CN101946119A

CN101946119A - 发光模块、背光单元和液晶显示装置

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Publication number: CN101946119A
Application number: CN2008801272063A
Authority: CN
Inventors: 渡边千洋
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2008-03-07
Filing date: 2008-10-28
Publication date: 2011-01-12
Anticipated expiration: 2028-10-28
Also published as: US8411228B2; US20110001900A1; WO2009110134A1; CN101946119B

Abstract

在多个LED(12)中，包括排列成列的列状LED组(12G)，并且包括至少1个从列偏离的偏离LED(12T)，偏离LED(12T)与导光板(41)相接，由此决定列状LED组(12G)相对于该导光板(41)的位置。

Description

发光模块、背光单元和液晶显示装置

技术领域

本发明涉及搭载发光元件的发光模块、搭载该发光模块的背光单元以及搭载背光单元的液晶显示装置。

背景技术

以往，开发了各种对液晶显示装置的液晶显示面板(非发光型显示面板)供给光的背光单元。作为背光单元的一个例子，可以举出专利文献1所记载的侧光型背光单元。如图3A的平面图所示，该背光单元从导光板141的侧面141S接受LED(Light Emitting Diode：发光二极管)112的光，从顶面141U出射(此外，安装LED 112的基板被称为安装基板111)。

并且，在该背光单元中，为了使出射的光不包含光量不均匀(亮度不均匀)，导光板141的侧面141S呈锯齿状，特别是顶角θ被适当地设计(参照作为图3A的放大图的图3B)。这样的话，LED 112(发光元件)的光有效地入射到导光板141，难以发生亮度不均匀。

专利文献1：特开2006-302710号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，背光单元所使用的LED 112具有各种特性(出射光的指向性、光强度等)。并且，对应于该特性，导光板141的锯齿状必须发生变化。但是，为了使锯齿状的形状不同，必须重新制作使导光板141成型的模具。并且，该重新制作成本非常高。

另外，如图4的平面图所示，还存在如下背光单元：由于导光板141的侧面141S和LED 112的发光面112F的紧贴，会产生暗区域bk，由此导致暗区域bk的光量不均匀(此外，图4的虚线区域表示对液晶显示面板的有效显示区域供给光的背光单元的光供给区域ar。另外，网点图示的区域表示对导光板141供给充足的光，线im表示来自单独的LED 112的光的发散状态的示意线)。

作为抑制这种光量不均匀的一个方案，在背光单元中，使导光板141的侧面141S和LED 112的发光面112F不紧密连接而远离适当的距离，使从LED 112发散的光入射到导光板141的侧面141S，抑制亮度不均匀亦可。

但是，在这种背光单元的情况下，例如，安装基板111和导光板141必须位于相对于背光单元的外壳的合适的位置上，并且，LED112也必须位于相对于安装基板111的合适的位置上。

即，在这种背光单元中，安装基板111相对于外壳的公差、导光板141相对于外壳的公差以及LED 112相对于安装基板111的公差成为使导光板141的侧面141S与LED 112的发光面112F之间的距离所希望的距离不同的原因。因此，在该背光单元中，导光板141的侧面141S与LED 112的发光面112F之间的距离难以与设计保持一致，难以消除亮度不均匀(即，为了消除亮度不均匀所花费的制造负担极重)。

本发明是鉴于上述情况而完成的。并且，本发明的目的在于提供简单且廉价地抑制亮度不均匀的背光单元所需的发光模块，和包括该发光模块的背光单元，还包括该背光单元的液晶显示装置。

用于解决问题的方案

发光模块对导光板供给光，包括发光元件和排列有该发光元件并支撑的支撑基板。并且，该发光模块在多个发光元件中，包括排列成列的列状发光元件组，并且，包括至少一个从列偏离的偏离发光元件。并且，偏离发光元件与导光板相接，由此决定列状发光元件组相对于导光板的位置。

这样的话，列状发光元件组远离导光板且被定位。因此，列状发光元件组的光发散且到达导光板，由此，从导光板出射的光没有光量不均匀。即，即使不对导光板进行任何加工，根据该发光模块，也可以抑制来自导光板的出射光的光量不均匀。

并且，不需要发光模块相对于导光板定位所用的其它部件。另外，仅通过将偏离发光元件贴到导光板，就可以决定发光模块相对于该导光板的位置，因此制造负担较轻。

此外，优选发光元件是向与支撑基板的基板面内方向相同的方向出射光的侧面发光型的发光元件。

这是由于只要是这种侧面发光型的发光元件，就能够在发光元件的光出射方向上改变位置。

另外，优选偏离发光元件位于列状发光元件组的列的一端或者列的两端。

偏离发光元件与导光板接触，因此难以将发散的光供给到导光板的入射面。但是，只要偏离元件位于列状发光元件组的一端或者两端，则不发散的光仅到达导光板的入射面的一端或者两端。因此，不发散的光入射到导光板所造成的不正常(光量不均匀)不会显眼。

另外，优选在发光模块中，满足下面的条件式(1)。该条件式(1)意味着：偏离发光元件遵照所规定的设计被支撑基板支撑(即，偏离发光元件错开比发光元件相互之间的公差距离长的距离)。

AD＜DD…条件式(1)

其中，

AD：在发光元件被支撑基板支撑的情况下，在与发光元件的列交叉的方向上所产生的发光元件相互之间的公差距离

DD：在与发光元件的列交叉的方向上，偏离发光元件与列状发光元件组之间的距离。

此外，优选支撑基板是包括配线的电路基板，上述配线将电流导入发光元件。并且，作为这种电路基板，可以举出挠性电路基板和硬质电路基板。另外，作为发光元件的一个例子，可以举出LED。

此外，包括上面的发光模块和接受来自该发光模块的光的导光板的背光单元也称为本发明，并且，包括该背光单元和接受来自背光单元的光的液晶显示面板的液晶显示装置也称为本发明。

发明效果

根据本发明的发光模块，不使用任何其它部件就可以进行发光模块相对于导光板的定位。并且，入射到导光板的光被发散地入射，因此，由此，从导光板出射的光不包括光量不均匀。

附图说明

图1是接受来自LED模块的光的导光板的平面图。

图2是液晶显示装置的分解立体图。

图3A是在以往的背光单元中，接受来自LED模块的光的导光板的平面图。

图3B是图3A的局部放大图。

图4是在以往的背光单元中，接受来自LED模块的光的导光板的平面图。

附图标记说明：

MJ：LED模块(发光模块)；11：安装基板(支撑基板)；11A：安装面；12：LED(发光元件)；12F：LED的发光面；12G：列状LED组(列状发光元件组)；12T：偏离LED(偏离发光元件)；41：导光板；41S：导光板的侧面；41U：导光板的顶面；41B：导光板的底面；BD：粘合剂；42：反射片；43：扩散片；44：光学片；45：光学片；49：背光单元；59：液晶显示面板；69：液晶显示装置。

具体实施方式

(实施方式1)

如下所示，根据附图说明一个实施方式。此外，为了方便，有时省略阴影线、部件附图标记等，在该情况下，参照其它附图。另外，附图上的黑色圆点表示相对于纸面垂直的方向。

图2表示液晶显示装置69的分解立体图。如该图所示，液晶显示装置69包括液晶显示面板59和背光单元49。

液晶显示面板59利用粘合材料(未图示)使包括TFT(Thin FilmTransistor：薄膜晶体管)等开关元件的有源矩阵基板51和与该有源矩阵基板51对置的对置基板52粘合。并且，在两个基板51、52的空隙中注入未图示的液晶(此外，安装有偏光片53、53，使其夹着有源矩阵基板51和对置基板52)。

该液晶显示面板59是非发光型显示面板，因此通过接受来自背光单元49的光(背光源的光)发挥显示功能。因此，如果来自背光单元49的光能够均匀地照射液晶显示面板59的整个面，则会提高液晶显示面板59的显示质量。

为了生成背光源的光，背光单元49包括LED模块(发光模块)MJ、导光板41、反射片42、扩散片43、光学片44、45以及外壳47。

LED模块MJ是发光模块，包括安装基板(支撑基板)11和LED(Light Emitting Diode：发光二极管)12，上述LED 12被安装在安装基板11的电极中，由此接受电流的供给、发出光。

安装基板11是包括配线的电路基板即可，上述配线将电流导入LED 12。并且，如果是电路基板，则安装基板11没有特别限定。例如，安装基板11可以是由聚酰亚胺树脂等形成的具有挠性的挠性电路基板(FPC基板：Flexible Printed Circuits基板：柔性印刷电路基板)，也可以是由玻璃环氧树脂等形成的硬质电路基板。

此外，为了确保光量，优选LED模块MJ包括多个LED 12，并且，优选使LED 12列状并列在安装基板11的安装面(支撑面)11A中(此外，列状排列的LED 12也称为列状LED组12G)。其中，为了方便，在附图中仅示出一部分LED 12(此外，下面将LED 12的排列方向作为并列方向P)。

导光板41是具有侧面41S、顶面41U以及底面41B的板状部件，上述顶面41U位于夹着该侧面41S的位置。并且，侧面41S的一个面(受光面)面对LED 12的发光面12F，由此接受来自LED(发光元件、点状光源)12的光。所接受的光在导光板41的内部被混合，作为面状光从顶面41U出射。此外，在导光板41的底面41B与安装基板11的安装面11A之间，存在粘合剂BD，由此LED模块MJ被安装到导光板41。

反射片42位于被导光板41覆盖的位置。并且，面对导光板41的底面41B的反射片42的一个面成为反射面。因此，该反射面使来自LED 12的光、在导光板41内部传播的光无泄漏地反射，以返回到导光板41(详细说明的话，通过导光板41的底面41B)。

扩散片43位于覆盖导光板41的顶面41U的位置，使来自导光板41的面状光扩散，使光散布液晶显示面板59的整个区域(此外，还将该扩散片43和光学片44、45统称为光学片组46)。

光学片44、45是例如在片面内具有棱镜形状、使光的放射特性发生偏振的光学片，位于覆盖扩散片43的位置。因此，该光学片44、45使从扩散片43前进的光发生聚光，来提高亮度。此外，被光学片44和光学片45聚光的各光的发散方向存在交叉的关系。

外壳47收纳LED模块MJ、反射片42、导光板41、扩散片43以及光学片44、45等。详细说明的话，反射片42、导光板41、扩散片43以及光学片44、45按照该顺序层叠，被外壳47收纳(此外，下面，将这些部件的层叠方向作为重叠方向Q，将相对于LED 12的并列方向P和重叠方向Q垂直的方向作为方向R)。

并且，在上面这种背光单元49中，来自LED 12的光由于导光板41而变成面状光并出射，该面状光通过光学片组46变成提高了发光亮度的背光并出射。并且，该背光源的光到达液晶显示面板59，利用该背光源的光，液晶显示面板59显示图像。此外，背光单元49的上面的光学片等结构是一个例子，可以进行适当的变更。

在此，用图1和图2详细地说明LED模块MJ和导光板41。图1是从导光板41的顶面41U侧看导光板41和LED模块MJ的平面图。

此外，图1的虚线区域表示背光单元49对液晶显示面板59的有效显示区域供给光的光供给区域AR。另外，网点图示的区域表示对导光板41供给有充足的光，线IM是表示来自单独的LED 12的光的发散状态的示意线。

如图1所示，LED模块MJ的LED 12，使发光面12F朝向导光板41的侧面41S，并且沿着侧面41S的长边方向排列。其中，存在从列状LED 12组(列状LED组12G)偏离的LED(偏离LED)12T。

偏离LED 12T位于在安装基板11中排列的多个LED 12的两端。并且，该偏离LED 12T从剩下的列状排列的LED 12(列状LED组12G)朝向LED 12的发光侧偏离。并且，这种偏离LED 12T相互之间的间隔与导光板41的侧面41S的长边长度相同或者更短。

即，当LED模块MJ被配置在相对于导光板41的侧面41S的规定位置时，偏离LED 12T位于在导光板41的侧面41S的长度一端可以供给光的位置。并且，该偏离LED 12T的发光面12F与导光板41的侧面41S接触。

详细说明的话，如图1所示，偏离LED 12T的发光面12F与导光板41的侧面41S接触，由此决定列状LED组12G和导光板41的侧面41S的距离(即，偏离LED 12T发挥作为定位部件的功能)。其结果是：偏离LED 12T的发光面12F紧贴着导光板41的侧面41S，而列状LED组12G的发光面12F离开导光板41的侧面41S规定的距离。

这样的话，来自列状LED组12G的光从各LED 12的发光面12F发散，并且入射到导光板41的侧面41S。并且，相邻的LED 12相互之间的光的交叉位置(分界点：参照白圈)成为离导光板41的侧面41S较近的位置。

以该相邻的LED 12之间的光的交叉位置为分界，在接近LED12侧的一侧，产生来自LED 12的光未入射的部分即暗区域BK(此外，在该暗区域BK以外的区域LED的光所照射的区域是亮区域LT)。

其中，如图1所示，在分界点位于离导光板41的侧面41S比较近的位置的情况下，与分界点位于离导光板41的侧面41S比较远的位置的情况相比较，导光板41的暗区域BK的空间变得较小(或者消失)。因此，背光单元49难以发出具有光量不均匀(亮度不均匀)的光，上述光量不均匀是由暗区域BK产生的。

即，即使不对导光板41实施任何加工，根据该LED模块MJ，也能够抑制来自导光板41的出射光的光量不均匀。另外，用于制造未实施特殊加工的导光板41的模具价格低廉。并且，不需要LED模块MJ相对于导光板41定位所用的其它部件，因此，作为背光单元49的成本也变得较低。

另外，为了抑制光量不均匀，在必须改变背光单元49的设计的情况下，也可以不改变导光板41的设计，仅设计LED模块MJ(例如，用于制造安装基板11的模具)即可。因此，背光单元49的成本变得较低。

另外，仅通过将偏离LED 12T贴到导光板41的侧面41S，来决定LED模块MJ相对于该导光板41的位置，因此背光单元49的制造负担较轻。

此外，如图1和图2所示，优选在上述LED模块MJ中，LED 12采用向与安装基板11的安装面11A的面内方向(基板面内方向)相同的方向出射光的侧面发光型LED。

这样的话，能简单地使LED 12的位置在LED模块MJ沿着LED12的光的出射方向(方向R)发生偏离。因此，该LED模块MJ简单地改变导光板41的侧面41S与LED 12的发光面12F之间的距离，抑制背光的光量不均匀。

另外，这种侧面发光型的LED 12通常与上表面发光型的LED{在相对于安装基板11的安装面11A交叉的方向(例如，垂直方向)上出射光的LED}相比小型且薄型。因此，使用了这种侧面发光型的LED 12的LED模块MJ是小型的，进而，搭载该LED模块MJ的背光单元49也是小型的。

相反地，上表面发光型的LED与侧面发光型LED 12相比大型且厚型，并且，搭载它的LED模块仅通过改变安装面上的LED的位置，不能改变导光板41的侧面41S与LED的发光面之间的距离。因此，这种LED模块虽然是大型，但是难以抑制背光源的光的光量不均匀。

因此，组装搭载上表面发光型的LED的LED模块的背光单元不改变导光板41的侧面41S与LED的发光面之间的距离，而通过改变导光板41的侧面41S的形状来抑制光量不均匀即可。但是，用于制造导光板41的模具价格高昂。因此，为了通过导光板41的侧面41S的形状变化来抑制背光的光量不均匀，不得不提高成本。

但是，组装搭载侧面发光型的LED 12的LED模块MJ的背光单元49不改变导光板41的侧面41S的形状，而仅改变LED 12的位置，由此抑制背光的光量不均匀。并且，为了改变LED 12的位置，改变制造安装基板11的模具的成本与改变制造导光板41的模具的成本比较，要低得多。

此外，如图1所示，在上面的LED模块MJ中，在安装基板11中列状排列的LED 12的两端安装有偏离LED 12T。但是，没有限定于此，在列状排列的LED 12中，若安装至少1个偏离LED 12T即可(例如，也可以是列的两端的一方的LED 12为偏离LED 12T)。

另外，如图1所示，优选偏离LED 12T从列状排列的LED 12(列状LED组12G)偏离的距离(DD)满足下面的条件式(1)。该条件式(1)表示偏离LED 12T从列状LED组12G偏离比LED 12安装在安装基板11上的公差距离大的距离。

AD＜DD…条件式(1)

其中，

AD：在LED 12被安装基板11支撑的情况下(即，在安装面11A上)，在相对于LED 12的列交叉的方向(方向R等)上所产生的LED12相互之间的公差距离

DD：在相对于LED 12的列交叉的方向上，偏离LED 12T与列状LED组12G相互之间的距离。

(其它实施方式)

此外，本发明没有限定于上述实施方式，在不偏离本发明的宗旨的范围内可以进行各种变更。

例如，在图1中，LED模块MJ的光仅入射到导光板41的侧面41S中的1个面，但是没有限定于此。例如，LED模块MJ、MJ也可以将光出射到每一相对的侧面41S、41S。

并且，优选在各LED模块MJ中，偏离LED 12T被贴到导光板41的侧面41S。

Claims

1.一种发光模块，其对导光板供给光，

上述发光模块包括发光元件和排列有上述发光元件并支撑的支撑基板，

在多个上述发光元件中，包括排列成列的列状发光元件组，并且包括至少1个从上述列偏离的偏离发光元件，

上述偏离发光元件与上述导光板相接，由此决定上述列状发光元件组相对于上述导光板的位置。

2.根据权利要求1所述的发光模块，

上述发光元件是向与上述支撑基板的基板面内方向相同的方向出射光的侧面发光型的发光元件。

3.根据权利要求1所述的发光模块，

上述偏离发光元件位于上述列状发光元件组的列的一端或者列的两端。

4.根据权利要求1所述的发光模块，其满足下面的条件式(1)，

AD＜DD…条件式(1)

其中，

5.根据权利要求1所述的背光单元，

上述支撑基板是包括配线的电路基板，上述配线将电流导入到上述发光元件。

6.根据权利要求5所述的背光单元，

上述电路基板是挠性电路基板。

7.根据权利要求5所述的背光单元，

上述电路基板是硬质电路基板。

8.根据权利要求1所述的背光单元，

上述发光元件是LED。

9.一种背光单元，其包括：

根据权利要求1～8中的任一项所述的发光模块；和

接受来自上述发光模块的光的导光板。

10.一种液晶显示装置，其包括：

权利要求9所述的背光单元；和

接受来自上述背光单元的光的液晶显示面板。