專利名稱：顯示裝置和背光源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種背光源裝置和顯示裝置，特別涉及設(shè)置于顯示裝置的背面?zhèn)炔⑹构庠垂庹丈湓擄@示裝置的、以發(fā)出紅色、綠色、藍(lán)色3色光的發(fā)光二極管為代表的固體發(fā)光元件(LED)直下式背光源裝置和使用了該背光源裝置的顯示裝置。
背景技術(shù)：
近年來，作為用于大型液晶電視、大型液晶監(jiān)視器等的背光源，大多使用冷陰極熒光燈。使用了該冷陰極熒光燈的背光源裝置，大致分為在導(dǎo)光體的側(cè)邊配置了冷陰極熒光燈的側(cè)光式背光源裝置和在液晶顯示板的背面不配置導(dǎo)光體而并列設(shè)置多個(gè)冷陰極熒光燈的直下式背光源裝置這兩類。
側(cè)光式背光源裝置，具有能夠構(gòu)成比較緊湊的結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，但是，有光利用效率低這樣的缺點(diǎn)。另一方面，直下式背光源裝置的光利用效率高，但是，背光源裝置的厚度變大。作為替代將這樣的冷陰極熒光燈用作光源的背光源裝置，近年來各家公司正在探討、研究和開發(fā)將以色彩再現(xiàn)性高、響應(yīng)速度快，并且符合環(huán)境保護(hù)的不含汞的發(fā)光二極管為代表的固體發(fā)光元件(LED)作為光源使用的背光源裝置。
近年來，發(fā)光二極管開發(fā)出了發(fā)出紅色、綠色、藍(lán)色3色光的發(fā)光二極管和發(fā)出白色光的發(fā)光二極管。一般認(rèn)為，作為用做背光源裝置的光源的發(fā)光二極管最終是要將白色光照射到顯示板上，因此使用發(fā)出白色光的發(fā)光二極管，但是，由于射出該白色光的白色發(fā)光二極管是由熒光體使來自藍(lán)色發(fā)光二極管、紫外光發(fā)光二極管的發(fā)光色成為白色而獲得白色光，因此存在彩色再現(xiàn)性差，色彩再現(xiàn)性的范圍變窄這樣的課題。
另一方面，發(fā)出紅色、綠色、藍(lán)色3色光的發(fā)光二極管，與發(fā)出白色光的發(fā)光二極管相比，在可以獲得寬的色彩再現(xiàn)性的范圍這一點(diǎn)和通過使發(fā)出紅色、綠色、藍(lán)色3色光的發(fā)光二極管的電流量變化能夠自由地改變背光源的色度這一點(diǎn)上表現(xiàn)優(yōu)異?；谶@樣的觀點(diǎn)，在當(dāng)前這個(gè)階段，優(yōu)選發(fā)出紅色、綠色、藍(lán)色3色光的發(fā)光二極管。
作為將發(fā)出3色光的發(fā)光二極管用作光源的發(fā)光二極管直下式背光源裝置的結(jié)構(gòu)，一般考慮在顯示板的背面配置發(fā)出紅色、綠色、藍(lán)色3色光的發(fā)光二極管，圖10表示該結(jié)構(gòu)的主要部分展開立體圖。如圖10所示，作為顯示板，例如在液晶顯示板PNL的背面，設(shè)置有多個(gè)安裝了發(fā)出紅色、綠色、藍(lán)色3色光的發(fā)光二極管LEDR、LEDG、LEDB的發(fā)光二極管基板LEDP，在其背面設(shè)置有反射板REF，在其側(cè)面設(shè)置有側(cè)面反射板REF1、REF2、REF3、REF4。
此外，在該發(fā)光二極管基板LEDP的上方，中間隔著空氣層ARL配置有光學(xué)補(bǔ)償片層疊體OPS，該光學(xué)補(bǔ)償片層疊體OPS，從發(fā)光二極管基板LEDP側(cè)起，以第1漫射片DF1、第1棱鏡片PRZ1、第2棱鏡片PRZ2、第2漫射片DF2的順序?qū)盈B而成。此外，在該光學(xué)補(bǔ)償片層疊體OPS與安裝了發(fā)出紅色、綠色、藍(lán)色3色光的發(fā)光二極管的發(fā)光二極管基板LEDP之間，設(shè)置有層厚比較厚的空氣層ARL。
這樣構(gòu)成的背光源裝置的結(jié)構(gòu)如下使從紅色、綠色、藍(lán)色這3色發(fā)光二極管LED的光源發(fā)出的多個(gè)顏色的光，由空氣層ARL、反射板REF和側(cè)面反射板REF1～REF4進(jìn)行混色，并使之照射到作為顯示板的液晶顯示板PNL的背面。
此外，這樣構(gòu)成的背光源裝置還采用以下這樣的構(gòu)造紅色、綠色、藍(lán)色3色發(fā)光二極管LED的排列，如圖11的俯視圖所示，將分別以紅色、綠色、綠色、藍(lán)色的發(fā)光二極管LEDR、LEDG、LEDG、LEDB的順序排列成了1列的發(fā)光二極管基板LEDP作為一個(gè)單元，并并列設(shè)置多個(gè)。
另外，此時(shí)，考慮到發(fā)出紅色、綠色、藍(lán)色的各色光的發(fā)光二極管LEDR、LEDG、LEDB的發(fā)光效率，為了混合出白色，發(fā)出各色光的發(fā)光二極管LEDR、LEDG、LEDB的個(gè)數(shù)的比例，最好是紅色(R)∶綠色(G)∶藍(lán)色(B)＝1∶2∶1。此外，發(fā)出紅色、綠色、藍(lán)色3色光的發(fā)光二極管LEDR、LEDG、LEDB，為側(cè)面發(fā)光式，其輻射圖形如圖12所示，在光L的射出角θ＝約±80°時(shí)光強(qiáng)度為峰值，光強(qiáng)度變成一半的角度為±20°。在該結(jié)構(gòu)中，由于只要使用這樣的側(cè)面發(fā)光式的發(fā)光二極管LED的光源，就能使光高效地射入，因此是極為有效的。
另外，將作為發(fā)光元件的發(fā)出紅色、綠色、藍(lán)色3色光的發(fā)光二極管LEDR、LEDG、LEDB作為光源使用于導(dǎo)光體的面狀光源，混色性差，無法將多個(gè)光混色成所要的光，這已由例如，Japanese PatentLaid-Open No.256817/2001(文獻(xiàn)1)公開。

發(fā)明內(nèi)容
但是，這樣構(gòu)成的背光源裝置，存在如下的課題由于其光源是將發(fā)出紅色、綠色、藍(lán)色3色光的發(fā)光二極管LED(LEDR、LEDG、LEDB)排列成一列而構(gòu)成的，并且從該發(fā)出紅色、綠色、藍(lán)色3色光的發(fā)光二極管LED(LEDR、LEDG、LEDB)射出的光到達(dá)底面的反射板REF、側(cè)面反射板REF1～REF4為止的光路為空氣層ARL，因此成為影響背光源光照射面上的亮度和色度的均勻性的因素。即，為了良好地進(jìn)行顏色的混色，需要使在發(fā)出紅色、綠色、藍(lán)色3色光的發(fā)光二極管LED與光學(xué)補(bǔ)償片層疊體OPS之間所形成的空氣層ARL的厚度形成得厚，但是，實(shí)際上卻不能得到長(zhǎng)的光路長(zhǎng)度，造成亮度和色度的均勻性降低。
因此，為了解決上述現(xiàn)有課題，做出了本發(fā)明，本發(fā)明的目的在于在使用發(fā)出紅色、綠色、藍(lán)色3色光的發(fā)光二極管作為光源的直下式背光源裝置中，通過使光路長(zhǎng)度變長(zhǎng)來進(jìn)行良好的混色，由此提供一種能夠獲得亮度和色度的均勻性高的面狀光源光的背光源裝置。
此外，本發(fā)明的另一目的在于提供一種使用發(fā)光二極管直下式背光源裝置來獲得色彩再現(xiàn)性高并且響應(yīng)速度快的高亮度的顯示圖像的顯示裝置。
為了實(shí)現(xiàn)這樣的目的，本發(fā)明的背光源裝置，由具有光反射面的光反射板，在光反射面上均勻地分散設(shè)置的由透光性筒體構(gòu)成的多個(gè)導(dǎo)光體，設(shè)置在這些導(dǎo)光體的內(nèi)部的、至少發(fā)出3色光的發(fā)光元件來構(gòu)成，并按每個(gè)在導(dǎo)光體內(nèi)設(shè)置了發(fā)出3色光的發(fā)光元件的導(dǎo)光體塊進(jìn)行混色，由此，能獲得一樣的光束分布，因此能夠解決背景技術(shù)的課題。
此外，本發(fā)明的背光源裝置，最好在上述結(jié)構(gòu)中，使用側(cè)面發(fā)光式固體發(fā)光元件作為固體發(fā)光元件，由此，能夠使光路長(zhǎng)度變長(zhǎng)，因此能夠獲得亮度和色度的均勻性高的面狀光源光。
此外，本發(fā)明的背光源裝置，最好在上述結(jié)構(gòu)中，使固體發(fā)光元件的設(shè)置高度彼此不同，由此，減輕來自固體發(fā)光元件的射出光被相鄰的固體發(fā)光元件吸收的比率，從而光利用效率提高。
此外，本發(fā)明的背光源裝置，最好在上述結(jié)構(gòu)中，在導(dǎo)光體的內(nèi)壁面上形成沿著與中心軸相同的方向傾斜的光射入面，由此，能增大射入到筒狀導(dǎo)光體內(nèi)的射入光量，并且能夠使光路長(zhǎng)度變長(zhǎng)。
此外，本發(fā)明的背光源裝置，最好在上述結(jié)構(gòu)中，在導(dǎo)光體的外壁面上一體地形成光學(xué)控制元件，由此，能夠使導(dǎo)光體中的光路長(zhǎng)度變長(zhǎng)。
此外，本發(fā)明的顯示裝置，由在一對(duì)內(nèi)面具有像素形成用的電極的透明基板之間夾持液晶層而構(gòu)成的液晶顯示板，設(shè)置在該液晶顯示板的背面的光學(xué)補(bǔ)償片層疊體，以及設(shè)置在該光學(xué)片層疊體的背面的上述結(jié)構(gòu)的背光源裝置構(gòu)成，由此，從背光源裝置向液晶顯示板的背面照射亮度和色度的均勻性高的面光源光，因此能夠?qū)崿F(xiàn)高品質(zhì)的圖像顯示。
此外，本發(fā)明的顯示裝置，包括進(jìn)行圖像顯示的顯示板和設(shè)置在該顯示板的背面的背光源裝置，該背光源裝置由在表面具有光反射面的光反射板，在光反射面上均勻地分散設(shè)置的由透光性筒體構(gòu)成的多個(gè)導(dǎo)光體，設(shè)置在導(dǎo)光體的內(nèi)部、至少發(fā)出3色光的固體發(fā)光元件構(gòu)成，由此，從背光源裝置向顯示板的背面照射亮度和色度的均勻性高的面光源光，因此能夠?qū)崿F(xiàn)高品質(zhì)的圖像顯示。
此外，本發(fā)明的顯示裝置，最好在上述結(jié)構(gòu)中，使用側(cè)面發(fā)光式固體發(fā)光元件作為固體發(fā)光元件，由此，照射亮度和色度的均勻性高的面狀光源光，因此能夠獲得高品質(zhì)的圖像顯示。
此外，本發(fā)明的顯示裝置，最好在上述結(jié)構(gòu)中，使固體發(fā)光元件的設(shè)置高度彼此不同，由此，照射亮度和色度的均勻性高的面狀光源光，因此能夠獲得高品質(zhì)的圖像顯示。
此外，本發(fā)明的顯示裝置，最好在上述結(jié)構(gòu)中，在導(dǎo)光體的內(nèi)壁面上形成沿著與中心軸相同的方向傾斜的光射入面，由此，照射亮度和色度的均勻性高的面狀光源光，因此能夠獲得高品質(zhì)的圖像顯示。
此外，本發(fā)明的顯示裝置，最好在上述結(jié)構(gòu)中，在導(dǎo)光體的外壁面上一體地形成光學(xué)控制元件，由此，照射亮度和色度的均勻性高的面狀光源光，因此能夠獲得高品質(zhì)的圖像顯示。
另外，本發(fā)明并不限于上述結(jié)構(gòu)，在不脫離本發(fā)明的技術(shù)思想的范圍內(nèi)，可以進(jìn)行各種各樣的變更。
根據(jù)本發(fā)明的背光源裝置，不僅能夠使光路長(zhǎng)度變長(zhǎng)，而且能夠大幅度地提高光利用效率，因此在背光源裝置的光照射面上，能夠獲得亮度和色度的均勻性高的面狀光源光，從而可以獲得能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)出3色光的固體發(fā)光元件直下式背光源裝置等極為優(yōu)異的效果。
此外，根據(jù)本發(fā)明的背光源裝置，還可以獲得以下這樣的極為優(yōu)異的效果與使用了汞的冷陰極熒光燈相比，能夠獲得大致同等以上的亮度和色度的均勻性高的面狀光源光，并且能夠?qū)崿F(xiàn)符合環(huán)境保護(hù)的不含汞的適用于大型顯示裝置的發(fā)出3色光的固體發(fā)光元件直下式背光源裝置等。
此外，根據(jù)本發(fā)明的背光源裝置，由于從發(fā)出3色光的固體發(fā)光元件直下式背光源裝置照射亮度均勻性和色度均勻性高的面狀光源光，因此具有能夠獲得色彩再現(xiàn)性高并且響應(yīng)度快的高亮度的顯示圖像等極為優(yōu)異的效果。


圖1是表示作為本發(fā)明的顯示裝置的、具有固體發(fā)光元件背面直下式背光源裝置的液晶顯示裝置的實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)的展開立體圖。
圖2A、圖2B是表示圖1所示的背光源裝置的導(dǎo)光體塊的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖3是表示本發(fā)明的背光源裝置的導(dǎo)光體塊的其它結(jié)構(gòu)例的主要部分俯視圖。
圖4是表示本發(fā)明的背光源裝置的導(dǎo)光體塊的其它結(jié)構(gòu)例的主要部分俯視圖。
圖5是表示本發(fā)明的背光源裝置的實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)的主要部分放大剖面圖。
圖6是表示本發(fā)明的背光源裝置的實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)例的主要部分放大剖面圖。
圖7A、圖7B是表示本發(fā)明的背光源裝置的實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖8是說明作為本發(fā)明的顯示裝置的液晶顯示裝置的整體結(jié)構(gòu)的一例的主要部分展開立體圖。
圖9是表示安裝了使用了作為本發(fā)明的顯示裝置的液晶顯示裝置的液晶顯示模塊的電子設(shè)備的一例的電視接收機(jī)的外觀圖。
圖10是表示現(xiàn)有的具有背光源裝置的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)的主要部分展開立體圖。
圖11是表示圖10所示的背光源裝置的結(jié)構(gòu)的一部分的主要部分俯視圖。
圖12是表示來自側(cè)面發(fā)光式發(fā)光二極管的射出光的射出角度與光強(qiáng)度之間的關(guān)系的圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照各實(shí)施例的附圖，對(duì)本發(fā)明的具體的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。
(實(shí)施例1)圖1是說明本發(fā)明的背光源裝置和作為具有該背光源裝置的顯示裝置的液晶顯示裝置的實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)的主要部分展開立體圖。在圖1中，參照符號(hào)PNL為作為顯示板的液晶顯示板，該液晶顯示板PNL，在第1基板SUB1和第2基板SUB2之間夾持有液晶層，在由透光性玻璃板構(gòu)成的第1基板SUB1和第2基板SUB2雙方，或者一方的內(nèi)面，具有像素形成用的電極或者有源元件等。另外，將形成了薄膜晶體管(TFT)等有源元件的第1基板SUB1稱為有源矩陣基板，也將使用了薄膜晶體管的基板稱為TFT基板。
此外，通過粘貼等在第1主面(背光源裝置側(cè))上層疊設(shè)置了第1偏振片POL1，在第2主面(顯示面?zhèn)?上層疊設(shè)置了第2偏振片POL2，進(jìn)而，在該液晶顯示板PNL的背面?zhèn)?，設(shè)置了光學(xué)補(bǔ)償片層疊體OPS，該光學(xué)補(bǔ)償片層疊體OPS，為從與后述的背光源裝置的導(dǎo)光體相對(duì)的一側(cè)開始，通過粘貼等以第1漫射片DF1、第1棱鏡片PRZ1、第2棱鏡片PRZ2、第2漫射片DF2的順序?qū)盈B而成。
此外，在該光學(xué)補(bǔ)償片層疊體OPS的背面?zhèn)龋O(shè)置有本發(fā)明的背光源裝置BL。該背光源裝置BL，如圖2A的放大俯視圖所示，在由例如丙稀類或者聚碳酸酯類的白色樹脂材料構(gòu)成的反射板REF上，通過粘接等具有預(yù)定的間隔地均勻地設(shè)置有由例如透光性丙烯樹脂材料形成為圓筒形狀的多個(gè)導(dǎo)光體GLB，在這些各圓筒狀導(dǎo)光體GLB的內(nèi)部設(shè)置有發(fā)出紅色光的發(fā)光二極管LEDR、第1發(fā)出綠色光的發(fā)光二極管LEDG1、第2發(fā)出綠色光的發(fā)光二極管LEDG2和發(fā)出藍(lán)色光的發(fā)光二極管LEDB合計(jì)4個(gè)發(fā)光二極管，并封裝成一個(gè)封裝體，成為導(dǎo)光體塊GLBB。
另外，這些發(fā)出3色光的發(fā)光二極管LEDR、LEDG1、LEDG2LEDB的排列順序沒有特別的限制。此外，這些發(fā)出3色光的發(fā)光二極管LEDR、LEDG1、LEDG2、LEDB形成如下構(gòu)造在反射板REF背面?zhèn)确謩e電連接在未圖示的印刷布線電路上，并連接在電源線上。
此外，設(shè)置于各圓筒狀導(dǎo)光體GLB內(nèi)的發(fā)出3色光的發(fā)光二極管LEDR、LEDG1、LEDG2、LEDB，全部使用側(cè)面發(fā)光式發(fā)光二極管，如作為圖2A的B-B’線的放大剖面圖的圖2B所示，形成為在完全收容于在各圓筒狀導(dǎo)光體GLB內(nèi)部形成的空氣層ARL內(nèi)的狀態(tài)下進(jìn)行設(shè)置的構(gòu)造。由此，來自發(fā)出3色光的發(fā)光二極管LEDR、LEDG1、LEDG2、LEDB的各色光，隨機(jī)地射出到該空氣層ARL內(nèi)，在該空氣層ARL內(nèi)進(jìn)行混色。即，按每個(gè)導(dǎo)光體塊GLBB進(jìn)行混色，朝空氣層ARL的上方的光照射面，成一樣的光束分布地射出面狀白色光。
此外，設(shè)置于反射板REF上的多個(gè)導(dǎo)光體決GLBB，被側(cè)面反射板REF1、REF2、REF3、REF4所包圍，具有使從各導(dǎo)光體塊GLBB的外壁面泄漏出的光向其內(nèi)部方向漫射和反射的反射功能。上述側(cè)面反射板REF1、REF2、REF3、REF4通過粘接等設(shè)置于上述反射板REF的周邊部，由例如丙稀類或者聚碳酸酯類的白色樹脂材料構(gòu)成，這樣構(gòu)成的背光源裝置BL，射入到圓筒狀導(dǎo)光體GLBB內(nèi)的、從發(fā)出3色光的發(fā)光二極管LEDR、LEDG1、LEDG2、LEDB射出的各色光隨機(jī)地射出到內(nèi)部的空氣層ARL內(nèi)，因此不僅進(jìn)行混色的比例變大，而且由于均勻地設(shè)置各導(dǎo)光體塊GLBB，因此形成一樣的光束分布地照射在背光源裝置的光照射面上(光學(xué)補(bǔ)償片層疊體OPS側(cè))。即，照射色度均勻性高的面狀光源光。具有該一樣的光束分布的面狀照射光，透過光學(xué)補(bǔ)償片層疊體OPS朝液晶顯示板PNL的背面射出。
此外，這樣構(gòu)成的背光源裝置BL，使用側(cè)面發(fā)光式發(fā)光二極管LEDR、LEDG1、LEDG2、LEDB作為發(fā)出紅色、綠色、藍(lán)色3色光的發(fā)光二極管，由此，其輻射圖形如上述圖12所示，具有在射出角度θ為60°～100°和-60°～-100°間形成發(fā)光峰值，然后光強(qiáng)度急劇地衰減的特性。
即，為該射出光的大部分向發(fā)出各色光的發(fā)光二極管LEDR、LEDG1、LEDG2、LEDB的正側(cè)面方向射出這樣的輻射圖形。在本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，由于使用這樣的側(cè)面發(fā)光式的發(fā)出各色光的發(fā)光二極管LEDR、LEDG1、LEDG2、LEDB作為光源，因此能夠高效地使發(fā)出的光射入到圓筒狀導(dǎo)光體GLB內(nèi)，所以是極為有效的。
圖3是說明本發(fā)明的背光源裝置的其它結(jié)構(gòu)例的主要部分俯視圖，對(duì)于與上述圖2A、圖2B相同的部分賦予相同的符號(hào)，而省略對(duì)其的說明。在圖3中，與圖2A的不同點(diǎn)在于在改善發(fā)出各色光的發(fā)光二極管的發(fā)光效率的情況下，能夠?qū)⑹杖萦诟鲌A筒狀導(dǎo)光體GLB內(nèi)的發(fā)出各色光的發(fā)光二極管LEDR、LEDG、LEDB的組合個(gè)數(shù)的比例設(shè)定為紅色(R)∶綠色(G)∶藍(lán)色(B)＝1∶1∶1。
圖4是說明本發(fā)明的背光源裝置的另一個(gè)其它結(jié)構(gòu)例的主要部分俯視圖，對(duì)于與上述圖2A、圖2B相同的部分賦予相同的符號(hào)，而省略對(duì)其的說明。在圖4中，與圖2A的不同點(diǎn)在于在進(jìn)一步改善發(fā)出各色光的發(fā)光二極管的發(fā)光效率的情況下，能夠?qū)⑹杖萦诟鲌A筒狀導(dǎo)光體GLB內(nèi)的發(fā)出3色光的發(fā)光二極管LEDR、LEDG、LEDB的組合個(gè)數(shù)的比例設(shè)定為紅色(R)∶綠色(G)∶藍(lán)色(B)＝1∶2∶2。
根據(jù)這些結(jié)構(gòu)例，作為各導(dǎo)光體塊GLBB的結(jié)構(gòu)，可以使發(fā)出各色光的發(fā)光二極管LEDR、LEDG、LEDB為各一個(gè)以上進(jìn)行各種組合，即，作為該導(dǎo)光體塊GLBB的結(jié)構(gòu)，利用用于將發(fā)出3色光的發(fā)光二極管LEDR、LEDG、LEDB的各色光混合成白色的最小單位的發(fā)光二極管LEDR、LEDG、LEDB，以及包圍這些發(fā)出3色光的發(fā)光二極管LEDR、LEDG、LEDB的圓筒狀導(dǎo)光體GLB，能夠在導(dǎo)光板GLB中進(jìn)行發(fā)出的3色光的混色，謀求提高色度的均勻性。
(實(shí)施例2)圖5是說明本發(fā)明的背光源裝置的實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)的導(dǎo)光體塊GLBB的主要部分放大剖面圖。對(duì)于與上述圖2B相同的部分賦予相同的符號(hào)，而省略對(duì)其的說明。在圖5中，與圖2B的不同點(diǎn)在于在由例如透光性丙烯樹脂材料形成為圓筒形狀的導(dǎo)光體GLB的內(nèi)壁面上，形成有由開口直徑朝反射板REF側(cè)的方向變大的傾斜角α＝10°的傾斜面構(gòu)成的光射入面GLBI。
使來自發(fā)光二極管LED的射出光射入的圓筒狀導(dǎo)光體GLB的光射入面GLBI的形狀，為左右在導(dǎo)光體GLB中傳播的光的光路長(zhǎng)度的重要因素。發(fā)光二極管LED的光輻射圖形，如圖12所示，在射出角θ＝80°時(shí)光強(qiáng)度形成峰值，因此，在將導(dǎo)光體GLB的內(nèi)壁面的傾斜角α設(shè)定為10°，并使來自發(fā)光二極管LED的射出光的射入角θ為0°的情況下，如果對(duì)峰值和半值的射出角計(jì)算光路長(zhǎng)度，則如下述表1所示，與不形成傾斜角(傾斜角α＝0°)的情況相比，能夠使導(dǎo)光體GLB中的光路長(zhǎng)度變長(zhǎng)。由此，能大幅度地提高從發(fā)光二極管LED射出的射出光的光利用效率，并能進(jìn)一步提高色度的均勻性。
表1

另外，在本實(shí)施例中對(duì)形成于導(dǎo)光體GLB的內(nèi)壁面上的光入射面GLBI由開口直徑朝反射板REF側(cè)的方向變大的傾斜面形成的情況進(jìn)行了說明，但是，也可以是與其相反的傾斜面。即，即使是由開口直徑朝光學(xué)補(bǔ)償片層疊體OPS側(cè)變大的傾斜面形成，也能夠使導(dǎo)光體GLB中的光路長(zhǎng)度變長(zhǎng)，由此，能夠進(jìn)一步提高色度的均勻性。
(實(shí)施例3)圖6是說明本發(fā)明的背光源裝置的實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)的導(dǎo)光體塊GLBB的主要部分放大剖面圖，對(duì)于與上述圖5相同的部分賦予相同的符號(hào)，而省略對(duì)其的說明。在圖6中，與圖5的不同點(diǎn)在于在由例如透光性丙烯樹脂材料形成為圓筒形狀的導(dǎo)光體GLB的外壁面上，作為剖面呈大致三角形狀的光學(xué)控制元件，例如一體地形成棱鏡PRZ，構(gòu)成導(dǎo)光體塊GLBB。
在這樣的結(jié)構(gòu)中，在透過導(dǎo)光體GLB的光L1以超過作為臨界角的大約42.2°的角度照射到外壁面上時(shí)，光線暫時(shí)返回到導(dǎo)光體GLB內(nèi)。由此，可以使光路長(zhǎng)度進(jìn)一步變長(zhǎng)，從而能夠進(jìn)一步提高色度的均勻性。
(實(shí)施例4)圖7A、圖7B是說明本發(fā)明的背光源裝置的實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)的導(dǎo)光體塊GLBB的圖，圖7A表示俯視圖，圖7B表示圖7A的B-B’線的剖面圖。另外，圖7A、圖7B中省略了反射板。在圖7A、圖7B中，與圖6的不同點(diǎn)在于在圓筒狀導(dǎo)光體GLB的內(nèi)部設(shè)置有多個(gè)發(fā)出各色光的發(fā)光二極管LEDR、LEDG、LEDB，并且在中心部設(shè)置有高度高的發(fā)出紅色光的發(fā)光二極管LEDR，在其周圍分別交替設(shè)置有多個(gè)高度比發(fā)出紅色光的發(fā)光二極管LEDR低的、發(fā)出綠色光的發(fā)光二極管LEDG和發(fā)出藍(lán)色光的發(fā)光二極管LEDB，構(gòu)成導(dǎo)光體塊GLBB。
另外，形成如下的構(gòu)造在本實(shí)施例中使用的圓筒狀導(dǎo)光體GLB的外徑尺寸R1為大約50～100mm，其內(nèi)徑尺寸R2為大約40～60mm，其高度H為大約10～20mm左右。此外，設(shè)置于該圓筒狀導(dǎo)光體GLB內(nèi)的例如發(fā)出藍(lán)色光的發(fā)光二極管LEDB，其透鏡部的直徑r1為大約4.4mm，其主體部的直徑r2為大約7.4mm，其高度h為大約6.3mm左右，并且，其排列節(jié)距為大約9～10mm左右。另外，相鄰的發(fā)出綠色光的發(fā)光二極管LEDG，也具有幾乎相同的尺寸，而對(duì)于中央部的發(fā)出紅色光的發(fā)光二極管LEDR，設(shè)置成使設(shè)置高度尺寸比其它的發(fā)出綠色光的發(fā)光二極管LEDG和發(fā)出藍(lán)色光的發(fā)光二極管LEDB大。
在這樣的結(jié)構(gòu)中，由于在圓筒狀導(dǎo)光體GLB內(nèi)，在中心部和周邊部改變發(fā)出紅色光的發(fā)光二極管LEDR與發(fā)出綠色光的發(fā)光二極管LEDG和發(fā)出藍(lán)色光的發(fā)光二極管LEDB的高度來進(jìn)行設(shè)置，因此，中心部的發(fā)出紅色光的發(fā)光二極管LEDR的射出光，不會(huì)因碰到周邊部的發(fā)出綠色光的發(fā)光二極管LEDG和發(fā)出藍(lán)色光的發(fā)光二極管LEDB而導(dǎo)致其一部分光量被吸收。即，能夠可靠地避免來自發(fā)出紅色光的發(fā)光二極管LEDR的射出光在周邊部被相鄰的發(fā)出綠色光的發(fā)光二極管LEDG和發(fā)出藍(lán)色光的發(fā)光二極管LEDB吸收。由此，能夠進(jìn)一步提高光利用效率。
此外，由于分別在圓周方向上隨機(jī)改變?cè)O(shè)置高度來設(shè)置在周邊部設(shè)置的發(fā)出綠色光的發(fā)光二極管LEDG和發(fā)出藍(lán)色光的發(fā)光二極管LEDB，因此，可以進(jìn)一步降低發(fā)出的各色光彼此碰撞的概率，因此能夠進(jìn)一步提高光利用效率。
另外，在上述各實(shí)施例中對(duì)在反射板REF上有規(guī)律地以縱橫方向5列4行地設(shè)置了多個(gè)導(dǎo)光體塊GLBB的情況進(jìn)行了說明，但是，本發(fā)明并不限于該有規(guī)律的設(shè)置，不言而喻，通過在反射板上隨機(jī)、均勻地分散進(jìn)行設(shè)置，而不偏向任何一個(gè)部分，能夠獲得與上述完全相同的效果。
此外，在上述各實(shí)施例中對(duì)透光性導(dǎo)光體GLB的形狀形成為圓筒形狀的情況進(jìn)行了說明，但是，本發(fā)明并不限于該圓筒形狀，不言而喻，即使形成為橢圓形狀或者多邊形狀，也能獲得與上述完全相同的效果。
圖8是說明本發(fā)明的顯示裝置的整體結(jié)構(gòu)例的展開立體圖。在圖8中，液晶顯示板PNL，在液晶顯示盒LCD的周圍(此處為上邊和左邊)安裝驅(qū)動(dòng)回路，并具有向這些驅(qū)動(dòng)回路提供信號(hào)的印刷電路板PCB。此外，在該液晶顯示盒LCD的表面和背面，分別層疊有偏振片POL1、POL2。此外，設(shè)置于該液晶顯示板PNL的背面的背光源裝置BL，具有收容設(shè)置了上述多個(gè)導(dǎo)光體塊GLBB的反射板REF等的模塑外框MDL，并由該模塑外框MDL支撐。此外，在導(dǎo)光體塊GLBB的上方，安裝了由2組棱鏡片和漫射片構(gòu)成的光學(xué)補(bǔ)償片層疊體OPS。
在本結(jié)構(gòu)例中，通過配置于模塑外框MDL的內(nèi)緣部的形狀彈性部件GS來設(shè)置上述各實(shí)施例的背光源裝置BL。中間夾著該形狀彈性部件GS安裝液晶顯示板，通過從其上方蓋上上框架SHD并與下框架MFL連接起來而形成一個(gè)整體。
在這樣構(gòu)成的顯示裝置中，對(duì)液晶顯示板PNL照射來自背光源裝置BL的光束分布一樣的白色光，使在該液晶顯示板上形成的電子潛像可視化。該背光源裝置BL由在多個(gè)導(dǎo)光體的內(nèi)部收容了至少發(fā)出3色光的發(fā)光二極管的導(dǎo)光體塊等構(gòu)成，該導(dǎo)光體由在上述各實(shí)施例中說明的、在表面具有光反射面的反射板上均勻地分散設(shè)置的透光性筒體構(gòu)成。
圖9是表示作為本發(fā)明的顯示裝置的、作為安裝了液晶顯示模塊的電子設(shè)備的一例的電視接收機(jī)的外觀圖。在圖9中，該電視接收機(jī)由顯示部DSP和支架部STD構(gòu)成，具有液晶顯示板PNL的液晶顯示裝置安裝在顯示部DSP上，該液晶顯示板PNL具有較大尺寸的畫面。成為液晶顯示裝置的畫面的液晶顯示板PNL的有效顯示區(qū)域在顯示部DSP上露出來。通過在該電視接收機(jī)的顯示部DSP上安裝本發(fā)明的背光源裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)色彩再現(xiàn)性高的高品質(zhì)、高可靠性的圖像顯示裝置。
另外，在上述實(shí)施例中對(duì)應(yīng)用于安裝了使用具有固體發(fā)光元件直下式背光源裝置的液晶顯示裝置的液晶顯示模塊的大型液晶電視接收機(jī)的情況進(jìn)行了說明，但是，即使應(yīng)用于使用了該液晶顯示板的大型液晶監(jiān)視器、車載液晶顯示器(液晶車載導(dǎo)航器)、便攜式電話用顯示器、游戲機(jī)用液晶顯示器、醫(yī)療用液晶監(jiān)視器、印刷/設(shè)計(jì)用液晶監(jiān)視器等顯示裝置，也能夠獲得與上述同樣的效果。
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置，其特征在于，包括在一對(duì)內(nèi)面具有像素形成用的電極的透明基板之間夾持液晶層而構(gòu)成的液晶顯示板，設(shè)置在上述液晶顯示板的背面的光學(xué)補(bǔ)償片層疊體，以及背光源裝置，該背光源裝置具有設(shè)置在上述光學(xué)片層疊體的背面、具有光反射面的光反射板，設(shè)置在上述光反射面上的由透光性筒體構(gòu)成的多個(gè)導(dǎo)光體，以及設(shè)置在上述導(dǎo)光體的內(nèi)部、至少發(fā)出3色光的固體發(fā)光元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于上述發(fā)出3色光的固體發(fā)光元件為側(cè)面發(fā)光式固體發(fā)光元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其特征在于上述發(fā)出3色光的固體發(fā)光元件配置成使設(shè)置高度彼此不同。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其特征在于上述多個(gè)導(dǎo)光體，在上述多個(gè)導(dǎo)光體的內(nèi)壁面上具有沿著與中心軸相同的方向傾斜的光射入面。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其特征在于上述多個(gè)導(dǎo)光體，在上述多個(gè)導(dǎo)光體的外壁面上一體地具有光學(xué)控制元件。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其特征在于上述多個(gè)導(dǎo)光體均勻地分散設(shè)置在上述光反射面上。
7.一種顯示裝置，其特征在于包括進(jìn)行圖像顯示的顯示板和設(shè)置在上述顯示板的背面的背光源裝置；上述背光源裝置包括具有光反射面的光反射板，設(shè)置在上述光反射面上的由透光性筒體構(gòu)成的多個(gè)導(dǎo)光體，以及設(shè)置在上述多個(gè)導(dǎo)光體的內(nèi)部、至少發(fā)出3色光的固體發(fā)光元件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的顯示裝置，其特征在于上述發(fā)出3色光的固體發(fā)光元件為側(cè)面發(fā)光式固體發(fā)光元件。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的顯示裝置，其特征在于上述發(fā)出3色光的固體發(fā)光元件配置成使設(shè)置高度彼此不同。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的顯示裝置，其特征在于上述多個(gè)導(dǎo)光體，在上述多個(gè)導(dǎo)光體的內(nèi)壁面上具有沿著與中心軸相同的方向傾斜的光射入面。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的顯示裝置，其特征在于上述多個(gè)導(dǎo)光體，在上述多個(gè)導(dǎo)光體的外壁面上一體地具有光學(xué)控制元件。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的顯示裝置，其特征在于上述多個(gè)導(dǎo)光體均勻地分散設(shè)置在上述光反射面上。
13.一種背光源裝置，其特征在于，包括具有光反射面的光反射板，設(shè)置在上述光反射面上的由透光性筒體構(gòu)成的多個(gè)導(dǎo)光體，以及設(shè)置在上述導(dǎo)光體的內(nèi)部、至少發(fā)出3色光的固體發(fā)光元件。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的背光源裝置，其特征在于上述發(fā)出3色光的固體發(fā)光元件為側(cè)面發(fā)光式固體發(fā)光元件。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的背光源裝置，其特征在于上述發(fā)出3色光的固體發(fā)光元件配置成使設(shè)置高度彼此不同。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的背光源裝置，其特征在于在上述多個(gè)導(dǎo)光體的內(nèi)壁面上具有沿著與中心軸相同的方向傾斜的光射入面。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的背光源裝置，其特征在于在上述多個(gè)導(dǎo)光體的外壁面上一體地具有光學(xué)控制元件。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的背光源裝置，其特征在于上述多個(gè)導(dǎo)光體均勻地分散設(shè)置在上述光反射面上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種顯示裝置和背光源裝置，該背光源裝置將發(fā)出紅、綠、藍(lán)3色光的固體發(fā)光元件用作光源，可以提高光利用效率，獲得亮度均勻性和色度均勻性高的光源光。此外，該顯示裝置能夠獲得色彩再現(xiàn)性高并且響應(yīng)速度快的高亮度的顯示圖像。在本發(fā)明中，該背光源裝置由在表面具有光反射面的反射板(REF)，在反射板(REF)的光反射面上均勻地分散設(shè)置的由透光性筒體構(gòu)成的多個(gè)導(dǎo)光體(GLB)，以及設(shè)置在該導(dǎo)光體(GLB)的內(nèi)部、至少發(fā)出紅色、綠色、藍(lán)色3色光的發(fā)光二極管(LEDR、LEDG、LEDB)構(gòu)成，并按每個(gè)導(dǎo)光體塊(GLBB)進(jìn)行混色，由此，獲得光束分布一樣的、色度均勻性高的白色光。
文檔編號(hào)G02F1/13357GK1702523SQ20051007190
公開日2005年11月30日 申請(qǐng)日期2005年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月24日
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