JP2014153586A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】薄い導光板を用いた場合であっても、導光板に反りや組み立て時のばらつき等に起因する、導光板の側面から入光される光量のばらつきを抑制することが可能な技術を提供することである。
【解決手段】
液晶層を介して一対の透明基板が対向配置されてなる液晶表示パネルと、該液晶表示パネルの裏面側に配置されるバックライト装置と、を備える液晶表示装置であって、前記バックライト装置は、基板表面に複数の発光素子が並設される光源と、辺部に配置される前記光源からの光を面状光（バックライト光）に変換し照射する導光板とを有し、前記導光板は、辺縁部に沿った凹状の溝部を有し、前記溝部内に少なくとも前記発光素子が内挿され、当該導光板と前記光源とが一体に形成されると共に、前記導光板の側面よりも前記面状光の照射領域に近い位置に形成される前記溝部の底面又は／及び前記溝部の側壁面が、前記発光素子からの光の入光面となる液晶表示装置である。
【選択図】 図２

Description

本発明は、液晶表示装置に係わり、特に、液晶表示パネルの裏面に配置され、面状のバックライト光を照射するバックライト装置に関する。

従来のサイドライト方式のバックライト装置は、複数個の発光ダイオードＬＥＤを基板（例えば、アルミ基板）ＰＣの表面に実装して光源が形成され、この光源が導光板ＬＧの側面に配置された構成となっている。例えば、図９に示すように、フレーム部材ＦＬの内壁面に基板ＰＣの裏面が貼り付けされると共に、基板ＰＣの表面に実装される発光ダイオードＬＥＤが導光板ＬＧの側面と対向配置されている。すなわち、光源と導光板ＬＧとはそれぞれ別々に設置され、発光ダイオードＬＥＤからの光が導光板ＬＧの側面に照射されるように設置されている。この場合、発光ダイオードＬＥＤから照射された光は導光板ＬＧの側面から入光され、導光板ＬＧで面状の光に変換され、複数枚の光学シートＯＳを通過した後にバックライト光として、照射されることとなる。

一方、導光板の側面に複数個の発光ダイオードが固定された液晶表示装置として、例えば、特許文献１に記載の面発光装置およびこれを備えた表示装置がある。この特許文献１に記載の技術では、カチオン硬化型エポキシ樹脂を用いて導光板の側面に発光ダイオードを接着し固定する構成となっており、発光ダイオードから照射された光はカチオン硬化型エポキシ樹脂を介して直接導光板の側面から入光させる構成となっている。

特許第４３６９６９８号

近年の液晶表示装置の薄型化の進展に伴い、バックライト装置も急速に薄型化が進展しており、１９インチ以上等の大型の液晶表示装置においても、導光板ＬＧの厚さは３ｍｍ程度となっており、さらなる薄型化が要望されている。しかしながら、導光板ＬＧの薄型化した場合、図１０に示すように、導光板ＬＧに反りが発生した場合やバックライト装置の組み立て時のばらつき等により、発光ダイオードＬＥＤからの光が導光板ＬＧの側面から外れて照射されてしまい、導光板ＬＧに入射する光量がばらついてしまうという問題があった。

さらには、導光板ＬＧの反りが大きい場合には、導光板ＬＧの側面から外れて照射された光が液晶表示パネルに直接入光されることとなり、観察者から直接視認されてしまうという問題もあった。

一方、特許文献１には、導光板の側壁に発光ダイオードを固定する技術が開示されているが、発光ダイオードを導光板ＬＧの側面に固定する際に、エポキシ樹脂の塗布行程や硬化工程等が追加されてしまうので、生産効率が低下してしまうことが懸念される。さらには、特許文献１に記載の構成では、発光ダイオードと導光板の入光面（側面）との間に空気層が形成されない構成、すなわち発光ダイオードと導光板の入光面（側面）との間がカチオン硬化型エポキシ樹脂で満たされる構成となるので、発光ダイオードの放熱性が低下し、発光ダイオードの発光効率が低下してしまうことも懸念される。

本発明はこれらの問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、薄い導光板を用いた場合であっても、導光板に反りや組み立て時のばらつき等に起因する、導光板の側面から入光される光量のばらつきを抑制することが可能な技術を提供することにある。

前記課題を解決すべく、本願発明の液晶表示装置は、液晶層を介して一対の透明基板が対向配置されてなる液晶表示パネルと、該液晶表示パネルの裏面側に配置されるバックライト装置と、を備える液晶表示装置であって、
前記バックライト装置は、基板表面に複数の発光素子が並設される光源と、辺部に配置される前記光源からの光を面状光（バックライト光）に変換し照射する導光板とを有し、
前記導光板は、辺縁部に沿った凹状の溝部を有し、
前記溝部内に少なくとも前記発光素子が内挿され、当該導光板と前記光源とが一体に形成されると共に、
前記導光板の側面よりも前記面状光の照射領域に近い位置に形成される前記溝部の底面又は／及び前記溝部の側壁面が、前記発光素子からの光の入光面となる液晶表示装置である。

本発明によれば、薄い導光板を用いた場合であっても、導光板に反りや組み立て時のばらつき等に起因する、導光板の側面から入光される光量のばらつきを抑制することができる。さらには、導光板の側面から入光される光量のばらつきを抑制することができるので、導光板のさらなる薄型化が可能となる。

本発明のその他の効果については、明細書全体の記載から明らかにされる。

本発明の実施形態１の液晶表示装置の概略構成を説明するための断面図である。 実施形態１のバックライト装置における発光ダイオードの搭載部分の拡大された断面図である。 実施形態１のバックライト装置を構成する導光板の詳細構成を説明するための図である。 実施形態１の他のバックライト装置を構成する導光板の詳細構成を説明するための図である。 本発明の実施形態２の液晶表示装置におけるバックライト装置の概略構成を説明するための断面図である。 本発明の実施形態３の液晶表示装置におけるバックライト装置の概略構成を説明するための断面図である。 本発明の実施形態４の液晶表示装置におけるバックライト装置の概略構成を説明するための上面図である。 本発明の実施形態４の液晶表示装置におけるバックライト装置の概略構成を説明するための側面図である。 従来のバックライト装置の概略構成を説明するための断面図である。 従来のバックライト装置の導光板に反りが生じた場合を説明するための断面図である。

以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。ただし、以下の説明において、同一構成要素には同一符号を付し繰り返しの説明は省略する。また、図中に示すＸ，Ｙ，Ｚは、それぞれＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸を示す。

〈実施形態１〉
図１は本発明の実施形態１の液晶表示装置の概略構成を説明するための断面図であり、以下、図１に基づいて、実施形態１の液晶表示装置の構成を説明する。

図１に示すように、実施形態１の液晶表示装置は、面状のバックライト光を照射するバックライト装置が金属製のフレーム部材ＦＬいわゆる下フレームに収納され、上面側に配置される周知の液晶表示パネルＬＣＤの裏面側からバックライト光を照射する構成となっている。なお、必要に応じて、適宜、液晶表示パネルＬＣＤの表側にも上フレームと称されるフレーム部材を配置する構成であってもよい。

図１に示すバックライト装置は、金属製のフレーム部材ＦＬに樹脂製のモールド部材ＭＤを用いて、矩形の平板形上をなす導光板ＬＧが所定位置に位置決めされる構成となっている。この導光板ＬＧの表面（一方の平面）すなわち面状光の照射面側には、周知の拡散板やプリズムシート等の光学シートＯＳが載置されている。一方、導光板ＬＧの裏面（他方の平面）には周知の反射板ＲＦが貼り付けされている。また、導光板ＬＧの側面には、該側面に沿って並設される複数個の発光ダイオード（発光素子）ＬＥＤを備える光源が貼り付けされ固定されており、サイドライト方式のバックライト装置となっている。なお、実施形態１の導光板ＬＧの側面に固定される発光ダイオードＬＥＤ（光源）の構成については、後に詳述する。

図１に示す液晶表示パネルＬＣＤは画素が面内方向にマトリクス状に形成される周知の液晶表示パネルであり、液晶層を介して対向配置される一対の透明基板の一方の透明基板に画素電極が形成され、他方の透明基板に共通電極が形成されるＴＮ方式やＶＡ方式の液晶表示パネル、又は液晶層を介して対向配置される一対の透明基板の一方の透明基板に画素電極と共通電極とが形成される横電界方式の液晶表示パネルの何れの方式の液晶表示パネルであってもよい。

この実施形態１の液晶表示装置においては、発光ダイオードＬＥＤから照射された指向性を有する（レンズ部で集光された）光が導光板ＬＧに入光され、該導光板ＬＧで面状光に変換され、照射面（図１中の導光板ＬＧの上側面）から面状光が照射される。この面状光は光学シートＯＳを介し、バックライト光として液晶表示パネルＬＣＤの裏面側に照射される。なお、本願発明の発光素子としては、後に詳述するように、レンズ部を有する発光ダイオードＬＥＤを用いる構成とするが、これに限定されることはなく、レンズ部を有しない発光ダイオードＬＥＤを用いる構成であってもよい。

特に、実施形態１の液晶表示装置においては、発光源（発光素子）となる発光ダイオードＬＥＤが導光板ＬＧの側面に固定され、導光板ＬＧと一体をなす構成となっているので、導光板ＬＧに反りが生じた場合であっても、反りに伴う導光板ＬＧの変形量を抑制することができる。また、後に詳述するように、発光ダイオードＬＥＤが搭載される基板の剛性（柔軟性）に応じた変形量や接着部材の粘性に応じた変形量で、発光ダイオードＬＥＤが導光板ＬＧの反りに追従することができるので、導光板ＬＧに反りが生じた場合であっても、発光ダイオードＬＥＤから照射された光は導光板ＬＧに入光されることとなる。さらには、導光板ＬＧに直接に光源を固定する構成となるので、バックライト装置を含めた液晶表示装置の組み立て時のばらつき（組み立て公差）に伴う導光板ＬＧへの入光量のばらつきも抑制することができる。

このように、実施形態１の液晶表示装置では、バックライト装置を構成する光源と導光板ＬＧとが一体に形成されているので、光源（特に、発光ダイオードＬＥＤが搭載される基板）が導光板ＬＧの反りを抑制すると共に、導光板ＬＧの反りに応じて光源（特に、発光ダイオードＬＥＤ）の位置も移動される。すなわち、光源と導光板ＬＧとの挙動が近くなるので、発光ダイオードＬＥＤからの光が導光板ＬＧに入射されずに直接に液晶表示パネルＬＣＤ等に照射されてしまう等の光漏れを含めた導光板ＬＧへの入光量のばらつきを抑制できる。その結果、導光板ＬＧの厚さをさらに薄型化することが可能となるので、バックライト装置を薄型化でき、液晶表示装置もさらに薄型化できる。

次に、図２に実施形態１のバックライト装置における発光ダイオードの搭載部分の拡大された断面図、図３に実施形態１のバックライト装置を構成する導光板の詳細構成を説明するための図を示し、以下、図２及び図３に基づいて、実施形態１のバックライト装置について詳細に説明する。ただし、図３（ａ）は光源が搭載される側の導光板の側面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）に示すＡ−Ａ’線での断面図である。また、以下の説明においては、発光素子である複数個の発光ダイオードＬＥＤと、該発光ダイオードＬＥＤがＺ方向に並設して搭載される基板ＰＣと、を含めて光源と記す。

図３（ａ）から明らかなように、実施形態１のバックライト装置の導光板ＬＧは、光源が搭載される側の側面すなわち光源の搭載面に凹状の溝部ＧＰが形成される構成となっており、特に、側面の辺縁部のみを残すようにして溝部ＧＰが形成される構成となっている。すなわち、光源が搭載される側面と交差する面に沿って、凹状の溝部ＧＰの側壁が形成される構成となっている。その結果、実施形態１の導光板ＬＧの構成では、図３（ｂ）の断面図に示すように、光源が搭載される側面のＺ方向の両端部を除く部分では、導光板ＬＧの表面（図中上側面）及び裏面（図中下側面）に沿ったそれぞれの側壁が対をなすように形成され、この一対の側壁との間に空間が形成される構成となる。このとき、光源が搭載される側面は、溝部ＧＰの底面から導光板ＬＧの表面及び裏面に沿った一対の側壁が図中の左側（導光板ＬＧに光源が配置される側）に突出される構成でもある。この構成からなる導光板ＬＧは周知の射出成形等で形成することが一般的であるが、矩形の導光板ＧＰに切削加工等で後から溝部ＧＰを形成する等の他の成型方法で形成してもよい。

この溝部ＧＰの底面形状は溝部ＧＰの深さ方向（Ｘ方向）に対して直交する平面形状となっており、また、溝部ＧＰの周縁部から底面までの距離が一定に形成されている。すなわち、平面形状となる溝部ＧＰの底面の法線方向と、溝部ＧＰの側面の法線方向とが一致し、溝部ＧＰが形成される導光板ＬＧの側面と溝部ＧＰの底面とが平行となるように、溝部ＧＰの底面が形成されている。さらには、溝部ＧＰの側壁面は、導光板ＬＧの延在方向（Ｘ方向及びＺ方向）すなわち導光板ＬＧの面内方向と平行となるように形成されている、すなわち、側壁の厚さが一定となるように形成されている。特に、実施形態１の構成では、後に詳述するように、導光板ＬＧの側面に沿って形成される１つの溝部ＧＰに、複数個の発光ダイオードＬＥＤが配置される構成となる。この構成により、実施形態１の導光板ＬＧでは、発光ダイオードＬＥＤからの光を、導光板ＬＧに効率よく且つ均一に入光させることが可能となる。

一方、実施形態１の溝部ＧＰの４つの側壁の内で、光源が搭載される側面と交差する２つの側面に沿った一対の側壁の内壁面、すなわち溝部ＧＰの側壁面の内で図３（ａ）中左右の側壁の側壁面については、２つの側面の延在方向すなわち面内方向と平行となるように形成され、その厚さも一定となるように形成されている。この側壁面についても、溝部ＧＰの底面と直交する平面となるように形成されることが好ましいからである。特に、溝部ＧＰの４つの側壁面が溝部ＧＰの底面と直交する構成とすることにより、発光ダイオードＬＥＤからの光が入光される入光面となる溝部ＧＰの底面のＹ方向幅及びＺ方向幅を大きく形成することが可能となり、入光効率を向上させることができるからである。

なお、実施形態１の導光板ＬＧにおいては、図３（ａ）に示すように、光源が搭載される側面の上下左右に側壁が形成されるようにして溝部ＧＰが形成される構成としたが、これに限定されることはない。例えば、図３（ａ）に示す側面の上下のみに側壁が形成される溝部ＧＰであってもよい。すなわち、光源が搭載される側面と交差する一対の側面に対して、一方の側面から他方の側面にＺ方向に貫通する溝部ＧＰが形成される構成であってもよい。

また、実施形態１の導光板ＬＧの構成では、溝部ＧＰの開口側の辺縁部分に発光ダイオードＬＥＤが搭載される基板ＰＣが固定される構成となっているので、溝部ＧＰの側壁も所定の強度が必要となる。実施形態１の導光板ＬＧの構成では、溝部ＧＰの側面形状に沿って溝部ＧＰが形成されている。このため、図３（ａ）中の上下方向に伸延する側壁（図３（ａ）中の左右に形成される側壁）よりも左右方向に伸延する側壁（図３（ａ）中の上下に形成される側壁）が長い構成となり、同じ側壁厚さの場合には図中の左右に配置される側壁の方がその強度が大きくなる。従って、図３中においては、全ての側壁を同じ厚さで形成する構成としたが、これに限定されることはない。例えば、図３（ａ）中の上下に形成される側壁よりも左右に形成される側壁の厚さを小さく形成する構成であってもよい。これにより、入光面となる溝部ＧＰの底面の面積をさらに大きくすることができるので、発光ダイオードＬＥＤからの光の入光効率をさらに向上できる。

前述する構成からなる導光板ＬＧを備える実施形態１のバックライト装置では、図２に示すように、例えば、周知のアルミ基板（アルミ材を基材とするアルミベース基板の表面に絶縁層を介し配線層が形成され、その上面に絶縁部材の保護層が形成される）からなる基板ＰＣの表面に発光ダイオードＬＥＤが搭載される構成となっており、該発光ダイオードＬＥＤが搭載された基板ＰＣが導光板ＬＧの側面すなわち溝部ＧＰの周縁部に固定されている。このとき、発光ダイオードＬＥＤが搭載される側の面で基板ＰＣと導光板ＬＧとが固定され、さらには、基板ＰＣのＹ方向の幅は溝部ＧＰのＹ方向の幅（開口高さ）よりも大きく形成されているので、基板ＰＣに搭載される発光ダイオードＬＥＤのみが導光板ＬＧの側面に形成される溝部ＧＰ内に配置される構成となる。この配置により、発光ダイオードＬＥＤからの光が照射される側すなわち図中に曲線で示すレンズ部の側が、導光板ＬＧの入光面である溝部ＧＰの底面と対向するように配置される。なお、実施形態１の発光ダイオードＬＥＤは、当該発光ダイオードＬＥＤのＹ方向の幅が導光板ＬＧの側面に形成される溝部ＧＰのＹ方向の幅（開口高さ）よりも小さく形成され、且つ発光ダイオードＬＥＤの台座部分が曲面状に形成されるレンズ部分よりも大きく形成されている。しかしながら、発光ダイオードＬＥＤの形状は、これに限定されることはなく、台座部分がレンズ部分と同じ幅で形成される形状等、他の形状であってもよい。

このように、実施形態１のバックライト装置では、１つの基板ＰＣに搭載される複数個の発光ダイオードＬＥＤが導光板ＬＧの側面に形成される溝部ＧＰ内に配置されるように、導光板ＬＧの側面に基板ＰＣを貼り付けて固定する構成となっている。従って、バックライト装置の組み立て時の光源と導光板ＬＧとの位置ずれ、使用時の熱や導光板ＬＧの製作精度による反りの発生を基板ＰＣで抑制できるので、基板ＰＣの反りに伴う発光ダイオードＬＥＤからの光の照射位置のずれ等を防止できると共に、バックライト装置の組み立てばらつきに伴う導光板ＬＧに入光される光量のばらつきをも抑制することができる。すなわち、導光板ＬＧと光源とが一体に形成され、フレーム部材ＦＬに保持される構成となるので、組み立て時のばらつきや反り等により、発光ダイオードＬＥＤから照射された光が入光面に照射されずに外れた部分に照射されてしまうことを防止できる。さらには、発光ダイオードＬＥＤが搭載される基板ＰＣを導光板ＬＧの側面に貼り付けて固定することで、導光板ＬＧと光源とを一体とすることが可能となり、バックライト装置の生産効率を向上させることができるので、液晶表示装置の生産効率を向上できるという効果を得ることもできる。

なお、Ｚ方向の全ての領域において、基板ＰＣのＹ方向幅が溝部ＧＰの開口高さよりも大きく形成される構成には限定されない。例えば、Ｚ方向に伸延する基板ＰＣの一部に、基板ＰＣのＹ方向の幅が溝部ＧＰの開口高さよりも小さい領域を形成する、又は基板ＰＣに貫通孔を形成することにより、基板ＰＣにより覆われる溝部ＧＰ内を換気させ、発光ダイオードＬＥＤの発光時の温度上昇を抑制することも可能である。

また、実施形態１の構成では、比較的大型の液晶表示装置に本願発明を適用する場合を対象としているので、うねり等が発生せず、発光ダイオードの発生する熱の放熱にも優れる周知のアルミ基板を基板ＰＣとして用いる場合について説明した。しかしながら、基板ＰＣはアルミ基板に限定されることはなく、周知のＣＥＭ−３基板やフレキシブル配線基板等の他の基板を用いる構成であってもよい。特に、フレキシブル配線基板等の樹脂部材を基材とする基板ＰＣを用いた場合は、基板ＰＣそのものが有する剛性と柔軟性とにより、導光板ＬＧの反り等に伴う変形に対して、基板ＰＣが導光板ＬＧの変形を抑制しつつ、一方で導光板ＬＧの変形に対応して基板ＰＣ自身も変形することが可能となる。その結果、導光板ＬＧの変形や組み立てばらつきが生じた場合であっても、基板ＰＣ自身の変形により発光ダイオードＬＥＤの位置も導光板ＬＧの変形（溝部ＧＰの変形）に容易に追従することが可能となるので、アルミ基板からなる基板ＰＣを用いる前述の効果に加えて、導光板ＬＧに入光される光量のばらつきの抑制効果をさらに向上できるという格別の効果を得ることができる。

さらには、溝部ＧＰ内に配置される発光ダイオードＬＥＤのＹ方向幅と、溝部ＧＰのＹ方向の開口高さとが略同じ場合について説明したが、これに限定されることはなく、溝部ＧＰのＹ方向の開口高さよりも発光ダイオードＬＥＤのＹ方向幅が小さい構成であってもよい。この場合、基板ＰＣとして比較的剛性の高いアルミ基板を用いた場合であっても、例えば、基板ＰＣと導光板ＬＧとを接着する両面テープ等の粘着力や粘着個所を適宜選択することにより、導光板ＬＧに凸状の反り等が生じた場合であっても、溝部ＧＰの側壁面と発光ダイオードＬＥＤとが接触するまでの間、溝部ＧＰ内で発光ダイオードＬＥＤが移動でき、擬似的に導光板ＬＧの反りに発光ダイオードＬＥＤを追従させることができる。従って、導光板ＬＧに入光される光量のばらつきを抑制しつつ、反りに伴う応力を導光板ＬＧと基板ＰＣに分散できるという効果を得ることも可能となる。

以上説明したように、実施形態１の液晶表示装置では、バックライト装置を構成する導光板ＬＧの側面に溝部ＧＰを設け、該溝部ＧＰの底面が発光ダイオードＬＥＤからの光の入光面となると共に、少なくとも発光ダイオードＬＥＤが溝部ＧＰ内に内挿され導光板ＬＧと一体となるように配置され、発光ダイオードＬＥＤが導光板ＬＧの形成部材に囲まれる構成となっている。従って、導光板ＬＧに反りが発生した場合や組み立て時のばらつきが生じた場合であっても、発光ダイオードＬＥＤから照射された光は入光面である溝部ＧＰの底面から入射されると共に、該底面に入射されない光も溝部ＧＰの側壁面から導光板ＬＧに入射されることとなるので、導光板ＬＧに入光される光量のばらつきを抑制することができる。

また、発光ダイオードＬＥＤが溝部ＧＰ内に内挿され導光板ＬＧと一体となるように配置されるので、導光板ＬＧが大きく反ってしまうことを抑制することができると共に、発光ダイオードＬＥＤから照射される光が導光板ＬＧから外れて液晶表示パネルＬＣＤに直接入光されてしまう等の光漏れを防止でき、液晶表示装置の表示品質を向上させることができる。

さらには、導光板ＬＧの反り等に伴う当該導光板ＬＧへの入光量のばらつきや光漏れ等を防止できるので、導光板ＬＧの厚さをさらに薄型化することが可能となり、バックライト装置をさらに薄型化できるので、液晶表示装置もさらに薄型化できるという格別の効果を得ることも可能である。

さらにはまた、実施形態１の構成では、発光ダイオードＬＥＤが搭載される基板ＰＣを介して導光板ＬＧの側面に発光ダイオードＬＥＤを固定する構成となっているので、導光板ＬＧの反りに伴い生じることとなる、発光ダイオードＬＥＤと基板ＰＣとを電気的に接続する図示しない端子部分に印加される応力を大幅に低減させることが可能となるので、接続部分の接続信頼性すなわちバックライト装置の信頼性を大幅に向上させることができるという格別の効果を得ることもできる。

なお、実施形態１の液晶表示装置では、導光板ＬＧの側面に形成され伸延する１つの溝部ＧＰが形成される場合について説明したが、これに限定されることはなく、例えば、図４に示すように、導光板ＬＧの側面に各発光ダイオードＬＥＤに対応した複数の溝部ＧＰがそれぞれ形成される構成であってもよい。さらには、導光板ＬＧの側面に２以上の溝部ＧＰを形成し、各溝部ＧＰに１つ以上の発光ダイオードＬＥＤが配置される構成であってもよい。この図４に示す導光板ＬＧの構成では、隣接する溝部ＧＰの間の領域（縦リブ部）も基板ＰＣとの貼り付けに用いることができるので、基板ＰＣと導光板ＬＧとの貼り付けの信頼性を向上させることができる。

〈実施形態２〉
図５は本発明の実施形態２の液晶表示装置におけるバックライト装置の概略構成を説明するための断面図であり、特に、実施形態２のバックライト装置における発光ダイオードの搭載部分の拡大された断面図であり、実施形態１の図２に対応する断面図である。なお、実施形態２の発光ダイオードＬＥＤでは、台座部分とレンズ部とが同じ大きさの場合について説明するが、実施形態１の発光ダイオードＬＥＤと同様に、台座部分とレンズ部が異なる大きさであってもよい。

図５に示すように、実施形態２のバックライト装置では、導光板ＬＧの裏面（図５中の下側面）に溝部ＧＰが形成されると共に、該溝部ＧＰが辺部に沿って形成される構成となっている。すなわち、面状光の照射領域と導光板ＬＧの辺端部との間の領域に、直線状の辺部すなわち照射領域の端辺の形状に沿った溝部ＧＰが形成されている。この実施形態２の導光板ＬＧの構成においては、溝部ＧＰの側壁面の内で、面状光の照射領域側の側壁面が入光面となっており、図５から明らかなように、該入光面と対向配置されるように、発光ダイオードＬＥＤの照射側（レンズ部側）が配置される構成となっている。

また、発光ダイオードＬＥＤの裏面側に基板ＰＣが配置されると共に、該基板ＰＣの裏面が入光面と対向する面に両面テープ等で固定され、基板ＰＣを介して発光ダイオードＬＥＤに発光用の電力が供給されると共に、当該発光ダイオードＬＥＤが溝部ＧＰ内の所定位置に固定される構成となっている。このとき、発光ダイオードＬＥＤが搭載される基板ＰＣの表面の法線方向と一致するように発光ダイオードＬＥＤから光が照射されるので、溝部ＧＰの側壁面の内で、基板ＰＣが固定される側壁面と入光面となる側壁面とは、平行に形成されている。なお、このときの基板ＰＣと導光板ＬＧとの固定においても、両面テープに限定されることはなく、他の接着部材等の固定部材であってもよい。

この実施形態２の構成では、溝部ＧＰの深さは発光ダイオードＬＥＤのＹ方向幅よりも大きい基板ＰＣのＹ方向幅に対応した深さ、すなわち基板ＰＣが溝部ＧＰから突出しない深さで形成されている。このとき、実施形態２の構成では、基板ＰＣの一端が溝部ＧＰの底面に当接されるように配置され、他端が溝部ＧＰの開口側すなわち辺縁部より突出しない構成となると共に、該基板ＰＣのＹ方向の中心近傍に発光ダイオードＬＥＤが配置される構成となっている。

また、溝部ＧＰのＸ方向（発光ダイオードＬＥＤの照射方向）の幅は、基板ＰＣを固定する溝部ＧＰの側壁面に固定するための図示しない両面テープ等の固定部材の厚さ、基板ＰＣの厚さ、及び発光ダイオードＬＥＤの台座部分からレンズ部に至る高さに、発光ダイオードＬＥＤのレンズ部の先端から側壁面に至る間隙を考慮した幅である。さらには、光源を溝部ＧＰに貼り付け固定する際も、溝部ＧＰの開口側から行うこととなるので、貼り付け作業も考慮した溝部ＧＰのＸ方向幅とする。

なお、実施形態２の光源の構成においても、実施形態１の光源と同様に、基板ＰＣの一方の面に複数の発光ダイオードＬＥＤが並設される構成となっている。従って、溝部ＧＰのＺ方向の幅は、実施形態１の溝部のＺ方向幅と同様である。ただし、実施形態２の溝部ＧＰの構成においても、実施形態１の溝部と同様に、Ｚ方向に貫通する構成であってもよい。

以上説明したように、実施形態２のバックライト装置では、導光板ＬＧの裏面側に形成される溝部ＧＰの側壁面に発光ダイオードＬＥＤが搭載される基板ＰＣを固定することにより、導光板ＬＧと光源とが一体をなす構成となっている。よって、実施形態２のバックライト装置おいても、前述する実施形態１と同様の効果を得ることができる。特に、実施形態２のバックライト装置では、溝部ＧＰが導光板ＬＧの裏面に形成される構成となっているので、反射板ＲＦを延長して溝部ＧＰの開口を塞ぐという簡易な構成により溝部ＧＰの開口から光漏れを防止できるという格別の効果を得ることもできる。さらには、溝部ＧＰの開口部分に反射板ＲＦを設けない構成であっても、開口部分からの光はバックライト装置の裏面側に照射されることとなるので、バックライト光に影響を与えることはない。

なお、実施形態２のバックライト装置においても、１つの溝部ＧＰ内に複数の発光ダイオードＬＥＤが並設される場合について説明したが、これに限定されることはない。例えば、実施形態１の図４に示す構成と同様に、導光板ＬＧの裏面に発光ダイオードＬＥＤの配置に対応した２つ以上の複数の溝部ＧＰを形成し、各溝部ＧＰ内に基板ＰＣと共に１つ以上の発光ダイオードＬＥＤを配置する構成であってもよい。

〈実施形態３〉
図６は本発明の実施形態３の液晶表示装置におけるバックライト装置の概略構成を説明するための断面図であり、特に、実施形態２の図５に対応する断面図である。実施形態３のバックライト装置においては、溝部ＧＰの形成位置が導光板ＬＧの表面側に形成される構成が異なるのみで、他の構成は実施形態２と同様の構成となる。従って、以下の説明では、溝部ＧＰの形成位置について詳細に説明する。なお、実施形態３の発光ダイオードＬＥＤの構成においても、実施形態１の発光ダイオードＬＥＤと同様に、台座部分とレンズ部が異なる大きさであってもよい。

図６に示すように、実施形態３のバックライト装置では、導光板ＬＧの表面側すなわち面状光が照射される側の面に溝部ＧＰが形成されると共に、この溝部ＧＰが辺部に沿って形成される構成となっている。従って、実施形態３の導光板ＬＧの構成においても、面状光の照射領域と導光板ＬＧの辺端部との間の領域に、この直線状の辺部すなわち照射領域の端辺の形状に沿った溝部ＧＰが形成されている。

また、実施形態３の導光板ＬＧの構成においても、溝部ＧＰの側壁面の内で、面状光の照射領域に近い側の側壁面が入光面となっており、図６から明らかなように、該入光面と対向配置されるように、発光ダイオードＬＥＤの照射側が配置される構成となっている。また、発光ダイオードＬＥＤの裏面側に基板ＰＣが配置され、該基板ＰＣの裏面が入光面と対向する面に両面テープ等で固定され、基板ＰＣを介して発光ダイオードＬＥＤに発光用の電力が供給されると共に、当該発光ダイオードＬＥＤが溝部ＧＰ内の所定位置に固定される構成となっている。さらには、溝部ＧＰの深さは発光ダイオードＬＥＤのＹ方向幅よりも大きい基板ＰＣのＹ方向幅に対応した深さ、すなわち基板ＰＣが溝部ＧＰから突出しない深さで形成されている。また、溝部ＧＰのＸ方向の幅は、基板ＰＣを固定する溝部ＧＰの側壁面に固定するための図示しない両面テープ等の固定部材の厚さ、基板ＰＣの厚さ、及び発光ダイオードＬＥＤの台座部分からレンズ部に至る高さに、発光ダイオードＬＥＤのレンズ部の先端から側壁面に至る間隙を考慮し、さらには、基板ＰＣの固定作業も考慮した幅となっている。なお、実施形態３の光源の構成においても、溝部ＧＰのＺ方向の幅は実施形態２の溝部の幅と同様であるが、実施形態２と同様に、Ｚ方向に貫通する溝部ＧＰの構成であってもよい。

以上説明したように実施形態３のバックライト装置では、導光板ＬＧの裏面側に形成される溝部ＧＰの側壁面に発光ダイオードＬＥＤが搭載される基板ＰＣを固定することにより、導光板ＬＧと光源とが一体をなす構成となっている。従って、実施形態３のバックライト装置おいても、前述する実施形態２と同様の効果を得ることができる。

〈実施形態４〉
図７は本発明の実施形態４の液晶表示装置におけるバックライト装置の概略構成を説明するための上面図、図８は本発明の実施形態４の液晶表示装置におけるバックライト装置の概略構成を説明するための側面図である。ただし、図７，８は発光ダイオードの搭載部分の拡大された図である。なお、実施形態４の発光ダイオードＬＥＤの外形形状は、実施形態２，３と同様に、発光部が配置される台座部分とレンズ部とが同じ大きさの場合について説明するが、実施形態１の発光ダイオードＬＥＤと同様に、台座部分とレンズ部が異なる大きさであってもよい。

図７に示すように、実施形態４のバックライト装置では、導光板ＬＧの側面に沿って当該導光板ＬＧの表面側から裏面側に貫通すると共に、その側面も開口される溝部ＧＰが複数形成され、各溝部ＧＰに発光ダイオードＬＥＤが配置される構成となっている。この構成からなる実施形態４のバックライト装置における発光ダイオードＬＥＤの取り付けは、図７中の丸印Ｂの拡大図Ｂ’に示すように、基板ＰＣが側面に貼り付けされると共に、基板ＰＣに搭載される発光ダイオードＬＥＤのみが溝部ＧＰ内に配置される構成となっている。このとき、実施形態１と同様に、各溝部ＧＰの底面すなわち導光板ＬＧの側面と平行な面が入光面となっている。この構成により、Ｚ方向に伸延する基板ＰＣの表面に並設して搭載される発光ダイオードＬＥＤのみが溝部ＧＰ内に配置され、導光板ＬＧの側面に光源が固定される構成となっている。

特に、実施形態４の導光板ＬＧの構成では、図８に示すように、導光板ＬＧの側面からＸ方向（照射領域側）に凹状をなす溝部ＧＰが形成されているので、光源が搭載される側面は溝部ＧＰの形成されない部分が凸状をなし、溝部ＧＰが凹状をなしているので、凹部と凸部が交互にＺ方向に配置されたような形状となる。すなわち、図４に示すように、実施形態１の他の導光板ＬＧの構成において、溝部ＧＰを形成する側壁の内で、当該導光板ＬＧの表面側及び裏面側に沿って形成される一対の側壁がない構成となっている。

このように、実施形態４のバックライト装置においても、導光板ＬＧの側面に溝部ＧＰを設け、基板ＰＣに搭載される発光ダイオードＬＥＤのみが該溝部ＧＰ内に配置される構成となるので、実施形態１と同様の効果を得ることができる。特に、実施形態４のバックライト装置では、導光板ＬＧの表面及び裏面の側の側壁が形成されない構成となるので、溝部ＧＰの例えば導光板ＬＧの裏面側に配置される反射板ＲＦを溝部ＧＰまで延長して配置することにより、裏面側の開口部から外部に照射される光を発光ダイオードＬＥＤの側に戻すことが可能となるので、発光ダイオードＬＥＤからの光の入光効率を向上させることができる。

また、実施形態４のバックライト装置では、導光板ＬＧの表面及び裏面の側の側壁が形成されない構成となるので、溝部ＧＰ内に外部から空気を取り込むことが容易となり、発光ダイオードＬＥＤの冷却効率を向上させることが可能となり、その結果、発光ダイオードＬＥＤの発光効率を向上させることができる。

また、実施形態４のバックライト装置では、導光板ＬＧの表面及び裏面に沿った溝部ＧＰの側壁が形成されない構成となるので、導光板ＬＧの側面に基板ＰＣを固定する両面テープ等の固定部材を適宜選択することにより、導光板ＬＧの反りに対する発光ダイオードＬＥＤの追従範囲を大きくすることができるという格別の効果を得ることができる。

さらには、実施形態４のバックライト装置では、溝部ＧＰを形成する対向配置される一対の側壁すなわち導光板ＬＧの表面に沿った側壁及び裏面に沿った側壁が不要となるので、導光板ＬＧの表面から裏面への打ち抜き加工によっても溝部ＧＰを形成することが可能となるので、導光板ＬＧの生産効率を向上させることができるという格別の効果を得ることもできる。

なお、本発明の実施形態１，４のバックライト装置の構成では、アルミ基板からなる基板ＰＣが導光板ＬＧの側面に沿って貼り付けされる構成となっているので、基板ＰＣの裏面側をフレーム部材ＦＬに貼り付けすることによって、発光ダイオードＬＥＤで生じる熱が基板ＰＣを介してフレーム部材ＦＬに伝導され、放熱される構成であってもよい。

また、本発明の実施形態１〜４のバックライト装置では、反りの生じていない導光板ＬＧの溝部ＧＰに基板ＰＣを貼り付ける場合について説明したが、これに限定されることはなく、例えば、組み立て時に反りの生じている導光板ＬＧの場合には、溝部ＧＰに基板ＰＣを貼り付けする際に、導光板ＬＧの反りに沿って基板ＰＣを湾曲させた後に、溝部ＧＰに貼り付け、その後に反射板ＲＦの上面に光源の搭載される導光板ＬＧを載置する構成であってもよい。この場合、導光板ＬＧの形成時の反りに沿って光源が貼り付けされる構成となるので、バックライト装置の組み立て時に導光板ＬＧ及び基板ＰＣにかかる応力を無くすことが可能となる。さらには、導光板ＬＧの形成時の固有の反りに対応して基板ＰＣが固定される構成となるので、使用時の発光ダイオードＬＥＤで生じる熱等に起因するさらなる導光板ＬＧの反りに対する両面テープ等の貼り付け部材による変形に余裕度を持たせることが可能となるので、導光板ＬＧの反りに対する光源の追従性能を向上させることができるという格別の効果を得ることができる。

さらには、本発明の実施形態１〜４のバックライト装置では、発光ダイオードＬＥＤの周囲は空隙を設ける構成、すなわち発光ダイオードＬＥＤから照射された光が空気層を介して導光板ＬＧに入射される構成としたが、これに限定されることはない。例えば、透光性を有する樹脂部材を発光ダイオードＬＥＤと溝部ＧＰとの間に充填する構成であってもよい。

以上、本発明者によってなされた発明を、前記発明の実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記発明の実施形態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。

ＬＣＤ……液晶表示パネル、ＬＧ……導光板、ＦＬ……フレーム部材、ＰＣ……基板
ＧＰ……溝部、ＬＥＤ……発光ダイオード、ＲＦ……反射板、ＯＳ……光学シート
ＭＤ……モールド部材

Claims (10)

1. 液晶層を介して一対の透明基板が対向配置されてなる液晶表示パネルと、該液晶表示パネルの裏面側に配置されるバックライト装置と、を備える液晶表示装置であって、
   前記バックライト装置は、基板表面に複数の発光素子が並設される光源と、辺部に配置される前記光源からの光を面状光（バックライト光）に変換し照射する導光板とを有し、
   前記導光板は、辺縁部に沿った凹状の溝部を有し、
   前記溝部内に少なくとも前記発光素子が内挿され、当該導光板と前記光源とが一体に形成されると共に、
   前記導光板の側面よりも前記面状光の照射領域に近い位置に形成される前記溝部の底面又は／及び前記溝部の側壁面が、前記発光素子からの光の入光面となることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記溝部は前記導光板の側面に形成されると共に、当該溝部の側壁が当該側面の辺端部に沿って形成され、
   前記溝部の底面と対向するように、前記発光素子の光照射側が配置されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記発光素子が並設される前記基板が前記溝部の辺縁部に固定されてなることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記溝部は、前記導光板の側面の長手方向に沿って形成される１つの凹状の溝部からなり、
   前記溝部に前記発光素子が配置されることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
5. 前記溝部は、前記導光板の側面の長手方向に沿って並設される２以上の凹状の溝部からなり、
   前記溝部に少なくとも１つ以上の前記発光素子が配置されることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
6. 前記溝部は、前記導光板の側面の長手方向に沿って並設される２以上の凹状の溝部からなり、
   前記溝部に少なくとも１つ以上の前記発光素子が配置されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
7. 前記溝部は、前記導光板の側面側に開口されると共に、該導光板の厚み方向に貫通する開口が形成される凹部が、前記導光板の側面の長手方向に沿って並設されてなり、
   前記凹状に各溝部に前記発光素子が少なくとも１つ以上配置されてなることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
8. 前記溝部は、前記導光板の表面側又は裏面側に開口され、前記開口が前記面状光の照射領域よりも外側の領域に形成される凹部からなり、
   前記溝部の側壁面の内で、前記面状光の照射領域に近い側の側壁面と対向するように、前記発光素子の光照射側が配置されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
9. 前記発光素子が並設される前記基板は、前記面状光の照射領域に近い側の側壁面と対向する側壁面に固定されることを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置。
10. 前記基板は、樹脂部材からなる基材の表面に導電性薄膜の信号線が形成されるフレキシブル配線基板であることを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の液晶表示装置。

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