JP2010002745A - 液晶表示装置 - Google Patents

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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