专利名称：背光组件和液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及背光组件和液晶显示装置，并尤其涉及一种具有避免异物侵入背光组件和液晶板之间的结构的背光组件和液晶显示装置。
因为液晶显示装置有一些优点，如电功率的低功耗和薄的厚度，所以液晶显示装置的市场份额在扩大。因此，需要液晶显示装置具有比CRT更多的特性。
液晶显示装置所需要的最重要的特性是要具有高亮度，具体地说是要求液晶显示装置具有高于现有液晶显示器几倍的亮度，而不增加液晶显示装置的制造成本。
作为实现高亮度液晶显示装置的一种方法，迄今为止，利用荧光管、即灯作为光源，增加提供给各个荧光管的电能，或增加荧光管的数量。
但是，如果提供的每个荧光管具有高亮度，则液晶显示装置中的其它元件将会受到荧光管产生的热量的影响。另外，如果荧光管的数量增加，则液晶显示装置中的其它元件会受到热影响并且液晶显示装置的小型化受到阻碍。因而需要有其它的措施实现液晶显示装置的高亮度。
同时，有两类用于液晶显示装置的背光组件，即边缘光照型和正下方光照型。
图1是现有的边缘光照型背光组件的结构示图。
参见图1，边缘光照型背光组件1a包括多个冷阴极荧光管3a，每个冷阴极荧光管3a面对导光板2的两个侧表面。反射体4a设置为覆盖除冷阴极荧光管3a辐射方向以外的冷阴极荧光管3a周边的反射体4a。反射片5设置在导光板2的下表面(后表面)。在导光板2的下表面上形成漫射反射图案6。适当地布置漫射反射图案6的形状、度量和密度。在导光板2的上表面一侧设置一个漫射板(漫射片)6a。在漫射板6a的上表面上还布置一个棱镜片7。图1中没有示出的液晶板布置在棱镜片7的上方位置，由此可以获得液晶显示装置。
在边缘光照型背光组件1a中，从冷阴极荧光管3a辐射的光束照射到导光板2，照射到导光板2的光被漫射反射图案6变成一束在导光板2的照射面上有均匀亮度的光。从导光板2辐射的光渗透漫射板6a和棱镜片7，使得光的移动方向受到控制。结果，布置在棱镜片7上方位置的液晶板由导光板2辐射的光均匀地照射。因而在液晶板上可以获得具有均匀亮度分布的显示。
在此情况下，如果在一个分布有冷阴极荧光管3a以便产生液晶显示的高亮度的狭窄空间中耗电量增长，则液晶显示装置中的其它元件将受到严重的热影响。另外，在狭窄的空间中难以增大冷阴极荧光管3a的数量。在可以增大冷阴极荧光管3a数量的结构中，边缘光照型背光组件的优点、即能使液晶显示装置变薄的优点受到阻碍。
图2是现有的正下方型背光组件的结构示图。
参见图2，在正下方型背光组件1b中，在左右方向上在垂直于图2纸面的平面内平行分布多个延伸到前后方向的冷阴极荧光管3b。在一行冷阴极荧光管3b的周围布置一个灯室4b做为反射体。漫射板6b与冷阴极荧光管3b不相接地布置在冷阴极荧光管3b的上方位置，即冷阴极荧光管3b的辐照侧，例如灯室4b的上方位置。正下方型背光组件1b的框架部分8具有一种框体结构。框架部分8包括一个凹进部分8a和一个敞开部分8b。漫射板6b被夹持在框架8的凹进部分8a和灯室4b的周围边缘部分之间。框架8的边缘部分和灯室4b的最外周边缘部分由一个图2中未示出的螺丝固定。图2中未示出的液晶板设置在带有框体结构的间隔物9的框架8的上表面。液晶板的周围边缘部分和框架部分8由图2未示出的框体如金属玻璃框覆盖除液晶板上侧的显示面以外的部分。
在正下方型背光组件的情形中，与边缘光照型背光组件相比，比较容易提高电功率或增大冷阴极荧光管的数量，并且不会出现很多的问题。因此，正下方型背光组件易于产生液晶显示区的高亮度。
但是，在正下方型背光组件的情形中，与边缘型背光组件相比，关于冷阴极荧光管的更换和多个冷阴极荧光管的亮度分散存在有严重的问题。
即，在正下方型背光组件的情形中，当更换冷阴极荧光管时，需要移开分布有多个冷阴极荧光管的灯室。因此更换冷阴极荧光管就很复杂。另外，在灯室与液晶板分开的状态中，通过移开灯室而在灯室移开的一侧移开漫射片。因此，在此情况下，液晶板面对外部空气，使得外部的异物有可能粘附到液晶板上。另外，如图3所示，完整组装的液晶显示装置有一个在图3中由箭头a表示的空间，以便在组装液晶显示装置时有测量容限和效率。在此情况下，即使背光组件一制的空间做得很小以免异物侵入，但颗粒也会从液晶板一侧侵入。
当异物粘附到液晶板时，会出现液晶板显示缺陷这类问题。为了避免缺陷，有一个设想是在清洁室内更换冷阴极荧光管。但是，在清洁室内更换冷阴极射线管更复杂。
不仅在正下方型背光组件的情况下，而且在边缘型背光组件的情况下，根据更换灯的需要都需要分开背光组件。在正下方型背光组件中会出现与边缘型背光组件中相同的问题。
另外，正下方型背光组件具有冷阴极荧光管平行分布的结构。每个冷阴极荧光管只围绕每个冷阴极荧光管的周围产生辐射。因而与边缘型背光组件相比，很难维持均匀的光亮水平。因此，如果由于其中一个冷阴极荧光管的衰减而导致亮度下降，这下降的亮度将导致背光组件以及最终将导致液晶板的非均匀的亮度分布。因此，当增大耗电量以实现高亮度时，因为冷阴极荧光管的工作寿命被缩短，所以将频繁地出现液晶板的非均匀亮度。
另外，本发明还有两个更具体的目的。第一个是提供一种背光组件和液晶显示装置，其中能够很容易地更换灯，而没有异物粘附到显示部分如液晶显示板。第二个目的在于提供一种背光组件和液晶显示装置，其中即使一个或多个灯衰减并且它们的亮度水平下降，也不会整体上降低亮度分布。
本发明的上述目的通过这样一种背光组件实现，该背光组件包括一个灯；一个装灯的灯室；一个与灯室的主表面平行设置的漫射板；一个接受灯的辐射并显示的显示部分；一个具有这种结构的框架元件，即漫射板和显示部分可以装在框架元件的内部并且该框架元件可拆卸地连接到灯室；和一个在从漫射板到框架元件的范围内连接的屏蔽元件，使得漫射板和框架元件之间的空间被屏蔽。
根据如上所述的本发明，当灯室与框架元件分开并且更换灯时，防止了异物侵入漫射板和框架元件之间的空间并粘附到显示部分。结果，避免了在更换灯时发生液晶板的显示缺陷。另外，不需要在清洁室中更换灯以及在处理灯时格外地小心。
在此情况下，当屏蔽元件是一个弹性体如硅胶片或树脂片时，通过在漫射板和框架元件之间严密地放入屏蔽元件来提高漫射板和框架元件之间的密封性。屏蔽元件和漫射板以及框架元件可以用粘结材料连接。
漫射板可以在屏蔽元件上滑动。
根据如上所述的本发明，当由于热或其它因素导致发生漫射板的变形时，漫射板的变形通过相对屏蔽元件滑动漫射板而被吸收，使得不发生应变应力。
本发明的另一个目的在于提供一种背光组件，包括一个灯，一个灯壳，灯壳中装有紧密排列的多个灯，灯壳有一个由透明材料制成辐射侧表面；一个具有主表面的灯室，灯壳可拆卸地连接到位于透明材料制成的主表面中心部位的外侧表面部分；和一个平行于灯室主表面设置的漫射板。
根据上述本发明，更换灯时不需要移开灯室而只需更移开灯壳。因而可以保持液晶显示装置的密封结构。结果，可以避免在更换灯时异物侵入，成为优于现有技术的改进。另外，它很容易更换灯。多个紧密排列的灯形成一个光源，使得即使一个或多个灯的亮度有所降低。也不会有亮度分布的变化。
本发明的另一个目的在于提供一种背光组件，包括一个灯，一个灯壳，灯壳中装有紧密排列的多个灯，灯壳有一个由透明材料制成辐射侧表面；一个具有透明材料制成的凹进部分及主表面的灯室，其中凹进部分基本上位于主表面的中心部位，灯壳装于凹进部分中；和一个与灯室的主表面平行设置的漫射板。
根据如上所述的本发明，可以缩短背光组件的高度，其缩短的长度为装于凹进部分而不与灯室的主表面外部连接的灯室长度。
本发明的另一目的在于提供一种液晶显示装置，包括一个背光组件和一个安装于背光组件上的液晶显示器，背光组件包括一个灯；一个装灯的灯室；一个与灯室的主表面平行设置的漫射板；一个接受灯的辐射并显示的显示部分；一个具有这种结构的框架元件，即漫射板和显示部分可以装在框架元件的内部并且该框架元件可拆卸地连接到灯室；和一个在从漫射板到框架元件的范围内连接的屏蔽元件，使得漫射板和框架元件之间的空间被屏蔽。
根据上述本发明，可以获得一种能提供上述背光组件的效果的液晶显示装置。
本发明的另一目的在于提供一种液晶显示装置，包括一个液晶板，一个设置在液晶板后表面上的背光组件，和一个设置在液晶板与背光组件框架元件之间的间隔元件，间隔元件具有包括四个边的框架结构，间隔元件的至少一侧包括多个分区，每个分区的一个端部与另一个分区的端部接触。
如上所述，在现有技术中，具有框架结构并形成于液晶板和背光组件框架元件之间的间隔元件有一个局部不可遮盖的空间。但是根据上述的本发明，因为该空间被屏蔽，所以异物不能从该空间侵入并粘附到液晶板上。
通过下面参考附图的详细描述，本发明的其它目的、特点和优点将变得更加清晰。
图4是根据本发明第一实施例的背光组件的结构视图。
参见图4，根据本发明第一实施例的背光组件10是一个正下方型背光组件。
在背光组件10中，八个在垂直于图4纸面的平面中延伸到前后方向的冷阴极荧光管在左右方向上平行分布。冷阴极荧光管12例如装在铝质材料制成的灯室14中。反射片16如TORAY Industries Inc制造的E60L施加在灯室14的内部表面上作为反射体。
在冷阴极荧光管12的辐射侧的上部位置处平行于灯室14主表面14b地设置漫射板18。设置一个具有框体结构的框架元件20以支撑液晶板26。敞口部分20a位于框架元件20的中心。框架元件例如由聚碳酸酯树脂材料制成。框架元件20具有一个朝向敞口部分20a的一侧形成的周边伸出部分20b。因为这样，在图4中周边伸出部分20b的上下部分上形成具有凹口结构的凸状部分20c和20d。漫射板18的周边部分插在凹进部分20d中。诸如屏蔽元件或弹性体的硅胶片22通过图4中未示出的粘附层施加在图4中箭头所示的从漫射板18到框架元件20的范围内的下部上。结果，漫射板18的周边部分与框架元件20结合到一起。因为这样，形成在图4中箭头B所示的漫射板18和框架元件20之间的空间被硅胶片22屏蔽。框架元件20通过固定元件如螺丝(未示出)固定在灯室4的周边部分。
具有框体结构的间隔元件24设置在框架元件20的凹进部分20c上。敞口部分24a位于间隔元件24的中心。接受光线并进行显示的液晶板(显示部分)26设置在间隔元件24上，由此获得液晶显示装置。
如金属玻璃框的框体30覆盖框架元件20的外周边并把液晶板26的周边部分固定到框体30。在此情况下，框体30和液晶板26的周边部分之间的空间例如由一个弹性片密封。结果，基本上防止了异物如尘埃侵入液晶板26的内部。
下面将参考图5描述间隔元件24。图5是图4中所示背光组件的间隔元件24的平面图。
参见图5，间隔元件24有一个由具有大致相同的测量值的四边形成的框架结构。
制备三个框架片段(边构成元件)32a～32c以构成四边形间隔元件24的三个边。每个框架片段32a～32c具有大致相同的长度。制备另一个具有两个分区32d-1和32d-2的框架片段32d以构成间隔元件24的第四边。分区32d-1和32d-2连结的长度大于其他边(框架片段32a～32c)的长度。具有阶梯形状作为连结部分的凹口部分34a和34b形成在分区32d-1和32d-2的各自端部的侧表面上。凹口部分34a和34b彼此面对。在框架片段32a～32d端部的一个侧表面上施加粘合剂以固定这些元件。其余的侧面可以分成多于三份。在此情况下，可以在至少一个分区的两个端部上形成具有作为连结部分的阶梯结构的凹口部分。
三个框架片段32a～32c的端部接触，使得间隔元件24具有一种矩形结构。然后，分区32d-1的一个端部与框架片段32a的一个端部接触。分区32d-2的一个端部与框架片段32c的一个端部接触。另外，两个分区32d-1和32d-2的另一端彼此接触。在此情况下，凹口颁布分34a和34b彼此接触，使得两个分区32d-1和32d-2的端部被完全密封。结果，间隔元件24的内部和外部彼此完全分开。
因为这样，可以在本发明中避免形成现有技术中不可避免地形成于间隔元件24的四个边连结部分的局部空间。不仅可以把上述结构的间隔元件应用到正下方型背光组件中，而且还可以应用到边缘型背光组件中，并且边缘型背光组件还可以获得与正下方型背光组件相同的效果。
因为本发明的背光组件10和液晶显示装置28的基本功能分别与现有技术的相同，所以在此省去对它们的描述。
在根据本发明第一实施例的背光组件10和液晶显示装置28中，形成在漫射板和框架元件之间的空间由硅胶片密封。因此，当灯室与框架元件分开并且更换冷阴极荧光管时，可以避免异物侵入并粘附到液晶板。因而可以避免显示的缺陷。因此，不需要在清洁室中移开灯室以及小心地处理灯以免异物入侵。如果异物从漫射板和框架元件以及灯室之间形成的空间入侵，则可以防止异物粘附到液晶板上，因为间隔元件具有一个完全密封的结构。
图6是根据本发明第一实施例的背光组件另一实例的局部放大图。参见图6，可以在灯室14的周边边缘部分设置一个伸出到灯室14内部的周边伸出部分14a，使得可以把硅胶片22放在周边伸出部分14a和漫射板18以及框架元件20之间。因为这样，可以提高漫射板18和框架元件20之间的密封性。在此情况下，可以用诸如对苯二甲酸乙二醇聚酯(PET)、聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)的树脂制成的胶带代替硅胶片22。
在此情况下，如果不在连结漫射板18的硅胶片22的一部分上设置粘结层并且漫射板18可以在硅胶片22上滑动，则可以通过在硅胶片22上滑动漫射板18而防止由于热或其它原因导致的漫射板18的变形。结果是可以防止应变应力。
接下来将参见图7对本发明第二实施例的背光组件和液晶显示装置给予描述。图7是根据本发明第二实施例的背光组件的结构视图。
因为背光组件38和液晶显示装置40的基本结构基本上与背光组件10和液晶显示装置28相同，所以与图4所示部件相同的部件用相同的标号，在此省去对它们的详细描述。
在背光组件38中，在灯室14主表面的大致中心部位设置紧密排列的多个冷阴极荧光管42。
在根据本发明第二实施例的背光组件38和液晶显示装置40中，多个紧密排列的冷阴极荧光管形成一个光源。因此，即使一部分冷阴极荧光管的亮度降低。也不会导致从背光组件辐射的非均匀光束以及液晶板的亮度分散。因此，即使一部分冷阴极荧光管的亮度降低，也不需要立即更换背光组件。因此，更换背光组件的次数减少，使得异物少有机会侵入液晶板。
接下来将参见图8对本发明第三实施例的背光组件和液晶显示装置进行描述。图8是根据本发明第三实施例的背光组件的结构视图。
因为背光组件44和液晶显示装置46的基本结构分别与背光组件38和液晶显示装置40相同，所以图8中与图7中相同部件的部件用相同的标号，并且省去对它们的解释。
在背光组件44中，把多个冷阴极荧光管48装在灯壳50中。灯壳50在垂直于图8纸面的平面中在前后方向延伸。灯壳50具有与分布成圆周形状的多个冷阴极荧光管48的形式适配的结构。即在垂直于图8纸面的平面中纵向延伸到前后方向的灯壳50具有半椭圆形状的横截面。灯壳50例如由聚碳酸酯(PC)树脂制成。冷阴极荧光管的辐射方向做成透明的。上述的反射片16例如施加在灯壳50的后表面上作为反射体。
另一方面，在垂直于图8纸面的平面中纵向延伸到前后方向并具有与灯壳50适配的结构的凹进部分52a形成在灯室52主表面52b的大致中心部位。反射片16不施加在凹进部分52a的内壁部分上，使得凹进部分52a的内壁部分成为透明。因此，从冷阴极荧光管48发出的光透过凹进部分52a。
装入冷阴极荧光管48的灯壳50通过适当的固定装置可拆卸地连结到灯室52的凹进部分52a。因为这样，灯壳50的底表面50a与灯室52的主表面52b具有相同的表面。
根据本发明第三实施例的背光组件44和液晶显示装置46具有与根据本发明第二实施例的背光组件38和液晶显示装置40相同的效果。另外，当更换冷阴极荧光管时，不需要移开灯室。只需要移开灯壳。因此可以避免更换冷阴极荧光管时异物的入侵。另外，还可以很容易地更换冷阴极荧光管。另外，液晶显示装置的小型化不受灯壳的阻碍。
本发明不限于这些实施例，在不脱离本发明范围的前提下可以做各种变化和改型。例如，在本发明第三实施例的背光组件44中，不需要在灯室的主表面中形成凹进部分。相反，可以从外部把具有长方体结构的灯壳连结到灯室主表面的下表面。
本专利申请是基于2001年11月27日提交的日本在先申请JP2001-360962，该申请的整个内容在此引为参考。
权利要求
1.一种背光组件，包括一个灯；一个装灯的灯室；一个与灯室的主表面平行设置的漫射板；一个接受灯的辐射并用于显示的显示部分；一个具有这种结构的框架元件，即漫射板和显示部分可以装在框架元件的内部，并且该框架元件可拆卸地连接到灯室；和一个在从漫射板到框架元件的范围内连接的屏蔽元件，使得漫射板和框架元件之间的空间被屏蔽。
2.如权利要求1所述的背光组件，其特征在于屏蔽元件由一种弹性体制成。
3.如权利要求1所述的背光组件，其特征在于漫射板可以在屏蔽元件上滑动。
4.一种背光组件，包括一个灯；一个装灯的灯室；一个与灯室的主表面平行设置的漫射板；和一个灯壳，灯壳中多个紧密排列的灯设置在灯室主表面的大致中心部位。
5. 一种背光组件，包括一个灯；一个灯壳，灯壳中装有紧密排列的多个灯，灯壳有一个由透明材料制成辐射侧表面；一个具有主表面的灯室，灯壳可拆卸地连接到位于由透明材料制成的主表面中心部位的外侧表面部分；和一个平行于灯室主表面设置的漫射板。
6.一种背光组件，包括一个灯；一个灯壳，灯壳中装有紧密排列的多个灯，灯壳有一个由透明材料制成辐射侧表面；一个具有由透明材料制成的凹进部分及主表面的灯室，其中凹进部分基本上位于主表面的中心部位，灯壳装于凹进部分中；和一个与灯室的主表面平行设置的漫射板。
7.一种液晶显示装置，包括一个背光组件；和一个安装于背光组件上的液晶显示器，背光组件包括一个灯；一个装灯的灯室；一个与灯室的主表面平行设置的漫射板；一个接受灯的辐射并进行显示的显示部分；一个具有这种结构的框架元件，即漫射板和显示部分可以装在框架元件的内部，并且该框架元件可拆卸地连接到灯室；和一个在从漫射板到框架元件的范围内连接的屏蔽元件，使得漫射板和框架元件之间的空间被屏蔽。
8.一种液晶显示装置，包括一个液晶板；一个设置在液晶板后表面上的背光组件；和一个设置在液晶板与背光组件框架元件之间的间隔元件，间隔元件具有包括四个边的框架结构；其特征在于间隔元件的至少一侧包括多个分区，每个分区的一个端部与另一个分区的端部接触。
9.如权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于间隔元件的具有分区的一边长于其它的边，具有阶梯形状的凹口部分形成在分区端部的侧表面上，一个凹口部分与另一个凹口部分面对，使得分区通过凹口部分彼此连结。
全文摘要
一种背光组件，包括一个灯；一个装灯的灯室；一个与灯室的主表面平行设置的漫射板；一个接受灯的辐射并用于显示的显示部分；一个具有这种结构的框架元件，即漫射板和显示部分可以装在框架元件的内部并且该框架元件可拆卸地连接到灯室；和一个在从漫射板到框架元件的范围内连接的屏蔽元件，使得漫射板和框架元件之间的空间被屏蔽。
文档编号F21S2/00GK1421731SQ0212371
公开日2003年6月4日 申请日期2002年3月20日 优先权日2001年11月27日
发明者永谷真平 申请人:富士通显示技术株式会社