專利名稱：光源裝置、背光燈裝置以及液晶顯示器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種適合于液晶顯示器的背光燈裝置的光源裝置。
背景技術：
近年來，使顯示器薄型化的技術開發(fā)正在積極進行，取代顯像管，稱
為平板顯示器(Flat Display Panel: FDP)的新型顯示器被廣泛地商品化。 FDP中，最有力的方式之一就是液晶顯示器。液晶顯示器由液晶面板和稱 為背光燈裝置的面狀的光源裝置構(gòu)成。通過使液晶面板的由液晶元件形成 的各像素的窗電開閉，由此來自背光燈裝置的光選擇性地透過各像素的 窗。利用這些透過光在面板表面上顯示影像和文字。
作為液晶顯示器的最近的開發(fā)動向，要求大型化、高亮度化。為了滿 足這些要求，有時作為背光燈裝置采用被稱為"直下型"的方式的光源裝 置。 一般直下型的光源裝置具備平行排列的多個長條的管形狀的光源； 在這些光源上配置的用于提高一致性(uniformity)、聚光性的擴散板、擴 散片、透鏡片等光學片群；使來自光源的光朝向光學片群反射的反射板。
在直下型的光源裝置中，由于在各光源的正上方處發(fā)光高、在光源間 的區(qū)域中發(fā)光少，因此存在因亮度差而形成條文狀的圖案的傾向。從而， 直下型的光源裝置中重要課題是，構(gòu)成一種使平行排列的光源作為亮度均 勻的面(一致性高的面)發(fā)光的光學系統(tǒng)。
在現(xiàn)有的直下型的光源裝置中，為了提高一致性，有些光源裝置具備 用于提高光源間的光量的反射板。例如，在專利文獻l中公開了具備這種 反射板的光源裝置。
圖20是專利文獻1的光源裝置的截面。在圖20中，光源1是長條的 熒光管，通常使用冷陰極熒光燈。平面反射面2是反射率低的反射板。三 角形突條部3是反射率高的反射板，與平面反射面2分開制造。三角形突 條部3在與從光取出方向觀察時平面反射板2上的光源1間的間隙4對應
4的位置處，沿著光源1的長邊方向延伸配置。通過將從光源1發(fā)出而由三
角形突條部3反射后的光線5引導至光源1間的間隙4，來增加間隙4的 光量，從而實現(xiàn)了一致性的提高。
在專利文獻2中，與專利文獻l同樣，公開了一種在與反射板上的光 源間的間隙對應的位置處設置沿著光源的長邊方向延伸的突條的反射板。
然而，如圖20所示，沿著光源1間的長邊方向配置了三角形突條部3 的結(jié)構(gòu)，將會對來自光源l的照射的角特性產(chǎn)生很大的影響。下面，對這 一點進行說明。
當將直下型的光源裝置作為液晶顯示器的背光燈裝置使用的情況下， 通常、在將重力方向作為上下方向時的橫方向上以管軸或軸線延伸的姿勢 來配置長條的管形狀的光源。當圖20的光源裝置的情況下，按照該光源1 的姿勢，三角形突條部3也配置成沿著橫方向延伸。在此配置中，由于上 下方向的反射光被三角形突條部3遮蔽，因此與橫方向的反射光相比較少。 從而，作為液晶顯示器，雖然橫方向的視角寬，但是上下方向的視角(仰 角以及俯視角)受到三角形突條部3的限制，因此比橫方向的視角更窄。 但是，由于在實際使用中從上下方向眺望液晶顯示器的情況少，因此上下 方向的視角較窄對實際應用上不會成為大問題。
公知一種以氙氣等惰性氣體作為主要的放電介質(zhì)使用的無汞熒光燈。 此無汞熒光燈在沒有使用汞的這一點在環(huán)保的觀點出發(fā)是理想的，且具有 亮度不受周圍溫度的影響的優(yōu)點。對無汞熒光燈而言，由于燈長越短效率 越高，因此，尤其在大畫面的液晶顯示器用的背光燈裝置中用作光源時， 優(yōu)選以管軸沿著上下方向延伸的姿勢來配置。然而，在圖20的結(jié)構(gòu)中以 管軸沿著上下方向延伸的姿勢來平行排列多個光源1時，三角形突條部3 也配置成沿著上下方向延伸。在此配置中，由于橫方向的反射光被三角形 突條部3遮蔽，因此與上下方向的反射光相比較少。從而，作為液晶顯示 器，橫方向的視角受到三角形突條部3限制而變窄。在實際使用中一般不 會從橫方向眺望液晶顯示器，因此橫方向的視角較窄對實際應用上不會成 為大問題。
如上所述，在圖20的結(jié)構(gòu)中，因光源的姿勢或配置方向而照射的角 度特性發(fā)生變化，當作為液晶顯示器的背光燈裝置使用時對視角特性產(chǎn)生
5很大的影響。
作為用作背光燈裝置的光源裝置，除了直下型以外還公知一種被稱為
邊緣燈(edge light)型的方式。在此邊緣燈型的光源裝置中，將來自光源 的光線從端面引導至導光板內(nèi)并利用全反射從導光板整個面出射。在專利 文獻3中，關于邊緣燈型的光源裝置公開了一種實現(xiàn)一致性提高的反射板。 然而，在邊緣燈型和直下型中，光源與反射板的相對配置完全不同。因此， 在專利文獻3的公開內(nèi)容中，關于解決直下型的光源裝置中照射的角度特 性相對于光源的配置方向的依賴性，沒有提供任何啟示。
專利文獻l:特開平5—2165號公報(圖2)
專利文獻2:特開2005 — 150037號公報(圖l)
專利文獻3:特開2004—179116號公報(圖2)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種確保亮度分布的均勻性、即一致性，并且具 有不依賴于光源的配置方向的配光特性的光源裝置。
本發(fā)明的第一方案提供一種光源裝置，具備按照使軸線沿著相同方 向延伸的方式隔開間隔配置的多個管形狀的光源；和反射構(gòu)件，從光取出 方向觀察時配置在所述光源的背面?zhèn)?；所述反射?gòu)件具有與所述光源對 置的平坦部；和沿著相對所述光源遠離所述平坦部的方向凹陷，在與所述 平坦部的連接部分形成的開口緣是圓形或者橢圓形、且從所述光取出方向 觀察時至少沿著各個所述光源的所述軸線分別配置的多個凹形狀部。
由于具備從光取出方向觀察時沿著各個光源的軸線配置了多個凹形 狀部的反射構(gòu)件，因此，可得到不依賴于光源的姿勢或者配置方向、即在 上下方向上配置光源還是在橫方向上配置光源的配光分布。
優(yōu)選地，構(gòu)成所述開口緣的所述圓形的半徑或者所述橢圓形的長軸比 所述光源的外徑半徑大。
通過將凹形狀部的開口緣的半徑或者長軸設置為比光源的外徑半徑 大，因此，能夠提高從光源裝置可取出的光量。
凹形狀部由例如圓錐面或拋物面構(gòu)成。在本說明書中拋物面包括狹義 上的拋物面、也就是使拋物線圍繞其對稱軸旋轉(zhuǎn)所得到的旋轉(zhuǎn)拋物面、和改變旋轉(zhuǎn)拋物面的縱橫比所得到的廣義上的拋物面這兩種拋物面。
優(yōu)選地，對于各個所述光源而言，從所述光取出方向觀察時所述軸線
與在沿著所述軸線配置的所述多個凹形狀部中最遠離所述軸線的位置處
的點連起來的中心線，實質(zhì)上一致。
即使這樣設置光源與凹形狀部的位置關系，也能提高從光源裝置能取
出的光量。
優(yōu)選地，在從所述光取出方向觀察時彼此鄰接的所述光源間的所述平 坦部配置有所述凹形狀部。
通過此結(jié)構(gòu)，能夠提高一致性。
優(yōu)選地，在所述光源間配置的所述凹形狀部的深度，比沿著所述光源 的所述軸線配置的所述凹形狀部的深度深。
如果凹形狀部的深度淺則配光分布寬，如果深度深則成為光取出方向 上光量大的配光分布。通過將光源間的凹形狀部的深度設置為比沿著光源 的光軸配置的光源的深度更深，由此增大光源間的光量來進一步提高一致 性。
優(yōu)選地，當以所述軸線沿著重力方向延伸的姿勢來配置光源時，沿著 所述光源的軸線配置的所述凹形狀部的所述開口緣是橢圓形，具有從所述 光取出方向觀察時沿著所述軸線延伸的短軸。
通過將凹狀形狀部形成為該形狀，由此能夠使上下方向的配光分布變 窄、使左右方向的配光分布擴大。
本發(fā)明的第二方案提供一種背光燈裝置，具有所述光源裝置；和光 學構(gòu)件，至少具備擴散板，所述擴散板具備光入射面和光出射面，將從所 述光源裝置發(fā)出的光從所述光入射面引導至所述光出射面并出射。
本發(fā)明的第三方案提供一種背光燈裝置，具有所述光源裝置；和與 所述擴散板的所述光出射面對置地配置的液晶面板。
本發(fā)明的光源裝置適合使用于液晶顯示器的背光燈裝置中。如果將本 發(fā)明應用于液晶顯示器的背光燈裝置，則可得到不依賴于光源的配置方向 的視角特性。
發(fā)明效果由于本發(fā)明的光源裝置具備從光取出方向觀察時各個光源具備沿著軸線分別配置多個凹形狀部的反射板，因此可得到不依賴于光源的配置方向的配光特性。光量能夠?qū)崿F(xiàn)很大程度上依賴于用戶觀看方向的光源裝置。另外，通過在光源間也配置凹形狀部，能夠提高一致性。從而，如果將本發(fā)明的光源裝置應用于液晶顯示器的背光燈裝置，則能確保高的一致性，并且能夠得到不依賴于光源的配置方向的視角特性。


圖1是具備本發(fā)明的第一實施方式所涉及的光源裝置的液晶顯示器的截面圖。
圖2是具備本發(fā)明的第一實施方式所涉及的光源裝置的液晶顯示器的分解立體圖。
圖3是表示本發(fā)明的第一實施方式所涉及的光源裝置的布線結(jié)構(gòu)(內(nèi)
部一外部電極方式)的示意圖。
圖4A是第一實施方式中的反射板的示意性的局部立體圖。圖4B是第一實施方式中的反射板的示意性的正面圖(xy面)。圖4C是沿著圖4B的IV—IV線的截面圖(xz截面)。圖4D是沿著圖4B的IV，—IV，線的截面圖(yz截面)。圖5是本發(fā)明的第一實施方式所涉及的光源裝置的基于光學仿真的配光圖。
:圖6是表示本發(fā)明的第一實施方式所涉及的光源裝置中的光源的外徑半徑相對凹形狀部的開口緣的半徑之比與光度的關系的圖表。
圖7是具備本發(fā)明的第二實施方式所涉及的光源裝置的液晶顯示器的截面圖。 .
圖8A是第二實施方式中的反射板的示意性的局部立體圖。圖8B是第二實施方式中的反射板的示意性的正面圖(xy面)。圖8C是沿著圖8B的XIII—XIII線的截面圖(xz截面)。圖8D是沿著圖8B的Xin，一Xin，線的截面圖(yx截面)。圖9是表示本發(fā)明的第二實施方式所涉及的光源裝置中的管軸相對凹部的位置與光度的關系的圖表。圖10是具備本發(fā)明的第三實施方式所涉及的光源裝置的液晶顯示器的截面圖。
圖IIA是第三實施方式中的反射板的示意性的局部立體圖。
圖IIB是第三實施方式中的反射板的示意性的正面圖(xy面)。
圖IIC是沿著圖IIB的XI—XI線的截面圖(xz截面)。
圖IID是沿著圖11B的XI'—Xr線的截面圖(yz截面)。
圖12A是本發(fā)明的第四實施方式所涉及的光源裝置所具備的反射板
的示意性的局部立體圖。
圖12B是第四實施方式中的反射板的示意性的正面圖(xy面)。
圖12C是沿著圖12B的XII—XII線的截面圖(xz截面)。
圖12D是沿著圖12B的XII'—XII'線的截面圖(yz截面)。
圖13A是本發(fā)明的第五實施方式所涉及的光源裝置所具備的反射板
的示意性的局部立體圖。
圖13B是第五實施方式中的反射板的示意性的正面圖(xy面)。
圖13C是圖13B的XIII—XIII線的截面圖(xz截面)。
圖13D是圖13B的XIir—Xin，線的截面圖(yz截面)。
圖13E是圖13B的Xm"—Xin"線的截面圖(yz截面)。
圖14A是本發(fā)明的第六實施方式所涉及的光源裝置所具備的反射板
的示意性的局部立體圖。
圖14B是第六實施方式中的反射板的示意性的正面圖(xy面)。
圖14C是沿著圖14B的XIV—XIV線的截面圖(xz截面)。
圖14D是沿著圖14B的XIV'—XIV，線的截面圖(yz截面)。
圖14E是沿著圖14B的XIV"—XIV"線的截面圖(yz截面)。
圖15A是本發(fā)明的第七實施方式所涉及的光源裝置所具備的反射板
的示意性的局部立體圖。
圖15B是第七實施方式中的反射板的示意性的正面圖(xy面)。
圖15C是圖15B的XV—XV線的截面圖(xz截面)。
圖15D是沿著圖15B的XV'—XV'線的截面圖(yz截面)。
圖15E是沿著圖15B的XV"—XV"線的截面圖(yz截面)。
圖16是表示第七實施方式中的凹部的形狀的設計的概念的示意圖。
9圖17是表示布線結(jié)構(gòu)的第一代替方案(內(nèi)部一外部電極方式)的示 意圖。
圖18是表示布線結(jié)構(gòu)的第二代替方案(內(nèi)部一內(nèi)部電極方式)的示意圖。
圖19是表示布線結(jié)構(gòu)的第三代替方案(外部一外部電極方式)的示 意圖。
圖20是表示現(xiàn)有的光源裝置的局部示意圖。
圖中11.-光源裝置
12.'，背光燈裝置
13..-液晶面板
14.'.液晶顯示器
15.-.殼體
17"-光源
18..*反射板
19"-擴散板
19a…光入射面
19b…光出射面
20"-擴散片
2卜-透鏡片
22"-亮度上升薄)l
23.'-燈泡(bulb)
24..，內(nèi)部電極
25..-點亮回路
27"-凹形狀部
28"*平坦部
29.'.開口緣
30..-外部電極
L…軸線1…燈泡的外徑半徑
r…開口緣的半徑
P…點
C…中心線
C'…中線
具體實施例方式
下面，參照附圖，說明本發(fā)明的實施方式。在附圖中，Z方向表示光 取出方向、Y方向表示重力方向即上下方向、X方向表示水平方向即橫方 向。
(第一實施方式)
圖1以及圖2表示具有本發(fā)明的第一實施方式所涉及的光源裝置11 的背光燈裝置12和具有液晶面板13的液晶顯示器14。在本實施方式中， 背光燈裝置12和液晶面板13被收容在扁平的長方體狀的殼體15內(nèi)。光 源裝置11具有多個光源17和反射板(反射構(gòu)件)18。背光燈裝置12除 了光源裝置11以外還具有作為光學片(光學構(gòu)件)的擴散板19、擴散片 20、透鏡片21、以及亮度上升薄膜(DBFE) 22。光學片19 22在所有實 施方式中通用，因此后面詳細敘述。
光源17是管形狀的長條的熒光管。在本實施方式中將內(nèi)部一外部電 極方式的氙氣熒光燈用作光源17，但是也可以使用冷陰極低壓汞熒光燈。 光源17具有在內(nèi)部封入有包含氙氣的放電介質(zhì)的燈泡23、和配置在此燈 泡23的內(nèi)部的一方的端部的內(nèi)部電極24。如后面詳細敘述，外部電極在 反射板18中兼用。
光源17的熒光管或燈泡23的外徑直徑I為3mm 5mm比較實用。 在本實施方式中，采用了外徑直徑3mm (外徑半徑1.5mm)的燈泡23。 另外，燈泡23的長邊方向的尺寸(長度)根據(jù)顯示器的大小而100mm 1000mm比較實用，在本實施方式中長度為710mm。
在本實施方式中，液晶顯示器14是32英寸尺寸。以管軸或軸線L沿 著重力方向即縱方向或上下方向(Y方向)延伸的姿勢、在水平方向或橫 方向(X方向)上以等間隔(15.6mm間隔)配置32個光源17。換言之，
ii32個光源17以在上下方向上延伸的姿勢、與XY平面平行的平面上以等 間隔配置。在將光源17配置成使軸線L沿著縱方向延伸時，上述的燈泡 23的長度(710mm)與32英寸尺寸的液晶顯示器對應。
反射板18配置在光取出方向觀察時光源17的背面?zhèn)?。反射?8的 反射面的反射率是98%，采用了鏡面性高的反射面。
參照圖3，反射板18兼作內(nèi)部一外部電極方式的熒光燈的外部電極。 燈泡23內(nèi)的放電介質(zhì)的放電是電介質(zhì)勢壘放電，因此不需要按每個光源 17設置點亮回路25，利用至少一個點亮回路25能夠使所有的光源17點 亮。在內(nèi)部一外部電極方式的熒光燈中，外部電極只要遠離燈泡的內(nèi)部中 封入的放電介質(zhì)即可，也可以與燈泡23接觸。然而，在本實施方式中燈 泡23與作為外部電極的反射板18之間隔開間隔，將兩者最小距離設置為 系統(tǒng)效率最高的3.1mm。
反射板18的反射面不是簡單的平面，其中形成有多個坑(dimple)或 凹形狀部27。具體而言，反射板18具有與光源17對置、且與XY平面平 行的平面即平坦部28，在此平坦部28形成有多個朝向從光源17遠離的方 向(一Z方向)凹陷的同一形狀的凹形狀部27。
圖4A 圖4D表示具有多個凹形狀部27的反射板18的細節(jié)。圖4A 表示立體圖、圖4B表示XY平面、圖4C表示與XZ平面平行的截面、圖 4D表示與YZ平面平行的截面。在這些圖4A 圖4D中，為了容易理解 凹形狀部27的形狀，僅僅示出了反射板18的一部分，僅僅圖示了3行3 列總共9個凹形狀部27。
圖4A很清楚地示出了本實施方式中的凹形狀部27是圓錐面。另外， 凹形狀部27和平坦部28的連接部分處形成的開口緣29是閉合曲線即圓 形。
在本實施方式中凹形狀部27的開口緣29所形成的圓形是直徑為 15.6mm (半徑r是7.8mm)。從而，凹形狀部27的開口緣29所形成的圓 形比燈泡23的外徑(外徑直徑是3mm、外徑半徑I是1.5mm)大。另夕卜， 在本實施方式中凹形狀部27的深度(圓錐的高度)d是1.95mm。
如圖4B所示，凹形狀部27從光取出方向(Z方向)觀察時沿著各個 光源17的軸線L配置。詳細而言，對于各個光源17而言，從光取出方向觀察時，軸線L、與沿著該軸線L配置的多個凹形狀部27中的離平坦部 28最遠的位置處的點(在本實施方式中圓錐的頂點)P連起來的中心線C一致。
反射板18由于是均勻的材質(zhì)因此能夠一體形成。從而，如圖20所示 的現(xiàn)有技術那樣，不需要制作各自不同的反射板。另外，如現(xiàn)有技術那樣 不需要分別配置反射板和三角形突條部。從而，能夠以低成本制造出本實 施方式的反射板18。
反射板18的制作方法包括鋁平板的擠壓加工、切削加工、而且采用 樹脂材料成型之后、以鋁、銀等通過鍍敷、濺射、蒸鍍等形成金屬膜的方 法。在本實施方式中，通過擠壓加工鋁平板來制作反射板18。
對通過上述方式構(gòu)成的本實施方式的光源裝置11的特征進行說明。
首先，通過在反射板18從光取出方向觀察時沿著各個光源17的軸線 L設罩多個凹形狀部27，由此可得到不會依賴于光源n的姿勢或者配置 方向、即在上下方向上配置光源17還是在橫方向上配置光源17的配光特 性。尤其，參照圖4C以及圖4D，可清楚地知道形成由圓錐面的凹形狀部 27的反射板18在xz面和yz面上截面形狀相同。從而，上下方向上配置 了光源17的情況、和在橫方向上配置了光源17的情況下，從光源17放 射的光的凹形狀部27中的反射特性相同。在這些點上，本實施方式的光 源裝置11，與在圖21所示的反射板上沿著光源的長邊方向配置了三角形 突條部的現(xiàn)有技術相比，在光源的配置方向上的限制少。
另外，參照圖4A 圖4D，可清楚地知道，由于形成在反射板18的 各個凹形狀部27彼此分離，因此在制造反射板18時，不會受到液晶顯示 器14的尺寸的限制。即、在圖20的結(jié)構(gòu)中需要根據(jù)光源的長度來調(diào)整三 角形突條部的長度，相反，在本實施方式中以與光源17的長度對應的尺 寸來切出己形成的反射板18來形成凹形狀部27，或者、在與光源17的長 度對應的切出的反射板18上形成凹形狀部27，由此能夠根據(jù)液晶顯示器 14的尺寸簡單地調(diào)整反射板18的尺寸。
圖5表示利用光學仿真計算出本實施方式的光源裝置11中的角特性 的結(jié)果。在本計算中，光源17的個數(shù)是5個。另外，在拆除了液晶面板 13和光學片19 22的狀態(tài)下，入射到從光源裝置11無限遠離的位置處配
13置的光度計上的方向余弦的光作為光度來計算。再有，針對0°方向(yz 面)和90。方向(xz面)計算出角特性。
參照圖5，可清楚地知道，0°方向、90。方向的角特性均在光度的強度 上稍微不同，成為大致圓形狀的配光分布。另一方面，如圖20所示，可 知當在光源的長邊方向上配置了三角形突條部時，0。方向的角特性由于很 大程度上依賴沿著光源的長尺方向延伸的表面形狀，因此成為圓形狀的配 光分布，但是90。方向的角特性因三角形突條部的反射而增加45° 67.5°、 112.5° 135°的光度，從而一般成為心形狀的配光形狀。
如上所述，0°方向、90。方向的配光分布是大致圓形狀即本實施方式的 光源裝置ll，與具有圖20的三角形突條部的光源裝置相比，能夠?qū)崿F(xiàn)在 上下方向和橫方向上差異極少的均勻的配光分布。將該光源裝置11使用 于背光燈裝置12的本實施方式的液晶顯示器14，能夠?qū)崿F(xiàn)不依賴于用戶 看到的方向、即用戶從橫方向眺望、還是從上下方向眺望的視角特性。
另外，由于0°方向、90。方向的配光分布是大致圓形狀，因此能夠確 認如上所述那樣本實施方式的光源裝置11不依賴于將光源17配置在上下 方向、還是配置在橫方向的配光特性。
圖6表示光源17的外徑半徑I與圓錐形狀的凹形狀部27的開口緣29 的半徑r之比與光度的關系的光學仿真的計算結(jié)果。在此圖4中，橫軸表 示光源101的外徑半徑I (mm)除以凹形狀部105的開口緣29的半徑r (mm)的值(比)。當該比I/r比1小的情況下，光源17的外徑半徑I比 開口緣29的半徑r小?？v軸是從光源裝置輸出的光度的相對值。其他條件 與配光分布的計算(圖4)同樣。
從圖6可知，如果凹形狀部27的開口緣29的半徑r比光源17的外徑 半徑I大、則光度上升。即、可知為了從光源裝置取出更多的光量，優(yōu)選 光源17的半徑比凹形狀部105的底面的半徑小。
如上所述，在本實施方式的光源裝置11中，通過在設置有多個圓錐 形狀的凹形狀部的反射板18上配置多個光源17，能夠?qū)崿F(xiàn)不依賴于光源 17的配置方向的配光分布。另外，通過將光源裝置11適用于背光燈裝置 11，能夠?qū)崿F(xiàn)具有不會很大程度上依賴于用戶觀看的方向的視角特性的液 晶顯示器14。再有，通過使圓錐形狀的凹形狀部27的開口緣29的半徑r比光源17的外徑半徑I大，能夠提高從光源裝置11可取出的光量。 (第二實施方式)
在圖7 圖8D所示的本發(fā)明的第二實施方式的光源裝置11中，從反 射板18的光取出方向觀察時在彼此鄰接的光源17間也設有多個凹形狀部 27。具體而言，從反射板18的光取出方向觀察時光源17沿著各個光源17 的軸線L配置，并且在彼此鄰接的光源17間也以等間隔配置1列的凹形 狀部27。在本實施方式中，所有凹形狀部27的形狀均相同。
與第一實施方式同樣，反射板18的反射率是是98%。另外，與第一 實施方式同樣，凹形狀部27的形狀是圓錐面，開口緣29的半徑r是3.9mm、 深度d是0.975mm。再有，光源17是內(nèi)部一外部電極方式，在燈泡23內(nèi) 具有內(nèi)部電極，反射板18兼作外部電極。光源17與反射板18之間的最 小距離被設為系統(tǒng)效率最高的3.1mm。鄰接的光源17間的橫方向(x方向) 間隔被設為15.6mm。本實施方式的光源裝置11的其他的結(jié)構(gòu)與第一實施 方式相同。
本實施方式的光源裝置ll，與第一實施方式同樣，除了能夠?qū)崿F(xiàn)不依 賴于光源17的配置方向的配光分布、以及用戶觀看的方向的視角特性之 外，還能通過在反射板18的鄰接的光源17間設置凹形狀部27，提高一致 性。
圖9表示通過光學仿真計算出從本實施方式中的光取出方向觀察時凹 形狀部27相對光源17的軸線L最深的點P連起來的中心線C的相對位置、 與0。方向(yz方向)的光度的角特性之間的關系的結(jié)果。上述計算中使用 光學仿真用的軟件(cybernet系統(tǒng)株式會社制造的"LightTools"),得到光 的方向性、即、光度的角特性的關系。另外，在本計算中，光源17的個 數(shù)是5個。再有，在拆除液晶面板13和光學片19 22的狀態(tài)下，計算出 入射到從光源裝置11無限遠離的位置處配置的光度計的方向余弦的光作 為光度。
圖9的橫軸是0。方向中的角度成分、縱軸是光度的相對值。圖9的a 表示從光取出方向觀察時軸線L與中心線C 一致的情況。b是從光取出方 向觀察時使凹形狀部27向右錯開1/4r (r是凹形狀部27的開口緣29的半 徑)的情況。即、b是從光取出方向觀察時軸線L與中心線C之間的距離是0.975mm的情況。c是從光取出方向觀察時使凹形狀部27向右錯開2/4r 的情況。即、c是從光取出方向觀察時軸線L與中心線C之間的距離是 1.95mm的情況。d是從光取出方向觀察時使凹形狀部27向右錯開2/4r的 情況。即、d是從光取出方向觀察時軸線L與中心線C之間的距離是2.85mm
的情況。
由圖9可知，當a的情況下，即、從光取出方向觀察時軸線L與中心 線C一致時的光度比b、 c、 d的情況下的光度高。尤其，當軸線L與中心 線C一致時，在角度0。附近的光度非常高。
如上所述，通過使反射板上形成的凹形狀部27的中心線C與光源17 的軸線L 一致，能夠提高從光源裝置11可取出的光量。
在本實施方式中，在彼此鄰接的光源17間設有1列的凹形狀部27， 但是也可以在鄰接的光源17間設有多列的凹形狀部27。由于第二實施方 式的其他的結(jié)構(gòu)以及作用與第一實施方式相同，因此對相同要素賦予相同 符號，并省略說明。 (第三實施方式)
在圖10 圖llD所示的本發(fā)明的第三實施方式的光源裝置ll中，與 第二實施方式同樣，從光取出方向觀察時在反射板18沿著各個光源17的 軸線L配置有凹形狀部27，并且在彼此鄰接的光源17間也配置有凹形狀 部27。在本實施方式中，所有凹形狀部27的形狀相同。
本實施方式中的凹形狀部27是旋轉(zhuǎn)拋物面(使拋物線圍繞其對稱軸 旋轉(zhuǎn)來得到的三維曲面)，開口緣29是圓形。沿著各個光源17配置的凹 形狀部27的離平坦部28最遠的位置處的點(在本實施方式中旋轉(zhuǎn)拋物面 的頂點)P連起來的中心線C、與從光取出方向觀察時光源17的軸線L 一致。再有，如圖11C所示，使光源17的軸線L與由凹形狀部27構(gòu)成的 旋轉(zhuǎn)拋物面的焦點一致。通過上述方式配置光源17和凹形狀部27，由此 能夠提高由凹形狀部27反射后照射正面的光線的光量。
由于第三實施方式的其他的結(jié)構(gòu)以及作用與第二實施方式相同，因此 對相同要素賦予相同符號，并省略說明。 (第四實施方式)
圖12A 圖12D所示的本發(fā)明的第四實施方式的光源裝置11，與第二實施方式同樣，具有反射板18，在反射板18，從光取出方向觀察時沿
著各個光源17的軸線L配置有凹形狀部27，并且在彼此鄰接的光源17 間也配置有凹形狀部27。
本實施方式中的凹形狀部27均為相同形狀，改變從光取出方向觀察 時第二實施方式中的凹形狀部27那樣的旋轉(zhuǎn)拋物面的縱橫比來得到的曲 面(廣義上的拋物面)。該拋物面即凹形狀部27的開口緣29是橢圓形。 如圖12B所示，從光取出方向觀察時的開口緣29的橢圓形的短軸在與沿 著上下方向延伸的光源17的軸線L相同的方向上延伸。換言之，凹形狀 部27的開口緣29是在上下方向上扁平的橢圓形，短軸在上下方向(y方 向)上延伸、長軸在橫方向(x方向)上延伸。
如上所述，由于從上下方向眺望液晶顯示器的情況少，因此上下方向 的視角較窄對實際應用上不會成為大問題，但是從橫方向眺望液晶顯示器 的情況非常普遍，因此橫方向的視角較窄成為實際應用上的問題。也就是 說，在液晶顯示器中與上下方向的視角特性相比，橫方向的視角特性更重 要。因此，在背光燈裝置12中使用的光源裝置11，優(yōu)選不會使橫方向的 光匯聚的程度極低，而使上下方向的光匯聚并在光取出方向上聚光。
在本實施方式中，如上所述那樣凹形狀部27的開口緣29形成為使短 軸與上下方向(y方向) 一致、使長軸與橫方向(x方向) 一致的橢圓形， 因此，光源17盡管被配置成其軸線在上下方向(y方向)上延伸的姿勢， 也能使橫方向(x方向)上的配光擴大。另外，由于是光源17的軸線L 在上下方向延伸的姿勢，因此能夠確保必要的上下方向的配光的擴大。從 而，通過本實施方式的結(jié)構(gòu)，能夠達到液晶適合于顯示器中所要求的視角 特性的光學特性。詳細而言，將本實施方式的光源裝置11使用于背光燈 裝置12中的液晶顯示器14，在橫方向上具有非常寬的視角，且在上下方 向上也能確保實際應用上必要的視角。
此外，如本實施方式那樣將凹形狀部27的開口緣29形成為橢圓形時， 通過適當?shù)卦O置橢圓形的扁率，即使在將三角形突條部設置在圖20的反 射板的情況下，也能減小0。方向(yz面)與配光分布與90。方向(xz面) 的配光分布之差是理所當然的。
關于第一實施方式，參照圖6進行了詳細的說明，當凹形狀部27的
17，凹形狀部27的開口緣29的半徑r比光源 17的外徑半徑I大。根據(jù)同樣的理由，當如本實施方式中的凹形狀部27 那樣開口端29是橢圓形時，優(yōu)選是，至少橢圓形的長軸比光源17的外徑 半徑大。另夕卜，更優(yōu)選是，開口緣29的橢圓形的短軸比光源17的外徑半 徑大。
由于第四實施方式的其他的結(jié)構(gòu)以及作用與第二實施方式相同，因此 對相同的要素賦予相同的符號，并省略說明。 (第五實施方式)
圖13A 圖13D所示的本發(fā)明的第五實施方式的光源裝置11具有反 射板18，在反射板18中從光取出方向觀察時沿著各個光源17的軸線L 配置有凹形狀部27A，并且在彼此鄰接的光源17間也配置有凹形狀部 27B。
在本實施方式中，沿著光源17的軸線L配置的凹形狀部27A、與配 置在光源17間的凹形狀部27B的形狀不同。具體而言，與第四實施方式 同樣，沿著光源17的軸線L配置的凹形狀部27A是廣義上的拋物面，開 口緣29是橢圓形。另一方面，配置在光源17間的凹形狀部27B是旋轉(zhuǎn)拋 物面，開口緣29是圓形。另外，圖13C中最明確示出了配置在光源17間 的凹形狀部27B的深度d比沿著光源17的軸線L配置的凹形狀部27A的 深度d深。
假設反射板18沒有凹形狀部27A、 27B而只有平坦部28，則光源17 的正上方是最高亮度，光源17間是最少亮度。從而，為了提高光取出方 向的一致性，優(yōu)選相對光源17間的來自反射板18的反射光降低光源17 的正上方方向上的來自反射板18的反射光。另一方面，如果凹形狀部的 深度淺則配光分布擴大，如果深則配光分布在90。方向(Z方向)上提高。 在本實施方式中，由于如上所述那樣配置在光源17間的凹形狀部27B的 深度d比沿著光源17的軸線L配置的凹形狀部27A的深度d深，因此來 自光源17間的凹形狀部27B的反射光，與沿著光源17的軸線L配置的凹 形狀部27A的反射光相比，配光分布在90。方向(Z方向)上提高。相反， 沿著光源17的軸線L配置的凹形狀部27A的反射光，與光源17間的凹形 狀部27的反射光相比，配光分布擴大。從而，凹形狀部27A、 27B完成
18相對光源17的正上方方向上的來自反射板18的反射光增大向光源17間的來自反射板18的反射光的作用。換言之，凹形狀部27A、 27B完成相對向光源17間的來自反射板18的反射光降低光源17的正上方方向上的來自反射板18的反射光的功能。其結(jié)果，能夠提高光取出方向的一致性。
構(gòu)成沿著光源17的軸線L配置的凹形狀部27A的開口緣29的橢圓形，其短軸與上下方向(y方向) 一致、長軸與橫方向(x方向) 一致。從而，光源17盡管被配置成軸線在上下方向(y方向)上延伸的姿勢，也能使橫方向(x方向)上的配光擴大。
由于第五實施方式的其他的結(jié)構(gòu)以及作用與第二實施方式相同，因此對相同的要素賦予相同的符號，并省略說明。(第六實施方式)
在圖14A 圖14D所示的本發(fā)明的第五實施方式的光源裝置11中，沿著光源17的軸線L配置的凹形狀部27A與配置在光源17間的凹形狀部27B均為旋轉(zhuǎn)拋物面。另外，在兩個凹形狀部27A、 27B的開口緣29中半徑是相同的圓形。圖14C中最明確示出了配置在光源17間的凹形狀部27B的深度d比沿著光源17的軸線L配置的凹形狀部27A的深度d深。因此，能夠相對光源17的正上方方向上的來自凹形狀部27A的反射光增大向光源17間的來自凹形狀部27B的反射光，能夠提高光取出方向的一致性。
由于第六實施方式的其他的結(jié)構(gòu)以及作用與第二實施方式相同，因此對相同要素賦予相同符號，并省略說明。(第七實施方式)
在圖15A 圖15E所示的本發(fā)明的第六實施方式的光源裝置11中，沿著光源17的軸線L配置的凹形狀部27A是旋轉(zhuǎn)拋物面，開口緣29是圓形。另一方面，配置光源17間的凹形狀部27B可以是圓錐面、旋轉(zhuǎn)拋物面(狹義上的拋物面)、以及廣義上的拋物面，通過下面的步驟基于凹形狀部27A的截面形狀得到的旋轉(zhuǎn)曲面。參照圖16，將鄰接的xz截面中鄰接的兩個凹形狀部27A的截面形狀(拋物線)在光取出方向上延長。接下來，以箭頭al、 (x2示意表示，以兩個凹形狀部27A間的中線C'為基準，使延長的截面形狀的一部分移動。最后，使移動后的截面形狀圍繞中線C，旋轉(zhuǎn)而得到旋轉(zhuǎn)曲面。通過上述步驟得到的凹形狀部27B具有尖的頂端，
19但是可以根據(jù)需要形成為半球狀等的彎曲面。
圖15C中最清楚地示出了配置在光源17間的凹形狀部27B的深度d 比沿著光源17的軸線L配置的凹形狀部27A的深度d深，能夠提高光取 出方向的一致性。
第七實施方式的其他的結(jié)構(gòu)以及作用與第二實施方式相同，因此對相 同要素賦予相同符號，并省略說明。
下面，對背光燈裝置12中除了光源裝置11以外的要素、即擴散板19、 擴散片20、透鏡片21、以及亮度上升薄膜22進行說明(參照圖l、圖2、 圖7、圖10)。從光取出方向觀察時在光源17的前面?zhèn)葟墓庠?7側(cè)起依 次配置了擴散板19、擴散片20、透鏡片21、以及亮度上升薄膜22。液晶 面板13配置在亮度上升薄膜22上。
擴散板19具有光入射面19a和光出射面19b，將從光源裝置11發(fā)出 的光從光入射面19a引導至光出射面1%經(jīng)其他的光學薄膜20 22而向 液晶面板13出射。擴散板19是丙烯酸系樹脂的甲基丙烯酸甲脂-苯乙烯 (MS: methacrylate-styrene)、聚碳酸酯(PC)、 ZEONOR (七才乂 7 )等 樹脂中混入了硅石(silica)等擴散材料的板，具有1 3mm左右的厚度。 另外，取代擴散板的混入，還具有通過使擴散板的表面凹凸不平來進行擴 散的方法。在本實施方式中混入了硅石的厚度為2mm的丙烯酸板。擴散 板19使光源17的直接光、反射板18的反射光擴散來提高光出射面19b 的一致性。
擴散片20，其厚度是幾十pm 幾百pm，與擴散板19同樣地在丙烯 酸等的樹脂中混入硅石等擴散板。另外，還可以采取為了聚光，在擴散片 20表面制作了棱鏡，為了同時以低價格實現(xiàn)擴散和聚光，在加入了擴散材 料的漿料中混入直徑為幾[im 幾十pm的硅珠(silica beads),并且涂敷 在表面上的方法。在本實施方式中，使用了混入硅珠的漿料涂敷在表面上 的150pm的擴散片。利用漿料，使擴散板19的擴散光進一步擴散，并且 利用硅珠使擴散后的光在前面方向上聚光，因而正面亮度上升。
透鏡片21，其厚度是幾百pm，且在表面上制作了凹凸的透鏡。在本 實施方式中，以50,間距從上到下排列了高度為20拜的三角形狀的透 鏡片。利用透鏡片21，使平行排列的長條的光源的側(cè)面方向的光聚光，使正面亮度進一步上升。
亮度上升薄膜22，其厚度是幾百)Lim，通過重疊屈折率不同的幾十、幾百個樹脂層，從而僅僅使P波透過、而反射s波。在本實施方式中，使用了厚度為400(im的亮度上升薄膜。利用亮度上升薄膜22，由透鏡片21聚光的光中、僅僅使P波透過、而反射S波。因此，由于能夠有效利用由液晶面板13吸收的S波，因此正面亮度、亮度效率均上升。
本發(fā)明不限于實施方式，可以進行各種變形。
例如，在實施方式中，反射板18兼作外部電極(參照圖3)、也可以設置與反射板18不同的外部電極。此時，如圖17所示，也可以按每個光源17設置獨立的外部電極30。
另外，如圖18所示，光源17也可以是在燈泡23的內(nèi)部的兩端具有一對內(nèi)部電極24A、 24B的內(nèi)部一內(nèi)部電極方式。此時，如圖18所示那樣也可以按每個光源17設置點亮回路25，但是為了降低成本而也可以對兩個光源17設置一個點亮回路25。
再有，如圖19所示，光源17也可以是在燈泡23的外部的兩端具有一對外部電極30A、 30B的外部一外部電極方式。在外部一外部電極方式中放電介質(zhì)的放電是電介質(zhì)勢壘放電，因此最少用一個點亮回路25來對各光源17進行點亮操作。由于外部電極30A、 30B只要與燈泡23內(nèi)的放電介質(zhì)分離配置即可，因此也可以與燈泡23的外周接觸。
工業(yè)實用性
本發(fā)明可以消除光源的配置的限制、以及液晶顯示器的尺寸的限制、即管形狀光源的長度的限制，提高效率及一致性，因此作為液晶背光燈用的光源裝置等而有用。
權(quán)利要求
1、一種光源裝置，具備按照使軸線沿著相同方向延伸的方式，隔開間隔配置的多個管形狀的光源；和反射構(gòu)件，從光取出方向觀察時配置在所述光源的背面?zhèn)?；所述反射?gòu)件具有與所述光源對置的平坦部；和沿著相對所述光源遠離所述平坦部的方向凹陷，在與所述平坦部的連接部分形成的開口緣是圓形或者橢圓形、且從所述光取出方向觀察時至少沿著各個所述光源的所述軸線分別配置的多個凹形狀部。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源裝置，其特征在于，構(gòu)成所述開口緣的所述圓形的半徑或者所述橢圓形的長軸比所述光源的外徑半徑大。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的光源裝置，其特征在于，所述凹形狀部是圓錐面或者拋物面。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的光源裝置，其特征在于，對于各個所述光源而言，從所述光取出方向觀察時所述軸線與在沿著所述軸線配置的所述多個凹形狀部中最遠離所述軸線的位置處的點連起來的中心線，實質(zhì)上一致。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源裝置，其特征在于，在從所述光取出方向觀察時彼此鄰接的所述光源間的所述平坦部配置有所述凹形狀部。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的光源裝置，其特征在于，在所述光源間配置的所述凹形狀部的深度，比沿著所述光源的所述軸線配置的所述凹形狀部的深度深。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源裝置，其特征在于，將所述光源以所述軸線沿著重力方向延伸的姿勢來配置。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的光源裝置，其特征在于，沿著所述光源的軸線配置的所述凹形狀部的所述開口緣是橢圓形，并且具有從所述光取出方向觀察時沿著所述軸線延伸的短軸。
9、 一種背光燈裝置，具有根據(jù)權(quán)利要求l所述的光源裝置；和光學構(gòu)件，至少具備擴散板，所述擴散板具備光入射面和光出射面，將從所述光源裝置發(fā)出的光從所述光入射面引導至所述光出射面并出射。
10、 一種液晶顯示器，具備根據(jù)權(quán)利要求9所述的背光燈裝置；與所述擴散板的所述光出射面對置地配置的液晶面板。
全文摘要
光源裝置(11)具備使軸線(L)沿著相同方向地隔開間隔配置的多個管形狀的光源(17)；和反射板(18)，從光取出方向觀察時配置在光源(17)的背面?zhèn)?。反射?18)具備與光源(17)對置的平坦部(28)；和凹形狀部(27)，沿著從平坦部(28)相對光源(17)遠離的方向凹陷，開口緣(29)是圓形或者橢圓形。從光取出方向觀察時至少沿著光源的軸線(L)配置多個凹形狀部(27)。從而，可得到不依賴于光源(17)的配置方向的配光特性。
文檔編號F21S2/00GK101479527SQ20078002419
公開日2009年7月8日 申請日期2007年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月26日
發(fā)明者大久保和明, 矢野正 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社