JP5213110B2

JP5213110B2 - 液晶表示装置

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Publication number: JP5213110B2
Application number: JP2008129790A
Authority: JP
Inventors: 大志井上
Original assignee: Japan Display Central Inc
Current assignee: Japan Display Central Inc
Priority date: 2008-05-16
Filing date: 2008-05-16
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2028-05-16
Also published as: US20090284681A1; JP2009276684A; US8300197B2

Description

この発明は、液晶表示装置に係り、特に、液晶表示パネルに接続されたフレキシブル配線基板を備えた液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、軽量、薄型、低消費電力などの特徴を生かして、パーソナルコンピュータなどのＯＡ機器やテレビなどの表示装置として各種分野で利用されている。近年では、液晶表示装置は、携帯電話などの携帯端末機器や、カーナビゲーション装置、ゲーム機などの表示装置としても利用されている。

このような液晶表示装置として、例えば、特許文献１によれば、液晶表示パネル、フレキシブル回路基板、及び、バックライトユニットをケースに収容した液晶表示装置が開示されている。

特に、この特許文献１によれば、フレキシブル回路基板は、バックライトユニット及びケースの底部にそれぞれ設けられたスリットを介してケース背面に導出され、少なくとも２重に折り返されてケース背面に取り付けられている。また、このフレキシブル回路基板は、ケースの背面に形成された突起に開口を嵌め込むことによりケース背面に固定されている。さらに、このフレキシブル回路基板は、ケースから導出された部分に貼付された両面粘着テープによりケース背面に貼着されている。
特開２００６−１６３１００号公報

上述したように、特許文献１においては、長尺のフレキシブル回路基板をコンパクト化して実装する技術が開示されている。しかしながら、フレキシブル回路基板を折り返した部分が若干膨らむため、モジュールの総厚が厚くなるといった課題がある。

フレキシブル回路基板のモジュール外に引き出される引き出し長さは、このフレキシブル回路基板と接続される外部回路を備えた機器側の仕様によって異なる場合が多い。このため、フレキシブル回路基板の実装に関して、さらなるコンパクト化（すなわち、更なる引き出し長さの短縮）が要求された場合には、さらに複数回にわたって折り返すことが考えられるが、この場合には、さらにモジュールの厚みが増すことになる。

この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、モジュールの総厚の増大を抑制しつつ、フレキシブル配線基板の所望の引き出し長さでの固定が可能な液晶表示装置を提供することにある。

本実施形態によれば、
一対の基板間に液晶層を保持した液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルに重ねて配置され、前記液晶表示パネルを照明するバックケースを備えた照明ユニットと、前記液晶表示パネルに接続される第１端子部と、前記第１端子部の幅より小さい幅を有し外部回路と接続可能な第２端子部と、を有する略Ｔ字の形状に形成され、前記第２端子部側に前記バックケースの背面に固定される折り返し部を有するフレキシブル配線基板と、前記フレキシブル配線基板を前記バックケース背面に固定するための接着テープと、を備え、前記照明ユニットは、前記フレキシブル配線基板の前記折り返し部と重なる位置に前記バックケースの背面に形成された前記折り返し部の収容部を備え、前記収容部を含んで前記折り返し部をカバーするように前記接着テープを前記バックケースの前記収容部上に貼付して前記フレキシブル配線基板を固定するとともに、前記折り返し部を前記収容部内に収容したことを特徴とする液晶表示装置が提供される。

この発明によれば、モジュールの総厚の増大を抑制しつつ、フレキシブル配線基板の所望の引き出し長さでの固定が可能な液晶表示装置を提供することができる。

以下、この発明の一実施の形態に係る液晶表示装置について図面を参照して説明する。ここでは、照明ユニットであるバックライトユニットからのバックライト光を選択的に透過して画像を表示する透過表示機能を有した液晶表示装置について説明する。

すなわち、図１に示すように、液晶表示装置１は、略矩形平板状の透過型の液晶表示パネル２と、この液晶表示パネル２を照明するバックライトユニット１５と、を備えている。この液晶表示パネル２は、一対の基板間に液晶層を保持することによって構成されている。すなわち、液晶表示パネル２は、略矩形状のアレイ基板３及び対向基板４と、これらのアレイ基板３と対向基板４との間に封入された光変調層として機能する液晶層５と、を備えている。アレイ基板３と対向基板４とは、図示しないシール材を介して貼り合わせられている。

この液晶表示パネル２は、シール材によって囲まれた内側に、画像を表示する略矩形状のアクティブエリア６を備えている。このアクティブエリア６は、マトリクス状に配置された複数の画素ＰＸによって構成されている。

アレイ基板３は、アクティブエリア６において、複数の走査線Ｙ（１、２、３、…、ｍ）、複数の信号線Ｘ（１、２、３、…、ｎ）、画素ＰＸ毎に配置されたスイッチング素子７、各スイッチング素子７に接続された画素電極８などを備えている。

各走査線Ｙは、画素ＰＸの行方向と平行な方向に沿って延在している。各信号線Ｘは、絶縁層を介して各走査線Ｙに互いに交差するように、画素ＰＸの列方向と平行な方向に沿って延在している。各スイッチング素子７は、走査線Ｙと信号線Ｘとの交差部を含む領域に配置されている。

このスイッチング素子７は、例えば、アモルファスシリコンまたはポリシリコンによって形成された半導体層を備えた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などで構成されている。このスイッチング素子７のゲート電極７Ｇは、対応する走査線Ｙに電気的に接続されている（あるいは走査線と一体に形成されている）。スイッチング素子７のソース電極７Ｓは、対応する信号線Ｘに電気的に接続されている（あるいは信号線と一体に形成されている）。スイッチング素子７のドレイン電極７Ｄは、対応する画素ＰＸの画素電極８に電気的に接続されている（あるいは画素電極８と一体に形成されている）。

対向基板４は、アクティブエリア６において、複数の画素ＰＸあるいは全ての画素ＰＸに共通に配置された対向電極９などを備えている。画素電極８の少なくとも一部、及び、対向電極９は、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）やインジウム・ジンク・オキサイド（ＩＺＯ）などの光透過性を有する導電材料によって形成されている。

アレイ基板３及び対向基板４は、画素電極８と対向電極９とを対向させた状態で配置されている。これらのアレイ基板３と対向基板４との間には、図示しないスペーサ（例えば一方の基板に一体的に形成された柱状スペーサ）が介在し、所定のギャップが形成されている。液晶層５は、アレイ基板３と対向基板４とのギャップに封止された液晶組成物によって形成されている。アレイ基板３及び対向基板４の液晶層５と接する面は、配向膜によって覆われている。

また、液晶表示パネル２において、アレイ基板３の外面及び対向基板４の外面には、それぞれ光学素子ＯＤ１及びＯＤ２が設けられている。これらの光学素子ＯＤ１及びＯＤ２は、液晶層５の特性に合わせて偏光方向を設定した偏光板などを含んでいる。

カラー表示タイプの液晶表示装置では、液晶表示パネル２は、複数種類の画素、例えば赤（Ｒ）を表示する赤色画素、緑（Ｇ）を表示する緑色画素、青（Ｂ）を表示する青色画素を有している。すなわち、赤色画素は、赤色の主波長の光を透過する赤色カラーフィルタを備えている。緑色画素は、緑色の主波長の光を透過する緑色カラーフィルタを備えている。青色画素は、青色の主波長の光を透過する青色カラーフィルタを備えている。これらカラーフィルタは、アレイ基板３または対向基板４の主面に配置される。

また、液晶表示装置は、矩形枠状のシールドケース１１を備えている。このシールドケース１１は、液晶表示パネル２のアクティブエリア６を露出させる矩形状の窓部１１Ａ、及び、窓部１１Ａを規定する矩形枠状の本体部１１Ｂを備えている。上述したような構成の液晶表示パネル２は、バックライトユニット１５とシールドケース１１との間に挟持されている。すなわち、シールドケース１１は、液晶表示パネル２とともにバックライトユニット１５を一体的に保持している。このとき、バックライトユニット１５は、その表面を液晶表示パネル２の背面側（すなわち、アレイ基板側）に対向させた状態で配置され、液晶表示パネル２とともにシールドケース１１と一体化されており、液晶表示パネル２を背面側から照明する。

さらに、液晶表示装置は、液晶表示パネル２に電気的に接続されたフレキシブル配線基板１３を備えている。このフレキシブル配線基板１３は、外部回路などの信号源に接続され、信号源から出力される駆動信号（すなわち、映像信号や電源などの画素ＰＸの駆動に必要な各種信号）を液晶表示パネル２に供給する。

このようなフレキシブル配線基板１３は、液晶表示パネル２に接続される第１端子部１３１と、外部回路と接続可能な第２端子部１３２と、を備えて構成されている。第１端子部１３１は、異方性導電膜などを介して液晶表示パネル２の一側縁（すなわち、アレイ基板３の対向基板４より外方に延在した部分）の電極パッドに接続されている。

また、このフレキシブル配線基板１３においては、第２端子部１３２の幅Ｗ２は、第１端子部１３１の幅Ｗ１よりも小さい。図１に示した例では、フレキシブル配線基板１３は、第１端子部１３１を含み液晶表示パネル２の一側縁に沿って延びた長辺を有する概ね長方形状の頭部１３Ａと、第２端子部１３２を含み頭部１３Ａの長辺から直交する方向に沿って延びた長辺を有する概ね長方形状の脚部１３Ｂと、を有する略Ｔ字の形状に形成されている。

このようなフレキシブル配線基板１３は、図２及び図３に示すように、液晶表示パネル２及びバックライトユニット１５がシールドケース１１によって一体化、つまりモジュール化された際に、折り曲げられてシールドケース１１とバックライトユニット１５との間を通って、バックライトユニット１５の背面１５Ｂに導出されている。

このフレキシブル配線基板１３は、さらに、バックライトユニット１５の背面１５Ｂにおいて折り返されるとともに背面１５Ｂに固定される折り返し部１３Ｒを有し、脚部１３Ｂの少なくとも一部がモジュール外に引き出されている。図２及び図３に示した例では、折り返し部１３Ｒは、フレキシブル配線基板１３の第２端子部側つまり脚部１３Ｂに形成されている。これにより、フレキシブル配線基板１３は、その第２端子部１３２と外部回路との接続を可能としている。

一方、バックライトユニット１５は、その背面１５Ｂにフレキシブル配線基板１３の折り返し部１３Ｒと重なる位置に、折り返し部１３Ｒを収容する収容部としてのスリットＳＬを備えている。つまり、背面１５Ｂに導出されたフレキシブル配線基板１３は、スリットＳＬの上で折り返され、モジュール外に引き出されている。

このような構成によれば、たとえ折り返し部１３Ｒが膨らんだとしても、折り返し部１３ＲのみがスリットＳＬを介してバックライトユニット１５の内部に収納可能となる。このため、モジュールの総厚は、折り返されるフレキシブル配線基板１３自体の厚み分が増大するものの、折り返し部１３Ｒの膨らみに起因した厚みの増大を抑制することが可能となる。また、スリットＳＬの位置を適宜変更することにより、フレキシブル配線基板１３の所望の引き出し長さでの固定が可能となる。

このような折り返し部１３Ｒは、図３に示すように、接着テープＡＴによってバックライトユニット１５の背面１５Ｂに固定されている。すなわち、接着テープＡＴは、図３中に破線にて示されているように、折り返し部１３ＲとスリットＳＬを含んで折り返し部１３Ｒをカバーするように貼り付けられ、フレキシブル配線基板１３をバックライトユニット１５に固定している。これにより、折り返し部１３Ｒは、接着テープＡＴにより、スリットＳＬを介してバックライトユニット１５の内部に向けて押圧される。このため、折り返し部１３Ｒが膨らんだとしても、その膨らみは、バックライトユニット１５の内部に収納され、モジュール総厚の増大を抑制できる。

また、スリットＳＬは、一方向に長軸を有するような形状に形成されている。図２などに示した例では、スリットＳＬは、長方形状に形成されているが、楕円形状や、長円形状（フィールドトラック形状）であっても良い。バックライトユニット１５に不要に大きな開口を形成することは、バックライトユニット１５の機械的強度の低下を招くおそれがあるため、望ましくない。

このため、スリットＳＬは、その長軸が折り返し部１３Ｒの幅Ｗの方向（すなわち、脚部１３Ｂの短辺と平行な方向）と略平行となるように形成されている。つまり、スリットＳＬは、少なくとも折り返し部１３Ｒの膨らみが収納可能な形状に形成されている。したがって、バックライトユニット１５の大幅な機械的強度の低下を抑制することが可能となる。

フレキシブル配線基板１３において、折り返し部１３Ｒは、より幅の小さい第２端子部側つまり脚部１３Ｂに形成されていることが望ましい。一方、スリットＳＬは、その長軸の長さＬが折り返し部１３Ｒの幅Ｗと同等以上となるように形成されている。これにより、フレキシブル配線基板１３の頭部１３Ａに折り返し部を形成する場合と比較して、スリットＳＬの長軸の長さＬを短縮することができ、バックライトユニット１５の大幅な機械的強度の低下を抑制することが可能となる。

また、塵埃の進入を防ぐためにスリットＳＬを形成するのが不適当な形態での使用の場合には、当該箇所を内側に凹ませて形成した凹状の収容部として構成することも可能である。

ここで、本実施形態に適用可能なバックライトユニット１５の構造について、より具体的に説明する。

図４に示すように、バックライトユニット１５は、光源部２０、導光体２１などを備えている。

光源部２０は、光源として冷陰極管２２、及び、この冷陰極管２２を取り囲むとともに冷陰極管２２から放射された放射光を導光体２１に向けて反射するリフレクタ２３を備えている。このリフレクタ２３は、略Ｕ字形状の断面を有しており、冷陰極管２２から放射された放射光を取り出すための開口部２４を有している。なお、光源部２０は、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）を備えた構成であっても良い。

導光体２１は、光源部２０から放射された放射光を液晶表示パネル２に向けて案内する機能を有している。この導光体２１は、例えば、アクリル系樹脂やポリカーボネート系樹脂などの光透過性を有する樹脂材料により形成されている。導光体２１は、その一端に肉薄部を有するとともに肉薄部に対向する他端に肉厚部を有する楔型のものや、全体に亘って略均一な厚さを有する平板型のものなどがあるが、この実施の形態では、平板型のものを採用している。

この導光体２１は、液晶表示パネル２側に面した第１主平面２１ａと、この第１主平面２１ａに対向した第２主平面２１ｂと、これらの第１主平面２１ａと第２主平面２１ｂとを接続する４つの端面２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆとを有している。第１主平面２１ａ及び第２主平面２１ｂは、略矩形状に形成されている。４つの端面２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆは、長方形状に形成されている。これらの４つの端面のうち、光源部２０と対向する端面２１ｃが入射面として機能する。また、第１主平面２１ａは、液晶表示パネル２に向けて光を出射する出射面として機能する。

また、バックライトユニット１５は、導光体２１から出射した出射光に対して所定の光学特性を付与する複数の光学シート２５を備えている。すなわち、バックライトユニット１５は、光学シートとして、導光体２１の第１主平面２１ａの上に配置された光学シート２５Ａ、及び、第２主平面２１ｂの上に配置された光学シート２５Ｂを備えている。図４に示した例では、第１主平面２１ａ上に、１枚の光学シート２５Ａのみが図示されているが、２枚以上の光学シートを積層して配置しても良く、一般的には２〜４枚程度の光学シートが積層されている。

光学シート２５Ａとしては、拡散シート、レンズシート、複数の機能を兼ね備えた光学シートなどの種々の機能を有する光学シートが適用される。また、光学シート２５Ｂとしては、反射シートが適用される。

拡散シートは、自身を透過する光を拡散する機能を有している。レンズシートは、自身を透過する光を集光する機能を有している。反射シートは、導光体２１の内部から外部へ漏れ出た光を導光体２１の内部に向けて反射する機能を有している。これらの光学シート２５は、導光体２１の第１主平面２１ａ及び第２主平面２１ｂと略同等のサイズを有する略矩形状に形成されている。

さらに、バックライトユニット１５は、光源部２０とともに導光体２１を収容するバックケース３０を備えている。このバックケース３０は、概ね箱型に形成され、略矩形状の底面３０Ａ及びこの底面３０Ａの各辺から立設した側壁３０Ｂを有している。光学シート２５Ｂは、底面３０Ａの上に配置される。導光体２１は、光学シート２５Ｂの上に配置される。また、光源部２０は、バックケース３０内において、導光体２１の端面２１ｃに対向配置される。さらに、光学シート２５Ａは、導光体２１の上に配置される。

また、このバックケース３０においては、その底面３０ＡにスリットＳＬが形成されている。モジュール化された際には、図４及び図５に示すように、フレキシブル配線基板１３の折り返し部１３Ｒは、底面３０Ａの背面側からスリットＳＬを介してバックライトユニット１５の内部に収納される。

従って、底面３０Ａに直接スリットＳＬを形成し折り返し部１３Ｒを収容しているので、バックケース３０の底面３０Ａの肉厚分だけは内側に突出する量が吸収できるので、折り返し部１３Ｒのバックケース３０内側への突出量を極めて少なく構成することが可能となる。

この実施の形態においては、バックライトユニット１５は、図５に示すように、バックケース３０と係合して光源部２０、導光体２１、各種光学シート２５を挟持するフロントケース３１を備えている。このフロントケース３１は、光学シート２５Ａを露出する窓部を有している。

上述したように、液晶表示パネル２に対して各種駆動信号を出力する外部回路との接続は、フレキシブル配線基板１３を介してなされている。このようなフレキシブル配線基板１３のモジュール外に引き出される引き出し長さあるいは外部回路と接続される第２端子部１３２の位置は、外部回路を備えた機器側の仕様によって決定される。仕様によっては、フレキシブル配線基板１３をバックライトユニット１５の背面に沿って折り曲げ、さらに、折り返してモジュール外に引き出す（Ｚ曲げ）ことが必要になる。この場合に、折り返し部１３Ｒが応力によって膨らんでしまう。

このため、バックライトユニット１５は、折り返し部１３Ｒと重なるスリットＳＬを備えている。これにより、折り返し部１３Ｒの膨らみがスリットＳＬを介してバックライトユニット１５の内部に収容可能となり、モジュールの総厚が著しく増大するといった課題を解消することが可能となる。このため、モジュールの薄型化といった要望にも対応することが可能となる。

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

上述した実施の形態では、アレイ基板側の画素電極と対向基板側の対向電極との間に形成される縦電界を主に利用して液晶層に含まれる液晶分子を駆動するモードを例に説明したが、一方の基板側に画素電極と対向電極とを備え、基板面と略平行な横電界を主に利用して液晶分子を駆動するモードの液晶表示パネルに対しても、上述した構成を適用可能である。

また、上述した実施の形態において説明した透過型の液晶表示パネルとは、アクティブエリア６の少なくとも一部にバックライトユニット１５からの照明光を選択的に透過する透過表示機能を有しているものであれば如何なる構成であっても良く、各画素が反射部及び透過部を有するような半透過型液晶表示パネルも含まれる。

図１は、この発明の一実施の形態に係る液晶表示装置の構造を概略的に示す分解斜視図である。図２は、図１に示した液晶表示装置に適用可能なバックライトユニットの背面の構造を概略的に示す斜視図である。図３は、バックライトユニットの背面において、フレキシブル配線基板の折り返し及び接着テープによる固定を説明するための平面図である。図４は、図１に示した液晶表示装置に搭載されるバックライトユニットの構造を概略的に示す分解斜視図である。図５は、図４に示したバックライトユニットを適用した際の液晶表示装置の一部の構造を概略的に示す断面図である。

符号の説明

１…液晶表示装置
２…液晶表示パネル３…アレイ基板４…対向基板５…液晶層
１３…フレキシブル配線基板１３Ｒ…折り返し部
１５…バックライトユニット（照明ユニット）
２０…光源部２１…導光体２５…光学シート３０…バックケース
ＳＬ…スリット（収容部）
ＡＴ…接着テープ
ＰＸ…画素

Claims

一対の基板間に液晶層を保持した液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルに重ねて配置され、前記液晶表示パネルを照明するバックケースを備えた照明ユニットと、
前記液晶表示パネルに接続される第１端子部と、前記第１端子部の幅より小さい幅を有し外部回路と接続可能な第２端子部と、を有する略Ｔ字の形状に形成され、前記第２端子部側に前記バックケースの背面に固定される折り返し部を有するフレキシブル配線基板と、
前記フレキシブル配線基板を前記バックケース背面に固定するための接着テープと、を備え、
前記照明ユニットは、前記フレキシブル配線基板の前記折り返し部と重なる位置に前記バックケースの背面に形成された前記折り返し部の収容部を備え、
前記収容部を含んで前記折り返し部をカバーするように前記接着テープを前記バックケースの前記収容部上に貼付して前記フレキシブル配線基板を固定するとともに、前記折り返し部を前記収容部内に収容したことを特徴とする液晶表示装置。
前記収容部として、その長軸が前記折り返し部の幅方向と略平行であるスリットによって構成され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。
前記収容部として、前記バックケースの背面を内側に凹ませた凹状の収容部として構成されたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。