CN1854865A - 面状光源装置 - Google Patents

Abstract

点状光源(2)从框体(1)外部通过在框体(1)及反射片(5)形成的贯通孔(1e、5a)而配置，对应点状光源(2)在反射片(5)上形成的反射板(7)，在框体(1)的贯通孔(1e)的周边和点状光源(2)包围的区域，反射板(7)相对框体(1)的底面(1b)，沿贯通孔(1e)的深度方向倾斜。从而，得到能够减少从点状光源发射的光中在点状光源与框体的贯通孔周边之间泄漏到中空区域以外的光或被吸收的光，并增加传播中空区域的光的面状光源装置。

Description

面状光源装置

技术领域

本发明涉及设有反射板的面状光源装置，该反射板将来自点状光源的光高效导入框体内部。

背景技术

在传统的面状光源装置中，使设有光源基板的光源的面，夹于导光板背面与外壳内基板支持部之间，所述光源基板具备与设在液晶显示屏背面的所述导光板侧端面对向的光源。(例如参考专利文献1)

专利文献1：日本特开2002-107721号公报(第3页左栏第20行-第4页左栏第34行，图1)

发明内容

专利文献1所示的传统的面状光源装置中，从液晶显示组件装卸光源基板时，需要从外壳拆卸液晶显示屏和导光板的作业。即，不仅从最终形态的产品拆卸液晶显示组件，而且需要再分解该液晶显示组件本身。

因而，需要更换光源基板时，不仅需要液晶显示组件的分解及再组装作业，而且在进行液晶显示组件的分解及再组装时，显示区域容易混进异物或发生损伤，导致显示性能下降的问题。

本发明鉴于上述问题构思而成，其目的在于提供这样的面状光源装置：在使用点状光源的面状光源装置中便于进行点状光源交换，并防止伴随交换作业产生的显示品质的下降。

本发明的面状光源装置中，点状光源从框体外部通过在框体及反射片上形成的贯通孔而配置，对应点状光源配置在反射片上的反射板，在贯通孔的周边及点状光源包围的区域，反射板相对框体底面沿贯通孔深度方向倾斜。

本发明中，点状光源从框体外部通过在框体及反射片上形成的贯通孔而配置，对应点状光源配置在反射片上的反射板，在贯通孔的周边和点状光源包围的区域，反射板相对框体底面沿贯通孔深度方向倾斜，从而能够得到无需分解面状光源装置而能装卸点状光源，而且减少从点状光源发射的光的损耗，并提高光利用率的面状光源装置。

附图说明

图1是本发明实施例1的面状光源装置的概略结构的平面图。

图2是图1所示面状光源装置的沿II-II线的部分剖视图。

图3是图1所示面状光源装置的沿III-III线的部分剖视图。

图4是表示反射板倾斜部其它形状的图，(a)是平面图，(b)是(a)所示倾斜部的沿A-A线的部分剖视图，(c)是(a)所示倾斜部的沿B-B线的部分剖视图。

图5是表示反射板的倾斜部的其它形状的图，(a)是平面图，(b)是(a)所示倾斜部的沿C-C线的部分剖视图，(c)是(a)所示倾斜部的沿D-D线的部分剖视图。

图6是表示反射板的倾斜部的其它形状的图，(a)是平面图，(b)是(a)所示倾斜部的沿E-E线的部分剖视图，(c)是(a)所示倾斜部的沿F-F线的部分剖视图。

图7是反射板的一例示图，(a)是表示一例反射板的平面图，(b)是表示另一例反射板的平面图，(c)是表示又一例反射板的平面图。

图8是本发明另一面状光源装置的概略结构的平面图。

图9是图8所示面状光源装置的沿IX-IX线的部分剖视图。

图10是本发明实施例2的面状光源装置的概略结构的平面图。

图11是图10所示面状光源装置的沿XI-XI线的部分剖视图。

图12是本发明另一面状光源装置的概略结构的平面图。

图13是图12所示面状光源装置的沿XIII-XIII线的部分剖视图。

图14是本发明另一面状光源装置的概略结构的平面图。

图15是图14所示面状光源装置的沿XV-XV线的部分剖视图。

(符号说明)

1框体，1b底面，1c侧面，1d开口部，1e贯通孔，1f周边，2点状光源，4扩散板，5反射片，5a贯通孔，6中空区域，7反射板，7a平面部，7c倾斜部，8导光板，9凹部

具体实施方式

实施例1

图1是表示本发明实施例1的面状光源装置的概略结构的平面图；图2是图1所示面状光源装置的沿II-II线的部分剖视图；图3是图1所示面状光源装置的沿III-III线的部分剖视图；图4(a)是表示反射板倾斜部另一形状的平面图；图4(b)是图4(a)所示倾斜部的沿A-A线的部分剖视图；图4(c)是图4(a)所示倾斜部的沿B-B线的部分剖视图；图5(a)是表示反射板倾斜部的另一形状的平面图；图5(b)是图5(a)所示倾斜部的沿C-C线的部分剖视图；图5(c)是图5(a)所示倾斜部的沿D-D线的部分剖视图；图6(a)是表示反射板的倾斜部的另一形状的平面图；图6(b)是图6(a)所示倾斜部的沿E-E线的部分剖视图；图6(c)是图6(a)所示倾斜部的沿F-F线的部分剖视图；图7(a)是表示一例反射板的平面图；图7(b)是表示另一例反射板的平面图；图7(c)是表示又一例反射板的平面图；图8是实施本发明的另一面状光源装置的概略结构的平面图；图9是图8所示面状光源装置的沿IX-IX线的部分剖视图。

在图1～图9中，面状光源装置的框体1由顶面1a、底面1b、4个侧面1c构成，顶面1a上有开口部1d。下述点状光源2，为了配置在框体1内的底面1b，从框体1外部通过在框体1的底面1b的贯通孔1e而配置。另外，框体1由铝或不锈钢等金属或塑料构成，也可构成为一个构件，若有必要也可由多个构件组合而成。

光源例如有发光二极管(Light Emitting Diode：以下称为LED)及激光二极管(Laser Diode：LD)等点状光源。LED有发射红色(R)光的红色LED、发射绿色(G)光的绿色LED、发射蓝色(B)光的蓝色LED，还可混合这些颜色发射白色光。

在光源基板3上，根据用途选择或组合安装发射红色、绿色或蓝色或者它们的中间色或白色光的发光二极管等点状光源2。

而且，在本实施例1中，作为点状光源2使用了发射蓝色单色光的半导体发光元件、吸收从半导体发光元件发射的蓝色光的一部分并发射黄色光的荧光体构成的白色LED，但点状光源2并不限于白色LED。

另外，多个点状光源2沿光源基板3的长度方向等间隔排列安装在光源基板3上，从而光源基板3上点状光源2被定位。

光源基板3与框体1的底面1b外侧大致平行，多个点状光源2穿过设在框体1的底面1b的贯通孔1e，沿着其底面1b内侧排列设置。另外，点状光源2与光源基板3电连接，通过光源基板3将来自外部的电信号供给点状光源2。

在框体1的整个开口部1d设有扩散板4。扩散板4为聚对苯二甲酸乙酯(PET)、丙烯(PMMA)或聚碳酸酯(PC)等树脂板或具有玻璃基板等透光功能。另外，对扩散板4混入反射材料或将表面粗糙化而具备扩散射入光功能，从而能够得到具有广的指向性的面状光源装置而优选。

框体1尽量不使光漏到外部的同时，在框体1内侧的顶面1a、底面1b及侧面1c设置反射片5，使光在内侧反射后进入开口部1d。通过在该反射片5和扩散板4之间形成中空区域6，使光在中空区域6的空气中传播。

反射片5由在PP(聚丙烯)或PET(聚对苯二甲酸乙酯)中混入硫酸钡或氧化钛的材料、在树脂中形成微小气泡的材料、在金属板上蒸镀银的材料或者在金属板上涂敷含氧化钛等的涂料的材料组成。

还有，为了抑制反射面的反射损耗，反射片5的反射率最好是90％以上。另外，通过将框体1内侧做成白色等提高反射率，使层内部的反射加强，减少光损耗而优选。还有，通过让框体1兼备反射片5的功能，可减少部件数量而优选。

另外，设在框体1底面1b上的反射片5上形成有贯通孔5a，与在框体1的底面1b形成的贯通孔1e对应。光源基板3从外侧安装到框体1的底面1b，点状光源2设在框体1外部通过框体1的贯通孔1e及反射片的贯通孔5a而配置在框体1内的底面1b。

反射板7对应点状光源2配置在反射片5上。另外，反射板7在框体1的贯通孔1e的周边1f点状光源2包围的区域，相对框体1的底面1b，沿贯通孔1e的深度方向倾斜。即、反射板7由反射片5上支持的平面部7a和周边设有插入点状光源2的贯通孔7b以及倾斜部7c构成。

还有，作为在反射板7形成倾斜部7c的加工方法可采用通过拉深加工等的塑性加工或弯曲加工。该弯曲加工中，由于弯曲平面部7a形成倾斜部7c时需要切口，从点状光源2发射的光有可能从切口部漏到周边1f。但在拉深加工中不存在切口部，因此无切口部的漏光而优选。

为了有效利用光，在扩散板4上设置多个由光学片(未图示)构成的光学片类，在扩散板4上隔着光学片类配置液晶显示元件(未图示)。

还有，光学片类是用扩散片夹透镜片来构成。另外，需要提高亮度时，可考虑在其表面形成的片的棱镜方向后组合多个透镜片。另外，需要提高扩散性时，可用两个以上的扩散片。还有，根据透镜片的配光特性，可使用一个透镜片，或者可以不使用。还有，也可组合保护片、透镜片或者偏光反射片。另外，可不使用任何一个，鉴于所求亮度和配光特性等来最优化而优选。

作为配置在面状光源装置顶部的显示部，有应用液晶双折射性的液晶显示元件、有将文字及图像印刷在透明板上的印刷物等，但在本实施例1中，使用液晶显示元件作为显示部。

液晶显示元件是由下列部分构成：在未图示的上侧或者下侧基板上，形成着色层、遮光层、成为开关元件的薄膜晶体管(以下称为TFT)、像素电极等电极及布线的TFT阵列基板及对向基板；将二块基板等间隔保持的隔垫；粘贴两块基板的密封材料；对两块基板之间注入液晶后封装的封装材料；带来液晶初始取向的取向膜；以及使光偏转的偏光板等。由于本发明使用现有液晶显示元件，在此省略说明。

框体1通过与正面框架(未图示)组合，收容根据来自外部的图像信号形成图像的液晶显示元件和配置在液晶显示元件外围并驱动液晶显示元件的电路(未图示)。为了驱动液晶显示元件，该电路一般将IC芯片直接安装到与液晶显示元件连接的柔性电路板上或液晶显示元件上，而且根据需要设置在其外围。另外，正面框架一般由铝或不锈钢等金属构成。

如上所述，设有驱动液晶显示元件的电路(未图示)，并将液晶显示元件配置在面状光源装置顶部，从而构成液晶显示装置。

接着，对从点状光源2发射的光从扩散板4出射为止的光路进行说明。

从光源基板3上的点状光源2出射的一部分光，通过中空区域6导入扩散板4。另一部分光在反射板7的倾斜部7c反射，传播中空区域6后导入扩散板4。另外，还有另一部分光在设在框体1的顶面1a、底面1b及侧面1c的反射片5、设在框体1的底面1b的反射板7的平面部7a反射，传播中空区域6后导入扩散板4。

不在反射片5上配置反射板7，光源基板3的配置点状光源2的底座高度在框体1的底面1b厚度以下时，从点状光源2发射的光中除直接传播中空区域6的光以外，点状光源2和框体1的贯通孔1e的周边1f之间存在泄漏到中空区域6以外和被吸收的光，使得传播中空区域6的光减少。因此存在降低液晶显示装置的亮度及显示性能的问题。

对此通过在反射片5上设置上述反射板7，可令从点状光源2发射的光在反射板7的倾斜部7a向中空区域6侧反射，因此能够得到在贯通孔1e的周边1f没有光的漫射及光吸收，并减少从点状光源2发射的光的损耗，提高光利用率的面状光源装置。

射入扩散板4的光分为透过扩散板4内的光分量和在扩散板4内粒子上反射的光分量。其中，反射到光源侧的光分量经反射片5及反射板7正反射、扩散反射或者经其复合反射，再次入射扩散板4。另外，入射并透过扩散板4的光分量从扩散板4表面向所有方向均匀发射。

从框体1的开口部1d出射的光通过扩散片、保护片或透镜片等构成的光学片类，入射液晶显示元件。液晶显示元件通过开关元件(未图示)的开关电压动作使液晶层取向，因此对照图像信号，将入射液晶显示元件的光调制，显示红色、绿色或者蓝色等各种颜色。

虽然在本实施例1中，将点状光源2与俯视剖面形状画的圆形对齐，将反射板7的贯通孔7b的形状设为圆形，但如图4所示，也可为长方形等多边形。因此，例如点状光源2的形状为长方形等多边形时，反射板7的贯通孔7b的形状也一致作成多边形，由此能够减少点状光源2和反射板7的缝隙，并可减少从点状光源2发射光的漏光。

如图2、图3及图4(b)所示，反射板7的平面部7a与倾斜部7c之间的倾斜角度α最好0°＜α＜90°，以使从点状光源2发射的光在倾斜部7c向中空区域6侧反射。

还有，图2至图4中，倾斜部7c包围点状光源2周围地形成反射板7，但通过在如图5所示圆形贯通孔7b周围形成半圆倾斜部7c，或者在如图6所示正方形贯通孔7b周围一边形成倾斜部7c，同样可减少泄漏到中空区域6以外的光及被吸收的光。

如图7(a)所示，在反射板7上形成多个图5或者图6所示倾斜部7c，各倾斜部7c以反射板7的长边侧中央部为轴对象，对向配置而形成，通过适用于图1所示面状光源装置的反射板7，可将从点状光源2发射的光集中到框体1的开口部1d中心。因此能够提高需要面内中央部亮度的面状光源装置的中心部亮度而优选。

另外，如图7(b)所示，各倾斜部7c的方向以反射板7的长边侧中央部为轴对象，反对向配置而形成，通过适用于图1所示面状光源装置的反射板7，可将从点状光源2发射的光集中到框体1的开口部1d中心外侧。

由此，根据点状光源2的配光特性，适当设定反射板7的倾斜部7c的形成位置、反射板7的倾斜部7c相对平面部7a的倾斜角α，或者任意设定倾斜部7c的面积，从而能够将显示面内亮度分布最优化，得到所要亮度分布。

另外，将红色LED，绿色LED或者蓝色LED等作为点状光源2使用时，反射板7的倾斜部7c的形成位置，反射板7的倾斜部7c相对平面部7a的倾斜角α，或者任意设定倾斜部7c的面积，从而能够将显示面内色分布最优化，得到所要色分布。

还有，在本实施例1中，如图1所示，将光源基板3与框体1的底面1b长边平行，且配置在连接底面1b两短边中点的直线上，但对应所需产品规格及所要求的光学性能，可任意选择点状光源2的设置位置、排列方向或排列数量。

另外，在图1所示面状光源装置中，框体1的开口部1d中点状光源2正上方的部分的亮度比其他部分高。

对此，在中空区域6内点状光源2顶部设置具有光反射性的反射材料(未图示)。从而，使从点状光源2正上方出射的光在反射材料向底面1b侧反射，抑制直接到达框体1的开口部1d的光，能够在显示面内得到均匀的亮度分布。

另外，如图8及图9所示，通过在框体1的侧面1c设置光源基板3，能够使相对点状光源2向正上方出射的光，向与设置点状光源2的侧面1c对向的侧面出射，因此能够抑制直接到达框体1的开口部1d的光，并可在显示面内得到均匀的亮度分布。

还有，在框体1的侧面1c的外侧设置光源基板3，如图7(c)所示，使各倾斜部7c的方向向反射板7的一侧长边地形成，通过朝向图8及图9所示面状光源装置的框体1的顶面1a侧(或者开口部1d侧)，能够将从点状光源2发射的光集中到框体1的顶面1a侧。

另外，通过在图8及图9所示面状光源装置的反射板7中，将如图7(c)所示倾斜部7c配置在框体1的顶面1a侧，并使倾斜部7c的方向朝着底面1b侧，利用反射板7的倾斜部7c，可使从点状光源2发射的光集中到框体1的底面1b侧。从而能够抑制直接入射光源附近的框体1的开口部1d的来自点状光源的光，并可抑制在框体1的开口部1d的光源附近和背光侧的亮度不匀而优选。

实施例2

图10是本发明实施例2的面状光源装置的概略结构的平面图；图11是图10所示面状光源装置的沿XI-XI线的部分剖视图；图12是本发明另一面状光源装置的概略结构的平面图；图13是图12所示面状光源装置的沿XIII-XIII线的部分剖视图；图14是本发明另一面状光源装置的概略结构的平面图；图15是图14所示面状光源装置的沿XV-XV线的部分剖视图。在图10～图15中与图1～图9相同的符号表示相同或相当的部分，在此省略其说明。

如图10及图11所示，光源基板3设在框体1外部的底面1b。

使来自点状光源2的光传到开口部1d的导光板8，相对框体1内部的反射片5设在开口部1d侧。导光板8为折射率约为1.4～1.6的聚对苯二甲酸乙酯(PET)、丙烯(PMMA)或聚碳酸酯(PC)等树脂板或玻璃基板等具有透光功能。

为了有效利用率光，在导光板8上设置由多个光学片组成的上述光学片类，通过光学片类将上述液晶显示元件配置在导光板8上。

接着，说明从点状光源2发射的光从导光板8的顶面8a出射，然后入射液晶显示元件为止的光路。

从点状光源2发射的光直接或经反射板7反射，入射导光板8的射入面8c。

射入导光板8的光在导光板8和空气层的分界面重复全反射的同时在导光板8内部传播。在导光板8内部传播的光，在对与框体1的开口部1d对应的导光板8的底面8b实施的扩散图案(未图示)扩散并反射，使光传播方向改变，从而能够在导光板8和空气层的分界面，以不足其临界角的入射角入射导光板8的顶面8a，可令光从不具反射片5的框体1的开口部1d出射。

还有，一部分光从导光板8的顶面8a以外的面出射，但通过在框体1的底面1b、顶面1a及侧面1c配置的反射片5反射，使之再次入射导光板8，并从导光板8的顶面8a出射。

从框体1的开口部1d出射的光通过由扩散片、保护片或者透镜片等组成的光学片类后入射液晶显示元件。液晶显示元件通过开关元件(未图示)的开关电压动作使液晶层取向，因此对照图像信号，将入射液晶显示元件的光调制，显示红色、绿色或者蓝色等各种颜色。

还有，在本实施例2的图10及图11所示面状光源装置中，未在框体1的整个开口部1d设置扩散板4，且在中空区域6设置导光板8，仅有上述两项与实施例1不同，但起到与实施例1同样的作用效果。

另外，在本实施例2的图10及图11所示面状光源装置中，点状光源2配置在导光板8的射入面8c附近，但如图12及图13所示，可在导光板8的底面8b上形成凹部9，内容光源2。另外，如图14及图15所示，可将形成于上述导光板8的底面8b的凹部9贯通到框体1的开口部1d侧，内容光源2。

由此，在从点状光源2发射的光入射导光板8的过程中，从点状光源2出射的光不重复反射板7上的反射，可令大部分的光从导光板8的凹部9入射，与上述将点状光源2设在导光板8的入射面8c附近的场合相比，更能提高光利用率。

Claims (10)

1.一种面状光源装置，其中包括：

设有开口部的框体；

在所述开口部配置的扩散板；

配置在所述框体内并在与所述扩散板之间形成中空区域的反射片；以及

在所述框体内的底面或侧面配置的点状光源，

所述点状光源从所述框体外部通过在所述框体及所述反射片上形成的贯通孔而配置，对应所述点状光源配置在所述反射片上的反射板，在所述贯通孔的周边和所述点状光源包围的区域，相对所述框体的底面或侧面沿所述贯通孔的深度方向倾斜。

2.一种面状光源装置，其中包括：

设有开口部的框体；

在所述开口部内配置的反射片；

对应所述开口部配置在所述框体内的导光板；以及

在所述框体内的底面或侧面配置的点状光源，

所述点状光源从所述框体外部通过在所述框体及所述反射片上形成的贯通孔而配置，对应所述点状光源配置在所述反射片上的反射板，在所述贯通孔的周边和所述点状光源包围的区域，相对所述框体的底面或侧面沿所述贯通孔的深度方向倾斜。

3.如权利要求1或2所述的面状光源装置，其特征在于：所述反射板配置在框体底面，所述反射板倾斜的多个倾斜部以所述反射板的长边侧中央部为轴对象，对向配置而形成。

4.如权利要求1或2所述的面状光源装置，其特征在于：所述反射板配置在框体底面，所述反射板倾斜的多个倾斜部以所述反射板的长边侧中央部为轴对象，反对向配置而形成。

5.如权利要求1或2所述的面状光源装置，其特征在于：所述反射板配置在框体侧面，所述反射板倾斜的多个倾斜部朝向所述反射板的一个长边而形成，所述倾斜部朝向所述框体的顶面侧。

6.如权利要求1或2所述的面状光源装置，其特征在于：所述反射板配置在框体侧面，所述反射板倾斜的多个倾斜部朝向所述反射板的一个长边而形成，所述倾斜部朝向所述框体的底面侧。

7.如权利要求2所述的面状光源装置，其特征在于：所述导光板设有内容所述点状光源的凹部。

8.如权利要求7所述的面状光源装置，其特征在于：所述导光板的凹部贯通到所述框体的开口部侧。

9.如权利要求1至8中任一项所述的面状光源装置，其特征在于：所述反射板由平面部和倾斜部构成，所述倾斜部通过拉深加工来形成。

10.如权利要求1至8中任一项所述的面状光源装置，其特征在于：所述反射板由平面部和倾斜部构成，所述倾斜部通过弯曲加工来形成。

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