CN101373053B - 膜状导光板单元、面状光单元以及显示装置和电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种膜状导光板单元、面状光单元以及显示装置和电子设备，可以实现薄型化以及轻量化。该膜状导光板单元(7)具备膜状导光板(6)和支撑该膜状导光板(6)的外周缘的用膜状材料制作的支撑框(8)。膜状导光板以及散射片、棱镜片等光学片被配置在该支撑框的内侧。

Description

膜状导光板单元、面状光单元以及显示装置和电子设备
技术领域
本发明涉及对液晶显示面板等进行照明的面状光源上所用的膜状导光板单元、具备该膜状导光板单元的面状光单元以及显示装置和电子设备。
背景技术
在便携式电话机、PDA、便携式PC(个人计算机)、ATM(现金自动预付机)等的显示器上广泛地采用用于图像显示的液晶显示装置。在此液晶显示装置上使用从透光性的液晶显示面板的背面侧照射光以提高其表面的显示画面的亮度的背光单元。
在此背光单元上使用对来自荧光管及LED等光源的光进行导光并使其从整个出光面朝向液晶显示面板进行出射的导光板。以往，该导光板例如在日本专利公开特开2006-318830号公报所公开的那样，通过包围导光板的周围而设置的树脂制作的支撑框来进行支撑。此导光板的支撑框一般通过注塑成形来进行制作。
近年来，为了最终制品的轻量化、薄型化，人们希望背光单元的进一步薄型化，且谋求导光板的薄型化。在采用这样经过薄型化的膜状导光板的情况下，对于支撑它的框体也就需要薄型化，但为了使树脂填充在经过薄型化的框体制作用的金属模具整体中，就需要使注塑成形机大型化以提高射出压力，这就会在设备费用上花费大量成本而招致制品成本的增加。
发明内容
本发明就是鉴于这一点而完成的，其目的在于提供一种能够容易地做到薄型化以及轻量化的导光板单元、具备该导光板单元的面状光单元以及显示装置和电子设备。
根据本发明，提供一种膜状导光板单元，其具备：膜状导光板；以及具有沿着该膜状导光板的外周缘部的形状并支撑该外周缘部的至少一部分的由膜状材料制作的支撑框。
在此膜状导光板单元中，由于用膜状导光板和由膜状材料制作的支撑框构成膜状导光板，所以就可以使该膜状导光板单元在整体上大幅度薄型化。由于通过膜状材料来制作支撑框，所以能够使支撑框自身具有挠性(pliable)，还可以使膜状导光板单元整体弯曲或者折弯等。
具体而言，能够把该膜状导光板配置在该支撑框的内侧，该膜状导光板单元进一步具备被粘结到该支撑框上并在该支撑框的内侧延伸地粘结到该膜状导光板上的粘结片，该膜状导光板夹着该粘结片而被支撑在该支撑框上。由此，就可以使膜状导光板单元更加薄型化。
更具体地说，支撑框能够通过冲切聚对苯二甲酸乙二酯片以及SUS(不锈钢)片而制作。通过这样就能够容易地制作支撑框，还能够谋求部件成本的降低。
能够在膜状导光板上在支撑框的内侧设置一个或者多个光学片。在此情况下，光学片也能够与膜状导光板一起用一个支撑框来支撑。
另外，能够在光学片的外周缘形成有凸部或者凹部，在支撑框的内周面形成有可以与在该支撑框内配置的光学片的上述凸部或者凹部相互嵌合的凹部或者凸部。使这些光学片的安装变得容易。
进而，能够将支撑框的厚度设定成与该支撑框内所配置的膜状导光板和光学片的总厚度大致相同。能够使光学片上表面与支撑框上表面在一个面上且成为薄型的单元。
具体而言，能够将上述光学片设为在上述膜状导光板的出光面上层叠的散射片以及棱镜片中的至少一种，且被层叠在上述膜状导光板的出光面上。
根据本发明，还提供一种面状光单元，其具备：如上所述的膜状导光板单元；以及具有发出对上述膜状导光板入射的光的至少一个发光二极管元件的至少一个LED光源。由于使用如上所述的膜状导光板单元，所以能够成为整体较薄的面状光单元。
具体而言，能够使上述膜状导光板具有至少一个以上的光源配置孔，并使该光源配置孔分别收纳上述LED光源。通过这样就能够更加容易地进行LED光源的配置。
更具体地说，能够使多个上述光源配置孔在上述膜状导光板的一端边缘附近与该一端边缘平行地相互隔着间隔配置。
本发明还提供一种显示装置，其具备：图像显示面板；以及在上述图像显示面板的表面侧或背面侧配置的如上所述的面状光单元。
在该显示装置中，由于具备如上所述的面状光单元，所以能够以低成本谋求整体的薄型化以及轻量化。
具体而言，能够使上述图像显示面板作为透光性的液晶显示面板，被配置在光学片的上方。
本发明还进一步提供一种电子设备，其具有：如上所述的显示装置；以及夹着上述膜状导光板设置在上侧的片状的键部和设置在下侧的片状的开关机构，键部具有透光性的多个操作键，开关机构具有与各操作键对应地配置的多个开关。
在该电子设备中，由于膜状导光板延伸至操作键的下方，所以能够用一个膜状导光板单元来进行图像显示面板和操作键的照明。从而，能够削减操作键用背光的部件个数及组装工序等，可以在整体上进一步低成本化。
以下，基于附图来说明本发明的实施例。此外，在以下的说明所用的各附图中，为了使各部件成为可以识别的大小而适当改变比例。
附图说明
图1是示出作为具备根据本发明的膜状导光板单元的电子设备的便携式电话机的主要部分的概略的截面图。
图2是示出图1的便携式电话机的背光单元的分解立体图。
具体实施方式
如图1所示那样，根据本发明的实施例的便携式电话机5包括：具有液晶显示面板2的显示装置3；用于从背面对液晶显示面板2进行照射的背光单元1；以及具备操作键4的键座(key pad)18。
背光单元1具备：具有发光二极管元件(未图示)的LED光源L；具备用于使来自该光源的光朝向液晶显示面板射出的膜状导光板6的膜状导光板单元7。如图2所示那样，膜状导光板单元7具备：矩形的支撑框8；通过在支撑框8的至少两边上粘结的细长形状的双面胶带12而被粘结在该支撑框8的下表面的反射片13；被配置在该支撑框8内、并依次层叠在该反射片上的膜状导光板6；散射片9；第1以及第2棱镜片10A、10B；由在支撑框8的上表面粘结的具有大致框形状的双面胶带构成的边缘片(rim sheet)11。在边缘片11的上方配置着液晶显示面板2。
双面胶带12被粘结在支撑框8的两侧部分的下表面上，并在该支撑框的内侧延伸且具有在支撑框8内部露出的部分。反射片13被粘结在双面胶带12的下表面，在上表面上粘结有膜状导光板6的下表面的两侧边缘部。在支撑框8的下表面上粘结着另外的双面胶带17，该双面胶带也向支撑框的内侧延伸且具有在支撑框8内部露出的部分。在双面胶带17的上表面上粘结着膜状导光板6的下表面的两侧边缘部。在双面胶带17的下表面上张设有剥离片(未图示)，在该膜状导光板单元7被安装在便携式电话等电子设备时，去掉剥离片以被粘结在该电子设备的外壳的内面等。
在散射片9、第1以及第2棱镜片10A、10B的两侧边缘分别形成凸部14，并被嵌入在支撑框8上形成的凹部8a。散射片9、第1以及第2棱镜片10A、10B被嵌入凹部8a内，其上下表面的周缘部通过支撑框8上粘结的细长双面胶带(12、11)而进行粘结。
支撑框8通过利用冲切机冲切大板的PET(聚对苯二甲酸乙二酯)片或者SUS片等来制作，具有挠性。支撑框8的厚度被设定成与嵌入支撑框内的膜状导光板6、散射片9、第1棱镜片10A以及第2棱镜片10B的总厚度大致相同。
膜状导光板6用透光性的材料来制作，具有挠性，将来自LED光源L的光引导到该膜状导光板整体且从其出光面(在图中为上表面)射出。膜状导光板6的厚度为例如125μm左右。在图示的膜状导光板单元7中，支撑框8所支撑的膜状导光板6延伸至操作键4的下方，照明液晶显示面板2并且还照明操作键4。
此膜状导光板6例如由基材层(图示省略)、以及在该基材层的上下表面形成并在表面形成了用于进行光路变换的多个细微光学形状(凸状点等)的树脂层(未图示)构成。
上述基材层以及树脂层例如用透明的聚碳酸酯树脂或丙烯酸酯树脂等形成。基材层例如采用辊压成形法等成形为平坦的片状。另外，树脂层是在将用紫外光(UV光)来硬化的例如丙烯酸酯类、氨酯类、氨酯丙烯酸酯类、环氧丙烯酸酯类等有机光反应效果树脂的光硬化树脂涂敷在基材层的上下表面上，并使用模具在其表面形成了细微光学形状后，照射紫外线使之硬化而形成。
实际中，通过对这样形成的大板的片进行冲切机切断或切割机切断而获得规定形状尺寸的膜状导光板6。
虽然在图示的例中，在膜状导光板6的一个端部设置着用于收纳LED光源L的多个光源配置孔6a，但并不限于上述端部，例如既可以设置在中央部，也可以在上述一个端部和对置的另一个端部也设置LED光源。
散射片9是例如使二氧化硅粒子等分散在丙烯酸酯树脂或聚碳酸酯树脂等透明树脂中而形成的片。
第1棱镜片10A以及第2棱镜片10B是用于使来自散射片9的光指向上方的透明片状部件，在各自的上表面具有相互平行的多个细长的棱镜。第1棱镜片10A以及第2棱镜片10B的棱镜，从上方来看时，即在俯视图中以相互交叉的方式配置。为了提高透过该第1以及第2棱镜片的光的向上的方向性，设定成第1棱镜片的棱镜与从LED光源L发出并从膜状导光板的一端侧进入另一端侧的光的光轴正交，第2棱镜片10B的棱镜与LED光源L的光轴平行。
上述反射片13是具有光反射功能的金属板、片、箔等，在本实施例中采用设置了银蒸镀膜的片。此外，还可以取代上述银蒸镀膜而采用铝金属蒸镀膜等。
上述边缘片11如前所述，是液晶显示面板2与背光单元1的接合所用的双面带，具有遮光以及反射的功能。
LED光源L是安装在光源用的衬底(未图示)上的白色LED。该白色LED是用树脂材料密封例如衬底上的半导体发光元件得到的。作为半导体发光元件，例如有蓝色(波长λ：470～490nm)LED元件或者紫外光(波长λ：不足470nm)LED元件，是在例如蓝宝石衬底等绝缘性衬底上层叠氮化镓类化合物半导体(例如InGaN类化合物半导体)的多个半导体层而形成的LED元件。
另外，密封此半导体发光元件的树脂材料以有机硅树脂为主要材料，添加有例如YAG荧光体。此YAG荧光体使来自半导体发光元件的蓝色光或者紫外光变换成黄色光并通过混色效果而产生白色光。此外，作为白色LED，除上述以外，还可以采用各种各样的元件。另外，LED光源L的设置位置并不限于光源配置孔6a内，还能够设为接近膜状导光板6的端面的位置。
上述背光单元1的组装如以下那样进行。首先，在作为台座的夹具(未图示)上固定支撑框8，并在该支撑框8上粘贴双面胶带12以及双面胶带17。去掉已经粘贴的双面胶带12的、在露出面侧张贴的剥离带，并在其上粘贴反射面板13。不去掉双面胶带17的剥离带。然后，将支撑框8从夹具拆卸下来并上下反转，在反射面板上放置膜状导光板6，将其两侧缘粘结到在该支撑框8的内侧露出的双面胶带12的部分上。接着，将安装了LED光源L的柔性印制电路板(未图示)以各LED光源L被配置于膜状导光板6对应的光源配置孔6a内的方式进行安装。
事先制作好在边缘片11的下表面依次粘贴第2棱镜片10B、第1棱镜片10A以及散射片9而组装成的单元。具体而言，在第2棱镜片10B的长度方向两端部粘结到边缘片上后，用双面胶带在该第2棱镜片10B下依次粘结层叠第1棱镜片10A以及散射片9，该双面胶带是以夹在它们的凸部14之间的方式而设置的。将此单元从支撑框8的上方进行组装并将第2棱镜片10B、第1棱镜片10A以及散射片9设置在支撑框8内，并且将边缘片11粘贴在支撑框8的上表面。这时，各片的凸部14嵌合在支撑框8的凹部8a内。这样，在支撑框的下表面以及上表面分别粘贴了反射板13以及边缘片11，且在它们之间在支撑框的内侧层叠了膜状导光板6、散射片9、第1以及第2棱镜片10A、10B的背光单元1就被制成。
便携式电话机5进一步具备键座18和具有设置在该键座的下方的开关机构15的片状的键操作部16。
液晶显示面板2采用光透射型或者半透射型的液晶显示面板。例如，在半透射型的液晶显示面板2的情况下，具备：用密封材料将TN液晶或STN液晶等液晶密封在分别具有透明电极、取向膜以及偏振片的上衬底和下衬底的间隙中的面板主体；以及在其下表面侧具有光透射性和光反射性两种功能的半透射半反射板。
键座18的操作键4为透光性(light-transmitting)且具有挠性，显示用于输入电话号码等的号码或文字。
开关机构15由例如开关衬底19和在其上设置的间歇式开关20构成，若操作键4被按压，则隔着膜状导光板6按下对应的间歇式开关20来进行通/断操作。
此外，键座18通过未图示双面带等而被粘贴在支撑框8的上表面。
这样，在本实施例的膜状导光板单元7以及背光单元1中，通过用膜状材料制作的支撑框8来支撑膜状导光板6的外周部，就能够在整体上大幅度薄型化。特别是，在采用了具有高于膜状导光板6的刚性的支撑框8的情况下，就能够更加牢固地支撑膜状导光板6，并且作为整个单元具备高的刚性。进而，能够通过支撑框8抑制从膜状导光板6的侧周面泄漏的光，能够使光的利用效率提高。
此外，通过使支撑框8具有挠性，还可以使整个单元弯曲或者折弯。
另外，由于在支撑框8内嵌入反射片13等多个光学片，所以这些光学片也能够与膜状导光板6一起用一个支撑框8进行支撑。特别是，由于在支撑框8的内周部形成有可以与各光学片的片侧凸部14相互嵌入而对应的支撑框侧凹部8a，所以能够使各光学片相对于支撑框8容易地进行定位。
进而，由于支撑框8的厚度与上述各光学片的总厚度大致相同，所以能够使光学片上表面和支撑框8上表面在一个面上且成为薄型的单元。
从而，在该背光单元1、显示装置3以及便携式电话机5中，由于将上述膜状导光板单元7和作为小型光源的LED光源L组合起来，所以能够以低成本获得在整体上薄型化以及轻量化的光单元。
另外，由于被支撑框8支撑的膜状导光板6延伸至操作键4的下方，所以能够用一个膜状导光板单元7对液晶显示面板2和操作键4进行照明。从而，能够削减操作键用背光的部件个数及组装工序等，可以在整体上进一步低成本化。
此外，本发明并不限定于上述实施例，在不脱离本发明的主旨的范围内可以施加各种各样的变更。
例如，虽然在上述实施例中使用散射片9，但也可以设为省略了散射片9的背光单元。另外，虽然使用2个棱镜片，但也可以为采用1个棱镜片的背光单元。
另外，虽然在上述实施例中，将本发明应用于便携式电话机5，但也可以在其他的电子设备上采用。例如，可以应用于PDA、便携式PC(个人计算机)等各种电子设备。
虽然在上述实施例中，作为图像显示面板采用液晶显示面板2，但也可以使用其他的图像显示面板。例如，还可以采用电子纸等图像显示面板。在此情况下，在电子纸主体的表面侧设置本发明的膜状导光板单元以及面状光单元来作为前光单元。
虽然在上述实施例中，在支撑框8的两侧边缘部上粘结了两个双面胶带12，但为了支撑膜状导光板6和光学片，也可以只在支撑框8的一侧粘结双面胶带12。

Claims (14)

1.一种膜状导光板单元，其特征在于，具备：
膜状导光板；以及
矩形的支撑框，由膜状材料制成，且具有挠性，上述支撑框沿着上述膜状导光板的外周缘部延伸，并支撑上述膜状导光板的外周缘部的至少一部分，
其中，由上述支撑框支撑的上述膜状导光板延伸到操作键的下方，从而不仅照明图像显示面板，而且还照明上述操作键。
2.根据权利要求1所述的膜状导光板单元，其特征在于：
上述膜状导光板被配置在上述支撑框的内侧，
上述膜状导光板单元进一步具备被粘结到上述支撑框上的粘结片，上述粘结片具有在上述支撑框的内侧露出的部分且被粘结到上述膜状导光板上，
上述膜状导光板经由上述粘结片被支撑在上述支撑框上。
3.根据权利要求2所述的膜状导光板单元，其特征在于：
上述支撑框通过冲切聚对苯二甲酸乙二酯片或者不锈钢片而制成。
4.根据权利要求2所述的膜状导光板单元，其特征在于，还具备：
被层叠在上述膜状导光板上并且被配置在上述支撑框内的至少一个光学片。
5.根据权利要求4所述的膜状导光板单元，其特征在于：
在上述光学片的外周缘形成有凸部或者凹部，
在上述支撑框的内周面形成有可以与在上述支撑框内配置的上述光学片的上述凸部或者凹部相互嵌合的凹部或者凸部。
6.根据权利要求4所述的膜状导光板单元，其特征在于：
上述支撑框的厚度被设定成与在上述支撑框内配置的上述膜状导光板和上述光学片的总厚度大致相同。
7.根据权利要求4所述的膜状导光板单元，其特征在于：
上述光学片为散射片和棱镜片中的至少一种，并层叠在上述膜状导光板的出光面上。
8.一种面状光单元，其特征在于，具备：
权利要求1至7中任意一项所述的膜状导光板单元；以及
至少一个LED光源，每个LED光源都具有发出入射到上述膜状导光板的光的至少一个发光二极管元件。
9.根据权利要求8所述的面状光单元，其特征在于：
上述膜状导光板具有至少一个光源配置孔，上述光源配置孔分别收纳上述至少一个LED光源。
10.根据权利要求9所述的面状光单元，其特征在于：
多个上述光源配置孔在上述膜状导光板的一端边缘附近与上述一端边缘平行且相互隔着间隔地配置。
11.一种显示装置，其特征在于，具备：
图像显示面板；以及
在上述图像显示面板的表面侧或背面侧配置的权利要求8所述的面状光单元。
12.根据权利要求11所述的显示装置，其特征在于：
上述图像显示面板为透光性的液晶显示面板，并配置在光学片的上方。
13.一种电子设备，其特征在于，具有：
权利要求11所述的显示装置，其中，由上述支撑框支撑的上述膜状导光板延伸到操作键的下方，从而不仅照明图像显示面板，而且还照明上述操作键；
设置在上述膜状导光板的上侧的片状的键部；以及
设置在上述膜状导光板的下侧的片状的开关机构，
其中，
上述片状的键部和上述片状的开关机构隔着上述膜状导光板相互面对，
上述片状的键部具有上述操作键，上述操作键是透光性的多个操作键，
上述片状的开关机构具有与上述多个操作键分别对应地配置的多个开关。
14.一种电子设备，其特征在于，具有：
权利要求12所述的显示装置，其中，由上述支撑框支撑的上述膜状导光板延伸到操作键的下方，从而不仅照明图像显示面板，而且还照明上述操作键；以及
隔着上述膜状导光板相互面对地设置的片状的键部与片状的开关机构的组合，
其中，
上述片状的键部具有上述操作键，上述操作键是透光性的多个操作键，
上述片状的开关机构具有与上述多个操作键分别对应地配置的多个开关。
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