JP3798475B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はバックライト照明を備えた液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
極めて多くの電子情報機器において液晶表示は一般的に用いられるようになっている。更にその液晶表示はいわゆるバックライト光源によって背面側から照明される構成をとることが多い。そして液晶表示パネルとバックライト光源とは機構的に一体化(ユニット化)されることがよくある。
【0003】
バックライト光源は単に液晶表示の明るい背景光となって表示の明度を上げる場合もあるが、更に異なるピーク波長を持つ複数の光源を同時に用いて混合色で表示を照明したり、更に積極的には例えば特公昭63−41078号公報や特公平8−27453号公報に開示された技術のように、3原色の光源を時分割的に発光させ、液晶パネルを特定の色の光源の発光タイミングに合せて開閉する光シャッターとして用い、高価なカラードットフィルターなしでカラー表示を行わせることもできる。この最後の用例ではバックライト光源としてはLEDや色付きランプ等の単色の発光素子が、異なる色を組合わせて用いられる。
【0004】
液晶パネルと組合わせるLED等の発光素子を用いたバックライト光源の構造例としては、特開平3−111886号公報や実開平4−55086号公報に開示されたものがある。これらによれば、多数個の発光素子は平板状のプリント基板に配列実装され、その上面(発光素子側)に斜面の反射壁を構成すると共に液晶パネルと光源とのスペーサーを兼用した樹脂枠を設け、更にその上面には光拡散板を配して照明ムラを緩和した構造体を、光シャッターとして情報を表示する液晶パネルの背面側に配置する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
即ち従来構造においては、プリント基板は発光素子のみを実装していた。また液晶パネルに外部の液晶駆動回路から駆動信号を供給するコネクタは他の照明用部品と独立に設けられており、液晶セルガラスの面電極に配線パターンを有するフレキシブル回路基板(リード線の役割をする)を別部材として導電接着していた。また液晶表示パネルには低温での応答性が悪くなる傾向があり、温度補償の一法として液晶パネルを電熱で温めることも行われるが、その際のヒーターは照明用の部品とは関係なく独立して設けられていた。また発光素子は平面で剛性の高い基板に実装されるため取付け方向、従って光の指向性が限定されていた。
【0006】
本発明においては、これら従来構造の欠点を除き、発光素子とそれ以外の部品を基板上に一体に設けて部品点数と組立工数を減じ、あるいは各素子の発光特性を調整できる構造の液晶表示装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示装置は、液晶パネルと、前記液晶表示パネルの背面側に本体部分が位置し複数のフック部を備えた枠部材と、前記液晶パネルの背面側に配置され複数の発光素子を実装し該発光素子の点灯用回路の少なくとも一部が形成され、かつ液晶用配線部を有する部分が分岐あるいは屈曲し前記枠部材の側面にほぼ沿って立ち上がり更に前記液晶パネルの面と平行に屈曲し前記液晶パネルの端部に設けた駆動電極と接続しているフレキシブルな発光素子基板と、前記液晶パネルと前記発光素子基板との間に介在する、光拡散シート、導光板、反射シート、前記発光素子基板の他の分岐部につながりヒーター抵抗体のパターンが印刷で形成され前記液晶パネルの周縁部に接する枠状部、反射面を有し前記発光素子基板を前記枠部材と共に挟持する内枠、前記フレキシブルな発光素子基板の前記駆動電極との接続部を押圧するゴムブロックより選択された他の部材とより成り、前記液晶パネルの上面と前記他の部材と前記発光素子基板の下面とが前記フック部を備えた枠部材によって一体的に緊定されユニット化されると共に、前記枠部材の一部が前記駆動電極と前記発光素子基板とが接続している部分を上面側から押えていることを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。図1は本発明の第一の実施の形態である液晶表示装置を示す分解斜視図である。1は液晶表示パネルで、スーパーツイストネマチック液晶層あるいは強誘電、反強誘電液晶等の層を有し、ドット状または日の字セグメント状等の画素パターンを備え、表示ONの画素が光を通すシャッターとして作用するように、必要に応じて偏光板も一体化されている。ドライバー回路がガラス基板上に搭載されていても勿論よい。11はガラス基板の端部に現れた駆動電極パターンである。2は光拡散シート、3は反射枠で合成樹脂製成形品であり、発光光の利用効率を上げるための光反射面31と液晶表示パネル1と光拡散シート2を緊定するフック部32を持っている。
【0009】
発光素子基板4は可撓性を持つ比較的薄手の回路基板材料より成っている。その上にはバックライト光源となる多数のLEDチップ41が実装されている。42はLED41の点灯用回路であり、印刷によって形成されている。なお図示していないが、LEDチップ41の駆動用ICや電流制限用抵抗等も基板スペースの許す限り一緒に実装してもよい。43は分岐部であり、印刷形成された複数の導電線である液晶用配線部44を担っている。分岐部43の先端部45は液晶表示パネル1の駆動電極パターン11に導電接着剤等でそれぞれ接続される。液晶用配線部44は発光素子基板4の主面を経由し、その末端は点灯用回路42の末端と共に発光素子基板4のコネクタ端子部46に集められ、発光素子基板4の外部のベース基板(図示せず)上にある電源や液晶表示パネル1の駆動回路(いずれも図示せず)と接続される。発光素子基板4は反射枠3の下面に接着されて表示装置として一体化されるか、あるいは前記図示しないベース基板の上面と反射枠3の下面との間に挟持され固定される。
【0010】
図2は本発明の第二の実施の形態である液晶表示装置を示す組立断面図である。この実施の形態においては、液晶パネル1を背面から照明するために拡散シートでなく導光板5(透明性の高いアクリル樹脂やポリカーボネート材の板から成っている)と反射シート6を用いている。発光素子基板4はフレキシブル回路基板より成り、その一部である分岐部43(必ずしも分岐的な形状である必要はない)は立上がって液晶パネル1の電極との接続を行っている。LEDである発光素子41は導光板5の側面から照明光が入射するように配置されている。7はベース基板であって、液晶駆動回路と発光素子用の電源回路を搭載しており、その一部である接続部71にて発光素子基板4のコネクタ端子部46の導電パターンが接続される。またフックを有する枠部材8によって、全体構造の要部が緊定され一体化される。
【0011】
図3は本発明の第三の実施の形態である、温度補償機構を備えた液晶表示装置を示す分解斜視図である。液晶表示パネル1、光拡散シート2、反射枠3、光反射面31、フック部32、発光素子基板4、LEDチップ41、分岐部43、分岐部の先端部45、コネクタ端子部46等は第一の実施の形態と実質的には同様である。点灯用回路42、液晶配線部44の配置要領についてもまた同様であるが、それらの具体的な印刷配線パターンの図示は他の部分についても省略してある。
【0012】
発光素子基板4は第二の分岐部47につながる枠状部48を有する。この枠状部は液晶表示装置を組み立てると液晶パネル1の周縁部に背面から密着して熱を液晶パネル1に伝える。枠状部48の面にはヒーターとなる抵抗体のパターンが印刷で形成されており(図示しないが、枠状部を抵抗パターンがほぼ一周するかあるいはほぼ全周か液晶パネルの長辺に沿って往復するかさせればよい。また抵抗パターンが枠状部を一周しない場合は、枠状部自体の形状も必ずしも閉じた中空の形状である必要はない)、その抵抗体の両端のリード線は第二の分岐部を経てコネクタ端子部46に他のパターンと共存する。49は制限抵抗で、LEDと直列にして電源に接続される。以下図示しないが、コネクタ端子部46に接続されるベース基板上の回路は温度センサーによって制御されるスイッチング回路を搭載しており、装置の温度が所定値より下がったときヒーター抵抗に通電して液晶を温め、応答性を改善する。
【0013】
図4は本発明の第四の実施の形態である、発光素子基板の可撓性を活かして照明光の照度分布を改良した液晶表示装置を示す組立断面図である。大体は第一の実施の形態に準ずる構造をとっており、発光素子群の一つを縦断する、液晶表示パネルの長手方向に直角な断面を示している。第一の実施の形態における反射枠3は、底面が曲面であり反射面31を有する内枠33と、内底面がやはり曲面をなし、フック部32を有する外枠34とに別れている。内枠33と外枠34はフレキシブルな発光素子基板4を曲面をなすように挟持する。そして全体は外枠34のフック部32で一体的にまとめられる。また発光素子基板4の分岐部43の先端部45はゴムブロック9と同時に内枠33に挟持され、液晶パネル1のガラス基板に下側から押しつけられて表示パターンと接続する。
【0014】
この実施の形態においては、使用者の視線方向10が液晶パネル1に垂直ではなく少しく傾いているような使用状態にあると仮定して、視線方向の照明光強度が大きくなるよう発光素子基板4の取付け角度と曲率が工夫されている。その付与状態によってはもっと散光性を強めることもできるし、またR、G、B等の異色の素子を用いる場合には表示面に故意に色ムラを与えることもできる。なお発光素子基板4のコネクタ端子部46は自然の状態ではベース基板7の表面に密着できないが、本来の可撓性を利用して多少捩じることにより接続させている。
【0015】
液晶パネル、ヒーター部、光拡散シート、反射枠、発光素子基板等は一体化された構造となることが望ましい。なぜならこの部分をまとめて部品としてメーカー側で製作すれば、ユーザーはそれを購入して液晶駆動信号発生回路と、LED用ドライバや電源のみを準備すれば容易に最終製品にまとめることができる。更にLEDドライバIC100を発光素子基板上に、液晶ドライバICを液晶パネル上に、温度センサーを反射枠上に実装などすれば、ユーザー側の負担を一層軽減でき、液晶表示装置を一層ユニット化させ工業的利用を促進する。
【0016】
【発明の効果】
以上種々の実施の形態の説明から明らかなように、本発明においては発光素子を実装するのに可撓性の基板を採用し、該基板に発光素子の保持以外の他の用途、即ち液晶パネルとの接続部材、温度補償用抵抗の保持部材、あるいは照明の指向性の改善等の新規な役割を付与したので、液晶表示装置として部品点数や組立工数の削減、性能の向上が可能となり、液晶表示装置への照明用光源のユニット化にも好ましい効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施の形態である、液晶パネルとの接続部を有する液晶表示装置の分解斜視図である。
【図2】本発明の第二の実施の形態である、液晶パネルとの接続部を有する液晶表示装置の組立断面図である。
【図3】本発明の第三の実施の形態である、温度補償機構を備えた液晶表示装置を示す分解斜視図である。
【図4】本発明の第四の実施の形態である、発光素子基板の可撓性を活かして照明光の照度分布を改良した液晶表示装置を示す組立断面図である。
【符号の説明】
1 液晶パネル
11 駆動電極パターン
2 光拡散シート
3 反射枠
31 光反射面
32 フック部
33 内枠
34 外枠
4 発光素子基板
41 LEDチップ
42 点灯用回路
43 分岐部
44 液晶用配線部
45 先端部
46 コネクタ端子部
47 第二分岐部
48 枠状部
5 導光板
6 反射シート
7 ベース基板
71 接続部
8 枠部材
9 ゴムブロック
10 視線方向
100 ドライバIC
Claims (4)
- 液晶パネルと、前記液晶表示パネルの背面側に本体部分が位置し複数のフック部を備えた枠部材と、前記液晶パネルの背面側に配置され複数の発光素子を実装し該発光素子の点灯用回路の少なくとも一部が形成され、かつ液晶用配線部を有する部分が分岐あるいは屈曲し前記枠部材の側面にほぼ沿って立ち上がり更に前記液晶パネルの面と平行に屈曲し前記液晶パネルの端部に設けた駆動電極と接続しているフレキシブルな発光素子基板と、前記液晶パネルと前記発光素子基板との間に介在する、光拡散シート、導光板、反射シート、前記発光素子基板の他の分岐部につながりヒーター抵抗体のパターンが印刷で形成され前記液晶パネルの周縁部に接する枠状部、反射面を有し前記発光素子基板を前記枠部材と共に挟持する内枠、前記フレキシブルな発光素子基板の前記駆動電極との接続部を押圧するゴムブロックより選択された他の部材とより成り、前記液晶パネルの上面と前記他の部材と前記発光素子基板の下面とが前記フック部を備えた枠部材によって一体的に緊定されユニット化されると共に、前記枠部材の一部が前記駆動電極と前記発光素子基板とが接続している部分を上面側から押えていることを特徴とする液晶表示装置。
- 前記他の部材は前記導光板および反射シートより成り、前記発光素子は前記導光板の側面に位置していることを特徴とする請求項1の液晶表示装置。
- 前記他の部材は前記内枠を含み、該内枠と前記枠部材とは、前記発光素子基板の前記発光素子を搭載した主部を前記液晶パネルの面に対して傾斜しあるいは屈曲した関係に挟持していることを特徴とする請求項1の液晶表示装置。
- 前記他の部材は更に前記ゴムブロックを含み、該ゴムブロックと前記内枠とは前記枠部材と共に、前記接続している部分を挟持していることを特徴とする請求項3の液晶表示装置。
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