CN102171507A - 照明装置和液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供照明装置和液晶显示装置。背光源(2)包括：光源(5)；使从光源(5)入射的光进行面发光的多个导光体(7)和(17)；和反射件(6)，反射件(6)配置在与和发光面(7a)相反一侧的面相对的位置。导光体(7)和导光体(17)相互相邻，反射件(6)的与导光体(7)和(17)相对的一侧的面的、与导光体(7)和导光体(17)之间对应的区域中，设置有具有曲面的突出部(20)。由此，实现能够进一步提高亮度的均匀性的照明装置。

Description

照明装置和液晶显示装置

技术领域

本发明涉及作为液晶显示装置的背光源等使用的照明装置和具有该照明装置的液晶显示装置。

背景技术

液晶显示装置充分发挥其节能、轻薄等特征，广泛利用于液晶电视、显示器和便携式电话等。作为更进一步发挥这些特征的方法，能够列举配置于液晶显示装置的背后的照明装置即所谓的背光源的改良。

照明装置大致主要分为侧光型(也称边光型)和直下型。侧光型具有在液晶显示面板的背后设置导光体并在导光体的横向端部设置光源的结构。从光源出射的光在导光体处反射而间接地对液晶显示面板均匀地进行照射。通过该结构，能够实现虽然亮度低但薄且亮度均匀性优秀的照明装置。因此，侧光型的照明装置主要用于便携式电话和笔记本型计算机等那样的中小型液晶显示器。

作为侧光型照明装置的一个例子，能够列举专利文献1中记载的面发光装置。专利文献1中，公开了在导光板的反射面形成有多个点以能够实现来自发光面的均匀的发光的面发光装置。由于光源的指向性，光不能到达反射面的角部，角部会变得暗，所以该面发光装置中使角部的点的密度比其它部分高。

另外，直下型的照明装置在液晶显示面板的背后排列多个光源，对液晶显示面板直接进行照射。因此，即使画面大也容易获得高亮度，主要利用于20英寸以上的大型液晶显示器。不过，当前的直下型照明装置的厚度为约20mm～40mm左右，对显示器的进一步薄化造成障碍。

为了实现大型液晶显示器的进一步薄化的目标，虽然能够通过使光源和液晶显示面板的距离缩短来解决，但这种情况下若不增加光源的数量，则无法实现照明装置的亮度的均匀性。而当增加光源的数量时，成本会提高。因此，期望开发出在不增加光源数量的前提下薄且亮度的均匀性优秀的照明装置。

一直以来，为解决这些问题，尝试通过排列多个侧光型的照明装置来实现大型液晶显示器的薄化。

例如，在专利文献2中，提出了由于能够以紧凑的结构确保大发光区域，所以能够适用于大型液晶显示器的面光源装置。该面光源装置具有串联(tandem)型的结构：将板状的导光块串联排列，并具有对各导光块分别供给一次光的一次光源。像这样，将由光源和导光体组合构成的发光单元串联排列多个而构成的照明装置，被称为串联型的照明装置。另外，在专利文献2中，公开了并列配置多个串联型导光-发光机构的串联型面光源装置。由此，导光块和对各导光块供给一次光的光源纵横排列，能够提供具有非常大的发光区域的串联型面光源装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国公开专利公报“特开2003-43266号公报(公开日：2003年2月13日)”

专利文献2：日本国公开专利公报“特开平11-288611号公报(公开日：1999年10月19日)”

专利文献3：日本国公开专利公报“特开2007-206398号公报(公开日：2007年8月16日)”

发明内容

不过，专利文献2公开的串联型面光源装置中，从光源入射到导光体的光主要在与串联排列平行的方向上行进。因此，在并列配置有串联型导光-发光机构的情况下，到达并列排列的各串联型导光-发光机构之间的光的量少，在该区域发生亮度降低。由此，将产生亮度不均，导光亮度的均匀性受损。

另外，在专利文献3中，公开了在组合多个导光块的直下型面状光源装置中，使由各导光块的边界引起的亮度降低缓和的技术。不过，在该装置中，需要对导光块的形状实施复杂的加工。因此不能直接使用现有的导光体保持亮度的均匀性。

因此，本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供在由多个导光体构成的照明装置中能够提高亮度的均匀性的照明装置。

为解决上述问题，本发明的照明装置包括：光源；使从该光源入射的光进行面发光的多个导光体；和反射部件，上述反射部件配置在与上述导光体的和发光面相反一侧的面相对的位置，上述多个导光体中的第一导光体和第二导光体相互相邻，在上述反射部件的与上述导光体相对的一侧的面的、上述发光面的法线方向的投影中的第一导光体和第二导光体之间的区域中，设置有具有曲面的突出部。

根据上述结构，出射至相互相邻的第一导光体和第二导光体之间的光的一部分入射到反射部件，发生光的散射。此时入射到在反射部件设置的突出部的曲面处的光的出射方向发生变化，再次返回导光体内部的光的量减少。由此，朝向与从导光体的发光面出射的光相同的方向的向外部的光量增加。因此，相邻的导光体间的亮度上升，能够抑制因相邻的导光体间的中央变暗而发生亮度不均。由此，能够实现亮度均匀性进一步提高的照明装置。

另外，在发光面的法线方向的投影中导光体和导光体之间的区域设置有突出部，指的不仅仅是在上述投影中突出部的整体位于导光体和导光体之间，还包括突出部的一部分位于导光体和导光体之间的情况。

本发明的照明装置中，优选第一导光体和第二导光体在与来自上述光源的出射光的光轴方向垂直且与上述发光面平行的方向上相互相邻。

从光源出射的光的大部分在导光体内部被导向与光轴方向平行的方向。因而，被导向与光轴方向垂直且与发光面平行的方向上的光量相对少。为此，在该方向上相邻的导光体彼此之间的亮度与其它区域相比低。所以，该区域对亮度的不均匀性的影响大。

对于这一点，根据上述结构，在与光轴方向垂直且与发光面平行的方向上相互相邻的导光体间的反射部件，设置有具有曲面的突出部，所以能够抑制该区域中亮度降低。因此，由于在亮度降低的程度大的区域防止亮度降低，所以能够更有效地提高亮度均匀性。

此处，来自光源的出射光的光轴方向，意味着从光源出射的具有指向性的光的主成分的方向(指向方向)。另外，也能够称为从光源出射并入射到导光体的光的主要被导向的方向(导光方向)。

本发明的照明装置中，优选上述突出部的表面由曲面形成。

根据上述结构，入射到突出部的所有的光都发生散射。由此，能够更有效地防止相邻的导光体间的亮度降低，能够实现亮度均匀性进一步提高的照明装置。

本发明的照明装置中，优选上述突出部是与来自上述光源的出射光的光轴方向平行地延伸的带状突出部。

根据上述结构，能够在相邻的导光体间的广的区域发生光的散射，能够更有效地防止导光体间的亮度降低。

此外，本发明的照明装置中，优选与来自上述光源的出射光的光轴方向正交的剖面中的轮廓线是圆弧。

本发明的照明装置也可以构成为上述突出部设置有多个。

根据上述结构，能够通过调节形成的突出部的数量来调节光的散射的程度。因此，能够调节与各导光体间的亮度降低的程度相应的亮度上升的程度，能够有效地提高亮度均匀性。

本发明的照明装置中，优选在上述导光体和上述反射部件之间形成有间隙。

另外，本发明的液晶显示装置的特征在于包括本发明的任一结构的照明装置作为背光源。

根据上述结构，由于具有本发明的照明装置，所以能够实现亮度均匀性优秀的液晶显示装置。

另外，本发明的电视装置的特征在于包括本发明的液晶显示装置。

本发明的其它目的、特征和优点能够通过以下的记载来明确。另外，本发明的长处能够通过参照附图进行的以下说明而变得明了。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的液晶显示装置的结构的剖面图。

图2是表示本发明的一个实施方式的背光源的结构的俯视图。

图3是表示沿图2的剖切线A-A’剖切的状态的背光源的向视剖面图，是示意性地表示光的行进方向的图。

图4是表示本发明的其它实施方式的背光源的剖面图，是示意性地表示光的行进方向的图。

图5是表示本发明的另一其它实施方式的背光源的剖面图，是示意性地表示光的行进方向的图。

图6是表示本发明的其它实施方式的反射件的立体图。

图7是表示在反射件上散射后的光的出射方向的图，(a)是表示使用现有的反射件的情况下的图，(b)是表示使用本发明所用的反射件的情况下的图。

图8是表示现有的背光源的图，(a)是俯视图，(b)是表示沿剖切线B-B’剖切的状态的向视剖面图，是示意性地表示光的行进方向的图。

图9是表示本发明的一个实施方式的电视装置的结构的分解立体图。

具体实施方式

以下基于图1～图5和图9来说明本发明的一个实施方式。不过，本发明并不限定于此。

[液晶显示装置]

在本实施方式中，对作为液晶显示装置的背光源使用的照明装置进行说明。

图1是表示本实施方式的液晶显示装置1的大致结构的剖面图。液晶显示装置1具有背光源(照明装置)2和与背光源2相对配置的液晶显示面板3。

液晶显示面板3与在现有的液晶显示装置中使用的一般的液晶显示面板相同，例如具有未图示的形成有多个TFT(薄膜晶体管)的有源矩阵基板和与其相对的CF基板，具有在这些基板之间利用密封部件封入液晶层的结构。

接着，对液晶显示装置1所具有的背光源2的结构进行说明。

背光源2配置在液晶显示面板3的背后(与显示面相反的一侧)。如图1所示，背光源2具有光源5(未图示)、反射件6(反射部件)、导光体7、扩散板8、光学片9和透明板10。另外，构成背光源2的导光体至少由两个以上构成。在本实施方式中，对两个导光体7和17并列排列的背光源2进行说明。在没有特别说明的情况下，作为两导光体7和17的代表，以其中之一的导光体7为例进行说明。另外，在表示本实施方式的图1～5中，为了便于说明，夸张地表示各部件的大小和导光体7与导光体17的距离。

图2是从上表面(配置液晶显示面板的一侧)观看背光源2的俯视图，为了便于说明，省略了扩散板8、光学片9和透明板10的图示。光源5与导光体7的一个面相对配置。突出部20在相对配置有光源5的导光体7的面的法线方向即光轴方向上呈带状延伸设置。

光源5例如是侧发光型的发光二极管(LED)和冷阴极管(CCFL)等。本实施方式中，作为光源5以LED为例进行说明。作为光源5，通过使用将R、G、B的芯片塑模(mold)到一个封装中的侧发光型的LED，能够获得色再现范围广的照明装置。另外，光源5配置在基板(未图示)上。

导光体7用于使从光源5出射的光从发光面(也称光出射面)7a进行面发光。发光面7a是用于对照射对象照射光的面。在导光体7的发光面7a或其背面，实施了用于使引导来的光向前面出射的加工和处理，光从导光体7的发光面7a向液晶显示面板3一侧出射。在导光体7的导光部实施的具体的加工方法和处理方法，例如能够列举棱镜加工、压纹加工(シボ加工，embossing)和印刷处理等，并不特别限定，能够使用适宜的公知的方法。

导光体7主要由聚碳酸酯(PC)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等透明树脂构成，并不特别限定，优选光透过率高的材质。另外，导光体7例如能够通过喷射成型、挤压成型、热压成型和切削加工等形成。不过并不限定于这些成型方法，只要是能够发挥相同特性的加工方法即可。

反射件6以与导光体7的背面(与发光面7a相反的一侧的面)相对的方式配置，并与导光体7之间形成间隙即隔开规定的间隔。反射件6将从导光体7向着反射件6出射的光反射，使更多的光从发光面7a出射。反射件6由发泡PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PC(聚碳酸酯)和PS(聚苯乙烯)等的树脂形成，并在其表面蒸镀有银和铝等反射率高的金属薄膜。反射件6的材质并不限定于上述材质，只要是能在形成反射件6后维持其形状的即可，优选发泡PET。反射件6例如能够通过喷射成型、挤压成型、热压成型和切削加工等形成。

在反射件6，实施有形成精细的凹凸以使其成为不光滑(mat)状态等的表面处理。由此，反射件6能够使入射到反射件6的光散射。

扩散板8以覆盖由各导光体7和17的发光面7a形成的共面状的发光面的整体的方式与发光面7a相对配置。扩散板8使从导光体7的发光面7a出射的光扩散，照射到光学片9。

光学片9由重叠配置的多个片材构成，使从导光体7的发光面7a出射的光均匀化并使该出射的光聚光，向液晶显示面板3照射。即，光学片9能够应用：使光边聚光边散射的扩散片；使光聚光而提高正面方向(液晶显示面板方向)的亮度的透镜片；和通过使光的一种偏振成分反射、另一种偏振成分透过来提高液晶显示装置1的亮度的偏振反射片等。以上这些优选根据液晶显示装置1的价格或性能来适当地组合使用。

透明板10在将导光板7和扩散板8的距离保持为一定的情况下使用，形成光的扩散区域。透明板10由聚乙烯膜等透光性材料形成。另外，也可以采用省略透明板10，使导光体7与扩散板8相对配置的结构。

利用上述各部件的结构，从光源5出射的光一面受到散射作用和反射作用，一面在导光体7内传播，从发光面7a出射，通过扩散板8和光学片9，到达液晶显示面板3。

[亮度的均匀性]

此处，对亮度变得不均匀的原理进行说明。

图8是表示现有的背光源102的图，图8(a)是背光源102的俯视图，图8(b)是表示沿图(a)的剖切线B-B’剖切的状态的部分向视剖面图。另外，为便于说明，省略了光源、导光体和反射件以外的部件的图示。

在现有的背光源102中，从光源105入射的光的大部分在导光体107的内部被导向与光源105的照射面的法线方向平行的方向(以下也称光轴方向。图8(a)中的实线箭头的方向)。因此，被导向与光轴方向垂直且与导光体107的发光面平行的方向(图8(a)中的虚线箭头的方向)的光的量相对少。因而，向导光体107和导光体117间的区域S100出射的光的量少，在区域S100中亮度降低，其结果造成背光源102的亮度变得不均匀。

为消除该问题，在背光源102中，不仅仅在与导光体107相对的区域，在与导光体107和导光体117之间对应的区域也设置有反射件106。如图8(b)所示，该情况下，从导光体107和117的侧面107b和117b出射的光的一部分在反射件106的表面向液晶显示面板方向反射。因此，区域S100的亮度上升，能够抑制亮度不均的发生，其结果，能够抑制背光源102的亮度均匀性的降低。

不过，在像图8(b)那样设置有反射件106的情况下，在反射件106，光以与各自的入射角对应的规定的反射角发生全反射。因此，从一个导光体出射的光的大部分在反射件106发生全反射，入射到另一个导光体。因而，向液晶显示面板方向反射的光非常少，即使如图8(b)所示设置反射件106，也不能充分地降低背光源102的亮度均匀性的降低。

在本发明的背光源2中，在反射件6的与导光体7相对的一侧的面的、发光面7a的法线方向的投影中的导光体7和导光体17之间的区域(以下，也称为“反射件的与导光体和导光体之间对应的区域”)中，设置具有曲面的突出部20，由此抑制亮度均匀性的降低。

[突出部]

接着，对设置在反射件6的突出部20进行说明。

图3是表示沿图2的剖切线A-A’剖切的状态的背光源2的部分向视剖面图。另外，在图3中，用箭头表示光的行进方向。

如图3所示，在反射件6的与导光体7和导光体17之间对应的区域中，设置有剖面中的轮廓线为圆弧的突出部20。当光入射到曲面时，出射光的方向发生变化。由此，当从导光体7的侧面7b出射的光入射到突出部20的曲面时，光在此处发生散射，与不设置突出部20时相比，能够使更多的光向着液晶显示面板3的方向行进。图7是表示出射光的方向的图，图7(a)是使用不具有突出部的现有的反射件的情况，图7(b)是具有突出部的本发明的结构的情况。用粗箭头表示对入射光最强出射的光。如图7所示，当在突出部20的曲面发生散射时，最强的出射光的出射方向发生变化，能够使最强的出射光更多地从导光体间供给到液晶显示面板3。由此，能够进一步提高导光体7和导光体17之间的亮度，能够实现亮度均匀性进一步提高的背光源2。

另外，为了提高散效果，也能够对突出部20进一步实施粗糙加工。

如图2所示，在本实施方式中，突出部20是在与光轴方向平行的方向上延伸的带状突出部，与光轴方向正交的剖面中的突出部20的轮廓线为圆弧。由于突出部20从反射件6的一个端部至另一个端部呈带状连续地设置，所以在被导光体7和导光体17夹着的整个区域中，能够防止亮度降低。

另外，突出部20的形状并不限定于图3所示的形状，还能够进行以下变形。

图4是表示突出部20的其它方式的剖面图。图4所示的突出部20，是由4个与图3所示的带状突出部相比宽度短、高度低的带状突出部平行排列而成的形状。在该情况下，也能够与图3所示的方式的突出部20获得同样的效果。另外，通过改变形成的突出部的数量，能够改变光的散射的程度，调节亮度上升的程度。

本实施方式中，突出部20为带状的形状，但并不限定于带状形状，也可以是其它结构。图6是表示突出部20的另一其它方式的反射件6的立体图。如图6所示，突出部20也可以是突起状的结构。该情况下，为了在导光板间的整个区域中防止亮度降低，优选以使突起状突出部整体呈带状的方式进行配置。

突出部20只要在配置有导光体7的一侧表面具有曲面即可，其背面(没有配置导光体7和液晶显示面板3等的一侧，以下称为“反射件的背侧面”)的结构并没有特别限定。例如，在图3中，由板状的反射件的一部分弯曲来形成突出部20，从反射件6的背侧面看来，在设置有突出部20的区域中设置有剖面的轮廓线为圆弧的槽。另一方面，图5是表示突出部20的其它方式的剖面图，如图5所示，也可以是反射件6的背侧面为平坦的方式。

具有突出部20的反射件6，例如能够通过对用于形成反射件6的模具本身实施加工，并使用该模具进行喷射成型来制作。即，为了设置突出部20，不需要其它的材料和其它的工序。因此，为了防止发生亮度不均，本发明不需要反射效率更优的新材料和设置反射效率优秀的区域的新工序，能够容易地抑制亮度不均的发生，这一点较为优秀。

另外，作为与光轴方向正交的剖面上的突出部20的轮廓线的形状，优选轮廓线整体为曲线。作为轮廓线的形状，能够列举基于圆弧、二次以上的多项式的曲线和正弦曲线等，但并不限定于此。

另外，突出部20优选仅在反射件6的与导光体7和导光体17之间对应的区域形成。即，优选在反射件6上没有形成下述的突出部，该突出部在发光面7a的法线方向上的投影中，不包含与导光体7和导光体17之间的区域重叠的部分。

[反射件的配置]

在背光源2中，如图3所示，在导光体7和反射件6之间形成有间隙S11。

当在导光体7和反射件6之间设置有间隙S11时，即使在与光轴方向和发光面7a的法线方向垂直的方向上的突出部20的距离W2大于导光体7和17的距离W1的情况下，也能够适当地配置导光体7和反射件6。在突出部20的距离W2小于导光体间的距离W1的情况下，也可以不形成间隙S11。

本发明的照明装置，在配置多个导光体来增大发光面积的情况下的亮度均匀性优秀。因此，特别优选作为具有大画面的液晶显示装置的背光源使用，但不限定于此，能够作为所有液晶显示装置的背光源使用。

如上所述，本发明的照明装置中，在与相互相邻的导光体彼此之间对应的区域中，在反射部件的与导光体相对的一侧的面，设置有具有曲面的突出部。因此具有以下效果，即，能够实现亮度不均的产生得到抵制、亮度的均匀性得到提高的照明装置。

另外，如上所述，本发明的液晶显示装置具有本发明的照明装置作为背光源。因此，具有能够实现亮度均匀性优秀的液晶显示装置的效果。

对应用本发明的液晶显示装置1的电视装置30进行说明。本发明的电视装置30中，调谐器部接收电视广播而输出视频信号，液晶显示装置1根据从调谐器部输出的视频信号来进行视频显示。

图9是使用液晶显示装置1的电视装置30的分解立体图。如图9所示，电视装置30用第一壳体31和第二壳体32以将液晶显示装置1包起来的方式夹持该液晶显示装置1。第一壳体31形成有使液晶显示装置1上显示的视频透过的开口部31a。另外，第二壳体32覆盖液晶显示装置1的背面侧，设置有用于操作液晶显示装置1的操作用电路33，并在下方安装有支承用部件34。

如上所述，因为电视装置30搭载有具备背光源2的液晶显示装置1，所以在显示电视广播的视频时，能够显示亮度均匀性优秀的视频。

本发明并不限于上述各实施方式，在权利要求的范围内能够进行各种变更。即，在权利要求所示的范围内进行适当变更的技术方案，或通过组合其它实施方式中说明的技术方案而得的实施方式，都包含在本发明的技术范围内。

发明的详细说明中描述的具体实施方式或实施例不过是用于明确本发明的技术内容的示例，本发明并不应当限定于这种具体例来狭义地进行解释，在本发明的精神和权利要求的范围内，能够实施各种变更。

工业上的可利用性

根据本发明，能够提供能够使来自光源的光更均匀地出射的照明装置。本发明的照明装置能够作为液晶显示装置的背光源使用。

附图标记说明

1    液晶显示装置

2    背光源(照明装置)

3    液晶显示面板

5    光源

6    反射部件(反射件)

7、17导光体

7a   发光面

7b   侧面

8         扩散板

9         光学片

10        透明板

20        突出部

102       背光源

105       光源

106       反射件

107、117  导光体

107b、117b侧面

Claims (9)

1.一种照明装置，其特征在于：

包括：光源；使从该光源入射的光进行面发光的多个导光体；和反射部件，

所述反射部件配置在与所述多个导光体的和发光面相反一侧的面相对的位置，

所述多个导光体中的第一导光体和第二导光体相互相邻，

在所述反射部件的与所述导光体相对的一侧的面的、所述发光面的法线方向的投影中的第一导光体和第二导光体之间的区域中，设置有具有曲面的突出部。

2.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于：

第一导光体和第二导光体在与来自所述光源的出射光的光轴方向垂直且与所述发光面平行的方向上相互相邻。

3.如权利要求1或2所述的照明装置，其特征在于：

所述突出部的表面由曲面形成。

4.如权利要求1至3中任一项所述的照明装置，其特征在于：

所述突出部是与来自所述光源的出射光的光轴方向平行地延伸的带状突出部。

5.如权利要求1至4中任一项所述的照明装置，其特征在于：

所述突出部的与来自所述光源的出射光的光轴方向正交的剖面中的轮廓线是圆弧。

6.如权利要求1至5中任一项所述的照明装置，其特征在于：

所述突出部设置有多个。

7.如权利要求1至6中任一项所述的照明装置，其特征在于：

在所述导光体和所述反射部件之间形成有间隙。

8.一种液晶显示装置，其特征在于：

包括权利要求1至7中任一项所述的照明装置作为背光源。

9.一种电视装置，其特征在于：

包括权利要求8所述的液晶显示装置。

Images