JP4679985B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置に係り、特に、白色発光ダイオード（ＬＥＤ）などの発光素子を収納するバックライトに適用して有効な技術に関する。

サブピクセル数が、カラー表示で２４０×３２０×３程度の小型の液晶パネルを有するＴＦＴ（Thin Film Transistor）方式の液晶表示モジュールは、携帯電話機などの携帯機器の表示部として広く使用されている。
一般に、液晶表示モジュールは、液晶表示パネルと、液晶表示パネルに光を照射するバックライトを有するが、携帯電話機などの携帯機器の表示部として使用される液晶表示モジュールでは、バックライトの光源として、例えば、白色発光ダイオードが使用される。この白色発光ダイオードは、バックライトの構成要素であるホルダーの内部に実装される。

近年、携帯電話機などの携帯機器の表示部として使用される液晶表示モジュールにおいても、より薄型化が要望されている。この薄型化を図る上で、バックライトのホルダーと、白色発光ダイオードとの間のクリアランスを部品公差の限界まで切り詰めることが想定される。
しかしながら、前述した手法では、白色発光ダイオードの外形寸法がリフロー工程で膨張し、バックライトのホルダーと白色発光ダイオードとが接触することがあった。
このバックライトのホルダーと白色発光ダイオードとの接触は、白色発光ダイオードの物理的破損を招くだけでなく、バックライトの構成要素である導光板と白色発光ダイオードの偏心が生じ輝度特性の劣化要因となるという問題点があった。
バックライトのホルダーと白色発光ダイオードとの接触を防止するためには、ホルダーの厚さを薄くすればよいが、ホルダーの厚さを薄くすると、射出成形の肉ひけや強度低下を招くという問題点がある。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、液晶表示装置において、バックライトのホルダーと発光素子とが接触することなく、液晶表示装置の薄型化を図ることが可能となる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、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
前述の課題を解決するために、本発明は、バックライトと、前記バックライト上に配置される液晶表示パネルとを備える液晶表示装置であって、前記バックライトは、枠状のホルダーと、前記ホルダー内に収納される発光素子とを有し、前記ホルダーは、前記液晶表示パネルを支持する支持部を有し、前記発光素子は、前記ホルダー内で、前記支持部の前記液晶表示パネルと反対側に収納され、前記支持部には、前記液晶表示パネルを支持する側と反対側で、前記発光素子と対向する位置に凹部が形成されていることを特徴とする。
また、本発明では、前記発光素子は、白色発光ダイオードであり、前記発光素子の前記支持部と対向する側の先端部が、前記凹部内に位置していることが好ましい。
また、本発明では、前記発光素子は、フレキシブル配線基板に実装され、前記フレキシブル配線基板は、前記ホルダーの枠状部分に固定されていることが好ましい。

本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本発明の液晶表示装置によれば、バックライトのホルダーと発光素子とが接触することなく、液晶表示装置の薄型化を図ることが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
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。
本発明の実施例の液晶表示モジュールは、カラー表示で２４０×３２０×３程度の小型の液晶パネルを有するＴＦＴ方式の液晶表示モジュールであり、携帯電話機などの携帯機器の表示部として使用される。
本実施例の液晶表示モジュールは、バックライトと、バックライト上に配置される液晶表示パネルで構成される。
図１は、本実施例の液晶表示モジュールにおける、発光素子を構成する白色ダイオード近傍の断面構造を示す断面図である。
図１において、１は白色発光ダイオード、２はフレキシブル配線基板（ＦＰＣ）、３はホルダー、４は導光板、５は導光板４の入光面、６は白色発光ダイオード１の光放出面、７はクリアランス、８は光学シート群（下拡散シート、２枚のレンズシート、上拡散シート）、１３は両面テープ、１７は反射シート、２１はＴＦＴ基板、２２は対向基板、２３，２４は偏光板である。

液晶表示パネルは、画素電極、薄膜トランジスタ等が設けられたＴＦＴ基板２１と、カラーフィルタ等が形成される対向基板２２とを、所定の間隙を隔てて重ね合わせ、該両基板間の周縁部近傍に枠状に設けたシール材により、両基板を貼り合わせると共に、シール材の一部に設けた液晶封入口から両基板間のシール材の内側に液晶を封入、封止し、さらに、両基板の外側に偏光板（２３，２４）を貼り付けて構成される。
なお、本発明は、液晶パネルの内部構造とは関係がないので、液晶パネルの内部構造の詳細な説明は省略する。さらに、本発明は、どのような構造の液晶パネルであっても適用可能である。
本実施例のバックライトは、下拡散シート、２枚のレンズシート、および上拡散シートから成る光学シート群８と、導光板４と、導光板４の下側に配置される反射シート１７と、導光板４の側面に配置される白色発光ダイオード１とを有し、本実施例のバックライトは、光学シート群８と、導光板４と、反射シート１７と、白色発光ダイオード１とが、図１に示す順序でホルダー３内に配置されて構成される。

図２は、図１に示すホルダーの形状を説明するための図であり、同図（ａ）は、図１に示すホルダーを上側（液晶表示パネル側）から見た図、同図（ｂ）は、図１に示すホルダーを下側（導光板側）から見た図、同図（ｃ）は、同図（ａ）のＡ−Ａ’切断線に沿った断面図である。図２において、１６は開口部、３０ａ，３０ｂは支持部である。
図２に示すように、本実施例のホルダー３は、断面形状が４角形形状の枠状体（あるいは、筒状体）であり、内部に、開口部１６を形成して、液晶表示パネルを支持する支持部（３０ａ，３０ｂ）が形成されている。
液晶表示パネルは、両面テープ１３により、ホルダー３の支持部（３０ａ，３０ｂ）に固定される。また、白色発光ダイオード１は、フレキシブル配線基板２上に実装され、ホルダー３内に配置された導光板４の入光面５と光放出面６を合わせるように配置される。なお、フレキシブル配線基板２は、ホルダー３に粘着テープなどにより固定されることが好ましい。
本実施例は、ホルダー３の支持部３０ａに、白色発光ダイオード１の最大となる外形寸法（液晶表示パネル側から見たときの白色発光ダイオード１の最大となる外径寸法）よりも大きく、且つ極力小さい凹部１２を設けたことを特徴とする。

図３は、従来の液晶表示モジュールにおける、白色ダイオード近傍の断面構造を示す断面図である。
図３に示すように、従来の液晶表示モジュールでは、白色発光ダイオード１と、導光板４とは、白色発光ダイオード１の光放出面６の中心と、導光板４の入光面５の中心が同一線上に並ぶように、ホルダー３内に配置され、さらに、白色発光ダイオード１とホルダー３との間には、お互いが接触しないようにクリアランス７が設けられている。
近年、携帯電話機などの携帯機器の表示部として使用される液晶表示モジュールにおいても、より薄型化が要望されている。
液晶表示モジュールの薄型化を行う場合、白色発光ダイオード１、導光板４、及び光学シート群８の厚さを薄くするとともに、ホルダー３の支持部（３０ａ，３０ｂ）の厚さ（図３に示すａ）を薄くし、さらに、クリアランス７を小さくする必要がある。
白色発光ダイオード１の詳細を図４に示すが、白色発光ダイオード１は、光放出部１０が樹脂のセパレータ１１で覆われた形状となっている。なお、図４において、１５は電極である。
白色発光ダイオード１を、フレキシブル配線基板（ＦＰＣ）２に半田付するためのリフロー工程において、樹脂製のセパレータ１１は熱膨張を生じ、場合によってはそれが永久変形として、白色発光ダイオード１の外形寸法の増大を引き起こし、図４の（ｂ）に示すような形状となることがあった。
また、白色発光ダイオード１は、それ以外の外的エネルギーによっても変形を引き起こす場合がある。

図５は、従来の液晶表示モジュールにおいて、白色発光ダイオード１の外形寸法が増大した場合における、白色ダイオード近傍の断面構造を示す断面図である。
図３に示すクリアランス７の大きさにより、白色発光ダイオード１の外形寸法の増大量が大きい場合、白色発光ダイオード１とホルダー３とは接触し、その結果、白色発光ダイオード１は図５の矢印（ｃ）の方向に押し下げられる。
これにより、白色発光ダイオード１は、ホルダー３から飛び出す形となり、図５の矢印（ｄ）の方向から外的圧力が加わると、ホルダー３との間で、白色発光ダイオード１が圧迫されることになり、最悪の場合、白色発光ダイオード１は破損する。
また、白色発光ダイオード１が、図５の矢印（ｃ）の方向に押し下げられたことにより、白色発光ダイオード１の光放出面６の中心と、導光板４の入光面４の中心とが偏心することになり、白色発光ダイオード１から放出された光９は、一部導光板４の入光面４に入らずに、導光板４の外へ放出され、その結果、バックライトの輝度が低下する。
ホルダー３は、合成樹胎の射出成形により製造されるが、前述した問題を対策するため、図３に示すホルダー３の支持部（３０ａ，３０ｂ）の厚さ（図３に示すａ）を薄くすると、射出成形により製造されるホルダー３は、薄くなった部分に樹脂が行き渡らず、厚さの不均一となる肉ひけを生じる。
また、ホルダー３の支持部（３０ａ，３０ｂ）の厚さ（図３に示すａ）が薄くなることで強度が低下し、ホルダー３の変形を引き起こすことになる。

図１、図２に示すように、本実施例では、ホルダー３の支持部３０ａの下側（液晶表示パネルを支持する側と反対側）に、白色発光ダイオード１の最大となる外形寸法よりも大きく、且つ極力小さい凹部１２が設けられる。この凹部１２は、白色発光ダイオード１と対向する位置に形成される。
このように、ホルダー３の支持部３０ａの一部に、凹部１２を設けた場合は、厚さが薄い部分の面積は小さく、射出成形にて肉ひけを生じることはなく、また、強度に関しても、凹部１２の周囲は、厚さが厚いままなので、強度低下は、ホルダー３全体を薄くした場合に比べて小さくすることができる。
したがって、本実施例において、白色発光ダイオード１の外形寸法の増大が生じた場合、ホルダー３に形成された凹部１２の中に、白色発光ダイオード１の支持部３０ａと対向する側の先端部が収納される形となり、結果として、白色発光ダイオード１は、前述したように、ホルダー３と接触することはなく、白色発光ダイオード１の破損や、バックライトの輝度の低下を防止することができる。
これにより、液晶表示モジュールの信頼性を向上させることができるばかりか、バックライトの輝度特性の向上と、バックライトの輝度のばらつきを低減することができる。

なお、本発明は、白色発光ダイオード１を実装したフレキシブル基板２をホルダー３に固定する構成に限られるものではない。例えば、バックライトを収容する図示しないケースに白色発光ダイオード１を実装したフレキシブル基板２を固定する構成や、図示しないケース底面とホルダー３の間に白色発光ダイオード１を実装したフレキシブル基板２を挟み込む構成など、白色発光ダイオード１をホルダー３内に配置するための他の構成においても、本発明は適用可能である。
また、本発明は、バックライトの光源として、白色発光ダイオードを用いる構成に限られるものではなく、他の色の発光ダイオードや他の発光素子を用いる構成においても適用可能である。
以上、本発明者によってなされた発明を、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勿論である。

本発明の実施例の液晶表示モジュールにおける、発光素子を構成する白色ダイオード近傍の断面構造を示す断面図である。 図１に示すホルダーの形状を説明するための図である。 従来の液晶表示モジュールにおける、白色ダイオード近傍の断面構造を示す断面図である。 白色発光ダイオード１の詳細を示す図である。 従来の液晶表示モジュールにおいて、白色発光ダイオード１の外形寸法が増大した場合における、白色ダイオード近傍の断面構造を示す断面図である。

符号の説明

１ 白色発光ダイオード
２ フレキシブル配線基板
３ ホルダー
４ 導光板
５ 入光面
６ 光放出面
８ 光学シート群（下拡散シート、２枚のレンズシート、上拡散シート）
１０ 光放出部
１１ セパレータ
１２ 凹部
１３ 両面テープ
１５ 電極
１６ 開口部
２１ ＴＦＴ基板
２２ 対向基板
２３，２４ 偏光板
３０ａ，３０ｂ 支持部

Claims (8)

1. バックライトと、
   前記バックライト上に配置される液晶表示パネルとを備える液晶表示装置であって、
   前記バックライトは、枠状のホルダーと、
   前記ホルダー内に収納される発光素子と、
   前記発光素子から放出される光が入光する導光板とを有し、
   前記ホルダーは、開口部と、
   前記液晶表示パネルを支持する支持部を有し、
   前記発光素子は、前記ホルダー内で、前記支持部の前記液晶表示パネルと反対側に収納され、
   前記導光板は、前記支持部の前記液晶表示パネルとは反対側に配置され、
   前記支持部は、前記液晶表示パネルを支持する側と反対側で、前記発光素子と対向する位置に形成される凹部を有し、
   前記発光素子は光放出面を有し、
   前記導光板は、前記光放出面と対向する入光面を有し、
   前記凹部は、前記光放出面が前記入光面と対向する位置よりも前記液晶表示パネル側の位置に形成され、
   前記光放出面の少なくとも一部は、前記凹部の外部に位置し、且つ前記入光面と対向し、
   前記発光素子の前記支持部と対向する上面と、前記凹部の前記上面と対向する面との間には間隙が存在することを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記発光素子の、前記支持部と対向する側の先端部が、前記凹部内に位置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。
3. 前記発光素子は、フレキシブル配線基板に実装され、
   前記フレキシブル配線基板は、前記ホルダーの枠状部分に固定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記発光素子は、白色発光ダイオードであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
5. 前記液晶表示パネルは、前記枠状のホルダーの内部で、前記ホルダーの支持部上に配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
6. 前記導光板の一部は、前記支持部の前記液晶表示パネルと反対側の部分に対向していることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
7. 前記支持部は、前記凹部が形成された位置の厚さよりも、前記導光板の前記一部と対向する位置の厚さが厚いことを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
8. 前記凹部は、複数の側壁面を有し、
   前記複数の側壁面の内の一つの面は、前記光放出面と前記入光面の間に位置することを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の液晶表示装置。

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