JP2010002745A - 液晶表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 導光板方式のバックライトを有する液晶表示装置において、発光素子の熱を効率よく放熱でき、かつ、発光素子と導光板との位置合わせを容易にする。
【解決手段】 液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルに光を照射するバックライトとを有する液晶表示装置であって、前記バックライトは、複数の発光素子と、前記発光素子が搭載された回路基板と、前記発光素子が発した光を前記液晶表示パネルに照射させる導光板と、前記導光板を収納する樹脂モールドと、前記樹脂モールドを収納する金属ケースとを有し、前記樹脂モールドは、前記金属ケースと対向する底面に複数個の突起部を有し、前記金属ケースは、前記樹脂モールドと対向する底面に複数個の開口部を有し、前記樹脂モールドの前記突起部と前記金属ケースの前記開口部とが嵌合されている液晶表示装置。
【選択図】 図5

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特に、発光ダイオード(LED)を光源として用いる導光板方式のバックライトを有する液晶表示装置に適用して有効な技術に関するものである。

従来、液晶表示装置は、薄型、軽量、省電力であることから、たとえば、携帯型電子機器の表示部に用いられている。

しかしながら、液晶表示装置は、自発光型ではないため、映像や画像を鮮明に表示するための照明手段を必要とする。液晶表示装置の照明手段には、一般にバックライトと呼ばれる面状照明装置が用いられる。従来のバックライトは、発光素子(光源と呼ぶこともある。)として冷陰極蛍光管を用いたものが多かったが、近年は、発光素子として発光ダイオード(LED)を用いたバックライトも増えてきている。発光ダイオードを用いたバックライトは、特に、携帯型電子機器の表示部に用いる液晶表示装置で多く採用されている。

また、携帯型電子機器の表示部に用いる液晶表示装置のバックライトは、主に、導光板方式(エッジライト方式と呼ぶこともある。)と呼ばれるものであり、液晶表示パネルの表示領域と対向する位置に導光板が配置されている。このとき、発光素子は、たとえば、導光板の側面と対向する位置に配置されている。

また、発光ダイオードを用いたバックライトは、たとえば、箱状の金属ケースに発光ダイオードおよび導光板を収納して固定している。このとき、このようなバックライトでは、たとえば、発光ダイオードを金属ケースに貼り付けて、発光ダイオードが発した熱を金属ケースを介して効率よく放熱できるようしている(たとえば、特許文献1を参照。)。また、発光ダイオードを用いたバックライトは、たとえば、発光ダイオードの周辺に熱伝導性シートを詰めて、発光ダイオードが発した熱を金属ケースを介して効率よく放熱できるようしている場合もある(たとえば、特許文献2を参照。)。
特開2003−281924号公報 特開2006−235399号公報

ところで、発光ダイオードを用いたバックライトを有する液晶表示装置では、たとえば、高輝度化のために使用する発光ダイオードの数を増やすと、発光ダイオードの動作温度が上昇し、発光ダイオードの発光効率が低下するという問題が生じる。そのため、従来の発光ダイオードを用いたバックライトでは、発光ダイオードが発した熱を効率よく放熱できるような構成として、たとえば、特許文献1または特許文献2に記載されたような構成が提案されている。

また、より効率的に放熱可能なバックライトを実現するためには、たとえば、放熱部材に発光ダイオードを接触させる構成が考えられるが、このような構成だと、発光ダイオードの位置決めを放熱部材が制限するという別の問題が生じる。そのため、たとえば、液晶表示装置毎に発光ダイオードと導光板との位置関係にばらつきが生じ、装置毎の輝度にばらつきが生じるといったバックライトの信頼性に関する問題が生じる。

本発明の目的は、導光板方式のバックライトを有する液晶表示装置において、発光素子の熱を効率よく放熱し、かつ、発光素子と導光板との位置合わせを容易にすることが可能な技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面によって明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概略を説明すれば、以下の通りである。

(1)液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルに光を照射するバックライトとを有する液晶表示装置であって、前記バックライトは、複数の発光素子と、前記発光素子が搭載された回路基板と、前記発光素子が発した光を前記液晶表示パネルに照射させる導光板と、前記導光板を収納する樹脂モールドと、前記樹脂モールドを収納する金属ケースとを有し、前記樹脂モールドは、前記金属ケースと対向する底面に複数個の突起部を有し、前記金属ケースは、前記樹脂モールドと対向する底面に複数個の開口部を有し、前記樹脂モールドの前記突起部と前記金属ケースの前記開口部とが嵌合されている液晶表示装置。

(2)前記(1)の液晶表示装置において、前記発光素子は、発光ダイオードである液晶表示装置。

(3)前記(1)の液晶表示装置において、前記複数の発光素子は、1枚の前記回路基板に搭載されている液晶表示装置。

(4)前記(1)の液晶表示装置において、前記複数の発光素子は、光出射面が、前記導光板の1つの側面と対向している液晶表示装置。

(5)前記(1)の液晶表示装置において、前記複数の発光素子は、前記導光板の1つの側面に沿って線状に配置されている液晶表示装置。

(6)前記(1)の液晶表示装置において、前記樹脂モールドは、前記突起部を有する底面の裏面であり、かつ、当該突起部が設けられた位置に凹部を有し、前記突起部における厚さが、前記突起部が設けられていない部分の厚さと概ね等しい液晶表示装置。

(7)前記(1)の液晶表示装置において、前記樹脂モールドの前記複数個の突起部は、それぞれ、第1の方向に延在する2つの側面および第2の方向に延在する側面を有し、前記複数の突起部は、前記第1の方向に延在する側面と前記金属ケースの開口部との隙間が前記第2の方向に延在する側面と前記金属ケースの開口部との隙間よりも小さい突起部と、前記第2の方向に延在する側面と前記金属ケースの開口部との隙間が前記第1の方向に延在する側面と前記金属ケースの開口部との隙間よりも小さい突起部とを有する液晶表示装置。

(8)前記(1)の液晶表示装置において、前記導光板は、前記液晶表示パネルと対向する面を挟んで相対する2つの側面のそれぞれに、凹形状の固定部を有し、前記樹脂モールドは、前記導光板の前記固定部と対向する位置に、前記固定部側に突出した突出部を有し、前記樹脂モールドの前記突出部と前記導光板の前記固定部とが嵌合されている液晶表示装置。

(9)前記(8)の液晶表示装置において、前記樹脂モールドは、前記導光板の前記固定部と嵌合する前記突出部に中空部を有し、前記突出部における厚さが、前記突出部の近傍において前記導光板の前記側面と対向する部分の厚さと概ね等しい液晶表示装置。

(10)前記(1)の液晶表示装置において、前記導光板と前記樹脂モールドとの間にクッション材を有する液晶表示装置。

本発明によれば、発光ダイオードを用いる導光板方式のバックライトを有する液晶表示装置において、発光ダイオードの熱を効率よく放熱することができる。また、本発明によれば、発光ダイオードと導光板との位置合わせが容易であり、かつ、位置関係を安定させることができる。したがって、本発明の液晶表示装置は、バックライトの信頼性を向上させることができる。

以下、本発明について、図面を参照して実施の形態(実施例)とともに詳細に説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは、同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。

図1は、本発明による一実施例の液晶表示装置の概略構成の一例を示す模式図である。

本発明は、たとえば、導光板方式のバックライトを有する液晶表示装置に適用される。このとき、液晶表示装置は、たとえば、 液晶表示パネル1と、制御回路2と、面状照明装置であるバックライト3とを有する。このとき、制御回路2は、たとえば、フィルム状の絶縁基板(図示しない)の表面に配線401などが設けられたフレキシブル配線板4に形成されている。

液晶表示パネル1は、一対の基板の間に液晶材料を封入した表示パネルであり、前記一対の基板のうちの一方の基板に、複数本の走査信号線101(走査線またはゲート信号線あるいはゲート線と呼ぶこともある。)と、複数本の映像信号線102(映像線またはドレイン線あるいはドレイン信号線と呼ぶこともある。)とが設けられている。このとき、表示領域DAは、最も外側に配置された2本の走査信号線101と、最も外側に配置された2本の映像信号線102とで囲まれる領域に相当する。なお、図1には、複数本の走査信号線101の一部および複数本の映像信号線102の一部のみを示しており、実際には、さらに多数本の走査信号線101および多数本の映像信号線102が設けられている。

またこのとき、表示領域DAは、複数の画素の集合で設定されており、1つの画素が占有する領域は、隣接する2本の走査信号線101と、隣接する2本の映像信号線102とで囲まれる領域に相当する。また、表示領域DAのそれぞれの画素は、図示していないスイッチング素子(TFT素子)、画素電極、液晶層、および対向電極を有する。

複数本の映像信号線102は、第1の駆動回路103に接続しており、複数本の走査信号線101は、第2の駆動回路104に接続している。また、第1の駆動回路103および第2の駆動回路104は、それぞれ、液晶表示パネル1に設けられた信号入力配線105およびフレキシブル配線板4の配線401を介して制御回路2に接続されている。

本発明に係る液晶表示装置における液晶表示パネル1は、たとえば、アクティブマトリクス型と呼ばれる液晶表示パネルであり、表示領域DAの画素の構成、すなわちスイッチング素子(TFT素子)、画素電極、液晶層、および対向電極の構成は、従来より種々の構成が知られている。そして、本発明に係る液晶表示装置における画素の構成は、従来より知られている構成のいずれか、またはそれを応用した構成であればよい。そのため、本明細書では、液晶表示パネル1の画素の構成に関する詳細な説明を省略する。

また、第1の駆動回路103は、制御回路2から配線401,105を介して入力された映像信号および電源電圧ならびにクロック信号に基づいて、それぞれの画素の画素電極に加える階調電圧を生成し、生成した階調電圧を所定のタイミングでそれぞれの映像信号線102に加える回路である。また、第2の駆動回路104は、制御回路2から配線401,105を介して入力された制御信号および電源電圧ならびにクロック信号に基づいて、映像信号線102に加えられた階調電圧を書き込む画素(画素電極)を選択する信号をそれぞれの走査信号線101に加える回路である。第1の駆動回路103および第2の駆動回路102の構成は、従来より種々の構成が知られている。そして、本発明に係る液晶表示装置における第1の駆動回路103および第2の駆動回路104の構成は、従来より知られている構成のいずれか、またはそれを応用した構成であればよい。そのため、本明細書では、第1の駆動回路103および第2の駆動回路104の構成に関する詳細な説明を省略する。またこのとき、第1の駆動回路103および第2の駆動回路104は、当該駆動回路が形成されたICチップであってもよいし、液晶表示パネル1の一方の基板に内蔵されていてもよいことはもちろんである。

バックライト3は、液晶表示パネル1に面状光線を照射するための面状照明装置であり、複数の発光素子300と、プリント配線板310(回路基板)と、導光板320と、樹脂モールド340と、収納ケース360とに加え、図示していないプリズムシートや光拡散板などを有する。このとき、複数の発光素子300は、後述するような構成の発光ダイオード(LED)であり、プリント配線板310に搭載されている。またこのとき、それぞれの発光素子300の外部端子(図示しない)は、図示していないプリント配線板310の配線およびフレキシブル配線板4の配線を介して制御回路2に接続している。

なお、図1では、液晶表示パネル1とバックライト3とを上下に並べて示しているが、実際の液晶表示装置では、液晶表示パネル1の表示領域DAと導光板320の領域EAとが重なるように配置される。

図2(a)および図2(b)は、本実施例の液晶表示装置における発光素子の概略構成の一例を示す模式図である。
図2(a)は、本実施例の液晶表示装置における発光素子を光出射面からみた模式平面図である。図2(b)は、図2(a)のA−A’線から上方側を見たときの発光素子の断面構成の一例を示す模式図である。

本実施例の液晶表示装置における発光素子300は、発光ダイオード(LED)であり、その構成は、たとえば、図2(a)および図2(b)に示したような構成になっている。

発光ダイオード300は、発光部品であるLEDチップ301を有し、LEDチップ301は、絶縁基板302aの表面に第1の端子302bおよび第2の端子302cが設けられたチップ基板302に搭載されている。このとき、第2の端子302cは、チップ搭載部(図示しない)を有し、LEDチップ301は、第2の端子302cのチップ搭載部に搭載されている。

LEDチップ301は、p型半導体層301aとn型半導体層301bとの界面にpn接合部を有し、当該pn接合部に電圧を印加すると特定の波長の光が出射する。このとき、p型半導体層301aにはp電極(アノード)が設けられ、n型半導体層301bにはn電極(カソード)が設けられる。またこのとき、p電極は、チップ基板302の第1の端子302bとワイヤ303aで電気的に接続され、n電極は、チップ基板302の第2の端子302cとワイヤ303bで電気的に接続される。

またこのとき、チップ基板302には、LEDチップ301を囲むコーン状の反射面を有する反射部材304が搭載されており、LEDチップ301で発した光は、当該反射部材304で反射し、上方から出射する。またさらに、LEDチップ301の光出射面側には、LEDチップ301から発する光の波長を変換する機能を有する蛍光発光部305が設けられる場合もある。

また、チップ基板302の第1の端子302bおよび第2の端子302cは、それぞれ、絶縁基板302aのチップ搭載面から側面を経て、チップ搭載面の裏面側まで延伸している。そのため、第1の端子302bおよび第2の端子302cを光反射率の高い金属で形成した場合、第2の端子302cのチップ搭載部を光反射面として利用することが可能である。またこのとき、第1の端子302bおよび第2の端子302cを熱伝導率の高い金属(導電部材でも良い)で形成すると、LEDチップ301で発生した熱をチップ基板302の裏面側に効率よく放熱することが可能である。

図3(a)および図3(b)は、プリント配線板への発光ダイオードの搭載方法の一例を示す模式図である。
図3(a)は、プリント配線板のうちの1つの発光ダイオードが搭載される領域およびその周辺の概略構成の一例を示す模式平面図である。図3(b)は、図3(a)に示した領域に発光ダイオードを搭載したときのB−B’線における断面構成の一例を示す模式断面図である。

プリント配線板310は、柔軟性を有するフィルム状の基材311の表面に、銅箔等の導電層で配線を形成している。このとき、プリント配線板310のうちの、1つの発光ダイオード300を搭載する部分は、たとえば、図3(a)および図3(b)に示すように、基材311の表面に第1の配線312aおよび第2の配線312bの一対の配線が設けられている。このとき、第1の配線312aは、発光ダイオード300の第1の端子302bと電気的に接続されるパッド部を有し、第2の配線312bは、発光ダイオード300の第2の端子302cと電気的に接続されるパッド部を有する。また、基材311の表面には、配線312a,312bのパッド部が開口した絶縁層313(保護膜)が設けられている。また、絶縁層313の表面には、たとえば、図3(a)に示したように、第1の配線312aと第2の配線312bのうちのどちらが発光ダイオード300のカソード(またはアノード)に接続する配線であるかを示すマーク314が印刷されている。

このとき、プリント配線板310の基材311を熱伝導性の良い材料で形成すれば、LEDチップ301からチップ基板302の裏面側に伝わった熱を効果的に放熱することが可能である。またこのとき、放熱の効率を上げるためには、たとえば、絶縁層313の厚さを、ショートやリークなどの問題が生じない範囲で、可能な限り薄くすることが望ましい。本実施例では、熱伝導率が6.5W/m・Kの絶縁体材料を用い、厚さが0.12mmの絶縁層313を形成している。

また、プリント配線板310の第1の配線312aおよび第2の配線312bの端部に設けられたパッド部には、それぞれ、発光ダイオード300の第1の端子302bおよび第2の端子302cが電気的に接続される。このとき、第1の配線312aと第1の端子302bとの接続、第2の配線312bと第2の端子302cとの接続は、たとえば、第1の配線312aおよび第2の配線312bのパッド部に印刷塗布したはんだペーストを加熱して接合するはんだリフロー工程によって行われる。そのため、プリント配線板310の表面には、前述のような絶縁層313を形成しておき、配線312a,312bがプリント配線板310の表面側で他の構成物とショートすることを防止するとともに、パッド間の絶縁を保つ。

すなわち、絶縁層313は、はんだリフロー工程を行うことから、はんだ(接合材)との親和性が低い部材であることが好ましく、かつ、プリント配線板310の表面に形成されることから、無彩色であることが好ましい。このとき、絶縁層313は、たとえば、光の利用効率を考慮すると、反射光が多い白色か白色に近いものが望ましい。そのため、絶縁層313の材料としては、たとえば、反射率が高い酸化チタンなどが適している。

図4(a)乃至図4(c)は、発光ダイオードが搭載されたプリント配線板の全体の概略構成の一例を示す模式図である。
図4(a)は、プリント配線板を発光ダイオードの光出射面からみたときの概略構成の一例を示す模式平面図である。図4(b)は、図4(a)のプリント配線板を下側側面からみたときの概略構成の一例を示す模式側面図である。図4(c)は、図4(a)のプリント配線板を右下側から斜めにみたときの概略構成の一例を示す模式斜視図である。

発光ダイオード300をプリント配線板310に搭載するときには、たとえば、図4(a)乃至図4(c)に示すように、1枚のプリント配線板310の同一面上に6個の発光ダイオード300を線状に並べて搭載する。なお、図4(a)乃至図4(c)に示した例では、6個の発光ダイオード300を搭載しているが、これに限らず、2個乃至5個の発光ダイオード300、または7個以上の発光ダイオード300が搭載されていてもよいことはもちろんである。

発光ダイオード300は、ダイオードとしての特性から、pn接合部に一定の電圧差が生じる。このpn接合部の電圧差は、製造プロセスによりばらつくので、それぞれの発光ダイオード300の発光効率(輝度)を均一化するためには、たとえば、調整回路を用いて、最適な電圧がpn接合部に印加されるように調整する必要がある。しかしながら、このとき、プリント配線板310に搭載されたM個(Mは2以上の整数)の発光ダイオード300が並列に接続されていると、発光ダイオード300のpn接合部に印加する電圧を調整するため調整回路がM個必要になり、調整のために製造費用が増加するという問題が生じる。

そこで、本実施例のバックライト3では、図4(a)乃至図4(c)に示すように、6個の発光ダイオード300を3個ずつの2組に分け、1組の発光ダイオード(3個の発光ダイオード300)を直列につないで、発光ダイオード300の組毎に印加する電圧を調整する。このとき、図4(a)乃至図4(c)において、右半分の3個の発光ダイオード300は、配線312a,312b,312c,312d,312eの5本の配線で直列に接続されており、配線312a,312eの間に調整回路314aが設けられている。また、図4(a)乃至図4(c)において、左半分の3個の発光ダイオード300は、配線312f,312g,312h,312i,312jの5本の配線で直列に接続されており、配線312i,312jの間に調整回路314bが設けられている。

発光ダイオード300を点灯させるための電源電圧が、たとえば、車載用途などで用いられる12ボルトであり、それぞれの発光ダイオード300で生じる電位差が4ボルト程度の場合は、このように、3個の発光ダイオード300を直列に接続することが効率的である。すなわち、電源電圧V(ボルト)と、平均的な発光ダイオード300で生じる電位差Vd(ボルト)と、直列に接続する発光ダイオード300の数mとの関係が、V≧m×Vdになるようにすると効率が良い。すなわち、それぞれの発光ダイオード300で生じる電位差が3ボルト程度で、電源電圧が12ボルトの場合は、4個の発光ダイオード300を直列に接続すると効率的である。

また、m個の直列に接続された発光ダイオード300に印加する電圧の調整を行う場合は、たとえば、直列に接続されたm個の発光ダイオード300のうちの最後(最終段)の発光ダイオード300と接地電位の間に抵抗などの調整回路314a,314bを挿入する。

なお、図4(a)乃至図4(c)に示した構成は、発光ダイオード300を搭載するプリント配線板310の構成および発光ダイオード300の搭載方法の一例である。すなわち、本実施例のバックライト3では、これに限らず、プリント配線板310の構成および発光ダイオード300の搭載方法が適宜変更可能であることはもちろんである。

図5は、本実施例の液晶表示装置におけるバックライトの概略構成の一例を示す模式分解斜視図である。

本実施例の液晶表示装置におけるバックライト3は、たとえば、図5に示すように、概略箱型の収納ケース360と、フレーム状の部材380とで、導光板320を上下から挟み込む構成になっている。収納ケース360は、たとえば、金属板をプレス加工などで箱型に成型したものであり、側面に第1の係止部361を有する。また、フレーム状の部材380は、たとえば、帯状の金属板を折り曲げ加工などでフレーム状に成型したものであり、第1の係止部361と対応する位置に第2の係止部381を有する。

導光板320は、たとえば、アクリル樹脂などの透光性の樹脂からなり、出光面321に接する側面のうちの1つの側面、すなわちプリント配線板310に搭載された発光ダイオード(図示しない)と対向する面が入光面322になる。

このとき、出光面321とその裏面(以下、底面という。)とは、一定の間隔を有しており、発光ダイオード300が発した光は、入光面322から導光板320に入射した後、出光面321および底面で全反射を繰り返しながら導光板320を伝播する。またこのとき、導光板320は、たとえば、底面に散乱部材が設けられており、当該散乱部材で散乱した光が出光面321に入射したときの入射角が所定の角度(臨界角)より小さくなると、当該光は出光面321で屈折して、液晶表示パネル側に出射する。

また、導光板320は、1つの側面が開放された概略箱型の樹脂モールド340に固定(収納)した状態で、収納ケース360に収納される。このとき、導光板320は、入光面322を挟んで相対する2つの側面323,324のそれぞれに凹形状の固定部325a,325bを有し、樹脂モールド340は、導光板320の固定部325a,325bと対応する位置に、導光板固定用突出部341a,341bを有する。そして、導光板320の固定部325a,325bと樹脂モールド340と導光板固定用突出部341a,341bとを嵌合させることで、導光板320を樹脂モールド340に固定する。またこのとき、たとえば、導光板320の入光面322とは反対側の側面と、樹脂モールド340との間に、クッション材342を介在させると、導光板320を固定する効果が高くなる。

またこのとき、樹脂モールド340の底面(収納ケース360の底面と対向する面)には、複数の突起部343a,343bが設けられており、収納ケース360の底面には、樹脂モールド340の突起部343a,343bと対応する複数の開口部362a,362bが設けられている。そして、樹脂モールド340の突起部343a,343bと収納ケース360の開口部362a,362bとを嵌合させた状態で、たとえば、収納ケース360の第1の係止部361とフレーム状の部材380の第2の係止部381とをかしめることにより、樹脂モールド340および導光板320を収納ケース360の底面に固定する。

またこのとき、発光ダイオード300が搭載されたプリント配線板310は、たとえば、収納ケース360の、導光板320の入光面322と対向する側面(図示しない)に貼り付ける。収納ケース360は、熱伝導性の良好な金属等で形成されているので、収納ケース360にプリント配線板310を密着させることで、発光ダイオード300で発生する熱を効率良く放熱することが可能となる。

また、導光板320を樹脂モールド340に固定し、樹脂モールド340と収納ケース360とを固定することで、発光ダイオード300と導光板320の入光面322との位置関係(距離)を安定させることが可能となる。

なお、導光板320は、直接収納ケース360に収納して固定することも可能であるが、金属からなる収納ケース360に樹脂からなる導光板320を直接収納した場合、たとえば、振動により擦れ合い、樹脂である導光板320が削られるという問題が発生する。

これに対し、本実施例のバックライト3では、導光板320は樹脂モールド340に固定した状態で収納ケース360に収納しており、導光板320が接しているのは樹脂モールド340である。そのため、振動などで導光板320が削られるという問題の発生を抑えることが可能である。また、本実施例のバックライト3では、たとえば、振動などにより樹脂モールド340が削られて発塵が生じる可能性はあるが、樹脂モールド340と収納ケース360とを固定している部分が下面に設けられているので、たとえば、導光板320の出光面321上、または導光板320と樹脂モールド340との間などに、樹脂モールド340が削られて生じた塵などが侵入することを防げる。

また、本実施例のバックライト3において、導光板320と樹脂モールド340との固定は、導光板320の側面323,324に設けられた固定部325a,325bと、樹脂モールド340の導光板固定用突出部341a,341bとで行われる。導光板320は、入光面322に対する発光素子(発光ダイオード300)の光出射面の距離が変動すると、導光板320の出光面321から出射する光の光量が大きく変動する。そのため、側面323,324に設けた固定部325a,325bで固定し、入光面322の法線方向(x方向)のずれを抑制することで、入光面322に対する発光ダイオード300の距離の変動を効果的に低減することが可能である。

図6(a)乃至図6(c)は、本実施例のバックライトにおけるより好ましい構成の一例を示す模式図である。
図6(a)は、樹脂モールドの1つの突起部と収納ケースの開口部とが嵌合された部分の概略構成の一例を示す模式平面図である。図6(b)は、樹脂モールドの別の1つの突起部と収納ケースの開口部とが嵌合された部分の概略構成の一例を示す模式平面図である。図6(c)は、図6(a)のC−C’線から下方側を見たときの樹脂モールドの1つの突起部と収納ケースの開口部との嵌合の様子の一例を示す模式断面図である。
なお、図6(a)および図6(b)は、収納ケースの裏面側から見た平面図である。また、図6(a)および図6(b)におけるx方向およびy方向は、それぞれ、図5におけるx方向およびy方向と同じ方向である。

本実施例のバックライト3に用いる樹脂モールド340は、たとえば、図5に示すように、収納ケース360と対向する面に4つの突起部343a,343bが設けられている。このとき、4つの突起部343a,343bの形状は、それぞれ、第1の方向(x方向)に延在する2つの側面および第2の方向(y方向)に延在する2つの側面を有する概略直方体である。またこのとき、4つの突起部343a,343bのうちの2つの突起部343aは、x方向に延在する側面の方が長く、残りの2つの突起部343bは、y方向に延在する側面の方が長い。

このとき、x方向に延在する側面の方が長い突起部343aと、収納ケース360の開口部362aとの嵌合は、たとえば、図6(a)に示すように、突起部343aのy方向に延在する側面と収納ケース360との間隙Δx1が、突起部343aのx方向に延在する側面と収納ケース360との間隙Δy1よりも小さくなるようにする。

またこのとき、y方向に延在する側面の方が長い突起部343bと、収納ケース360の開口部362bとの嵌合は、たとえば、図6(b)に示すように、突起部343bのx方向に延在する側面と収納ケース360との間隙Δy2が、突起部343bのy方向に延在する側面と収納ケース360との間隙Δx2よりも小さくなるようにする。

樹脂モールド340と収納ケース360との固定を、図6(a)および図6(b)に示したような方法で行った場合、樹脂モールド340と収納ケース360とのx方向のずれは、x方向に延在する側面の方が長い突起部343aと収納ケース360の開口部362aとの嵌合により抑制できる。また、樹脂モールド340と収納ケース360とのy方向のずれは、y方向に延在する側面の方が長い突起部343bと収納ケース360の開口部362bとの嵌合により抑制できる。

またこのとき、x方向に延在する側面の方が長い突起部343aと収納ケース360の開口部362aとは、突起部343aのx方向に延在する側面と収納ケース360の開口部362aとの間隙Δy1を広くとっているので、たとえば、熱による突起部343aの変形を吸収でき、位置ずれなどを防ぐことができる。同様に、y方向に延在する側面の方が長い突起部343bと収納ケース360の開口部362bとは、突起部343bのy方向に延在する側面と収納ケース360の開口部362bとの間隙Δx2を広くとっているので、たとえば、熱による突起部343bの変形を吸収でき、位置ずれなどを防ぐことができる。

またさらに、樹脂モールド340は、たとえば、図6(c)に示すように、突起部343aを有する底面の裏面であり、かつ、当該突起部343aが設けられた位置に凹部344を設けることが望ましい。このとき、突起部343aの裏面の凹部344は、たとえば、当該突起部343aにおける樹脂モールドの厚さが、突起部343aが設けられていない部分の厚さと概ね等しくなるような大きさにする。またこのとき、図示は省略するが、突起部343bの裏面側にも同様の凹部344を設ける。このように、突起部343a,343bにおける樹脂モールドの厚さを、他の部分の厚さと合わせることで、たとえば、熱による収縮量を突起部343a,343bと他の部分とで合わせることができ、熱による変形を防ぐことができる。

したがって、本実施例のバックライト3において、樹脂モールド340の突起部343a,343bと収納ケース360の開口部362a,362bの構成を、図6(a)乃至図6(c)に示したような構成にすることで、樹脂モールド340と収納ケース360との位置合わせの精度を高くできるとともに、熱などによる変形を防ぐこともできる。そのため、導光板320と発光ダイオード300との位置合わせの精度を高くすることができ、バックライト3の信頼性を向上させることができる。

以上説明したように、本実施例のバックライト3によれば、発光素子300の熱を効率よく放熱できる。また、本実施例のバックライト3によれば、発光素子300と導光板320との位置合わせが容易である。またさらに、本実施例のバックライト3によれば、たとえば、熱や振動などによる発光素子300と導光板320との位置のずれを抑制することもでき、両者の位置関係を安定させることができる。そのため、本実施例のバックライト3を有する液晶表示装置は、バックライト3の信頼性を向上させることができる。

図7(a)乃至図7(e)は、本実施例のバックライトの第1の応用例を示す模式図である。
図7(a)は、第1の応用例のバックライトの概略構成の一例を示す模式分解斜視図である。図7(b)は、第1の応用例のバックライトにおける樹脂モールドの突起部と収納ケースの開口部との関係を示す模式分解斜視図である。図7(c)は、第1の応用例のバックライトにおける発光ダイオードの近傍の概略構成の一例を示す模式断面図である。図7(d)は、第1の応用例のバックライトにおける導光板の固定方法の一例を示す模式平面図である。図7(e)は、第1の応用例のバックライトにおける光学シート類の固定方法の一例を示す模式平面図である。
なお、図7(b)、図7(d)、および図7(e)の各図におけるx方向およびy方向は、それぞれ、図7(a)におけるx方向およびy方向と同じ方向である。

本実施例のバックライト3の第1の応用例では、たとえば、図7(a)および図7(b)に示すように、樹脂モールド340の収納ケース360と対向する面に、3つの突起部343a,343bを設けている。このとき、3つの突起部343a,343bのうちの2つの突起部343aは、x方向に延在する側面の方が長い直方体であり、当該突起部343aと収納ケース360の開口部362aとの関係は、たとえば、図6(a)に示したような関係になっている。またこのとき、残りの1つの突起部343bは、y方向に延在する側面の方が長い直方体であり、当該突起部343bと収納ケース360の開口部362bとの関係は、たとえば、図6(b)に示したような関係になっている。またさらに、それぞれの突起部343a,343bの裏面には、凹部344を設けておくことが望ましい。このような構成にすることで、第1の応用例のバックライト3は、樹脂モールド340と収納ケース360との位置合わせが容易になり、かつ、位置ずれを抑制する効果が高くなる。

また、導光板320は、入光面322を挟んで相対する2つの側面323,324のそれぞれに凹形状の固定部325a,325bを有し、樹脂モールド340は、導光板320の固定部325a,325bと対応する位置に導光板固定用突出部341a,341bを有する。そのため、導光板320の固定部325a,325bと樹脂モールド340の導光板固定用突出部341a,341bとを嵌合させることで、導光板320を樹脂モールド340に固定できる。

また、一般的な導光板方式のバックライト3の場合、導光板320の底面と樹脂モールド340との間には、たとえば、図7(a)に示すように、導光板320の底面で屈折して出射する光を導光板320に再入射させるための反射シート390を設ける。

また、一般的な導光板方式のバックライト3の場合、導光板320の出光面321の上には、たとえば、図7(a)に示すように、プリズムシート391,392、および光拡散板393などの光学シート類を設ける。このとき、第1の応用例のバックライト3では、たとえば、プリズムシート391,392、および光拡散板393のそれぞれに、光学シート保持部394a,394bを設ける。またこのとき、第1の応用例のバックライト3では、たとえば、図7(a)に示すように、樹脂モールド340の導光板固定用突出部341a,341bに、光学シート保持部394a,394bと嵌合する光学シート固定部345a,345bを設ける。

このような構成のバックライト3では、たとえば、図7(c)に示すように、発光ダイオード300が搭載されたプリント配線板310が収納ケース360の側面に密着しており、発光ダイオード300が発した熱を、効率よく放熱することができるようになっている。また、樹脂モールド340は、突起部343a,343bを収納ケース360の開口部362a,362bに嵌合させることで収納ケース360に固定されている。

またこのとき、導光板320は、たとえば、図7(d)に示すように、側面323の固定部325aを、樹脂モールド340の導光板固定用突出部341aに嵌合させることで樹脂モールド340に固定されている。またこのとき、導光板320とプリント配線板310の間などには、クッション材342を介在させて、発光ダイオード300の光出射面と導光板320の入光面322との距離の変化を低減する。

またさらに、プリズムシート391,392、および光拡散板393は、たとえば、図7(e)に示すように、それぞれの光学シート保持部394aを樹脂モールド340の導光板固定用突出部341aに設けられた光学シート固定部345aに嵌合させることで、位置ずれを防ぐ。

このように、第1の応用例のバックライト3では、発光ダイオード300と導光板320の入光面322との距離だけでなく、導光板320と光学シート類(プリズムシート391,392、および光拡散板393など)との位置ずれも低減することができる。

図8(a)および図8(b)は、本実施例のバックライトの第2の応用例を示す模式図である。
図8(a)は、第2の応用例のバックライトの概略構成の一例を示す模式分解斜視図である。図8(b)は、第2の応用例のバックライトにおける導光板、樹脂モールド、および収納ケースの関係を示す模式分解斜視図である。
なお、図8(b)におけるx方向およびy方向は、それぞれ、図8(a)におけるx方向およびy方向と同じ方向である。

これまでの説明における導光板320は、出光面321とその裏面(底面)が平行な形状であった。しかしながら、本実施例の構成は、これに限らず、たとえば、図8(a)および図8(b)に示すように、出光面321と底面との距離が、入光面322から遠ざかるにつれて短くなる導光板320、いわゆる楔形の導光板320を有するバックライト3にも適用できることはもちろんである。

このとき、樹脂モールド340は、たとえば、導光板320と収納ケース360との間に介在する底面部分の厚さが、発光ダイオード300から遠ざかるにつれて厚くなるようにし、導光板320を固定したときに概略直方体になり、かつ、導光板320の底面と樹脂モールド340とが反射板390を介して密接するような形状にする。

このようにすれば、導光板320と樹脂モールド340との固定、樹脂モールド340と収納ケース360との固定が安定し、発光ダイオード300と導光板320との位置合わせが容易になるとともに、バックライト3の信頼性が向上する。

図9は、本実施例のバックライトの第3の応用例を示す模式図である。

これまでの説明における樹脂モールド340は、導光板320の固定部325a,325bと対向する位置に設ける導光板固定用突出部341a,341bの厚さが、その両側部分における厚さよりも厚くなっているので、たとえば、熱による変形が起こりやすいと考えられる。そのため、樹脂モールド340は、収納ケース360の開口部362a,362bに嵌合させる突起部343a,343bと同様、たとえば、図9に示すように、導光板320の固定部と対向する位置に設ける導光板固定用突出部341bに中空部346を設けてもよい。このように、導光板固定用突出部341bに中空部346を設けることで、当該突出部341bの厚さを他の部分の厚さと等しくできるので、たとえば、熱による変形を抑えることができる。

以上、本発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々変更可能であることはもちろんである。

前記実施例で説明したバックライト3は、点状光源である発光素子300からの光を導光板320で面状光線に変換し、液晶表示パネル1に照射する面状照明装置である。したがって、本発明のバックライト3の構成は、液晶表示装置の光源に限らず、たとえば、室内照明用の面状照明装置などにも適用できると考えられる。

本発明による一実施例の液晶表示装置の概略構成の一例を示す模式図である。 本実施例の液晶表示装置における発光素子を光出射面からみた模式平面図である。 図2(a)のA−A’線から上方側を見たときの発光素子の断面構成の一例を示す模式図である。 プリント配線板のうちの1つの発光ダイオードが搭載される領域およびその周辺の概略構成の一例を示す模式平面図である。 図3(a)に示した領域に発光ダイオードを搭載したときのB−B’線における断面構成の一例を示す模式断面図である。 プリント配線板を発光ダイオードの光出射面からみたときの概略構成の一例を示す模式平面図である。 図4(a)のプリント配線板を下側側面からみたときの概略構成の一例を示す模式側面図である。 図4(a)のプリント配線板を右下側から斜めにみたときの概略構成の一例を示す模式斜視図である。 本実施例の液晶表示装置におけるバックライトの概略構成の一例を示す模式分解斜視図である。 樹脂モールドの1つの突起部と収納ケースの開口部とが嵌合された部分の概略構成の一例を示す模式平面図である。 樹脂モールドの別の1つの突起部と収納ケースの開口部とが嵌合された部分の概略構成の一例を示す模式平面図である。 図6(a)のC−C’線から下方側を見たときの樹脂モールドの1つの突起部と収納ケースの開口部との嵌合の様子の一例を示す模式断面図である。 第1の応用例のバックライトの概略構成の一例を示す模式分解斜視図である。 第1の応用例のバックライトにおける樹脂モールドの突起部と収納ケースの開口部との関係を示す模式分解斜視図である。 第1の応用例のバックライトにおける発光ダイオードの近傍の概略構成の一例を示す模式断面図である。 第1の応用例のバックライトにおける導光板の固定方法の一例を示す模式平面図である。 第1の応用例のバックライトにおける光学シート類の固定方法の一例を示す模式平面図である。 第2の応用例のバックライトの概略構成の一例を示す模式分解斜視図である。 第2の応用例のバックライトにおける導光板、樹脂モールド、および収納ケースの関係を示す模式分解斜視図である。 本実施例のバックライトの第3の応用例を示す模式図である。

符号の説明

1…液晶表示パネル
101…走査信号線
102…映像信号線
103…第1の駆動回路
104…第2の駆動回路
105…信号入力配線
2…制御回路
3…バックライト
300…発光素子(発光ダイオード)
301…LEDチップ
302…チップ基板
302b…第1の端子
302c…第2の端子
303a,303b…ワイヤ
304…反射部材
305…蛍光発光部
310…プリント配線板
312a…第1の配線(配線)
312b…第2の配線(配線)
312c,312d,312e,312f,312g,312h,312i,312j…配線
313…絶縁層
314a,314b…調整回路
320…導光板
321…出光面
322…入光面
323,324…側面
325a,325b…固定部
340…樹脂モールド
341a,341b…導光板固定用突起部
342…クッション材
343a,343b…突起部
344…凹部
345a,345b…光学シート固定部
360…収納ケース
361…第1の係止部
362a,362b…開口部
380…フレーム状の部材
381…第2の係止部
390…反射板
391,392…プリズムシート
393…光拡散板
394a,394b…光学シート保持部
4…フレキシブル配線板
401…配線

Claims (10)

  1. 液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルに光を照射するバックライトとを有する液晶表示装置であって、
    前記バックライトは、複数の発光素子と、
    前記発光素子が搭載された回路基板と、
    前記発光素子が発した光を前記液晶表示パネルに照射させる導光板と、
    前記導光板を収納する樹脂モールドと、
    前記樹脂モールドを収納する金属ケースとを有し、
    前記樹脂モールドは、前記金属ケースと対向する底面に複数個の突起部を有し、
    前記金属ケースは、前記樹脂モールドと対向する底面に複数個の開口部を有し、
    前記樹脂モールドの前記突起部と前記金属ケースの前記開口部とが嵌合されていることを特徴とする液晶表示装置。
  2. 前記発光素子は、発光ダイオードであることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
  3. 前記複数の発光素子は、1枚の前記回路基板に搭載されていることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
  4. 前記複数の発光素子は、光出射面が、前記導光板の1つの側面と対向していることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
  5. 前記複数の発光素子は、前記導光板の1つの側面に沿って線状に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
  6. 前記樹脂モールドは、前記突起部を有する底面の裏面であり、かつ、当該突起部が設けられた位置に凹部を有し、前記突起部における厚さが、前記突起部が設けられていない部分の厚さと概ね等しいことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
  7. 前記樹脂モールドの前記複数個の突起部は、それぞれ、第1の方向に延在する2つの側面および第2の方向に延在する側面を有し、
    前記複数の突起部は、前記第1の方向に延在する側面と前記金属ケースの開口部との隙間が前記第2の方向に延在する側面と前記金属ケースの開口部との隙間よりも小さい突起部と、前記第2の方向に延在する側面と前記金属ケースの開口部との隙間が前記第1の方向に延在する側面と前記金属ケースの開口部との隙間よりも小さい突起部とを有することを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
  8. 前記導光板は、前記液晶表示パネルと対向する面を挟んで相対する2つの側面のそれぞれに、凹形状の固定部を有し、
    前記樹脂モールドは、前記導光板の前記固定部と対向する位置に、前記固定部側に突出した突出部を有し、
    前記樹脂モールドの前記突出部と前記導光板の前記固定部とが嵌合されていることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
  9. 前記樹脂モールドは、前記導光板の前記固定部と嵌合する前記突出部に中空部を有し、前記突出部における厚さが、前記突出部の近傍において前記導光板の前記側面と対向する部分の厚さと概ね等しいことを特徴とする請求項8に記載の液晶表示装置。
  10. 前記導光板と前記樹脂モールドとの間にクッション材を有することを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
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