JP5586237B2

JP5586237B2 - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP5586237B2
Application number: JP2010002135A
Authority: JP
Inventors: 恭久白石; 亮介宮地
Original assignee: Panasonic Liquid Crystal Display Co Ltd; Japan Display Inc
Current assignee: Panasonic Liquid Crystal Display Co Ltd; Japan Display Inc
Priority date: 2010-01-07
Filing date: 2010-01-07
Publication date: 2014-09-10
Anticipated expiration: 2030-01-07
Also published as: US8441596B2; JP2011141439A; US20110164202A1

Description

本発明は液晶表示装置に関し、特に、フレキシブル・プリント回路上に発光ダイオードを配置するバックライトを備えた液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、携帯電話、デジタルスチルカメラ、携帯情報端末など多くの電子機器の表示装置として利用されている。これらの液晶表示装置は、液晶表示パネルに照明光を照射するバックライトを有している。小型又は薄型の表示装置においては、特許文献１に示すように、バックライトの光源として発光ダイオードＬＥＤが利用され、さらに、図１に示すように、フレキシブル・プリント回路ＦＰＣ上にこれらの発光ダイオードＬＥＤが配置固定されている。フレキシブル・プリント回路には、不図示の配線が設けられ、個々の発光ダイオードＬＥＤへの給電が行われるよう構成されている。

図２は、発光ダイオードＬＥＤを配置したフレキシブル・プリント回路ＦＰＣと、発光ダイオードＬＥＤの発光域ＥＡから出射した光を導光する導光板ＬＧとの配置関係を示した平面図である。図３は、図２の矢印Ａ−Ａ’における断面図を示している。図３の下方向には不図示の液晶表示パネルが配置される。このため、図３の上方向に向かう光を反射させるため、発光ダイオードＬＥＤと導光板ＬＧとを覆うように反射シートＲＳが配置されている。

図２又は図３に示すように、発光ダイオードＬＥＤ（特に、発光域ＥＡ）と導光板ＬＧとの間には、隙間Ｇが発生する。隙間Ｇはゼロにするのが理想であるが、実際は各部品の製造誤差や組立時のアライメントにより、５０〜１００μｍ以上の隙間が発生する。

しかも、フレキシブル・プリント回路ＦＰＣは、半透明なオレンジ色をしているため、図３に示すように、隙間Ｇの部分ではフレキシブル・プリント回路ＦＰＣが露出しているため、図３の矢印のように、発光ダイオードＬＥＤの発光域ＥＡから出射した光の一部は、フレキシブル・プリント回路ＦＰＣで吸収又は散乱され、導光板ＬＧに導入されず、バックライトの輝度低下の原因となる。

さらに、液晶表示装置の薄型化や狭額縁化により、バックライトに使用する発光ダイオードＬＥＤの厚みｔも０．６ｍｍや０．４ｍｍと小型し、導光板自体もより薄くなっている。このため、隙間Ｇによる輝度低下は、より顕著なものとなる。図４のグラフは、発光ダイオードＬＥＤと導光板ＬＧとの隙間Ｇに対するバックライトの平均輝度の変化率を測定したものであり、発光ダイオードの厚みｔが０．６ｍｍのものでも、隙間Ｇが０．２ｍｍとなると２０％弱の平均輝度の低下が見られる。発光ダイオードの厚みｔが０．４ｍｍのものにおいては、同じ隙間Ｇ（０．２ｍｍ）でも３０％以上の輝度の低下となり、液晶表示装置の薄型化や狭額縁化においては、隙間Ｇによる輝度低下の問題は極めて重要な問題であることが容易に理解される。

このようなフレキシブル・プリント回路による輝度低下を解消するため、図５に示すような反射テープ１０を発光ダイオードＬＥＤの前面側に貼り付けることも考えられるが、依然として発光ダイオードＬＥＤと反射テープ１０との間に隙間ができ、フレキシブル・プリント回路による吸収等が発生する。さらに、反射テープの厚み部分で光が吸収又は散乱され、導光板に入射する光量が一層減少する原因となる。

他方、図６に示すように、フレキシブル・プリント回路ＦＰＣ’自体を白色化することも考えられるが、この場合には、フレキシブル・プリント回路のコストが増加するだけでなく、反射率が低いため、輝度低下の改善効果が余り期待できないという問題がある。

特開２００８−１７０７３９号公報

本発明の解決しようとする課題は、上述した問題を解消し、薄型化及び狭額縁化を実現しながら、バックライトの輝度低下を抑制することが可能な液晶表示装置を提供することである。

本発明の表示装置は、上述した課題を解決するため、以下のような特徴を有する。

（１）液晶表示パネルと、該液晶表示パネルの裏面に照明光を照射す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、フレキシブル・プリント回路の表面に固着された発光ダイオードと、該発光ダイオードからの出射光を導光する導光板とを備え、該発光ダイオードは該導光板に対面する端面を有し、該端面には光が出射する発光域が形成されており、該フレキシブル・プリント回路には、該発光ダイオードと該導光板との隙間に位置する部分に開口部を形成し、該開口部の形状は、一部が発光ダイオードの該端面に掛かるよう構成されており、該フレキシブル・プリント回路の裏面側で該開口部の位置する部分には反射部材が配置され、該開口部が該端面に掛かる部分における該開口部の幅は、該発光域の幅より広いことを特徴とする。

（２）上記（１）に記載の液晶表示装置において、該反射部材は、該バックライトの周辺部分を遮光する遮光シートと兼用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、該開口部の形状は、該発光ダイオードの発光域の幅より長いスリット状、又は、該発光ダイオード側より該導光板側の方が幅が広いテーパ状であることを特徴とする。

本発明の液晶表示装置では、発光ダイオードを固着したフレキシブル・プリント回路において、発光ダイオードと導光板との隙間に位置する部分に開口部を形成し、該開口部の形状は、一部が発光ダイオードの発光域側の端面に掛かるよう構成されていると共に、該フレキシブル・プリント回路の裏面側で該開口部の位置する部分には反射部材が配置されているため、当該隙間によるフレキシブル・プリント回路による光の吸収や散乱を抑制し、該反射部材で反射させて導光板に照明光を導入することができる。このため、バックライトの輝度低下を効果的に抑制することが可能となる。また、開口部は、フレキシブル・プリント回路の一部を打ち抜き加工や切り抜き加工で容易に形成できるため、製造コストの増加も抑制される。

また、該反射部材を、バックライトの周辺部分を遮光する遮光シートと兼用させることで、部品点数の増加も抑制し、製造コストの増加をより一層抑制することが可能となる。

さらに、該開口部の形状を、発光ダイオードの発光域の幅より長いスリット状、又は、該発光ダイオード側より該導光板側の方が幅が広いテーパ状とすることで、発光ダイオードから放射される拡散光を効率良く導光板に導入することが可能となり、バックライトの輝度低下を抑制することが可能となる。

従来の液晶表示装置における発光ダイオードを配置したフレキシブル・プリント回路の様子を説明する斜視図である。図１のフレキシブル・プリント回路（発光ダイオード）と導光板との配置関係を示す平面図である。図２の矢印Ａ−Ａ’における断面図である。発光ダイオードと導光板との隙間に対応する平均輝度の変化率を示すグラフである。従来の液晶表示装置における図１のフレキシブル・プリント回路の応用例を示す斜視図である。従来の液晶表示装置における図１のフレキシブル・プリント回路の他の応用例を示す斜視図である。本発明の液晶表示装置における発光ダイオードを配置したフレキシブル・プリント回路の様子を説明する斜視図である。図７のフレキシブル・プリント回路（発光ダイオード）と導光板との配置関係を示す平面図である。図８の矢印Ｂ−Ｂ’における断面図である。

本発明に係る液晶表示装置について、以下に詳細に説明する。
図７は、本発明の液晶表示装置の一部、特に、発光ダイオードを配置したフレキシブル・プリント回路の様子を説明する斜視図である。

本発明の液晶表示装置は、液晶表示パネルと、該液晶表示パネルの裏面に照明光を照射す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、フレキシブル・プリント回路ＦＰＣの表面に固着された発光ダイオードＬＥＤと、該発光ダイオードＬＥＤからの出射光を導光する導光板とを備え、該フレキシブル・プリント回路ＦＰＣには、該発光ダイオードＬＥＤと該導光板との隙間に位置する部分に開口部（１，２）を形成し、該開口部の形状は、一部が発光ダイオードの発光域（ＥＡ）側の端面に掛かるよう構成されており、該フレキシブル・プリント回路ＦＰＣの裏面側で該開口部（１，２）の位置する部分には反射部材３が配置されていることを特徴とする。

図８は、発光ダイオードＬＥＤを配置したフレキシブル・プリント回路ＦＰＣと、発光ダイオードＬＥＤの発光域ＥＡから出射した光を導光する導光板ＬＧとの配置関係を示した平面図である。図９は、図８の矢印Ｂ−Ｂ’における断面図を示している。図９の下方向には不図示の液晶表示パネルが配置される。このため、図３と同様に、図９の上方向に向かう光を反射させるため、発光ダイオードＬＥＤと導光板ＬＧとを覆うように反射シートＲＳが配置されている。

特許文献１に示すように、導光板ＬＧと液晶表示パネル（不図示）との間には、拡散シートやプリズムシートを組み合わせた光学シートを配置することも可能である。

本発明の液晶表示装置の特徴であるフレキシブル・プリント回路の開口部は、図７に示すように、スリット状の開口部１や、テーパ状の開口部２などが好適に利用可能である。スリット状の開口部１の場合には、発光ダイオードＬＥＤの発光域ＥＡの幅Ｗより、スリットの長さＳの方が長くなるように、スリット形状を設定する。また、テーパ状の開口部２の場合には、発光ダイオードＬＥＤ側より導光板ＬＧ側の方が幅が広くなるように設定する。当然、発光ダイオード側のテーパ部分の幅は、開口部１と同様に、発光域ＥＡの幅Ｗより大きくなるよう設定することが好ましい。このようなサイズの開口部（１，２）を設けることで、発光域ＥＡから放射される拡散光を効率良く反射し、導光板ＬＧに導くことが可能となる。

また、これらの開口部（１，２）は、フレキシブル・プリント回路の一部を打ち抜き加工や切り抜き加工を行うことで、容易に形成できるため、製造コストの増加も抑制できる。製造組立時には、予め開口部を形成したフレキシブル・プリント回路ＦＰＣに、発光ダイオードＬＥＤの発光域（ＥＡ）側の端面が開口部に掛るよう配置し、接着固定する。

開口部（１，２）に向かう光は、図９に示すように反射部材３により反射される。反射部材の反射率は、フレキシブル・プリント回路ＦＰＣの反射率が通常２０％であるため、フレキシブル・プリント回路の反射率以上であれば、ある程度の効果が期待できるが、より好ましくは、６０％以上の反射率が望ましい。

図４に示すように、発光ダイオードの厚さｔが０．４ｍｍの場合には、隙間Ｇが１００μｍにおける輝度の低下は約２０％となっている。これに対し、本発明のように開口部を形成すると共に、反射率６０％の反射部材を配置した場合には、同様の輝度の低下を約１０％にまで改善できることが確認されている。

通常、バックライトの周辺部分の漏光を遮光するため、バックライトの周辺部分に遮光シートが配置されている。この遮光シートの裏面（液晶表示パネルに対向する面と反対の面）に反射率の高い材料を使用することで、反射部材３と遮光シートとを兼用することも可能である。

また、本発明のように、発光ダイオードＬＥＤと導光板ＬＧとの隙間があっても、輝度の低下が抑制できるため、むしろ、発光ダイオードＬＥＤと導光板ＬＧとの距離を積極的に離して、導光板の入光部における輝度ムラを低減させることも可能となる。これにより、入光部分額縁をより狭くすることも可能になる。

以上のように、本発明によれば、薄型化及び狭額縁化を実現しながら、バックライトの輝度低下を抑制することが可能な液晶表示装置を提供することが可能となる。

１，２開口部
３反射部材
ＥＡ発光ダイオードの発光域
ＦＰＣフレキシブル・プリント回路
ＬＥＤ発光ダイオード
ＬＧ導光板
ＲＳ反射シート

Claims

液晶表示パネルと、該液晶表示パネルの裏面に照明光を照射す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、フレキシブル・プリント回路の表面に固着された発光ダイオードと、該発光ダイオードからの出射光を導光する導光板とを備え、
該発光ダイオードは該導光板に対面する端面を有し、該端面には光が出射する発光域が形成されており、
該フレキシブル・プリント回路には、該発光ダイオードと該導光板との隙間に位置する部分に開口部を形成し、該開口部の形状は、一部が発光ダイオードの該端面に掛かるよう構成されており、
該フレキシブル・プリント回路の裏面側で該開口部の位置する部分には反射部材が配置され、
該開口部が該端面に掛かる部分における該開口部の幅は、該発光域の幅より広いことを特徴とする液晶表示装置。
請求項１に記載の液晶表示装置において、該反射部材は、該バックライトの周辺部分を遮光する遮光シートと兼用されていることを特徴とする液晶表示装置。
請求項１に記載の液晶表示装置において、該開口部の形状は、該発光ダイオードの発光域の幅より長いスリット状、又は、該発光ダイオード側より該導光板側の方が幅が広いテーパ状であることを特徴とする液晶表示装置。