背光灯装置及使用该背光灯装置的影像显示装置的制作方法

专利名称：背光灯装置及使用该背光灯装置的影像显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种背光灯装置，其为了降低液晶用背光灯装置的消耗电力，按照每 一个分割了背光灯装置的各块进行调光，即进行区域调光。
背景技术：
为了适应近年来的省电规定，液晶用背光灯装置中也要求消耗电力的降低。因此， 将背光灯装置分割成多个块并按每一个块(block)进行调光的区域调光(Local Dimming) 正在被实用化。而且，作为具有大的发光区域的面光源装置，例如专利文献1中公开有串联 配置了分割后的导光块的现有技术。由此，公开有，考虑按每个各导光块配置的作为一次光 源的荧光管的两端和中央部的亮度差，为了防止一次光源的两端的电极部导致的亮度不足 的发生，相邻的导光块的重叠部形成切出的舌状重叠部，另外，使一次光源的两端的电极部 弯曲并将该弯曲的电极部配置于导光块的范围外。另外，公开有如下所述构成(例如，专利文献2)，大型液晶显示器中的背光灯组合 形成纵横地分割的背光灯单元，为了防止在各背光灯单元的连接部分产生亮度斑驳(亮度 不均)，在包含导光板的背光灯、扩散板及液晶面板之间插入透明丙烯酸板，保持所需要的 空间。专利文献1 (日本)特开平11-288611号公报专利文献2 (日本)特开2004-265635号公报但是，上述现有的背光灯中，排列块或背光灯单元时，会产生由于错位等导致光从 块(block)或背光灯单元的边界泄露而成为明线、相反光不足而成为暗线的麻烦。为了避 免该麻烦，上述专利文献1、2中，对相邻的导光块实施加工，或改变发光源的形状，或进而 在导光板的上方部设置扩散用的丙烯酸板，从而需要准备特别的构造体。另外，目前技术中 存在下述课题，即，关于块的内部，由于使其亮度一样，边界的亮度线反而变得显著。

发明内容
本发明提供一种背光灯装置，其通过在分割了背光灯装置的各背光灯块的内部设 置亮度的明暗差图案，缓和与背光灯块的边界的亮度差或使其变得不显著。为了解决上述课题，本发明主要采用如下上述的结构。本发明提供一种背光灯装置，其通过排列并组合多个背光灯块而成，上述多个背 光灯块分别具有包含LED或荧光管的发光源、将来自上述发光源的光线向液晶面板侧引导 的导光板和配置于上述导光板的背面的反射片，该背光灯装置中，在从上述背光灯块射出 的亮度中形成出现明暗差的明暗差图案，通过来自上述背光灯块的明暗差图案的亮度不 均，使从上述背光灯块间的边界出来的亮度明亮的明图案的亮度变得不显著。另外，在上述背光灯装置中，来自上述背光灯块的亮度明暗差图案由比来自上述 背光灯块的边界的亮度暗且亮度一样的第一亮度图案和比上述第一亮度图案的亮度明亮 的第二亮度图案构成。另外，上述第二亮度图案是从与上述发光源的排列方向平行、且与周围相比粗密度高的凹凸面产生的图案。另外，产生上述第二亮度图案的结构为，具有凹凸面 的椭圆形、圆形、长方形、或正方形与上述发光源的排列方向平行地散布，上述凹凸面的粗 密度比产生上述第一亮度图案的上述背光灯块表面的粗密度高。另外，在上述背光灯装置中，产生上述第二亮度图案的凹凸面形成于上述导光板 的液晶面板侧的表面。另外，产生上述第二亮度图案的凹凸面形成于上述导光板的上述反 射片侧的背面、或形成于上述反射片。另外，产生上述第二亮度图案的凹凸面通过粘贴胶接 磁带而形成。另外，取代产生上述第二亮度图案的凹凸面，在上述背光灯块排列棱镜部、凸 透镜或凹透镜。根据本发明，通过形成于背光灯块的内部的明暗差图案，亮度不均整体上模糊，因 此，能够使背光灯块内部和背光灯块的边界的亮度差难以识别，使与边界的亮度不显著。


图1是表示具有本发明实施方式的背光灯装置的液晶显示器(LCD)的整体构成的 概略的分解图；图2是表示将本实施方式的背光灯装置分割成多个的背光灯块的图；图3是本实施方式的背光灯块的内部构成和包含背光灯块的液晶显示器的剖面 图；图4是贯穿多个背光灯块对用于故意地发生来自本实施方式的背光灯装置的亮 度明暗分布的图案形成例进行说明的图；图5是关于来自目前技术所涉及的背光灯装置的亮度，贯穿多个背光灯块对在背 光灯块的边界和背光灯内部之间产生亮度差的状况进行说明的图；图6是对各背光灯块分别表示用于在背光灯块内部使来自本实施方式所涉及的 液晶显示器的亮度明暗分布产生的图案的形成例的说明图；图7是表示故意地使本实施方式所涉及的亮度明暗分布发生的图案形状的配置 例的说明图；图8是表示故意地使本实施方式所涉及的亮度明暗分布发生的图案形状的其他 配置例的说明图；图9是表示故意地使本实施方式所涉及的亮度明暗分布发生的图案形状的其他 配置例的说明图；图10是表示故意地使本实施方式所涉及的亮度明暗分布发生的图案形状的具体 例的说明图；符号说明1、液晶面板；2、光学片类；3、背光灯装置；4、背光灯块；5、导光板；6、LED 基板；7、LED;
8、反射片；
11、亮度明部；
12、亮度暗部；
13、亮度中明暗部；
15、亮度明部；
16、亮度暗部；
17、亮度中明暗部；
21、亮度明部；
22、亮度暗部；
31、导光板表面平坦部；
32、导光板表面密凹凸面部
33、导光板表面粗加工部；
34、导光板表面密凹凸面部
35、导光板表面平坦部；
36、导光板表面棱镜部；
41、亮度暗部；
42、亮度中明暗部；
51、导光板表面；
52、导光板背面。
具体实施例方式下面，参照图1 图10，对本发明的实施方式的背光灯装置进行详细说明。首先， 对于将本实施方式的背光灯装置适用于影像显示装置的整体构成，参照图1 图3对其概 略进行说明。图1是表示具有本发明实施方式的背光灯装置的液晶显示器(LCD)的整体构 成的概略的分解图，图2是表示将本实施方式的背光灯装置分割成多个的背光灯块的图， 图3是本实施方式的背光灯块的内部构成和包含背光灯块的液晶显示器的剖面图。附图中，1表示液晶面板，2表示光学片类，3表示背光灯装置，4表示背光灯块，5表 示导光板，6表示LED基板，7表示LED，8表示反射片。使用作为影像显示用显示器而普及的液晶面板1的透射型的液晶显示器0XD Liquid Crystal Display)，作为其整体结构，具备液晶面板1、包含扩散板、扩散片、偏振 片、偏转薄膜等的光学片类2、背光灯装置3。背光灯装置3是在平面上矩阵状地组合并配 置多个背光灯块4而形成的，在大型的背光灯装置3中能够得到均勻的亮度。液晶显示器 中，为了从液晶面板1的背面侧照射光，需要背光灯装置3，该背光灯装置3根据其构造可分 为直下式和侧灯式(edge light 边缘照明)。本发明的实施方式的背光灯装置3采用侧灯式，且以分割成多个背光灯块4的 构造为对象。参照图3，背光灯装置1基本上具备设置于LED基板上的作为发光源的 LED (Light Emitting Diode) 7、用于将从LED入射的光有效地导入液晶面板1的导光板5、 设置于导光板5的背面并反射来自导光板5的背面的光的反射片8。图3所示的构成例中， 背光灯块4形成矩形状，在其纵向方向(图3中从纸面的左向右)，来自LED7的光前进，在背光灯块4的背面(反射片侧)被反射，光向液晶面板1前进。LED7以适宜的间隔在背光 灯块4的短边侧(图3中纸面的垂直方向)排列多个。另外，本实施方式中，将发光源设为 LED进行说明，但是并不限定于此，也可以是荧光管。另外，LED7也可以配置于背光灯块4 的长边侧。接着，关于将本发明实施方式的背光灯装置中的背光灯块的边界的亮度和背光灯 块内部的亮度的亮度差缓和并使来自边界的亮度不显著的技术，参照图4和图5，对本发明 的基本概念进行说明。图4是遍及多个背光灯块对用于故意地发生来自本实施方式的背光 灯装置的亮度明暗分布的图案形成例进行说明的图，图5是关于来自目前技术所涉及的背 光灯装置的亮度，遍及多个背光灯块对在背光灯块的边界和背光灯块内部之间产生亮度差 的状况进行说明的图。附图中，11表示亮度明部，12表示亮度暗部，13表示亮度中暗部，21 表示亮度明部，22表示亮度暗部。另外，在此，上述亮度差(亮度明暗差或亮度不均)为从 包含扩散板等的光学片类2的光射出侧看从背光灯装置3照射的光时的亮度差。从表示目 前技术的图5看，纵横地排列多个背光灯块4而形成背光灯装置3时，由于排列的位置偏移 等而在背光灯块4的边界产生间隙，光从该间隙泄露并产生明线，如图5所示，产生亮度明 部21。另外，相反，也存在由于背光灯块的排列的位置偏移等而使光不足从而形成暗线的情 况。图5中例示有光泄露而产生明线的情况。而且，背光灯块的内部被设为亮度一样，图5中形成亮度暗部22。另外，图5中， 背光灯块的内部表记为亮度暗部22，亮度暗部22是指与边界的亮度明部21进行比较亮度 暗，而不是将内部变暗。根据图5所示的目前的亮度分布，背光灯块4的边界的亮度的明亮 度21与背光灯块内部的一样的亮度暗部22对比，产生亮度太过显著的麻烦。因此，本发明的实施方式的背光灯装置中，其特征在于，有意地在其背光灯块内部 形成亮度的明暗差，且亮度不均涉及整体，由此，缓和背光灯块的边界中的线状或格子状的 明亮的(或暗的)亮度部分，即，使视觉上难以识别。图4所示的本发明的实施方式中，为 在背光灯块4的内部交互配置亮度暗部12和亮度中明暗部(与亮度明部11相比稍微暗， 但与亮度暗部12相比明亮的部分)13的构成例。即，在背光灯块4的内部设置亮度的明暗 差，缓和与背光灯块4的边界的亮度明部11的亮度差。另外，在边界产生暗线的情况下，为 了使该暗线不显著，为了形成背光灯4的亮度明暗差，只要设置比背光灯块的一样的亮度 面12暗且比上述暗线明亮的图案即可。这样，本发明的实施方式中，为了包含边界地使亮度不均在背光灯3整体上模糊， 通过在背光灯块4的内部设置亮度的明暗差，使背光灯块4的边界的亮度明部11变得难以 识别。这样，边界的亮度的明亮度11变得不显著的现象可以通过如下所述情况根据实验证 实，即，在导光板5的表面51 (参照图7)局部地粘贴例如胶接磁带(MendingTape)，在如图 4所示的亮度暗部12之间设置亮度中明暗部13。通过使进入形成于胶接磁带表面的密度 浓的凹凸面的光高几率地向液晶面板1的方向(前方向)前进，能够得到与没有添加该胶 布的部分相比明亮的亮度。这样，通过局部的粘贴胶接磁带，能够形成背光灯块4内部的亮 度明暗差。另外，上述亮度的明暗差不限于由上述的导光板5形成，也可以通过在反射片8、 光学片类2上形成图案而实现。接着，下面参照图6 图10，对在本实施方式的背光灯装置3的背光灯块4形成亮度明暗差的具体的构成例进行说明。图6是对背光灯块分别表示用于在背光灯块内部使本 实施方式的亮度明暗分布产生的图案的形成例的说明图，图7是表示故意地使本实施方式 所涉及的亮度明暗分布发生的图案形状的配置例的说明图，图8是表示故意地使本实施方 式的亮度明暗分布发生的图案形状的其他配置例的说明图，图9是表示故意地使本实施方 式的亮度明暗分布发生的图案形状的其他配置例的说明图，图10是表示故意地使本实施 方式的亮度明暗分布发生的图案形状的具体例的说明图。附图中，15表示亮度明部，16表示亮度暗部，17表示亮度中明暗部，31表示导光板 表面平坦部，32表示导光板表面密凹凸面部，33表示导光板表面粗加工部，34表示导光板 表面密凹凸面部，35表示导光板表面平坦部，36表示导光板表面棱镜部，41表示亮度暗部， 42表示亮度中明暗部，51表示导光板表面，52表示导光板背面。根据图6，在背光灯块4的内部形成有椭圆形的亮度中明暗部17。该亮度中明暗 部17在导光板5的表面51 (参照图7)上形成细小或者密集的凹凸面，即形成所谓的粗糙 面(粗面)。该椭圆形的粗糙面在导光板5的、与LED7的排列方向平行的方向(本例中导 光板5的短边方向)排列多个，形成一个亮度中明暗部区域，在与LED7的排列方向正交的 方向(本例中导光板5的长边方向)设置两个以上该区域。由此，该粗糙面发挥使比向该 周围的面更向前方前进的光量增多的功能，而使明亮的亮度产生。观测包含了背光灯块4 的边界的背光灯装置3整体，由于亮度中明暗部17的存在，从该背光灯装置3向前方发出 的亮度的明暗分布中产生不均勻或不规则性，亮度的明暗的程度变得难以识别(边界的亮 度变得不显著)。如图6所示，不限于椭圆形状，也可以是圆形状、长方形状、圆形状，另外， 也可以使相邻的亮度中明暗部17的个数(图6的例中纸面纵方向的数)不同于两个和三 个。总之，按照在与亮度暗部16之间产生亮度差的不规则的方式，形成亮度中明暗部17即 可。图7 图9表示在背光灯块4形成亮度中明暗部17的具体例，根据图7，与背光灯 块4对应的导光板5的表面(液晶面板1侧)51形成大致平坦的面31，但是在该平坦面31 局部形成密度大的凹凸面32 (从平坦面表面51打出凹坑形成凹面32)。通过该凹凸面32， 向液晶面板1的侧的前方光增多，产生比周围明亮的亮度。另外，根据图8，在导光板5的表面51形成用于使向液晶面板1的前方光增多的凹 凸面33，另外，形成比该凹凸面33更高密度的凹凸面34，并使该凹凸面34带来的亮度比周 围明亮，而设置背光灯块4的内部的亮度明暗差。顺便提一下，作为背光灯块4的边界，图 8中例示有纸面的左右端部，为了缓和在该左右端部产生亮度明部11 (参照图4)所导致的 亮度明暗差，在纸面左右方向的两处形成有亮度中明暗部13，但是，从图2可知，背光灯块4 的边界在图示例中不限于左右，在上下也可以存在边界，即使在该边界，有时也会由于错位 而形成亮度明部11，该情况下，适用图4所示的方法，形成亮度中明暗部13以使该边界导致 的亮度变得不显著即可。另外，根据图9，在导光板5的平坦表面35局部形成棱镜部36，通过该棱镜部36 使向液晶面板1侧的前方光增多而比周围明亮，从而形成亮度中明暗部13(参照图4)。也 可以代替导光板5的平坦面35的棱镜部36设置凸透镜，另外，也可以埋设凹透镜，只要起 到与棱镜部36同样的效果即可。在图7 图9所示的构成例中，如图所示，凹凸面(粗糙 面)32、34、棱镜面36或者凸透镜、凹透镜与图8所示的例相同地在与LED7的排列方向正交的方向(本例中导光板5的长边方向)设置两个以上。图7 9所示的构成例中，在导光板5的表面，在与LED7的排列方向平行的方向加 工出或设置有高密度的凹凸面(粗糙面)32、34或者棱镜面36。这些凹凸面(粗糙面)32、 34或棱镜面、或者凸透镜、凹透镜不限于在导光板的表面形成，也可以是背面52，另外，也 可以在其两个面形成。另外，由于该凹凸面的加工等而形成的亮度明暗的图案也可以形成 于配置在导光板5的上方的已设的扩散片等。另外，通过使扩散片类的透过率局部变化，也 可以形成亮度明暗图案。图10是表示故意地产生本实施方式所涉及的亮度明暗分布的图 案形状的具体例，是图6所示的变形例。由此，替代椭圆形的亮度中明暗部17(参照图6) 形成高密度的凹凸面的情况，作为该椭圆形的内部构造，由与其周围相同的亮度暗部41、多 个圆形或椭圆形的亮度中明暗部42构成。通过这样地构成，通过使背光灯块4的内部的亮 度明暗差具有不规则性，使边界的亮度明部11(参照图4)变得不显著。即，减轻背光灯块 4的边界的亮度明亮度的显著情况。在上述实施方式中，使上述粗面(粗糙面)、凹凸面、棱镜面、凹透镜或凸透镜等用 于在导光板5的表面51赋予明部的元件(以下，称为“明部赋予元件”)在导光板5的表面 51在与LED7的排列方向平行的方向(本实施例中为导光板5的短边方向)延伸而形成， 另外，该明部赋予元件在与LED7的排列方向正交的方向(本实施例中为导光板5的短边方 向，为来自LED7的光的导光板5内的前进方向)排列两个以上。若这样地构成，则在导光 板5的表面51中，能够生成与背光灯块4的边界部分的亮度明部(或亮度暗部)的周期相 比短周期的亮度差(亮度不均)，因此，背光灯块4的边界部分的亮度明部(或亮度暗部) 在视觉上变得难以识别。两个以上的明部赋予元件的各亮度的极大点之间的间隔优选大约为1 3cm，另 外，优选的是，该极大点之间的间隔为从导光板5的表面51到光学片类2的入射面(配置 于离导光板5最近的位置的扩散板的入射面)的距离的两倍以上。另外，更优选的是，通过 明部赋予元件的光和从导光板5表面51的明部赋予元件以外的部分射出的光的亮度差设 为背光灯块4的边界部分的亮度明部(或亮度暗部)和从导光板5表面51的明部赋予元 件以外的部分射出的光的亮度差的50%以上。如果按照满足这些条件的方式形成明部赋予 元件，则能够进一步使背光灯块4的边界部分的亮度明部(或亮度暗部)不显著。另外，如果在导光板5的表面，在与LED7的排列方向正交的方向设置用于使上述 光扩散的元件，在与LED7的排列方向正交的方向(图2的纸面左右方向)上产生的背光灯 块4的边界中的亮度明部(或亮度暗部)在视觉上变得难以识别。当然，也可以将用于使 上述光扩散的元件设置于与LED7的排列方向平行的方向、正交的方向的这两个方向。根据上述实施方式的构成，能够使背光灯块4的边界间的亮度明部或亮度暗部变 得不显著，但是，也同样可以使上述边界以外的、背光灯块4内产生的亮度明部或亮度暗部 变得不显著。
权利要求
一种背光灯装置，其通过排列并组合多个背光灯块而成，所述多个背光灯块分别具有包含LED或荧光管的发光源、将来自所述发光源的光线向液晶面板侧引导的导光板和配置于所述导光板的背面的反射片，该背光灯装置的特征在于在从所述背光灯块射出的亮度中形成出现明暗差的明暗差图案，通过来自所述背光灯块的明暗差图案的亮度不均，使从所述背光灯块间的边界出来的亮度明亮的明图案的亮度变得不显著。
2.如权利要求1所述的背光灯装置，其特征在于来自所述背光灯块的亮度明暗差图案由比来自所述背光灯块的边界的亮度暗且亮度 一样的第一亮度图案和比所述第一亮度图案的亮度明亮的第二亮度图案构成。
3.如权利要求2所述的背光灯装置，其特征在于所述第二亮度图案是从与所述发光源的排列方向平行、且与周围相比粗密度高的凹凸 面产生的图案。
4.如权利要求2所述的背光灯装置，其特征在于产生所述第二亮度图案的结构为，具有凹凸面的椭圆形、圆形、长方形、或正方形与所 述发光源的排列方向平行地散布，所述凹凸面的粗密度比产生所述第一亮度图案的所述背 光灯块表面的粗密度高。
5.如权利要求3或4所述的背光灯装置，其特征在于产生所述第二亮度图案的凹凸面形成于所述导光板的液晶面板侧的表面。
6.如权利要求3或4所述的背光灯装置，其特征在于产生所述第二亮度图案的凹凸面形成于所述导光板的所述反射片侧的背面、或形成于 所述反射片。
7.如权利要求3或4所述的背光灯装置，其特征在于产生所述第二亮度图案的凹凸面通过粘贴胶接磁带而形成。
8.如权利要求3或4所述的背光灯装置，其特征在于取代产生所述第二亮度图案的凹凸面，在所述背光灯块排列棱镜部、凸透镜或凹透镜。
9.一种背光灯装置，其通过排列并组合多个背光灯块而成，所述多个背光灯块分别具 有包含LED或荧光管的发光源、将来自所述发光源的光线向液晶面板侧引导的导光板和配 置于所述导光板的背面的反射片，该背光灯装置的特征在于关于从所述背光灯块射出的亮度，形成不一样的明暗的亮度分布，因所述明暗的亮度分布导致的亮度不均，使来自所述背光灯块间的边界的亮度暗的暗 图案的亮度不显著。
10.一种影像显示装置，其特征在于，包括权利要求1 9任一项中所述的背光灯装置；具有扩散板、扩散片、偏转薄膜的光学片 类；和液晶面板。
11.一种影像显示装置，其特征在于，具备替代权利要求3或4所述的在所述背光灯装置形成所述高的粗密度的凹凸面，相对于 插入到背光灯装置和液晶面板之间的光学片类而形成所述高的粗密度的凹凸面的光学片 类；背光灯装置；和液晶面板。
12.—种影像显示装置，其具备背光灯装置，该背光灯装置通过排列并组合多个背光灯块而成，所述多个背光灯块分别具有发光源、将来自所述发光源的光线向液晶面板侧引导 的导光板和配置于所述导光板的背面的反射片，该影像显示装置的特征在于在所述各背光灯块的各个所述导光板，在与所述背光灯块间的边界大致平行的方向形 成有用于使光扩散的多个元件。
13.根据权利要求12所述的影像显示装置，其特征在于 用于使所述光扩散的元件形成于所述导光板的表面或背面。
14.根据权利要求12或13所述的影像显示装置，其特征在于 用于使所述光扩散的元件为粗面、凹凸面、棱镜面、凹透镜或凸透镜。
全文摘要
本发明提供背光灯装置及使用该背光灯装置的影像显示装置，其通过在分割了背光装置的各块的内部设置明暗差，使与背光灯块的边界的亮度差缓和或变得不显著。本发明背光灯装置排列并组合多个背光灯块(4)而成，该背光灯块分别具有包含LED或荧光管的发光源、将来自发光源的光线向液晶面板侧引导的导光板和配置于导光板的背面的反射片，在该背光灯装置中，形成在从背光灯块(4)射出的亮度中出现明暗差的明暗差图案即亮度暗部(12)和亮度中明暗部(13)，通过来自背光灯块(4)的明暗差图案的亮度不均，使从背光灯块间的边界出来的亮度明亮的明图案即亮度明部(11)的亮度变得不显著。
文档编号G02F1/13357GK101825247SQ201010115490
公开日2010年9月8日 申请日期2010年2月10日 优先权日2009年3月2日
发明者井上一, 大内敏, 崎田康一, 村田诚治 申请人:日立民用电子株式会社