面光源裝置的製作方法
2023-05-24 10:56:51 2
專利名稱：面光源裝置的製作方法
技術領域：
本發明的實施方式涉及例如用作液晶顯示裝置的背光燈的面光源裝置。
背景技術：
作為液晶顯示裝置中使用的背光燈，已知有將來自光源的光從矩形平板狀導光板的端面導入後從導光板的射出面射出的邊緣光型背光燈。邊緣光型背光燈跟與液晶面板的背面對置地配置光源而向液晶面板直接照明的直下型背光燈相比較，具有能夠使框體薄型化的優點。然而，在邊緣光型背光燈中，由於光源與導光板的側端面對置地配置，S卩、光源收容在框體的框緣部分中，因此存在框體的框緣部分變大的缺點。
發明內容
本發明所要解決的技術問題為提供一種框體的框緣部分小的面光源裝置。一個技術方案涉及的面光源裝置具備:導光板、第一發光部以及第二發光部。上述導光板具備:平坦部，具有矩形的剖面形狀；和彎曲部，具有有彎曲的部分的形狀的剖面形狀。上述彎曲部具備將光導入的端面以及內周面，將從上述端面導入的光向上述平坦部引導，並使從上述內周面導入的光透射。上述平坦部具備:光散射部，散射由上述彎曲部引導的光；和射出面，使由該光散射部散射的光射出。上述第一發光部向上述端面照射光。上述第二發光部向上述內周面照射光。根據上述結構的面光源裝置，能夠使框體的框緣部分變小。
圖1是概略地表示第一實施方式所涉及的面光源裝置的側視圖。圖2是表示圖1的面光源裝置具備亮度控制片的例子的側視圖。圖3是概略地表示圖2示出的亮度控制片的俯視圖。圖4是概略地表示第一實施方式的變形例I所涉及的面光源裝置的側視圖。圖5是概略地表示第一實施方式的變形例2所涉及的面光源裝置的側視圖。圖6是概略地表示將兩個圖1的面光源裝置組合而形成的面光源裝置的側視圖。圖7是概略地表示將兩個圖6的面光源裝置組合而形成的面光源裝置的側視圖。圖8是概略地表示第二實施方式所涉及的面光源裝置的立體圖。圖9是概略地表示圖8所示的第三發光部所發出的光的光路的側視圖。圖10是概略地表示圖8所示的第一發光部所發出的光的光路的側視圖。圖11是概略地表示圖8所示的第二發光部所發出的光的光路的側視圖。
圖12是表示圖8的面光源裝置具備亮度控制片的例子的側視圖。圖13是表示在圖8所示的導光板上設置光傳播控制部的例子的立體圖。圖14A是表示圖13所示的光傳播控制部的一個例子的剖面圖。圖14B是表示圖13所示的光傳播控制部的另一個例子的剖面圖。圖14C是表示圖13所示的光傳播控制部的其他另一個例子的剖面圖。
具體實施例方式以下，根據需要來一邊參照附圖一邊說明實施方式所涉及的面光源裝置。這些面光源裝置例如用作液晶顯示裝置的背光燈或照明器具。在本實施方式中，舉出面光源裝置被用作液晶顯示裝置的背光燈的情況為例來進行說明。在該情況下，面光源裝置配置成使面光源裝置的發光面與液晶面板的背面對置。(第一實施方式)圖1是概略地表示第一實施方式所涉及的面光源裝置100的側視圖。該面光源裝置100如圖1所示那樣，具備第一發光部110、第二發光部120以及導光板130。這些第一發光部110、第二發光部120以及導光板130固定在未圖不的框體(背面蓋)上。第一發光部110與導光板130的一個端面135對置地配置，並向該端面135照射光。第一發光部110是發光兀件陣列，該發光兀件陣列為，發出光(例如白色光)的多個發光元件沿著端面135而排列成線狀。作為發光元件，例如能夠使用發光二極體(LED =LightEmitting Diode)。導光板130由透明的玻璃或者樹脂形成。作為透明樹脂，例如能夠利用丙烯酸酯、聚碳酸酯等。導光板130形成為使矩形平板的端部彎曲的形狀。具體地說，導光板130具備平坦部131以及彎曲部132。在此，為了方便說明，如圖1所示那樣規定XYZ正交坐標系。設導光板130的平坦部131的厚度方向為Z方向，設第一發光部110的發光元件所排列的方向為Y方向，設與Y方向以及Z方向正交的方向為X方向。在將面光源裝置用作液晶顯示裝置的背光燈的情況下，X方向相當於鉛垂方向(或者上下方向)，Y方向相當於水平方向(或者左右方向)。將平坦部131以與Y方向正交的假想平面剖切的剖面形狀，在任一剖面上均為矩形形狀。而且，將彎曲部132以與Y方向正交的假想平面剖切的剖面形狀，在任一剖面上均為具有彎曲的部分的形狀。更具體地說，彎曲部132的剖面形狀是近似為中心角為大約90度的圓弧的形狀，具有與平坦部131的厚度大致相同的厚度。另外，導光板130具有相互對置的兩個主面133以及134、和配置在這些主面133以及134間的四個端面。這些端面中的位於彎曲部13側的端面135是將從第一發光部110照射的光導入的入射面。在本實施方式中，在將面光源裝置100與液晶面板(未圖示)對置配置的情況下，將與液晶面板對置的主面133稱作表面，將另一個主面134稱作背面。第二發光部120與導光板130的彎曲部13側的背面134對置地配置，並朝向彎曲部132的背面(也稱作內周面)134照射光。本實施方式的第二發光部120與第一發光部110同樣，是多個發光元件(例如LED)沿著Y方向排列為線狀的發光元件陣列。此外，第二發光部120也可以是組合使用LED和透鏡的LED模塊。從第一發光部110照射的光,從彎曲部132的端面135嚮導光板130入射,並在導光板130內部反覆進行全反射的同時而進行傳播。在導光板130中傳播的光，通過設置在平坦部131上的光散射圖案(也稱作光散射部)136而被散射，從平坦部131的表面(射出面)133嚮導光板130的外部射出。這樣，來自第一發光部110的光朝向與導光板130的平坦部131對應的區域。在本實施方式中，光散射圖案136形成在平坦部131的背面134上。作為形成光散射圖案136的方法，例如具有實施白色的絲網漏印印刷的方法、在導光板130的成型時形成微小的凹凸形狀的方法、在導光板130的成型後通過雷射加工形成微小的凹凸形狀的方法等。此外，光散射圖案136不局限於設置在平坦部131的背面134上的例子，也可以是附加在導光板130內部的具有光散射性的微粒子。另一方面，從發光部120照射的光從彎曲部132的背面134嚮導光板130入射，不停留在導光板130內部地從彎曲部132的表面135射出。即、來自發光部120的光透射彎曲部132。這樣，來自第二發光部120的光朝向與導光板130的彎曲部132對應的區域。面光源裝置100的照射光由從平坦部131射出的光和透射彎曲部132的光形成。將從第二發光部120照射並透射彎曲部132的光用作面光源裝置100的照射光，由此，不僅能夠將與平坦部131對應的區域做成發光面也能夠將與彎曲部132對應的區域做成發光面。另外，第一發光部110以及第二發光部120配置在導光板130的背面134側，所以不需要將用於收容第一發光部110以及第二發光部120的框緣部分設置於框體。在本實施方式中，彎曲部132比平坦部131小，所以第一發光部110照明的區域比第二發光部120照明的區域大。因此，為了得到面光源裝置100的照射光亮度的空間均勻性，需要使第二發光部120的整體發光量比第一發光部110的整體發光量小。這能夠通過調整各發光元件的發光量以及發光元件的排列間隔中的至少一方來實現。在一個例子中，第二發光部120內的發光兀件比第一發光部110內的發光兀件稀疏地排列。即、設計成第二發光部120中的發光兀件的排列間隔比第一發光部110中的發光兀件的排列間隔大。在其他的例子中，控制成第二發光部120內的各發光元件的發光量比第一發光部110內的各發光兀件的發光量小。但是，在通過調整各個發光元件的發光量以及排列間隔中的至少一方來實現亮度的空間均勻性的情況下，有時需要限定能夠使用的LED的種類、或者需要以極高的精度調整發光元件的配置位置以及發光量。因而，如圖2所示那樣，面光源裝置100還可以進一步具備控制從上述射出面射出的光的亮度以及透射上述彎曲部的光的亮度的亮度控制片250。在該亮度控制片250上設置有光擴散區域252，該光擴散區域252形成有使光擴散的光擴散點251。典型地，光擴散區域252設置在從第二發光部120照射並透射彎曲部132的光通過的部分上。作為形成光擴散點251的方法，例如存在使用絲網漏印印刷的方法、通過高輸出雷射形成凹凸點的方法、粘貼銀箔點的方法等。或者，也可以將這些方法組合來形成光擴散點 251。在光擴散區域252中，如圖3所示那樣，通過使點的大小或者點間的間距變化，即、使光擴散點251的密度變化，來使空間性的透光率變化。在圖3中，示出了對於光擴散區域252內的每個部分區域而透光率不同，但光擴散點251形成為在亮度控制片250的面內透光率平滑地變化。通過在這樣的面內設置具有不同的多個透光率的亮度控制片250，可容易獲得面光源裝置100的照射光亮度的空間均勻性。如以上所述，根據第一實施方式所涉及的面光源裝置100，通過將光源(第一發光部110以及第二發光部120)配置在導光板130的背面134側，能夠使用於收容光源的框緣部分減小或變窄，或者能夠完全去除框體的框緣部分。因此，即使在將面光源裝置100用作背光燈的液晶顯示裝置中，也能夠使框體的框緣(邊框)部分變窄。通過相對於畫面尺寸而使框緣變窄，能夠相對地感覺畫面尺寸較大等，使液晶顯示裝置的設計性變得更加優越。此外，第二發光部不限定於具備發光元件(S卩、光源)的例子。參照圖4以及圖5說明第二發光部的其他形態。圖4是概略地表示第一實施方式的變形例I所涉及的面光源裝置400的側視圖。在圖4中，將與圖2所示的標記相同的標記付與相同要素而省略其說明。面光源裝置400取代圖1的第二發光部120而具備部件420，該部件420使從第一發光部110照射的光中、不入射到導光板130而漏出的光反射，並向彎曲部132的背面(內周面)134引導。在一個例子中，部件420具有相對於從第一發光部110漏出的光傾斜的面，並在該面上塗敷反射率高的白色或銀色的塗料。在其他例子中，將反射率高的鏡用作部件420。根據第一實施方式的變形例I所涉及的面光源裝置400，通過利用從第一發光部110漏出的光，能夠減少消耗電力。圖5是概略地表示第一實施方式的變形例2所涉及的面光源裝置500的側視圖。在圖5中，將與圖2所示的標記相同的標記付與相同要素而省略其說明。在圖1的面光源裝置100中，在導光板130的平坦部131上設置光散射圖案136。與此相對，在圖5的面光源裝置500中，遍及導光板130的背面134的整體而形成有光散射圖案136。面光源裝置500的第二發光部520與設置在彎曲部132上的光散射圖案136對應。第二發光部520使在導光板130中傳播的光散射而從彎曲部132的表面(夕卜周面)133射出。形成作為第二發光部的光散射圖案的方法，例如具有對導光板130實施白色的絲網漏印印刷的方法、在導光板130的成型時形成微小的凹凸形狀的方法、在導光板130的成型後通過雷射加工來形成微小的凹凸形狀的方法等。根據第一實施方式的變形例2所涉及的面光源裝置500，通過在彎曲部132的背面134上設置光散射圖案來作為第二發光部，能夠削減在第二發光部中使用的部件，即、能夠實現省資源化。另外，能夠將具有上述結構的面光源裝置(例如面光源裝置100)作為一個單元，從而組合使用多個單元來構成一個面光源裝置。圖6是概略地表示第一實施方式的變形例3所涉及的面光源裝置600的側視圖。該面光源裝置600將圖2所示的面光源裝置100左右對稱地組合兩個。在圖6中，將與圖2所示的標記相同的標記付與相同要素而省略其說明。但是，在圖6中為了區別左右對稱設置的要素彼此而追加了附加字(A以及B)。另外，在圖7中示出將圖6中示出的面光源裝置600左右對稱地組合兩個的面光源裝置700。在圖7中為了區別左右對稱設置的要素彼此而追加了附加字(A、B、C以及D)。在面光源裝置700中，導光板130B和導光板130C —體形成，導光板130B的平坦部131B與導光板130C的平坦部131C連續。通過這樣組合使用多個單元來形成一個面光源裝置，能夠對應大型畫面的液晶顯示裝置。
(第二實施方式)圖8是概略地表示第二實施方式所涉及的面光源裝置800的立體圖。圖8所示的面光源裝置800將圖1所示的面光源裝置100左右對稱地組合兩個，並設置有向被對象物直接照射光的第三發光部(也稱作直下型光源)820。在圖8中，將與圖1所示的標記相同的標記付與相同要素而省略其說明。但是，在圖8中為了區別左右對稱設置的要素彼此而追加了附加字(A以及B)。如圖8所示那樣，第三發光部820將第一發光部110A、110B以及第二發光部120A、120B 一起安裝在背面蓋840上。第三發光部820配置在第一發光部IlOA和第一發光部IlOB之間。第三發光部820具備一個以上的發光兀件陣列,各發光兀件陣列包含在Y方向上以線狀排列的多個發光元件(例如LED)。在圖8中，示出第三發光部820具備三個發光元件陣列的例子。如圖9所示那樣，從第三發光部820照射的光不入射到導光板130而成為面光源裝置800的照射光。在面光源裝置800用作液晶顯示裝置的背光燈的情況下，第三發光部820是直接照明液晶面板、或者擴散片以及稜鏡片等的形成液晶面板的光學片的光源。另一方面，如圖10所示那樣，從第一發光部IlOA照射的光從位於彎曲部132A側的導光板130A的端面135A嚮導光板130A入射,反覆進行全反射的同時而傳播。在導光板130A中傳播的光通過光散射圖案136A而散射，從平坦部13IA的表面133A沿Z方向射出。同樣地，從第一發光部IlOB照射的光從位於彎曲部132B側的導光板130B的端面135B嚮導光板130B入射,反覆進行全反射的同時而傳播。在導光板130B中傳播的光通過光散射圖案136B而散射，從平坦部131B的表面133B沿Z方向射出。從平坦部131A以及平坦部131B射出的光，形成面光源裝置800的照明光的一部分，朝向液晶面板、或者擴散片以及稜鏡片等的形成液晶面板的光學片。另外，如圖11所示那樣，從第二發光部120A照射的光透射導光板130A的彎曲部132A。同樣地，從第二發光部120B照射的光透射導光板130B的彎曲部132B。例如，在沒有設置第二發光部120A、120B的情況下，沒有從彎曲部132A、132B附近射出的光，與彎曲部132A、132B對應的區域的照射光變得非常小。在該情況下，產生不連續的亮度分布，例如，產生在較暗的方向上具有峰值的亮度不均。這樣的亮度不均與液晶顯示裝置的畫質降低相關聯。在本實施方式的面光源裝置800中，通過具備向彎曲部132A、132B照射光的第二發光部120AU20B，從彎曲部132AU32B附近也射出光，能夠得到均勻的亮度分布。另外，如圖12所示那樣，面光源裝置800還可以進一步具備亮度控制片(亮度控制部)1250，該亮度控制片1250控制從上述射出面射出的光的亮度、透射上述彎曲部的光的亮度以及從上述第三發光部照射的光的亮度。在亮度控制片1250上形成有光擴散點1251，亮度控制片1250在面內具有不同的透光率。亮度控制片1250具有與圖2所示的亮度控制片250相同的結構，所以省略詳細的說明。面光源裝置800通過具備在面內具有不同的透光率的亮度控制片1250，能夠得到均勻性更高的亮度分布。第三發光部820內的發光元件能夠單獨地進行調光。根據在液晶顯示裝置中顯示的圖像信號，獨立地控制第三發光部820內的發光元件，由此能夠進行對多個區域的每個的調光控制(局部調光控制)。所謂局部調光控制，是指根據輸入到液晶面板的圖像信號、對將背光燈假想地分割的多個區域的每個控制背光燈的亮度的技術。局部調光控制能夠實現液晶顯示裝置的高對比度化以及低消耗電力化。在實際的圖像內容中，中心部分明亮的情況較多。因此，可知與能夠獨立地調整畫面中央部分的光量的情況相比，局部調光控制可獲得更好的效果。在本實施方式的面光源裝置800中，能夠獨立地控制發光元件的第三發光部配置在中央部分，所以能夠獲得局部調光的較好效果。另外，為了獲得局部調光的更好效果，面光源裝置800還可以進一步具備具有復現性反射特性的光傳播控制部1360。如圖13所示那樣，光傳播控制部1360設置在導光板130A的表面133A以及導光板130B的表面133B上。光傳播控制部1360能夠抑制光在導光板130A以及導光板130B中沿Y方向擴展的情況。具體地說，光傳播控制部1360能夠通過並列配置多個直線稜鏡的直線稜鏡構造來實現。圖14A表示沿圖13所示的A — A'線的導光板130B的剖面。各直線稜鏡形成為沿X方向延伸。在圖14A中，示出了各直線稜鏡的剖面形狀是三角形的例子。設置在導光板130A上的光傳播控制部1360也具有同樣的剖面形狀。在導光板130B中傳播的光的剖面方向成分成為接受直線稜鏡構造的復現性反射。在導光板130B中傳播的光一邊接受復現性反射一邊進行傳播，所以在沿著各直線稜鏡的方向(即、X方向)上較廣地擴散，但在排列第一發光部IlOB內的發光元件的方向(即、Y方向)上難以擴散。在圖14A的例子中，光傳播控制部1360是排列有剖面形狀為大小相同的三角形的直線稜鏡的構造。直線稜鏡的剖面形狀並不局限於三角形，也可以是梯形、半圓形等。如圖14B所示那樣，光傳播控制部1360也可以是剖面形狀為大致半圓形的透鏡狀鏡片構造。另夕卜，考慮到製造性，如圖14C所示那樣，各直線稜鏡的剖面形狀也可以是頂點帶有圓角的三角形形狀。這樣在抑制在導光板130A、130B中傳播的光向Y方向擴散的狀態下，由光傳播控制部1360獨立地控制第一發光部110AU10B內的發光元件，由此，能夠對與各個直線稜鏡對應的每個區域調整來自導光板130AU30B的光的亮度。即，不僅能夠在面光源裝置800的中央部分進行局部調光控制，也能夠在左右的周邊部分進行局部調光控制。面光源裝置800在中央部分上能夠對與第三發光部820內的發光元件對應的每個區域進行調光，在周邊部分上能夠對與光傳播控制部1360對應的每個區域進行調光，所以在面光源裝置800整體中也能夠進行掃描控制，該掃描控制控制為在上下左右方向上依次點亮。所謂掃描控制，是指以與圖像信號同步的規定定時依次使水平方向區域的背光燈關閉一定時間的技術。通過掃描控制，能夠有效地降低動畫再生時的餘像的產生。此外，直接照明被對象物的第三發光部820也可以設置在圖1的面光源裝置100上。在面光源裝置100上追加第三發光部820的情況下，第三發光部820設置為使第一發光部110配置在第二發光部120和第三發光部820之間。如以上所述，根據第二實施方式所涉及的面光源裝置800，通過獨立地控制第一發光部110A、110B、第二發光部120AU20B、第三發光部820內的發光元件，能夠進行局部調光控制以及掃描控制。另外，通過將光源(第一發光部110AU10B、第二發光部120AU20B、第三發光部820)配置在導光板130A以及130B的背面側，能夠使用於收容光源的框緣部分變小或變窄，或者能夠完全去除框體的框緣部分。另外，能夠使沒有配置光源的框體部分(配置有平坦部131A以及131B的部分)薄型化。因此，即使在將面光源裝置800用作背光燈的液晶顯示裝置中，也能夠使框體的框緣部分變窄，還能夠將框體的框緣周邊的厚度做成極薄。即，能夠提高液晶顯示裝置的設計性。說明了本發明的幾個實施方式，但這些實施方式是作為例子而提出的，並不意圖限定發明的範圍。這些新的實施方式能夠以其它各種方式實施，在不脫離發明的主旨的範圍內，能夠進行各種省略、置換、變更。這些實施方式及其變形包含在發明的範圍及主旨中，並且，包含在權利要求書所記載的發明和與其等同的範圍內。
權利要求
1.一種面光源裝置，其特徵在於，具備: 導光板，該導光板具備:平坦部，具有矩形的剖面形狀；和彎曲部，具有有彎曲的部分的形狀的剖面形狀；上述彎曲部具備將光導入的端面以及內周面，將從上述端面導入的光向上述平坦部引導，並使從上述內周面導入的光透射，上述平坦部具備:光散射部，散射由上述彎曲部引導的光；和射出面，使由該光散射部散射的光射出； 第一發光部，向上述端面照射光；以及 第二發光部，向上述內周面照射光。
2.如權利要求1所述的面光源裝置，其特徵在於， 還具備具有不同的多個透光率的亮度控制片，該亮度控制片控制從上述射出面射出的光的亮度以及透射上述彎曲部的光的亮度。
3.如權利要求1所述的面光源裝置，其特徵在於， 還具備直接照明被照射物的第三發光部。
4.如權利要求3所述的面光源裝置，其特徵在於， 還具備具有不同的多個透光率的亮度控制片，該亮度控制片控制從上述射出面射出的光的亮度、透射上述彎曲部的光的亮度以及從上述第三發光部照射的光的亮度。
5.如權利要求1所述的面光源裝置，其特徵在於， 上述第一發光部是多個發光元件沿著上述端面排列為線狀的發光元件陣列。
6.如權利要求1所述的面光源裝置，其特徵在於， 上述第二發光部是將從上述第一發光部照射的不入射到上述導光板而漏出的光向上述內周面引導的部件。
7.如權利要求1所述的面光源裝置，其特徵在於， 上述第一發光部具備以第一間隔排列的多個發光兀件，上述第二發光部具備以比上述第一間隔大的第二間隔排列的多個發光兀件。
8.一種面光源裝置，其特徵在於，具備: 導光板，該導光板具備:平坦部，具有矩形的剖面形狀；和彎曲部，具有有彎曲的部分的形狀的剖面形狀；該導光板還具備:端面，位於上述彎曲部側，將光導入；光散射部，散射從該端面導入的光；和射出面，射出由該光散射部散射的光；以及 第一發光部，向上述端面照射光。
全文摘要
本發明提供一種面光源裝置，該面光源裝置例如用作液晶顯示裝置的背光燈，且框體的框緣部分較小。該面光源裝置具備導光板、第一發光部以及第二發光部。上述導光板具備平坦部以及彎曲部。上述彎曲部具備將光導入的端面以及內周面，將從上述端面導入的光向上述平坦部引導，並使從上述內周面導入的光透射。上述平坦部具備使由上述彎曲部引導的光散射的光散射部和使由該光散射部散射的光射出的射出面。上述第一發光部向上述端面照射光。上述第二發光部向上述內周面照射光。
文檔編號G02F1/13357GK103104862SQ201210445280
公開日2013年5月15日 申請日期2012年11月9日 優先權日2011年11月9日
發明者森野剛志, 白土昌孝, 本宮佳典 申請人:株式會社東芝