CN1608184A - 照明单元和使用此照明单元的液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的液晶显示装置包括光源、将来自光源的光线引导向液晶板方向的导光板、覆盖着导光板和光源而安装的反射片、从上面保持被反射片包围的导光板和光源(即照明元件)的框架部件、在容纳照明元件的同时还与框架部件嵌合的背面盖板和配置在背面盖板和照明元件之间的遮蔽部件。此遮蔽部件由热传导度大的材料构成，用来遮蔽作为灰尘侵入通道的框架部件和背面盖板之间的间隙、背面盖板和照明元件之间的间隙和在背面盖板的底面上形成的多个散热孔，将它们与显示区隔离。

Description

照明单元和使用此照明单元的液晶显示装置
技术领域
本发明涉及在导光板的端面配置光源的照明单元和使用该照明单元的液晶显示装置。
背景技术
近年来，在笔记本个人电脑和打字机等信息机械的显示单元，或者便携式摄像机、摄录机、导航系统等影像机械的显示单元中，广泛使用了以重量轻、薄型和低耗电为特征的液晶显示装置。在这样的液晶显示装置中，为了实现明亮的显示画面，多数是由内藏式照明单元构成从显示板的背后发出照明光的结构。
在这样的照明单元中，将导光板置于显示板的背面，在该导光板的端面上配置荧光放电管等的线光源的边缘光方式，由于具有薄型化和发光面上的亮度均匀性的优异特征，作为笔记本型个人电脑等当中使用的液晶显示装置的背光方式被采用。
图6是装有荧光放电管的现有的边缘光方式的照明单元UT，图7是具有图6的照明单元UT的液晶显示装置的LD。这样的照明单元UT具有传递光线的平板状透明导光板1、在此导光板1的四边中相对的两个边上配置的荧光放电管2、将荧光放电管2发出的光线通过反射引导到达导光板1的端面D1的反射片3。在此，导光板1的端面D1是配置荧光放电管2的端面，端面D2是没有配置荧光放电管2的端面。导光板1的背面和端面D1、D2还包含荧光放电管2而由反射片3覆盖从而形成照明元件10。因此，框部件9从此照明元件10的上面和侧面加以保护，同时由与框部件9嵌合的箱状背面盖板8从下方保持，由此将照明单元容纳在由框部件9和背面盖板8组成的框体30内。然后，在导光板1射出光线的一侧配置光矫正片4、5。如上所述就形成了照明单元UT。而在照明单元UT的射出光线的一侧上装上液晶板11和前盖12，由此就形成了液晶显示装置LD。
反射片3把由导光板1泄露到单元外面的光线进行反射，使之返回到导光板1内，起着增大从光线射出面射出的照明光的作用。作为反射片3，使用了具有高反射率的白色树脂制薄膜。在反射片3上，可以印刷上印刷图形(图中未显示)，使得远离作为光源的荧光放电管2的光线的散射面积增大。如图5所示，反射片3被裁成规定的形状，以覆盖导光板1的背面和端面D1、D2和荧光放电管2，在规定的位置形成针眼S，使得沿着上述各面可折叠。
在此，在荧光放电管2的周围部分(下面将这部分称为反射部20)和导光板1的背面连续地覆盖一片反射片3，但覆盖反射部20的反射片3和覆盖导光板1背面的反射片3也可以是分离的，是用双面胶带将它们粘结而构成的反射片3也可以。在使用如图6所示的将反射部20和导光板1的背面连续覆盖成为一体结构的反射片3的情况下，能够做到照明单元UT的薄型化，以及降低成本和减少组装的工序数，这是有利的。
作为光矫正片4、5，使用了散射片或棱镜片等。由于根据需要设置了任意片具有各种光学性能的各种规格的片，使从导光板1射出的光线发生散射或者集光等，意图使该射出的光线更加均匀和具有更高的亮度。
荧光放电管2的两端，通过焊接连接着与产生高频交流电的逆变器等电源单元(图中未显示)连接的导线(图中未显示)。在照明单元UT动作时，导线与电源单元接通，施加了使荧光放电管2点灯所必需的电压。为了使荧光放电管2点灯，一般需要高电压。为此，为了要确保保护荧光放电管2的电极和覆盖导线露出部分而确保安全性，在荧光放电管2和导线的周围要装有由橡胶等绝缘体形成的橡胶保持器。
在箱状的背面盖板8的底面，设置有释放由荧光放电管2产生的热量用的多个散热孔15。如上所述，此背面盖板8与框部件9嵌合，形成了容纳照明元件10用的框体30。
在如上结构的现有的照明单元UT和液晶显示装置LD中，在互相嵌合的背面盖板8和框部件9之间存在有间隙16A。而在背面盖板8和照明元件10之间存在有间隙16B。这样的间隙16A、16B，是在结构上自然形成的。在液晶显示装置LD组装时进入单元内部的灰尘和在组装以后由外部进入到单元内的灰尘，都会通过这些间隙16A、16B以及框部件9和照明元件10之间的间隙进入到配置了液晶板11、光矫正片4、5所构成的显示区25中。而通过在背面盖板8上所开的散热孔15进入单元内部的灰尘，也会通过间隙16B以及框部件9和照明元件10之间的间隙进入显示区25。当灰尘进入显示区时，由于遮住了输出的光线而造成亮度的不均匀。而由于与灰尘的磨擦，会使光矫正片4、5等的显示区25的零件发生损伤。灰尘一旦进入液晶板11和照明单元UT之间，除非将显示单元解体，否则很难清除该灰尘。因此，为了预先防止灰尘的侵入，这在液晶显示装置LD组装以后的维护当中也是个重要的问题。
特别是，在照明单元UT动作时，由荧光放电管2产生的热量通过散热孔15从单元内向外部释放时，由于在背面盖板8和照明元件10之间的间隙16B中有空气存在，起着隔热层的作用，致使散热不充分，发生起因于此热量的各种不合适的情况。
发明内容
鉴于现有技术的这些问题，本发明的目的是，提供能够确实防止灰尘侵入显示区的液晶显示装置和在该单元中使用的照明单元。
为了实现上述目的，本发明的照明单元包括：具有光源、上述光源配置在端面并将由上述光源射出的光线加以引导并从光线射出面射出的导光板、和覆盖在上述导光板的背面、端面和上述光源的反射部件的照明元件；和保持上述照明元件的框体，在上述框体和上述照明元件之间配置了遮蔽部件，以阻止通过了在上述框体和上述照明元件之间形成的、与上述照明元件端面之间的间隙的灰尘侵入上述照明元件中。
按照这样的结构，由于用遮蔽部件遮蔽了框体和照明元件之间的间隙，从而能够阻止在组装此单元时和在组装以后进入单元内的灰尘，通过该间隙侵入照明元件的光线射出面上。
上述框体具有从光线射出面侧和端面侧保持上述照明元件的框体和从背面侧保持上述照明元件的背面保持部，在上述背面保持部上形成用来将单元内部的热量释放到单元外部的散热孔，上述遮蔽部件至少可以配置在上述照明元件的底面和上述框体底部之间。
按照这样的结构，由于在框体的背面保持部和照明元件之间配置了遮蔽部件，就能够防止从散热孔进入单元内部的灰尘侵入到照明元件的光线射出面上。
上述框体具有构成上述框部并安装在上述照明元件的上述光线射出面侧的框架部件，以及构成上述背面保持部并与上述框架部件相嵌合，容纳上述照明元件的背面保持部件，也可以用上述遮蔽部件来遮蔽在上述框体的框架部件和上述背面保持部件之间形成的间隙。
按照这样的结构，由于用遮蔽板部件遮蔽了在构成框体的框架部件和背面保持部件之间形成的间隙，就能够防止通过该间隙的灰尘侵入到照明元件的光线射出面上。
上述遮蔽部件是平板状的，上述遮蔽部件的外周也可以位于上述框体的上述框架部件的内周面和外周面之间。上述遮蔽部件具有箱状的形状，上述遮蔽部件的外周也可以位于上述框体的上述框架部件的内周面和外周面之间。
按照这样的结构，在构成框体的框架部件和背面保持部件之间形成的间隙，与由遮蔽板部件遮蔽的照明元件相隔离，而在背面保持部件上形成的散热孔，由遮蔽部件的主面遮蔽与照明元件相隔离。
上述遮蔽部件优选由热传导性高于空气的材料构成。
按照这样的结构，由于在框体的背面保持部和照明元件之间设置了由热传导性高于空气的材料构成的遮蔽部件，与在背面保持部和照明元件之间存在着充满空气的间隙的情况相比，能够更有效地从散热孔中将热量释放到单元外部。从而，就能够抑制各种由于热量而引起的不合适的情况，能够得到高可靠性的照明单元。
涉及本发明的液晶显示装置，包括具有上述结构的照明单元和在上述照明单元的光线射出面侧配置的液晶板。
按照这样的结构，由于在照明单元中得到上述的效果，因此就能够防止灰尘侵入显示区。从而在消除了由于灰尘侵入造成的亮度不均匀的同时，还能够防止由于灰尘造成的显示区结构部件的损伤。由于要除去侵入显示区的灰尘用不着将单元解体，所以维修起来就更加容易。
也可包括在上述照明元件和上述框体的上述背面保持部件之间，装有如上所述的由热传导性高于空气的材料构成的上述遮蔽部件的照明单元。
按照这样的结构，在照明单元中，由于能够如上所述以更好的效率进行散热，也就能够抑制各种由于热而引起的不适当，从而能够得到高可靠性的单元。
参照如下的附图，由如下的优选实施方式的详细说明，能够了解本发明的上述目的、其他目的、特征以及优点。
附图说明
图1是示意性表示本发明实施方式1的照明单元的结构的断面图。
图2是示意性表示组装了图1的照明单元后的液晶显示装置的结构的断面图。
图3是示意性表示本发明实施方式2的照明单元的结构的断面图。
图4是示意性表示本发明实施方式3的照明单元的结构的断面图。
图5是示意性举例说明照明单元中使用的反射片的结构的展开图。
图6是表示现有的照明单元结构的模式断面图。
图7是表示组装有图6的照明单元的液晶显示装置的结构的断面图。
具体实施方式
下面基于附图说明本发明的实施方式。
实施方式1
图1是表示涉及本发明实施方式1的照明单元结构的模式断面图；图2是表示图1所示的照明单元组装的液晶显示装置结构的模式断面图。
涉及本实施方式的照明单元，如在图1和图2中所示，主要包括作为光源的荧光放电管2、将光线从荧光放电管2传递到下面所述的液晶板11上的平板状导光板1、配置得能够将导光板1的底面(即与光线射出面相反的面)、端面D1、D2以及荧光放电管2周围(即反射部20)覆盖的反射片3、从上方(光线射出面侧)保持由该反射片3包围的荧光放电管2和导光板1(下面将此称为照明元件10)的框架部件9、与框架部件9嵌合从下方保持照明元件10的箱状背面盖板8和在背面盖板8的底面和照明元件10之间配置的板状遮蔽部件13。如在图2中所示，在该照明单元UT的光线射出面一侧，安装了液晶板11和前盖板12就构成了液晶显示装置LD。在此，包括液晶板11和该板的配置区域下面的区域而称为显示区25。
在制造具有这样结构的照明单元UT时，在导光板1的两个相对的端面D1上，分别安装荧光放电管2。在荧光放电管2的两端，通过钎焊等连接着与产生高频交流电的逆变器等电源单元(图中未显示)连接的导线(图中未显示)。在照明单元动作时，在荧光放电管2上施加高电压，为了保护荧光放电管2的电极和确保安全性，要在露出的导线(图中未显示)和荧光放电管2的周围包上由橡胶等绝缘体形成的橡胶保持器7。然后，安装上反射片3，使之覆盖住导光板1的背面、包含荧光放电管2的导光板1的端面D1、D2。如此用反射片3覆盖导光板1和荧光放电管2形成照明元件10以后，在该照明元件10的上方(即光线射出面一侧)安装框架部件9，使之包围住显示区。由此，框架部件9就从外周侧保持住照明元件10的上部和侧部。然后将装有该框架部件9的照明元件10容纳在底部形成有多个散热孔15的具有箱状形状的背面盖板8内。在此，在背面盖板8的底面上预先安装了遮蔽部件13，框架部件9和背面盖板8嵌合，使得照明元件10配置在该遮蔽部件13上。由此，背面盖板8就通过遮蔽部件13，从下面保持住照明元件10。在没有由框架部件9覆盖的导光板1的光线射出面，也就是在显示区，安装上光矫正片4、5，从而得到照明单元UT。然后如在图2中所示，在此照明单元UT的光线射出面一侧安装上液晶板11，再在其上面安装上作为一种框体的前盖板12，从而就得到了液晶显示装置LD。
导光板1由具有最适合传递光线的透过率和折射率等光学性能的丙烯酸酯类等材料制造。在导光板1的背面，根据与荧光放电管2的距离不同，形成散射面积变化的点状图形或沟槽状图形等(图中未显示)。
作为反射片3，使用了具有高反射率的白色树脂薄膜制造。在此，一片反射片3连续地覆盖住导光板1的背面和端面D1、D2，具体如图3所示，使用裁剪成规定形状同时形成有与导光板1的端面D1、D2相对应的针眼S的反射片3。从导光板1的背面侧沿着端面D1将反射片3折成コ字形，使之包围住荧光放电管2，从而形成反射部20。在反射部20上，用双面胶带等粘结剂6将反射片3的端部固定在导光板1的光线射出面的外周。另外，在导光板1的没有安装荧光放电管2的端面D2上，从导光板1的背面侧沿着端面D2折叠反射片3。
框架部件9和背面盖板8都由树脂材料构成。在背面盖板8的底面，形成多个散热孔15，用来将照明单元UT动作时从荧光放电管2放出的热量释放到单元的外部。通过将框架部件9和背面盖板8嵌合组装，形成在内部保持容纳照明元件10的框体30。
遮蔽部件13是平板状的，在照明单元UT的平面视图中，比照明元件10的外周更大，而且其尺寸能够容纳在背面盖板8内。在此，在该平面视图中，遮蔽部件13的端部要比框架部件9的内周面大1mm以上，而且要小于框架部件9的外周面。该遮蔽部件13是金属等材料，其热传导度要高于空气的1.69×10-5cal·cm-1·s-1·deg-1，比如由铝构成，其热传导度是0.487cal·cm-1·s-1·deg-1。
在导光板1的光线射出面一侧配置的光矫正片4、5，为的是将从导光板1射出的光线均匀化和高亮度化，在本实施方式中，使用了一片散射片4和一片棱镜片5。散射片4是用来将由荧光放电管2发出的光线散射从而将该光线均匀地照射到液晶板11上的片状光学零件。棱镜片5是具有三角形规则槽状结构的透明树脂制造的薄膜，把由导光板1射出的光线聚光照射到液晶板11上的零件。散射片4和棱镜片5，配置时与导光板1、反射片3、框架部件9等都不接触。光矫正片并不限于散射片4和棱镜片5，使用具有各种光学性能的各种规格的片都是可以的，可根据需要，任意设置多片这样的光矫正片。
在照明单元UT动作时，由于荧光放电管2点灯而发出的光线，由装有荧光放电管2的导光板1的端面D1入射到导光板1内。在此，在反射部20上，由于在荧光放电管2的周围覆盖了反射片3，由荧光放电管2发出的光线就在反射片3上被反射，以很高的效率入射到导光板1内，不会泄露到外面。在由反射片3覆盖了的导光板1的背面和没有配置荧光放电管2的导光板1的端面D2，泄漏到外面的光线被反射片3反射，再度返回到导光板1内。这样一来，由于由反射片3能够抑制泄漏到外部的光线，就可增加由导光板1的光线射出面射出光线的光量。在此，特别如前面所述，由于在导光板1的背面形成了用来使光线散射的点状图形或沟槽状图形(图中未显示)，入射到导光板1内的光线被该图形散射。从而做到由光线射出面射出的光线的均匀化和高亮度化。
射出导光板1的光线，在透过作为光矫正片的散射片4和棱镜片5以后，入射到液晶板11上。由于散射片4和棱镜片5使该光线实现均匀化的同时，还做到了高亮度化。使用该光线在液晶板11上进行显示。
在本实施方式的照明单元UT和液晶显示装置LD中，在覆盖导光板1背面的反射片3和背面盖板8之间配置了遮蔽部件13。因此，由此遮蔽部件13遮蔽了成为灰尘进入显示区25的进入通路的间隙16A、16B和散热孔15，成为将显示区25与该进入通道隔绝的结构。从而，在装置组装以后由外部进入间隙16A的灰尘、在组装工序中进入间隙16A、16B内的灰尘以及通过散热孔15由外部进入的灰尘，由于遮蔽部件13遮蔽了到显示区25的通道，所以不会侵入显示区25中。因此，按照本实施方式的结构，由于能够防止灰尘侵入显示区25的液晶板11、光矫正片4、5，所以在能够降低亮度的不均匀的同时，还能够防止由于和灰尘的磨擦而造成的显示区25的零件的损伤。没有必要将装置解体来除去灰尘，使组装后的装置易维修。
特别是，在这样的结构中，由于遮蔽部件13是由具有比较大的热传导度的材料构成的，与现有的通过以作为充满空气的隔热层的间隙16B，由散热孔15将单元内部的热量散到外部的情况相比，提高了散热的性能。因此，就有可能抑制由于热量而引起的各种不当。
在本实施方式中，使用了连续覆盖反射部20和导光板1背面的一片反射片3，但作为本实施方式的变形实施方案，也可以使用比如覆盖反射部20的部分与覆盖导光板1背面的部分互相分离，两者用粘结剂粘接在一起构成的反射片3。
在本实施方式中说明了具有两根荧光放电管2的情况，但也可以使用一根荧光放电管2，对其配置数和配置位置都没有限定。还可以使用荧光放电管以外的光源。
实施方式2
图3是表示涉及本发明实施方式2的照明单元UT结构的模式断面图。在图3中，与图1相同的符号表示相同或相当的结构要素。
本实施方式的照明单元UT具有与实施方式1同样的结构，但在以下各点上与实施方式1不同。这就是说，在实施方式1中，安装了平板状的遮蔽部件13，但在本实施方式中安装的是具有箱状形状的遮蔽部件13’，在该遮蔽部件13’内容纳了照明元件10。因此，在框架部件9内周面的下端形成台阶9a，使该台阶9a和遮蔽部件13’相嵌合。在这样的结构中，得到与上述实施方式1同样的效果。在本实施方式的照明单元UT的光线射出面上配置如实施方式1的图2所示的液晶显示板和前盖板，就能够得到与实施方式1的液晶显示装置具有同样效果的液晶显示装置。
实施方式3
图4是表示涉及本发明实施方式3的照明单元UT的结构模式断面图。在图4中，与图1相同的符号表示相同或相当的的结构要素。
本实施方式的照明单元UT具有与实施方式1相同的结构，但在以下各点上与实施方式1不同。这就是说，在实施方式1中，背面盖板8和框架部件9是分别设置的，通过将两者嵌合而成为容纳照明元件10的框体30，而在本实施方式中，设置由框架部件9和背面盖板8一体成形的框体30’。然后，在框体30’的底面上放入平板状的遮蔽板13，再在该遮蔽板13上配置照明元件10。如此一来，在本实施方式中，在框体30’内容纳照明元件10，保持该照明元件10的上部、侧面和下部。
在本实施方式的结构中，不存在如实施方式1的框架部件9和背面盖板8之间的间隙16A(图1)，而且与实施方式1同样，框体30，的底面和照明元件10之间的间隙16B和散热孔15都被遮蔽部件13遮蔽。从而，与上述实施方式1的效果同样，能够得到防止灰尘侵入的效果和提高散热性的效果。在本实施方式的照明单元UT的光线射出面一侧，配置上如实施方式1的图2所示的液晶显示板和前盖板，就能够得到与实施方式1的液晶显示装置具有同样效果的液晶显示装置。
如上所述，按照本发明的照明单元和液晶显示装置，能够确实地防止灰尘侵入液晶显示装置的显示区，在消除了由于灰尘侵入造成的亮度不均匀的同时，还能够防止由灰尘造成的显示区结构零件的损伤。而由于提高了散热性，就能够抑制由于动作时发热造成的各种不合适。
由上面的说明，本领域的专业人员可以理解本发明的许多改进和另外的实施方式。因此，上述说明只应作为例子来解释，是作为实施本发明的最佳形态以演示的目的提供给本领域普通人员的，只要不偏离本发明的精神，其详细的结构和/或功能都能够进行实质性的变更。比如在上述实施方式1～3中，说明了本发明适用的边缘光方式的照明单元的情况，但本发明也可以适用于此方式以外方式的照明单元。
产业上利用的可能性
本发明的照明单元及使用该照明单元的液晶显示装置，作为在视听、办公自动化和通讯器械等中使用的实现了薄型化、小型化的液晶显示装置及其照明单元而有用。

Claims (8)

1.一种照明单元，其特征在于，具有：
包括光源、所述光源配置在端面并将从所述光源射出的光线加以引导而从光线射出面射出的导光板、以及覆盖所述导光板的背面和端面以及所述光源的反射部件的照明元件；和保持所述照明元件的框体，
在所述框体和所述照明元件之间配置遮蔽所述框体和所述照明元件端面之间的间隙的遮蔽部件。
2.如权利要求1中所述的照明单元，其特征在于，
所述框体具有从光线射出面侧和端面侧保持所述照明元件的框架部和从背面侧保持所述照明元件的背面保持部，在所述背面保持部形成有用来将单元内部的热量释放到单元外部的散热孔，
所述遮蔽部件至少配置在所述照明元件的底面和所述框体的底部之间。
3.如权利要求2中所述的照明单元，其特征在于，
所述框体具有构成所述框架部并安装在所述照明元件的所述光线射出面侧的框架部件和构成所述背面保持部并与所述框架部件嵌合而容纳所述照明元件的背面保持部件，在所述框体的框架部件和所述背面保持部件之间形成的与所述照明元件的所述光线射出面连通的间隙被所述遮蔽部件遮蔽。
4.如权利要求3中所述的照明单元，其特征在于，
所述遮蔽部件是平板状的，所述遮蔽部件的外周位于所述框体的所述框架部件的内周面和外周面之间。
5.如权利要求3中所述的照明单元，其特征在于，
所述遮蔽部件具有箱形形状，所述遮蔽部件的外周位于所述框体的所述框架部件的内周面和外周面之间。
6.如权利要求1中所述的照明单元，其特征在于，
所述遮蔽部件由热传导度高于空气的材料构成。
7.一种液晶显示装置，其特征在于，包括：
如权利要求1中所述的照明单元；和
配置在所述照明单元的光线射出面侧的液晶板。
8.一种液晶显示装置，其特征在于，包括：
如权利要求6中所述的照明单元；和
配置在所述照明单元的光线射出面侧的液晶板。
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