CN101517308A - 光源单元和显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光源单元和显示装置。本发明提供能够防止由扩散板的“挠曲”导致的显示质量下降的光源单元。本发明的光源单元在光源(1)上配置有扩散板(7)，所述光源单元包括覆盖扩散板(7)的角部侧面的遮光部件(9)，优选所述遮光部件(9)覆盖扩散板(7)的上面端部和侧面，或者所述遮光部件(9)覆盖配置在扩散板(7)上的光学片(8)的上面端部以及扩散板(7)和光学片(8)的侧面。

Description

光源单元和显示装置

技术领域

本发明涉及光源单元和显示装置。更具体而言，涉及适用于液晶显示装置的正下方型背光源的光源单元和显示装置。

背景技术

光源单元用于具有非自发光型的显示面板的显示装置等。例如，在液晶显示装置中液晶面板自身不发光，所以在透射型或半透射型的液晶显示装置中，安装有将光射入液晶面板的背光源。

液晶显示装置等使用的背光源分为边光型(侧光型)背光源、正下方型(直通型)背光源。其中，正下方型背光源具有适于大型化、易于得到高亮度的优点。现在，液晶显示装置由于使用更大的样品玻璃的工序的完成等，飞跃地实现大型化，从而构筑起作为家用电视的地位。另外，明亮度已经成为电视的重要基本性能。在这样的背景下，对于拥有大画面的液晶显示装置，为了提供大型且高亮度的背光源，使用正下方型背光源的情况增多。

正下方型背光源的构造上的特征在于，在液晶面板等显示面板的背面设有冷阴极荧光灯等的多个光源。因此，具有多个优点，如可以设置多个光源获得光量；由于不改变光路的情况下使光从光源射入显示面板，所以光的损失少；易于大型化等。另外，在正下方型背光源中，为了进行面内亮度等的光学特性的均匀化，一般在显示面板和光源之间配置扩散板和光学片。

但是，由于光源产生的热量，在光源一侧和显示面板一侧产生温度差，受此影响，扩散板产生挠曲(变形)。特别是使用大型显示面板的情况下，由于扩散板的尺寸大型化，产生显著的扩散板的“挠曲”。如果扩散板挠曲，由于原本透过扩散板的端部入射显示面板的光不再透过扩散板而入射显示面板，所以面内亮度等光学特性的均匀性降低。

对此，为了防止扩散板的“挠曲”等，专利文件1和2公开有设置从背光源的底面一侧突出的支撑部件，专利文件3公开有使扩散板和框架一体化。但是，对于逐渐大型化的电视用液晶显示装置等，特别强调防止由扩散板的“挠曲”造成的显示质量下降，为了更容易且有效地防止显示质量下降，还存在探讨的余地。

专利文献1：特开2004-186080号公报

专利文献2：特开2004-327449号公报

专利文献3：特开2004-192912号公报

发明内容

本发明鉴于上述现状而完成，其目的是提供能够防止由扩散板的“挠曲”导致的显示质量下降的光源单元和显示装置。

本发明的发明人在对逐渐大型化的电视用液晶显示装置进行各种探讨后，特别着眼于在显示区域的角部显示质量显著下降的问题。作为这种显示质量下降，可以举出例如在黑显示时在显示区域的四角变白的现象。而且，发现特别是在使用大型显示面板的情况下，在显示区域的角部产生显著的扩散板的“挠曲”，因此，在扩散板的角部产生漏光，引起显示质量下降，并且发现通过设置覆盖扩散板的角部侧面的遮光部件，能够有效防止由扩散板的“挠曲”引起的显示质量下降，从而想到能够妥善解决上述课题，进而达成本发明。

即，本发明是在光源上配置有扩散板的光源单元，所述光源单元包括覆盖扩散板的角部侧面的遮光部件。

以下详细叙述本发明。

本发明的光源单元在光源上配置有扩散板。作为光源没有特别限定，可以举出点状光源、线状光源等。作为点状光源，可以举出例如发光二极管(LED)。作为线状光源，可以举出例如冷阴极荧光灯、热阴极荧光灯。作为扩散板，只要是具有对从光源射入的光进行扩散的功能，则其形状、材料、大小等没有特别限定。

上述光源单元包括覆盖扩散板的角部侧面的遮光部件。图7为现有一般使用的光源单元的平面斜视图。另外，图8为沿着图7所示的点划线X-Y的截面模式图。如图8所示，通常，光源单元具有在框架12内从底面叠层有光源1、扩散板37和显示面板14的构造。这种光源单元在使用一定时间后，由光源1产生的热，使扩散板37产生如图8所示的“挠曲”。于是，由于该“挠曲”导致在扩散板37的角部产生漏光，使得显示质量下降。本发明的遮光部件是为了遮断这种由扩散板的“挠曲”产生的漏光而设置的，至少需要覆盖扩散板的“挠曲”最为显著出现的扩散板的角部。例如，如图7所示，如果扩散板37的主面是矩形，遮光部件以覆盖其4个角13a、13b、13c、13d的方式设置。本发明的光源单元通过这样用遮光部件覆盖扩散板的角部，即使在扩散板弯曲的情况下，也能够抑制在显示区域的角部产生的漏光，能够防止显示质量下降。

上述遮光部件只要至少覆盖扩散板的角部侧面就可以。由于遮光部件以与扩散板的侧面相接的方式进行覆盖，能够直接防止在扩散板角部的漏光。另外，所述遮光部件优选为面积大于扩散板侧面的面积，更加优选在扩散板的厚度方向上，设置为在扩散板的厚度上加上弯曲量的长度以上的情况。并且，本说明书中的弯曲量是指扩散板的形状的变化前和变化后的厚度方向的变化程度。

另外，扩散板的“挠曲”在扩散板的短边一侧大于在扩散板的长边一侧，因此遮光部件优选设置在扩散板的短边一侧，更加优选在短边一侧和长边一侧都设置。即，上述遮光部件优选覆盖扩散板的整个外周。这样，通过使遮光部件覆盖扩散板的整个外周，能够更确实地抑制由扩散板的“挠曲”产生的漏光，能够有效地防止显示质量下降。因此，在本说明书中，遮光部件是指对波长380～780nm的光(可见光)的遮光率为80％以上的部件，优选反射率80％以上的部件。

作为本发明的光源单元的结构，只要上述光源、扩散板和遮光部件为必需部分则没有特别限定，既可以包括也可以不包括其他结构要素。

作为本发明的光源单元的优选方式，可以举出：(1)上述遮光部件覆盖扩散板的上面端部和侧面的方式，(2)扩散板上具备光学片，上述遮光部件覆盖光学片的上面端部以及扩散板和光学片的侧面的方式。根据上述(1)或(2)的方式，不需要用于固定遮光部件的复杂构造，所以能够以简单的结构有效地防止由扩散板的“挠曲”引起的显示质量下降。另外，根据上述(2)的方式，遮光部件能够防止由光学片的热造成的“挠曲”，由光学片的“挠曲”造成的显示质量下降。在上述(1)或(2)的方式中，优选使用截面为L字形的遮光部件。另外，上述(2)的方式中，配置在扩散板上的光学片的数量没有特别限定，在多个光学片配置在扩散板上的情况下，优选上述遮光部件覆盖叠层在最上面的光学片的上面端部以及扩散板和全部光学片的侧面。其中，本说明书中的光学片只要是棱镜片(透镜片)、扩散片、偏光反射片等改变光特性的片，则没有特别限定。

上述扩散板优选由聚碳酸酯或甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物构成。作为扩散板，通过使用聚碳酸酯(PC)、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物(MS)，能够得到光透过性、耐久性、轻量性优越的扩散板。

上述扩散板优选具有透镜构造。通常，在扩散板上配置有改变透过扩散板的光的特性的扩散片、透镜片、偏光片等光学片。将这些光学片等所具有的透镜功能与扩散板一体化制作而成的产品是本方式的扩散板，例如，在现有的扩散板上叠层形成双凸透镜，使其为一体构造的方式。这样，能够防止扩散板内的透镜部分由热产生弯曲，得到功能集成且亮度提高的效果。

上述遮光部件优选由聚碳酸酯、丙烯酸树脂或聚丙烯构成。作为本发明的光源单元所具备的遮光部件，如上上述，如果是对波长380～780nm的光(可见光)的遮光率为80％以上，优选反射率80％以上的部件，则没有特别限定，其中作为材质，优选使用由聚碳酸酯、丙烯酸树脂或聚丙烯构成的材质。这些材质由于加入反射材料而呈白色，反射率也能够根据反射材料浓度任意改变。并且，根据这些材质，能够得到耐久性、轻量性优越的遮光部件。

本发明也是包括上述光源单元的显示装置。根据本发明的显示装置，由于包括设置有覆盖扩散板的角部侧面的遮光部件的光源单元，所以能够有效防止由扩散板的“挠曲”造成的显示质量下降，能够发挥优良的显示质量。作为上述显示装置，可以举出包括非自发光型的显示面板的装置，例如，优选包括液晶面板的液晶显示装置。即，本发明的光源单元优选作为显示装置用照明装置使用，其中优选作为液晶显示装置用的正下方型背光源使用。并且，上述显示装置优选构成电视接收机。本发明的显示装置由于包括在光源上配置有扩散板的正下方型的光源单元，所以适用于追求大画面化的电视接收机。

根据本发明的光源单元，由于具备覆盖扩散板的角部侧面的遮光部件，所以能够有效防止由扩散板“挠曲”造成的显示质量下降。

附图说明

图1-1是示意性地表示实施方式1的正下方型液晶显示装置的结构的斜视展开图。

图1-2是示意性地表示从与线状光源的长度方向正交的方向观察时的实施方式1的正下方型液晶显示装置的结构的截面图。

图2是示意性地表示实施方式1的正下方型液晶显示装置的线状光源的保持方法的图，(a)是光源保持部件的放大斜视图，(b)是表示光源保持部件的配置的平面图。

图3是表示实施方式1的背光源的扩散板、光学片和遮光部件的配置关系的概略的斜视图。(a)是遮光部件的放大图，(b)是在扩散板上配置遮光部件时的整体图。

图4是表示实施方式2的背光源的扩散板和遮光部件的配置关系的概略的斜视图。(a)是遮光部件的放大图，(b)是在扩散板上配置遮光部件时的整体图。

图5是表示实施方式3的背光源的扩散板和遮光部件的配置关系的概略的斜视图。(a)是遮光部件的放大图，(b)是在扩散板上配置遮光部件时的整体图。

图6是表示实施方式4的背光源的扩散板、光学片和遮光部件的配置关系的概略的斜视图。(a)是遮光部件的放大图，(b)是在扩散板上配置遮光部件时的整体图。

图7是现有一般使用的光源单元的平面斜视图。

图8是沿图7所示的点划线X-Y的截面模式图。

符号说明

1：光源

2：下框架

3：塑料框架

4：光源保持部件

5：光源把持部

5a：第一光源把持部

5b：第二光源把持部

6：支撑销

7、17、27、37：扩散板

8、38：光学片

8a：下侧扩散片

8b：棱镜片(透镜片)

8c：上侧扩散片

9、19、29、39：遮光部件

10：液晶面板

11：上框架

12：框架

13a、13b、13c、13d：角部

14：显示面板

16、26：双凸透镜

具体实施方式

以下列举实施方式，以附图为参照进一步对本发明进行详细说明，但本发明不仅受限于这些实施方式。

(实施方式1)

以下依据附图，对作为本发明实施方式的液晶显示装置用的正下方型背光源进行说明。图1-1是示意性地表示实施方式1的液晶显示装置的结构的斜视展开图。图1-2是示意性地表示从与线状光源的长度方向正交的方向观察时的实施方式1的液晶显示装置的结构的截面图。

如图1-1和1-2所示，实施方式1的液晶显示装置由下框架2、线状光源1、扩散板7、光学片8、遮光部件9、液晶面板10、上框架11层叠构成。

<下框架和线状光源>

下框架2是上方具有开口部的箱状的壳体，其内周的短边一侧配置有支撑扩散板7的塑料框架3。另外，在下框架2的内部平行配置有多个线状光源(灯)1，其两端收容在塑料框架3内。另外，下框架2的底面载置有用于反射线状光源1的光的反射材料，由此可以提高来自线状光源1的光的利用效率。对于下框架2的材质，从散热性、机械强度、形状稳定性、轻量化、成本等方面考虑，优选使用铝、不锈钢等金属。线状光源1优选使用冷阴极管型的荧光灯。

图2是示意性地表示实施方式1的液晶显示装置的线状光源1的保持方法的图。(a)是光源保持部件4的放大斜视图，(b)是表示光源保持部件4的配置的平面图。如图2所示，1个光源保持部件4包括以一定的间隔并列设置的4个光源把持部5和2个支撑销6。光源把持部5是把持线状光源1的一对固定结构，固定线状光源1的位置。支撑销6从下方支撑扩散板7。在1个光源保持部件4中设置的4个光源把持部5依次为第一光源把持部5a、第二光源把持部5b、第三光源把持部和第四光源把持部时，支撑销6设置在第一光源把持部5a与第二光源把持部5b之间、以及第三光源把持部与第四光源把持部之间。

<扩散板、光学片和遮光部件>

在下框架2上，扩散板7以覆盖在下框架2的开口部的方式配置。由于扩散板7配置在光源1上，能够消除光源1的像，获得面内均匀的发光。另外，扩散板7还具有作为用于载置后述光学片8的基座的作用。并且，扩散板7被下框架2内的塑料框架3支撑，且用光源保持部件4中设置的支撑销6支撑。

扩散板7是厚度大致均匀的板状部件。扩散板7的厚度优选为0.5mm以上4mm以下，更加优选2mm以上3mm以下。如果扩散板7的厚度太厚，有可能造成成本高、产品重量增加、亮度减弱、发光颜色偏黄等问题。如果扩散板7的厚度太薄，则难于确保发光的均匀性，并且厚度的不均直接关联到发光均匀性的不均和亮度的不均，难于达到产品品质的平均化。

作为扩散板7的材质，例如可以是聚碳酸酯(PC)、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物(MS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、环烯、玻璃等，其中优选使用聚碳酸酯、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物。扩散板7的全光线光透过率和扩散透过率优选为20～80％，更优选为40～65％。如果扩散板7的全光线光透过率和扩散透过率过大，有可能难于确保发光的均匀性，如果过小，则无法确保发光的明亮度，可能造成发光效率降低。

在扩散板7上配置有光学片8。光学片8用于使透过扩散板7的光的特性产生变化，根据需要可以适当使用一个或多个扩散片、透镜片、偏光片等。在实施方式1中，从光源1一侧配置有下侧扩散片8a、棱镜片(透镜片)8b和上侧扩散片8c这3个光学片8。上侧扩散片8c可以用配置偏光反射片来代替。作为扩散片8a的材质，可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯等。作为棱镜片8b的材质，例如可以举出丙烯酸树脂等紫外线固化树脂、在丙烯酸树脂等紫外线固化树脂中混合有聚对苯二甲酸乙二醇酯的混合物。

而且，在矩形的光学片8的短边一侧配置有遮光部件9。图3是表示实施方式1的背光源的扩散板7、光学片8和遮光部件9的配置关系的概略的斜视图。如图3(a)所示，遮光部件9具有截面为L字形的细长形状，如图3(b)所示，遮光部件9以覆盖光学片8的上面端部、扩散板7和光学片8的侧面的方式设置。在实施方式1中，仅在光学片8的短边一侧设置有遮光部件9，但为了更充分地防止显示质量下降，优选在光学片8的长边一侧也设置遮光部件9(实施方式4)。另外，实施方式1所示的遮光部件9由于覆盖光学片8的上面端部，所以还具有使光学片8的位置稳定的压片的作用。并且，实施方式1的扩散板7能够使用透镜构造与扩散板一体形成的结构，在这种情况下，可以进一步在该扩散板上载置光学片8。

作为遮光部件9的材质没有特别设定，可以由遮光性的材料构成，也可以是表面经过遮光处理的材料。遮光处理例如可以举出遮光涂料的涂布、蒸镀等的金属薄膜形成、和遮光胶带的粘贴等。作为这种遮光性的材料，优选为乳白色的聚碳酸酯、丙烯酸树脂、聚丙烯等。另外，本发明的遮光部件9可以仅一部分具有遮光性，例如也可以是与光学片8一体化的部件。

遮光部件9的大小可以根据扩散板7的弯曲量适当决定。扩散板7的弯曲量随着扩散板7的大小和材质(线膨胀系数)、使用条件等变化。下述表1表示在实际使用条件(电源接通后1个小时)下使用实施方式1的液晶显示装置时的由聚碳酸酯构成的厚度为2mm或3mm的扩散板7的弯曲量的测定结果。另外，表1中的画面尺寸是以英寸表示的液晶显示装置的显示画面的对角线的长度，与扩散板7的对角线的长度大致一致。

如下述表1所述，弯曲量是2～4cm。所以，在这种情况下，优选使遮光部件9的与扩散板7的侧面一侧相接的部分的厚度方向的长度长于在扩散板7的弯曲量上加上扩散板厚度的量，以能够充分防止由扩散板7的“挠曲”造成的显示质量下降。另外，遮光部件9的与扩散板7的上面一侧相接的部分的面内方向的长度在不到有效显示区域的程度下设定得尽可能长为最佳。

[表1]

画面尺寸	材质	扩散板厚度[mm]	弯曲量[cm]	与扩散板的侧面一侧相接的部分的厚度方向的长度[cm]	与扩散板的上面一侧相接的部分的面内方向的长度[mm]
						65	PC	3	4	4.3	10
45	PC	2	3	3.2	10
						37型	MS	2	2	2.2	8
32	MS	2	2	2.2	6

<液晶面板和上框架>

光学片8和遮光部件9上配置有液晶面板10。液晶面板10在玻璃基板间夹持有液晶层，并且玻璃基板的与液晶层一侧相反的一侧的面上贴有相位差膜、偏光板等。而且，框状的上框架11从液晶面板10的显示面一侧安装在下框架2上。作为上框架11的材质，优选使用树脂、或铝、不锈钢等金属。

根据以上内容，完成实施方式1的液晶显示装置。

根据这样的实施方式1的液晶显示装置，能够抑制扩散板角部的漏光，得到充分防止显示质量下降的显示。

(实施方式2)

图4是表示实施方式2的背光源的扩散板17和遮光部件19的配置关系的概略的斜视图。如图4(a)所示，遮光部件19是长方形，如图4(b)所示，遮光部件19以覆盖在扩散板17的侧面的方式配置。在实施方式2中，仅在扩散板17的短边一侧设置有遮光部件19，但为了更加充分地防止显示质量下降，优选在扩散板17的长边一侧也设置遮光部件19(实施方式3)。实施方式2的扩散板17是在表面上双凸透镜16与扩散板17一体形成的方式，进一步在扩散板17上载置光学片也可以。

实施方式2的液晶显示装置，除了扩散板17和遮光部件19以外，是与实施方式1的液晶显示装置相同的结构。根据这样的实施方式2的液晶显示装置，能够抑制扩散板17的角部的漏光，得到充分防止显示质量下降的显示。

(实施方式3)

图5是表示实施方式3的背光源的扩散板27和遮光部件29的配置关系的概略的斜视图。如图5(a)所示，遮光部件29具有沿着长方体的侧面的形状，如图5(b)所示，遮光部件29以覆盖扩散板27的侧面的方式配置。在实施方式3中，由于不仅是在扩散板27的短边一侧，在扩散板27的长边一侧也设置有遮光部件29，因此能够覆盖扩散板27的整个外周，能够更充分地防止显示质量下降。实施方式3的扩散板27是在表面上双凸透镜26与扩散板27一体形成的方式，进一步在扩散板27上载置光学片也可以。

实施方式3的液晶显示装置，除了扩散板27和遮光部件29以外，是与实施方式1的液晶显示装置相同的结构。根据这样的实施方式3的液晶显示装置，能够抑制扩散板27的角部的漏光，得到充分防止显示质量下降的显示。

(实施方式4)

图6是表示实施方式4的背光源的扩散板、光学片38和遮光部件39的配置关系的概略的平面模式图。其中，扩散板配置在光学片38的下方，且整体被遮光部件39覆盖。如图6(a)所示，遮光部件39具有截面为L字形的细长形状，如图6(b)所示，遮光部件39以覆盖扩散板和光学片38的上面端部和侧面的方式配置。在实施方式4中，由于不仅在扩散板和光学片38的短边一侧，在长边一侧也设置遮光部件39，因此能够覆盖扩散板和光学片38的整个外周，能够更充分地防止显示质量下降。另外，实施方式4所示的遮光部件39由于覆盖光学片38的上面端部，所以具有使光学片38的位置稳定的压片的作用。并且，实施方式4的扩散板能够使用透镜构造与扩散板一体形成的结构，在这种情况下，可以进一步在扩散板上载置光学片。

实施方式4的液晶显示装置，除了扩散板和遮光部件39以外，是与实施方式1的液晶显示装置相同的结构。根据这样的实施方式4的液晶显示装置，能够抑制扩散板的角部的漏光，得到充分防止显示质量下降的显示。

而且，本申请以2006年11月7日提出申请的日本专利申请2006-301733号为基础，主张基于巴黎公约或进入国的法规的优先权。该申请的全部内容作为参考被加入本申请中。

另外。本申请说明书中的“以上”和“以下”包括该数值(边界值)。

Claims (9)

1.一种光源单元，其在光源上配置有扩散板，其特征在于：

该光源单元包括覆盖扩散板的角部侧面的遮光部件。

2.如权利要求1所述的光源单元，其特征在于：

所述遮光部件覆盖扩散板的整个外周。

3.如权利要求1所述的光源单元，其特征在于：

所述遮光部件覆盖扩散板的上面端部和侧面。

4.如权利要求1所述的光源单元，其特征在于：

所述光源单元在扩散板上具备光学片，

所述遮光部件覆盖光学片的上面端部以及扩散板和光学片的侧面。

5.如权利要求1所述的光源单元，其特征在于：

所述扩散板由聚碳酸酯或甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物构成。

6.如权利要求1所述的光源单元，其特征在于：

所述扩散板具有透镜构造。

7.如权利要求1所述的光源单元，其特征在于：

所述遮光部件由聚碳酸酯、丙烯酸树脂或聚丙烯构成。

8.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1所述的光源单元。

9.如权利要求8所述的显示装置，其特征在于：

所述显示装置构成电视接收机。

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