CN101479527A - 光源装置、背光灯装置以及液晶显示器 - Google Patents

Abstract

光源装置(11)具备：使轴线(L)沿着相同方向地隔开间隔配置的多个管形状的光源(17)；和反射板(18)，从光取出方向观察时配置在光源(17)的背面侧。反射板(18)具备：与光源(17)对置的平坦部(28)；和凹形状部(27)，沿着从平坦部(28)相对光源(17)远离的方向凹陷，开口缘(29)是圆形或者椭圆形。从光取出方向观察时至少沿着光源的轴线(L)配置多个凹形状部(27)。从而，可得到不依赖于光源(17)的配置方向的配光特性。

Description

光源装置、背光灯装置以及液晶显示器

技术领域

本发明涉及一种适合于液晶显示器的背光灯装置的光源装置。

背景技术

近年来，使显示器薄型化的技术开发正在积极进行，取代显像管，称为平板显示器(Flat Display Panel：FDP)的新型显示器被广泛地商品化。FDP中，最有力的方式之一就是液晶显示器。液晶显示器由液晶面板和称为背光灯装置的面状的光源装置构成。通过使液晶面板的由液晶元件形成的各像素的窗电开闭，由此来自背光灯装置的光选择性地透过各像素的窗。利用这些透过光在面板表面上显示影像和文字。

作为液晶显示器的最近的开发动向，要求大型化、高亮度化。为了满足这些要求，有时作为背光灯装置采用被称为“直下型”的方式的光源装置。一般直下型的光源装置具备：平行排列的多个长条的管形状的光源；在这些光源上配置的用于提高一致性(uniformity)、聚光性的扩散板、扩散片、透镜片等光学片群；使来自光源的光朝向光学片群反射的反射板。

在直下型的光源装置中，由于在各光源的正上方处发光高、在光源间的区域中发光少，因此存在因亮度差而形成条文状的图案的倾向。从而，直下型的光源装置中重要课题是，构成一种使平行排列的光源作为亮度均匀的面(一致性高的面)发光的光学系统。

在现有的直下型的光源装置中，为了提高一致性，有些光源装置具备用于提高光源间的光量的反射板。例如，在专利文献1中公开了具备这种反射板的光源装置。

图20是专利文献1的光源装置的截面。在图20中，光源1是长条的荧光管，通常使用冷阴极荧光灯。平面反射面2是反射率低的反射板。三角形突条部3是反射率高的反射板，与平面反射面2分开制造。三角形突条部3在与从光取出方向观察时平面反射板2上的光源1间的间隙4对应的位置处，沿着光源1的长边方向延伸配置。通过将从光源1发出而由三角形突条部3反射后的光线5引导至光源1间的间隙4，来增加间隙4的光量，从而实现了一致性的提高。

在专利文献2中，与专利文献1同样，公开了一种在与反射板上的光源间的间隙对应的位置处设置沿着光源的长边方向延伸的突条的反射板。

然而，如图20所示，沿着光源1间的长边方向配置了三角形突条部3的结构，将会对来自光源1的照射的角特性产生很大的影响。下面，对这一点进行说明。

当将直下型的光源装置作为液晶显示器的背光灯装置使用的情况下，通常、在将重力方向作为上下方向时的横方向上以管轴或轴线延伸的姿势来配置长条的管形状的光源。当图20的光源装置的情况下，按照该光源1的姿势，三角形突条部3也配置成沿着横方向延伸。在此配置中，由于上下方向的反射光被三角形突条部3遮蔽，因此与横方向的反射光相比较少。从而，作为液晶显示器，虽然横方向的视角宽，但是上下方向的视角(仰角以及俯视角)受到三角形突条部3的限制，因此比横方向的视角更窄。但是，由于在实际使用中从上下方向眺望液晶显示器的情况少，因此上下方向的视角较窄对实际应用上不会成为大问题。

公知一种以氙气等惰性气体作为主要的放电介质使用的无汞荧光灯。此无汞荧光灯在没有使用汞的这一点在环保的观点出发是理想的，且具有亮度不受周围温度的影响的优点。对无汞荧光灯而言，由于灯长越短效率越高，因此，尤其在大画面的液晶显示器用的背光灯装置中用作光源时，优选以管轴沿着上下方向延伸的姿势来配置。然而，在图20的结构中以管轴沿着上下方向延伸的姿势来平行排列多个光源1时，三角形突条部3也配置成沿着上下方向延伸。在此配置中，由于横方向的反射光被三角形突条部3遮蔽，因此与上下方向的反射光相比较少。从而，作为液晶显示器，横方向的视角受到三角形突条部3限制而变窄。在实际使用中一般不会从横方向眺望液晶显示器，因此横方向的视角较窄对实际应用上不会成为大问题。

如上所述，在图20的结构中，因光源的姿势或配置方向而照射的角度特性发生变化，当作为液晶显示器的背光灯装置使用时对视角特性产生很大的影响。

作为用作背光灯装置的光源装置，除了直下型以外还公知一种被称为边缘灯(edge light)型的方式。在此边缘灯型的光源装置中，将来自光源的光线从端面引导至导光板内并利用全反射从导光板整个面出射。在专利文献3中，关于边缘灯型的光源装置公开了一种实现一致性提高的反射板。然而，在边缘灯型和直下型中，光源与反射板的相对配置完全不同。因此，在专利文献3的公开内容中，关于解决直下型的光源装置中照射的角度特性相对于光源的配置方向的依赖性，没有提供任何启示。

专利文献1：特开平5—2165号公报(图2)

专利文献2：特开2005—150037号公报(图1)

专利文献3：特开2004—179116号公报(图2)

发明内容

本发明目的在于提供一种确保亮度分布的均匀性、即一致性，并且具有不依赖于光源的配置方向的配光特性的光源装置。

本发明的第一方案提供一种光源装置，具备：按照使轴线沿着相同方向延伸的方式隔开间隔配置的多个管形状的光源；和反射构件，从光取出方向观察时配置在所述光源的背面侧；所述反射构件具有：与所述光源对置的平坦部；和沿着相对所述光源远离所述平坦部的方向凹陷，在与所述平坦部的连接部分形成的开口缘是圆形或者椭圆形、且从所述光取出方向观察时至少沿着各个所述光源的所述轴线分别配置的多个凹形状部。

由于具备从光取出方向观察时沿着各个光源的轴线配置了多个凹形状部的反射构件，因此，可得到不依赖于光源的姿势或者配置方向、即在上下方向上配置光源还是在横方向上配置光源的配光分布。

优选地，构成所述开口缘的所述圆形的半径或者所述椭圆形的长轴比所述光源的外径半径大。

通过将凹形状部的开口缘的半径或者长轴设置为比光源的外径半径大，因此，能够提高从光源装置可取出的光量。

凹形状部由例如圆锥面或抛物面构成。在本说明书中抛物面包括狭义上的抛物面、也就是使抛物线围绕其对称轴旋转所得到的旋转抛物面、和改变旋转抛物面的纵横比所得到的广义上的抛物面这两种抛物面。

优选地，对于各个所述光源而言，从所述光取出方向观察时所述轴线与在沿着所述轴线配置的所述多个凹形状部中最远离所述轴线的位置处的点连起来的中心线，实质上一致。

即使这样设置光源与凹形状部的位置关系，也能提高从光源装置能取出的光量。

优选地，在从所述光取出方向观察时彼此邻接的所述光源间的所述平坦部配置有所述凹形状部。

通过此结构，能够提高一致性。

优选地，在所述光源间配置的所述凹形状部的深度，比沿着所述光源的所述轴线配置的所述凹形状部的深度深。

如果凹形状部的深度浅则配光分布宽，如果深度深则成为光取出方向上光量大的配光分布。通过将光源间的凹形状部的深度设置为比沿着光源的光轴配置的光源的深度更深，由此增大光源间的光量来进一步提高一致性。

优选地，当以所述轴线沿着重力方向延伸的姿势来配置光源时，沿着所述光源的轴线配置的所述凹形状部的所述开口缘是椭圆形，具有从所述光取出方向观察时沿着所述轴线延伸的短轴。

通过将凹状形状部形成为该形状，由此能够使上下方向的配光分布变窄、使左右方向的配光分布扩大。

本发明的第二方案提供一种背光灯装置，具有：所述光源装置；和光学构件，至少具备扩散板，所述扩散板具备光入射面和光出射面，将从所述光源装置发出的光从所述光入射面引导至所述光出射面并出射。

本发明的第三方案提供一种背光灯装置，具有：所述光源装置；和与所述扩散板的所述光出射面对置地配置的液晶面板。

本发明的光源装置适合使用于液晶显示器的背光灯装置中。如果将本发明应用于液晶显示器的背光灯装置，则可得到不依赖于光源的配置方向的视角特性。

发明效果

由于本发明的光源装置具备从光取出方向观察时各个光源具备沿着轴线分别配置多个凹形状部的反射板，因此可得到不依赖于光源的配置方向的配光特性。光量能够实现很大程度上依赖于用户观看方向的光源装置。另外，通过在光源间也配置凹形状部，能够提高一致性。从而，如果将本发明的光源装置应用于液晶显示器的背光灯装置，则能确保高的一致性，并且能够得到不依赖于光源的配置方向的视角特性。

附图说明

图1是具备本发明的第一实施方式所涉及的光源装置的液晶显示器的截面图。

图2是具备本发明的第一实施方式所涉及的光源装置的液晶显示器的分解立体图。

图3是表示本发明的第一实施方式所涉及的光源装置的布线结构(内部—外部电极方式)的示意图。

图4A是第一实施方式中的反射板的示意性的局部立体图。

图4B是第一实施方式中的反射板的示意性的正面图(xy面)。

图4C是沿着图4B的IV—IV线的截面图(xz截面)。

图4D是沿着图4B的IV’—IV’线的截面图(yz截面)。

图5是本发明的第一实施方式所涉及的光源装置的基于光学仿真的配光图。

图6是表示本发明的第一实施方式所涉及的光源装置中的光源的外径半径相对凹形状部的开口缘的半径之比与光度的关系的图表。

图7是具备本发明的第二实施方式所涉及的光源装置的液晶显示器的截面图。

图8A是第二实施方式中的反射板的示意性的局部立体图。

图8B是第二实施方式中的反射板的示意性的正面图(xy面)。

图8C是沿着图8B的XIII—XIII线的截面图(xz截面)。

图8D是沿着图8B的XIII’—XIII’线的截面图(yx截面)。

图9是表示本发明的第二实施方式所涉及的光源装置中的管轴相对凹部的位置与光度的关系的图表。

图10是具备本发明的第三实施方式所涉及的光源装置的液晶显示器的截面图。

图11A是第三实施方式中的反射板的示意性的局部立体图。

图11B是第三实施方式中的反射板的示意性的正面图(xy面)。

图11C是沿着图11B的XI—XI线的截面图(xz截面)。

图11D是沿着图11B的XI’—XI’线的截面图(yz截面)。

图12A是本发明的第四实施方式所涉及的光源装置所具备的反射板的示意性的局部立体图。

图12B是第四实施方式中的反射板的示意性的正面图(xy面)。

图12C是沿着图12B的XII—XII线的截面图(xz截面)。

图12D是沿着图12B的XII’—XII’线的截面图(yz截面)。

图13A是本发明的第五实施方式所涉及的光源装置所具备的反射板的示意性的局部立体图。

图13B是第五实施方式中的反射板的示意性的正面图(xy面)。

图13C是图13B的XIII—XIII线的截面图(xz截面)。

图13D是图13B的XIII’—XIII’线的截面图(yz截面)。

图13E是图13B的XIII”—XIII”线的截面图(yz截面)。

图14A是本发明的第六实施方式所涉及的光源装置所具备的反射板的示意性的局部立体图。

图14B是第六实施方式中的反射板的示意性的正面图(xy面)。

图14C是沿着图14B的XIV—XIV线的截面图(xz截面)。

图14D是沿着图14B的XIV’—XIV’线的截面图(yz截面)。

图14E是沿着图14B的XIV”—XIV”线的截面图(yz截面)。

图15A是本发明的第七实施方式所涉及的光源装置所具备的反射板的示意性的局部立体图。

图15B是第七实施方式中的反射板的示意性的正面图(xy面)。

图15C是图15B的XV—XV线的截面图(xz截面)。

图15D是沿着图15B的XV’—XV’线的截面图(yz截面)。

图15E是沿着图15B的XV”—XV”线的截面图(yz截面)。

图16是表示第七实施方式中的凹部的形状的设计的概念的示意图。

图17是表示布线结构的第一代替方案(内部—外部电极方式)的示意图。

图18是表示布线结构的第二代替方案(内部—内部电极方式)的示意图。

图19是表示布线结构的第三代替方案(外部—外部电极方式)的示意图。

图20是表示现有的光源装置的局部示意图。

图中：

11…光源装置

12…背光灯装置

13…液晶面板

14…液晶显示器

15…壳体

17…光源

18…反射板

19…扩散板

19a…光入射面

19b…光出射面

20…扩散片

21…透镜片

22…亮度上升薄膜

23…灯泡(bulb)

24…内部电极

25…点亮回路

27…凹形状部

28…平坦部

29…开口缘

30…外部电极

L…轴线

I…灯泡的外径半径

r…开口缘的半径

P…点

C…中心线

C’…中线

具体实施方式

下面，参照附图，说明本发明的实施方式。在附图中，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横方向。

(第一实施方式)

图1以及图2表示具有本发明的第一实施方式所涉及的光源装置11的背光灯装置12和具有液晶面板13的液晶显示器14。在本实施方式中，背光灯装置12和液晶面板13被收容在扁平的长方体状的壳体15内。光源装置11具有多个光源17和反射板(反射构件)18。背光灯装置12除了光源装置11以外还具有作为光学片(光学构件)的扩散板19、扩散片20、透镜片21、以及亮度上升薄膜(DBFE)22。光学片19～22在所有实施方式中通用，因此后面详细叙述。

光源17是管形状的长条的荧光管。在本实施方式中将内部—外部电极方式的氙气荧光灯用作光源17，但是也可以使用冷阴极低压汞荧光灯。光源17具有在内部封入有包含氙气的放电介质的灯泡23、和配置在此灯泡23的内部的一方的端部的内部电极24。如后面详细叙述，外部电极在反射板18中兼用。

光源17的荧光管或灯泡23的外径直径I为3mm～5mm比较实用。在本实施方式中，采用了外径直径3mm(外径半径1.5mm)的灯泡23。另外，灯泡23的长边方向的尺寸(长度)根据显示器的大小而100mm～1000mm比较实用，在本实施方式中长度为710mm。

在本实施方式中，液晶显示器14是32英寸尺寸。以管轴或轴线L沿着重力方向即纵方向或上下方向(Y方向)延伸的姿势、在水平方向或横方向(X方向)上以等间隔(15.6mm间隔)配置32个光源17。换言之，32个光源17以在上下方向上延伸的姿势、与XY平面平行的平面上以等间隔配置。在将光源17配置成使轴线L沿着纵方向延伸时，上述的灯泡23的长度(710mm)与32英寸尺寸的液晶显示器对应。

反射板18配置在光取出方向观察时光源17的背面侧。反射板18的反射面的反射率是98％，采用了镜面性高的反射面。

参照图3，反射板18兼作内部—外部电极方式的荧光灯的外部电极。灯泡23内的放电介质的放电是电介质势垒放电，因此不需要按每个光源17设置点亮回路25，利用至少一个点亮回路25能够使所有的光源17点亮。在内部—外部电极方式的荧光灯中，外部电极只要远离灯泡的内部中封入的放电介质即可，也可以与灯泡23接触。然而，在本实施方式中灯泡23与作为外部电极的反射板18之间隔开间隔，将两者最小距离设置为系统效率最高的3.1mm。

反射板18的反射面不是简单的平面，其中形成有多个坑(dimple)或凹形状部27。具体而言，反射板18具有与光源17对置、且与XY平面平行的平面即平坦部28，在此平坦部28形成有多个朝向从光源17远离的方向(—Z方向)凹陷的同一形状的凹形状部27。

图4A～图4D表示具有多个凹形状部27的反射板18的细节。图4A表示立体图、图4B表示XY平面、图4C表示与XZ平面平行的截面、图4D表示与YZ平面平行的截面。在这些图4A～图4D中，为了容易理解凹形状部27的形状，仅仅示出了反射板18的一部分，仅仅图示了3行3列总共9个凹形状部27。

图4A很清楚地示出了本实施方式中的凹形状部27是圆锥面。另外，凹形状部27和平坦部28的连接部分处形成的开口缘29是闭合曲线即圆形。

在本实施方式中凹形状部27的开口缘29所形成的圆形是直径为15.6mm(半径r是7.8mm)。从而，凹形状部27的开口缘29所形成的圆形比灯泡23的外径(外径直径是3mm、外径半径I是1.5mm)大。另外，在本实施方式中凹形状部27的深度(圆锥的高度)d是1.95mm。

如图4B所示，凹形状部27从光取出方向(Z方向)观察时沿着各个光源17的轴线L配置。详细而言，对于各个光源17而言，从光取出方向观察时，轴线L、与沿着该轴线L配置的多个凹形状部27中的离平坦部28最远的位置处的点(在本实施方式中圆锥的顶点)P连起来的中心线C一致。

反射板18由于是均匀的材质因此能够一体形成。从而，如图20所示的现有技术那样，不需要制作各自不同的反射板。另外，如现有技术那样不需要分别配置反射板和三角形突条部。从而，能够以低成本制造出本实施方式的反射板18。

反射板18的制作方法包括铝平板的挤压加工、切削加工、而且采用树脂材料成型之后、以铝、银等通过镀敷、溅射、蒸镀等形成金属膜的方法。在本实施方式中，通过挤压加工铝平板来制作反射板18。

对通过上述方式构成的本实施方式的光源装置11的特征进行说明。

首先，通过在反射板18从光取出方向观察时沿着各个光源17的轴线L设置多个凹形状部27，由此可得到不会依赖于光源17的姿势或者配置方向、即在上下方向上配置光源17还是在横方向上配置光源17的配光特性。尤其，参照图4C以及图4D，可清楚地知道形成由圆锥面的凹形状部27的反射板18在xz面和yz面上截面形状相同。从而，上下方向上配置了光源17的情况、和在横方向上配置了光源17的情况下，从光源17放射的光的凹形状部27中的反射特性相同。在这些点上，本实施方式的光源装置11，与在图21所示的反射板上沿着光源的长边方向配置了三角形突条部的现有技术相比，在光源的配置方向上的限制少。

另外，参照图4A～图4D，可清楚地知道，由于形成在反射板18的各个凹形状部27彼此分离，因此在制造反射板18时，不会受到液晶显示器14的尺寸的限制。即、在图20的结构中需要根据光源的长度来调整三角形突条部的长度，相反，在本实施方式中以与光源17的长度对应的尺寸来切出已形成的反射板18来形成凹形状部27，或者、在与光源17的长度对应的切出的反射板18上形成凹形状部27，由此能够根据液晶显示器14的尺寸简单地调整反射板18的尺寸。

图5表示利用光学仿真计算出本实施方式的光源装置11中的角特性的结果。在本计算中，光源17的个数是5个。另外，在拆除了液晶面板13和光学片19～22的状态下，入射到从光源装置11无限远离的位置处配置的光度计上的方向余弦的光作为光度来计算。再有，针对0°方向(yz面)和90°方向(xz面)计算出角特性。

参照图5，可清楚地知道，0°方向、90°方向的角特性均在光度的强度上稍微不同，成为大致圆形状的配光分布。另一方面，如图20所示，可知当在光源的长边方向上配置了三角形突条部时，0°方向的角特性由于很大程度上依赖沿着光源的长尺方向延伸的表面形状，因此成为圆形状的配光分布，但是90°方向的角特性因三角形突条部的反射而增加45°～67.5°、112.5°～135°的光度，从而一般成为心形状的配光形状。

如上所述，0°方向、90°方向的配光分布是大致圆形状即本实施方式的光源装置11，与具有图20的三角形突条部的光源装置相比，能够实现在上下方向和横方向上差异极少的均匀的配光分布。将该光源装置11使用于背光灯装置12的本实施方式的液晶显示器14，能够实现不依赖于用户看到的方向、即用户从横方向眺望、还是从上下方向眺望的视角特性。

另外，由于0°方向、90°方向的配光分布是大致圆形状，因此能够确认如上所述那样本实施方式的光源装置11不依赖于将光源17配置在上下方向、还是配置在横方向的配光特性。

图6表示光源17的外径半径I与圆锥形状的凹形状部27的开口缘29的半径r之比与光度的关系的光学仿真的计算结果。在此图4中，横轴表示光源101的外径半径I(mm)除以凹形状部105的开口缘29的半径r(mm)的值(比)。当该比I/r比1小的情况下，光源17的外径半径I比开口缘29的半径r小。纵轴是从光源装置输出的光度的相对值。其他条件与配光分布的计算(图4)同样。

从图6可知，如果凹形状部27的开口缘29的半径r比光源17的外径半径I大、则光度上升。即、可知为了从光源装置取出更多的光量，优选光源17的半径比凹形状部105的底面的半径小。

如上所述，在本实施方式的光源装置11中，通过在设置有多个圆锥形状的凹形状部的反射板18上配置多个光源17，能够实现不依赖于光源17的配置方向的配光分布。另外，通过将光源装置11适用于背光灯装置11，能够实现具有不会很大程度上依赖于用户观看的方向的视角特性的液晶显示器14。再有，通过使圆锥形状的凹形状部27的开口缘29的半径r比光源17的外径半径I大，能够提高从光源装置11可取出的光量。

(第二实施方式)

在图7～图8D所示的本发明的第二实施方式的光源装置11中，从反射板18的光取出方向观察时在彼此邻接的光源17间也设有多个凹形状部27。具体而言，从反射板18的光取出方向观察时光源17沿着各个光源17的轴线L配置，并且在彼此邻接的光源17间也以等间隔配置1列的凹形状部27。在本实施方式中，所有凹形状部27的形状均相同。

与第一实施方式同样，反射板18的反射率是是98％。另外，与第一实施方式同样，凹形状部27的形状是圆锥面，开口缘29的半径r是3.9mm、深度d是0.975mm。再有，光源17是内部—外部电极方式，在灯泡23内具有内部电极，反射板18兼作外部电极。光源17与反射板18之间的最小距离被设为系统效率最高的3.1mm。邻接的光源17间的横方向(x方向)间隔被设为15.6mm。本实施方式的光源装置11的其他的结构与第一实施方式相同。

本实施方式的光源装置11，与第一实施方式同样，除了能够实现不依赖于光源17的配置方向的配光分布、以及用户观看的方向的视角特性之外，还能通过在反射板18的邻接的光源17间设置凹形状部27，提高一致性。

图9表示通过光学仿真计算出从本实施方式中的光取出方向观察时凹形状部27相对光源17的轴线L最深的点P连起来的中心线C的相对位置、与0°方向(yz方向)的光度的角特性之间的关系的结果。上述计算中使用光学仿真用的软件(cybernet系统株式会社制造的“Light Tools”)，得到光的方向性、即、光度的角特性的关系。另外，在本计算中，光源17的个数是5个。再有，在拆除液晶面板13和光学片19～22的状态下，计算出入射到从光源装置11无限远离的位置处配置的光度计的方向余弦的光作为光度。

图9的横轴是0°方向中的角度成分、纵轴是光度的相对值。图9的a表示从光取出方向观察时轴线L与中心线C一致的情况。b是从光取出方向观察时使凹形状部27向右错开1/4r(r是凹形状部27的开口缘29的半径)的情况。即、b是从光取出方向观察时轴线L与中心线C之间的距离是0.975mm的情况。c是从光取出方向观察时使凹形状部27向右错开2/4r的情况。即、c是从光取出方向观察时轴线L与中心线C之间的距离是1.95mm的情况。d是从光取出方向观察时使凹形状部27向右错开2/4r的情况。即、d是从光取出方向观察时轴线L与中心线C之间的距离是2.85mm的情况。

由图9可知，当a的情况下，即、从光取出方向观察时轴线L与中心线C一致时的光度比b、c、d的情况下的光度高。尤其，当轴线L与中心线C一致时，在角度0°附近的光度非常高。

如上所述，通过使反射板上形成的凹形状部27的中心线C与光源17的轴线L一致，能够提高从光源装置11可取出的光量。

在本实施方式中，在彼此邻接的光源17间设有1列的凹形状部27，但是也可以在邻接的光源17间设有多列的凹形状部27。由于第二实施方式的其他的结构以及作用与第一实施方式相同，因此对相同要素赋予相同符号，并省略说明。

(第三实施方式)

在图10～图11D所示的本发明的第三实施方式的光源装置11中，与第二实施方式同样，从光取出方向观察时在反射板18沿着各个光源17的轴线L配置有凹形状部27，并且在彼此邻接的光源17间也配置有凹形状部27。在本实施方式中，所有凹形状部27的形状相同。

本实施方式中的凹形状部27是旋转抛物面(使抛物线围绕其对称轴旋转来得到的三维曲面)，开口缘29是圆形。沿着各个光源17配置的凹形状部27的离平坦部28最远的位置处的点(在本实施方式中旋转抛物面的顶点)P连起来的中心线C、与从光取出方向观察时光源17的轴线L一致。再有，如图11C所示，使光源17的轴线L与由凹形状部27构成的旋转抛物面的焦点一致。通过上述方式配置光源17和凹形状部27，由此能够提高由凹形状部27反射后照射正面的光线的光量。

由于第三实施方式的其他的结构以及作用与第二实施方式相同，因此对相同要素赋予相同符号，并省略说明。

(第四实施方式)

图12A～图12D所示的本发明的第四实施方式的光源装置11，与第二实施方式同样，具有反射板18，在反射板18，从光取出方向观察时沿着各个光源17的轴线L配置有凹形状部27，并且在彼此邻接的光源17间也配置有凹形状部27。

本实施方式中的凹形状部27均为相同形状，改变从光取出方向观察时第二实施方式中的凹形状部27那样的旋转抛物面的纵横比来得到的曲面(广义上的抛物面)。该抛物面即凹形状部27的开口缘29是椭圆形。如图12B所示，从光取出方向观察时的开口缘29的椭圆形的短轴在与沿着上下方向延伸的光源17的轴线L相同的方向上延伸。换言之，凹形状部27的开口缘29是在上下方向上扁平的椭圆形，短轴在上下方向(y方向)上延伸、长轴在横方向(x方向)上延伸。

如上所述，由于从上下方向眺望液晶显示器的情况少，因此上下方向的视角较窄对实际应用上不会成为大问题，但是从横方向眺望液晶显示器的情况非常普遍，因此横方向的视角较窄成为实际应用上的问题。也就是说，在液晶显示器中与上下方向的视角特性相比，横方向的视角特性更重要。因此，在背光灯装置12中使用的光源装置11，优选不会使横方向的光汇聚的程度极低，而使上下方向的光汇聚并在光取出方向上聚光。

在本实施方式中，如上所述那样凹形状部27的开口缘29形成为使短轴与上下方向(y方向)一致、使长轴与横方向(x方向)一致的椭圆形，因此，光源17尽管被配置成其轴线在上下方向(y方向)上延伸的姿势，也能使横方向(x方向)上的配光扩大。另外，由于是光源17的轴线L在上下方向延伸的姿势，因此能够确保必要的上下方向的配光的扩大。从而，通过本实施方式的结构，能够达到液晶适合于显示器中所要求的视角特性的光学特性。详细而言，将本实施方式的光源装置11使用于背光灯装置12中的液晶显示器14，在横方向上具有非常宽的视角，且在上下方向上也能确保实际应用上必要的视角。

此外，如本实施方式那样将凹形状部27的开口缘29形成为椭圆形时，通过适当地设置椭圆形的扁率，即使在将三角形突条部设置在图20的反射板的情况下，也能减小0°方向(yz面)与配光分布与90°方向(xz面)的配光分布之差是理所当然的。

关于第一实施方式，参照图6进行了详细的说明，当凹形状部27的开口缘29是圆形时，优选是，凹形状部27的开口缘29的半径r比光源17的外径半径I大。根据同样的理由，当如本实施方式中的凹形状部27那样开口端29是椭圆形时，优选是，至少椭圆形的长轴比光源17的外径半径大。另外，更优选是，开口缘29的椭圆形的短轴比光源17的外径半径大。

由于第四实施方式的其他的结构以及作用与第二实施方式相同，因此对相同的要素赋予相同的符号，并省略说明。

(第五实施方式)

图13A～图13D所示的本发明的第五实施方式的光源装置11具有反射板18，在反射板18中从光取出方向观察时沿着各个光源17的轴线L配置有凹形状部27A，并且在彼此邻接的光源17间也配置有凹形状部27B。

在本实施方式中，沿着光源17的轴线L配置的凹形状部27A、与配置在光源17间的凹形状部27B的形状不同。具体而言，与第四实施方式同样，沿着光源17的轴线L配置的凹形状部27A是广义上的抛物面，开口缘29是椭圆形。另一方面，配置在光源17间的凹形状部27B是旋转抛物面，开口缘29是圆形。另外，图13C中最明确示出了配置在光源17间的凹形状部27B的深度d比沿着光源17的轴线L配置的凹形状部27A的深度d深。

假设反射板18没有凹形状部27A、27B而只有平坦部28，则光源17的正上方是最高亮度，光源17间是最少亮度。从而，为了提高光取出方向的一致性，优选相对光源17间的来自反射板18的反射光降低光源17的正上方方向上的来自反射板18的反射光。另一方面，如果凹形状部的深度浅则配光分布扩大，如果深则配光分布在90°方向(Z方向)上提高。在本实施方式中，由于如上所述那样配置在光源17间的凹形状部27B的深度d比沿着光源17的轴线L配置的凹形状部27A的深度d深，因此来自光源17间的凹形状部27B的反射光，与沿着光源17的轴线L配置的凹形状部27A的反射光相比，配光分布在90°方向(Z方向)上提高。相反，沿着光源17的轴线L配置的凹形状部27A的反射光，与光源17间的凹形状部27的反射光相比，配光分布扩大。从而，凹形状部27A、27B完成相对光源17的正上方方向上的来自反射板18的反射光增大向光源17间的来自反射板18的反射光的作用。换言之，凹形状部27A、27B完成相对向光源17间的来自反射板18的反射光降低光源17的正上方方向上的来自反射板18的反射光的功能。其结果，能够提高光取出方向的一致性。

构成沿着光源17的轴线L配置的凹形状部27A的开口缘29的椭圆形，其短轴与上下方向(y方向)一致、长轴与横方向(x方向)一致。从而，光源17尽管被配置成轴线在上下方向(y方向)上延伸的姿势，也能使横方向(x方向)上的配光扩大。

由于第五实施方式的其他的结构以及作用与第二实施方式相同，因此对相同的要素赋予相同的符号，并省略说明。

(第六实施方式)

在图14A～图14D所示的本发明的第五实施方式的光源装置11中，沿着光源17的轴线L配置的凹形状部27A与配置在光源17间的凹形状部27B均为旋转抛物面。另外，在两个凹形状部27A、27B的开口缘29中半径是相同的圆形。图14C中最明确示出了配置在光源17间的凹形状部27B的深度d比沿着光源17的轴线L配置的凹形状部27A的深度d深。因此，能够相对光源17的正上方方向上的来自凹形状部27A的反射光增大向光源17间的来自凹形状部27B的反射光，能够提高光取出方向的一致性。

由于第六实施方式的其他的结构以及作用与第二实施方式相同，因此对相同要素赋予相同符号，并省略说明。

(第七实施方式)

在图15A～图15E所示的本发明的第六实施方式的光源装置11中，沿着光源17的轴线L配置的凹形状部27A是旋转抛物面，开口缘29是圆形。另一方面，配置光源17间的凹形状部27B可以是圆锥面、旋转抛物面(狭义上的抛物面)、以及广义上的抛物面，通过下面的步骤基于凹形状部27A的截面形状得到的旋转曲面。参照图16，将邻接的xz截面中邻接的两个凹形状部27A的截面形状(抛物线)在光取出方向上延长。接下来，以箭头α1、α2示意表示，以两个凹形状部27A间的中线C’为基准，使延长的截面形状的一部分移动。最后，使移动后的截面形状围绕中线C’旋转而得到旋转曲面。通过上述步骤得到的凹形状部27B具有尖的顶端，但是可以根据需要形成为半球状等的弯曲面。

图15C中最清楚地示出了配置在光源17间的凹形状部27B的深度d比沿着光源17的轴线L配置的凹形状部27A的深度d深，能够提高光取出方向的一致性。

第七实施方式的其他的结构以及作用与第二实施方式相同，因此对相同要素赋予相同符号，并省略说明。

下面，对背光灯装置12中除了光源装置11以外的要素、即扩散板19、扩散片20、透镜片21、以及亮度上升薄膜22进行说明(参照图1、图2、图7、图10)。从光取出方向观察时在光源17的前面侧从光源17侧起依次配置了扩散板19、扩散片20、透镜片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。

扩散板19具有光入射面19a和光出射面19b，将从光源装置11发出的光从光入射面19a引导至光出射面19b经其他的光学薄膜20～22而向液晶面板13出射。扩散板19是丙烯酸系树脂的甲基丙烯酸甲脂-苯乙烯(MS：methacrylate-styrene)、聚碳酸酯(PC)、ZEONOR(ゼオノア)等树脂中混入了硅石(silica)等扩散材料的板，具有1～3mm左右的厚度。另外，取代扩散板的混入，还具有通过使扩散板的表面凹凸不平来进行扩散的方法。在本实施方式中混入了硅石的厚度为2mm的丙烯酸板。扩散板19使光源17的直接光、反射板18的反射光扩散来提高光出射面19b的一致性。

扩散片20，其厚度是几十μm～几百μm，与扩散板19同样地在丙烯酸等的树脂中混入硅石等扩散板。另外，还可以采取为了聚光，在扩散片20表面制作了棱镜，为了同时以低价格实现扩散和聚光，在加入了扩散材料的浆料中混入直径为几μm～几十μm的硅珠(silica beads)，并且涂敷在表面上的方法。在本实施方式中，使用了混入硅珠的浆料涂敷在表面上的150μm的扩散片。利用浆料，使扩散板19的扩散光进一步扩散，并且利用硅珠使扩散后的光在前面方向上聚光，因而正面亮度上升。

透镜片21，其厚度是几百μm，且在表面上制作了凹凸的透镜。在本实施方式中，以50μm间距从上到下排列了高度为20μm的三角形状的透镜片。利用透镜片21，使平行排列的长条的光源的侧面方向的光聚光，使正面亮度进一步上升。

亮度上升薄膜22，其厚度是几百μm，通过重叠屈折率不同的几十、几百个树脂层，从而仅仅使P波透过、而反射S波。在本实施方式中，使用了厚度为400μm的亮度上升薄膜。利用亮度上升薄膜22，由透镜片21聚光的光中、仅仅使P波透过、而反射S波。因此，由于能够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。

本发明不限于实施方式，可以进行各种变形。

例如，在实施方式中，反射板18兼作外部电极(参照图3)、也可以设置与反射板18不同的外部电极。此时，如图17所示，也可以按每个光源17设置独立的外部电极30。

另外，如图18所示，光源17也可以是在灯泡23的内部的两端具有一对内部电极24A、24B的内部—内部电极方式。此时，如图18所示那样也可以按每个光源17设置点亮回路25，但是为了降低成本而也可以对两个光源17设置一个点亮回路25。

再有，如图19所示，光源17也可以是在灯泡23的外部的两端具有一对外部电极30A、30B的外部—外部电极方式。在外部—外部电极方式中放电介质的放电是电介质势垒放电，因此最少用一个点亮回路25来对各光源17进行点亮操作。由于外部电极30A、30B只要与灯泡23内的放电介质分离配置即可，因此也可以与灯泡23的外周接触。

工业实用性

本发明可以消除光源的配置的限制、以及液晶显示器的尺寸的限制、即管形状光源的长度的限制，提高效率及一致性，因此作为液晶背光灯用的光源装置等而有用。

Claims (10)

1、一种光源装置，具备：

按照使轴线沿着相同方向延伸的方式，隔开间隔配置的多个管形状的光源；和

反射构件，从光取出方向观察时配置在所述光源的背面侧；

所述反射构件具有：

与所述光源对置的平坦部；和

沿着相对所述光源远离所述平坦部的方向凹陷，在与所述平坦部的连接部分形成的开口缘是圆形或者椭圆形、且从所述光取出方向观察时至少沿着各个所述光源的所述轴线分别配置的多个凹形状部。

2、根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，

构成所述开口缘的所述圆形的半径或者所述椭圆形的长轴比所述光源的外径半径大。

3、根据权利要求2所述的光源装置，其特征在于，

所述凹形状部是圆锥面或者抛物面。

4、根据权利要求3所述的光源装置，其特征在于，

对于各个所述光源而言，从所述光取出方向观察时所述轴线与在沿着所述轴线配置的所述多个凹形状部中最远离所述轴线的位置处的点连起来的中心线，实质上一致。

5、根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，

在从所述光取出方向观察时彼此邻接的所述光源间的所述平坦部配置有所述凹形状部。

6、根据权利要求5所述的光源装置，其特征在于，

在所述光源间配置的所述凹形状部的深度，比沿着所述光源的所述轴线配置的所述凹形状部的深度深。

7、根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，

将所述光源以所述轴线沿着重力方向延伸的姿势来配置。

8、根据权利要求7所述的光源装置，其特征在于，

沿着所述光源的轴线配置的所述凹形状部的所述开口缘是椭圆形，并且具有从所述光取出方向观察时沿着所述轴线延伸的短轴。

9、一种背光灯装置，具有：

根据权利要求1所述的光源装置；和

光学构件，至少具备扩散板，所述扩散板具备光入射面和光出射面，将从所述光源装置发出的光从所述光入射面引导至所述光出射面并出射。

10、一种液晶显示器，具备：

根据权利要求9所述的背光灯装置；

与所述扩散板的所述光出射面对置地配置的液晶面板。

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