面光源裝置製造方法
2023-10-16 18:22:04 1
面光源裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種面光源裝置。根據一個實施例，面光源裝置包括以下元件。光導板包括平坦部分和彎曲部分。光導板還包括位於彎曲部分側的用於引入光的端面、設置在平坦部分和彎曲部分上以擴散從端面引入的光的光擴散部分、以及用於輸出通過光擴散部分擴散的光的發光表面。發光單元用於產生朝向端面的光。殼體用於容納光導板和發光單元。固定部分用於將光導板固定到殼體，該固定部分被布置為與彎曲部分接觸。
【專利說明】面光源裝直
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請基於2012年11月5日提交的日本專利申請N0.2012-243885，並要求該日本專利申請的優先權，其全部內容通過引用被合併於此。
【技術領域】
[0003]在這裡描述的實施例一般涉及使用光導板的面光源裝置。
【背景技術】
[0004]近年來，使用液晶顯示器(IXD)裝置作為大型平板電視設備正變得廣泛。IXD裝置不能通過自身發光並因此包括面光源裝置(背光)。
[0005]作為用於IXD裝置中的背光，邊緣光型(edge-light type)背光是已知的。邊緣光型背光從矩形平坦光導板的側邊表面引入由光源產生的光，並從光導板的發光表面將其輸出。與包括與液晶面板的背面相對的光源並且直接照射液晶面板的直接型(direct type)背光相比，邊緣光型背光在減小殼體的厚度方面是有利的。
[0006]然而，在邊緣光型背光中，光源被布置為與光導板的側邊表面相對，也就是說，光源容納於殼體的框架部分中，由此不利地要求殼體具有大的框架部分。
【發明內容】
[0007]目的在於提供一種其殼體包括小的框架部分(邊框)的面光源裝置。
[0008]根據一個實施例，面光源裝置包括光導板、發光單元、殼體、以及固定部分。光導板包括平坦部分和彎曲部分。光導板還包括位於彎曲部分側的用於引入光的端面、設置在平坦部分和彎曲部分上以擴散從端面引入的光的光擴散部分、以及用於輸出通過光擴散部分擴散的光的發光表面。發光單元用於產生朝向端面的光。殼體用於容納光導板和發光單元。固定部分用於將光導板固定到殼體，該固定部分被布置為與彎曲部分接觸。
[0009]根據本實施例的面光源裝置，能夠使得殼體的框架部分(邊框)較小。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是示意性地示出根據第一實施例的面光源裝置的側截面圖；
[0011]圖2是示出圖1所示的光導板固定部分具有光反射部分的實例的側截面圖；
[0012]圖3是示意性地示出根據第一實施例的光導板固定部分的另一實例的側截面圖；
[0013]圖4是示意性地示出根據第一實施例的光導板固定部分的又一實例的側截面圖；
[0014]圖5是示意性地示出根據第一實施例的光導板固定部分的又一實例的側截面圖；
[0015]圖6是示意性地示出根據第一實施例的光導板固定部分的又一實例的側截面圖；
[0016]圖7是示意性地示出根據第一實施例的光導板固定部分的又一實例的側截面圖；
[0017]圖8是示意性地示出根據第一實施例的光導板固定部分的又一實例的側截面圖；
[0018]圖9是示出圖1所示的面光源裝置具有亮度控制片的實例的側截面圖；[0019]圖10是示意性地示出根據第二實施例的面光源裝置的側截面圖；
[0020]圖11是示意性地示出根據第二實施例的光導板固定部分的另一實例的側截面圖；
[0021]圖12是示意性地示出根據第二實施例的光導板固定部分的又一實例的側截面圖；
[0022]圖13是示意性地示出根據第二實施例的光導板固定部分的又一實例的側截面圖；
[0023]圖14是示意性地示出根據第二實施例的光導板固定部分的又一實例的側截面圖；
[0024]圖15是示意性地示出根據第二實施例的光導板固定部分的又一實例的側截面圖；
[0025]圖16是示出圖10所示的面光源裝置具有亮度控制片的實例的側截面圖；
[0026]圖17是示意性地示出根據第三實施例的面光源裝置的透視圖；
[0027]圖18A和圖18B是示出根據第三實施例的光導板的平面圖；
[0028]圖19A和圖19B是示出圖17所示的光導板具有光反射部分的實例的平面圖。
【具體實施方式】
[0029]以下，將參照附圖描述根據實施例的面光源裝置。面光源裝置中的每一個可被用作例如液晶顯示器(LCD)裝置的背光、照明設備等。在實施例中，將對面光源裝置被用作IXD裝置的背光的實例進行解釋。在這種情形下，面光源裝置被布置，以使得其發光表面與液晶面板的背面相對。
[0030](第一實施例)
[0031]圖1是示意性地示出根據第一實施例的面光源裝置100的側截面圖(side-sectional view)。如圖1所示,面光源裝置100包括與光源對應的發光單元110、光導板120、殼體(也稱為後蓋)130、以及光導板固定部分(也簡稱為固定部分)140。發光單兀110固定在殼體130上。發光單兀110被布置為與光導板120的一個端面125相對,並產生朝向端面125的光。發光單兀110可以是發光兀件陣列,其中，多個用於發射光(例如，白光)的發光元件沿著端面125被排列成一條線(in a line)。在這種情形下,例如,發光二極體(LED)可被用作發光元件。
[0032]光導板120以通過將矩形平板的端部彎曲而獲得的形狀形成。更具體地講，光導板120包括平坦(flat)部分121和彎曲(curved)部分122。光導板120在殼體130中通過部件(未示出)支撐並通過光導板固定部分140固定到殼體130。光導板固定部分140與光導板120的彎曲部分122接觸。透明玻璃、透明樹脂等可用作光導板120的材料。作為透明樹脂，例如，可以使用丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂等。
[0033]為了便於描述，如圖1所示，定義XYZ直角坐標系。光導板120的平坦部分121的厚度方向被定義為Z方向，發光單元110的發光元件被布置的方向被定義為Y方向，以及與Y方向和Z方向垂直的方向被定義為X方向。當面光源裝置100被用作IXD裝置的背光時，X方向與水平方向(或左/右方向)對應，並且Y方向與垂直方向(或上/下方向)對應。
[0034]沿著與Y方向垂直的任意虛擬(virtual)平面切取的平坦部分121的截面具有矩形形狀。同時，沿著與Y方向垂直的任意虛擬平面切取的彎曲部分122的截面具有至少部分彎曲的形狀或具有彎曲部分的形狀。更具體地講，彎曲部分122的截面形狀接近於具有大約90°的中心角的圓弧，並且具有與平坦部分121大致相同的厚度。光導板120還包括彼此相對的兩個主表面123和124、以及布置於主表面123和124之間的四個端面。在這些端面中，位於彎曲部分122側的端面125用作光入射表面以引入通過發光單元110產生的光。在本實施例中，當面光源裝置100被布置為面向液晶面板時，面向液晶面板(未示出)的主表面123將被稱為發光表面,而另一主表面124將被稱為背面。
[0035]通過發光單元110產生的光通過彎曲部分122的端面125入射到光導板120並且在重複全反射的同時通過光導板120傳播。通過光導板120傳播的光通過設置在光導板120的背面124上的光擴散圖案(pattern)(也稱為光擴散部分)126被擴散(diffuse)，並從發光表面123輸出到光導板120外部。光擴散圖案126設置在平坦部分121和彎曲部分122上。在平坦部分121中，通過光擴散圖案126擴散的光主要沿Z方向出射。在彎曲部分122中，通過光擴散圖案126擴散的光沿圓弧狀形狀的半徑放射狀(radially)地出射，該圓弧狀形狀是彎曲部分122的截面形狀。這使得能夠不僅在彎曲部分122正上方(Z方向)而且在光導板固定部分140正上方(Z方向)獲得照射液晶面板的光。來自發光單兀110的光由此作為面光源裝置100的照明光出射。
[0036]為了形成光擴散圖案126，例如，可以使用通過利用白色絲網印刷來執行點列印的方法、在光導板120成形時形成微小凹凸的方法、或在光導板120成形之後通過使用雷射束加工來形成微小凹凸的方法。注意，光擴散圖案126不需要總是設置在光導板120的背面124上，而是可由具有光擴散性能並在光導板120內部被添加的微粒形成。
[0037]發光單兀110和光導板120被容納於殼體130中。殼體130被形成為符合光導板120的形狀的形狀。更具體地講，殼體130被形成，以使得容納平坦部分121的區域變得比容納彎曲部分122的區域薄。發光單元110和彎曲部分122位於通過殼體130的背部131、側部133以及134形成的空間中。平坦部分121位於通過殼體130的背部132以及側部135形成的空間中。殼體130在面向光導板120的發光表面123的部分上具有開口(opening)136。在傳統的邊緣光型背光中，光源布置在殼體的側部。由此，在殼體的框架(frame)部分(即，邊框(bezel))中需要用於容納光源的空間。在本實施例中，發光單元110被布置在殼體130的背部131上。因此，能夠使得殼體130的框架部分137較小或者較窄、或者完全消除殼體130的框架部分137。
[0038]光導板固定部分140具有例如鉤形狀或L形狀的截面。這裡，截面形狀指沿著X-Z平面獲得的形狀。更具體地講，光導板固定部分140包括基部142和與基部142 —體化的突出部分143，該基部142與殼體130的背部131接合。在圖1的實例中，基部142和突出部分143中的每一個具有矩形截面。光導板固定部分140的突出部分143與光導板120的彎曲部分122接觸。例如，可通過將在彎曲部分122上形成的凸部(未示出)嵌入到在突出部分143中形成的凹部(未出)中來將光導板120附接到光導板固定部分140。光導板固定部分140的突出部分143與光導板120的彎曲部分122接觸，從而防止光導板120偏向液晶面板側(Z方向)。這可在發光單元110與光導板120的端面125之間保持預定的距離。因此，能夠獨立於面光源裝置100的使用方向來獲得穩定的亮度和空間亮度分布。另外，使用光導板固定部分140使得能夠減小發光單元110與光學部件(諸如光導板120)之間的組裝誤差。注意，光導板固定部分140可與殼體130分離或者與殼體130 —體化。
[0039]通過發光單元110產生的光的一部分可沿橫向洩漏(leak)，而不入射到光導板120的端面125。該洩漏光可在殼體130中被反射或者擴散，並直接出射到液晶面板側(Z方向)。洩漏光與通過光擴散圖案126擴散並從光導板120出射的光相比，相對地具有非常高的亮度，並且可導致面光源裝置100的照明光的空間亮度分布的不均勻性。在本實施例中，光導板固定部分140被用作光阻擋部分以用於阻擋洩漏光。光導板固定部分140被布置在彎曲部分122附近，以便於阻擋來自發光單元110的洩漏光，從而有利於使空間亮度分布均勻化。
[0040]儘管光導板固定部分140可由任意材料製成，但優選使用具有高光吸收率的材料。例如，光導板固定部分140由黑色塑料形成。注意，光導板固定部分140僅需要具有由具有高光吸收率的材料加工的表面。例如，光導板固定部分140可具有其上執行黑色耐酸鋁處理的表面。可替代地，光導板固定部分140可部分地或全部地具有黑色帶(tape)或黑色塗層。使用具有高光吸收率的材料以形成或加工光導板固定部分140使得能夠提高阻擋通過發光單元110產生的光中、沿橫向洩漏而不入射到光導板120的端面125的光成分的性能。
[0041]在光導板固定部分140的表面中，面向液晶面板(未不出)的部分可具有用於反射光的光反射部分141，如圖2所示。作為光反射部分141，能夠使用諸如引起光的鏡面反射的金屬鏡或玻璃鏡的部件、諸如引起光的擴散反射的白反射片的部件等。可通過向光導板固定部分140的表面施加白色塗層來形成光反射部分141，以實現光反射功能。當設置光反射部分141時，從光導板120的彎曲部分122出射的光可部分地被反射到液晶面板側(Z方向)並且作為照明光被重新使用。
[0042]在圖2的實例中，由於光導板固定部分140被布置在彎曲部分122附近以便於阻擋來自發光單元110的洩漏光，因此，空間亮度分布的均勻性可被獲得。另外，由於光反射部分141被設置在光導板固定部分140的面向液晶面板的表面部分上，因此，從彎曲部分122出射的光可部分地被重新使用。也就是說，可同時獲得空間亮度分布的均勻性和高的光利用效率。
[0043]光導板固定部分140的截面形狀不限於圖1所示的鉤狀。圖3、圖4、圖5、圖6、圖7以及圖8示出光導板固定部分140的其它實例。圖3、圖4、圖5、圖6、圖7以及圖8是面光源裝置100的部分放大圖。在圖3所示的實例中，光導板固定部分140的突出部分143具有三角形截面。在本實例中，光導板固定部分140的與彎曲部分122接觸的表面相對於Z方向傾斜。在圖4所示的實例中，突出部分143具有相對於Z方向傾斜的多個表面。光導板固定部分140通過這些表面與彎曲部分122接觸。在圖5所示的實例中，突出部分143具有大致半圓形的截面。突出部分143的外周與彎曲部分122的發光表面123接觸。在圖6所示的實例中，突出部分143具有四分之一圓截面，該截面具有與Z方向垂直的平面。在圖7所示的實例中，突出部分143被形成，以便於具有符合彎曲部分122的發光表面123的表面。在圖8所示的實例中，光導板固定部分140與殼體130的側部133 —體化地形成。在所有這些實例中，可以獲得與圖1所示的光導板固定部分140的效果相同的效果。
[0044]當面光源裝置100被用作IXD裝置的背光時，可能需要更高的空間亮度分布均勻性。如圖9所示，面光源裝置100還可包括亮度控制片(也6的)(也稱為亮度控制部分)900，該亮度控制片900控制從發光表面123出射的光的亮度。亮度控制片900具有形成用於擴散光的光擴散點(dot)901的光擴散區域902。為了形成光擴散點901，例如，可以使用利用絲網印刷的方法、通過使用高功率雷射形成三維點的方法、或貼附(bond)銀箔點的方法。可替代地，可通過組合這些方法來形成光擴散點901。
[0045]在光擴散區域902中，點尺寸或點節距(pitch)在單個光擴散點901的位置處改變，也就是說，光擴散點901的密度改變，從而改變空間透光率。當在平面中具有多個區域(該多個區域具有多個透光率)的亮度控制片900被設置時，可精細地控制面光源裝置100的照明光的空間亮度分布，並可容易地獲得更高的空間亮度分布均勻性。
[0046]如上所述，根據第一實施例的面光源裝置100，發光單元(光源)110被布置在光導板120的背面124側。因此，能夠使得殼體130的框架部分(即，邊框)137較窄，或者完全消除殼體130的框架部分137。由此，即使在使用面光源裝置100作為背光的IXD裝置中，也可使得殼體的框架部分較窄。當框架部分相對於屏幕尺寸變窄時，例如，屏幕尺寸可被感覺到相對較大。也就是說，LCD裝置可具有更優異的設計。
[0047]另夕卜，由於將光導板120固定到殼體130的光導板固定部分140被設置，因此,可在發光單元110與光導板120的端面125之間保持預定的距離。此外，由於光導板固定部分140被設置，因此，可以阻擋來自發光單元110的洩漏光。因此，能夠獲得穩定的亮度和空間亮度分布。
[0048](第二實施例)
[0049]圖10是示意性地示出根據第二實施例的面光源裝置1000的側截面圖。通過以雙邊對稱的方式組合兩個圖1所示的面光源裝置100，來形成圖10所示的面光源裝置1000。在圖10中，與圖1相同的附圖標記表示相同的元件，並且將省略其描述。後綴(A和B)被添加以區分在圖10中以雙邊對稱的方式設置的元件。
[0050]在本實施例中，光導板固定部分140具有T形截面，並且固定左右光導板120A和120B。圖10所不的光導板固定部分140的功能與在第一實施例中描述的功能相同。設置在光導板固定部分140上的光反射部分141的功能也與在第一實施例中描述的功能相同。由此，這裡將省略詳細的描述。
[0051]如圖10所示，通過發光單元IIOA產生的光通過光導板120A的位於彎曲部分122A側的端面125A入射到光導板120A並且在重複全反射的同時傳播。通過光導板120A傳播的光通過光擴散圖案126A被擴散，並沿著Z方向從光導板120A的發光表面123A出射。類似地，通過發光單元IlOB產生的光通過光導板120B的位於彎曲部分122B側的端面125B入射到光導板120B並且在重複全反射的同時傳播。通過光導板120B傳播的光通過光擴散圖案126B被擴散，並沿著Z方向從光導板120B的發光表面123B出射。從光導板120A和120B出射的光形成面光源裝置1000的照明光，並被引向液晶面板或形成液晶面板的光學片(諸如擴散片或稜鏡片)。
[0052]注意，根據本實施例的光導板固定部分140的截面形狀不限於圖10所示的T形狀。圖11、圖12、圖13、圖14以及圖15示出光導板固定部分140的其它實例。圖11、圖
12、圖13、圖14以及圖15是面光源裝置1000的部分放大圖。在圖11所示的實例中，突出部分143A和143B中的每一個具有三角形截面。在本實例中，突出部分143A的與彎曲部分122A接觸的表面和突出部分143B的與彎曲部分122B接觸的表面相對於Z方向傾斜。在圖12所示的實例中，突出部分143A和143B中的每一個具有相對於Z方向傾斜的多個表面。光導板固定部分140通過這些表面與彎曲部分122A和122B接觸。在圖13所示的實例中，突出部分143A和143B中的每一個具有大致半圓形的截面。突出部分143A和143B的外周分別與彎曲部分122A和122B接觸。在圖14所示的實例中，突出部分143A和143B中的每一個具有四分之一圓截面，該截面具有與Z方向垂直的平面。在圖15所示的實例中，突出部分143A和143B被形成，以便於具有分別符合彎曲部分122A和122B的截面形狀的表面。
[0053]如圖16B所示，面光源裝置1000還可包括亮度控制片1600，該亮度控制片1600控制從發光表面123A和123B出射的光的亮度。亮度控制片1600具有形成光擴散點1601的光擴散區域1602。亮度控制片1600在平面中具有多個區域(該多個區域具有多個透光率)。亮度控制片1600具有與圖9所示的亮度控制片900相同的布置，並且將省略其詳細的描述。由於面光源裝置1000包括具有區域(區域具有透光率)的亮度控制片1600，因此可獲得具有更高均勻性的亮度分布。
[0054]如上所述，根據第二實施例的面光源裝置1000，發光單元110被布置在光導板120的背面124側，並且因此能夠與第一實施例同樣地使得殼體130的框架部分(即，邊框)137較窄或者完全消除殼體130的框架部分137。由此，即使在使用面光源裝置1000作為背光的LCD中，也可使得殼體的邊框部分較窄。當邊框相對於屏幕尺寸變窄時，例如，屏幕尺寸可被感覺到相對較大。也就是說，LCD可具有更優異的設計。
[0055]另外，在使用面光源裝置1000作為背光的IXD裝置中，發光單元IlOA和IlOB被布置在屏幕的中央。因此，在IXD裝置中，不僅能夠使殼體130的框架部分137變窄，而且能夠使殼體130的周邊部分變薄。當沿著LCD裝置的屏幕的垂直方向布置發光單元IlOA和IlOB時，可使得殼體的周邊部分的左區域和右區域極薄。當沿著LCD的屏幕的水平方向橫向布置發光單元IlOA和IlOB時，可使得殼體的周邊部分的上區域和下區域極薄。這可實現具有更優異的設計的LCD裝置，該設計使得LCD裝置總體顯得薄和輕。
[0056]此外，根據第二實施例的面光源裝置1000，與第一實施例同樣，可容易地同時獲得亮度分布的均勻性和高的光利用效率。同時，使用光導板固定部分140使得能夠減小發光單元110與光學部件(諸如光導板120)之間的組裝誤差。
[0057](第三實施例)
[0058]第三實施例在光導板的形狀上與第二實施例不同。在第三實施例中，將描述不同於第二實施例的部分，並將省略與第二實施例相同的部分的描述。
[0059]圖17是示意性地示出根據第三實施例的面光源裝置1700的透視圖。殼體在圖17中未被示出。在這種情形下，與圖1同樣，為了便於描述，也定義XYZ直角坐標系，如圖17所示。圖17所示的面光源裝置1700包括光導板120A和光導板120B，該光導板120A包括側部被斜切(obliquely cut)的彎曲部分122A，該光導板120B包括側部被斜切的彎曲部分122B。
[0060]為了容易理解對光導板120 (對應於圖17所示的光導板120A和120B中的每一個)的結構的解釋，圖18A和圖18B示出從兩個方向觀察的光導板120。圖18A是示出從Y方向觀察的光導板120的平面圖，圖18B是示出從X方向觀察的光導板120的平面圖。如圖18A所示，從Y方向觀察的光導板120的平面形狀與在第一實施例中描述的光導板120的形狀相同。另一方面，如圖18B所示，在從X方向觀察的平面形狀中，彎曲部分122的兩個角(corner)被斜切。也就是說，彎曲部分122朝向與光入射表面對應的端面125變窄。在這種情形下，端面125的面積比平坦部分121側的端面127的面積小。因此，殼體130也可具有角被沿著彎曲部分122的側部斜切的形狀。由此，可使得殼體130更薄。由於該原因，在使用面光源裝置1700的LCD中，可使得LCD的殼體的整個周邊部分極薄。這可實現具有更優異的設計的LCD，該設計使得LCD總體顯得薄和輕。
[0061]注意，在面光源裝置1700中，由於彎曲部分122A和122B的角被斜切，因此，亮度會改變，並且空間亮度分布會因此變得不勻Uneven)。為了防止空間亮度分布的不勻性，可在光導板120A和120B的側部設置光反射部分1901和1902，如圖19A和圖19B所示。作為形成光反射部分1901和1902的部件，可以使用白色擴散反射部件或鏡面反射部件(諸如金屬鏡或玻璃鏡)。
[0062]如上所述，根據第三實施例的面光源裝置1700，光導板120A的彎曲部分122A的側部和光導板120B的彎曲部分122B的側部被切割，從而使得殼體130更薄。作為結果，使用面光源裝置1700的IXD裝置可具有更優異的設計。
[0063]根據上述實施例中的至少一個，發光單元(光源)被設置在光導板的背面側。因此，能夠使得殼體的框架部分(即，邊框)較小或較窄。
[0064]儘管已描述了某些實施例，但是，這些實施例僅通過實例給出，並非意在限制本發明的範圍。實際上，這裡描述的新穎的實施例可通過各種其它的形式體現；此外，在不背離本發明的精神的前提下，可對這裡描述的實施例的形式進行各種省略、替代以及改變。隨附的權利要求以及它們的等同物意在覆蓋諸如落入本發明的範圍和精神內的這樣的形式和修改。
【權利要求】
1.一種面光源裝置，包括: 光導板，該光導板包括平坦部分和彎曲部分，該光導板還包括位於彎曲部分側的用於引入光的端面、設置在平坦部分和彎曲部分上以擴散從端面引入的光的光擴散部分、以及用於輸出通過光擴散部分擴散的光的發光表面； 發光單元，該發光單元用於產生朝向端面的光； 殼體，該殼體用於容納光導板和發光單元；以及 固定部分，該固定部分用於將光導板固定到殼體，該固定部分被布置為與彎曲部分接觸。
2.根據權利要求1的裝置，其中，固定部分阻擋由發光單元產生、並且洩露而沒有入射到光導板的光。
3.根據權利要求2的裝置，其中，固定部分是通過具有高光吸收率的材料形成或加工的。
4.根據權利要求1的裝置，還包括用於控制從發光表面輸出的光的亮度的亮度控制片，該亮度控制片包括具有不同透光率的區域。
5.根據權利要求1的裝置，其中，發光單元包括發光元件陣列，其中，多個發光元件沿著端面被排列成一條線。
6.根據權利要求1的裝置，還包括用於反射光的光反射部分，該光反射部分設置在固定部分的表面的一部分上。
7.根據權利要求1的裝置，其中，彎曲部分被形成為朝向端面變窄。
8.根據權利要求1的裝置，其中，平坦部分具有矩形截面，而彎曲部分具有彎曲的截面形狀。
【文檔編號】F21Y101/02GK103807669SQ201310540632
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年11月5日 優先權日:2012年11月5日
【發明者】森野剛志, 白土昌孝 申請人:株式會社東芝