TWI643003B - Frame, surface light source device, display device, and electronic device - Google Patents

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Abstract

本發明的課題在於提供一種提昇框的遮光性的技術。框具備：樹脂框，包圍導光板的側面的至少一部分；反射擴散材料，添加至樹脂框中，將光反射並擴散；以及吸收材料，添加至樹脂框中，並吸收光；且樹脂框的反射率為30%以上、80%以下。

Description

框、面光源裝置、顯示裝置以及電子機器
本發明是有關於一種框、面光源裝置、顯示裝置以及電子機器。
近年來，電子機器的小型化、薄型化正在發展。對於搭載於此種電子機器中的液晶顯示裝置，存在用於以相同的面積獲得更大的顯示區域的窄邊框化、或薄型化的需求。於顯示面板的背光燈中，例如使用將射出白色光的發光二極體（Light Emitting Diode，LED）封裝體作為光源，並使用導光板（亦被稱為光導（light guide））的側光型（亦被稱為邊緣光（edge light）方式）的面光源裝置。面光源裝置具備遮蔽或反射自導光板的側面漏出的光的框。與所述技術相關聯地提出有一種具備表面反射率為90%以上的包含聚碳酸酯樹脂的樹脂框的面光源裝置（參照專利文獻1）。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2002-140915號公報
[發明所欲解決之課題] 為了應對面光源裝置的窄邊框化的需求，包圍導光板的側面的框的厚度正變薄。框反射或遮蔽自導光板的側面漏出的光，但若導光板的側面方向上的框的厚度變薄，則存在自導光板的側面漏出的光透過框的情況。若光透過框，則光自面光源裝置的側面漏出，藉此面光源裝置的側面看上去發光。
鑒於此種狀況，本發明的目的在於提供一種提昇框的遮光性的技術。 [解決課題之手段]
於本發明中，為了解決所述課題，而採用以下的手段。即，本發明是一種框，其具備：樹脂框，包圍導光板的側面的至少一部分；反射擴散材料，添加至樹脂框中，將光反射並擴散；以及吸收材料，添加至樹脂框中，並吸收光；且樹脂框的反射率為30%以上、80%以下。
根據本發明的框，自導光板的側面漏出的光的一部分因照在反射擴散材料上而被反射並再次進入至導光板的內部，自導光板的側面漏出的光的一部分進入至樹脂框的內部。進入至樹脂框的內部的光因照在反射擴散材料上而於樹脂框的內部以大範圍地擴展的狀態前進，並由吸收材料吸收。框將自導光板的側面漏出的光反射、擴散及吸收，因此框的遮光性提昇。
於本發明的框中，樹脂框的反射率亦可為45%以上、65%以下。於本發明的框中，反射擴散材料亦可為白色顏料，吸收材料亦可為黑色顏料。於本發明的框中，反射擴散材料亦可為氧化鈦，吸收材料亦可為碳。
本發明的面光源裝置具備：本發明的框；導光板，收容於框中；以及光源，收容於框中，並自導光板的側面射入光。由於此種面光源裝置具備遮光性已提昇的框，因此可提供漏光得到抑制的面光源裝置。本發明的顯示裝置具備：本發明的面光源裝置；以及顯示面板，接收自面光源裝置所射出的光。由於此種顯示裝置具備遮光性已提昇的框、及面光源裝置，因此可提供漏光得到抑制的顯示裝置。本發明的電子機器具備本發明的顯示裝置。由於此種電子機器具備遮光性已提昇的框、面光源裝置、及顯示裝置，因此可提供漏光得到抑制的電子機器。 [發明的效果]
根據本發明，可提昇框的遮光性。
以下，根據圖式對本發明的實施形態進行說明。再者，以下所說明的實施形態是表示實施本發明的一例者，並不將本發明限定於以下所說明的具體的構成。
於以下的實施形態中，「顯示裝置」作為液晶顯示裝置來說明，「面光源裝置」作為液晶顯示裝置的背光燈單元來說明。再者，「面光源裝置」亦可用於配置於利用顯示面板或電子紙的顯示裝置的前面的前燈（front light）等背光燈單元以外的用途。
參照圖式對實施形態的液晶顯示裝置進行說明。 （液晶顯示裝置的構成） 圖1是例示實施形態的液晶顯示裝置的構成的立體圖。如圖1所示，液晶顯示裝置具備作為背光燈單元來配置的面光源裝置1、及接收自面光源裝置1所射出的光的顯示面板2。顯示面板2藉由對由玻璃板夾持而封入的液晶施加電壓來使光的透過率增減等，而顯示圖像。以下，有時將面光源裝置1中的顯示面板2側作為上表面側，將其相反面側作為下表面側來進行說明。
（面光源裝置1的構成） 圖2是例示實施形態的面光源裝置1的構成的立體圖。實施形態的面光源裝置1具備：導光板10、光源11、撓性印刷基板（以下，表述為「撓性印刷電路（Flexible Printed Circuit，FPC）」）12、固定構件13及框14。另外，面光源裝置1具備：配置於導光板10的下表面側的反射片15，依次積層於導光板10的上表面側的擴散片16、稜鏡片17及遮光雙面膠帶18。
導光板10為大致平板狀，由聚碳酸酯樹脂或聚甲基丙烯酸甲酯樹脂等透光性的原材料形成。導光板10的上表面是光射出的出光面，且為與顯示面板2相對的面。導光板10將自光源11射入至導光板10內的光引導至出光面，出光面整體均勻地發光。導光板10亦可具備導光板本體、及比導光板本體的高度高的光導入部。自光源11所射出的光自光導入部高效地射入至導光板本體內，導光板10的光利用效率提昇。藉由導光板本體比光導入部薄，面光源裝置1的薄型化提昇，具備面光源裝置1的液晶顯示裝置的薄型化提昇。但是，實施形態的導光板10亦可為不具有光導入部的平板形狀。
光源11自螢光部射出白色光。光源11例如為LED封裝體，但亦可使用LED封裝體以外的光源。光源11是利用包含螢光體的透光性樹脂（樹脂層）密封作為發光元件的LED晶片來形成。光源11接受來自FPC 12的供電而進行驅動，並點亮。再者，作為光源11，亦可使用白色以外的LED光源。以光源11的發光面與導光板10的入光面對向的方式，將光源11安裝於FPC 12上。例如，以固定的間隔將多個光源11於FPC 12上安裝成一行。
FPC 12是利用導體箔將配線設置於作為具有可撓性的絕緣性膜的基材上，並使作為保護用的絕緣性膜的覆蓋層或樹脂（感光性樹脂）接著於表面上而構成的配線基板。於FPC 12中設置有配線。FPC 12的配線用於朝光源11中的電力供給等。固定構件13配置於FPC 12的下表面等上，將FPC 12固定於導光板10上。固定構件13例如為上下表面變成黏著面的雙面黏著膠帶。
框14收容導光板10、光源11、FPC 12、固定構件13、反射片15、擴散片16及稜鏡片17。框14可為包圍導光板10的側面的框體（框狀構件），亦可為具有包圍導光板10的側面的框體、及立設於框體上的底板的箱體（箱狀構件）。框體亦可由四邊的側壁構件、具有開口的圓形的側壁構件或具有開口的橢圓形的側壁構件形成。另外，框體的四邊的側壁構件的角部分可為直角形狀，框體的四邊的側壁構件的角部分亦可為R形狀。
反射片15是以與導光板10的下表面接觸的方式配置。導光板10的下表面為導光板10的上表面的相反側的面。反射片15是具有多層膜結構的高反射膜、或者包含反射率高的白色樹脂片或金屬箔等的平滑的片，以導光板10內的光不自面光源裝置1的下表面漏出的方式反射光。當框14為具有框體及底板的箱體時，反射片15配置於導光板10與框14的底板之間。
於導光板10上配置擴散片16、及一片或兩片稜鏡片17。擴散片16是半透明的樹脂膜，其使自導光板10的出光面所射出的光擴散並擴大光的指向特性。稜鏡片17是於上表面上形成有三角稜鏡狀的微細的圖案的透明的樹脂膜，其聚集由擴散片16所擴散的光，並使自上表面側觀察面光源裝置1時的亮度上升。遮光雙面膠帶18是上下兩面變成黏著面的黑色的黏著膠帶。遮光雙面膠帶18為邊框狀（環狀）。遮光雙面膠帶18沿著框14的外周部分來配置，抑制光朝面光源裝置1的外部漏出。
（框14的構成） 框14的一部分或全部為樹脂框。樹脂框具有：作為樹脂框的基礎材料的聚碳酸酯樹脂、將光反射並擴散的反射擴散材料、及吸收光的吸收材料。反射擴散材料及吸收材料被添加至聚碳酸酯樹脂中。因此，於樹脂框中添加有反射擴散材料及吸收材料。作為樹脂框的基礎材料，亦可使用聚碳酸酯樹脂以外的其他樹脂。反射擴散材料例如為氧化鈦等白色顏料。吸收材料例如為碳等黑色顏料。亦可藉由射出成形來將包含聚碳酸酯樹脂、反射擴散材料及吸收材料的顆粒變成所期望的形狀，藉此製造樹脂框。
圖3是表示實施形態的面光源裝置1的一例的立體圖。如圖3所示，亦可將框14的一部分設為樹脂框14A，將框14的一部分設為金屬框14B。即，框14亦可具備樹脂框14A及金屬框14B。亦可樹脂框14A包圍導光板10的側面的一部分，金屬框14B包圍導光板10的側面之中未由樹脂框14A包圍的其他部分。亦可將樹脂框14A與金屬框14B連接。樹脂框14A與金屬框14B亦可於導光板10的側面方向上重疊。亦可框14的框體的R形狀的角部分為樹脂框14A，框14的框體的角部分以外的部分為金屬框14B。
自光源11所射出的光進入至導光板10的內部，一面於導光板10的上表面及下表面上重複全反射，一面進入至導光板10的內部，並且自導光板10的上表面射出光。存在進入至導光板10的內部的光中的一部分自導光板10的側面漏出的情況。框14因具有反射擴散材料及吸收材料，故將光反射、擴散及吸收。自導光板10的側面漏出的光由框14的反射擴散材料反射及擴散，並由框14的吸收材料吸收。即，自導光板10的側面漏出的光的一部分因照在框14的反射擴散材料上而被反射並再次進入至導光板10的內部，自導光板10的側面漏出的光的一部分進入至框14的內部。進入至框14的內部的光因照在框14的反射擴散材料上而於框14的內部以大範圍地擴展的狀態前進，並由框14的吸收材料吸收。另外，進入至框14的內部的光因照在框14的反射擴散材料上而被反射並再次進入至導光板10的內部。
例如，添加有將光反射擴散的材料、且未添加有吸收光的材料的框雖然將光反射擴散，但不吸收光。因此，添加有將光反射擴散的材料、且未添加有吸收光的材料的框的反射率高，但若導光板10的側面方向上的框的厚度變薄，則光透過框，無法遮蔽自導光板10的側面漏出的光。例如，添加有吸收光的材料、且未添加有將光反射擴散的材料的框雖然吸收光，但不將光反射擴散。因此，添加有吸收光的材料、且未添加有將光反射擴散的材料的框的反射率低。框14因具有反射擴散材料及吸收材料，故將光反射擴散、且吸收光，因此可將框14的反射率維持得高，並遮蔽自導光板10的側面漏出的光。如此，框14因具有反射擴散材料及吸收材料，故框14的遮光性提昇。
（評價結果） 圖4及圖5中表示實施形態的實施例1～實施例6及比較例1、比較例2的遮光性的評價結果，以及實施形態的實施例1～實施例6及比較例1、比較例2的光學特性的評價結果。於實施例1～實施例6中，使用添加有反射擴散材料及吸收材料的樹脂。於比較例1中，使用添加有吸收材料、且未添加有反射擴散材料的樹脂。於比較例2中，使用添加有反射擴散材料、且未添加有吸收材料的樹脂。作為遮光性的評價方法，將實施例1～實施例6及比較例1、比較例2中的各樹脂加工成固定的厚度的板狀成形品，並將LED燈的光照在板狀成形品上，藉此確認遮光性。作為光學特性的評價方法，將實施例1～實施例6及比較例1、比較例2中的各樹脂用作背光燈單元（面光源裝置）的樹脂框來測定光學特性。
對圖4及圖5中所示的評價結果進行說明。針對實施例1～實施例6及比較例1、比較例2中的各樹脂，藉由包含鏡面正反射光（Specular Component Include，SCI）法來測定500 nm的反射率（%）。SCI法是測定正反射光與擴散反射光的合計的方式。將實施例1～實施例6及比較例1、比較例2中的各樹脂用作背光燈單元的樹脂框，並測定實施例1～實施例6及比較例1、比較例2的各背光燈單元的亮度。以比較例2的背光燈單元的亮度為基準算出實施例1～實施例6及比較例1的背光燈單元的相對亮度（%）。
圖4的「0.5 mm厚的板狀成形品的遮光程度」是針對將LED燈的光照在0.5 mm的厚度的板狀成形品上的情況，表示LED燈的光所照到的部分的相反側的狀態。圖4的「0.2 mm厚的板狀成形品的遮光程度」是針對將LED燈的光照在0.2 mm的厚度的板狀成形品上的情況，表示LED燈的光所照到的部分的相反側的狀態。圖4的「0.5 mm厚的板狀成形品的遮光程度」及「0.2 mm厚的板狀成形品的遮光程度」的欄內的黑色以外的部分表示已透過板狀成形品的光。圖5的橫軸表示板狀成形品的反射率（%），圖5的縱軸表示背光燈單元的相對亮度（%）。於圖5中，自左側起依次繪製有比較例1、實施例1～實施例6、比較例2的板狀成形品的反射率（%）及背光燈單元的相對亮度（%）。
如圖4所示，比較例1的板狀成形品的反射率為5.7%，實施例1～實施例6的板狀成形品的反射率為34.0%以上、77.8%以下的範圍內。因於比較例1的板狀成形品中未添加有反射擴散材料，故比較例1的板狀成形品的反射率低。因於實施例1～實施例6的板狀成形品中添加有反射擴散材料，故實施例1～實施例6的板狀成形品的反射率高於比較例1的板狀成形品的反射率。因此，根據圖4及圖5中所示的評價結果，可確認添加有反射擴散材料及吸收材料的板狀成形品的反射率高於添加有吸收材料、且未添加有反射擴散材料的板狀成形品的反射率。
如圖4所示，比較例1的背光燈單元的相對亮度為89.0%，實施例1～實施例6的背光燈單元的相對亮度為90.4%以上、98.7%以下的範圍內。實施例1～實施例6的背光燈單元的相對亮度（%）高於比較例1的背光燈單元的相對亮度（%）。因此，根據圖4及圖5中所示的評價結果，可確認使用添加有反射擴散材料及吸收材料的樹脂框的背光燈單元的亮度高於使用添加有吸收材料、且未添加有反射擴散材料的樹脂框的背光燈單元的亮度。
於比較例1的板狀成形品中添加有吸收材料，但未添加有反射擴散材料。如圖4的比較例1中的「0.5 mm厚的板狀成形品的遮光程度」及「0.2 mm厚的板狀成形品的遮光程度」的欄所示，光透過比較例2的板狀成形品。於實施例1～實施例6的板狀成形品中添加有反射擴散材料及吸收材料，實施例1～實施例6的板狀成形品將光反射擴散、且吸收光。如圖4的實施例1～實施例4中的「0.5 mm厚的板狀成形品的遮光程度」的欄所示，光未透過實施例1～實施例4的板狀成形品。如圖4的實施例1中的「0.2 mm厚的板狀成形品的遮光程度」的欄所示，光未透過實施例1的板狀成形品。如圖4的實施例5及實施例6中的「0.5 mm厚的板狀成形品的遮光程度」的欄所示，透過實施例5及實施例6的板狀成形品的光量少於透過比較例1的板狀成形品的光量。如圖4的實施例2～實施例4中的「0.2 mm厚的板狀成形品的遮光程度」的欄所示，透過實施例2～實施例4的板狀成形品的光量少於透過比較例1的板狀成形品的光量。因此，根據圖4中所示的評價結果，可確認與僅添加有吸收材料的板狀成形品的遮光性相比，添加有反射擴散材料及吸收材料的板狀成形品的遮光性提昇。
於比較例2的板狀成形品中未添加有吸收材料，比較例2的板狀成形品不吸收光。因此，如圖4的比較例2中的「0.5 mm厚的板狀成形品的遮光程度」的欄所示，光透過比較例2的板狀成形品，透過比較例2的板狀成形品的光量多。如圖4的實施例1～實施例4中的「0.5 mm厚的板狀成形品的遮光程度」的欄所示，光未透過實施例1～實施例4的板狀成形品。另外，如圖4的實施例5、實施例6及比較例2中的「0.5 mm厚的板狀成形品的遮光程度」的欄所示，與透過比較例2的板狀成形品的光量相比，透過實施例5及實施例6的板狀成形品的光量大幅度地減少。因此，根據圖4中所示的評價結果，可確認與僅添加有反射擴散材料的板狀成形品的遮光性相比，添加有反射擴散材料及吸收材料的板狀成形品的遮光性提昇。
如圖4及圖5中所示的評價結果所示，就板狀成形品的遮光性的提昇的觀點而言，板狀成形品的反射率較佳為30%以上、80%以下。實施形態的框14的遮光性可與實施例1～實施例6的板狀成形品的遮光性同樣地進行評價。因此，就框14的遮光性的提昇的觀點而言，框14的反射率較佳為30%以上、80%以下。若重視框14的遮光性，則框14的反射率較佳為30%附近。
如圖4及圖5中所示的評價結果所示，就實施例1～實施例6的板狀成形品的遮光性與實施例1～實施例6的背光燈單元的亮度的平衡的觀點而言，板狀成形品的反射率較佳為45%以上、65%以下。實施形態的面光源裝置1的亮度可與實施例1～實施例6的背光燈單元的亮度同樣地進行評價。因此，就框14的遮光性與面光源裝置1的亮度的平衡的觀點而言，框14的反射率較佳為45%以上、65%以下。另外，若重視面光源裝置1的亮度，則框14的反射率較佳為80%附近。
根據實施形態，框14因具有樹脂、將光反射並擴散的反射擴散材料、及吸收光的吸收材料，故框14的遮光性提昇。面光源裝置1具備遮光性已提昇的框14，藉此可維持面光源裝置1的高亮度，並抑制自面光源裝置1中漏出的光。藉由將此種面光源裝置1搭載於液晶顯示裝置中，可提供框14的遮光性提昇、且自面光源裝置1中的漏光得到抑制的液晶顯示裝置。進而，此種液晶顯示裝置可搭載於各種電子機器中。藉由將此種液晶顯示裝置搭載於電子機器中，可提供框14的遮光性提昇、且自液晶顯示裝置中的漏光得到抑制的電子機器。作為具備此種液晶顯示裝置的電子機器，可例示：智慧型手機、數位相機、平板電腦終端、電子書、可穿戴機器、汽車導航裝置、電子辭典、電子廣告板等。
1：面光源裝置 2：顯示面板 10：導光板 11：光源 12：FPC 13：固定構件 14：框 14A：樹脂框 14B：金屬框 15：反射片 16：擴散片 17：稜鏡片 18：遮光雙面膠帶
圖1是例示實施形態的液晶顯示裝置的構成的立體圖。 圖2是例示實施形態的面光源裝置的構成的立體圖。 圖3是表示實施形態的面光源裝置的一例的立體圖。 圖4是表示遮光性及光學特性的評價結果的圖。 圖5是表示遮光性及光學特性的評價結果的圖。

Claims (7)

  1. 一種框，其包括： 樹脂框，包圍導光板的側面的至少一部分； 反射擴散材料，添加至所述樹脂框中，將光反射並擴散；以及 吸收材料，添加至所述樹脂框中，並吸收光；且 所述樹脂框的反射率為30%以上、80%以下。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的框，其中所述樹脂框的反射率為45%以上、65%以下。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的框，其中所述反射擴散材料為白色顏料，且 所述吸收材料為黑色顏料。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的框，其中所述反射擴散材料為氧化鈦，且 所述吸收材料為碳。
  5. 一種面光源裝置，其包括： 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的框； 所述導光板，收容於所述框中；以及 光源，收容於所述框中，並自所述導光板的側面射入光。
  6. 一種顯示裝置，其包括： 如申請專利範圍第5項所述的面光源裝置；以及 顯示面板，接收自所述面光源裝置所射出的光。
  7. 一種電子機器，其包括如申請專利範圍第6項所述的顯示裝置。
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