JP5414250B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特に、複数の点光源素子を平面状に規則的に配列したバックライトを用いた液晶表示装置に関する。

通常、液晶表示装置には、液晶パネルを背面から照明するバックライトが利用されている。バックライトは、種々の発光源が利用可能であるが、主なものに冷陰極管や外部電極蛍光管などの蛍光管、エレクトロルミネッセンスなどの面状光源、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの点状光源が利用されている。

近年では、液晶表示装置の大画面化、省電力化、さらには、バックライトの表示画像に合わせた点灯制御などの要請から、特に、点光源素子である発光ダイオードを平面状に配置するバックライトへのニーズが高まっている。

点光源素子を利用したバックライトは、液晶表示パネルと対向して配置された支持基板上に、複数の点光源素子を規則的に配置して構成されている。このようなバックライトは、液晶表示装置の大画面化が進むに従い、支持基板も同様に大型化が進む。このような、大画面に対応する単一の支持基板は、価格が高い上、取扱いが煩雑であり、支持基板の一部領域に欠陥が生じた場合でも基板全体を交換する必要があり、極めて高コストとなる。

このような問題を解消するため、図１に示すように、点光源素子１が配列される全領域を、複数の小領域ａ_１〜ａ_８に分割し、小領域毎に支持基板ＬＰを設け、各支持基板上に点光源素子である発光ダイオード１を複数配置することが行われている。符号ＣＮは、各支持基板に配置された発光ダイオード１を駆動するための電力等を給電するためのコネクタである。なお、図１中の点線は、発光ダイオード１が連続して配置される様子を省略していることを示している。

このような、分割した支持基板は、大画面の液晶表示装置であっても、比較的サイズの小さな支持基板が利用可能であり、バックライトの一部領域に欠陥が発生しても、該当する支持基板のみを交換することで、簡単に補修することができる。また、図１に示すように、全領域を、等分割した場合においては、各小領域ａ_１〜ａ_８に、同じサイズの支持基板で同じ数や配置のＬＥＤを有する共通のバックライトユニットを利用することもでき、製造コストを大幅に低減することが可能である。

バックライトを複数の支持基板で構成する場合には、図２に示すように、点光源素子を駆動する駆動手段ＤＰから各支持基板ＬＰに、電力を供給するケーブルＣＢを個々に接続する必要がある。このような配線方法では、ケーブルなどの配線本数が多く、また配線の長さも長くなるため、製造コストが増加する原因となる。なお、符号ＣＮは、支持基板に設けられたコネクタであり、ケーブルなどの配線と支持基板内の点光源素子とを電気的に接続するためのものである。

これに対して、図３に示したように、駆動手段ＤＰから支持基板ＬＰ１及びＬＰ２への給電方法として、駆動手段ＤＰからのケーブルＣＢ１の接続は、液晶表示装置の一辺側に並設された支持基板（小領域ａ_１，ａ_３，ａ_５，ａ_７を形成する支持基板。ＬＰ１）のみに対して行う。つまり、ケーブルＣＢ１は、支持基板ＬＰ１に設けられたコネクタＣＮ１のみに接続されている。そして、他の支持基板（小領域ａ_２，ａ_４，ａ_６，ａ_８を形成する支持基板。ＬＰ２）については、ケーブルＣＢ１が接続された支持基板ＬＰ１を介して給電が行われている。つまり、コネクタＣＮ１で導入された電気的接続の一部は、支持基板ＬＰ１に形成された配線（不図示）を利用して、支持基板ＬＰ１の他のコネクタＣＮ２に導かれている。そして、コネクタＣＮ２と、他の支持基板ＬＰ２に設けられたコネクタＣＮ３とをケーブルＣＢ２で接続することにより、支持基板ＬＰ２への給電を可能とする。

特許文献１又は２には、上述したような複数の支持基板に分割して、発光ダイオードを保持する技術が開示されている。
特開２００７−２８８１９４号公報 特開２００７−２９４３８５号公報

しかしながら、特許文献１においては、支持基板間を接続するコネクタ及び配線が基板の表面側（発光ダイオードが配置されている側）に形成されているため、発光ダイオードからの照明光でコネクタや配線の影が発生し、照度ムラなど画質の低下の原因となる。
また、特許文献２には、図４に示すように、支持基板ＬＰ１及びＬＰ２とフレームＦＲとの間に、コネクタＣＮ２及びＣＮ３並びにケーブルＣＢ２を配置することが開示されている。しかしながら、支持基板ＬＰ１（ＬＰ２）とフレームＦＲとの間に、コネクタやケーブルのための隙間を確保する必要があり、バックライトの厚みを薄くすることが困難となる。また、支持基板とフレームとが離間するため、発光ダイオードなどで発生する熱をフレームに放出するため、放熱板ＨＳを支持基板とフレームとの間に別途配置する必要があり、部品点数の増加など製造コストの増加の原因ともなる。

本発明が解決しようとする課題は、上述したような問題を解決し、点光源素子が配列される全領域が複数の小領域に分割され、各小領域毎に対応する支持基板に点光源素子を配置する場合でも、配線ケーブルの長さの増加を抑制し、バックライトの厚みを増加させず、さらに製造コストの増加を抑制した液晶表示装置を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有している。

（１） 液晶表示パネルと、この液晶表示パネルの背面に配置されるバックライトとを有する液晶表示装置において、
該バックライトは、該液晶表示パネルと対向する平面内に配列した複数の点光源素子と、該点光源素子が配列される全領域が複数の小領域に分割され、小領域毎に点光源素子を支持する支持基板と、該支持基板を収容するフレーム部材と、該点光源素子を駆動制御する駆動手段を有し、
該支持手段は、該駆動手段とケーブルで接続された第１の支持手段と、当該第１の支持手段を介して該駆動手段から給電を受ける第２の支持手段を有し、
該駆動手段と該第１の支持基板とを直接接続する直接ケーブルと、該第１の支持手段と該第２の支持手段を接続する間接ケーブルとを有し、
該第１及び第２の支持手段は、該間接ケーブルを接続するためのコネクタを有し、
該間接ケーブルと該コネクタは、該第１及び第２の支持基板の該フレーム部材側に配置され、該フレーム部材には、該間接ケーブル及び該コネクタに対応した開口部が形成されていることを特徴とする。

（２） 上記（１）に記載の液晶表示装置において、該第１及び第２の支持基板が、該フレーム部材に当接するよう配置されていることを特徴とする。

（３） 上記（１）に記載の液晶表示装置において、該直接ケーブルが接続される第１の支持基板は、該液晶表示装置の一辺側のみに沿って配置されていることを特徴する。

（４） 上記（１）に記載の液晶表示装置において、該開口部は、遮光テープによって、封止されていることを特徴とする。

（５） 液晶表示パネルと、この液晶表示パネルの背面に配置されるバックライトとを有する液晶表示装置において、
該バックライトは、該液晶表示パネルと対向する平面内に配列した複数の点光源素子と、該点光源素子が配列される全領域が複数の小領域に分割され、小領域毎に点光源素子を支持する支持基板と、該支持基板を収容するフレーム部材と、該点光源素子を駆動制御する駆動手段を有し、
該支持手段は、該駆動手段とケーブルで接続された第１の支持手段と、当該第１の支持手段を介して該駆動手段から給電を受ける第２の支持手段を有し、
該駆動手段と該第１の支持基板とを直接接続する直接ケーブルと、該第１の支持手段と該第２の支持手段を接続する間接ケーブルとを有し、
該第１及び第２の支持手段は、該間接ケーブルを接続するためのコネクタを有し、
該間接ケーブルと該コネクタは、該第１及び第２の支持基板の該フレーム部材側に配置され、該フレーム部材には、該間接ケーブル及び該コネクタに対応した凹部が形成されていることを特徴とする。

（６） 上記（５）に記載の液晶表示装置において、該第１及び第２の支持基板が、該フレーム部材に当接するよう配置されていることを特徴とする。

（７） 上記（５）に記載の液晶表示装置において、該直接ケーブルが接続される第１の支持基板は、該液晶表示装置の一辺側のみに沿って配置されていることを特徴する。

上記（１）又は（５）に記載した液晶表示装置では、特に、点光源素子を駆動制御する駆動手段と各点光源素子との電気的接続において、該駆動手段と第１の支持基板とを直接接続する直接ケーブルと、該駆動手段から第１の支持基板を介して給電するために、第１の支持基板と第２の支持基板とを接続する間接ケーブルとを利用しているため、配線ケーブルの長さの増加を抑制することが可能となる。しかも、該間接ケーブル及び該間接ケーブルに接続され各支持基板に設けられたコネクタは、支持基板のフレーム部材側に配置されているため、点光源素子からの照明光で影を生じることもなく、画質の劣化を抑制できる。そして、フレーム部材には、これら間接ケーブル及びコネクタに対応して開口部又は凹部が形成されているため、支持基板をフレーム部材に密着配置させることが可能となり、バックライトの厚みを増加させず、さらに、放熱板等の補助手段を不要とするなど、製造コストの増加も抑制できる。

上記（２）又は（６）により、支持基板が、フレーム部材に当接するよう配置されているため、バックライトの厚みをより薄く構成でき、かつ、支持基板の放熱効果をより促進させることが可能となる。

上記（３）又は（７）により、直接ケーブルが接続される第１の支持基板は、該液晶表示装置の一辺側のみに沿って配置されているため、駆動手段も該一辺側に近接して配置でき、駆動手段から支持基板までの直接ケーブルの長さをより短く構成することも可能となる。しかも、直接ケーブルの接続部であるコネクタが液晶表示装置の一辺側に集中しているため、ケーブルのコネクタへの接続作業を効率良く行うことができる。さらに、間接ケーブルについては、上記（１）の構成のように、フレーム部材に開口部を設けることにより、バックライトの裏面側（フレーム部材側）からでも、該間接ケーブルのコネクタへの接続が可能となり、製造工程が極めて容易なものとなる。

上記（４）により、フレーム部材に開口部が遮光テープによって封止されているため、バックライト内部への外部光の侵入や内部光の漏出などを防ぐことが可能となる。

以下、本発明の構成について、好適例を用いて詳細に説明する。

図７は、本発明が適用される液晶表示装置の概略構成図である。液晶表示パネルＰＮＬは観察者側に配置され、該液晶表示パネルＰＮＬの後方にシートＯＳ、及びバックライトＢＬが順次配置されている。

液晶表示パネルＰＮＬは、一対の平行配置された、例えば、ガラスからなる基板ＳＵＢ１、ＳＵＢ２を有し、これら各基板ＳＵＢ１、ＳＵＢ２の間に液晶が挟持される。基板ＳＵＢ１、ＳＵＢ２の液晶側の面には、マトリックス状に配置された画素（図示せず）が該液晶を一構成要素として形成され、これら画素毎にその光透過率を制御できる。これら各画素が形成された領域を表示領域ＡＲ（図中一点鎖線枠で囲まれた領域）とし、この表示領域ＡＲにおいて、バックライトＢＬからの光を通して観察者に画像を認識させる。

基板ＳＵＢ１は、例えば、図中左側辺及び上側辺において基板ＳＵＢ２から露出された部分を有し、これらの部分において、複数のフレキシブル基板ＦＢの一辺側が接続されている。これらフレキシブル基板ＦＢには、前記各画素を独立に駆動させるための映像信号駆動回路Ｈｅ及び走査信号駆動回路Ｖが形成されている。

図中ｘ方向に並設されるフレキシブル基板ＦＢには、映像信号駆動回路Ｈｅが形成される。この映像信号駆動回路Ｈｅが形成されたフレキシブル基板ＦＢは、基板ＳＵＢ１と接続された一辺側と対向する他の辺側にプリント基板ＰＣＢ１、ＰＣＢ２が接続され、プリント基板ＰＣＢ１、ＰＣＢ２を介して図示しない制御回路から映像信号が入力される。また、図中ｙ方向に並設されるフレキシブル基板ＦＢには、走査信号駆動回路Ｖが形成される。この走査信号駆動回路Ｖが形成されたフレキシブル基板ＦＢは、表示制御回路（図示せず）からの入力信号がプリント基板ＰＣＢ１と基板ＳＵＢ１の表面に形成された配線（図示せず）を介して入力されるようになっており、前記映像信号駆動回路Ｈｅが載置されたフレキシブル基板ＦＢのように、プリント基板ＰＣＢ１、ＰＣＢ２に相当する他の基板は、特に、接続されていない。

液晶表示パネルＰＮＬの背面には、例えば、拡散シート、プリズムシート、あるいはこれらの積層体からなる光学シートＯＳを介してバックライトＢＬが配置されている。光学シートＯＳは、バックライトＢＬからの光を拡散、あるいは集光させたりして液晶表示パネルＰＮＬに導くようになっている。

バックライトＢＬは、液晶表示パネルＰＮＬの少なくとも表示領域ＡＲと対向して配置される支持基板ＬＰの表面に、複数の点光源素子となる発光ダイオード１がマトリックス状に配置されることによって形成されている。

本発明のバックライトＢＬにおける支持基板は、図１に示されるように、複数の小領域ａ_１〜ａ_８に分割されている。ただし、点光源素子を駆動する駆動素子ＤＰからのケーブル（「直接ケーブル」という。）は、図３に示すように、液晶表示装置の一辺側のみに沿って配置された第１の支持基板ＬＰ１（小領域ａ_１，ａ_３，ａ_５，ａ_７を形成する支持基板）に接続されている。本発明の液晶表示装置に用いるケーブルは、各種ケーブル類が利用可能であるが、より好ましくはフレキシブル・フラット・ケーブル（ＦＦＣ）が好適に用いられる。

第１の支持基板ＬＰ１と第２の支持基板ＬＰ２（小領域ａ_２，ａ_４，ａ_６，ａ_８を形成する支持基板）との電気的接続は、各支持基板に形成されたコネクタＣＮ２とＣＮ３との間を、ケーブルＣＢ３（「間接ケーブル」という。）により接続することで行われている。

本発明の液晶表示装置では、図５又は６に示すように、間接ケーブルＣＢ２と該間接ケーブルに接続され各支持基板に設けられたコネクタＣＮ２及びＣＮ３とは、支持基板の該フレーム部材ＦＲ側に配置され、該フレーム部材ＦＲには、該間接ケーブル及び該コネクタに対応して開口部２（図５参照）又は凹部３（図６参照）が形成されている。

フレーム部材ＦＲに該開口部２や該凹部３を設けることにより、コネクタＣＮ２，ＣＮ３やケーブルＣＢ２を支持基板の裏面側（フレーム部材側）に設けても、支持基板ＬＰ１，ＬＰ２とフレーム部材ＦＲとを密着させることができ、バックライトの厚みを薄く構成できると共に、支持基板上で発生する点光源素子の熱を、フレーム部材ＦＲに効率良く伝達し、放熱することが可能となる。

さらに、図５のように開口部２を設けることで、バックライトの裏面側からコネクタＣＮ２，ＣＮ３やケーブルＣＢ２を支持基板ＬＰ１，ＬＰ２に取り付けることも可能となり、製造工程の作業性をより改善することも可能となる。

また、開口部２からの漏れ光や、外部光のバックライト内部への侵入が問題となる場合には、コネクタやケーブルを結線した後に、遮光テープ（不図示）などで開口部２を塞ぐよう構成することも可能である。

以上説明したように、本発明によれば、点光源素子が配列される全領域が複数の小領域に分割され、各小領域毎に対応する支持基板に点光源素子を配置する場合でも、配線ケーブルの長さの増加を抑制し、バックライトの厚みを増加させず、さらに製造コストの増加を抑制した液晶表示装置を提供することが可能となる。

点光源素子が配列される全領域を複数の小領域に分割した場合のバックライトの様子を説明する図である。 図１のバックライトの配線の一例を示す図である。 バックライトの配線の他の例を示す図である。 支持基板とフレーム部材との間に配線を設けた従来例を示す図である。 本発明に係る液晶表示装置に用いられるバックライトの構成の一例を示す図である。 本発明に係る液晶表示装置に用いられるバックライトの構成の他の例を示す図である。 本発明に係る液晶表示装置の概略構成図である。

符号の説明

１ 点光源素子
２ 開口部
３ 凹部
ＰＮＬ 液晶表示パネル
ＯＳ 光学シート
ＢＬ バックライト
ＦＢ フレキシブル基板
Ｈｅ 映像信号駆動回路
Ｖ 走査信号駆動回路
ＳＵＢ１，ＳＵＢ２ 基板
ＰＣＢ１，ＰＣＢ２ プリント基板
ＡＲ 表示領域
ＣＢ，ＣＢ１〜２ ケーブル
ＣＮ，ＣＮ１〜３ コネクタ
ＬＰ，ＬＰ１〜２ 支持基板

Claims (3)

1. 液晶表示パネルと、この液晶表示パネルの背面に配置されるバックライトとを有する液晶表示装置において、
   該バックライトは、該液晶表示パネルと対向する平面内に配列した複数の点光源素子と、該点光源素子が配列される全領域が複数の小領域に分割され、小領域毎に点光源素子を支持する支持基板と、該支持基板を収容するフレーム部材と、該点光源素子を駆動制御する駆動手段を有し、
   該支持基板は、該駆動手段とケーブルで接続された第１の支持基板と、当該第１の支持基板を介して該駆動手段から給電を受ける第２の支持基板を有し、
   該駆動手段と該第１の支持基板とを直接接続する直接ケーブルと、該第１の支持基板と該第２の支持基板を接続する間接ケーブルとを有し、
   該第１及び第２の支持基板は、該間接ケーブルを接続するためのコネクタを有し、
   該間接ケーブルと該コネクタは、該第１及び第２の支持基板の該フレーム部材側に配置され、該フレーム部材には、該間接ケーブル及び該コネクタに対応した凹部が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 請求項１に記載の液晶表示装置において、該第１及び第２の支持基板が、該フレーム部材に当接するよう配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
3. 請求項１に記載の液晶表示装置において、該直接ケーブルが接続される第１の支持基板は、該液晶表示装置の一辺側のみに沿って配置されていることを特徴する液晶表示装置。

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