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CN100587322C - 照明装置和使用该照明装置的显示装置 - Google Patents

照明装置和使用该照明装置的显示装置 Download PDF

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CN100587322C CN200680036272A CN200680036272A CN100587322C CN 100587322 C CN100587322 C CN 100587322C CN 200680036272 A CN200680036272 A CN 200680036272A CN 200680036272 A CN200680036272 A CN 200680036272A CN 100587322 C CN100587322 C CN 100587322C
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Abstract

本发明涉及照明装置和使用该照明装置的显示装置。在射出面状光的照明装置中，通过使来自光源的光的利用效率提高，而实现更高亮度的照明装置。背光装置(10)包括导光体(11)和与导光体(11)的侧面(11a、11b)相对设置的LED单元(20)，通过使从LED向上述侧面入射的光在导光体(11)内部传播，从导光体(11)的主面(11d)射出面状光。背光装置(10)还包括：在导光体(11)的与主面(11d)相对的主面的外侧设置的绝缘性反射片(12)；和叠层在绝缘性反射片(12)的与导光体(11)相反一侧的金属反射片(13)。

Description

照明装置和使用该照明装置的显示装置
技术领域
本发明涉及射出面状光的所谓面发光型的照明装置，特别涉及作为液晶显示装置的背光使用的照明装置。
背景技术
近年来，作为电视机、个人计算机、便携式电话等的显示装置，广泛使用具有低消耗电力、薄型、轻量等优点的液晶显示装置。液晶显示元件是自身不发光的所谓非发光型的显示元件。因此，可采用在液晶显示元件的例如一个主面上设置有面发光型的照明装置(所谓的背光)的结构、或使周围的光作为照明光向液晶显示元件入射的结构。前者的结构被称为透过型液晶显示装置，后者的结构被称为反射型液晶显示装置。此外，以往还已知有使用周围的光作为照明光、同时也根据需要使用来自背光的照明光的所谓的半透过型液晶显示装置。
根据光源相对于液晶显示元件的配置方式，背光大致分为正下方型和侧光(也称边缘照明)型。在正下方型背光中，光源被配置在液晶显示元件的背面侧，并且在光源与液晶显示元件之间配置有扩散板、棱镜片等，由此，使均匀的面状光向液晶显示元件的整个背面入射。
另一方面，侧光型背光包括：配置在液晶显示元件的背面侧的导光体；和以与该导光体的侧面(液晶显示元件的侧方部)相对的方式配置的光源。来自光源的光从导光体的侧面向导光体内部导入。向导光体内部导入的光，在导光体内部进行全反射并传播，向液晶显示元件的背面射出。
以往，在侧光型背光中，为了使向与液晶显示元件相反一侧漏出的光再次向导光体入射以提高亮度，已知有在液晶显示元件的与光射出面相对的面的外侧配置有反射片的结构(例如，参照特开2002-75038号公报(图1)、特开2003-156739号公报(图2、段落0024)、特开2003-279972号公报(图2)等)。作为这样的反射片，可使用铝箔片、分散有白色颜料的膜片、在膜片上形成铝金属膜等而得到的薄片等(参照特开2002-75038号公报，段落0031)。
然而，最近，发光二极管(LED：Light Emitting Diode)的开发在推进，作为背光的光源也逐渐优选使用LED。图7是表示以往作为背光光源使用的LED单元的一个例子的平面图。图7所示的LED单元20是在基板21的一个主面上将多个LED22配置成一列的结构。作为LED22，可使用白色LED或发RGB各色光的LED。LED22分别具有配线用的端子23。该端子23处于在基板21的表面露出的状态。
图8是表示使用LED单元20作为光源的以往的背光装置90的一个例子的截面图。图8所示的以往的背光装置90包括导光体91。在该导光体91的两侧面，以来自LED22的出射光向导光体91的侧面入射的方式配置有LED单元20。在导光体91的光出射面的上部，根据需要叠层有扩散片92、棱镜片(图示省略)等光学片。在导光体91的与光出射面相反一侧的面的外侧配设有反射片93。
在图8所示的以往的背光装置90中，如上所述，在导光体91的侧面，LED单元20的端子23在基板21的表面露出，因此，为了防止LED22的短路等，反射片93需要由绝缘性材料形成。即，在使用金属箔或金属蒸镀片作为反射片93的情况下，当反射片93的端部与端子23接触时，LED22有可能短路。作为由绝缘性材料构成的反射片93，可使用分散有白色颜料的绝缘性膜片、涂敷有白色涂料的绝缘性膜片等。
但是，这些绝缘性膜片，通常与金属箔、金属蒸镀片相比，光的散射性良好，但是存在光的反射率低的问题。
发明内容
本发明鉴于该问题而做出，其目的在于，在射出面状光的照明装置中，通过使来自光源的光的利用效率提高，提供一种更高亮度的照明装置。此外，本发明的目的还在于提供一种使用该照明装置的高品质的液晶显示装置。
为了达成上述目的，本发明的照明装置包括导光体和与上述导光体的侧面相对设置的发光元件，通过使从上述发光元件向上述侧面入射的光在上述导光体内部传播，从上述导光体的一个主面射出面状光，其特征在于，包括：在上述导光体的与一个主面相对的主面的外侧设置的绝缘性反射部件；和叠层在上述绝缘性反射部件的与上述导光体相反的一侧的金属反射部件，其中，上述发光元件在与上述导光体的侧面相对的位置具有配线用端子，上述金属反射部件具有导电性，在上述导光体的与上述发光元件相对的侧面的法线方向上，上述金属反射部件的长度比上述绝缘性反射部件的长度短。
此外，本发明的液晶显示装置的特征在于，包括上述的本发明的照明装置、和液晶显示元件。
根据本发明，在射出面状光的照明装置中，通过使来自光源的光的利用效率提高，能够实现更高亮度的照明装置。此外，能够实现使用该照明装置的高品质的液晶显示装置。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的背光装置的概略结构的分解立体图。
图2是表示将图1所示的背光装置沿着图1所示的XZ平面切断的状态的截面图。
图3是表示作为实施方式1的照明装置的变形例的背光装置的结构的截面图。
图4是本发明的实施方式2的背光装置的截面图。
图5是本发明的实施方式3的背光装置的截面图。
图6是本发明的实施方式4的液晶显示装置的截面图。
图7是表示以往作为背光光源使用的LED单元的一个例子的平面图。
图8是表示使用LED单元作为光源的以往的背光装置的一个例子的截面图。
具体实施方式
本发明的照明装置包括导光体和与上述导光体的侧面相对设置的发光元件，通过使从上述发光元件向上述侧面入射的光在上述导光体内部传播，从上述导光体的一个主面射出面状光，其特征在于，包括：在上述导光体的与一个主面相对的主面的外侧设置的绝缘性反射部件；和叠层在上述绝缘性反射部件的与上述导光体相反一侧的金属反射部件。
根据该结构，在绝缘性反射部件的与上述导光体相反一侧叠层有金属反射部件，由此，透过绝缘性反射部件的极少的漏光被金属反射部件反射并再次向导光体入射。结果，来自光源的光的利用效率提高，能够实现更高亮度的照明装置。
此外，在上述照明装置中，优选：上述发光元件在与上述导光体的侧面相对的位置具有配线用端子，上述金属反射部件具有导电性，在上述导光体的与上述发光元件相对的侧面的法线方向上，上述金属反射部件的长度比上述绝缘性反射部件的长度短。这是因为：根据该优选结构，在上述导光体的与上述发光元件相对的侧面的法线方向上，使上述金属反射部件的长度比上述绝缘性反射部件的长度短，由此，能够防止导电性的金属反射部件与发光元件的配线用端子接触。
此外，在上述优选结构中，进一步优选：在上述金属反射部件的端部与上述配线用端子之间设置有绝缘部件。因为这样能够更可靠地防止导电性的金属反射部件与发光元件的配线用端子接触。
此外，在上述照明装置中，优选：上述发光元件在与上述导光体的侧面相对的位置具有配线用端子，上述金属反射部件具有导电性，上述绝缘性反射部件的端部介于上述金属反射部件的端部与上述配线用端子之间。这是因为：根据该结构，绝缘性反射部件的端部介于金属反射部件的端部与配线用端子之间，由此，能够更可靠地防止导电性的金属反射部件与发光元件的配线用端子接触。
此外，在上述照明装置中，优选：在上述导光体的与上述发光元件相对的侧面的法线方向上，在上述绝缘性反射部件的端部与上述金属反射部件之间，设置有将上述绝缘性反射部件的上述端部向上述发光元件侧按压的按压部件。在该结构中，通过按压部件将绝缘性反射部件的端部向发光元件侧按压，由此，能够将在绝缘性反射部件与发光元件的下部之间产生漏光的间隙消除。结果，光的利用效率进一步提高，能够实现更高亮度的背光装置。
此外，本发明的液晶显示装置的特征在于，包括：上述任一结构的照明装置；和液晶显示元件。根据该结构，包括高亮度的照明装置，由此能够实现显示品质高的液晶显示装置。
以下，参照附图对本发明的具体实施方式进行说明。
(实施方式1)
图1是表示作为本发明的一个实施方式的照明装置的背光装置10的概略结构的分解立体图。如图1所示，背光装置10包括：导光体11、绝缘性反射片12、金属反射片13、框体14、和LED单元20。此外，在图1中，只图示了1个LED单元20，但是在导光体11的两侧面设置有LED单元20(参照图2)。LED单元20的结构如图7所示，作为LED22(发光元件)，可使用白色LED或发RGB各色光的LED。
图2是背光装置10的沿着与LED单元20的基板21的主面和导光体11的主面两者正交的面(图1所示的XZ平面)的截面图。如图1和图2所示，背光装置10为在框体14的主面14c上依次叠层金属反射片13、绝缘性反射片12和导光体11而成的结构。虽然在图1和图2中省略了图示，但是可以在导光体11的出光面11d的上层设置扩散片、棱镜片等。此外，LED单元20以与在导光体11中相对的一对侧面11a、11b分别相对的方式设置。
此外，图1和图2是为了容易理解地说明本发明的特征，各部的尺寸与实际的结构不同。例如，图2中的导光体11的纵横的尺寸比与实际情况不同。此外，金属反射片13和绝缘性反射片12的厚度以及这些片的间隔等，也是为了使本发明易于理解而夸张地描绘。实际上，导光体11、金属反射片13和绝缘性反射片12大致无间隙地叠层。
在背光装置10中，LED单元20沿着框体14的侧壁14b安装。即，如图2所示，LED单元20的基板21通过粘接剂或螺钉等(均未图示)被固定在框体14的侧壁14b上。导光体11以其侧面与LED单元20的LED22相对的方式配置。由此，来自LED22的出射光从导光体11的侧面向导光体内部导入。
导光体11是由丙烯酸树脂等透明树脂构成的平板。绝缘性反射片12是通过使白色颜料分散或涂敷白色涂料而被着色成白色的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。金属反射片13是蒸镀有银的PET片。框体14由金属或树脂形成。
但是，绝缘性反射片12和金属反射片13的材料并不限定于上述的例子。作为绝缘性反射片12的材料，能够使用聚酯类树脂(包括上述的PET)、聚碳酸酯类(例如双酚A类聚碳酸酯)、聚烯烃类(例如聚乙烯、聚丙烯等)、纤维素电介质类(例如三醋酸纤维素)、乙烯基类树脂(聚偏二氯乙烯)、聚酰亚胺类、聚酰胺类、聚醚砜、聚砜类树脂、聚芳酯类树脂、氟类树脂等。此外，作为金属反射片13，能够使用银箔、铝箔、以银为主体的合金的箔、或以铝为主体的合金的箔、或者银蒸镀片、铝蒸镀片、蒸镀有以银为主体的合金的片、或蒸镀有以铝为主体的合金的片。
这样，通过在绝缘性反射片12的下方配置金属反射片13，透过绝缘性反射片12的极少的光也会被金属反射片13反射并再次向导光体11入射。这是因为使用铝或银或者它们的合金的金属反射片13具有比着色成白色的绝缘性反射片12更高的反射率。由此，光的利用效率提高，能够提高背光装置10的亮度。
如图2所示，绝缘性反射片12的宽度W12比导光体11的宽度W11大。这样，通过使绝缘性反射片12的宽度W12大于导光体11的宽度W11，能够防止光从导光体11与LED22的间隙向出光面11d的相反侧漏出。
另外，绝缘性反射片12的宽度W12优选比两个LED单元20的LED22的表面间的距离W22大。这样，通过使绝缘性反射片12的宽度W12比两个LED单元20的LED22的表面间的距离W22大，能够更可靠地防止光从导光体11与LED22的间隙向出光面11d的相反侧漏出。此外，在图2所例示的结构中，绝缘性反射片12与LED单元20的端子23之间有少许间隙，但是绝缘性反射片12的端部与端子23相接也没有任何问题。
此外，金属反射片13的宽度W13被形成为小于绝缘性反射片12的宽度W12。金属反射片13的宽度W13优选大于两个LED单元20的LED22的表面间的距离W22，但是需要在金属反射片13的端部不与LED单元20的端子23接触的范围内。
此外，如图1所示，在框体14中在不安装LED单元20的边的一部分上设置有切起部14a。此外，在金属反射片13中在与切起部14a重叠的位置形成有切口13a。另外，在绝缘性反射片12中，也在与切起部14a重叠的位置形成有切口12a。因此，切起部14a与金属反射片13的切口13a和绝缘性反射片12的切口12a嵌合，由此，可防止金属反射片13和绝缘性反射片12在X方向的位置偏移。此外，导光体11在被装入框体14时，以侧面11c与切起部14a接触的方式形成。
此外，防止金属反射片13和绝缘性反射片12的位置偏移的方法，并不限定于上述那样的切起部与切口的嵌合。例如，也可以在框体14的至少一个位置设置定位用的销，以与该销位置一致的方式在金属反射片13和绝缘性反射片12上设置孔。
如以上所述，本实施方式的背光装置10，在绝缘性反射片12的下层设置有金属反射片13，由此具有提高亮度的效果。此外，通过使金属反射片13的宽度W13形成为小于绝缘性反射片12的宽度W12，可防止金属反射片13的端部与LED单元20的端子23接触。
此外，图3是表示作为本实施方式的照明装置的变形例的背光装置30的结构的截面图。如图3所示，背光装置30，与背光装置10同样，包括：导光体11、绝缘性反射片12、金属反射片13、框体14、和LED单元20。但是，背光装置30与背光装置10的不同点在于，在金属反射片13的两端部(图3所示的X方向的两端部)与LED单元20的端子23之间设置有绝缘部件31。
绝缘部件31能够以例如PET(聚酯类)、硅、橡胶制的带等为材料而形成。此外，绝缘部件31能够通过固定在框体14上、或固定在LED单元20的端子23上、或在金属反射片13的两端粘贴绝缘性带等，而设置在金属反射片13的两端部与端子23之间。
背光装置30在金属反射片13的两端部与端子23之间设置有绝缘部件，由此能够更可靠地防止由金属反射片13引起的LED22的短路。
(实施方式2)
以下对本发明的照明装置的另一个实施方式进行说明。此外，对于与在实施方式1已说明的结构相同的结构，标注与实施方式1相同的参照符号，省略详细的说明。图4是作为本实施方式的照明装置的背光装置40的截面图。
如图4所示，背光装置40，与实施方式1的背光装置10同样，包括：导光体11、绝缘性反射片12、金属反射片13、框体14、和LED单元20。但是，背光装置40与实施方式1的背光装置10的不同点在于，绝缘性反射片12的两端部(图4的X方向的两端部)在LED22的下方大致弯折成直角、并介于金属反射片13的端部与LED单元20的端子23之间。
即，在背光装置40中，绝缘性反射片12介于金属反射片13的端部与LED单元20的端子23之间，由此，除了在实施方式1中已说明的背光装置10的效果以外，还具有能更可靠地防止由金属反射片13引起的LED22的短路的效果。
(实施方式3)
以下对本发明的照明装置的另一个实施方式进行说明。此外，对于与在实施方式1已说明的结构相同的结构，标注与实施方式1相同的参照符号，省略详细的说明。图5是作为本实施方式的照明装置的背光装置50的截面图。
如图5所示，背光装置50，与实施方式1的背光装置10同样，包括：导光体11、绝缘性反射片12、金属反射片13、框体14、和LED单元20。但是，背光装置50与实施方式1的背光装置10的不同点在于，在绝缘性反射片12与金属反射片13之间，沿着绝缘性反射片12的两端部(图5的X方向的两端部)的边，设置有大致楔状的垫片(spacer)51(按压部件)。
如图5所示，垫片51形成为：绝缘性反射片12的端部侧的厚度大，越远离绝缘性反射片12的端部，厚度越小。通过在绝缘性反射片12与金属反射片13之间设置这样的楔状的垫片51，绝缘性反射片12的X方向的两端部被向LED22的下部按压。由此，能够将在绝缘性反射片12与LED22的下部之间产生漏光的间隙消除。结果，使光的利用效率进一步提高，能够实现更高亮度的背光装置。
此外，作为垫片51的材料，例如能够使用PET(聚酯类)、硅、橡胶等。此外，垫片51可以与绝缘性反射片12的端部接合，也可以与金属反射片13的端部接合。
(实施方式4)
对包括本发明的照明装置的液晶显示装置的一个实施方式进行说明。此外，对于与在上述的各实施方式中已说明的结构相同的结构，标注与这些实施方式相同的参照符号，省略详细的说明。
图6是表示本实施方式的液晶显示装置60的概略结构的截面图。如图6所示，液晶显示装置60是在液晶显示元件70的背面设置有背光装置10的结构。在背光装置10的导光体11的上层，叠层有扩散片74、棱镜片75等。此外，虽然在图6中省略了图示，但是可以在液晶显示元件70的显示面上叠层各种光学片。此外，将液晶显示元件70和背光装置10保持为一体的筐体的图示，在图6中也被省略。
液晶显示元件70是在隔着密封材料(未图示)贴合的一对玻璃基板71、72之间填充有液晶73的结构。能够与本发明的照明装置组合的液晶显示元件，可以为透过型或半透过型，其元件结构和驱动模式等是任意的，因此省略详细的说明。仅举一个例子，玻璃基板71例如为包括TFT(Thin Film Transistor：薄膜晶体管)的有源矩阵基板，玻璃基板72例如为包括相对电极的相对基板。
本实施方式的液晶显示装置60，如上所述，包括光的利用效率高的高亮度的背光装置10，具有显示品质优异且消耗电力也少的效果。此外，在本实施方式中，例示了包括实施方式1的背光装置10的液晶显示装置，但是使用上述的背光装置30、40或50代替背光装置10而得到的液晶显示装置也具有同样的效果。
以上对本发明的照明装置(背光装置)和使用该照明装置的液晶显示装置的实施方式进行了说明，但是本发明并不只限定于这些具体的实施方式。
例如，在上述实施方式中，例示了包括平板状的导光体的背光装置，但是导光体的形状并不限定于平板状，例如也可以是楔状。此外，在导光体的底面和表面也可以形成任意的图案。
此外，在上述实施方式中，例示了在导光体的两侧设置有一对LED单元的结构，但也可以是仅在一个侧面设置有LED单元的结构。或者，也可以是在某个侧面和与该侧面相邻的侧面上(即呈L字状)设置有LED单元的结构。
另外，在上述实施方式中，例示了使用排列有多个LED的LED单元的结构，但是作为光源的LED的数量是任意的。
产业上的可利用性
本发明作为光的利用效率高并且高亮度的照明装置和使用该照明装置的高品质的液晶显示装置能够在产业上利用。

Claims (5)

1.一种照明装置，其包括导光体和与所述导光体的侧面相对设置的发光元件，通过使从所述发光元件向所述侧面入射的光在所述导光体内部传播，从所述导光体的一个主面射出面状光，其特征在于，包括：
在所述导光体的与一个主面相对的主面的外侧设置的绝缘性反射部件；和
叠层在所述绝缘性反射部件的与所述导光体相反的一侧的金属反射部件，
其中，所述发光元件在与所述导光体的侧面相对的位置具有配线用端子，
所述金属反射部件具有导电性，
在所述导光体的与所述发光元件相对的侧面的法线方向上，所述金属反射部件的长度比所述绝缘性反射部件的长度短。
2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：
在所述金属反射部件的端部与所述配线用端子之间设置有绝缘部件。
3.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：
所述发光元件在与所述导光体的侧面相对的位置具有配线用端子，
所述金属反射部件具有导电性，
所述绝缘性反射部件的端部介于所述金属反射部件的端部与所述配线用端子之间。
4.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：
在所述绝缘性反射部件与所述金属反射部件之间，沿所述绝缘性反射部件的两端部的边，设置有将所述绝缘性反射部件的所述端部向所述发光元件侧按压的按压部件。
5.一种液晶显示装置，其特征在于，包括：
权利要求1～4中任一项所述的照明装置；和液晶显示元件。
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