CN103930711B

CN103930711B - 照明装置、背光源、液晶显示装置以及电视接收装置

Info

Publication number: CN103930711B
Application number: CN201280055922.1A
Authority: CN
Inventors: 生田香织
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2011-12-26
Filing date: 2012-12-19
Publication date: 2016-04-06
Anticipated expiration: 2032-12-19
Also published as: CN103930711A; WO2013099718A1; JPWO2013099718A1

Abstract

照明装置设为如下构成：具备：箱体，其具备与光出射面相对的第1反射部；以及基板，其在作为沿着第1反射部的方向的第1方向上直线状地排列有LED，并且在与第1方向交叉的第2方向上形成有多级该LED的排列，在第2方向上形成有多级的LED的排列中，中央的级的LED的数量比其它任一级(上级和下级)的LED的数量均多。

Description

照明装置、背光源、液晶显示装置以及电视接收装置

技术领域

本发明涉及以发光二极管(LED)为光源的照明装置、使用该照明装置的背光源、具备该背光源的液晶显示装置、具备该液晶显示装置的电视接收装置。

背景技术

近年来，作为照明装置的光源，大多使用LED。与以往使用的荧光灯(冷阴极管等)相比，LED具有自身小型且寿命长、发光效率高因而功耗低、不使用水银等很多优点。

该照明装置例如装配于居室的天花板而用作室内照明，或者配置于液晶显示装置的背面而用作背光源。这时，由于LED是点光源，因而从光出射面出射的光形成亮度分布，容易产生亮度不匀。为了抑制该亮度不匀，提出了如下照明装置：其在与光出射面相对的面配置有反射部件，以向沿着光出射面和(或)反射部件的表面的方向出射光的方式配置有LED。另外，还提出了通过在LED的光照射方向设置准直透镜来进一步抑制亮度不匀的照明装置(参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2009－9890号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在专利文献1中，LED纵横地均匀配置，因此有如下问题：来自靠近光出射面的LED和靠近反射部件的LED的出射光导致在LED附近光通量密度变高，LED附近的光出射面的亮度变高，产生亮度不匀。

如果将LED配置于横方向而不配置于纵方向，则能够抑制该亮度不匀，但在这种情况下，配置空间变小，因而要配置少数高亮度的LED。然而，高亮度的LED价格昂贵，因而成为成本上升的原因。

本发明的目的在于，提供将光源纵横配置、且抑制亮度不匀的照明装置。另外，目的也在于，提供使用该照明装置的背光源、具备该背光源的液晶显示装置、具备该液晶显示装置的电视接收装置。

用于解决问题的方案

为了达到上述目的，本发明的特征在于，具备：箱体，其具备与光出射面相对的第1反射部；以及基板，其在作为沿着上述第1反射部的方向的第1方向上直线状地排列有发光二极管，并且在与第1方向交叉的第2方向上形成有3级以上的多级该发光二极管的排列，在上述第2方向上形成有3级以上的多级的发光二极管的排列中，中央的级的发光二极管的数量比其它任一级的发光二极管的数量均多。

根据该构成，来自基板的中央的级的光通量密度较高，其它级的光通量密度比它低。因此，能够抑制从基板的附近出射的光的光通量变得过高。

在上述的照明装置中，也可以设为上述箱体具有圆板部，多个上述基板以朝着上述箱体的外周发光的方式分别配设在上述箱体的中央附近。而且，上述箱体也可以具有从上述圆板部的外周突出的外壁部，沿着上述外壁部的内侧具备第2反射部。

另外，在上述的照明装置中，也可以设为上述箱体具有圆板部，上述箱体具有从上述圆板部的外周突出的外壁部，上述基板沿着上述外壁部的内侧配设。

另外，在上述的照明装置中，也可以设为上述箱体具有四边形的平板部，上述基板配设于从上述平板部的至少一边突出的壁体。

另外，本发明的背光源使用上述的照明装置。另外，本发明的液晶显示装置具备该背光源。另外，本发明的电视接收装置具备该液晶显示装置。

发明效果

根据本发明，在照明装置中，通过设计发光二极管的纵横的配置，能够抑制从基板的附近出射的光的光通量变得过高，其结果是，能够抑制整个照明装置的亮度不匀。

附图说明

图1是第1实施方式的照明装置的分解立体图。

图2是从侧面观看图1的发光部的图。

图3是从下方观看图2的发光部的图。

图4是将装配有光源部的平板部放大的主视图。

图5是以图4的V－V线切断的截面图。

图6是示出从比较例的照明装置出射的光的亮度分布的图。

图7是示出从第1实施方式的照明装置出射的光的亮度分布的图。

图8是以图7的W－W线切断的截面图。

图9是第2实施方式的照明装置的部分截面图。

图10是第3实施方式的照明装置的部分截面图。

图11是第4实施方式的照明装置的部分截面图。

图12是第4实施方式的照明装置所使用的底座的立体图。

图13是第5实施方式的液晶显示装置的分解立体图。

具体实施方式

(第1实施方式)

图1是本发明的一实施方式的照明装置的分解立体图。图1所示的照明装置A是装配于天花板面的吸顶灯，图中上部装配于天花板面。此外，在以下的说明中，在进行上下方向的说明时，除了另行记载的情况以外，以图1的状态时的上下方向为基准来进行说明，另外，有时也以图1的状态时的上下方向为V方向(垂直方向)、纵方向或照明装置的厚度方向，以横方向为H方向(水平方向)来进行说明。

如图1所示，照明装置A自上而下依次具备底座1、驱动控制部2、发光部3以及罩4。底座1是装配于天花板面的箱体，是用铝形成的圆板状的部件。在底座1的中央部分的开口部贯通有备置于天花板面、供应电力的电源连接器(未图示)。在底座1的与天花板面相对的面的相反侧的面(底座1的内面)，通过表面处理形成有高效地反射从发光部3出射的光的反射面(反射部)。此外，该表面处理例如能够采用贴附发泡PET(聚对苯二甲酸乙二酯)等的反射率高的片的方法、涂敷白色的涂料的方法。

驱动控制部2以包围底座1的中央的方式装配。驱动控制部2包含对发光部3供应电力的电源电路、进行点亮控制的控制电路等电路。驱动控制部2具备：绝缘片20，其用于抑制向底座1的漏电；电路基板21，其安装有电源电路、控制电路等；以及支撑部22、23，其支撑电路基板21。驱动控制部2还具备如下电路：其与备置于天花板面的电源连接器(未图示)电连接，将供应的电力转换为与发光部3对应的电力。

发光部3以螺钉固定方式固定于底座1，驱动控制部2以螺钉固定方式固定于发光部3。在底座1装配有驱动控制部2和发光部3的状态下，以包围底座1的装配有驱动控制部2和发光部3的一侧的方式装配罩4。罩4的外周部分卡合于底座1并且中央部分拧紧于发光部3从而被固定。罩4成为出射从发光部3出射的光的出光面(光出射面)，优选由PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)等丙烯酸树脂、聚苯乙烯、聚碳酸酯等透射率高、轻量的树脂制成。另外，优选罩4以使出射的光扩散的方式被进行表面加工。

发光部3具备：装配用角材31；基板32，其固定于装配用角材31，安装有作为光源的LED33(后述)；以及聚光部件5，其以覆盖基板32的方式配置。此外，可以说是由安装有LED33的基板32和聚光部件5构成了光源部。

图2是从侧面观看发光部3的图，图3是从下方观看发光部3的图。发光部3的装配用角材31是将金属板切割折弯而形成的。如图1、图3等所示，装配用角材31具备：长方形的平板部311；板状的固定部312，其从平板部311的一个长边延伸；以及保持部313，其从平板部311的另一个长边相对于平板部311向与固定部312相反的一侧延伸。

在装配用角材31中，相邻的平板部311的短边彼此相连而形成为正八边形的筒状。当这样使平板部311连接为正八边形的筒状时，固定部312朝着正八边形的外侧延伸，保持部313朝着正八边形的内侧延伸。另外，在照明装置A中，示出了正八边形的形态，但不限于此，也可以是能够将平板状的基板保持为筒状的形状、接近圆形的形状(例如正六边形、正十二边形等)。

另外，如图1所示，装配用角材31以包含4个平板部311的方式分割为2个部件。并且，分割得到的部件逐个以金属板的冲压加工来制造，其后，通过进行接合形成为正八边形状的筒状。此外，在图1的照明装置A中，装配用角材31分割为2个部件，但不限于此，也可以分割为3个以上，但优选是分割得到的部件成为同一形状的分割数(例如在正八边形的情况下为2个、4个、8个)。此外，通过使分割得到的部件为同一形状，能够使材料的金属板和冲压加工用的模具的形状统一，能够降低制造成本。

另外，如图2、图3所示，基板32以LED33成为正八边形的筒形状的外侧并且长边方向成为H方向的方式装配固定于装配用角材31的平板部311。

进一步详细说明发光部3及其装配部分。图4是将装配有光源部的平板部311放大的主视图，图5是以图4的V－V线切断的截面图。如图4所示，在装配用角材31的平板部311中，在最跟前侧配置有聚光部件5，聚光部件5是透明的，因而配置于聚光部件5的背面的基板32、LED33也用实线示出。

如图5所示，装配用角材31的上侧的固定部312由螺钉Bt固定于底座1，罩4由螺钉Bt装配于保持部313。并且，平板部311具备向正八边形的筒形状的内侧突出的切起部314，电路基板21由螺钉Bt固定于切起部314。

在具备这种装配用角材31的照明装置A中，电路基板21配置于中央部分，因此，该中央部分成为不发光部分。在照明装置A中不发光部分越小越好，装配用角材31的正八边形的一边越小，则不发光部分越小。

如图4所示，在装配于平板部311的长方形的基板32上安装有芯片状的LED33。LED33具有俯视为正方形的长方体的封装。在基板32上，LED33在长边方向(第1方向)上直线状排列，并且该LED33的直线状的排列在短边方向(第2方向)上并排有3级。通过这样将LED33配置为多级，在配置相同数量的LED33时能够缩短基板32的长边方向的长度。从而，能够减小装配用角材31的正八边形的一边的长度，能够减小照明装置A的不发光部分。此外，第1方向和第2方向并不一定需要正交，只要交叉即可。另外，第1方向只要是沿着反射部的方向即可。

如图4、图5所示，在基板32上，并排于横方向(H方向)的LED33的排列在纵方向(V方向)上配置有3级。如图4所示，各级的LED33配置于H方向。各级的LED33以成为大致等间隔的方式配置，中央的级的LED33的个数比上级和下级的LED33的个数多。例如能够设为如下构成：使1mm见方的LED在中央的级中空开1mm的间隔并排于横方向，在上级和下级中空开2mm的间隔并排于横方向，各级以上下空开1mm的间隔并排。

通常，LED在发光效率相同的情况下，发光面面积越多则发光量越多。也就是说，在LED33是如图4所示的排列的情况下，从中央部分出射的光比从其上级和下级出射的光明亮。

在通过以往的准直透镜对从这种在V方向上具备多级并排于H方向的LED33的排列的光源部出射的光进行聚光的情况下，从由上级的LED33出射而朝着上部的光到由下级的LED33出射而朝着下部的光为止，光在V方向的照射范围较大。

并且，LED33为点光源，出射光为发散光(朗伯配光)，从LED33出射的光在装配用角材31的附近光通量密度较高。从在基板32上配置为3级的LED33中的靠近底座1的级(上级)的LED33出射而照射到底座1的光的光通量密度比其它级的LED33高。并且，该较高的光通量密度的光在底座1发生反射而从罩4出射。另外，从靠近罩4的级(下级)的LED33出射而透射过罩4的装配用角材31的附近部分的光的光通量密度也变高。

因此，通过使在V方向上靠近底座1和罩4的级的LED33的个数比中央的级的LED33的个数少，换言之，通过使中央的级的LED33的个数比上级和下级的LED33的个数多，能够抑制从罩4出射的光中的从装配用角材31的附近出射的光的光通量变得过高。通过这样根据基板32的V方向的级的不同来改变LED33的排列数，能够抑制从罩4出射的光的光通量密度的偏差(亮度不匀)。

然而，已知在沿着作为光出射面的罩4从LED33出射光的构成的照明装置中，从LED33倾斜规定角度(例如相对于中心轴为30度)的光从到达底座1和(或)罩4的位置到LED33为止的距离越长，即越接近平行光，则因光通量密度的距离而产生的变化越少。因此，在照明装置A中，使用如图5所示的聚光部件5对从LED33出射的光进行聚光，使其到达远处。

如图5所示，聚光部件5形成有聚光部52，聚光部52形成在与相对面50相反的一侧，仅在V方向对从LED33出射的光进行聚光，相对面50与安装于基板32的LED33相对。在基板32上，并排于H方向的LED33以在V方向上同轴或者大致同轴的方式配置。因此，聚光部52相对于V方向的各级的LED33的各个排列为准直形状。

聚光部52具有在V方向上弯曲、在H方向上延伸的透镜形状(在此，为准直透镜形状)。聚光部52为如下形状：与在V方向上并排3级、排列于H方向的LED33的排列相对应，在V方向上对从配置于各级的LED33出射的光进行聚光。此外，聚光部52的形状不限于准直透镜形状，只要是能够在LED32的V方向上聚光的光学元件即可，例如也可以使用圆柱形透镜。另外，各级的聚光部52可以分别是不同形状，也可以是相同形状。

并且，如图4、图5所示，基板32和聚光部件5由螺钉Sc共同紧固而被固定于平板部311。在基板32中形成有贯通孔，贯通贯通孔而被固定。另外，在聚光部件5的与基板32相对的面上形成有间隔物51，间隔物51与基板32接触，从而防止了聚光部件5与LED33接触。此外，在图5中，螺钉Sc贯通于聚光部件5的间隔物51，但不限于此，也可以是螺钉Sc贯通聚光部件5的间隔物51以外的部分的构成。

参照附图说明本发明的效果。图6是示出从比较例的照明装置出射的光的亮度分布的图，图7是示出从本发明的一实施方式的照明装置A出射的光的亮度分布的图。图8是以图7的W－W线切断的截面图。

如图6所示，比较例的照明装置在光源部的附近亮度较高，在照明装置的外周部分亮度较低。另一方面，如图7所示，照明装置A在远离光源部的部分也不太产生亮度的下降。也就是说，可知从照明装置A出射的光与从比较例的照明装置出射的光相比，光的亮度不匀较少。

此外，上述的发光部3是本发明的一例，并不限于此，在并排于H方向的LED33的排列在V方向上为4级以上的结构中，通过使用具备与各级相对应的聚光部的聚光部件，当然也能够得到同等的效果。此时，第2方向的中央的级在总级数为奇数的情况下是指中央的1级，而在总段数为偶数的情况下是指中央的2级。

(第2实施方式)

图9是第2实施方式的照明装置B的部分截面图。对与第1实施方式的照明装置A实质上相同的构成部分标注同一附图标记，省略其详细说明。照明装置B的底座10的形态与第1实施方式的照明装置A不同。

底座10是从中央朝着外周逐渐向内侧翘曲的圆形，是所谓托盘型的形态。在使用这种形状的底座10的照明装置B中，也能够得到与第1实施方式的照明装置A同样的效果。

(第3实施方式)

图10是第3实施方式的照明装置C的部分截面图。对与第1实施方式的照明装置A实质上相同的构成部分标注同一附图标记，省略其详细说明。照明装置C的底座11的形态与第1实施方式的照明装置A不同。

底座11具有：圆板部111，其与底座1为同一形状；以及外壁部112，其从圆板部111的外周向罩4侧突出。并且，通过表面处理，沿着圆板部111的内侧形成有第1反射部，沿着外壁部112的内侧形成有第2反射部。在使用这种形状的底座11的照明装置C中，也能够得到与第1实施方式的照明装置A同样的效果。

(第4实施方式)

图11是第4实施方式的照明装置D的部分截面图，图12是照明装置D所使用的底座的立体图。对与第1实施方式的照明装置A实质上相同的构成部分标注同一附图标记，省略其详细说明。照明装置D的底座12的形态和光源部的配置与第1实施方式的照明装置A不同。

底座12具有：圆板状的圆板部121；以及正八边形的外壁部122，其从圆板部121的外周附近向罩4侧突出。并且，沿着外壁部122的内侧配设有包括安装有LED33的基板32和聚光部件5的光源部。在使用这种形状的底座11的照明装置D中，也能够得到与第1实施方式的照明装置A同样的效果。

(第5实施方式)

本发明的照明装置是从光出射面出射面状光的照明装置，因此，也能用作液晶显示装置的背光源。

下面，参照附图说明将本发明的照明装置用作液晶显示装置的背光源的例子。图13是本发明的一实施方式的液晶显示装置的分解立体图。

如图13所示，液晶显示装置8具备液晶面板单元81和背光源单元82。在液晶显示装置8中，液晶面板单元81配置在背光源单元82的前面侧(观察者侧)，液晶面板单元81的前面侧按压于在中央部具备开口窗830的金属制的挡板83。

液晶面板单元81具有：液晶面板811，其中封入有液晶；以及偏振板812，其贴附于液晶面板811的前面(观察者侧)和背面(背光源单元82侧)。液晶面板811包含：阵列基板813；相对基板814，其与阵列基板813相对配置；以及液晶，其填充在阵列基板813和相对基板814之间。

在阵列基板813上设置有相互正交的源极配线和栅极配线、与源极配线和栅极配线连接的开关元件(例如薄膜晶体管)、与开关元件连接的像素电极以及取向膜等。并且，在相对基板814上设置有红、绿、蓝(RGB)的各着色部按规定排列配置的彩色滤光片、共用电极、取向膜等。

在液晶面板单元81中，通过驱动开关元件向液晶面板811的各像素中的阵列基板813和相对基板814之间施加电压。通过使阵列基板813和相对基板814之间的电压发生变化，使各像素中的液晶旋转，从而调制光(改变光的透射度)。从而，将图像显示于液晶面板811的观察者侧的图像显示区域。

挡板83是金属制的框体，具有覆盖液晶面板单元81的前面的边缘部分的形状。挡板83具备：矩形的开口窗830，其以不遮住液晶面板单元81的视频显示区域的方式形成；按压部831，其从前面侧按压液晶面板单元81；以及罩部832，其从按压部831的边缘部向背面侧突出，覆盖液晶面板单元81和背光源单元82的边缘部。挡板83接地，将液晶面板单元81和背光源单元82密封。

背光源单元82是对液晶面板单元81照射面状光的照明装置。背光源单元82具有与上述的第1实施方式所示的照明装置同等的结构。即，具有：背光源底座821，其具有与底座1相对应的长方形的底面；以及光源单元823，其与发光部3相对应。此外，背光源单元82是具有长方形的底面的部件，因此，光源单元823配置在两个短边。并且，虽省略了图示，但控制电路部装配于底面的里侧的面。在背光源单元82的光出射面侧配置有用于使出射光扩散、使亮度上升等的光学片部件822。

光源单元823的结构除了是使基板直线状地并排的构成这一点以外，实质上具有与发光部3相同的结构。即，图4所示的安装有LED33的基板32和聚光部件5在短边各装配有多个。此外，在背光源单元82中，光源单元823装配于背光源底座821的外周部分，因而通过形成将背光源底座821从长方形状的底面的各边切起而成的侧壁部(壁体)，能够用作装配用角材。

在这样的背光源单元82中，即使不使用导光板也能够从与底面相对的光出射面出射亮度不匀较少的面状光，能相应地减少构成部件。

本实施方式所示的液晶显示装置例如能用于移动电话机、平板型PC、家用电器的显示装置、电视接收装置等。

在上述的各实施方式中，作为照明装置，举出了吸顶灯、液晶显示装置的背光源，但除了这些以外，也能用作灯饰招牌等从背面照明的背面型照明装置。

以上说明了本发明的实施方式，但本发明不限于该内容。另外，只要不脱离发明的宗旨，本发明的实施方式能进行各种改变。

工业上的可利用性

本发明的照明装置出射亮度不匀较少的光，因此能用作装配于居室等的天花板、对整体照射光的照明器具、液晶显示装置的背光源。

附图标记说明

1底座(箱体)

32基板

33LED

111、121圆板部

112、122外壁部

8液晶显示装置

82背光源单元(背光源)

Claims

1.一种照明装置，其特征在于，

具备：

箱体，其具备与光出射面相对的第1反射部；以及

基板，其在作为沿着上述第1反射部的方向的第1方向上直线状地排列有发光二极管，并且在与第1方向交叉的第2方向上形成有3级以上的多级该发光二极管的排列，

在上述第2方向上形成有3级以上的多级的发光二极管的排列中，中央的级的发光二极管的数量比其它任一级的发光二极管的数量均多，

上述箱体具有圆板部，

多个上述基板以朝着上述箱体的外周发光的方式分别配设在上述箱体的中央附近。

2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，

上述箱体具有从上述圆板部的外周突出的外壁部，

沿着上述外壁部的内侧具备第2反射部。

3.一种照明装置，其特征在于，

具备：

箱体，其具备与光出射面相对的第1反射部；以及

上述箱体具有圆板部，

上述箱体具有从上述圆板部的外周突出的外壁部，

按照沿着上述外壁部的内侧并且朝着上述箱体的中央附近发光的方式配设上述基板。

4.一种照明装置，其特征在于，

具备：

箱体，其具备与光出射面相对的第1反射部；以及

上述箱体具有四边形的平板部，

上述基板配设于从上述平板部的至少一边突出的壁体。

5.一种背光源，

使用权利要求4所述的照明装置。

6.一种液晶显示装置，

具备权利要求5所述的背光源。

7.一种电视接收装置，

具备权利要求6所述的液晶显示装置。