TW200823566A - Surface light source device and liquid crystal display device - Google Patents

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TW200823566A
TW200823566A TW096138993A TW96138993A TW200823566A TW 200823566 A TW200823566 A TW 200823566A TW 096138993 A TW096138993 A TW 096138993A TW 96138993 A TW96138993 A TW 96138993A TW 200823566 A TW200823566 A TW 200823566A
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Akihiro Mori
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Mitsubishi Electric Corp
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Description

200823566 m 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於平面光源裝置、及將該平面光源、裝置合 作例如背光源設置的液晶顯示裝置。 t ^ 【先前技術】 使用導光體的平面光源裝置已知有存在例如下述構造物。 例如：在導光體侧面上配置CCFL(冷陰極螢光燈）等線 •狀光源、或LEW發光二極體）等點狀光源，並將入射於導 光體的光利用在該導光體背面上所設置的光擴散板，調整 為所需輝度分佈，再將該光從顯示面射出的平面光源裝置。 再者，有存在例如：在導光體中所形成的凹洞中或孔中配 置光源，並在該導光體的背面側及/或顯示面側設置光調整 用圖形，藉此將經調整為所需輝度分佈的光從顯示面射出 的平面光源裝置（專利文獻i、2)。 [專利文獻1]曰本專利特開平1〇-8291 5號公報 鲁 [專利文獻2]日本專利實開昭60-1 63141號公報（第j 圖） 【發明内容】 (發明所欲解決之課題）
仁是，如上述，當在導光體侧面配置線狀光源或點狀 光源之構造的情況，光源將配置於顯示區域外。所以，將 有平面光源裝置外形變大的問題發生。 2108-9199-PF 5 200823566 、再者，當在導光體側面（即顯示區域外）配置點光源的 一將頗難獲得均勻免度（特別係在該點光源附近的均勻 儿度）。將產生為能獲得均勾亮度，而必需在距顯示區域更 遠的位置處配置點光源。但是，當在依此位置配置點光源 的it况將發生平面光源裝置變為更大的問題。 相對於此，專利文獻工、2所揭示的技術，在顯示區域 内將配置著光源。所以，相較於依如上述在顯示區域外配 一原的If况，將可達平面光源裝置的小型化。但是，即 使。亥專利文獻i、2的情況，亦存在有下述問題。 畜專利文獻卜2的情況，點光源的光射出方向，朝向 顯示面的垂直方向。例如當專利文獻卜2的情況，當來自 點光源的光朝各方向擴散射出的情況，將依強度最強的光 朝向顯示面的番吉古而# 士』 1方向之方式，配置該點光源。依此種構 造配置點光源的上述專利文獻卜2,點光源正上方部分的 輝度將相對過度高於其他周邊邻 、 ，、心门瓊砟为處。所以，較難僅依靠 導：體、光擴散手段等，便將該輝度不均勻情況消除(即發 生焭度不均勻性的問題）。 專利文獻1、2相關構造的情況，解決上述亮度不均勾 性的方法’有考慮諸如:增加導光體距顯示面間之距離的方 法、或在光源正上方部分設置具有遮光性圖形的方法等。 疋4解除方法中，就前者方法而言，平面光源裝 置的厚度將變厚，結果，將導致平面光源裝置變大。此外， 就後者方法而言，將無法有效利用光源的光，導致光的利 用效率降低。所以’不管哪-種方法均非屬恰當。.
2108-9199-PF 6 200823566 印寻的情況，就從亮度均勻 力外’當光源係使
▼ - > ί 一j #|jiL 的觀點，將必需調整光源的配向特性。但是，為調整點光 源的配向特性，便必需透鏡等光學元件，結果將導致平面 光源裝置變大。 緣是，本發明之目的在於提供能兼顧亮度均勾性盘平 面光源裝置小型化(亦涵蓋薄型化)的平面光源裝置、及設 有該平面光源裝置的顯示裝置。 (解決課題之手段） :達成上述目的’本發明的申請專利範圍第】項所記 載的平面光源裝置，係句衽·太 _ 、匕括·在成為顯不區域的區域内設有 凹洞或孔的導光體，以及射出 n 耵出具有上述導光體之光射出面 略平行方向指向性光的水平 、“ K十點先源，其中，上述水平點光 源係配置於上述凹洞内或上述孔内。 再者’本發明申請專利蘇圖楚 粑圍弟12項所記載的液晶顯示 J§ φ , 圍弟1項至申請專利範圍第1 1 面板所記載的平面光源裝置、將成為顯示部的液晶 Γ及保持著上述平面光源裝置與上述液晶面板的框 [發明效果] 係包請專利範圍第1項所記載的平面光源裝置， 體，以及射中且古, L 4内》又有凹洞或孔的導光 反射出具有上述導先辦 性朵M k 1 ^九體之先射出面略平行方向指向
性先的水平點光源，A 凹洞 /、 上述水平點光源係配置於上述 u洞内或上述孔内。 ^
2108-9199-PF 7 200823566 至角：：’從水平點光源所射出的光，將在導光體内傳播 均…… 置便可橫跨整體顯示區域， 句保持党度均勾性。此外’水平點光源係配置 中所形成的凹洞（或孔）内部 、" 示區域内。所以，將可達平面光„置千的， 型化）。 九原衣置的小型化（亦涵蓋薄 f置再=發二申請專利範圍第12項所記载的液晶顯示 已括：巾^專利範圍第1項至中請專利範圍第u 二中任—㈣記载的平面光《置、將成為㈣部的液晶 :板、以及保持著上述平面光源裝置與上述液晶二： 裝置所二示ΓΓ度可呈均勻性的液晶顯示 連亥液日日顯不裝置的小型化（薄型化）。 【實施方式】 說明二τ ’針對本發明根據表示實施形態的圖式進行具體 <實施形態1 > J1圖所示係本實施形態含有平面光源裝置的 7置概略構造之分解立體示意圖。"圖 .‘、、 :所示平面光源裝置進行組裳之際，從箭川方向：觀 看到的剖視圖。第3圖所示係具有指向 = :強:分:圖。另外’如第1圖所示，將顯示區二:： ' x y平面」，並將該顯示區域面的垂直方向定.義為「ζ
2108-9199-PF 8 200823566 方向」。
如第1圖所示，液晶顧+壯里，Λ A 日”、、員不I置10〇係由··框體1、基板 2、水平點光源3、導光體&、井_ * 、 尤擴政構件5、及液晶面板6 構成。另外，前述所列記的各構 利用除液晶面板6 以外的其餘構造，將構成平面光源裝置。 在基板2的第1主面2a卜，八x a上刀別配設著第1至第4的 4個水平點光源3(3叫其中，基板2的第i主面2“系 在組裝顯示裝置m的狀態下，配置於顯示區域面側（液晶 面板配置側）。此外，從各水平 乂 分&十點先源3(3a〜3d)所射出光 的方向，係朝向各顯示區域面的略 旧腎十仃方向（即x-y平面的 略平行方向），並朝各自不同的方 的 幻万π 弟1圖中，從各水平 點光源3 (3 a〜3 d)所射出弁的古A u τ ^叮釘九的方向係水平點光源3b，3d將朝 土x方向，水平點光源3a，3c則鉬+v古a 、 、朝方向，分別朝略相反方 向。 如第1圖所不’水平點光源3係分別配設於顯示區域 :略中央處。分別從第1至第4的水平點光源.3d所射 的光’就以從第！水平點光源3a所射出光為基準的情況 下，從其他水平點光源3所射出的光，將相對於該基準的 光方向(當設定為。。的情況），就俯視將朝略垂直方向(9。。 =27。0 )、及相對於該基準的光方向就俯視將朝略相反方向 再者，水平點光源3係可採用具有指向性的光源(例如 發光二極體等）。當水孚 田^干”，、占先源3係具有指向性的情況，便 如弟3圖所示，去在 田在x-y千面方向上朝向光方.向時，該水
2108-9199-PF 9 200823566 平點光源3配置#署f楚Q mλ Γ 置（弟3圖中的「ο」點）的光強度將最強， 朝χ-y方向前進的光將具有強度尖峰。 除了 χ-y平面的平行方向光之外，在相對於該x_y平 面/、有角度的方向上’雖強度較弱但仍將有光射出。此外， 忒光將隨朝土Z方向前進，光強度將衰減。 另外’具指向性的水平點光源3最好在x-y平面，具 有較廣的光分佈。藉由使用具有此種光分佈的光源’入射 於導光體4中的光便將在χ_γ平面具有較廣分佈，因而從 導光體4的光射出面4b所射出的光便就光射出面4b整體 呈均勻狀態。 再者，當使用未具指向性光源的情況，即使從該光源 斤射出的光朝各方向擴散射出，但是藉由依強度最強的光 對X-y平面朝略平；a 十仃方向的方式配置光源，仍可使光在X-y 平面上擴散。 、卜固所示在導光體4將成為顯示區域的區域内 、巾央賴近將形成凹洞4a。此外，該凹洞係形成於 導光體4相對向於光射出面4b之-面的背面4c側主面上。
另外，亦可取代凹、洞4a，改衫導㈣4上形成朝Z 方向貫通的孔。另外，在液晶顯示裝置100組裝狀態下， 上所配°又的各水平點光源3將收容（配置）於凹洞（或 )4a内此外，凹洞（或孔）4a係在俯視導光體4時將設 置於顯示區域的略中央處。 、 3將：:於如第1圖所示，在組裝狀態下’各水平點光源 將配置於將成為顯示區域的區域之略中央處。.
2108-9199-PF 10 200823566 再者，如第2圖所示’在導光體4的背面4c 成能將光擴散的光擴散部7。光擴散部？係在導光體= =直接印刷或成形等所形成的圖形而形成1用 |上所形成的光擴散部7，便可從導光體4的光射 4b使光擴散並射出，將 ― 將叮楗升液曰曰顯不面板6的亮度均句 性。另外，該光擴散部7亦可非設於背面4。側，而是心
^射出面㈣（未圖示），亦可在背面4c與光射出面^ 雙方均有設置。此外，fl圖與第2圖中，在導光 :向於光射出面扑的位置處，將配置著由除導光體“卜： 二他構件所形成光擴散構件5。光擴散構件5係屬於平板 狀、薄片狀或板狀，具有將所入射光擴散的機能。藉由形 成此種構造，便可從水平點光源3所射出，再經導光體^ 射出的光更加擴散，俾可獲得均勻的輝度。 由第1圖中得知，在液晶顯示裝置1〇〇組裝狀態下， 於框體1與液晶面板6之間，將收容著配設有光擴散構件 5、導光體4、及水平點光源3的基板2。 依如上述，本實施形態的平面光源裝置（或液晶顯示裝 置100)，將在導光體4上形成凹洞（或孔）4a。更在該凹洞 γ或孔）4a内配置著上述水平點光源3。更包括能使從該水 平點光源3所射出的光擴散之光擴散構件5。 第4圖所示係本實施形態的平面光源裝置之光路徑 圖。第4圖中’從在導光體4的凹洞4a中所配置的水平點 光源3射出之光，將從水平點光源3相對面且形成導光體 4凹洞4a的入射面射入。朝向在導光體4背面.4c侧所形
2108-9199-PF 11 200823566 成先擴m側的先，將利用光擴散 並從導光體4的光射出面4M 朝各方向放射， 4的光射φ ^ ^ ( 射出（L1)。此外，朝向導光體 的先射出面4b之光，將利用光射出面4 導光體4内傳播，#剎止抽 王反射，並在 從導^ 制7^擴散構件5朝各方向散射，再 kV先體4的光射出面4b射出α 3所射出的光並非局部性亮度华？攸水平點光源 光體4内沾女念— 中而疋可充分傳播至導 ^的=洛’且將利用光擴散構件5朝各方向 性的態:、:水平點光源3係射出具有指向 向的光強声曰所目對於¥先體4的光射出面4b成略平行方 :強度。所以，從水平點光源3所射出的光將在導井 體4相對於光射出面 ， 源3所射二=:::: 在光^射出後，便馬上從導光趙4的光射出面-射出 .光體4内充分傳播前便射 導光體4中的光量蔣订法丨、^ 及未入射於 且可達成亮度均勻性。…’將提高光的利用效率， 如上述說明’本實施形態係在導光體 洞“中’配置在…面上具 成二 可解決當從水Mm Μ丄6 f m原3 ’便 射出面4… 出方向係導光體體4的光 、 之W直方向時，所發生的點 輝度相對過高於置妯闽、急加万4刀處的 域整體保持亮㈣=處的問題，將可橫跨顯示區 、、π (t平點光源3係配設於在導光體4上所形成凹 a的内部，且該水平點光源3係配置於顯示區域
2108-9199-PF 12 200823566 内H將可達平面光„置的小型化 再者，本實施形態的平面光源裝置(或、夜曰：）。 100)中，各水平點光源3係俯 -,日日顯示裝置 將可在導光體4内使光更充分地傳;朝向不同方向。所以’ 在基板2上所配設的水平點光 ， 4個，可為！個亦可為2以上。另外數里亚不僅揭限於 的數量至少2以上的情況， :使水平點光源3 方向將朝各顯示區域面的略平行=先源3所射出光的 行方向）。另外，該情況下，從各水h卩光=平面的略平 最好各自JHXFineA ,, ”、’先’原3所射出的光 取好各自朝不同方向。此外，亦可 同方向射出光。 ”、、占先源3朝相 另外，第1圖中，配設複數水 為單-個。所以，在導光體4上所的基板2係 的數量亦是相同數量，為i個。^亦可為孔）4a 數個的情況，在導光體4中所开J “亥基板2存在複 量，將…：凹洞(亦可為孔)“的數 里將複數形成與該基板2數為相同的數量 個凹洞4a内對應配設於J個基 义 配哼满Iu τ 故Α在该1個基板2上將 配叹稷數個水平點光源3)。此外， 凹洞(或孔w的情況，各凹洞(二=係形成複數 將成為顯示區域的區域内。此外，即a在將=成於導光體4 設複數水平點光源3的情況，亦可：：=/基板2上配 並配設水平點光源^此情況，因為：用::凹洞(或孔)4 a pe ^ U ^利用在各水平點光源3 ==光體4將光進行傳播，因而在光射出“將 了獲传更均勻的輝度。
2108-9199 - PF 13 200823566 另.外，上料光體4的材料最好具有良好4 且加工性（成形幻優越的透明樹脂。例如導光體1性: 用諸如PMMA、聚碳酸酯等。 糸可刼 再者，在導光體4中所形成凹洞（或孔 能獲得對導光體4的光射出面4b上所要求輝声二;狀:為 依存於水平點光源3數量、配置，再任意決定。布，將可 例如第1圖所示，該凹洞(或孔)4a的俯視 :形，相對的亦可為橢圓形。此外，亦可如 二為 相洞(或孔…的俯視形狀亦可為略正方形。J所 如第6圖所示，將水平點光源3數量數為複數，且該凹 孔）4a的俯視形狀係長方形。 洞（或 八中亦可如弟6圖所示，水平點井、、原q 朝各自不同方向射出光，而互 ’、 夕數個將 3則朝略同-方向射出光。另外，第6圖所示情 ==上所配置的水平點光源36所射出光:基 準，攸其他的水平點光源所射出之光，相對於水平 3e的光方向，俯視呈略垂直方向及略相反方向的方式，配、 置水平點光源3 f。 ^ 的再者_；亦可如第7圖所示，面向水平點光源3之部分 的凹洞（或孔W側面部’具有凹凸形狀。藉此，從水平點 先源3所射出的光’將在該側面部散射，便可在 内將射出光更傳播至各角落處（即，更增加顯示部的亮度均 勻性）。 & 再者，亦可如第8、9圖所示，在面向水平點光源.3的
2108-9199-PF 14 200823566 部分之凹洞（或孔）4a侧面部，具有透鏡形狀。 藉此，當採用在相對於導光體4的光射出面4b呈水平 的平面内，如第8圖所示，將所入射光擴大並射出的透鏡 形狀時（即，利用透鏡擴散效果的情況），便可將射出光在 導光體4更傳播至各角落處（即，可更增加顯示部的亮度 勻性）。 &
另外，例如第9圖所示，當採用入射光係依相對於導 光體4的光射出面4b整合於水平方向射出的透鏡形狀時 (即’利用透鏡聚光效果的情況），便可消除在剛射出後便 從光：出面射出的光’可將從水平點光源3所射出光的全 部光量1在導光體4内更傳播至各角落處(即，可更增加顯 示部的壳度均勾性）。 另外，當在導光體4所形成的並非為孔4a，而是凹洞 ST:二该凹洞Μ端的該導光體4，亦是將形成由既 疋圖开y形狀所形成的光擴散部7。 另外，為能在顯示面内達成所需輝度分佈 另外構件的光擴散部7附加輝度調整機能。 一 另外’藉由採用漸層印刷或調整表面粗度方 =或者細微幾何學的形狀等構造，便可使由在導：體4 定圖形形狀構成的光擴散部？、及在導光體4 仃《又置構件的光擴散部7，具 調整機能。 彳，、狀機犯及輝度 〈實施形態2 > 本實施形態的平面光源裝置(或者液晶顯
2108-9199-PF 1$ 200823566 係更進一步包括垂直點光源。即，如第1 0圖所示，在基板 2上，除配設實施形態1中所說明的複數水平點光源3之 外，更配設一個將光朝略垂直方向射出的光源1 5。另外， 除配置將光朝略垂直方向射出的光源1 5之作用效果以 外，其餘均如同實施形態1。 在此’第1 0圖中合併記載的座標系，係如同第1圖所 示。所以，顯示區域面方向（液晶面板6對該基板2的配置 方向）係+ ζ方向，而顯示區域面的平行平面係X — y平面。 • 此外，本實施形態亦是組裝狀態下，第10圖所示基板2將 配置於在導光體4略中央處所形成凹洞（或孔）4a内。所 以，組裝狀態下，該基板2將位於將成為顯示區域的區域 之略中央處。 從將光朝略垂直方向射出的光源1 5所射出光的方 向’係朝向顯示區域面（χ — y平面）的略垂直方向。另外， 朝向在基板2上所配設將光朝略垂直方向射出的光源〗5數 里並不僅侷限於1個。例如可依存於導光體4中所形成凹 ®洞（或孔）4a的形狀、水平點光源3配置等，而變更將光朝 略垂直方向射出的光源15數量，亦可為2以上。 本實施形態2中，藉由配置將光朝略垂直方向射出的 光源1 5，便可防止在導光板4上所形成凹洞的中心附 近處卷生輝度降低情況。光線丨5係在能獲得輔助光量的前 提下，其餘並無特別的限制，而藉由配置指向性較弱的光 源’便可在顯示面内獲得均勻亮度。 依如上述’本實施形態的平面光源裝置（或液晶顯示裝
2108-9199-PF 16 200823566 置），因為除水平點光源3之外，尚包括將光朝略垂直方向 射出的光源15，因而即使在弟1圖等所示於導光體4上所 形成凹洞4a的中心附近處，仍可確保必要的光量。所以， 在顯示面内將可提供更均勻的亮度。 特別係如第11圖所示，當增加水平點光源3排列數， 並擴大凹洞（或孔）4a的俯視面積時，若複數配設將光朝略 垂直方向射出的光源15，便可使本實施形態更具效果。 另外，上述各實施形態的面狀點光源裝置，主要係在 •諸如個人電腦用顯示器、液晶顯示裳置、FA(工廠自動化） 裝置等電子機器的顯示部中，可使用為背光源。
配置水平點光源3。此外， ’如第13圖所示， 且在各個凹洞（或孔）4a中將 第13圖所示，亦可複數個形 成具有短邊與長邊的矩形狀凹洞（或孔）4&。
均勻性，將可提供輝度較高 a。更可如第14、 ，、有短邊與長邊的凹洞（或孔）4a， 面（除光射出面4b與背面4c以外） 兼備第14、15圖所示的二種形狀。 數$係可適當變更。另外，凹洞（或 各自不同方向將光射出的方式，適 藉此便可保持顯示區域的整體亮度 高的平面光源裝置。 【圖式簡單說明】
2108-9199-PF 17 200823566 第1圖係實施形態1的液晶顯示裝置構造之分解爻艨 示意圖。 第2圖係導光體4上所形成光擴散部的構造圖。 第3圖係具有指向性的水平點光源之光強度分佈圖。 第4圖係從水平點光源所射出光在導光體内龙傳播、 及利用光擴散部進行擴散模樣的剖視圖。 第5圖係在導光體上所形成凹洞（或孔）形狀一例肀面 圖。 第6圖係在導光體上所形成凹洞（或孔）形狀另一例的 平面圖。 第7圖係在導光體上所形成凹洞（或孔）形狀另一例的 平面圖。 第8圖係在導光體上所形成凹洞（或孔）形狀另一例的 平面圖。 弟 圖係在導光體上所形成凹洞（或孔）形狀另一例的 剖視圖。 第1 〇圖係實施形態2的液晶顯示裝置（或平面光源裝 置）所5又置包括垂直點光源的複數光源配置模樣立體示意 圖。 第11圖係複數配設垂直點光源的示意平面圖。 第12圖為凹洞（或孔）形成的變化例說明圖。 第13圖為凹洞（或孔）形成的變化例說明圖。 第14圖為凹洞（或孔）形成的變化例說明圖。 第15圖為凹洞（或孔）形成的變化例說明圖。
2108-9199-PF 18 200823566 【主要元件符號說明】 1 框體 2 基板 2a 第1主面 3 水平點光源 3(3a〜3d) 第1至第4的4個水平點光源 4 導光體 5 光擴散構件 6 液晶面板 7 光擴散部 15 垂直點光源 100 液晶顯不裝置。 4a 凹洞（或孔） 4b 光射出面 4c 背面 19
2108-9199-PF

Claims (1)

  1. 200823566 、申請專利範圍： 1 · 一種平面光源裝置，包括： 以 及 導光版’在成為顯示區域的區域内設有四洞或孔 面’射出具有略 "水平點光源，對上述導光體的光射出 平行方向指向性的光； 其特徵在於： 上述水平點光源係上述一凹洞内或上述 數個。 孔内配置複 ^如申請專利範圍第i項之平面光源裝置 :::點光源係朝上述略平行方向射出具有射出:強度尖 上如申清專利範圍第2項之平面光源裝置， 述水平點光源至少數個係朝各自不同方向射出光:、中上 、、4·如中請專利範圍第3項之平面光源裝置， i凹洞或者孔係設置於上述顯示區域的略中央广. ==光源係含有至少第1至第4水;點光源； 迷弟1至第4水平點光源各自射出光 以從上述一水平點| ^ 係、 準光的方/源所射出的光為基準，並相對於該基 向，在俯視為略垂直的2方向與略相反方向。 5·如申請專利範圍第！項之平面光源裝置 包括朝上述導光I#的p、 更 的光源。㈣上述先射出面之略垂直方向，射出光 6.如申請專利範圍第！項之平面光源裝置，其中，更 2108-9199-PF 20 200823566 包括可將從上述光射出面所射 光擴散部； 出的Μ成擴散光並導出的 上述光擴散部係藉由對上述導光體的上述光射出面及 或上述光射出面相對向的背面施行加工而設置。 7.如申請專利範圍第i項之平面光源裝又置，其中，更 包括由上述導光體之外的其他構 /成，且將從上述光射 出面所射出的光進行擴散的光擴散構件。 8·如申請專利範圍第i項之平 …、 8 <卞由九源裝置，其中，上 述導光體係P匪A或聚碳酸酯。 9·如申請專利範圍第1項 貝<十面先源裝置，其中，在 面向上述水平點光源之部分的 7上边凹洞侧面部或上述孔侧 面邛，係具有凹凸形狀。 10·如申請專利範圍第1項之 u 貝之千面先源裝置，其中，在 面向上述水平點光源之部分的 丨刀的上述凹洞側面部或上述孔侧 面部，係具有透鏡形狀。 11 · 一種液晶顯示裝置，包括· 平面光源裝置，包括：在成為龜- 马’，、、員不區域的區域内設有凹 洞或孔的導光體以及射出且右 y 、有上逑導光體之光射出面略平 灯方向指向性光的水平點光源， 且上述水平點光源係於上 述一凹洞内或上述一孔内配置複數個； 液晶面板，將成為顯示部；以及 框體，保持著上述平面光源袭置與上述液晶面板。 2108-9199-PF 21
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