CN102203499A - 照明装置以及显示装置 - Google Patents

Abstract

在导光板(4)的出射面(43)侧隔着至少一张光学片(3)配置有树脂框架(2)。与导光板的端面(45)相对的突起(25)立设于树脂框架，该端面与导光板的出射面相邻。突起能向与突起所相对的导光板相反的一侧弹性变形。因为突起通过弹性变形来吸收导光板的伸长量，所以导光板不变形。因此，能长期地防止由于导光板的相对的尺寸变化而产生的导光板的变形，导光板的相对的尺寸变化由于湿度、温度的变化所引起。

Description

照明装置以及显示装置

技术领域

本发明涉及照明装置、尤其是具备导光板的照明装置。另外，本发明涉及具备这样的照明装置的显示装置。

背景技术

近年来，因为液晶显示装置与现有的布劳恩管相比具有薄型、轻量等优点，所以被广泛利用于电视、监视器、便携电话等。这样的液晶显示装置具备：照明装置(背光源装置)，其射出照明光；以及液晶面板，其通过针对来自照明装置的照明光发挥作为光闸的作用而显示期望图像。

上述照明装置根据光源相对于液晶面板的配置方式而大致分为直下型和边光型。边光型与直下型相比易于实现薄型化，所以一般被使用于例如便携电话、笔记本型PC、PDA等移动设备。

图8A是示出现有的边光型照明装置100的概略构成的局部放大截面图。在图8A中，从上方开始依次地按顺序层叠着树脂框架102、包含扩散片和透镜片等的多个光学片103、导光板104、反射片105、金属板106。未图示的光源与导光板104的端面相对配置。该照明装置100通过形成于树脂框架102的开口102b向上方射出照明光。通过在照明装置100的上面配置液晶面板而构成了液晶显示装置。

一般来说，导光板104由丙烯酸系材料构成，树脂框架102由聚碳酸酯系材料构成。丙烯酸系材料与聚碳酸酯系材料相比热膨胀率和湿膨胀率大，所以当温度和湿度上升时，导光板104与树脂框架102相比伸长得大。导光板104和树脂框架102的伸长量的差异在与导光板104的主面平行的方向上(图8A的纸面的左右方向)尤其显著。但是，与导光板104的端面104a相对地将内周壁102a设于树脂框架102，所以当导光板104与树脂框架102相比伸长得相对大时，导光板104的端面104a与树脂框架102的内周壁102a抵接。其结果，如图8B所示，导光板104变形为波状，由此，在照明装置中亮度分布变得不均匀，具有在液晶显示装置中产生显示不均而使显示质量下降的问题。画面尺寸越大，该问题越显著。

为了解决该问题，只要预先在导光板104的端面104a与树脂框架102的内周壁102a之间设置能吸收导光板104和树脂框架102的伸长量的差异的间隙即可。但是，当间隙过大时，由于在移动照明装置时等所施加的加速度，导光板104在树脂框架102内移动，端面104a和内周壁102a碰撞，从而咔嗒咔嗒地产生碰撞声。

专利文献1记载了如下方法：以导光板能伸长的方式在导光板的端面和树脂框架的内周壁之间设置间隙，之后用具有弹性或柔软性的双面粘接胶带来粘接导光板的主面的周缘部和树脂框架。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平6-342603号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，专利文献1的方法具有如下问题：双面粘接胶带的粘接力由于热、湿度或者随着时间的经过而下降，双面粘接胶带从导光板或者树脂框架剥落。

本发明的目的在于解决上述现有的问题，长期防止由于导光板的相对伸长而产生的导光板的变形，其中导光板的相对伸长由温度、湿度的变化所引起。另外，本发明的目的在于防止因为这样的导光板的变形所引起的显示装置的显示质量的下降。

用于解决问题的方案

本发明的照明装置具备：光源；导光板，其具有入射面和出射面，该入射面射入来自上述光源的光，该出射面射出从上述入射面射入的光；树脂框架，其配置于上述导光板的上述出射面侧，形成有开口，该开口使从上述出射面射出的光通过；至少一张光学片，其配置于上述导光板和上述树脂框架之间。其特征在于：与上述导光板的端面相对的突起立设于上述树脂框架，该端面与上述导光板的上述出射面相邻，上述突起能向与上述导光板相反的一侧弹性变形。

另外，本发明的显示装置的特征在于，具备上述本发明的照明装置。

发明效果

根据本发明，通过突起弹性变形，从而吸收导光板的相对伸长量。因此，能解决如下现有的问题：由于因温度、湿度的变化所引起的导光板的伸长，导光板变形为波状。另外，能防止因为导光板的变形所引起的显示装置的显示质量的下降。

因为突起立设于树脂框架，所以即使导光板伸长，光学片也能在导光板和树脂框架之间自由移动。因此，能防止由于光学片的伸长所引起的光学片的平面性劣化，能实现照明光的亮度总是均匀而与温度以及湿度的变化无关的照明装置。

而且，通过使突起在弹性范围内变形，从而其特性几乎没有变化。因此，能长期、稳定地得到上述效果。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1所涉及的液晶显示装置的概略构成的分解立体图。

图2是示出图1所示的树脂框架的局部Ⅱ的放大立体图。

图3是示出从本发明的实施方式1所涉及的照明装置的背面侧看到的立体图。

图4是示出沿着包含图3的Ⅳ-Ⅳ线且与厚度方向平行的面的、本发明的实施方式1所涉及的照明装置的局部放大截面图。

图5是对本发明的实施方式1所涉及的照明装置中导光板与树脂框架相比相对伸长时的立设于树脂框架的突起的作用进行说明的局部放大截面图。

图6是对与本发明的实施方式1不同、将突起立设于背板的情况下的该突起的作用进行说明的局部放大截面图。

图7是沿着与厚度方向平行的面的、本发明的实施方式2所涉及的照明装置的局部放大截面图。

图8A是示出现有的边光型照明装置的概略构成的局部放大截面图，图8B是示出在图8A所示的照明装置中导光板由于湿度和温度的变化而变形的情况的局部放大放大截面图。

具体实施方式

在上述本发明的照明装置中，优选上述突起与上述树脂框架一体成型。由此，不会由于设置突起而增加照明装置的构成部件数量、装配工数。因此，照明装置的成本几乎不会上升。

优选上述突起与上述导光板的上述出射面的法线方向平行地立设。由此，在将突起与树脂框架一体成型的情况下所使用的成型用模具的设计变得容易。

在将上述突起的高度设为H、将上述弹性变形的方向上的上述突起的基部的最大厚度设为T时，优选满足T/H≤0.3。由此，因为突起的弯曲变形的弹簧系数变小，所以能进一步减低导光板伸长时的导光板自身的变形。

优选相对于上述突起在与上述导光板相反的一侧形成支撑壁，该支撑壁限制上述突起的变形量。由此，能防止导光板破损。

优选在上述突起相对的上述导光板的端面的部分形成有倾斜面，该倾斜面以在上述导光板的厚度方向越靠近上述出射面越后退的方式倾斜。由此，在导光板伸长时，能进一步降低光学片由导光板和树脂框架夹持的可能性，所以能进一步降低由于光学片的伸长所引起的平面性劣化。

以下，使用优选的实施方式对本发明的照明装置和显示装置进行说明。在以下的说明中，举例说明将本发明应用于透射型液晶显示装置的情况。附图是为了容易理解发明而概念性描绘的，附图所描绘的各部的尺寸和尺寸比例与实际的不一致。

(实施方式1)

图1是示出本发明的实施方式1所涉及的液晶显示装置1的概略构成的分解立体图。为了以下说明便利，将与液晶显示装置1的厚度方向(图1的纸面上下方向)平行的轴作为Z轴。Z轴的箭头方向示出液晶显示装置1的视觉识别侧。

该液晶显示装置1具备：作为显示部的透射型的液晶面板8；以及边光型的照明装置10，其配置于液晶面板8的背面侧，对液晶面板8进行照明。

照明装置10从液晶面板8侧开始沿着Z轴按顺序具备树脂框架2、至少一片光学片3、导光板4、反射片5、背板6。照明装置还具备光源7。

光源7产生用于对液晶面板8进行照明的照明光。例如能由放电荧光管(冷阴极荧光管、热阴极荧光管、氙气荧光管等)、LED、EL元件等发光源、以及使来自发光源的光向规定的方向射出的反射体构成。

导光板4是由透明的丙烯酸树脂(例如PMMA)等合成树脂构成的大致矩形的板状体。将连接导光板4的表里的主面、包围导光板4的周围的面称为端面。将导光板4的端面中沿着导光板4的长边的端面称为长边侧端面41a、41b，将沿着短边的端面称为短边侧端面42a、42b。短边侧端面42a是与光源7相对配置、使来自光源7的光射入的入射面。从入射面42a射入的光通过一边在导光板4内进行全反射一边传播而被扩散，从作为液晶面板8侧的主面的出射面43射出。通过对导光板4的四个角部中由长边侧端面41a和短边侧端面42a夹着的角部进行倒角，从而将抵接面45形成于端面。抵接面45与Z轴大致平行。

反射片5与导光板4的出射面43的相反侧的主面相对，使从导光板4漏出的光再次射入到导光板4，实现光的有效利用。

光学片3用于使从导光板4的出射面43射出的光成为均匀亮度的照明光，其由透镜片、扩散片等中的至少一张片构成。

树脂框架2是在其中央形成了开口23的矩形框状体，开口23使从导光板4的出射面43射出的光通过。树脂框架2具备保持面24、一对长边侧内周壁21a、21b以及一对短边侧内周壁22a、22b。保持面24是包围开口23的大致“口”字状的区域，其与Z轴大致垂直。一对长边侧内周壁21a、21b和一对短边侧内周壁22a、22b沿着保持面24的外周端缘形成，与Z轴大致平行。在组装照明装置10时(参照后述的图3)，导光板4的出射面43与保持面24相对，导光板4的长边侧端面41a、41b分别与长边侧内周壁21a、21b相对，导光板4的短边侧端面42a、42b分别与短边侧内周壁22a、22b相对。长边侧内周壁21a、21b间的内尺寸比导光板4的长边侧端面41a、41b间的外尺寸大。另外，短边侧内周壁22a、22b间的内尺寸比导光板4的短边侧端面42a、42b间的外尺寸大。能利用注射成型法等将例如聚碳酸酯等合成树脂材料一体成型来制造这样的树脂框架2。

背板6例如能将金属板折弯成型来制造。

液晶面板8具有多个像素，按像素单位控制来自照明装置10的照明光的通过。液晶面板8的构成没有特别限定，能适当选择或者变更公知的液晶面板来使用。液晶面板8使用矩形框状的显示器框架9固定于照明装置10。

图2示出包含树脂框架2的四个角部中导光板4的抵接面45对应的角部在内的局部Ⅱ的放大立体图。如图2所示，与Z轴大致平行的屏障(衝立)状的突起25立设于树脂框架2的保持面24。而且，相对于突起25在导光板4所配置的一侧的相反侧形成有与突起25大致平行的支撑壁26。

如图1所示，在树脂框架2的保持面24上依次层叠光学片3、导光板4以及反射片5，将光源7插入树脂框架2的短边侧内周壁22a与导光板4的短边侧端面(入射面)42a之间，接着，通过使树脂框架2和背板6嵌合，从而得到图3所示的照明装置10。

图4是沿着包含图3的Ⅳ-Ⅳ线(与连接相对的角部的对角线平行的线)且与Z轴平行的面的照明装置10的沿箭头方向看到的放大截面图。在图4中，为容易与示出现有的照明装置的图8A和图8B比较，将射出照明光的一侧作为上侧来描绘。在树脂框架2的保持面24上朝向背板6立设的单臂支持结构的突起25与导光板4的抵接面45相对。在树脂框架2的保持面24和背板6之间，光学片3和导光板4能在与Z轴垂直的方向移动。为了实现这个，如图4所示，优选在载置背板6时在树脂框架2的保持面24与光学片3之间形成微小的间隙11。

以下对如上构成的本实施方式1所涉及的照明装置10的作用进行说明。

由于照明装置10所使用的环境，湿度和温度进行各种变化。由于树脂框架2的材料和导光板4的材料的热膨胀率以及湿膨胀率的差异，根据湿度和温度的条件，有时导光板4与树脂框架2相比相对伸长。图5示出导光板4相对伸长的情况下的突起25及其周边部分的放大截面图。可知：导光板4的抵接面45抵接于突起25，突起25向支撑壁26的一侧弹性变形。即，当从图4的状态开始导光板4与树脂框架2相比相对伸长时，导光板4的长边侧端面41b和短边侧端面42b分别抵接于树脂框架2的长边侧内周壁21b和短边侧内周壁22b(参照图1)，且导光板4的抵接面45与树脂框架2的突起25抵接。而且，当导光板4相对伸长时，如图5所示，突起25被导光板4的抵接面45以力F推压而弹性变形，吸收导光板4的相对伸长量。因此，即使导光板4伸长，导光板4也不会如图8B所示的导光板104那样变形为波状。因此，防止了照明装置10的亮度分布变得不均匀。另外，在具备照明装置10的液晶装置1中，防止了由于导光板4的伸长所引起的显示质量的下降。

因为突起25弹性变形而吸收导光板4的伸长量，所以突起25的机械特性几乎没有变化。因此，能长期稳定地得到上述效果。

通过设置吸收导光板4的伸长量的突起25，从而能将在导光板4的相对伸长量为最小的温度和湿度条件下使导光板4的长边侧端面41b和短边侧端面42b分别抵接于树脂框架2的长边侧内周壁21b和短边侧内周壁22b时的、导光板4的抵接面45与树脂框架2的突起25之间的间隔设定为零或零附近。因此，即使对照明装置10施加加速度，导光板4也几乎不能在与出射面43平行的方向相对于树脂框架2移动，所以能防止由于两者的碰撞所引起的碰撞声音的产生。

因为突起25与设于大致矩形形状的导光板4的一个角部的抵接面45相对，所以能仅用1个突起25来吸收导光板4的长边方向和短边方向两者的伸长量。

接着，对突起25立设于树脂框架2的保持面24的效果进行说明。

如图5所示，当突起25从导光板4的抵接面45受到力F而倾斜时，导光板4的抵接面45从倾斜的突起25受到的反作用力的与Z轴平行的分量F1的方向朝向背板6。因为该反作用力分量F1以将导光板4向背板6按压的方式进行作用，所以确保了树脂框架2的保持面24与光学片3之间的间隙11。因此，即使光学片3由于湿度和温度的变化而向与Z轴正交的方向伸长，光学片3的周边部也能在树脂框架2的保持面24与导光板4之间自由移动。

为了比较，图6示出与图5同样地示出如下情况下的各部的变动的局部放大截面图，该情况是将能与突起25同样地弹性变形的突起125立设于背板6的情况。如下方面与图5相同：当导光板4与树脂框架2相比相对伸长时，突起125被导光板4的抵接面45以力F按压而弹性变形，吸收导光板4的伸长量。图6与图5不同的是如下方面：导光板4的抵接面45从受到力F而倾斜的突起125受到的反作用力的与Z轴平行的分量F2的方向朝向树脂框架2的保持面24。该反作用力分量F2以使导光板4向树脂框架2的保持面24靠近的方式进行位移，所以光学片3的周边部由导光板4和保持面24夹持。因此，通过温度和湿度变化，当光学片3在与Z轴正交的方向伸长时，光学片3如图6所示隆起成波状，其平面性劣化。因此，照明装置的照明光的亮度变得不均匀。

这样，通过将吸收导光板4的伸长量的突起25立设于树脂框架2的保持面24，从而即使导光板4伸长，光学片3的周边部也能自由移动，所以能防止由于光学片3的尺寸变化所引起的平面性劣化。因此，能实现照明光的亮度总是均匀而与温度和湿度的变化无关的照明装置。由此，能防止液晶显示装置1的显示质量的下降。

以即使导光板4伸长导光板4也不会如图8B所示的导光板104那样变形为波状的方式设定突起25的机械强度。突起25能以满足这样的条件的方式任意设定，但是如图4所示，在将从突起25的保持面24开始的高度设为H、将突起25的基部的弹性变形的方向上的最大厚度设为T时，优选满足T/H≤0.3，更优选满足T/H≤0.25。之所以着眼于突起25的“基部”的厚度是因为：从图5明显看出，当导光板4伸长时，突起25主要在其基部发生弹性变形。另外，之所以着眼于突起25的弹性变形的方向上的“最大厚度”是因为：考虑到例如突起25的厚度在图4的纸面的垂直方向上不固定的情况等。

通过将突起25立设于树脂框架2，从而能将包含突起25的树脂框架2作为一个部件来处理。因此，构成照明装置10的部件件数、照明装置10的装配工数实质上未增加。因此，照明装置10的成本几乎未上升。

突起25也能在作为与树脂框架2分开的部件制作后组装到树脂框架2。但是，当通过注射成型等对包含突起25在内的树脂框架2整体进行一体成型时，则制作容易，能进一步降低成本上升。

图4所示的突起25与Z轴平行地立设，但本发明不限定于此。例如也可以是，突起25以随着靠近突起25的前端(自由端)而靠近导光板4的方式倾斜，在该情况下，因为能增大突起25的变形范围，所以能对应于导光板4的更大的尺寸变化。反之也可以是，突起25以随着靠近突起25的前端(自由端)而远离导光板4的方式倾斜，在该情况下，因为图5所示的反作用力分量F1增大，所以能进一步降低由于光学片3的尺寸变化所引起的平面性劣化。当将突起25与Z轴(透光板4的出射面43的法线方向)平行地立设时，则在将突起25与树脂框架2一体成型时，成型用模具的设计变得容易。

通过设于突起25的背面的支撑壁26在导光板4的相对伸长量大的情况、对照明装置10施加了大的加速度的情况等下抵接已变形的突起25，从而限制突起25的变形量，防止突起25破损。突起25与支撑壁26之间的间隔能考虑突起25的允许变形范围来设定。当然，也能省略支撑壁26。

(实施方式2)

图7是沿着与厚度方向平行的面的、本发明的实施方式2所涉及的照明装置10a的局部放大截面图。在本实施方式2中，倾斜面45a形成于导光板4的与突起25相对的抵接面45。除此之外与实施方式1相同，对与实施方式1相同的构成要素赋予相同的附图标记并省略其说明。

倾斜面45a以在导光板4的厚度方向(Z轴方向)越靠近出射面43越后退的方式(即，远离突起25的方式)倾斜。倾斜面45a与出射面43相邻。通过将这样的倾斜面45a形成于抵接面45，当突起25由于导光板4的伸长而从导光板4受到力F发生倾斜时，导光板4从倾斜的突起25受到的反作用力分量F1(参照图5)的大小变大。因此，导光板4伸长时的光学片3的周边部的移动自由度与实施方式1相比更加提高。因此，能更进一步防止由于温度和湿度的变化所引起的光学片3的平面性劣化。

在图7中，倾斜面45a在Z轴方向上仅形成于抵接面45的一部分区域，但是也可以形成于抵接面45的全部区域。

另外，倾斜面45a不必是平面，也可以是圆筒面或球面等各种曲面、以及平面和曲面的组合面等。

上述实施方式1、2是举例示出本发明，本发明不限定于此，能进行各种变更。

例如，在上述实施方式1、2中，能吸收导光板4的相对伸长的突起25设于大致矩形形状的树脂框架2的一个角部，但突起的配置不限定于此。例如，也可以将突起25分别设置于树脂框架2的四个角部中的两个以上。该情况下，优选将抵接面45设于与突起的设置位置对应的导光板4的角部。或者，为了吸收导光板4的长边方向的伸长，也可以将一个或多个突起以与导光板4的短边侧端面42a、42b各自或仅一方相对的方式进行设置。在它基础上，或者取代它，为了吸收导光板4的短边方向的伸长，也可以将一个或多个突起以与导光板4的长边侧端面41a、41b各自或仅一方相对的方式进行设置。

突起25的形状不必是上述实施方式1、2所示的板状，能选择例如棒状等任意的形状。另外，表面不必是平面，也可以将凹凸形状等任意的形状设于表面。

在上述实施方式1、2中，将光源7与导光板4的短边侧端面相对地配置，但是也可以与导光板的长边侧端面相对地配置光源，或者也可以将光源分别配置于导光板的沿着相对的两边的端面。

本发明的照明装置也能使用于除了上述实施方式1、2所示的透射型液晶显示装置的背光源装置以外的用途。例如，也能应用于对X线照片照射光的X线照片观察箱、对照片底片等照射光使其容易视觉识别的灯箱、以及设置于室内或室外的各种招牌、广告、引导标识等的照明装置。能根据照明装置的用途适当变更照明装置的各部的构成。

本发明的显示装置是只要具备本发明的照明装置即可，可以是不具备液晶面板的显示装置。显示装置可以显示动态图像、静态图像中的任一方。

工业上的可利用性

本发明的利用领域没有特别限制，但是优选利用于尤其需要大面积的导光板的用途、例如大画面的液晶显示装置。

附图标记说明

1 液晶显示装置

2 树脂框架

21a、21b 长边侧内周壁

22a、22b 短边侧内周壁

23 开口

24 保持面

25 突起

26 支撑壁

3 光学片

4 导光板

41a、41b 长边侧端面

42a、42b 短边侧端面

45 抵接面

45a 倾斜面

5 反射片

6 背板

7 光源

8 液晶面板

9 显示器框架

10、10a 照明装置

11 间隙

Claims (7)

1.一种照明装置，其特征在于，具备：

光源；

导光板，其具有入射面和出射面，该入射面射入来自上述光源的光，该出射面射出从上述入射面射入的光；

树脂框架，其配置于上述导光板的上述出射面侧，形成有开口，该开口使从上述出射面射出的光通过；以及

至少一张光学片，其配置于上述导光板与上述树脂框架之间，

与上述导光板的端面相对的突起立设于上述树脂框架，该端面与上述导光板的上述出射面相邻，

上述突起能向与上述导光板相反的一侧弹性变形。

2.根据权利要求1所述的照明装置，

上述突起与上述树脂框架一体成型。

3.根据权利要求1或2所述的照明装置，

上述突起与上述导光板的上述出射面的法线方向平行地立设。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的照明装置，

在将上述突起的高度设为H、将上述弹性变形的方向上的上述突起的基部的最大厚度设为T时，满足T/H≤0.3。

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的照明装置，

相对于上述突起在与上述导光板相反的一侧形成有支撑壁，该支撑壁限制上述突起的变形量。

6.根据权利要求1～5中的任一项所述的照明装置，

在上述突起相对的上述导光板的端面的部分形成有倾斜面，该倾斜面以在上述导光板的厚度方向越靠近上述出射面越后退的方式倾斜。

7.一种显示装置，其具备权利要求1～6中的任一项所述的照明装置。

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