CN101809361B - 双面发光的背光源 - Google Patents
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Abstract
在导光板(2)的顶面(2a)上粘接有主侧微棱镜阵列片(主侧MPA片)(3)，在底面(2b)上粘接有副侧微棱镜阵列片(副侧MPA片)(4)，副侧MPA片(4)的棱镜形成区域小于主侧MPA片(3)的棱镜形成区域，主侧MPA片(3)的棱镜形成区域中的棱镜配置如下：在棱镜配置量的密度随着远离光源(5)而变大的配置中，在与副侧MPA片(4)的棱镜形成区域相对的区域中使棱镜配置量的密度增加。
Description
技术领域
本发明涉及一种组装在液晶显示装置中的双面发光的背光源。
背景技术
在组装在液晶显示装置中的背光源中，存在导光板的两个面发光的双面发光类型的背光源。在以往的双面发光的背光源中具有在导光板的两个面中分别设有多个光学片(透镜片、扩散片等)的结构，背光源难以薄型化，成本按照光学片的数量来计算，还存在由于生产工序的增加而导致增加成本的问题。
因此，在专利文献1中公开了将在单面上形成有微小构造的棱镜列的射出光控制板分别密接到导光板的两个面上的双面发光的背光源。根据这种双面发光的背光源，能够削减光学片个数，实现背光源的薄型化、减少成本。
专利文献1：日本特开2002-133906号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，在上述专利文献1的双面发光的背光源中，在导光板的两个面中射出光控制板的棱镜列形成区域的大小相同(参照专利文献1的图1)，能够应用于在两个面中显示区域大小相同的液晶显示装置，但是不能应用于在两个面中显示区域大小不同的液晶显示装置。
因此，本发明的目的在于提供一种双面发光的背光源，其能够削减光学片个数并应用于在导光板的两个面中显示区域大小不同的液晶显示装置，并且能够使两个面的显示区域的显示质量优良。
用于解决问题的手段
为了达到上述目的，本发明的双面发光的背光源的特征在于，具备：
光源，其具有在长度方向上延伸的基体和在上述基体表面沿长度方向相互留有间隔而配置的多个LED；
导光板，光从上述光源射入其端面；
第一微棱镜阵列片，其是在单面上形成多个微小构造的棱镜的透明片，该棱镜朝向上述导光板侧并与上述导光板形成为一体，使光从上述导光板取出并向第一液晶面板射出；以及
第二微棱镜阵列片，其是在单面形成多个微小构造的棱镜的透明片，该棱镜朝向上述导光板的与上述导光板的设有上述第一微棱镜阵列片的面相对的面侧并与上述导光板形成为一体，使光从上述导光板取出并向第二液晶面板射出，
上述第二微棱镜阵列片的棱镜形成区域比上述第一微棱镜阵列片的棱镜形成区域小，上述第一微棱镜阵列片的棱镜形成区域中的棱镜的配置如下：在棱镜配置量的密度随着远离上述光源而变大的配置中，在与上述第二微棱镜阵列片的棱镜形成区域相对的区域中使棱镜配置量的密度增加。
根据这种结构，能够减少光学片数量并应用于在导光板的两个面中显示区域大小不同的液晶显示装置，另外，考虑到第二微棱镜阵列片中的棱镜对光能量的利用来进行第一微棱镜阵列片中的棱镜的配置，因此能够实现第一微棱镜阵列片侧的发光区域中的亮度均匀，能够使两个面的显示区域中的显示品质优良。
另外，本发明的双面发光的背光源也可以是在上述结构中，上述光源具备配置成覆盖上述多个LED的树脂部，在上述长度方向上，上述树脂部的与上述基体相反侧的表面在沿上述长度方向相邻的上述LED之间具有凹部。
根据这种结构，在树脂部中沿长度方向传播的光作为射出光从凹部取出，因此能够提高亮度容易变低的相邻LED之间的亮度，能够使光源长度方向的发光强度分布的均匀性优良。并且，能够抑制背光源的发光区域中光射入部一侧的区域中的亮度不均。
另外，本发明的双面发光的背光源也可以是在上述各结构中，上述第二微棱镜阵列片所具有的薄膜部的尺寸比设有上述第二微棱镜阵列片的上述导光板的面的尺寸小。由此，能够节约第二微棱镜阵列片的片数量，减少片的成本。
另外，本发明的双面发光的背光源也可以是在上述各结构中，上述第二微棱镜阵列片所具有的薄膜部的尺寸与设有上述第二微棱镜阵列片的上述导光板的面的尺寸相同。由此，容易使第二微棱镜阵列片无错位地与导光板形成为一体。
发明的效果
根据本发明的双面发光的背光源，能够减少光学片个数并应用于在导光板的两个面中显示区域大小不同的液晶显示装置，并且能够使两个面的显示区域的显示质量优良。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的双面发光的背光源的分解立体图。
图2是本发明的第一实施方式的双面发光的背光源的侧面截面图(中段)、俯视图(上段)以及仰视图(下段)。
图3是本发明的第一实施方式的双面发光的背光源所具有的光源的立体图(上段)和长度方向的截面图(下段)。
图4是用于说明主侧微棱镜阵列片的棱镜配置的图。
图5是本发明的第一实施方式的变形例的双面发光的背光源的侧面截面图(中段)、俯视图(上段)以及仰视图(下段)。
图6是本发明的第二实施方式的双面发光的背光源的分解立体图。
图7是本发明的第二实施方式的双面发光的背光源的侧面截面图(中段)、俯视图(上段)以及仰视图(下段)。
图8是本发明的第二实施方式的变形例的双面发光的背光源的侧面截面图(中段)、俯视图(上段)以及仰视图(下段)。
附图标记说明：
1：框架；2：导光板；2a：顶面；2b：底面；2c：光射入面；3：主侧微棱镜阵列片；3a：棱镜；3b：薄膜部；3c：突起部；3’： 主侧微棱镜阵列片；4：副侧微棱镜阵列片；4a：棱镜；4b：薄膜部；4c：突起部；4’：副侧微棱镜阵列片；5：光源；5a：印刷基板；5b：LED；5c：树脂密封层；5d：树脂密封层；6：反射片；7：反射片；7’：反射片；8：遮光双面胶带；8a：开口部；9：反射片；9’：反射片；10：遮光双面胶带；10a：开口部；10’：遮光双面胶带；10’a：开口部；11：副侧微棱镜阵列片；11a：棱镜；11b：薄膜部；11c：突起部；11’：副侧微棱镜阵列片；12：反射片；13：反射片；13a：开口部；13’：反射片；13’a：开口部。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的实施方式。
(第一实施方式)
在图1中示出本发明的第一实施方式的双面发光的背光源100的分解立体图。此外，在图1中将导光板2、主侧微棱镜阵列片3以及副侧微棱镜阵列片4简略地表示为一个长方体状构件。
另外，在图2中示出本发明的第一实施方式的双面发光的背光源100的侧面截面图(中段)、俯视图(上段)以及仰视图(下段)。此外，在俯视图和仰视图中示意性地示出微棱镜阵列片的棱镜的配置。
如图所示，本发明的第一实施方式的双面发光的背光源100具备：框架1、导光板2、主侧微棱镜阵列片(主侧MPA片)3、副侧微棱镜阵列片(副侧MPA片)4、光源5、反射片6、反射片7、遮光双面胶带8、反射片9以及遮光双面胶带10。
框架1呈包围大致长方体状的开口部的外周的形状，是树脂成型品。在框架1的开口部内收纳有：导光板2、主侧MPA片3、副侧MPA片4、光源5、反射片9、反射片6以及反射片7。
在此，参照图3详细地说明光源5。在图3的上段示出光源5的立体图，在图3的下段示出光源5的长度方向的截面图。
如图所示，光源5具备：印刷基板5a、发出蓝色光的多个LED5b、包含荧光体的透光性树脂密封层5c以及不包含荧光体的透光性 树脂密封层5d。
印刷基板5a呈细长的条状，形成有配线图案。并且，LED 5b是在印刷基板5a的长度方向上相互留有间隔而配置的，各LED 5b通过导线与印刷基板5a的配线连接，各LED 5b电串联连接。在印刷基板5a上作为串联电路的端部形成有正电极端子和副电极端子(均未图示)，通过向各端子间施加电压来使各LED 5b发光。
另外，树脂密封层5c是例如分散有黄色荧光体作为荧光体的硅树脂，包围各LED 5b形成。黄色荧光体在吸收LED 5b所发出的蓝色光时被激励并发出黄色光，通过蓝色光和黄色光的混合来发出白色光。
另外，树脂密封层5d形成为大致梯形柱状使其包围各树脂密封层5c，其由例如硅树脂形成。通过相邻的树脂密封层5d所具有的与印刷基板5a相对侧的表面中与连接梯形的上边和下边的斜边相对应的面形成截面为大致V字形的凹部5e。该凹部5e形成在相邻的LED 5b之间。
从由LED 5b和树脂密封层5c构成的光源部发出并沿长度方向在树脂密封层5d中传播的光作为射出光从凹部5e取出，因此能够提高亮度容易变低的相邻LED之间的亮度，能够使光源5的长度方向上发光强度分布的均匀性变好。
再次回到背光源100的结构的说明。导光板2是具有侧面和夹着该侧面的顶面2a和底面2b的大致长方体状构件，其由丙烯酸等树脂形成。顶面2a和底面2b进行了镜面加工。并且，作为导光板2所具有的侧面中的一个面的光射入面2c与光源5所具有的各树脂密封层5d相对置，从光源5发出的光从光射入面2c射入导光板2内。
另外，主侧MPA片3与导光板2形成为一体。主侧MPA片3是在单面上形成多个微小构造的大致梯形旋转体状的棱镜3a的透明片，其具有与导光板2相同的折射率。另外，主侧MPA片3的薄膜部3b的大小与导光板2的顶面2a相同。并且，通过涂抹在导光板2的整个顶面2a上的粘接剂，将各棱镜3a和形成在薄膜部3b的一端的大致长方体状的突起部3c粘接到顶面2a上，从而使主侧MPA片3与导光板2 形成为一体，使其覆盖导光板2的整个顶面2a。此外，粘接剂的折射率与导光板2的折射率相同。从导光板2的光射入面2c射入导光板2内的光通过全反射在导光板2内传播并从顶面2a向棱镜3a取出，通过棱镜3a的全反射其行进方向被改变为顶面2a的法线方向，从薄膜部3b向主侧液晶面板(未图示)射出。
另外，反射片6是在片状部分的一端形成大致矩形状突起部的结构，该突起部被载置于光源5上，片状部分的一部分被载置于主侧MPA片3上。突起部的反射面朝向光源5侧，片状部分的一部分的反射面朝向导光板2侧，反射片6使来自光源5的光、来自导光板2的泄漏光漫反射并使光返回导光板2，具有提高光的利用效率的作用、提高背光源的发光区域的亮度均匀性的作用。
另外，反射片7被载置在反射片9上，覆盖光源5和导光板2的入光部的下部。反射片7的反射面朝向导光板2侧，反射片7使来自光源5的光、来自导光板2的泄漏光漫反射，使光返回到导光板2，具有提高光利用效率的作用、提高背光源的发光区域中的亮度均匀性的作用。
并且，包围大致矩形状的开口部8a的周围的形状的遮光双面胶带8的一个面被粘接在框架1的整个上表面、主侧MPA片3上表面的边缘部的一部分和反射片6的整个上表面上。并且，在遮光双面胶带8的另一面上粘接有主侧液晶面板(未图示)。遮光双面胶带8的开口部8a内的区域向正下方错开的区域成为主侧MPA片3的棱镜形成区域，开口部8a内的区域成为发光区域，从发光区域发出的光对主侧液晶面板(未图示)进行照明。
另外，副侧MPA片4与导光板2成为一体。副侧MPA片4与主侧MPA片3相同，也是在单面上形成有多个微小构造的大致梯形旋转体状的棱镜4a的透明片，具有与导光板2相同的折射率。另外，副侧MPA片4的薄膜部4b的尺寸小于导光板2的底面2b的尺寸。并且，通过涂抹在导光板2的底面2b的一部分上的粘接剂，将各棱镜4a和形成在薄膜部4b的一端的大致长方体状的突起部4c粘接到底面2b，从而使副侧MPA片4与导光板2成为一体，使其覆盖底面2b的一部 分。此外，粘接剂的折射率与导光板2的折射率相同。从导光板2的光射入面2c射入导光板2内的光经过全反射在导光板2内传播并从底面2b向棱镜4a取出，通过棱镜4a的全反射其行进方向改变为底面2b的法线方向，从薄膜部4b朝向副侧液晶面板(未图示)射出。
另外，在一端形成凹部且具有大致矩形状的开口部的反射片9被配置在光源5下和导光板2下，使得副侧MPA片4被配置在该开口部内，并且在凹部中配置有反射片7。反射片9的除了形成凹部的部分以外的部分反射面朝向导光板2侧，反射片9使来自导光板2的泄漏光漫反射并使光返回导光板2，具有提高光利用效率的作用、提高背光源的发光区域中亮度均匀性的作用。
并且，包围大致矩形状的开口部10a的周围的形状的遮光双面胶带10的一面被粘接到框架1的整个下表面、反射片9的整个下表面以及副侧MPA片4的上表面的整个边缘部。并且，在遮光双面胶带10的另一面粘接有副侧液晶面板(未图示)。遮光双面胶带10的开口部10a内的区域向正上方错开的区域成为副侧MPA片4的棱镜形成区域，开口部10a内的区域成为发光区域，从发光区域发出的光对副侧液晶面板(未图示)进行照明。副侧MPA片4的棱镜形成区域小于主侧MPA片3的棱镜形成区域，发光区域也是副侧小于主侧，副侧液晶面板的显示区域小于主侧液晶面板的显示区域。
另外，在俯视图中，副侧MPA片4的棱镜形成区域被包含在主侧MPA片3的棱镜形成区域中，主侧MPA片3的棱镜形成区域中的棱镜配置如下：在棱镜配置量的密度随着远离光源5而增加的配置(图4)中，在与副侧MPA片4的棱镜形成区域相对的区域(图2的区域A)中使棱镜配置量的密度增加。在导光板2中传播的光越远离光源5消耗的光能量越多，为了使主侧发光区域内的亮度均匀，需要随着远离光源5而加大主侧MPA片3的棱镜配置量的密度，但是光能量在副侧MPA片4的棱镜形成区域中被利用掉了，因此为了补偿该利用掉的部分来实现主侧发光区域内的亮度均匀而采用如上所述的结构。
这样，根据本发明的第一实施方式的双面发光的背光源100， 能够削减光学片数量并应用于在导光板的两个面中显示区域大小不同的液晶显示装置，能够使两个面的发光区域中的亮度均匀性优良，能够使两个面的显示区域中的显示质量优良。另外，通过使用在长度方向上发光强度分布的均匀性优良的光源5，能够减小主侧发光区域中入光部侧的区域中的亮度不均。
在此，在图5中示出第一实施方式的变形例的双面发光的背光源100’的侧面截面图(中段)、俯视图(上段)以及仰视图(下段)。此外，在俯视图和仰视图中示意性地示出微棱镜阵列片中的棱镜的配置。另外，对与第一实施方式的结构部件相同的部件附加相同的附图标记。
在第一实施方式的变形例的双面发光的背光源100’中，与第一实施方式的双面发光的背光源100的副侧MPA片4相比，副侧MPA片4’的位置更靠近光源5侧。与此相伴，通过使副侧MPA片4’的棱镜配置量的密度小于副侧MPA片4的棱镜配置量的密度(比较图5的仰视图和图2的仰视图)，调整副侧发光区域中的亮度水平使其与第一实施方式相等。
另外，在俯视图中副侧MPA片4’的棱镜形成区域与主侧MPA片3’的棱镜形成区域部分重叠，主侧MPA片3’的棱镜形成区域中的棱镜的配置如下：在棱镜配置量的密度随着远离光源5而变大的配置(图4)中，在与副侧MPA片4’的棱镜形成区域相对的区域(在图5中区域B与主侧MPA片3’的棱镜形成区域重叠的区域)中使棱镜配置量的密度增加。由此，实现主侧发光区域中的亮度均匀化。
(第二实施方式)
在图6中示出本发明的第二实施方式的双面发光的背光源200的分解立体图。此外，在图6中将导光板2、主侧微棱镜阵列片3以及副侧微棱镜阵列片11简略地表示为一个长方体状部件。
另外，在图7中示出本发明的第二实施方式的双面发光的背光源200的侧面截面图(中段)、俯视图(上段)以及仰视图(下段)。此外，在俯视图和仰视图中示意性地示出微棱镜阵列片中棱镜的配置。
此外，在图6、图7中对与上述第一实施方式相同的结构部件附加相同的附图标记，省略其详细说明。
在本发明的第二实施方式的双面发光的背光源200中，副侧MPA片的形状与第一实施方式不同。副侧MPA片11是在单面上形成有多个微小构造的大致梯形旋转体状的棱镜11a的透明片，具有与导光板2相同的折射率。在此，与第一实施方式不同，副侧MPA片11的薄膜部11b的尺寸与导光板2的底面2b的尺寸相同。并且，通过在导光板2的整个底面2b上涂抹的粘接剂，各棱镜11a和形成在薄膜部11b的一端的大致长方体状的突起部11c被粘接到底面2b，从而使副侧MPA片11与导光板2形成为一体，使其覆盖整个底面2b。此外，粘接剂的折射率与导光板2的折射率相同。从导光板2的光射入面2c射入导光板2内的光经过全反射在导光板2内传播并并从底面2b向棱镜11a取出，通过棱镜11a的全反射其行进方向改变为底面2b的法线方向，从薄膜部11b朝向副侧液晶面板(未图示)射出。
另外，反射片12被配置在光源5下。反射片12的反射面朝向光源5侧，反射片12使来自光源5的光发生漫反射并使光返回导光板2，具有提高光利用效率的作用、提高背光源的发光区域中亮度均匀性的作用。
另外，具有大致矩形状开口部13a的反射片13被配置在反射片12下和副侧MPA片11的薄膜部11b下。反射片13的反射面朝向导光板2侧，反射片13使来自导光板2的泄漏光发生漫反射并使光返回导光板2，具有提高光利用效率的作用、提高背光源的发光区域中亮度均匀性的作用。
并且，包围大致矩形状且大小与反射片13的开口部13a相同的开口部10a的周围的形状的遮光双面胶带10的一面被粘接到框架1的整个下表面和反射片13的整个下表面。在该粘接状态下，开口部13a与开口部10a重叠形成一个开口部。另外，在遮光双面胶带10的另一面粘接有副侧液晶面板(未图示)。并且，上述所形成的开口部内的区域向正上方错开的区域成为副侧MPA片11的棱镜形成区域，该开口部内的区域成为发光区域，从发光区域发出的光对副侧 液晶面板(未图示)进行照明。副侧MPA片11的棱镜形成区域小于主侧MPA片3的棱镜形成区域，发光区域也是副侧比主侧小，副侧液晶面板的显示区域比主侧液晶面板的显示区域小。
另外，在俯视图中，副侧MPA片11的棱镜形成区域被包含在主侧MPA片3的棱镜形成区域中，主侧MPA片3的棱镜形成区域中的棱镜配置如下：在棱镜配置量的密度随着远离光源5而变大的配置(图4)中，在与副侧MPA片11的棱镜形成区域相对的区域(图7的区域C)中使棱镜配置量的密度增加。由此，实现主侧发光区域内的亮度均匀。
这样，根据本发明的第二实施方式的双面发光的背光源200，也能够减少光学片数量并应用于在导光板的两个面中显示区域大小不同的液晶显示装置，能够使两个面的发光区域中的亮度均匀性优良，能够使两个面的显示区域中的显示质量优良。另外，通过使用长度方向的发光强度分布的均匀性优良的光源5，能够减小主侧发光区域中入光部侧的区域中的亮度不均。
另外，副侧MPA片11的薄膜部11b与导光板2的底面2b大小相同，因此能够容易地将副侧MPA片11无错位地粘接到导光板2上。此外，从不浪费片数量、削减片成本的观点出发，希望使用第一实施方式中所利用的副侧MPA片4。
在此，在图8中示出第二实施方式的变形例的双面发光的背光源200’的侧面截面图(中段)、俯视图(上段)以及仰视图(下段)。此外，在俯视图和仰视图中示意性地示出微棱镜阵列片中的棱镜的配置。另外，对与第二实施方式的结构部件相同的部件附加相同的附图标记。
在第二实施方式的变形例的双面发光的背光源200’中，与第二实施方式的双面发光的背光源200的副侧MPA片11相比，副侧MPA片11’的棱镜形成区域的位置更靠近光源5侧。与此相伴，通过使副侧MPA片11’的棱镜配置量的密度小于副侧MPA片11的棱镜配置量的密度(比较图8的仰视图和图7的仰视图)，调整副侧发光区域中的亮度水平使其与第二实施方式相等。
另外，在俯视图中，副侧MPA片11’的棱镜形成区域与主侧MPA片3’的棱镜形成区域部分重叠，主侧MPA片3’的棱镜形成区域中的棱镜的配置如下：在棱镜配置量的密度随着远离光源5而变大的配置(图4)中，在与副侧MPA片11’的棱镜形成区域相对的区域(在图8中区域D与主侧MPA片3’的棱镜形成区域重叠的区域)中使棱镜配置量的密度增加。由此，实现主侧发光区域中的亮度均匀化。
工业实用性
本发明的双面发光的背光源能够安装到液晶显示装置中来利用。
Claims (4)
1.一种双面发光的背光源，其特征在于：
具备：
光源，其具有在长度方向上延伸的基体和在上述基体表面上沿长度方向相互留有间隔而配置的多个LED；
导光板，光从上述光源射入其端面；
第一微棱镜阵列片，其是在单面上形成多个微小构造的棱镜的透明片，该棱镜朝向上述导光板侧并与上述导光板形成为一体，使光从上述导光板取出并向第一液晶面板射出；以及
第二微棱镜阵列片，其是在单面上形成多个微小构造的棱镜的透明片，该棱镜朝向上述导光板的与上述导光板的设有上述第一微棱镜阵列片的面相对的面侧并与上述导光板形成为一体，使光从上述导光板取出并向第二液晶面板射出，
上述第二微棱镜阵列片的棱镜形成区域小于上述第一微棱镜阵列片的棱镜形成区域，上述第一微棱镜阵列片的棱镜形成区域中的棱镜的配置如下：在棱镜配置量的密度随着远离上述光源而变大的配置中，在与上述第二微棱镜阵列片的棱镜形成区域相对的区域中使棱镜配置量的密度增加。
2.根据权利要求1所述的双面发光的背光源，其特征在于：
上述光源具备配置成覆盖上述多个LED的树脂部，在上述长度方向上，上述树脂部的与上述基体相反侧的表面在沿上述长度方向相邻的上述LED之间具有凹部。
3.根据权利要求1或2所述的双面发光的背光源，其特征在于：
上述第二微棱镜阵列片所具有的薄膜部的尺寸比设有上述第二微棱镜阵列片的上述导光板的面的尺寸小。
4.根据权利要求1或2所述的双面发光的背光源，其特征在于：
上述第二微棱镜阵列片所具有的薄膜部的尺寸与设有上述第二微棱镜阵列片的上述导光板的面的尺寸相同。
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