光源装置以及液晶显示装置制造方法
【专利摘要】本发明的目的在于抑制面光源的亮度不均以提高面光源的显示品质。在本发明中，交替地配置了具有亮度峰值较高且明暗对比度差较大的一个或者多个光源部的LED模块(2A)、以及具有亮度峰值较低且明暗对比度差较小的一个或者多个光源部的LED模块(2B)。该一个或者多个光源部中具有设置于LED(4)周围的基板区域(光扩散透镜(5)正下方的基板区域)上、且作为反射片材的白色抗蚀剂(6A、6B)，利用白色抗蚀剂(6A、6B)的反射率的不同来构成亮度峰值较高且明暗对比度差较大的光源部和亮度峰值较低且明暗对比度差较小的光源部。由此，有意识地利用白色抗蚀剂(6A、6B)的反射率的不同对来自光扩散透镜(5)的亮度分布(明暗对比度)进行调整控制，从而使明部(8)和暗部(7)相抵消以大幅度地抑制亮度不均。
【专利说明】光源装置以及液晶显示装置【技术领域】
[0001]本发明涉及一种使用了多个LED模块等的光源装置以及将该光源装置用作为背光源的液晶显示装置，其中，该LED模块中安装有多个发光二极管(LED)以作为光源部。
【背景技术】
[0002]这种现有的液晶显示装置具有透射型液晶面板，在该透射型液晶面板的背后具备背光源。以往，被用作为背光源的光源装置的主流是CCFL(冷阴极荧光灯)，但是随着近些年LED技术的进步，有望使用LED来代替CCFL作为光源部。
[0003]专利文献I中采用了抑制筋状的亮度不均的方法，其中，在直下型的LED背光源中，由于光学透镜的支柱部及其粘接树脂遮挡住来自发光元件的光而产生的阴影彼此重合，由此而引起了上述筋状的亮度不均，但是，所使用的光扩散透镜全是相同的。
[0004]图11是表示专利文献I中所揭示的安装有发光元件的以往的发光元件模块的主要部分的结构示例的剖面图。图12是表示安装有多个图11的发光元件模块的面发光单元中的光学透镜的配置示例的俯视图。
[0005]如图11所示，在发光元件模块100中，在基板101上分别安装有一列或者多列的多个发光元件部件102，该发光元件部件102中安装有LED来作为发光元件。
[0006]基板101中，在例如布状或无纺布状的玻璃纤维、有机纤维等中浸溃树脂(环氧树月旨、氰酸脂树脂等)而形成得到的基材IOla上实施布线处理。将基板101的最上层表面形成为使白色的绝缘材料(白色抗蚀剂等)101b覆盖布线上除了焊盘部以外的区域。通过用白色的绝缘材料IOlb来覆盖基板101的最上层表面，由此除了能够保护布线以外，还能够提高对来自发光元件的光的反射率，能够提高照射到显示区域内的光照射量。再者，当在基板表面另行设置反射片材的情况下，也可以使用通常的阻焊剂。
[0007]发光元件部件102具有如下结构:在陶瓷等元件基板102a上安装有I个或多个LED芯片(未图示)，且利用电线(未图示)等将该LED芯片与元件基板102a电连接，而且利用密封树脂102b将LED芯片和电线密封起来。在密封树脂102b中使用硅类等透明树脂，并根据需要添加荧光体等。
[0008]在基板101上具有未被绝缘材料IOlb所覆盖的开口部101d，在该开口部IOld上，利用粘接树脂104固定有光学透镜103和基板101的基材101a。
[0009]开关部IOld的尺寸可以与光学透镜103的支柱部103a的底面尺寸相同，也可以比其稍大。由此，通过设置与支柱部103a的底面尺寸相同、或者比支柱部103a的底面尺寸稍大的开口部101d，使粘接树脂104的定位变得容易，使树脂量的管理也变得容易。若粘接树脂104的量过多，则由于粘接树脂104会高于光学透镜103的透镜部103b的底面，或者在基板101表面上超过开口部IOld而扩展开，由此在透镜部103b的底面或者支柱部103a上发生透射光的遮挡或吸收，对来自发光元件的光的扩散产生影响。
[0010]在光学透镜103的中央部形成有用于从下方收纳一部分发光元件部件102的凹陷部103c，不密封发光元件部件102，而在发光元件部件102与凹陷部103c之间具有空气层，由此能够改善发光元件部件102的散热性。
[0011]如图12所示，在以往的面发光单元110上配置有相邻的光学透镜103的支柱部103a和粘接树脂104，并使它们共同地避开将相邻的发光元件部件102的中心彼此相连接的纵向的直线LI和横向的直线L2。由此，因相邻的光学透镜103的支柱部103a和粘接树脂104遮挡来自发光元件的光而产生的阴影彼此不重合，因此，能够抑制筋状的亮度不均的发生。
[0012]现有技术文献
[0013]专利文献
[0014]专利文献1:日本专利特开2011-40376号公报
【发明内容】
[0015]发明所要解决的技术问题
[0016]在专利文献I所揭示的上述现有的面发光单元110中，如图12所示，在将光扩散透镜103以矩阵状的方式配置成纵横矩阵形的情况下，多个发光元件部件102各自的光扩散与相邻的光扩散透镜103的光有关，作为背光源的整体，容易产生成为纵向条纹和横向条纹、斜条纹形的规定的图案的发光不均。特别是在整个画面上所产生的筋状的发光不均很容易进入人眼，是造成显示品质下降的原因。
[0017]相比于在离开该接近位置的位置所产生的同种的不均，对于在接近位置上连续生成的同种的不均，即使是相同的亮度差也容易使人眼注意到不均的图案。
[0018]另外，若使发光元件和光扩散片材之间的间隔狭小到性能界限为止、或者将安装于平面的发光元件的狭缝间隔扩大到性能界限为止，则在仅有单一的配光特性的现有结构中，由于发光元件模块在制造上的偏差而造成的特性偏差，会使得向以发光元件为中心的周边部分的光的扩散不足、在平面上发光元件与发光元件的中间地点的亮度相对地降低、且发光元件正上方的亮度相对地提高，由此所生成的格子形的不均会产生损害显示品质的问题。
[0019]本发明是为了解决上述以往问题而设计的，其目的在于提供一种能够抑制面光源的亮度不均以提高面光源的显示品质的光源装置、以及使用该光源装置的液晶显示装置。
[0020]解决技术问题所采用的技术方案
[0021]在本发明的光源装置中配置有多个发光元件模块，且该光源装置对光进行面状的照射，该多个发光元件模块是通过在基板上安装一个或多个发光元件而得到的，在该光源装置中，交替地配置有产生第I不均的光源部和产生第2不均的光源部，通过构成为使该第I不均和该第2不均相互缓和来实现上述目的。
[0022]另外，优选在本发明的光源装置中，在俯视观察时看到在行方向和列方向上将多个光源部配置成矩阵形，在此情况下，在每一行或者每一列交替地配置有因亮部而产生了方格形不均的光源部和因亮部而产生了倾斜形不均的光源部。
[0023]在本发明的光源装置中配置有多个发光元件模块，且该光源装置对光进行面状的照射，该多个发光元件模块是通过在基板上安装一个或多个发光元件而得到的，在该光源装置中，在俯视观察时看到在行方向和列方向上将多个光源部配置成矩阵形，在此情况下，在每一行和每一列上交替地配置有配光特性较窄的光源部和配光特性较宽的光源部，由此来实现上述目的。
[0024]另外，优选在本发明的光源装置中，在俯视观察时看到在行方向和列方向上将多个光源部配置成矩阵形，在此情况下，在每一行或者每一列交替地配置有明暗对比度差较大的光源部和明暗对比度差较小的光源部。
[0025]而且，优选在本发明的光源装置中，交替地配置了具有明暗对比度差较大的一个或多个光源部的发光元件模块、和具有明暗对比度差较小的一个或多个光源部的发光元件模块。
[0026]而且，优选在本发明的光源装置的发光元件模块中，交替地配置有明暗对比度差较大的光源部和明暗对比度差较小的光源部。
[0027]而且，优选为本发明的光源装置的光源部除了所述发光元件以外，还具有设置于该发光元件周围的基板区域上的反射片材，利用该反射片材的反射率的不同来构成明暗对比度差较大的光源部和明暗对比度差较小的光源部。
[0028]而且，优选为在本发明的光源装置的每个发光元件上安装有透镜，所述发光元件周围的基板区域是该透镜正下方的基板区域。
[0029]而且，优选为在本发明的光源装置中，俯视观察时看到在行方向和列方向上将多个光源部配置成矩阵形，在此情况下，在每一行或每一列上交替地配置配光角较窄的光源部和该配光角较宽的光源部。
[0030]而且，优选为在本发明的光源装置中，交替地配置了具有配光角较窄的一个或多个光源部的发光元件模块、和具有该配光角较宽的一个或多个光源部的发光元件模块。
[0031]而且，优选为在本发明的光源装置的发光元件模块上，交替地配置有所述配光角较窄的光源部和该配光角较宽的光源部。
[0032]而且，优选为本发明的光源装置的光源部具有所述发光元件、以及安装于每个该发光元件的透镜，利用该透镜的多个支柱部的长度、该透镜的厚度及其形状之中的至少一个的不同，来构成所述配光角较窄的光源部和该配光角较宽的光源部。
[0033]而且，优选为本发明的光源装置的光源部具有所述发光元件，利用该发光元件中的一个或多个发光部的高度的不同，来构成所述配光角较窄的光源部和所述配光角较宽的光源部。
[0034]而且，优选为本发明的光源装置的光源部具有所述发光元件，利用光从该发光元件射出的密封部的形状的不同，来构成所述配光角较窄的光源部和该配光角较宽的光源部。
[0035]本发明的液晶显示装置是在液晶面板的背面侧设置有本发明的上述光源装置以用作为背光源的液晶显示装置，由此来实现上述目的。
[0036]下面，基于上述结构来说明本发明的作用。
[0037]在本发明中，在光源装置中配置有多个发光元件模块，且该光源装置对光进行面状的照射，该多个发光元件模块是通过在基板上安装一个或多个发光元件而得到的，在该光源装置中，在俯视观察时看到在行方向和列方向上将多个光源部配置成矩阵形，在此情况下，在每一行和每一列上交替地配置有配光特性较窄的光源部和配光特性较宽的光源部。
[0038]由此，因为交替地配置有配光特性较窄的光源部和配光特性较宽的光源部，因此，对通过发光元件的光轴上的发光亮度较大、且离开光轴的延伸部分的发光亮度较小的光源部，以及通过发光元件的光轴上的发光亮度比在该光源部的光轴上的发光亮度要小、且离开光轴的延伸部分的发光亮度比离开该光源部的光轴的延伸部分的发光亮度要大的光源部进行组合，由此能够缓和光源部之间的发光亮度的下降，其结果是能够缓和光源部正上方和光源部之间的亮度差。由此，能够抑制面光源的亮度不均以提高面光源的显示品质。
[0039]再者，因为能够缓和光源部正上方和光源部之间的亮度差以抑制在画面上所产生的亮度不均，因此，能够扩大发光元件的间隙间隔，其结果是能够减少包括发光元件的光源部的数量。
[0040]发明效果
[0041]由此，根据本发明，对通过发光元件的光轴上的发光亮度较大、且离开光轴的延伸部分的发光亮度较小的光源部，以及通过发光元件的光轴上的发光亮度比在该光源部的光轴上的发光亮度要小、且离开光轴的延伸部分的发光亮度比离开该光源部的光轴的延伸部分的发光亮度要大的光源部进行组合，由此能够缓和光源部之间的发光亮度的下降，其结果是能够缓和光源部正上方和光源部之间的亮度差，因此，能够抑制因人类的视觉而在画面上看到的亮度不均，能够提高面光源的显示品质。
[0042]如上所述，因为能够缓和光源部正上方和光源部之间的亮度差以抑制在画面上所产生的亮度不均，因此，能够扩大发光元件的间隙间隔，其结果是还能够减少光源部的数量。
【专利附图】
【附图说明】
[0043]图1是示意性地表示本发明的实施方式I中的LED光源装置的LED模块的配置示例的俯视图。
[0044]图2是示意性地表示组装有图1的LED光源装置的液晶显示装置的主要部分结构示例的AA’部分的纵向剖面图、以及表示与其相对应的位置的亮度的图。
[0045]图3是在仅配置有利用白色抗蚀剂的反射率将亮度设定得较低的LED模块的情况下、示意性地表示光扩散透镜的位置和亮度的明暗部分的俯视图。
[0046]图4是在仅配置有利用白色抗蚀剂的反射率将亮度设定得较高的LED模块的情况下、示意性地表示光扩散透镜的位置和亮度的明暗部的俯视图。
[0047]图5是在基板单位上交替地配置亮度峰值较高且明暗对比度差较大的LED模块、和亮度峰值较低且明暗对比度差较小的LED模块的本实施方式I的情况下，示意性地表示光扩散透镜的位置和亮度的明暗部的俯视图。
[0048]图6是示意性地表示图1的LED光源装置中的3个LED模块的配置示例的俯视图。
[0049]图7是示意性地表示组装有本发明的实施方式2中的LED光源装置的液晶显示装置的主要部分结构示例的局部纵向剖面图、以及表示与其相对应的位置的亮度的图。
[0050]图8是示意性地表示用于说明配光角较窄的光源部的液晶显示装置的主要部分的结构示例的局部纵向剖面图。
[0051]图9是示意性地表示用于说明配光角较宽的光源部的液晶显示装置的主要部分的结构示例的局部纵向剖面图。
[0052]图10(a)是表示组装有本发明实施方式2中的LED光源装置的变形例的液晶显示装置的局部纵向剖面图，图10(b)是LED内的发光部的高度为dl时的LED侧视图，图10(c)是发光部的高度d2低于图10(b)的发光部高度dl时的LED侧视图。
[0053]图11是表示专利文献I中所揭示的安装有发光元件的以往的发光元件模块的主要部分的结构示例的纵向剖面图。
[0054]图12是表示安装有多个图11的发光元件模块的面发光单元中的光学透镜的配置示例的俯视图。
[0055]标号说明
[0056]1、11、12 LED光源装置(光源装置)
[0057]2 LED模块(发光元件模块)
[0058]2A设定成亮度较高且明暗对比度差较大的LED模块
[0059]2B设定成亮度较低且明暗对比度差较小的LED模块
[0060]2C、2F设定成配光角较窄的LED模块
[0061]2D、2E设定成配光角较宽的LED模块
[0062]3印刷布线基板
[0063]4、4a、4b LED (光源元件)
[0064]5.5C.5D光扩散透镜(透镜)
[0065]5a、5al、5a2 支柱部
[0066]5b扩散图案
[0067]6 反射片材
[0068]6a倾斜面
[0069]6A反射率较高的白色抗蚀剂
[0070]6B反射率较低的白色抗蚀剂
[0071]20、20C、20E液晶显示装置
[0072]21光学片
[0073]22透射型液晶面板
[0074]7、7A、7B 暗部
[0075]8 亮部
[0076]9底板(筐体)
【具体实施方式】
[0077]下面，参照附图对在本发明的光源装置的实施方式1、2中将各个LED光源装置应用到透射型液晶面板中的情况进行详细说明。另外，各图中的结构构件的各厚度、长度等是根据制图上的观点而定的，并不限定于图示的结构。
[0078](实施方式I)
[0079]图1是示意性地表示本发明的实施方式I中的LED光源装置的LED模块的配置示例的俯视图。
[0080]在图1中，本实施方式I的LED光源装置I由多个LED模块2构成，且通常具有多列，但是此处为了方便起见，在横向上排列有5列，且每一列分别配置有左右2个长方形的LED模块2再者，在横向5列的长方形的LED模块2之中，为了提高画面中央部的亮度，此处虽未明确图示，但是将中央3列的长方形的LED模块2配置成使其纵向的排列间隙呈紧密状态、且中央侧的LED4较为紧密。
[0081]各个LED模块2分别具有印刷布线基板面3、和安装在该印刷布线基板3上的多个(此处为5个)串联的LED4。I列上的各个LED模块2由多个(此处为左右2个)LED模块2来构成，将左右2个LED模块2配置得彼此较为紧凑，以使LED4的排列间隔变得均匀。由此，多个LED4在纵向横向方向上以相等间隔排列成矩阵形。在每个LED4上从上方安装有分别覆盖各个LED4上方、用于对来自LED4的光进行扩散的光扩散透镜5。在该情况下，使3个支柱部5a处于下方，从而以覆盖LED4的方式将光扩散透镜5安装到印刷布线基板3上。光扩散透镜5的3个支柱部5a与印刷布线基板3相抵接，且利用粘接剂(未图示)等来进行固定。在光扩散透镜5的透镜底面，形成有后述的图2的扩散图案5b (此处为四角锥)。
[0082]在反射片6的规定的配置位置上，按照LED4的个数来配置使安装于LED4的光扩散透镜5与LED4 —起贯穿的孔。光扩散透镜5和安装于各个LED模块2上的LED4 —起从反射片的孔的背面侧贯穿反射片6的多个贯穿孔，在此状态下，将多个印刷布线基板3和反射片6固定于其下方的底板(未图示)。来自多个LED4的光通过各个光扩散透镜5被反射片6所反射，然后光向前方射出。由此，LED光源装置I构成为扩散的面光源。反射片6的画面周边部(画面周边的框部分)的细长状的纵向和横向的4个面分别由倾斜面6a来构成，并使其朝前方开口。
[0083]本实施方式I的特征结构在于，在俯视观察时多个光源部在行方向和列方向配置成矩阵形的情况下，在每一行或者每一列上交替地配置有后面将详细描述的亮度峰值较高且明暗对比度差较大的光源部、和亮度峰值较低且明暗对比度差较小的光源部。即，虽然后面才做详细的描述，但是在本实施方式I的特征结构中，交替地配置来自光源部的光的亮度峰值较高且明暗对比度差较大的发光元件模块2A、和来自光源部的光的亮度峰值较低且明暗对比度差较小的发光元件模块2B，从而降低亮度不均。此处，虽然后面将详细描述，但是除了 LED4和光扩散透镜5以外，光源部还具备后述的图2的白色抗蚀剂6A、6B以作为设置于光扩散透镜5正下方的基板区域(LED4周围的基板区域)上的反射片材，且利用白色抗蚀剂6A、6B的反射率的不同来构成亮度峰值较高且明暗对比度差较大(较窄的配光特性)的光源部和亮度峰值较低且明暗对比度差较小(较广的配光特性)的光源部。
[0084]图2是示意性地表示组装有图1的LED光源装置I的液晶显示装置的主要部分结构示例的AA’部分的纵向剖面图、以及表示与其相对应的位置的亮度的图。此处，示出了跨过3个LED模块2的宽度方向(AA’方向)。
[0085]在图2中，本实施方式3的液晶显示装置20具有LED背光源即本实施方式I的LED光源装置1、光学片21和液晶显示画面的透射型液晶面板22，其中，在LED光源装置I中，在各个印刷布线基板3上排列有多个LED4，且排列有多个通过使上述光扩散透镜5分别覆盖各个LED4而分别设置成的LED模块2以进行面发光；在LED光源装置I的上方，在每离开I块反射片6的距离为D的位置开口以设置光学片21，且该光学片21包括用于抑制光不均的光扩散片和棱镜片等；该液晶显示画面的透射型液晶面板22设置在该光学片21上且能够基于显示信号来进行液晶图像显示；LED光源装置I设置于透射型液晶面板22的背面侧且被用作为背光源。[0086]由于通过光扩散透镜5的孔开在反射片6上，因此，在光扩散透镜5正下方的圆形印刷布线基板3上未设置反射片6。为了提高光的利用效率，在光扩散透镜5正下方的圆形印刷布线基板3上涂敷白色抗蚀剂6A、6B(涂料)。白色抗蚀剂6A、6B的反射率例如为81?85%。该白色抗蚀剂6A、6B在制造印刷布线基板3时、兼用作保护布线而被涂敷。在除了必须进行电连接的布线焊盘部和光扩散透镜5的支柱部5a和基材向抵接的部分以外，都涂敷该白色抗蚀剂6A、6B。因为光扩散透镜5正下方的印刷布线基板3上的圆形的白色抗蚀剂6A、6B位于光扩散透镜5正下方的位置，因此，容易直接影响到光扩散透镜5上方的亮度。
[0087]由于暂时从光源部射出的光之中的、被光扩散片等光学片21反射并返回到光源部一侧的光的一部分通过光扩散透镜、而被涂敷在基材表面的白色抗蚀剂6所反射、从而再一次射入光扩散透镜5中的光倾向于集中在光扩散透镜5的中心，因此，根据白色抗蚀剂6A、6B的反射率的大小，从光源射出的光的配光特性(光的扩散/亮度分布)会发生变化。例如，在将白色抗蚀剂6A的反射率设为85%、且将白色抗蚀剂6B的反射率设为81%的情况下，相比于白色抗蚀剂6B的情况，白色抗蚀剂6A正上方的光扩散透镜部5的中心上方的亮度更高。在这种情况下，光扩散透镜5的中心周围因亮度差而显得较亮。另外，相比于白色抗蚀剂6A的情况，白色抗蚀剂6B正上方的光扩散透镜5的中心上方的亮度较低。在此情况下，虽然整体看变暗了，但是明亮度之差变小了。另一方面，对于在离开光扩散透镜5的中心的位置处的亮度，白色抗蚀剂6B情况下的亮度比白色抗蚀剂6A情况下的亮度更高。也就是说，若提高白色抗蚀剂的反射率，则光扩散透镜中心上方的亮度较高，但是光扩散透镜的中心上方和中心周围的亮度差较大，作为单独的光源，成为明暗对比度较大的光源。反过来讲，若降低白色抗蚀剂的反射率，则光扩散透镜中心上方的亮度较低，但是光扩散透镜的中心上方和中心周围的亮度差较小，作为单独的光源，成为明暗对比度较小的光源。
[0088]以印刷布线基板3为单位改变白色抗蚀剂6A、6B的反射率，以基板为单位交替地配置有LED模块2A和LED模块2B，其中，利用白色抗蚀剂6A的反射率(此处设为例如85%，即设为反射率较高的白色抗蚀剂6A)将该LED模块2A的亮度设定得较高，利用白色抗蚀剂6B的反射率(此处设为例如81%，即设为反射率较低的白色抗蚀剂6B)将该LED模块2B的亮度设定得较低。由此，在仅配置亮度峰值较高且明暗对比度差较大的LED模块2A的情况下，LED4和光扩散透镜5的配置间距P例如为50mm且存在亮度峰值，但是在亮度峰值较高且明暗对比度差较大的LED模块2A之间，通过配置亮度峰值较低且明暗对比度差较小的LED模块2B，能够使配置间距P为50mm的两倍即100mm、存在亮度峰值且亮度峰值的位置分散，而且，能够利用亮度峰值较低且明暗对比度差较小的LED模块2B来缓和相邻的光扩散透镜5之间的亮度降低部分之差，从而能够抑制亮度不均。
[0089]光源部由在平面上配置成二维形状的一个或多个LED4、覆盖在该LED4之上的光扩散透镜5以及光扩散透镜5正下方的白色抗蚀剂6A或6B所组成，在该光源部的上部配置有作为光扩散单元的光学片21，使来自一个或多个光源部的光透过光学片21，并且利用由光学片21所产生的光扩散、多重反射及回射的效果使来自一个或多个光源部的光进一步地扩散成平面形，利用所得到的光的扩散图案的重叠来得到亮度特性较为平坦的面发光。
[0090]此处，对本实施方式I的亮度不均抑制原理进行进一步具体的说明。
[0091]图3是在仅配置有利用白色抗蚀剂6B的反射率将亮度设定得较低的LED模块2B的情况下、示意性地表示光扩散透镜5的位置和亮度的明暗部分的俯视图。
[0092]如图3所示，在亮度峰值较低且明暗对比度差较小的LED模块2B的情况下，在俯视观察时，由于在相邻的光扩散透镜5的上下方向以及左右方向之间亮度差较小，因此亮度不均较小，但是在相邻的光扩散透镜5的倾斜方向之间，随着亮度峰值位置的分散而相应产生了亮度差，从而生成暗部7。由此，因在光扩散透镜5之间的倾斜方向所生成的暗部7而产生了亮度不均。反过来讲，因亮部8而生成了方格形不均。
[0093]图4是在仅配置有利用白色抗蚀剂6A的反射率将亮度设定得较低的LED模块2A的情况下、示意性地表示光扩散透镜5的位置和亮度的明暗部分的俯视图。
[0094]如图4所示，在亮度峰值较高且明暗对比度差较大的LED模块2A的情况下，在俯视观察时，由于在相邻的光扩散透镜5的上下方向以及左右方向之间亮度差较大，因此亮度不均较大且能观察到暗部7，但是在相邻的光扩散透镜5的倾斜方向之间，随着亮度峰值位置的分散而相应产生的亮度差较小，而且光相互重叠而不会生成暗部7。由此，因在光扩散透镜5之间的倾斜方向所生成的亮部8而产生了亮度不均。反过来讲，因暗部7而生成了方格形不均。
[0095]图5是以基板为单位交替地配置亮度峰值较高且明暗对比度差较大的LED模块2A、和亮度峰值较低且明暗对比度差较小的LED模块2B的本实施方式I的情况下，示意性地表示光扩散透镜5的位置和亮度的明暗部的俯视图。
[0096]如图5所示，通过以基板为单位交替地配置亮度峰值较高且明暗对比度差较大的LED模块2A、和亮度峰值较低且明暗对比度差较小的LED模块2B，能够使图3的暗部7和亮部8、以及图4的亮部8和暗部7相互重叠以使暗部7和亮部8的亮度平均化，从而大幅度地抑制亮度不均以生成亮部8。在俯视观察到在行方向和列方向上将多个光源部配置成矩阵形的情况下，在每一行或者每一列，交替地配置有因亮部而产生了方格形不均的光源部和因亮部而产生了倾斜形不均的光源部。总之，构成为交替地配置产生了第I不均的光源部和产生了第2不均的光源部，从而使第I不均和第2不均相互抵消并缓和。LED模块具有多个因作为第I不均的亮部而产生了方格形不均的光源部，该LED模块对应于具有多个亮度峰值较低且明暗对比度差较小的光源部的LED模块2B。LED模块具有多个因作为第2不均的亮部而产生了倾斜形不均的光源部，该LED模块对应于具有多个亮度峰值较高且明暗对比度差较大的光源部的LED模块2A。在此情况下，光源部中除了作为发光元件的LED4和光扩散透镜5以外，还具有设置于光扩散透镜5正下方的印刷布线基板3上、且作为反射片材的白色抗蚀剂6A或6B，利用白色抗蚀剂6A或6B的反射率的不同来构成亮度峰值较高且明暗对比度差较大的光源部和亮度峰值较低且明暗对比度差较小的光源部。
[0097]图6示出了这种情况。在图6中，交替地配置有亮度不同的LED模块2A和LED模块2B。在LED模块2A和LED模块2B之间，使白色抗蚀剂6A和白色抗蚀剂6B的反射率不同。在此情况下，在相同的基板上，在亮度峰值较高且明暗对比度差较大的LED模块2A的光扩散透镜5之间产生了暗部7A，该暗部7A是在发光部之间亮度差较大、且光量较低较多的部分。在亮度峰值较低且明暗对比度差较小的LED模块2B的光扩散透镜5之间产生了暗部7B，但是该暗部7B是在发光部之间亮度差较小、且光量降低较小的部分，因此亮度不均较小。再者，这些LED模块2A和LED模块2B固定于底板9 (筐体)。
[0098]如上所述，根据本实施方式I的LED光源装置I，交替地配置了具有亮度峰值较高且明暗对比度差较大的一个或者多个光源部的LED模块2A、以及具有亮度峰值较低且明暗对比度差较小的一个或者多个光源部的LED模块2B。该一个或者多个光源部中具有设置于LED4周围的基板区域(光扩散透镜5正下方的基板区域)上、且作为反射片材的白色抗蚀剂6A、6B，利用白色抗蚀剂6A、6B的反射率的不同来构成亮度峰值较高且明暗对比度差较大的光源部和亮度峰值较低且明暗对比度差较小的光源部。
[0099]由此，对通过发光元件的光轴上的发光亮度较大、且离开光轴的延伸部分的发光亮度较小的光源部，以及通过发光元件的光轴上的发光亮度比在该光源部的光轴上的发光亮度要小、且离开光轴的延伸部分的发光亮度比离开该光源部的光轴的延伸部分的发光亮度要大的光源部进行组合，由此能够缓和光源部之间的发光亮度的下降，其结果是能够缓和光源部正上方和光源部之间的亮度差。由此，能够抑制因人类的视觉而在画面上看到的亮度不均。进一步而言，能够有意识地利用白色抗蚀剂6A、6B的反射率的不同对来自光扩散透镜5的亮度分布(明暗对比度)进行调整控制，由此能够使明部8和暗部7相抵消以大幅度地抑制亮度不均。根据本实施方式I的液晶显示装置20，能够消除在整个画面上所产生的筋状的亮度不均，并且通过提高面光源的品质，能够提高显示品质。因此，能够抑制面光源的亮度不均以提高面光源的显示品质。而且，因为能够缓和光源部正上方和光源部之间的亮度差以抑制在画面上所产生的亮度不均，因此，能够扩大LED4的间隙间隔，其结果是还能够减少包括LED4的光源部的数量。
[0100]再者，在本实施方式I中，虽然说明的是交替地配置有光源部的光亮度峰值较高且明暗对比度差较大的发光元件模块2A和光源部的光亮度峰值较低且明暗对比度差较小的发光元件模块2B的情况，但是不仅限于此，即使对于每个发光元件模块2，交替地配置有亮度峰值较高且明暗对比度差较大的光源部和亮度峰值较低且明暗对比度差较小的光源部，且在俯视观察时看到将多个光源部配置成矩阵形，与交替地配置有光源部的光亮度峰值较高且明暗对比度差较大的发光元件模块2A和光源部的光亮度峰值较低且明暗对比度差较小的发光元件模块2B的情况相同，都能够起到抑制面光源的亮度不均以提高面光源的显示品质的作用和效果。
[0101]总之，在多个光源部在行方向和列方向配置成矩阵形的情况下，只要在每一行或者每一列上交替地配置有亮度峰值较高且明暗对比度之差较大的光源部、和亮度峰值较低且明暗对比度之差较小的光源部即可。
[0102]再者，在本实施方式I中，说明的是上述光源部除了作为发光元件的LED4和覆盖在该LED4上的光扩散透镜5，还具有设置于光扩散透镜5正下方的印刷布线基板3上、且作为反射片材的白色抗蚀剂6A、6B，利用白色抗蚀剂6A、6B的反射率的不同来构成亮度峰值较高且明暗对比度差较大的光源和亮度峰值较低且明暗对比度差较小的光源部的情况，但是不仅限于此，也可以利用反射率不同的反射片材来作为反射片，且在光扩散透镜5正下方的印刷布线基板3上配置该反射片。反射率不同的白色抗蚀剂6A、6B可以利用白色抗蚀剂的涂敷次数来设定,也可以根据反射率来改变白色抗蚀剂的材质。
[0103](实施方式2)
[0104]在上述实施方式I中说明了如下情况:在俯视观察时看到在行方向和列方向上将多个光源部配置成矩阵形的情况下，在每一行和每一列上交替地配置有亮度峰值较高且明暗对比度差较大的光源部和亮度峰值较低且明暗对比度差较小的光源部，但是在本实施方式2中，说明了在每一行和每一列上交替地配置有亮度峰值较高且配光角(光指向性)较窄的光源部和亮度峰值较低且配光角(光指向性)较宽的光源部的情况。
[0105]S卩，与上述实施方式I的情况相比，不同点在于:取代上述实施方式I中的亮度峰值较高且明暗对比度差较大的光源部和亮度峰值较低且明暗对比度差较小的光源部，而是采用配光角(光指向性)较窄(较小的配光特性)的光源部和配光角(光指向性)较宽(较大的配光特性)的光源部。配光角(光指向性)较窄的光源部和配光角(光指向性)较宽的光源部与上述实施方式I中的亮度峰值较高且明暗对比度差较大的光源部和亮度峰值较低且明暗对比度差较小的光源部的情况下相同，分别是因作为第I亮度不均的明部而生成有方格形不均的光源部、以及因作为第2亮度不均的明暗而生成有倾斜形不均的光源部。在俯视观察时看到在行方向和列方向上将多个光源部配置成矩阵形的情况下，在每一行和每一列上交替地配置有因明部而生成了方格形不均的光源部和因明部而生成了倾斜形不均的光源部，从而使作为第I亮度不均的方格形不均和作为第2亮度不均的倾斜形不均相互抵消并缓和。
[0106]图7是示意性地表示组装有本发明的实施方式2中的LED光源装置的液晶显示装置的主要部分结构示例的局部纵向剖面图、以及表示与其相对应的位置的亮度的图。图8是示意性地表示用于说明配光角较窄的光源部的液晶显示装置的主要部分的结构示例的局部纵向剖面图。图9是示意性地表示用于说明配光角较宽的光源部的液晶显示装置的主要部分的结构示例的局部纵向剖面图。再者，在图7至图9中，对于和图2的结构部件具有相同作用效果的结构部件，标注相同的部件编号以进行说明。
[0107]在图7至图9中，在本实施方式2的液晶显示装置20C中被用作为背光源的LED光源装置11中，将作为发光元件的LED4及覆盖该LED4的光扩散透镜5作为上述光源部，利用图8的光扩散透镜5C的多个(此处为3个)支柱部5al和图9的光扩散透镜的多个(此处为3个)支柱部5a2的长度的不同，来构成配光角(光指向性)较窄的光源部和配光角(光指向性)较宽的光源部。图8的光扩散透镜5C的多个(此处为3个)支柱部5al与图9的光扩散透镜的支柱部5a2相比，其脚部的长度较长。因此，与图9的光扩散透镜的情况相比，LED4的光射出部位于光扩散透镜5C的下表面凹部的下侧，因此，其亮度分布的配光角(光指向性)变窄。即，因图8中脚部较长的光扩散透镜5C而使配光角(光指向性)变窄，因图9中脚部较短的光扩散透镜而使配光角(光指向性)变宽。因为来自LED4的整体的光量是相同的，因此，因光扩散透镜而使配光角(光指向性)变宽，来自图9中脚部较短的光扩散透镜的亮度峰值比来自图8中脚部较长的光扩散透镜5C的亮度峰值低出相应的量。
[0108]在本实施方式2中，将LED模块2C作为具有配光角(光指向性)较窄的一个或多个光源部的发光元件模块，将LED模块2D作为具有配光角(光指向性)比LED模块2C更宽的一个或多个光源部的发光元件模块，通过以基板为单位交替地配置该LED模块2C和LED模块2D，以使它们的亮度不均相互抵消，由此来缓和亮度不均。光源部具有LED4、光扩散透镜5C或，利用光扩散透镜5C或的脚部(支柱部5al、5a2)的长度不同，来构成配光角(光指向性)较窄的光源部和配光角(光指向性)较宽的光源部。
[0109]如上所述，根据本实施方式2，由于对具有配光角(光指向性)较窄的一个或多个光源部的LED模块2C和具有配光角(光指向性)较宽的一个或多个光源部的发光元件模块2D进行交替地配置，因此，组合如下两种光源部来缓和光源部之间的发光亮度降低，其结果是缓和了光源部正上方和光源部之间的亮度差，因此，能够抑制因人类的视觉而在画面上看到的亮度不均，且能够提高面光源的显示品质，其中，一种光源部中，通过发光元件的光轴上的发光亮度较大、且离开光轴的延伸部分的发光亮度较小，另一种光源部中，通过发光元件的光轴上的发光亮度小于该光源部的光轴上的发光亮度、且离开光轴的延伸部分的发光亮度大于离开该光源部的光轴的延伸部分的发光亮度。因为能够缓和光源部正上方和光源部之间的亮度差以抑制在画面上所产生的亮度不均，因此，能够扩大LED4的间隙间隔，其结果是能够减少包括LED4的光源部4的数量。
[0110]在本实施方式2中，说明了对具有配光角(光指向性)较窄的一个或多个光源部的LED模块2C和具有配光角(光指向性)较宽的一个或多个光源部的LED模块2D进行交替地配置的情况，但是并不仅限于此，对于每个发光元件模块2，可以交替地配置配光角(光指向性)较窄的光源部和配光角(光指向性)较宽的光源部，即使将这多个光源部配置成俯视观察时为矩阵形，与以基板为单位交替地配置具有配光角(光指向性)较窄的一个或多个光源部的LED模块2C和具有配光角(光指向性)较宽的一个或多个光源部的LED模块2D的情况相同，都能够起到抑制面光源的亮度不均以提高面光源的显示品质的作用效果。
[0111]总之，在行方向和列方向上将多个光源部配置成矩阵形的情况下，只要在每一行和每一列上交替地配置配光角(光指向性)较窄的光源部和配光角(光指向性)较宽的光源部即可。
[0112]再者，在本实施方式2中，能够利用光扩散透镜5的多个支柱部5a的脚部长度的不同来实现配光角(光指向性)较窄的光源部和配光角(光指向性)较宽的光源部，但是并不仅限于此，独立于光扩散透镜5的多个支柱部5a的长度不同、或者与光扩散透镜5的多个支柱部5a的长度一起，利用光扩散透镜5的厚度以及形状之中至少一个的不同，也能够构成配光角较窄的光源部和配光角较宽的光源部。
[0113]虽然利用光扩散透镜5的多个支柱部5a的脚部长度的不同来实现配光角(光指向性)较窄的光源部和配光角(光指向性)较宽的光源部，但是并不仅限于此，也能够利用作为发光元件的LED4内的一个或多个发光部的高度的不同，来构成配光角(光指向性)较窄的光源部和配光角(光指向性)较宽的光源部。
[0114]例如，通过使图10(b)所示的LED4a内的一个或多个发光部的高度dl高于图10(c)所示的LED4b内的一个或多个发光部的高度d2，使得LED4a内的发光部相比于LED4b内的发光部更接近光扩散透镜5，因此，在本实施方式2中，能够起到与通过使光扩散透镜5的多个支柱部5a的脚部长度变短来实现配光角(光指向性)较宽的光源部的情况相同的效果。总之，能够使用图10(b)所示的LED4a来作为配光角(光指向性)较宽的光源部，并且能够使用图10(c)所示的LED4b来作为配光角(光指向性)较窄的光源部。
[0115]因此，如本实施方式2那样，通过以基板为单位交替地配置作为发光元件模块的LED模块2E和作为发光元件模块的LED模块2F来是它们彼此性质不同的亮度不均相互抵消以缓和彼此的亮度不均，由此能够抑制面光源的亮度不均以提高面光源的显示品质，以实现本发明的目的，其中，LED模块2E具有利用发光部的高度较高的LED4a将配光角(光指向性)设定得较宽的一个或多个光源部，LED模块2F具有利用发光部的高度较低的LED4b将配光角(光指向性)设定得较窄的一个或多个光源部。即使取而代之地在每个发光元件模块2上都交替地配置有利用LED4b、4a所得到的配光角(光指向性)较窄的光源部和配光角(光指向性)较宽的光源部，也能够实现本发明的目的。
[0116]而且，如上所述，除了利用作为发光元件的LED4内的一个或多个发光部的高度之差来构成配光角(光指向性)较窄的光源部和配光角(光指向性)较宽的光源部的情况以夕卜，也可以是光源部具有LED4来作为发光元件，且利用光从LED4射出的树脂密封部的形状的不同来构成配光角较窄的光源部和配光角较宽的光源部。在光从LED4射出的圆顶形的密封部中填充了使蓝色光变成白色光的荧光体，并且其中还兼有用于将光集中到规定方向以射出的透镜部。
[0117]再者，在上述实施方式1、2中，对于上述实施方式I的情况和上述实施方式2的情况分别进行了说明，其中，在上述实施方式I中交替地配置有利用白色抗蚀剂6A、6B或反射片的反射率的不同而得到的亮度峰值较高且明暗对比度差较大的光源部和亮度峰值较低且明暗对比度差较小的光源部，在上述实施方式2中交替地配置有利用光扩散透镜5C、5D而得到的配光角(光指向性)较窄的光源部和配光角(光指向性)较宽的光源部，但是，对上述实施方式I和2进行组合，也能够抑制面光源的亮度不均以提高面光源的显示品质，以实现本发明的目的。在上述实施方式2中，配光角(光指向性)较窄的光源部和配光角(光指向性)较宽的光源部是通过将光扩散透镜5C的支柱部5al构成得比光扩散透镜的支柱部5a2要长来实现的，但是并不仅限于此，即使利用光扩散透镜的厚度或形状，也能够显示配光角(光指向性)较窄的光源部和配光角(光指向性)较宽的光源部。在组合上述实施方式I和2的情况下，例如，即使在反射率不同的白色抗蚀剂6A、6B或反射片上固定光扩散透镜5的支柱部5a的情况，以及在未设置有反射率不同的白色抗蚀剂6A、6B或反射片的基板区域上固定光扩散透镜5的支柱部5a的情况下，都能够得到与改变光扩散透镜5的支柱部5a的脚部长度的情况相同的效果。当然，在反射率相同的白色抗蚀剂或反射片上、以及在未设置有反射率相同的白色抗蚀剂或反射片的基板区域上安装光扩散透镜5的情况(夹有间隔物或未夹有间隔物)下，也如上述实施方式2那样，能够获得与改变光扩散透镜5的支柱部5a的脚部长度的情况相同的本发明的效果。
[0118]再者，在上述实施方式1、2中，对使用LED4来作为发光元件的LED光源装置1、11、12进行了说明，但是也可将激光元件和荧光体的组合来作为发光元件。
[0119]如上所述，使用本发明的优选实施方式1、2来举例示出了本发明，但是本发明的解释并不是由该实施方式1、2所限定的。可以理解为本发明的范围应仅由其权利要求的范围来进行解释。可理解为本领域相关技术人员基于本发明的记载及公知常识，根据本发明的具体的优选实施方式1、2的记载所能实施的等价的范围内。可以理解为若本说明书中所引用的专利、专利申请及专利文献的内容本身与本说明书中所具体记载的内容相同，则该内容作为本说明书的参考内容而被弓I用。
[0120]工业上的实用性
[0121]如上所述，在使用了多个安装有多个发光二极管(LED)来作为光源部的LED模块等的光源装置、以及将该光源装置用作为背光源的液晶显示装置的【技术领域】中，组合如下两种光源部来缓和光源部之间的发光亮度降低，其结果是缓和了光源部正上方和光源部之间的亮度差，因此，能够抑制因人类的视觉而在画面上看到的亮度不均，且能够提高面光源的显示品质，其中，一种光源部中，通过发光元件的光轴上的发光亮度较大、且离开光轴的延伸部分的发光亮度较小，另一种光源部中，通过发光元件的光轴上的发光亮度小于该光源部的光轴上的发光亮度、且离开光轴的延伸部分的发光亮度大于离开该光源部的光轴的延伸部分的发光亮度。由此，因为能够缓和光源部正上方和光源部之间的亮度差以抑制在画面上所产生的亮度不均，因此，能够扩大发光元件的间隙间隔，其结果是能够减少光源部的数量。
【权利要求】
1.一种光源装置，在该光源装置中配置有多个发光元件模块，且该光源装置对光进行面状的照射，该多个发光元件模块是通过在基板上安装一个或多个发光元件而得到的，其特征在于， 俯视观察时看到在行方向和列方向上将多个光源部配置成矩阵形，在此情况下，在每一行和每一列上交替地配置配光特性较窄的光源部和配光特性较宽的光源部。
2.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于， 所述配光特性较窄的光源部是指明暗对比度差较大的光源部，所述配光特性较宽的光源部是指该明暗对比度差较小的光源部。
3.如权利要求2所述的光源装置，其特征在于， 交替地配置了具有所述明暗对比度差较大的一个或多个光源部的发光元件模块、和具有该明暗对比度差较小的一个或多个光源部的发光元件模块。
4.如权利要求2所述的光源装置，其特征在于， 在所述发光元件模块上交替地配置有所述明暗对比度差较大的光源部和该明暗对比度差较小的光源部。
5.如权利要求1至4中任一项所述的光源装置，其特征在于， 所述光源部除了所述发光元件，还具有设置于该发光元件周围的基板区域上的反射片材，利用该反射片材的反射率的不同来构成所述明暗对比度差较大的光源部和所述明暗对比度差较小的光源部。
6.如权利要求5所述的 光源装置，其特征在于， 在每个所述发光元件上安装有透镜，所述发光元件周围的基板区域是该透镜正下方的基板区域。
7.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于， 所述配光特性较窄的光源部是指配光角较窄的光源部，所述配光特性较宽的光源部是指配光角较宽的光源部。
8.如权利要求7所述的光源装置，其特征在于， 交替地配置了具有所述配光角较窄的一个或多个光源部的发光元件模块、和具有所述配光角较宽的一个或多个光源部的发光元件模块。
9.如权利要求7所述的光源装置，其特征在于， 在所述发光元件模块上交替地配置有所述配光角较窄的光源部和该配光角较宽的光源部。
10.如权利要求7至9中任一项所述的光源装置，其特征在于， 所述光源部具有所述发光元件、以及安装于每个该发光元件的透镜，利用该透镜的多个支柱部的长度、该透镜的厚度及其形状之中的至少一个的不同，来构成所述配光角较窄的光源部和该配光角较宽的光源部。
11.如权利要求7至9中任一项所述的光源装置，其特征在于， 所述光源部具有所述发光元件，利用该发光元件中的一个或多个发光部的高度的不同，来构成所述配光角较窄的光源部和该配光角较宽的光源部。
12.如权利要求7至9中任一项所述的光源装置，其特征在于， 所述光源部具有所述发光元件，利用光从该发光元件射出的密封部的形状的不同，来构成所述配光角较窄的光源部和该配光角较宽的光源部。
13.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于， 在配置成二维的一个或多个所述发光元件的上面部分配置有光扩散单元，使来自一个或多个所述发光元件的光透过该光扩散单元，并且利用由该光扩散单元所产生的光扩散、多重反射及回射的效果使来自一个或多个所述发光元件的光进一步地扩散成平面形，利用所得到的光的扩散图案的重叠来得到亮度特性较为平坦的面发光。
14.一种液晶显示装置，其特征在于，在该液晶显示装置中，在液晶面板的背面侧设置有权利要求1至4、7至9及13中任一项所述的光源装置以用作为背光源。
【文档编号】G02F1/13357GK103649620SQ201280031893
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2012年5月18日 优先权日:2011年6月29日
【发明者】高濑干, 竹村英夫 申请人:夏普株式会社