CN113260908A - 显示装置、照明装置、导光部件及导光构造 - Google Patents

显示装置、照明装置、导光部件及导光构造 Download PDF

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Abstract

显示装置具备：显示面板，使来自一面侧的光的一部分或者全部透射到另一面侧；以及照明装置，被设于显示面板的一面侧，照明装置具备：光源，发出光；以及导光部件，具有透光性，与显示面板对置的第一方向的配置对应于光源的配置，导光部件具有：孔，在第一方向开口，在内侧配置有光源；以及导光部，包围孔的周围，在导光部的一面侧形成有第一倾斜面，该第一倾斜面相对于第一方向及与第一方向正交的平面倾斜。

Description

显示装置、照明装置、导光部件及导光构造
技术领域
本发明涉及显示装置、照明装置、导光部件及导光构造。
背景技术
已知有这样的结构，以规定的间隔配置多个点状光源，从背面侧照明显示面板(例如专利文献1)。
专利文献1：日本特开2016-192263号公报
在采用如发光二极管(LED：light emitting diode)那样的点状光源时，LED位于正下方的部位的亮度相对最亮，与LED彼此的间隔对应的部位的亮度相对变暗。
发明内容
本发明正是鉴于上述的问题而提出的，其目的在于，提供一种显示装置、照明装置、导光部件及导光构造，能够降低由于到光源的距离引起的亮度降低。
有关本发明的一个方式的显示装置具备：显示面板，使来自一面侧的光的一部分或者全部透射到另一面侧；以及照明装置，被设于所述显示面板的所述一面侧，所述照明装置具备：光源，发出光；以及导光部件，具有透光性，与所述显示面板对置的第一方向的配置对应于所述光源的配置，所述导光部件具有：孔，在所述第一方向开口，在内侧配置有所述光源；以及导光部，包围所述孔的周围，在所述导光部的一面侧形成有第一倾斜面，该第一倾斜面相对于所述第一方向及与所述第一方向正交的平面倾斜。
有关本发明的一个方式的照明装置被设于显示面板的一面侧，所述显示面板使来自所述一面侧的光的一部分或者全部透射到另一面侧，所述照明装置具备：光源；以及导光部件，具有透光性，与所述显示面板对置的第一方向的配置对应于所述光源的配置，所述导光部件具有：孔，在所述第一方向开口，在内侧配置有所述光源；以及导光部，包围所述孔的周围，在所述导光部的一面侧形成有第一倾斜面，该第一倾斜面相对于所述第一方向及与所述第一方向正交的平面倾斜。
有关本发明的一个方式的导光部件具有：孔，被配置有照明装置具有的光源，在与显示面板对置的第一方向开口，所述照明装置被设于所述显示面板的一面侧，所述显示面板使来自所述一面侧的光的一部分或者全部透射到另一面侧；以及导光部，具有透光性，并包围所述孔的周围，在所述导光部的一面侧形成有第一倾斜面，该第一倾斜面相对于所述第一方向及与所述第一方向正交的平面倾斜。
有关本发明的一个方式的导光构造在包围孔的周围的透光性的导光部的一面侧形成有第一倾斜面，该第一倾斜面相对于第一方向及与所述第一方向正交的平面倾斜，所述孔在所述第一方向开口并在内侧配置有光源。
附图说明
图1是表示实施方式的显示装置具备的主要结构的示意性的层叠构造图。
图2是表示从另一面侧观察照明装置的主要结构时的示意性的立体图。
图3是表示光源和导光部件的关系的X-Y俯视图。
图4是图3的A-A剖视图。
图5是将图4的范围B内的结构放大表示的剖视图。
图6是将变形例1具有的特征性结构放大表示的剖视图。
图7是将变形例2具有的特征性结构放大表示的剖视图。
图8是将变形例3具有的特征性结构放大表示的剖视图。
图9是将变形例4具有的特征性结构放大表示的剖视图。
图10是表示光源和变形例4的导光部件的关系的X-Y俯视图。
图11是表示光源和变形例5的导光部件的关系的X-Y俯视图。
图12是表示被实施了镜面加工的结构例的图。
图13是表示第二倾斜面22被省略的导光部件的结构例的图。
图14是表示与本发明不同的显示装置的结构例的图。
具体实施方式
参照附图对本发明的各实施方式进行说明。另外，公开内容毕竟只不过是一个例子，关于本领域技术人员对于根据发明的宗旨的适当变更容易想到的内容，当然被包含在本发明的范围中。并且，附图是为了更加明确地进行说明，存在与实施方式相比各部分的宽度、厚度、形状等被示意地表示的情况，但毕竟是一个例子，不能限定本发明的解释。此外，在本说明书和各附图中，对与已经出现的附图中前面叙述过的内容相同的要素标注相同的附图标记，并适当省略详细说明。
图1是表示实施方式的显示装置100具备的主要结构的示意性的层叠构造图。显示装置100具备显示面板P和照明装置1。显示面板P是光透射型，使用透射的光显示图像。在图1中示意地对沿Z方向的光标注符号L，但如后面所述，来自照明装置1的光不限于沿Z方向的光。
具体地，显示面板P从一面侧(背面P1)侧被照明，在另一面(显示面P2)侧显示图像。显示面板P例如是被配置有多个像素的透射型的液晶显示面板，但也可以是半透射型的液晶显示面板，还可以是基于其他方式的透射型的显示面板。照明装置1被设于显示面板P的一面侧，将显示面板P照明。在下面的说明中，把相互正交的三个方向设为X方向、Y方向及Z方向。照明装置1和显示面板P在Z方向上对置。并且，显示面板P的显示面与X-Y平面相当。另外，还能够采用这三个方向不相互正交的结构。
图2是表示从另一面侧观察照明装置1的主要结构时的示意性的立体图。在图2中，基于简洁地表示导光部件20相对于光源基板10、光源11等其他结构的位置关系的目的，省略后面参照图3等进行说明的与导光部件20的具体形状相关的描述。并且，在图2中基于更加明确地表示从另一面侧观察的光源11和导光部件20的位置关系的目的，以将光学片30的结构切去一部分的状态进行图示。
如图1及图2所示，照明装置1具备光源基板10、多个光源11、导光部件20和光学片30。光源基板10是被配置有多个光源11的基板，具有被连接于光源11的布线等。
光源11例如是如LED那样的发光元件，根据电力供给而发出光。针对光源11的电力供给是经由光源基板10的布线进行的。在光源基板10连接有未图示的LED的驱动电路。更具体地，在光源11的底面形成有端子，该端子被连接于光源基板10的布线。各光源11能够在该驱动电路的控制下单独地点亮/灭灯。并且，点亮时的亮度也能够单独调整。
如图2所示，多个光源11沿着X-Y平面在X方向及Y方向呈矩阵状进行配置。在图2中表示在X方向排列五个、在Y方向排列五个的5×5的光源11呈矩阵状进行配置的例子，但光源11的数量及配置是任意的。另外，多个光源11的配置不限于上述矩阵状，能够进行包括交错状配置或放射状配置、以及包括将这些配置切去一部分形成的配置在内的各种各样的配置。
另外，如图1中用来自光源11的箭头示意地表示的那样，来自光源11的光呈放射状进行照射。更具体地，来自光源11的光不仅从光源11的上表面、而且还从侧面射出。即，来自光源11的光许多不仅具有Z方向的成分，而且还具有X方向及Y方向的成分。因此，来自光源11的光不限于Z方向，还包括沿着X-Y平面的方向的光。
导光部件20具有以规定的间隔的多个孔(贯通孔)21、和包围孔21的周围的导光部D。通过将导光部件20叠加配置在光源基板10上，各光源11被收纳在孔21中。
导光部件20是使用具有透光性的合成树脂或者玻璃形成的部件，只要是根据相对于光的面的角度使光反射或者透射的透光性的部件，则能够对具体的材料进行适当变更。即，导光部件20自身的折射率、反射率和光扩散性能够适当变更。导光部件20将来自光源11的光引导到显示面板P侧。关于导光部件20对来自光源11的光产生的具体影响在后面进行说明。
光学片30使从光源11发出的光扩散。图2所示的光学片30是光学特性分别不同的四个光学片31、32、33、34被层叠而成的结构，但不限于此，也可以是单层的光学片，还可以是具有两层、三层或者五层以上的层叠构造的光学片。
图3是表示光源11和导光部件20的关系的X-Y俯视图。图4是图3的A-A剖视图。导光部件20具备以规定的间隔设置的多个孔21、和在这些多个孔21的周围设置的导光部D。导光部D具有第二倾斜面22、第一倾斜面23、对置面24。并且，由第二倾斜面22构成孔21的壁面的一部分。另外，导光部件20由透光性的板材构成，但有时把包括对置面24的平面称为射出面，把包括与光源基板10接触的面的平面称为背面。
图5是将图4的范围B内的结构放大表示的剖视图。孔21是从导光部件20的光源基板10侧的面(背面)一直贯通到显示面板P侧的面(射出面)的孔。来自光源11的沿Z方向射出的光透过光学片30将显示面板P照明。
更具体地，孔21具有背面侧的第一开口21a及射出面侧的第二开口21b，X-Y平面的形状都是矩形状。并且，在实施方式中，光源11在X-Y平面的形状呈矩形状，X方向及Y方向的尺寸是1[mm]。与此相对，第一开口21a的X方向及Y方向的尺寸是1.6[mm]。理想地，光源11在X-Y平面上观察被配置在孔21的中央，但并非严格地必须中央。光源11只要被配置在孔21的内侧即可。另外，上述数值是示例，能够适当变更。这样，导光部件20具有设有孔21的导光构造，孔21在第一方向(Z方向)开口并在内侧配置有光源11。
第二倾斜面22被设于导光部件20的射出面侧。第二倾斜面22相对于Z方向及X-Y平面倾斜。具体地，第二倾斜面22是指以孔21的中途部分21d为基端，在随着从该中途部分21d连续地朝向射出面而远离孔的中心线21c的方向延伸的孔21的内壁面。通过第二倾斜面22，从光源11发出的光的一部分不受导光部件20的反射及折射至少一方的影响地被射出，即不经由导光部件20就被射出。这些光包含较多Z方向的成分，不需要导光部件20的引导，以足够的亮度朝向显示面板P射出。另外，成为第二倾斜面22的基端部的上述中途部分21d，优选被设于比导光部件20的厚度方向中心靠背面侧。并且，该中途部分21d优选比在孔21中收纳的光源11的射出面靠背面侧，更优选被设于比光源11的自光源基板10的高度的一半更靠背面侧。
第一倾斜面23被设于导光部件20的背面侧。第一倾斜面23相对于Z方向及X-Y平面倾斜。具体地，第一倾斜面23以孔21的第一开口21a的开口缘25为基端，在随着从该开口缘25连续地朝向射出面而远离孔21的中心线21c的方向延伸。以开口缘25为基端的第一倾斜面23的倾斜，在沿着X-Y平面的任意的方向上一直连续到最远离光源11的末端CL。末端CL的位置例如位于自相邻的两个孔21的中心线21c为相等距离的中间线上。在相邻的两个孔21之间形成有空间SP，该空间SP把以上述中间线为边界而对称地连续的两个第一倾斜面23作为屋顶部。这样，导光部件20具有形成有相对于Z方向及X-Y平面倾斜的第一倾斜面23的导光构造。
另外，在实施方式中，X方向及Y方向的光源11的配置间距是6[mm]。导光部件20的孔21的间距也是6mm。因此，从某一个孔21的中心到末端CL的X方向(Y方向)的距离是3[mm]，但这是一个例子，能够适当变更。
如图5所示，导光部件20的构造在隔着末端CL而相邻的两个光源11之间是对称的。
如图5所示，沿着X-Y平面进入孔21的内周面的光L2、L3中，更具体地是指从光源11射出的光中，X-Y成分大于Z方向成分的光或者包含Z方向的负的成分的光的一部分，从第二倾斜面22朝向导光部件20的内部而折射并入射，朝向第一倾斜面23侧。并且，这些光L2、L3通过第一倾斜面23被反射到显示面板P侧，由此在与来自光源11的射出角度成比例地远离光源的位置朝向显示面板P侧。另外，第一倾斜面23和第二倾斜面22相对于X-Y平面的倾斜角度不同。第一倾斜面23相对于X-Y平面的倾斜角度比第二倾斜面22陡峻。
另外，期望以使从光源11发出的光中沿着X-Y平面射出的光更容易朝向显示面板P侧的方式，调整第一倾斜面23的倾斜角度、第二倾斜面22的倾斜角度、起点的位置。
对置面24被设于导光部D的射出面侧。对置面24沿着X-Y平面与光学片对置。对置面24是指如图5的光L2、L3所示在导光部D内部通过的光射出的面。通过在对置面24产生的折射，光L2、L3的射出角度增大若干。
在实施方式中，光源11和导光部件20位于与光学片30对置的面沿着X-Y平面的同一平面上。具体地，如图5所示，导光部件20的厚度H与光源11相对于光源基板10的高度对应。并且，还可以说光源11的上表面和导光部件20的射出面一致。因此，相对于光源基板10的对置面24的Z方向的位置，是与以光源基板10为底部的光源11的上表面相同的位置。另外，还能够采用这些光源11的上表面和导光部件20的射出面不在同一平面上的结构。例如，能够采用光源11的上表面在比导光部件20的射出面接近光源基板10的位置的结构。在这种情况下，该光源11的上表面(头顶部)位于孔21内。
另外，在实施方式中，导光部件20的厚度H是0.8[mm]，但这是一个例子，能够适当变更。
根据以上所述的实施方式，如参照图5说明的光L2、L3那样，在导光部D内的第一倾斜面23上这些光L2、L3进行反射，由此能够使来自光源11的光更有效地朝向显示面板P侧。并且，如光L2、L3那样光不在从光源11的附近，而是在导光部件20的内部通过，由此能够使光扩散到在X-Y平面上观察更远离光源11的位置。由此，能够降低由于到光源11的距离引起的在X-Y平面上观察的亮度不均。
另外，如参照图5说明的光L1那样，通过第二倾斜面22使导光部D不介入在光路中，由此即使不伴随反射，也能够使朝向显示面板P侧的光直接朝向显示面板P侧。
并且，导光部D被设于光源11的周围。由此，导光部件20被抑制为与光源11的厚度相当的厚度H。更具体地，在光源11的正上方及其周围不设置导光部D，来自光源11的光中Z方向的成分比X方向和Y方向的成分大的光，不经由导光部D就被射出到显示面板P侧。因此，导光部件20的厚度H被抑制为光源11的厚度程度，提供更薄型的光源装置1，进而提供更薄型的显示装置100。
假设在没有导光部件20的情况下，如图14所示，为了使来自光源11的光扩散，即为了充分降低光源间的亮度不均，需要在光源11和光学片30之间增大(例如达到光源11的高度以上的尺寸)设置光的扩散用的间隔ap，显示装置整体的厚度由于该间隔ap而增加，使薄型化更加困难。与此相对，根据实施方式，如图1实施与没有导光部件20的情况相比，能够使间隔ap更小(例如与光源11的高度相同或其以下的尺寸)，提供更薄型的显示装置100。
另外，间隔ap可以是0，还可以是超过0的值，但考虑到实施方式的光源11的间距，还能够设为1[mm]以下。
(变形例)
下面，参照图6～图11对实施方式的变形例进行说明。在变形例的说明中，对与实施方式相同的结构标注相同的附图标记并省略说明。
(变形例1)
图6是将变形例1具有的特征性结构放大表示的剖视图。图6及后述的图7～图9是将实施方式的说明中的图4的范围B内的结构放大表示的剖视图。
在变形例1中，在导光部件20A的背面侧设置的倾斜面，包括相对于光源1的位置及相对于X-Y平面的角度分别不同的多个倾斜(倾斜23A、槽26)。具体地，变形例1的导光部件20A包括替代实施方式的第一倾斜面23而设置的倾斜23A、和在沿孔21进行排列的方向相邻的倾斜23A彼此的中间位置设置的槽26。倾斜23A和槽26相对于X-Y平面的倾斜的角度不同。在图6所示的例子中，槽26具有相对于X-Y平面比倾斜23A大的角度，被设置在对置面24A的背后。由此，能够从对置面24A射出更多的光。
图6及后述的图7～图9所示的倾斜23A相对于X-Y平面的倾斜的角度比第一倾斜面23小，但这是一个例子，不限于此。倾斜23A相对于X-Y平面的倾斜的角度也可以与第一倾斜面23相同，还可以是比第一倾斜面23大的角度。
另外，图6及后述的图7～图9所示的倾斜22A是替代实施方式的第二倾斜面22而设置的。倾斜22A相对于X-Y平面的倾斜的角度比第二倾斜面22小，但这是一个例子，不限于此。倾斜22A相对于X-Y平面的倾斜的角度也可以与第二倾斜面22相同，还可以是比第二倾斜面22大的角度。随之，图6及后述的图7～图9所示的对置面24A在X方向的宽度比对置面24减小，但这是一个例子，不限于此。对置面24A的宽度与倾斜22A相对于X-Y平面的倾斜的角度对应。另外，槽26具有相对于X-Y平面比倾斜22A大的角度。
(变形例2)
图7是将变形例2具有的特征性结构放大表示的剖视图。关于自实施例2以后的变形例，对与参照图6说明的变形例1的差异进行说明，对相同的结构标注相同的附图标记并进行省略。
在变形例2及后述的变形例3、4中，在导光部件的射出面侧，除倾斜22A外，还包括相对于光源11的位置及相对于X-Y平面的角度不同的多个倾斜。具体地，变形例2的导光部件20B除倾斜22A外，在对置面24B具有槽27。
槽27具有随着从与孔21较近的一侧接近末端CL、而从对置面24B接近第一倾斜面23的倾斜面。这样，倾斜22A和槽27相对于X-Y平面的角度分别不同。
(变形例3)
图8是将变形例3具有的特征性结构放大表示的剖视图。变形例3的导光部件20C除倾斜22A外，在对置面24C还具有多个槽28。各个槽28的深度比槽27浅，但也可以相同，还可以更深。并且，还能够采用各个槽28的深度随着从最外侧朝向内侧而变深的结构。
(变形例4)
图9是将变形例4具有的特征性结构放大表示的剖视图。变形例4的导光部件20D除倾斜22A外，还具有从对置面24向显示面板P侧突出的多个突出部29。
图10是表示光源11和变形例4的导光部件20D的关系的X-Y俯视图。突出部29被设置成在沿X方向排列的多个光源11之间的对置面24D中沿着Y方向。这种突出部29在每个对置面24D设置多个。沿着Y方向的多个突出部29沿X方向排列。并且，突出部29被设置成在沿Y方向排列的多个光源11之间的对置面24D中沿着X方向。这种突出部29在每个对置面24D设置多个。沿着X方向的多个突出部29沿Y方向排列。
各突出部29的截面形状如图9所示是以显示面板P侧为顶点的等腰三角形。突出部29的倾斜面相对于X-Y方向的角度比倾斜22A、23A大。由此，能够增大来自对置面24D的射出光。
另外，在沿着X方向的多个突出部29和沿着Y方向的多个突出部29相交的位置设有包覆部件40。包覆部件40以覆盖突出部29的显示面板P侧的头顶部的方式，被粘接固定在导光部件20D的显示面板P侧。包覆部件40例如是具有透光性的无色的树脂制的罩，但不限于此，关于具体的材料能够适当变更。
在变形例4中，光学片30被层叠在被设有包覆部件40的导光部件20D的显示面板P侧。由此，能够抑制由于突出部29的物理接触，光学片30的光学特性受到影响。
图8所示的槽28及图9所示的突出部29在相邻的两个光源11之间形成的数量是6，但这是一个例子，不限于此，能够适当变更。并且，这些槽28和突出部29的角度和尺寸、数量能够适当变更。
(变形例5)
图11是表示光源11和变形例5的导光部件20E的关系的X-Y俯视图。在本变形例中，孔21的第一开口21a及第二开口21b分别形成为圆形。随之，各倾斜面形成为盆状。
图12是表示被实施了镜面加工的结构例的图。在第一倾斜面23(或者倾斜23A及槽26)的光源基板10侧，还可以实施向显示面板P侧更可靠地反射光的镜面加工。在图12中，在图5所示的结构的第一倾斜面23的光源基板10侧还设置镜面加工部23M，但不限于此，还可以在倾斜23A及槽26的光源基板10侧也设置与镜面加工部23M相同的结构。镜面加工部23M通过例如蒸镀等加工处理来形成基于金属、合金或者氧化物等化合物的薄膜，使该薄膜作为镜面发挥作用，但镜面加工部23M的具体的形成方法不限于此，能够适当变更。例如，还可以粘贴反射镜片。
图13是表示第二倾斜面22被省略的导光部件20的结构例的图。参照图5等说明的第二倾斜面22不是必须的。例如，也可以采用如图13所示那样从图5的导光部件20省略了第二倾斜面22的结构。
另外，关于根据在本实施方式中叙述的方式所带来的其他的作用效果，由本说明书记载已明确的作用效果或者本领域技术人员能够适当想到的作用效果，当然应理解为是根据本发明所带来的作用效果。
附图标记说明
1…照明装置；10…光源基板；11…光源；20…导光部件；21…孔；22…第二倾斜面；23…第一倾斜面；24…对置面；25…底部；30、31、32、33、34…光学片；40…包覆部件；100…显示装置；D…导光部；P…显示面板；P1…背面；P2…显示面。

Claims (10)

1.一种显示装置，具备：
显示面板，使来自一面侧的光的一部分或者全部透射到另一面侧；以及
照明装置，被设于所述显示面板的所述一面侧，
所述照明装置具备：
光源，发出光；以及
导光部件，具有透光性，与所述显示面板对置的第一方向的配置对应于所述光源的配置，
所述导光部件具有：
孔，在所述第一方向开口，在内侧配置有所述光源；以及
导光部，包围所述孔的周围，
在所述导光部的一面侧形成有第一倾斜面，该第一倾斜面相对于所述第一方向及与所述第一方向正交的平面倾斜。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，
所述第一倾斜面包括相对于所述光源的位置以及相对于所述第一方向及所述平面的角度分别不同的多个倾斜。
3.根据权利要求1或2所述的显示装置，其中，
在所述导光部的另一面侧形成有相对于所述第一方向及所述平面倾斜的第二倾斜面。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其中，
所述第二倾斜面包括相对于所述光源的位置以及相对于所述第一方向及所述平面的角度分别不同的多个倾斜。
5.根据权利要求4所述的显示装置，其中，
所述第二倾斜面包括相对于与所述显示面板对置的所述光源的端部的位置，在所述显示面板侧突出的突出部。
6.根据权利要求5所述的显示装置，其中，
所述显示装置具备在所述突出部的所述显示面板侧设置的包覆部件。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的显示装置，其中，
所述光源和所述导光部位于：与所述显示面板对置的端部沿着所述平面的同一平面上。
8.一种照明装置，被设于显示面板的一面侧，所述显示面板使来自所述一面侧的光的一部分或者全部透射到另一面侧，
所述照明装置具备：
光源；以及
导光部件，具有透光性，与所述显示面板对置的第一方向的配置对应于所述光源的配置，
所述导光部件具有：
孔，在所述第一方向开口，在内侧配置有所述光源；以及
导光部，包围所述孔的周围，
在所述导光部的一面侧形成有第一倾斜面，该第一倾斜面相对于所述第一方向及与所述第一方向正交的平面倾斜。
9.一种导光部件，具有：
孔，被配置有照明装置具有的光源，在与显示面板对置的第一方向开口，所述照明装置被设于所述显示面板的一面侧，所述显示面板使来自所述一面侧的光的一部分或者全部透射到另一面侧；以及
导光部，具有透光性，并包围所述孔的周围，
在所述导光部的一面侧形成有第一倾斜面，该第一倾斜面相对于所述第一方向及与所述第一方向正交的平面倾斜。
10.一种导光构造，在包围孔的周围的透光性的导光部的一面侧形成有第一倾斜面，该第一倾斜面相对于第一方向及与所述第一方向正交的平面倾斜，所述孔在所述第一方向开口并在内侧配置有光源。
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