JP6941794B2 - 画像表示装置、および、部品実装基板 - Google Patents

Description

本開示は、液晶セル等の表示パネルを備える画像表示装置、および、画像表示装置などに用いられる部品実装基板に関する。

特許文献１には、液晶パネルと、背面側に配置されるベースプレートと、ベースプレートに取り付けられた光源を備える画像表示装置が開示されている。

特開２００６−１７９４９４号公報

本開示は、部品実装基板に応力が加わっても部品が脱落し難い画像表示装置、および、部品実装基板を提供する。

本開示における画像表示装置は、画像を表示する表示パネルと、前記表示パネルの背面側に前記表示パネルに対向状に配置される板状の下フレームと、前記下フレームの前記表示パネル側に取り付けられ、前記表示パネルを背面側から照らす光源である部品が実装された長尺板状の可撓性を有する部品実装基板とを備える画像表示装置であって、前記部品実装基板は、長尺板状の可撓性を有する基板と、前記基板の短手方向に延在する所定幅のギャップを挟んで長手方向の両側に配置され、前記部品にそれぞれ接続される導体層を備え、前記ギャップは、前記部品実装基板の短手方向の一方端から他方端を最短で仮想的に結ぶ仮想線に対し交差状態で延在する交差部を備える。

また、本開示における部品実装基板は、長尺板状の可撓性を有する基板と、前記基板の前記基板の短手方向に延在する所定幅のギャップを挟んで長手方向の両側にそれぞれ配置される導体層と、前記ギャップを跨いで前記導体層にそれぞれ接続される部品とを備え、前記ギャップは、前記基板の短手方向の一方端から他方端を最短で仮想的に結ぶ仮想線に対し交差状態で延在する交差部を備える。

本開示における画像表示装置、および、部品実装基板によれば、応力が発生した場合でも部品実装基板からの部品の脱落を抑制できる。

実施の形態に係る画像表示装置の外観を示す斜視図である。 実施の形態に係る液晶モジュールを分解して後方から示す斜視図である。 実施の形態に係る液晶モジュールを分解して前方から示す斜視図である。 実施の形態に係るＬＥＤシートを示す平面図である。 ＬＥＤシートのギャップの別例を示す平面図である。 ＬＥＤシートのギャップの別例を示す平面図である。 ＬＥＤシートのギャップの別例を示す平面図である。 従来の部品実装基板に形成されている銅箔パターンを示す模式図である。

本願発明者は、従来の画像表示装置に用いられている部品実装基板に関し、以下の問題が生じることを見出した。従来の液晶テレビ等の画像表示装置においても、液晶パネルの背面には剛性の高い板状の下フレームが配置され、この下フレームにバックライト用の光源が実装された部品実装基板が取り付けられている。この部品実装基板は、厚さが厚く、ハンドリングが容易であるため、下フレームに接着する際の位置決めも容易に行う事ができていた。

しかしながら、昨今の画像表示装置は、大型化、薄型化が要望されているため、バックライト用の部品実装基板も長尺化、薄型化が図られて、ほぼテープ状になってきている。従って、このような薄いテープ状の部品実装基板を下フレームに取り付ける際に、部品実装基板に取り付けられたＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）などの部品が脱落することが発生していた。

そこで本願発明者が鋭意検討した結果、部品実装基板が湾曲した際に、比較的硬質な銅箔の配線パターンの間のギャップが一直線になっていると、当該部分に応力が集中して短い曲率半径で湾曲し、このギャップに跨がって接続される部品が脱落する可能性が高いことを見出すに至った。さらに、この応力は、下フレームに取り付けられた部品実装基板の位置が不適切であったため取り付け直す際において、下フレームから部品実装基板を剥がす場合に強く発生することを見出すに至った。

本開示は、このような知見に基づいてなされたものであり、配線パターンのギャップに応力が集中し難い部品実装基板を備えた画像表示装置、および、部品実装基板を提供するものである。

以下、適宜図面を参照しながら実施の形態を説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、本願発明者は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

また、以下の実施の形態において、説明の便宜上、上下方向をＹ軸方向と一致させ、前後方向をＺ軸方向と一致させ、左右方向をＸ軸方向と一致させている。これは、本開示に係る画像表示装置１０の製造時または使用時における姿勢を限定するものではない。また、以下の説明において、例えば、Ｘ軸プラス側とは、Ｘ軸の矢印方向側を示し、Ｘ軸マイナス側とは、Ｘ軸プラス側とは反対側を示す。Ｙ軸方向及びＺ軸方向についても同様である。

図１は、実施の形態に係る画像表示装置の外観を示す斜視図である。

同図に示すように、本実施の形態に係る画像表示装置１０は、液晶テレビであって、表示パネル１０２を含む液晶モジュール１００と、ベゼル１２０と、バックカバー１０３と、スタンド２００とを備えている。

表示パネル１０２は、本実施の形態では、いわゆる液晶セルであり、複数のガラス板の間に液晶が封入された素子である。表示パネル１０２は、画像表示装置１０に入力された映像信号に基づいて制御され、映像を表示する。

ベゼル１２０、および、バックカバー１０３は、表示パネル１０２などを収容する液晶モジュール１００の外殻を形成する構造部材である。ベゼル１２０は、表示パネル１０２等の要素の外周部分を保護し、かつ、ベゼル（額縁）を形成する。本実施の形態では、ベゼル１２０、および、バックカバー１０３の素材として、例えばポリカーボネート（ＰＣ）等の樹脂が採用されている。

図２は、実施の形態に係る液晶モジュールを分解して後方から示す斜視図である。

図３は、実施の形態に係る液晶モジュールを分解して前方から示す斜視図である。

ベゼル１２０は、表示パネル１０２から下フレーム１４０までの複数の部品を収容している。本実施の形態の場合、ベゼル１２０、バックカバー１０３、および、表示パネル１０２で囲われた空間には、モールドフレーム１３０と、２〜３枚の光学シートを含む光学シートユニット１０５と、拡散板１０６と、輝度均一板１０７と、反射シート１０８と、ＬＥＤシート１０９と、中継シート１１０と、下フレーム１４０と、サポートピン１１２とが配置されている。

モールドフレーム１３０は、表示パネル１０２を支持し、かつ、光学シートユニット１０５からＬＥＤシート１０９および中継シート１１０までの複数の部品（いわゆるバックライト）を下フレーム１４０と共に挟持する。

光学シートユニット１０５は、２〜３種類の光学特性の異なるシートを重ねることで構成されている。光学シートユニット１０５は、例えば、縦方向のプリズムシート、横方向のプリズムシート、および、拡散シートなどを含む。

拡散板１０６は、後述のＬＥＤシート１０９上に配置された複数の光源である部品からの光を拡散する。

輝度均一板１０７は、ＬＥＤシート１０９上に配置された複数のＬＥＤからの光を均一化する。輝度均一板１０７は、径の大きさの異なる複数の孔が形成された部材である。具体的には輝度均一板１０７において、複数のＬＥＤそれぞれの直上には極めて小さい径の孔が形成され、光源である部品からの距離が離れるにしたがって、径が大きな孔が形成されている。輝度均一板１０７は、上記の構成により、各光源である部品からの光の配向特性をなだらかにする。

拡散板１０６は、輝度均一板１０７によって配向特性がなだらかにされた各部品からの光を、さらに拡散する部材である。拡散板１０６を透過した光は、輝度ムラの少ない光となって出射することになる。

反射シート１０８には、ＬＥＤシート１０９に配置された複数の光源であるＬＥＤに対応する部分に穴が設けられている。

下フレーム１４０は薄い板金で形成され、ＬＥＤシート１０９および中継シート１１０が貼り付けられる表示パネルを覆う程度の大きさの板状の部材であり、下フレームなどと称される部材である。具体的には、下フレーム１４０に、ＬＥＤシート１０９および中継シート１１０が取り付けられた後に、反射シート１０８の複数の孔のそれぞれから光源である部品が露出するように、下フレーム１４０に反射シート１０８が貼付される。各部品からの光は、反射シート１０８によって反射され、Ｚ軸プラス側へ出射する。

複数のサポートピン１１２のそれぞれは、反射シート１０８の上から、下フレーム１４０と共に反射シート１０８を挟持するように取り付けられる。サポートピン１１２は、輝度均一板１０７に設けられた穴に挿入される先端部と、輝度均一板１０７を支持するフランジ部を有する。

輝度均一板１０７には、サポートピン１１２の先端部が挿入される孔が複数設けられており、各孔にサポートピン１１２の先端部が挿入され、これらサポートピン１１２のフランジ部で輝度均一板１０７に支持された状態で、下フレーム１４０に取り付けられる。

拡散板１０６は、サポートピン１１２の頂点部（先端部の先）で支持されると共に、拡散板１０６の周縁部が下フレーム１４０によって支持される。

画像表示装置１０を設置したときの上部となる、下フレーム１４０の１辺には、光学シートユニット１０５を吊り下げる切り起こしが形成されている。光学シートユニット１０５は、上記切り起こしに引っ掛けるための矩形の穴を有するタブが設けられている。

図４は、実施の形態に係るＬＥＤシートを示す平面図である。

ＬＥＤシート１０９は、下フレーム１４０の表示パネル１０２側に取り付けられ、表示パネル１０２を背面側から照らす光源であるＬＥＤ１９１が部品として表面実装された長尺板状の可撓性を有する部品実装基板である。すなわち、ＬＥＤシート１０９は、部品としてのＬＥＤ１９１が表面実装された部品実装基板であり、ＬＥＤシート１０９は、ベースフィルム１９０と、ギャップ１９３と、導体層１９２とを備えている。本実施の形態の場合、ＬＥＤシート１０９は、中継シート１１０と電気的に接続するための金属製の金属ピン２１０が導体層１９２に接続されている。

本実施の形態の場合、ＬＥＤシート１０９は、下フレーム１４０に対し、貼り直し可能な両面テープなどの接着層により取り付けられており、画像表示装置１０の製造時などにおいて、下フレーム１４０に貼り付けたＬＥＤシート１０９の位置がずれている場合、下フレーム１４０からＬＥＤシート１０９を一旦剥がして再度貼り直しすることができるものとなっている。

ベースフィルム１９０は、長尺板状の可撓性を有する樹脂製のフィルムであり、絶縁性を備えている。ベースフィルム１９０は、いわゆるフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）の導体層１９２が印刷される基礎となる基板である。

導体層１９２は、ベースフィルム１９０の主面に膜状に取り付けられる導電性の層である。導体層１９２を構成する材料は、導電性であれば特に限定されるものでは無いが、本実施の形態の場合は銅箔が導体層として採用されている。導体層１９２は、ベースフィルム１９０の短手方向（図中Ｘ軸方向）に延在する所定幅のギャップ１９３を挟んで長手方向（図中Ｙ軸方向）の両側に配置され、ＬＥＤ１９１にそれぞれ接続されている。ＬＥＤ１９１が接続されている導体層１９２の短手方向の長さ（幅）は、ＬＥＤ１９１の幅よりも広く設定され、ギャップ１９３の部分を除いて同じ幅で長手方向に延在している。ＬＥＤ１９１と接続される導体層１９２をこの形状にすることにより、ＬＥＤ１９１で発生した熱を効率よく導体層１９２で放熱することが可能となっている。また、導体層１９２は、ベースフィルム１９０の短手方向に分離帯１９４を挟んで配置され、長手方向の一端部で接続された、全体視Ｕ字形状となっている。これは、ベースフィルム１９０の長手方向の他端部に並んで取り付けられる２つの金属ピン２１０を介して供給される電力をベースフィルム１９０上に長手方向に並んで実装された複数のＬＥＤ１９１を直列に接続する為の形状である。

また、ＬＥＤ１９１が直接接続されている導体層１９２の短手方向の長さを広くして放熱効率を向上させるために、分離帯１９４は、短手方向の一方側にずらして配置されている。

ギャップ１９３は、ベースフィルム１９０の長手方向に並んで配置される導体層１９２の間の隙間である。分離帯１９４は、ベースフィルム１９０の短手方向に並んで配置される導体層１９２の間の隙間である。これらは、隣り合う導体層１９２を絶縁するための空間である。なお、ギャップ１９３、および、分離帯１９４は樹脂製のレジストで充填されている場合がある。ギャップ１９３の幅は、特に限定されるものでは無く、ＬＥＤ１９１が備える２つの電極にギャップ１９３を形成する導体層１９２がそれぞれ接続できる所定幅であればよい。また、ギャップ１９３の幅は一定であってもよく、交差部１９５とそれ以外の部分で幅を変えるなど任意に設定することができる。

ギャップ１９３は、ＬＥＤシート１０９の短手方向の一方端から他方端を最短で仮想的に結ぶ仮想線１９９（図中Ｘ軸方向に仮想的に延在する線）に対し交差状態で延在する交差部１９５を備えている。つまり、ＬＥＤ１９１が間挿される部分の導体層１９２の端部の配線パターンを、階段形状もしくは凹凸形状にしている。これにより、仮想線１９９に沿って一直線に配置される従来のギャップに対し、ＬＥＤシート１０９が長手方向（図中Ｙ軸方向）に撓んだ場合、比較的硬質な部分である導体層１９２の間であって、比較的軟質なベースフィルム１９０が露出しているギャップ１９３に集中する応力を分散させることができる。従って、ギャップ１９３に跨がって表面実装されているＬＥＤ１９１の近傍の応力による撓みの曲率半径が比較的大きくなり、撓みによりＬＥＤ１９１が脱落することを抑制できる。

また本実施の形態の場合、ギャップ１９３の交差部１９５は、仮想線１９９に対して直交状態で配置されている。これにより、ＬＥＤシート１０９の長手方向に延在する交差部１９５が長手方向の撓みによる応力に効果的に対抗することができる。

また、ギャップ１９３は、複数の交差部１９５を備えている。これにより、ギャップ１９３に集中する応力を効果的に分散させることができ、ギャップ１９３近傍の曲がりを緩やかにすることが可能となる。

さらに、複数の交差部１９５は、ギャップ１９３に跨がって実装されるＬＥＤ１９１を中心に回転対称に配置されている。これにより、ＬＥＤ１９１近傍においてＬＥＤシート１０９が均等に撓み、ＬＥＤ１９１の脱落を抑制することができる。

ＬＥＤ１９１は、ＬＥＤシート１０９に実装される電子部品や電気部品などであれば、特に限定されるものでは無い。本実施の形態の場合、ＬＥＤシート１０９は、液晶モジュール１００のバックライトとして機能するものであるため、ＬＥＤ１９１は、白色光を発するＬＥＤ光源である。

中継シート１１０は、ＬＥＤシート１０９のオス側の金属ピン２１０と接続されるコネクタ（メス側の金属ピン）を備え、複数の光源であるＬＥＤ１９１へ電力および制御信号などを送るための電気経路が形成されたＦＰＣである。中継シート１１０も、ＬＥＤシート１０９と同様に、下フレーム１４０に貼り付けられている。なお、中継シート１１０、および、ＬＥＤシート１０９の少なくとも一方に、ＬＥＤ１９１からの光を表示パネル１０２側に反射させる反射層が形成されていてもよい。

なお、本願発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本願発明の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本願発明の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本願発明に含まれる。

例えば、図５に示すように、ギャップ１９３全体が一直線の交差部１９５となっていてもかまわない。

また、図５、図６に示すように、ＬＥＤ１９１は、交差部１９５に跨がって実装されてもかまわない。特に、図６に示す場合のように、仮想線１９９に直交する交差部１９５にＬＥＤ１９１が跨がって接続されている場合、ＬＥＤ１９１と導体層１９２との接点の並び方向を仮想線１９９と平行にすることができ、ＬＥＤシート１０９が長手方向に撓んだ場合でもＬＥＤ１９１が脱落し難くなる。

また、図７に示すように、交差部１９５は回転対称に配置されていなくてもよい。ＬＥＤシート１０９の長手方向の両端部から電力などが供給される場合などは、分離帯１９４が設けられない場合もある。

また、ギャップ１９３は直線ばかりで無く曲線で構成されていてもかまわない。

また、本実施の形態において、画像表示装置１０は、画像表示装置１０において静止画および動画を表示する装置として備えられるとした。しかしながら、画像表示装置１０の構成が、例えば、パーソナルコンピュータ用のモニタディスプレイ、または、タブレット端末もしくはスマートフォン等の携帯端末等に適用されてもよい。

また、本実施の形態では、ベゼル１２０及びモールドフレーム１３０のそれぞれは、ＰＣ等の樹脂を採用している。しかしながら、材料にはＳＵＳ等の金属を採用してもよい。モールドフレーム１３０の四辺部分（直線的な部分）に金属を採用した場合は、四隅部分は樹脂で形成した方がよい。

本開示は、例えば、テレビジョン受像機、モニタディスプレイ、デジタルサイネージ、タブレット端末、スマートフォン、または、テーブル型表示装置などに、適用可能である。

１０ 画像表示装置
１００ 液晶モジュール
１０２ 表示パネル
１０３ バックカバー
１０５ 光学シートユニット
１０６ 拡散板
１０７ 輝度均一板
１０８ 反射シート
１０９ ＬＥＤシート
１１０ 中継シート
１１２ サポートピン
１２０ ベゼル
１３０ モールドフレーム
１４０ 下フレーム
１９０ ベースフィルム
１９１ ＬＥＤ
１９２ 導体層
１９３ ギャップ
１９４ 分離帯
１９５ 交差部
１９９ 仮想線
２００ スタンド
２１０ 金属ピン

Claims (7)

1. 画像を表示する表示パネルと、前記表示パネルの背面側に前記表示パネルに対向状に配置される板状の下フレームと、前記下フレームの前記表示パネル側に取り付けられ、前記表示パネルを背面側から照らす光源である部品が実装された長尺板状の可撓性を有する部品実装基板とを備える画像表示装置であって、
   前記部品実装基板は、
   長尺板状の可撓性を有する基板と、
   前記基板の短手方向に延在する所定幅のギャップを挟んで長手方向の両側に配置され、前記部品にそれぞれ接続される導体層を備え、
   前記ギャップは、
   全体が前記部品実装基板の短手方向の一方端から他方端を最短で仮想的に結ぶ仮想線に対し交差状態で一直線に延在する交差部である
   画像表示装置。
2. 前記ギャップの幅は一定である
   請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記ギャップは、樹脂製のレジストで充填される
   請求項１または２に記載の画像表示装置。
4. 前記導体層は、前記基板の短手方向に分離帯を挟んで配置され、長手方向の一端部で前記部品を介して接続される
   請求項１から３のいずれか一項に記載の画像表示装置。
5. 前記部品は、前記交差部に跨がって直交状に実装される
   請求項１から４のいずれか一項に記載の画像表示装置。
6. 前記下フレームと前記部品実装基板とは貼り直し可能な接着層により取り付けられる
   請求項１から５のいずれか一項に記載の画像表示装置。
7. 長尺板状の可撓性を有する基板と、
   前記基板の短手方向に延在する所定幅のギャップを挟んで長手方向の両側にそれぞれ配置される導体層と、
   前記ギャップを跨いで前記導体層にそれぞれ接続される部品とを備え、
   前記ギャップは、
   全体が前記基板の短手方向の一方端から他方端を最短で仮想的に結ぶ仮想線に対し交差状態で一直線に延在する交差部である
   部品実装基板。

Images