CN101236329B - 液晶显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种液晶显示装置，能够实现轻型、低成本，且能形成充分确保光量的背光源。在液晶面板(2)下方设置背光源(3)。光源(7)配置在液晶面板(2)的画面上下方向，来自光源(7)的光通过反射板(8)朝向液晶面板(2)的方向。根据本结构，反射板(8)能兼作背光源(3)的后盖。此外，反射板(8)具有把来自光源(7)的光导向液晶面板(2)的方向的作用，所以能够省略导光板。因此，若使用本发明，就能实现背光源或者液晶显示面板的轻型化、低成本化。
Description
技术领域
本发明涉及照明装置，尤其涉及有效适用于在液晶显示装置中使用的背光源的技术。
背景技术
TFT(Thin Film Transistor)方式的液晶显示装置被广泛用作液晶TV、个人电脑等显示装置。这些液晶显示装置由在周围配置有漏极驱动器和栅极驱动器的液晶面板、和照射该液晶面板的背光源构成。
该背光源大致分为边缘光型背光源和直下型背光源。无论在哪种情况下，抑制亮度不均匀，得到均匀的背光源都成为大的课题之一。
作为抑制亮度不均匀的手段之一，考虑通过使在背光源的底面上具有的反射板的形状为不是单纯的平面的光学的适当的形状，来改善不均匀。作为记载有这样的技术的文献，列举“专利文献1”和“专利文献2”。
[专利文献1]日本特开2003-31003号公报
[专利文献2]日本特开2006-260924号公报
发明内容
作为液晶显示装置的背光源使用的照明装置在与光的射出面相对的一侧(背光源底面)具有反射板。为了提高背光源的光射出面的均匀性，使反射板形成从通常的平面变为具有波形等弯曲形状的面。考虑通过在背光源的底面设置单纯地由铁或树脂制成的模具，并在此处粘贴反射光的反射片，从而赋予形状，但是由于施加多余的材料而产生背光源变重这样的问题。
本发明的目的在于，提供在具有背光源的液晶显示装置中具有任意形状的反射板的背光源的概略结构。
本发明的所述以及其他目的和新的特征根据本说明书的记述和附图得以明确。
本发明是用于解决所述问题的发明，若列举用于进行解决的手段的主要手段，如下所述。
(1)一种液晶显示装置，具有液晶面板、和配置在与所述液晶面板的显示面相反一侧的背光源，其特征在于：所述背光源具有光源、和把从光源射出的光反射到液晶面板的反射板；所述反射板的形状通过其端部的固定而被确定，所述反射板被固定在背光源上。
(2)一种液晶显示装置，具有液晶面板、和配置在与所述液晶面板的显示面相反一侧的背光源，其特征在于：所述背光源具有光源、和把从光源射出的光反射到液晶面板的反射板；所述反射板形成背光源的底面。
(3)一种液晶显示装置，具有液晶面板、和配置在与所述液晶面板的显示面相反一侧的背光，其特征在于：所述背光源具有光源、和把从光源射出的光反射到液晶面板的反射板；所述反射板的形状通过其端部的固定而被确定，所述反射板被固定在背光源上，且形成背光源的底面。
本发明提供能够简单地制成照明装置的反射板形状的简略结构，能够同时实现照明装置的均匀性和薄型轻型化。
具体而言，在本发明中，能够省略收容背光源装置的下框的后盖，所以能够大幅度减少背光源的重量。特别是，下框往往由金属形成，所以由省略后盖引起的重量减轻的效果很大。而且，通过省略下框的后盖，实现零件成本和安装成本的降低。
进而若使用本发明，即使是边缘光型背光源，不使用所谓的导光板也能使来自光源的光朝向液晶面板方向，所以在背光源的轻型化、低成本化方面效果显著。
附图说明
图1是实施例1的分解立体图。
图2A和图2B是图1的剖视图。
图3A、图3B和图3C是实施例1的反射板的例子。
图4A、图4B和图4C是表示实施例1的反射板的曲面的例子。
图5A、图5B、图5C-1、图5C-2、图5D、图5E是在背光源上端固定反射板的部分的例子。
图6A、图6B、图6C-1、图6C-2、图6D、图6E是在背光源侧部固定反射板的例子。
图7是实施例2的分解立体图。
图8A和图8B是图7的剖视图。
图9A、图9B和图9C是实施例3的仰视图。
图10是说明实施例4的组装图。
图11A、图11B、图11C、图11D是实施例5的分解立体图。
图12是实施例6的分解立体图。
符号说明：
1-液晶显示装置；
2-液晶面板；
3-背光源；
4-前面壳；
5-光学薄膜；
6-漫射板；
7-光源；
8-反射片；
9、10-反射板形状生成部件；
11、12-上偏振板；
13、14-金属壳；
15-光学部件固定夹具；
16-设置杆；
17-销支撑具；
18-光源驱动电路；
19-灯座部；
24-梁；
26-灯单元。
具体实施方式
以下，参照附图来详细说明本发明的实施例。在用于说明实施例全部附图中，对具有相同功能的部分标记相同的标号并省略其重复说明。
[实施例1]
图1是表示本发明实施例的液晶显示装置1(由用外侧的框所包围的部件构成的装置)的主要结构的立体图，图2是图1的A-A’(图2A)和B-B’(图2B)的剖视图。图1中记载在左上方的箭头是表示所显示的图像数据的方位的箭头、和表示以与液晶面板2的平面的法线方向平行来规定液晶显示装置1的前面背面的方位的箭头。“上”、“下”、“左”、“右”所指的方位表示与液晶面板2的显示面相同的平面内的方位，表示所述的图像数据的方位。(在写有“上”的方向显示与上侧对应的图像数据。例如，在显示由天空和大海构成的风景画时，通常在上侧显示天空)。此外，“前面”、“背面”表示了规定所述前面背面的方位。背光源3(由用内侧的框所包围的部件构成的装置)向相对于背光源3位于前面方向的液晶面板2照射光。
本实施例的背光源是在上下端配置光源7的类型的背光源，是所谓的边缘光型背光源。此外，本实施例的液晶显示装置是对角线26～50英寸的用于液晶TV的大屏幕液晶显示装置。由于是大型的液晶显示装置，所以在与主要在PC监视器中使用的在左右端部具有光源的边缘光型背光源不同的位置上配置有光源。
一般来说，在用于TV的液晶显示装置的情况下，作为背光源而需要大量的光量，所以涉及漫射板6的正下方整个面来排列多个光源。在所谓的直下型冷阴极荧光管背光源的情况下，排列16个左右冷阴极荧光管(以下，称作CCFL)。
如本实施例那样，在端部配置光源时，取得作为背光源所需要的光量成为课题之一。在本实施例中，左右方向的显示面的长度比上下方向的显示面的长度长，所以为了增加光源的发光面来取得较多的光量，以与左右方向平行的方式在上下端配置有光源7。在本实施例中，对光源7使用荧光发光面大的热阴极荧光管(以下，称作HCFL)，取得了较多的光量。作为光源，不仅可以是HCFL，还可以是CCFL、LED。在取得大光量这一点上，荧光管的管直径(以下，称作管径)比CCFL粗，优选把能输出大光量的HCFL作为光源来使用。荧光管的粗度，在使用CCFL时例如为Φ3mm～4mm，在使用HCFL时例如为Φ15mm以上。此外，每个荧光管的电流，在使用CCFL时例如为5mA左右，在使用HCFL时例如是200mA左右。因此，在使用HCFL时能够取得大的光量。可是，本发明不是局限于边缘光型、大屏幕液晶TV、光源的上下端配置、光源的发明。因此，光源不需要限制于HCFL。
在图1的上层，Tcon是控制液晶面板的定时控制器，4是固定液晶面板2和背光源3的前面壳。图1的下层是表示背光源3的细节的图。5是由棱镜片或漫射片构成的光学薄膜。漫射板6是对光进行漫射的板(或者支撑光学薄膜5的板)，一般由树脂制成。8是对光进行反射的反射片，是把聚酯等树脂作为材料、厚度为1mm～0.01mm左右的薄板。反射片8的厚度优选的是0.1mm～0.5mm左右。此外，反射片8是可折弯或者弯曲的部件。在本实施例中使用的反射片8是进行散射的类型的反射片，反射率几乎为100％。作为具体例子，列举东丽(toray)株式会社生产的白色薄膜E60L、E60V、E6SL。作为反射片，也可以是进行镜面反射的性质的反射片。进行镜面反射的类型的反射片大多是反射率为95％左右的反射片，具有能够通过镜面反射使反射光射向远处这样的性质。
9和10是夹着反射片8的左右端部来把反射片8固定在背光源3上，并且赋予形状的反射板形状生成部件。11和12是用于夹着包围光源7的反射片的左右端部来把反射片8固定在背光源3上，并且赋予形状的部件，是光源部反射板形状生成部件。部件11在光源7是HCFL时，兼作灯座。如图2B所示，19表示灯座部。所述反射板形状生成部件9、10是由较厚的树脂等形成，与反射片8相比，结构强度足够高且硬的部件。这些由反射片8和反射板形状生成部件9、10构成的结构形成背光源外壳。以往的背光源外壳由具有用于射出光的窗的金属(大部分情况下为铁)或者具有厚度且较硬的树脂的盒来形成外壳。本发明的特征在于，把反射片8作为背光源外壳的底面来使用。由于不具有形成了以往的背光源外壳的底面的金属或者树脂较厚且硬的板，所以具有轻型这样的优点。
金属壳13、14为了取得适当的背光源外壳的结构强度而安装。15是把光学薄膜5和漫射板6固定在背光源3上、且支撑液晶面板2的光学部件固定夹具。17是用于支撑漫射板6并且固定反射片8的销支撑具。16是用于固定左右侧的所述反射板形状生成部件9、10并且设置所述销支撑具17和驱动电路等的设置杆。20是螺丝孔。
18是驱动光源7光源驱动电路(在本实施例中，光源7是HCFL，所以光源驱动电路18是反相电路)。一般，在PC监视器中，使从边缘部射出的光向由丙烯酸类树脂等制成的导光板入射，通过从边缘部向中央部导光，形成在背光源整个面照度大致均匀的状态。
本实施例的背光源3是如图2中用RAY所示那样，不使用导光板而是使从边缘部射出的光由反射片8进行反射来变更光的行进方向，通过对中央部照射光而取得均匀的状态的结构。这时，重要的是，反射片8的形状能符合光学系统地取得任意的形状。
所述反射板形状生成部件9、10可以把丙烯酸类树脂、PC、ABS等树脂作为材料，通过注射模塑成形等进行制造。因此，能够仅以设计成形时的模具，使夹着反射片的部位的形状形成为任意的曲线形状。其结果，能够把作为具有任意的曲面的反射板发挥作用的反射片8固定在背光源3上。
反射片8的形状不特别限于曲面形状。例如如图3所示，也可以是三角形状(图3A)、锯齿形状(图3B、曲面形状)、平面(图3C)。在反射片8为平面时，能够把反射片8作为背光源外壳的平坦的底面来利用，具有使与以往没有变化的外观结构轻型化来实现的这样的效果。
可是，在作为反射板的反射片8的结构强度这一观点上，优选的是曲面形状、具有弯曲的形状。使用图4详细说明。
图4A是由反射板形状生成部件9、10夹着平面形状的反射片8时的图。该图是着眼于结构强度的图，简化地记载了部件。此外，为了容易理解立体的结构，反射片8为网架图。在为平面时，反射片中心附近弯曲。为了抑制该弯曲，如图4B所示，必须用较强的力F从四个方向拉拽反射片端面。而如图4C所示，用反射板形状生成部件9、10夹着向上凸起的曲面形状的反射片8时，不特别地施加较强的力F也可以。为平面时和为曲面时的结构强度的差异可使用厚的绘图纸来简单地进行再现实验。由该形状产生的效果并不特别限于向上凸起的曲面形状，如具有拐点那样的形状、如具有弯曲那样的形状都是有效的。与平面相比，具有任意的形状时，结构强度增加。
作为固定反射片8的方法，不仅说明用左右端部的反射板形状生成部件9、10来固定的方法，还说明固定上下端部，用4个的端部进行固定的方法。通过固定4个的端部，能够形成更牢固的结构。使用图5说明该方法。
图5A～E是着眼于固定上端部的反射片8的部位的与图1A-A’对应的剖视图，示出了各种例子。图5A是在光源部反射板形状生成部件12的背面侧端部设置切口50，在该处夹入反射片的结构。
图5B是光源部反射板形状生成部件12与11一样只存在于左右端部的情况。通过如标号51那样，弯曲金属壳13的一部分，在此处设置粘合剂52，接合反射片8和金属壳13来固定反射片的结构。
图5C-1是如标号51、53、54那样弯曲金属壳13的一部分，不使用粘合剂来固定反射片8的结构。标号51、53、54的立体的结构如图5C-2所示。
图5D是考虑了通过使金属壳13变形来固定包围光源的反射片8的结构。图5E是去掉包围光源的反射片8和金属壳13，光学部件固定夹具15兼有这些功能的情况。成为在背面侧端部设置切口50来夹着反射片8的结构。
使用图6A～E，说明左右端部的反射板形状生成部件9、10的固定方法的细节。图6是着眼于左端部的反射板形状生成部件9、10和反射片8的图。图6A是表示概略的结构的立体图。图6B～E是表示各种结构的图6A C-C’部的剖视图和补充说明图。图6B是用2个块夹着反射片8的例子，与图1所示的例子相同。图6C-1是在反射板形状生成部件10上设置凸部60，在反射板形状生成部件9上设置与所述凸部60对应的凹部61，在反射片8的左端部设置与所述凸部对应的孔62，通过穿过反射片8的孔来嵌入反射板形状生成部件9，从而固定所述凸部60的例子。图6C-2表示部件的立体的图。
当考虑背光源的组装时，在配置反射板形状生成部件10，在其上配置反射片8，嵌入反射板形状生成部件9的情况下，最好是在反射板形状生成部件10上设置所述凸部60。可是，根据组装方法，也有时最好在反射板形状生成部件9上设置所述凸部60。
图6D是与反射板形状生成部件如图6A的标号9、10那样分离地夹着来固定的类型不同，在反射板形状生成部件9’的切口63插入反射片8来固定的例子。图6E是反射板形状生成部件与图6D一样在切口63插入反射片8来进行固定的类型，反射板形状生成部件如图6A那样分离的例子。
以往的边缘光型背光源使用了用于把来自光源的光导向液晶面板方向的导光板。若使用本发明，就能够通过使用如上所述的反射板或者反射片来省略导光板。因此，在背光源或者液晶显示装置的轻型化、成本的降低方面具有显著的效果。
[实施例2]
实施例1对把本发明应用于边缘光型背光源的情况进行了说明。在本实施例2中，说明把本发明应用于直下型背光源的情况。图7是表示本实施例的液晶显示装置1(由用外侧的框所包围的部件构成的装置)的主要结构的立体图，图8是图7的D-D’(图8A)和E-E’(图8B)的剖视图。在本实施例中，光源设为HCFL。当然，并不局限于此。
在直下型背光源的情况下，当背光源的厚度较薄，(光源和漫射板的距离较小时)，或者光源的数量较少时，就产生光源的正上方变得明亮，光源和光源之间变暗这样的不均匀。通过使反射板形成为波形、三角等各种形状，能够抑制这种不均匀。在以往的PC监视器用的液晶显示装置中，在背光源上附加三角形板的反射板，或者在背光源整个面把反射板整体进行树脂成形来进行安装。可是，在TV用的大型液晶显示装置的情况下，附加材料导致由于附加的材料本身增大，所以整体的重量与在PC监视器用途的中小型液晶显示装置中附加的情况相比显著增大这样的问题。此外，附加材料导致工业废料增加，在环境破坏方面也成为问题。
因此，本发明在大型液晶显示装置中，通过变更以往存在的反射片的固定方法，提供各种形状的反射板，抑制不均匀，并且提供轻型的液晶显示装置。固定方法基于在实施例1中说明的内容。9和10是夹着反射片8的左右端部来把反射片8固定在背光源上，并且赋予形状的反射板形状生成部件。
所述反射板形状生成部件9、10把丙烯酸类树脂、PC、ABS等树脂作为材料，可通过注射模塑成形进行制造。因此，能够仅以设计成形时的模具，使夹着反射片的部位的形状形成为任意的曲线形状。其结果，能够把作为具有任意的曲面的反射板发挥作用的反射片固定在背光源上。
在图7、图8中，标号21是采用以铁为材料的框来形成了外壳。以往，背光源底面也由铁覆盖。以往的背光源在底面固定荧光管(特别是CCFL)，并且为了固定反射片而需要底面。在本实施例中，反射片8用左右端部的所述反射板形状生成部件9、10进行固定，作为光源7，使用与CCFL相比结构强度高、难以弯曲的HCFL，由于该HCFL也由所述反射板形状生成部件9进行固定，所以去掉了不需要的底面。因此，不具有形成以往的背光源外壳的底面的金属板，所以具有轻型这样的优点。
如实施例1中所示，不仅是反射片8的左右端部，还通过利用粘合剂等固定上下端部，能够进一步增加结构强度。而且，反射片为曲面形状时，与平面相比，立体的结构强度增大这一情况如实施例1所述。此外，关于左右端部的反射板形状生成部件固定方法的细节，可应用用实施例1的图6进行说明的内容。
[实施例3]
本实施例是对边缘光型背光源应用了本发明的情况，是主要着眼于背面结构的例子。
图9A～9C是从背面观察背光源的结构。图9A是从背面观察图1所示的背光源的结构，是从Tcon和光源驱动电路18追加了对灯的布线的细节的图。Tcon被固定在金属壳13和设置杆16上。从光源驱动电路18向光源7的布线中，为了使高压侧布线22比低压侧布线23短，在背光源的端部(图中左端)配置了光源驱动电路18。
图9B是通过在设置杆16和反射板形状生成部件9或10(未图示)之间加入梁24来提高结构强度的例子。图9C是通过在两端的设置杆16之间加入梁24来提高结构强度的例子。与斜着加入一根梁的情况相比，能通过在设置杆之间加入而形成“く字”形状，来提高设置杆16之间的结构强度，在两端的设置杆16，相对于上下方向和左右方向的振动，能增加耐震性。
本实施例中说明的背面的结构不仅是边缘光型背光源，也能应用于直下型背光源。
[实施例4]
在本实施例中，参照图10，说明对边缘光型背光源应用了本发明时的组装方法的例子。
图10是组装图1所示的背光源结构时的说明图。只记载了主要部件。
组装步骤是使组装主要由反射片8、光源7和光源部反射板形状生成部件11、12构成的灯单元26的灯单元装配、和组装由反射片8和反射板形状生成部件9、10构成的主外壳28的主底壳装配并行进行，最后，在最终装配中对灯单元26和主外壳28进行组装。
说明灯单元装配。在最初的步骤L-a中，在金属壳13中嵌入光源部反射板形状生成部件12，在接着的步骤L-b中，在金属壳13中嵌入了光源部反射板形状生成部件12的块25中嵌入反射片8、光源7和光源部反射板形状生成部件11来完成灯单元26。
说明主底壳装配。在最初的步骤M-a中，在反射板形状生成部件10设置比反射片8更靠背面的设置杆16后，设置反射片8，通过销支撑具17固定反射片8，制成块27。在接着的步骤M-b中，在块27设置反射板形状生成部件9，主外壳28完成。
说明最终装配。在最初的步骤F-a中，在主外壳28上安装金属壳14，制成块29，在接着的步骤F-b中，结合块29和灯单元26，背光源的大部分完成。然后，安装漫射板6、光学薄膜、光学部件固定夹具15、光源驱动电路18(未图示)后，背光源完成。
本实施例的特征在于，把本发明实施例所示的背光源组装步骤分为2个系统，并行地高效地组装。当然，根据反射板形状生成部件和金属壳的形状等，有时各部件的安装顺序有出入。可是，本质上，通过分开组装边缘部(块25或26所指的部分)和主外壳部，能提高安装效率。
[实施例5]
在本实施例中，使用图11，说明边缘光型背光源的反射板形状生成部件和光源部反射板形状生成部件的一部分是一体的例子。
图11A是反射板形状生成部件9兼有图1的光源部反射板形状生成部件11的作用的例子，是作为光源7使用HCFL时的立体图。图11B是图11A中的虚线所包围的部分的详细图，图11C是在灯座部安装了HCFL时的图。图11D是图11C的L-L’部的剖视图。
在本实施例时，HCFL从反射板形状生成部件9的上下端部，设置在灯座部19上。30是HCFL的灯电极针，所述灯电极针30从反射板形状生成部件9的上下端部的空隙滑动并插入灯座部19。空隙的位置也可以插入到上下端部附近的前面侧。通过插入到前面侧，能使灯从前面侧滑动到灯座，所以组装变得简单，组装效率提高。把灯电极针30滑动到灯座部后，使HCFL围绕灯的中心轴旋转90°，把HCFL固定在灯座部。固定由电极兼作的电极固定夹具31进行。
根据本实施例，通过把反射板形状生成部件和光源部反射板形状生成部件的一部分形成一体，零件数量减少，组装效率提高。当然，如果组装效率提高，工厂的作业时间就能减少，能降低工厂的功耗，减少环境破坏。
[实施例6]
在本实施例中，使用图12，说明边缘光型背光源的反射板形状生成部件的一部分和液晶电视的背面壳体70为一体型的例子。
在本实施例中，反射板形状生成部件10和背面壳体70一体形成。在反射片8和背面壳体70之间设置由光源驱动电路、液晶电视的电源电路、用于使图像看起来美观的图像数据转换电路等构成的电路群71。
由光源7、反射片8、光源部反射板形状生成部件11、12构成的部件块74，通过在存在于背面壳体70的凹部嵌入存在于块74的凸部73，来固定在背面壳体70上。
本结构是通过把背面壳体70的一部分作为反射板形状生成部件来利用，从而削减零件数量，提高安装效率的结构。
本实施例以边缘光型背光源为例子进行了说明，但是不限于此，也能应用于直下型背光源。
Claims (16)
1.一种液晶显示装置，具有液晶面板、和配置在与所述液晶面板的显示面相反一侧的背光源，其特征在于：
所述背光源具有光源、和把从光源射出的光反射到液晶面板的反射板；所述反射板的形状通过其端部的固定而被确定，所述反射板被固定在背光源上。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：
用于固定所述反射板的反射板形状生成部件具有槽，所述反射板被插入所述槽中。
3.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：
用于固定所述反射板的反射板形状生成部件由多个部件构成，所述反射板被所述多个部件所夹持。
4.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：
用于固定所述反射板的反射板形状生成部件的槽在所述液晶显示装置的画面的短边侧是曲线形状。
5.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：
用于固定所述反射板的反射板形状生成部件的、在所述液晶显示装置的画面的短边侧夹持所述反射板的端面是曲线形状。
6.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：
所述反射板的形状是曲面形状。
7.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：
所述反射板的形状是折曲面形状。
8.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：
所述反射板的形状是平面形状。
9.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：
所述背光源是边缘光型背光源。
10.根据权利要求9所述的液晶显示装置，其特征在于：
所述背光源的光源是热阴极荧光管。
11.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：
所述背光源是直下型背光源。
12.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：
所述反射板的板厚是0.01mm～1mm。
13.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：
在所述背光源的背面具有梁。
14.根据权利要求9所述的液晶显示装置，其特征在于：
在所述背光源的组装步骤中，具有包含光源的零件组的组装步骤、和组装主要框体部分的步骤，在各步骤之后安装由包含所述光源的零件组构成的部件块和主要的框体部分。
15.根据权利要求9所述的液晶显示装置，其特征在于：
所述背光源不具有导光板。
16.一种液晶显示装置，具有液晶面板、和配置在与所述液晶面板的显示面相反一侧的背光源，其特征在于：
所述背光源具有光源、和把从光源射出的光反射到液晶面板的反射板；所述反射板的形状通过其端部的固定而被确定，所述反射板被固定在背光源上，且形成背光源的底面。
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