TWI238881B - Surface light source apparatus - Google Patents

Description

1238881 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種將來自光源之光線轉換為面狀光源之 面光源裝置。 【先前技術】 近年來，具有該種面光源裝置的液晶顯示裝置，主要作 為筆記型電腦（pc)的圖像顯示部使用，並發揮其薄型以及 輕量之特點，被應用於各種領域。又，該液晶顯示裝置具 有顯示圖像之矩形平板狀液晶面板，於該液晶面板的一端 部，介由可撓性細長矩形平板狀的一對印刷配線基板 (Flexible Printed CirCUit:FPC :可撓性印刷電路板）或 TAB(Tape Automated Bonding :捲帶式自動接合），電性連 接有作為向該液晶面板提供驅動信號使之驅動之電路基板 的細長矩形平板狀驅動電路。 又，於該液晶面板之背面側，安裝有作為向形成於該液 晶面板之顯示區域即顯示晝面區域照射面狀光之面光源裝 置的背光。且，該等液晶面板以及背光係於相互平行對向 之狀態下，藉由邊框與框架夾持而予以保持。 且，該背光含有作為細長圓柱狀之線狀光源之放電燈管 即冷陰極管，且於使一邊對向於該冷陰極管之狀態下，安 裝有作為將來自該冷陰極管之線狀光朝向一主面即表面成 面狀折射而轉換為面狀光源之矩形平板狀之面狀光源轉換 體的導光體。該導光體係包含具有光透過性的樹脂等形 成，且於該導光體之他主面即背面側形成有稜鏡。

〇 \90\90542.DOC 1238881 再者，冷陰極管被作為反射來自該冷陰極管之光線並向 ‘光體之一邊照射之反射體的略成37字形彎曲之薄片狀的 k管反射罩沿周方向覆蓋。且，該燈管反射罩之兩端部安 I於導光體之一邊的内外面。此處，於該導光體之表面， 貼附有使該導光體之亮度偏差均勻化或提升亮度的矩形薄 片狀之光學薄片。又’於該導光體的背面，貼附有使自該 導光體之背面照射之光線朝向該導光體之表面側並反射的 光學薄片即反射薄片。 而’為使來自冷陰極管之光線有效地向導光體之一邊 反射並入射’故將燈管反射罩做得較大，並於該燈管反射 罩之兩端部間夾入並固定導光體的一邊（例如，參照特許文 獻 1 〇 )。 特許文獻1 特開2002-270024號公報（第3_5頁、圖3以及圖4) 發明所欲解決之問題 然而，如上所述，將導光體之一邊夹入燈管反射罩之兩 σ卩間之情況下’當導光體熱膨服之時，為避免該導光體 影響冷陰極管，或者因反射薄片遮住來自燈管反射罩之光 路而引起亮度偏差或亮度低落，有必要於導光體之他邊與 框架之間設置間隙。但是，因為有該間隙，使導光體反複 熱伸縮，有可能產生該導光體移動而自燈管反射罩脫落之 問題。 本發明係有鑒於如此問題開發而成，其目的係提供一種 於面内具有均勻、高亮度，且於構造上可靠性高的面光源 O:\90\90542.DOC -6 - 1238881 裝置。 【發明内容】 本發明包括：光源；使一邊與該光源對向設置並將來自 該光源之光線射向一主面而轉換為面狀光源之大致矩形平 板狀之面狀光源轉換體；安裝於該面狀光源轉換體之他主 面的薄片狀光學薄片；於覆蓋前述光源之狀態下，將前述 面狀光源轉換體的前述一邊夾入安裝於兩側間，使來自前 述光源之光反射而入射到前述面狀光源轉換體之前述一邊 的反射體；以及位於前述面狀光源轉換體之前述一邊之相 反側的他邊介由間隙而與之對向之框架；前述面狀光源轉 換體之一邊向前述反射體之兩側間夹入的夹入量係大於前 述面狀光源轉換體之他邊與前述框架間之間隙。 繼而，可提供-種即使面狀光源轉換體熱伸縮亦不會自 反射體脫落，且面内均勻、高亮度之面光源裝置。曰 【實施方式】 晶顯示裝置之第一實施方式的構成。 圖1至圖十丨係作為平面顯示裝置的透過型液晶顯示裝 置，該液晶顯示裝置丨為較大型、窄邊緣以及㈣性優 型。且，該液晶顯示裝置1具有作為主要應用於筆記型電腦 (PC)之圖像顯示部等的透過型平面顯示面板的大致矩形平 板狀之液日日顯不面2。曰9s - 槪σ亥液日日顯不面板2為例如對角 吋，且將光調變層作為液晶層。 、 又’該液晶顯示面板2具有於-主面即表面上成矩陣狀設

O:\90\90542 DOC 1238881 有未圖示之薄膜電晶體（Thin FUm Transist〇r:TFT)的陣列 基板3。且，使該陣列基板3與對向基板4對向設置，於該等 陣列基板3與對向基板4之間插入並封裝未圖示之液晶層而 構成液晶顯不面板2。 又’於該液晶顯示面板2之高度方向的一側緣上，介由可 撓性細長矩形平板狀之一對印刷配線基板（Flexible Η— Circuit:FPC··可撓性印刷電路板）6、7，安裝有作為向該液 晶顯示面板2提供驅動信號使之驅動之電路基板的細長矩 形平板狀的驅動電路5。 再者，於液晶顯示面板2的中央部，形成有顯示圖像之顯 示區域即矩形狀的顯示畫面區域8。且，於該液晶顯示面板 2之一主面即表面側，安裝有矩形框狀之外框丨丨。該外框工i 具有形成有使液晶顯示面板2之顯示畫面區域8露出之矩形 狀之窗部12的矩形框狀的本體部丨3。又，於該本體部丨3的 外周緣’於該本體部13之背面側收容液晶顯示面板2時，設 有覆盍該液晶顯示面板2之邊緣部的外周緣部14。 一方面，於液晶顯示面板2之背面側，對向安裝有作為使 面狀光線入射到該液晶顯示面板2之顯示畫面區域8之矩形 平板狀之面光源裝置的背光21。該背光2 1係於使該背光2 1 之一主面即表面側與液晶顯示面板2之背面對向的狀態 下’與該液晶顯不面板2 ^—併收容於外框11。 此處’安裝於該液晶顯示面板2上的驅動電路5，於使背 光2 1之表面側對向於液晶顯示面板2之背面側的狀態下，藉 由使印刷配線基板6、7朝向該背光2 1之背面側彎曲，而配

O:\90\90542.DOC 1238881 介於該驅動電路5與背光2 1 置於該背光2 1的背面側。此時 以確保該等驅 之間女裝有細長矩形薄片狀之絕緣薄片1 5 動電路5與背光21間之絕緣性。 而且’該背光21如圖m及圖2所示，具有作為細長圓柱 狀之管狀光源即放電燈管的冷陰極管22。於該冷陰極管22 的兩端部，嵌合安裝有藉由具有彈性之橡膠等而形成之燈 座23。再者，於該冷陰極官之兩端部分別連接有電纜μ的 —端部，該等電纜24各自之他端部安裝有作為連接頭的外 殼25。 又，於將作為一邊即燈管側之光入射面26a相對於冷陰極 管22之外周面平行對向的狀態下，配置有矩形大致平板狀 之面狀光源轉換體即導光體26。該導光體26藉由具有光透 過性的樹脂等而形成，於作為該導光體26之他主面之非光 出射面即背面26b上形成有未圖示的稜鏡。又，該導光體％ 使來自冷陰極管22之線狀光介由光入射面26a入射，並使該 線狀光朝向作為導光體26之一主面即光出射面之表面26c 側成面狀折射而轉換為面狀光源，使該面狀光照射至液晶 顯示面板2的顯示晝面區域8。再者，該導光體26使自該導 光體26之光入射面26a入射的光，均等反射向該導光體26之 表面26c，並為了於作為該導光體26之他邊即燈管反側之非 光入射面26d之背面26a側確保收容空間，自該光入射面26a 側朝向非光入射面26d側沿高度方向平行漸趨薄化。 而且，於該導光體26之表面26c，安裝有覆蓋該導光體26 之表面26c之大致矩形薄片狀之光學薄片即聚光薄片27。該 O:\90\90542.DOC -9- 1238881 聚光薄片27係使自導光體26之表面26c出射的面狀光聚 光。再者，於該聚光薄片27之表面，安裝有覆蓋該聚光薄 片27之表面之大致矩形薄片狀的光學薄片即擴散薄片28。 σ亥擴散薄片2 8使自導光體2 6之表面2 6 c照射並以聚光薄片 27聚光之光線擴散，以期使該聚光薄片27乃至導光體％之 表面2 6c之面内亮度之均勻化並提高亮度。 又，於該導光體26之背面26b，安裝有覆蓋該導光體26 之背面26b的矩形薄片狀的光學薄片即反射薄片29。該反射 薄片29藉由沿著該反射薄片29之表面之高度方向之一側緣 貼付之雙面膠帶30,貼附於導光體26之背面26b而固定一側 緣。然後，該反射薄片29使介由該導光體26之背面26b自該 導光體26之内部向外部照射的光線朝向該導光體％之表面 26c側反射。 然後’與該導光體26之光入射面26a對向設置的冷陰極管 22如圖1所示，於其周方向遍佈覆蓋有略成〕字形彎曲之薄 片狀作為反射體的燈管反射罩31。該燈管反射罩μ使來自 冷陰極管2 2之光於内側面反射，並將該反射之光有效地射 向導光體26之光入射面26a。 再者’该燈管反射罩3 1之高度方向之一側部即上端緣3 1 a 夹於導光體26之光入射面26a側之表面26c與擴散薄片28之 間，較靠近位於該等導光體26與擴散薄片28間之聚光薄片 27的一側緣與導光體26之光入射面26a中之後者。且，該燈 管反射罩3 1之高度方向之他側部即下端緣3 1 b，較該燈管反 射罩31之上端緣31a更朝向導光體26之非光入射面26d側突 O:\90\90542.DOC -10- 1238881 出。另外，該燈管反射罩3 1之高度方向之他側部即下端緣 3 lb覆蓋著反射薄片29之表面之高度方向的一側緣。此時， 導光體26之光入射面26a側於燈管反射罩31之上端部3 1&與 下端部31b之間夾入至夾入量A的程度。 又，導光體26之光入射面26a係於與前述燈座23抵接之狀 態下配置。藉由該燈座23來防止導光體26影響冷陰極管22。 而且，於表面26c上安裝有聚光薄片27以及擴散薄片28, 於背面26b上安裝有反射薄片29，且於光入射面26 a側安裝 有冷陰極管22以及燈管反射罩31的導光體26係收容並保持 於大致矩形平板狀之框架32之一主面即表面側。該框架32 具有矩形平板狀之本體部33，於該本體部33之高度方向的 兩側部分別形成有俾使輕量化的開口部3 6。又，於該本體 部33的外周緣，整體化設有與該本體部33垂直並向表面側 突出的外周緣部3 4。 因此’藉由該外周緣部34之内側面與本體部33之表面， 石框架3 2的内周緣形成有段狀的嵌合段部3 5。又，於收容 於該外周緣部34内且位於與導光體26之光入射面26a對向 之相反側的非光入射面26d與嵌合段部35之内側面之間，形 成有平行沿该導光體2 6之高度方向的特定空隙即間隙b。 此處，該間隙B具有考慮到導光體26之熱伸縮而於高度方 向邊有空隙的長度尺寸，其小於將導光體26之光入射面26a 側朝向燈管反射罩31之上端部3“與下端部31b間夾入之的 夾入里A。換吕之，該導光體26之夾入量A大於該導光體％ 之非光入射面26d與框架32之嵌合段部35間形成的間隙β。

O:\90\90542.DOC -11 1238881 即’具有A>B的關係。更具體言之，該導光體26之夹入量A 係例如0.5 mm〜1.5 mm。 該導光體26之夾入量A之大小較好是即使於導光體^因 低溫而收縮的情況下亦能充分對應。即，較好是將面光源 裝置之使用環境之最低溫度設置為-2〇°C時，夹入量A仍大 於自常溫（25。〇降至-20°C時之收縮量與間隙B之和。 此外’安裝於該導光體26之背面26b的反射薄片29係夢由 切斷分割為特定長度之細長矩形狀之複數個、例如六片雙 面膠帶即電氣絕緣膠帶41而貼附固定於框架3 2之本體部3 3 的表面。該等電氣絕緣膠帶41之兩面塗有矽系接著材料， 分別貼附於框架32之本體部33的表面之高度方向之兩側緣 的中央部以及兩端部。 該4電氣絕緣膠帶3 0以及41係用作為移動抑制手段之一 例，以抑制向導光體26之冷陰極管22側的移動或自框架U 之脫落。 更具體言之，於該框架32之本體部33之表面且與導光體 2 6之光入射面2 6 a對向之側的一側緣的中央部以及兩端部 之各部’如圖3所示’於將各電氣絕緣膠帶41之長度方向相 對於本體部33之寬度方向平行設置的狀態下，於該本體部 之表面貼附有電氣絕緣膠帶4丨。同樣的，於該本體部3 3 之表面與導光體26之非光入射面26d側之他側緣的中央 部，在將電氣絕緣膠帶41之長度方向對於本體㈣之寬度 方向平行設置的狀態下，於該本體部33之表面貼附有電氣 絕緣膠帶41。再者，於該本體部33之表面之導光㈣之非

0 \90\90542.DOC -12- 1238881 光入射面26d對向之側之他侧緣的兩端部，於將各電氣絕緣 膠帶41之長度方向相對於本體部33之高度方向平行設置的 狀態下，於該本體部33之表面貼附有電氣絕緣膠帶41。 以下，說明上述第一實施方式的作用。 首先’介由外殼25以及電纟覽24’向冷陰極管22提供電能， 而使該冷陰極管22發光。 於是，自該冷陰極管22發光之線狀光線直接地或藉由覆 蓋該冷陰極管22的燈管反射罩3 1之内側面反射，而向導光 體26之光入射面26a入射。 繼而’向該導光體2 6之光入射面2 6 a入射的光線，藉由形 成於該導光體26之背面26b之稜鏡以及安裝於該背面2讣側 之反射薄片29，朝向該導光體26之表面26c側轉換為面狀， 並自該導光體26之表面26c出射。 此後’自該導光體26之表面26c出射之面狀光線透過聚光 薄片27並藉由該聚光薄片27聚光後，透過擴散薄片28並藉 由該擴散薄片28而擴散，藉由該等聚光薄片27以及擴散薄 片28’貫現導光體26之表面26c之面内亮度均勻化或亮度的 提高。 再者’透過該等聚光薄片27以及擴散薄片28之面狀光線 係向液晶顯示面板2之顯示畫面區域8照射。 繼而’向該液晶顯示面板2之顯示晝面區域8照射之光線 會選擇性地透過該液晶顯示面板2之顯示畫面區域8而進入 使用者之眼睛，讓使用者辨識該液晶顯示面板2之顯示畫面 區域8所顯示之圖像。 O:\90\90542.DOC -13 - 1238881 如上所述，根據上述第一實施方式，於背光2丨之燈管反 射罩31之上端部31 a與下端部3ib之間夾入導光體26之光入 射面26a側，使該導光體26之光入射面26a側向燈管反射罩 31之上端部31 a與下端部31b之間夾入的夾入量a，大於收容 於框采32之導光體26之非光入射面26d與該框架32之喪合 段部35之内側面之間的間隙b。 又，此時，於框架32之本體部33之表面的高度方向之兩 側緣的中央部以及兩端部，分別貼附分割為特定長度的電 氣絕緣膠帶41，藉由該等分割之電氣絕緣膠帶41，於框架 32之本體部33的表面固定反射薄片29。 根據本實施方式，於框架32與導光體26之間隙B中存有空 隙，因此，即使於導光體26熱膨脹之情況下，亦可減低導 光體26或伴隨其之反射薄片29向冷陰極管22側移動之移動 量’且’因將導光體26之光入射面26a側向燈管反射罩3 1之 上端部3 la與下端部31b間夾入之夾入量A設定為大於收容 於框架32之導光體26之非光入射面26d與框架32之嵌合段 部35之内側面間的間隙B，故而導光體26於反複熱伸縮的過 程中，即使與冷陰極管22側偏離至最遠，亦不會自燈管反 射罩3 1脫落。 再者，因以電氣絕緣膠帶41將框架32與反射薄片29接 著’故而即使反射薄片29隨著導光體26之熱伸縮而伸縮， 但由於僅是在電氣絕緣膠帶4 1接著之部分為固定之狀態下 伸縮’因而即使反複進行該伸縮亦可防止反射薄片29整體 移動。 O:\90\90542.DOC -14- 1238881 化=:電氣I轉帶糊藉由溫度而使其接著力產生變 者’/皿度上升之情況下接著 接者力一弱，溫度下降之情況下 H力增強，。導光體26反複熱伸縮之情形時，在溫度上升 月况下’導光體26膨脹其長度暫時變長，但此後當溫 又下降時，因電氣絕緣膠帶3()之接著力強過導光體％之收 縮’故而導光體26會以電氣絕緣膠帶3〇之位置為基點而以 拉扯的方式收縮。因此，如本實施方式將導光體％與框架 32接著於冷陰極管22相反側之部分之情況下，其構造為： 即使‘光體26反複熱收縮亦可防止導光體％向冷陰極管22 側移動，並可防止影響冷陰極管22。 再者，將使用比較昂貴之矽系接著材料的電氣絕緣膠帶 41分割為特定之長度，並將該電氣絕緣膠帶41分別貼附於 框架32之本體部33之表面的兩側緣的中央部以及兩端部， 於框架32的本體部33之表面固定反射薄片29。因此，相較 於將該電氣絕緣膠帶41沿框架32之本體部33之表面之兩側 緣遍佈貼附於寬度方向而固定反射薄片29之情況，因可減 少该電氣絕緣膠帶41之使用量，故而可削減背光21之製造 成本。 又，於導光體26之背面26b安裝有反射薄片29之狀態下， 將該導光體26之光入射面26a側夹入燈管反射罩31之上端 部3 la以及下端部31b之間，故而可於該燈管反射罩31之下 端部31b固定反射薄片29。因此，因可更加確實地防止因導 光體26之熱伸縮而使反射薄片29向冷陰極管22側移動，故 而可有效地防止該反射薄片29之移動造成之導光體26之表 O:\90\90542.DOC -15 - 1238881 面26c之亮度低落或亮度偏差的產生。 另，在上述第一實施方式中，將分割為特定長度之電氣 絕緣膠帶41分別貼附於框架3 2之本體部3 3之表面之兩側緣 的中央4以及兩端部，而使反射薄片μ固定於該框架μ之 本體部之表面，但亦可如圖5所示之本發明之第二實施方 式，將分割為特定長度之電氣絕緣膠帶41僅分別貼附於對 向於框架32之本體部33之表面的導光體26之光入射面26a 側之側緣之中央部及兩端部，而使反射薄片29固定於該 框架32之本體部33之表面。 又，如圖6所示之本發明之第三實施方式，亦可將分割為 特疋長度之電氣絕緣膠帶4 1僅分別貼附於對向於框架32之 本體部33之表面的導光體26之非光入射面側之他側緣 的中央邛以及兩端部，而使反射薄片29固定於該框架32之 本體部33之表面。 再者如圖7所示之本發明之第四實施方式，亦可將電氣 、’、巴緣膠τ 41沿框架32之本體部33之表面之高度方向之各兩 側緣遍佈貼附於寬度方向，而使反射薄片29固定於該框架 32之本體部33之表面。 、 發明之效果 根據本發明，可提供一種即使面狀光源轉換體熱伸縮亦 不曰自反射肢脫落，且於面内均勻、高亮度之面光源裝置。 【圖式簡單說明】 圖1係表不本發明之面光源裝置之第一實施方式之一部 刀之說明剖面圖。

O:\90\90542.DOC -16- 1238881 圖2係表示同上之面光源裝置之分解立體圖。 圖3係表示同上之面光源裝置之框架之正視圖。 圖4係表示含有同上之面光源裝置之液晶顯示裝 解立體圖。 圖5係表 示本發明之第二實施方式之框架之正視圖 圖6係表 示本發明之第三實施方式之框架之正視圖 圖7係表 示本發明之第四實施方式之框架之正視圖 【圖式代表符號說明】 1 液晶顯示裝置 2 液晶顯示面板 3 陣列基板 4 對向基板 5 驅動電路 6，7 印刷配線基板 8 矩形狀顯示畫面區域 11 外框 12 矩形窗部 13 矩形框狀之本體部 14 外周緣部 15 絕緣薄片 21 背光 22 冷陰極管 23 燈座 24 電纜 O:\90\90542.DOC -17- 之分 1238881 25 外殼 26 導光體 26a 導光體之光入射面 26b 導光體之非光出射面（背面） 26c 導光體之光出射面（表面） 26d 導光體之非光入射面 27 聚光薄片 28 擴散薄片 29 反射薄片 30，41 電氣絕緣膠帶 31 燈管反射罩 31a 燈管反射罩上端部 31b 燈管反射罩下端部 32 框架 33 框架本體部 34 框架本體部外周緣 35 框架嵌合段部 36 開口部 A 夾入量 B 間隙 O:\90\90542.DOC -18 -

Claims (1)

1238881 拾、申請專利範圍： 1. 一種面光源裝置’其特徵在於包含： 光源； 將一邊與該光源對向設置，將來自該光源之光朝向一 主面而轉換為面狀光源之大致矩形平板狀之面狀光源轉 換體； 於覆蓋前述光源之狀態下使前述面狀光源轉換體之前 述一邊夾入而安裝於兩側間，將來自前述光源之光反射 並入射到前述面狀光源轉換體之前述一邊之反射體；以及 將位於前述面狀光源轉換體之前述一邊之相反側之他 邊介由間隙而與之對向之框架；且 於前述面狀光源轉換體與前述框架之間、前述面狀光 源轉換體之他邊附近，具有抑制前述面狀光源轉換體向 剷述光源側移動以及向前述一主面側移動之移動抑制手 段； 月ί述面狀光源轉換體之一邊向前述反射體之兩側間夾 入之夹入量係大於前述面狀光源轉換體之他邊與前述框 架之間隙。 2,如申請專利範圍第1項之面光源裝置，其中前述移動抑制 手段係雙面膠帶。 3·如申請專利範圍第1項之面光源裝置，其中於與前述面狀 光源轉換體之前述一主面對向之他主面側進一步包含光 學薄片，前述光學薄片係與面狀光源轉換體一併夹入反 射體之兩側間。 O:\90\90542.DOC 1238881 4.如申請專利範圍第3項之面光源裝置，其中前述面狀光源 轉換體係介由前述光學薄片而與前述框架接著。 5·如申哨專利靶圍第1項之面光源裝置，其中前述面狀光源 轉換體之一邊向前述反射體之兩側間夾入之之夾入量係 大於¥j述面狀光源轉換體之他邊與前述框架之間隙與前 述面狀光源轉換體自25它降至-2(rc時之收縮量之和。 6·如申明專利範圍第丨項之面光源裝置，其中前述面狀光源 轉換體係於與前述一主面對向之他主面側形成有稜鏡。 7.如申％專利範圍第1項之面光源裝置，其中前述移動抑制 手段係藉由溫度而使接著力產生變化者。 8·如申請專利範圍第1項之面光源裝置，其中前述光源之兩 端部係由具有彈性之燈座予以支持，前述面狀光源轉換 體之前述一邊側係與前述燈座抵接而設置。 O:\90\90542.DOC 2-