專利名稱：顯示裝置及其中使用的背光單元的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及例如設置有用于向液晶面板照射光的背光單元的顯示 裝置。
背景技術：
在使用例如液晶面板等的無源元件作為顯示器件的顯示裝置中， 作為用于向液晶面板照射光的背光單元(A、乂夕，,卜工二、乂卜)的
方式，主要有以下2種方式。 一個是從液晶面板的左右或上下端部照 射光的側光方式，例如已知在專利文獻1中有記載。另一個是從液晶 面板的背面照射光的正下方式，已知在例如專利文獻2中有記載。
專利文獻h日本特開2008-103162號公報
專利文獻2:日本特開2008-103200號公報
關于側光方式，因為光源集中于畫面的端部而配置，所以來自光 源的熱的散熱或冷卻、例如與影像信號相應的光源的照度的控制和大 型化，與正下方式相比更困難。另一方面，正下方式與側光方式相比， 因為使用的光源數(shù)較多，所以成本和消耗電力上升。此外，正下方式 為了降低在液晶面板中顯示的影像的亮度的不均勻，必須令從光源至 液晶面板的距離(即液晶面板的厚度方向的距離)較大，不利于顯示 裝置的薄型化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述現(xiàn)有技術的問題而完成的，其提供一種技術， 該技術能夠實現(xiàn)顯示裝置的薄型化、大畫面化，并且能夠提高散熱性 能、光源的照度控制的性能和畫質。
本發(fā)明中涉及的背光單元包括以向與液晶面板的顯示面平行的
方向射出光的方式構成的多個光源；和導光板，該導光板包括與上述 多個光源分別對應地設置的光入射面；和與上述顯示面板的背面相對 且用于使射入該光入射面的光向上述液晶面板側射出的光出射面，其
6中，光源和導光板的光入射面的組在上述顯示面板的顯示區(qū)域的背面 側，在上述液晶面板的水平或垂直方向排列有多個。
此外，本發(fā)明涉及的背光單元包括組合有發(fā)出光的光源和具有 用于將該光源的光導向上述液晶面板方向的透光性的導光板的光源單 元；和用于保持或支承該光源單元的底盤，上述導光板被形成為平板 狀，與上述液晶面板的背面相對的面被形成為光出射面，與上述底盤 相對的面被形成為反射光的反射面，并且，與上述光出射面和上述反 射面鄰接的多個側面中的一個被形成為被射入來自上述光源的光的光 入射面，上述光源單元在上述液晶面板的背面?zhèn)?，在上述液晶面板?水平方向或垂直方向排列有多個。
在與液晶面板的顯示面正交的方向上，也可以以使得一個光源單 元的上述導光板與其它光源單元的光源重合的方式排列多個光源單 元。這時，優(yōu)選以使得另一光源單元的光源位于一個光源單元的導光 板的反射面的背面?zhèn)鹊姆绞竭M行配置。
根據(jù)本發(fā)明，能夠實現(xiàn)顯示裝置的薄型化、大畫面化，并且能夠 提高散熱性能、光源的照度控制的性能和畫質。


圖1是表示本發(fā)明的第一實施例的圖。
圖2是表示本發(fā)明的第二實施例的圖。
圖3是表示本發(fā)明的第二實施例的變形例的圖。
圖4是表示本發(fā)明的第二實施例的變形例的圖。
圖5是表示本發(fā)明的第三實施例的圖。
圖6是表示本發(fā)明的第四實施例的圖。
圖7是表示本發(fā)明的第五實施例的圖。
圖8是表示光源1的一例的圖。
圖9是表示導光板2的光學功能的圖。
圖IO是表示本發(fā)明的第六實施例的圖。
圖11是表示本發(fā)明的第七實施例的圖。
圖12是表示本發(fā)明的第八實施例的圖。
圖13是表示本發(fā)明的第九實施例的圖。符號的說明 1:光源； 2:導光板； 3:底盤； 4:光學片； 5:液晶面板； 11:發(fā)光元件； 12:基板； 13:反射部件； 14:棱鏡； 21:光入射面； 22:光出射面； 23:反射面； 31:光限制部。
具體實施例方式
以下，對本發(fā)明的實施方式進行說明。本實施方式的特征在于具 備相互補充上述的側光方式和正下方式的問題點的背光源的結構。艮P， 本實施方式中，在液晶面板的顯示區(qū)域的背面(正下)排列有多個在 側光方式中使用的光源結構，即、使來自光源的光向與液晶面板的顯 示面大致平行的方向射出，并利用具有透過性的平板上的導光板使該 光大致折曲直角而將該光導向液晶面板的方向的光源結構。以下，參 照附圖，對其進行詳細說明。
圖1是表示本發(fā)明的第一實施方式的影像顯示裝置的結構的一例。
圖1 (a)是包括液晶面板5和背光單元6的液晶影像顯示裝置的在液 晶面板5的水平方向的截面圖，此外，(b)表示該背光單元6的立體 圖。圖中，箭頭A是與液晶面板5的顯示面平行的方向，表示液晶面 板5的水平方向。此外，箭頭B是與液晶面板5的顯示面正交的方向， 箭頭C是與液晶面板5的顯示面平行的方向，表示液晶面板5的垂直 方向。如圖1 (a)所示，本實施例的影像顯示裝置包括作為無源顯示 器件的液晶面板5、用于向該液晶面板5照射光的背光單元6和配置在 液晶面板5與背光單元6之間且用于使背光單元6的光擴散的光學片 4。
液晶面板5可以是帶彩色濾光片型，也可以是黑白型，也可以是 IPS方式、VA方式。本實施方式的影像顯示裝置雖然未圖示，但是令 其構成為包括信號控制電路、電源電路、面板驅動電路和收納這些要 素的箱體等。此外，光學片4在圖1 (a)中示意地為l個，實際上， 構成為組合有擴散片、棱鏡片、擴散板、偏光選擇性的反射膜等的任 意個。這些片因為反射從光源1射出的光的一部分，將光發(fā)射至背光 單元6側，所以從背光單元6被再次反射的光透過并擴散，具有提高 亮度均勻性的效果。
如圖1 (a)所示，本實施例的背光單元6例如包括組合有光源1 和導光板2的光源單元7，該光源1包括發(fā)光二極管(LED)等多個發(fā) 光元件，該導光板2被射入從該光源1向箭頭A的方向(即液晶面板 5的水平方向)射出的光，用于將該光向箭頭B的方向(即與液晶面 板5的顯示面正交的方向)折曲并導向配置在背光單元6的上部的液 晶面板5。如圖所示，該光源單元7在箭頭A的方向、即液晶面板5 的水平方向排列有多個，這些光源單元7被收納在由例如鋁等金屬構 成的箱型的底盤3的內(nèi)部，在底盤3的內(nèi)部被保持或被支承。
在本實施例中，如后所述，在排列光源單元7時，以使得某光源 單元7的光源1位于與該某光源單元7相鄰的另一光源單元7的導光 板2的背面?zhèn)鹊姆绞?，該某光源單?的光源1與另一光源單元7的 導光板2在箭頭B方向上被重合。此外，各光源單元7各自在液晶面 板5的水平方向截面上被傾斜配置，使得光源1比導光板2的與光源1 側相反對側的端部更位于底盤3側，由此，能夠實現(xiàn)上述的重合。
在本實施例中，包括上述光源1的光源單元7，還構成為配置在圖 中以陰影表示的液晶面板5的顯示區(qū)域51的背面(正下)，將與液晶 面板5的顯示面平行的方向的光導向液晶面板5的方向的側光方式的 光源結構被用作為正下型的光源單元。而且，此處，顯示區(qū)域51是在 液晶面板5中顯示影像的區(qū)域，是除去用于驅動液晶面板的驅動器、移位寄存器、各種電極、連接器的區(qū)域。
此處，光源l在本實施例中，如上所述，由LED構成，但是也可 以是激光光源等的點光源，此夕卜，也可以是CCFL、 EEFL等的熒光管。 在以熒光管構成光源1的情況下，每一個光源單元7的光源1的數(shù)目 也可以是1個。此外，也可以使用排列多個激光光源等的點光源，形 成為線光源狀的光源單元。光源1例如可以采用設置有多個RGB三色 的發(fā)光元件的組的結構，此外，也可以使用RGB以外的顏色(例如藍、 黃色)的組。在使用多種顏色的發(fā)光元件的情況下，也可以在光源1 中設置用于使來自這些不同的顏色的發(fā)光元件的光混合的光學部件。 此外，也可以采用設置有多個單色(例如白色)的發(fā)光元件的結構。
針對該光源1的一例，以發(fā)光元件例如為LED等半導體發(fā)光元件 為例，參照圖8進行說明。圖8表示在光源單元7中使用的光源1的 液晶面板5的水平方向的截面，(a)表示光源1的一例。該例的光源1 由發(fā)光元件11和基板12構成，該發(fā)光元件11以向箭頭A的方向、即 與液晶面板5的水平方向大致平行的方向照射光的方式構成或配置， 該基板12用于向發(fā)光元件11供給驅動用的信號。雖然未圖示，在基 板12上也可以安裝用于與控制電路連接的連接器和光源的驅動用驅動 器，該控制電路用于控制發(fā)光元件11的點亮和照度。此外，基板12 能夠由AGSP、引線架、薄型基板等制作，根據(jù)散熱性、配置條件等， 能夠選擇材質。
此夕卜，如圖8 (b)所示，光源1也可以令發(fā)光元件11的光出射方 向為圖1的箭頭B方向(與液晶面板顯示面正交的方向)，設置用于將 其光向箭頭A方向反射的反射部件13。反射部件13的形狀能夠考慮 拋物面、橢圓面、平面、自由曲面等，也可以使用其它的形狀。反射 部件13的光學特性也可以由擴散反射、鏡面反射、或雙方的組合中的 任一種構成。此外，反射部件13也可以利用導光板2的一部分而構成。 例如，通過對導光板2的端部實施用于擴散反射、鏡面反射的印刷、 圖案形成(patteming)、透鏡成形等，能夠使導光板2的端部具有與反 射部件13相同的功能。進一步，此外，如圖8 (c)所示，也可以設置 實心的棱鏡14,折射或反射來自發(fā)光元件11的箭頭B方向的光，使 其射向箭頭A的方向。棱鏡14是利用內(nèi)部反射調整光源的出射方向的棱鏡，材質優(yōu)選以丙烯酸樹脂、PMMA、 ZEONOR(if才乂 7)、 BMC、
oz、聚碳酸酯、硅酮(〉y〕乂)、玻璃等的透明的材質構成。
在通過基板12使用例如影像信號的亮度信息對上述光源1的照度 (從光源1射出的光的強度)進行控制的情況下，也可以以各光學單 元7的光源為單位針對每個光源單元7進行控制。在各光源單元7的 光源1由多個發(fā)光元件構成的情況下，也可以針對每個發(fā)光元件進行 控制，在設置有多組不同顏色的發(fā)光元件的組的情況下，也可以針對 該發(fā)光元件的每組進行控制。
在以各光學單元7的光源為單位針對每個光源單元7進行控制的 情況下，能夠與光源單元7對應地局部地控制液晶面板5上的顯示影 像的亮度和顏色。其結果是，能夠提高顯示影像的對比度、色純度。 光源單元7的數(shù)目越多則越能夠進行精細的控制，例如，如圖l (a) 所示，在液晶面板5的水平方向上配置4個光源單元7的情況下，與 各光源單元7對應地液晶面板5的顯示區(qū)域51被分割為4個區(qū)域，能 夠針對該每個分割區(qū)域控制其明亮度、顏色等。此外，如圖1 (b)所 示，如果在箭頭C的方向(液晶面板5的垂直方向)上也排列多個例 如4個光源單元7，則顯示區(qū)域51被16分割，能夠針對14個分割區(qū) 域的每一個進行顯示影像的明亮度、顏色的控制。當然，光源單元7 的數(shù)目(顯示區(qū)域的分割數(shù))不限于此，例如可以在水平方向上配置5 個、在垂直方向上配置5個，令分割區(qū)域為25，此外，也可以在水平 方向上配置8個、在垂直方向上配置5個，令分割區(qū)域為40。當然， 也可以僅在液晶面板5的垂直方向上排列多個光源單元7。水平方向和 垂直方向的光源單元7的數(shù)目可以相互相等，也可以相互不同。如上 所述，雖然光源單元7的數(shù)目越多越能夠進行精細的控制，但是如果 過多，則部件數(shù)、成本會大幅上升，優(yōu)選根據(jù)液晶面板5的尺寸設定 適當?shù)臄?shù)目。
此外，在本實施例中，例如如圖l (b)立體圖所示，導光板2形 成為從箭頭A的方向看到的形狀為大致矩形狀且為平板狀，其一個側 面為射入來自光源l的光的光入射面。導光板2例如由以丙烯酸樹脂、 PMMA、 ZEONOR、 BMC、 OZ、聚碳酸酯、硅酮、玻璃等的具有光透 過性的透明的材質構成為實心。導光板2也可以不是實心而是中空，例如，也可以采用由具有某反射特性的片圍成的具有空間的結構。
此處，參照圖12說明導光板2的光學的作用。圖12表示通過光 學單元7的導光板2的內(nèi)部的光的情況。如圖所示，導光板2具有光 入射面21、反射面23、光出射面22、和端面24 (以下，也稱為端部)， 其中，光入射面21是導光板2的一個側面，被射入來自光源l的光； 反射面23用于反射射入該光入射面21的光，并與底盤3的內(nèi)表面相 對；光出射面22朝向液晶面板5射出被該反射面23反射的光和來自 光入射面21的光，并與液晶面板5的背面相對；端面24是與光入射 面21相對的側面。各個面也可以由曲面或多個平面構成。
從光源1射出的光經(jīng)入射面21被導入導光板2的內(nèi)部，到達光出 射面22的光的一部分透過光出射面22， 一部分被光出射面22反射至 導光板2的內(nèi)部。在光出射面22反射的光在反射面23被反射，其一 部分再次從光出射面22射出。結果，光大致均勻地從導光機構2的射 出面射出，由此，在導光板2的光出射面22的大致整個面上，能夠提 高亮度的均勻性。此處，為了進一步提高亮度的均勻性，也可以在導 光板2的表面、內(nèi)表面上形成用于調整透過性、反射性、擴散性、配 光分布的光學的凹凸，或進行用于控制透過率、反射率的空間的圖案 形成。這樣的光學凹凸、圖案例如通過在模具上預先形成與這些凹凸、 圖案對應的形狀就能夠制作。
進一步，導光板2可以與擴散反射片、反射鏡、擴散片、棱鏡片、 擴散板、偏光選擇性的反射膜等光學片組合，也可以通過蒸鍍、印刷 而實現(xiàn)上述的光學特性。此外，雖然未圖示，為了定位導光板2和底 盤3，也可以在導光板2或底盤3上設置定位用、固定用的暗榫(夕'求)、 孔、槽。底盤3的材質由鋁、鋼鐵、鈦合金等構成，例如通過沖壓、 切削等成形。此外，底盤3不僅可以由金屬構成，也可以由丙烯酸樹 脂、PMMA、 ZEONOR、 BMC、 OZ、聚碳酸酯、硅酮等的樹脂材料構 成。
在背光源僅由1個光源單元7 (1組光源1和導光板2)構成的情 況下，如果進一步大型化則難以實現(xiàn)亮度的均勻化。于是，考慮組合 多個亮度均勻性高的導光板構成背光單元的方法。但是，因為光源單 元的亮度分布具有光源1的附近的亮度高的傾向，所以如果使用多個
12光源單元，則在光源單元相互間的分界處產(chǎn)生亮度差，背光單元的亮 度均勻性會劣化。
于是，如圖1 (a)所示，在本實施例中，在某光源單元7的導光 板2 (a)的光入射面配置光源1 (a)，該光源1 (a)配置在相比其他 光源單元7的導光板2 (b)的反射面靠近下部，即配置在導光板2 (b) 的反射面與底盤3的內(nèi)表面之間，由此，從光源l (a)向導光板2 (a) 的光出射面直接射出的光被導光板2 (b)遮擋。結果，導光板2 (a) 上的光源1 (a)附近的亮度上升被抑制。因此，能夠抑制多個導光板 2的分界部分的亮度差，能夠提供亮度均勻性較高的大型的背光單元。
這樣，根據(jù)本實施例，因為作為背光源使用側光方式的光源結構 (光源單元7),所以沒有必要如正下方式那樣為了降低亮度的不均勻 而增大光源與液晶面板的距離，與正下方式相比，有利于背光單元和 影像顯示裝置的薄型化。此外，即使不如正下方式那樣使用多個光源 (即以比正下方式少的光源)，也能夠在液晶面板的整個顯示區(qū)域照射 被均勻化后的光，能夠降低亮度的不均勻而使顯示影像高畫質化。此 外，在現(xiàn)有的側光方式中，因為在液晶面板顯示區(qū)域的左右(或上下) 兩端或一端排列光源，從顯示區(qū)域外向液晶面板照射光，所以在離開 光源的部分，例如在將光源配置在液晶面板的左右兩端的情況下，液 晶面板中央部的亮度下降，在配置在液晶面板的一端的情況下，液晶 面板的另一端部分的亮度下降。但是，在本實施例中，因為在液晶面 板顯示區(qū)域的背面?zhèn)纫才渲糜猩鲜龅墓庠磫卧?，所以能夠減輕上述的 亮度降低，能夠顯示高亮度的影像。
進一步，因為光源1也被配置在與背光單元的顯示區(qū)域51對應的 部分處，所以來自光源1的發(fā)熱的密度變小，能夠提供散熱性高的背 光單元。而且，通過在上述背光單元6上組合液晶面板5，能夠提供亮 度均勻性高的影像顯示裝置。
參照圖2 4，對本發(fā)明的第二實施例進行以下說明。 在上述第一實施例中，各光源單元7被傾斜配置。但是在圖2所 示的第二實施例中，以使得多個導光板2的出射面大致在同一平面上 排列的方式配置各光源單元7。在本實施例中，為了進行上述的重合，即為了能夠將某光源單元7的光源1 (a)配置在比另一光源單元7的 導光板2 (b)的反射面更靠下部的位置，使各光源單元7的導光板2 的反射面相對于光出射面或底盤3的主平面傾斜，其形狀為各導光板2 的厚度從光入射面朝向端面逐漸減少。由此，能夠形成能夠在各導光 板2的端面(端部)附近的反射面下部與底盤3的內(nèi)表面之間收納或 配置光源1的空間。這時，如果將光源1配置于向導光板2的入射面 的下側(底盤3側)射入光的那樣的位置，就能夠更容易地實現(xiàn)上述 的重合。
作為第二實施例的變形例，例如如圖3所示，也可以使各導光板2 的端部傾斜，形成端部傾斜面25。這樣，能夠使到達導光板2的端部 的光通過端部傾斜面25反射光而向光出射面射出，因此，能夠提高光 的利用效率，提高導光板2的端部的明亮度，并能夠降低與光源1的 亮度差。因此，根據(jù)此變形例的結構，能夠提高光源單元7相互間的 亮度的均勻性。
此外，如圖4所示的另一變形例那樣，也可以將各導光板2的光 入射面的被射入來自光源1的光的以外的部分形成為與端部傾斜面25 的形狀對應的入射傾斜面26。這樣，導光板2 (a)、 2 (b)的分界線 被平行地構成，具有容易組裝，提高生產(chǎn)能力的效果。
根據(jù)本實施例的結構，背光單元6的照射面(即液晶面板5的背 面)與導光板2的出射面的距離在顯示區(qū)域51的大致整個面被保持為 一定，能夠提高背光單元整體的亮度均勻性。因此，與實施例l相比， 能夠構成顯示影像的亮度均勻性更高且大型的背光單元。
此外，也可以在配置于光源1的上部的導光板2的端部使出射光 反射，射入導光板2。為了實現(xiàn)這種結構，也可以在導光板2的端部、 即端部傾斜面25上形成反射鏡蒸鍍、印刷、圖案形成、透鏡等。其面 形狀能夠使用橢圓面、拋物面、自由曲面、多面體等。根據(jù)上述的結 構，能夠調整來自光源l的配光分布，能夠進一步實現(xiàn)亮度均勻性高、 且高品位的背光單元。
參照圖5，對本發(fā)明的第三實施例進行說明。
如圖5 (a)所示，此實施例在導光板2的端部設置端部傾斜面25，
14并且，不是使反射面的整個面向光出射面傾斜，而是在端部傾斜面25附近與光出射面平行。進一步，在導光板2入射面的附近，設置有與包括端部傾斜面25的端部的形狀對應的形狀的臺階，為相鄰的導光板2的端部被擱在其上的形狀。例如，在導光板2 (a)的入射面的附近，形成有導光板2 (b)的端部的一部分被擱在其上的形狀的臺階，使得容易進行多個導光板2的定位。從而，因為具有容易組裝，能夠提高生產(chǎn)能力的效果，所以能夠提供降低了生產(chǎn)成本的背光單元。
此外，如圖5 (b)的變形例所示，也可以進行倒角，使得導光板2的前端部不成為銳角。通過該倒角，能夠防止產(chǎn)生裂痕等破壞，增加耐久性。此外，雖然未圖示，但也可以在導光板2的前端部形成曲面。
參照圖6對本發(fā)明的第四實施例進行說明。
本實施例通過將2個光源單元相互連接進行一體化，構成1個導光板上2個光源的光學單元。這樣的導光板例如能夠通過一體成形等的制造方法制造。因此，容易安裝在底盤3上，能夠減少組裝工時。因此，能夠提供生產(chǎn)成本得到降低的背光單元。此外，如果令導光板2的入射面附近的反射面與底盤3的內(nèi)表面平行，則易于進行底盤3的定位、設置，能夠進一步提高組裝能力。
參照圖7，說明本發(fā)明的第五實施例。
如圖7 (a)所示，本實施例中，通過設置沿導光板的水平方向排列的多個臺階30，在1個導光板上形成多個導光部29 (a)、 (b)，進一步，令通過該臺階30在底盤3側形成的面為被射入來自光源1的光的光入射面。此處，令各臺階間的距離相等。即，在本實施例中，在一個導光板上設置有多個導光部，并有與該多個導光部分別對應的多個光源，由此構成光源單元。
在第一 第四實施例中，因為排列有多個分開的導光板，所以在導光板相互間存在些微的間隙、界面。該界面引起折射、全反射等，在光學上產(chǎn)生影響。在本實施例中，因為使用被一體成形的導光板21，所以不存在上述的界面，能夠降低界面處的光學的影響。此外，通過在導光板上設置多個臺階30，能夠使一個導光板具有多個導光板的光學的功能、即具有導光部29 (a)、 (b)。而且，如果設置臺階30，則在導光板21的臺階部分與空氣之間存在界面，能夠獲得與排列有多個分開的導光板的結構大致同樣的光學特性，因此，能夠實現(xiàn)一種亮度均勻性高的背光單元，其能夠抑制由于導光板的一體成形而引起的亮度分布的變化e在該實施例中，上述的分割區(qū)域由臺階30規(guī)定。
圖7 (b)是第五實施例的變形例，從一個臺階30朝向相鄰的臺階，導光板29的厚度逐漸減少。進一步，通過在導光板21的位于與底盤3的端部最近的位置的入射面附近設置錐形(亍一八°)，能夠容易地控制亮度均勻性。其結果是，能夠保持亮度均勻性，容易進行薄型化的設計。此外，如圖7 (c)所示，通過在與形成于導光板29之間的臺階30對應的底面上設置平坦部，使得對底盤的配置變得容易。其結果是，組裝性得到改善，能夠抑制背光單元的組裝成本。
圖7 (d)是第五實施例的變形例，為導光板2的出射面的在光源1的附近設置有槽31的結構。該槽31用于將導光板2分割或劃分為多個導光部29 (a)、 (b)，具有用于使光不從第一導光部21 (a)部分地射入與其相鄰的第二導光部29(b)的部分的光遮擋功能或光限制功能。由此，能夠使得多個導光部29 (a)、 (b)的各自的出射光不從多個導光部的各個所承擔的期望的區(qū)域射出。其結果是，能夠在進行區(qū)域控制時，容易地實現(xiàn)期望的區(qū)域的亮度控制，能夠實現(xiàn)能夠以高對比度提供高質量的影像的背光單元，其中，所謂區(qū)域控制是針對每個分割區(qū)域進行亮度、顏色的控制。
上述的槽31也可以是V字、U字、曲面、狹縫。此外，形成狹縫的方向，不僅可以是液晶面板5的垂直方向，也可以是水平方向。
如圖所示，可以使各導光部29的底面23相對于底盤3或基板12傾斜，例如也可以如圖6和圖7 (c)所示那樣，使該光入射面21附近的底面23與底盤3或基板12平行。通過采用這樣的結構，因為光入射部21附近的底面23相對于底盤3的面大致水平，所以來自光源1的入射光被與底盤3大致水平的反射面23在光源1的附近均勻化。進一步，針對該均勻化后的光，通過相對于底盤3具有傾斜的反射面23，能夠實現(xiàn)光出射面22處的亮度均勻化。進一步，因為導光板2被一體成形，所以能夠減少安裝工時，降低制造成本。被一體形成的導光板2即可以使用多個，也可以僅使用l個。
在該第五實施例中，通過部分地或整體地將導光板2 —體化，能夠減少對底盤3的安裝的工時，改善制造工序。該被一體成形的導光板2即可以使用具有與背光源的尺寸對應的大小的模具進行注射模塑成型而制作，也可以利用折射率與該導光板2的材質大致相同的粘接劑將多個導光板連接而成。這樣，本實施例的背光單元的生產(chǎn)率良好，且為薄型，能夠提供能夠部分地控制亮度的背光單元。
此外，在本實施例中，例如如圖8 (a)所示，優(yōu)選使用配光分布在與基板12或液晶面板5的面大致平行的方向上具有峰值的發(fā)光元件11。作為這樣的發(fā)光元件，例如能夠使用向與LED的電極面平行的方向射出光的所謂的側視型的LED。以下，將這種發(fā)光元件稱為"側視型發(fā)光元件"。而且，如本實施例那樣，如果作為光源1使用側視型發(fā)光元件，則能夠增加來自光源1的光相對于光入射面21垂直入射(即，入射角小)的光，因此，能夠使射向導光板2的光入射面21的入射光量增加，能夠提高來自光源1的光的利用效率。在本實施例中，發(fā)光元件11被直接安裝在為平板形狀的基板12上，導光板被配置并固定在其上。
進一步，如果使用側視型發(fā)光元件，則能夠減少射入光入射面21的光直接朝向導光板2的光出射面22的表面的光的量。直接朝向該導光板2的光出射面22的表面的光成為，在光出射面22上的亮度分布中提高發(fā)光元件11的附近的亮度而使亮度均勻性變差的原因。因此，通過使用側視型發(fā)光元件，具有改善亮度均勻性的效果。
進一步，此外，如上所述，因為側視型發(fā)光元件在相對于基板12或液晶面板5的面大致平行的方向上具有配光分布的峰值，所以能夠與底盤3和液晶面板5大致平行地配置安裝有光源11的基板12。在使用頂視型的LED (向相對于LED的電極面的垂直方向射出光的種類的LED)的情況下，為了使其發(fā)光峰值的方向與基板12或液晶面板5的面平行，需要對基板12施加結構上的加工。該加工例如為，為了使安裝有發(fā)光元件11的基板12的面處于與底盤3垂直的方向，使該基板12折曲或彎曲。但是，如果使用側視型發(fā)光元件，為了改變發(fā)光元件11的發(fā)光峰值的方向，沒有必要相對于上述基板12進行上述的加工，
17能夠大致平面地構成基板12。從而，能夠抑制基板12的加工成本。進一步，也能夠使基板12在寬廣的面積上與底盤3貼緊。即，利用熱阻小的材質例如銅、AGSP (Advanced Grade Solid-bump Process)等構成基板12，使其與底盤3等面接觸，由此，能夠改善散熱、冷卻能力。根據(jù)該結構，能夠抑制因發(fā)光元件ll的發(fā)光而引起的溫度上升，防止由于發(fā)光元件ll的溫度上升導致效率降低，能夠提供高效率的背光單元。在基板12與底盤3之間，為了確保大面積的貼緊性，例如也可以在其間設置熱傳導率優(yōu)良的潤滑脂。此外，為了提高冷卻效率，也可以在基板12上設置散熱片。
在上述的例子中，針對使用圖8 (a)所示的側視型發(fā)光元件作為光源ll的情況進行了說明，但是也能夠代替這種方式，使用例如頂視型發(fā)光元件(向相對于LED的電極面的垂直方向射出光的種類的LED)。在此情況下，優(yōu)選通過在頂視型的LED設置例如圖8 (b)、圖8 (c)所示那樣的反射鏡13或棱鏡14等，使得配光分布在相對于基板12或液晶面板5的面大致平行的方向上具有峰值，以直角折曲來自頂視型發(fā)光元件的光的朝向。這樣，不折曲基板12就能夠獲得與使用側視型發(fā)光元件的情況相同的效果。
使用圖11 (a)和(b)，對本發(fā)明的第七實施例進行說明。圖11表示本發(fā)明的第七實施例的導光板2的立體圖，圖11 (a)是從光出射面22看該導光板2時的圖，圖ll (a)是從底面(反射面)23看該導光板2時的圖。
如圖11所示，本實施例在導光板2的底面上形成有作為光限制部31的槽311和312，并設置有與槽311連接，并且與槽311相比寬度更寬且深度更深的矩形狀的多個凹部28。該凹部28用于收納1個或多個發(fā)光元件ll，以下稱為光源收納部。而且，凹部28不貫通導光板2。此外，導光板2的底面(反射面)23相對于基板12的面大致平行，在基板12上，在與光源收納部28對應的位置安裝有發(fā)光元件11 。
在本實施例中，因為導光板2具有光源收納部28，所以能夠提供一種厚度較薄的背光單元，其能夠不增加導光板2的厚度地組合發(fā)光元件ll。此夕卜，因為光源收納部28與槽311連接，所以來自一個發(fā)光元件11的光被位于與在該光的前進方向上相鄰的發(fā)光元件11大致相同位置的槽311限制。因此，能夠使能夠控制光的最小單位與一個發(fā)光元件11和在來自該發(fā)光元件11的光的前進方向上相鄰的發(fā)光元件11之間的區(qū)間大致相等。由此，根據(jù)本實施例，能夠在背光單元前表面(光的出射面)上在空間上沒有過多和不足地配置或設定能夠控制光的區(qū)域。
此外，因為光源收納部28未貫通導光板2，所以不會使導光板2的強度下降，能夠防止產(chǎn)生裂紋、破損。此外，雖然未圖示，但是也可以在基板12和導光板2上，設置用于兩者的定位的暗榫(y求)、孔，進一步也可以設置鉤子或螺紋機構。此外，在設置在導光板2的光入射面21上，也可以具有微細的圖案結構。
此外，在本實施例中，作為光限制部31設置有槽311和312雙方，也可以僅設置其中的一方。
此外，也可以在光源收納部28中設置未圖示的配光調制元件。該配光調整元件例如通過使用具有反射、透過、擴散等光學特性的墨進行印刷而被設置。除此以外，可以利用槽、透鏡等微細圖案構成配光調整元件，或配置具有上述那樣的光學特性的光學片。這樣，如果在光源收納部28中設置配光調整元件，則能夠通過該配光調整元件對收納在該光源收納部28中的發(fā)光元件11附近的光分布進行控制，能夠提供亮度均勻性良好的背光單元。
參照圖12 (a)禾Q (b)，對本發(fā)明的第八實施例進行說明。該第八實施例也與第七實施例相同，在導光板2的底面(反射面)23上設置有作為光限制部31的槽3U、 312和光源收納部，但是，在本實施例中，令第七實施例中的光源收納部28為沿方向D1 (即發(fā)光元件ll的排列方向)延伸的槽形狀的槽狀光源收納部281。在該槽狀光源收納部281的與發(fā)光元件11的光前進方向相反的端部上，形成有作為光限制部31的槽3U。在槽狀光源收納部281自身具有光限制部的功能的情況下，也可以不設置該槽311。此外，槽狀光源收納部281與背光單元內(nèi)的空間連通。在本實施例的結構中，通過槽狀的槽狀光源收納部281對發(fā)光元件11發(fā)光時產(chǎn)生的熱進行散熱，由此，能夠降低發(fā)光元件11的溫度上升，防止發(fā)光效率的下降。散熱，例如可以使用未圖示的風扇進行強制空冷，但是如果槽狀光源收納部281與現(xiàn)實面板5的垂直方向平行地延伸，則能夠利用對流使外部的空氣從槽狀光源收納部281之下向上流通，由此進行散熱。此外，在本實施例中，反射面23相對于底盤3的面傾斜，但是也可以形成為與底盤3的面平行。
進一步，此外，如果如圖12所示那樣令光源收納部為槽狀，則不僅能夠使用LED作為光源1，還能夠使用熒光燈(CCFL、 HCFL)作為光源l。
參照圖13，對本發(fā)明的第九實施例進行說明。本實施例例如在液晶顯示裝置中組裝有第八實施例所示的導光板2，在該導光板2與液晶面板5之間設置有具有配光調整的功能的光學片4。由此，能夠通過設置作為光限制部的槽311而減小光出射面22上的配光分布的偏差。該配光特性能夠通過在光學片4上利用例如具有擴散特性的墨實施微細圖案印刷，或者一維或二維地設置周期性的微細棱鏡或透鏡結構而賦予。此外，作為光學片4，也能夠利用根據(jù)位置的不同而模糊度(haze)不同的擴散片等。此外，也可以在光學片4的液晶面板5側的面、或其相反側的面、或這兩個面上設置擴散板。該擴散板的配光特性通過在擴散板上利用例如具有擴散特性的墨實施微細圖案印刷，或者一維或二維地設置周期性的微細棱鏡、透鏡結構而賦予。
此外，如果采用利用液晶面板或其他光學片保持光學片4的結構，則能夠削減用于光學片4的保持部件，因此，能夠提供一種廉價的背光單元，其部件數(shù)和組裝工時少，制造成本被降低。
進一步，此外，如圖13所示，如果在導光板2的底面(反射面)23上設置作為光限制部的槽311，則如上所述，因底面?zhèn)鹊牟?11而被變更前進路經(jīng)的光在到達導光板2的光出射面22之前在導光板2的內(nèi)部被擴散，因此，降低光出射面22上的亮度不均勻。因此，如圖13所示，例如與圖1相比，即使使光學片4與導光板2、以及光學片4與液晶面板5相互接近，亮度的不均勻也變少。因此，根據(jù)本實施例，即使令影像顯示裝置薄型化，也能夠提供亮度的不均勻較少的高質量 的影像顯示裝置。
而且，在圖13所示的例子中，雖然使用圖12的導光板2，當然也 可以使用圖11的導光板2。
在以上說明的本發(fā)明的實施方式中，令在基板12上安裝有發(fā)光元 件11，但是也可以與其一起安裝用于發(fā)光元件驅動的驅動電路。此外， 雖然令安裝有發(fā)光元件11的基板12為1個，但并不限定于此，也可 以使用多個基板。這樣，在制造不同大小的背光單元時，能夠通過變 更基板的數(shù)目而應對。即，能夠利用共同的基板12，具有容易使尺寸 展開的優(yōu)點。在令基板12為多個的情況下，各個基板被形成為長方形 狀，可以令該基板的較長方向與背光單元的較長方向對應地配置，也 可以使其與背光單元的較短方向對應地配置。此外，也可以二維地配 置多個基板。此外，在令基板12為多個的情況下，也可以設置用于傳 送從電源電路供向各基板的電力、從信號電路供向各基板的光源1的 控制信號的中繼基板。
此外，在各實施例中，也可以設置用于混合來自RGB3色的發(fā)光 元件的光、或RGB3色及其以外的顏色(例如黃色、白色)的混色元 件。
通過光源1發(fā)出顏色為紅、藍、綠以外的顏色的光，能夠提供色 再現(xiàn)性被擴張且具有優(yōu)良的色再現(xiàn)性的背光單元。在導光板2被一體 化形成為1個的導光板2的內(nèi)部，因為不同顏色的光線彼此相互混合， 所以在光出射面23上，存在難以目視確認顏色的不均勻和亮度的不均 勻的優(yōu)點，通過在背光單元上設置混色元件，能夠進一步降低顏色的 不均勻和亮度的不均勻。該混色要素也可以設置在光源中。例如，能 夠通過將擴散機構、透鏡、微細的棱鏡結構等設置在光源1的前方而 實現(xiàn)。或，混色要素也可以設置在導光板2上。例如，也可以在導光 板2的光入射面21上使用擴散機構、透鏡、微細的棱鏡結構、印刷等
中的任一個。由此，能夠提供顏色的不均勻和亮度的不均勻得到抑制 的背光單元。
這樣，在本實施方式的影像顯示裝置中，能夠根據(jù)輸入的影像信 號控制光源1的明亮度，能夠局部地良好地控制背光單元的明亮度。由此，抑制影像中的暗的位置的背光單元明亮度，相對于暗的照射光
進行液晶面板5的灰度等級顯示，由此，能夠提高暗部的表現(xiàn)力，抑 制來自液晶面板5的漏光，因此，能夠防止浮黑，提高對比度。進而， 因為抑制向與暗的位置對應的光源1投入電力，所以還能夠實現(xiàn)背光 單元的節(jié)能。
根據(jù)上述的結構，能夠提供一種薄型的背光單元和使用它的影像 顯示裝置，其能夠實現(xiàn)大型化、散熱性的改善、輕量化，能夠實現(xiàn)高 對比度、節(jié)能，并且亮度均勻性高，制造容易。
此外，根據(jù)上述的本實施方式，能夠提供一種背光單元和使用它 的影像顯示裝置，其能夠互相彌補側光方式和正下方式的缺點，有利 于實現(xiàn)薄型化、低成本化，并且，能夠實現(xiàn)高畫質，提高光源的照度 控制的性能，進一步，能夠提高光源的散熱性能。在上述實施例中， 以透過型液晶面板為例進行了說明，但是如果是無源型顯示器件，則 也能夠應用于其它的顯示裝置。上述光源單元的數(shù)目、以及導光板、 光源的數(shù)目根據(jù)應用它的影像顯示裝置的畫面的大小而被適當?shù)卮_ 定，并不限于上述實施例的數(shù)值。
以上，對本發(fā)明的實施例進行了說明，但它們均是本發(fā)明的一個 實施例，本發(fā)明并不被這些實施方式限定。關于本發(fā)明，只要是在本 發(fā)明所屬的技術領域具有通常的知識的人員，當然能夠在不脫離本發(fā) 明的主旨的范圍內(nèi)進行種種變更。
權利要求
1.一種顯示裝置，其包括顯示面板和用于向該顯示面板照射光的背光單元，該顯示裝置的特征在于所述背光單元包括多個光源；和導光板，該導光板包括與所述多個光源分別對應地設置的光入射面；和與所述顯示面板的背面相對且用于使射入該光入射面的光向所述液晶面板側射出的光出射面，其中，所述光源和所述導光板的光入射面的組在所述顯示面板的顯示區(qū)域的背面?zhèn)?，在所述液晶面板的水平或垂直方向排列有多個。
2. 如權利要求l所述的顯示裝置，其特征在于-所述多個光源分別包括多個發(fā)光二極管，沿所述導光板的光入射面的長邊方向排列該多個發(fā)光二極管。
3. 如權利要求1所述的顯示裝置，其特征在于所述導光板分別由具有所述光入射面的多個導光板構成。
4. 如權利要求l所述的顯示裝置，其特征在于所述導光板形成多個所述光入射面。
5. —種顯示裝置，其包括液晶面板和用于向該液晶面板照射光的背光單元，該顯示裝置的特征在于所述背光單元包括組合有發(fā)出光的光源和具有用于將該光源的光導向所述液晶面板方向的透光性的導光板的光源單元；和用于保持或支承該光源單元的底盤，所述導光板被形成為平板狀，并且其一個側面為被射入來自所述光源的光的光入射面，所述光源單元在所述液晶面板的背面?zhèn)?，在所述液晶面板的水平方向或垂直方向排列有多個。
6. 如權利要求5所述的顯示裝置，其特征在于在所述導光板中，與所述液晶面板的背面相對的面被形成為光出射面，與所述底盤相對的面被形成為反射光的反射面，并且，與所述光出射面和所述反射面鄰接的多個側面中的一個被形成為所述入射面。
7. 如權利要求6所述的顯示裝置，其特征在于在與所述液晶面板的顯示面正交的方向上，以使得一個所述光源單元的所述導光板與其他所述光源單元的所述光源重合的方式排列有多個所述光源單元。
8. 如權利要求7所述的顯示裝置，其特征在于所述其它光源單元的所述光源位于所述一個光源單元的所述導光板的反射面的背面?zhèn)取?br> 9. 如權利要求7所述的顯示裝置，其特征在于所述導光板的厚度從該導光板的所述光入射面?zhèn)认蛑c該光入射面相對的側面逐漸減少。
10. 如權利要求1所述的顯示裝置，其特征在于所述多個光源單元的至少2個相互連接而被一體化。
11. 一種背光單元，其用于向液晶面板照射光，該背光單元的特征在于，包括組合有發(fā)出光的光源和具有用于將該光源的光導向所述液晶面板方向的透光性的導光板的光源單元；和用于保持或支承該光源單元的底盤，所述導光板被形成為平板狀，并且在所述導光板中，與所述液晶面板的背面相對的面被形成為射出光的光出射面，與所述底盤相對的面被形成為反射光的反射面，與所述光出射面和所述反射面鄰接的多個側面中的一個被形成為射入來自所述光源的光的光入射面，以使得其它所述光源單元的光源位于一個所述光源單元中的所述導光板的所述反射面的底盤側的方式，配置所述多個光源單元。
12. 如權利要求11所述的背光單元，其特征在于所述多個導光板的光出射面分別配置在大致同一平面上。
13. 如權利要求ll所述的背光單元，其特征在于所述導光板的反射面相對于所述光出射面或所述底盤的主平面傾斜。
14. 如權利要求13所述的背光單元，其特征在于所述導光板的所述光入射面附近的所述反射面與所述底盤的主平面大致平行。
15. 如權利要求11所述的背光單元，其特征在于所述導光板的光入射面的一部分與所述反射面大致平行。
16. 如權利要求11所述的背光單元，其特征在于在所述導光板的所述一個側面附近形成有臺階。
17. 如權利要求11所述的背光單元，其特征在于所述光源單元是至少2個以上連接并被一體化的結構。
18. 如權利要求17所述的背光單元，其特征在于在所述導光板的所述光源附近的光出射面上形成有臺階。
19. 一種背光單元，其用于向液晶面板照射光，該背光單元的特征在于，包括組合有發(fā)出光的光源和具有用于將該光源的光導向所述液晶面板方向的透光性的導光板的光源單元；和用于保持或支承該光源單元的底盤，所述導光板被形成為平板狀，并且在所述導光板中，與所述液晶面板的背面相對的面被形成為射出光的光出射面，該光出射面形成為大致平面，與所述底盤相對的底面被形成為反射光的反射面，與所述光出射面和所述反射面鄰接的多個側面中的一個被形成為射入來自所述光源的光的光入射面，以使得其它所述光源單元的光源位于一個所述光源單元中的所述導光板的所述反射面的底盤側的方式，配置所述多個光源單元，所述多個導光板被一體成形，并且在該被一體成形的導光板的光出射面或底面上，設置有光限制部，該光限制部用于確定所述光源單元的分界，并且，用于限制從某個光源單元的所述導光板朝向其它光源單元的所述導光板的光。
20. 如權利要求19所述的背光單元，其特征在于-所述光限制部是溝槽。
21. 如權利要求19所述的背光單元，其特征在于在所述被一體成形的導光板的底面上，形成收納所述光源的光源收納部。
22. 如權利要求19所述的背光單元，其特征在于所述光源的具有發(fā)光峰值的方向相對于底盤的面大致平行，所述光限制部至少沿與所述光源的具有發(fā)光峰值的方向正交的方向形成。
全文摘要
本發(fā)明涉及顯示裝置及其中使用的背光單元，能夠實現(xiàn)顯示裝置的薄型化、大畫面化，并且能夠提高散熱性能、光源的照度控制的性能、和畫質。本發(fā)明的背光單元(6)包括組合有發(fā)出光的光源和具有用于將光源(1)的光導向液晶面板(5)的方向的透光性的導光板(2)的光源單元(7)；和用于保持或支承該光源單元(7)的底盤(3)，導光板(2)被形成為平板狀，并且與液晶面板(5)的背面相對的面被形成為光出射面，與底盤(3)相對的面被形成為反射光的反射面，并且，與光出射面和反射面鄰接的多個側面中的一個被形成為被射入來自光源(1)的光的光入射面。而且，光源單元(7)在液晶面板(5)的背面?zhèn)龋谝壕姘?5)的水平方向或垂直方向排列有多個。
文檔編號G02F1/1335GK101604094SQ20091014298
公開日2009年12月16日 申請日期2009年5月19日 優(yōu)先權日2008年6月9日
發(fā)明者大內(nèi)敏, 村田誠治 申請人:株式會社日立制作所