JP3632310B2 - 面発光ランプおよびこれを備えた液晶表示装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば液晶表示装置のバックライトとして用いられる、面発光ランプおよびこれを備えた液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の液晶表示装置では、液晶パネルのバックライトとして面発光ランプ（エレクトロルミネセンス・ランプ）が用いられると共に、その回路基板などに発生する電磁波ノイズをシールドするために、液晶パネル、面発光ランプおよび回路基板を縁取るように金属枠のシールド部材が組み込まれている。このシールド部材は、側板が液晶パネルの縁部から回路基板側に延び、回路基板との間に液晶パネルおよび面発光ランプを挟み込んでいる。この場合、液晶パネルおよび面発光ランプは動かないように、それぞれの端面がシールド部材の周側板の内側に接触している。一方、面発光ランプは、透明なベース層の裏面に透明電極層を積層したベースシートの透明電極層側の面に、面発光体などをパターニングした後、これを面発光体を包含する大きさに形抜き形式のカッタで切断して形成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の面発光ランプでは、ベース層に透明電極層を積層したベースシートを単純にカッタで切断して形成されているため、これを面発光ランプとして、液晶パネルの裏面側に組み込んだときに、シールド部材の周側板の内側にベース層の端面と透明電極層の端面とが接触することになる。このため、透明電極層とシールド部材とが短絡して電位が下がり、面発光体が発光しなくなったり照度が低下するなどの不具合があった。特にこの種の面発光ランプでは、高電圧の交流電源を印加するため、短絡による機能の低下は顕著なものとなる。
【０００４】
このことは、シールド部材に限らず他の構成部品などでも、ベースシートの端面に接触していると短絡の可能性がある。また、面発光ランプ自体の性能試験などにおいても、面発光ランプの端面に人の手が触れると、人と透明電極層とが導通し、容量測定などに狂いが生じたり、人をアースして短絡が生ずる不具合があった。
【０００５】
本発明は、導電部材などに端面が接触しても、導電部材に対しその透明電極層が導通することがない面発光ランプ並びにこれを備えた液晶表示装置を提供することをその目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の面発光ランプは、透明なベース層の裏面に透明電極層を積層したベースシートの透明電極層側の面に面発光体を積層すると共に、面発光体を包含する大きさに切断して形成した面発光ランプにおいて、ベースシートの周縁部に、透明電極層からベース層に達する深さで切込み線を入れたことを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、ベースシートの周縁部に、透明電極層からベース層に達する深さで切込み線を入れることにより、端子接続部を除いて透明電極層の周縁部分と中央の主体部分とが切込み線により切り開かれ、物理的かつ電気的に分断される。このため、この周縁部分と主体部分とが相互に非導通状態となり、ベースシートの端面が導電部材などに接触することがあっても、透明電極層の周縁部分が接触するだけで主体部分は導電部材に対し短絡することがない。
【００１０】
本発明の他の面発光ランプは、透明なベース層の裏面に透明電極層を積層したベースシートの透明電極層側の面に面発光体を積層すると共に、面発光体を包含する大きさに切断して形成した面発光ランプにおいて、ベースシートを、ベース層が塑性変形する温度で且つベース層から透明電極層に向かって切断したことを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、ベースシートを、ベース層が塑性変形する温度で且つベース層から透明電極層に向かって切断することにより、切断に伴って、透明電極層の切断端面はほとんど変形しないが、ベース層の切断端面は透明電極層側に向かって変形し、オーバーハングするようにして透明電極層の切断端面を覆う。このため、ベースシートの端面が導電部材などに接触することがあっても、ベース層の端面がこれに接触するだけで、透明電極層の主体部分は導電部材に対し短絡することがない。
【００１２】
本発明の液晶表示装置は、上記した面発光ランプを、液晶パネルと支持プレートとの間に介在させると共に、ベースシートの端面を導電部材に接触可能に設けたことを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、ベースシートの端面が導電部材に接触していても、透明電極層が導電部材に対し短絡することがなく、面発光ランプの照度が低下することがない。このため、導電部材と面発光ランプとの間に絶縁部材を設ける必要がなく、また面発光ランプを導電部材から離して設ける必要もない。したがって、液晶表示装置をコンパクトに構成することができる。なお、この場合の導電部材には、透明電極層と同電位のものは除かれることは、いうまでもない。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して、本発明の一実施形態に係る面発光ランプを搭載した液晶表示装置について説明する。この液晶表示装置は、例えばページャなどに組み込んだ小型のものであり、図１はその分解斜視図、図２はその断面図である。両図に示すように、液晶表示装置１は、下側から順に回路基板（支持プレート）２、面発光ランプ３、液晶パネル４およびシールドフレーム（シールド部材）５を、積層して構成されている。面発光ランプ３は、いわゆるエレクトロルミネセンス・ランプであり、液晶パネル４のバックライトを構成している。
【００１５】
回路基板２と液晶パネル４とは、導電性のフィルム（ヒートシール）６により、その端子同士が相互に接続されている。シールドフレーム５は、ステンレスなどの金属で構成され、フィルム６が配設される部分を切り欠いた状態で、額縁状に形成されている。また、シールドフレーム５は、液晶パネル４、面発光ランプ３および後述するスペーサ７を包含する厚みに、その周側板２１が折曲げ形成されており、長片方向および短辺方向の周側板の下端には、シールドフレーム５を回路基板２に掛け止めする各一対、計４片の掛止め片２２が形成されている。また、回路基板２と面発光ランプ３との間には、シリコンゴムなどの絶縁材で構成された弾力性を有するスペーサ７が配設されている。
【００１６】
このような構成では、回路基板２上にスペーサ７を載せると共に、その上に面発光ランプ３および液晶パネル４を載せ、更にその上からシールドフレーム５を組み込むことで、液晶表示装置１が組み立てられる。その際、重ね合わせた液晶パネル４、面発光ランプ３およびスペーサ７を、回路基板２とシールドフレーム５とで挟み込み、更に押圧した状態で、各掛止め片２２を回路基板２側に折曲げてシールドフレーム５を組み付けるようにする。この場合、液晶パネル４および面発光ランプ３は、それぞれの端面をシールドフレーム５の周側板２１の内面に接触するようにして位置決めされると共に、スペーサ７の弾力性により不動に組み込まれる。
【００１７】
シールドフレーム５は、回路基板２に発生する電磁波ノズルが外部に漏洩しないように遮蔽するものであると共に、液晶パネル４および面発光ランプ３を収容するケースの一部を構成している。そして、シールドフレーム５の４片の掛止め片２２は、回路基板２に掛け止めされた状態では、回路基板２に形成した接地パターンに接触しており、シールドフレーム５は、回路基板２を介して接地されている。
【００１８】
回路基板２の表裏両面には、液晶パネル４や面発光ランプ３などの駆動回路などが組み込まれており、回路基板２の表側には、駆動回路の実装部品３１を逃げるようにしてスペーサ７が載置されている。そして、面発光ランプ３に設けた３本の端子８，８，８は、シールドフレーム５の切欠き部２３から回路基板２の裏面側に廻り込んで、その回路パターンに半田付けされている。なお、面発光ランプ３の各端子８は、同図に示すような舌片状の金属端子を用いる場合の他、導電性ゴムやコイルばねを用い、これを回路基板２との間に挟み込むようにしてもよい。金属端子を用いる場合には、これを面発光ランプ３側（の端子接続部）に、異方性導電部材を介して熱圧着することが好ましく、同様に導電性ゴムの場合にはカーボンを、コイルばねの場合には銀ペーストを、それぞれ面発光ランプ３側（の端子接続部）に印刷しておくことが、好ましい。
【００１９】
面発光ランプ３は、図３の拡大断面図に示すように、面発光ランプ３の発光面となるベース層４１と、ベース層４１の下側に積層した第１電極層（透明電極層）４２とから成るベースシート４０を備えると共に、ベースシート４０の下側に順に、面発光体である発光層４３、第１絶縁層４４、第２電極層４５および第２絶縁層４６をスクリーン印刷などでパターニングして、構成されている。そして、このように構成された面発光ランプ３は、０．３５ｍｍ程度の厚みに形成されている。
【００２０】
ベース層４１は、面発光ランプ３に剛性を持たせるべく設けられたものであり、透明なポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などで構成されている。第１電極層４２は、透明な導電性材料（例えば、ＩＴＯ：酸化インジウム）などで構成され、端部の端子接続部４２ａには上記の端子８が接続されている。発光層４３は、エレクトロルミネセンス・ランプの主体を構成する面発光素子であり、上記の液晶パネル４に対応する大きさを有している。第２電極層４５は第１電極層４２と対を為すものであり、膜状に印刷したカーボンなどで構成されている。第２電極層４５の端子接続部４５ａには、第１電極層４２と同様に上記の端子８が接続されており、この第１電極層４２と第２電極層４５を介して発光層４３の表裏両面に交流電源を印加することにより、発光層が発光する。そして第２絶縁層４５は、面発光ランプ３の背面側を保護する保護層を兼ねている。
【００２１】
さらに、ベースシート４０の周縁部には、第１電極層４２からベース層４１に達する深さで且つ端子接続部４２ａを残して切込み線４７が形成されている。これは、ベースシート４０の端面のうち第１電極層４２の端面が、上記のシールドフレーム５の周側板２１の内面に接触して、第１電極層４２がアース側に短絡するのを防止するためのものであり、ベースシート４０の周縁部を端子接続部４２ａを残して、いわゆるハーフカットしている。この場合、端子接続部４２ａに対応して、シールドフレーム５の周側板２１には広く切欠き部２３が形成されており、実際には、この切欠き部２３においてシールドフレーム５と第１電極層４２とは接触しないので、端子接続部４２ａの周辺はハーフカットを行わない。すなわち、端面がシールドフレーム５に接触する可能性のある部分に関しハーフカットが行われ、第１電極層４２において、周縁部分と中央の主体部分とを物理的にかつ電気的に分断するようにしている。なお、端子接続部４２ａが切込み線４７の位置より内側に配置されるものにあっては、切込み線４７を周縁部の全周に亘って形成することが好ましい。
【００２２】
なお、図面では、面発光ランプ３の断面構成を模式的に示しているが、実際にはその厚みのほとんどをベース層４１が占めている。また、図示では省略しているが、第２電極層４５と第２絶縁層（保護層）４６との間には、絶縁層および銀ペーストなどから成るシールド層が積層されており、回路基板２を面発光ランプ３からシールドするようにしている。そして、シールド層には上述したもう１片の端子８が接続されている。すなわち、面発光ランプ３には、第１電極層４２用および第２電極層４５用の２片の端子８，８と、シールド層用の１片の端子８が設けられている。
【００２３】
ここで図４を参照しながら、この面発光ランプ３の製造方法を簡単に説明する。先ず、ベース層４１に第１電極層４２を積層した基材シート（ベースシート４０の原型となるシート）Ｓを用意し、この基材シートＳにおける発光層４３以下の各層を形成する領域に、トムソン型の切断刃Ｃａにより切込み線４７を入れる。具体的には、３片の端子８が接続される部分（シールドフレーム５の切欠き部２３に対応する部分）を残して、上記の領域を囲うように、基材シートＳに対し第１電極層４２側からハーフカットを行う。
【００２４】
次に、切込み線４７で囲まれた部分に、発光層４３、第１絶縁層４４、第２電極層４５および第２絶縁層４６を順に作り込んでゆく。このような工程を経ることにより、基材シートＳには、面発光ランプ３の原型を為す要素部位が多数作り込まれる。次に、形抜き用のカッタを用いて、各面発光ランプ３の原型を為す要素部位を、液晶パネル４とほぼ同一の大きさに形抜き切断する。そして最後に、切断した面発光ランプ３の原型に３片の端子８を接続することで、面発光ランプ３が完成する。
【００２５】
なお、ベースシート４０の切込み線４７に対して、発光層４３以下の各層は外側にはみ出して作り込まれてもよいが、少なくとも切込み線４７と接触する部分には、絶縁性を有する層がくることが必要である。
【００２６】
以上のように本実施形態によれば、ベースシート４０の周縁部に対してハーフカットを行い、第１電極層４２の周縁部分と中央の主体部分を電気的に切り離すようにしているため、液晶表示装置１に組み込んだ面発光ランプ３の第１電極層４２は、その周縁部分がシールドフレーム５に接触しても、主体部分はシールドフレーム５に短絡することはない。したがって、短絡により、面発光ランプ３が暗くなったり、発光しなくなるなどの事態を防止することができる。
【００２７】
次に、図５および図６を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。図５に示すように、この第２実施形態における面発光ランプ３では、上記の第１電極層４２の周縁部分が、端子接続部４２ａを残して除去された構造になっている。これは、図６に示すように、第１電極層４２の主体部分を残すように、これにエッチング（ウェットまたはドライ）を行って形成する。この場合にも、第１実施形態と同様に、エッチングを行った後、第１電極層４２の主体部分に発光層４３以下の各層を作り込み、最後に形抜き切断を行って面発光ランプ３が完成する。なお、この場合も、端子接続部４２ａがエッチングの位置より内側にくる場合には、周縁部の全周に亘ってエッチングを行うことが好ましい。
【００２８】
以上のように本実施形態によれば、第１電極層４２の周縁部分がエッチングにより除去されるため、液晶表示装置１に組み込んだ面発光ランプ３の第１電極層４２は、シールドフレーム５に接触することがなく、その主体部分がシールドフレーム５に短絡することがない。
【００２９】
次に、図７および図８を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。図７に示すように、この第２実施形態における面発光ランプ３では、上記の第１電極層４２の端面が、ベース層４１の端部で覆われた構造になっている。これは、図８に示すように、基材シートＳに発光層４３以下の各層を作り込んだ後、形抜き切断においてその切断刃Ｃｂを加熱することにより、形成される。すなわち、切断刃Ｃｂには、ベース層４１が塑性変形する程度の熱が加えられており、この加熱した切断刃Ｃｂにより、基材シートＳを形抜き切断すると、切断刃Ｃｂが切り込まれたときにベース層４１の端部が熱変形し、第１電極層４２の端面を覆うことになる。模式的に示した両図では、第１電極層４２に対するベース層４１の厚みの比率は２〜３倍程度であるが、実際には数十倍の厚みがあり、ベース層４１のわずかな変形でも、第１電極層４２の端面はベース層４１の端部に覆われるし、完全に覆われなくても、第１電極層４２の端面に対しベース層４１の端面が突出する。
【００３０】
したがって、第３実施形態における面発光ランプ３においても、その第１電極層４２の端面はシールドフレーム５に接触することがなく、第１電極層４２がシールドフレーム５に短絡することがない。
【００３１】
なお、各実施形態における面発光ランプ３の製造方法は、１例であってこれに限定されるものではない。また、これらの実施形態では、面発光ランプ３のベースシート４０がシールドフレーム５に接触する場合について説明したが、ベースシート４０がアースされている他の導電性の構成部品に接触する場合についても、全く同様である。また、この面発光ランプ３は、照明装置などにも適用可能である。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように本発明の面発光ランプによれば、端面が導電部材に接触することがあっても、導電部材に対し透明電極層が短絡することのなく、発光しなくなったり照度が低下するなどの不具合を解消することができる。
【００３３】
また、本発明の液晶表示装置によれば、面発光ランプの端面が導電部材に接触しても、面発光ランプの照度が低下するなどの不具合がないため、導電部材を含む構成部品を集約的に配置することができ、装置自体を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る面発光ランプを備えた液晶表示装置の分解斜視図である。
【図２】液晶表示装置の断面図である。
【図３】第１実施形態に係る面発光ランプの断面構造を模式的に表した拡大断面図である。
【図４】第１実施形態に係る面発光ランプの製造方法を表した説明図である。
【図５】第２実施形態に係る面発光ランプの断面構造を模式的に表した拡大断面図である。
【図６】第２実施形態に係る面発光ランプの製造方法を表した説明図である。
【図７】第３実施形態に係る面発光ランプの断面構造を模式的に表した拡大断面図である。
【図８】第３実施形態に係る面発光ランプの製造方法を表した説明図である。
【符号の説明】
１ 液晶表示装置
２ 回路基板
３ 面発光ランプ
４ 液晶パネル
５ シールドフレーム
８ 端子
２１ 周側板
４０ ベースシート
４１ ベース層
４２ 第１電極層
４３ 発光層
４４ 第１絶縁層
４５ 第２電極層
４６ 第２絶縁層
４７ 切込み線

Claims (3)

1. 透明なベース層の裏面に透明電極層を積層したベースシートの透明電極層側の面に面発光体を積層すると共に、当該面発光体を包含する大きさに切断して形成した面発光ランプにおいて、
   前記ベースシートの周縁部に、前記透明電極層から前記ベース層に達する深さで切込み線を入れたことを特徴とする面発光ランプ。
2. 透明なベース層の裏面に透明電極層を積層したベースシートの透明電極層側の面に面発光体を積層すると共に、当該面発光体を包含する大きさに切断して形成した面発光ランプにおいて、
   前記ベースシートを、前記ベース層が塑性変形する温度で且つ前記ベース層から前記透明電極層に向かって切断したことを特徴とする面発光ランプ。
3. 請求項１または２に記載の面発光ランプを、液晶パネルと支持プレートとの間に介在させると共に、前記ベースシートの端面を導電部材に接触可能に設けたことを特徴とする液晶表示装置。

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