光源单元、光源装置、以及显示设备的制作方法

专利名称：光源单元、光源装置、以及显示设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及例如使用LED (发光二极管)作为发光元件的光源单元， 涉及包括彼此组合在一起的多个光源单元的光源装置，并涉及利用该光源 装置作为背光的显示设备。
背景技术：
使用诸如CCFL (冷阴极荧光灯)之类的杆状荧光管或棒状荧光管的 光源已经公知作为液晶显示设备等的背光的光源。此外，例如在日本未审 査的专利申请公开第2001-266605号中提出了一种背光，其中使用棒状紫 外灯作为光源，并且紫外线被转换为用于照明光的可视光。

发明内容
此外，最近，己经出现将使用LED (发光二极管)的光源作为背光的 光源。用于背光的光源包括使用被组合成色彩混合的各种R (红色)、G (绿色)及B (蓝色)的彩色光LED的光源，以及使用用于发出白光的单 一 LED芯片的光源。具体而言，因为考虑到使用用于发出白光的单一 LED芯片的光源不会需要用于色彩匹配的伺服系统，并且可以提供相对较 宽的色彩显示范围，故认为这种光源有发展前景，目前实践中用作白色背 光。在此情况下，背光的构造通常包括光导型(来自相对于照明目标布置 在侧面方向的光源的光经由光导板被导向照明目标一侧)及直接型(光源 直接布置在照明目标下方)。散射板布置在背光的发光侧以使照明光均 匀。
在光导型的情况下，通过减小散射板等的厚度，背光可用于移动电话 等应用领域。在光导型的情况下，构思出散射板的设计，由此背光变为有 利于减小厚度。但是，光导型存在难以允许光导内的光从光导出射的问题。通常情况下，因为使通过全反射进入散射板内部的光发射到板的外部 的操作与使光容纳在板内的操作相逆，故在此问题上存在矛盾，导致较低 的光使用效率的缺点。此外，因为光导型具有相对较重的重量，故对于较 大的装置并不经常使用光导型。另一方面，直接型具有较高的光使用效 率，但存在难以减小厚度的缺点。
因此，光导型及直接型均分别存在优点及缺陷。具体而言，用于较大
液晶TV等的直接型现在需要厚度减小，亮度增大，色度不均匀性降低。
日本未审査专利申请公开第2001-266605号描述了一种发明，其中反 射板布置在紫外线灯的外侧，而荧光灯发光板布置在反射板的表面上并被 来自紫外灯的紫外线激发，由此以较高的光使用效率来发射荧光。在日本 未审查专利申请公开第2001-266605号描述的结构中，使用不可见的紫外 线作为激发光。此外，因为具体使用汞放电UV荧光发射CCFL等作为激 发光源，故使用透明玻璃管。因此，在此构造中，在从激发光照明侧观察 时，激发光源不会造成阴影。
另一方面，考虑了以下构造使用蓝光LED发出的蓝光作为激发光， 并通过蓝光来激发红色及绿色磷光体，并且发出的光与激发光混合，由此 获得白光。在此情况下，因为与紫外线灯不同，作为激发光源的蓝光LED 既不是无色的也不是透明的，所以如果将其简单地构造为直接型，则从照 明目标侧观察，将看到光源自身，这成为问题。即使光源架空地悬浮中， 也会在激励光照明侧产生光源自身的阴影。因此，尚不能在实际上实现允 许激励光照明侧的观察的构造。
此外，考虑以下构造由紫外LED发出的紫外光被用作激发光以获得 白光。在过去广泛应用了使用GaN (氮化镓)的LED作为紫外LED。但 是，近来研发出使用ZnO (氧化锌)的LED。在使用氧化锌的紫外LED 中，发光元件自身可以是无色的并对于可见光透明。因此，利用将氧化锌 用作主要材料的紫外LED，可以构造直接型照明装置而不会产生光源自身 的阴影。但是，例如与诸如CCFL之类的棒状光源不同，如果希望使用 LED来构造平坦背光，则需要将LED进行二维布置，并且需要电路板以 建立对于LED的布线。如果无需使用上述电路板而实现了与诸如CCFL之类的棒状光源或平坦背光类似的结构，则该结构可被实际应用。但是，尚 未实现这样的结构。
着眼于此，希望提供一种光源单元、光源装置、以及显示设备，其允
许通过使用诸如LED之类的点光源来实现与诸如CCFL之类的棒状光源类 似的结构。
根据本发明的实施例的光源单元以多个组合的方式使用，并包括光 源元件，所述光源元件具有衬底以及布置在所述衬底上的一个或多个发光 元件，其中所述光源单元被设置为使得当以串列方式布置多个所述光源单 元时，所述光源单元中的所述光源元件与相邻光源单元中的另一个光源元 件进行电连接。
根据本发明的实施例的光源装置包括多个光源单元，每个所述光源
单元均具有一个或多个发光元件和电连接部分，以及布置限制结构，所述 布置限制结构限制所述多个光源单元的布置，使得以串列方式布置所述多 个光源单元，其中所述多个光源单元经由所述光源单元的各个所述电连接 部分彼此电连接。
根据本发明的实施例的显示设备，包括照明装置；以及显示部分， 所述显示部分利用来自所述照明装置的照明光来显示图像，其中，所述照 明装置具有多个棒状光源，每个所述棒状光源均具有光学透明圆筒状管和 发光的多个光源单元，所述光学透明圆筒状管的内部具有中空空间，并且 在所述光学透明圆筒状管内，以串列方式布置所述光源单元，并且彼此相 邻的所述光源单元彼此电连接。
在根据本发明的实施例的光源单元中，当多个光源单元串列布置时， 相邻的光源元件彼此电连接，由此通过使用诸如LED之类的点光源，从与 诸如CCFL之类的棒状光源类似的结构发光。
在根据本发明的实施例的光源装置中，所述布置限制结构对多个光源 单元的布置进行限制，使得多个光源单元以串列方式布置。多个光源单元 经由各个电连接部分彼此电连接。由此通过使用诸如LED之类的点光源， 从与诸如CCFL之类的棒状光源类似的结构发光。
在根据本发明的实施例的显示设备中，多个光源单元以串列方式布置在位于构成照明装置的多个棒状光源的每一个中的光学透明圆筒状管内。
在各个棒状光源中，相邻光源单元彼此电连接。由此，通过使用诸如LED 之类的点光源，从与诸如CCFL之类的棒状光源类似的结构发光，实现了 与通过使用诸如CCFL之类的棒状光源作为背光的显示设备所实现的图像 显示类似的图像显示。
根据本发明的实施例的光源单元，光源单元被设置为使得当多个光源 单元以串列方式布置时，光源单元中的光源元件与相邻光源单元中的另一 光源元件电连接。因此，通过使用诸如LED之类的点光源实现了与诸如 CCFL之类的棒状光源类似的结构。
根据本发明的实施例的光源装置，光源装置被设置为使得布置限制结 构对多个光源单元的布置进行限制，使得多个光源单元以串列方式布置。 此外，多个光源单元经由各个电连接部分彼此电连接。因此，通过使用诸 如LED之类的点光源实现了与诸如CCFL之类的棒状光源类似的结构。
根据本发明的实施例的显示设备，显示设备被配置为使得多个棒状光 源被设置作为照明装置，并且多个光源单元以串列方式布置，并且在每个 棒状光源中的光学透明圆筒状管内，相邻光源单元彼此电连接。因此，通 过使用诸如LED之类的点光源从与诸如CCFL之类的棒状光源类似的结构 发光，由此能够实现与通过使用诸如CCFL之类的棒状光源作为背光的显 示设备所实现的图像显示类似的图像显示。


图1是示出根据本发明的第一实施例的光源装置的示例的构造图。
图2A至图2D是示出通过封装根据本发明的第一实施例的光源元件而 形成的光源单元的构造示例、并示出光源元件的封装处理的视图。
图3是示出根据本发明的第一实施例的光源单元与将由光源单元所插 入的外管之间的尺寸关系的示意图。
图4是示出将由根据本发明的第一实施例的光源单元所插入的外管的 示例的构造图。
图5是示出根据本发明的第一实施例的光源单元被插入外管的状态的示意图。
图6是示出根据本发明的第一实施例的作为光源装置的棒状光源的构 造示例的剖视图。
图7是示出根据本发明的第一实施例的作为光源装置的棒状光源的电 等效电路的电路图。
图8是示出根据本发明的第一实施例的作为光源装置的棒状光源的发 光原理的示意图。
图9是示出根据本发明的第一实施例的使用光源装置的显示设备的示 例的总体构造图。
图IOA至图IOB是示出根据本发明的第一实施例的光源装置的示例的 构造图。
图IIA至图IID是示出根据本发明的第二实施例的与光源单元组合使 用的非发光单元的构造示例、并示出对非发光单元的封装处理的视图。
图12是示出根据本发明的第二实施例的光源单元及非发光单元被插 入玻璃管(外管)的状态的示意图。
图13是示出根据本发明的第二实施例的光源单元和非发光单元中的 每一者与玻璃管(外管)之间的尺寸关系的示意图。
图14是示出根据本发明的第二实施例的作为光源装置的棒状光源的 电等效电路的电路图。
图15是示出根据本发明的第三实施例的与光源单元组合使用的非发 光单元的构造示例、并示出对非发光单元的封装处理的视图。
图16是示出根据本发明的第三实施例的与光源单元组合使用的非发 光单元的构造示例的剖视图。
图17是示出根据本发明的第四实施例的光源单元以及非发光单元被 插入玻璃管(外管)的状态的示意图。
图18是示出根据本发明的第四实施例的光源单元和非发光单元中的 每一者与玻璃管(外管)之间的尺寸关系的示意图。
图19是示出根据本发明的第四实施例的非发光单元的接触结构的示 例的结构图。图20是示出根据本发明的第四实施例的作为光源装置的棒状光源的
电等效电路的电路图。
图21是示出根据本发明的第五实施例的光源单元的示例的构造图。 图22是示出在不使用根据本发明的第五实施例的光源单元的情况下
的问题的示意图。
图23是示出使用根据本发明的第五实施例的光源单元的优点的示意图。
图24是示出根据本发明的第六实施例的作为光源装置的棒状光源的 构造示例的视图。
图25是示出根据本发明的第七实施例的在光源装置中的布置限制结 构的示例的构造视图。
图26是示出根据本发明的第七实施例的光源装置的示例的构造图。 图27是示出根据本发明的第七实施例的光源装置的另一示例的构造图。
图28是部分发光的背光的示意图。
具体实施例方式
以下，将参考附图详细描述本发明的优选实施例。 [第一实施例]
图1示出了根据本发明的第一实施例的光源元件11的结构。 光源元件11包括具有矩形表面的大致板状支撑衬底1，以及布置在支 撑衬底1的中心的LED芯片2。例如使用氧化锌作为主要材料来形成支撑 衬底1及LED芯片2，由此其形成为光学透明。LED芯片2例如发出紫外 线。可将MgO (氧化镁)加入氧化锌。因为增加了氧化镁，故縮短了发光 波长。
在本实施例中，光源元件11与本发明中的"光源"的一个示例对 应，而LED芯片2与本发明中的"发光元件"的一个示例对应。
此外，将衬底电极5设置在支撑衬底1的表面上。在纵向两端设置两 个衬底电极5作为正电极及负电极。用于正电极及负电极每一者的两个芯片电极垫3设置在LED芯片2及衬底电极5的各自表面上。LED芯片2上 的芯片电极垫3与各个衬底电极5上的芯片电极垫3通过导线4彼此相 连，由此电导通。此外，端子电极垫6设置在各个衬底电极5的表面上。 端子电极垫6与端子引线7的一端连接。由此，LED芯片2经由芯片电极 垫3、导线4、以及衬底电极5在支撑衬底1的各个端部处导通至端子引 线7。
光源元件11以多个组合的方式被用作光源单元，并被构造为使得当 多个光源元件直列或串列地布置成为光源单元时，相邻光源元件彼此串联 或级联电连接。
图2D示出了用于实现上述结构的光源单元25的构造示例。光源元件 11封闭(封装)在光源单元25内。以下，参考图2A至图2D，随着对光 源元件11的封装处理的描述来一并描述光源单元25的结构。光源单元25 包括例如由光学透明石英(Si02)玻璃制成的圆筒状玻璃管21，以及设置 在玻璃管21的两端中的每端处的盘状电极板22。如果需要，玻璃管21可 由对紫外光不透明的材料制成，或可如下所述经过涂覆处理等以过滤紫外 光。
在本实施例中，玻璃管21与本发明中的"保持构件"的一个示例对 应，而电极板22与本发明中的"连接电极"的一个示例对应。
如图2A所示，玻璃管21具有供光源元件11插入通过的中空内部或 中空空间。使玻璃管21的长度与光源元件11的支撑衬底1的长度大致相 同，均为Ll。此外，使玻璃管21的内径与光源元件11的支撑衬底1的宽 度大致相同，均为dl。如图2B所示，由此得到支撑衬底1由玻璃管21的 内周表面架空保持的结构。
例如通过使用氧化锌作为主要材料使得电极板22光学透明。电极板 22具有引线孔23，以供光源元件11的端子引线7插入。在封装时，如图 2B及图2C所示，光源元件11被插入玻璃管21，然后电极板22被安装至 玻璃管21的两端中的每端。此时，端子引线7被插入通过电极板22的引 线孔23。然后，如图2D所示，在任一端都弯折端子引线7，并将其焊接 至电极板22的外表面上的焊接部分24。由此经由电极板22设置到内部光源元件11的导通，由此形成在多个光源单元25串列布置的情况下相邻光 源元件11经由电极板22彼此串联电连接的结构。由此，在本实施例中， 电极板22起"电连接部分"的作用，用于将多个光源单元25彼此电连 接。
如图5及图6所示，多个(n个)光源单元25串列组合，由此将多个 光源单元25形成为与诸如CCFL之类的杆状光源或棒状光源类似的结构 来作为光源装置。下面，将描述通过使用本实施例中的光源单元25来形 成棒状光源作为光源装置的方法。
图3及图4分别示出了用于构造棒状光源的中空管(外管31)的示 例。外管31是例如由光源透明石英(Si02)玻璃制成的圆筒状玻璃管。如 果需要，则外管31可由对紫外光不透明的材料来制成，或可如下所述经 过涂覆处理等以过滤紫外光。图3示出了外管31与光源单元25的玻璃管 21之间的尺寸关系。当假定光源单元25的玻璃管21具有内径dl、外径 d2及长度Ll，并且外管31具有内径d3、外径d4及长度L2时，给出以下 尺寸关系，使得多个光源单元25能够被插入外管31。优选地将外管31的 外径d4设置为约3mm至7mm。
dl〈d2〈d3〈d4
U<L2
如图4所示，外管31的内表面涂覆有磷光体41，并形成为由来自光 源单元25的光激发从而发出荧光的荧光表面。
如图5所示，多个光源单元25以串列方式被插入上述外管31。因 此，相邻光源单元25经由位于光源单元25两端的电极板22彼此串联连 接。因此，如图6所示形成了棒状光源。在此方式，在本实施例中，外管 31限制对多个光源单元25的布置，并用作用于将多个光源单元25以串列 方式布置的"布置限制机构"或"布置限制结构"。在棒状光源中，外部 电极体60设置在外管31的每个端部64处。外部电极体60包括例如使用 铁(Fe)或镍(Ni)作为主要材料的外部电极61，以及安装在外部电极 61内侧的推压弹簧62。推压弹簧62具有足够的弹性，以施加压力来保持 相邻光源单元25的各个电极板22之间的接触。推压弹簧62向内部施加压力63，由此确保光源单元25之间的接触。
图7示出了棒状光源的电等效电路。图7示出了棒状光源根据PWM (脉宽调制)控制而发光的示例。在该示例中，棒状光源在一端处与电源 73连接，并在另一端处具有PWM开关71。 PWM开关71由PWM信号 72控制，由此执行发光控制。
如图8所示，例如在形成白色棒状光源的情况下，发射紫外光81的 光源可用作光源单元25的光源元件11，并且被紫外光81激发由此发射白 色荧光的磷光体可用作外管31的内表面上的磷光体41。在此情况下，优 选地，光源单元25的玻璃管21透射从紫外光到可见光范围内的光，并且 外管31透射可见光82，但不透射紫外光81。由此提供了有害的紫外光81 被阻挡的结构，仅有荧光发射分量(白色光)被发出至外部作为照明光。 虽然未示出，但是磷光体例如可被设置在构成光源单元25的玻璃管21的 内表面上。在此情况下，可以使用以下构造，即玻璃管21透射可见光 82，但不透射紫外线81。
就发光效率而言，优选使用将氧化锌用作主要材料以向相对较短波长 偏移的光源元件作为光源元件11。但是，在向相对较短波长偏移的光源元 件被用作发光材料的情况下，考虑到为了对发光效率进行补偿会产生臭 氧。在此情况下，光源元件11优选地置于真空中以防止产生臭氧。例 如，光源单元25的内部优选地密封在真空中。
即使外管31的内表面或者光源单元25的内表面并未形成为荧光表 面，并且使用了白光LED作为光源单元25的光源元件11，仍然可形成白 色光源。此外，根据本实施例的光源装置并不限于用作白色光源，还可用 作紫外灯。即使在光源装置被用作紫外灯的情况下，外管31的内表面或 光源单元25的内表面也不会形成为荧光表面。
图9示出了根据本实施例的使用光源装置(棒状光源)的显示设备的 示例。该显示设备是透射式液晶显示设备，并包括液晶面板200、背光 201、以及布置在背光201与液晶面板200之间的散射板202。背光201与 照明装置对应，并使用本实施例中的棒状光源。液晶面板200与通过使用 来自背光201的照明光作为用于显示的光来显示图像的显示部分对应。图10B示出了背光201的构造示例。图IOA示出了图IOB所示的背光 201被拆解的状态。背光201包括具有多个棒状光源的光源组102，以及 作为用于容纳光源组102的框体的灯箱101。本实施例的棒状光源被用作 光源组102的各个棒状光源。光源组102在两端被灯架103支撑的情况下 容纳在灯箱101内。
在该显示设备中，来自背光201的照明光从液晶面板200的背侧经由 散射板202进行照明。在液晶面板200中，根据图像信号来调制照明光由 此显示图像。
如上所述，根据本实施例的光源单元25以及光源装置，光源单元25 及光源装置被构造为使得当多个光源单元25以串列方式布置时，光源单 元25内的光源元件11与相邻光源单元25内的另一光源元件11进行电连 接。因此，实现了与诸如CCFL之类的棒状光源类似的结构。此外，根据 本实施例的显示设备，因为设置了多个棒状光源作为照明装置，并且本实 施例的光源装置被用作棒状光源，由此实现的图像显示与先前使用诸如 CCFL之类的棒状光源作为背光的显示设备的图像显示相似。
具体而言，根据本实施例的光源单元25，因为光源单元在两端的每端 都具有电连接部分(电极板22)用于将多个光源单元25彼此电连接，故 易于将多个光源单元25彼此相连。因此，无需使用专用工具就可将多个 光源元件11彼此简单地串联电连接。
在现有LED背光系统的情况下，因为系统被构造使得多个LED光源 元件被直接安装在不透明衬底上，故每个光源元件都仅在一个方向(即， 安装衬底的表面方向)上发出光。因此，就发光效率而言损失很大。另一 方面，根据本实施例的光源装置，因为光源元件11作为整体被封闭在透 明管内，故相较于现有LED背光系统的情况，甚至在相反方向(安装衬底 的背面方向)上发光。因此，根据本实施例的光源装置，当光源装置被应 用至仅要求一个方向作为照明方向(例如显示设备的背光)的装置时，可 将反射板设置在与照明目标处的表面相反对的表面上，由此相较于现有 LED背光系统抑制光的辐射损耗，由此增大表观发光的量。此外，在本实 施例的光源装置被用作背光的情况下，因为光源装置被构造为使得多个棒状光源(每个均具有与CCFL相同的外形)平行地分离布置，故装置相较 于现有LED背光系统不仅在发光效率方面，还在散热效率方面存在明显优 势。现有LED背光系统被构造为使得多个LED光源元件被直接安装在板 状衬底上，就散热而言这是不利的。 [第二实施例〗
下面将描述本发明的第二实施例。由相同的标号来表示与第一实施例 相同的部件，并将适当省略对其的描述。
在本实施例中，除了光源单元25之外，棒状光源还使用不发光的非 发光单元28 (图11A至图11D)。非发光单元28可用于调节外管31内各 个光源单元25之间的间隔。非发光单元28的外部结构与光源单元25大致 相同，但光源元件11并未封闭在其中。与光源单元25类似，非发光单元 28包括例如由光学透明石英玻璃制成的圆筒状玻璃管27，以及分别设置 在玻璃管27的两端中的每端处的盘状电极板22。
如图IIA所示，玻璃管27具有中空内部或中空空间。可任意设置玻 璃管27的长度L3。玻璃管27的内径dl及外径d2分别与光源单元25的 玻璃管21的相同。电极板22与光源单元25的电极板22相同，并具有引 线孔23。在光源单元25中，如图2B及图2C所示，封装时光源元件11的 端子引线7插入引线孔23。但是，如图IIB及UC所示，在非发光单元 28中，连接引线8插入引线孔23。然后，如图IID所示，连接引线8在 两端中的每端处弯折，并焊接至位于电极板22的外表面上的焊接部分 24。因此，两端处的电极板22经由连接引线8彼此电导通。
如图12及图13所示， 一个或多个(m个)非发光单元28以及多个 (n个)光源单元25串列组合，由此形成与诸如CCFL之类的棒状光源类 似的结构作为光源装置。在此情况下，在外管31内，用于间隔调节的非 发光单元28与光源单元25串列布置，并且相邻的光源单元25局部地经由 非发光单元28 (多个光源单元25以其间局部地插入非发光单元28的方式 分隔布置)彼此串联电连接。以此方式，除了局部地使用非发光单元28 之外，棒状光源与第一实施例中的基本结构相同。
图14示出了本实施例的棒状光源的电等效电路。图14示出了棒状光源根据PWM控制来发光的示例，与第一实施例(图7)类似。除了与非 发光单元28对应的部分被表示为导线之外，电路构造与第一实施例相 同。
下面，将描述本发明的第三实施例。由相同的标号来表示与上述实施 例大体相同的部件，并且适当地省略对其的描述。
在本实施例中，除了与第二实施例类似的光源单元25之外，棒状光 源还使用了不发光的非发光单元50 (图15至图16)。与第二实施例的非 发光单元28类似，非发光单元50可用于调节外管31内各个光源单元25 之间的间隔。非发光单元50在整体结构上与光源单元25大致相同，但光 源元件11并未封入其中。非发光单元50包括例如由光学透明石英玻璃制 成的圆筒状玻璃管57，以及与光源单元25类似分别设置在玻璃管57的两 端中的每端处的电极罩52。
玻璃管57在其外表面上涂覆有光学透明、透明导电膜(例如ITO) 58。在发射紫外光的光源元件被用作光源元件11的情况下，透明导电膜 58优选地由对可见光及紫外光均透明的材料制成。电极罩52通过导电粘 合剂53分别粘附至玻璃管57的两端中的每端。电极罩52具有气孔51。 对于电极罩52，使用反光材料(铝)等。但是，可通过使用ITO涂覆的玻 璃等来形成透明电极罩52。以此方式，非发光单元50具有整个表面均覆 盖有导电材料的结构。
与第二实施例类似， 一个或多个(m个)非发光单元50与多个(n 个)光源单元25串列组合，由此形成与诸如CCFL之类的棒状光源类似 的结构作为光源装置。在此情况下，用于间隔调节的非发光单元50与光 源单元25串列布置，并且相邻的光源单元25局部地经由外管31内的非发 光单元50彼此串联电连接。除了局部地使用非发光单元50之外，本实施 例的棒状光源与第一实施例中的结构相同。
下面，将描述本发明的第四实施例。由相同的标号来表示与上述实施 例大体相同的部件，并且适当地省略对其的描述。在本实施例中，第三实施例中的非发光单元50被用作用于引出至外
部的电接触。图17及图18分别示出了根据本实施例的棒状光源的构造示 例。本实施例的棒状光源包括替代第一实施例中的外管31的、在局部具 有切孔43的形成切孔的外管42。非发光单元50及光源单元25容纳在形 成切孔的外管42内。非发光单元50布置在与切孔43对应的位置处。由 此，在非发光单元50处形成到外部的电接触。相较于非发光单元50及光 源单元25中每一者的尺寸，切孔43的尺寸形成为较小，由此非发光单元 50及光源单元25中的每一者都不会从形成切孔的外管42的内部落出至外 部。
例如可通过图19所示的夹机构或夹结构来实现到外部的电接触。在 该夹结构中，保持件(夹)59被用来经由切孔43从外管42的外部来保持 非发光单元50。使保持件59可导电。由此经由保持件59形成来自外管 42外部的电导通。
图20示出了本实施例的棒状光源的电等效电路。与第一实施例(图 7)类似，图20示出了棒状光源根据PWM控制发光的示例。除了与非发 光单元50对应的部分以导线表示之外，电路构造基本上与第一实施例相 同。但是，将可选非发光单元50形成为与外部的电接触体。
当假定光源单元25是一个光源，则可以将作为本实施例的光源装置 的棒状光源视为多个单一光源的组件。此外，设置了上述电接触体。由此 可将任何区域内的光源单元25接通。因此，本实施例的光源装置可用作 部分驱动式的LED背光。
图28示出了部分驱动式LED背光的概念。在背光110中，整个屏幕 的发光区域被划分为n排及m列的多个部分发光区域111，并且为各个部 分发光区域111独立形成发光控制。在使用部分驱动式的LED背光的显示 设备中，因为取决于待显示的图像来部分地改变背光的亮度，故可显示具 有相对较高品质的图像。通过使用本实施例的光源，因为即使在棒状光源 中也实现了部分发光，故能够建立上述部分驱动式LED背光。
下面，将描述本发明的第五实施例。由相同的标号来表示与上述实施例大体相同的部件，并且适当地省略对其的描述。
图21示出了根据本实施例的光源单元25A的示例。
在本实施例中，分别在光源单元25A的两端(电极板22)中的每端 处设置防止结构以防止相邻光源单元之间的位置偏移。分别在两端中的每 端处设置凸起部分32及凹入部分33作为电极板22中的防止结构。在分别 位于两侧的电极板22是平坦的情况下，当组合多个光源单元25A时，因 为如图22所示各个玻璃管可自由地转动，故电极板22之间的相互位置并 不固定。另一方面，在本实施例中，形成了图21所示的结构，由此当组 合了多个光源单元25A时，因为凸起部分32与凹入部分33在相邻光源单 元25A之间彼此配合，故防止了位置偏移。
在本实施例的光源单元25A将插入外管31的情况下，进行以下步 骤，其中如图23所示，线状引线9预先插入穿过电极板22的引线孔23， 并且后来将引线9拉出。由此，位于光源单元25A之间的凸起部分32与 凹入部分33在外管31内彼此配合，由此可确保防止位置偏移，由此易于 处理并组装光源单元。在此情况下，引线9优选地包括具有较高硬度以提 供较高抗弯性的材料。这在最大程度上减小了行程，所述行程是光源单元 25A在外管31内在管直径方向上的转动行程。因此，在光源单元25A插 入外管31的同时，光源单元25A相对于预先容纳在外管31内的不同光源 单元25A定位在多个光源单元25A容纳在外管31内的情况下，在容纳光源单元 25A之前，可预先使分别位于光源单元的两端的电极板22与分别位于不同 光源单元的两端的电极板22配合，并且可逐步容纳光源单元25A。由此 实现外管31内多个光源单元25A之间的稳定电连接。
下面，将描述本发明的第六实施例。由相同的标号来表示与上述实施
例大体相同的部件，并且适当地省略对其的描述。
图24示出了根据本实施例的棒状光源的构造示例。
在本实施例中，光源元件11自身被用作光源单元。在本实施例中，
槽300设置在外管31的内表面上，并且光源元件11插入外管使得支撑衬底1夹置在槽300内。在本实施例中，在外管31内，相邻光源元件11的 各个端部经由终端引线7彼此直接导通。 [第七实施例]
下面，将描述本发明的第七实施例。由相同的标号来表示与上述实施 例大体相同的部件，并且适当地省略对其的描述。
在上述实施例中，圆筒状管被用作布置限制结构，用于以串列方式布 置光源单元。但是，在本实施例中，如图25所示，使用轨道状导引构件 90A及90B作为布置限制结构。此外，本实施例使用光源元件11A自身作 为光源单元。两个导引构件90A及90B平行布置。至少在平行布置的两个 导引构件90A及90B的相对的内侧部分上设置槽92。
图26示出了通过使用导引构件90A及90B以串列方式布置多个光源 元件11A的构造示例。在本实施例中，两个导引构件90A及90B平行布 置，并且以使光源元件11A的两端中的每端均滑入槽92的方式来容纳多 个光源元件11A。相较于光源元件IIA的尺寸，将平行布置的两个导引构 件90A及90B之间的布置间隔(图中沿Y方向的间隔)设置得更小，由 此光源元件IIA的两端中的每端均可保持在导引构件之间。在各个光源元 件11A (的支撑衬底1)中，在与多个光源元件IIA的布置方向(图中的 X方向)垂直的方向(图中的Y方向)上的两端中的每端处均形成电连接 部分12以将LED芯片2连接至外部或连接至不同光源元件IIA。此外， 在导引构件90A及90B每个的槽92中形成连接至电连接部分12的电流路 径。由此，当多个光源元件IIA容纳在导引构件90A及90B中时，光源 元件经由位于各个元件的两端的电连接部分12以及导引构件90A及90B 的各个电流路径彼此电连接。
在图26的构造示例中，因为多个光源元件IIA经由形成在导引构件 90A及90B中的电流路径彼此电连接，故无需相邻光源元件IIA彼此直接 接触，并且可在多个光源元件IIA之间设置任意间隔D。因此，无需设置 非发光元件等来调节间隔。在图26的构造示例中，在全部光源元件11A 之间均设置间隔D。但是，可以将光源元件布置为使得光源元件IIA的一 部分或全部彼此接触，即，间隔D为零。在图26的构造示例中，在形成在导引构件90A及90B中的各个电流 路径用作多个光源元件11A的各个电连接部分12的共用电极时，多个光 源元件IIA沿图中X方向具有并联电连接关系。电流路径用作这里所述的 共用电极的情况例如是如下所述的构造情况电流路径在各个导引构件 90A及90B的槽92内连续形成， 一个导引构件90A内的电流路径被共用 地用于实现在位于多个光源元件11A的各自一端处的电连接部分12之间 的连接，并且另一导引构件90B中的电流路径被共用地用于实现在位于多 个光源元件IIA的各自另一端处的电连接部分12之间的连接。
另一方面，在图26的构造示例中，可以使多个光源元件IIA具有串 联电连接关系。例如，可形成图案作为形成于各个导引构件90A及90B内 的电流路径，在该图案中，与多个光源元件IIA之间的布置间隔相对应地 交替地存在导电区域与绝缘区域。在此情况下，当假定电流沿图26中的 X方向从近侧向后侧顺序流经多个光源元件IIA时，在各个光源元件11A 内电流的方向(极性)在Y方向上交替改变(在Y方向的电流方向在相邻 光源元件IIA之间彼此相反)，由此电流迂回流动。
图27示出了本实施例的光源装置的另一构造示例。在本构造示例 中，在各个光源元件11B (的支撑衬底1)中，分别在与作为多个光源元 件11B的布置方向相同方向(图中X方向)上的两端处设置电连接部分 13以用于将多个光源元件彼此连接。光源元件被各个导引构件90A及90B 的槽92及外侧表面91牢固地保持在其间。在该构造示例中，当多个光源 元件IIB容纳在导引构件90A及90B之间时，相邻电连接部分13彼此接 触，由此多个光源元件HB彼此电连接。光源元件11B的电连接部分13 可具有凹凸形状，使得相邻电连接部分彼此配合以确保机械连接强度及连 接便利性。具体而言，可以将光源元件构造为使得位于光源元件IIB—端 处的电连接部分13具有阳图案(凸形状)，而位于其另一端处的电连接 部分13具有阴图案(凹形状)，由此当布置多个光源元件11B时，相邻 光源元件通过各个电连接部分13彼此配合。
与图26的构造示例类似，即使在图27的构造示例中，也可在各个导 引构件90A及90B内形成电流路径。但是，因为在图27的构造示例中多个光源元件11B通过光源元件11B的电连接部分13直接彼此相连，故并 并不必须设置上述电流路径。此外，在图27的构造示例中，与图26的构 造不同，没有在光源元件IIB之间设置任选间隔D。因此，可设置非发光 元件14来调节所需的间隔。
即使通过使用本实施例的光源装置，也可构造显示设备的背光。此 外，可通过使用与第四实施例类似的装置来构造部分驱动式背光。例如， 当在各个导引构件90A及90B中的电流路径中于可选位置处设置引出至外 部的电接触使得位于可选位置处的光源元件IIB部分发光时，能够建立部 分驱动式背光。
本发明并不限于上述实施例，还可进行各种其他改变。 例如，虽然描述了液晶显示设备(图9)的示例作为第一实施例中的 显示设备，但本发明的光源元件也可用于非液晶显示设备的其他各种显示 设备。此外，本发明的光源装置可用于除了显示设备的背光之外的其他各 种应用领域。
本领域的技术人员应当理解，在其落入所附权利要求及其等同范围的 前提下，取决于设计要求及其他因素，可以进行各种改变、组合、子组合 以及替换。
本发明包含与于2008年2月25日向日本专利局递交的日本专利申请 JP2008-043369相关的主题，将过引用将其全部内容包含在本说明书中。
权利要求
1. 一种光源单元，以多个组合的方式进行使用，所述光源单元包括光源元件，所述光源元件具有衬底以及布置在所述衬底上的一个或多个发光元件，其中所述光源单元被设置为使得当以串列方式布置多个所述光源单元时，所述光源单元中的所述光源元件与相邻光源单元中的另一个光源元件进行电连接。
2. 根据权利要求1所述的光源单元，还包括其内部具有中空空间的保 持构件，其中，所述光源元件被插入所述中空空间。
3. 根据权利要求2所述的光源单元，其中所述保持构件在两端中的每端处均具有连接电极，所述连接电极与所 述中空空间内的所述光源元件电连接，并且当以串列方式布置所述多个光源单元时，所述光源单元中的所述光源 元件经由所述保持构件的所述连接电极以及所述相邻光源单元中的保持构 件的连接电极，与所述相邻光源单元中的所述另一个光源元件进行电连 接。
4. 根据权利要求2所述的光源单元，其中 所述保持构件由对可见光透明的材料形成。
5. 根据权利要求2所述的光源单元，其中 利用光学透明构件来构成所述光源元件的所述衬底，并且 所述保持构件是具有与所述光源元件的所述衬底的宽度大致相等的内径的圆筒状构件，并利用所述圆筒状构件的内周表面来保持所述衬底。
6. 根据权利要求1所述的光源单元，其中所述光源元件的所述衬底和所述发光元件包含作为主要材料的氧化 锌，并且所述光源元件发射紫外光。
7. 根据权利要求2所述的光源单元，其中 所述保持构件由对紫外光不透明的材料形成。
8. 根据权利要求3所述的光源单元，其中所述保持构件的两端中的每端均具有在以串列方式布置所述多个光源 单元时防止彼此相邻的所述保持构件发生位置偏移的防止结构。
9. 一种光源装置，包括多个光源单元，每个所述光源单元均具有一个或多个发光元件和电连 接部分，以及布置限制结构，所述布置限制结构限制所述多个光源单元的布置，使 得以串列方式布置所述多个光源单元，其中所述多个光源单元经由所述光源单元的各个所述电连接部分彼此电连接。
10. 根据权利要求9所述的光源装置，其中 所述布置限制结构是中空管，并且 所述多个光源单元以串列方式布置在所述中空管内。
11. 根据权利要求IO所述的光源装置，还包括在所述中空管内将所述 多个光源单元分离的一个或多个非发光元件。
12. 根据权利要求10所述的光源装置，其中每个所述光源单元均包括光源元件，所述光源元件具有衬底以及布置在所述衬底上的一个或多 个发光元件；以及其内部具有中空空间的保持构件，所述光源元件被插入所述中空空 间，并且所述保持构件在两端中的每端处均具有连接电极，所述连接电极 与所述中空空间内的所述光源元件电连接，其中彼此相邻的所述光源单元经由所述保持构件的所述连接电极彼此相连。
13. 根据权利要求12所述的光源装置，其中 利用光学透明构件来构成所述光源元件的所述衬底，并且 所述保持构件是具有与所述光源元件的所述衬底的宽度大致相等的内径的圆筒状构件，并利用所述圆筒状构件的内周表面来保持所述衬底。
14. 根据权利要求10所述的光源装置，其中所述中空管具有内表面，所述内表面是由来自所述光源单元的光激发 以发射荧光的荧光表面，并且 所述荧光向外部发射。
15. 根据权利要求14所述的光源装置，其中每个所述光源单元均通过作为主要材料的氧化锌的作用来发射紫外 光，并且所述中空管对紫外光不透明，并且所述中空管的所述内表面由来自所 述光源的所述紫外光激发以发射所述荧光。
16. 根据权利要求11所述的光源装置，其中每个所述非发光元件均被设置为非发光单元，所述非发光单元光学透 明，其两端彼此电导通，与所述光源单元一起以串列的方式来布置所述非 发光单元，并且彼此相邻的一些所述光源单元经由所述非发光单元彼此电连接。
17. 根据权利要求16所述的光源装置，其中 所述非发光单元的外表面覆盖有光学透明的导电膜， 所述中空管局部具有切孔，并且所述非发光单元被布置在与所述切孔对应的位置以形成与外部电路的 电接触。
18. 根据权利要求12所述的光源装置，其中所述保持构件的两端中的每端均具有防止彼此相邻的所述保持构件发 生位置偏移的防止结构。
19. 根据权利要求9所述的光源装置，其中由具有槽的导引构件来构造所述布置限制结构，所述导引构件利用所 述槽来保持每个所述光源单元的两端。
20. 根据权利要求19所述的光源装置，其中所述多个光源单元中的每个被设置为使得在与沿着所述布置限制结构 布置的所述多个光源单元的布置方向垂直的方向上的两端中的每端处形成 所述电连接部分。
21. 根据权利要求20所述的光源装置，其中在所述导引构件的所述槽中的每个内设置将与所述光源单元中的每个 的所述电连接部分连接的电流路径，并且所述多个光源单元经由所述电流路径彼此电连接。
22. 根据权利要求19所述的光源装置，其中所述多个光源单元中的每个被设置为使得在与沿所述布置限制结构布 置的所述多个光源单元的布置方向相同的方向上的两端中的每端处形成所 述电连接部分。
23. 根据权利要求9所述的光源装置，还包括框体，所述框体容纳多 个所述布置限制结构，并且所述光源装置被设置作为用于显示设备的照明装置。
24. —种显示设备，包括照明装置；以及显示部分，所述显示部分利用来自所述照明装置的照明光来显示图像，其中，所述照明装置具有多个棒状光源，每个所述棒状光源均具有光 学透明圆筒状管和发光的多个光源单元，所述光学透明圆筒状管的内部具 有中空空间，并且在所述光学透明圆筒状管内，以串列方式布置所述光源单元，并且彼 此相邻的所述光源单元彼此电连接。
全文摘要
本发明涉及光源单元、光源装置、以及显示设备。以多个组合的方式来使用光源单元，并且光源单元包括光源元件，光源元件具有衬底以及布置在衬底上的一个或多个发光元件。所述光源单元被设置为使得当以串列方式布置多个光源单元时，光源单元中的光源元件与相邻光源单元中的另一光源元件进行电连接。由此，多个光源单元可同时发光。因此，可实现与诸如CCFL的棒状光源类似的结构。
文档编号F21V23/00GK101520140SQ20091011831
公开日2009年9月2日 申请日期2009年2月25日 优先权日2008年2月25日
发明者古川德昌, 村上一郎, 村山裕 申请人:索尼株式会社