CN103375740A - 照明装置以及使用它的液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

提供一种照明装置以及使用它的液晶显示装置，在该照明装置中，构成简单且薄型，并且能够提高来自光源的光的利用效率而得到合适的光输出。多个背光源块在照明装置的面方向上并排配置地构成，多个背光源块包含对置背光源块，在光源的出射轴方向上，在对置背光源块的两侧面上形成光源，在对置背光源块的一个侧面上形成的光源配置成：向在对置背光源块的另一个侧面上形成的光源的方向出射光，在对置背光源块的另一个侧面上形成的光源配置成：向在对置背光源块的一个侧面上形成的光源的方向出射光，对置背光源块配置在光源的出射轴方向的照明装置的中央部。

Description

照明装置以及使用它的液晶显示装置

技术领域

本发明涉及作为光源使用了例如发光二极管（LED）的照明装置以及使用它的液晶显示装置，尤其涉及可以提高来自光源的光的利用效率、得到高画质的影像的照明装置和使用它的液晶显示装置。

背景技术

液晶显示装置因可以薄型、轻量化而在各种领域使用。由于液晶自身不能发光，所以在液晶显示面板的背面上配置照明装置（以下也称为背光源）。在电视显示装置等画面比较大的液晶显示装置中，作为光源使用荧光管。但是，荧光管由于内部封入水银蒸气，所以对地球环境的影响大，尤其在欧洲等地有禁止使用的倾向。另外，为了应对近年来节电的规定或呼吁，在液晶用照明装置中也要求降低电耗。

于是，正在取代荧光管而使用发光二极管（LED）作为背光源的光源。使用了LED光源的液晶显示装置在TV等大型显示装置中也逐年增加。液晶显示装置的照明装置必须是面光源，但LED是点光源。因此，在使用LED光源的液晶显示装置的背光源中，需要用LED光源等的点光源形成面光源（即，把点光源变换成面光源）的光学系统。作为用来得到这样的面光源的光学系统的现有技术，已知以下的技术。

例如，在专利文献3中公开了如下的构成：在液晶显示面板的正下方配置导光板，在该导光板上形成线状的凹部，在该凹部线状地配置侧发光型的LED光源。而且，在专利文献3中公开了如下的光学系统的构成：用把来自LED光源的光从LED光源的侧面发射的光学部件构成侧发光型的LED，在反射薄板部上形成有漫反射作用的漫反射区域和有正反射作用的正反射区域，使得以预定的比例有意地漫反射，提高光的利用效率，且减少亮度斑纹。

另外，为了用其它的方法实现节电，把背光源分割成多个块（block），对每个块进行调光的区域调光（也称为区域控制或局部调光（local dimming））正实用化。作为具有大的发光区域的面光源装置，把分割了的导光块串行配置的现有技术已知有例如专利文献1中记载的技术。其中，示出了考虑到作为在每个导光块上配置的一次光源的荧光管的两端与中央部的亮度差，为了防止一次光源的两端的电极部造成的亮度不足的发生，使相邻导光块的重叠部形成有缺口的舌状重叠部，而且，公开了把一次光源的两端的电极部弯曲，在导光块的范围外配置该弯曲了的电极部。

另外，在专利文献2中公开了：在大型液晶显示器中的背光源中，把纵横分割的背光源单元组合构成，而且为了防止在各背光源单元的接合部分上产生亮度斑纹，在包含导光板的背光源与扩散板和液晶面板之间，隔着透明亚克力板或者保持所需要的空间。

另外，在专利文献4中公开了：通过在上下方向的中央附近以窄间距配置荧光管类型的光源，可以同时实现中央亮度的确保和低电耗。

<专利文献1>日本特开平11－288611号公报

<专利文献2>日本特开2004－265635号公报

<专利文献3>日本特开2006－236701号公报

<专利文献4>日本特开2002－82626号公报

发明内容

（发明要解决的问题）

上述的现有技术的背光源构成为：在块或背光源单元单位上使用导光板，使光一边在水平方向上传播一边导向液晶侧射出。因此，必须新增导光板等的光学部件，造成因光学部件的增加、用于其定位和固定的部件数量增加而导致的成本上升，而且需要固定导光板等在结构上的设计。

另外，在排列块或背光源单元的导光板等的光学部件时，有产生位置错离等的可能性。如果产生位置错离，则从块或背光源单元相互间的边界漏光，成为亮线，或者相反光不足而成为暗线，产生背光源的出射光的空间分布不均匀的所谓的发生亮度斑纹的问题。为了避免这样的问题，在上述专利文献1、2中记载的现有技术中，对相邻导光块进行加工，变更发光源的形状，或者进一步在导光板的上方部设置扩散用的亚克力板，而必须用特别的结构体。而且，在该现有技术中，还有由于在块的内部使其亮度变得均匀，所以边界的亮度线反而更醒目的问题。

另外，专利文献3中记载的现有技术存在以下的问题：必须在反射薄板部上形成有漫反射作用的漫反射区域和有正反射作用的正反射区域，需要复杂的光学设计，同时也制约了薄型化，但引用文献3中没有关于该问题的记载。

另外，专利文献4中记载的现有技术，由于利用荧光管类型的光源，所以是相对于荧光管的中心轴各向同性地发散光的光源。因此，存在以薄型实现区域调光的构成不能确保足够的性能的问题。

本发明提供一种技术，该技术不仅可以在照明装置以及使用它的液晶显示装置中具有构成简单，而且在利用区域调光的照明装置中，提高来自光源的光的利用效率，得到合适的光输出（例如亮度对称性）。

另外，本发明在使用了侧视结构的LED光源的空气导光方式的照明装置中，通过适当地控制上下方向的亮度分布，同时实现了低电耗化和提高观察者关注程度高的画面中央的亮度。

（用来解决问题的手段）

用来解决上述问题的本发明的特征，例如，如下所述。

一种照明装置，具有：在与照明装置的光照射面平行的方向上具有光的出射轴、在与出射轴正交的方向上排列多个的光源；反射来自光源的出射光的反射部件；从反射部件隔开距离地配置的、把来自光源的光导向光照射面侧的板状的光学元件；在光学元件的背面或表面上设置的、控制或调整来自光源的光的出射量的光控制部件；以及多个背光源块，多个背光源块在照明装置的面方向上并排配置地构成，多个背光源块包含对置背光源块，在光源的出射轴方向上，在对置背光源块的两侧面上形成光源，在对置背光源块的一个侧面上形成的光源配置成：向在对置背光源块的另一个侧面上形成的光源的方向出射光，在对置背光源块的另一个侧面上形成的光源配置成：向在对置背光源块的一个侧面上形成的光源的方向出射光，对置背光源块配置在光源的出射轴方向的照明装置的中央部。

在上述照明装置中，多个背光源块包含单向背光源块，在光源的出射轴方向上，在单向背光源块的两侧面上形成光源，在单向背光源块的一个侧面上形成的光源配置成：向在单向背光源块的另一个侧面上形成的光源的方向出射光，在单向背光源块的另一个侧面上形成的光源配置成：向与在单向背光源块的一个侧面上形成的光源的方向相反的方向出射光，在对置背光源块中的光源的配置间距为Dc、单向背光源块中的光源的配置间距为D时，满足2D＞Dc＞D。

在上述照明装置中，满足1.6D＞Dc＞1.2D。

在用来向液晶面板照射光的照明装置中，照明装置具有：在与照明装置的光照射面平行的方向上具有光的出射轴、在与出射轴正交的方向上排列多个的光源；反射来自光源的出射光的反射部件；从反射部件隔开距离地配置的、把来自光源的光导向光照射面侧的板状的光学元件；在光学元件的背面或表面上设置的、控制或调整来自光源的光的出射量的光控制部件；以及多个背光源块，多个背光源块在照明装置的面方向上并排配置地构成，通过改变多个背光源块中的每个背光源块的出射光量，照明装置的出射光分布相对于与光源的出射轴正交且通过照明装置的中心的假想线呈线对称。

在上述照明装置中，作为改变多个背光源块中的每个背光源块的出射光量的手段，改变在与光源的出射轴正交的方向上配置的光源的数目、或者每单位时间向构成多个背光源块中的每个背光源块的光源施加的电力中的任意一项。

在上述照明装置中，作为改变每单位时间向光源施加的电力的方法、控制通电脉冲宽度。

在上述照明装置中，在光学元件的背面或表面上，与多个背光源块中的每个背光源块对应地配置亮度明部、亮度暗部、亮度中等明暗部的光学图案。

在上述照明装置中，反射部件具有平坦部，在光学元件与反射部件的平坦部的距离为h、光源的高度为Lh时，满足5Lh＞h＞1.2Lh的条件。

在上述照明装置中，包括搭载光源的光源基板，在光源的出射轴方向上，光源搭载在光源基板的端部。

在上述照明装置中，反射部件具有从光源基板的上表面朝着照明装置的底面倾斜的倾斜部。

一种液晶显示装置，使用了液晶显示面板和上述的任意一种照明装置。

（发明的效果）

根据本发明，可以在构成简单的同时，提高来自光源的光的利用效率，得到薄型化和合适的光输出（例如亮度对称性）。除上述以外的问题、构成和效果可以通过以下的实施方式的说明更清楚地理解。

附图说明

图1是示出具有本发明的实施方式的照明装置的液晶显示器（LCD）的整体构成的概要的分解图。

图2是本实施方式的照明装置的剖面图。

图3是示出本实施方式的背光源块的内部构成的、包含背光源块的液晶显示器的剖面斜视图。

图4是示出本实施方式中的图案的形成例的图。

图5是本实施方式的照明装置及其周边部分的、与光源7的光轴以及背光源照射面正交的方向的剖面图。

图6是针对不同背光源块示出用来在背光源块内部产生来自液晶显示器的亮度明暗分布的图案的形成例的说明图。

图7是图6的部分放大图。

图8（a）是本实施方式的照明装置的平面图。

图8（b）是本实施方式的照明装置的平面图。

图9是示出本实施方式的照明装置的效果的特性图。

图10是示出向本实施方式的背光源施加的电力的说明图。

图11是示出本实施方式的照明装置的光输出特性的特性图。

（附图标记说明）

1：液晶面板；2：光学元件；3：照明装置；4：背光源块；6：光源基板；7：光源（LED）；9：光控制部件；11：机箱；14：电源；

15：信号控制基板；16：LED驱动电路；17：后盖；18：光学薄板组；19：反射薄板；33：倾斜部；34：平坦部；38：顶针模具；40：亮度明部；41：亮度暗部；42：亮度中等明暗部；71～78：光源块；100：

液晶显示器；110：液晶显示装置；400：单向背光源块；401：对置背光源块

具体实施方式

以下，用具体实施例说明用来实施本发明的最佳方式，但本发明不限于此。另外，实施例中的图是示意图，图中的位置关系、尺寸等不保证精确。在本说明书公开的发明构思的范围内，本领域普通技术人员可以进行种种变更和修正。另外，在用来说明本发明的全部附图中，对具有相同功能的部件赋予相同的附图标记，有时省略其重复说明。

［实施例1］

首先，对于在影像显示装置中应用本实施方式的照明装置的整体构成，参照图1～图3说明其概要。图1是示出具有本发明的实施方式的照明装置的液晶显示器（LCD）的整体构成的概要的分解图，图2是本实施方式的照明装置的、与光照射面正交与且与LED的光轴方向平行的剖面图，图3是本实施方式的背光源块的内部构成和包含背光源块的液晶显示器的剖面图。

像图1所示的那样，作为影像显示用的显示器而普及的使用了液晶面板1的透射型的液晶显示器（LCD）100，作为其整体构成，包括：液晶面板1；包含扩散板、扩散薄板、偏振片、偏振膜等的光学薄板组18；以及照明装置3。本实施方式的照明装置3，像例如图2所示的那样，在平面上（照明装置的光照射面方向）以矩阵状组合配置多个背光源块4而形成，可以在大型的照明装置3中得到合适的光输出（例如亮度对称性）。换言之，多个背光源块4沿照明装置3的面方向并排配置地构成。

在液晶显示器100中，为了从液晶面板1的背面侧照射光必须有照明装置3，该照明装置3，根据其结构不同，有正下方式、侧光（边缘光）方式、以及把正下方式与侧光方式组合起来的混合方式。该混合方式指，把背光源光学地分割成多个背光源块，可以分别控制光强度（即区域控制）的结构。该混合方式也称为纤薄块（slim block）方式。本发明的实施方式的照明装置3以纤薄块方式作为对象，尤其以采用侧视方式的光源且把背光源分割成多个背光源块4的结构作为对象。

本实施方式的照明装置3，像图2所示的那样，是为了向液晶面板1照射光而配置在液晶面板1的背面侧的照明装置，具有：包含LED、激光器或发光管等的至少具有与水平方向（液晶面板的面或照明装置的光照射面方向）平行的光的出射轴（光轴）的光源7；作为反射来自光源的光的薄板状的反射部件的反射薄板19；和设置成与反射薄板19对置、且从反射薄板19离开预定间隔地配置的、用来把来自光源7和反射薄板19的光向液晶面板1侧导出的板状的光学元件2。在此，光源7为发出与电极面平行的方向的光的侧视型的LED。以下，有时也把光源7称为“LED7”。另外，反射薄板19设置成至少一部分接触位于照明装置3的底面侧的机箱11和LED基板（光源基板）6。另外，光源7安装在LED基板6上。

在此，在图2所示的构成例中，背光源块4形成为从照明装置3的光照射面侧看到的形状是矩形形状，来自LED7的光沿其长度方向行进，被背光源块4的背面（反射薄板19侧）反射，光进入液晶面板1。背光源块4由对置背光源块401和单向背光源块400构成。

在图2中描述了照明装置3的左右方向的大致中央部附近。在本实施方式中，以对置背光源块401为中心，左侧的LED7配置成向右方向出射光，右侧的LED7配置成向左方向出射光。换言之，在光源7的出射轴方向上，在对置背光源块401的两侧面上形成光源7，在对置背光源块401的一个侧面上形成的光源7配置成向在对置背光源块401的另一个侧面上形成的光源7的方向出射光，在对置背光源块401的另一个侧面上形成的光源7配置成向在对置背光源块401的一个侧面上形成的光源7的方向出射光，对置背光源块401配置在光源7的出射轴方向上的照明装置3的中央部。另外，单向背光源块400与对置背光源块401同样地，在光源7的出射轴方向上，在两侧面上形成光源7，但在单向背光源块400中，在单向背光源块400的一个侧面上形成的光源7配置成向在单向背光源块400的另一个侧面上形成的光源7的方向出射光，而在单向背光源块400的另一个侧面上形成的光源7配置成向与在单向背光源块400的一个侧面上形成的光源7的方向相反的方向出射光。

而且，配置成：对置背光源块401的LED间的配置间距Dc与相邻的单向背光源块400的LED间的配置间距D的关系为2D＞Dc＞D的不相等间距。

在本实施方式中，在照明装置3的左右方向的中央附近，以纵长的构成配置了Dc＝1.6D的相对置的对置背光源块401，但也可以在照明装置3的上下方向的中央附近用横长的安装基板配置。

上述LED7由于是侧视结构，所以朝前方的光传播好，通过把LED7对置配置，从对置背光源块401的两侧照射光，与周边的单向背光源块400相比亮度大幅度提高。而且，通过将对置背光源块401的大小（即LED7的配置间距）与1.6D相比进一步缩小，也可以进一步提高亮度，但如果太短则在与其它单向背光源块400的边界附近产生亮度阶差，所以希望大于1.2D，优选地，设定为1.4D左右。通过像本实施方式那样，把侧视结构的LED7对置配置，使LED7的配置间距不同于其它背光源块，无须增加背光源整体的电耗，就可以提高人的关注程度高的中央附近的亮度。另外，在对置背光源块401的两侧，通常的背光源块的配置间距的单向背光源块400相邻，所以不会产生亮度阶差之类的问题。通过适当地选择对置背光源块401的大小Dc，还可以容易地抑制对置背光源块401内的亮度阶差。

在背光源块4的短边侧（图3中纸面的竖直方向）以适宜的间隔排列多个LED7。也可以在背光源块4的长边侧排列LED7。尤其是，在通过把光控制部件9与反射薄板19和LED7组合起来，使左右方向的光传播比LED7的光出射方向好时，通过在长边侧配置LED7，可以提高背光源块4的纵横方向的LED配置与配光特性的匹配、提高光利用效率。如果是相同的块尺寸，则与导光板方式的背光源构成相比，基本原理为空气导光的本发明有望把LED7的配置间距增大到导光板方式的2倍左右。另外，在本实施方式中，说明了光源7为侧视型的LED7，但只要是点光源也可以是激光光源。另外，也可以使用荧光管等的线状光源。关于把LED7的配置位置从短边侧变更成长边侧的效果，没有什么变化。

而且，在本实施方式中，LED7的配置间距有中央部的对置背光源块401的配置间距Dc和除此以外的单向背光源块400的配置间距D这两种，但是通过根据所期望的亮度分布特性、LED的光量、是否针对每个LED阵列实施亮度控制等的各种条件进一步增加间距的种类，可以进一步降低电耗、提高亮度特性。

上述照明装置3，像图2所示的那样，在例如与光照射面正交且与LED7的光轴平行的方向上，把包含1个LED7（实际上在纸面深度方向上排列了多个LED7）、LED7相互间的光学元件2、反射薄板19和其间的空间的部分作为1个背光源块4。然后，通过分别单独地控制与各背光源块4对应的LED7，可以针对每个背光源块4控制光量或光强度。即，在本实施例中，通过像上述那样构成，可以实现区域控制（局部调光，local dimming）。

光学元件2使用例如扩散板、透明亚克力板、镜面平板、带微细图案的扩散板、光学薄板、光学特性控制板、偏振板等。在该光学元件2的背面，根据光学元件2的位置设置用来控制或调整向光学元件2供给的光供给量的薄板状的光控制部件9。

在图2的例子中，在光学元件2的背面（以光学元件2为基准配置背光源块4的方向）设置光控制部件9，但也可以在光学元件2的表面（以光学元件2为基准配置液晶面板1的方向）或者背面和表面这二者上设置。该光控制部件9是具有预定的光控制功能的部件，该功能为具有例如把预定量的光二维地反射、透射、扩散、遮光、吸收、再发光、着色、波长变换、偏振的功能中的至少两种以上的功能。由此，光控制部件9使入射的光的一部分透射，就地作为散射光从光学元件2出射。另外，入射的光的一部分被光控制部件9反射，与上述反射薄板19的反射功能一起作用，在上述空间内沿光源7的光轴方向传播，把光从光源7朝远处传播。即，光控制部件9通过使来自光源7的光以及被反射薄板19反射的光的一部分透射且一部分反射，沿光轴方向反复进行，把光充分地供给到背光源块4的前端部（与光源7的位置相反侧的部分）。由此，无论背光源块4的尺寸如何，都可以得到均匀的亮度分布，且提高光的利用效率。

但是，对于由背光源块的尺寸和构成块的LED数决定的LED间距p，因光的传播手段而存在效率的最大值。光控制部件9为了实现上述光的透射、反射而设置有缝隙、图案。

光学元件2和光控制部件9，尤其是光控制部件9，随着沿光源7的光轴方向从光源7附近远离，上述缝隙、图案的大小或形状、或光的透射率、反射率、扩散率、取入程度、传播率、偏振光透射率、色透射率、分光特性等的光学功能发生变化。通过这样，可以容易地实现背光源块4内的均匀性。

在此，在光学元件2与反射薄板19的平坦部的距离（即上述空间的高度）为h、LED7的高度为Lh时，距离h和高度Lh的关系优选为5Lh＞h＞1.2Lh。如果这样，在距离h的空间中，从LED7的上表面泄漏的光和在LED7的光出射部附近产生的光斑（光局部地变亮的部分）因COS⁴角度（Cos4法则）而扩大、扩散，难以作为斑纹被看到。上述条件也可以说是，为了减少因侧视型的LED7与光控制部件9太靠近而从LED7直接透过光控制部件9的光所需的距离。

像图2所示的那样，希望利用LED基板6的厚度，在LED基板6的端部配置LED7，并且在反射薄板19上形成从LED7的光出射面（LED基板6的上表面）朝着位于LED基板6的相互间的机箱11的底面倾斜的倾斜部33。由此，由从LED7出射的光形成的像因LED7附近的反射薄板的倾斜部33而被拉伸，朝上方投射，所以光强度减弱，并且因倾斜造成的坡形边缘效果使反射光的配光分布平行化。另外，通过降低向反射薄板19照射的亮度，因该反射光造成的向光学元件2上局部照射的光强度也降低、被均匀化，所以可以大幅度抑制称为光斑的LED7附近的局部的高亮度区域的产生。而且，由于来自光学元件2的反射光的、向反射薄板19的平坦部34入射的入射角度也变小，所以可以把来自光源的光导向更远处。

通过对在从上述平坦部34到下一段的LED7的反射薄板19附加从机箱11的面向LED基板6倾斜的倾斜部33，增大从反射薄板19的面反射的反射角度，由此得到补充了因离LED7更远而产生的光量不足的高光取出效率。

图3是本实施方式的背光源的示意立体图。在例如由铝等构成的金属制的机箱11上沿液晶面板1的水平方向（未图示）与基板一起排列有光源7。相对于光源7设置预定的距离地配置光学元件2。光学元件2可以用例如CCFL（冷阴极荧光灯）等的荧光管方式的照明装置3所使用的、一般的扩散板等的材料。由此，可以廉价地实现纤薄块方式的照明装置3。

另外，在光学元件2上，配置棱镜薄板、亮度提高膜等的光学薄板组18，减少整个背光源照射面的亮度斑纹。在图3中光学薄板组18包含多个光学薄板，但也可以只有1个光学薄板。

另外，在图3中在光学元件2上画了虚线，这是为了假想地区分背光源块4而画的，实际上并不是把背光源块4物理地分离开或者设置用来区分背光源块4的沟等。在本实施例中，光学元件2由1个板状部件（扩散板）构成。根据需要，也可以在光学元件2的表面（液晶面板1侧）或背面（机箱11侧）设置用来区分背光源块4的沟等。

图4示出本实施方式的照明装置的概要的俯视图和剖面图。在图4的例子中，在光控制部件9或光学元件2的表面或背面或这二者上，设置有预定形状的图案101。该图案101示出从液晶面板1侧看到的情形。另外，图4的W表示1个背光源块的纵方向的宽度（与光源7的光轴方向正交的方向的尺寸），D表示与它正交的横方向的单向背光源块400的配置间距。即，在该例中，在背光源块中设置有6个光源7（侧视LED）。当然，每个背光源块的光源7的数目不限于此，在与光源7的出射轴方向正交的方向上配置的n个光源7的两端部的光源7间的距离为W时，每单位背光源块由n个光源7构成时的光源间距p为p＝W／n，每个背光源块的光源数也可以为1个。

在本实施方式中，为了使图示容易，在平面图上沿左右方向配置阵列状的纵长的光源块，但从减少光源块的数目以降低部件成本的观点出发，一般地，在横长的液晶电视中应用时，优选地，在平面图上将光源块以横长方式配置成上下方向。

像图示的那样，图案101的在光源7的光轴方向（纸面左右方向）的间距、密度或形状随到光源7的距离变化而变化。另一方面，与光源7的光轴正交的方向（纸面上下方向）的图案101的间距、密度或形状大致相同。更具体地，图案101从与光源7的光出射方向（光轴方向）相反的方向朝光轴方向延伸地形成。另外，图案101随着到光源7的光轴方向的距离变化而变化，例如，可以是像图4那样离光源7的光轴方向的距离越大前面越细的形状，也可以是把以光源7的光轴方向为长轴的椭圆和与光轴方向正交的方向的椭圆组合起来的形状，也可以是到光源7的光轴方向的距离越大越宽的形状。

上述图案101基本上设置在光学元件2的背面上，但也可以设置在光学元件2的表面上。另外，作为图案101，也可以在光学元件2的背面或表面或这二者的光源7附近安装通过在印刷薄板、热转印薄板、带孔的反射／透射薄板、带图案的反射薄板、或光学薄板上印刷图案而得到的部件，构成图案101。

作为图案101，只要是可以根据位置（到光源7的距离）控制或调整遮光作用、光的透射、反射、传播率等，什么样的形状、部件都可以采用。例如，通过随着朝光轴方向从光源7远离而逐渐地减少图案密度，在光源7附近增加遮光和反射，使透射的光为10％以下，而在远离光源7的位置增加透射光。由此，不仅来自光源7的在光轴方向上行进的光，而且二维地（发射状）传播的光也增加透射量，可以随着到光源7的距离增加而增加向液晶面板侧射出的光的出射量。然后，如果使用这样的构成，则可以减少光源7的光轴方向的亮度斑纹，且可以提高背光源块内和整个背光源照射面的亮度均匀性（亮度控制性）。

上述图案101可以像图4所示的那样由微小的点的集合体构成，该点集合体的外形形状可以为水珠、曲线、虚线、发射状直线、发射状曲线等各种各样的形状。另外，在点集合体中，如果改变点的密度以使得点的密度随着到光源7的距离不同而逐渐地附加浓淡渐变，可以改善因光源7与图案的位置错离造成的误差灵敏度。另外，在通过印刷形成图案时，可以容易地调整印墨的膜厚、印墨色（混合青色、黑色，控制透射率，附加浓淡渐变）、点尺寸、点形状、LED正上方的图案形状、印刷厚度，可以更良好地进行上述的点集合体的外形形状、浓淡渐变的形成。因此，在通过印刷形成图案时，可以进一步提高亮度的均匀性。

图5示出本实施例的照明装置及其周边部分的、与光源7的光轴方向以及背光源光照射面正交的剖面图。像图示的那样，在作为液晶显示装置110的背面筐体的后盖17与机箱11之间，配置有信号控制基板15、LED驱动电路16以及电源14。信号控制基板15、LED驱动电路16以及电源14安装在机箱11上。机箱11也可以贴附上述的反射薄板19。另外，通过对在机箱11上贴附反射薄板19得到的部件进行加压操作而形成深拉部分，形成沿光源7的光轴方向的曲面、倾斜面，可以沿光轴方向改变反射薄板19的光的反射角。由此，具有以下效果：容易在其光轴方向上传播来自光源7的光，进一步增加向背光源块4的前端部（与光源7的位置相反侧的部分）供给的光的供给量。另外，由于在机箱11上追加深拉部分，所以机箱11的机械强度也增加。

反射薄板19与光控制部件9之间的空间用圆锥状的顶针模具38保持，确保预定的距离。由此，一边在背光源块4内传播光，一边通过光控制部件9和光学元件2逐渐出射光，可以以各背光源块为单位控制整体上均匀的光。

如果再次参照图2，本实施例的照明装置3基本上包括：作为在LED基板6上设置的光源的LED7；用来把来自LED7的光有效地导向液晶面板1的光学元件2；用来向光学元件2供给光的反射薄板19；以及用来沿LED7的光轴方向良好地传输光的、光学元件2与反射薄板19之间的空间。在该空间的液晶面板1侧设置的光学元件2的背面上设置有光控制部件9，由此，沿LED7的光轴方向逐渐出射来自LED7的光，实现背光源块4的均匀的光分布。

下面，参照图6和图7说明缓和本实施方式的照明装置中的背光源块的边界的亮度与背光源块内部的亮度的亮度差，使来自边界的明亮部分不那么显眼的技术。在此，图6示出把背光源块4沿LED7的光轴方向和与光轴方向正交的方向连结起来的空间的图像。

图6是对多个背光源块说明用来有意地产生来自本实施方式的照明装置的亮度明暗分布的图案形成例的图，图7是针对来自背光源装置的亮度，排列多个背光源块来说明在背光源块的边界与背光源块内部之间产生亮度差的状况的图。该实施例中的图案称为“明暗图案”。在图6中，明暗图案包含亮度明部40、亮度暗部41、和亮度中等明暗部42。

另外，在此，上述亮度差（亮度明暗差或亮度斑纹）是从包含扩散板等的光学薄板组18（参照图2）的光出射侧看从照明装置3照射的光时看到的亮度差。在此，亮度明部40的图案是光扩散作用比亮度暗部41、亮度中等明暗部42大的（即，粗糙度高的）图案，亮度中等明暗部42的图案是光扩散作用比亮度暗部41大的图案。作为亮度明部40的图案，可以通过在表面上设置微细的凹凸来实现。此时，由于光扩散而在目视时看起来是白的，但是在图6中为了容易理解图案的有无而黑白颠倒地使出。

像上述那样，多个背光源块4纵横排列构成照明装置3时，从背光源块4的边界、LED7的正上方漏光，产生亮线、光斑，产生由此造成的亮度明部40。另外，相反地，也能够有在背光源块4的边界、LED7的背面侧光不足而成为暗线的情形。

于是，在该例中，在光学元件2的背面和／或表面、或背面附近，与多个背光源块4的每一个分别对应地配置像图中的亮度明部40、亮度暗部41、亮度中等明暗部42那样的光学图案，以使得在背光源块4的内部从光源出射的光均匀地出射（图面的竖直跟前方向），即，使得亮度均匀。图6示出在背面配置的图案。从LED7的入光部根据光轴方向适当地调整图案的密度，由此，亮度分布变得均匀。图6的情形下，入光部的密度稍低，中央部稍高，前端部配置密度最高的图案。图6的下方示出的曲线示出通过了与光学元件2的位置对应的明暗图案的亮度分布。该明暗图案是在由扩散板、亚克力板、贴附光学膜的板材、偏振部件等构成的光学元件2的背面，附加扩散凹凸面、微凹透镜、微凸透镜、棱镜、圆台、圆锥或印刷图案等而形成的。也可以取代它，在具有1种以上光的反射、遮光、透射、传播等的功能的光学功能膜上，设置缺口、缝隙、圆穴、椭圆穴、预定形状穴或者实施浓淡处理、微细加工、精细加工、印刷图案等而形成。由此，可以自由地控制来自光学元件2的出射光的亮度分布。

在本实施例的照明装置中，特征在于，通过在其背光源块内部有意地形成亮度的明暗差，使亮度斑纹遍布整体，缓和背光源块的边界中的线状或格子状的明亮（或暗淡）的亮度部分，即视觉上难以辨认。通过把图6和图4的构成组合起来，可以实现在人对亮度变化敏感度高的中央附近无背光源块的接缝的构成，所以可以实现亮度变化少的良好的显示品质。在图6所示的例子中，是在背光源块4的内部，亮度暗部41和亮度中等明暗部42（比亮度明部40稍暗但比亮度暗部41稍亮的部分）交互配置的构成例。即，在背光源块4的内部设置亮度的明暗差，缓和背光源块4的边界与亮度明部40的亮度差。

另外，该明暗图案，像图7所示的那样，形成矩形形状，把长方形配置成锯齿状。此时，成为从LED7朝着背光源块4的前端部，矩形形状的明部的排列间距逐渐变窄而密度增大的形状或配置。即，随着朝前端部分走，更有效地出射光，块内的均匀性提高。也可以与此同时，对于LED7附近、边界的亮线和暗线等亮度极端变化的部分设置不同类型的图案，或者改变圆形、椭圆的图案的尺寸。利用这样地优化的尺寸和形状的图案，同时实现亮度均匀性的提高功能和使亮度差不显眼的功能。由此，光控制部件9可以逐渐选择在空间传输的光，取入光学元件2，控制向液晶面板1侧出射的出射光。

通过用图6和图7的构成在背光源块4的内部设置亮度的明暗差，在包含其边界的整个照明装置3上亮度斑纹模糊不清，所以难以观察到背光源块4的边界的亮度明部。而且，在与LED7对应的位置与光控制部件9一起设置遮光薄板、通过遮光印刷等构成的遮光部件，遮挡LED7的直接光，防止该光一部分透射、反射、传播，产生光斑。此时，即使在因反射薄板薄而发生少量的来自LED7的光的泄漏时，也可以通过上述锯齿状图案的明暗使光扩散而变得不显眼。

另外，上述的亮度的明暗差不限于在上述光学元件2、光控制部件9上形成，也可以通过在反射薄板19、光学薄板组18上形成图案来实现。

另外，虽然未图示，也可以在背光源块4的内部形成椭圆形的亮度中等明暗部。在光学元件2的表面上通过像细小或致密的凹凸面那样的所谓的粗糙面而形成该亮度中等明暗部。在光学元件的与LED7的排列方向平行的方向（在本例中，光学元件2的宽度方向）上排列多个该椭圆形的粗糙面，形成1个亮度中等明暗部区域，在与LED7的排列方向正交的方向（在本例中，光学元件2的长度方向）设置两个以上的该区域。由此，该粗糙面起到与其周围的面相比增加向前方行进的光量的功能而产生明亮的亮度。

在上述实施方式中，上述粗糙面、凹凸面、棱镜面、凹透镜或凸透镜等用来在光学元件2（扩散板）的表面上赋予明部的要素（以下称为“明部赋予要素”）为在扩散板的表面上沿与LED7的排列方向平行的方向（在本实施例中，光学元件的宽度方向）延伸，另外，在与LED的排列方向正交的方向（在本实施例中，是光学元件2的宽度方向，即，来自LED的光在光学元件2内的行进方向）上排列两个以上该明部赋予要素。如果这样地构成，则可以在光学元件2的表面上以比背光源块4的边界部分中的亮度明部（或亮度暗部）的周期短的周期生成亮度差（亮度斑纹），所以视觉上变得难以辨认背光源块4的边界部分中的亮度明部（或亮度暗部）。

两个以上的明部赋予要素中的各亮度极大点彼此的间隔，优选为约0.5～3cm左右，进而，该极大点彼此的间隔优选为从扩散板的表面到光学薄板组18的入射面（配置在离扩散板最近的位置的扩散板的入射面）的距离的2倍以上。另外，优选地，通过明部赋予要素的光与从扩散板表面的明部赋予要素以外的部分出射的光的亮度差，为背光源块4的边界部分中的亮度明部（或亮度暗部）与从扩散板表面的明部赋予要素以外的部分出射的光的亮度差的50％以上。如果将明部赋予要素形成为满足这些条件，则可以使背光源块4的边界部分中的亮度明部（或亮度暗部）更加不显眼。

另外，只要在扩散板的表面上沿与LED7的排列方向正交的方向设置上述用来使光扩散的要素，在与LED7的排列方向正交的方向（在图2的纸面上的左右方向）上产生的背光源块4的边界中的亮度明部（或亮度暗部）就在视觉上难以辨认。当然，也可以在与LED7的排列方向平行的方向和正交的方向这二者上设置上述用来使光扩散的要素。

如果使用上述实施方式的构成，则在薄型的可以区域控制的纤薄块类型的照明装置中，可以同时实现面板中央部的亮度提高和照明装置整体的节能。而且，可以使背光源块4的边界间的亮度明部或亮度暗部不显眼，也可以使上述边界以外的、背光源块4内产生的亮度明部或亮度暗部同样地不显眼。

图8示出本实施方式中的图8（b）对置／不等间距配置和作为比较例的图8（a）单方向／等间隔间距配置的平面图。在图8（a）和图8（b）中，71～78是光源块。在本实施方式中左右的中央部的背光源块的横方向的宽度Dc为1.6D，并且以中央的块作为分界，使光源7的光轴方向相互面对面配置。像前面也说过的那样，实际上优选为在纵方向上对置、不等间距配置，但为了容易说明，在本实施方式中配置在横方向上。光轴方向，在图8（a）单方向／等间隔间距配置时为从背光源块a1到a8方向，在图8（b）对置／不等间距配置时以从左右朝着对置背光源块b4为中央方向。

在图8（a）所示的单方向／等间隔时为8块构成，在图8（b）所示的对置／不等间距配置时为7块构成。这是因为，对置背光源块401的大小为通常的背光源块400的大小的1.6倍，在单方向／等间隔间距配置时，背光源块400的a8在前方没有利用后方散射补充光量的LED7，所以实质上如图8所示有效长度为0.6D左右，所以作为7块构成，两者的全长是一致的。由于在背光源块401的左右两侧相对置地配置了光源块74和75，所以全部的光源块数与图8（a）相同，为8块。

图9作为特性比较结果示出亮度特性。横轴表示光源位置，以图8（a）和图8（b）的光源块71的光源7的位置为基准，与光源位置1到各光源的距离对应地，记载为光源位置1至光源位置8。在图8（a）的单方向／等间隔间距配置时，由于来自后方的LED7的光朝着光轴方向重叠，所以越往右亮度越高，在背光源块a5～a6处达到最大值。另一方面，在图8（b）的对置／不等间距配置时，由于以中央部的对置背光源块b4为中心对称配置，所以在中央部的对置背光源块b4处为最大值。换言之，照明装置3的出射光分布相对于与光源7的出射轴正交且通过照明装置3的中心附近的假想线呈大致线对称。由于人眼有关注中央的倾向，而且在一般的电视图像中主要图像出现在中央部附近，所以会感觉中央明亮的显示装置更亮。

如果以中央的亮度进行比较，则在接通电力相同的本实施方式的条件下，如果以中心亮度进行比较，则图8（b）的对置／不等间距配置与图8（a）的单方向／等间隔间距配置相比，亮度提高了18％。另一方面，即使以峰值亮度进行比较，亮度也提高了11％。

如果使用本实施方式，由于可以使亮度分布相对于中心呈大致线对称，所以无须增大接通电力，就可以实现中心亮度的提高。另外，在中心亮度一定时，可以实现电耗的大幅度降低。即，以不使用现有技术中的用来得到面光源的光学系统中所必需的导光板的简单构成，通过利用侧视结构的LED光源的配光的非对称性的对置配置和不等间距配置，可以使照明装置的亮度分布在光轴方向上大致对称，并且可以效率良好地提高中央附近的亮度。

［实施例2］

作为实现亮度分布相对于照明装置中心呈线对称的方法，无须坚持把LED7对置配置的方法，用针对每个块控制向各背光源块接通的电力的方法也可以实现。用以下的说明来明示其细节。

图10是示出针对本实施方式的照明装置的每个背光源块的施加电力的说明图。使用的背光源构成为图8（a）的单方向／等间隔间距配置，其施加电力特性为（a）’。作为比较，用实施例1中使用的图8（b）的对置／不等间距配置，其施加电力特性为（b）。

在使用了施加电力特性（a）’的本实施方式的图8（a）的单方向／等间隔间距配置中，在与中央部的光源位置4和5相比位于光轴的跟前侧的光源位置3和4设定接通电力的峰值，并且把向光源位置8的光源施加的电力设定得比向光源位置1的光源施加的电力小。换言之，在本实施例中，作为改变向光源7施加的电力的方法，控制通电脉冲宽度。虽然图10中未记载，但即使取代控制向光源7施加的电力而用控制光源7的配置间距的方法，也可以实现同样的亮度分布。在图10的特性（a）’中，通过设定成施加电力高的光源7到相邻光源的距离小，施加电力设定得低的光源7到相邻光源的距离大，即使向各光源施加的电力一定也可以得到同样的效果。控制配置间距的方法和控制向每个背光源块施加的电力的方法也可以一并使用。

图11示出作为本实施方式的照明装置的光输出特性。横轴表示光源位置，以图8（a）和图8（b）的光源块71的光源7的位置为基准，与光源位置1到各光源的距离对应地记载为光源位置1至光源位置8。在横轴上针对光源块位置示出本实施方式的光输出特性（a）’、和作为比较例的（b）的对置／不等间距配置的情形。光源位置1相当于光源块71的位置，以下，光源位置7相当于光源块77的位置。像实施例1所示的图9（b）所示的那样，得到作为照明装置的光输出的左右对称性。在本实施方式中，由于看不到在实施例1中看到的那样的对置配置带来的增大来自前方的光量的效果，所以峰值亮度不如实施例1，但得到了与向照明装置整体接通的电力12％相当的峰值亮度增加效果。

以上所述的本发明的实施方式都适合液晶显示装置用的背光源照明装置，但当然也可以在一般的照明装置中应用。通过在一般的照明装置中应用，例如如果是屋顶照明，可以使来自灯具罩子的出射光和地面的照度的均匀化，或者作为修正使用了侧视LED光源时的配光性的偏差的手段，可以有效地活用本实施方式。

Claims (11)

1.一种照明装置，具有：

多个光源，在与上述照明装置的光照射面平行的方向上具有光的出射轴，排列在与上述出射轴正交的方向上；

反射部件，反射来自上述光源的出射光；

板状的光学元件，从上述反射部件隔开距离地配置，把来自上述光源的光导向上述光照射面侧；

光控制部件，设置在上述光学元件的背面或表面上，控制或调整来自上述光源的光的出射量；以及

多个背光源块，

其中，

上述多个背光源块在上述照明装置的面方向上并排配置地构成，

上述多个背光源块包含对置背光源块，

在上述光源的出射轴方向上，在上述对置背光源块的两侧面上形成上述光源，

在上述对置背光源块的一个侧面上形成的上述光源配置成：向在上述对置背光源块的另一个侧面上形成的上述光源的方向出射光，

在上述对置背光源块的另一个侧面上形成的上述光源配置成：向在上述对置背光源块的一个侧面上形成的上述光源的方向出射光，

上述对置背光源块配置在上述光源的出射轴方向上的上述照明装置的中央部。

2.如权利要求1所述的照明装置，其中：

上述多个背光源块包含单向背光源块，

在上述光源的出射轴方向上，在上述单向背光源块的两侧面上形成上述光源，

在上述单向背光源块的一个侧面上形成的上述光源配置成：向在上述单向背光源块的另一个侧面上形成的上述光源的方向出射光，

在上述单向背光源块的另一个侧面上形成的上述光源配置成：向与在上述单向背光源块的一个侧面上形成的上述光源的方向相反的方向出射光，

在上述对置背光源块中的上述光源的配置间距为Dc、上述单向背光源块中的上述光源的配置间距为D时，满足2D＞Dc＞D。

3.如权利要求2所述的照明装置，其中：

满足1.6D＞Dc＞1.2D。

4.一种照明装置，具有：

多个光源，在与上述照明装置的光照射面平行的方向上具有光的出射轴，排列在与上述出射轴正交的方向上；

反射部件，反射来自上述光源的出射光；

板状的光学元件，从上述反射部件隔开距离地配置，把来自上述光源的光导向上述光照射面侧；

光控制部件，设置在上述光学元件的背面或表面上，控制或调整来自上述光源的光的出射量；以及

多个背光源块，

其中，

上述多个背光源块在上述照明装置的面方向上并排配置地构成，

通过改变上述多个背光源块中的每个背光源块的出射光量，上述照明装置的出射光分布相对于与上述光源的出射轴正交且通过上述照明装置的中心的假想线呈线对称。

5.如权利要求4所述的照明装置，其中：

作为改变上述多个背光源块中的每个背光源块的出射光量的手段，改变在与上述光源的出射轴正交的方向上配置的光源的数目、或者向构成上述多个背光源块中的每个背光源块的上述光源施加的电力中的任意一项。

6.如权利要求5所述的照明装置，其中：

作为改变向上述光源施加的电力的方法，控制通电脉冲宽度。

7.如权利要求1～6中任一项所述的照明装置，其中：

在上述光学元件的背面或表面上，与上述多个背光源块中的每个背光源块对应地配置亮度明部、亮度暗部、亮度中等明暗部的光学图案。

8.如权利要求1～6中任一项所述的照明装置，其中：

上述反射部件具有平坦部，在上述光学元件与上述反射部件的平坦部的距离为h、上述光源的高度为Lh时，满足5Lh＞h＞1.2Lh的条件。

9.如权利要求1～6中任一项所述的照明装置，其中：

上述照明装置包括搭载上述光源的光源基板，

在上述光源的出射轴方向上，上述光源搭载在上述光源基板的端部。

10.如权利要求9所述的照明装置，其中：

上述反射部件具有从上述光源基板的上表面朝着上述照明装置的底面倾斜的倾斜部。

11.一种液晶显示装置，其中：使用了液晶显示面板和权利要求1～6中任一项所述的照明装置。

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