專利名稱：背光單元,其組裝方法及利用背光單元的液晶顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及背光單元，且尤其涉及用于保持光導板等的彈性框， 及其組裝方法。背光單元例如可在液晶顯示裝置中使用。
2. 相關技術的描述
液晶顯示裝置在電氣設備的各領域中廣泛地用作平面屏幕顯示裝置， 提供諸如重量輕、外形薄和低功耗等優(yōu)點。透射型液晶裝置包括背光單元， 其具有用于從背面照明液晶面板的表面光源。這種透射型液晶裝置顯示畫
面，其中來自背光單元的光選擇性地傳輸通過液晶設備的各個單元至觀看 者。
用作表面光源的背光單元根據光源所處的位置分成兩種類型，邊緣發(fā) 射型和直接發(fā)射型。例如，邊緣發(fā)射型包括諸如冷陰極熒光燈(CCFL)之 類的多個線光源和多個點光源(LED)，用于將光發(fā)射到面向液晶顯示面 板的光導板的邊緣。另一方面，直接發(fā)射型包括安排在液晶顯示面板的后 側的諸如CCFL之類的多個線形光源以及液晶顯示面板和光源之間的擴散 面板。邊緣發(fā)射型具有纖細的優(yōu)點并適用于例如實現在移動電氣設備或筆 記本型個人計算機中的顯示器。
在邊緣發(fā)射型的背光單元中，光導板和光源由圍繞光導板的框所保持。 因此，提出一種將光導板夾在框和外圍區(qū)處的后蓋之間的結構。還提出通 過雙面膠帶將光導板附連到框的另一種結構。
圖IO示出其中光導板夾在框和后蓋之間的結構的一個例子。在該例子中，光導板103和反射器104被保持在硬質塑料框101和被稱為后部殼體 的后蓋102之間，且光學片105安排在光導板103上。
圖11示出其中光導板202通過雙面膠帶粘接到框的結構的另一個例 子。在該例子中，光導板202安排在支撐元件201a上，支撐元件201a設 置在由硬質塑料制成的框201的后部并延伸到顯示區(qū)內。光導板202通過 雙面膠帶203粘接到支撐元件201a。反射器片204插入在光導板202和支 撐元件201a之間，且光學元件205安排在光導板202上。
此外，日本公開專利申請2006-216244公開了一種保持光導板的結構， 其中由金屬制成的第一和第二內框相互配對以便保持光導板。夾子形狀的 第一金屬內框除用于從諸如LED的光源接收發(fā)射光的一個邊緣以外還具有 用于保持光導板的三個邊緣。另一方面，由金屬制成的包含光源的第二內 框沿光導板的入射光邊緣安裝，以便維持LED的發(fā)射表面與光導板的入射 光表面之間的間隙。
然而，如果采用其中通過組合框和后蓋來保持光導板的結構，則導致 諸如高成本和重量增加的缺點，因為后蓋昂貴且很重。此外，組裝的時間 較長，因為光導板被安裝到框和后蓋。
另一方面，如果采用其中光導板通過雙面膠帶附連到框的結構，則可 觀察到缺乏亮度均勻性，因為光導板的光吸收情況根據附連雙面膠帶的方 式而改變。另外，如果將膠帶直接粘接到光導板以由框保持光導板，則可 生成由于膠帶粘接的不均勻性引起的圖像中的斑點，且這還可導致較低亮 度，因為光被膠帶吸收。
日本公開專利申請2006-216244中示出的結構可導致高成本和重量增 加，因為第一和第二內框由金屬制成。此外，需要將由剛性金屬制成的第 一和第二框分別安裝到光導板。因此，背光單元的組裝復雜，且所完成的 背光單元在使用中不穩(wěn)定，因為第一和第二內框不是整體形成的。

發(fā)明內容
完成本發(fā)明以解決以上提出的問題。
本發(fā)明的一個優(yōu)點是提供一種背光單元，其中組裝簡單，且避免生產成本和背光單元重量的增加。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點是提供一種在圖像中沒有斑點和避免較低亮度的 高質量顯示器。
根據本發(fā)明的一個方面，提供一種背光單元，包括具有矩形形狀的光 導板，該光導板包括相互面對的第一和第二邊緣；具有向光導板的第一邊緣發(fā) 射光的光元件的光源，光導板將來自光源的入射光發(fā)射到液晶顯示面板作為平 面光源；以及整體形成并圍繞光導板的彈性框，該彈性框包括相互面對的第一 和第二框元件，其中光源被安裝到彈性框的第一框元件，且用于夾緊光導板的 第二邊緣的夾子部分設置在彈性框的第二框元件中。
根據本發(fā)明的另一個方面，提供一種液晶顯示裝置，包括具有在一對襯 底之間的液晶層的液晶顯示面板；用于照亮液晶顯示面板的光導板，該光導板 包括相互面對的第一和第二邊緣；具有向光導板的第一邊緣發(fā)射光的光元件的 光源，光導板將來自光源的入射光發(fā)射到液晶顯示面板作為平面光源；圍繞光 導板的矩形彈性框，該彈性框包括相互面對的第一和第二框元件，且第一和第 二框元件各自包括底板和連接到底板的側壁；沿第二框元件設置在第二框元件 的側壁的中間區(qū)處的尖峰元件，尖峰元件與底板一起形成夾子部分以夾緊光導 板的第二邊緣；以及安裝到第一框元件且其中包含光源的光源容器，光源容器 具有開口面向第二框元件的夾子形狀，其中光導板的第一邊緣安裝到設置在第 一框元件中的光源容器，且光導板的第二邊緣被第二框元件的夾子部分夾緊。
根據本發(fā)明的其它方面，提供一種用于組裝具有光導板和向光導板發(fā)射光 的光源的背光單元的方法，包括提供具有相互面對的第一和第二框元件的彈 性框，用于保持光導板和光源，第一和第二框元件中的每一個具有底板和構造 在底板上的側壁；形成用于包含光源的光源容器，光源容器具有含開口的夾子 形狀；將光源容器安裝在第一框元件中；沿第二框元件在側壁上的中間區(qū)形成 尖峰元件，該尖峰元件與底板一起形成用于夾緊光導板的夾子部分；將光導板 的第一邊緣臨時固定到光源容器中；使第二框元件沿離開第一框元件的方向張 開同時沿向上方向扭曲第二框元件；將光導板的第二邊緣安裝到張開且扭曲的 第二框元件；以及在包含光導板后，將張開且扭曲的第二框元件重新構造成原 始形狀。


結合于此并構成本說明書的一部分的附圖示出本發(fā)明的優(yōu)選實施例， 且與以上給出的一般描述和以下給出的優(yōu)選實施例的詳細描述一起用于解 釋本發(fā)明的原理。
圖1是示出根據本發(fā)明的第一實施例的背光單元的分解立體圖。
圖2是根據本發(fā)明的第一實施例的彈性框的主要部分的立體圖。 圖3是根據本發(fā)明的第一實施例的彈性框的主要部分的俯視圖。 圖4是示出根據本發(fā)明的第一實施例的其中光導板固定到彈性框的結
構的不完全分解立體圖。
圖5是示出根據本發(fā)明的第一實施例將光導板安裝到彈性框的方式的視圖。
圖6是根據本發(fā)明的第一實施例沿圖3的線m-iii截取的放大立體圖， 示出將光導板安裝到彈性框的方式。
圖7是根據本發(fā)明的第二實施例的彈性框的主要部分的俯視圖。 圖8是根據本發(fā)明的第三實施例的彈性框的主要部分的俯視圖。 圖9是示出液晶顯示裝置的例子的分解立體圖。
圖10是示出其中光導板固定到框的結構的常規(guī)背光單元的不完全分 解立體圖。
圖11是示出其中光導板固定到框的結構的其它常規(guī)背光單元的不完 全分解立體圖。
具體實施例方式
現在將參照附圖描述根據本發(fā)明的示例性實施例的背光單元，尤其是 用于包含光導板的彈性框及其組裝方法，其中相同或類似的附圖標記在所 有附圖中指示相同或對應的部件。
圖1示出根據本發(fā)明的第一實施例的背光單元。近似矩形的光導板3和 反射片4被具有矩形形狀的由諸如塑料之類的彈性樹脂制成的彈性框2保持， 該彈性框2圍繞光導板3和反射片4的四個邊緣。光源5設置在彈性框2的彈
9性框元件2a處，面向光導板3的一個邊緣，且光學片6安排在光導板3上。
光源5包括諸如在印刷電路襯底上實現的LED之類的光元件。光源5還 包括固定到彈性框元件2a且具有朝向顯示區(qū)的開口的反射金屬框8。彈性框元 件2a包括設置在側壁上的多個鎖定部件9和彈性框元件2a的底板10以便朝 向顯示區(qū)的內部延伸。利用彈性框元件2a的彈性強度將金屬框8插入并被固 定在鎖定部件9和底部10之間。
從光元件7發(fā)射的光進入光導板3的邊緣，被金屬框8反射然后轉換成平 面光。在該實施例中，反射片4和光學片6安排在光導板3的兩個表面上。至 光導板3的邊緣的入射光被反射片4反射，并在光導板3中傳播，而其它入射 光直接傳播而未被反射。入射光通過光學片6發(fā)射到液晶顯示面板。g卩，來自 光源5的入射光進入光導板3并發(fā)射到液晶顯示面板作為平面光源。該實施例 是邊緣發(fā)射型背光單元，因為來自光源5的光從光導板3的邊緣進入。
在該實施例中，光源5通過線性安排諸如LED之類的光元件形成，然而， 可使用諸如CCFL之類的線光源。
另一方面，具有四個邊緣的彈性框2由諸如塑料之類的具有彈性特性的樹 脂材料整體形成，以便完全圍繞光導板3的四個邊緣。如果框2由金屬制成， 則框2的重量變大。此外，由于使框2變形困難，所以變得難以順利地將光導 板3安裝到框2。類似地，如果使用硬質塑料框，也會變得難以使框2變形， 這阻止光導板3順利地安裝到框2。因此，在該實施例中，需要使用與光導板 3的邊緣相對應地整體形成的彈性框2。如果彈性框2被分成多個框片，則組 裝過程變得復雜且組裝模塊在使用中可能不穩(wěn)定。
彈性框2包括四個框元件2a、 2b、 2c和2d，其每個都安裝到光導板3的 相對應的邊緣。此外，每個框元件2b、 2c和2d包括底板、側壁和沿框元件形 成到側壁的中間區(qū)域的尖峰元件，以便形成用于夾緊光導板3和反射片4的夾 子部分。如圖2和3所示，尖峰元件12整體地形成在側壁高度的約一半距離 處，延伸到彈性框2的內部。安排尖峰元件12以便在尖峰元件12和底板10 之間包含光導板3和反射片4，且其間有足夠的間隙。
尖峰元件12可在彈性框2的框元件2b的整個范圍中形成。然而，不期望 在框元件2b的兩邊緣部分具有尖峰元件，因為如果在框元件2b的整個范圍中形成尖峰元件12，則可能限制彈性框元件2b的彈性變形。在該實施例中，在 使用300 mm長度的框元件2b的情形中，形成離開彈性框元件2b的端部20 mm 的尖峰元件12。當然，其中未在邊緣部分處形成尖峰元件的框元件2b的長度 (L)可被選擇成對應于框元件2b的尺寸，以便順利地組裝光導板3。
在該實施例中，如果尖峰元件12的拐角部分具有矩形形狀，光導板3的 表面可能被刮擦。因此，期望使尖峰元件12的邊緣部分12a和12b變尖。如 果邊緣部分12a和12b向邊緣變尖，則光導板3等向夾子部分插入變得順利且 容易。
光源5包括具有縱向夾子形狀和開口的金屬框8，以便面向光導板3。LED 沿其縱向方向線性地安排在金屬框8中。利用彈性框的彈性特性將金屬框8固 定在框元件2a的多個鎖定部分9和底板10之間。
圖4示出其中光導板3安裝到彈性塑料框元件2b的結構。光導板3和反 射片4的相應邊緣的端部被一起插入框元件2b的夾子部分，以便將其夾在尖 峰元件12和底板10之間。光導板3和反射片4的其它相對端部被安裝到設置 有LED的金屬框8中。結果，光導板3和反射片4被包含在彈性框中。
以下將描述將光導板3和反射片4安裝到彈性框2的方法。首先，將光導 板3和反射片4兩者的端部插入具有夾子形狀的金屬框8，該金屬框8構成光 源5并臨時固定到框元件2a。接下來，如圖5所示，彈性框2的框元件2b沿 箭頭X所示方向向外拉，以便使框元件2b輕微變形并使框元件2b張開，同時 具有在尖峰元件12和底板10之間的夾子部分的框元件2b沿箭頭Y所示方向 扭曲，即關于框元件2b的軸扭曲。通過該扭曲操作，尖峰元件12和底板10 之間的夾子部分的開口被設置成如圖6所示從平面位置略微向上。然后，光導 板3和反射片4兩者的另一端被插入尖峰元件12和底板10之間的夾子部分中。 最后，通過使扭曲的框部分2b從箭頭方向Y返回到最初位置并沿與受拉方向 X相反的方向向框元件2b施加壓力，將光導板3和反射片4安裝到彈性框2b。
根據該實施例，通過采用上述結構和方法將光導板3和反射片4順利安裝 到彈性框元件2b。在使用該顯示器時組裝的情況是穩(wěn)定的。此外，獲得了諸如 重量輕的優(yōu)點，因為不需要金屬蓋。光導板的保持是通過將導板3的一端插入 設置在彈性框元件2b的夾子部分來形成的。因此，不需要利用雙面膠帶粘接 光導板3，這可導致避免產生由于雙面膠帶的不均勻粘接引起的不均勻亮度、較低亮度和顯示器斑點。
圖7示出根據本發(fā)明的第二實施例。在第一實施例中，僅在面向框元件
2a的框元件2b中形成尖峰元件12以便形成夾子部分。然而，在第二實施例中， 還在兩個框元件2c和2d中形成尖峰元件12以便分別形成夾子部分。根據該 第二實施例，通過四個框元件——例如分別具有夾子部分的框元件2b、 2c和 2d以及含有金屬框8的框元件2a——將光導板3安裝到彈性框2。因此，可通 過該實施例獲得背光單元更穩(wěn)定且完整的組裝。
圖8示出根據本發(fā)明的第三實施例，其中使用分開的尖峰元件12，同時 如第一實施例除框元件2b的兩邊緣部分以外沿框元件2b形成單位尖峰元件 12。在該實施例中，由于分開的尖峰元件12，在組裝過程中2b扭曲操作的變 形變得更容易。
上述背光單元1被實現在液晶顯示面板中作為平面光源。圖9是示出包含 背光單元1的液晶顯示裝置的部分分解視圖。
液晶顯示面板21通過在陣列襯底和對襯底之間注入液晶材料形成。在陣 列襯底中，畫面電極和諸如薄膜晶體管(TFT)之類的開關元件被形成為矩陣 形狀。此外，用于向畫面電極提供畫面信號的信號線和用于向TFT提供開關信 號的柵線被形成為相互交叉。另一方面，由諸如ITO之類的透射電極材料形成 的對電極在近似整個對襯底上形成。濾光層被形成為對應于各個像素，用于在 對襯底上顯示彩色畫面。偏光器分別形成在陣列襯底和對襯底的外表面上，其 中其偏光軸相互正交。
在陣列襯底的外圍區(qū)，具有諸如TFT之類的驅動晶體管的驅動電路部分 用于向開關晶體管提供開關信號。即，通過驅動由來自外部信號源的驅動信號 控制的開關晶體管來顯示畫面。
背光單元1在液晶顯示面板21中被實現為光源，然后將液晶顯示面板21 包含在外殼22中。從光元件7發(fā)射的光被引入光導板3，然后轉換成發(fā)射到液 晶顯示面板21的平面光。通過在液晶顯示面板21中傳送光來顯示字符和畫面。
本發(fā)明不直接限于上述實施例。實際上，可在不背離本發(fā)明的精神的情況 下修改結構元件?？赏ㄟ^適當組合實施例中公開的結構元件來作出各個發(fā)明。 例如，可從實施例中公開的所有結構元件中省略某些結構元件。此外，可適當 組合不同實施例中的結構元件。
權利要求
1.一種背光單元，包括具有矩形形狀的光導板，所述光導板包括相互面對的第一和第二邊緣；具有向所述光導板的第一邊緣發(fā)射光的光元件的光源，所述光導板將來自所述光源的入射光發(fā)射到液晶顯示面板作為平面光源；以及整體形成以圍繞所述光導板的彈性框，所述彈性框包括相互面對的第一和第二框元件，其中所述光源被安裝到所述彈性框的第一框元件，且所述第二框元件包括夾子部分，用于夾緊所述光導板的第二邊緣。
2. 如權利要求1所述的背光單元，其特征在于，所述彈性框的第二框元 件包括延伸到所述彈性框的內部的底板、連接到所述底板的側壁且在所述側壁 上具有尖峰元件、以及在所述尖峰元件和所述底板之間形成的夾子部分。
3. 如權利要求2所述的背光單元，其特征在于，除所述第二框元件的相 對端部外，所述尖峰元件沿所述第二框元件的縱向形成。
4. 如權利要求3所述的背光單元，其特征在于，所述尖峰元件包括在橫 截面中切掉的相對邊緣。
5. 如權利要求1所述的背光單元，其特征在于，所述光源包括具有縱向 夾子形狀的金屬框和安排在所述金屬框中的光元件。
6. 如權利要求5所述的背光單元，其特征在于，所述彈性框的第一框元 件包括延伸到所述彈性框的內部的底板和連接至所述底板的側壁，且所述金屬 框被固定在所述側壁上形成的鎖定部件和所述底板之間。
7. 如權利要求6所述的背光單元，其特征在于，所述光導板的第一邊緣 通過所述金屬框中形成的開口安裝到所述金屬框，且所述光導板的第二邊緣安 裝到所述彈性框的第二框元件的夾子部分。
8. 如權利要求3所述的背光單元，其特征在于，所述尖峰元件由多個片 形成。
9. 如權利要求1所述的背光單元，其特征在于，所述彈性框還包括各自 具有夾子部分的第三和第四框元件，且所述光導板通過所述彈性框的所述第三和第四框元件與所述第一和第二框元件來保持。
10. —種背光單元，包括具有矩形形狀并帶有相互面對的第一和第二邊緣的光導板；具有向所述光導板的第一邊緣發(fā)射光的光元件的光源，所述光導板將來自所述光源的入射光發(fā)射到液晶顯示面板作為平面光源； 包含所述光源且具有開口的光源容器；以及整體形成以圍繞所述光導板的彈性框，所述彈性框具有相互面對的第一和 第二框元件，且所述光源容器被安裝到所述彈性框的第一框元件，其中所述光導板的第一邊緣通過所述開口被所述光源容器夾緊，以及 其中用于夾緊所述光導板的第二邊緣的夾子部分設置在所述彈性框的第 二框元件中。
11. 如權利要求10所述的背光單元，其特征在于，所述彈性框的第一和 第二框元件各自包括延伸到所述彈性框的內部的底板和連接至所述底板的側 壁，且尖峰元件設置在所述第二框元件的側壁上，以及其中所述光源容器被固定在所述第一框元件的側壁上設置的鎖定部件和 所述第一框元件的底板之間，且所述第二框元件的夾子部分形成在所述尖峰元 件和所述底板之間。
12. 如權利要求11所述的背光單元，其特征在于，除所述第二框元件的兩端部外，所述尖峰元件沿所述彈性框的第二框元件的縱向形成，且所述尖峰 元件具有在橫截面中切掉的相對端。
13. —種液晶顯示裝置，包括 具有在一對襯底之間的液晶層的液晶顯示面板；用于照亮所述液晶顯示面板的光導板，所述光導板具有矩形形狀且包括相 互面對的第一和第二邊緣；具有向所述光導板的第一邊緣發(fā)射光的光元件的光源，所述光導板將來自 所述光源的入射光發(fā)射到所述液晶顯示面板作為平面光源；圍繞所述光導板的彈性框，所述彈性框包括相互面對的第一和第二框元 件，且所述第一和第二框元件各自包括底板和連接到所述底板的側壁；沿所述第二框元件設置在所述第二框元件的側壁的中間區(qū)處的尖峰元件，所述尖峰元件與所述底板一起形成夾子部分以夾緊所述光導板的第二邊緣；以安裝到所述第一框元件的光源容器以包含光源，所述光源容器具有開口面 向所述第二框元件的夾子形狀，其中所述光導板的第一邊緣安裝到設置在所述第一框元件中的光源容器， 且所述光導板的第二邊緣被所述第二框元件的夾子部分夾緊。
14. 如權利要求13所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述光源容器在 所述第一框元件的側壁的中間區(qū)處設置的鎖定部分和所述第一框元件的底板 之間固定在所述第一框元件中。
15. 如權利要求13所述的液晶顯示裝置，其特征在于，除所述第二框元 件的兩端部外，所述尖峰元件沿所述第二框元件的縱向形成，且所述尖峰元件 的兩端分別在橫截面中被切掉。
16. —種用于組裝具有光導板和向所述光導板發(fā)射光的光源的背光單元 的方法，包括提供具有相互面對的第一和第二框元件的彈性框，用于保持所述光導板和所述光源，所述第一和第二框元件中的每一個具有底板和構造在所述底板上的 側壁，所述第二框元件的側壁具有設置在所述側壁的中間區(qū)中的尖峰元件，且 所述尖峰元件與所述底板形成夾子部分；提供包含光源的光源容器，所述光源容器具有含開口的夾子形狀；將所述光源容器安裝在所述第一框元件中；在由所述尖峰元件和所述底板形成的夾子部分中夾緊所述光導板； 將所述光導板的第一邊緣臨時固定到所述光源容器中； 使所述第二框元件沿向外的方向張開同時關于所述第二框元件的軸扭曲 所述第二框元件；將所述光導板的第二邊緣安裝到所述張開且扭曲的第二框元件；以及 在包含所述光導板后，將所述張開且扭曲的第二框元件重新構造成原始形狀。
17. 如權利要求16所述的組裝背光單元的方法，其特征在于，除所述第 二彈性框元件的端部外，所述尖峰元件沿所述第二彈性框元件的縱向形成。
18. 如權利要求17所述的組裝背光單元的方法，其特征在于，所述尖峰 元件的相對端在橫截面中被切掉。
19. 如權利要求16所述的組裝背光單元的方法，其特征在于，還包括 提供包括金屬框的所述光源容器；以及將所述金屬框在所述第一框元件的側壁的中間區(qū)處設置的鎖定部分和所 述第一框元件的底板之間固定在所述第一框元件中。
20. 如權利要求16所述的背光單元，其特征在于，所述彈性框還包括各 自具有夾子部分的第三和第四框元件，且所述光導板通過所述彈性框的所述第 三和第四框元件與所述第一和第二框元件來保持。
全文摘要
一種背光單元包括具有矩形形狀并帶有第一和第二邊緣的光導板以及具有向光導板的第一邊緣發(fā)射光的光元件的光源。光導板將來自光源的入射光發(fā)射到液晶顯示面板作為平面光源。彈性框連同第一和第二框元件一起整體形成矩形形狀以圍繞光導板。光源包括由設置在第一框元件中的夾子形狀夾緊的金屬框。面向光導板的第二邊緣的第一邊緣安裝到金屬框。光導板的第二邊緣安裝到具有用于夾緊光導板的夾子部分的第二框元件。
文檔編號F21S2/00GK101629683SQ20091014544
公開日2010年1月20日 申請日期2009年5月22日 優(yōu)先權日2008年7月17日
發(fā)明者井上馨 申請人:東芝松下顯示技術有限公司