專利名稱：背光燈單元及使用著該背光燈單元的液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在具有液晶面板的液晶顯示裝置中使用的背光燈單元，特別是涉及薄
型、高亮度、亮度均勻性高并且適合于使用按多個區(qū)域的每一個分別控制向著液晶面板的
光的強(qiáng)度的技術(shù)(以下，將這樣的技術(shù)稱為"區(qū)域調(diào)光"(Local Dimming :局部調(diào)光)的背 光燈單元以及使用著該背光燈單元的影像顯示裝置。
背景技術(shù)：
近年來，作為液晶顯示裝置的背光燈單元，有使用在液晶面板的一端側(cè)或者兩端 側(cè)配置光源照射液晶面板的側(cè)燈方式的情況。側(cè)燈方式有利于裝置的薄型化，但是由于光 源集中配置在裝置的端部，因此光源的熱集中在裝置端部，難以散熱，另外，還難以適用區(qū) 域調(diào)光，難以實(shí)現(xiàn)大型化。作為這種側(cè)光方式的現(xiàn)有技術(shù)，例如已知在專利文獻(xiàn)l中記載的 技術(shù)。 另一方面，在液晶面板的背面?zhèn)扰帕写罅康墓庠礃?gòu)成背光燈的所謂的正下方方 式，為了均勻地照射液晶面板的整個面，需要將液晶面板與光源的距離加大到某種程度，因
此不利于薄型化。另外，為了在正下方方式中使裝置薄型化，需要增加光源數(shù)量，成本以及 電力消耗上升。作為這種正下方方式的現(xiàn)有技術(shù)，例如已知在專利文獻(xiàn)2中記載的技術(shù)。
[專利文獻(xiàn)l]日本特開2008-103162號公報
[專利文獻(xiàn)2]日本特開2008-103200號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供有利于裝置的薄型化，高亮度、亮度均勻性高并且適合于使用區(qū)域調(diào) 光的背光燈單元以及使用著該背光燈單元的液晶顯示裝置。 本發(fā)明提供一種背光燈單元，該背光燈單元具有多個由至少一個以上的光源和用 于將來自該光源的光導(dǎo)向液晶面板側(cè)而射出的導(dǎo)光板構(gòu)成的組，在所述導(dǎo)光板的一端側(cè)配 置有所述光源，在與該一端相對的所述導(dǎo)光板的另一端的背面?zhèn)扰渲糜衅渌慕M的光源， 該背光燈單元中，在所述多個組的各導(dǎo)光板的相互之間形成有縫隙或者槽，將該縫隙或者 槽的寬度記為d，將所述液晶面板的光入射面與所述導(dǎo)光板的光出射面的距離，或者在所述 液晶面板和所述導(dǎo)光板之間配置的光學(xué)部件的光入射面與所述導(dǎo)光板的光出射面的距離 記為h，進(jìn)而，當(dāng)2. 0mm > d lmm， 10. 0mm > h 4mm時，滿足4《h/d《100的條件。
另外，本發(fā)明的背光燈單元中，當(dāng)將上述導(dǎo)光板的光出射面的距離記為L時，滿足 條件LXd/h《10。 另外，上述導(dǎo)光板包括來自設(shè)置在所述一端側(cè)的所述光源的光入射的入射部、用 于擴(kuò)散入射到該入射部的光的擴(kuò)散部、被入射到所述入射部的光射出的光出射面、和形成 在所述入射部與所述光出射面之間的擴(kuò)散導(dǎo)光部， 當(dāng)將所述導(dǎo)光擴(kuò)散部的光行進(jìn)方向的距離記為b，所述導(dǎo)光板的所述入射部的寬 度記為W，與所述各導(dǎo)光板相對應(yīng)的光源的個數(shù)記為N，排列在所述入射部的光源的間距記為P時，滿足
W = PXNP/2/V^《b《P/2X^ 的條件。 上述導(dǎo)光板在上述多個組中也可以連接成一體。 依據(jù)本發(fā)明，能夠提供有利于裝置的薄型化，高亮度、亮度均勻性高而且適于使用 區(qū)域調(diào)光的背光燈單元以及使用著該背光燈單元的液晶顯示裝置。


圖1表示本發(fā)明的第1實(shí)施例。 圖2是表示本發(fā)明第1實(shí)施例的變形例的概觀圖。 圖3是表示本發(fā)明第1實(shí)施例的變形例的水平方向截面圖。 圖4是表示本發(fā)明第1實(shí)施例的變形例的垂直方向截面圖。 圖5表示本發(fā)明的第3實(shí)施例。 圖6表示本發(fā)明的第4實(shí)施例。 圖7表示搭載了本發(fā)明各實(shí)施例的背光燈單元的液晶顯示裝置的一個結(jié)構(gòu)例。 圖8是本實(shí)施例中涉及的實(shí)驗數(shù)據(jù)，表示擴(kuò)散距離和亮度的關(guān)系。符號的說明 1 :光源； 2 :導(dǎo)光板； 3 :底盤； 4 :槽(縫隙)； 5 :光學(xué)部件； 7 :反射部件； 8 :液晶面板； 9:導(dǎo)光板的前端部； 10 :導(dǎo)光板的入射部； 13 :導(dǎo)光板的光出射面； 14 :擴(kuò)散部； 15 :導(dǎo)光板的擴(kuò)散導(dǎo)光部； 16 :導(dǎo)光板的端面。
具體實(shí)施例方式
以下，參照

本發(fā)明的多個實(shí)施方式。
[實(shí)施例1] 參照圖1說明本發(fā)明的第1實(shí)施例。圖1是本發(fā)明第1實(shí)施例的背光燈單元的水 平方向的截面圖。 圖1中，多個光源l例如由發(fā)光二極管(LED)等發(fā)光元件構(gòu)成，沿著導(dǎo)光板2的一 端的邊排列多個。導(dǎo)光板2從液晶面板8側(cè)(從紙面上)觀看的形狀為長方形，在本實(shí)施例 中，設(shè)在其一條短邊上排列多個光源1。在本實(shí)施例中，將多個光源的組與一個導(dǎo)光板2作
5為一個組(以下，為了方便有時也將該組稱為"光源組件")，將該組固定或者安裝在例如由 鋁等金屬構(gòu)成的底盤(chassis)3上，沿著液晶面板8的水平方向排列。在上述例子中，設(shè) 在導(dǎo)光板2的一條短邊側(cè)配置多個光源l，而也可以在導(dǎo)光板2的一條長邊側(cè)配置光源1。
從光源1發(fā)出的光入射到在導(dǎo)光板2的一條短邊上設(shè)置的入射部10，向與該入射 部10相對的作為短邊的前端部9行進(jìn)。如圖所示，本實(shí)施例的導(dǎo)光板2的剖面形狀成為從 其入射部10向前端部9逐漸或者階梯形變細(xì)的形狀，在其背面(與液晶面板8相對的光出 射面13相反的一面)側(cè)，設(shè)置有例如由白色的反射片構(gòu)成的反射部件7，通過了導(dǎo)光板2的 底面的光由該反射部件反射。依據(jù)該結(jié)構(gòu)，入射到入射部10的光由導(dǎo)光板2的各個面以及 /或者反射部件7反射，并被導(dǎo)向光出射面13，從光出射面13向液晶面板8側(cè)出射。
另外，在本例中，將光源1的排列方向(即，導(dǎo)光板2的入射部10的長邊方向)作 為液晶面板8的垂直方向，將來自光源1的光的行進(jìn)方向(即，從入射部10向前端部9的方 向)作為液晶面板8的水平方向，沿著液晶面板8的水平方向以及垂直方向(即，二維地) 排列上述組。而也可以將光源1的排列方向作為液晶面板8的水平方向，將來自光源1的 光的行進(jìn)方向作為液晶面板8的垂直方向，在底盤3上二維地排列上述組。另外，也可以不 是二維，而是僅沿著水平方向或者垂直方向的某個方向排列的所謂的一維排列。
從導(dǎo)光板2的光出射面13出射的光由配置在液晶面板8的背面與導(dǎo)光板2之間 的作為光學(xué)部件的擴(kuò)散片5擴(kuò)散后被均勻化，照射液晶面板8。 在本實(shí)施例中，如圖所示，配置成其它的(鄰接的)光源組件的光源l(b)以及入 射部10位于某個組(光源組件)的導(dǎo)光板2(a)的前端部9的底面(背面)上。S卩，在本 實(shí)施例中，在與導(dǎo)光板2的光出射面13正交的方向(紙面上下方向)中，某個光源組件的 前端部9和與其鄰接的光源組件的光源1以及入射部10重合。這里，在導(dǎo)光板2的入射部 10附近，形成有用于載置鄰接的導(dǎo)光板2的前端部9的臺階差20。另外，在導(dǎo)光板2的相 互之間設(shè)置有縫隙或者溝槽4(以下簡單稱為"槽")。 上述的光源1安裝在例如AGSP (Advanced Grade Solid-BumpProcess)或者氧化 鋁、環(huán)氧玻璃、PCB(Polychlorinated Biphenyl :多氯化聯(lián)苯)、銅基材的布線基板等彎曲基 板6上，作為點(diǎn)光源的LED使用。而也可以使用LED以外的點(diǎn)光源，例如作為半導(dǎo)體激光器 的激光二極管等，還可以使用點(diǎn)光源以外的CCEF(Cold Cathode FluorescentLamp :冷陰極 熒光燈管)或者EEFL(External Electrode FluorescentLamp :外置電極熒光燈管)等的 熒光管。或者也可以利用排列多個點(diǎn)光源，成為線光源型的光源單元。
另外，作為LED，能夠使用光對電極面鉛直方向射出(g卩，向組件的縱方向出射)的 頂視類型，光對電極面水平方向射出(即，向組件的橫方向出射)的側(cè)視類型。在使用頂視 類型的情況下，例如將與底盤3的面平行的基板彎曲，形成與底盤3的面正交的面，在該面 上安裝該頂視類型的LED。另外，在使用側(cè)視類型的情況下，可以安裝在底盤3的上面載置 的與該底盤3的面平行的基板上。進(jìn)而，光源1可以使用例如通過RGB等混色能得到白色 的發(fā)出多種顏色的光的器件。這種情況下雖然沒有圖示，但可以設(shè)置用于使來自各光源的 色光混色的光學(xué)部件。另外，還可以使用相同顏色的光源。進(jìn)而，雖然沒有圖示，但還能夠 將各個光源或者多個光源作為一個單位進(jìn)行控制。 導(dǎo)光板2用丙烯(acryl) 、P匿A(Polymethylmethacrylate :聚甲基丙烯酸甲酯)、 ZE0N0R、BMC(bulk molding compound :預(yù)制整體模塑料)、0Z、聚碳酸酯(polycarbonate)、
6硅、玻璃等的透明的材質(zhì)構(gòu)成。進(jìn)而，導(dǎo)光板2例如在與上述反射部件7相對的面上，實(shí)施
調(diào)整光的透射性、反射性、擴(kuò)散性、配光分布的光學(xué)的凹凸或者控制透射率、反射率的空間
的圖形。這些凹凸或者圖形例如能夠用金屬模制作點(diǎn)印刷、微細(xì)圖形、透鏡。進(jìn)而，導(dǎo)光板2
還可以與擴(kuò)散反射片、反射鏡、擴(kuò)散片、棱鏡片、擴(kuò)散板、偏振光選擇性的反射濾光片等各種
光學(xué)部件相組合，通過蒸鍍、印刷實(shí)現(xiàn)上述的光學(xué)特性。雖然沒有圖示，但為了進(jìn)行導(dǎo)光板
2與底盤3的定位，也可以在導(dǎo)光板2或者底盤3上設(shè)置定位用、固定用的銷榫、？L、槽。 底盤3的材質(zhì)是鋁、鋼、鎂、鈦合金等，通過沖壓(press)、壓鑄(die casting)、切
削等成形。另外，也可以是丙烯、P匿A、 ZE0N0R、 BMC、 0Z、聚碳酸酯、硅等樹脂制。 光學(xué)部件5例如包括擴(kuò)散板或者擴(kuò)散片、棱鏡、透鏡或者帶微細(xì)圖形的片等，在這
些片上還可以設(shè)置微細(xì)周期構(gòu)造或者透鏡效果等的光的擴(kuò)散效果或者遞歸效果等。由此，
進(jìn)一步提高光的均勻性。 反射部件7例如由擴(kuò)散反射片或者鋁反射片、疊層型反射片等構(gòu)成。
當(dāng)僅用一片導(dǎo)光板構(gòu)成了背光燈的情況下，如果進(jìn)行大型化則難以謀求亮度均 勻。從而，考慮將多片亮度均勻性高的導(dǎo)光板組合，構(gòu)成背光燈單元的方法。然而，由于多個 導(dǎo)光板的各亮度分布具有光源1附近的亮度高的傾向，因此在多個導(dǎo)光板的邊界產(chǎn)生亮度 差，背光燈單元的亮度均勻性惡化。另外，由于各個導(dǎo)光板之間、即鄰接的導(dǎo)光板之間的縫 隙或者槽存在，因此產(chǎn)生暗線或者亮線，背光燈單元整個面中的均勻性有可能在多處惡化。
為了解決這樣的問題，在本實(shí)施例中，如圖l所示，在導(dǎo)光板2(a)的入射面上配置 光源l(a)，其光源l(a)相比于與其鄰接的其它光源組件中的導(dǎo)光板2(b)的底面配置在下 部。由此，從光源l(b)直接出射到導(dǎo)光板2(b)的出射面的光被導(dǎo)光板2(a)遮擋。SP，導(dǎo) 光板2(a)具有在與其鄰接的光源組件的光源l(b)的上方遮擋來自其光源的光的作用，同 時與光源l(b)重合。進(jìn)而，在導(dǎo)光板2的背面?zhèn)?，如上所述，由于設(shè)置有反射部件，因此能 夠進(jìn)一步提高遮光效果。 這里，在本實(shí)施例中，將在上述導(dǎo)光板2之間形成的縫隙的寬度記為d，液晶面板8 的光入射面與導(dǎo)光板2的光出射面13的距離，或者，配置在液晶面板8與導(dǎo)光板2之間的 光學(xué)部件5的光入射面與導(dǎo)光板2的光出射面的距離記為h，進(jìn)而，當(dāng)2. 0mm > d > 0. lmm， 10. 0mm > h4mm時，滿足下述的條件。
4《h/d《100。 將上部條件稱為條件1。另外，如果在液晶面板8與導(dǎo)光板2之間沒有配置光學(xué) 部件5，則上述距離h成為液晶面板8的光入射面與導(dǎo)光板2的光出射面13的距離。如果 在液晶面板8與導(dǎo)光板2之間配置光學(xué)部件5，則成為其光學(xué)部件5的光入射面與導(dǎo)光板2 的光出射面13的距離。這時，在重疊多片光學(xué)部件5配置在液晶面板8與導(dǎo)光板2之間的 情況下，成為最接近導(dǎo)光板2側(cè)的光學(xué)部件5的入射面與導(dǎo)光板2的光出射面13的距離。
依據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，即使對于導(dǎo)光板2的長度L(光出射面13的從導(dǎo)光板2的入射 部向前端部的方向上的距離，除去臺階部20)使h充分小(例如，L二60mm，h二3mm)，以比 較多的分割數(shù)(例如64分割 512分割等)分割背光燈單元的光出射區(qū)，也能夠適當(dāng)?shù)嘏?列導(dǎo)光板，能夠?qū)崿F(xiàn)薄型背光燈。 在使用多片導(dǎo)光板2的情況下，液晶面板8的顯示影像的與導(dǎo)光板2相互之間的 邊界相對應(yīng)的部分出現(xiàn)亮度降低，而根據(jù)導(dǎo)光板2之間的邊界的形狀(例如，邊界端面具有傾斜角度或者是擴(kuò)散面的情況)，還有在液晶面板8的顯示影像的與上述邊界相對應(yīng)的部 分中發(fā)生亮線的情況。 在本實(shí)施例中，為了降低這種在與邊界相對應(yīng)部分產(chǎn)生的亮度降低或者亮線，導(dǎo) 出了上述的條件1。即，根據(jù)上述條件l，設(shè)置與在導(dǎo)光板2的邊界上設(shè)置的槽的寬度相對 應(yīng)的充分的擴(kuò)散距離h，使得從導(dǎo)光板2正規(guī)射出的光能夠照射與上述邊界相對應(yīng)的部分。
由此，能夠減少顯示影像的與導(dǎo)光板2之間的邊界相對應(yīng)部分中的亮線或者暗線 的峰值，能夠使液晶面板8的顯示影像中的亮度分布均勻。這里，h的值取為不足10mm，如 果超過該值則不利于顯示裝置的薄型化，例如，難以實(shí)現(xiàn)裝置的厚度(進(jìn)深)為20mm以下 的裝置。進(jìn)而，會產(chǎn)生亮度降低的問題。由此，h最好取為10mm以下。上述條件l是根據(jù) 從本發(fā)明者們的實(shí)驗得到的擴(kuò)展距離與亮度不均勻的實(shí)驗數(shù)據(jù)導(dǎo)出的。 參照圖8對于該實(shí)驗的數(shù)據(jù)進(jìn)行說明。 例如，在照射400mm的區(qū)域的情況下，從實(shí)驗?zāi)軌蛎鞔_得知擴(kuò)散距離和亮度比率 的關(guān)系如圖8所示。如圖8所示，能夠理解出為了得到更高的亮度，必須縮短擴(kuò)散距離。例 如，擴(kuò)散距離是10mm時的亮度，與擴(kuò)散距離是Omm時的亮度相比，約是90% 。因此，背光 燈能夠得到實(shí)用的亮度，并且為了不用目測確認(rèn)亮度不均，需要如下所示構(gòu)成背光燈。艮P， 在所述多組中的各導(dǎo)光板的相互之間形成有間隙或者溝槽，將該間隙或者溝槽的寬度設(shè) 為d，將所述液晶面板入射面和所述導(dǎo)光板的光出射面的距離，或者所述液晶面板與所述導(dǎo) 光板之間配置著的光學(xué)部件的光入射面和所述導(dǎo)光板的光出射面的距離設(shè)為h，進(jìn)而，當(dāng) 2. Omm > d lmm， 10. Omm > h 4mm時，滿足下述的條件。
4《h/d《100。 這樣，本實(shí)施例通過滿足條件1那樣配置光源組件，能夠使液晶面板8的顯示影像 的亮度分布均勻，其結(jié)果，能夠提供降低了由成為背光燈單元的亮度不均勻的原因的導(dǎo)光 板的縫隙所導(dǎo)致的亮度分布的不均勻性的背光燈單元。 進(jìn)而，由設(shè)置在導(dǎo)光板2背面的反射部件7，抑制在光源1上重合的導(dǎo)光板2的前 端部9附近的亮度上升。與此同時，由于如上述那樣將擴(kuò)散距離h充分確保為滿足條件1， 因此通過減少從導(dǎo)光板2之間的縫隙發(fā)生的暗線不均勻或者亮線不均勻，抑制導(dǎo)光板2之 間的交界線的亮度差，能夠提供亮度均勻性高、大型的背光燈單元。 進(jìn)而，由于光源1配置在背光燈單元的整個面上，來自光源1的發(fā)熱的密度減小， 能夠提供散熱性高的背光燈單元。而且，通過在上述的背光燈單元中組合液晶面板8，能夠 提供亮度均勻性高的影像顯示裝置。 圖2 4表示本實(shí)施例的變形例，圖2表示該變形例的概觀圖，圖3表示水平方向 (從入射部10向前端部9的方向)的截面圖，圖4表示垂直方向(光源l的排列方向)的 截面圖。導(dǎo)光板2在背光燈單元2上二維配置，連接多片導(dǎo)光板。圖2中，如果關(guān)注導(dǎo)光 板2 (a) 、2 (b) 、2 (c) 、2 (d)，則各導(dǎo)光板連接成一體，在各導(dǎo)光板的邊界，設(shè)置沿著垂直方向 分割導(dǎo)光板的槽4(a)和沿著水平方向分割導(dǎo)光板的槽4(b)。能夠由該槽4(a)、4(b)分割 各導(dǎo)光板的光分布。因此，能夠在各導(dǎo)光板中分配最佳的光量。該槽的剖面形狀可以取為 V字形或者梯形、光直面或者在頂端設(shè)置了R的大致U字形。另外，在導(dǎo)光板成型時考慮到 模具的起模斜度，槽的壁面帶有單側(cè)2度以上的模具起模斜度。槽的表面是產(chǎn)生全反射那 樣的通過模具成型構(gòu)成的平板面(鏡面標(biāo)準(zhǔn))。
8
沿著垂直方向分割導(dǎo)光板的槽4(a)的深度隨著該槽4(a)延伸的方向使導(dǎo)光板2 的厚度減薄，構(gòu)成為從入射部10向前端部9逐漸變淺。從而，在前端部9中槽寬度d也減 小。上述條件l由于是從代表性的槽寬度d求出擴(kuò)散距離h，因此如果計算其槽寬度的最大 值，則擴(kuò)散距離h可以得到充分的距離。從而，比槽寬度d的代表值狹窄的槽寬度的部分充 分地進(jìn)行光擴(kuò)散，沒有亮度不均勻。 而且，通過分別單獨(dú)地控制一維或者二維連接配置的導(dǎo)光板2的亮度，能夠局部 地控制背光燈單元上的亮度。其結(jié)果，通過與影像信號相結(jié)合控制來自光源組件的光的強(qiáng) 度，能夠改善對比度。 在上述變形例中，導(dǎo)光板的連接既可以是僅垂直方向一列，也可以是僅水平方向 一行。進(jìn)而，如圖2所示，還可以是水平方向以及垂直方向的二維連接。在該連接導(dǎo)光板中， 如上述那樣設(shè)置槽4(a) 、 (b)，這種槽的形狀例如可以做成V字形、梯形、在谷底前端設(shè)置著 曲率R的U字形。由于該槽，在液晶面板8的顯示影像的與該槽對應(yīng)的部分中發(fā)生暗線或 者亮線，作為光分布的特異線，成為亮度不均勻的原因。然而，與上述的例子相同，如果將擴(kuò) 散距離h設(shè)置成滿足上述條件l，則由于來自光出射面13的光按照該擴(kuò)散距離h被充分?jǐn)U 散了以后，到達(dá)包括擴(kuò)散板等的光學(xué)部件5，因此能夠得到均勻的亮度分布(也能夠定義光 分布、光度分布)。 另一方面，由于本變形例的導(dǎo)光板連接構(gòu)成為一體，因此一部分的光越過導(dǎo)光板 的邊界從側(cè)面入射到鄰接導(dǎo)光板，光發(fā)生混合。這里，來自光源的光向鄰接導(dǎo)光板的漏光量 能夠根據(jù)導(dǎo)光板之間形成的槽4的深度或者形狀控制。例如，從入射部10向前端部9，如果 使槽的深度始終成為厚度的一半，則漏光成為接近大約10% 50%。當(dāng)然，漏光量根據(jù)光 源數(shù)或者導(dǎo)光板的寬度變化。另外，如果使槽的深度始終成為導(dǎo)光板的厚度的大約1/3，則 漏光量增加到20 % 60 % ，如果成為1/4則漏光量成為30 % 70 % ，如果成為1/5則漏光 量成為30% 80%。 上述的漏光量在進(jìn)行區(qū)域調(diào)光(Local Dimming :局部調(diào)光)的情況下，為了得到 良好的活動圖像性能進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。這里，所謂區(qū)域調(diào)光，是根據(jù)影像信號按各區(qū)域(area : 區(qū)域)控制背光燈的光的強(qiáng)度，例如，在顯示月亮懸掛在夜空中的影像的情況下，其控制 為，對于與夜空部分相對應(yīng)的區(qū)域減少光量，對于與月亮相對應(yīng)的區(qū)域相對地增大光量。
—般，在使用了多片導(dǎo)光板的背光燈單元中，在通過區(qū)域調(diào)光，在每個所希望的區(qū) 域控制光量的情況下，例如，當(dāng)使某個光源組件(導(dǎo)光板)單獨(dú)發(fā)光時，與其導(dǎo)光板的周圍 鄰接的光源組件中的光源成為0FF。這種情況下，從發(fā)光的導(dǎo)光板向至少上下左右的2 4 片鄰接導(dǎo)光板的漏光量，優(yōu)選成為接近該鄰接導(dǎo)光板的各中央亮度的大約20%或者其以上 的50% 。通過這樣設(shè)定漏光量，能夠抑制相互鄰接的光源0N的光源組件中的導(dǎo)光板與光源 OFF的光源組件中的導(dǎo)光板的亮度級差，能夠提高畫質(zhì)。為了得到上述那樣的漏光量，可以 使槽4的深度成為例如導(dǎo)光板2的厚度的大約1/2 1/3。當(dāng)然，在希望得到更多的漏光量 的情況下，可以使槽深度比該值淺(例如導(dǎo)光板2的厚度的大約1/4 1/5)。
如上所述，依據(jù)本實(shí)施例能夠提供有利于裝置的薄型化，明亮而且亮度均勻性高，
適于使用區(qū)域調(diào)光的背光燈單元和使用著該背光燈單元的液晶顯示裝置。
[實(shí)施例2] 接著，說明本發(fā)明的第2實(shí)施例。該第2實(shí)施例的背光燈單元的結(jié)構(gòu)與第1實(shí)施例相同，而作為光源組件中的配置方面的條件，設(shè)定了其它的條件。該條件如下。 S卩，將上述導(dǎo)光板2之間形成的縫隙的寬度記為d，液晶面板8的光入射面與導(dǎo)光
板2的光出射面13的距離，或者液晶面板8與導(dǎo)光板2之間設(shè)置的光學(xué)部件5的光入射面
與導(dǎo)光板2的出射面的距離記為h，導(dǎo)光板2的光出射面13的從導(dǎo)光板2的入射部向前端
部的方向的距離記為L，進(jìn)而，當(dāng)2. 0mm > dlmm， 10. 0mm > h 4mm時，滿足以下的條件。 LXd/h《10 以下將上述條件稱為條件2。 本實(shí)施例通過滿足條件2那樣配置光源組件，根據(jù)擴(kuò)散距離h充分?jǐn)U散來自導(dǎo)光 板2的光出射面13的光，能夠減少與導(dǎo)光板2之間的邊界相對應(yīng)部分中的暗線或亮線，能 夠減少照射面中的亮度不均勻。這里，例如當(dāng)L = 60mm， d = 0. 5mm(這是考慮導(dǎo)光體的 熱膨脹和成型時的部件精度、組裝誤差，將縫隙取為0. 5mm的情況)時，由于是LXd/10 = 3mm《h，因此如果h確保為3mm 4mm，則擴(kuò)散距離充分。另外，在取為d = 1. Omm的情況 下成為LXd/10 = 6mm《h，h必須大于6mm。上述條件2是根據(jù)由本發(fā)明者們的實(shí)驗得到 的擴(kuò)散距離與亮度不均勻的實(shí)驗數(shù)據(jù)導(dǎo)出的。 S卩，根據(jù)本發(fā)明者們的實(shí)驗?zāi)軌蚺忻鳎绻褂蒙鲜鼍嚯xL、間隙的寬度d以及距 離h，則用LXh/d表示亮度不均(換言之，亮度不均與LXh/d大致成比例)。這表示，基于 間隙的照射面的亮度的下降與該間隙的寬度d大致成比例，以及如果導(dǎo)光板的尺寸L變大， 則亮線或者暗線易于看見。因此，如果按照滿足上述條件的方式構(gòu)成背光燈，則能夠降低 (不醒目)通過間隙產(chǎn)生的亮度不均(亮線或者暗線) 與亮度不均勻有關(guān)的數(shù)據(jù)例如也能夠遵從C0S4法則定義亮度的均勻性，精密地 計算求出。這里，根據(jù)導(dǎo)光板2具有的擴(kuò)散功能、光均勻化功能、反射功能以及設(shè)置在光出 射面上的擴(kuò)散板等光學(xué)部件5等，數(shù)學(xué)公式復(fù)雜，而且向有多個參數(shù)的數(shù)列式變化。從而， 如條件2那樣用單純的幾何光學(xué)的近似式或者實(shí)驗式定義的方法因設(shè)計時的使用方便也 是有利的。 另外，如果設(shè)L = 90mm，則由于導(dǎo)光板的尺寸大，導(dǎo)光板2之間的縫隙間的暗線或 者亮線顯著，因此為了減少它們，必須取更大的擴(kuò)散距離。這時，如果(1= l.Omm，則由于根 據(jù)條件2成為LXd/10 = 9mm《h，因此擴(kuò)散距離需要更長。 在亮度不均勻是網(wǎng)格形的情況下，雖然人的眼睛難以感知該網(wǎng)格的間距細(xì)和亮度 不均勻，但是如果間距寬，則易于感知與細(xì)時相同的亮度不均勻的電平(亮度差)以及不均 勻的寬度。從而，在加大L的情況下，如果沒有將擴(kuò)散距離取為很長，則不能充分地擴(kuò)散光， 暗線或亮線的亮度不均勻變得顯著。在本實(shí)施例中，根據(jù)條件2，能夠設(shè)定與導(dǎo)光板的尺寸 (L)相對應(yīng)的擴(kuò)散距離h，有利于裝置的薄型化，而且能得到適于各種尺寸的導(dǎo)光板的光學(xué) 性能，即均勻的亮度分布(也能定義光分布、照度分布)。 在該第2實(shí)施例中確定的條件2當(dāng)然在圖2表示的第1實(shí)施例的變形例中也能適 用。[實(shí)施例3] 接著，參照圖5說明本發(fā)明的第3實(shí)施例。 圖5是從液晶面板8側(cè)觀看本實(shí)施例的多片導(dǎo)光板2的平面圖。在本例中，排列了4片導(dǎo)光板2。 本實(shí)施例如圖5所示，對導(dǎo)光板2的每一片，在來自光源的光入射的入射部10上 設(shè)置用于擴(kuò)散該入射光的擴(kuò)散單元14，同時，在入射部10到光出射面13之間設(shè)置了導(dǎo)光擴(kuò) 散部15。 這里，當(dāng)將導(dǎo)光擴(kuò)散部15的從導(dǎo)光板2的入射部9向前端部10的方向的距離記 為b，光源1的個數(shù)記為N，該導(dǎo)光板2的入射部9的寬度(光源1的排列方向的尺寸)記 為W，配置在入射部9的光源1的間距記為P時滿足以下的條件。另外，在入射部10均等配 置了光源1的情況下，從配置在入射部9兩端的光源到導(dǎo)光板2的端面16的間距成為P/2 的距離，將配置在剩余的中間側(cè)的光源間距定義為P。
W = PXNP/2/V^《b《P/2X 以下，將上述的條件稱為條件3。通過滿足該條件3那樣配置光源l，能夠確保與 光源的間距P相關(guān)聯(lián)的必要的導(dǎo)光擴(kuò)散距離b。 例如，來自LED或者激光光源等的光進(jìn)行擴(kuò)散所需要的充分的導(dǎo)光擴(kuò)散距離b，如 果光源1的排列間距寬，則需要加長。另一方面，光源1的排列間距短的情況下，即使縮短 導(dǎo)光擴(kuò)散距離b，各光源的光也充分地相互混合，向光出射面13輸出來自光源的光。
例如，如果將入射部9的寬度W取為48mm，進(jìn)而排列6個作為光源的LED ，將
間距P取為大約8mm，則成為P / 2 / VI=2. 3mm，P / 2X 二6.9mm，如果確保
2. 3mm《b《6. 9mm，則可以得到混合光源光所需要的充分的導(dǎo)光距離。由此，由于混合并 平均由光源的個體差產(chǎn)生的亮度差或者色度差、配光分布差等，因此能夠在色度、亮度、配 光的方面將從各個導(dǎo)光體出射的光均勻化。 這里，擴(kuò)散導(dǎo)光板2的入射部10的光源光的擴(kuò)散部14在使擴(kuò)散角度成為對于法 線(與入射部9的面正交的線)為70度的情況下，S卩，以70度的角度使來自光源的主要光 擴(kuò)散的情況下，用于光混合的導(dǎo)光距離b是大約2. 3mm，很充分。另一方面，在光源1的入射 部10的擴(kuò)散角度對于法線以45度擴(kuò)散的情況下，是b = 4mm，在以30度的角度使光源的主 要光擴(kuò)散的情況下，需要成為b = 6. 9mm。這時，如果將從導(dǎo)光板2的光出射面13到液晶 面板8側(cè)的擴(kuò)散板5的入射面的距離h(到背光燈單元的照射面和導(dǎo)光板的距離)取為與 b大致相同的距離，則對于來自導(dǎo)光板2的出射光的擴(kuò)散能夠確保充分的距離h，能夠提供 具有均勻分布的背光燈。 依據(jù)以上的第3實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，能夠減少作為光源的LED的選擇購入的選擇數(shù)，能 夠確保穩(wěn)定的產(chǎn)品合格率。即，LED或者激光器(LD)在從光源廠家購入時，存在光學(xué)性能 分散性(參差不齊)，例如，亮度分散性或者除此以外的色調(diào)(色溫)、配光分布、面內(nèi)分布、 角度特性等的分散性。 例如，在光源廠家方面測定光學(xué)特性或者分布等，通過將具有類似光學(xué)特性的光 源從整體分開進(jìn)行分類，能夠?qū)⒁种屏四撤N程度的分散性的光學(xué)特性均勻的光源集中。然 而，這種情況下，產(chǎn)品合格率差，另外，由于上述的分散性對于中心標(biāo)準(zhǔn)是常態(tài)分布，因此難 以按照相同的比例將具有各種光學(xué)特性的光源分類。從而，在將具有從中心標(biāo)準(zhǔn)偏移的性 能的光源使用在一個光源單元中的情況下，直到生產(chǎn)出所希望數(shù)量的具有相同性能的光源 需要預(yù)先存儲，不得不進(jìn)行長時間的庫存。因此，附加了光源單價和庫存費(fèi)，會成為高價的光源或者背光燈。 依據(jù)本實(shí)施例，由于像滿足上述的條件3那樣配置光源，因此即使光源具有某種 程度的光學(xué)特性的分散(參差不齊)，也能夠允許使用。這是因為設(shè)置具有導(dǎo)光距離b的導(dǎo) 光板擴(kuò)散部15，在導(dǎo)光板的光入射側(cè)附近擴(kuò)散并混合多個光源光。由此，對提高合格率做出 貢獻(xiàn)，由于即使不用選擇大量LED也可以購入，因此能夠減低光源成本。另外，在一片導(dǎo)光 板中使用的光源個數(shù)為2個以上，能夠排列到12個，而在光源是高功率(high power)(例 如501m 2001m/個)的情況下，在一片導(dǎo)光板中也能夠使用一個光源。這樣的情況由于 也從鄰接導(dǎo)光板的端部發(fā)生漏光，發(fā)生光的混合，因此能夠減少光源的選擇數(shù)，實(shí)現(xiàn)光源的 合格率提高，能夠降低成本。進(jìn)而，在第1實(shí)施例的變形例中表示的一體型的連接導(dǎo)光板的 情況下，由于能夠更充分地進(jìn)行光的混合，因此光源的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格條件變緩和，能夠期望低成 本。 另外，在本實(shí)施例中，構(gòu)成為使用光學(xué)特性不同的LED進(jìn)行平均化得到亮度。例 如，在CIE表色系統(tǒng)的色度坐標(biāo)中，當(dāng)將成為某個基準(zhǔn)的LED的色度定為(x = 0.25， y = 0.25)時，通常使用預(yù)定誤差范圍(例如x =-0.01， y =-0.01)的LED。在本發(fā)明中，通 過使用比該誤差范圍還大的特性的多個LED，例如，(x = 0. 25， y = 0. 23)的LED和(x = 0. 25， y = 0. 27)的LED，將它們平均后能夠得到與基準(zhǔn)LED的色度(x = 0. 25， y = 0. 25) 幾乎相同的色度。由此，依據(jù)本結(jié)構(gòu)，由于即使使用光學(xué)特性的分散性大的LED也能得到所 希望的特性，因此不需要例如用于抽取具有近似特性的LED的作業(yè)，能夠降低成本。當(dāng)然， 即使是LED以外的發(fā)光元件也能得到同樣的效果。
[實(shí)施例4] 接著，參照圖6說明本發(fā)明的第4實(shí)施方式。 第4實(shí)施例的特征是，在第1 第3實(shí)施例中記載的背光燈單元中，例如，如圖6 所示，按照上述擴(kuò)散距離h的間隔，在導(dǎo)光板2的上部，作為光學(xué)部件設(shè)置至少兩種以上的 具有微細(xì)周期構(gòu)造的擴(kuò)散板5以及光學(xué)片17。由此，根據(jù)擴(kuò)散單元與距離h的相關(guān)作用，能 夠進(jìn)一步減少在導(dǎo)光板2的邊界發(fā)生的光量不均勻，能夠提供均勻性高的背光燈。具有微 細(xì)周期構(gòu)造的擴(kuò)散板5或者光學(xué)片17即使是市場銷售的產(chǎn)品也有充分的效果，而如果是具 有微細(xì)周期細(xì)的三角形或類似剖面的結(jié)構(gòu)，則能夠控制光的角度，根據(jù)擴(kuò)散效果和光的遞 歸效果反復(fù)進(jìn)行光的反射，能夠減少邊界不均勻的暗部或者亮部的峰值亮度。
另外，上述光學(xué)片17即使成為放置在導(dǎo)光板2上的結(jié)構(gòu)，光的擴(kuò)散效果或者遞歸 效果也能夠放大，導(dǎo)光板2之間的邊界的亮度不均勻或者各個導(dǎo)光板面內(nèi)的亮度不均勻也 能夠減少。另外，光學(xué)片17還可以是提高亮度片、擴(kuò)散性的片或者它們的組合。通過這樣 做，來自導(dǎo)光板2的出射光的配光分布發(fā)生變化，亮度不均勻改善。其結(jié)果能夠提供亮度均 勻性高的背光燈單元。 進(jìn)而，使用圖7，說明適用了本實(shí)施方式的背光燈單元的液晶顯示裝置的一個結(jié)構(gòu) 例。這樣的液晶顯示裝置包括第1實(shí)施例 第4實(shí)施例的背光燈單元，添加液晶面板8，構(gòu) 成影像顯示裝置，圖7表示了其顯示裝置的主要部分的剖面。 本實(shí)施方式的液晶顯示裝置如圖所示，具備光源1或者液晶面板8的驅(qū)動電路、進(jìn) 而向影像信號處理電路19等的各種電路供電的電源18、對用于在液晶面板8上顯示的影像 信號實(shí)施Y修正或者對比度修正，進(jìn)而根據(jù)需要，實(shí)施倍速變換處理或者幀速率變換處理等各種信號處理的影像信號處理電路19、用于使背光燈動作的背光燈用電路20、底盤3、前 面罩或者背面罩等的裝飾部件21。通過使各部件薄型化(例如使厚度為8mm以下)，能夠 提供薄型的搭載了 LED背光燈的液晶電視機(jī)、液晶監(jiān)視器等液晶顯示裝置。另外，能夠使該 顯示裝置的厚度包括安裝液晶面板在內(nèi)的最薄部分成為10mm 19mm以下。S卩，本實(shí)施方 式的液晶顯示裝置很薄，亮度均勻性高，能夠顯示高品位的影像。 以上說明了本發(fā)明的實(shí)施例，而這些實(shí)施方式是本發(fā)明的一個實(shí)施例，并不是要 將本發(fā)明限于這些實(shí)施方式。本發(fā)明不限于實(shí)施例，在本發(fā)明所屬的技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)只要具有 通常的知識，則當(dāng)然就能夠在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變更。
1權(quán)利要求
一種背光燈單元，該背光燈單元具有多個由至少一個以上的光源和用于將來自該光源的光導(dǎo)向液晶面板側(cè)而射出的導(dǎo)光板構(gòu)成的組，在所述導(dǎo)光板的一端側(cè)配置有所述光源，在與該一端相對的所述導(dǎo)光板的另一端的背面?zhèn)扰渲糜衅渌慕M的光源，該背光燈單元的特征在于，在所述多個組的各導(dǎo)光板的相互之間形成有縫隙或者槽，將該縫隙或者槽的寬度記為d，將所述液晶面板的光入射面與所述導(dǎo)光板的光出射面的距離，或者在所述液晶面板和所述導(dǎo)光板之間配置的光學(xué)部件的光入射面與所述導(dǎo)光板的光出射面的距離記為h，進(jìn)而，當(dāng)2.0mm≥d≥0.1mm，10.0mm≥h≥0.4mm時，滿足4≤h/d≤100的條件。
2. —種背光燈單元，該背光燈單元具有多個由至少一個以上的光源和用于將來自該 光源的光導(dǎo)向液晶面板側(cè)而射出的導(dǎo)光板構(gòu)成的組，在所述導(dǎo)光板的一端側(cè)配置有所述光 源，在與該一端相對的所述導(dǎo)光板的另一端的背面?zhèn)扰渲糜衅渌慕M的光源，該背光燈單 元的特征在于，在所述多個組的各導(dǎo)光板的相互之間形成有縫隙或者槽，將該縫隙或者槽的寬度記為d，將所述液晶面板的光入射面與所述導(dǎo)光板的光出 射面的距離，或者在所述液晶面板和所述導(dǎo)光板之間配置的光學(xué)部件的光入射面與所 述導(dǎo)光板的光出射面的距離記為h，將所述導(dǎo)光板的光出射面的距離記為L，進(jìn)而，當(dāng) 2. 0mm > dlmm， 10. 0mm > h4mm時，滿足<formula>formula see original document page 2</formula>的條件。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的背光燈單元，其特征在于， 所述導(dǎo)光板在所述多個組中連接。
4. 一種背光燈單元，該背光燈單元具有由多個光源和用于將來自該光源的光導(dǎo)向液晶 面板側(cè)而射出的導(dǎo)光板構(gòu)成的多個組，在所述導(dǎo)光板的一端側(cè)所述多個光源沿著所述導(dǎo)光 板的寬度方向排列，在與該一端相對的所述導(dǎo)光板的另一端的背面?zhèn)扰渲糜衅渌慕M的光 源，該背光燈單元的特征在于，所述導(dǎo)光板包括來自設(shè)置在所述一端側(cè)的所述光源的光入射的入射部、用于擴(kuò)散入射 到該入射部的光的擴(kuò)散部、被入射到所述入射部的光射出的光出射面、和形成在所述入射 部與所述光出射面之間的擴(kuò)散導(dǎo)光部，當(dāng)將所述導(dǎo)光擴(kuò)散部的光行進(jìn)方向的距離記為b，所述導(dǎo)光板的所述入射部的寬度記 為W，與所述各導(dǎo)光板相對應(yīng)的光源的個數(shù)記為N，排列在所述入射部的光源的間距記為P 時，滿足<formula>formula see original document page 2</formula>的條件。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的背光燈單元，其特征在于， 設(shè)置所述距離h的間隔，在導(dǎo)光板的上部設(shè)置至少兩種以上具有微細(xì)周期構(gòu)造的擴(kuò)散板以及擴(kuò)散片。
6. —種液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置具備液晶面板和用于在該液晶面板上照射光的 背光燈單元，所述背光燈單元具有多個由至少一個以上的光源和用于將來自該光源的光導(dǎo) 向所述液晶面板側(cè)而射出的導(dǎo)光板構(gòu)成的組，在所述導(dǎo)光板的一端側(cè)配置有所述光源，在 與該一端相對的所述導(dǎo)光板的另一端的背面?zhèn)扰渲糜衅渌慕M的光源，該液晶顯示裝置的 特征在于，在所述多個組的各導(dǎo)光板的相互之間形成有縫隙或者槽，將該縫隙或者槽的寬度記為d，將所述液晶面板的入射面與所述導(dǎo)光板的光出射面的 距離，或者在所述液晶面板和所述導(dǎo)光板之間配置的光學(xué)部件的光入射面與所述導(dǎo)光板的 光出射面的距離記為h，進(jìn)而，當(dāng)2. 0mm > dlmm， 10. 0mm > h4mm時，滿足4《h/d《100的條件。
7. —種液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置具備液晶面板和用于在該液晶面板上照射光的 背光燈單元，所述背光燈單元具有多個由至少一個以上的光源和用于將來自該光源的光導(dǎo) 向所述液晶面板側(cè)而射出的導(dǎo)光板構(gòu)成的組，在所述導(dǎo)光板的一端側(cè)配置有所述光源，在 與該一端相對的所述導(dǎo)光板的另一端的背面?zhèn)扰渲糜衅渌慕M的光源，該液晶顯示裝置的 特征在于，在所述多個組的各導(dǎo)光板的相互之間形成有縫隙或者槽，將該縫隙或者槽的寬度記為d，將所述液晶面板的光入射面與所述導(dǎo)光板的光出 射面的距離，或者在所述液晶面板和所述導(dǎo)光板之間配置的光學(xué)部件的光入射面與所 述導(dǎo)光板的光出射面的距離記為h，將所述導(dǎo)光板的光出射面的距離記為L，進(jìn)而，當(dāng) 2. 0mm > dlmm， 10. 0mm > h4mm時，滿足LXh/d《100的條件。
8. —種液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置具備液晶面板和用于在該液晶面板上照射光的 背光燈單元，所述背光燈單元具有多個由至少一個以上的光源和用于將來自該光源的光導(dǎo) 向所述液晶面板側(cè)而射出的導(dǎo)光板構(gòu)成的組，在所述導(dǎo)光板的一端側(cè)配置有所述光源，在 與該一端相對的所述導(dǎo)光板的另一端的背面?zhèn)扰渲糜衅渌慕M的光源，該液晶顯示裝置的 特征在于，所述導(dǎo)光板包括來自設(shè)置在所述一端側(cè)的所述光源的光入射的入射部、用于擴(kuò)散入射 到該入射部的光的擴(kuò)散部、被入射到所述入射部的光射出的光出射面、和形成在所述入射 部與所述光出射面之間的擴(kuò)散導(dǎo)光部，當(dāng)將所述導(dǎo)光擴(kuò)散部的光行進(jìn)方向的距離記為b，所述導(dǎo)光板的所述入射部的寬度記 為W，與所述各導(dǎo)光板相對應(yīng)的光源的個數(shù)記為N，排列在所述入射部的光源的間距記為P 時，滿足W = PXNP/2/ V^《b《P/2XV^的條件。
全文摘要
本發(fā)明提供薄型而且高品質(zhì)、亮度均勻性高的背光燈單元及使用著該背光燈單元的液晶顯示裝置，背光燈單元具有多個由光源(1)和用于將來自該光源的光導(dǎo)向液晶面板側(cè)而射出的導(dǎo)光板(2)構(gòu)成的組，在所述導(dǎo)光板的一端側(cè)配置有所述光源，在與該一端相對的所述導(dǎo)光板的另一端的背面?zhèn)扰渲糜衅渌慕M的光源。在多個組的各導(dǎo)光板的相互之間形成有縫隙或者槽(4)，將該縫隙或者槽的寬度記為d，將所述液晶面板的光入射面與所述導(dǎo)光板的光出射面的距離，或者在所述液晶面板和所述導(dǎo)光板之間配置的光學(xué)部件的光入射面與所述導(dǎo)光板的光出射面的距離記為h，進(jìn)而，當(dāng)2.0mm≥d≥0.1mm，10.0mm≥h≥0.4mm時，滿足4≤h/d≤100的條件。
文檔編號F21Y101/02GK101788116SQ20101000430
公開日2010年7月28日 申請日期2010年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月22日
發(fā)明者井上一, 大內(nèi)敏, 山下芳春, 崎田康一 申請人:日立民用電子株式會社