TWI269894B - Planar light source - Google Patents
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Description
1269894 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於—種將從光源放射之線狀放射光變換為面 狀之面光源裝置。 【先前技術】 、歷來,此種面光源裝置備有放電燈即冷陰極管,其係作 為放射出線狀光之細長圓筒狀之線狀絲。藉由作為反射 二薄片狀之纟且光反射器來包圍該冷陰極管之周圍。該燈 光反射器備有用於導出來自冷陰極f之放射光之開口部。 、丘光反射器之開口部係將來自冷陰極管之線狀光線變換為 面狀,且嵌合於從其表面出射之導光體之側面上。該導光 體於其背面上成形有稜鏡。 於此轉之面光源裝置中,從冷陰極管放射出之放射光藉 、且光反射器予以反射,介以開口部而導出至導光體之側 面。導出至導光體之光線從導光體之表面出射。來自導光 體表面之出射光藉由配置於導光體表面之光學薄片而予以 聚光或擴散。此外,導出至導光體之光線之一部分從導光 體之月面出射。來自導光體背面之出射光藉由配置於導光 體背面之光學薄片而朝向導光體側反射(例如,參照日本專 利特開2002-270024號公報)。 近年來,對於此種具有面光源裝置之液晶顯示裝置,要 求進一步高亮度化、薄型輕質化及低成本化。因此,亦要 求面光源裝置之高亮度化、薄型輕質化及低成本化。於導 光體之背面設置稜鏡可以增進聚光功能,且降低光學薄片 93974.doc 1269894 之數目,所以係可實現上述之要求之一有效方法。 可是,於先前之面光源裝置中,由於燈光反射器之形狀 不一,或由於組裝燈光反射器與導光體時之作法不一,而 於燈光反射器與導光體之間有時會形成若干之間隙。因 此,自冷陰極管之放射光會有從導光體之側面以外之面入 射至導光體之問題。即,來自冷陰極管之放射光可能會從 燈光反射器與導光體之間之間隙漏出,而從導光體之表面 入射。如此,從導光體之側面以外之面入射之光有時會導 致導光體之表面產生暗線或亮度不均勻。此外,於使用將 棱鏡没於为面之導光體之情況下,可能會由於稜鏡之聚光 功能,導致更容易由於從導光體之側面以外之面入射之光 線而產生亮度不均勻之問題。 即,先别之面光源裝置之問題在於不容易增進面内亮度 之品質。 【發明内容】 本發明鑑於上述問題開發而成者,其目的在於提供一種 可增進面内亮度之品質之面光源裝置。 本發明之樣態所得到之面光源裝置其特徵在於包括·· 光源; 面狀光源變換體,其係將從前述光源放射之放射光變換 為面狀光並出射;導光體’其包含於前述面狀光源變換體 中,具有相互對向之第面與第2主面、以及連接該等第 1主面與第2主面之側面’並且以前述側面與前述光源相對 向之方式配置;及 93974.doc 1269894 此外,忒液晶顯示面板2係於一對基板即陣列基板3與對 向基板4之間夾持液晶層作為光調變層。陣列基板3包括呈 矩陣狀配置於其表面上之薄膜電晶體(Thin Transistor·· TFT)及連接於薄膜電晶體之像素電極等。對向 基板4備有對向電極等。像素電極與對向電極均藉由具有光 透過性之導電材料而形成。該等陣列基板3與對向基板4係 於使像素電極與對向電極兩者相對向之狀態下配置,並於 其間形成狹縫。液晶層藉由密封於陣列基板3與對向基板4 之狹縫中之液晶組成物而形成。 作為向該液晶顯示面板2供給驅動信號使其驅動之電路 基板之細長矩形平板狀之驅動電路5,係介以一對可撓性印 刷佈線基板(Flexible Print Circuit ·· FPC)6及7而安裝於液晶 顯示面板2中之一側緣。 液晶顯示面板2於其中央部具有相當於顯示圖像之顯示 區域之矩形狀之顯示晝面區域8。該顯示畫面區域8之對角 線方向之尺寸例如係12英忖。 該液晶顯示面板2配置於鑲框蓋體丨丨與作為面光源裝置 之背燈15之間。即,矩形框狀之鑲框蓋體丨丨安裝於作為液 晶顯示面板2之主面即表面側。該鑲框蓋體丨丨備有:使液晶 顯示面板2之顯示晝面區域8露出之矩形狀之窗部丨2,及限 定窗部12之矩形框狀之主體部13。該主體部13備有於將液 晶顯示面板2收容於主體部π之際,覆蓋液晶顯示面板2之 外緣部之外周緣部14。 矩形平板狀之为燈15安裝為與液晶顯示面板2之背面側 93974.doc 1269894 :對向。該背燈丨5朝向液晶顯示面板2之顯示畫面區域8之 月面側出射面狀之光線。該冑燈15係於使其表面對向於液 晶顯示面板2之背面之狀態下,與液晶顯示面板2一同收容 於鑲框蓋體11中。 安裝於液晶顯示面板2之驅動電路5藉由使印刷佈線基板 6、7朝向背燈15之背面側彎曲而配置於背燈15之背面側。 此時,於驅動電路5與背燈15之間介有細長矩形薄片狀之絕 緣薄片16。該絕緣薄片16係確保該等驅動電路5與背燈15 之間之絕緣性。 如圖1及圖2所示,背燈15備有作為放電燈之冷陰極管 22,其為細長圓筒狀之管狀光源。該冷陰極管22安裝在嵌 合於其兩端部之燈架23上。該燈架23藉由具有彈性之橡膠 而形成。2條纜線24之一端部分別與冷陰極管22之兩端部連 接。此外,該等纜線24之另一端部分別安裝於作為連接器 之殼體25上。 此外’背燈15備有將從冷陰極管22放射之放射光變換為 面狀光並出射之面狀光源變換體21。該面狀光源變換體21 包含矩形大致平板狀之導光體26。該導光體26具有:相互 對向之苐1主面2 6b及苐2主面26d,及連接該等第1主面2 6b 及第2主面26d之第1側面26a及第2側面26e。導光體26係於 相對於冷陰極管22之外周面而與第1側面26a平行對向之狀 態,且,於使第1主面26b朝向液晶顯示面板2之背面之狀態 下配置。即,第1側面26a相當於來自冷陰極管22之放射光 所入射之光入射面。此外,第1主面26b相當於使面狀光朝 93974.doc 1269894 向液曰曰顯不面板2出射之光出射面。於此,光入射面2 6 a對 應於不含有由該光入射面26a及光出射面26b所形成之角部 26c之平面狀之部分。 此外,該導光體26係於至少一方之主面上形成有具有聚 光功能之稜鏡之稜鏡導光體。於本實施方式中,如圖5及圖 6所示,導光體26於第2主面26d上具有稜鏡26p。該稜鏡26p 延伸於第1側面26a之法線方向A,沿著法線方向A而具有頂 角26x。該頂角26x相當於形成稜鏡26p之2個平面26pl及 26p2之交線。於本實施方式中,該等平面26pl及26p2所成 角度<9 1係大致90度。該等棱鏡26p並列配置於與法線方向a 直交之方向B。於本實施方式中,鄰接之稜鏡26p之間距p 係大致50 μιη。 該導光體26係將線狀光源變換為面狀光源。即,導光體 26介以光入射面26a而使從冷陰極管22入射之線狀之放射 光朝向第1主面26b折射(或由第2主面26d全反射),從而變換 為面狀光。即,導光體26係從第1主面26b出射面狀光。 進而,該導光體26藉由具有光透過性之樹脂等而形成。 於此,導光體26之厚度形成為從光入射面26a朝向第2側面 (非光入射面)26e逐漸變薄之楔形。於此,所謂導光體26之 厚度,相當於沿著第1主面26b之法線方向之高度。藉由如 此之形狀,使從導光體26之光入射面26a入射之光線向第1 主面26b均等地反射,並且於位於導光體26之非光入射面 26e側之第2主面26d側確保驅動電路5等之收容空間。於本 貫施方式中,導光體26之光入射面26a側之厚度尺寸T1為 93974.doc -10- 1269894 2.5 mm 〇 大致矩形薄片狀之光學薄片27以覆蓋導光體26之第1主 面26b之方式安裝。該光學薄片27係聚光薄片與擴散薄片中 至少之一,前述聚光薄片係將從導光體26之第1主面2 6b出 射之面狀光進行聚光,前述擴散薄片係將從第1主面26b出 射之面狀光擴散。 大致矩形薄片狀之光學薄片29以覆蓋導光體26之第2主 面26d之方式安裝。該光學薄片29係反射薄片,其係使從導 光體26之内部介以第2主面26d而漏出至外部之光線朝向導 光體26之第1主面26b側反射。 該光學薄片29形成為尺寸大於導光體26之第2主面26d之 大致矩形,延伸至導光體26之光入射面26a側而構成面狀光 源變換體21。該光學薄片29之厚度尺寸T2例如形成為 0.16 mm。因此,面狀光源變換體21於導光體26之光入射面 26a所在部分,具有相當於導光體26之光入射面26a側之厚 度尺寸T1與光學薄片29之厚度尺寸T2之和之特定厚度τ。 於本實施方式中,特定厚度T為2.66 mm。 背景燈15進一步備有作為反射體之薄片狀燈光反射器 31,其係將從冷陰極管22放射之放射光朝向導光體%之光 入射面26a反射。如圖1所示,該燈光反射器31於剖面彎曲 成大致C字狀之狀態下,配置為包圍冷陰極管22之周圍,前 述冷陰極管22係與導光體26之光人射面對向配置。即, 燈光反射器31具有··第1延伸部33,其係朝向導光體26之光 射面26ak伸,及第2延伸部34,其係朝向第2主面延 93974.doc 1269894 伸;該等第1延伸部33及第2延伸部34覆蓋冷陰極管22之周 圍。 第1延伸部33之中途部35於朝向冷陰極管22之侧彎曲。此 外’第1延伸部33之前端部37於遠離冷陰極管22之側彎曲。 同樣地,第2延伸部34之中途部36於朝向冷陰極管22之側彎 曲此外,第2延伸部34之前端部39於遠離冷陰極管22之側 彎曲。 。亥垃光反射器3丨形成用於導出來自冷陰極管以之放射光 之開口部32。該開口部32與導光體%之光入射面2以相對 向。該開口部32,如圖丨及圖4所示,由第丨延伸部33之中途 部35與前端部37之間之彎曲部33A、第2延伸部科之中途部 36與前端部39之間之彎曲部34A所形成。 第1延伸部33之前端部37及第2延伸部34之前端部”相互 面對,作為於其厚度方向夾持面狀光源變換體21之一對夾 持^發揮仙。㈣前端部37及%之至少—方與導光體% 之-方主面及光入射面所形成之角部接觸,且,形成為與 一方之主面隔開。
即,如圖4所示,一對之前端部37及39形成錐形狀,即兩 之狹縫從面狀光源變換體21越朝向冷陰極管训越小。 於本實施方式中,前端部37相對料光體26之第i主面26b 傾斜’並與導光體26接觸。此外,前端㈣相對於導光體 26之第2主面施大致平行。導光㈣與前端部39之間介有 光學薄片29,前端部39與導光體26不接觸。 即 ,於本實施方式中,前端部37與 導光體26之第1主面26b 93974.doc 12 1269894 及光入射面26a所形成之角部26c接觸,且,配置為與第i主 面26b隔開。換言之,前端部37與導光體26僅於角部26c接 觸’第1主面26b及光入射面26a為非接觸狀態,而於與前端 部39之間一體夾持導光體26及光學薄片29。 如此之燈光反射器3 1具有彈性,能夠於面狀光源變換體 21之厚度方向進行若干彈性變形。即,第i延伸部33與第2 延伸部3 4之間之狹縫雖然很小,但仍然可變形。 於本實施方式中’於尚未將面狀光源變換體21夾持於第1 延伸部33與第2延伸部34之間之前的狀態下,於第1延伸部 33與弟2延伸部34之間形成之最小狹縫,即於彎曲部33A與 彎曲部34A之間形成之開口部32之狹縫則例如為2 4 mm± 0.1 mm。此外,前端部37與彎曲部33A之間之高度尺寸,即 前端部37之傾斜尺寸H2例如為0.2 mm ° 因此,由一對之前端部37及39所夾持之面狀光源變換體 之厚度T(於圖1所示例中,即導光體26之光入射面26a側之 厚度T1與光學薄片29之厚度尺寸T2之和)大於彎曲部33A與 彎曲部34A之間之狹縫H1。即,H1<T。此外,由一對之前 端部37及39所夾持之面狀光源變換體之厚度τ大於狹縫hi 與前端部37之傾斜尺寸H2之和。即,H<T。 因此,藉由從燈光反射器3 1之開口部32將介以開口部32 而安裝有光學薄片29之導光體26推入,使一對前端部37及 39於相互隔離之方向位移。於其間,一對前端部37及39於 相互接近之方向施力而夾持面狀光源變換體21。藉此,前 端部37僅僅接觸導光體26之光入射面26a與第1主面26b所 93974.doc -13- 1269894 形成角部26c,並且前端部39僅僅接觸光學薄片29。其結 果i知°卩37使導光體26之光入射面26a與第1主面26b相互 隔離防止來自冷陰極管22之放射光從導光體26之光入射 面26a以外之面入射。 此外,由一對前端部37及39夾持面狀光源變換體21時, 燈光反射器31於冷陰極管22與導光體26之光入射面2以之 間’形成小於面狀光源變換體21之厚度T之狹縫。因此,面 狀光源變換體21特別能夠抑制導光體26向冷陰極管22側移 動’並防止冷陰極管因接觸面狀光源變換體21而破損。 導光體26於其第1主面26b上安裝聚光薄片或擴散薄片等 之光學薄片27,於其第2主面26d上安裝光學薄片(反射薄 片)29 ’於光入射面26a側安裝冷陰極管22及燈光反射器31 之後’收容並保持於大致矩形平板狀之框架4〇上。 接著’對於上述之一實施方式之作用進行說明。 首先’介以殼體2 5及纜線2 4而向冷陰極管2 2供給電能, 使冷陰極管22發光。 從該冷陰極管22放射之線狀之放射光覆蓋冷陰極管22之 燈光反射器31之内側面所反射,而朝向導光體26之光入射 面26a導出。此時,燈光反射器31之前端部37係阻止來自冷 陰極管22之放射光從導光體26之光入射面26a以外之面入 射。 從導光體26之光入射面26a入射之入射光藉由形成於導 光體26之第2主面26d之棱鏡、及安裝於該第2主面26d侧之 光學薄片29,朝向導光體26之第1主面26b折射或反射。藉 93974.doc -14- 1269894 此,從導光體26之第1主面26b出射面狀光。 從導光體26之第1主面26b出射之面狀光於通過光學薄片 27之際適度予以聚光或擴散而被賦予特定之光學特性。藉 此,從導光體26之第1主面26b出射之面狀光之亮度提高, 且均勻化。 來自背燈15之照明光、即透過光學薄片27之面狀光被導 出至液晶顯示面板2之背面側。導出至液晶顯示面板2之照 明光會選擇性地透過液晶顯示面板2之顯示畫面區域8。藉 此,於液晶顯示面板2之顯示晝面區域8上顯示圖像。 如上所述,藉由設計為避免燈光反射器31之前端部37與 導光體26之光入射面26a及第1主面26b接觸而與角部26c接 觸之構造,能夠相互隔離導光體26之光入射面26a及第1主 面 26b 〇 於先前技術之面光源裝置中,由於製造燈光反射器3丨時 之形狀不一,或者由於組裝燈光反射器31與導光體26時產 生差異’有可肖b於燈光反射|§ 31之開口部32與導光體26之 第1主面26b之間形成間隙。因此,來自冷陰極管22之放射 光可能從間隙洩漏,而從導光體26之第1主面26b入射。特 別是,於使用具有聚光功能之稜鏡導光體作為導光體26之 際易產生亮度不均,從而產生提高背景燈之面内亮度品質 之需求。 針對如此之需求,根據上述之實施方式,即使於燈光反 射器31之製造及組裝時產生差異,亦能夠以前端部37阻止 來自冷陰極管22之放射光從導光體26之光入射面26&以外 93974.doc -15- 1269894 之面入射。因此,能夠防止導光體26之亮度不均, 增進背景燈15之亮度,並且能夠使面内亮度均勻化,提高 此外,由燈光反射器31之一對之前端部叨及外所夾持之 面狀光源變換體21之厚度τ大於狹縫扪與前端部37之傾斜 尺寸H2之和。進而,燈光反射器31形成為可於面狀光源變 換體21之厚度方向進行若干變形。因此,若從相對於含有 開口部32之開口端面垂直之方向推入面狀光源變換體, 則前端部37會於與面狀光源變換體21隔離之方向進行若干 彈性變形,使一對前端部37及39之間之狹縫被撐開。藉此, 導光體26之角部26c整體會於特定位置與前端部37接觸。即 使一對前端部37及39之間之狹縫被撐開,因為不會撐開到 大於面狀光源變換體21之厚度,所以能夠輕易將面狀光源 變換體21 (特別是導光體26)相對於燈光反射器3丨定位,進一 步提高製造性,阻止面狀光源變換體21向冷陰極管22側移 動,並防止冷陰極管22之破損。 此外’因為不會受到燈光反射器31及導光體26之製造及 組裝時多少產生差異的影響,而使前端部37與導光體26之 角部26c整體(至少與冷陰極管22相對向的範圍内之角部 26c之整體)接觸,所以能夠可靠地隔離導光體%之光入射 面26a及第1主面26b。再者,嚴格來講,因為於導光體26之 第2主面26d上形成有稜鏡26ρ,所以雖然於光學薄片29與導 光體26之間部分(對應於稜鏡26ρ之凹部之部分)存在間隙, 但該間隙極小。此外,於使用於導光體26之第1主面2讣側 93974.doc -16- 1269894 形成有稜鏡之導光體之情況下,於相對於稜鏡凹部之部分 中,雖然與燈光反射器3 1之間具有間隙,但這種情況下之 間隙極小,故本發明仍可充分地發揮作用。 進而,燈光反射器31之前端部37僅與導光體26接觸,不 與第1側面26a接觸。即,第1侧面26a不會全部由燈光反射 器3 1所覆蓋,因此,來自冷陰極管22之放射光能夠從第1 側面26 a整體入射。即,第1側面26a整體可有效地用為光入 射面26a使用。因此,能夠有效地利用來自冷陰極管22之放 射光,提高亮度。 於此,前端部37於夾持面狀光源變換體21之狀態下,相 對於導光體26之苐1主面26b而傾斜。此時,前端部ay盘第1 主面26b所成角度Θ 2較佳為5度以上20度以下。若角度0 2 小於5度’則前端部37會與第1主面26b大致平行,導致於一 對前端部37及39之間推入面狀光源變換體21之際,降低阻 止面狀光源變換體21向冷陰極管2 2側移動之效果。此外, 若角度0 2超過20度,則與前端部39之間夾持面狀光源變換 體21之力道減弱,造成面狀光源變換體21易於從液晶顯示 面板2側脫落。因此,角度0 2較佳設於上述之範圍内。 此外,進而於使用稜鏡導光體作為導光體26之情況下, 特別能夠顯著發揮防止亮度不均之效果。因此,無需安裝 超過所需之光學薄片,即可進一步提高背燈15之亮度,進 而提高亮度品質。藉此,能夠使背燈15進一步薄型輕質化 及低成本化。 根據具有如此之背燈15之液晶顯示裝置1,能夠提高液晶 93974.doc -17- 1269894 顯不政置1之党度’並且提高亮度品質,進—步實現薄型輕 質化及低成本化。 再者’本發明不限於上述實施方式’於其實施階段中凡 於不脫離其h意旨之範圍内,可將構成要素加以變形並 具體化。此外,藉由適當地組合上述實施方式所揭示之多 個構成要素,能夠形成多種發明。例如,可以從實施方式 所示之全部構成要素中删除數個構成要素。進而,亦可適 當地組合不同實施方式中之構成要素。 例如,於上述之實施方式令,雖然針對透過型液晶顯示 裝置1進行說明,亦可使用上述之面光源裝置作為具有反射 部及透過部之半透過型液晶顯示裝置之背燈。此外,亦可 使用上述之面光源裝置作為將從液晶顯示裝置2之顯示晝 面區域8之表面側入射之入射光選擇性地反射而顯示圖像 之反射型液晶顯示裝置之前燈。 此外,光學薄片29未必一定須得延伸至導光體%之光入 射面26a—侧。於該情況下,由一對前端部37及39所夾持之 面狀光源變換體21僅接觸導光體26。即使於如此之情況 下,藉由將一對之前端部37及39所夾持之面狀光源變換體 21之厚度T(=T1)設定為大於狹縫Η1與前端部37之傾斜尺寸 Η2之和Η,當然亦能夠得到與上述之實施方式相同之效果。 產業上之可利用性 如以上說明所述,根據本發明,能夠提供一種可提高面 内亮度之品質之面光源裝置。 【圖式簡單說明】 93974.doc -18- 1269894 圖1係概略地表示本發明之一實施方式之面光源裝置之 構造之側視圖。 圖2係概略地表示圖1所示之面光源裝置之構造之分解立 體圖。 圖3係概略地表示具有圖丨所示之面光源裝置之液晶顯示 裝置之構造之分解立體圖。 圖4係表示構成圖丨所示之面光源裝置之反射體之形狀之 側視圖。 圖5係表示構成圖丨所示之面光源裝置之導光體之形狀之 立體圖。 圖6係表示構成圖丨所示之面光源裝置之導光體之形狀之 剖面圖。 【主要元件符號說明】 1 液晶顯示裝置 2 液晶顯示面板 3 陣列基板 4 對向基板 11 鑲框蓋體 15 背燈 12 窗部 13 主體部 14 外周緣部 22 冷陰極管 21 面狀光源變換體 93974.doc -19- 1269894 26 導光體 26b 第1主面 26d 第2主面 26a 第1側面 26e 第2側面 31 燈光反射器 33 第1延伸部 34 第2延伸部 35 中途部 37 前端部 93974.doc -20
Claims (1)
- 貯]月。日修没)正替換頁丨 3 26巧綠專利申請案 文申請專利範圍替換本(95年 十、申請專利範圍·· 種面光源裝置,其特徵在於包括: 光源; 面狀光源變換體,其係將從前述光源放射之放射光變換 為面狀光並出射; 導光體,其包含於前述面狀光源變換體中,具有相互對 向之第1主面與第2主面、以及連接該等第is面與第2主面 之側面,並且以前述側面與前述光源相對向之方式配置; 及 反射體,其係將來自前述光源之放射光朝向前述側面反 射; 月|J述面狀光源變換體係於前述側面所在部分具有特定 厚度; 前述導光體之第丨主面與第2主面之至少一方,形成有包 含聚光機能之稜鏡; 前述反射體係於其厚度方向夾持前述面狀光源變換 體,並且具有相互面對之一對夾持部; 至少一方之前述夾持部係與前述導光體之前述第丨主面 及前述側面所形成之角部接觸,且與前述第1主面隔開; 而且别述反射體係於前述光源與前述側面之間形成小 於如述特定厚度之狹縫。 2.如請求W之面光源裝置,其中前述—對之夹持部中接觸前 述角部之-方之w述夾持部與前述第i主面所成之角度係5。 以上20°以下。 93974-950310.doc1269894 3. 如請求们之面光源裝置,其中前述—對之夾持部係錐形 狀,即兩者之狹縫從前述面狀光源變換體越朝向 / 則越小。 〗述光源 4. 如請求項3之面光源裝置,其中前述一對之夾持部中接觸前 述角部之一方之前述夹持部與前述第丨主面所成之角度係^ 以上20。以下。 又,、 5. 如^求項i之面光源裝置,其中前述一對之失持部係夹持構 成前述面狀光源變換體之前述導光體。 6·如#求項1之面光源裝置,其中前述—對之夾持部係夹持構 成前述面狀光源變換體之前述導光體及配置於前述導光體 之前述第2主面側之光學薄片。 7.如請求項丨之面光源裝置,其中與前述導光體之角部接觸之 則述夾持部係與前述導光體之前述側面隔開。 93974-950310.doc 2-
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