專利名稱：面照明裝置及具有該面照明裝置的液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種面照明裝置及具有該面照明裝置的液晶顯示裝置，特別是，所涉及的上述面照明裝置是通過在照明面上排列設(shè)置可以發(fā)出紅、綠、藍各原色光的LED(Light Emitting Diode)或發(fā)出兩種以上的具有互補色關(guān)系的顏色的光的LED來實現(xiàn)面光源，上述液晶顯示裝置通過具有上述面照明裝置，即使大畫面時也能達到高亮度。
背景技術(shù)：
裝配在液晶顯示裝置中的背光燈有使用冷陰極管的側(cè)光型和底光型背光燈、使用LED的側(cè)光型背光燈。但是，冷陰極管不僅存在著轉(zhuǎn)換器需要高電壓和含有水銀的問題，還存在著顏色再現(xiàn)范圍狹窄等問題。
因此，將LED用作光源已成為近年來的主流，以下表示以往示例。
圖23所示以往示例1的顯示裝置160具有擴散板1設(shè)在擴散板1背面的導(dǎo)光板18；和配置在所述導(dǎo)光板18的側(cè)面，負責(zé)照明的發(fā)紅色光的LED7、發(fā)藍色光的LED8、發(fā)綠色光的LED9，通過在所述導(dǎo)光板18中混和來自發(fā)光LED的光，同時通過擴散板1將光擴散，來實現(xiàn)面照明(專利文獻1)。
另外，圖24所示以往示例2的液晶顯示裝置170的特征是，具有液晶屏13；設(shè)在所述液晶屏13背面的棱鏡板11；設(shè)在所述棱鏡板11背面的第1擴散板14；設(shè)在所述第1擴散板14的背面，安裝有多個白色LED12的基板4；和設(shè)在所述基板4的背面，用于導(dǎo)入外部光的第2擴散板15，在從白色LED供給白色光的同時，也導(dǎo)入外部光，對液晶屏進行面照明(專利文獻2)。
另外，圖25所示以往示例3的液晶顯示裝置180的特征是，具有液晶屏13；設(shè)在所述液晶屏背面的擴散板1；設(shè)在所述擴散板1背面的導(dǎo)光板18；設(shè)在所述導(dǎo)光板18背面的透光板16；設(shè)在所述透光板16的背面、具有發(fā)紅色光的LED元件7、發(fā)藍色光的VFD(vacuum flurorescentdisplay)17、發(fā)綠色光的LED元件9、以及在LED元件之間滿鋪設(shè)置的反射板2的基板4；和設(shè)在所述導(dǎo)光板18側(cè)面的側(cè)光燈20，發(fā)紅色光的LED7、發(fā)藍色光的VFD17、發(fā)綠色光的LED 9可以按照每種單色光獨立發(fā)光，為了得到白色光，在可認為是同時亮燈的短時間內(nèi)順序亮燈(專利文獻3、專利文獻4)。在上述以往示例3的液晶顯示裝置180中，來自LED的光透過透光板16入射到導(dǎo)光板18，進行光的混和，通過在擴散板1被擴散，向液晶屏13供給面照明。并且，反射板2使從擴散板1或透光板16返回的光再次返回液晶屏13，有助于提高面照明的亮度。此處，上述反射板2如圖26所示“以往示例3的LED部分和反射板的結(jié)構(gòu)示例2”那樣，避開設(shè)有驅(qū)動紅色LED7等的發(fā)光元件的電路或發(fā)送信號的布線的金屬埋入式PCB5而設(shè)置。
專利文獻1特開2002-341797號公報專利文獻2特開2002-311412號公報專利文獻3特開平6-018882號公報專利文獻2特開2002-258815號公報上述以往示例1的顯示裝置160由于LED配置在導(dǎo)光板的角部或邊部，所以具有在大畫面時不能得到高亮度的問題。
另外，上述以往示例2的液晶顯示裝置170雖使用白色LED，但具有白色LED的亮度不均嚴重的問題，維持均勻性是困難的。
此外，在上述以往示例3的液晶顯示裝置180的面照明中，使用不同顏色的LED，具有不能容易克服因發(fā)出不同顏色光的LED間的光量平衡失調(diào)造成的顏色不均和亮度不均的問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明之一的面照明裝置的特征在于，至少具有以規(guī)定的順序排列了線狀光源的面光源，該線狀光源由串聯(lián)排列的與在至少含有光的3原色的多種顏色的組合中的各種顏色對應(yīng)的發(fā)光元件構(gòu)成；填埋構(gòu)成所述線狀光源的發(fā)光元件之間的空間而鋪設(shè)的反射板；設(shè)有所述面光源和所述反射板的基板；和位于所述面光源和所述反射板的上位的擴散板，利用所述反射板覆蓋所述發(fā)光元件的非發(fā)光部分。
另外，為了解決上述問題，本發(fā)明之二的面照明裝置的特征在于，至少具有以規(guī)定的順序和一定的間隔排列了線狀光源的面光源，該線狀光源由串聯(lián)排列的與在至少含有光的3原色的多種顏色的組合中的各種顏色對應(yīng)的發(fā)光元件構(gòu)成；填埋構(gòu)成所述線狀光源的發(fā)光元件之間的空間而鋪設(shè)的第1反射板；具有可以嵌入所述發(fā)光元件的發(fā)光部的貫通孔的第2反射板；設(shè)有所述面光源、所述第1反射板和所述第2反射板的基板；和位于所述面光源、所述第1反射板和所述第2反射板的上位的擴散板，利用所述第2反射板覆蓋所述發(fā)光元件的非發(fā)光部分。
為了解決上述問題，本發(fā)明之三的面照明裝置的特征在于，至少具有以規(guī)定的順序排列了線狀光源的面光源，該線狀光源由串聯(lián)排列的與在至少含有光的3原色的多種顏色的組合中的各種顏色對應(yīng)的發(fā)光元件構(gòu)成；填埋構(gòu)成所述線狀光源的發(fā)光元件之間的空間而鋪設(shè)的反射板；具有按一定的間隔排列的列狀凸部，設(shè)有所述面光源和所述反射板的基板；和位于所述面光源和所述反射板的上位的擴散板，在所述基板上按一定間隔排列的列狀凸部的斜面或側(cè)面配置所述線狀光源，
對應(yīng)所述列狀凸部的間隔以及所述擴散板和所述基板的間隔，根據(jù)所述列狀凸部的斜面或側(cè)面的角度設(shè)定成為對應(yīng)多種顏色中至少一種顏色的所述發(fā)光元件的最大光量放射角度。
為了解決上述問題，本發(fā)明之四的面照明裝置的特征在于，至少具有以規(guī)定的順序和一定的間隔排列了線狀光源的面光源，該線狀光源由串聯(lián)排列的與在至少含有光的3原色的多種顏色的組合中的各種顏色對應(yīng)的發(fā)光元件構(gòu)成；所述發(fā)光元件的發(fā)光部中至發(fā)光部上的光放射角度校正部分；填埋構(gòu)成所述線狀光源的發(fā)光元件之間的空間而鋪設(shè)的第1反射板；設(shè)有所述線狀光源和所述反射板的基板；和位于所述線狀光源和所述反射板的上位的擴散板，對應(yīng)所述線狀光源的間隔以及所述擴散板和所述基板的間隔，通過對應(yīng)多種顏色中的至少一種顏色的所述線狀光源的發(fā)光部上的光放射角度校正部分，設(shè)定成為最大光量的放射角度。
為了解決上述問題，本發(fā)明之五的面照明裝置的特征在于，在本發(fā)明之三或之四所述的面照明裝置中，把對應(yīng)權(quán)利要求3或4所述的一種顏色的所述線狀光源的設(shè)置間隔設(shè)為一定值L，把所述擴散板與設(shè)有所述線狀光源的平面的間隔設(shè)為一定值H時，設(shè)定成為所述線狀光源的最大光量的放射角度，以滿足下述關(guān)系L≤2×H×tan(成為線狀光源的最大光量的放射角度)。
為了解決上述問題，本發(fā)明之六的面照明裝置的特征在于，至少具有將把對應(yīng)光的3原色的3個發(fā)光元件接近配置在三角形的頂點的發(fā)光元件組配置成矩陣狀的面光源；排列有所述發(fā)光元件組的基板；和位于所述面光源上位的擴散板，
每隔一列或每隔一行交錯排列所述發(fā)光元件組，使所述發(fā)光元件組彼此的位置關(guān)系形成三角形狀，調(diào)節(jié)所述發(fā)光元件組的行間隔、列間隔、配置角度，使得在把根據(jù)所述單色發(fā)光元件的光量總和計算出的平均光量總和設(shè)為100％時，由三角形狀的重心和由兩個三角形狀形成的菱形形狀的重心的各個所述單色發(fā)光元件的光量總和在75％～125％之間。
為了解決上述問題，本發(fā)明之七的面照明裝置的特征在于，至少具有將把對應(yīng)光的3原色的3個發(fā)光元件串聯(lián)地接近配置的發(fā)光元件組配置成列狀的線狀光源；所述發(fā)光元件的發(fā)光部中至發(fā)光部上的光放射角度校正部分；排列有所述發(fā)光元件組的基板；和位于所述面光源上位的擴散板，配置多列所述線狀光源來作為面光源，校正所述發(fā)光元件的最大放射角度，以使通過構(gòu)成注視的所述線狀光源的所述發(fā)光元件的發(fā)光部中至發(fā)光部上的光放射角度校正部分校正后的所述發(fā)光元件的最大放射方向和擴散板交叉的點，超過與注視的所述線狀光源鄰接的所述線狀光源的中點。
另外，為了解決上述問題，本發(fā)明之八的液晶顯示裝置的特征在于，至少具有本發(fā)明之一至本發(fā)明之七中任一項所述的面照明裝置中的一個和液晶屏。


圖1是實施例1(面照明裝置30正后方型背光燈結(jié)構(gòu))。
圖2是實施例1的LED部分和反射板的結(jié)構(gòu)例1-1。
圖3是實施例1的LED部分和反射板的結(jié)構(gòu)例1-2。
圖4是實施例2(面照明裝置40)。
圖5是LED發(fā)光圖形(表示峰值光量的放射角度在45度以上)。
圖6是峰值光量放射強度及放射角度和確認性。
圖7是實施例3(面照明裝置50)。
圖8是實施例4(面照明裝置60)。
圖9是LED發(fā)光圖形(表示峰值光量的放射角度不足45度)。
圖10是實施例5(面照明裝置70)。
圖11是實施例6(面照明裝置80)。
圖12是實施例7(面照明裝置90)。
圖13是擴散板下面的光量偏差和確認性。
圖14是實施例8(面照明裝置100)。
圖15是實施例9(面照明裝置110)。
圖16是E點位置和確認性的關(guān)系。
圖17是實施例10(面照明裝置120的發(fā)光元件的配置)。
圖18是實施例11(面照明裝置130的發(fā)光元件的配置)。
圖19是實施例12(面照明裝置140的發(fā)光元件的配置)。
圖20是實施例13(面照明裝置150的發(fā)光元件的配置)。
圖21是實施例14(液晶顯示裝置190的顯示單元的剖面圖)。
圖22是實施例14(液晶顯示裝置190)圖23是以往示例1(顯示裝置160)。
圖24是以往示例2(液晶顯示裝置170)圖25是以往示例3(液晶顯示裝置180)圖26是以往示例3的LED部分和反射板的結(jié)構(gòu)示例2圖中1-擴散板；2-反射板；3-LED元件；4-基板；5-金屬埋入PCB；6-棱鏡；7-紅色發(fā)光LED；8-藍色發(fā)光LED；9-綠色發(fā)光LED；10-散亂圖形；11-棱鏡板；12-白色LED；13-液晶屏；14-第1擴散板；15-第2擴散板；16-透光板；17-藍色發(fā)光VFD；18-導(dǎo)光板；19-散熱器；20-側(cè)光燈；30-面照明裝置；40-面照明裝置；50-面照明裝置；60-面照明裝置；70-面照明裝置；80-面照明裝置；90-面照明裝置；100-面照明裝置；110-面照明裝置；120-面照明裝置；130-面照明裝置；140-面照明裝置；150-面照明裝置；160-顯示裝置；170-液晶顯示裝置；180-液晶顯示裝置；190-液晶顯示裝置。
具體實施例方式
圖1所示面照明裝置由以下部分構(gòu)成連續(xù)排列LED元件3的線狀光源；填埋LED元件3之間的反射板2；設(shè)有LED元件3和反射板2，兼作散熱板的材質(zhì)是鋁板等的基板4；和位于上方的透明的使光擴散的擴散板1。此處，所說“填埋LED元件3之間的反射板2”，如圖2的說明“實施例1的LED部分和反射板的結(jié)構(gòu)示例1-1”的剖面圖和俯視圖所示，指配置在LED元件3中設(shè)有非發(fā)光部分和LED元件3驅(qū)動用布線或電路的金屬埋入式PCB5上的反射板2。另外，如圖3的說明“實施例1的LED部分和反射板的結(jié)構(gòu)示例1-2”的剖面圖和俯視圖所示，也可指具有使LED元件3的發(fā)光部嵌合在反射板2上的貫通孔，使反射板2覆蓋LED發(fā)光部以外部分而配置的反射板2。
通過按圖2和圖3所示來配置反射板2，如表1所示，由于可以使反射板2的表面面積覆蓋率大于94％，所以具有能夠大幅度改善亮度不均的效果。
表1

上面的表是在LED元件的透鏡直徑為6mm、反射板的寬度為24mm、LED元件線光源間隔為120mm、擴散板增益為0.8的條件下所作成的。
此處，表1是關(guān)于“以往示例3的LED部分和反射板的結(jié)構(gòu)示例2”和“實施例3的LED部分和反射板的結(jié)構(gòu)例1-1”以及“實施例3的LED部分和反射板的結(jié)構(gòu)例1-2”，計算反射板覆蓋基板表面的比率，同時計算擴散板透過光量和發(fā)光量的比率即光利用效率，將計算結(jié)果進行比較的匯總。并且，作為反射板的材質(zhì)，可以考慮鋁板反射板、白色聚酯(使發(fā)泡的同時混入散射材料而得)、銀蒸鍍聚酯，但在光利用效率的計算中，是按采用白色聚酯時的情況來計算的。
圖4所示的面照明裝置由以下部分構(gòu)成使將棱鏡6附著在發(fā)光面上的LED元件3連續(xù)排列的線狀光源；填埋LED元件3之間的反射板2；設(shè)有LED元件3和反射板2，兼作散熱板的材質(zhì)是鋁板等的基板4；和位于上方的透明的使光擴散的擴散板1。此處，所說“填埋LED元件3之間的反射板2”，在圖4中單純指按以往示例那樣填埋LED元件3之間的反射板2，但也可以是按圖2和圖3所示來填埋LED元件之間的反射板2。
通過在LED元件3的發(fā)光面附著棱鏡6，可以任意設(shè)定各LED元件3的峰值光量的放射角度。因此，如圖5(a)所示，可以實現(xiàn)發(fā)光峰值角度大于等于45度的發(fā)光圖形，如圖5(b)所示，通過使來自多個線狀光源的光重疊，能夠獲得與光源位置無關(guān)的一定光量的效果。因此，如圖6所示，即使進行顏色不均的確認測試，也能獲得未確認到顏色不均的效果。此處，圖5所示θp表示LED元件的光量為最大的放射角度，φ0表示放射角度0度時的光量，φp表示峰值光量。另外，圖5(a)表示放射角度和LED元件的光量的關(guān)系，圖5(b)表示設(shè)從基板4到擴散板1的距離為H，以光源為起點的正2H、負2H范圍的擴散板正下方的光量。另一方面，圖6是設(shè)橫軸為LED元件的峰值光量角度，設(shè)縱軸為用LED元件的峰值光量除以放射角度0度的光量所得結(jié)果，針對在LED元件的發(fā)光部的透鏡或棱鏡進行半透明化處理等加工，由調(diào)節(jié)了光量和峰值光量放射角度的LED元件構(gòu)成的面光源，用白圓圈表示未確認到顏色不均的面光源，黑圓點表示確認到顏色不均的面光源，并且一起表示出LED元件的光學(xué)性質(zhì)。
可是，在圖4中，雖然是通過在LED元件3上設(shè)置棱鏡6，調(diào)整了成為LED元件3的最大亮度的放射角度，但也可利用其他的光放射角度調(diào)整單元來進行調(diào)整，例如，可以利用使LED元件3的發(fā)光面變形、發(fā)光元件的安裝角度變更等的單元。另外，所述光放射角度調(diào)整單元沒必要設(shè)在LED元件3上，也可在LED元件3中。
圖7所示的面照明裝置的特征是，由以下部分構(gòu)成使LED元件3連續(xù)排列的線狀光源；填埋LED元件3之間的反射板2；設(shè)有LED元件3和反射板2，兼作散熱板的材質(zhì)是鋁板等的基板4；把來自所述LED元件3的熱量傳遞到散熱板的散熱器19；和位于上方的透明的使光擴散的擴散板1，線光源被設(shè)在從基板4向列上的凸部突出的斜面上。此處，所說“填埋LED元件3之間的反射板2”，指按圖2和圖3所示配置的反射板2，但也可以是按圖4所示配置的反射板2。
通過把LED元件3配置在斜面上，在把連續(xù)配置在斜面兩側(cè)的LED元件3看作線光源時，可以把峰值光量的放射角度設(shè)定為任意角度。因此，可以實現(xiàn)圖5所示的發(fā)光峰值角度大于等于45度的發(fā)光圖形，根據(jù)圖6所示的顏色不均確認測試，具有能夠抑制目視確認到顏色不均的效果。
圖8所示的面照明裝置由以下部分構(gòu)成使LED元件3連續(xù)排列的線狀光源；把來自所述LED元件3的熱量傳遞到散熱板的散熱器19；填埋線光源之間的反射板2；設(shè)有LED元件3和反射板2，兼作散熱板的材質(zhì)是鋁板等的基板4；和位于上方的透明的使光擴散的擴散板1，線光源被設(shè)在從基板4突出的垂直板兩側(cè)。此處，所說“填埋線光源之間的反射板2”，指按圖2和圖3所示配置的反射板2，但也可以是按圖4所示配置的反射板2。
通過把LED元件3連續(xù)設(shè)在所述垂直板的側(cè)面，在把連續(xù)配置的LED元件3看作線狀光源時，如圖8所示，與把峰值光量的放射角度設(shè)定為90度時相同。因此，如圖6所示，根據(jù)顏色不均確認測試，具有能夠更加抑制目視確認到顏色不均的效果。
圖10所示的面照明裝置的特征是，由以下部分構(gòu)成把棱鏡6附著在發(fā)光面上的綠色LED元件連續(xù)排列而得的綠色線光源G-LED35、把棱鏡6附著在發(fā)光面上的藍色LED元件連續(xù)排列而得的藍色線光源B-LED36、以及把棱鏡6附著在發(fā)光面上的紅色LED元件連續(xù)排列而得的紅色線光源R-LED34；填埋線光源之間的未圖示的反射板2；設(shè)有各原色LED元件和反射板2，兼作散熱板的材質(zhì)是鋁板等的基板4；和位于上方的透明的使光擴散的擴散板1，使棱鏡6附著在各原色LED的發(fā)光面上，可以變更各顏色LED元件的最大發(fā)光角度。另外，其特征還在于，把從構(gòu)成圖10所示面照明裝置的基板4到擴散板1的高度設(shè)為H，把用符號R表示的紅色線光源R-LED34、用符號B表示的藍色線光源B-LED36和用符號G表示的綠色線光源G-LED35組成為一組的線狀發(fā)光源的反復(fù)周期設(shè)為L時，具有滿足下述公式的關(guān)系。
公式1L≤2H×tan(LED元件的最大發(fā)光角度)根據(jù)圖10的面照明裝置，即使在如圖9(a)所示最大發(fā)光角度不能大于等于45度，如圖9(b)所示，擴散板1和基板4的間隔H為H＝(1/2)×L時，在擴散板1的正下方不能獲得一定光量的情況下，由于按公式1所示來設(shè)定擴散板1和基板4的間隔，所以具有能夠在擴散板1的正下方獲得一定光量，抑制顏色不均的效果。此處，圖9所示θp表示LED元件的光量為最大的放射角度，φ0表示放射角度0度時的光量，φp表示峰值光量。另外，圖9(a)表示放射角度和LED元件的光量的關(guān)系，圖9(b)表示設(shè)從基板4到擴散板1的高度為H，以光源為起點，在水平方向正2H、負2H范圍的擴散板正下方的光量。
但是，在圖10所示的面照明裝置中，通過在各顏色的LED元件上設(shè)置棱鏡6，調(diào)整了成為各顏色的LED元件的最大亮度的放射角度，但也可利用其他的光放射角度調(diào)整單元來進行調(diào)整，例如，可以利用使各顏色的LED元件的發(fā)光面變形、發(fā)光元件的安裝角度變更等的單元。另外，所述光放射角度調(diào)整單元沒必要設(shè)在各顏色的LED元件上，也可在各顏色的LED元件中。并且，作為多種顏色的組合，選擇了紅、藍、綠色，但即使進一步追加作為中間色的青綠、洋紅、黃色等，也能發(fā)揮相同效果。
圖11所示的面照明裝置的特征是，由以下部分構(gòu)成把棱鏡6附著在發(fā)光面上的綠色LED元件連續(xù)排列而得的綠色線光源G-LED35、把棱鏡6附著在發(fā)光面上的藍色LED元件連續(xù)排列而得的藍色線光源B-LED36、以及把棱鏡6附著在發(fā)光面上的紅色LED元件連續(xù)排列而得的紅色線光源R-LED34；填埋線光源之間的未圖示的反射板2；設(shè)有各原色LED元件和反射板2，兼作散熱板的材質(zhì)是鋁板等的基板4；和位于上方的透明的使光擴散的擴散板1，使棱鏡6附著在各原色LED的發(fā)光面上，可以變更LED元件3的最大發(fā)光角度。另外，其特征還在于，把從構(gòu)成圖1所示面照明裝置的基板4到擴散板1的高度設(shè)為H，把用符號R表示的紅色線光源R-LED34、用符號B表示的藍色線光源B-LED36和用符號G表示的綠色線光源G-LED35組成為一組的線狀發(fā)光源的反復(fù)周期設(shè)為L時，調(diào)整高度H和周期L，在設(shè)面內(nèi)的平均光量為100％時，可以把面內(nèi)光量控制在80％～125％的范圍。
因此，根據(jù)圖11所示的面照明裝置，例如，在設(shè)Φ0為放射角度0的光量、設(shè)Φ2為放射角度θ的光量、設(shè)Φ1為放射角度θ’的光量時，可以抑制把綠色線光源G-LED35正上方的光量表示為(Φ0+2×Φ2×cos3θ)、把2列綠色線光源G-LED35的中央正上方的光量表示為(2×Φ1×cos3θ’)的面內(nèi)光量的偏差，具有在擴散板1的正下方能獲得大致一定的光量，并抑制顏色不均的效果。另外，作為多種顏色的組合，選擇了紅、藍、綠色，但即使進一步追加作為中間色的青綠、洋紅、黃色等，也能發(fā)揮相同效果。
圖12所示的面照明裝置由以下部分構(gòu)成使LED元件3連續(xù)排列的線光源；填埋線光源之間的未圖示的反射板2；設(shè)有LED元件3和反射板2，兼作散熱板的材質(zhì)是鋁板等的基板4；和位于上方的透明的使光擴散的擴散板1。此處，擴散板為在透明丙稀類樹脂板的表面設(shè)有使光散射的凹凸的板狀，或者使透明丙稀類樹脂板含有使光散射的顆粒的板狀。因此，構(gòu)成圖11所示面照明裝置的擴散板的特征是，通過調(diào)節(jié)表面的凹凸程度、散射顆粒的大小、擴散板的厚度，使增益約為1.5～0.8。另外，所說擴散板的增益是指，假設(shè)使L勒克斯的入射光垂直進入時，能夠獲得垂直亮度B坎德拉的透過光，則可以用下述公式表示。
公式2增益＝π×(B/L)根據(jù)上述的面照明裝置，為了使來自擴散板的上述各線光源的光的散射能夠適度進行，可以均勻地進行來自鄰接顏色的不同線光源的光的混和。因此，如圖13所示，由于增益越表示低值，光的散射就越大，所以發(fā)揮即使因線光源形成的擴散板的正下方的光量偏差大時，也能提高確認性的效果。此處，圖13是設(shè)橫軸為擴散板下面的單色的面內(nèi)光量變動幅度(指設(shè)面內(nèi)的平均光量為100％時的面內(nèi)的光量變動幅度)，設(shè)縱軸為確認性(指10人被測試者中不介意顏色不均的人數(shù)的比例)，對不同種類的擴散板進行確認性調(diào)查的結(jié)果。另外，用白圓圈和長虛線表示對增益約為1.5的擴散板的確認性，用黑圓點和實線表示對增益約為1.0的擴散板的確認性，用四方形和短虛線表示對增益約為0.8的擴散板的確認性，表示出增益越小的擴散板，即使面內(nèi)光量變動幅度大時也能確保確認性。
圖14所示的面照明裝置100的特征是，由以下部分構(gòu)成以在單位長度L1內(nèi)直線排列紅色發(fā)光LED7、藍色發(fā)光LED8、綠色發(fā)光LED9為一組，再按間隔L1將該組直線排列多個而得的線狀光源；填埋線光源之間的未圖示的反射板2；設(shè)有上述各原色發(fā)光LED和反射板2，兼作散熱板的材質(zhì)是鋁板等的基板4；和位于上方的透明的使光擴散的擴散板1。另外，其特征在于，上述各原色發(fā)光LED的排列順序在任何線狀態(tài)發(fā)光源都是一定的，按D1間隔排列上述線狀光源構(gòu)成面光源，在注視該顏色的原色LED時形成四角形，設(shè)到線狀光源和擴散板1的高度為H1。
根據(jù)圖14所示的面照明裝置100，被配置成在注視該顏色的原色LED時使形成四角形，所以能夠縮小單色的面內(nèi)光量變動幅度，通過各原色光的合成，具有能夠獲得沒有顏色不均的白色光的效果。另外，作為多種顏色的組合，選擇了紅、藍、綠色，但即使進一步追加作為中間色的青綠、洋紅、黃色等，也能發(fā)揮相同效果。
圖15所示的面照明裝置110的特征是，由以下部分構(gòu)成以在單位長度L1內(nèi)直線排列紅色發(fā)光LED7、藍色發(fā)光LED8、綠色發(fā)光LED9為一組，再按間隔L1將該組直線排列多個而得的線狀光源；填埋線光源之間的未圖示的反射板2；設(shè)有上述各原色發(fā)光LED和反射板2，兼作散熱板的材質(zhì)是鋁板等的基板4；和位于上方的透明的使光擴散的擴散板1。另外，其特征在于，按間隔D1交替排列將按紅、綠、藍的順序排列原色發(fā)光LED而得的組進行直線配置的線狀光源，和將按藍、紅、綠的順序排列原色發(fā)光LED而得的組進行直線配置的線狀光源，來構(gòu)成面光源，在注視該顏色的原色LED時形成三角形，設(shè)到線狀光源和擴散板1的高度為H1。并且，在鄰接的線狀光源A、B中，按圖15所示定義中點C時，調(diào)整高度H1、間隔D1、LED元件的最大光量放射方向，以使構(gòu)成任意的線狀光源的LED的最大光量放射方向的延長線到達擴散板1的位置E超過中點C。
根據(jù)圖15所示的面照明裝置110，在注視該顏色的原色LED時形成三角形，從而具有能夠縮小單色的面內(nèi)光量變動幅度，抑制亮度不均的效果。另外，在鄰接的線狀光源A、B中，按圖15所示定義中點C時，即使在調(diào)整高度H1、間隔D1、LED元件的最大光量放射方向，以使構(gòu)成任意的線狀光源的LED的最大光量放射方向的延長線到達擴散板1的位置E超過中點C的情況下，也能縮小面內(nèi)光量變動幅度，如圖16所示，具有所述位置E越接近鄰接的光源B的正上方，越提高確認性的效果。此處，圖16表示用縱軸表示確認性，用橫軸表示E點位置，為了使E點從c注視時的線狀光源A到達鄰接線狀光源B的正上方，而調(diào)節(jié)線狀光源A內(nèi)的LED的最大光量放射角度時的確認性。另外，作為通過光的混合而成為白色的多種顏色的組合，選擇了紅、藍、綠色，但也可以選擇具有互補色關(guān)系的顏色，例如，黃色和藍色的組合也能發(fā)揮相同效果。
圖17表示面照明裝置120的發(fā)光元件組的配置，面照明裝置120的特征是，由以下部分構(gòu)成接近配置紅色發(fā)光LED7、藍色發(fā)光LED8、綠色發(fā)光LED9，使形成三角形組(以下稱為“△組”)，再把所述△組配置成三角形狀(以下稱為“△配置”)構(gòu)成的面光源；填埋構(gòu)成面光源的各原色LED之間的未圖示的反射板2；設(shè)有上述各原色發(fā)光LED和反射板2，兼作散熱板的材質(zhì)是鋁板等的基板4；和位于上方的透明的使光擴散的擴散板1。另外，其特征在于，通過調(diào)節(jié)所述△組之間的行間隔D1、列間隔D2、配置角度θ，在未配置各原色發(fā)光LED元件的空白區(qū)域的中心1和中心2比較各原色LED的光量總和時，在設(shè)光量總和的平均值為100％時，使光量總和處于75％～125％的范圍內(nèi)。此處，所說中心1指進行△配置的3個LED△組的重心，所說中心2指由2個△配置構(gòu)成的成為菱形配置的4個LED△組的重心?？墒牵谧⒁晫ED△組進行△配置時面對的2個LED△組時，優(yōu)選將不同顏色的發(fā)光元件進行面對配置。這是因為能夠容易實現(xiàn)有關(guān)光量總和的特征。
另外，在為了使各原色LED的光量總和處于75％～125％的范圍內(nèi)而進行LED△組的配置時，幾乎沒有單體的原色LED元件間的光量偏差以及原色LED元件間的光量偏差。但是，即使存在這些偏差時，通過再追加LED元件的選擇以及調(diào)節(jié)使LED元件通電的電流等的單元，可以使單體的原色LED元件間的光量偏差以及原色LED元件間的光量偏差幾乎不存在。
根據(jù)圖17所示的面照明裝置，接近配置各原色LED使形成△組狀，并且通過將該△組進行△配置，可以實現(xiàn)面內(nèi)無偏倚的LED元件的配置，在注視單原色時，可以獲得面內(nèi)均勻的光量，具有抑制亮度不均的效果。
另外，在未配置LED元件的△配置的中心1部分，在比較位于呈△配置的頂點的各原色LED的光量總和、即紅色LED的光量總和、藍色LED的光量總和、綠色LED的光量總和時，在設(shè)光量總和的平均值為100％的情況下，通過調(diào)節(jié)行間隔D1、列間隔D2、配置角度θ來配置LED△組，以使各原色LED的光量總和處于75％～125％的范圍內(nèi)，所以具有抑制混和光時的顏色不均的效果。并且，即使在未配置LED元件的菱形配置的中心2部分，通過進行與中心1部分相同的操作來配置LED△組，以使各原色LED的光量總和處于75％～125％的范圍內(nèi)，所以具有抑制混和光時的顏色不均的效果。另外，作為通過光的混合而成為白色的多種顏色的組合，選擇了紅、藍、綠色，但也可以選擇具有互補色關(guān)系的顏色，例如，黃色和藍色的組合也能發(fā)揮相同效果。
圖18表示面照明裝置130的發(fā)光元件組的配置，面照明裝置130的特征是，由以下部分構(gòu)成接近配置紅色發(fā)光LED7、藍色發(fā)光LED8、綠色發(fā)光LED9，使形成三角形組(以下稱為“△組”)，再把多個所述△組配置成四角形狀(以下稱為“四角形配置”)構(gòu)成的面光源；填埋構(gòu)成面光源的各原色發(fā)光LED之間的未圖示的反射板2；設(shè)有上述各原色發(fā)光LED和反射板2，兼作散熱板的材質(zhì)是鋁板等的基板4；和位于上方的透明的使光擴散的擴散板1。另外，其特征在于，通過調(diào)節(jié)所述△組之間的行間隔D1、列間隔D2、配置角度θ，在未配置原色發(fā)光LED元件的空白區(qū)域的中心1比較各原色LED的光量總和時，光量總和處于75％～125％的范圍內(nèi)。此處，所說中心1是指進行四角形配置的4個LED△組的重心?？墒牵谧⒁晫ED△組進行四角形配置時面對的2個LED△組時，優(yōu)選將不同顏色的發(fā)光元件進行面對配置。這是因為能夠容易實現(xiàn)有關(guān)光量總和的特征。
另外，在為了使各原色LED的光量總和處于75％～125％的范圍內(nèi)而進行LED△組的配置時，幾乎沒有單體的原色LED元件間的光量偏差以及原色LED元件間的光量偏差。但是，即使存在這些偏差時，通過再追加LED元件的選擇以及調(diào)節(jié)使LED元件通電的電流等的單元，可以使單體的原色LED元件間的光量偏差以及原色LED元件間的光量偏差幾乎不存在。
根據(jù)圖18所示的面照明裝置，接近配置各原色LED使形成△組狀，并且通過將該△組進行四角形配置，可以實現(xiàn)面內(nèi)無偏倚的LED元件的配置，在注視單原色時，可以獲得面內(nèi)均勻的光量，具有抑制亮度不均的效果。
另外，在未配置LED元件的四角形配置的中心1部分，在比較位于呈四角形配置的頂點的各原色LED的光量總和、即紅色LED的光量總和、藍色LED的光量總和、綠色LED的光量總和時，在設(shè)光量總和的平均值為100％的情況下，通過調(diào)節(jié)行間隔D1、列間隔D2、配置角度θ來配置LED△組，以使各原色LED的光量總和處于75％～125％的范圍內(nèi)，所以具有抑制混和光時的顏色不均的效果。另外，作為多種顏色的組合，選擇了紅、藍、綠色，但即使進一步追加作為中間色的青綠、洋紅、黃色等，也能發(fā)揮相同效果。
圖19表示面照明裝置140的發(fā)光元件的配置，面照明裝置140的特征是，由以下部分構(gòu)成接近配置由紅色發(fā)光LED7、藍色發(fā)光LED8、綠色發(fā)光LED9構(gòu)成的4個LED元件，使形成四角形組狀(以下稱為“四角形組”)，再把所述四角形組配置成三角形狀(以下稱為“△配置”)構(gòu)成的面光源；填埋在構(gòu)成面光源的各原色LED之間的未圖示的反射板2；設(shè)有上述各原色發(fā)光LED和反射板2，兼作散熱板的材質(zhì)是鋁板等的基板4；和位于上方的透明的使光擴散的擴散板1。另外，其特征在于，通過調(diào)節(jié)所述△組之間的行間隔D1、列間隔D2、配置角度θ，在未配置原色發(fā)光LED元件的空白區(qū)域的中心1和中心2比較各原色LED的光量總和時，在設(shè)光量總和的平均值為100％時，使光量總和處于75％～125％的范圍內(nèi)。此處，所說中心1是指進行△配置的3個LED四角形組的重心，所說中心2是指由2個△配置構(gòu)成的進行菱形配置的4個LED四角形組的重心?？墒?，在注視將LED△組進行△配置時面對的2個LED△組時，優(yōu)選將不同顏色的發(fā)光元件進行面對配置。這是因為能夠容易實現(xiàn)有關(guān)光量總和的特征。
另外，在為了使各原色LED的光量總和處于75％～125％的范圍內(nèi)而進行LED四角形組的配置時，幾乎沒有單體的原色LED元件間的光量偏差以及原色LED元件間的光量偏差。但是，即使存在這些偏差時，通過再追加LED元件的選擇以及調(diào)節(jié)使LED元件通電的電流等的單元，可以使單體的原色LED元件間的光量偏差以及原色LED元件間的光量偏差幾乎不存在。
根據(jù)圖19所示的面照明裝置，接近配置各原色LED使形成四角形組，并且通過將該四角形組進行△配置，可以實現(xiàn)面內(nèi)無偏倚的LED元件的配置，在注視單原色時，可以獲得面內(nèi)均勻的光量，具有抑制亮度不均的效果。
另外，在未配置LED元件的△配置的中心1部分，在比較位于呈△配置的頂點的各原色LED的光量總和、即紅色LED的光量總和、藍色LED的光量總和、綠色LED的光量總和時，在設(shè)光量總和的平均值為100％的情況下，通過調(diào)節(jié)行間隔D1、列間隔D2、配置角度θ來配置LED四角形組，以使各原色LED的光量總和處于75％～125％的范圍內(nèi)，所以具有抑制混和光時的顏色不均的效果。并且，即使在未配置LED元件的菱形配置的中心2部分，通過進行與中心1部分相同的操作來配置LED四角形組，以使各原色LED的光量總和處于75％～125％的范圍內(nèi)，所以具有抑制混和光時的顏色不均的效果。另外，作為多種顏色的組合，選擇了紅、藍、綠色，但即使進一步追加作為中間色的青綠、洋紅、黃色等，也能發(fā)揮相同效果。
圖20表示面照明裝置150的發(fā)光元件的配置，面照明裝置150的特征是，由以下部分構(gòu)成接近配置由紅色發(fā)光LED7、藍色發(fā)光LED8、綠色發(fā)光LED9構(gòu)成的4個LED元件，使形成四角形狀的組(以下稱為“四角形組”)，再把多個所述四角形組配置成四角形狀(以下稱為“四角形配置”)構(gòu)成的面光源；填埋在構(gòu)成面光源的各原色發(fā)光LED之間的未圖示的反射板2；設(shè)有上述各原色發(fā)光LED和反射板2，兼作散熱板的材質(zhì)是鋁板等的基板4；和位于上方的透明的使光擴散的擴散板1。另外，其特征在于，通過調(diào)節(jié)所述四角形組之間的行間隔D1、列間隔D2、配置角度θ，在未配置原色發(fā)光LED元件的空白區(qū)域的中心1比較各原色LED的光量總和時，光量總和處于75％～125％的范圍內(nèi)。此處，所說中心1指進行四角形配置的3個LED四角形組的重心?？墒?，在注視將LED△組進行四角形配置時面對的2個LED△組時，優(yōu)選將不同顏色的發(fā)光元件進行面對配置。這是因為能夠容易實現(xiàn)有關(guān)光量總和的特征。
另外，在為了使各原色LED的光量總和處于75％～125％的范圍內(nèi)而進行LED四角形組的配置時，幾乎沒有單體的原色LED元件間的光量偏差以及原色LED元件間的光量偏差。但是，即使存在這些偏差時，通過再追加LED元件的選擇以及調(diào)節(jié)使LED元件通電的電流等的單元，可以使單體的原色LED元件間的光量偏差以及原色LED元件間的光量偏差幾乎不存在。
根據(jù)圖20所示的面照明裝置，接近配置各原色LED使形成四角形組，并且通過將該四角形組進行四角形配置，可以實現(xiàn)面內(nèi)無偏倚的LED元件的配置，在注視單原色時，可以獲得面內(nèi)均勻的光量，具有抑制亮度不均的效果。
并且，在未配置LED元件的四角形配置的中心1部分，在比較位于呈四角形配置的頂點的各原色LED的光量總和、即，紅色LED的光量總和、藍色LED的光量總和、綠色LED的光量總和時，在設(shè)光量總和的平均值為100％的情況下，通過調(diào)節(jié)行間隔D1、列間隔D2、配置角度θ來配置LED△組，以使各原色LED的光量總和處于75％～125％的范圍內(nèi)，所以具有抑制混和光時的顏色不均的效果。另外，作為多種顏色的組合，選擇了紅、藍、綠色，但即使進一步追加作為中間色的青綠、洋紅、黃色等，也能發(fā)揮相同效果。
另外，在圖17～圖20所示的面照明裝置120～面照明裝置150中，用3～4個發(fā)光元件構(gòu)成發(fā)光元件組，但也可以用多于這個數(shù)目的發(fā)光元件來構(gòu)成。另外，關(guān)于構(gòu)成發(fā)光元件組的發(fā)光元件的顏色種類，用3原色即藍色、紅色、綠色進行了說明，但也可以是用藍色、紅色、綠色、青綠、洋紅、黃色等的組合，構(gòu)成接近六角以上的多角形的頂點配置而成的發(fā)光元件組。
下面，圖22所示的液晶顯示裝置190的特征是，如圖21的剖面圖所示，具有用背光燈和液晶屏13構(gòu)成圖1所示的面照明裝置30的顯示單元；液晶屏驅(qū)動單元41；和電源42，其結(jié)構(gòu)是接受輸入信號43后進行動作，面照明裝置30還具有調(diào)整流過用于構(gòu)成線狀光源R-LED34的紅色LED的電流的電阻31；調(diào)整流過用于構(gòu)成線狀光源G-LED35的綠色LED的電流的電阻32；調(diào)整流過用于構(gòu)成線狀光源B-LED36的藍色LED的電流的電阻33。由于圖1所示的面照明裝置具有亮度不均小且明亮的優(yōu)點，所以液晶顯示裝置具有能夠獲得均勻且明亮的顯示的效果。
另外，在上述的液晶顯示裝置190中，圖1所示的面照明裝置30使用背光燈，但也可以制作使用圖4、圖7、圖8、圖10、圖11、圖12、圖14、圖15、圖17、圖18、圖19、圖20所示的面照明裝置40～面照明裝置150的液晶顯示裝置。這種情況下，液晶顯示裝置可以獲得各個面照明裝置具有的效果。
根據(jù)本發(fā)明之一和之二所述的發(fā)明，如實施例1所述，可以提高用反射板形成的基板表面的覆蓋率，即使在把白色光用于背照燈的情況下，也能提供防止亮度不均的面照明裝置。
另外，根據(jù)本發(fā)明之三和之四所述的發(fā)明，如實施例2、實施例3和實施例4所述，即使在把白色光用于背照燈的情況下，也能提供防止亮度不均的面照明裝置。
另外，根據(jù)本發(fā)明之五所述的發(fā)明，如實施例4所述，即使在把白色光用于背照燈的情況下，也能提供裝配了防止顏色不均或亮度不均的面照明裝置的液晶顯示裝置。
權(quán)利要求
1.一種面照明裝置，其特征在于，至少具有以規(guī)定的順序排列了線狀光源的面光源，該線狀光源由串聯(lián)排列的與在至少含有光的3原色的多種顏色的組合中的各種顏色對應(yīng)的發(fā)光元件構(gòu)成；填埋構(gòu)成所述線狀光源的發(fā)光元件之間的空間而鋪設(shè)的反射板；設(shè)有所述面光源和所述反射板的基板；和位于所述面光源和所述反射板的上位的擴散板，利用所述反射板覆蓋所述發(fā)光元件的非發(fā)光部分。
2.一種面照明裝置，其特征在于，至少具有以規(guī)定的順序和一定的間隔排列了線狀光源的面光源，該線狀光源由串聯(lián)排列的與在至少含有光的3原色的多種顏色的組合中的各種顏色對應(yīng)的發(fā)光元件構(gòu)成；填埋構(gòu)成所述線狀光源的發(fā)光元件之間的空間而鋪設(shè)的第1反射板；具有可以嵌入所述發(fā)光元件的發(fā)光部的貫通孔的第2反射板；設(shè)有所述面光源、所述第1反射板和所述第2反射板的基板；和位于所述面光源、所述第1反射板和所述第2反射板的上位的擴散板，利用所述第2反射板覆蓋所述發(fā)光元件的非發(fā)光部分。
3.一種面照明裝置，其特征在于，至少具有以規(guī)定的順序排列了線狀光源的面光源，該線狀光源由串聯(lián)排列的與在至少含有光的3原色的多種顏色的組合中的各種顏色對應(yīng)的發(fā)光元件構(gòu)成；填埋構(gòu)成所述線狀光源的發(fā)光元件之間的空間而鋪設(shè)的反射板；具有按一定的間隔排列的列狀凸部，設(shè)有所述面光源和所述反射板的基板；和位于所述面光源和所述反射板的上位的擴散板，在所述基板上按一定間隔排列的列狀凸部的斜面或側(cè)面配置所述線狀光源，對應(yīng)所述列狀凸部的間隔以及所述擴散板和所述基板的間隔，根據(jù)所述列狀凸部的斜面或側(cè)面的角度設(shè)定成為對應(yīng)多種顏色中至少一種顏色的所述發(fā)光元件的最大光量放射角度。
4.一種面照明裝置，其特征在于，至少具有以規(guī)定的順序和一定的間隔排列了線狀光源的面光源，該線狀光源由串聯(lián)排列的與在至少含有光的3原色的多種顏色的組合中的各種顏色對應(yīng)的發(fā)光元件構(gòu)成；所述發(fā)光元件的發(fā)光部中至發(fā)光部上的光放射角度校正部分；填埋構(gòu)成所述線狀光源的發(fā)光元件之間的空間而鋪設(shè)的第1反射板；設(shè)有所述線狀光源和所述反射板的基板；和位于所述線狀光源和所述反射板的上位的擴散板，對應(yīng)所述線狀光源的間隔以及所述擴散板和所述基板的間隔，通過對應(yīng)多種顏色中的至少一種顏色的所述線狀光源的發(fā)光部上的光放射角度校正部分，設(shè)定成為最大光量的放射角度。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的面照明裝置，其特征在于，把對應(yīng)權(quán)利要求3或4所述的一種顏色的所述線狀光源的設(shè)置間隔設(shè)為一定值L，把所述擴散板與設(shè)有所述線狀光源的平面的間隔設(shè)為一定值H時，設(shè)定成為所述線狀光源的最大光量的放射角度，以滿足下述關(guān)系L≤2×H×tan(成為線狀光源的最大光量的放射角度)。
6.一種面照明裝置，其特征在于，至少具有將把對應(yīng)光的3原色的3個發(fā)光元件接近配置在三角形的頂點的發(fā)光元件組配置成矩陣狀的面光源；排列有所述發(fā)光元件組的基板；和位于所述面光源上位的擴散板，每隔一列或每隔一行交錯排列所述發(fā)光元件組，使所述發(fā)光元件組彼此的位置關(guān)系形成三角形狀，調(diào)節(jié)所述發(fā)光元件組的行間隔、列間隔、配置角度，使得在把根據(jù)所述單色發(fā)光元件的光量總和計算出的平均光量總和設(shè)為100％時，由三角形狀的重心和由兩個三角形狀形成的菱形形狀的重心的各個所述單色發(fā)光元件的光量總和在75％～125％之間。
7.一種面照明裝置，其特征在于，至少具有將把對應(yīng)光的3原色的3個發(fā)光元件串聯(lián)地接近配置的發(fā)光元件組配置成列狀的線狀光源；所述發(fā)光元件的發(fā)光部中至發(fā)光部上的光放射角度校正部分；排列有所述發(fā)光元件組的基板；和位于所述面光源上位的擴散板，配置多列所述線狀光源來作為面光源，校正所述發(fā)光元件的最大放射角度，以使通過構(gòu)成注視的所述線狀光源的所述發(fā)光元件的發(fā)光部中至發(fā)光部上的光放射角度校正部分校正后的所述發(fā)光元件的最大放射方向和擴散板交叉的點，超過與注視的所述線狀光源鄰接的所述線狀光源的中點。
8.一種液晶顯示裝置，其特征在于，至少具有權(quán)利要求1～7中任一項所述的面照明裝置中的一個和液晶屏。
全文摘要
本發(fā)明提供一種將排列多個的對應(yīng)至少含有紅色、綠色、藍色的多種顏色的發(fā)光元件作為面光源的面照明裝置及具有該面照明裝置的液晶顯示裝置。該面照明裝置的特征是，至少具有由對應(yīng)至少含有光的3原色的多種顏色的發(fā)光元件構(gòu)成的面光源；設(shè)在所述發(fā)光元件之間的反射板；設(shè)有所述面光源和所述反射板的基板；和位于所述發(fā)光元件和所述反射板的上位的擴散板，提高使用所述反射板的所述基板的覆蓋率，排列所述發(fā)光元件，或者根據(jù)所述擴散板和所述基板的間隔，設(shè)定成為至少對應(yīng)一種顏色的所述發(fā)光元件的最大光量的放射角度。通過使液晶顯示裝置具有上述面照明裝置，即使為大畫面，也能達到高亮度水平。
文檔編號G02F1/133GK1534339SQ20041003230
公開日2004年10月6日 申請日期2004年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月31日
發(fā)明者鈴木敏弘 申請人:富士通顯示技術(shù)株式會社