专利名称：面状光源装置以及液晶显示装置的制作方法
面状光源^a以及液晶显^^置,页域本发明涉及一种面状光源装置，以及具备该面状光源装置例如作为背光灯 的液晶显^置。作为使用导光体的面状光源装置来说，已知存在有例如具有如下结构的产品。现有的面状光源装置可具有如下结构，即在导光体侧面上隨CCFL(冷 阴极荧光灯)等的线状光源，或者配置LED (发光二极管)等的点状光源，通 过将入射到导光体的光经由设置在该导光体背面的光扩散板，使被调整成所希 望辉度分布的光从显示面出射。另外，现有的面状光源装置还可具有如下结构，艮P:在形成于导光体中的凹舰者孔中配置光源，通过在该导光体的背面侧和/或显示面侧设置调整細的光栅，使被调 0 希望辉度分布的光从显示面出射。(专利文献l、 2)。专利文献l :日本特开平10-82915号公报专利文献2 :日本实开昭60-163141号公报(图l)。但是，如上所述，对于在导光体侧面配置线状光源或者点状光源的结构来 说，光源需配置在显示区域外。因此，产生了使面状光源装置的外形变大的问 题。财卜，对于在导光体侧面(也就是显示区域外)配置点光源盼瞎况而言， 《^封寻到均匀的亮度(尤其是在该点光源附近的均匀亮度)。为了得到均匀的亮 度，必须在远离显示区域的位置处配置点光源。不过，对于在此錢配置点光 源的情况而言，进一步产生了使面状光源驢的夕卜形变大的问题。与此相对，在专利文献l、 2所公开的技术方案中，将光源S2fi在显示区域 内。因此，与上述将光源配置在显示区域外的情况相比，其可以使面状光源装 置小型化。但是，该专利文献l、 2也存在如下的问题。在专禾仪献l、 2的情况下，点光源的光出射方向是朝向与显示面垂直的方 向。比如，在专利文献l、 2的itt方案中，按照如下方式配置点光源，使 得从点光源发出的光向各个方向扩散射出的时候，其中具有最强强度的光是朝 向与显示面垂直的方向的。对于按照如上结构配置点光源的J^专利文献1、 2 来说，点光源正上方部分的辉度相对于其周边部分而言要高得多。进而，仅使 用导光体、光扩散单元等难以解决该辉度不均匀的技术问题(也就是说，产生 了亮度不均匀的问题)。M用专利文献1、 2的结构的情况下，作为解决，亮度不均匀问题的方 法，可以考虑增大从导光体到显示面的距离的方法，或者也可以考虑在光源的 正上方部分设置具有遮光性的光栅的方法。可是，在上述前一种解决方法的情况下，会使得面状光源體的厚度顿, 结果，仍然会让面状光源^g变大。而在上述后一种解决方法的情况下，未有 效利用光源的光，使得光利用效率斷氏。因此，J^任何一种方法均不是很妥 当。而且，在光源〗OTLED等的情况下，从亮度均匀性的观点出发，需要调整 光源的取向特性。可是，为了调整点光源的取向特性，需要i顿透镜等光学元 件，结果，就变成面状光源装置变大。发明内容本发明的目的在于提供一种可以同时实现亮度均匀化和面状光源装置小型化(也包括薄型化)的面状光源装置，以及具备该面状光源装置的显示装置。为了实U^目的，本发明所述的面状光源装置具备在作为显示区域的 区域内具有凹处或者孔的导光体；以及在相对于上述导光体的光出射面大致平行的方向上射出具有指向性的光的水平点光源，其中，在上述凹处内或上述孔 内配置上述水平点光源。另外，本发明所述的液晶显示装置具备本发明的面状光源装置、作为显 示部的液晶面板、以及支撑上述面状光源^g以^il述液晶面板的壳体。由于本发明所述的面状光源装置具备在作为显示区域的区域内具有凹处 或者孔的导光体；以及在相对于上述导光体的光出射面大致平行的方向上射出 具有指向性的光的水平点光源，其中，在上述凹处内或上述孔内配置上述水平点光源。所以，/A^平点光源射出的舰过导光体传播到各个角落。所以，该面状 光源縫肖滩在齡显示区域范围内保持亮度均匀性。另外，水平点光源配置 在形成于导光体上的凹处(或者孔)内部，而且，该水平点光源配置在显示区 域内。因此，肯辦实现面状光源装置的小型化(也包括薄型化)。J^卜，由于本发明所述的液晶显^g具备本发明的面状光源體、作 为显示部的液晶面板、以及支撑，面状光源装置以及，液晶面板的壳体。所以，育巨織供一种可以使显示面的離实现均匀性的液晶显^^置，而 且，还可以进一步实现该液晶显示装置的小型化(薄型化)。
图1是彰示实施例I中液晶显示装置的结构的，透视图。图2是表示在导光体4上形成的光扩散部的结构的图。 图3是表示具有指向性的水平点光源的光强度分布的图。图4是表示^K平点光源射出的光在导光体内的传播斷兄以^ia光扩散部扩散情况的剖面图。图5是表示在导光体上形成的凹处(或者孔)的微的一伸仔的平面图。 图6是表示在导光体上形成的凹处(或者孔)的皿的另一个例子的平面图。图7是表示在导光体上形成的凹处(或者孔)的皿的另一个例子的平面图。图8是表示在导光体上形成的凹处(或者孔)的形状的另一个例子的平面图。图9是表示在导光体上形成的凹处(或者孔)的微的另一，仔的剖面图。图10是，实施例2的液晶显^^置(或者面状光源装置)所具备的包含 垂直点光源的多个光源的配置情形的透视图。图11是配置了多个垂直点光源的情形的平面图。图12是用于说明形成的凹处(或者孔)进行变化的图。图13是用于说明形成的凹处(或者孔)进行变化的图。图14是用于说明形成的凹处(或者孔)进行变化的图。 图15是用于说明形成的凹处(或者孔)进行变化的图。 符号说明1壳体、2基板、3水平点光源、4导光体、4a凹处(或者孔)、 4b光出射面、5光扩散部件、6 液晶面板、7 光扩散部、15垂直点 光源、100 液晶显示装置。
具体实施方式
下面参考附图所示的实施例对本发明进行具体说明。 实施例1图1示出了包括本实施例中的面状光源装置的液晶显示装置的概略结构， 其为，透视图。图2是在组装图1所示的面状光源装置时，从箭头I一I方向 看的剖面图。图3是标具有指向性的水平点光源的光强度分布图。而且，如 图1所示，将显示区域面定义为x—y平面，将与该显示区域面垂直的方向定义 为z方向。如图1所示，液晶显示装置100由壳体1、基板2、水平点光源3、导光体 4、光扩散部件5以及液晶面板6构成。而且，^m所列出的各个结构中，除 了液晶面板6之外的结构，构成了面状光源装置。在基板2的第一主面2a上，分别配置第1至第4的四个水平点光源3(3a 3d)。其中，在显示装置100的安装状态下，基板2的第一主面2a MSS在显示 区域面侧(液晶面板配置侧)。此外，各个水平点光源3 (3a 3d)所射出的光 的方向是朝向与各个显示区域面大致平行的方向(也就是说，与x—y平面大致 平行的方向)，并且朝向各个不同的方向。图1中，从各个水平点光源3 (3a 3d)射出的光的方向中，7k平点光源3b、 3d朝向士x方向，7k平点光源3a、 3c 朝向土y方向，并且各个朝向大致相反的方向。如图1所示的7K平点光源3分别Sfig在显示区域的大致中央部处。对于分 别从第1至第4 7K平点光源3a 3d射出的M说，以从第1 7jC平点光源3a射 出的光为難，从其它7jC平点光源3射出的光分别是朝向相对于该作为難光 的方向(O'的时候)从平面上看大致垂直的方向(9(T和27(T),以及相对于该作 为基准光的方向从平面上看大致相反的方向U80')。此外,作为水平点光源3可以采用具有指向性的光源(比如发光二极管等)。 在水平点光源3具有指向性盼瞎况下，如图3所示，在光的方向是朝向x—y平 面方向的时候，该水平点光源3的配置位置(图3中，"0"点)处的光强度最 强，在x—y方向上前进的光具有S雖峰值。除了与x—y平面平行方向的M外，对于其它相对于该x—y平面具有一 定角度的方向而言，虽然强度较弱，但也射出了光。而且，这些光随着向士z 方向的前进，光3M不断衰减。而且，对于具有指向性的水平点光源3来说，希望其在x—y平面中光分布 具有广度。舰^顿具有这种光分布的光源，由于入射至导光体4的光在x—y 平面中具有广度，使得从导光体4的光出射面4b射出的光在整个光出射面4b 上是均匀的。此外，在使用不具有指向性的光源的情况下，即使来自该光源的光是向各 个方向扩散射出的，但通过配置光源使得具有最强强度的光朝向与x—y平面大 致平行的方向，肖^^吏得光在x—y平面上扩散。如图l所示，在成为导光体4的显示区域的区域内即中央部附近，形成了 凹处4a。财卜，该凹处4a形成在与导光体4的光出射面4b相对的面即背面4c 侧的主面上。而且，也可以在导光体4上形成z方向贯通的 改替代该凹处4a。另外， 在液晶显g置100的组装状态下，配置在基板2上的M水平点光源3被容 纳(配置)于凹处(或者孔)4a内。财卜，在从平面上看的导光体4中，凹处 (或者孔)4a设置在显示区域的大致中央部。因此，如图1所示，在组装状态下，於水平点光源3配置在作为显示区 域的区域的大致中央处。此外，如图2所示，导光体4的背面4c侧上形成有可以让光扩散的光扩散部7。光扩散部7魏Mm接印刷在导光体4上或者以成形等方式制成的图案所形成的。利用形成在导光体4上的光扩散部7，軎滩使来自导光体4的光出射面 4b的光扩散，然后射出，由此育^提高液晶显示面板6的亮度的均匀性。而且， 该光扩散部7也可以不形自背面4c侧，而是形成在光出射面4b侧上(未图 示)，还可以同时设在背面4c和光出射面4b两者之上。财卜，在图1和图2中， 在与导光体4的光出射面4b相对的位置上还ifia有，与，导光体4不同的其它部件形成的光扩散部件5。光扩散部件5是盘状、片状或者板状的部件，其具 有使入射的光扩散的功能。3!31形成如此的结构，育辦将从水平点光源3出射 且由导光体4出射的光，进一步扩散，由此育辦得到均匀的辉度。从图1知，在液晶显示装置100的组装状态下，在壳体1和液晶面板6之 间容纳有光扩散部件5、导光体4、以及配置有水平点光源3的基板2。如上所述，在本实施例的面状光源装置(或者液晶显示装置100)中，在 导光体4上形成有凹处(或者孔)4a。而且，在该凹处(或者孔)4a内配置有 J^水平点光源3。并且，其还具备肖辦将从该水平点光源3出射的皿行扩散 的光扩散部件5。图4示出了在本实施例的面状光源錢中的光的光路图。图4中，从sea于导光体4的凹处4a中的水平点光源3射出的光，M射面入射，i^A射面由 与7K平点光源3相对的导光体4的凹处4a所形成。朝向形成在导光体4的背面 4c侧上的光扩散部7侧方向的光，经由光扩散部件5向各个方向散射，并从导 光体4的光出射面4b射出(Ll)。此外，朝向导光体4的光出射面4b方向的光， 在光出射面4b上全目，传播至导光体4内，并经由光扩散部件5向^方向 散射，并从导光体4的光出射面4b射出(L2)。所以，从水平点光源3射出的 光亮度不会在局部区域集中，而是能够充分传播至导光体4内的M角落，然 后经由光扩散部件5向M方向散射。这里，本实施例中水平点光源3射出的是具有指向性的光，其在相对于导 光体4的光出射面4b大致平行的方向上光3艘较强。所以，/A7jC平点光源3射 出的光在接近于与导光体4的光出射面4b大致平行的方向上光强度最强。为此， ^7乂平点光源3射出，入射至导光体4的光中倉^M^、以下情况的光量，艮P， 从光源射出之后从导光体4的光出射面4b射出的光(在导光体4内充分传播之 前京M出的光)以M入射至导光体4的光。所以，旨嫩提高光利用效率，实 现亮度的均匀性。根据如上说明，本实施例中，由于在导光体4上形成的凹处4a中配置了在 x—y平面上具有指向性的7jC平点光源3，所以會滩解决如下问题，即，解决了 在7jC平点光源3的光出射方向为与导光体4的光出射面4b大致垂直的方向时， 在点光源正上方部分的辉度与其它周边部分相比过高的问题，由此能够在显示 区域的整个范围内，保持亮度的均匀性。财卜，水平点光源31fia在形成于导光体4上的凹处(或者孔)4a的内部， 而且，该7jC平点光源3隨在显示区域内。因此，还肖滩实现面状光源装置的 小型化(包括薄型化)。而且，在本实施例的面状光源錢(棘液晶显絲置100)中，MvK 平点光源3朝向从平面上看的於不同的方向。因此，會辦^t在导光体4内 充分传播。配置在基板2上的水平点光源3的数量不限于4个，只有是1个或者是2 个以上就可以。而且，在水平点光源3的数量至少为2个以上的情况下，从各 个水平点光源3射出的光的方向朝向相对于各个显示区域面大致平行的方向(也 就是，与x—y平面大致平行的方向)。而且，在该情况下，从於7K平点光源3 射出的光，雌朝向於不同的方向。另外，也可以让几个7K平点光源3朝相 同方向射出光。而且，在图1中，配置了多个tK平点光源3的,2只有一个。因此，形 成在导光体4上的凹处(也可以是孔)4a的数量也同样只有一个。可是，当该 基板2有多个的时候，形成在导光体4上的凹处(也可以是孔)4a的数量也应 当与该基板2的数量相同，形成多个。这里，在l个凹处4a内对应配置于l个 基板2上进行配置(在该1个基板2上，配置多个水平点光源3)。此外，在导 光体4中形成多个凹处(或者孔)4a时，各个凹处(或者孔)4a形鹏作为导 光体4的显示区域的区域内。此外，即使在1个鎌2中配置多个水平点光源3 的瞎况下，也可以设置多个凹处(或者孔)4a并1SS7K平点光源3。此时，由 于;ii!M存在于^h水平点光源3之间的导光体4进行光传播，所以倉辦在光 出射面4b中获得更为均匀的辉度。而且，对于上述导光体4的材料来说，适用具有良好光学特性、且加工性 (成形性)优良的透明树脂。比如，可以釆用PMMA或者聚碳酸酯等来作为导 光体4。另外，对于形鹏导光体4上的凹处(或者孔)4a的微而言，由于其是 用于使导光体4的光出射面4b上得至lj所要求的辉度分布，所以可以根据水平点光源3的个数、ms情况等任意决定。比如，如图1所示，从平面上看该凹处(或者孔)4a的 可以是圆形， 相对地也可以是椭圆形。或者如图5所示，从平面上看该凹处(或者孔)4a的皿可以是准正方形。还可以如图6所示那样，7K平点光源3的M为多个， 而从平面上看该凹处(或者孔)4a的皿也可以是长方形。这里，如图6所示，至少有几个水平点光源3分别朝不同方向射出光，且 配置在长边方向上的水平点光源3向大致相同的方向射出光。而且，在如图6 所示的情况下，还i^样配置水平点光源3f:以从配置在短边方向上的水平点光 源3e射出的光为基准，从其它水平点光源射出的光相对于水平点光源3e的光 的方向从平面上看，成朝向大致垂直的方向以及大致相反的方向。财卜，如图7所示，面对7K平点光源3的部分的凹处(或者孔)4a的侧面 部还可以具有凹凸的形状。这样，从水平点光源3射出的光被该侧面部散射， 肯辦使得出射光被传播至导光体4的M角落(也就是说，能够进一步增加显 示部中亮度的均匀性)。财卜，如图8， 9所示，面对7jC平点光源3的部分的凹处(或者孔)4a的 侧面部还可以具有 。这样，在相对于导光体4的光出射面4b水平的平面内，比如如图8所示那 样，絲用了透镜形状以使得入射的光扩Mt出的情况下(也就是说，禾,了 邀竟的扩t^的情况下)，育娜使得出射光被传播至导光体4的於角落(也 就是说，肖嫩进一步增加显示部中亮度的均匀性)。另一方面，比如如图9所示，在采用了iSH形状以使得入射光在相对于导 光体4的光出射面4b水平的方向上集中射出的情况下(也就是说，在利用了透镜的聚光效果的情况下)，其能使在刚射出后不久，消除从光出射面射出的光， 育嫩使得从水平点光源3射出的光的所有光量均传播至导光体4的各个角落(也就是说，肖辦进一步增加显示部中亮度的均匀性)。而且，在导光体4上形成的不是孔4a而是凹处4a的情况下，还可以在该 凹处4a上部的该导光体4上形成由规定图案^R构成的光扩散部7。而且，为了在显示面内实现所希望的辉度分布，还可以在该作为单独部件 的光扩散部7中附加辉度调整功能。而且，通舰用层次印刷或者表面粗糙度调节的制造方法，或者采用精密 的几何学微等结构，育辦使得形成在导光体4表面上由预定图案微构成的 光扩散部7以及与导光体4作为不同部件设置的光扩散部7具备光扩散功能和 辉度调节功能。实施例2本实施例的面状光源装置(或者液晶显示装置100)还具备垂直点光源。 也就是说，如图10所示，在基板2上除了按照实施例1所说明的多个水平点光 源3之外，还配置一个向^i^垂直的方向射出光的光源15。而且，除了配置向 大致垂直方向射出光的光源15之外，其它的作用和技术效果均与实施例1相同。这里，图10中一并采用的坐标系与图1相同。因此，显示区域面方向(液 晶面板6相对于该基板2配置的方向)为+z方向，与显示区域面平行的平面为 x—y平面。此外，在本实施例中，组装状态下如图10所示的基板2配置于形成 在导光体4的大致中央部的凹处(或者孔)4a内。因此，在组装状态下，该基 板2位于作为显示区域的区域的皿中央部。从向，垂直方向射出光的光源15射出的光的方向是朝向与显示区域面 (x—y平面)域垂直的方向的。而且，配置在,2上且向诚垂直方向射 出光的光源15的数量不限于一个。比如，还可根据形成在导光体4上的凹处(或 者孔)4a的形状、水平点光源3的配置等情况，改变向大致垂直方向射出光的 光源15的数量，其数量为2个以上也可以。本实施例2中，皿配置向大致垂直方向射出光的光源15，能够防止形成 在导光板4上的凹处4a中心Pf逝的辉度陶氏。作为光源15,若能获得辅助光量 则没有特别的限定，皿配置指向性弱的光源，也能够在显示面内得到均匀的 離。如上所述，本实施例的面状光源装置(或者液晶显示装置)中，由于除了 7乂平点光源3之外还配备了向大致垂直方向射出光的光源15,如图1等所示， 即使在形成于导光体4上的凹处4a的中心附近，也能够确保必需的光量。所以， 在显示面内育,进一步提供均匀的亮度。尤其是，如图ll所示，在增加了水平点光源3的配置数量，且凹处(或者 孔)4a的从平面上看面积增大的情况下，当配置多个向大致垂直方向射出光的 光源15时，本实施例更为有效。并且，擅於实施例的面状点光源装置主要是在个人电脑用监视器或者 液晶显^g、 FA (工厂自动化)縫等的电子仪器的显示部中，作为背光装 置娜。另外，如图12所示，在导光体4上形成的凹处棘 L可以不是1个，也可以多个。比如，如图12所示，形成4个圆形的凹处(或者孔)4a,在M凹处 (或者孔)4a中配置zK平点光源3。此外，如图13所示，还可以形成多个具有 短边和长边的矩形微的凹处(棘孔)4a。而且，如图14， 15所示，也可以 形成多个具备短边和长边的凹处(或者 L) 4a，并且具有贯通导光体4的侧面 (除了光出射面4b以及背面4c之外)的皿也可以。此外，也可以同时具备 图14、 15两者的形状。凹处(或者孔)4a的皿和M可以进行适当变更。而 且，凹处(或者孔)4a从平面上看，iSiliS当配置7K平点光源使得其各自向不 同方向射出光，育巨够保持显示区域整体的亮度均匀性，同时还育,提供一种高 辉度的面状光源装置。
权利要求
1、一种面状光源装置，其特征在于，具备在作为显示区域的区域内具有凹处或者孔的导光体；以及在相对于上述导光体的光出射面大致平行的方向上射出具有指向性的光的水平点光源，其中，在一个上述凹处内或者一个上述孔内配置多个上述水平点光源。
2、 淑利要求1所述的面状光源錢，其特征在于，上述水平点光源在上述大致平行的方向上射出具有出射光的强度峰值的光。
3、 如权利要求2所述的面状光源装置，其特征在于，Jd^水平点光源的至少几个分别向不同方向射出光。
4、 如权利要求3所述的面状光源装置，其特征在于， 战凹处赫孔设置在Jd^示区域的大致中央部， 上述水平点光源至少包括第一至第四水平点光源， i^i:述第一至第四水平点光源的每一个射出的光的方向是，以从一个上述水平点光源射出的光为基准，相对于该作为基准的光的方向从平面观察，成大 致垂直的2个方向和大致相反的方向。
5、 如权利要求1所述的面状光源體，其特征在于，还具备在相对于上述导光体的上述光出射面大致垂直的方向上射出光的 光源。
6、 如权利要求1所述的面状光源装置，其特征在于，还具备可将从战光出射面射出的光作为扩散光而导出的光扩散部，M31加工i^导光体的J:M光出射面和/或与战光出射面相对的背面，来體战光扩散部。
7、 如权利要求1所述的面状光源装置，其特征在于，还具备i顿与上述导光体不同的部件来形成，并使/Xh述光出射面射出的 行扩散的光扩散部件。
8、 如;R利要求l所述的面状光源装置，其特征在于，，导光体是PMMA或者聚碳酸酯。
9、 如权利要求1所述的面状光源装置，其特征在于， 面对Jd^zK平点光源的部分的上述IH]处的顶iJ面部^^"」凹凸形沃。
10、 如权利要求1所述的面状光源装置，其特征在于，纖微。
11、 一种液晶显/彌置，其特征在于，具备-面状光源装置，具有在作为显示区域的区域内具有凹 者孔的导光体； 以及在相对于，导光体的光出射面，平行的方向上射出具有指向性的光的 水平点光源，并且，在一个上述凹处内或者一个上述孔内配置多个上述水平点光源；作为显示部的液晶面板；以及 支撑，面状光源装置和上述液晶面板的壳体。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种能同时实现亮度均匀化和面状光源装置小型化(也包括薄型化)的面状光源装置。本发明的面状光源装置具备导光体(4)以及水平点光源(3)。在导光体(4)中，在作为显示区域的区域内具有凹处(或者孔)(4a)。水平点光源(3)在相对于导光体(4)的光出射面(4b)大致平行的方向上射出具有指向性的光。另外，在凹处(4a)内(或者孔内)配置多个水平点光源(3)。
文档编号F21V8/00GK101225940SQ20071009326
公开日2008年7月23日 申请日期2007年11月16日 优先权日2006年11月16日
发明者森明博 申请人:三菱电机株式会社