CN102914907B - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于减少背光源的亮度不均，并扩大能够作为面光源利用的区域的面积。背光源(20)包括使光源(22)的光从端面(26)入射并从表面(28)射出的导光板(24)。导光板(24)的端面(26)具有平坦面(48)和从平坦面(48)突出的凸面(50)，从光源(22)沿垂直于平坦面(48)的方向行进的光通过在凸面(50)上的折射而扩散并入射至导光板(24)。凸面(50)形成为使在与光射出的表面(28)正交的多个中心轴(58)的周围分别形成的多个圆筒面(52)一体化的形状。在多个圆筒面(52)的排列方向上位于凸面(50)的两端部的一对圆筒面(52)分别与平坦面(48)邻接。彼此相邻的圆筒面(52)在与平坦面(48)相比向凸面(50)的突出方向偏离的位置上相互连接。

Description

显示装置
技术领域
本发明涉及显示装置。
背景技术
在具有侧光式的背光源的显示装置中，向导光板的端面入射的光在导光板的内部行进，并由背面侧的界面反射而从表面射出(专利文献1)。近年，要求缩小显示面板的将显示区域包围的区域(框缘)。随之也要求背光源为窄框缘化，因此需要缩小导光板的入光面附近的亮度不均。于是，在导光板的端面形成凹凸或槽，来使光折射而扩散(专利文献2及3)。
在先技术文献
专利文献1：日本特开2009-276531号公报
专利文献2：日本特开2004-200072号公报
专利文献3：美国专利申请公开第2004/0120139号说明书
根据导光板的端面的凹凸或槽的形状，能够使光的行进角度被设定为从0°(相对于端面为直角方向)至接近90°(相对于端面为平行方向)的角度。若光的行进角度很小则光的扩散会不足，因此，在导光板的端部与LED之间形成暗部。相对地，若将光的行进角度扩大，则暗部消失，取而代之的是根据该角度产生明部。这样，由于使背光源窄框缘化，而存在产生亮度不均的问题。
发明内容
本发明的目的在于减少背光源的亮度不均，并扩大能够作为面光源利用的区域的面积。
(1)本发明的显示装置的特征在于，具有显示面板和作为所述显示面板的面光源使用的背光源，所述背光源包括：具有比所述面光源窄的发光区域的光源；和使所述光源的光从端面入射并从表面射出的导光板，所述导光板的所述端面具有平坦面和从所述平坦面突出的凸面或凹陷的凹面，从所述光源沿垂直于所述平坦面的方向行进的光通过在所述凸面或凹面上的折射而扩散，并入射至所述导光板，所述凸面或凹面形成为，使多个弯曲面一体化的形状，该多个弯曲面在与所述光射出的所述表面正交的多个中心轴的周围分别形成，在所述多个弯曲面的排列方向上位于所述凸面或凹面的两端部的一对所述弯曲面分别与所述平坦面邻接，彼此相邻的所述弯曲面在与所述平坦面相比向所述凸面或凹面的突出方向偏离的位置上相互连接，在与射出所述光的所述表面平行的面上剖切而得到的剖面上，根据所述多个弯曲面表示多条弧，并根据所述平坦面表示直线。根据本发明，沿垂直于平坦面的方向行进并入射至导光板的光在平坦面上笔直行进，在弯曲面的与平坦面邻接的区域内大幅折射，并在与相邻的弯曲面邻接的区域内小幅折射。由此，能够调整配光的平衡，减少背光源的亮度不均，并扩大能够作为面光源利用的区域的面积。
(2)根据(1)所述的显示装置，其特征还可以是，所述多条弧被设计为相互具有相似形状。
(3)根据(1)所述的显示装置，其特征还可以是，所述多条弧的相似比分别在基准值±15％以内。
(4)根据(1)～(3)中任一项所述的显示装置，其特征还可以是，所述多条弧的最突出的点或最凹陷的点分别与根据所述平坦面表示的所述直线平行地排列成一列。
(5)根据(1)～(4)中任一项所述的显示装置，其特征还可以是，分别位于排列方向的两端的一条所述弧与根据所述平坦面表示的所述直线连接，在与所述直线的连接点上与所述一条所述弧相切的第一切线、与所述直线构成的角度，在所述第一切线所相切的所述一条所述弧的一侧为70°，在彼此相邻的所述弧的连接点上与所述彼此相邻的所述弧的一方相切的第二切线、与所述直线构成的角度，在所述第二切线所相切的所述一方的所述弧的一侧为40°。
附图说明
图1是本发明的实施方式的显示装置的剖视图。
图2是导光板以及光源的整体俯视图。
图3是导光板以及光源的局部放大俯视图。
图4是用于说明导光板的凸面的形状的图。
图5是表示实施例及比较例的导光板的配光特性的图表。
图6是表示比较例1的导光板的形状的图。
图7是表示比较例1的导光板的暗部的图。
图8是表示比较例2的导光板的形状的图。
图9是表示比较例2的导光板的暗部及亮部的图。
图10是表示比较例3的导光板的形状的图。
图11是表示比较例3的导光板的暗部的图。
图12是表示本发明的其他实施例的从平坦面突出的椭圆筒面的图。
图13是表示本发明的其他实施例的从平坦面突出的二次曲线面的图。
图14是表示本发明的其他实施例的从平坦面凹陷的圆筒面的图。
图15是表示本发明的其他实施例的从平坦面凹陷的椭圆筒面的图。
图16是表示本发明的其他实施例的从平坦面凹陷的二次曲线面的图。
附图标记说明
10显示面板，12基板，14液晶层，16偏振片，18薄膜，20背光源，22光源，24导光板，26端面，28表面，30背面，32第一凸部，34第二凸部，36光漫射片，38棱镜片，40反射片，42框架，48平坦面，50凸面，52圆筒面，54弧，56直线，58中心轴，60第一切线，62第二切线，124导光板，126端面，152圆筒面，154弧，156直线，160切线，164暗部，224导光板，226端面，252圆筒面，254弧，256直线，260切线，264暗部，266亮部，324导光板，326端面，348平坦面，352圆筒面，356直线，360切线，364暗部，366暗部。
具体实施方式
以下，对于本发明的实施方式，参照附图进行说明。图1是本发明的实施方式的显示装置的剖视图。
显示装置具有显示面板10。显示面板10是控制光的通过以及遮断而显示图像的光闸式的显示面板。图1所示的显示面板10为液晶显示面板，包括由玻璃等构成的一对基板12和夹在其之间的液晶层14，在一对基板12的外侧分别具有偏振片16。在下侧(后述的背光源20侧)的偏振片16上，粘贴有转换偏振光的薄膜18，使具有偏振光的光的成分增加，该偏振光在偏振片16的光透过轴方向上振动。
显示装置具有作为显示面板10的面光源而使用的背光源20。背光源20具有光源22。光源22为LED(发光二极管、LightEmittingDiode)等点光源。点光源与面光源相比，其发光区域较窄。
背光源20包括导光板24。光从光源22入射到导光板24的端面26上。光从导光板24的表面28射出为面状。导光板24用于将光源22(点光源)的光转换成面光源并向显示面板10照射。
在导光板24的背面30上，形成有多个第一凸部32(纵突出部)。第一凸部32的棱线沿着光的行进方向连续。通过形成第一凸部32，抑制了以背面30作为界面进行反射并返回内部的光发生扩散。
在导光板24的表面28上，形成有多个第二凸部34(横突出部)。第二凸部34的棱线以与光的行进方向交叉的方式连续。通过形成第二凸部34，由背面30反射的光不因表面28返回而会射出。
在导光板24上(靠近显示面板10的一侧)，配置有光漫射片36。由于光漫射片36具有弱的光漫射作用，所以通过使光从其透过而能够减弱对来自导光板的光分布造成的影响。在光漫射片36上(靠近显示面板10的一侧)，配置有两枚棱镜片38。通过使光透过棱镜片38，而能够使光向正面集中，从而使正面亮度提高。另外，在导光板24下(与显示面板10相反的一侧)配置有反射片40。显示装置具有框架42，并在框架42的内侧配置有背光源20。
图2是导光板24以及光源22的整体俯视图。如图2所示，以面对导光板24的方式配置有光源22。
图3是导光板24以及光源22的局部放大俯视图。如图3所示，光源22面对的导光板24的端面26具有平坦面48和从平坦面48突出的凸面50。相对于在平坦面48上笔直行进，在从光源22沿垂直于平坦面48的方向行进的光在凸面50上由于折射而扩散并入射至导光板24。
凸面50形成为作为多个弯曲面而使圆筒面52一体化的形状。在多个圆筒面52的排列方向上，位于凸面50的两端部的一对圆筒面52分别于平坦面48邻接。在多个圆筒面52的排列方向上的平坦面48的宽W1通过设计的背光源的样式来决定。彼此相邻的圆筒面52在与平坦面48相比向凸面50的突出方向偏离的位置上相互连接。
图4是用于说明导光板24的凸面50的形状的图。在与光射出的表面28平行的面上进行剖切而得到的剖面上，根据多个圆筒面52表示多条弧54，根据平坦面48表示直线56。多条弧54(多个圆筒面52)分别形成在分别与光射出的表面28正交的多个中心轴58的周围。多条弧54以半径相等的方式设计。或者，多条弧54的半径分别为基准值±15％以内的长度。
多条弧54的中心点(中心轴58)分别与根据平坦面48表示的直线56平行地并排成一列。分别位于排列方向的两端的一条弧54与根据平坦面48表示的直线56连接。在与直线56的连接点上与一条弧54相切的第一切线60、与直线56(或其平行线)构成的角度α，在第一切线60所切的一条弧54的一侧为70°。在彼此相邻的弧54的连接点上与彼此相邻的弧54的一方相切的第二切线62、与直线56(或其平行线)构成的角度β，在第二切线62所切的一条弧54的一侧为40°。
根据本实施方式，如图3所示，沿垂直于平坦面48的方向行进并入射至导光板24的光在平坦面48上笔直行进，在圆筒面52的与平坦面48邻接的区域内大幅折射，并在与相邻的圆筒面52邻接的区域内小幅折射。由此，能够调整配光的平衡，减少背光源20的亮度不均，并扩大能够作为面光源28利用的区域的面积。
【实施例】
图5是表示实施例及比较例的导光板的配光特性的图表。图6是表示比较例1的导光板的形状的图。图7是表示比较例1的导光板的暗部的图。
图6所示的导光板124的光入射的端面126由多个圆筒面152构成，无平坦面。圆筒面152上描画有弧154，彼此相邻的弧154的连接点沿着直线156排列。在彼此相邻的弧154的连接点上与彼此相邻的弧154的一方相切的切线160、与直线156构成的角度β1，在切线160所切的弧154的一侧为40°。在该例中，如图5所示，光的扩散很少。由此，如图7所示，在导光板124的光射出的表面128上，形成有暗部164。
接着，图8是表示比较例2的导光板的形状的图。图9是表示比较例2的导光板的暗部及亮部的图。
图8所示的导光板224的光入射的端面226由多个圆筒面252构成，无平坦面。圆筒面252上描画有弧254，彼此相邻的弧254的连接点沿着直线256排列。在彼此相邻的弧254的连接点上与彼此相邻的弧254的一方相切的切线260、与直线256构成的角度α2，在切线260所切的弧254的一侧为70°。在该例中，如图5所示，光的扩散很大，因此，如图9所示，虽然暗部264变小，但是形成了亮度显著的亮部266。可以想到亮部266是起因于在发光效率良好的45°附近的角度上的光量很多。
接下来，图10是表示比较例3的导光板的形状的图。图11是表示比较例3的导光板的暗部的图。
图10所示的导光板324的光入射的端面326包括多个圆筒面352，在彼此相邻的圆筒面352之间具有平坦面348。圆筒面352的形状与图8所示的相同，切线360与直线356的角度α3为70°。在该例中，如图5所示，40～45°附近的光的光量急剧减少。由此，如图11所示，虽然比较例2的亮部266消失，但是除了与比较例2相同的暗部364外，还进一步形成有暗部366。
如图5所示，本实施例与比较例1相比光的扩散较大，与比较例2相比不存在很明显地在45°附近的光量过多的情况，且与比较例3相比不存在光量急剧减少的角度。因此，暗部变小，并且也不存在过分明亮的部分。
本发明并不限定于上述实施方式，能够进行各种变形。在实施方式中说明的结构能够置换成实质上相同的结构、发挥相同作用效果的结构、或能达到相同目的的结构。例如，如图12、图13所示，即使将圆筒面置换为椭圆筒面400或者二次曲面402，也能同样实现本发明的效果。或者，如图14、图15、图16所示，即使将从平坦面突出的圆筒面、椭圆筒面、或二次曲面的凸面置换为凹陷的圆筒面404、椭圆筒面406、或二次曲面的凹面408，也能获得同样的效果。

Claims (5)

1.一种显示装置，其特征在于，具有显示面板和作为所述显示面板的面光源使用的背光源，
所述背光源包括：具有比所述面光源窄的发光区域的光源；和使所述光源的光从端面入射并从表面射出的导光板，
所述导光板的所述端面具有平坦面和从所述平坦面突出的凸面或凹陷的凹面，从所述光源沿垂直于所述平坦面的方向行进的光通过在所述凸面或凹面上的折射而扩散，并入射至所述导光板，
所述凸面或凹面形成为，使多个弯曲面一体化的形状，所述多个弯曲面在与所述光射出的所述表面正交的多个中心轴的周围分别形成，
在所述多个弯曲面的排列方向上位于所述凸面或凹面的两端部的一对所述弯曲面分别与所述平坦面邻接，
彼此相邻的所述弯曲面在位于与所述平坦面相比向所述凸面或凹面的突出方向偏离的位置上的、该彼此相邻的所述弯曲面之间的连接点处相互连接，
在与所述光射出的所述表面平行的面上剖切而得到的剖面上，根据所述多个弯曲面表示多条连续的弧，并根据所述平坦面表示直线。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
所述多条弧设计为，相互具有相似形状。
3.根据权利要求1或2所述的显示装置，其特征在于，
所述多条弧的最突出的点或最凹陷的点分别与根据所述平坦面表示的所述直线平行地排列成一列。
4.根据权利要求1或2所述的显示装置，其特征在于，
分别位于排列方向的两端的一条所述弧与根据所述平坦面表示的所述直线连接，
在与所述直线的连接点上与所述一条所述弧相切的第一切线、与所述直线构成的角度，在所述第一切线所相切的所述一条所述弧的一侧为70°，
在彼此相邻的所述弧的连接点上与所述彼此相邻的所述弧的一方相切的第二切线、与所述直线构成的角度，在所述第二切线所相切的所述一方的所述弧的一侧为40°。
5.根据权利要求1或2所述的显示装置，其特征在于，
从所述平坦面突出的所述凸面或凹陷的所述凹面由圆筒面、椭圆筒面、或二次曲线面构成。
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