液晶表示装置
【課題】 発光ダイオードを光源として用いる液晶表示装置において、発光ダイオードの放熱を考慮し、基板面積が増加しても効率的に収納可能な光源とする。
【解決手段】 発光ダイオードを柔軟な基板上に配置し配線基板を形成する、配線基板は導光板入光面よりも面積大に形成され、導光板入光面に対向するように配置する。導光板と配線基板を収納ケース内部に収納し、配線基板にスリットを設け折り曲げ可能として、配線基板を収納ケースに折り曲げて収納する。配線基板は折り曲げて収納されることで収納ケースとの接触面積が増加し、放熱効果が増大する。
【解決手段】 発光ダイオードを柔軟な基板上に配置し配線基板を形成する、配線基板は導光板入光面よりも面積大に形成され、導光板入光面に対向するように配置する。導光板と配線基板を収納ケース内部に収納し、配線基板にスリットを設け折り曲げ可能として、配線基板を収納ケースに折り曲げて収納する。配線基板は折り曲げて収納されることで収納ケースとの接触面積が増加し、放熱効果が増大する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非自発光型の表示装置の光源に関し、特にＬＥＤ（発光ダイオード）を光源として用いたバックライトを有する液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、表示装置として液晶表示装置が多用されている。特に液晶表示装置は、薄型、軽量、省電力であることから携帯用機器の表示部として用いられている。
【０００３】
しかしながら液晶表示装置は、自発光型でないために照明手段を必要とする。一般に液晶表示装置の照明装置には、バックライトと呼ばれる面状照明装置が普及している。従来バックライトの発光素子（光源とも呼ぶ）には冷陰極放電管が用いられているが、近年、ＬＥＤを用いたものも携帯用機器にて利用されている。
【０００４】
ＬＥＤを光源として用いる液晶表示装置は、例えば下記「特許文献１」などにより提案されている。また、ＬＥＤを用いた導光板を有するバックライトの構成に関しては下記「特許文献２」にも記載がある。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６４−８８４２６号公報
【特許文献２】特開２００５−０７７７５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＬＥＤを多数使用し、高輝度化しようとすると動作温度が上昇して、発光効率が低下するという問題が生じる。そのため、回路基板に金属板等を用いて放熱に考慮した構成とすることが試みられることになる。ただし、金属板は柔軟に変形しないため実装形態が制限される。
【０００７】
また、より高輝度の液晶表示装置を実現しようとすると、発光素子の数が増加するが、それにともない、発光素子に電圧を供給する配線の数も増加し、配線を形成する回路基板の面積も増加することとなる。
【０００８】
本発明は、このような事情に基づいてなされたもので、その目的は、多数の発光素子を備えたバックライトを有する液晶表示装置において、回路基板の面積が増加しても、信頼性が高く、効率良く回路基板を収納可能なバックライトを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
液晶パネルと、液晶パネルに光を照射するバックライトと、バックライトに設けられた複数の発光素子と、発光素子が配置される回路基板と、発光素子の光が入射する導光板と、回路基板および導光板とを収納する収納ケースとを有し、回路基板にはスリットを設けて折り曲げ可能とし、収納ケースの側壁に沿って回路基板を折り曲げ、側壁の表面と裏面とに回路基板が接触可能とする。
【００１０】
本願発明は、液晶表示装置において、バックライトの放熱に考慮し、ＬＥＤを発光素子として用いたバックライトにおいて、面積が増加した回路基板を効率良く収納可能なことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本願発明によれば、ＬＥＤを発光素子として用いる液晶表示装置において、信頼性の高いＬＥＤ光源を得ることが可能となる。また、ＬＥＤ光源を効率良く収納することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
液晶パネルと、液晶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、バックライトは、導光板と、導光板の一辺に沿って形成された板状光源部と、導光板と板状光源部とを収納する収納ケースとを有し、導光板は板状光源部からの光が入射する入射面と、光が出射する出射面と、出射面に対向する底面とを有し、出射面と底面との間は一定の厚さを有し、板状光源部は発光素子が搭載された光出射面を有し、光出射面を導光板の入射面に対向させて配置する。
【００１３】
板状光源部の導光板厚さ方向の幅は、導光板の厚さよりも厚く形成され、導光板の厚さより幅が広い板状光源部を収納するよう、板状光源部を折り曲げる。また板状光源部には折り曲げ可能なように、スリットが設けられる。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明による液晶表示装置１００を示す平面図である。液晶表示装置１００は液晶パネル１と、面状の光源装置として機能するバックライト１１０と、制御回路８０とで構成される。制御回路８０からは液晶パネル１の表示に必要な信号及び、電源電圧が供給される。制御回路８０はフレキシブル基板7０に搭載されており、配線7１、端子7５を介して信号が液晶パネル１に伝達される。また、バックライト１１０にも必要な電圧が配線１７３を介して供給される。
【００１５】
バックライト１１０は、導光板１２０と光源１３０と収納ケース１８０とから構成されている。バックライト１１０は液晶パネル１に光を照射する目的で設けられる。液晶パネル１ではバックライト１１０から照射された光の透過量または反射量を制御して表示を行う。なお、バックライト１１０は観察者に対して液晶パネル１の裏面側または前面側に重ねて設けられるが、図１では解り易くするために、液晶パネル１と並べて表示している。バックライト１１０の詳細については後述する。
【００１６】
液晶パネル１の画素部８には画素電極１２が設けられている。なお、液晶パネル１は多数の画素部８をマトリクス状に備えているが、図が煩雑になることを避けて、図１では画素部８を１つだけ図示している。マトリクス状に配置された画素部８は表示領域９を形成し、各画素部８が表示画像の画素の役割をはたし、表示領域９に画像を表示する。
【００１７】
液晶パネル１には、図中ｘ方向に延在しｙ方向に並設されるゲート信号線（走査線とも呼ぶ）２１と、ｙ方向に延在しｘ方向に並設されるドレイン信号線（映像信号線とも呼ぶ）２２とが設けられており、ゲート信号線２１とドレイン信号線２２とで囲まれる領域に画素部８が形成されている。
【００１８】
画素部８にはスイッチング素子１０が設けられている。ゲート信号線２１からは制御信号が供給され、スイッチング素子１０のオン・オフが制御される。スイッチング素子１０がオン状態となることで、ドレイン信号線２２を介して伝送された映像信号が画素電極１２に供給される。
【００１９】
ドレイン信号線２２は駆動回路５に接続されており、駆動回路５から映像信号が出力する。ゲート信号線２１は駆動回路６に接続されており、駆動回路６からは制御信号が出力する。なお、ゲート信号線２１、ドレイン信号線２２及び、駆動回路５及び駆動回路６とは同じＴＦＴ基板２上に形成されている。
【００２０】
次に図２に発光素子であるＬＥＤ１５０の概略図を示す。図２（ａ）は概略断面図、図２（ｂ）は光出射側正面図を示す。
【００２１】
ＬＥＤ１５０は発光部であるＬＥＤチップ１５１を有している。ＬＥＤチップ１５１はチップ搭載部１５４に搭載されている。ＬＥＤチップ１５１はｐｎ接合を有し、ｐｎ接合に電圧を印加すると特定の波長の光が出射する。ｐｎ接合を形成するｐ型半導体層にはｐ電極（アノード）１５８と、ｎ型半導体層にはｎ電極（カソード）１５９とがそれぞれ設けられる。
【００２２】
各ｐ電極１５８と、ｎ電極１５９にはワイヤ１５２が接続されている。ワイヤ１５２はＬＥＤ１５０を外部と接続するために設けられたチップ端子１５３とｐ電極１５８及びｎ電極１５９とを電気的に接続する。
【００２３】
ＬＥＤチップ１５１の出射面側には、蛍光発光部１５６が設けられる場合もある。蛍光発光部１５６はＬＥＤチップ１５１から発光する光の波長を変換する機能を有している。符号１５５はコーン状反射面で横方向に進む光を出射面側に反射させる。
【００２４】
ＬＥＤチップ１５１の裏面側には、チップ搭載部１５４、コーン状反射面１５５、チップ端子１５３等を固定・保持するようにチップ基板１５７が設けられている。
【００２５】
チップ端子１５３はチップ基板１５７の裏面で外部配線等と接続する。そのため、チップ端子１５３はチップ基板１５７の出射面側から側面を経て裏面側にまで延伸している。チップ端子１５３と、チップ搭載部１５４とを光反射率の高い金属で形成した場合に、チップ搭載部１５４を光反射面として利用することが可能である。また、チップ端子１５３と、チップ搭載部１５４と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１５１で発生した熱をチップ基板１５７の裏面側に放熱することが可能である。
【００２６】
次に、図３を用いてＬＥＤ１５０が搭載される配線基板１６０について説明する。図３（ａ）は配線基板１６０にＬＥＤ１５０を搭載した様子を示す概略断面図である。図３（ｂ）はＬＥＤ１５０が搭載される部分の概略正面図である。
【００２７】
配線基板１６０は柔軟性を有する基材１６２に銅箔等の導電層で配線１６３を形成している。配線１６３の上には絶縁層１６４がもうけられ、導電層上に形成される絶縁層１６４の開口部により接続用のパッド１６５が形成される。
【００２８】
配線基板１６０の基材を熱伝導性の良いものとすることで、チップ基板１５７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。放熱の効率を上げるためには絶縁層１６４はショートやリークの問題が生じない程度に薄いことが望ましい。本実施例では絶縁層１６４の厚さは０．１２ｍｍで熱伝導率は６．５Ｗ／ｍ・Ｋの絶縁層を使用した。
【００２９】
配線の端部に形成された接続用のパッド１６５には、ＬＥＤ１５０のチップ端子１５３が電気的に接続される。前述したように配線基板１６０の表面には絶縁層１６４が塗布されており、配線が搭載基板１６０の表面側で他の構成物とショートすることを防止し、パッド１６５間の絶縁を保っている。パッド１６５には半田ペースト等が印刷塗布されリフロー工程等により、ＬＥＤ１５０が配線基板１６０上に実装される。
【００３０】
半田リフロー工程を用いる理由から絶縁層１６４は半田と親和性が低い部材が選ばれるが、配線基板１６０の表面に形成されることから、無彩色のものが好ましい。特に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。反射率が高い材料としては酸化チタン等が適している。なお、１６７はカソード（またはアノード）の位置を示すマークである。視認性を高めるため絶縁層１６４に使用した色とは異なる色が用いられる。
【００３１】
次に図４を用いて、ＬＥＤ１５０を配線基板１６０上に線状に搭載し板状光源部１３０を形成した様子を示す。図４（ａ）は概略正面図であり、図４（ｂ）は概略断面図で、図４（ｃ）は概略斜視図である。
【００３２】
図４ではＬＥＤ１５０は配線基板１６０上に６個並べて線状光源となるように配置されている。ＬＥＤ１５０はダイオードとしての特性からｐｎ接合間で一定の電圧差が生じる。このｐｎ接合間の電圧差は製造プロセスによりばらつく、そのため、最適な電圧がｐｎ接合に印加されるように調整されるが、ｎ個のＬＥＤ１５０を並列に接続するとｎ個の調整回路が必要となり、調整のために製造費用が増加するという問題が生じる。
【００３３】
図４では３個毎に直列につないで、３個毎に電圧を調整している。電源電圧に車載用途の１２Ｖを使用し、各ＬＥＤ１５０で生じる電位差が４Ｖ程度の場合は３個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と、平均的なＬＥＤ１５０で生じる電位差Ｖｄと、個数ｎとの関係を、Ｖ＞＝ｎ×Ｖｄとすると効率が良い。なお、各ＬＥＤ１５０で生じる電位差が３Ｖ程度で、電源電圧が１２Ｖの場合は４個直列に接続すると効率的である。また、ｎ個直列に接続したＬＥＤ１５０の最後のＬＥＤ１５０と接地電位の間に抵抗１７２を挿入して調整を行う場合は、直列接続毎に配線が電圧供給用１７４とリターン用１７５の２本必要となる。本実施例では配線が４本となり、それぞれの配線は外部接続配線１７３に接続している。
【００３４】
図４（ｃ）に示すように、配線１７４、１７５は配線基板１６０上に設けられるが、ＬＥＤ１５０の数が増加すると配線１７４、１７５を設ける面積も増加することになる。図中ＬＥＤ１５０の上側には配線部が設けられ、配線部にはＬＥＤ１５０の数に従って配線１７４、１７５が設けられている。また、回路に必要な抵抗や容量等の電気素子も配線基板１６０上に設けられている。
【００３５】
そのため、配線基板１６０の面積が増大する傾向にある。ただし、配線基板１６０を形成するスペースは限られており、配線基板１６０の面積の増大はバックライトを小型化する点より問題となっていた。
【００３６】
配線基板１６０の面積が増大する問題を解決するために、配線基板１６０にはスリット１６８が設けられている。配線基板１６０はスリット１６８を設けることで、スリット１６８を折り目にして折り曲げ可能となっている。そのため、配線基板１６０の幅Ｗが導光板の入射面の厚さＤよりも大きくなったとしても、折り曲げることで入射面に対向する面の幅を入射面の厚さ以下とすることが可能となる。
【００３７】
次に図５を用いて導光板１２０と配線基板１６０を収納する収納ケース１８０について説明する。収納ケース１８０は金属等を箱型に形成し、導光板１２０を上下から挟み込み収納した形状をしている。
【００３８】
導光板１２０は出光面１２１と底面１２２を有し、配線基板１６０に対向するように入光面１２３が設けられている。ＬＥＤ１５０（図示せず）から出射した光は、入光面１２３から導光板１２０内に入射する。出光面１２１と底面１２２とは一定の間隔を有しており、出光面１２１と底面１２２と間で全反射を繰り返して、導光板１２０内を光は伝播する。
【００３９】
１８１は上側ケースで出光用の開口１８３が設けられている。開口１８３は導光板１２０から出射した光を液晶パネルに照射するよう開けられている。導光板１２０内を伝播する光の一部は、出光面１２１に対して出光可能な角度とされ、出光可能な角度となった光は出光面１２１から出射する。出光面１２１から出射した光は、開口１８３を経て液晶パネルに照射される。符号１８４は係止部で、上側ケース１８１と下側ケース１８２とは係止部１８４と係止部１８５により固定される。
【００４０】
１８２は下側ケースで配線基板１６０と導光板１２０の収納部１８７を有している。また、下側ケース１８２は導光板１２０の厚さＤと同等な高さを有する側壁２８１、２８２、２８３、２８４を有している。図５では、配線基板１６０の幅Ｗが導光板１２０の厚さＤよりも大きいため、収納部１８６から配線基板１６０がはみ出している。
【００４１】
なお、下側ケース１８２の側壁２８４と導光板１２０の間にはクッション材１９０が設けられていて、振動等による導光板１２０の移動や破壊を防止している。
【００４２】
次に図６に配線基板１６０を折り曲げて収納する様子を示す。図６では、配線基板１６０の下側にＬＥＤ１５０が設けられ、導光板１２０の入光面１２３とＬＥＤ１５０が対向して配置されている。ＬＥＤ１５０の幅は入光面１２３と同等か大きいため、ＬＥＤ１５０が搭載される光出射部２６１が入光面１２３と対向し、さらに配線が形成される配線部２６２は入光面１２３からはずれて形成され、配線基板１６０の幅は入光面１２３より大きくなっている。
【００４３】
そのため、配線基板１６０は光出射部２６１と配線部２６２とが重なるように折り曲げられ、幅Ｗ２の上側ケース１８１と下側ケース１８２との間に収納されている。また、放熱のために折り曲げられた配線基板１６０の一部は下側ケース１８２の側壁２８１に接触している。
【００４４】
ただし、ＬＥＤ１５０と下側ケース１８２の側壁２８１との間は離れており、ＬＥＤ１５０で発生した熱が側壁２８１に伝導され難く、ＬＥＤ１５０の裏面部分の温度が上昇するという問題が発生した。なお、符号１１５は反射シートで導光板１２０から出射した光を開口１８３側に反射させている。
【００４５】
前述した図２に示すように、ＬＥＤ１５０はｐｎ接合に電圧を印加することで光を出射するが、発光時にｐｎ接合部は高温となる。また、ＬＥＤ１５０の熱抵抗は個々の素子の構造により固有の値となる。そのため、ＬＥＤ１５０が搭載される配線基板１６０の絶縁層１６４の温度を基準とすると、ｐｎ接合部の温度（以下ジャンクション温度Ｔｊ）は絶縁層１６４の温度に一定の値を足した温度と考えることができる。
【００４６】
例えば、ＬＥＤ１５０のｐｎ接合と絶縁層１６４との間の熱抵抗を４５℃／Ｗとした場合に、ＬＥＤ１５０に０．５Ｗ供給し、絶縁層１６４の温度をＴｓとすると、ジャンクション温度ＴｊはＴｊ＝Ｔｓ＋２２．５℃となる。
【００４７】
ｐｎ接合と絶縁層１６４との間には固有の熱抵抗が存在することを考慮すると、配線基板１６０からの放熱が上手くいかず、絶縁層１６４の温度が上昇するとジャンクション温度Ｔｊも上昇すると考えられる。ＬＥＤ１５０の動作時にジャンクション温度Ｔｊが高温となると、ＬＥＤ１５０の寿命に悪影響を与えて製品の信頼性を低下させる。
【００４８】
よって、配線基板１６０はできるだけ放熱効果の高い構成とすることが好ましい。そこで、配線基板１６０を折り曲げても、ＬＥＤ１５０と下側ケース１８２の間隔が短く、さらに下側ケース１８２と配線基板１６０との接触面積を大きくすることとした。
【００４９】
図７に折り曲げた配線基板１６０を下側ケース１８２の側壁２８１の表裏に接触させる構成を示す。配線基板１６０を折り曲げて側壁２８１の上端を乗越えるように配置している。ＬＥＤ１５０の裏面部の配線基板１６０も側壁２８１の一方の面に接触しておりＬＥＤ１５０と下側ケース１８２とを近接して設けることが可能である。
【００５０】
また、配線基板１６０を折り曲げることで、側壁２８１の一方の面に光出射部２６１が接触し、他方の面にも配線部２６２が接触しており、配線基板１６０は側壁２８１の表裏２面に接触しており、下側ケース１８２と配線基板１６０との接触面積も増加している。なお、配線基板１６０は側壁２８１の上端を乗越えるように折り曲がっているので、スリット１６８は側壁２８１の上端近傍に位置することとなる。
【００５１】
次に図８を用いて、配線基板１６０の下側を折り曲げる構成を示す。図８ではＬＥＤ１５０は配線基板１６０の上側に配置され、下側の配線部２６２は下側ケース１８２に沿って９０度折り曲げられている。下側ケース１８２は折り曲げられた配線基板１６０を収納するために、下側に厚さが膨らんだ配線基板収納部１８６を有している。
【００５２】
そのため、下側ケース１８２は側壁２８１側の幅Ｗ３が収納部１８７の幅Ｗ１よりも大きくなっている。なお、配線基板１６０には折り曲げ易いようにスリット１８６が設けられている。また、配線基板収納部１８６に抵抗器１７２等の回路素子を収納することも可能である。図８に示すような構成では、配線基板１６０を１８０度近くまで折り曲げる必要がないため、折り曲げ難い厚めの配線基板１６０に適している。
【００５３】
回路基板１６０の導光板１２０側表面には図３で示したように絶縁層１６４が設けられているが、回路基板１６０は導光板１２０の底面に沿って設けられるため、絶縁層１６４に白色等の反射率の高い材料を含めると、導光板１２０から出射した光を絶縁層１６４で反射させて再度導光板１２０にもどすことが可能である。
【００５４】
次に図９を用いて、配線基板１６０の上側を折り曲げる構成を示す。図９では上側ケース１８１の側壁の幅Ｗ５を大きくすることで、折り曲げた回路基板１６０を収納可能としている。上側を折り曲げた回路基板１６０も絶縁層１６４に白色等の反射率の高い材料を含めると、導光板１２０から出射した光を絶縁層１６４で反射させて再度導光板１２０にもどすことが可能である。
【００５５】
次に図１０に導光板１２０の固定方法について示す。導光板１２０の入光面１２３とＬＥＤ１５０との距離が変動すると、入射する光量（入光率）が変動するといった問題が生じる。そのため、振動等により入光面１２３とＬＥＤ１５０との距離が容易に変動しないようにする必要がある。よって、下側ケース１８２には固定用突起２９４が形成されている。固定用突起２９４は導光板１２０に設けられた凹部２９２に嵌め合わされて導光板１２０を固定する。
【００５６】
導光板１２０は固定用突起２９４により下側ケース１８２に固定されているので、ＬＥＤ１５０と入射面１２３とはほとんど接触しそうな距離で配置することが可能となる。しかしながら、従来では入光面１２３とＬＥＤ１５０とが接触しても問題が無かったが、導光板１２０の面積が大きくなると、熱膨張による収縮や自重によりＬＥＤ１５０が破損したり、導光板１２０が変形するという問題が生じることを見出した。
【００５７】
なお、信頼性を向上させるため入射面１２３とＬＥＤ１５０との距離を広くとると入光率が低下するといった問題が生じる。
【００５８】
そのため、入光面１２３の両端に突出部１２４を形成し、突出部１２４と回路基板１６０との間にクッション材１９０を挟み込む構成とした。また、導光板１２０の各側面と収納ケース１８０との間にもクッション材１９０が設けてある。
【００５９】
図１０に示す拡大図では、導光板１２０の突出部１２４近傍を図示している。突出部１２４の回路基板１６０側にはクッション材１９０が設けられている。クッション材１９０により突出部１２４による回路基板１６０の破損が防止可能となる。また、突出部１２４により入光面１２３とＬＥＤ１５０との距離が一定に保たれる。なお、クッション材１９０の色を反射率の高い白色か白色に近いものを選ぶと、ＬＥＤ１５０の光が漏れることを防止することが可能である。
【００６０】
次に図１１に、樹脂製の固定部材を下側ケース１８２に設けた構成を示す。下側ケース１８２の第１の側壁２８１には回路基板１６０が折り曲げられて貼り付けられる。また、第２の側壁２８２と第３の側壁２８３には、取付部２９６が設けられ、固定用樹脂部材２９５が取り付け可能となっている。
【００６１】
なお、図１１では回路基板１６０を折り曲げる前の形状で示している。また、解り易くするために、固定用樹脂部材２９５は取付部２９６から取り外した状態を示している。
【００６２】
図１１では下側ケース１８２に固定用樹脂部材２９５が取り付けられる構造となっており、導光板１２０には固定用凹部２９２または固定用凹凸部２９７が形成されており、この固定用凹部２９２または固定用凹凸部２９７に固定用樹脂部材２９５が嵌め合わされ、導光板１２０が下側ケース１８２に固定される。
【００６３】
導光板１２０と固定用樹脂部材２９５との間で硬さに差がないため、固定用樹脂部材２９５から導光板１２０に対し力が加わっても、固定用樹脂部材２９５により導光板１２０が容易に傷つくことない。
【００６４】
なお、符号２９８は制御回路基板保持部で、収納部１８７の裏側に液晶表示装置の制御回路基板を保持固定することが可能となっている。
【００６５】
前述したように、導光板１２０の入光面１２３とＬＥＤ１５０との距離が変動すると、入射する光量（入光率）が変動するといった問題が生じる。そのため、熱膨張、振動等により入光面１２３とＬＥＤ１５０との距離が容易に変動しないようにする必要がある。そのため、固定用樹脂部材２９５は導光板１２０がＬＥＤ１５０に向かって移動しないように設けられる。
【００６６】
すなわち、第１の側壁２８１に回路基板１６０を折り曲げて貼り付けたことで、下側ケース１８２と回路基板１６０とを一体に形成することができ、放熱効率を向上させることが可能となるが、下側ケース１８２と回路基板１６０とが一体となったために、下側ケース１８２と導光板１２０との位置が変動すると、回路基板１６０と導光板１２０との距離が変動して光学的品質を低下させるといった問題が生じることになる。
【００６７】
図１１では、固定用樹脂部材２９５は、第１の側壁２８１に交差するように形成されている第２の側壁２８２または第３の側壁２８３に取り付けられている。そのため、固定用樹脂部材２９５により導光板１２０が第１の側壁２８１側に移動することが規制される。
【００６８】
次に、図１２に固定用樹脂部材２９５を第２の側面２８２に取り付けた様子を示す。固定用樹脂部材２９５には溝２７３が設けられており、第２の側壁２８２の一部が嵌め込まれている。また、他方の端部にも溝２７４が設けられ第２の側壁２８２の一部が嵌め込まれている。この溝２７４は端部途中で止まっており、溝２７３とは異なる形状をしている。溝２７３と溝２７４の形状が異なる理由は、取付方向を間違えないためである。
【００６９】
取付部２９６に固定された固定用樹脂部材２９５に対して、導光板１２０には固定用保持部材２９５に嵌め込まれるように、固定用凹凸部２９７が形成されている。この固定用凹凸部２９７が固定用保持部材２９５に嵌め込まれることで、導光板１２０は下側ケース１８２に対して固定される。
【００７０】
取付部２９６の外側には保持板２７２が設けられ、固定用樹脂部材２９５が外側に移動することを規制するとともに、固定用樹脂部材２９５を保護する役割も有している。
【００７１】
固定用樹脂部材２９５の上面には、光学シート保持用溝２７６が設けられており、導光板１２０の上に設けられる光学シートを固定用樹脂部材２９５で保持可能となっている。
【００７２】
固定用樹脂部材２９５の色を黒として反射防止することも可能である。なお、固定用樹脂部材２９５付近から出射する光量を調整する目的で、固定用樹脂部材２９５を無彩色としたり、特定の色を付けることも可能である。
【００７３】
取付部２９６は第２の側壁２８２または第３の側壁２８３の一部に設けられ、下側ケース１８２と同じ金属で一体に設けられる。前述したように、固定用樹脂部材２９５には溝２７３と溝２７４が設けられており、溝２７３と溝２７４に側壁の一部が嵌め込まれることで、固定用樹脂部材２９５が固定する。なお、溝２７４は固定用樹脂部材２９５の下から上まで貫通しておらず、途中で止まっている。そのため、対応する側壁の一部には切り欠き２７７が設けられている。
【００７４】
導光板１２０は固定用樹脂部材２９５により固定され、下側ケース１８２と接触することがないので、金属製の下側ケース１８２で導光板１２０が傷つけられることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施の形態である液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態である液晶表示装置の発光ダイオードを示す概略図である。
【図３】本発明の実施の形態である液晶表示装置の発光ダイオードを配線基板に搭載した状態を示す概略図である。
【図４】本発明の実施の形態である液晶表示装置の配線基板を示す概略図である。
【図５】本発明の実施の形態である液晶表示装置のバックライトの構造を示す概略図である。
【図６】本発明の実施の形態である液晶表示装置のバックライトの構造を示す断面概略図である。
【図７】本発明の実施の形態である液晶表示装置のバックライトの構造を示す断面概略図である。
【図８】本発明の実施の形態である液晶表示装置のバックライトの構造を示す断面概略図である。
【図９】本発明の実施の形態である液晶表示装置のバックライトの構造を示す断面概略図である。
【図１０】本発明の実施の形態である液晶表示装置のバックライトの構造を示す平面概略図である。
【図１１】本発明の実施の形態である液晶表示装置のバックライトの構造を示す概略斜視図である。
【図１２】本発明の実施の形態である液晶表示装置のバックライトの保持構造を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
【００７６】
１…液晶パネル、２…ＴＦＴ基板、５…駆動回路、６…駆動回路、８…画素部、９…表示領域、１０…スイッチング素子、１２…画素電極、２１…ゲート配線（走査信号線）、２２…映像信号線、７０…ＦＰＣ、７１…配線、７５…端子、８０…制御回路、１１０…バックライト、１２０…導光板、１５０…ＬＥＤ、１５１…ＬＥＤチップ、１５２…ワイヤ、１５４…チップ搭載部、１５５…コーン状反射面、１５６…蛍光発光部、１５８…ｐ電極、１５９…ｎ電極、１６０…回路基板、１６３…配線、１６４…絶縁層、１６５…パッド、１６７…マーク、１７３…外部接続配線、１８０…バックライト、１８１…上側ケース、１８２…下側ケース、１８３…開口、１８４…係止部、１８５…係止部、１８７…収納部、１９０…クッション材。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非自発光型の表示装置の光源に関し、特にＬＥＤ（発光ダイオード）を光源として用いたバックライトを有する液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、表示装置として液晶表示装置が多用されている。特に液晶表示装置は、薄型、軽量、省電力であることから携帯用機器の表示部として用いられている。
【０００３】
しかしながら液晶表示装置は、自発光型でないために照明手段を必要とする。一般に液晶表示装置の照明装置には、バックライトと呼ばれる面状照明装置が普及している。従来バックライトの発光素子（光源とも呼ぶ）には冷陰極放電管が用いられているが、近年、ＬＥＤを用いたものも携帯用機器にて利用されている。
【０００４】
ＬＥＤを光源として用いる液晶表示装置は、例えば下記「特許文献１」などにより提案されている。また、ＬＥＤを用いた導光板を有するバックライトの構成に関しては下記「特許文献２」にも記載がある。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６４−８８４２６号公報
【特許文献２】特開２００５−０７７７５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＬＥＤを多数使用し、高輝度化しようとすると動作温度が上昇して、発光効率が低下するという問題が生じる。そのため、回路基板に金属板等を用いて放熱に考慮した構成とすることが試みられることになる。ただし、金属板は柔軟に変形しないため実装形態が制限される。
【０００７】
また、より高輝度の液晶表示装置を実現しようとすると、発光素子の数が増加するが、それにともない、発光素子に電圧を供給する配線の数も増加し、配線を形成する回路基板の面積も増加することとなる。
【０００８】
本発明は、このような事情に基づいてなされたもので、その目的は、多数の発光素子を備えたバックライトを有する液晶表示装置において、回路基板の面積が増加しても、信頼性が高く、効率良く回路基板を収納可能なバックライトを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
液晶パネルと、液晶パネルに光を照射するバックライトと、バックライトに設けられた複数の発光素子と、発光素子が配置される回路基板と、発光素子の光が入射する導光板と、回路基板および導光板とを収納する収納ケースとを有し、回路基板にはスリットを設けて折り曲げ可能とし、収納ケースの側壁に沿って回路基板を折り曲げ、側壁の表面と裏面とに回路基板が接触可能とする。
【００１０】
本願発明は、液晶表示装置において、バックライトの放熱に考慮し、ＬＥＤを発光素子として用いたバックライトにおいて、面積が増加した回路基板を効率良く収納可能なことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本願発明によれば、ＬＥＤを発光素子として用いる液晶表示装置において、信頼性の高いＬＥＤ光源を得ることが可能となる。また、ＬＥＤ光源を効率良く収納することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
液晶パネルと、液晶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、バックライトは、導光板と、導光板の一辺に沿って形成された板状光源部と、導光板と板状光源部とを収納する収納ケースとを有し、導光板は板状光源部からの光が入射する入射面と、光が出射する出射面と、出射面に対向する底面とを有し、出射面と底面との間は一定の厚さを有し、板状光源部は発光素子が搭載された光出射面を有し、光出射面を導光板の入射面に対向させて配置する。
【００１３】
板状光源部の導光板厚さ方向の幅は、導光板の厚さよりも厚く形成され、導光板の厚さより幅が広い板状光源部を収納するよう、板状光源部を折り曲げる。また板状光源部には折り曲げ可能なように、スリットが設けられる。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明による液晶表示装置１００を示す平面図である。液晶表示装置１００は液晶パネル１と、面状の光源装置として機能するバックライト１１０と、制御回路８０とで構成される。制御回路８０からは液晶パネル１の表示に必要な信号及び、電源電圧が供給される。制御回路８０はフレキシブル基板7０に搭載されており、配線7１、端子7５を介して信号が液晶パネル１に伝達される。また、バックライト１１０にも必要な電圧が配線１７３を介して供給される。
【００１５】
バックライト１１０は、導光板１２０と光源１３０と収納ケース１８０とから構成されている。バックライト１１０は液晶パネル１に光を照射する目的で設けられる。液晶パネル１ではバックライト１１０から照射された光の透過量または反射量を制御して表示を行う。なお、バックライト１１０は観察者に対して液晶パネル１の裏面側または前面側に重ねて設けられるが、図１では解り易くするために、液晶パネル１と並べて表示している。バックライト１１０の詳細については後述する。
【００１６】
液晶パネル１の画素部８には画素電極１２が設けられている。なお、液晶パネル１は多数の画素部８をマトリクス状に備えているが、図が煩雑になることを避けて、図１では画素部８を１つだけ図示している。マトリクス状に配置された画素部８は表示領域９を形成し、各画素部８が表示画像の画素の役割をはたし、表示領域９に画像を表示する。
【００１７】
液晶パネル１には、図中ｘ方向に延在しｙ方向に並設されるゲート信号線（走査線とも呼ぶ）２１と、ｙ方向に延在しｘ方向に並設されるドレイン信号線（映像信号線とも呼ぶ）２２とが設けられており、ゲート信号線２１とドレイン信号線２２とで囲まれる領域に画素部８が形成されている。
【００１８】
画素部８にはスイッチング素子１０が設けられている。ゲート信号線２１からは制御信号が供給され、スイッチング素子１０のオン・オフが制御される。スイッチング素子１０がオン状態となることで、ドレイン信号線２２を介して伝送された映像信号が画素電極１２に供給される。
【００１９】
ドレイン信号線２２は駆動回路５に接続されており、駆動回路５から映像信号が出力する。ゲート信号線２１は駆動回路６に接続されており、駆動回路６からは制御信号が出力する。なお、ゲート信号線２１、ドレイン信号線２２及び、駆動回路５及び駆動回路６とは同じＴＦＴ基板２上に形成されている。
【００２０】
次に図２に発光素子であるＬＥＤ１５０の概略図を示す。図２（ａ）は概略断面図、図２（ｂ）は光出射側正面図を示す。
【００２１】
ＬＥＤ１５０は発光部であるＬＥＤチップ１５１を有している。ＬＥＤチップ１５１はチップ搭載部１５４に搭載されている。ＬＥＤチップ１５１はｐｎ接合を有し、ｐｎ接合に電圧を印加すると特定の波長の光が出射する。ｐｎ接合を形成するｐ型半導体層にはｐ電極（アノード）１５８と、ｎ型半導体層にはｎ電極（カソード）１５９とがそれぞれ設けられる。
【００２２】
各ｐ電極１５８と、ｎ電極１５９にはワイヤ１５２が接続されている。ワイヤ１５２はＬＥＤ１５０を外部と接続するために設けられたチップ端子１５３とｐ電極１５８及びｎ電極１５９とを電気的に接続する。
【００２３】
ＬＥＤチップ１５１の出射面側には、蛍光発光部１５６が設けられる場合もある。蛍光発光部１５６はＬＥＤチップ１５１から発光する光の波長を変換する機能を有している。符号１５５はコーン状反射面で横方向に進む光を出射面側に反射させる。
【００２４】
ＬＥＤチップ１５１の裏面側には、チップ搭載部１５４、コーン状反射面１５５、チップ端子１５３等を固定・保持するようにチップ基板１５７が設けられている。
【００２５】
チップ端子１５３はチップ基板１５７の裏面で外部配線等と接続する。そのため、チップ端子１５３はチップ基板１５７の出射面側から側面を経て裏面側にまで延伸している。チップ端子１５３と、チップ搭載部１５４とを光反射率の高い金属で形成した場合に、チップ搭載部１５４を光反射面として利用することが可能である。また、チップ端子１５３と、チップ搭載部１５４と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１５１で発生した熱をチップ基板１５７の裏面側に放熱することが可能である。
【００２６】
次に、図３を用いてＬＥＤ１５０が搭載される配線基板１６０について説明する。図３（ａ）は配線基板１６０にＬＥＤ１５０を搭載した様子を示す概略断面図である。図３（ｂ）はＬＥＤ１５０が搭載される部分の概略正面図である。
【００２７】
配線基板１６０は柔軟性を有する基材１６２に銅箔等の導電層で配線１６３を形成している。配線１６３の上には絶縁層１６４がもうけられ、導電層上に形成される絶縁層１６４の開口部により接続用のパッド１６５が形成される。
【００２８】
配線基板１６０の基材を熱伝導性の良いものとすることで、チップ基板１５７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。放熱の効率を上げるためには絶縁層１６４はショートやリークの問題が生じない程度に薄いことが望ましい。本実施例では絶縁層１６４の厚さは０．１２ｍｍで熱伝導率は６．５Ｗ／ｍ・Ｋの絶縁層を使用した。
【００２９】
配線の端部に形成された接続用のパッド１６５には、ＬＥＤ１５０のチップ端子１５３が電気的に接続される。前述したように配線基板１６０の表面には絶縁層１６４が塗布されており、配線が搭載基板１６０の表面側で他の構成物とショートすることを防止し、パッド１６５間の絶縁を保っている。パッド１６５には半田ペースト等が印刷塗布されリフロー工程等により、ＬＥＤ１５０が配線基板１６０上に実装される。
【００３０】
半田リフロー工程を用いる理由から絶縁層１６４は半田と親和性が低い部材が選ばれるが、配線基板１６０の表面に形成されることから、無彩色のものが好ましい。特に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。反射率が高い材料としては酸化チタン等が適している。なお、１６７はカソード（またはアノード）の位置を示すマークである。視認性を高めるため絶縁層１６４に使用した色とは異なる色が用いられる。
【００３１】
次に図４を用いて、ＬＥＤ１５０を配線基板１６０上に線状に搭載し板状光源部１３０を形成した様子を示す。図４（ａ）は概略正面図であり、図４（ｂ）は概略断面図で、図４（ｃ）は概略斜視図である。
【００３２】
図４ではＬＥＤ１５０は配線基板１６０上に６個並べて線状光源となるように配置されている。ＬＥＤ１５０はダイオードとしての特性からｐｎ接合間で一定の電圧差が生じる。このｐｎ接合間の電圧差は製造プロセスによりばらつく、そのため、最適な電圧がｐｎ接合に印加されるように調整されるが、ｎ個のＬＥＤ１５０を並列に接続するとｎ個の調整回路が必要となり、調整のために製造費用が増加するという問題が生じる。
【００３３】
図４では３個毎に直列につないで、３個毎に電圧を調整している。電源電圧に車載用途の１２Ｖを使用し、各ＬＥＤ１５０で生じる電位差が４Ｖ程度の場合は３個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と、平均的なＬＥＤ１５０で生じる電位差Ｖｄと、個数ｎとの関係を、Ｖ＞＝ｎ×Ｖｄとすると効率が良い。なお、各ＬＥＤ１５０で生じる電位差が３Ｖ程度で、電源電圧が１２Ｖの場合は４個直列に接続すると効率的である。また、ｎ個直列に接続したＬＥＤ１５０の最後のＬＥＤ１５０と接地電位の間に抵抗１７２を挿入して調整を行う場合は、直列接続毎に配線が電圧供給用１７４とリターン用１７５の２本必要となる。本実施例では配線が４本となり、それぞれの配線は外部接続配線１７３に接続している。
【００３４】
図４（ｃ）に示すように、配線１７４、１７５は配線基板１６０上に設けられるが、ＬＥＤ１５０の数が増加すると配線１７４、１７５を設ける面積も増加することになる。図中ＬＥＤ１５０の上側には配線部が設けられ、配線部にはＬＥＤ１５０の数に従って配線１７４、１７５が設けられている。また、回路に必要な抵抗や容量等の電気素子も配線基板１６０上に設けられている。
【００３５】
そのため、配線基板１６０の面積が増大する傾向にある。ただし、配線基板１６０を形成するスペースは限られており、配線基板１６０の面積の増大はバックライトを小型化する点より問題となっていた。
【００３６】
配線基板１６０の面積が増大する問題を解決するために、配線基板１６０にはスリット１６８が設けられている。配線基板１６０はスリット１６８を設けることで、スリット１６８を折り目にして折り曲げ可能となっている。そのため、配線基板１６０の幅Ｗが導光板の入射面の厚さＤよりも大きくなったとしても、折り曲げることで入射面に対向する面の幅を入射面の厚さ以下とすることが可能となる。
【００３７】
次に図５を用いて導光板１２０と配線基板１６０を収納する収納ケース１８０について説明する。収納ケース１８０は金属等を箱型に形成し、導光板１２０を上下から挟み込み収納した形状をしている。
【００３８】
導光板１２０は出光面１２１と底面１２２を有し、配線基板１６０に対向するように入光面１２３が設けられている。ＬＥＤ１５０（図示せず）から出射した光は、入光面１２３から導光板１２０内に入射する。出光面１２１と底面１２２とは一定の間隔を有しており、出光面１２１と底面１２２と間で全反射を繰り返して、導光板１２０内を光は伝播する。
【００３９】
１８１は上側ケースで出光用の開口１８３が設けられている。開口１８３は導光板１２０から出射した光を液晶パネルに照射するよう開けられている。導光板１２０内を伝播する光の一部は、出光面１２１に対して出光可能な角度とされ、出光可能な角度となった光は出光面１２１から出射する。出光面１２１から出射した光は、開口１８３を経て液晶パネルに照射される。符号１８４は係止部で、上側ケース１８１と下側ケース１８２とは係止部１８４と係止部１８５により固定される。
【００４０】
１８２は下側ケースで配線基板１６０と導光板１２０の収納部１８７を有している。また、下側ケース１８２は導光板１２０の厚さＤと同等な高さを有する側壁２８１、２８２、２８３、２８４を有している。図５では、配線基板１６０の幅Ｗが導光板１２０の厚さＤよりも大きいため、収納部１８６から配線基板１６０がはみ出している。
【００４１】
なお、下側ケース１８２の側壁２８４と導光板１２０の間にはクッション材１９０が設けられていて、振動等による導光板１２０の移動や破壊を防止している。
【００４２】
次に図６に配線基板１６０を折り曲げて収納する様子を示す。図６では、配線基板１６０の下側にＬＥＤ１５０が設けられ、導光板１２０の入光面１２３とＬＥＤ１５０が対向して配置されている。ＬＥＤ１５０の幅は入光面１２３と同等か大きいため、ＬＥＤ１５０が搭載される光出射部２６１が入光面１２３と対向し、さらに配線が形成される配線部２６２は入光面１２３からはずれて形成され、配線基板１６０の幅は入光面１２３より大きくなっている。
【００４３】
そのため、配線基板１６０は光出射部２６１と配線部２６２とが重なるように折り曲げられ、幅Ｗ２の上側ケース１８１と下側ケース１８２との間に収納されている。また、放熱のために折り曲げられた配線基板１６０の一部は下側ケース１８２の側壁２８１に接触している。
【００４４】
ただし、ＬＥＤ１５０と下側ケース１８２の側壁２８１との間は離れており、ＬＥＤ１５０で発生した熱が側壁２８１に伝導され難く、ＬＥＤ１５０の裏面部分の温度が上昇するという問題が発生した。なお、符号１１５は反射シートで導光板１２０から出射した光を開口１８３側に反射させている。
【００４５】
前述した図２に示すように、ＬＥＤ１５０はｐｎ接合に電圧を印加することで光を出射するが、発光時にｐｎ接合部は高温となる。また、ＬＥＤ１５０の熱抵抗は個々の素子の構造により固有の値となる。そのため、ＬＥＤ１５０が搭載される配線基板１６０の絶縁層１６４の温度を基準とすると、ｐｎ接合部の温度（以下ジャンクション温度Ｔｊ）は絶縁層１６４の温度に一定の値を足した温度と考えることができる。
【００４６】
例えば、ＬＥＤ１５０のｐｎ接合と絶縁層１６４との間の熱抵抗を４５℃／Ｗとした場合に、ＬＥＤ１５０に０．５Ｗ供給し、絶縁層１６４の温度をＴｓとすると、ジャンクション温度ＴｊはＴｊ＝Ｔｓ＋２２．５℃となる。
【００４７】
ｐｎ接合と絶縁層１６４との間には固有の熱抵抗が存在することを考慮すると、配線基板１６０からの放熱が上手くいかず、絶縁層１６４の温度が上昇するとジャンクション温度Ｔｊも上昇すると考えられる。ＬＥＤ１５０の動作時にジャンクション温度Ｔｊが高温となると、ＬＥＤ１５０の寿命に悪影響を与えて製品の信頼性を低下させる。
【００４８】
よって、配線基板１６０はできるだけ放熱効果の高い構成とすることが好ましい。そこで、配線基板１６０を折り曲げても、ＬＥＤ１５０と下側ケース１８２の間隔が短く、さらに下側ケース１８２と配線基板１６０との接触面積を大きくすることとした。
【００４９】
図７に折り曲げた配線基板１６０を下側ケース１８２の側壁２８１の表裏に接触させる構成を示す。配線基板１６０を折り曲げて側壁２８１の上端を乗越えるように配置している。ＬＥＤ１５０の裏面部の配線基板１６０も側壁２８１の一方の面に接触しておりＬＥＤ１５０と下側ケース１８２とを近接して設けることが可能である。
【００５０】
また、配線基板１６０を折り曲げることで、側壁２８１の一方の面に光出射部２６１が接触し、他方の面にも配線部２６２が接触しており、配線基板１６０は側壁２８１の表裏２面に接触しており、下側ケース１８２と配線基板１６０との接触面積も増加している。なお、配線基板１６０は側壁２８１の上端を乗越えるように折り曲がっているので、スリット１６８は側壁２８１の上端近傍に位置することとなる。
【００５１】
次に図８を用いて、配線基板１６０の下側を折り曲げる構成を示す。図８ではＬＥＤ１５０は配線基板１６０の上側に配置され、下側の配線部２６２は下側ケース１８２に沿って９０度折り曲げられている。下側ケース１８２は折り曲げられた配線基板１６０を収納するために、下側に厚さが膨らんだ配線基板収納部１８６を有している。
【００５２】
そのため、下側ケース１８２は側壁２８１側の幅Ｗ３が収納部１８７の幅Ｗ１よりも大きくなっている。なお、配線基板１６０には折り曲げ易いようにスリット１８６が設けられている。また、配線基板収納部１８６に抵抗器１７２等の回路素子を収納することも可能である。図８に示すような構成では、配線基板１６０を１８０度近くまで折り曲げる必要がないため、折り曲げ難い厚めの配線基板１６０に適している。
【００５３】
回路基板１６０の導光板１２０側表面には図３で示したように絶縁層１６４が設けられているが、回路基板１６０は導光板１２０の底面に沿って設けられるため、絶縁層１６４に白色等の反射率の高い材料を含めると、導光板１２０から出射した光を絶縁層１６４で反射させて再度導光板１２０にもどすことが可能である。
【００５４】
次に図９を用いて、配線基板１６０の上側を折り曲げる構成を示す。図９では上側ケース１８１の側壁の幅Ｗ５を大きくすることで、折り曲げた回路基板１６０を収納可能としている。上側を折り曲げた回路基板１６０も絶縁層１６４に白色等の反射率の高い材料を含めると、導光板１２０から出射した光を絶縁層１６４で反射させて再度導光板１２０にもどすことが可能である。
【００５５】
次に図１０に導光板１２０の固定方法について示す。導光板１２０の入光面１２３とＬＥＤ１５０との距離が変動すると、入射する光量（入光率）が変動するといった問題が生じる。そのため、振動等により入光面１２３とＬＥＤ１５０との距離が容易に変動しないようにする必要がある。よって、下側ケース１８２には固定用突起２９４が形成されている。固定用突起２９４は導光板１２０に設けられた凹部２９２に嵌め合わされて導光板１２０を固定する。
【００５６】
導光板１２０は固定用突起２９４により下側ケース１８２に固定されているので、ＬＥＤ１５０と入射面１２３とはほとんど接触しそうな距離で配置することが可能となる。しかしながら、従来では入光面１２３とＬＥＤ１５０とが接触しても問題が無かったが、導光板１２０の面積が大きくなると、熱膨張による収縮や自重によりＬＥＤ１５０が破損したり、導光板１２０が変形するという問題が生じることを見出した。
【００５７】
なお、信頼性を向上させるため入射面１２３とＬＥＤ１５０との距離を広くとると入光率が低下するといった問題が生じる。
【００５８】
そのため、入光面１２３の両端に突出部１２４を形成し、突出部１２４と回路基板１６０との間にクッション材１９０を挟み込む構成とした。また、導光板１２０の各側面と収納ケース１８０との間にもクッション材１９０が設けてある。
【００５９】
図１０に示す拡大図では、導光板１２０の突出部１２４近傍を図示している。突出部１２４の回路基板１６０側にはクッション材１９０が設けられている。クッション材１９０により突出部１２４による回路基板１６０の破損が防止可能となる。また、突出部１２４により入光面１２３とＬＥＤ１５０との距離が一定に保たれる。なお、クッション材１９０の色を反射率の高い白色か白色に近いものを選ぶと、ＬＥＤ１５０の光が漏れることを防止することが可能である。
【００６０】
次に図１１に、樹脂製の固定部材を下側ケース１８２に設けた構成を示す。下側ケース１８２の第１の側壁２８１には回路基板１６０が折り曲げられて貼り付けられる。また、第２の側壁２８２と第３の側壁２８３には、取付部２９６が設けられ、固定用樹脂部材２９５が取り付け可能となっている。
【００６１】
なお、図１１では回路基板１６０を折り曲げる前の形状で示している。また、解り易くするために、固定用樹脂部材２９５は取付部２９６から取り外した状態を示している。
【００６２】
図１１では下側ケース１８２に固定用樹脂部材２９５が取り付けられる構造となっており、導光板１２０には固定用凹部２９２または固定用凹凸部２９７が形成されており、この固定用凹部２９２または固定用凹凸部２９７に固定用樹脂部材２９５が嵌め合わされ、導光板１２０が下側ケース１８２に固定される。
【００６３】
導光板１２０と固定用樹脂部材２９５との間で硬さに差がないため、固定用樹脂部材２９５から導光板１２０に対し力が加わっても、固定用樹脂部材２９５により導光板１２０が容易に傷つくことない。
【００６４】
なお、符号２９８は制御回路基板保持部で、収納部１８７の裏側に液晶表示装置の制御回路基板を保持固定することが可能となっている。
【００６５】
前述したように、導光板１２０の入光面１２３とＬＥＤ１５０との距離が変動すると、入射する光量（入光率）が変動するといった問題が生じる。そのため、熱膨張、振動等により入光面１２３とＬＥＤ１５０との距離が容易に変動しないようにする必要がある。そのため、固定用樹脂部材２９５は導光板１２０がＬＥＤ１５０に向かって移動しないように設けられる。
【００６６】
すなわち、第１の側壁２８１に回路基板１６０を折り曲げて貼り付けたことで、下側ケース１８２と回路基板１６０とを一体に形成することができ、放熱効率を向上させることが可能となるが、下側ケース１８２と回路基板１６０とが一体となったために、下側ケース１８２と導光板１２０との位置が変動すると、回路基板１６０と導光板１２０との距離が変動して光学的品質を低下させるといった問題が生じることになる。
【００６７】
図１１では、固定用樹脂部材２９５は、第１の側壁２８１に交差するように形成されている第２の側壁２８２または第３の側壁２８３に取り付けられている。そのため、固定用樹脂部材２９５により導光板１２０が第１の側壁２８１側に移動することが規制される。
【００６８】
次に、図１２に固定用樹脂部材２９５を第２の側面２８２に取り付けた様子を示す。固定用樹脂部材２９５には溝２７３が設けられており、第２の側壁２８２の一部が嵌め込まれている。また、他方の端部にも溝２７４が設けられ第２の側壁２８２の一部が嵌め込まれている。この溝２７４は端部途中で止まっており、溝２７３とは異なる形状をしている。溝２７３と溝２７４の形状が異なる理由は、取付方向を間違えないためである。
【００６９】
取付部２９６に固定された固定用樹脂部材２９５に対して、導光板１２０には固定用保持部材２９５に嵌め込まれるように、固定用凹凸部２９７が形成されている。この固定用凹凸部２９７が固定用保持部材２９５に嵌め込まれることで、導光板１２０は下側ケース１８２に対して固定される。
【００７０】
取付部２９６の外側には保持板２７２が設けられ、固定用樹脂部材２９５が外側に移動することを規制するとともに、固定用樹脂部材２９５を保護する役割も有している。
【００７１】
固定用樹脂部材２９５の上面には、光学シート保持用溝２７６が設けられており、導光板１２０の上に設けられる光学シートを固定用樹脂部材２９５で保持可能となっている。
【００７２】
固定用樹脂部材２９５の色を黒として反射防止することも可能である。なお、固定用樹脂部材２９５付近から出射する光量を調整する目的で、固定用樹脂部材２９５を無彩色としたり、特定の色を付けることも可能である。
【００７３】
取付部２９６は第２の側壁２８２または第３の側壁２８３の一部に設けられ、下側ケース１８２と同じ金属で一体に設けられる。前述したように、固定用樹脂部材２９５には溝２７３と溝２７４が設けられており、溝２７３と溝２７４に側壁の一部が嵌め込まれることで、固定用樹脂部材２９５が固定する。なお、溝２７４は固定用樹脂部材２９５の下から上まで貫通しておらず、途中で止まっている。そのため、対応する側壁の一部には切り欠き２７７が設けられている。
【００７４】
導光板１２０は固定用樹脂部材２９５により固定され、下側ケース１８２と接触することがないので、金属製の下側ケース１８２で導光板１２０が傷つけられることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施の形態である液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態である液晶表示装置の発光ダイオードを示す概略図である。
【図３】本発明の実施の形態である液晶表示装置の発光ダイオードを配線基板に搭載した状態を示す概略図である。
【図４】本発明の実施の形態である液晶表示装置の配線基板を示す概略図である。
【図５】本発明の実施の形態である液晶表示装置のバックライトの構造を示す概略図である。
【図６】本発明の実施の形態である液晶表示装置のバックライトの構造を示す断面概略図である。
【図７】本発明の実施の形態である液晶表示装置のバックライトの構造を示す断面概略図である。
【図８】本発明の実施の形態である液晶表示装置のバックライトの構造を示す断面概略図である。
【図９】本発明の実施の形態である液晶表示装置のバックライトの構造を示す断面概略図である。
【図１０】本発明の実施の形態である液晶表示装置のバックライトの構造を示す平面概略図である。
【図１１】本発明の実施の形態である液晶表示装置のバックライトの構造を示す概略斜視図である。
【図１２】本発明の実施の形態である液晶表示装置のバックライトの保持構造を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
【００７６】
１…液晶パネル、２…ＴＦＴ基板、５…駆動回路、６…駆動回路、８…画素部、９…表示領域、１０…スイッチング素子、１２…画素電極、２１…ゲート配線（走査信号線）、２２…映像信号線、７０…ＦＰＣ、７１…配線、７５…端子、８０…制御回路、１１０…バックライト、１２０…導光板、１５０…ＬＥＤ、１５１…ＬＥＤチップ、１５２…ワイヤ、１５４…チップ搭載部、１５５…コーン状反射面、１５６…蛍光発光部、１５８…ｐ電極、１５９…ｎ電極、１６０…回路基板、１６３…配線、１６４…絶縁層、１６５…パッド、１６７…マーク、１７３…外部接続配線、１８０…バックライト、１８１…上側ケース、１８２…下側ケース、１８３…開口、１８４…係止部、１８５…係止部、１８７…収納部、１９０…クッション材。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示パネルと、該表示パネルに光を照射するバックライトと、
上記バックライトに設けられた複数の発光素子と、
上記発光素子が配置される回路基板と、
上記発光素子の光が入射する導光板と、
上記導光板を収納する収納ケースとを有し、
上記回路基板の上記発光素子が搭載された面は上記導光板の入射面に対向するように設けられ、
上記回路基板の幅は上記導光板の入射面の厚さよりも大きく、
上記回路基板は折り曲げられて収納され、
上記回路基板には折り曲げ可能なようにスリットが設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
上記発光素子はＬＥＤ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。
【請求項３】
上記回路基板は高反射率な表面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。
【請求項４】
上記収納ケースは金属からなり、
上記回路基板は収納ケースに接触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。
【請求項５】
液晶パネルと、該液晶パネルに光を照射する面状光源装置と、
該面状光源装置内で線状に配置された発光ダイオードと、
該発光ダイオードを電気的に接続する回路基板と、
上記発光ダイオードの光が入射する入射面を有する導光板と、
上記導光板を収納する収納部とを有し、
上記回路基板は上記導光板の入射面に対向するよう配置され、回路基板の幅は上記導光板の入射面の厚さよりも大きく、
上記収納部は上記導光板の入射面に沿うように形成された側壁を有し、
上記回路基板は折り曲げられて、上記側壁の表面と裏面とに接触していることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
上記回路基板には折り曲げ可能なようにスリットが設けられていることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
上記回路基板は高反射率な表面を有することを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
上記スリットは上記収納部の側壁の端部に位置することを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
液晶パネルと、該液晶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、
上記バックライトは、導光板と、上記導光板の一辺に沿って形成された板状光源部とを有し、
上記板状光源部は発光ダイオードを搭載した光出射面と上記発光ダイオードに電気的に接続した配線部とを有し、
上記板状光源部の幅は上記導光板の厚さより厚く、
上記導光板の下には反射シートが形成され、
上記板状光源部は折り曲げられて、
上記反射シートが形成する面の上側に上記発光ダイオードが位置し、下側には上記配線部が設けられたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１０】
上記発光ダイオードは線状に配置されたことを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
上記導光板は収納ケースに収納され、収納ケースと導光板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９に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
上記板状光源部は折り曲げ可能なようにスリットが設けられることを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置。
【請求項１】
表示パネルと、該表示パネルに光を照射するバックライトと、
上記バックライトに設けられた複数の発光素子と、
上記発光素子が配置される回路基板と、
上記発光素子の光が入射する導光板と、
上記導光板を収納する収納ケースとを有し、
上記回路基板の上記発光素子が搭載された面は上記導光板の入射面に対向するように設けられ、
上記回路基板の幅は上記導光板の入射面の厚さよりも大きく、
上記回路基板は折り曲げられて収納され、
上記回路基板には折り曲げ可能なようにスリットが設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
上記発光素子はＬＥＤ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。
【請求項３】
上記回路基板は高反射率な表面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。
【請求項４】
上記収納ケースは金属からなり、
上記回路基板は収納ケースに接触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。
【請求項５】
液晶パネルと、該液晶パネルに光を照射する面状光源装置と、
該面状光源装置内で線状に配置された発光ダイオードと、
該発光ダイオードを電気的に接続する回路基板と、
上記発光ダイオードの光が入射する入射面を有する導光板と、
上記導光板を収納する収納部とを有し、
上記回路基板は上記導光板の入射面に対向するよう配置され、回路基板の幅は上記導光板の入射面の厚さよりも大きく、
上記収納部は上記導光板の入射面に沿うように形成された側壁を有し、
上記回路基板は折り曲げられて、上記側壁の表面と裏面とに接触していることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
上記回路基板には折り曲げ可能なようにスリットが設けられていることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
上記回路基板は高反射率な表面を有することを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
上記スリットは上記収納部の側壁の端部に位置することを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
液晶パネルと、該液晶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、
上記バックライトは、導光板と、上記導光板の一辺に沿って形成された板状光源部とを有し、
上記板状光源部は発光ダイオードを搭載した光出射面と上記発光ダイオードに電気的に接続した配線部とを有し、
上記板状光源部の幅は上記導光板の厚さより厚く、
上記導光板の下には反射シートが形成され、
上記板状光源部は折り曲げられて、
上記反射シートが形成する面の上側に上記発光ダイオードが位置し、下側には上記配線部が設けられたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１０】
上記発光ダイオードは線状に配置されたことを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
上記導光板は収納ケースに収納され、収納ケースと導光板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９に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
上記板状光源部は折り曲げ可能なようにスリットが設けられることを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００９−１１０８２５（Ｐ２００９−１１０８２５Ａ）
【公開日】平成２１年５月２１日（２００９．５．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２８２６２４（Ｐ２００７−２８２６２４）
【出願日】平成１９年１０月３１日（２００７．１０．３１）
【出願人】（５０２３５６５２８）株式会社 日立ディスプレイズ (2,552)
【出願人】（５０３２７３７９０）株式会社日立ディスプレイデバイシズ (97)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月２１日（２００９．５．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月３１日（２００７．１０．３１）
【出願人】（５０２３５６５２８）株式会社 日立ディスプレイズ (2,552)
【出願人】（５０３２７３７９０）株式会社日立ディスプレイデバイシズ (97)
【Ｆターム（参考）】
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