專利名稱：照明裝置及采用該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)明涉及使用發(fā)光二極管的光源和把該光源作為背照燈用的照 明裝置、以及釆用該照明裝置的液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
迄今為止，發(fā)光二極管不僅在中小型液晶顯示裝置中、即使在大 型液晶顯示裝置中也作為背照光光源使用。但是，廣泛應(yīng)用于電視、 電腦等中的液晶顯示裝置，與已往的發(fā)出電子射線的布勞恩管式顯示 裝置相比，其最大的特點是，作為平面板/顯示器，其進(jìn)深尺寸短，厚 度薄。為了進(jìn)一步發(fā)揮厚度薄這一特點，近來，液晶顯示裝置采用側(cè) 照方式，該側(cè)照方式不是已往那樣的、把從電壓控制的液晶部后方使 光透過的光源配置在畫面后方的背照光方式，而是把光源配置在顯示 畫面的兩側(cè)方，使該兩側(cè)方光源的光漫反射，采用導(dǎo)光板，作為面光 源從液晶部后方導(dǎo)光。
在中小型液晶顯示器中，發(fā)光二極管作為側(cè)光光源使用，實現(xiàn)了 薄型輕量化的光源組件。即使在大型液晶顯示器中，通過驅(qū)動側(cè)光光 源，也能與中小型液晶顯示器同樣地，實現(xiàn)薄型輕量化。
已往，在該光源組件中，在把發(fā)光二極管發(fā)出的光聚光到與發(fā)光 二極管相向的導(dǎo)光板上的光學(xué)系統(tǒng)中，使用柱面透鏡，用透明的半圓 筒形樹脂將該發(fā)光二極管封閉，構(gòu)成了作為寬幅線光源的照明裝置的 光源、或液晶顯示裝置的背照光光源組件。
作為公知技術(shù)的專利文獻(xiàn)l、 2中，揭示了在液晶顯示器光學(xué)系統(tǒng) 中使用柱面透鏡的例子。例如，在專利文獻(xiàn)l中，使用具有柱面透鏡 構(gòu)造的光學(xué)片，提供了能降低圖形閃爍、干擾條紋及機械損傷的光學(xué) 系統(tǒng)。另外，在專利文獻(xiàn)2中，在透鏡部的非聚光部設(shè)置遮光圖案， 對從遮光部入射的光產(chǎn)生透鏡作用，使遮光圖案的形成部位移位。根據(jù)該構(gòu)造，可以對多數(shù)觀察者顯示具有明亮顯示圖像的視角特性。
專利文獻(xiàn)1:日本特開2005-148095號公報(請參見第0034、0051 ~ 0062段，圖3，圖6)
專利文獻(xiàn)2:日本特開2005-148440號公報(請參見圖3、圖4等)
發(fā)明內(nèi)容
在上述公知例中，在液晶顯示裝置的光學(xué)系統(tǒng)中使用柱面透鏡， 可以減低圖形閃爍、干擾條紋，利用遮光部圖案，提高視覺特性。但 是，在專利文獻(xiàn)l、 2中，雖然記載了光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)造和光學(xué)效果，但 未述及發(fā)光二極管的具體構(gòu)造。
圖10中，表示已往的光源組件K9，該光源組件K9是用半圓筒 狀的柱面透鏡989把安裝在光源搭載基板923上的發(fā)光二極管924樹 脂封閉住而形成的。圖10(a)是表示已往的光源組件K9的發(fā)光二極 管的配置的上面概略圖。圖10 (b)是圖(a)的A-A線剖面圖。圖 10 ( c )是圖10 ( a )的B部放大圖，表示安裝在光源組件K上的發(fā) 光二極管924的形狀，只表示發(fā)光二極管924。
如圖10 (a)所示，在光源組件K9中，若干個發(fā)光二極管924 安裝在光源搭載基板923上，如圖10 (b)所示，該若干個發(fā)光二極 管924，通過引線w9，用引線結(jié)合的方式，與形成在光源搭載基板923 上的配線圖形923p連接。另外，用透明樹脂將搭載在光源搭載基板 923上的若干個發(fā)光二極管924封閉，形成了半圓筒狀的柱面透鏡989 ， 借助柱面透鏡989，發(fā)光二極管924的光被聚光。
如圖10(c)所示，從上面看，發(fā)光二極管924是正方形，具有+ 極924a和-極924b這樣的電極。
圖11 (c)表示假設(shè)立設(shè)在圖11 (b)所示發(fā)光二極管924下面中 心O點的垂線c為0度時，圍繞O點的角度6的發(fā)光二極管924所發(fā) 出的光的強度。橫軸表示將垂線c作為O度的角度，縱軸表示該角度 的光強度，其單位是任意的，例如是坎德拉/平方米等。另外，如圖11 (a)所示，分別規(guī)定了正方形發(fā)光二極管924的橫方向即光源組件 K9的光源搭載基板923的短邊方向(見圖10(a))、以及發(fā)光二極管924的縱方向即光源組件K9的光源搭載基板923的長邊方向(見圖 10 (a))。
另外，圖11 (b)是圖11 (a)的D方向視圖，表示發(fā)光二極管 924通過引線w9、用引線結(jié)合的方式，與形成在光源搭載基板923上 的配線圖形923p結(jié)合的狀態(tài)。
從圖ll(c)可知，正方形發(fā)光二極管924，在橫方向和縱方向顯 示同樣的光強度，作為點光源是理想的。
圖12是表示光源組件K9與導(dǎo)光板921的配置關(guān)系的圖，用箭頭 示出從光源組件K9的發(fā)光二極管924發(fā)出的光的最終行進(jìn)方向L 。
如圖12所示，導(dǎo)光板921與光源組件K9的發(fā)光二極管924相向， 發(fā)光二極管924發(fā)出朝向該導(dǎo)光板921的橫方向光，夾著該橫方向光 地配設(shè)著反射片921h。這里，來自光源組件K9的發(fā)光二極管924的 橫方向的光，在發(fā)光二極管924的中心O (見圖11 (b))周圍呈放射 狀發(fā)散，但是，相對于導(dǎo)光板921傾斜度大的光，被反射片921h反射 而前進(jìn)，入射到導(dǎo)光板921 (圖12中的箭頭所示)。
這里，來自發(fā)光二極管924的光直接進(jìn)入導(dǎo)光板921可以減小損 失，最為理想。但是，光源組件K9的光，由于在發(fā)光二極管924的 中心O (見圖11 (b))周圍呈放射狀發(fā)散，所以，被反射片921h反 射而入射到導(dǎo)光板921的光多，因多重反射而產(chǎn)生損失。為此，希望 發(fā)光二極管924的光能直接入射到導(dǎo)光板921。
圖13 ( b )是用箭頭表示光源組件K9中的柱面透鏡989內(nèi)的發(fā) 光二極管924的光的縱方向、即光源組件K9的長度方向的光的前進(jìn) 方式的圖，是圖13 (a)的D-D線剖面圖。圖13 (a)是光源組件K9 的俯視圖。
如圖13(b)所示，柱面透鏡989的上面是圓筒面989c,所以， 發(fā)光二極管924的光，相對于圓筒面989c的垂線具有90度以上的折 射角，此時，如圖13(b)的箭頭所示，成為全反射，造成光源組件 K9的縱方向光的光損失。因此，光源組件K9的發(fā)光二極管924的光 對導(dǎo)光板921的耦合效率、即結(jié)合效率不高。另外，在大型液晶電視等的大型畫面時，從光源組件K9到遠(yuǎn)距 離處的導(dǎo)光板921中心部的導(dǎo)光困難，不容易得到光的均勻性。
本發(fā)明是鑒于上述問題而做出的，其目的是提高把發(fā)光二極管作 為光源的光源組件的光取出效率，提供可實現(xiàn)均勻亮度分布的照明裝 置以及釆用該照明裝置的液晶顯示裝置。
為了實現(xiàn)上述目的，第l本發(fā)明的照明裝置，具有電路基板、搭 載在電路基板上并與形成在電路基板上的配線圖形相連的發(fā)光二極 管、和封閉發(fā)光二極管的透鏡體；透鏡體具有從上面看寬度大的寬幅 區(qū)域和寬度小的窄幅區(qū)域周期性地反復(fù)的形狀，在透鏡體的各寬幅區(qū) 域內(nèi)，成對地安裝著紅、綠、藍(lán)的各色上述發(fā)光二極管。
第2本發(fā)明的照明裝置，具有電路基板、搭載在電路基板上并與 形成在電路基板上的配線圖形相連的發(fā)光二極管、和封閉發(fā)光二極管 的透鏡體；發(fā)光二極管具有從上面看為長方形的形狀，沿其長度方向 交替地搭載著紅、綠、藍(lán)的各色發(fā)光二極管；透鏡體是沿發(fā)光二極管 的搭載方向的半圓筒形狀。
第3本發(fā)明的液晶顯示裝置，備有照明裝置，該照明裝置具有電 路基板、搭載在電路基板上并與形成在電路基板上的配線圖形相連的 發(fā)光二極管、和封閉發(fā)光二極管的透鏡體；透鏡體具有從上面看寬度 大的寬幅區(qū)域和寬度小的窄幅區(qū)域周期性地反復(fù)的形狀，在透鏡體的 各寬幅區(qū)域內(nèi)，成對地搭載著紅、綠、藍(lán)的各色上述發(fā)光二極管。
根據(jù)本發(fā)明，可提高把發(fā)光二極管作為光源的光源組件的光取出 效率，提供可實現(xiàn)高均勻亮度分布的照明裝置以及采用該照明裝置的 液晶顯示裝置。
圖1 (a)是表示本發(fā)明實施方式之液晶電視的主視圖。圖1 (b) 是圖(a)的A-A線剖面概念圖。
圖2 (a)是從斜上方看圖1 (b)所示圖像顯示部lh的分解狀態(tài) 的立體圖。圖2 (b)是表示圖2(a)所示圖像顯示部的分解狀態(tài)中的 安裝著發(fā)光二極管的光源搭載基板以及導(dǎo)光板的立體圖。圖3 (a)是表示光源組件的俯視圖。圖3 (b)是圖3 (a)的E-E 線剖面圖。圖3 (c)是表示第4實施方式的光源組件的、圖3(a)的 E-E線剖面圖。
圖4 (a)是表示長方形發(fā)光二極管的俯視圖。圖4(b)是表示把 從圖4 (a)的F方向看的發(fā)光二極管，用引線結(jié)合到形成于光源搭載 基板上的配線圖形上的狀態(tài)的圖。圖4 (c)是表示以立設(shè)在圖4 (a) 所示長方形發(fā)光二極管的橫方向及縱方向中的發(fā)光二極管下面中心點 的垂線為0度的、中心點周圍角度的光強度的圖。
圖5 (a)是表示正方形發(fā)光二極管的橫方向光強度和長方形發(fā)光 二極管的橫方向光強度的圖。圖5(b)中，用虛線表示與正方形發(fā)光 二極管的橫方向光強度對應(yīng)的完全擴散分布，用點劃線表示與長方形 發(fā)光二極管的橫方向光強度對應(yīng)的完全擴散分布，并且表示實施方式 的用樹脂封閉的長方形發(fā)光二極管的橫方向光強度。
圖6 (a)是表示正方形發(fā)光二極管的俯視圖。圖6(b)是表示用 已往的柱面透鏡把在圖6(a)中從G方向看的正方形發(fā)光二極管樹脂 封閉了的狀態(tài)的圖。圖6 (c)是表示長方形發(fā)光二極管的俯視圖。圖 6 (d)是表示用透明樹脂把從圖6 (c)中H方向看的實施方式的長方 形發(fā)光二極管封閉了的狀態(tài)的圖。圖6 (e)是表示用透明樹脂把從圖 6 (c)中H方向看的長方形發(fā)光二極管封閉的變形例的圖。
圖7 (a)是用箭頭表示用圖10 (a)的A-A線剖面圖所示已往的 柱面透鏡樹脂封閉住的正方形發(fā)光二極管的橫方向光的行進(jìn)狀況的 圖。圖7 (b)是用箭頭表示用圖3 (a)的I-I線斷面所示第2實施方 式的透鏡樹脂封閉住的長方形發(fā)光二極管的橫方向光的行進(jìn)狀況的 圖。圖7 (c)是用箭頭表示用圖3 (a)的I-I線斷面所示第3實施方 式的透鏡樹脂封閉住的長方形發(fā)光二極管的橫方向光的行進(jìn)狀況的 圖。
圖8是用箭頭表示用具有第2實施方式的透鏡的光源組件來照射 導(dǎo)光板的光的放大概念圖。
圖9 (a)是第5實施方式的光源組件的俯視圖。圖9 (b)是圖9(a)的L-L線剖面圖。圖9 (c)是圖9 (a)的J-J線剖面圖。
圖10 (a)是表示已往的光源組件中的發(fā)光二極管的配置的俯視 概略圖。圖10 (b)是圖10 (a)的A-A線剖面圖。圖10 (c)是圖 10 (a)中的B部放大圖，表示安裝在光源組件上的發(fā)光二極管的形 狀。
圖11 (a)是表示已往的正方形發(fā)光二極管的俯視圖。圖11 (b) 是圖11 (a)的D方向視圖，表示用引線把圖11 (a)所示已往的正 方形發(fā)光二極管引線結(jié)合在形成于光源搭載基板上的配線圖形上的狀 態(tài)。圖11 (c)是表示以立設(shè)在已往的正方形發(fā)光二極管的橫方向及 縱方向中的、發(fā)光二極管下面中心點的垂線為0度的、圍繞中心點的 角度的光強度的圖。
圖12是表示已往的光源組件與導(dǎo)光板的配置關(guān)系的圖，用箭頭示 出了從光源組件的發(fā)光二極管所發(fā)出光的最終行進(jìn)方向L。
圖13 (a)是表示已往的光源組件的俯視圖。圖13 (b)是圖13 (a)的D-D線剖面圖。
具體實施例方式
下面，參照
本發(fā)明的實施方式。
采用了本發(fā)明的液晶電視(液晶顯示裝置)1，如其主視圖、即圖 1(a)所示，具有圖像顯示部lh。在該圖像顯示部lh,把從后方透 過施加了電壓的液晶的光，照射到濾色器的各像素，通過顯示各像素 的色來顯示出圖像。圖1 (b)是圖1 (a)的A-A線剖面概念圖。圖 2(a)是將圖1(b)所示的圖像顯示部lh分解、從斜上方看其分解 狀態(tài)的立體圖。
該圖像顯示部lh,如圖1 (b)、圖2 (a)所示，備有液晶板120、 光源搭載基板(電路基板)123、導(dǎo)光板121、反射片136、和光學(xué)片 134。液晶板120使光從施加了與圖像相應(yīng)的電壓的液晶及濾色器的后 方透過，使像素顯色而顯示圖像。光源搭載基板123安裝了發(fā)光二極 管(LED: Light Emitting Diode ，發(fā)光二極管)124并配置于兩側(cè)部， 該發(fā)光二極管124作為透過液晶板120的光的光源。導(dǎo)光板121取入來自兩側(cè)方的發(fā)光二極管124的光，并使光擴散，如箭頭al所示地導(dǎo) 向前方。反射片136配設(shè)在導(dǎo)光板121的背面?zhèn)龋?圖l(b)的下側(cè))， 使發(fā)散到導(dǎo)光板121背面?zhèn)鹊墓饴瓷?、成為朝向前?箭頭al)的 光。光學(xué)片134使得被反射片136反射的光等的、透過了導(dǎo)光板121 的光，成為朝向前方(箭頭al)的均勻的光。另外，在圖1 (b)中， 配設(shè)在液晶板120外側(cè)的透明的前面板P (見圖2 (a))未示出。
圖2 (b)是表示安裝了預(yù)定數(shù)的、圖2 (a)所示分解圖中的發(fā)光 二極管124 ( 124r、 124g、 124b )的光源搭載基板123及導(dǎo)光板121 的立體圖。如圖2(b)所示，安裝了預(yù)定數(shù)的發(fā)光二極管124的光源 搭載基板123，相對于導(dǎo)光板121左右對稱地配置著，并且分別分割 為4個。另外，把分別配設(shè)在導(dǎo)光板121左右兩側(cè)的發(fā)光二極管124、 124…、以及其安裝基板即光源搭載基板123…，稱為光源組件(照明 裝置)K。在圖1 (b)所示導(dǎo)光板121的左右兩側(cè)，可以適當(dāng)?shù)胤謩e 配設(shè)任意數(shù)的光源組件K。
<第1實施方式>
圖3 (a)是表示從圖2(b)中的導(dǎo)光板121 —側(cè)看的、光源組件 (權(quán)利要求1所述的照明裝置)K的俯視圖。圖3 (b)是圖3 (a) 的E-E線剖面圖。
如圖3(a)所示，在構(gòu)成光源組件K的光源搭載基板123上，與 圖像顯示部lh的畫面大小相符地裝載著成對的、適當(dāng)選擇任意數(shù)的長 方形紅色發(fā)光二極管124r、藍(lán)色發(fā)光二極管124b和綠色發(fā)光二極管 124g。這里，是表示將3對發(fā)光二極管124裝載在光源搭載基板123 上的情況。這些發(fā)光二極管124 ( 124r、 124b、 124g)例如被丙烯基 等的透明樹脂透鏡(透鏡體)19樹脂封閉住。
如圖3 (a)所示，形成在光源搭載基板123上的透明樹脂的透鏡 19，從上面看，周期性地具有寬度大的寬幅區(qū)域19a和寬度小的窄幅 區(qū)域19b,是寬度變化的、可以說不均勻(々才7'卩》夕')形狀。在 寬度大的寬幅區(qū)域19a內(nèi)，裝載在光源搭載基板123上的各紅、藍(lán)、 綠色的發(fā)光二極管124r、 124b、 124g成對地被樹脂封閉著。采用該不均勻形狀的透鏡19 ，可以使得從發(fā)光二極管124發(fā)出的、 相對于朝向?qū)Ч獍?21方向傾斜角大的光不全反射，而作為黑箭頭a 所示的光取出。
另外，透過窄幅區(qū)域19b的白箭頭b的光，借助光的衍射現(xiàn)象， 可作為黑箭頭a所示的斜向光，從相鄰的寬幅區(qū)域19a的傾斜區(qū)域 19al取出。因此，從上面看，釆用周期性地變化寬度的、不均勻形狀 的透鏡19，可以提高對導(dǎo)光板121的聚光性。
另外，在各寬幅區(qū)域19a內(nèi)，由于將紅、藍(lán)、綠色的發(fā)光二極管 124r、 124b、 124g成對接近地配置，所以在各寬幅區(qū)域19a內(nèi)進(jìn)4亍混 色。另一方面，各寬幅區(qū)域19a內(nèi)的紅色發(fā)光二極管124r與相鄰寬幅 區(qū)域19a內(nèi)的綠色發(fā)光二極管124g的距離拉開，雖然混色的程度降低， 但是通過連接寬幅區(qū)域19a間的窄幅區(qū)域19b，各寬幅區(qū)域19a內(nèi)的 光往來，所以，促進(jìn)了混色。同樣地，在各寬幅區(qū)域19a內(nèi)，相鄰的 或附近的寬幅區(qū)域19a內(nèi)的光，通過窄幅區(qū)域19b往來，也促進(jìn)混色。 因此，可以實現(xiàn)混色白色控制。
透鏡19也可以具有如下形狀，從剖面來看，各透鏡在相鄰的彼此 處相連而連續(xù)，高度高的透鏡區(qū)域和低透鏡區(qū)域周期性地反復(fù)。
另外，如圖3 (b)所示，光源組件K的光源搭載基板123上的 透明樹脂透鏡19的上面19u，是與光源搭載基板123大致平行的平面 狀或曲面狀。
安裝在光源搭載基板123上的發(fā)光二極管124( 124r、 124b、 124g )， 是圖4 (a)所示的長方形。如圖4 (b)所示，發(fā)光二極管124的+極 124p和-極124m,通過引線wl，引線結(jié)合在形成于光源搭載基板123 上的配線圖形13p上。圖4 (b)表示把從圖4(a)中F方向看的發(fā) 光二極管124，用引線結(jié)合的方式安裝在光源搭載基板123上的配線 圖形13p上的狀態(tài)。
圖4(c)表示以立于發(fā)光二極管124的下面中心O點的垂線c為 0度、如圖4 (b)所示、圍繞O點的角度e的發(fā)光二極管124所發(fā)出 光的強度。另外，橫軸表示垂線c為0度時的角度，縱軸表示該角度的光強度，例如，是坎德拉/平方米等的任意單位。另外，如圖4(a) 所示，長方形發(fā)光二極管124的橫方向，是指其短邊方向、即光源組 件K的光源搭載基板123的短邊方向(見圖3 (a))。發(fā)光二極管124 的縱方向，是指其長度方向、即光源組件K的光源搭載基板123的長 邊方向(見圖3 (a))。
從圖4 (c)可知，發(fā)光二極管124的縱方向、即光源組件K的光 源搭載基板123的長邊方向(見圖3 (a))的光，在以立設(shè)于中心O 點的垂線c的0度為中心的狹窄角度，顯示出強的光強度。
另外，圖4 (c)所示的長方形發(fā)光二極管124的縱方向光強度與 圖10 (c)所示的正方形發(fā)光二極管924的縱方向光強度相比，在包 含對導(dǎo)光板121的照射能力影響大的正/負(fù)40度峰值的范圍，長方形 發(fā)光二極管124的光強度高。因此，就發(fā)光二極管124的縱方向、即 光源組件K的光源搭載基板123的長邊方向(見圖3(a))的光而言， 長方形發(fā)光二極管124比正方形發(fā)光二極管強。
另一方面，就發(fā)光二極管124的橫方向(見圖4 (a))的光而言， 如上述圖12所示，由于立設(shè)在發(fā)光二極管124的下面中心點的垂線附 近的光不反射，直接到達(dá)導(dǎo)光板924，所以效率高。但是，距離垂線 的角度越大，越反射到反射片921h而傳播到導(dǎo)光板924，反射導(dǎo)致光 的損失，效率變差。
圖5 (a)是將圖4(a)所示的長方形發(fā)光二極管124的橫方向光 強度、和圖1 (a)所示的正方形發(fā)光二極管924的橫方向光強度(見 圖11 (c)) 一并表示的圖。橫軸表示將發(fā)光二極管下面中心點的垂線 c作為0度的角度，縱軸表示該角度的光強度。關(guān)于圖5(b)將在后 面說明。
從圖5 (a)可知，在幾乎全部角度范圍，長方形發(fā)光二極管124 的橫方向、即光源組件K的光源搭載基板123的短邊方向(見圖3( a )) 光強度，比圖11 (a)所示的正方形發(fā)光二極管924的橫方向(見圖 10(a))光強度高，其積分強度比為1.34倍。因此，就發(fā)光二極管124 的橫方向、即光源組件K的光源搭載基板123的短邊方向(見圖3( a ))的光而言，也是長方形發(fā)光二極管124比正方形發(fā)光二極管924強。 從這些結(jié)果可知，長方形發(fā)光二極管124與正方形發(fā)光二極管924
相比，縱方向、即光源組件K的光源搭載基板123的長邊方向(見圖
3(a))以及橫方向、即光源組件K的光源搭載基板123的短邊方向 (見圖3 (a))都是有利的，所以，采用長方形發(fā)光二極管124。從上
面看(見圖4 (a)、圖11 (a))，用于證實的長方形發(fā)光二極管124
和正方形發(fā)光二極管924的面積是相同的。
這里，長方形發(fā)光二極管124，雖然可利用其長度增加亮度，但
是，如果長方形發(fā)光二極管124的短邊與長邊之比超過了 1: 3，則光
被吸收，光強度降低，能較好地取出光的短邊與長邊的最佳比是l: 2~3。
圖6(a)是已往使用的正方形發(fā)光二極管924的俯視圖。圖6(b) 是表示用已往的柱面透鏡989，把從圖6 (a)的G方向看的正方形發(fā) 光二極管924樹脂封閉住的狀態(tài)的圖(圖10 (a)的A-A線剖面圖)。 圖6 (c)是本實施方式中采用的長方形發(fā)光二極管124的俯視圖。圖 6(d)是表示用透明樹脂19把從圖6(c)的H方向看的長方形發(fā)光 二極管124封閉住的狀態(tài)的圖(圖3 (a)的I - I線剖面圖)。圖6 (e) 是表示用透明樹脂19'把從圖6 (c)的H方向看的長方形發(fā)光二極 管124封閉住的變形例的圖。
如圖6(a)所示，已往，用圖6 (b)所示的半圓筒狀透鏡989， 把使用的正方形發(fā)光二極管924樹脂封閉住時，發(fā)光二極管924，作 為對相向的180度全角度的點光源是理想的。但是，如圖2(b)所示， 在發(fā)光二極管124照射相向的狹窄區(qū)域的導(dǎo)光板121時，光朝著寬角 度過分?jǐn)U散，效率不高。
為此，在本實施方式中，把圖6(c)所示的長方形發(fā)光二極管124， 如圖3(a) I-I線剖面圖即圖6 (d)所示那樣，用透鏡19將安裝在 光源搭載基板123上的長方形發(fā)光二極管124樹脂封閉住。該透鏡19 具有垂直地立設(shè)在光源搭載基板123上的兩側(cè)面(權(quán)利要求5所述的 側(cè)面)19s、 19s、和與該兩側(cè)面19s、 19s相連續(xù)的曲面形的上面(；f又利要求5所述的上面)19u。該曲面形的上面19u，是曲率半徑比從發(fā) 光二極管124的下面中心到透鏡19頂部的尺寸大的圓筒面或者是該曲 率半徑不一樣的非圓筒面。另外，在圖6 (d)所示的構(gòu)造中，發(fā)光二 極管124對相向的狹窄區(qū)域的導(dǎo)光板121，可以用箭頭間會聚大量的 光。
圖6 (e)是圖6 (d)所示構(gòu)造的變形例。如圖3 (a) I - I線剖
面圖即圖6 (e)所示，為了使安裝在光源搭載基板123上的長方形發(fā)
光二極管124的光，朝著導(dǎo)光板121更好地聚光，在光源搭載基板123
上形成了反射部件(權(quán)利要求6所述的反射部件)H。該反射部件H
在發(fā)光二極管124的側(cè)方，具有越接近發(fā)光二極管124越朝下傾斜的
反射面(權(quán)利要求6所述的反射面)Hl、 Hl。另外，反射部件H是
用陶瓷、樹脂等形成的。在該反射部件H上形成了透明透鏡19'，將
發(fā)光二極管124樹脂封閉住。上述透明透鏡19',具有垂直地立設(shè)在
反射部件H上的兩側(cè)面19s' 、 19s'和與該兩側(cè)面19s' 、 19s'相連
續(xù)的曲面形的上面19u'。曲面形的上面19u'是曲率半徑比從發(fā)光
二極管124的下面中心到透鏡19'頂部的尺寸大的圓筒面、或者是該 曲率半徑不一樣的非圓筒面。
根據(jù)圖6(e)所示變形例的構(gòu)造，朝發(fā)光二極管124的兩側(cè)面124s、 124s的外方射出的光，被反射面Hl、 Hl反射，透過透明的透鏡19 '朝著導(dǎo)光板121聚光，與圖6 (d)所示的構(gòu)造相比，可提高光的取 出效率。
另外，光源搭載基板123是采用金屬基板、陶瓷基板、印刷配線 基板等，從反射率方面考慮，陶瓷基板更有利，從散熱性方面考慮， 優(yōu)選金屬基板、陶瓷基板合適。
<第2實施方式>
下面，說明提高長方形發(fā)光二極管124的光的橫方向(見圖4(a)、 圖3 (a))強度的第2實施方式、第3實施方式。
圖7表示借助封閉長方形發(fā)光二極管124的透鏡形狀，提高發(fā)光 二極管124的光的橫方向強度的第2實施方式、第3實施方式的光行進(jìn)狀況與已往例的光行進(jìn)狀況的比較。
在圖7(a)中，用圖10(a)的A-A線剖面圖的已往的柱面透鏡 989,將正方形發(fā)光二極管924樹脂封閉住，用箭頭表示該正方形發(fā)光 二極管924的橫方向光的行進(jìn)狀況。另外，圖7(b)中，用圖3(a) 的I-I線剖面圖所示第2實施方式的透鏡29，將長方形發(fā)光二極管 124樹脂封閉住，用箭頭表示該長方形發(fā)光二極管124的橫方向光的 行進(jìn)狀況。圖7(c)中，用圖3(a)的I-I線剖面圖所示第3實施 方式的透鏡39，將長方形發(fā)光二極管124樹脂封閉住，用箭頭表示該 長方形發(fā)光二極管124的橫方向光的行進(jìn)狀況。
如圖7(a)所示，在已往的、用圓筒狀的柱面透鏡989把光源搭 載基板923上的正方形發(fā)光二極管924樹脂封閉住時，作為元件單體， 橫方向的光強度比長方形發(fā)光二極管124低(見圖5 (a))，并且，橫 方向的光如箭頭所示，以發(fā)光二極管924為中心朝全角度均勻地放射 光。
而圖7 (b)中，第2實施方式的光源搭載基板123上的長方形發(fā) 光二極管124，作為元件單體，光的強度比正方形發(fā)光二極管924高 (見圖5(a))。另外，將長方形發(fā)光二極管124樹脂封閉住的透鏡29， 具有兩側(cè)面(權(quán)利要求7所述的側(cè)面)29s、 29s、兩曲面(權(quán)利要求7 所述的曲面)29k、 29k、和上面(權(quán)利要求7所述的上面)29h。兩 側(cè)面29s、 29s垂直地立設(shè)在光源搭載基板123上面。兩曲面29k、 29k 與該兩側(cè)面29s相連續(xù)，具有朝中央部方向彎曲的曲率，越遠(yuǎn)離光源 搭載基板123、該曲率越大。上面29h與該兩曲面29k、 29k相連續(xù)， 垂直于發(fā)光二極管124朝導(dǎo)光板121的照射方向。
這里，在圖5(b)中，用點劃線表示與長方形發(fā)光二極管124的 橫方向(見圖4 (a))光強度對應(yīng)的完全擴散分布，用虛線表示與正 方形發(fā)光二極管924的橫方向(見圖11 (a))光強度對應(yīng)的完全擴散 分布。另外，橫軸代表將發(fā)光二極管下面中心的垂線c作為0度的角 度，縱軸代表該角度的光強度，例如，是坎德拉/平方米等的任意單位。 這里所說的完全擴散分布，是指光即使傳播到遠(yuǎn)距離時也保持均勻擴
1散性的光的分布。
具有圖7 (b)所示的第2實施方式的透鏡29的光源組件(權(quán)利 要求7所述的照明裝置)K2的橫方向的光，如圖5(b)所示，相對 于未被樹脂封閉的長方形發(fā)光二極管124的橫方向光強度，在大致+40 度~-40度范圍增強了光強度，可成為接近完全擴散分布的光強度分 布。
圖8是用箭頭表示用具有第2實施方式透鏡29的光源組件K2照 射導(dǎo)光板121的光的放大概念圖。與圖12所示已往的具有柱面透鏡 989的光源組件K9的光(用箭頭表示)相比，具有第2實施方式透鏡 29的光源組件K2,可將發(fā)光二極管124的光進(jìn)一步會聚，導(dǎo)向?qū)Ч?板121。
<第3實施方式> 如圖7 (c)所示，第3實施方式的安裝在光源搭載基板123上 的長方形發(fā)光二極管124，作為元件單體，光的強度比正方形發(fā)光二 極管924高(見圖5 (a))。另外，將長方形發(fā)光二極管124樹脂封閉 住的第3實施方式的透鏡39，具有兩側(cè)面(權(quán)利要求8所述的側(cè)面) 39s、 39s、兩曲面(權(quán)利要求8所述的曲面)39k、 39k、和2個平面 狀的兩突出面(權(quán)利要求8所述的突出面)39t、 39t。兩側(cè)面39s、 39s 垂直地立設(shè)在光源搭載基板123上面。兩曲面39k、 39k與該側(cè)面39s 相連續(xù)，具有朝中央部方向彎曲的曲率，越遠(yuǎn)離光源搭載基板123、 該曲率越大。兩突出面39t、 39t與該兩曲面39k、 39k相連續(xù)，朝著 導(dǎo)光板121突出。
具有第3實施方式的透鏡39的光源組件(權(quán)利要求8所述的照明 裝置)K3的橫方向光，如圖5(b)所示，與具有第2實施方式的透 鏡29的光源組件K2的橫方向光相比，可得到更加強化光強度的、接 近完全擴散分布的光強度分布。
因此，具有采用第3實施方式長方形發(fā)光二極管124的透鏡39 的光源組件K3，其橫方向的光與第l、第2實施方式相比，能最高效 地提高光強度。<第4實施方式>
下面，參照圖3說明光源組件K的縱方向(見圖3 (a))光的效 率提尚。
如圖3 (a)的E-E線剖面圖即圖3(b)所示，第1實施方式的 光源組件K的光源搭載基板123上的透明樹脂透鏡19的上面19u， 是與光源搭載基板123大致平行的平面狀或曲面狀。但是，這時，發(fā) 光二極管124的傾斜度大的光cl,由于折射角大，所以，被透鏡19 的上面19u全反射、成為反射光c2，引起光損失。
為此，如圖3 (a)的E-E線剖面圖即圖3(c)所示，第4實施 方式的光源組件(權(quán)利要求3所述的照明裝置)K4的透鏡49，形成 了高上面(權(quán)利要求3所述的寬幅區(qū)域的上面)49nl、低上面(權(quán)利 要求3所述的窄幅區(qū)域的上面)49u2、和傾斜上面(權(quán)利要求3所述 的傾斜上面)49u3。上述高上面49ul，提高了寬度大的寬幅區(qū)域面(權(quán) 利要求3所述的寬幅區(qū)域)49a的上面的高度。上述低上面49u2，降 低了寬度小的窄幅區(qū)域(權(quán)利要求3所述的窄幅區(qū)域)49b的上面的 高度。上述傾斜上面49u3，在高上面49ul與低上面49u2之間，從高 上面49ul的高度朝著低上面49u2的高度漸漸變化。根據(jù)該第4實施 方式的構(gòu)造，可以把被圖3(b)所示那樣的傾斜度大的透鏡19的上 面19u全反射的光cl，從傾斜上面49u3作為光c3取出，可防止反射 造成的光損失。另外，光cl、 c3受到折射率的影響行進(jìn)。
<第5實施方式>
下面，參照圖9說明第5實施方式的光源組件(照明裝置)K5。 圖9 ( a )是光源組件K5的俯視圖。圖9 ( b )是圖9 ( a )的L-L線 剖面圖。圖9 (c)是圖9 (a)的J-J線剖面圖。
如圖9(a)所示，在光源組件K5的光源搭載基板123上，沿其 長度方向交替地安裝著多個長方形紅色發(fā)光二極管124r、藍(lán)色發(fā)光二 極管124b、和綠色發(fā)光二極管124g。安裝在該光源搭載基板123上的 發(fā)光二極管124r、 124b、 124g,如圖9 (b)、圖9 (c)所示，被具有 沿安裝方向的半圓筒狀透明的丙烯基等樹脂透鏡(透鏡體)59樹脂封閉住。
根據(jù)第5實施方式，如前所述，由于安裝著光強度高的長方形發(fā) 光二極管124r、 124b、 124g，所以，可實現(xiàn)光源組件K5的高亮度化。 另外，由于紅色發(fā)光二極管124r、藍(lán)色發(fā)光二極管124b、和綠色發(fā)光 二極管124g交替地安裝著，所以，進(jìn)行混色，可實現(xiàn)混色白色控制， 可提高導(dǎo)光板121內(nèi)的亮度色度均勻性。
另外，第l至第5實施方式的構(gòu)造，可根據(jù)需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合。
根據(jù)第1實施方式至第5實施方式，可提高把發(fā)光二極管作為光 源的光源組件的光取出效率，所以，可實現(xiàn)高均勻亮度分布的照明裝 置及釆用該照明裝置的液晶顯示裝置。
本發(fā)明除了可應(yīng)用于液晶電視外，還可以廣泛應(yīng)用于汽車導(dǎo)航、 移動電話、個人電腦用的中小型液晶顯示器等。
權(quán)利要求
1.一種照明裝置，具有電路基板、搭載在上述電路基板上并與形成在上述電路基板上的配線圖形相連的發(fā)光二極管、和封閉上述發(fā)光二極管的透鏡體；其特征在于，上述透鏡體，具有從上面看寬度大的寬幅區(qū)域和寬度小的窄幅區(qū)域周期性地反復(fù)的形狀，在上述透鏡體的各寬幅區(qū)域內(nèi)，成對地安裝著紅、綠、藍(lán)的各色上述發(fā)光二極管。
2. 如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于，上述寬幅區(qū)域內(nèi) 的各紅、綠、藍(lán)色發(fā)光二極管的一部分光，傳播到相鄰或附近的上述 寬幅區(qū)域，從上述透鏡體朝著照射對象射出。
3. 如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于，上述透鏡體中的 寬幅區(qū)域具有比上述窄幅區(qū)域高的高度，并且，具有連接上述寬幅區(qū)域的上面與上述窄幅區(qū)域的上面并使 高度漸漸變化的傾斜上面。
4. 如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于，上述發(fā)光二極管 具有從上面看為長方形的形狀，并且，沿其長度方向并排地安裝在上 述電路基板上。
5. 如權(quán)利要求l所述的照明裝置，其特征在于，在上述透鏡體的 短邊方向切斷的橫斷面，是具有兩側(cè)面和曲面形的上面的形狀；上述 兩側(cè)面立設(shè)在上述電路基板上；上述曲面形的上面與該兩側(cè)面相連續(xù)， 并且具有比從上述透鏡體的底面中心到上述透鏡體頂部的尺寸大的曲 率半徑。
6. 如權(quán)利要求l所述的照明裝置，其特征在于，在上述發(fā)光二極 管的側(cè)方，具有反射部件，該反射部件具有越接近于該發(fā)光二極管越 往下方傾斜、朝著照射上述發(fā)光二極管的光的方向反射的反射面。
7. 如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于，在上述透鏡體的 短邊方向切斷的橫斷面，是具有兩側(cè)面、兩曲面、和上面的形狀；上 述兩側(cè)面立設(shè)在上述電路基板上；上述兩曲面與該兩側(cè)面相連續(xù)，并 且具有朝中央部方向彎曲的曲率，越離開上述電路基板、該曲率越大；上述上面與該兩曲面相連續(xù)，并且垂直于上述發(fā)光二極管的照射方向。
8. 如權(quán)利要求l所述的照明裝置，其特征在于，在上述透鏡體的 短邊方向切斷的橫斷面，是具有兩側(cè)面、兩曲面、和2個平面狀突出 面的形狀；上述兩側(cè)面垂直地立設(shè)在上述電路基板上面；上述兩曲面 與該兩側(cè)面相連續(xù)，并且具有朝中央部方向彎曲的曲率，越離開上述 電路基板、該曲率越大；上述突出面與該兩曲面相連續(xù)，并且朝著上 述發(fā)光二極管的照射對象突出。
9. 如權(quán)利要求l所述的照明裝置，其特征在于，上述照明裝置是 從顯示圖像的顯示畫面?zhèn)确秸丈涞膫?cè)照型背照光光源。
10. —種照明裝置，具有電路基板、安裝在上述電路基板上并與 形成在上述電路基板上的配線圖形相連的發(fā)光二極管、和封閉上述發(fā) 光二極管的透鏡體；其特征在于，上述發(fā)光二極管，具有從上面看為 長方形的形狀，沿其長度方向交替地搭載著紅、綠、藍(lán)的各色發(fā)光二 極管；上述透鏡體是沿上述發(fā)光二極管的搭載方向的半圓筒形狀。
11. 一種液晶顯示裝置，其特征在于，備有上述權(quán)利要求1至權(quán) 利要求10中任一項記載的照明裝置。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供照明裝置和采用該照明裝置的液晶顯示裝置。本發(fā)明的照明裝置，能提高以發(fā)光二極管作為光源的光源組件的光取出效率，同時可實現(xiàn)高均勻的亮度分布。本發(fā)明的照明裝置，具有電路基板(123)、安裝在電路基板(123)上并與形成在電路基板(123)上的配線圖形(13p)相連的發(fā)光二極管(124r、124b、124g)、和封閉發(fā)光二極管(124r、124b、124g)的透鏡體(19)。透鏡體(19)具有從上面看寬度大的寬幅區(qū)域(19a)和寬度小的窄幅區(qū)域(19b)周期反復(fù)的形狀，在透鏡體(19)的各寬幅區(qū)域(19a)內(nèi)，成對地安裝著紅、綠、藍(lán)的各色發(fā)光二極管(124r、124b、124g)。
文檔編號F21V19/00GK101315156SQ200810108428
公開日2008年12月3日 申請日期2008年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月31日
發(fā)明者田中俊明, 紺野哲豐, 金子浩規(guī), 阿部誠 申請人:株式會社日立顯示器