CN101604094B - 显示装置及其中使用的背光单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及显示装置及其中使用的背光单元，能够实现显示装置的薄型化、大画面化，并且能够提高散热性能、光源的照度控制的性能、和画质。本发明的背光单元(6)包括：组合有发出光的光源和具有用于将光源(1)的光导向液晶面板(5)的方向的透光性的导光板(2)的光源单元(7)；和用于保持或支承该光源单元(7)的底盘(3)，导光板(2)被形成为平板状，并且与液晶面板(5)的背面相对的面被形成为光出射面，与底盘(3)相对的面被形成为反射光的反射面，并且，与光出射面和反射面邻接的多个侧面中的一个被形成为被射入来自光源(1)的光的光入射面。而且，光源单元(7)在液晶面板(5)的背面侧，在液晶面板(5)的水平方向或垂直方向排列有多个。

Description

显示装置及其中使用的背光单元

技术领域

本发明涉及例如设置有用于向液晶面板照射光的背光单元的显示装置。

背景技术

在使用例如液晶面板等的无源元件作为显示器件的显示装置中，作为用于向液晶面板照射光的背光单元(バツクライトユニツト)的方式，主要有以下2种方式。一个是从液晶面板的左右或上下端部照射光的侧光方式，例如已知在专利文献1中有记载。另一个是从液晶面板的背面照射光的正下方式，已知在例如专利文献2中有记载。

专利文献1：日本特开2008-103162号公报

专利文献2：日本特开2008-103200号公报

关于侧光方式，因为光源集中于画面的端部而配置，所以来自光源的热的散热或冷却、例如与影像信号相应的光源的照度的控制和大型化，与正下方式相比更困难。另一方面，正下方式与侧光方式相比，因为使用的光源数较多，所以成本和消耗电力上升。此外，正下方式为了降低在液晶面板中显示的影像的亮度的不均匀，必须令从光源至液晶面板的距离(即液晶面板的厚度方向的距离)较大，不利于显示装置的薄型化。

发明内容

本发明是鉴于上述现有技术的问题而完成的，其提供一种技术，该技术能够实现显示装置的薄型化、大画面化，并且能够提高散热性能、光源的照度控制的性能和画质。

本发明中涉及的背光单元包括：以向与液晶面板的显示面平行的方向射出光的方式构成的多个光源；和导光板，该导光板包括与上述多个光源分别对应地设置的光入射面；和与上述显示面板的背面相对且用于使射入该光入射面的光向上述液晶面板侧射出的光出射面，其中，光源和导光板的光入射面的组在上述显示面板的显示区域的背面侧，在上述液晶面板的水平或垂直方向排列有多个。

此外，本发明涉及的背光单元包括：组合有发出光的光源和具有用于将该光源的光导向上述液晶面板方向的透光性的导光板的光源单元；和用于保持或支承该光源单元的底盘，上述导光板被形成为平板状，与上述液晶面板的背面相对的面被形成为光出射面，与上述底盘相对的面被形成为反射光的反射面，并且，与上述光出射面和上述反射面邻接的多个侧面中的一个被形成为被射入来自上述光源的光的光入射面，上述光源单元在上述液晶面板的背面侧，在上述液晶面板的水平方向或垂直方向排列有多个。

在与液晶面板的显示面正交的方向上，也可以以使得一个光源单元的上述导光板与其它光源单元的光源重合的方式排列多个光源单元。这时，优选以使得另一光源单元的光源位于一个光源单元的导光板的反射面的背面侧的方式进行配置。

根据本发明，能够实现显示装置的薄型化、大画面化，并且能够提高散热性能、光源的照度控制的性能和画质。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施例的图。

图2是表示本发明的第二实施例的图。

图3是表示本发明的第二实施例的变形例的图。

图4是表示本发明的第二实施例的变形例的图。

图5是表示本发明的第三实施例的图。

图6是表示本发明的第四实施例的图。

图7是表示本发明的第五实施例的图。

图8是表示光源1的一例的图。

图9是表示导光板2的光学功能的图。

图10是表示本发明的第六实施例的图。

图11是表示本发明的第七实施例的图。

图12是表示本发明的第八实施例的图。

图13是表示本发明的第九实施例的图。

符号的说明

1：光源；

2：导光板；

3：底盘；

4：光学片；

5：液晶面板；

11：发光元件；

12：基板；

13：反射部件；

14：棱镜；

21：光入射面；

22：光出射面；

23：反射面；

31：光限制部。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行说明。本实施方式的特征在于具备相互补充上述的侧光方式和正下方式的问题点的背光源的结构。即，本实施方式中，在液晶面板的显示区域的背面(正下)排列有多个在侧光方式中使用的光源结构，即、使来自光源的光向与液晶面板的显示面大致平行的方向射出，并利用具有透过性的平板上的导光板使该光大致折曲直角而将该光导向液晶面板的方向的光源结构。以下，参照附图，对其进行详细说明。

[实施方式1]

图1是表示本发明的第一实施方式的影像显示装置的结构的一例。图1(a)是包括液晶面板5和背光单元6的液晶影像显示装置的在液晶面板5的水平方向的截面图，此外，(b)表示该背光单元6的立体图。图中，箭头A是与液晶面板5的显示面平行的方向，表示液晶面板5的水平方向。此外，箭头B是与液晶面板5的显示面正交的方向，箭头C是与液晶面板5的显示面平行的方向，表示液晶面板5的垂直方向。

如图1(a)所示，本实施例的影像显示装置包括：作为无源显示器件的液晶面板5、用于向该液晶面板5照射光的背光单元6和配置在液晶面板5与背光单元6之间且用于使背光单元6的光扩散的光学片4。

液晶面板5可以是带彩色滤光片型，也可以是黑白型，也可以是IPS方式、VA方式。本实施方式的影像显示装置虽然未图示，但是令其构成为包括信号控制电路、电源电路、面板驱动电路和收纳这些要素的箱体等。此外，光学片4在图1(a)中示意地为1个，实际上，构成为组合有扩散片、棱镜片、扩散板、偏光选择性的反射膜等的任意个。这些片因为反射从光源1射出的光的一部分，将光发射至背光单元6侧，所以从背光单元6被再次反射的光透过并扩散，具有提高亮度均匀性的效果。

如图1(a)所示，本实施例的背光单元6例如包括组合有光源1和导光板2的光源单元7，该光源1包括发光二极管(LED)等多个发光元件，该导光板2被射入从该光源1向箭头A的方向(即液晶面板5的水平方向)射出的光，用于将该光向箭头B的方向(即与液晶面板5的显示面正交的方向)折曲并导向配置在背光单元6的上部的液晶面板5。如图所示，该光源单元7在箭头A的方向、即液晶面板5的水平方向排列有多个，这些光源单元7被收纳在由例如铝等金属构成的箱型的底盘3的内部，在底盘3的内部被保持或被支承。

在本实施例中，如后所述，在排列光源单元7时，以使得某光源单元7的光源1位于与该某光源单元7相邻的另一光源单元7的导光板2的背面侧的方式，该某光源单元7的光源1与另一光源单元7的导光板2在箭头B方向上被重合。此外，各光源单元7各自在液晶面板5的水平方向截面上被倾斜配置，使得光源1比导光板2的与光源1侧相反对侧的端部更位于底盘3侧，由此，能够实现上述的重合。

在本实施例中，包括上述光源1的光源单元7，还构成为配置在图中以阴影表示的液晶面板5的显示区域51的背面(正下)，将与液晶面板5的显示面平行的方向的光导向液晶面板5的方向的侧光方式的光源结构被用作为正下型的光源单元。而且，此处，显示区域51是在液晶面板5中显示影像的区域，是除去用于驱动液晶面板的驱动器、移位寄存器、各种电极、连接器的区域。

此处，光源1在本实施例中，如上所述，由LED构成，但是也可以是激光光源等的点光源，此外，也可以是CCFL、EEFL等的荧光管。在以荧光管构成光源1的情况下，每一个光源单元7的光源1的数目也可以是1个。此外，也可以使用排列多个激光光源等的点光源，形成为线光源状的光源单元。光源1例如可以采用设置有多个RGB三色的发光元件的组的结构，此外，也可以使用RGB以外的颜色(例如蓝、黄色)的组。在使用多种颜色的发光元件的情况下，也可以在光源1中设置用于使来自这些不同的颜色的发光元件的光混合的光学部件。此外，也可以采用设置有多个单色(例如白色)的发光元件的结构。

针对该光源1的一例，以发光元件例如为LED等半导体发光元件为例，参照图8进行说明。图8表示在光源单元7中使用的光源1的液晶面板5的水平方向的截面，(a)表示光源1的一例。该例的光源1由发光元件11和基板12构成，该发光元件11以向箭头A的方向、即与液晶面板5的水平方向大致平行的方向照射光的方式构成或配置，该基板12用于向发光元件11供给驱动用的信号。虽然未图示，在基板12上也可以安装用于与控制电路连接的连接器和光源的驱动用驱动器，该控制电路用于控制发光元件11的点亮和照度。此外，基板12能够由AGSP、引线架、薄型基板等制作，根据散热性、配置条件等，能够选择材质。

此外，如图8(b)所示，光源1也可以令发光元件11的光出射方向为图1的箭头B方向(与液晶面板显示面正交的方向)，设置用于将其光向箭头A方向反射的反射部件13。反射部件13的形状能够考虑抛物面、椭圆面、平面、自由曲面等，也可以使用其它的形状。反射部件13的光学特性也可以由扩散反射、镜面反射、或双方的组合中的任一种构成。此外，反射部件13也可以利用导光板2的一部分而构成。例如，通过对导光板2的端部实施用于扩散反射、镜面反射的印刷、图案形成(patterning)、透镜成形等，能够使导光板2的端部具有与反射部件13相同的功能。进一步，此外，如图8(c)所示，也可以设置实心的棱镜14，折射或反射来自发光元件11的箭头B方向的光，使其射向箭头A的方向。棱镜14是利用内部反射调整光源的出射方向的棱镜，材质优选以丙烯酸树脂、PMMA、ZEONOR(ゼオノア)、BMC、OZ、聚碳酸酯、硅酮(シリコン)、玻璃等的透明的材质构成。

在通过基板12使用例如影像信号的亮度信息对上述光源1的照度(从光源1射出的光的强度)进行控制的情况下，也可以以各光学单元7的光源为单位针对每个光源单元7进行控制。在各光源单元7的光源1由多个发光元件构成的情况下，也可以针对每个发光元件进行控制，在设置有多组不同颜色的发光元件的组的情况下，也可以针对该发光元件的每组进行控制。

在以各光学单元7的光源为单位针对每个光源单元7进行控制的情况下，能够与光源单元7对应地局部地控制液晶面板5上的显示影像的亮度和颜色。其结果是，能够提高显示影像的对比度、色纯度。光源单元7的数目越多则越能够进行精细的控制，例如，如图1(a)所示，在液晶面板5的水平方向上配置4个光源单元7的情况下，与各光源单元7对应地液晶面板5的显示区域51被分割为4个区域，能够针对该每个分割区域控制其明亮度、颜色等。此外，如图1(b)所示，如果在箭头C的方向(液晶面板5的垂直方向)上也排列多个例如4个光源单元7，则显示区域51被16分割，能够针对14个分割区域的每一个进行显示影像的明亮度、颜色的控制。当然，光源单元7的数目(显示区域的分割数)不限于此，例如可以在水平方向上配置5个、在垂直方向上配置5个，令分割区域为25，此外，也可以在水平方向上配置8个、在垂直方向上配置5个，令分割区域为40。当然，也可以仅在液晶面板5的垂直方向上排列多个光源单元7。水平方向和垂直方向的光源单元7的数目可以相互相等，也可以相互不同。如上所述，虽然光源单元7的数目越多越能够进行精细的控制，但是如果过多，则部件数、成本会大幅上升，优选根据液晶面板5的尺寸设定适当的数目。

此外，在本实施例中，例如如图1(b)立体图所示，导光板2形成为从箭头A的方向看到的形状为大致矩形状且为平板状，其一个侧面为射入来自光源1的光的光入射面。导光板2例如由以丙烯酸树脂、PMMA、ZEONOR、BMC、OZ、聚碳酸酯、硅酮、玻璃等的具有光透过性的透明的材质构成为实心。导光板2也可以不是实心而是中空，例如，也可以采用由具有某反射特性的片围成的具有空间的结构。

此处，参照图12说明导光板2的光学的作用。图12表示通过光学单元7的导光板2的内部的光的情况。如图所示，导光板2具有光入射面21、反射面23、光出射面22、和端面24(以下，也称为端部)，其中，光入射面21是导光板2的一个侧面，被射入来自光源1的光；反射面23用于反射射入该光入射面21的光，并与底盘3的内表面相对；光出射面22朝向液晶面板5射出被该反射面23反射的光和来自光入射面21的光，并与液晶面板5的背面相对；端面24是与光入射面21相对的侧面。各个面也可以由曲面或多个平面构成。

从光源1射出的光经入射面21被导入导光板2的内部，到达光出射面22的光的一部分透过光出射面22，一部分被光出射面22反射至导光板2的内部。在光出射面22反射的光在反射面23被反射，其一部分再次从光出射面22射出。结果，光大致均匀地从导光机构2的射出面射出，由此，在导光板2的光出射面22的大致整个面上，能够提高亮度的均匀性。此处，为了进一步提高亮度的均匀性，也可以在导光板2的表面、内表面上形成用于调整透过性、反射性、扩散性、配光分布的光学的凹凸，或进行用于控制透过率、反射率的空间的图案形成。这样的光学凹凸、图案例如通过在模具上预先形成与这些凹凸、图案对应的形状就能够制作。

进一步，导光板2可以与扩散反射片、反射镜、扩散片、棱镜片、扩散板、偏光选择性的反射膜等光学片组合，也可以通过蒸镀、印刷而实现上述的光学特性。此外，虽然未图示，为了定位导光板2和底盘3，也可以在导光板2或底盘3上设置定位用、固定用的暗榫(ダボ)、孔、槽。底盘3的材质由铝、钢铁、钛合金等构成，例如通过冲压、切削等成形。此外，底盘3不仅可以由金属构成，也可以由丙烯酸树脂、PMMA、ZEONOR、BMC、OZ、聚碳酸酯、硅酮等的树脂材料构成。

在背光源仅由1个光源单元7(1组光源1和导光板2)构成的情况下，如果进一步大型化则难以实现亮度的均匀化。于是，考虑组合多个亮度均匀性高的导光板构成背光单元的方法。但是，因为光源单元的亮度分布具有光源1的附近的亮度高的倾向，所以如果使用多个光源单元，则在光源单元相互间的分界处产生亮度差，背光单元的亮度均匀性会劣化。

于是，如图1(a)所示，在本实施例中，在某光源单元7的导光板2(a)的光入射面配置光源1(a)，该光源1(a)配置在相比其他光源单元7的导光板2(b)的反射面靠近下部，即配置在导光板2(b)的反射面与底盘3的内表面之间，由此，从光源1(a)向导光板2(a)的光出射面直接射出的光被导光板2(b)遮挡。结果，导光板2(a)上的光源1(a)附近的亮度上升被抑制。因此，能够抑制多个导光板2的分界部分的亮度差，能够提供亮度均匀性较高的大型的背光单元。

这样，根据本实施例，因为作为背光源使用侧光方式的光源结构(光源单元7)，所以没有必要如正下方式那样为了降低亮度的不均匀而增大光源与液晶面板的距离，与正下方式相比，有利于背光单元和影像显示装置的薄型化。此外，即使不如正下方式那样使用多个光源(即以比正下方式少的光源)，也能够在液晶面板的整个显示区域照射被均匀化后的光，能够降低亮度的不均匀而使显示影像高画质化。此外，在现有的侧光方式中，因为在液晶面板显示区域的左右(或上下)两端或一端排列光源，从显示区域外向液晶面板照射光，所以在离开光源的部分，例如在将光源配置在液晶面板的左右两端的情况下，液晶面板中央部的亮度下降，在配置在液晶面板的一端的情况下，液晶面板的另一端部分的亮度下降。但是，在本实施例中，因为在液晶面板显示区域的背面侧也配置有上述的光源单元，所以能够减轻上述的亮度降低，能够显示高亮度的影像。

进一步，因为光源1也被配置在与背光单元的显示区域51对应的部分处，所以来自光源1的发热的密度变小，能够提供散热性高的背光单元。而且，通过在上述背光单元6上组合液晶面板5，能够提供亮度均匀性高的影像显示装置。

[实施例2]

参照图2～4，对本发明的第二实施例进行以下说明。

在上述第一实施例中，各光源单元7被倾斜配置。但是在图2所示的第二实施例中，以使得多个导光板2的出射面大致在同一平面上排列的方式配置各光源单元7。在本实施例中，为了进行上述的重合，即为了能够将某光源单元7的光源1(a)配置在比另一光源单元7的导光板2(b)的反射面更靠下部的位置，使各光源单元7的导光板2的反射面相对于光出射面或底盘3的主平面倾斜，其形状为各导光板2的厚度从光入射面朝向端面逐渐减少。由此，能够形成能够在各导光板2的端面(端部)附近的反射面下部与底盘3的内表面之间收纳或配置光源1的空间。这时，如果将光源1配置于向导光板2的入射面的下侧(底盘3侧)射入光的那样的位置，就能够更容易地实现上述的重合。

作为第二实施例的变形例，例如如图3所示，也可以使各导光板2的端部倾斜，形成端部倾斜面25。这样，能够使到达导光板2的端部的光通过端部倾斜面25反射光而向光出射面射出，因此，能够提高光的利用效率，提高导光板2的端部的明亮度，并能够降低与光源1的亮度差。因此，根据此变形例的结构，能够提高光源单元7相互间的亮度的均匀性。

此外，如图4所示的另一变形例那样，也可以将各导光板2的光入射面的被射入来自光源1的光的以外的部分形成为与端部倾斜面25的形状对应的入射倾斜面26。这样，导光板2(a)、2(b)的分界线被平行地构成，具有容易组装，提高生产能力的效果。

根据本实施例的结构，背光单元6的照射面(即液晶面板5的背面)与导光板2的出射面的距离在显示区域51的大致整个面被保持为一定，能够提高背光单元整体的亮度均匀性。因此，与实施例1相比，能够构成显示影像的亮度均匀性更高且大型的背光单元。

此外，也可以在配置于光源1的上部的导光板2的端部使出射光反射，射入导光板2。为了实现这种结构，也可以在导光板2的端部、即端部倾斜面25上形成反射镜蒸镀、印刷、图案形成、透镜等。其面形状能够使用椭圆面、抛物面、自由曲面、多面体等。根据上述的结构，能够调整来自光源1的配光分布，能够进一步实现亮度均匀性高、且高品位的背光单元。

[实施例3]

参照图5，对本发明的第三实施例进行说明。

如图5(a)所示，此实施例在导光板2的端部设置端部倾斜面25，并且，不是使反射面的整个面向光出射面倾斜，而是在端部倾斜面25附近与光出射面平行。进一步，在导光板2入射面的附近，设置有与包括端部倾斜面25的端部的形状对应的形状的台阶，为相邻的导光板2的端部被搁在其上的形状。例如，在导光板2(a)的入射面的附近，形成有导光板2(b)的端部的一部分被搁在其上的形状的台阶，使得容易进行多个导光板2的定位。从而，因为具有容易组装，能够提高生产能力的效果，所以能够提供降低了生产成本的背光单元。

此外，如图5(b)的变形例所示，也可以进行倒角，使得导光板2的前端部不成为锐角。通过该倒角，能够防止产生裂痕等破坏，增加耐久性。此外，虽然未图示，但也可以在导光板2的前端部形成曲面。

[实施例4]

参照图6对本发明的第四实施例进行说明。

本实施例通过将2个光源单元相互连接进行一体化，构成1个导光板上2个光源的光学单元。这样的导光板例如能够通过一体成形等的制造方法制造。因此，容易安装在底盘3上，能够减少组装工时。因此，能够提供生产成本得到降低的背光单元。此外，如果令导光板2的入射面附近的反射面与底盘3的内表面平行，则易于进行底盘3的定位、设置，能够进一步提高组装能力。

[实施例5]

参照图7，说明本发明的第五实施例。

如图7(a)所示，本实施例中，通过设置沿导光板的水平方向排列的多个台阶30，在1个导光板上形成多个导光部29(a)、(b)，进一步，令通过该台阶30在底盘3侧形成的面为被射入来自光源1的光的光入射面。此处，令各台阶间的距离相等。即，在本实施例中，在一个导光板上设置有多个导光部，并有与该多个导光部分别对应的多个光源，由此构成光源单元。

在第一～第四实施例中，因为排列有多个分开的导光板，所以在导光板相互间存在些微的间隙、界面。该界面引起折射、全反射等，在光学上产生影响。在本实施例中，因为使用被一体成形的导光板21，所以不存在上述的界面，能够降低界面处的光学的影响。此外，通过在导光板上设置多个台阶30，能够使一个导光板具有多个导光板的光学的功能、即具有导光部29(a)、(b)。而且，如果设置台阶30，则在导光板21的台阶部分与空气之间存在界面，能够获得与排列有多个分开的导光板的结构大致同样的光学特性，因此，能够实现一种亮度均匀性高的背光单元，其能够抑制由于导光板的一体成形而引起的亮度分布的变化。在该实施例中，上述的分割区域由台阶30规定。

图7(b)是第五实施例的变形例，从一个台阶30朝向相邻的台阶，导光板29的厚度逐渐减少。进一步，通过在导光板21的位于与底盘3的端部最近的位置的入射面附近设置锥形(テ一パ)，能够容易地控制亮度均匀性。其结果是，能够保持亮度均匀性，容易进行薄型化的设计。此外，如图7(c)所示，通过在与形成于导光板29之间的台阶30对应的底面上设置平坦部，使得对底盘的配置变得容易。其结果是，组装性得到改善，能够抑制背光单元的组装成本。

图7(d)是第五实施例的变形例，为导光板2的出射面的在光源1的附近设置有槽31的结构。该槽31用于将导光板2分割或划分为多个导光部29(a)、(b)，具有用于使光不从第一导光部21(a)部分地射入与其相邻的第二导光部29(b)的部分的光遮挡功能或光限制功能。由此，能够使得多个导光部29(a)、(b)的各自的出射光不从多个导光部的各个所承担的期望的区域射出。其结果是，能够在进行区域控制时，容易地实现期望的区域的亮度控制，能够实现能够以高对比度提供高质量的影像的背光单元，其中，所谓区域控制是针对每个分割区域进行亮度、颜色的控制。

上述的槽31也可以是V字、U字、曲面、狭缝。此外，形成狭缝的方向，不仅可以是液晶面板5的垂直方向，也可以是水平方向。

如图所示，可以使各导光部29的底面23相对于底盘3或基板12倾斜，例如也可以如图6和图7(c)所示那样，使该光入射面21附近的底面23与底盘3或基板12平行。通过采用这样的结构，因为光入射部21附近的底面23相对于底盘3的面大致水平，所以来自光源1的入射光被与底盘3大致水平的反射面23在光源1的附近均匀化。进一步，针对该均匀化后的光，通过相对于底盘3具有倾斜的反射面23，能够实现光出射面22处的亮度均匀化。进一步，因为导光板2被一体成形，所以能够减少安装工时，降低制造成本。被一体形成的导光板2即可以使用多个，也可以仅使用1个。

在该第五实施例中，通过部分地或整体地将导光板2一体化，能够减少对底盘3的安装的工时，改善制造工序。该被一体成形的导光板2即可以使用具有与背光源的尺寸对应的大小的模具进行注射模塑成型而制作，也可以利用折射率与该导光板2的材质大致相同的粘接剂将多个导光板连接而成。这样，本实施例的背光单元的生产率良好，且为薄型，能够提供能够部分地控制亮度的背光单元。

此外，在本实施例中，例如如图8(a)所示，优选使用配光分布在与基板12或液晶面板5的面大致平行的方向上具有峰值的发光元件11。作为这样的发光元件，例如能够使用向与LED的电极面平行的方向射出光的所谓的侧视型的LED。以下，将这种发光元件称为“侧视型发光元件”。而且，如本实施例那样，如果作为光源1使用侧视型发光元件，则能够增加来自光源1的光相对于光入射面21垂直入射(即，入射角小)的光，因此，能够使射向导光板2的光入射面21的入射光量增加，能够提高来自光源1的光的利用效率。在本实施例中，发光元件11被直接安装在为平板形状的基板12上，导光板被配置并固定在其上。

进一步，如果使用侧视型发光元件，则能够减少射入光入射面21的光直接朝向导光板2的光出射面22的表面的光的量。直接朝向该导光板2的光出射面22的表面的光成为，在光出射面22上的亮度分布中提高发光元件11的附近的亮度而使亮度均匀性变差的原因。因此，通过使用侧视型发光元件，具有改善亮度均匀性的效果。

进一步，此外，如上所述，因为侧视型发光元件在相对于基板12或液晶面板5的面大致平行的方向上具有配光分布的峰值，所以能够与底盘3和液晶面板5大致平行地配置安装有光源11的基板12。在使用顶视型的LED(向相对于LED的电极面的垂直方向射出光的种类的LED)的情况下，为了使其发光峰值的方向与基板12或液晶面板5的面平行，需要对基板12施加结构上的加工。该加工例如为，为了使安装有发光元件11的基板12的面处于与底盘3垂直的方向，使该基板12折曲或弯曲。但是，如果使用侧视型发光元件，为了改变发光元件11的发光峰值的方向，没有必要相对于上述基板12进行上述的加工，能够大致平面地构成基板12。从而，能够抑制基板12的加工成本。进一步，也能够使基板12在宽广的面积上与底盘3贴紧。即，利用热阻小的材质例如铜、AGSP(Advanced Grade Solid-bump Process)等构成基板12，使其与底盘3等面接触，由此，能够改善散热、冷却能力。根据该结构，能够抑制因发光元件11的发光而引起的温度上升，防止由于发光元件11的温度上升导致效率降低，能够提供高效率的背光单元。在基板12与底盘3之间，为了确保大面积的贴紧性，例如也可以在其间设置热传导率优良的润滑脂。此外，为了提高冷却效率，也可以在基板12上设置散热片。

在上述的例子中，针对使用图8(a)所示的侧视型发光元件作为光源11的情况进行了说明，但是也能够代替这种方式，使用例如顶视型发光元件(向相对于LED的电极面的垂直方向射出光的种类的LED)。在此情况下，优选通过在顶视型的LED设置例如图8(b)、图8(c)所示那样的反射镜13或棱镜14等，使得配光分布在相对于基板12或液晶面板5的面大致平行的方向上具有峰值，以直角折曲来自顶视型发光元件的光的朝向。这样，不折曲基板12就能够获得与使用侧视型发光元件的情况相同的效果。

[实施例6]

图10表示上述的图7(d)的一个具体例，并将其作为本发明的第六实施例进行说明。图10表示将图7(d)所示的多个导光部29一体成型所得的导光板2的一部分，针对与在之前的实施例中说明过的各种要素相同的要素标注相同的符号。在此例中，导光部29有8个，但是为了令图示简单，在图10中仅对位于左右两端的导光部标注符号29。同样，针对发光元件也仅标注一个符号11。此外，在此例中，虽然相对于各导光部29各设置有3个发光元件11，但是当然不限于此。该发光元件11例如是图8(a)所示那样的侧视型发光元件，作为该发光元件，可以使用白色的LED，此外，也可以令分别射出RGB 3色的光的3个LED为一组，使用多个该组。进一步，也可以组合使用RGB这3色和发出此外的颜色(例如黄色、白色)的光的LED。当然，也可以使用图8(b)、(c)那样构成的发光元件。这些发光元件11在本实施例中，沿导光板2的光入射面21，以线状安装在1个平板上的基板12。

此外，在图中，方向D1与图7(d)的纸面纵深方向对应，与多个发光元件11的排列方向对应。另一方面，方向D2与图7(d)的纸面左右方向对应，与发光元件11的发光峰值方向、即光的出射方向对应。而且，此处，虽然令方向D1与液晶面板5的垂直方向对应，令方向D2与液晶面板5的水平方向对应，但是也可以与其相反。

如图10所示，本实施例中，在导光板2的光射出面22上设置有槽31，通过该槽31，将导光板2在液晶面板5的水平方向和垂直方向上分割或划分为8个，形成8个导光部29。即，槽31用于确定导光单元之间的分界。该槽31包括与方向D1平行的槽311和与方向D2平行的槽312，各个槽具有作为光限制部的功能，该光限制部用于将从一个导光部29向另一导光部29前进的光部分地遮挡并进行限制。以下，为了方便，也有将该槽称为光限制部的情况。此外，导光板2的底面的反射面23也可以相对于底盘3倾斜。

在本实施例的结构中，导光板2的光出射面22被光限制部31分割或划分为多个，通过按照影像的内容对发光元件11进行发光控制，能够针对每个区域(导光部29的光出射面22上的区域)调整亮度(和/或光的颜色)。例如，在显示黑夜中悬挂的月亮的图像的情况下，能够进行控制，降低或消除与黑夜的区域(导光部29)对应的发光元件11的发光强度，使得与月亮的区域(导光部29)对应发光元件11的发光强度较强。上述区域被规定为与由光限制部31夹着的区域大致相等。

在该光限制部31为具有空气层的槽的情况下，对该光限制部31的功能进行详细的说明。来自发光元件11的光从导光板2(导光部29)的光入射面21射入，经导光部29内，从光出射面22射出，朝向液晶面板5的方向。在从发光元件11到达导光部29的光出射面22的过程中，一部分的光到达槽31。到达槽31的光分为，从导光部29的内部通过槽31朝空气层前进的光和被槽31的与空气层的界面全反射的光。射入槽31的光中，在此处被全反射的光的大部分不到达被槽31分割的与光出射面22邻接的区域，而走向返回发光元件11侧的方向的光路。即，槽31具有部分地抑制从与一个导光部29对应的发光元件11发出的光朝向被槽31分割的其它区域的效果。

另一方面，折射而向空气层射出的光因为朝向液晶面板5的方向前进，所以照射至被槽31分割的相邻的区域。

这样，通过针对到达槽31的光，适当地对全反射的光量和折射的光量的比例进行调整，还能够调整相对于作为目标的照射对象的浓淡(模糊度)。该调整依赖于槽31的形状。例如，通过适宜设定槽31的宽度和/或深度，能够调整全反射的光量和折射的光量的比例。例如，使槽31的深度越深则被全反射的光量变大，能够更大幅度地抑制从一个导光部29射向其他导光部29的光量、换言之为漏光量。

如上所述，在本实施例中，能够抑制从一个导光部29射向其他导光部29的光量(漏光量)，能够容易地控制与上述的影像内容相应的每个区域的亮度。结果，能够根据影像信号使用于决定发光元件11的发光状态的算法小规模化，使运算单纯化，容易根据影像信号开发用于控制发光元件11的发光的系统，结果，能够以低成本提供高对比度和高品位的背光单元和使用它的液晶显示装置。

而且，在本实施例中，作为光限制部31，设置有与方向D1平行的光限制部(槽)311和与方向D2平行的光限制部312，但也可以仅设置其中的任一方。因为光限制部311的形成方向相对于发光元件11的发光方向垂直，所以抑制来自D2方向即来自发光元件11的光的射出方向的漏光量的效果较大。因此，在发光元件11的指向性较高(发光峰值陡峭)的情况下，也可以仅设置光限制部311。此外，光限制部的数目也不限于图10所示的例子，能够根据液晶面板5的大小和每个区域的亮度控制的精细度进行设定。例如，在希望更精细地进行控制的情况下，光限制部的个数增加。

此外，如图10所示，如果设置光限制部311和312双方，则能够二维地分割光出射面22，进一步，能够适当地调整被光限制部311和312分割所得的光出射面22的形状的长宽比。例如，在以光限制部311和312分割导光板2的情况下，其中，该导光板2构成在16∶9的液晶电视中使用的背光单元，通过将导光板2的较长方向16分割，将较短方向9分割，分割所得的光出射面22的形状成为1∶1的正方形。这样，通过调整被分割的区域的长宽比，能够令根据影像信号控制发光元件11的发光状态的算法的规模较小。这是因为，能够控制的背光单元的最小区域依赖于导光板2的分割所得的光出射面22的形状。

此外，也可以将光限制部31设置在导光板2的底面23上而不是光出射面22上。在此情况下，与上述相同，也可以设置光限制部311和312中的任一方或双方。此外，也可以在导光板2的光出射面22和底面23双方上设置光限制部31。如果在导光板2的底面23上设置光限制部31，则在底面23的光限制部31被全反射的光在导光部29的内部直至到达光出射面22为止被扩散，能够抑制发生亮度的不均匀。由此，如果在导光板2的底面23上设置光限制部31，则能够抑制光从一个导光部29漏向其它的导光部29，同时，通过设置光限制部31，能够降低亮度的不均匀。

在上述实施例中，作为光限制部31的一例以具有空气层的槽为例进行了说明，只要是具有相同的功能的结构，也可以不是槽。例如，也可以在导光板2的光出射面22或底面23上设置线状的凹部，在该凹部中填充具有与导光板2的材料不同的折射率的材料的树脂。如果如本实施例那样以槽构成光限制部31，则在一体成形导光板时，能够使模具单纯化，因此，还能够降低模具的制造成本。此外，也可以在槽的内表面上设置扩散面，根据需要也可以进行镜面加工设置反射面，此外，也可以设置光吸收机构。此外，也可以将其组合进行设置。

[实施例7]

使用图11(a)和(b)，对本发明的第七实施例进行说明。图11表示本发明的第七实施例的导光板2的立体图，图11(a)是从光出射面22看该导光板2时的图，图11(a)是从底面(反射面)23看该导光板2时的图。

如图11所示，本实施例在导光板2的底面上形成有作为光限制部31的槽311和312，并设置有与槽311连接，并且与槽311相比宽度更宽且深度更深的矩形状的多个凹部28。该凹部28用于收纳1个或多个发光元件11，以下称为光源收纳部。而且，凹部28不贯通导光板2。此外，导光板2的底面(反射面)23相对于基板12的面大致平行，在基板12上，在与光源收纳部28对应的位置安装有发光元件11。

在本实施例中，因为导光板2具有光源收纳部28，所以能够提供一种厚度较薄的背光单元，其能够不增加导光板2的厚度地组合发光元件11。此外，因为光源收纳部28与槽311连接，所以来自一个发光元件11的光被位于与在该光的前进方向上相邻的发光元件11大致相同位置的槽311限制。因此，能够使能够控制光的最小单位与一个发光元件11和在来自该发光元件11的光的前进方向上相邻的发光元件11之间的区间大致相等。由此，根据本实施例，能够在背光单元前表面(光的出射面)上在空间上没有过多和不足地配置或设定能够控制光的区域。

此外，因为光源收纳部28未贯通导光板2，所以不会使导光板2的强度下降，能够防止产生裂纹、破损。此外，虽然未图示，但是也可以在基板12和导光板2上，设置用于两者的定位的暗榫(ダボ)、孔，进一步也可以设置钩子或螺纹机构。此外，在设置在导光板2的光入射面21上，也可以具有微细的图案结构。

此外，在本实施例中，作为光限制部31设置有槽311和312双方，也可以仅设置其中的一方。

此外，也可以在光源收纳部28中设置未图示的配光调制元件。该配光调整元件例如通过使用具有反射、透过、扩散等光学特性的墨进行印刷而被设置。除此以外，可以利用槽、透镜等微细图案构成配光调整元件，或配置具有上述那样的光学特性的光学片。这样，如果在光源收纳部28中设置配光调整元件，则能够通过该配光调整元件对收纳在该光源收纳部28中的发光元件11附近的光分布进行控制，能够提供亮度均匀性良好的背光单元。

[实施例8]

参照图12(a)和(b)，对本发明的第八实施例进行说明。该第八实施例也与第七实施例相同，在导光板2的底面(反射面)23上设置有作为光限制部31的槽311、312和光源收纳部，但是，在本实施例中，令第七实施例中的光源收纳部28为沿方向D1(即发光元件11的排列方向)延伸的槽形状的槽状光源收纳部281。在该槽状光源收纳部281的与发光元件11的光前进方向相反的端部上，形成有作为光限制部31的槽311。在槽状光源收纳部281自身具有光限制部的功能的情况下，也可以不设置该槽311。此外，槽状光源收纳部281与背光单元内的空间连通。

在本实施例的结构中，通过槽状的槽状光源收纳部281对发光元件11发光时产生的热进行散热，由此，能够降低发光元件11的温度上升，防止发光效率的下降。散热，例如可以使用未图示的风扇进行强制空冷，但是如果槽状光源收纳部281与现实面板5的垂直方向平行地延伸，则能够利用对流使外部的空气从槽状光源收纳部281之下向上流通，由此进行散热。此外，在本实施例中，反射面23相对于底盘3的面倾斜，但是也可以形成为与底盘3的面平行。

进一步，此外，如果如图12所示那样令光源收纳部为槽状，则不仅能够使用LED作为光源1，还能够使用荧光灯(CCFL、HCFL)作为光源1。

[实施例9]

参照图13，对本发明的第九实施例进行说明。本实施例例如在液晶显示装置中组装有第八实施例所示的导光板2，在该导光板2与液晶面板5之间设置有具有配光调整的功能的光学片4。由此，能够通过设置作为光限制部的槽311而减小光出射面22上的配光分布的偏差。该配光特性能够通过在光学片4上利用例如具有扩散特性的墨实施微细图案印刷，或者一维或二维地设置周期性的微细棱镜或透镜结构而赋予。此外，作为光学片4，也能够利用根据位置的不同而模糊度(haze)不同的扩散片等。此外，也可以在光学片4的液晶面板5侧的面、或其相反侧的面、或这两个面上设置扩散板。该扩散板的配光特性通过在扩散板上利用例如具有扩散特性的墨实施微细图案印刷，或者一维或二维地设置周期性的微细棱镜、透镜结构而赋予。

此外，如果采用利用液晶面板或其他光学片保持光学片4的结构，则能够削减用于光学片4的保持部件，因此，能够提供一种廉价的背光单元，其部件数和组装工时少，制造成本被降低。

进一步，此外，如图13所示，如果在导光板2的底面(反射面)23上设置作为光限制部的槽311，则如上所述，因底面侧的槽311而被变更前进路经的光在到达导光板2的光出射面22之前在导光板2的内部被扩散，因此，降低光出射面22上的亮度不均匀。因此，如图13所示，例如与图1相比，即使使光学片4与导光板2、以及光学片4与液晶面板5相互接近，亮度的不均匀也变少。因此，根据本实施例，即使令影像显示装置薄型化，也能够提供亮度的不均匀较少的高质量的影像显示装置。

而且，在图13所示的例子中，虽然使用图12的导光板2，当然也可以使用图11的导光板2。

在以上说明的本发明的实施方式中，令在基板12上安装有发光元件11，但是也可以与其一起安装用于发光元件驱动的驱动电路。此外，虽然令安装有发光元件11的基板12为1个，但并不限定于此，也可以使用多个基板。这样，在制造不同大小的背光单元时，能够通过变更基板的数目而应对。即，能够利用共同的基板12，具有容易使尺寸展开的优点。在令基板12为多个的情况下，各个基板被形成为长方形状，可以令该基板的较长方向与背光单元的较长方向对应地配置，也可以使其与背光单元的较短方向对应地配置。此外，也可以二维地配置多个基板。此外，在令基板12为多个的情况下，也可以设置用于传送从电源电路供向各基板的电力、从信号电路供向各基板的光源1的控制信号的中继基板。

此外，在各实施例中，也可以设置用于混合来自RGB 3色的发光元件的光、或RGB 3色及其以外的颜色(例如黄色、白色)的混色元件。

通过光源1发出颜色为红、蓝、绿以外的颜色的光，能够提供色再现性被扩张且具有优良的色再现性的背光单元。在导光板2被一体化形成为1个的导光板2的内部，因为不同颜色的光线彼此相互混合，所以在光出射面23上，存在难以目视确认颜色的不均匀和亮度的不均匀的优点，通过在背光单元上设置混色元件，能够进一步降低颜色的不均匀和亮度的不均匀。该混色要素也可以设置在光源中。例如，能够通过将扩散机构、透镜、微细的棱镜结构等设置在光源1的前方而实现。或，混色要素也可以设置在导光板2上。例如，也可以在导光板2的光入射面21上使用扩散机构、透镜、微细的棱镜结构、印刷等中的任一个。由此，能够提供颜色的不均匀和亮度的不均匀得到抑制的背光单元。

这样，在本实施方式的影像显示装置中，能够根据输入的影像信号控制光源1的明亮度，能够局部地良好地控制背光单元的明亮度。由此，抑制影像中的暗的位置的背光单元明亮度，相对于暗的照射光进行液晶面板5的灰度等级显示，由此，能够提高暗部的表现力，抑制来自液晶面板5的漏光，因此，能够防止浮黑，提高对比度。进而，因为抑制向与暗的位置对应的光源1投入电力，所以还能够实现背光单元的节能。

根据上述的结构，能够提供一种薄型的背光单元和使用它的影像显示装置，其能够实现大型化、散热性的改善、轻量化，能够实现高对比度、节能，并且亮度均匀性高，制造容易。

此外，根据上述的本实施方式，能够提供一种背光单元和使用它的影像显示装置，其能够互相弥补侧光方式和正下方式的缺点，有利于实现薄型化、低成本化，并且，能够实现高画质，提高光源的照度控制的性能，进一步，能够提高光源的散热性能。在上述实施例中，以透过型液晶面板为例进行了说明，但是如果是无源型显示器件，则也能够应用于其它的显示装置。上述光源单元的数目、以及导光板、光源的数目根据应用它的影像显示装置的画面的大小而被适当地确定，并不限于上述实施例的数值。

以上，对本发明的实施例进行了说明，但它们均是本发明的一个实施例，本发明并不被这些实施方式限定。关于本发明，只要是在本发明所属的技术领域具有通常的知识的人员，当然能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行种种变更。

Claims (4)

1.一种背光单元，其用于向液晶面板照射光，该背光单元的特征在于，包括：

组合有发出光的光源和具有用于将该光源的光导向所述液晶面板方向的透光性的导光板的光源单元；和用于保持或支承该光源单元的底盘，

所述导光板被形成为平板状，并且在所述导光板中，与所述液晶面板的背面相对的面被形成为射出光的光出射面，该光出射面形成为大致平面，与所述底盘相对的底面被形成为反射光的反射面，与所述光出射面和所述反射面邻接的多个侧面中的一个被形成为射入来自所述光源的光的光入射面，

以使得其它所述光源单元的光源位于一个所述光源单元中的所述导光板的所述反射面的底盘侧的方式，配置所述多个光源单元，

所述多个导光板被一体成形，并且在该被一体成形的导光板的光出射面或底面上，设置有光限制部，该光限制部用于确定所述光源单元的分界，并且，用于限制从某个光源单元的所述导光板朝向其它光源单元的所述导光板的光。

2.如权利要求1所述的背光单元，其特征在于：

所述光限制部是沟槽。

3.如权利要求1所述的背光单元，其特征在于：

在所述被一体成形的导光板的底面上，形成收纳所述光源的光源收纳部。

4.如权利要求1所述的背光单元，其特征在于：

所述光源的具有发光峰值的方向相对于底盘的面大致平行，所述光限制部至少沿与所述光源的具有发光峰值的方向正交的方向形成。

Images