专利名称：直下型背光装置的制作方法
技术领域：
本发明关于一种直下型背光装置。
背景技术：
直下型背光装置是作为液晶显示装置的背面照明等而使用的，一般是在扩散板的背后配置由冷阴极管构成的光源而构成。扩散板是在合成树脂材料中混合入扩散剂而形成，用于将光源发出的光进行扩散并形成大致均匀的发光面，是用于保持背光装置的发光品位、在液晶显示装置中被使用时的液晶画面品位的重要构件之一。
当象大型的液晶显示装置这样，需要大型的背光装置时，扩大板的体积增大，制品重量增大。例如，20英寸画面用的背光装置的扩散板重量为350g，到30英寸画面用的背光装置的扩散板就为530g，不符合轻量化的要求。
日本专利早期公开之特开平7-64084号公报发明内容本发明的目的是抑制直下型背光装置的制品重量的增大。
本发明是一种在光扩散面构件的背后设置光源的直下型背光装置，其特征在于前述光扩散面构件只由厚度不足1mm的薄片材料构成，且前述薄片材料中包括全光线透光率为10～50％的低透光率扩散薄片。
光扩散面构件不是象公知技术那样，采用厚度达几毫米的扩散板，而只由厚度不足1mm的薄片材料构成，所以即使大画面化也为轻量。
而且，在公知的背光装置中所使用的扩散薄片，是为了与扩散板组合而提高辉度所使用的(辉度提高用扩散薄片)，全光线透光率比较高(80％以上)。因此，如果象公知技术那样，只将与扩散板组合使用的扩散薄片作为光扩散面构件使用，则无法得到充分的扩散效果，很明显地残留有使灯的直上位置变亮而灯间变暗的灯影(lampimage)，不能得到良好的发光品位。
对此，在本发明中，采用全光线透光率较公知技术低，为10～50％的低透光率扩散薄片，所以在光源的直上位置，透过扩散薄片的光被控制得较低，而且透过的光因扩散薄片的光扩散作用而被扩散。因此，虽然为薄扩散薄片，也使灯影被改善。
而且，前述低透光率扩散薄片，其浊度(haze)值为70～100％较佳，在这种情况下，灯影得到进一步的改善。
而且，本发明的直下型背光装置，是一种在由厚度不足1mm的薄片材料构成的光扩散面构件的背后设置光源的直下型背光装置，其特征在于为了使前述薄片材料不产生挠曲，配备有对该薄片材料施加张力并拉住支持的支持构件。
通过对薄片材料进行拉住支持，即使光扩散面构件为薄片材料，也可防止薄片材料的挠曲。
为了对薄片材料施加张力，前述支持构件由框架、为了将前述薄片材料的薄片周围边缘部的多数个部位向薄片材料的面外方向拉住而在前述框架上所设置的多数个张力施予构件构成为佳。
另外，本发明的直下型背光装置，是一种在由厚度不足1mm的薄片材料构成的光扩散面构件的背后设置光源的直下型背光装置，其特征在于在前述薄片材料的边缘部，设置有加强框。光扩散面构件不是象公知技术那样，采用厚度达几毫米的扩散板，而只由厚度不足1mm的薄片材料构成，所以即使大画面化也为轻量。而且，因为在薄片材料的边缘部设置了加强框，所以能够防止薄片材料的挠曲。
如利用本发明，因光扩散面构件薄，所以能够抑制直下型背光装置的制品重量的增大。
图1为除了上框以外的直下型背光装置的斜视图。
图2为直下型背光装置的分解断面图。
图3所示为光的扩散·反射状态的概念图。
图4为上框的斜视图。
图5为关于第2实施形态的直下型背光装置(除了上框以外)的断面图。
图6为关于第3实施形态的直下型背光装置(除了上框以外)的断面图。
图7为关于第3实施形态的带有加强框的薄片的斜视图。
图8为关于第4实施形态的直下型背光装置的断面图。
图9为关于第4实施形态的直下型背光装置的分解斜视图。
图10所示为短边侧的扩散面构件的孔和下框的突起的扣合状态的扩大图。
图11所示为长边侧的扩散面构件的孔和下框的突起的扣合状态的扩大图。
图12为上框的斜视图。
1直下型背光装置2下框3上框4底面部4a、5a光反射面5侧面部7光源9光扩散面构件(低透光率扩散薄片；薄片材料)9a、9b、9c、9d扩散薄片的边11弹簧(张力施予构件)12安装孔13间隙14窗部
15窗框15a、15b内侧15c凸部16侧面部20辉度提高用扩散薄片20b、20c、20d缺口部21透镜薄片30加强框31角部51支持面部51a第1短边支持面部51b第2短边支持面部51c第1长边支持面部51d第2长边支持面部52b、52c、52d突起53双面带91b、91c、91d孔L1、L2、L3、L4光具体实施方式
下面利用图示对本发明的实施形态进行说明。
图1～图4所示为关于第1实施形态的直下型背光装置1。该直下型背光装置1适合用作液晶显示装置用的背光装置。背光装置1包括作为灯罩的下框(后框)2、安装在该下框2上的上框(前框)3，并利用这两个框2、3构成装置的框体。
下框2具有矩形的底面部4、从底面部4的各边直立设置的侧面部5，构成一种上面开口的箱状体。下框2由铝等金属形成。在下框2的内部，配置有光源7，并使用线状光源作为光源7。更具体地说，光源7为冷阴极管灯。另外，作为光源7也可为LED等点状光源。
在下框2的内部，多数个光源7以一定间隔并列设置。在下框2的上面开口处，设置有光扩散面构件9。从光扩散面构件9的背后所设置的光源7发出的光，照射在光扩散面构件9上，使该光扩散面构件9成为发光面。线状或点状的光在光扩散面构件9被扩散，从而形成面内的光强度大致均匀的面状光，对液晶显示装置的液晶面板进行照射。
下框2的内面(底面部4的内面4a，如果需要还有侧面部的内面5a)被作为光反射面。这里的光反射面4a、5a为扩散反射面，至少位于光源7的背后，将光向光扩散面构件9侧进行反射。具体地说，在下框内面4a、5a上，设置白色的反射板或施加白色涂层，形成扩散反射面。
采用扩散薄片作为光扩散面构件9。该扩散薄片为厚度不足1mm的薄片材料。薄片9厚度的较佳下限为0.1mm左右，更佳的下限为0.2mm左右。而且，薄片9的较佳上限为0.8mm左右，更佳的上限为0.3mm左右。具体地说，薄片9的厚度可为0.2mm左右。在这里，作为光扩散面构件9，不使用厚度达几毫米且重量大的扩散板。因此，背光装置1的轻量化是可能的。而且，由于省略了需要较多树脂材料的扩散层，所以能够降低材料成本。
扩散薄片9的全光线透光率为10～50％的低透光率。透光率的更佳下限为20％，透光率的更佳上限为40％。具体地说，透光率可为30％左右。扩散薄片9可通过以PET、PC、丙烯等透明树脂作为基材，并在透明基材表面上涂敷扩散剂，使基材表面形成扩散层(磁珠(bead)涂层)而构成。或者，也可通过在薄片内部混入扩散剂而形成。要使扩散薄片9为低透光率，可通过调整扩散剂的量并利用扩散剂对所吸收的光量进行调整，或提高薄片表面的反射率而实现。
而且，这里的扩散板9是用于改善灯影的，所以浊度(haze)值为70～100％。要提高浊度值，可通过涂敷扩散剂，或使薄片表面为微细的凹凸等而达成。
由于扩散薄片9的透光率在50％以下，所以从光源7照射到扩散薄片9上的光L1的半数以上，不会直接透过。即，直接透过的光L2与全光线量相比被控制得较低，而且，透过的光因扩散薄片9的光扩散作用而被扩散。所以，能够防止灯的直上位置形成非常的高辉度，且象公知的扩散板那样，即使厚度小也可谋求灯影的缓和。
另外，不透过扩散薄片9的光的一部分L3，被反射向反射面4a侧，并通过利用反射面4a、5a的再次反射而最终从扩散薄片9射出。而且，当通过提高扩散薄片9在灯一侧的面9a的反射率而降低透光率时，可使不透过的光的大部分形成反射光L3，效率良好。
如图3所示，扩散薄片9的反射光L3因扩散薄片9的扩散作用，较扩散薄片9的入射光L1增宽。该增宽的光L3由反射面4a被再次反射并朝向扩散薄片9，再反射光L4的一部分由扩散薄片9被扩散且射出。另外，如果反射面4a、5a为扩散反射面，则可得到更好的扩散效果。
这样，光源7发出的光从扩散薄片9直接射出的量受到抑制，所以有较多的光在下框内部的空间内反复进行反射和扩散，而作为从光源7发出的足够宽的光显现在扩散薄片9的表面上，可得到灯影被缓和的发光面。
也就是说，即使没有扩散板，而只利用薄扩散薄片，也可降低透光率，从而能够与扩散板同样地缓和灯影，而且可进行背光装置1的轻量化。具体地说，在20英寸液晶显示装置用的背光装置中，能够达成300g前后的轻量化，而在30英寸液晶显示装置用的背光装置中，能够达成500g前后的轻量化。
如图1及图2所示，为了使薄扩散薄片9不向下方挠曲，扩散薄片9其周围边缘部由弹簧11被向面外方向拉住。具体地说，在矩形的扩散薄片9的角部和长边的中央部，安装有弹簧11的一端，而弹簧的另一端被安装在下框2(的侧面部5的上部)上。另外，在扩散薄片9上，形成有用于安装弹簧11的一端的安装孔12。安装孔12及其附近(由弹簧11被拉住的部分)，为了防止薄片的破损或伸长，插入圆头配件等加强器件进行加强为佳。另外，所形成的矩形扩散薄片9小于下框2的矩形的上面开口，且在扩散薄片9的周围边缘和下框侧面部5之间的间隙13中，配置有弹簧11。
弹簧11对扩散薄片9施加张力，并形成对该扩散薄片9施以张力的张力施予构件，且利用弹簧11可防止薄扩散薄片9的挠曲。而且，由于弹簧11被安装在下框2上，所以扩散薄片9可通过弹簧被下框2支持。这样，弹簧11和下框2形成对扩散薄片9施加张力并拉住支持的支持构件。而且，当利用弹簧11进行拉住支持时，即使薄片9因经时变化而发生膨胀也可防止挠曲，而在发生收缩时也可由弹簧11的伸展作为应对。即，无论薄片9膨胀收缩，都可利用弹簧力维持适当的张力。
弹簧11分别设置于以扩散薄片9的中心C为基准且彼此相对的位置上，扩散薄片9被自动保持在固定的支持体即下框2的中心。这样，扩散薄片9利用弹簧11自动地进行中心调整，而弹簧11构成中心调整机构。因此，即使扩散薄片9因热或吸水等而发生膨胀收缩，扩散薄片9也会被自动地进行中心调整，对下框2(光源7)之相对位置不会产生大的偏离。因此，当在扩散薄片9上形成灯光幕(lightingcurtain)(通过印刷较多地遮盖灯直上位置的光，较少地遮盖灯间的光的图像等而实施，用于谋求灯影的缓和)时，可保持灯光幕的位置与光源7的位置。
即使是公知的扩散板，也存在因热或吸水所造成的膨胀收缩的问题，所以扩散板在配置时要留有间隙，会产生松动。当在这种扩散板上施加灯光幕时，灯光幕的位置与光源7的位置因扩散板的松动而发生变动，所以难以实现灯光幕位置的最佳设计。
对此，如果象本实施形态这样，形成有灯光幕的扩散薄片9被自动进行中心调整，则可大致固定地保持灯光幕的位置与光源7的位置，所以可对灯光幕的位置进行最佳设计，并容易得到符合设计的发光品位。
如图2及图4所示，在下框2中所安装的上框3上，设有与扩散薄片9的大小大致对应或较扩散薄片9小的窗部14。窗部14的作用是即使将上框3覆盖在下框2的上方开口上，也可使来自作为发光面的扩散薄片9的光通过，这里，窗部14是作为矩形上的孔而形成的。
上框3在窗部14的周围具有矩形框状的窗框部15。该窗框部15处于可堵塞薄片9和下框侧面部5之间的间隙13的位置。由于窗框部15覆盖间隙13，所以即使存在间隙13，也可防止光从该间隙漏出，能够防止因光泄漏所造成的辉度低下和发光面周边的发光品位变差。而且，通过堵塞间隙13，可防止异物从该间隙13进行背光装置内部，能够防止因混入异物而使发光品位变差。另外，由于窗框部15也覆盖张力施予构件(弹簧)11，所以可保护张力施予构件11，使其动作稳定。
而且，在窗框部15的内侧15a上保持有液晶面板，并以液晶画面位于窗部14的形态而进行配置。即，上框3起到了液晶面板的保持体的作用，形成液晶显示装置的正面侧框体。
另外，从上框3的4边垂直设置有侧面部16，通过使上框3的侧面部16与下框2进行嵌合，可将两个框2、3形成一体。依据需要，两个框2、3利用螺钉等固定装置被牢固地进行固定。
而且，上框也起到了用于保持液晶面板的框体的作用。
图5所示为关于第2实施形态的直下型背光装置1(除了上框以外)。这里，在低透光率扩散薄片9的上面，配置有非低透光率扩散薄片的光学薄片20、21。光学薄片20、21也是厚度不足1mm的薄片材料。作为光学薄片20、21包括辉度提高用扩散薄片20和透镜薄片21。辉度提高用扩散薄片20通过利用薄片表面的磁珠(bead)涂层等，将从低透光率扩散薄片9射出的扩散光转换为垂直方向，从而起到了提高辉度的作用。而且，透镜薄片21也是提高辉度用的，利用微细的透镜进行集光而使辉度提高。
这些光学薄片20、21并不只是被覆盖在低透光率扩散薄片9的上面，而是与低透光率扩散薄片9同样地，由弹簧11被拉住。因光学薄片20、21也被拉住，从而可防止薄片20、21的挠曲。使弹簧11的一端被安装的安装孔12，形成于重合的多数个薄片9、20、21的相同位置，变成共同的安装孔12。
另外，对图5省略了说明的地方，与图1～图4所示的背光装置是相同的。
图6及图7所示为关于第3实施形态的直下型背光装置1(除了上框以外)。在低透光率扩散薄片9的边缘部，设有整体呈矩形的加强框30。加强框30是用于在容易挠曲的薄片9的4边施加刚性，使其难以产生挠曲的。通过设置加强框30，即使不对薄片9施加张力，也可减轻挠曲。
加强框30通过将合成树脂等具有刚性的构件配置于薄片9的4边，而使整体呈矩形状构成。加强框30形成为断面方形(中空)的棒状构件，且各棒状构件在薄片9的4边分别利用粘着剂等进行固定。加强框30所用的材料，可使用与薄片9的热膨胀系数接近的，并通过热膨胀而防止在薄片上产生折皱等。另外，当背光装置的尺寸小时(用于8英寸液晶显示装置时)，没有必要特别考虑加强框30的热膨胀系数。
4边所设置的4个加强框30、30、30、30，彼此分离而分别设置在薄片9的四个角部31处。这样一来，全体呈矩形状的框30被部分地中断，从而容易应对薄片9的热膨胀。
如图6所示，带有加强框的薄片9以使加强框30载置在下框2上之形态而将加强框30朝下设置。
另外，可在薄片9的上面设置其它的光学薄片。其它的光学薄片利用上框3和薄片9而被夹持固定。
图8～图12所示为关于第4实施形态的直下型背光装置。
扩散面构件即矩形的扩散片9，其1边9a对下框2被粘着固定，其它的3边9b、9c、9d通过使扩散薄片9上所形成的孔91b、91c、91d挂接在下框2上而进行固定。
这里，光扩散面构件即扩散薄板9(厚度不足1mm)，为了防止挠曲，以施加面外方向的张力之状态被安装在下框2(后框)上。另外，当因背光装置的尺寸小等原因，即使为薄扩散面构件9也不会产生挠曲时，也可不施加张力。
下框2与图6所示的同样地，在侧面部5的上端(前端)，配备有用于支持光扩散面构件9的周围边缘部的支持面部51。支持面部51配置在矩形下框所有的4个边上。
另外，在以下说明中，将支持面部51中的，短边侧的2个支持面部称作短边支持面部51a、51b，长边侧的2个支持面部称作长边支持面部51c、51d。而且，当需要区别称呼2个短边支持面部51a、51b时，分别称作第1短边支持面部51a、第2短边支持面部51b，当需要区别称呼2个长边支持面部51c、51d时，分别称作第1长边支持面部51c、第2长边支持面部51d。而且，当统称全部4个支持面部时，只称作支持面部51。
在下框2的4个支持面部51中，在3个支持面部51b、51c、51d上形成有用于与前述孔91b、91c、91d挂接的突起52b、52c、52d。这些突起52b、52c、52d将下框2的一部分切起而形成。
扩散面构件9对不形成突起52b、5c、52d的支持面部即第1短边支持面部51a，利用双面带53被粘贴。
另外，也可不利用双面带53，而利用粘着剂将扩散面构件9粘贴在第1短边支持面部51a上。而且，也可在第1短边支持面部51a上形成突起，并使该突起所对应的孔形成在扩散面构件9上。
扩散面构件9以其1边9a被粘贴在下框2上的状态，将其它3边9b、9c、9d上所形成的孔91b、91c、91d挂接在突起52b、52c、52d上，从而使其它3边9b、9c、9d被固定在下框2上。
第2短边支持面部51b的突起52b，在与利用双面带53被粘贴固定之扩散面构件9的第1短边9a之间，以将扩散面构件9沿与该扩散面构件的长边方向平行的方向进行拉住的形态，被挂接在孔91b上。
而且，长边支持面部51c、51d的各突起52c、52d，以将扩散面构件9沿与该扩散面构件的短边方向平行的方向进行拉住的形态，被挂接在孔91c、91d上(参照图8的箭形符号)。
这样，通过将扩散面构件9在拉住的状态下安装在下框2上，可在扩散面构件9上施加向面外方向的张力，防止扩散面构件9向下框2内的下垂，所以可形成薄的扩散面构件9。
这里，双面带53和突起52b、52c、52d相当于设置在框架2上的张力施予构件，以将薄板材料即扩散面构件9的薄板周围边缘部的多数个部位向薄板材料的面外方向进行拉住。而且，形成有双面带53及突起52b、52c、52d的框架2，形成对扩散薄片9施加张力并进行拉住支持的支持构件。
另外，在各孔91b、91c、91d中，为了防止破损，也可在扩散面构件9上安装用于对孔91b、91c、91d进行加强的加强器具，使薄扩散面构件9和突起52b、52c、52d不直接接触，而使加强器具与突起接触。
如果考虑薄片材料即扩散面构件9的线膨胀系数，则因温度上升等引起之长边方向的膨胀量较短边方向的膨胀量大。孔20b、20c、20d为了使突起52b、52c、52d能够插入，形成较该突起52b、52c、52d大的尺寸，但考虑因前述的线膨胀系数而造成之膨胀情况的差异，在扩散面构件9上所形成的孔20b、20c、20d中，形成于短边的孔91b和形成于长边的孔91c、91d的大小不同。
即，如图10所示，形成于短边的孔91b关系到与突起52b之间的间隙，形成一种平行于长边方向的间隙cd-1大，平行于短边方向的间隙cd-2-1、cd-2-2小之形态。
而且，如图11所示，形成于长边的孔91c、91d关系到与突起52c、52d之间的间隙，形成一种平行于长边方向的间隙cc-1-1、cc-1-2(cd-1-1、cd-1-2)大，平行于短边方向的间隙cc-2(cd-2)小之形态。
在扩散面构件9的上面，还载置有其它的光学薄片20。该光学薄片20也可利用与扩散面构件9同样的构造而进行拉住支持，但这里为了构造及组装的简单化，光学薄片20只载置在扩散面构件9的上面。
另外，在光学薄片20上，为了避开突起52b、52c、52d，形成有用于放置突起的缺口部20b、20c、20d。
如图8及图12所示，在上框(前框)3的窗框部15的内侧15b上，设有用于按压薄片(扩散面构件9及光学薄片20)的凸部15c。通过将薄片9、20夹持在该凸部15c和下框2的支持面部51之间，可确实地保持薄片9、20。而且，由于凸部15c从窗框部内侧15b突出设置，所以即使下框2的突起52b、52c、52d较光学薄片20突出，也可不受该突起52b、52c、52d的阻碍而夹持薄片9、20。
凸部15c为了不伤害薄片20，而由比较柔软的材料(如果上框3为金属制，则为较金属柔软的树脂材料等)形成。
而且，凸部15c采用一种在薄片20的伸缩产生时使薄片20对凸部15c滑动，而不阻碍薄片20的伸缩的形状为佳，所以凸部15c对薄片20为点接触或线接触较佳。为形成线接触，如图12所示，可使凸部15c形成半圆柱形。而且，为形成点接触，可使凸部15c形成半球形。
当凸部15c为对薄片20进行线接触的形状时，为了尽可能地不阻碍薄片20的伸缩，该线接触的线的方向，与利用该凸部15c进行按压之薄片20的边的方向平行为佳。即，如图12所示，长边侧所设置的凸部15c，其长边方向朝向与长边平行的方向，而短边侧所设置的凸部15c，其长边方向朝向与短边平行的方向为佳。
权利要求
1.一种直下型背光装置，是在光扩散面构件的背后设置光源之直下型背光装置，其特征在于前述光扩散面构件只由厚度不足1mm的薄片材料构成，且前述薄片材料中包括全光线透光率为10～50％的低透光率扩散薄片。
2.如权利要求1所述的直下型背光装置，其特征在于前述低透光率扩散薄片，其浊度(haze)值为70～100％。
3.如权利要求1或2所述的直下型背光装置，其特征在于为了使前述薄片材料不产生挠曲，配备有对该薄片材料施加张力并拉住支持的支持构件。
4.如权利要求3所述的直下型背光装置，其特征在于前述支持构件由框架、为了将前述薄片材料的薄片周围边缘部的多数个部位向薄片材料的面外方向拉住而在前述框架上所设置的多数个张力施予构件构成。
5.一种直下型背光装置，是在由厚度不足1mm的薄片材料构成的光扩散面构件的背后设置光源的直下型背光装置，其特征在于为了使前述薄片材料不产生挠曲，配备有对该薄片材料施加张力并拉住支持的支持构件。
6.一种直下型背光装置，是在由厚度不足1mm的薄片材料构成的光扩散面构件的背后设置光源的直下型背光装置，其特征在于在前述薄片材料的边缘部，设置有加强框。
全文摘要
本发明提供一种直下型背光装置，可抑制直下型背光装置之制品重量的增大。该直下型背光装置是一种在光扩散面构件(9)的背后设置光源(7)的直下型背光装置，前述光扩散面构件(9)只由厚度不足1mm的薄片材料构成，且在前述薄片材料(9)中包括全光线透光率为10～50％的低透光率扩散薄片。
文档编号G02B5/02GK1576995SQ200410062369
公开日2005年2月9日 申请日期2004年7月9日 优先权日2003年7月25日
发明者羽生笃史 申请人:住友橡胶工业株式会社