专利名称：面照明装置及具有该面照明装置的液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种面照明装置及具有该面照明装置的液晶显示装置，特别是，所涉及的上述面照明装置是通过在照明面上排列设置可以发出红、绿、蓝各原色光的LED(Light Emitting Diode)或发出两种以上的具有互补色关系的颜色的光的LED来实现面光源，上述液晶显示装置通过具有上述面照明装置，即使大画面时也能达到高亮度。
背景技术：
装配在液晶显示装置中的背光灯有使用冷阴极管的侧光型和底光型背光灯、使用LED的侧光型背光灯。但是，冷阴极管不仅存在着转换器需要高电压和含有水银的问题，还存在着颜色再现范围狭窄等问题。
因此，将LED用作光源已成为近年来的主流，以下表示以往示例。
图23所示以往示例1的显示装置160具有扩散板1设在扩散板1背面的导光板18；和配置在所述导光板18的侧面，负责照明的发红色光的LED7、发蓝色光的LED8、发绿色光的LED9，通过在所述导光板18中混和来自发光LED的光，同时通过扩散板1将光扩散，来实现面照明(专利文献1)。
另外，图24所示以往示例2的液晶显示装置170的特征是，具有液晶屏13；设在所述液晶屏13背面的棱镜板11；设在所述棱镜板11背面的第1扩散板14；设在所述第1扩散板14的背面，安装有多个白色LED12的基板4；和设在所述基板4的背面，用于导入外部光的第2扩散板15，在从白色LED供给白色光的同时，也导入外部光，对液晶屏进行面照明(专利文献2)。
另外，图25所示以往示例3的液晶显示装置180的特征是，具有液晶屏13；设在所述液晶屏背面的扩散板1；设在所述扩散板1背面的导光板18；设在所述导光板18背面的透光板16；设在所述透光板16的背面、具有发红色光的LED元件7、发蓝色光的VFD(vacuum flurorescentdisplay)17、发绿色光的LED元件9、以及在LED元件之间满铺设置的反射板2的基板4；和设在所述导光板18侧面的侧光灯20，发红色光的LED7、发蓝色光的VFD17、发绿色光的LED 9可以按照每种单色光独立发光，为了得到白色光，在可认为是同时亮灯的短时间内顺序亮灯(专利文献3、专利文献4)。在上述以往示例3的液晶显示装置180中，来自LED的光透过透光板16入射到导光板18，进行光的混和，通过在扩散板1被扩散，向液晶屏13供给面照明。并且，反射板2使从扩散板1或透光板16返回的光再次返回液晶屏13，有助于提高面照明的亮度。此处，上述反射板2如图26所示“以往示例3的LED部分和反射板的结构示例2”那样，避开设有驱动红色LED7等的发光元件的电路或发送信号的布线的金属埋入式PCB5而设置。
专利文献1特开2002-341797号公报专利文献2特开2002-311412号公报专利文献3特开平6-018882号公报专利文献2特开2002-258815号公报上述以往示例1的显示装置160由于LED配置在导光板的角部或边部，所以具有在大画面时不能得到高亮度的问题。
另外，上述以往示例2的液晶显示装置170虽使用白色LED，但具有白色LED的亮度不均严重的问题，维持均匀性是困难的。
此外，在上述以往示例3的液晶显示装置180的面照明中，使用不同颜色的LED，具有不能容易克服因发出不同颜色光的LED间的光量平衡失调造成的颜色不均和亮度不均的问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明之一的面照明装置的特征在于，至少具有以规定的顺序排列了线状光源的面光源，该线状光源由串联排列的与在至少含有光的3原色的多种颜色的组合中的各种颜色对应的发光元件构成；填埋构成所述线状光源的发光元件之间的空间而铺设的反射板；设有所述面光源和所述反射板的基板；和位于所述面光源和所述反射板的上位的扩散板，利用所述反射板覆盖所述发光元件的非发光部分。
另外，为了解决上述问题，本发明之二的面照明装置的特征在于，至少具有以规定的顺序和一定的间隔排列了线状光源的面光源，该线状光源由串联排列的与在至少含有光的3原色的多种颜色的组合中的各种颜色对应的发光元件构成；填埋构成所述线状光源的发光元件之间的空间而铺设的第1反射板；具有可以嵌入所述发光元件的发光部的贯通孔的第2反射板；设有所述面光源、所述第1反射板和所述第2反射板的基板；和位于所述面光源、所述第1反射板和所述第2反射板的上位的扩散板，利用所述第2反射板覆盖所述发光元件的非发光部分。
为了解决上述问题，本发明之三的面照明装置的特征在于，至少具有以规定的顺序排列了线状光源的面光源，该线状光源由串联排列的与在至少含有光的3原色的多种颜色的组合中的各种颜色对应的发光元件构成；填埋构成所述线状光源的发光元件之间的空间而铺设的反射板；具有按一定的间隔排列的列状凸部，设有所述面光源和所述反射板的基板；和位于所述面光源和所述反射板的上位的扩散板，在所述基板上按一定间隔排列的列状凸部的斜面或侧面配置所述线状光源，
对应所述列状凸部的间隔以及所述扩散板和所述基板的间隔，根据所述列状凸部的斜面或侧面的角度设定成为对应多种颜色中至少一种颜色的所述发光元件的最大光量放射角度。
为了解决上述问题，本发明之四的面照明装置的特征在于，至少具有以规定的顺序和一定的间隔排列了线状光源的面光源，该线状光源由串联排列的与在至少含有光的3原色的多种颜色的组合中的各种颜色对应的发光元件构成；所述发光元件的发光部中至发光部上的光放射角度校正部分；填埋构成所述线状光源的发光元件之间的空间而铺设的第1反射板；设有所述线状光源和所述反射板的基板；和位于所述线状光源和所述反射板的上位的扩散板，对应所述线状光源的间隔以及所述扩散板和所述基板的间隔，通过对应多种颜色中的至少一种颜色的所述线状光源的发光部上的光放射角度校正部分，设定成为最大光量的放射角度。
为了解决上述问题，本发明之五的面照明装置的特征在于，在本发明之三或之四所述的面照明装置中，把对应权利要求3或4所述的一种颜色的所述线状光源的设置间隔设为一定值L，把所述扩散板与设有所述线状光源的平面的间隔设为一定值H时，设定成为所述线状光源的最大光量的放射角度，以满足下述关系L≤2×H×tan(成为线状光源的最大光量的放射角度)。
为了解决上述问题，本发明之六的面照明装置的特征在于，至少具有将把对应光的3原色的3个发光元件接近配置在三角形的顶点的发光元件组配置成矩阵状的面光源；排列有所述发光元件组的基板；和位于所述面光源上位的扩散板，
每隔一列或每隔一行交错排列所述发光元件组，使所述发光元件组彼此的位置关系形成三角形状，调节所述发光元件组的行间隔、列间隔、配置角度，使得在把根据所述单色发光元件的光量总和计算出的平均光量总和设为100％时，由三角形状的重心和由两个三角形状形成的菱形形状的重心的各个所述单色发光元件的光量总和在75％～125％之间。
为了解决上述问题，本发明之七的面照明装置的特征在于，至少具有将把对应光的3原色的3个发光元件串联地接近配置的发光元件组配置成列状的线状光源；所述发光元件的发光部中至发光部上的光放射角度校正部分；排列有所述发光元件组的基板；和位于所述面光源上位的扩散板，配置多列所述线状光源来作为面光源，校正所述发光元件的最大放射角度，以使通过构成注视的所述线状光源的所述发光元件的发光部中至发光部上的光放射角度校正部分校正后的所述发光元件的最大放射方向和扩散板交叉的点，超过与注视的所述线状光源邻接的所述线状光源的中点。
另外，为了解决上述问题，本发明之八的液晶显示装置的特征在于，至少具有本发明之一至本发明之七中任一项所述的面照明装置中的一个和液晶屏。
图1是实施例1(面照明装置30正后方型背光灯结构)。
图2是实施例1的LED部分和反射板的结构例1-1。
图3是实施例1的LED部分和反射板的结构例1-2。
图4是实施例2(面照明装置40)。
图5是LED发光图形(表示峰值光量的放射角度在45度以上)。
图6是峰值光量放射强度及放射角度和确认性。
图7是实施例3(面照明装置50)。
图8是实施例4(面照明装置60)。
图9是LED发光图形(表示峰值光量的放射角度不足45度)。
图10是实施例5(面照明装置70)。
图11是实施例6(面照明装置80)。
图12是实施例7(面照明装置90)。
图13是扩散板下面的光量偏差和确认性。
图14是实施例8(面照明装置100)。
图15是实施例9(面照明装置110)。
图16是E点位置和确认性的关系。
图17是实施例10(面照明装置120的发光元件的配置)。
图18是实施例11(面照明装置130的发光元件的配置)。
图19是实施例12(面照明装置140的发光元件的配置)。
图20是实施例13(面照明装置150的发光元件的配置)。
图21是实施例14(液晶显示装置190的显示单元的剖面图)。
图22是实施例14(液晶显示装置190)图23是以往示例1(显示装置160)。
图24是以往示例2(液晶显示装置170)图25是以往示例3(液晶显示装置180)图26是以往示例3的LED部分和反射板的结构示例2图中1-扩散板；2-反射板；3-LED元件；4-基板；5-金属埋入PCB；6-棱镜；7-红色发光LED；8-蓝色发光LED；9-绿色发光LED；10-散乱图形；11-棱镜板；12-白色LED；13-液晶屏；14-第1扩散板；15-第2扩散板；16-透光板；17-蓝色发光VFD；18-导光板；19-散热器；20-侧光灯；30-面照明装置；40-面照明装置；50-面照明装置；60-面照明装置；70-面照明装置；80-面照明装置；90-面照明装置；100-面照明装置；110-面照明装置；120-面照明装置；130-面照明装置；140-面照明装置；150-面照明装置；160-显示装置；170-液晶显示装置；180-液晶显示装置；190-液晶显示装置。
具体实施例方式
图1所示面照明装置由以下部分构成连续排列LED元件3的线状光源；填埋LED元件3之间的反射板2；设有LED元件3和反射板2，兼作散热板的材质是铝板等的基板4；和位于上方的透明的使光扩散的扩散板1。此处，所说“填埋LED元件3之间的反射板2”，如图2的说明“实施例1的LED部分和反射板的结构示例1-1”的剖面图和俯视图所示，指配置在LED元件3中设有非发光部分和LED元件3驱动用布线或电路的金属埋入式PCB5上的反射板2。另外，如图3的说明“实施例1的LED部分和反射板的结构示例1-2”的剖面图和俯视图所示，也可指具有使LED元件3的发光部嵌合在反射板2上的贯通孔，使反射板2覆盖LED发光部以外部分而配置的反射板2。
通过按图2和图3所示来配置反射板2，如表1所示，由于可以使反射板2的表面面积覆盖率大于94％，所以具有能够大幅度改善亮度不均的效果。
表1
上面的表是在LED元件的透镜直径为6mm、反射板的宽度为24mm、LED元件线光源间隔为120mm、扩散板增益为0.8的条件下所作成的。
此处，表1是关于“以往示例3的LED部分和反射板的结构示例2”和“实施例3的LED部分和反射板的结构例1-1”以及“实施例3的LED部分和反射板的结构例1-2”，计算反射板覆盖基板表面的比率，同时计算扩散板透过光量和发光量的比率即光利用效率，将计算结果进行比较的汇总。并且，作为反射板的材质，可以考虑铝板反射板、白色聚酯(使发泡的同时混入散射材料而得)、银蒸镀聚酯，但在光利用效率的计算中，是按采用白色聚酯时的情况来计算的。
图4所示的面照明装置由以下部分构成使将棱镜6附着在发光面上的LED元件3连续排列的线状光源；填埋LED元件3之间的反射板2；设有LED元件3和反射板2，兼作散热板的材质是铝板等的基板4；和位于上方的透明的使光扩散的扩散板1。此处，所说“填埋LED元件3之间的反射板2”，在图4中单纯指按以往示例那样填埋LED元件3之间的反射板2，但也可以是按图2和图3所示来填埋LED元件之间的反射板2。
通过在LED元件3的发光面附着棱镜6，可以任意设定各LED元件3的峰值光量的放射角度。因此，如图5(a)所示，可以实现发光峰值角度大于等于45度的发光图形，如图5(b)所示，通过使来自多个线状光源的光重叠，能够获得与光源位置无关的一定光量的效果。因此，如图6所示，即使进行颜色不均的确认测试，也能获得未确认到颜色不均的效果。此处，图5所示θp表示LED元件的光量为最大的放射角度，φ0表示放射角度0度时的光量，φp表示峰值光量。另外，图5(a)表示放射角度和LED元件的光量的关系，图5(b)表示设从基板4到扩散板1的距离为H，以光源为起点的正2H、负2H范围的扩散板正下方的光量。另一方面，图6是设横轴为LED元件的峰值光量角度，设纵轴为用LED元件的峰值光量除以放射角度0度的光量所得结果，针对在LED元件的发光部的透镜或棱镜进行半透明化处理等加工，由调节了光量和峰值光量放射角度的LED元件构成的面光源，用白圆圈表示未确认到颜色不均的面光源，黑圆点表示确认到颜色不均的面光源，并且一起表示出LED元件的光学性质。
可是，在图4中，虽然是通过在LED元件3上设置棱镜6，调整了成为LED元件3的最大亮度的放射角度，但也可利用其他的光放射角度调整单元来进行调整，例如，可以利用使LED元件3的发光面变形、发光元件的安装角度变更等的单元。另外，所述光放射角度调整单元没必要设在LED元件3上，也可在LED元件3中。
图7所示的面照明装置的特征是，由以下部分构成使LED元件3连续排列的线状光源；填埋LED元件3之间的反射板2；设有LED元件3和反射板2，兼作散热板的材质是铝板等的基板4；把来自所述LED元件3的热量传递到散热板的散热器19；和位于上方的透明的使光扩散的扩散板1，线光源被设在从基板4向列上的凸部突出的斜面上。此处，所说“填埋LED元件3之间的反射板2”，指按图2和图3所示配置的反射板2，但也可以是按图4所示配置的反射板2。
通过把LED元件3配置在斜面上，在把连续配置在斜面两侧的LED元件3看作线光源时，可以把峰值光量的放射角度设定为任意角度。因此，可以实现图5所示的发光峰值角度大于等于45度的发光图形，根据图6所示的颜色不均确认测试，具有能够抑制目视确认到颜色不均的效果。
图8所示的面照明装置由以下部分构成使LED元件3连续排列的线状光源；把来自所述LED元件3的热量传递到散热板的散热器19；填埋线光源之间的反射板2；设有LED元件3和反射板2，兼作散热板的材质是铝板等的基板4；和位于上方的透明的使光扩散的扩散板1，线光源被设在从基板4突出的垂直板两侧。此处，所说“填埋线光源之间的反射板2”，指按图2和图3所示配置的反射板2，但也可以是按图4所示配置的反射板2。
通过把LED元件3连续设在所述垂直板的侧面，在把连续配置的LED元件3看作线状光源时，如图8所示，与把峰值光量的放射角度设定为90度时相同。因此，如图6所示，根据颜色不均确认测试，具有能够更加抑制目视确认到颜色不均的效果。
图10所示的面照明装置的特征是，由以下部分构成把棱镜6附着在发光面上的绿色LED元件连续排列而得的绿色线光源G-LED35、把棱镜6附着在发光面上的蓝色LED元件连续排列而得的蓝色线光源B-LED36、以及把棱镜6附着在发光面上的红色LED元件连续排列而得的红色线光源R-LED34；填埋线光源之间的未图示的反射板2；设有各原色LED元件和反射板2，兼作散热板的材质是铝板等的基板4；和位于上方的透明的使光扩散的扩散板1，使棱镜6附着在各原色LED的发光面上，可以变更各颜色LED元件的最大发光角度。另外，其特征还在于，把从构成图10所示面照明装置的基板4到扩散板1的高度设为H，把用符号R表示的红色线光源R-LED34、用符号B表示的蓝色线光源B-LED36和用符号G表示的绿色线光源G-LED35组成为一组的线状发光源的反复周期设为L时，具有满足下述公式的关系。
公式1L≤2H×tan(LED元件的最大发光角度)根据图10的面照明装置，即使在如图9(a)所示最大发光角度不能大于等于45度，如图9(b)所示，扩散板1和基板4的间隔H为H＝(1/2)×L时，在扩散板1的正下方不能获得一定光量的情况下，由于按公式1所示来设定扩散板1和基板4的间隔，所以具有能够在扩散板1的正下方获得一定光量，抑制颜色不均的效果。此处，图9所示θp表示LED元件的光量为最大的放射角度，φ0表示放射角度0度时的光量，φp表示峰值光量。另外，图9(a)表示放射角度和LED元件的光量的关系，图9(b)表示设从基板4到扩散板1的高度为H，以光源为起点，在水平方向正2H、负2H范围的扩散板正下方的光量。
但是，在图10所示的面照明装置中，通过在各颜色的LED元件上设置棱镜6，调整了成为各颜色的LED元件的最大亮度的放射角度，但也可利用其他的光放射角度调整单元来进行调整，例如，可以利用使各颜色的LED元件的发光面变形、发光元件的安装角度变更等的单元。另外，所述光放射角度调整单元没必要设在各颜色的LED元件上，也可在各颜色的LED元件中。并且，作为多种颜色的组合，选择了红、蓝、绿色，但即使进一步追加作为中间色的青绿、洋红、黄色等，也能发挥相同效果。
图11所示的面照明装置的特征是，由以下部分构成把棱镜6附着在发光面上的绿色LED元件连续排列而得的绿色线光源G-LED35、把棱镜6附着在发光面上的蓝色LED元件连续排列而得的蓝色线光源B-LED36、以及把棱镜6附着在发光面上的红色LED元件连续排列而得的红色线光源R-LED34；填埋线光源之间的未图示的反射板2；设有各原色LED元件和反射板2，兼作散热板的材质是铝板等的基板4；和位于上方的透明的使光扩散的扩散板1，使棱镜6附着在各原色LED的发光面上，可以变更LED元件3的最大发光角度。另外，其特征还在于，把从构成图1所示面照明装置的基板4到扩散板1的高度设为H，把用符号R表示的红色线光源R-LED34、用符号B表示的蓝色线光源B-LED36和用符号G表示的绿色线光源G-LED35组成为一组的线状发光源的反复周期设为L时，调整高度H和周期L，在设面内的平均光量为100％时，可以把面内光量控制在80％～125％的范围。
因此，根据图11所示的面照明装置，例如，在设Φ0为放射角度0的光量、设Φ2为放射角度θ的光量、设Φ1为放射角度θ’的光量时，可以抑制把绿色线光源G-LED35正上方的光量表示为(Φ0+2×Φ2×cos3θ)、把2列绿色线光源G-LED35的中央正上方的光量表示为(2×Φ1×cos3θ’)的面内光量的偏差，具有在扩散板1的正下方能获得大致一定的光量，并抑制颜色不均的效果。另外，作为多种颜色的组合，选择了红、蓝、绿色，但即使进一步追加作为中间色的青绿、洋红、黄色等，也能发挥相同效果。
图12所示的面照明装置由以下部分构成使LED元件3连续排列的线光源；填埋线光源之间的未图示的反射板2；设有LED元件3和反射板2，兼作散热板的材质是铝板等的基板4；和位于上方的透明的使光扩散的扩散板1。此处，扩散板为在透明丙稀类树脂板的表面设有使光散射的凹凸的板状，或者使透明丙稀类树脂板含有使光散射的颗粒的板状。因此，构成图11所示面照明装置的扩散板的特征是，通过调节表面的凹凸程度、散射颗粒的大小、扩散板的厚度，使增益约为1.5～0.8。另外，所说扩散板的增益是指，假设使L勒克斯的入射光垂直进入时，能够获得垂直亮度B坎德拉的透过光，则可以用下述公式表示。
公式2增益＝π×(B/L)根据上述的面照明装置，为了使来自扩散板的上述各线光源的光的散射能够适度进行，可以均匀地进行来自邻接颜色的不同线光源的光的混和。因此，如图13所示，由于增益越表示低值，光的散射就越大，所以发挥即使因线光源形成的扩散板的正下方的光量偏差大时，也能提高确认性的效果。此处，图13是设横轴为扩散板下面的单色的面内光量变动幅度(指设面内的平均光量为100％时的面内的光量变动幅度)，设纵轴为确认性(指10人被测试者中不介意颜色不均的人数的比例)，对不同种类的扩散板进行确认性调查的结果。另外，用白圆圈和长虚线表示对增益约为1.5的扩散板的确认性，用黑圆点和实线表示对增益约为1.0的扩散板的确认性，用四方形和短虚线表示对增益约为0.8的扩散板的确认性，表示出增益越小的扩散板，即使面内光量变动幅度大时也能确保确认性。
图14所示的面照明装置100的特征是，由以下部分构成以在单位长度L1内直线排列红色发光LED7、蓝色发光LED8、绿色发光LED9为一组，再按间隔L1将该组直线排列多个而得的线状光源；填埋线光源之间的未图示的反射板2；设有上述各原色发光LED和反射板2，兼作散热板的材质是铝板等的基板4；和位于上方的透明的使光扩散的扩散板1。另外，其特征在于，上述各原色发光LED的排列顺序在任何线状态发光源都是一定的，按D1间隔排列上述线状光源构成面光源，在注视该颜色的原色LED时形成四角形，设到线状光源和扩散板1的高度为H1。
根据图14所示的面照明装置100，被配置成在注视该颜色的原色LED时使形成四角形，所以能够缩小单色的面内光量变动幅度，通过各原色光的合成，具有能够获得没有颜色不均的白色光的效果。另外，作为多种颜色的组合，选择了红、蓝、绿色，但即使进一步追加作为中间色的青绿、洋红、黄色等，也能发挥相同效果。
图15所示的面照明装置110的特征是，由以下部分构成以在单位长度L1内直线排列红色发光LED7、蓝色发光LED8、绿色发光LED9为一组，再按间隔L1将该组直线排列多个而得的线状光源；填埋线光源之间的未图示的反射板2；设有上述各原色发光LED和反射板2，兼作散热板的材质是铝板等的基板4；和位于上方的透明的使光扩散的扩散板1。另外，其特征在于，按间隔D1交替排列将按红、绿、蓝的顺序排列原色发光LED而得的组进行直线配置的线状光源，和将按蓝、红、绿的顺序排列原色发光LED而得的组进行直线配置的线状光源，来构成面光源，在注视该颜色的原色LED时形成三角形，设到线状光源和扩散板1的高度为H1。并且，在邻接的线状光源A、B中，按图15所示定义中点C时，调整高度H1、间隔D1、LED元件的最大光量放射方向，以使构成任意的线状光源的LED的最大光量放射方向的延长线到达扩散板1的位置E超过中点C。
根据图15所示的面照明装置110，在注视该颜色的原色LED时形成三角形，从而具有能够缩小单色的面内光量变动幅度，抑制亮度不均的效果。另外，在邻接的线状光源A、B中，按图15所示定义中点C时，即使在调整高度H1、间隔D1、LED元件的最大光量放射方向，以使构成任意的线状光源的LED的最大光量放射方向的延长线到达扩散板1的位置E超过中点C的情况下，也能缩小面内光量变动幅度，如图16所示，具有所述位置E越接近邻接的光源B的正上方，越提高确认性的效果。此处，图16表示用纵轴表示确认性，用横轴表示E点位置，为了使E点从c注视时的线状光源A到达邻接线状光源B的正上方，而调节线状光源A内的LED的最大光量放射角度时的确认性。另外，作为通过光的混合而成为白色的多种颜色的组合，选择了红、蓝、绿色，但也可以选择具有互补色关系的颜色，例如，黄色和蓝色的组合也能发挥相同效果。
图17表示面照明装置120的发光元件组的配置，面照明装置120的特征是，由以下部分构成接近配置红色发光LED7、蓝色发光LED8、绿色发光LED9，使形成三角形组(以下称为“△组”)，再把所述△组配置成三角形状(以下称为“△配置”)构成的面光源；填埋构成面光源的各原色LED之间的未图示的反射板2；设有上述各原色发光LED和反射板2，兼作散热板的材质是铝板等的基板4；和位于上方的透明的使光扩散的扩散板1。另外，其特征在于，通过调节所述△组之间的行间隔D1、列间隔D2、配置角度θ，在未配置各原色发光LED元件的空白区域的中心1和中心2比较各原色LED的光量总和时，在设光量总和的平均值为100％时，使光量总和处于75％～125％的范围内。此处，所说中心1指进行△配置的3个LED△组的重心，所说中心2指由2个△配置构成的成为菱形配置的4个LED△组的重心。可是，在注视将LED△组进行△配置时面对的2个LED△组时，优选将不同颜色的发光元件进行面对配置。这是因为能够容易实现有关光量总和的特征。
另外，在为了使各原色LED的光量总和处于75％～125％的范围内而进行LED△组的配置时，几乎没有单体的原色LED元件间的光量偏差以及原色LED元件间的光量偏差。但是，即使存在这些偏差时，通过再追加LED元件的选择以及调节使LED元件通电的电流等的单元，可以使单体的原色LED元件间的光量偏差以及原色LED元件间的光量偏差几乎不存在。
根据图17所示的面照明装置，接近配置各原色LED使形成△组状，并且通过将该△组进行△配置，可以实现面内无偏倚的LED元件的配置，在注视单原色时，可以获得面内均匀的光量，具有抑制亮度不均的效果。
另外，在未配置LED元件的△配置的中心1部分，在比较位于呈△配置的顶点的各原色LED的光量总和、即红色LED的光量总和、蓝色LED的光量总和、绿色LED的光量总和时，在设光量总和的平均值为100％的情况下，通过调节行间隔D1、列间隔D2、配置角度θ来配置LED△组，以使各原色LED的光量总和处于75％～125％的范围内，所以具有抑制混和光时的颜色不均的效果。并且，即使在未配置LED元件的菱形配置的中心2部分，通过进行与中心1部分相同的操作来配置LED△组，以使各原色LED的光量总和处于75％～125％的范围内，所以具有抑制混和光时的颜色不均的效果。另外，作为通过光的混合而成为白色的多种颜色的组合，选择了红、蓝、绿色，但也可以选择具有互补色关系的颜色，例如，黄色和蓝色的组合也能发挥相同效果。
图18表示面照明装置130的发光元件组的配置，面照明装置130的特征是，由以下部分构成接近配置红色发光LED7、蓝色发光LED8、绿色发光LED9，使形成三角形组(以下称为“△组”)，再把多个所述△组配置成四角形状(以下称为“四角形配置”)构成的面光源；填埋构成面光源的各原色发光LED之间的未图示的反射板2；设有上述各原色发光LED和反射板2，兼作散热板的材质是铝板等的基板4；和位于上方的透明的使光扩散的扩散板1。另外，其特征在于，通过调节所述△组之间的行间隔D1、列间隔D2、配置角度θ，在未配置原色发光LED元件的空白区域的中心1比较各原色LED的光量总和时，光量总和处于75％～125％的范围内。此处，所说中心1是指进行四角形配置的4个LED△组的重心。可是，在注视将LED△组进行四角形配置时面对的2个LED△组时，优选将不同颜色的发光元件进行面对配置。这是因为能够容易实现有关光量总和的特征。
另外，在为了使各原色LED的光量总和处于75％～125％的范围内而进行LED△组的配置时，几乎没有单体的原色LED元件间的光量偏差以及原色LED元件间的光量偏差。但是，即使存在这些偏差时，通过再追加LED元件的选择以及调节使LED元件通电的电流等的单元，可以使单体的原色LED元件间的光量偏差以及原色LED元件间的光量偏差几乎不存在。
根据图18所示的面照明装置，接近配置各原色LED使形成△组状，并且通过将该△组进行四角形配置，可以实现面内无偏倚的LED元件的配置，在注视单原色时，可以获得面内均匀的光量，具有抑制亮度不均的效果。
另外，在未配置LED元件的四角形配置的中心1部分，在比较位于呈四角形配置的顶点的各原色LED的光量总和、即红色LED的光量总和、蓝色LED的光量总和、绿色LED的光量总和时，在设光量总和的平均值为100％的情况下，通过调节行间隔D1、列间隔D2、配置角度θ来配置LED△组，以使各原色LED的光量总和处于75％～125％的范围内，所以具有抑制混和光时的颜色不均的效果。另外，作为多种颜色的组合，选择了红、蓝、绿色，但即使进一步追加作为中间色的青绿、洋红、黄色等，也能发挥相同效果。
图19表示面照明装置140的发光元件的配置，面照明装置140的特征是，由以下部分构成接近配置由红色发光LED7、蓝色发光LED8、绿色发光LED9构成的4个LED元件，使形成四角形组状(以下称为“四角形组”)，再把所述四角形组配置成三角形状(以下称为“△配置”)构成的面光源；填埋在构成面光源的各原色LED之间的未图示的反射板2；设有上述各原色发光LED和反射板2，兼作散热板的材质是铝板等的基板4；和位于上方的透明的使光扩散的扩散板1。另外，其特征在于，通过调节所述△组之间的行间隔D1、列间隔D2、配置角度θ，在未配置原色发光LED元件的空白区域的中心1和中心2比较各原色LED的光量总和时，在设光量总和的平均值为100％时，使光量总和处于75％～125％的范围内。此处，所说中心1是指进行△配置的3个LED四角形组的重心，所说中心2是指由2个△配置构成的进行菱形配置的4个LED四角形组的重心。可是，在注视将LED△组进行△配置时面对的2个LED△组时，优选将不同颜色的发光元件进行面对配置。这是因为能够容易实现有关光量总和的特征。
另外，在为了使各原色LED的光量总和处于75％～125％的范围内而进行LED四角形组的配置时，几乎没有单体的原色LED元件间的光量偏差以及原色LED元件间的光量偏差。但是，即使存在这些偏差时，通过再追加LED元件的选择以及调节使LED元件通电的电流等的单元，可以使单体的原色LED元件间的光量偏差以及原色LED元件间的光量偏差几乎不存在。
根据图19所示的面照明装置，接近配置各原色LED使形成四角形组，并且通过将该四角形组进行△配置，可以实现面内无偏倚的LED元件的配置，在注视单原色时，可以获得面内均匀的光量，具有抑制亮度不均的效果。
另外，在未配置LED元件的△配置的中心1部分，在比较位于呈△配置的顶点的各原色LED的光量总和、即红色LED的光量总和、蓝色LED的光量总和、绿色LED的光量总和时，在设光量总和的平均值为100％的情况下，通过调节行间隔D1、列间隔D2、配置角度θ来配置LED四角形组，以使各原色LED的光量总和处于75％～125％的范围内，所以具有抑制混和光时的颜色不均的效果。并且，即使在未配置LED元件的菱形配置的中心2部分，通过进行与中心1部分相同的操作来配置LED四角形组，以使各原色LED的光量总和处于75％～125％的范围内，所以具有抑制混和光时的颜色不均的效果。另外，作为多种颜色的组合，选择了红、蓝、绿色，但即使进一步追加作为中间色的青绿、洋红、黄色等，也能发挥相同效果。
图20表示面照明装置150的发光元件的配置，面照明装置150的特征是，由以下部分构成接近配置由红色发光LED7、蓝色发光LED8、绿色发光LED9构成的4个LED元件，使形成四角形状的组(以下称为“四角形组”)，再把多个所述四角形组配置成四角形状(以下称为“四角形配置”)构成的面光源；填埋在构成面光源的各原色发光LED之间的未图示的反射板2；设有上述各原色发光LED和反射板2，兼作散热板的材质是铝板等的基板4；和位于上方的透明的使光扩散的扩散板1。另外，其特征在于，通过调节所述四角形组之间的行间隔D1、列间隔D2、配置角度θ，在未配置原色发光LED元件的空白区域的中心1比较各原色LED的光量总和时，光量总和处于75％～125％的范围内。此处，所说中心1指进行四角形配置的3个LED四角形组的重心。可是，在注视将LED△组进行四角形配置时面对的2个LED△组时，优选将不同颜色的发光元件进行面对配置。这是因为能够容易实现有关光量总和的特征。
另外，在为了使各原色LED的光量总和处于75％～125％的范围内而进行LED四角形组的配置时，几乎没有单体的原色LED元件间的光量偏差以及原色LED元件间的光量偏差。但是，即使存在这些偏差时，通过再追加LED元件的选择以及调节使LED元件通电的电流等的单元，可以使单体的原色LED元件间的光量偏差以及原色LED元件间的光量偏差几乎不存在。
根据图20所示的面照明装置，接近配置各原色LED使形成四角形组，并且通过将该四角形组进行四角形配置，可以实现面内无偏倚的LED元件的配置，在注视单原色时，可以获得面内均匀的光量，具有抑制亮度不均的效果。
并且，在未配置LED元件的四角形配置的中心1部分，在比较位于呈四角形配置的顶点的各原色LED的光量总和、即，红色LED的光量总和、蓝色LED的光量总和、绿色LED的光量总和时，在设光量总和的平均值为100％的情况下，通过调节行间隔D1、列间隔D2、配置角度θ来配置LED△组，以使各原色LED的光量总和处于75％～125％的范围内，所以具有抑制混和光时的颜色不均的效果。另外，作为多种颜色的组合，选择了红、蓝、绿色，但即使进一步追加作为中间色的青绿、洋红、黄色等，也能发挥相同效果。
另外，在图17～图20所示的面照明装置120～面照明装置150中，用3～4个发光元件构成发光元件组，但也可以用多于这个数目的发光元件来构成。另外，关于构成发光元件组的发光元件的颜色种类，用3原色即蓝色、红色、绿色进行了说明，但也可以是用蓝色、红色、绿色、青绿、洋红、黄色等的组合，构成接近六角以上的多角形的顶点配置而成的发光元件组。
下面，图22所示的液晶显示装置190的特征是，如图21的剖面图所示，具有用背光灯和液晶屏13构成图1所示的面照明装置30的显示单元；液晶屏驱动单元41；和电源42，其结构是接受输入信号43后进行动作，面照明装置30还具有调整流过用于构成线状光源R-LED34的红色LED的电流的电阻31；调整流过用于构成线状光源G-LED35的绿色LED的电流的电阻32；调整流过用于构成线状光源B-LED36的蓝色LED的电流的电阻33。由于图1所示的面照明装置具有亮度不均小且明亮的优点，所以液晶显示装置具有能够获得均匀且明亮的显示的效果。
另外，在上述的液晶显示装置190中，图1所示的面照明装置30使用背光灯，但也可以制作使用图4、图7、图8、图10、图11、图12、图14、图15、图17、图18、图19、图20所示的面照明装置40～面照明装置150的液晶显示装置。这种情况下，液晶显示装置可以获得各个面照明装置具有的效果。
根据本发明之一和之二所述的发明，如实施例1所述，可以提高用反射板形成的基板表面的覆盖率，即使在把白色光用于背照灯的情况下，也能提供防止亮度不均的面照明装置。
另外，根据本发明之三和之四所述的发明，如实施例2、实施例3和实施例4所述，即使在把白色光用于背照灯的情况下，也能提供防止亮度不均的面照明装置。
另外，根据本发明之五所述的发明，如实施例4所述，即使在把白色光用于背照灯的情况下，也能提供装配了防止颜色不均或亮度不均的面照明装置的液晶显示装置。
权利要求
1.一种面照明装置，其特征在于，至少具有以规定的顺序排列了线状光源的面光源，该线状光源由串联排列的与在至少含有光的3原色的多种颜色的组合中的各种颜色对应的发光元件构成；填埋构成所述线状光源的发光元件之间的空间而铺设的反射板；设有所述面光源和所述反射板的基板；和位于所述面光源和所述反射板的上位的扩散板，利用所述反射板覆盖所述发光元件的非发光部分。
2.一种面照明装置，其特征在于，至少具有以规定的顺序和一定的间隔排列了线状光源的面光源，该线状光源由串联排列的与在至少含有光的3原色的多种颜色的组合中的各种颜色对应的发光元件构成；填埋构成所述线状光源的发光元件之间的空间而铺设的第1反射板；具有可以嵌入所述发光元件的发光部的贯通孔的第2反射板；设有所述面光源、所述第1反射板和所述第2反射板的基板；和位于所述面光源、所述第1反射板和所述第2反射板的上位的扩散板，利用所述第2反射板覆盖所述发光元件的非发光部分。
3.一种面照明装置，其特征在于，至少具有以规定的顺序排列了线状光源的面光源，该线状光源由串联排列的与在至少含有光的3原色的多种颜色的组合中的各种颜色对应的发光元件构成；填埋构成所述线状光源的发光元件之间的空间而铺设的反射板；具有按一定的间隔排列的列状凸部，设有所述面光源和所述反射板的基板；和位于所述面光源和所述反射板的上位的扩散板，在所述基板上按一定间隔排列的列状凸部的斜面或侧面配置所述线状光源，对应所述列状凸部的间隔以及所述扩散板和所述基板的间隔，根据所述列状凸部的斜面或侧面的角度设定成为对应多种颜色中至少一种颜色的所述发光元件的最大光量放射角度。
4.一种面照明装置，其特征在于，至少具有以规定的顺序和一定的间隔排列了线状光源的面光源，该线状光源由串联排列的与在至少含有光的3原色的多种颜色的组合中的各种颜色对应的发光元件构成；所述发光元件的发光部中至发光部上的光放射角度校正部分；填埋构成所述线状光源的发光元件之间的空间而铺设的第1反射板；设有所述线状光源和所述反射板的基板；和位于所述线状光源和所述反射板的上位的扩散板，对应所述线状光源的间隔以及所述扩散板和所述基板的间隔，通过对应多种颜色中的至少一种颜色的所述线状光源的发光部上的光放射角度校正部分，设定成为最大光量的放射角度。
5.根据权利要求3或4所述的面照明装置，其特征在于，把对应权利要求3或4所述的一种颜色的所述线状光源的设置间隔设为一定值L，把所述扩散板与设有所述线状光源的平面的间隔设为一定值H时，设定成为所述线状光源的最大光量的放射角度，以满足下述关系L≤2×H×tan(成为线状光源的最大光量的放射角度)。
6.一种面照明装置，其特征在于，至少具有将把对应光的3原色的3个发光元件接近配置在三角形的顶点的发光元件组配置成矩阵状的面光源；排列有所述发光元件组的基板；和位于所述面光源上位的扩散板，每隔一列或每隔一行交错排列所述发光元件组，使所述发光元件组彼此的位置关系形成三角形状，调节所述发光元件组的行间隔、列间隔、配置角度，使得在把根据所述单色发光元件的光量总和计算出的平均光量总和设为100％时，由三角形状的重心和由两个三角形状形成的菱形形状的重心的各个所述单色发光元件的光量总和在75％～125％之间。
7.一种面照明装置，其特征在于，至少具有将把对应光的3原色的3个发光元件串联地接近配置的发光元件组配置成列状的线状光源；所述发光元件的发光部中至发光部上的光放射角度校正部分；排列有所述发光元件组的基板；和位于所述面光源上位的扩散板，配置多列所述线状光源来作为面光源，校正所述发光元件的最大放射角度，以使通过构成注视的所述线状光源的所述发光元件的发光部中至发光部上的光放射角度校正部分校正后的所述发光元件的最大放射方向和扩散板交叉的点，超过与注视的所述线状光源邻接的所述线状光源的中点。
8.一种液晶显示装置，其特征在于，至少具有权利要求1～7中任一项所述的面照明装置中的一个和液晶屏。
全文摘要
本发明提供一种将排列多个的对应至少含有红色、绿色、蓝色的多种颜色的发光元件作为面光源的面照明装置及具有该面照明装置的液晶显示装置。该面照明装置的特征是，至少具有由对应至少含有光的3原色的多种颜色的发光元件构成的面光源；设在所述发光元件之间的反射板；设有所述面光源和所述反射板的基板；和位于所述发光元件和所述反射板的上位的扩散板，提高使用所述反射板的所述基板的覆盖率，排列所述发光元件，或者根据所述扩散板和所述基板的间隔，设定成为至少对应一种颜色的所述发光元件的最大光量的放射角度。通过使液晶显示装置具有上述面照明装置，即使为大画面，也能达到高亮度水平。
文档编号G02F1/133GK1534339SQ20041003230
公开日2004年10月6日 申请日期2004年3月31日 优先权日2003年3月31日
发明者铃木敏弘 申请人:富士通显示技术株式会社