CN101994961A

CN101994961A - 背光装置

Info

Publication number: CN101994961A
Application number: CN2010102622010A
Authority: CN
Inventors: 羽原启史
Original assignee: NEC LCD Technologies Ltd
Current assignee: Tianma Japan Ltd
Priority date: 2009-08-20
Filing date: 2010-08-19
Publication date: 2011-03-30
Anticipated expiration: 2030-08-19
Also published as: JP2011044298A; CN101994961B; US8215784B2; US20110044028A1

Abstract

本发明公开了一种背光装置，所述背光装置包括：框架，所述框架具有盒状形状，并且具有底部部分和四个侧壁；光源，所述光源布置在框架的底部部分上；扩散板，所述扩散板被框架的每一个侧壁的顶端表面支撑；和光学片，所述光学片布置在扩散板上，其中，每一个侧壁的顶端表面向下倾斜，使得高度朝向所述框架的内部连续降低。

Description

背光装置

本申请基于并主张2009年8月20日提出申请的日本专利申请No.2009-190938的优先权权益，该申请的公开内容通过引用在此全文并入。

技术领域

本发明涉及一种背光装置。

背景技术

用作用于液晶显示电视或类似物的光源的背光装置通常包括扩散板，所述扩散板由丙烯酸板或类似物制成并布置在荧光灯的前面。诸如散射片、透镜片或偏振片的光学片布置在扩散板的前面，并且这些都由框架(背光后框架)保持。在这种背光装置中，尤其是在其中照射表面沿垂直方向被支撑的直接背光装置中，当背光装置被照亮时，扩散板周围的外界温度升高。然后，扩散板膨胀。因此，在背光后框架与扩散板之间提供了沿水平方向的充足间隙。

在日本专利申请公开待审出版物No.2008-090094中所述的背光装置中，作为光源的荧光管布置在框架的内部，所述框架具有浅深度的盒状形状，并沿垂直方向被支撑。框架还具有在框架的前表面的上部分上沿水平方向被布置成直线的多个共线突起部。此外，扩散板由多个突起部锁定。形成在扩散板上的锁定孔中的中间锁定孔的宽度与插入到锁定孔内的突起部的宽度近似相同。此外，左侧和右侧的每一个锁定孔的宽度都比插入锁孔定内的突起部的宽度大。

发明内容

本发明示例性目的是提供一种能够使扩散板自由膨胀和收缩同时抑制振动声的产生和由于扩散板与框架的接触而使得杂质生成的背光装置。

根据本发明的示例性方面的背光装置包括：框架，所述框架为盒状形状，并且具有底部部分和四个侧壁；光源，所述光源布置在框架的底部部分上；扩散板，所述扩散板由框架的每一个侧壁的顶端表面支撑；和光学片，所述光学片布置在扩散板上，其中，每一个侧壁的顶端表面向下倾斜，使得高度朝向框架的内部连续降低。

附图说明

当参照附图时本发明的示例性特征和优点从以下详细说明将变得清楚可见，其中：

图1是根据本发明的第一实施例的背光装置的结构；

图2是显示包括根据本发明的第二实施例的背光装置的图像显示设备的结构的横截面图；

图3A是显示邻近图2中所示的背光后框架与扩散板的接触部分的放大横截面图；

图3B是显示邻近图6中所示的背光后框架与扩散板的接触部分的放大横截面图；

图4A是显示在扩散板膨胀之前的状态下邻近图2中所示的背光后框架和扩散板的接触部分的放大横截面图；

图4B是显示在扩散板膨胀之后的状态下邻近图2中所示的背光后框架和扩散板的接触部分的放大横截面图；

图5是显示根据本发明的第五实施例的背光装置的结构的立体图；和

图6是显示包括关于本发明的背光装置的图像显示设备的结构的横截面图。

具体实施方式

如背景技术中所述，当背光装置被照亮时，扩散板周围的外界温度上升。因此，扩散板由于热膨胀而发生变形。如图6中所示，可以通过在背光后框架18与扩散板19之间提供沿水平方向的充足间隙17来防止扩散板的变形。然而，在这种情况下，当将背光装置放置在恶劣的振动环境中时，背光后框架18和扩散板19相互重复碰撞。因此，产生振动声，并且由于摩擦力而产生粉末、破坏和破裂。

即，虽然需要背光后框架18与扩散板19之间的充足间隙用于防止扩散板的变形，但是所述间隙却产生振动声并且当振动和碰撞发生时产生杂质。

尤其在最近几年中有许多场合将使用背光装置的图像显示设备安装在人造卫星、飞机、汽车、火车和船上。即，背光装置通常在其中大振动、碰撞和热量增加持续多个小时的恶劣环境条件下使用。

代替传统的正弦波振动试验而使用随机振动测试用于对在这种恶劣环境条件下使用的背光装置进行性能评价。

在通过卡车和铁路、飞机飞行和发射火箭输送时产生的振动包括具有各种频率分量或冲击波的不规则波。即，在这种情况下发生的振动不是总具有与正弦波振荡相同的等加速度的振动，而是以无规律的方式具有非常高的加速度的振动。因此，在随机振动测试中，人为地建立这些不规则波和冲击波，并且在类似于实际条件的环境下执行性能评价。

如果在背光后框架与扩散板之间提供沿水平方向的充足间隙，则当对背光装置实施随机振动测试时扩散板和背光后框架相互重复碰撞。因此，产生振动声，并且由于摩擦力而使得粉末产生于扩散板。此外，产生破坏和破裂。此外，扩散板与支撑扩散板的背光后框架之间的接触区由于图像显示设备的框架部分变窄的趋势而往往较小。因此，当沿垂直方向发生振动时，可将非常强的粉末添加到扩散板与背光后框架的接触区。因此，粉末产生于接触面，并且出现破坏和破裂。此外，由扩散板生成的杂质滑动到扩散板与光学片之间的空间内，并且这会产生以下问题。即，杂质由于刮擦光学片或突出到显示表面上而使图像质量恶化。

接下来，以下参照附图说明本发明的实施例。然而，这些实施例不限于本发明的技术保护范围。

[第一实施例]

图1中示出了根据本发明的第一实施例的背光装置。本实施例的背光装置1包括框架2、光源3、扩散板4和光学片5。框架2为盒状形状，并具有底部部分和四个侧壁。光源3布置在框架2的底部部分上。扩散板4被支撑在框架2的每一个侧壁的顶端表面上。光学片5布置在扩散板4上。

框架2的每一个侧壁的顶端表面向下倾斜，使得高度朝向框架2的内部连续降低。

因此，可以使扩散板4进行自由膨胀和收缩。此外，可以防止扩散板4与背光后框架2之间的碰撞。因此，可以抑制振动声的产生和由于扩散板4和框架2而造成的杂质的生成。

图1显示了扩散板4的侧表面是垂直于底面的表面。然而，这不局限于此。即，扩散板4的侧表面可以以与框架2的侧壁的顶端表面相同的角度倾斜。

[第二实施例]

以下使用图2-4说明在此实施例中的背光装置的结构。

图2是显示包括此实施例的背光装置的图像显示设备的结构的横截面图。图3和图4分别是显示邻近背光后框架与扩散板的接触部的放大横截面图。图3A显示此实施例的背光装置的横截面图。图3B显示与图6中所示的本发明的背光装置有关的横截面图。图4A和图4B显示在此实施例的背光装置的扩散板膨胀之前和之后的每一种状态。

如图2中所示，此实施例的图像显示设备包括面板14、照亮面板14的背光装置和保持所述面板和所述背光装置的框架。

面板14例如是液晶显示面板。液晶显示面板包括两个基板和夹在两个基板之间的液晶材料。两个基板中的一个是诸如TFT(薄膜晶体管)的开关元件以矩阵的形式布置在上面的基板。另一个基板是滤色器和黑色矩阵布置在上面的基板。

背光装置包括光源(例如，荧光灯15)、反射器16、扩散板12、光学片13和保持这些的框架(背光后框架11)。荧光灯15发射背光。反射器16将发射自荧光灯15的光反射到面板14。扩散板12扩散从荧光灯15直接施加的光或被反射体16反射的光。光学片13例如是散射片、透镜片或偏振片。

与图2的右侧一样，在图2左侧的延长部分上也具有背光后框架11与扩散板12的另一个接触部。此外，虽然图2是显示荧光灯15的阵列方向的横截面图，但是沿荧光灯15的深度方向也具有与图2相同的结构。

此实施例中的图像显示设备的特征在于背光后框架11与扩散板12的接触部的结构。因此，其它构件的结构、形状和布置具体地不受限制。例如，图2中的光源可以是产生使扩散板12膨胀的热量的任意光源，并且不局限于荧光灯15。光源的组分、布置和数量是任选的。

接下来，以下详细说明背光后框架11与扩散板12的接触部的结构。

背光后框架11是具有浅底部(所述底部包括一个或多个构件)的盒状形状的框架，并且具有底部部分和四个侧壁。光源(荧光灯15)布置在背光后框架11的底部部分上。具有矩形形状的扩散板12布置在背光后框架11的四个侧壁中的每一个的顶端表面上。此外，几乎与扩散板12相同形状的光学片13布置在扩散板12的前面。

图3是显示邻近背光后框架与扩散板的接触部的放大横截面图。在与本发明有关的图3B中所示的背光装置中，在扩散板19的侧表面与背光后框架18之间提供沿水平方向的间隙。因此，可以使扩散板19进行自由膨胀和收缩。然而，当在水平方向上发生振动时，扩散板19的侧表面沿水平方向移动并且与背光后框架18重复碰撞。因此，具有的问题是产生振动声，并且由于摩擦力而出现粉末、破坏和破裂。

另一方面，在此实施例的图3A中所示的背光装置中，其中高度朝向内部连续降低的向下斜面(背光后框架接触倾斜部11a)形成在背光后框架11的每一个侧壁的支撑扩散板12的顶端表面上。此外，具有与背光后框架接触倾斜部分11a几乎相同的斜面的类似的表面(扩散板接触倾斜部12a)形成在扩散板12的侧表面上。因此，扩散板12和背光后框架11在两个倾斜部上相互接触。因此，即使在水平方向上发生振动，也可以防止扩散板12与背光后框架11之间的碰撞。因此，可以抑制振动声的产生和由于摩擦力而使得粉末、破坏和破裂的生成。

当背光装置被照亮时，扩散板12受热并且膨胀。此时扩散板12沿水平方向的膨胀增量ΔL在公式1中表示如下：

其中，扩散板接触倾斜部12a的倾角是θ。扩散板12在膨胀之前的长度是L₀，扩散板12在膨胀之后的长度是L，温差[K]是t，而扩散板的固有线性膨胀系数是α。

ΔL＝L-L₀＝αL₀t (公式1)

可将在公式1中所示的扩散板12沿水平方向的膨胀增量ΔL转换成支撑扩散板12的背光后框架接触倾斜部11a沿垂直方向的位移量。因此，扩散板12执行滑动运动。

如图4中所示，假设扩散板12的滑动运动的位移量是S。滑动运动的位移量在公式2中被表示为：

S＝ΔL tanθ(公式2)

即，由于提供斜面作为背光后框架接触倾斜部11a，因此扩散板12可以通过水平方向的膨胀力移动到垂直方向。因此，即使没有提供沿水平方向的间隙，也可以使扩散板12进行自由膨胀和收缩。因此，可以防止扩散板12由于膨胀和收缩而变形。

由于具有扩散板接触倾斜部12a，因此与图3B中所示的扩散板19相比，扩散板12具有与背光后框架更大的接触面积。因此，可以在扩散板12与背光后框架接触时使作用在扩散板12的单位面积上的力变小。因此，可以降低扩散板12由于在垂直方向上产生的振动而使得破坏和破裂的产生。因此，可以避免由杂质的生成而导致的图像质量恶化和破坏光学片13的问题。

这里，图3B中所示的扩散板19的沿水平方向的间隙被称作为“间隙A”，而沿垂直方向的间隙被称作为“间隙B”。在这种情况下，扩散板19的沿水平方向和垂直方向的总间隙是“间隙A+间隙B”。另一方面，在图3A中所示的此实施例中的扩散板12的沿垂直方向的间隙变成“ΔL tanθ+间隙B”。如果扩散板接触倾斜部12a的倾角θ被设定为小于45度，则ΔL tanθ变得小于间隙A。即，当扩散板接触倾斜部12a的倾角θ被设定为小于45度时，扩散板12与背光后框架11之间的沿垂直方向的间隙变得小于扩散板19的水平方向和垂直方向的总间隙。

因此，可以通过使扩散板接触倾斜部12a的倾角θ小于45度来抑制扩散板12与背光后框架11之间的碰撞。

因此，通过使扩散板12与背光后框架11的接触部倾斜，可以抑制由于振动而产生的振动声。还可以抑制由于摩擦力而使得粉末、破坏和破裂的生成，并且解决图像质量的恶化。此外，扩散板12可以自由地执行膨胀和收缩。

根据此实施例，背光后框架接触倾斜部11a形成在背光后框架11上，而扩散板接触倾斜部12a形成在扩散板12上。然而，这不局限于此。即，倾斜部仅可以形成在背光后框架11。在这种情况下，背光后框架11与扩散板12的接触区变小。然而，仍然可以利用扩散板12的自由膨胀和收缩来防止扩散板12与背光后框架11之间的碰撞。

如上所述，在此实施例的背光装置中，支撑扩散板的背光后框架的每一个侧壁的顶端表面倾斜。扩散板的侧表面也倾斜类似的倾角，使得扩散板可以沿背光后框架的侧壁表面执行滑动运动。因此，扩散板可以沿垂直方向移动，并防止扩散板与背光后框架之间沿水平方向的碰撞。因此，在抑制振动声的产生和由振动和碰撞引起的杂质的情况下可以使扩散板进行自由膨胀和收缩。

通过在背光后框架和扩散板的各个接触面上形成倾斜部，其中正在接触的这两个接触面的部分的面积比图6中所示的结构更大。因此，可以使作用在扩散板上的每单位面积的力更小。因此，可以降低扩散板由于沿垂直方向产生的振动而导致的破坏和破裂的产生。

此外，因为扩散板与背光后框架的接触面倾斜，因此扩散板可以通过沿水平方向膨胀的力而在垂直方向上移动。因此，扩散板的自由膨胀和收缩变得可能。因此，可以抑制由于扩散板的膨胀和收缩而产生的变形。

[第三实施例]

接下来，以下说明根据本发明的第三实施例的背光装置。

在此实施例中的背光装置形成等于或大于45度的倾角θ作为图3A中的扩散板接触倾斜部12a。在这种情况下，与其中扩散板接触倾斜部12a的倾角小于45度的情况相比较，倾角沿水平方向的矢量分量变小。因此，扩散板12的水平方向的位移量变小。因此，与第二实施例相比较，可以降低背光后框架接触倾斜部11a与扩散板接触倾斜部12a之间的摩擦力。

因此，在此实施例中的背光装置具体地对沿水平方向的振动显示非常良好的作用。即，即使当沿水平方向的振动极其严重时，也可以抑制振动声的发生和杂质的产生。

[第四实施例]

接下来，以下说明根据本发明的第四实施例的背光装置。

在第二实施例和第三实施例中集中说明了扩散板12和背光后框架11。另一方面，当背光装置被照亮时，光学片13也与扩散板12一样被加热。并且如果光学片的固有线性膨胀系数β大于扩散板的固有线性膨胀系数α，并且光学片13的尺寸为与扩散板12相同的尺寸，则会发生以下问题。即，光学片13膨胀超过扩散板12，并且光学片13产生褶皱。

另一方面，在此实施例的背光装置中，光学片13的尺寸小于扩散板12的尺寸。因此，即使当光学片的固有线性膨胀系数β大于扩散板的固有线性膨胀系数α时，也很难发生上述问题。

此外，如果光学片的固有线性膨胀系数与扩散板的固有性膨胀系数相同，则光学片13的尺寸可以为与扩散板12相同的尺寸。

[第五实施例]

接下来，以下参照图5说明根据本发明的第五实施例的背光装置。图5是显示此实施例的背光装置的结构的立体图。

根据此实施例，除了第二至第四实施例的结构之外，为矩形形状并且朝向侧部突起的扩散板突起部12b在扩散板12的侧表面上突起。扩散板突起部12b形成在边缘中的侧部的一部分上，扩散板接触倾斜部12a没有形成在所述边缘上。凹入部(背光后框架闭锁部11b)形成在背光后框架11的与扩散板12的扩散板突起部12b相对应的部分上，所述凹入部切掉侧壁的上部，并且扩散板突起部12b可以配合在所述凹入部中。即，背光后框架闭锁部11b可以形成在四个侧壁中至少一个侧壁上。此外，扩散板突起部12b适于闭锁到背光后框架闭锁部11b上。

因此，可以防止扩散板12朝向明显不同于当背光装置被照亮时扩散板12受热和膨胀时的参考位置的方向膨胀。

扩散板突起部12b和背光后框架闭锁部11b可以只形成在一侧，或者可以形成在彼此相对的一对侧部上。取代使突起部和凹入部配合的结构，扩散板12可以通过带固定到背光后框架11的一部分。在这种情况下，还可以防止与参考位置的不同。

在每一个上述实施例中，已经关于将荧光灯15布置在背光后框架11的底部部分上的直接背光装置进行了说明。然而，这不局限于此。即，在每一个上述实施例中的背光装置可以是将光源布置在侧表面的结构的背光装置。

在每一个上述实施例中的背光装置可以应用于具有背光装置的各种图像显示设备。

提供实施例的先前说明能够使本领域的技术人员完成和使用本发明。此外，对这些示例性实施例的各种修改对本领域的技术人员来说显然是显而易见的，并且这里限定的通用原理和具体示例可以应用到没有使用本发明权限的其它实施例。因此，本发明不旨在局限于这里所述的示例性实施例，而是符合如权利要求和等效物的限制而定义的最大的保护范围。

此外，要注意的是发明人的目的是即使在审理期间修改权利要求也要保持所主张的本发明的所有等效物。

Claims

1.一种背光装置，包括：

框架，所述框架具有盒状形状，并且具有底部部分和四个侧壁；

光源，所述光源布置在所述框架的底部部分上；

扩散板，所述扩散板被所述框架的每一个侧壁的顶端表面支撑；和

光学片，所述光学片布置在所述扩散板上，其中，

所述每一个侧壁的顶端表面向下倾斜，使得高度朝向所述框架的内部连续降低。

2.根据权利要求1所述的背光装置，其中，所述扩散板的侧表面具有平行于形成在所述侧壁的顶端表面上的倾斜部的倾斜部，所述扩散板的侧表面与所述侧壁的顶端表面相对。

3.根据权利要求1所述的背光装置，其中，所述侧壁的顶端表面的倾角小于45度。

4.根据权利要求1所述的背光装置，其中，所述侧壁的顶端表面的倾角等于或大于45度。

5.根据权利要求1所述的背光装置，其中，所述光学片的尺寸小于所述扩散板的尺寸。

6.根据权利要求1所述的背光装置，其中，切掉所述侧壁的上部的凹入部形成在所述四个侧壁中的至少一个侧壁上，而适于闭锁到所述凹入部上的突起部形成在所述扩散板的侧表面上。