直接型背光装置和使用该装置的液晶显示器的制作方法

本发明涉及一种背光装置，更具体地，涉及一种使用发光二极管(LED)作为光源的直接型背光装置、以及一种使用该背光装置的液晶显示器(LCD)。

背景技术：
作为LED的一种使用，发射白光的白LED光源是公知的，通过将白(W)LED与红(R)、绿(G)和蓝(B)色的三色LED相组合，或者通过将白LED与红、绿和蓝LED以外的其他颜色LED相组合，来形成白LED光源。近年来，LED的输出功率快速增大，因此这种类型的白LED光源的应用越来越广泛。具体地，已经讨论了用于必需高亮度的照明装置、投影仪用的光源以及大尺寸LCD用的背光装置的应用。由于LED具有无汞特性而导致的环境负担较小、色彩再现度好、响应度好、亮度可变以及寿命长的特点，期待白LED光源能够作为传统荧光灯(即，热阴极荧光灯和冷阴极荧光灯)的替代白光源。当白LED光源用于上述应用(即，照明、投影仪用的光源和大尺寸LCD用的背光装置)时，必须使用各自分别用作点光源的大量LED以实现所需的亮度，从而在呈现环境中构建区域光源。此外，必需将整个区域光源中的亮度不均性和色度不均性限制在预定范围内。这里，当根据其结构划分使用LED的背光装置(即，LED背光装置)时，可以将LED背光装置分为边缘光型和直接型。这两种类型是常用的。利用边缘光型，导光板与包括散射片和棱镜片的一组光学片相邻放置，从对齐的LED发射的照明光输入到导光板的一个端面。按照这种方式，使得来自LED的照明光垂直于要从背光装置照射照明光的方向，由此产生了区域光源。利用直接型，散射板与包括散射片和棱镜片的一组光学片的下表面相邻放置，LED设置为在散射板正下方具有(形成LED阵列的)预定图样。从LED发射的照明光输入到散射板的一个主表面。按照这种方式，使得来自LED的照明光平行于要从背光装置照射照明光的方向，由此产生了区域光源。也就是说，由于直接型具有能够容易升高亮度的优点，该类型适于相对大尺寸的背光装置。然而，当直接型背光装置的厚度受限时，换句话说，当直接型背光装置具有较薄外形时，从LED到散射板的光学路径长度较短，因此相对难以均匀地分散来自面内各颜色LED的光。结果，存在易于出现亮度不均性和色度不均性的难题。具体地，在使用红、绿和蓝三色LED的白LED光源的情况下，由于LED之间轮廓尺寸的差异导致LED的设置位置从期望的位置偏移，同时，由于LED的设置位置偏移导致每一颜色光的发射峰从期望的发射峰偏移。因此，可能出现面内色彩不均性。在具有较薄外形的直接型背光装置的中心部分(即，除外围部分以外的部分)，不会出现由红、绿和蓝三色LED的上述设置位置偏移引起的上述色彩不均性。这是因为在中心部分的任意位置处，从LED发射的光能够很好地与来自周边LED的光相混从而产生白光。在这种类型的背光装置的外围部分(即，侧壁附近)出现色彩不均性的原因在于：在LED阵列中来自沿背光装置的侧壁设置的LED(换句话说，设置在侧壁附近的LED)的光的总量小于来自设置在其余部分的LED的光的总量，因此光不会混合成白光，导致与该侧壁附近设置的LED的发光色彩相对应的光偏色。作为一种改进上述色彩不均性的方法，专利文献1公开了一种用于增强色彩均匀性的技术。在该技术中，向设置在侧壁附近的LED施加与设置在其余部分的LED不同的驱动电流。因此，使得侧壁附近的LED的亮度小于其余部分的LED的亮度，从而增强了色彩均匀性。以下参考图1和图2来解释专利文献1中公开的上述技术。图1是专利文献1公开的LCD装置沿剖开LED组的平面的截面图。图2是示出了衰减位于每一个条带端部处LED的亮度以便增强色彩均匀性的技术的图。如图1所示，该传统LCD包括LCD层130和背光装置132。背光装置132包括下混合室135、作为第一散射器176的散射膜101、上混合室175、作为第二散射器180的散射膜102以及亮度增强膜182。亮度增强膜182附着到构成上混合室175上壁的丙烯酸板的上表面。散射膜102附着到该丙烯酸板的下表面。在电路板140上安装预定数目的红、绿和蓝色的三色LED134，以便在下混合室135内具有预定布局。每一LED134包括侧面发光透镜142和光斑反射器166。从各LED134发射的光在下混合室135中混合，并在作为第一散射器176的散射膜101中散射，之后，进入上混合室175并进一步混合。此外，该光在作为第二散射器180的散射膜102中再次散射，并传播通过位于背光装置132(上混合室175)上表面上的亮度增强膜182，以便照射到LCD层130。利用图1中的结构，通过衰减位于各LED条带端部处的LED134中一部分的光输出，增强了背光装置132的下混合室135的侧壁138附近(外围部分)处的色彩均匀性。根据背光装置132的具体图样或形状(例如，LED134的间距和顺序)，能够衰减位于每个LED条带端部处的一到五个LED134的亮度。图2示出了衰减位于每个LED条带端部处的LED134的亮度的多种方法之一。为了简化说明，图2中图示了驱动器1、驱动器2和驱动器3来分别驱动沿LED条带设置的不同组LED134。例如，驱动器1和3向沿LED条带设置的对应红、绿和蓝LED134提供与驱动器2提供的电流不同的电流，以便相对于指定白点，实现红、绿和蓝色的期望色平衡。在图2中，对于在LED条带的每个端部处设置的最后三个LED134，分别利用比用于同一LED条带处其余位置处设置的彩色LED134低的驱动电流来驱动。例如，将位于LED条带的左端和右端位置处的绿LED134的亮度设置为大约是位于LED条带中间部分的绿LED134的亮度的一半。将位于LED条带的左端和右端向内下一个位置处的LED134的亮度设置为大约是位于LED条带中间部分的相同颜色LED134的亮度的50％到75％。将位于LED条带的左端和右端向内再下一个位置处的LED134的亮度设置为大约是位于LED条带中间部分的相同颜色LED134的亮度的60％到90％。按照这种方式，与设置在LED条带中间部分的相同颜色的LED134的亮度相比较，减小了设置在LED条带的左端和右端位置处的LED134的亮度。此外，亮度级的具体衰减量基于人类对色彩均匀性的感知，能够根据试验来判断最优衰减量。然而，按照类似于上述传统背光装置132的方式利用不同驱动器来驱动位于LED条带端部的LED134和位于条带中间部分的LED134会引起问题，例如会由于增加了驱动器及其控制电路而导致成本增大，并且占用空间增大(这引起LCD的轮廓改变)。

技术实现要素：
考虑到图1和2所示的传统背光装置132的上述问题，提出本发明。本发明的一个方面提供了一种直接型LED背光装置，改进了显示区外围的色彩不均性，同时不会增加驱动器及其控制电路以及液晶面板的轮廓(例如，画面框的宽度)变化，以及提供了一种使用该背光装置的LCD。本发明的另一方面提供了一种直接型LED背光装置，改进了显示区外围的亮度不均性，同时不会增加驱动器及其控制电路以及液晶面板的轮廓(例如，画面框的宽度)变化，以及提供了一种使用该背光装置的LCD。根据以下描述，本领域技术人员将清楚上述目的以及没有明确述及的其他目的。根据本发明的第一方面，提供了一种直接型LED背光装置，包括：底壁；以预定距离与所述底壁的内表面相对设置的光学构件组；侧壁，以所述预定距离保持所述底壁和光学构件组；作为光源的LED，固定到所述底壁的内表面；其中，所述侧壁包括突起物，所述突起物朝向由底壁、侧壁和光学构件组形成的空间的中心部分突起；以及设置在最外侧位置处的LED的发光表面的至少一部分与所述突起物交叠，并且处于当沿垂直于光学构件组的方向观看时不可见的位置。利用根据本发明第一方面的直接型LED背光装置，侧壁包括突起物，所述突起物朝向由底壁、侧壁和光学构件组形成的空间的中心部分突起。此外，设置在最外侧位置处的LED的发光表面的至少一部分与突起物交叠，并且处于当沿垂直于光学构件组的方向观看时不可见的位置。因此，使得从至少一部分发光表面与突起物交叠的LED发射的一部分光不能到达光学构件组。因此，仅通过适当地设置突起物的突起条件和来自LED的光要照射到的突起物的照射表面的一种或多种光特性(例如，漫反射率、镜面反射率、吸收率等)，能够改进液晶面板的显示区外围出现的色彩不均性。此外，为了上述色彩不均性改进，不会增加驱动器及其控制电路，也不会改变LCD的轮廓，例如画面框的宽度。按照这种方式，利用根据本发明第一方面的直接型LED背光装置，能够改进显示区外围的色彩不均性，而不会增加驱动器及其控制电路，也不会改变LCD的轮廓(例如画面框的宽度)。在由仅发射白光的白LED形成光源的情况下，能够改进显示区外围的亮度不均性，而不会增加驱动器及其控制电路，也不会改变LCD的轮廓(例如画面框的宽度)。此外，上述“突起物”至少包括如下部分：该部分从侧壁的内侧向由底壁、侧壁和光学构件组形成的空间的中心部分突起，并与设置在最外侧位置处的LED的发光表面的至少一部分交叠。“突起物”可以包括该突起物的相邻区域或部分。在根据本发明第一方面的直接型LED背光装置的优选实施例中，突起物的顶端位于相对于设置在最外侧位置处的LED的发光表面的中心沿底壁向外偏移的位置处。在根据本发明第一方面的直接型LED背光装置的另一优选实施例中，侧壁包括用于支撑光学构件组的支撑表面，以及通过支撑表面与侧壁的内表面相交形成的相交部，所述相交部位于相对于突起物的顶端沿侧壁向外偏移的位置处。在根据本发明第一方面的直接型LED背光装置的另一优选实施例中，突起物的顶端和相交部的位置被确定为使得要与所述背光装置组合的液晶面板的显示区的最外端位于突起物的顶端与相交部之间。在根据本发明第一方面的直接型LED背光装置的另一优选实施例中，光源具有由发出不同颜色光的LED的组合形成的簇结构。在根据本发明第一方面的直接型LED背光装置的另一优选实施例中，由仅发出白光的LED形成光源。在根据本发明第一方面的直接型LED背光装置的另一优选实施例中，LED以恒定间距设置在底壁的内表面上，以形成方形设置或交错设置。在根据本发明第一方面的直接型LED背光装置的另一优选实施例中，比突起物更靠近底壁的侧壁区域具有光学吸收表面。在根据本发明第一方面的直接型LED背光装置的另一优选实施例中，比突起物更靠近底壁的侧壁区域具有漫反射表面或镜面反射表面。在根据本发明第一方面的直接型LED背光装置的另一优选实施例中，比突起物更靠近底壁的侧壁区域具有漫反射表面和镜面反射表面之一以及光学吸收表面。在根据本发明第一方面的直接型LED背光装置的另一优选实施例中，突起物的截面近似为三角形或矩形，侧壁的内表面是平面。在根据本发明第一方面的直接型LED背光装置的另一优选实施例中，突起物的截面近似为三角形或矩形，侧壁的内表面是凹曲面。在根据本发明第一方面的直接型LED背光装置的另一优选实施例中，仅在与设置在最外侧位置处的LED交叠的位置上选择性地形成突起物，在LED之间不存在突起物。在根据本发明第一方面的直接型LED背光装置的另一优选实施例中，光源包括条形LED组，通过沿第一方向对齐发出不同颜色光的LED来形成每一所述条形LED组；沿着垂直于第一方向的第二方向以恒定间距设置所述条形LED组；仅在侧壁的两个相对部分处设置突起物，所述两个相对部分与条形LED组的每一端相邻并且沿第二方向延伸。根据本发明的第二方面，提供了一种LCD，包括：液晶显示面板；以及根据本发明第一方面的直接型LED背光装置。利用根据本发明第二方面的LCD，包括根据本发明第一方面的直接型LED背光装置，获得了与根据本发明第一方面的直接型LED背光装置相同的优点。附图说明为了可以容易地实践本发明，现在参考附图来描述本发明。图1是使用传统直接型LED背光装置的LCD设备的截面示意图。图2是示出了图1所示的传统直接型LED背光装置的驱动方法的概念图。图3是示出了根据本发明第一实施例的直接型LED背光装置的主要部分的截面图。图4是示出了根据本发明第一实施例的直接型LED背光装置中使用的LED阵列的部分平面图，其中从显示表面侧(光学片侧)观看LED阵列。图5是示出了根据本发明第一实施例的直接型LED背光装置的主要部分的详细尺寸以及与液晶面板的位置关系的截面图。图6A是示出了侧壁不包括突起物的直接型LED背光装置的主要部分的结构的截面图，该结构对应于通过在根据本发明第一实施例的直接型LED背光装置中删除侧壁6的突起物P得到的结构。图6B是示出了具有图6A的结构的直接型LED背光装置的光学特性的图表，其中通过仿真得到该图表。图7A是示出了根据本发明第一实施例的直接型LED背光装置的主要部分的结构的截面图。图7B是示出了通过仿真得到的根据本发明第一实施例的直接型LED背光装置的光学特性的图表。图8是示出了根据本发明第二实施例的直接型LED背光装置中使用的LED阵列的部分平面图，其中从显示表面侧(光学片侧)观看LED阵列。图9是示出了根据本发明第三实施例的直接型LED背光装置的主要部分的结构的截面图。图10A是示出了根据本发明第四实施例的直接型LED背光装置的主要部分的结构的截面图。图10B是示出了根据本发明第五实施例的直接型LED背光装置的主要部分的结构的截面图。图10C是示出了根据本发明第六实施例的直接型LED背光装置的主要部分的结构的截面图。图11是示出了根据本发明第七实施例的直接型LED背光装置的主要部分的结构的截面图。图12是示出了根据本发明第八实施例的直接型LED背光装置中使用的LED阵列的部分平面图，其中从显示表面侧(光学片侧)观看LED阵列。图13是示出了根据本发明第九实施例的直接型LED背光装置中使用的LED阵列的结构示例的示意图。图14是示出了根据本发明第十实施例的直接型LED背光装置中使用的LED阵列的平面图，其中从显示表面侧(光学片侧)观看LED阵列。图15是示出了根据本发明第十一实施例的直接型LED背光装置中使用的LED阵列的部分平面图，其中从显示表面侧(光学片侧)观看LED阵列。具体实施方式下面在参考附图的同时详细描述本发明的优选实施例。第一实施例图3和4示出了根据本发明第一实施例的直接型LED背光装置。如图3所示，根据本发明第一实施例的直接型LED背光装置包括由多个LED1形成的LED阵列、安装板2、光学构件组8、侧壁6和底座(chassis)7。通过以下方式来构成LED阵列：组合各自发出红(R)、绿(G)或蓝(B)光的多个LED1，并将LED1设置在安装板2的内表面上以具有预定布局。LED阵列混合红、绿和蓝光以便产生白光。这里，每一个LED1均为垂直于其封装发射红、绿或蓝光的“顶视(top-view)”型。图4示出了在第一实施例中使用的LED阵列的具体结构。如图4所示，设置分别发射红、绿、绿和蓝光的四个LED1以形成方形，从而构成一个簇1A。关于LED1的设置，将各自发射绿光的两个LED1分别设置在发射红光的LED1的每一侧，在该簇1A的穿过发射红光的LED1的对角线上设置发射蓝光的LED1。各自发射绿光的两个LED1设置在该簇1A的另一对角线上。在安装板2上以恒定间距设置这些LED簇1A，以形成矩阵，并作为整体构成LED阵列。根据必要的亮度将簇1A的间距设为优化值。除了LED阵列以外，还在安装板2上安装驱动器电路和控制器电路(均未示出)。安装板2包括用于反射从LED1发射的光的反射表面3。反射表面3形成在安装板2的内表面上，使得其中设置有LED1的区域是开口的。侧壁6具有两个相对端开口的柱状，该柱状的截面近似为矩形。将侧壁6固定到底座7，由此围绕安装2的外围(所有侧边)。底座7封闭了侧壁6的一个开口端(图3中的下端)，光学构件组8封闭了另一个开口端(图3中的上端)。将安装板2固定到底座7的底部内表面上。形成底座7以同时围绕安装板2和侧壁6，得到上表面开口的盒形。由散射板4、包括散射片、棱镜片等在内的一组光学片5构成光学构件组8。散射板4位于最内位置(即，距离安装板2最近的位置)。光学片组5位于散射板4的外侧并且与散射板4相邻。光学构件组8固定到侧壁6相对于安装板2的相反一端(图3中的上端)。按照这种方式，在距反射表面3的预定距离处保持每一个光学构件8。安装板2、侧壁7和光学构件组8构成了“光学混合空间”(光学混合腔)，用于将从设置在安装板2上的LED阵列发射的不同颜色光彼此光学混合以产生白光。安装板2形成光学混合空间的底部(即，底壁)；然而，可以通过底座7的底部来形成光学混合空间的底壁。光学构件组8形成光学混合空间的顶部(即，顶壁)。如图3所示，侧壁6的内表面6f在LED1的发光表面和散射板4的内表面(即，光入射表面)之间的范围内向内倾斜突起，结果得到侧壁6内侧的突起物P。因此，侧壁6的截面整体上是锥形。换句话说，从光学构件8一侧到安装板2一侧，侧壁6的厚度逐渐(这里，近似均匀地)增大。因此，侧壁6在安装板2一侧的端部与位于LED阵列最外侧位置处的LED1(下文中将这些LED1称作“最外侧LED1”)的发光表面的一部分交叠，当观看者从光学构件8一侧(沿垂直于光学构件8的方向)观看LED阵列时，最外侧LED1的一部分(即，LED1的外侧部分)不可见。换句话说，将最外侧LED1的部分发光表面插入到侧壁6的后面从而具有如同被侧壁6覆盖(或隐藏)的形状。图4更清楚地示出了这种状态。这里，侧壁6的突起物P沿着朝向光学混合空间或腔的中心部分的方向突起，并具有阻挡从最外侧LED1发射的光的一部分到达光学构件组8的功能。突起物P不仅包括(a)与最外侧LED1重叠的一个或多个部分(具有阻挡从最外侧LED1直接向着光学构件组8发射的光到达光学构件组8的功能)，还包括(b)靠近最外侧LED1的一个或多个部分，具有阻挡从最外侧LED1倾斜向外发射的光到达光学构件组8的功能。关于沿图4的垂直(上下)方向对齐的LED1，红LED1和绿LED1对应于最外侧LED1；因此，这两种LED1的发光表面的外侧部分被侧壁6(的突起物P)隐藏。关于沿图4的横向(左右)方向对齐的LED1，红LED1和绿LED1对应于最外侧LED1；因此，这两种LED1的发光表面的外侧部分被侧壁6(的突起物P)隐藏。在安装板2一侧上侧壁6的端部处，形成与内表面6f连续并近似与反射表面3平行的表面6a，并形成与反射表面3近似垂直的表面6b与表面6a连续。表面6a位于最外侧LED1的“发光表面”附近并且沿发光表面延伸。表面6b位于最外侧LED1的“侧面”附近并沿着侧面延伸到安装板2的表面附近。在表面6a和每个最外侧LED1的发光表面之间存在微小间隙，因此其彼此不会接触。类似地，在表面6b和每个最外侧LED1的侧面之间存在微小间隙，因此其彼此不会接触。在光学构件8一侧的侧壁6的端部处，形成了与反射表面3(安装板2)近似平行的支撑表面6c。散射板4与支撑表面6c相接触并由该表面6c支撑。由于侧壁6的内表面6f向内倾斜突起，相对于在光学构件8一侧支撑表面6c和内表面6f的相交部6d，在安装板2一侧表面6a和侧壁6的内表面6f的相交部6e沿着板2向内偏移。相交部6e形成了内表面6f或突起物P的顶端或梢部。如图6A所示，在LED1的发光表面和散射板4的内表面之间的范围内，不具有向内突起的突起物的传统侧壁6’的内表面6f’近似垂直于反射表面3。此外，侧壁6’的厚度在LED1的发光表面与散射板4的内表面之间的范围内是均匀的。传统侧壁6’在这些方面显然不同于根据本发明第一实施例的侧壁6。将液晶面板9装配到具有上述结构的根据本发明第一实施例的直接型LED背光装置的发光表面侧(即，光学构件8的附近)，其中将面板9装配为平行于光学构件8。按照这种方式，获得了根据第一实施例的液晶显示器(LCD)。接下来，参考图4和5来说明根据第一实施例的直接型LED背光装置中各构成部分的适当位置和尺寸关系。如图4所示，优选地，例如构成LED阵列的簇1A的间距(即，相邻簇1A之间中心到中心的距离)是14mm(或更大)。簇1A中包括的红、绿或蓝LED1具有正向电流是大约100mA的中等功率以及3mm到5mm量级的封装尺寸。以大约5mm的间隔紧密设置四个LED1以形成簇1A。如图5所示，优选地，将从反射表面3到光学构件组8中包括的散射板4的内表面(即，光入射表面)的距离设为14mm。如前所述，保持该距离的侧壁6在LED1的发光表面和散射板4的内表面之间的范围内向内突起，以便在一定高度处沿安装板2部分地隐藏LED1，所述一定高度使得侧壁6不与LED阵列中最外侧位置处的LED1的发光表面相接触。将LED1的发光表面的高度设为距离安装板2的内表面(即，反射表面3)大约为1mm。优选地，侧壁6的突起部分(即，突起物P)的梢部(换句话说，表面6a和内表面6f的相交部6e)被设为以一定高度靠近LED1的发光表面，所述一定高度使得该梢部(即，相交部6e)不与LED1的发光表面相接触；具体地，从支撑散射板4的支撑表面6c到突起物P的梢部(即，相交部6e)的距离优选小于13mm。优选地，侧壁6的突起部分(即，突起物P)的梢部(换句话说，表面6a和内表面6f的相交部6e)被设置在以下位置：相交部6e沿安装板2从最外侧LED1的发光表面的中心向侧壁6(即，向外)偏移了0.5mm。按照这种方式，实现了这种侧壁6(的突起物P)不会隐藏最外侧LED1的整个发光表面的结构。这里，平行于反射表面3的侧壁6的表面6a以及与表面6a连续并垂直于反射表面3的表面6b具有不反射光的光学特性(即，非反射特性)，换句话说，吸收光的光学特性(即，吸收特性)。例如，通过附着吸收光的公知遮光带，能够容易地实现具有上述光特性的表面。除这两个表面6a和6b以外的其他表面均着白色，以具有漫反射特性。按照以下方式确定沿平行于安装板2的方向液晶面板9的显示区的每个最外端的位置：位于支撑表面6c和内表面6f的相交部6d(在散射板4一侧)与表面6a和内表面6f的相交部6e(在安装板2一侧)之间。通过在上述位置处设置面板9的显示区的每个最外端，即使侧壁6的厚度由于突起物P变大，围绕面板9的显示区的画面框区也不会增大。因此，能够防止在面板9的显示区的外围出现较大程度的亮度减小，并可以使画面框变窄。接下来，描述具有上述结构的根据第一实施例的背光装置的操作。每一个LED1发射红、绿或蓝光，发射的光已被调整以便在背光装置中产生期望的色度。从每一LED1如此发射的光经由利用侧壁6保持恒定距离(高度)的光学混合空间的内部，进入散射板4。在前往散射板4的途中已经到达侧壁6的内表面6f的光被内表面6f反射并被发送到散射板4。已经进入散射板4的一部分光通过光学构件组8，即，散射板4和光学片组5(例如散射片、棱镜片等)，并被发射到液晶显示面板9。从背光器件如此发射的光会进入液晶面板9作为背光。已经进入散射板4但还没有通过光学构件组8的光被散射板4和/或光学片5反射或折射，并返回到光学混合空间的内部。然后，该光被安装表面2上的反射表面3和/或侧壁6的内表面6f反射并再次被发送到散射板4。之后，该光通过光学构件组8并最终被发射到液晶面板9。因此，按照这种方式从背光装置发射的光也会进入面板9作为背光。在由安装板2、侧壁6和光学构件8形成的光学混合空间中，最外侧LED1的发光表面部分地被在侧壁6的突起物P上形成的两个表面6a和6b隐藏。由于这里两个表面6a和6b均具有非反射特性，表面6a和6b吸收了从最外侧LED1发射的整个光通量中的一部分。结果，从最外侧LED1发射的光量小于从最外侧LED1相邻的其他LED1发射的光量，因此，改进了在液晶面板9的显示区的外围出现的色彩不均性。利用根据本发明第一实施例的直接型LED背光装置，如上所述，侧壁6在其内侧包括突起物P，突起物P向由安装板2(底壁)、侧壁6和光学构件组8形成的光学混合空间的中心部分突起。此外，最外侧LED1的发光表面的至少一部分与突起物P交叠，并且位于当沿着垂直于光学构件8的方向观看时不可见的位置。因此，可以使得从至少部分发光表面与突起物P交叠的最外侧LED1发射的光部分地不会到达光学构件组8。因此，仅通过适当地设置或调整突起物P的突起条件和被突起物P阻挡的光的颜色和量，就能够改进液晶面板9的显示区外围出现的色彩不均性，而无需采取其他任意措施，例如在图1和2所示的传统背光装置中使用的改变驱动电流。此外，为了色彩不均性的改进，不会增加驱动器及其控制电路，也不会改变LCD的轮廓(例如画面框的宽度)。按照这种方式，根据本发明第一实施例的直接型LED背光装置具有以下优点：能够改进显示区外围的色彩不均性，而不会增加驱动器及其控制电路，也不会改变LCD的轮廓(例如画面框的宽度)。发明人通过仿真确认了根据第一实施例的直接型LED背光装置的优点或效果。以下参考图6A、6B、7A和7B来说明仿真的结果。图6A是示出了传统直接型LED背光装置的主要部分的结构的截面图，其中传统直接型LED背光装置的侧壁不包括突起物。图6B示出了通过发明人的仿真得到的具有图6A结构的LED背光装置的光学特性。图7A是示出了根据本发明第一实施例的直接型LED背光装置的主要部分的结构的截面图。图7B示出了通过发明人的仿真得到的根据本发明第一实施例的直接型LED背光装置的光学特性。总体上，利用直接型LED背光装置，在与液晶面板9的显示区的中心部分相对应的中心区中，从每个LED簇1A发射的光和在光学混合空间或腔中反射以到达相同中心区的光相混合以具有期望的色度值。然而，在与液晶面板9的显示区的外围部分相对应的外围区中，在光学混合空间或腔中反射以到达外围区的光量小于到达中心区的光量。因此，在显示区的外围部分可获得的色度值极大地依赖于在该区域中设置的LED簇1A。在使用红、绿和蓝LED1的情况下，由于各颜色的LED1的设置位置偏移导致发射峰偏移，来自最外侧LED1的发射光分布与来自与最外侧LED1内侧相邻的LED1的发射光分布彼此不同。因此，相对亮度值和色度的x和y值极大地偏离了其期望值。图6B清楚地示出了这种情况。具体地，如图6B所示，随着距离侧壁6的内表面6f的距离增大，绿光的相对亮度(G相对亮度)和红光的相对亮度(R相对亮度)大幅波动。在更接近光学混合空间的中心部分的位置处，G相对亮度大于R相对亮度；然而，在距离内表面6f大约6.0mm的位置处，G相对亮度与R相对亮度一致。在更接近侧壁6的位置处，这种关系颠倒，R相对亮度大于G相对亮度。关于色度的x和y值，x值大于y值，在距离侧壁6的内表面6f小于大约6.0mm的范围内，x和y值之间的差进一步增大。结果，利用图6A中侧壁6’在其内表面6f’不包括突起物的背光装置中，由于在光混合空间的外围部分中红、绿和蓝光的混合比不同于在光混合空间的中心部分中的混合比，来自最外侧LED1的光的量相对较大。因此，在显示区的外围出现“色彩不均性”。如果背光装置的腔厚度(在本实施例中是14mm)变薄和/或增大LED簇1A中各颜色的LED1的设置间距(在本实施例中是5mm)，这种现象会比较明显。相反，利用根据本发明第一实施例的图7A的背光装置，通过利用侧壁6的突起物P的表面6a和6b部分地吸收从最外侧LED1发射的光，来自最外侧LED1的发射光分布能够与来自与最外侧LED1内侧相邻的LED1的发射光分布一致。在这种情况下，在光混合空间的外围部分中来自各LED1的各颜色光的混合比与在光混合空间的中心部分的混合比相同，这意味着改进了液晶面板9的显示区外围的“色彩不均性”。图7B清楚了示出了这种情况。具体地，如图7B所示，在图7B所示的整个范围内，G相对亮度与R相对亮度近似一致。此外，从光学混合空间的中心部分附近的位置到该空间的端部，在图7B所示的整个范围内，G相对亮度与R相对亮度近似一致，G和R相对亮度的波动也较小。关于色度的x和y值，x值略微大于y值，在图7B所示的整个范围内x和y值之间的差近似恒定。结果，利用根据本发明第一实施例的图7A的背光装置，在光混合空间的外围部分中红、绿和蓝光的混合比与在光混合空间的中心部分中的混合比近似一致。因此，在显示区的外围不会出现“色彩不均性”。如果背光装置的腔厚度(在本实施例中是14mm)变薄和/或增大LED簇1A中各颜色的LED1的设置间距(在本实施例中是5mm)，仍然如此。此外，在上述仿真中使用的LED阵列具有图4的配置。具体地，如图4所示，设置分别发射红、绿、绿和蓝(R，G，G，B)光的四个LED1以形成方形，构成一个簇1A。关于簇1A中LED1的设置，将两个绿LED1分别设置在红LED1的每一侧，在该簇1A穿过红LED1的一条对角线上设置蓝LED1。两个绿LED1设置在该簇1A的另一对角线上。然而，本发明并不局限于这种设置。此外，在第一实施例中，按照以下方式定位液晶面板9的显示区的每个最外端：位于侧壁6的支撑表面6c的角部(即，相交部6d)与突起物P的梢部(即，相交部6e)之间。然而，如果面板9的画面框具有余量或空间，则可以将显示区的每个最外端设置在与支撑表面6c的角部(即，相交部6d)交叠的位置处。简而言之，对于本发明，面板9的显示区的每个最外端位于支撑表面6c的角部(即，相交部6d)上或比该角部更靠近显示区中心的任意位置处即可。由于通过将上述直接型LED背光装置与液晶面板9相组合来构成根据本发明第一实施例的LCD，显然该LCD具有与该背光装置相同的优点。第二实施例图8是示出了根据本发明第二实施例的直接型LED背光装置中使用的LED阵列的部分平面图，其中从发光表面侧(即，光学片8侧)观看LED阵列。如图8所示，利用第二实施例，LED簇1A具有交错布局或图样。第二实施例在这一点与上述第一实施例不同。第二实施例的其他结构与第一实施例相同。由于LED簇1A具有交错布局，相邻簇1A之间的距离可以恒定。此外，由于簇1A之间的距离恒定，能够很好地混合来自各LED1的各颜色光，从而在根据第二实施例的整个背光装置中获得较好的平衡。因此，利用根据第二实施例的背光装置，与上述根据第一实施例的直接型LED背光装置相比较，在整个显示区能够更大地减小色彩不均性。第三实施例图9是示出了根据本发明第三实施例的直接型LED背光装置的主要部分的结构的截面图。如图9所示，在第三实施例中，尽管背光装置的结构本身与上述第一实施例相同，但是位于安装板2一侧的侧壁6的表面6a和6b的光学特性不同。具体地，在第一实施例中，与侧壁6的反射表面3平行的表面6a以及与表面6a连续并垂直于反射表面3的表面6b具有不同的反射特性(即，光吸收特性)。相反，在第三实施例中，表面6a具有反射特性，表面6b具有光吸收特性。其他结构与上述第一实施例相同。表面6a和6b的光学特性组合并不局限于第三实施例所述，可以采用任意其他类型的组合。例如，表面6a可以具有光吸收特性，表面6b可以具有反射特性。表面6a和6b可以均具有反射特性。可以改变特性自身(例如，光吸收率、反射率等)。例如，通过将表面6a和/或6b着白色，可以向表面6a和/或6b提供漫反射特性，并且可以向其提供镜面反射特性。除了与上述第一实施例相同的优点以外，根据第三实施例的直接型LED背光装置的优点还在于：即使在生产侧壁6之后，也能够通过调整表面6a和6b的光学特性来精细地调整亮度分布。第四到第六实施例图10A、10B和10C分别是示出了根据本发明第四到第六实施例的直接型LED背光装置的主要部分的结构的截面图。第四到第六实施例对应于上述第一实施例中侧壁6的变体。对于侧壁6而言，满足以下条件即可：内表面6f包括沿安装板2向光学混合空间或腔的中心部分突起的突起物P，且最外侧LED1的发光表面的至少一部分与突起物P交叠且位于当沿垂直于光学构件组8的方向观看时不可见的位置。因此，侧壁6的截面可以具有各种外形。利用根据第四实施例的直接型LED背光装置，如图10A所示，在上述第一实施例中平行于安装板2的表面6a相对于安装板2向LED1的发光表面倾斜。利用根据第五实施例的直接型LED背光装置，如图10B所示，在上述第一实施例中整体上相对于安装板2倾斜的内表面6f包括具有矩形截面的突起物P。在LED阵列附近选择性地形成该突起物P，并去除比突起物P更靠近光学构件8的那部分突起物P。可选地，突起物P的截面形状和突起物被去除部分的截面形状是可变的。利用根据第六实施例的直接型LED背光装置，如图10C所示，在上述第一实施例中整体上相对于安装板2倾斜的内表面6f垂直于安装板2。比表面6a更靠近光学构件8的突起物P整体上具有相同厚度。当LCD的画面框相对于显示区的端部位置具有余量或空间时，可以采用图10C所示的结构。显然，根据第四到第六实施例的直接型LED背光装置具有与根据上述第一实施例的直接型LED背光装置相同的优点。第七实施例图11是示出了根据本发明第七实施例的直接型LED背光装置的主要部分的结构的截面图。第七实施例具有由曲面形成侧壁6的内表面6f的突起物P的结构。该结构对应于通过以下方式得到的结构：利用两个凹曲面形成图10B所示第五实施例的直接型LED背光装置的突起物P，并使得突起物P的顶端尖锐。利用根据第七实施例的背光装置，将在上述第一实施例中平行于安装板2的表面6a和垂直于安装板2的表面6b改变为一个凹曲面6g。内表面6f也是下凹且弯曲的。利用根据第七实施例的直接型LED背光装置，也能够获得与上述第一实施例相同的优点。除了上述优点以外，还存在以下优点：通过改变表面6f和6g的弯曲状态并由此调整由侧壁6漫反射的光的镜面反射分量的方向，能够精细地调整亮度分布。可选地，可以根据需要组合第一到第七实施例中侧壁6的突起物P的上述形状和内表面的上述形状。第八实施例图12是示出了根据本发明第八实施例的直接型LED背光装置中使用的LED阵列的部分平面图，其中从发光表面侧观看LED阵列。如图12所示，第八实施例与上述第一实施例的不同之处在于选择性的切割侧壁6以具有多个切口或开口10，每一个切口或开口位于相邻LED簇1A之间。其他结构与上述第一实施例相同。在相邻LED簇1A之间的区域，来自LED1的光难以到达光学构件8。因此，由于在侧壁6上设置突起物P，担心来自最外侧LED1的光更难以到达光学构件8。为了消除这种担心，在第八实施例中选择性地切割突起物P以便在相邻LED簇1A之间的各位置处形成切口10。提供切口10产生了相当于相邻LED簇1A之间的各区域不存在突起物P的状态，因此，不会出现由于突起物P导致来自最外侧LED1的光难以到达光学构件8的担心。利用根据第八实施例的直接型LED背光装置，也能够获得与上述第一实施例相同的优点。除了上述优点以外，还存在以下优点：即使当由于LED簇1A之间的间距限制导致从背光装置的腔厚度角度不允许亮度不均性的足够余量时，也能够防止出现色彩不均性。第九实施例图13是示出了根据本发明第九实施例的直接型LED背光装置中使用的LED阵列的结构的平面图。如图13所示，在第九实施例中，可以根据显示设备的目的或用途进行LED簇1A中LED1的各种组合。组合(a)是RGGB型，包括四个LED1，其中一个LED发射红光，两个LED发射绿光，剩余一个LED发射蓝光。这种类型适于需要高亮度和宽色度范围的目的。在上述第一实施例使用了这种组合。组合(b)是RGB型，包括发射红、绿和蓝光的三个LED1。这种类型适于需要低亮度和宽色度范围的目的。组合(c)是WRGB型，包括发射白、红、绿和蓝光的四个LED1。这种类型适于需要高效率和低功耗的目的。组合(d)是WGB型，包括发射白、绿和蓝光的三个LED1。这种类型适于需要仅在特定色度范围内进行色度调整、高效率和低功耗的目的。组合(e)是WRG型，包括发射白、红和绿光的三个LED1。这种类型也适于需要仅在特定色度范围内进行色度调整、高效率和低功耗的目的。按照这种方式，根据LED簇1A中LED1的组合来改变背光装置的特性。本发明并不局限于包括红、绿和蓝光三个LED1的RGB类型。例如，如果将效率比红(R)、绿(G)和蓝(B)LED高的白(W)LED与R、G和BLED相组合，在抑制功耗的同时，能够使R、G和BLED的白点(whitepoint)可变。此外，可以使用通过将上述WLED与G和BLED(从R、G和BLED中删除了RLED)或R和GLED(从R、G和BLED中删除了BLED)相组合形成的WGB或WRG型。由于这两种三色组合(即，WGB和WRG)比四色组合W、R、G和B少了一种颜色，可以抑制当白点可变时LED输出控制的规模，并且能够减小必需的LED数目。这有利于制造成本降低的显示设备。在上述这些组合中，确定LED簇1A中LED1的设置，使得可选地平衡色度。例如，LED设置可以具有方形、三角形或菱形图样。第九实施例中所述的目的或用途是一种示例。本发明并不仅局限于簇1A中LED1的组合。尽管没有在图中示出，本发明可以使用在其封装中具有多色LED(LED芯片)1的LED单元或装置。利用根据第九实施例的直接型LED背光装置，也能够获得与上述第一实施例相同的优点。除了上述优点以外，还存在以下优点：根据显示设备的目的或用途，能够提供优化的特性。第十实施例图14是示出了根据本发明第十实施例的直接型LED背光装置中使用的LED阵列的平面图，其中从发光侧观看LED阵列。如图14所示，第十实施例与上述第一实施例的不同之处在于没有组合LED1以形成LED簇1A，而是沿一个方向以预定顺序线性地设置三种颜色光的R、G和BLED1，形成条形LED行(row)或组1B。第十实施例的其他结构与第一实施例相同。在每一LED行或组1B中，沿一个方向(即，图14中的竖直方向)以恒定间距按预定顺序对齐红、绿和蓝LED1，形成条形配置。该设置图样与用于条形荧光灯的设置图样相同。沿垂直于LED行1B的延伸方向的方向(即，图14中的横向方向)以恒定间距在反射表面3上设置多个LED行1B(换句话说，条形LED组)，得到LED阵列。在本实施例中，由于通过条形LED组或行1B的组合形成LED阵列，仅在每一LED行1B的两端分别所处的(内表面6f上)两个相对位置处提供侧壁6的突起物P即可。这意味着简化了侧壁6的结构。因此，通过按照以下方式在侧壁6的内表面6上设置突起物P能够改进色彩不均性：将突起物设置在每一LED行1B中最外侧LED所处的1位置处。例如，在图14中，每一LED行1B中最外侧LED1位于上和下端部位置处。此外，如果相对于背光装置的腔厚度以足够窄的间距设置条形LED行1B，同时LED行1B被定位为足够靠近与LED行1B的设置方向(即，图14中的横向方向)平行的侧壁6的部分(即，图14中侧壁6的左和右端)，则也可以在这些位置(即，图14中侧壁6的左和右端)处形成突起物P。在这种情况下，另一个优点在于：能够抑制在与LED行1B的设置方向平行的侧壁6的部分(即，图14中侧壁6的左和右端)处出现的亮度不均性。第十一实施例图15是示出了根据本发明第十一实施例的直接型LED背光装置中使用的LED阵列的部分平面图，其中从发光侧观看LED阵列。如图15所示，在第十一实施例中仅白LED1用作光源。此外，类似于上述第十实施例，相对于背光装置的腔厚度以足够窄的间距设置白LED1，同时靠近侧壁6设置LED阵列中的最外侧LED1。与上述第一实施例相同，形成侧壁6的突起物P以部分地覆盖最外侧LED1的发光表面。在本实施例中，由于LED阵列中相邻白LED1之间的距离恒定，能够在整个背光装置中抑制来自LED1的白光的亮度不均性。变体上述第一到第十一实施例是本发明的具体示例。因此，毫无疑问本发明并不局限于这些实施例，在不脱离本发明精神的前提下，可以向这些实施例应用任意其他修改。例如，在侧壁6的内表面6f上形成的突起物P的结构并不局限于上述实施例中所述的结构，可以任意地进行修改。此外，LED1的布局也不局限于上述实施例中所述的布局，可以任意地进行修改。本发明可应用于使用LED作为光源的直接型LED背光装置和使用该背光装置的LCD设备。