個）配列されており、また各ＬＥＤチップ２はほぼ等間隔に配列されている。各ＬＥＤチップ２は、フレキシブル基板３上に形成された配線の端子部に電極がはんだ付けされており、フレキシブル基板３を介して外部駆動回路と電気的に接続される。

フレキシブル基板３は、前記導光板４の幅と略等しい長さを有する帯状のＬＥＤチップ実装部３ａと、当該実装部３ａから所定の方向（例えば直交方向）に引き出される引き出し配線部３ｂとから構成され、ＬＥＤチップ実装部３ａに前記ＬＥＤチップ２が所定の間隔（例えば等間隔）で配列された状態で実装されている。引き出し配線部３ｂは、例えばＬＥＤチップ２を駆動する電源部等に接続される。また、フレキシブル基板３の前記ＬＥＤチップ実装部３ａには、各ＬＥＤチップ２に対応して切り欠き３ｃが形成されており、これによりＬＥＤチップ２と導光板４の相対位置関係を直接視認することが可能となっている。

以下、フレキシブル基板３に形成された切り欠き３ｃについて詳述すると、前記切り欠き３ｃは、フレキシブル基板３の導光板４側の側縁に形成されており、実装されたＬＥＤチップ２に到達する切り込み深さで形成されている。図２は、前記切り欠き３ｃとＬＥＤチップ２の位置関係を示す図である。前記ＬＥＤチップ２は、その一側面（導光板４側の側面）２Ａから光が発せされる。すなわち、前記側面２Ａが出光面である。前記切り欠き３ｃは、この出光面（側面２Ａ）を構成する４辺のうちの上辺２ａよりも奥まで切り欠き形成されており、したがって切り欠き３ｃには前記ＬＥＤチップ２の上面の一部が臨み、前記上辺２ａが切り欠き３ｃを横切る形で露呈している。すなわち、フレキシブル基板３をＬＥＤチップ２の実装面とは反対側の面から見たときにも、ＬＥＤチップ２の実装位置、特に出光面（側面２Ａ）の位置を直接視認して確認することができる。

このような切り欠き３ｃを設けることで、ＬＥＤチップ２と導光板４の相対位置関係を目視により確認しながらフレキシブル基板３の取り付けを行うことができ、導光板４の端面とＬＥＤチップ２の出光面（側面２Ａ）の距離を確実に小さくすることができる。図３（ａ）及び図３（ｂ）は、導光板４の端面４ａとＬＥＤチップ２の出光面（側面２Ａ）の位置関係を示すものである。ＬＥＤチップ２の取り付けに際しては、出光面（側面２Ａ）と導光板４の端面４ａ間の距離Ｌが重要である。ＬＥＤチップ２から発せされる光を最大限に活用し、明るさ（輝度）を確保するためには、前記距離Ｌを極力小さくする必要があり、ゼロであることが理想的である。また、前記距離Ｌにばらつきが生ずると、明るさ（輝度）にもばらつきが生ずることから、前記距離Ｌのばらつきをなるべく小さく抑える必要もある。

本実施形態のバックライトユニット１では、前述の通り、切り欠き３ｃを通してＬＥＤチップ２と導光板４の相対位置関係を目視により確認しながらフレキシブル基板３の取り付けを行うことができるので、導光板４の端面とＬＥＤチップ２の出光面（側面２Ａ）の距離を確実に小さくすることができることは勿論、距離Ｌのばらつきを小さく抑えることも可能である。また、既にフレキシブル基板３が取り付けられたバックライトユニット１において、ＬＥＤチップ２の取り付け状態を後から検査することも可能である。

なお、前記切り欠き３ｃは、本実施形態においてはＵ字形状の切り欠きとしたが、これに限らず、矩形の切り欠きや半円形の切り欠きとすることも可能である。また、切り欠き３ｃは、必ずしもフレキシブル基板３の側縁に至る切り欠きとする必要はなく、例えば円形の孔等、任意の形状の孔として形成することも可能である。円形の孔として形成した場合にも、この孔に前記ＬＥＤチップ２の上面の一部が臨み、前記上辺２ａがこの孔を横切る形で露呈していれば、同様の効果を得ることができる。

また、前記切り欠き３ｃは、図４（ａ）に示すように、全てのＬＥＤチップ２に対応して形成することが理想的であるが、図４（ｂ）に示すように、最低限、両端に位置するＬＥＤチップ２に対応して形成すれば目的を達成することができる。ＬＥＤチップ２の数が多い場合には、図４（ｃ）に示すように、両端に位置するＬＥＤチップ２、及び中央に位置するＬＥＤチップ２に対応して切り欠き３ｃを設けるようにしてもよい。

一方、フレキシブル基板３には、前記切り欠き３ｃの他、取り付け位置を決めるための位置決め孔を形成し、ここに位置決めピンを挿入して導光板４に対するおおよその位置決めを行うようにしてもよい。この場合には、前記位置決め孔を位置決めピンに対して若干の長孔とし、位置決め孔及び位置決めピンをガイドとしてフレキシブル基板３を取り付けた後、前記切り欠き３ｃによって導光板４の端面４ａとＬＥＤチップ２の出光面（側面２Ａ）の位置関係を微調整する。これにより作業性をより向上することができる。

以上の構成を有するバックライトユニットは、液晶表示装置において、面光源装置として組み込まれる。そこで次に、前述のバックライトユニットを組み込んだ液晶表示装置について説明する。

図５は、面光源装置であるバックライトユニットが組み込まれた液晶表示装置を分解して示すものである。本実施形態の液晶表示装置は、図５に示すように、液晶パネル１１と前述のバックライトユニット１とを備え、これらを金属材料や樹脂材料等で形成されたフレーム１２で保持するようにしている。

液晶パネル１１は、例えばアレイ基板と対向基板の間に液晶材料を封入することにより構成され、アレイ基板には表示画素に対応して画素電極及びスイッチング素子（薄膜トランジスタ）がマトリクス状に形成されている。また、アレイ基板には、画素電極に電気信号を送るための信号線と、スイッチング素子である薄膜トランジスタにスイッチング信号を供給するためのゲート線とが互いに直交して配線されている。一方、対向基板には、対向電極が透明電極材料（例えばＩＴＯ等）によりほぼ全面に形成されており、各画素に対応してカラーフィルタ層が形成されている。さらに、前記アレイ基板と対向基板の外表面には、それぞれ偏光板を偏光軸が互いに直交するように貼り合わされている。

液晶パネル１１には、駆動信号を供給するＬＳＩ１３が実装されており、外部回路基板からの駆動信号に基づいて前記スイッチング素子が駆動されることで画像表示が行われる。この画像表示が行われる領域が表示領域であり、前記液晶パネル１１は多数の画素が配列された表示領域を有することになる。

前記バックライトユニット１は、前記液晶パネル１１のバックライトとして組み込まれるものであり、光源であるＬＥＤチップ２からの光を前記液晶パネル１１の背面に光照射するための導光板４と、この導光板４の裏面側に配される反射シート１４とを備えている。光源であるＬＥＤチップ２は、前記導光板４の少なくとも一辺に沿って設けられており、特に本実施形態の場合、ＬＥＤチップ２が実装されたフレキシブル基板３が導光板４の短辺側に設置されている。なお、フレキシブル基板３が導光板４のどの辺に設けれられるかは、一般に液晶表示装置の全体設計と関わるため、短辺にこだわるものではなく、例えば長辺に設けられても良い。

光源であるＬＥＤチップ２から出射された光は、直接又は反射シート１４により反射されて導光板４へ導かれ、導光板４を通過した後、液晶パネル１１に照射される。液晶パネル１１では照射された光が透過され、文字や映像等の画像が所定の明るさで表示されることになる。

前記フレーム１２は、前記液晶パネル１１や導光板４の主面と略垂直な外枠部を有しており、この外枠部によって液晶パネル１１や導光板４の外周を保持する。フレーム１２においては、外周を保持する機能を有するならば構成材料にはこだわらない。例えば、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、各種プラスチック等の樹脂材料であっても良いし、ステンレス、亜鉛めっき鋼、アルミニウム（合金や表面処理材等を含む。）、鉄、鋼等の金属材料であっても良い。あるいは、その他の材料でも構わない。

前記導光板４と液晶パネル１１の間には、複数枚の光学シート（ここでは３枚の光学シート１５，１６，１７）が介在されており、これらが重ね合わされた状態でフレーム１２に固定されている。なお、液晶パネル１１の固定には、枠状の両面接着シート１８が用いられ、当該両面接着シート１８により液晶パネル１１をフレーム１２に接着固定することで、前記光学シート１５，１６，１７や導光板４、ＬＥＤチップ２が実装されたフレキシブル基板３等が液晶パネル１１とフレーム１２の間に挟み込まれて固定される。

前述の構成の液晶表示装置においても、前記フレキシブル基板３に切り欠き３ｃを設け、ＬＥＤチップ２と導光板４との位置関係を確認しながら取り付けることにより、導光板４の端面とＬＥＤチップ２の出光面の距離を確実に小さくすることができ、明るさ（輝度）を向上することが可能である。また、導光板４の端面とＬＥＤチップ２の出光面の距離のばらつきも抑えることができるので、明るさ（輝度）のばらつきも抑えることが可能である。

本発明を適用したバックライトユニットの概略斜視図である。 ＬＥＤチップのフレキシブル基板への取り付け状態を示す要部概略斜視図である。 ＬＥＤチップと導光板の位置関係を示すものであり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略側面図である。 フレキシブル基板における切り欠き形成例を示す概略平面図であり、（ａ）は各ＬＥＤチップに対応して切り欠きを設けた場合、（ｂ）は両端のＬＥＤチップに対応して切り欠きを設けた場合、（ｃ）は両端及び中央のＬＥＤチップに対応して切り欠きを設けた場合をそれぞれ示す。 液晶表示装置の一例を示す分解斜視図である。

符号の説明

１ バックライトユニット、２ ＬＥＤチップ、２Ａ 側面（出光面）、２ａ 上辺、３ フレキシブル基板、３ｃ 切り欠き、４ 導光板、４ａ 端面、１１ 液晶パネル、１２ フレーム、１３ ＬＳＩ、１４ 反射シート、１５，１６，１７ 光学シート、１８ 両面接着シート

Claims (5)

1. フレキシブル基板に設置された点光源装置の出光面が導光板の端面と対向して配置されるバックライトユニットであって、
   前記フレキシブル基板の前記点光源装置の設置位置に切り欠きが設けられ、当該切り欠き内に前記点光源装置の出光面の少なくとも一辺の少なくとも一部が臨んでいることを特徴とするバックライトユニット。
2. 前記点光源装置は、ＬＥＤであることを特徴とする請求項１記載のバックライトユニット。
3. 前記点光源装置がフレキシブル基板上に複数配列されており、前記切り欠きは少なくとも両端の点光源装置の設置位置に設けられていることを特徴とする請求項１または２記載のバックライトユニット。
4. 前記切り欠きが全ての点光源装置の設置位置に設けられていることを特徴とする請求項３記載のバックライトユニット。
5. 請求項１から４のいずれか１項記載のバックライトユニットが組み込まれたことを特徴とする液晶表示装置。

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