CN102395825A - 背光单元 - Google Patents
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Abstract
一种背光单元，构造成使得发光二极管安装电路板是可拆卸的，并且即使在导光板发生移动的情况下，发光二极管安装电路板与导光板的受光面之间的距离的精度也能维持在高水平。背光装置(10)包括：具有作为光源的发光二极管(20)的发光二极管安装电路板(15)；发光二极管(20)所面对的、并具有供来自发光二极管(20)的光入射的受光面和发射所入射的光的发光面的导光板(12)；和用于保持导光板(12)的框体，其中，所述框体(14)设置有与发光二极管安装电路板(15)接合的定位突起(14b)。
Description
技术领域
本发明涉及使用发光二极管(LED)作为背光源的背光单元，更具体地，本发明涉及使在基板上固定有作为背光源的发光二极管的发光二极管安装板能够更换、并且使发光二极管安装板的定位能够正确地进行以抑制辉度的不均匀性和更换前后辉度的波动的背光单元。
背景技术
液晶显示装置因其与CRT(阴极射线管)相比的例如轻质、薄型和低电能消耗等特点而在许多电子装置中用于显示。液晶显示装置通过电场来改变沿一定方向排列的液晶分子的方向，并通过改变液晶层的光透射率来显示图像。作为液晶显示装置的显示方法，存在有反射型和半透射型。反射型液晶显示装置使用低的电能消耗，因为它不需要背光，然而这种显示装置在黑暗环境中难以看见。因此，许多液晶显示装置使用使用了背光的透射型或半透射型。
作为背光源，存在配置在液晶显示面板的后表面上的直下型(direct-undertype)、和将光源配置在配置于液晶显示面板的后表面的显示区域中的导光板的侧面的侧光型。侧光型背光源通过导光板的引导将来自光源的光反射向液晶面板的方向。因此，与直下型相比，侧光型背光源具有能够使液晶显示装置做薄、并且能够轻松地使辉度均匀化的特征。
此外，所使用的许多背光源是冷阴极放电管和发光二极管。与冷阴极放电管相比，发光二极管具有许多优点，例如体积小、电能消耗低、操作寿命长、没有作为环境污染的原因的水银、因直流点灯能力而使高频噪音的发生率低、在低温容易点灯等等。因此，由发光二极管组成的背光源常常使用在中小型移动电子装置中，特别是移动电话装置、便携式导航装置等。
另一方面，由发光二极管组成的背光源具有这样的特征，即如果到导光板的受光面的距离过近，则辉度变得不均匀，如果距离过远，则辉度变低。因此，如在以下专利文献1中所公开的，设计成使能够在发光二极管与导光板的受光面之间保持预定距离。另外，以下专利文献1中所公开的背光源通过具有良好热传导性的双面胶带使在基板上固定有发光二极管的发光二极管安装板附接至金属框体来改善散热效率。
然而，虽然由发光二极管组成的背光源具有长的操作寿命，但是它具有的一个缺点是覆盖发光二极管的发光器件的树脂随着年岁的经过而改变颜色。因此，如以下专利文献2中所公开的，存在这样一种结构，其中在基板上固定有发光二极管的发光二极管安装板能够被轻松地装卸。以下专利文献2所公开的由发光二极管组成的背光单元采用这样一种结构，其中在背光单元的底面上设置有用于安装或拆卸发光二极管安装板的装卸口，并且在安装有发光二极管安装板的状态下通过盖子来密封装卸口。
引用列表
专利文献
专利文献1：JP 2007-163620A
专利文献2：JP 2008-218039A
发明内容
技术问题
不必更换发光二极管安装板的背光单元能够以高精度进行发光二极管安装板的定位，因为能够使用用于定位的器具或装置通过双面胶带来固定发光二极管安装板，并且发光二极管安装板很少因车辆的移动或步行等振动而引起后冲(backlash)。相反，能够更换发光二极管安装板的背光单元不能使用用于定位发光二极管安装板的器具或装置来轻松地安装或拆卸发光二极管安装板，因为它是经由狭窄的装卸口来进行发光二极管安装板的安装或拆卸的操作。此外，当有必要更换发光二极管安装板时，难以采用通过双面胶带固定发光二极管安装板的结构。
此外，虽然如上述专利文献2所公开的液晶显示装置那样是能够更换发光二极管安装板的结构，但是如果只是通过简单的止动件来固定发光二极管基板，则发光二极管安装板不会定位在预定位置处，因此存在由振动引起发光二极管安装板发生后冲从而恶化导光板的受光面与发光二极管安装板之间的距离精度的问题。另外，发光二极管安装板可沿平行于导光板的受光面的方向移动。特别地，由于与冷阴极管那样的线状光源相比，发光二极管是所谓的点状光源，它即使沿平行于受光面的方向稍微发生移动，也会对从导光板射出的光的辉度造成极其巨大的影响。
本发明的做出是为了解决现有技术的这种问题，并且旨在提供一种背光单元，其使在基板上固定有作为背光源的发光二极管的发光二极管安装板能够更换、并且使发光二极管安装板的定位能够正确地进行以抑制辉度的不均匀性和更换前后辉度的波动。
解决问题的方案
为了实现上述目的，本发明提供了一种背光单元，其包括：发光二极管安装板，具有作为背光源的发光二极管；导光板，所述发光二极管设置成面对所述导光板，并且所述导光板具有供来自所述发光二极管的光入射的受光面和发射所入射的光的发射面；和框体，保持所述发光二极管安装板和所述导光板，并具有所述发光二极管安装板的装卸口。所述发光二极管安装板可具有在被可拆卸地保持于所述框体中的背光单元中形成的使所述框体与所述发光二极管安装板之间彼此接合的接合部。
本发明的背光单元包括使保持发光二极管安装板和导光板的框体与发光二极管安装板之间彼此接合的接合部。因此，根据本发明的背光单元，虽然发光二极管安装板因车辆移动或步行等振动而发生后冲，也能因形成于框体与发光二极管安装板之间的接合部固定了定位而避免发生位移，并且能够避免导光板的受光面与发光二极管安装板之间的距离发生改变。
此外，根据本发明的背光单元，接合部优选由形成于发光二极管安装板上的孔和形成于框体中的突起组成。
根据本发明的背光单元，由于形成于框体中的用于定位的突起与形成于发光二极管安装板上的孔接合，即使在振动更强烈的情况下也能避免发光二极管基板发生位移，并且能进一步避免导光板的受光面与发光二极管安装板之间的距离发生改变。注意，形成于发光二极管安装板上的孔可以是圆形、椭圆形或矩形的。基本上，只要形成于框体中的用于定位的突起与形成于发光二极管安装板上的孔紧紧地接合、并且即使在强烈振动的情况下也不发生分离即可。
根据本发明的背光单元，发光二极管安装板优选由安装发所述光二极管的柔性印刷线路板和安装所述柔性印刷线路板的金属补强板组成，并且所述孔优选形成在补强板上。
根据本发明的背光单元，即使发光二极管安装板像印刷线路板那样容易发生变形，由于发光二极管安装板安装在金属补强板上，同时形成于框体中的用于定位的突起与形成于补强板上的孔接合，因此能够正确地进行发光二极管安装板的定位。另外，由于补强板是金属的并具有良好的热传导性，所以发光二极管的散热良好。因此，根据本发明的背光单元，能够增加向发光二极管施加的电流，因此能够获得更亮的背光单元。
根据本发明的背光单元，所述框体形成有从所述框体延伸的发生弹性变形的按压部，所述突起形成为从所述按压部突出。
本发明的背光单元中的发生弹性变形的按压部，在框体是注塑加工而成的情况下，能够只通过切割用于形成框体的模具的一部分，来形成由具有弹性的肋条组成的按压部，而在框体是按压加工而成的情况下，能够只通过进行弯曲作业来形成由具有弹性的臂组成的按压部。因此，根据本发明的背光单元，能够轻松地在框体中形成发生弹性变形的按压部。另外，根据本发明的背光单元，能够通过将发光二极管安装板安装在框体中并使从按压部突出的突起与发光二极管安装板的孔结合的简单构造，来进行发光二极管安装板的定位。
根据本发明的背光单元，突起可具有倾斜侧面，并且当安装或拆卸发光二极管安装板时，可通过在突起的倾斜侧面上滑动发光二极管安装板，来使按压部发生弹性变形。
根据本发明的背光单元，由于突起具有供发光二极管安装板滑动的斜面，要安装发光二极管安装板，沿该斜面滑动发光二极管安装板以使按压部自动地发生弹性变形，从而能够轻松地将发光二极管安装板安装在框体中。此外，要拆卸发光二极管安装板，通过使按压部变形，能轻松地拆卸掉发光二极管安装板。
附图说明
图1是一实施例的液晶显示装置的分解透视图；
图2是示出一实施例的液晶显示装置的背光单元的外观的透视图；
图3是沿图2中的线III-III的截面图及其局部放大图；
图4沿图2中的线IV-IV的截面图；
图5A是发光二极管安装板的截面图及其局部放大图，而图5B是从不同于图5A的方向观察到的发光二极管安装板的截面图及其局部放大图；
图6A是示出导光板与发光二极管光源之间的关系的透视图，而图6B是示出光控制单元的配置的俯视图；
图7是示出框体的形状的透视图及其局部放大图；
图8是示出滑动件的形状的透视图及其局部放大图；
图9是示出发光二极管安装板的装卸的透视图；
图10是示出滑动件的装卸的透视图及其局部放大图；而
图11A是示出第一变型例的截面图，而图11B是示出第二变型例的截面图。
具体实施方式
以下将参考实施例和附图来详细描述本发明的优选实施例。以下实施例并非旨在将本发明限制为本文所描述的内容，可在所附权利要求的范围内将本发明适用于各种变型。注意，本说明书中为了说明而使用的附图对于各层或构件显示为不同的比例尺，以便各层或构件能够适合屏幕以成为可感知的尺寸，它们并不一定显示为与实际尺寸成比例。
将参考图1-图10来描述本发明实施例的液晶显示装置。用于本实施例的液晶显示装置的背光单元10，如图1所示，配置在透射型或半透射型液晶面板50的后表面上。液晶面板50被夹持在背光单元10与上壳体51之间。在背光单元10上，从液晶面板50的后表面，即从图1的上侧起，重叠有下壳体11、导光板12、光学片13和框体14。另外，在背光单元10上，发光二极管安装板15被框体14保持成面向作为导光板12的受光面的侧面，并如图2所示地插入以使滑盖16能够从形成于框体14的侧面上的盖插入口14f滑动。
下壳体11如图1所示由不锈钢板挤压加工而成。虽然图中未示出，但是在下壳体11的内侧贴附有白色的反射片。如图5A和图5B所示，发光二极管安装板15是通过双面胶带19将柔性印刷线路板17固定在补强板18上而形成的。柔性印刷线路板17安装有多个发光二极管20，并由粘附至补强板18的主单元17a和与外接电源(未示出)连接的连接单元17b组成。补强板18是由不锈钢板按压加工而成的。此外，在两个相邻发光二极管20之间以及在补强板18的两端配置有孔18a。对于双面胶带19，选择成具有高热传导性的，以将发光二极管20的热良好地传导至补强板18。这里，柔性印刷线路板17的尺寸设定成小于补强板18的尺寸，以使补强板18的外周缘位于柔性印刷线路板17的外周缘外。
导光板12由透明丙烯酸类树脂(PMMA：聚甲基丙烯酸甲酯树脂)组成，并通过注塑加工而成。导光板12形成为矩形板状，并且如图6A所示，接受来自发光二极管安装板15的发光二极管20的光入射的侧面向发光二极管20侧延伸，并具有与位于柔性印刷线路板17的发光二极管20之间的柔性印刷线路板17的主单元17a抵接的延伸单元12a。此外，以对应于每个发光二极管的柔性印刷线路板的侧面的位置以中心，以波纹形状形成有光控制单元12b。在光控制单元12b中，如图3中的下部放大图所示，角度为预定角度θ，例如约10度，的反射面生成为锯齿形状。该波纹形状的光控制单元12b相对于入射方向在直角方向改变来自多个发光二极管20的入射光的光路，使相对于入射方向在直角方向的辉度均匀化。
光学片13如图1所示由多个片构成，例如四个片，包括发生漫射以使辉度均匀化的第一漫射片、使沿y轴方向(显示器的垂直方向)行进的光集中在液晶面板50侧的y轴棱镜片、使沿x轴方向(显示器的水平方向)行进的光集中在液晶面板50侧的x轴棱镜片、和发生漫射以使辉度均匀化的第二漫射片。
框体14由合成树脂例如聚碳酸酯组成，并通过注塑加工形成。框体14呈框体形状，其中，中心部大开，以使从导光板12输出的光能够在不被遮挡的情况下照射液晶面板50的显示区域。此外，根据本实施例的背光单元10，如图1-4所示，框体14与下壳体11结合，并容纳导光板12和光学片13。下壳体11稍短于框体14(参考图2)，以便能够在不从框体14移出下壳体11的情况下装卸发光二极管安装板15，并且在下壳体11的边缘与框体14之间形成有装卸口11a。
此外，形成有接合部，以使框体14和发光二极管安装板15相互接合。其具体示例显示，在本实施例中，如图3和图7所示，框体14具有从平行于框体14的光学片13的表面侧垂直地配置在与发光二极管安装板15的补强板18的孔18a相对应的位置处的多个肋条14a。每个肋条14a形成为狭窄的，并且能够发生弹性变形，如同一个悬臂。另外，每个肋条14a具有从肋条14a突出的突起14b。这些肋条14b分别与形成于补强板18上的多个孔18a结合。突起14b呈具有倾斜面14c的渐缩V形。如图9所示，在发光二极管安装板15安装于框体14中之前的状态下，框体14的突起14b与导光板12的延伸单元12a之间的间隙L1小于柔性印刷线路板17加上补强板18的厚度L2。
因此，当发光二极管安装板15从上部的装卸口14d安装到框体14与导光板12之间时，补强板18的外周侧沿突起14b的倾斜面14c滑动，以使肋条14a朝导光板12的相反方向发生弹性变形，从而使突起14b与孔18a结合。通过该结合确定发光二极管安装板在框体14中的位置。在具有能够被轻松地装卸的发光二极管安装板的普通背光单元中，发光二极管安装板的位置容易移动，然而，本实施例的背光单元10能使突起14b与补强板18的孔18a结合，使得发光二极管安装板15能够牢固地且正确地定位在框体14与导光板12之间。换言之，通过使用框体14的突起14b和发光二极管安装板15中的补强板18的孔18a以上述方式使框体14与发光二极管安装板15相互接合，能够避免发光二极管20在平行于导光板12的受光面的方向(图4和图8中滑盖16的插入方向)上发生位移，并且避免发光二极管20在相对于导光板12的受光面的垂直方向(图3的截面图中导光板12的厚度方向)上发生位移。特别地，与例如冷阴极管等线状光源不同，发光二极管20是所谓的点状光源，相对于导光板12确定发光二极管20的位置，以使从导光板12射出的光具有最高的效率。因此，即使发光二极管20向平行于导光板12的受光面的方向或垂直于导光板12的受光面的方向稍微发生移动，从导光板12发射的光也会降低，然而，本发明能够防止发光二极管20的位移。特别地，在安装于发光二极管安装板15上的多个发光二极管20中，孔18a与突起14b在相邻发光二极管20之间进行结合。因此，即使在发光二极管20特别容易发生位移的发光二极管安装板15的中心部附近，也能避免发光二极管20的位移。
在突起14b与孔18a结合的状态下，如图3所示，肋条14a通过弹性变形朝导光板12的方向按压发光二极管安装板15的补强板18侧。由于补强板18是刚性的，所以发光二极管安装板15被均匀地沿导光板12的方向按压，并且发光二极管20与导光板12之间的间隙被成功地定位在预定位置处(图6B中的L3)。因此，根据本实施例的背光单元10，即使导光板12由于例如车辆移动或步行等振动而发生移动，通过与之同步的弹性变形，发光二极管安装板15通过肋条14a的弹性变形沿导光板12的方向移动，使得导光板12与发光二极管安装板15之间的距离维持恒定。
此外，在本实施例的背光单元10中，导光板12形成有沿发光二极管安装板15侧的方向延伸以位于发光二极管安装板15的发光二极管20之间的延伸单元12a(参考图6或图7)。当发光二极管安装板15从上部装卸口14d安装在框体14与导光板12之间时，该延伸单元12a与发光二极管安装板15上的柔性印刷线路板17的主单元17a抵接。具有这种构造，发光二极管安装板15上的柔性印刷线路板17的主单元17a被按压，以被夹持在发光二极管安装板15的补强板18与导光板12的延伸单元12a之间，以便能够使发光二极管安装板15的发光二极管20与导光板12之间的距离维持恒定。
此外，由于固定发光二极管20的柔性印刷线路板17通过具有良好热传导性的双面胶带19固定在不锈钢补强板18的表面上，所以发光二极管20所生成的热通过传导转移至补强板18而得到冷却。因此，根据本实施例的背光单元，比起使用普通发光二极管的背光单元，能够向发光二极管20施加更大的电流，因此能够获得更亮的背光单元。
注意，当经由下盖的装卸口11a从框体14与导光板12之间的间隙取出发光二极管安装板15时，如图9所示，发光二极管安装板15能够被取出，因为补强板18的孔18a(参考图5)沿突起14b的倾斜面14c滑动，并且肋条14a沿导光板12的相反方向发生弹性变形，以解除突起14b与孔18a之间的结合。
此外，在从装卸口14d安装发光二极管安装板15后，如图10所示，从框体14的滑盖插入口14f(参考图1和图2)插入滑盖16，并通过滑动将滑盖16安装到沟槽14e和下壳体11与导光板12之间的间隙11b中来密封下壳体11的装卸口14d，所述沟槽14e是在制造框体14时通过模具合型形成于发光二极管安装板15的侧壁上的，而所述间隙11b是通过下壳体11的垂直的Z弯曲形成的。
同时，由于滑盖16的一端形成弯曲成L形的舌片16a，所以舌片16a能够密封框体14的滑盖插入口14f(参考图1和图2)。因此，对于本实施例的背光单元10，形成在下壳体11与框体14之间的发光二极管安装板15的装卸口14d以及形成在框体14的侧面上的滑盖插入口14f同时被滑盖16密封，从而能够防止异物从装卸口14d和滑盖插入口14f侵入。此外，滑盖16的舌片16a能够在插入滑盖16时用作止动件。
此外，如图3和图5所示，柔性印刷线路板17的连接单元17b弯曲成S形，并通过导光板12与滑盖16之间、以及滑盖16与下壳体11之间，以暴露在下壳体11的外表面上。具有这种构造，类似于上述专利文献2中所公开的背光单元，柔性印刷线路板17的配线面不接触滑盖16，从而能防止柔性印刷线路板17的断线。
注意，上壳体51也是由不锈钢板制成的按压加工产品。如图2所示，上壳体51呈盒形，并且中心部大开，以便能够观察液晶面板50的显示区域。此外，上壳体51与框体14结合，并在上壳体51与框体14之间容纳液晶面板50。根据上述构造，从发光二极管安装板15的发光二极管20射出的光经由导光板12的侧面入射到导光板内，在反射板处发生反射和漫射，并通过光学片13发生进一步漫射并沿所定方向集中，然后照射到液晶面板50的后表面上。
注意，在上述实施例的背光单元10中，形成于框体14中的肋条14a被设定为悬臂，因此容易形成该肋条14a，因为只需切割模具的一部分。然而，肋条14a只要能使形成于补强板18上的孔18a与形成于肋条14a上的突起14b结合即可，并不局限于悬臂形状。例如，它可作为第一变型例的背光单元10A如图11A所示地呈上下连结的双支承梁的形状，也可作为第二变型例的背光单元10B如图11B所示地呈左右连结的双支承梁的形状。只要是呈双支承梁的形状，就可向发光二极管安装板15施加平行于导光板12的受光面的动力，从而能使定位精度变得更好，并且降低发光二极管安装板15的后冲。注意，在图11A和图11B中，与图1-10所示实施例的背光单元10相同的构成部分被赋予相同的附图标记，并省略详情描述。
此外，上述实施例示出了框体14与发光二极管安装板15通过框体14的突起14b和发光二极管安装板15中的补强板18的孔18a相互接合的示例，然而也可以是例如在框体14侧形成孔而在发光二极管安装板15上形成突起的结构，框体与发光二极管安装板之间的接合并不局限于由突起和孔形成的接合部，也可以是在两侧具有钩以使这些钩彼此接合的结构。
附图标记列表
10，10A，10B：背光单元
11：下壳体
11a：开口
11b：间隙
12：导光板
12a：(导光板的)延伸单元
12b：光学控制单元
13：光学片
14：框体
14a：肋条
14b：突起
14c：倾斜面
14d：装卸口
14e：沟槽
14f：盖插入口
15：发光二极管安装板
16：滑盖
16a：舌片
17：柔性印刷线路板
17a：(柔性印刷线路板的)主单元
17b：(柔性印刷线路板的)连接单元
18：补强板
18a：(补强板的)孔
19：双面胶带
20：发光二极管
50：液晶面板
51：上壳体
Claims (6)
1.一种背光单元，包括：
发光二极管安装板，具有作为背光源的发光二极管；
导光板，所述发光二极管设置成面对所述导光板，并且所述导光板具有供来自所述发光二极管的光入射的受光面和发射所入射的光的发射面；和
框体，保持所述发光二极管安装板和所述导光板，并具有所述发光二极管安装板的装卸口，
其中，所述发光二极管安装板具有在被可拆卸地保持于所述框体中的背光单元中形成的使所述框体与所述发光二极管安装板之间彼此接合的接合部。
2.如权利要求1所述的背光单元，其中，所述接合部包括形成于所述发光二极管安装板上的孔和形成于所述框体中的突起。
3.如权利要求2所述的背光单元，其中，所述发光二极管安装板包括：
安装所述发光二极管的柔性印刷线路板；和
附接所述柔性印刷线路板的金属的补强板，
其中，所述补强板形成有所述孔。
4.如权利要求2或3所述的背光单元，其中，所述框体形成有从所述框体延伸的发生弹性变形的按压部，所述突起形成为从所述按压部突出。
5.如权利要求4所述的背光单元，其中，
所述突起具有倾斜侧面，并且
当安装或拆卸所述发光二极管安装板时，通过在所述突起的倾斜侧面上滑动所述发光二极管安装板，来使所述按压部发生弹性变形。
6.如权利要求1所述的背光单元，其中，
所述发光二极管安装板安装有多个发光二极管，并且
所述接合部形成在彼此相邻的发光二极管之间。
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