照明装置及采用该照明装置的液晶显示装置的制作方法

专利名称：照明装置及采用该照明装置的液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用发光二极管的光源和把该光源作为背照灯用的照 明装置、以及釆用该照明装置的液晶显示装置。
背景技术：
迄今为止，发光二极管不仅在中小型液晶显示装置中、即使在大 型液晶显示装置中也作为背照光光源使用。但是，广泛应用于电视、 电脑等中的液晶显示装置，与已往的发出电子射线的布劳恩管式显示 装置相比，其最大的特点是，作为平面板/显示器，其进深尺寸短，厚 度薄。为了进一步发挥厚度薄这一特点，近来，液晶显示装置采用侧 照方式，该侧照方式不是已往那样的、把从电压控制的液晶部后方使 光透过的光源配置在画面后方的背照光方式，而是把光源配置在显示 画面的两侧方，使该两侧方光源的光漫反射，采用导光板，作为面光 源从液晶部后方导光。
在中小型液晶显示器中，发光二极管作为侧光光源使用，实现了 薄型轻量化的光源组件。即使在大型液晶显示器中，通过驱动侧光光 源，也能与中小型液晶显示器同样地，实现薄型轻量化。
已往，在该光源组件中，在把发光二极管发出的光聚光到与发光 二极管相向的导光板上的光学系统中，使用柱面透镜，用透明的半圆 筒形树脂将该发光二极管封闭，构成了作为宽幅线光源的照明装置的 光源、或液晶显示装置的背照光光源组件。
作为公知技术的专利文献l、 2中，揭示了在液晶显示器光学系统 中使用柱面透镜的例子。例如，在专利文献l中，使用具有柱面透镜 构造的光学片，提供了能降低图形闪烁、干扰条紋及机械损伤的光学 系统。另外，在专利文献2中，在透镜部的非聚光部设置遮光图案， 对从遮光部入射的光产生透镜作用，使遮光图案的形成部位移位。根据该构造，可以对多数观察者显示具有明亮显示图像的视角特性。
专利文献1:日本特开2005-148095号公报(请参见第0034、0051 ~ 0062段，图3，图6)
专利文献2:日本特开2005-148440号公报(请参见图3、图4等)

发明内容
在上述公知例中，在液晶显示装置的光学系统中使用柱面透镜， 可以减低图形闪烁、干扰条紋，利用遮光部图案，提高视觉特性。但 是，在专利文献l、 2中，虽然记载了光学系统的构造和光学效果，但 未述及发光二极管的具体构造。
图10中，表示已往的光源组件K9，该光源组件K9是用半圆筒 状的柱面透镜989把安装在光源搭载基板923上的发光二极管924树 脂封闭住而形成的。图10(a)是表示已往的光源组件K9的发光二极 管的配置的上面概略图。图10 (b)是图(a)的A-A线剖面图。图 10 ( c )是图10 ( a )的B部放大图，表示安装在光源组件K上的发 光二极管924的形状，只表示发光二极管924。
如图10 (a)所示，在光源组件K9中，若干个发光二极管924 安装在光源搭载基板923上，如图10 (b)所示，该若干个发光二极 管924，通过引线w9，用引线结合的方式，与形成在光源搭载基板923 上的配线图形923p连接。另外，用透明树脂将搭载在光源搭载基板 923上的若干个发光二极管924封闭，形成了半圆筒状的柱面透镜989 ， 借助柱面透镜989，发光二极管924的光被聚光。
如图10(c)所示，从上面看，发光二极管924是正方形，具有+ 极924a和-极924b这样的电极。
图11 (c)表示假设立设在图11 (b)所示发光二极管924下面中 心O点的垂线c为0度时，围绕O点的角度6的发光二极管924所发 出的光的强度。横轴表示将垂线c作为O度的角度，纵轴表示该角度 的光强度，其单位是任意的，例如是坎德拉/平方米等。另外，如图11 (a)所示，分别规定了正方形发光二极管924的横方向即光源组件 K9的光源搭载基板923的短边方向(见图10(a))、以及发光二极管924的纵方向即光源组件K9的光源搭载基板923的长边方向(见图 10 (a))。
另外，图11 (b)是图11 (a)的D方向视图，表示发光二极管 924通过引线w9、用引线结合的方式，与形成在光源搭载基板923上 的配线图形923p结合的状态。
从图ll(c)可知，正方形发光二极管924，在横方向和纵方向显 示同样的光强度，作为点光源是理想的。
图12是表示光源组件K9与导光板921的配置关系的图，用箭头 示出从光源组件K9的发光二极管924发出的光的最终行进方向L 。
如图12所示，导光板921与光源组件K9的发光二极管924相向， 发光二极管924发出朝向该导光板921的横方向光，夹着该横方向光 地配设着反射片921h。这里，来自光源组件K9的发光二极管924的 横方向的光，在发光二极管924的中心O (见图11 (b))周围呈放射 状发散，但是，相对于导光板921倾斜度大的光，被反射片921h反射 而前进，入射到导光板921 (图12中的箭头所示)。
这里，来自发光二极管924的光直接进入导光板921可以减小损 失，最为理想。但是，光源組件K9的光，由于在发光二极管924的 中心O (见图11 (b))周围呈放射状发散，所以，被反射片921h反 射而入射到导光板921的光多，因多重反射而产生损失。为此，希望 发光二极管924的光能直接入射到导光板921。
图13 ( b )是用箭头表示光源组件K9中的柱面透镜989内的发 光二极管924的光的纵方向、即光源组件K9的长度方向的光的前进 方式的图，是图13 (a)的D-D线剖面图。图13 (a)是光源组件K9 的俯视图。
如图13(b)所示，柱面透镜989的上面是圆筒面989c,所以， 发光二极管924的光，相对于圆筒面989c的垂线具有90度以上的折 射角，此时，如图13(b)的箭头所示，成为全反射，造成光源组件 K9的纵方向光的光损失。因此，光源组件K9的发光二极管924的光 对导光板921的耦合效率、即结合效率不高。另外，在大型液晶电视等的大型画面时，从光源组件K9到远距 离处的导光板921中心部的导光困难，不容易得到光的均匀性。
本发明是鉴于上述问题而做出的，其目的是提高把发光二极管作 为光源的光源组件的光取出效率，提供可实现均匀亮度分布的照明装 置以及釆用该照明装置的液晶显示装置。
为了实现上述目的，第l本发明的照明装置，具有电路基板、搭 载在电路基板上并与形成在电路基板上的配线图形相连的发光二极 管、和封闭发光二极管的透镜体；透镜体具有从上面看宽度大的宽幅 区域和宽度小的窄幅区域周期性地反复的形状，在透镜体的各宽幅区 域内，成对地安装着红、绿、蓝的各色上述发光二极管。
第2本发明的照明装置，具有电路基板、搭载在电路基板上并与 形成在电路基板上的配线图形相连的发光二极管、和封闭发光二极管 的透镜体；发光二极管具有从上面看为长方形的形状，沿其长度方向 交替地搭载着红、绿、蓝的各色发光二极管；透镜体是沿发光二极管 的搭载方向的半圆筒形状。
第3本发明的液晶显示装置，备有照明装置，该照明装置具有电 路基板、搭载在电路基板上并与形成在电路基板上的配线图形相连的 发光二极管、和封闭发光二极管的透镜体；透镜体具有从上面看宽度 大的宽幅区域和宽度小的窄幅区域周期性地反复的形状，在透镜体的 各宽幅区域内，成对地搭载着红、绿、蓝的各色上述发光二极管。
根据本发明，可提高把发光二极管作为光源的光源组件的光取出 效率，提供可实现高均匀亮度分布的照明装置以及采用该照明装置的 液晶显示装置。


图1 (a)是表示本发明实施方式之液晶电视的主视图。图1 (b) 是图(a)的A-A线剖面概念图。
图2 (a)是从斜上方看图1 (b)所示图像显示部lh的分解状态 的立体图。图2 (b)是表示图2(a)所示图像显示部的分解状态中的 安装着发光二极管的光源搭载基板以及导光板的立体图。图3 (a)是表示光源组件的俯视图。图3 (b)是图3 (a)的E-E 线剖面图。图3 (c)是表示第4实施方式的光源组件的、图3(a)的 E-E线剖面图。
图4 (a)是表示长方形发光二极管的俯视图。图4(b)是表示把 从图4 (a)的F方向看的发光二极管，用引线结合到形成于光源搭载 基板上的配线图形上的状态的图。图4 (c)是表示以立设在图4 (a) 所示长方形发光二极管的横方向及纵方向中的发光二极管下面中心点 的垂线为0度的、中心点周围角度的光强度的图。
图5 (a)是表示正方形发光二极管的横方向光强度和长方形发光 二极管的横方向光强度的图。图5(b)中，用虚线表示与正方形发光 二极管的横方向光强度对应的完全扩散分布，用点划线表示与长方形 发光二极管的横方向光强度对应的完全扩散分布，并且表示实施方式 的用树脂封闭的长方形发光二极管的横方向光强度。
图6 (a)是表示正方形发光二极管的俯视图。图6(b)是表示用 已往的柱面透镜把在图6(a)中从G方向看的正方形发光二极管树脂 封闭了的状态的图。图6 (c)是表示长方形发光二极管的俯视图。图 6 (d)是表示用透明树脂把从图6 (c)中H方向看的实施方式的长方 形发光二极管封闭了的状态的图。图6 (e)是表示用透明树脂把从图 6 (c)中H方向看的长方形发光二极管封闭的变形例的图。
图7 (a)是用箭头表示用图10 (a)的A-A线剖面图所示已往的 柱面透镜树脂封闭住的正方形发光二极管的横方向光的行进状况的 图。图7 (b)是用箭头表示用图3 (a)的I-I线断面所示第2实施方 式的透镜树脂封闭住的长方形发光二极管的横方向光的行进状况的 图。图7 (c)是用箭头表示用图3 (a)的I-I线断面所示第3实施方 式的透镜树脂封闭住的长方形发光二极管的横方向光的行进状况的 图。
图8是用箭头表示用具有第2实施方式的透镜的光源组件来照射 导光板的光的放大概念图。
图9 (a)是第5实施方式的光源组件的俯视图。图9 (b)是图9(a)的L-L线剖面图。图9 (c)是图9 (a)的J-J线剖面图。
图10 (a)是表示已往的光源组件中的发光二极管的配置的俯视 概略图。图10 (b)是图10 (a)的A-A线剖面图。图10 (c)是图 10 (a)中的B部放大图，表示安装在光源组件上的发光二极管的形 状。
图11 (a)是表示已往的正方形发光二极管的俯视图。图11 (b) 是图11 (a)的D方向视图，表示用引线把图11 (a)所示已往的正 方形发光二极管引线结合在形成于光源搭载基板上的配线图形上的状 态。图11 (c)是表示以立设在已往的正方形发光二极管的横方向及 纵方向中的、发光二极管下面中心点的垂线为0度的、围绕中心点的 角度的光强度的图。
图12是表示已往的光源组件与导光板的配置关系的图，用箭头示 出了从光源组件的发光二极管所发出光的最终行进方向L。
图13 (a)是表示已往的光源组件的俯视图。图13 (b)是图13 (a)的D-D线剖面图。
具体实施例方式
下面，参照

本发明的实施方式。
采用了本发明的液晶电视(液晶显示装置)1，如其主视图、即图 1(a)所示，具有图像显示部lh。在该图像显示部lh,把从后方透 过施加了电压的液晶的光，照射到滤色器的各像素，通过显示各像素 的色来显示出图像。图1 (b)是图1 (a)的A-A线剖面概念图。图 2(a)是将图1(b)所示的图像显示部lh分解、从斜上方看其分解 状态的立体图。
该图像显示部lh,如图1 (b)、图2 (a)所示，备有液晶板120、 光源搭载基板(电路基板)123、导光板121、反射片136、和光学片 134。液晶板120使光从施加了与图像相应的电压的液晶及滤色器的后 方透过，使像素显色而显示图像。光源搭载基板123安装了发光二极 管(LED: Light Emitting Diode ，发光二极管)124并配置于两侧部， 该发光二极管124作为透过液晶板120的光的光源。导光板121取入来自两侧方的发光二极管124的光，并使光扩散，如箭头al所示地导 向前方。反射片136配设在导光板121的背面侧，(图l(b)的下侧)， 使发散到导光板121背面侧的光漫反射、成为朝向前方(箭头al)的 光。光学片134使得被反射片136反射的光等的、透过了导光板121 的光，成为朝向前方(箭头al)的均匀的光。另外，在图1 (b)中， 配设在液晶板120外侧的透明的前面板P (见图2 (a))未示出。
图2 (b)是表示安装了预定数的、图2 (a)所示分解图中的发光 二极管124 ( 124r、 124g、 124b )的光源搭载基板123及导光板121 的立体图。如图2(b)所示，安装了预定数的发光二极管124的光源 搭载基板123，相对于导光板121左右对称地配置着，并且分别分割 为4个。另外，把分别配设在导光板121左右两侧的发光二极管124、 124…、以及其安装基板即光源搭载基板123…，称为光源组件(照明 装置)K。在图1 (b)所示导光板121的左右两侧，可以适当地分别 配设任意数的光源组件K。
<第1实施方式>
图3 (a)是表示从图2(b)中的导光板121 —侧看的、光源组件 (权利要求1所述的照明装置)K的俯视图。图3 (b)是图3 (a) 的E-E线剖面图。
如图3(a)所示，在构成光源组件K的光源搭载基板123上，与 图像显示部lh的画面大小相符地装载着成对的、适当选择任意数的长 方形红色发光二极管124r、蓝色发光二极管124b和绿色发光二极管 124g。这里，是表示将3对发光二极管124装载在光源搭载基板123 上的情况。这些发光二极管124 ( 124r、 124b、 124g)例如被丙烯基 等的透明树脂透镜(透镜体)19树脂封闭住。
如图3 (a)所示，形成在光源搭载基板123上的透明树脂的透镜 19，从上面看，周期性地具有宽度大的宽幅区域19a和宽度小的窄幅 区域19b,是宽度变化的、可以说不均匀(々才7'卩》夕')形状。在 宽度大的宽幅区域19a内，装载在光源搭载基板123上的各红、蓝、 绿色的发光二极管124r、 124b、 124g成对地被树脂封闭着。采用该不均匀形状的透镜19 ，可以使得从发光二极管124发出的、 相对于朝向导光板121方向倾斜角大的光不全反射，而作为黑箭头a 所示的光取出。
另外，透过窄幅区域19b的白箭头b的光，借助光的衍射现象， 可作为黑箭头a所示的斜向光，从相邻的宽幅区域19a的倾斜区域 19al取出。因此，从上面看，釆用周期性地变化宽度的、不均匀形状 的透镜19，可以提高对导光板121的聚光性。
另外，在各宽幅区域19a内，由于将红、蓝、绿色的发光二极管 124r、 124b、 124g成对接近地配置，所以在各宽幅区域19a内进4亍混 色。另一方面，各宽幅区域19a内的红色发光二极管124r与相邻宽幅 区域19a内的绿色发光二极管124g的距离拉开，虽然混色的程度降低， 但是通过连接宽幅区域19a间的窄幅区域19b，各宽幅区域19a内的 光往来，所以，促进了混色。同样地，在各宽幅区域19a内，相邻的 或附近的宽幅区域19a内的光，通过窄幅区域19b往来，也促进混色。 因此，可以实现混色白色控制。
透镜19也可以具有如下形状，从剖面来看，各透镜在相邻的彼此 处相连而连续，高度高的透镜区域和低透镜区域周期性地反复。
另外，如图3 (b)所示，光源组件K的光源搭载基板123上的 透明树脂透镜19的上面19u，是与光源搭载基板123大致平行的平面 状或曲面状。
安装在光源搭载基板123上的发光二极管124( 124r、 124b、 124g )， 是图4 (a)所示的长方形。如图4 (b)所示，发光二极管124的+极 124p和-极124m,通过引线wl，引线结合在形成于光源搭载基板123 上的配线图形13p上。图4 (b)表示把从图4(a)中F方向看的发 光二极管124，用引线结合的方式安装在光源搭载基板123上的配线 图形13p上的状态。
图4(c)表示以立于发光二极管124的下面中心O点的垂线c为 0度、如图4 (b)所示、围绕O点的角度e的发光二极管124所发出 光的强度。另外，横轴表示垂线c为0度时的角度，纵轴表示该角度的光强度，例如，是坎德拉/平方米等的任意单位。另外，如图4(a) 所示，长方形发光二极管124的横方向，是指其短边方向、即光源组 件K的光源搭载基板123的短边方向(见图3 (a))。发光二极管124 的纵方向，是指其长度方向、即光源组件K的光源搭载基板123的长 边方向(见图3 (a))。
从图4 (c)可知，发光二极管124的纵方向、即光源组件K的光 源搭载基板123的长边方向(见图3 (a))的光，在以立设于中心O 点的垂线c的0度为中心的狭窄角度，显示出强的光强度。
另外，图4 (c)所示的长方形发光二极管124的纵方向光强度与 图10 (c)所示的正方形发光二极管924的纵方向光强度相比，在包 含对导光板121的照射能力影响大的正/负40度峰值的范围，长方形 发光二极管124的光强度高。因此，就发光二极管124的纵方向、即 光源组件K的光源搭载基板123的长边方向(见图3(a))的光而言， 长方形发光二极管124比正方形发光二极管强。
另一方面，就发光二极管124的横方向(见图4 (a))的光而言， 如上述图12所示，由于立设在发光二极管124的下面中心点的垂线附 近的光不反射，直接到达导光板924，所以效率高。但是，距离垂线 的角度越大，越反射到反射片921h而传播到导光板924，反射导致光 的损失，效率变差。
图5 (a)是将图4(a)所示的长方形发光二极管124的横方向光 强度、和图1 (a)所示的正方形发光二极管924的横方向光强度(见 图11 (c)) 一并表示的图。横轴表示将发光二极管下面中心点的垂线 c作为0度的角度，纵轴表示该角度的光强度。关于图5(b)将在后 面说明。
从图5 (a)可知，在几乎全部角度范围，长方形发光二极管124 的横方向、即光源组件K的光源搭载基板123的短边方向(见图3( a )) 光强度，比图11 (a)所示的正方形发光二极管924的横方向(见图 10(a))光强度高，其积分强度比为1.34倍。因此，就发光二极管124 的横方向、即光源组件K的光源搭载基板123的短边方向(见图3( a ))的光而言，也是长方形发光二极管124比正方形发光二极管924强。 从这些结果可知，长方形发光二极管124与正方形发光二极管924
相比，纵方向、即光源组件K的光源搭载基板123的长边方向(见图
3(a))以及横方向、即光源组件K的光源搭载基板123的短边方向 (见图3 (a))都是有利的，所以，采用长方形发光二极管124。从上
面看(见图4 (a)、图11 (a))，用于证实的长方形发光二极管124
和正方形发光二极管924的面积是相同的。
这里，长方形发光二极管124，虽然可利用其长度增加亮度，但
是，如果长方形发光二极管124的短边与长边之比超过了 1: 3，则光
被吸收，光强度降低，能较好地取出光的短边与长边的最佳比是l: 2~3。
图6(a)是已往使用的正方形发光二极管924的俯视图。图6(b) 是表示用已往的柱面透镜989，把从图6 (a)的G方向看的正方形发 光二极管924树脂封闭住的状态的图(图10 (a)的A-A线剖面图)。 图6 (c)是本实施方式中采用的长方形发光二极管124的俯视图。图 6(d)是表示用透明树脂19把从图6(c)的H方向看的长方形发光 二极管124封闭住的状态的图(图3 (a)的I - I线剖面图)。图6 (e) 是表示用透明树脂19'把从图6 (c)的H方向看的长方形发光二极 管124封闭住的变形例的图。
如图6(a)所示，已往，用图6 (b)所示的半圆筒状透镜989， 把使用的正方形发光二极管924树脂封闭住时，发光二极管924，作 为对相向的180度全角度的点光源是理想的。但是，如图2(b)所示， 在发光二极管124照射相向的狭窄区域的导光板121时，光朝着宽角 度过分扩散，效率不高。
为此，在本实施方式中，把图6(c)所示的长方形发光二极管124， 如图3(a) I-I线剖面图即图6 (d)所示那样，用透镜19将安装在 光源搭载基板123上的长方形发光二极管124树脂封闭住。该透镜19 具有垂直地立设在光源搭载基板123上的两侧面(权利要求5所述的 侧面)19s、 19s、和与该两侧面19s、 19s相连续的曲面形的上面(；f又利要求5所述的上面)19u。该曲面形的上面19u，是曲率半径比从发 光二极管124的下面中心到透镜19顶部的尺寸大的圆筒面或者是该曲 率半径不一样的非圆筒面。另外，在图6 (d)所示的构造中，发光二 极管124对相向的狭窄区域的导光板121，可以用箭头间会聚大量的 光。
图6 (e)是图6 (d)所示构造的变形例。如图3 (a) I - I线剖
面图即图6 (e)所示，为了使安装在光源搭载基板123上的长方形发
光二极管124的光，朝着导光板121更好地聚光，在光源搭载基板123
上形成了反射部件(权利要求6所述的反射部件)H。该反射部件H
在发光二极管124的侧方，具有越接近发光二极管124越朝下倾斜的
反射面(权利要求6所述的反射面)Hl、 Hl。另外，反射部件H是
用陶瓷、树脂等形成的。在该反射部件H上形成了透明透镜19'，将
发光二极管124树脂封闭住。上述透明透镜19',具有垂直地立设在
反射部件H上的两侧面19s' 、 19s'和与该两侧面19s' 、 19s'相连
续的曲面形的上面19u'。曲面形的上面19u'是曲率半径比从发光
二极管124的下面中心到透镜19'顶部的尺寸大的圆筒面、或者是该 曲率半径不一样的非圆筒面。
根据图6(e)所示变形例的构造，朝发光二极管124的两侧面124s、 124s的外方射出的光，被反射面Hl、 Hl反射，透过透明的透镜19 '朝着导光板121聚光，与图6 (d)所示的构造相比，可提高光的取 出效率。
另外，光源搭载基板123是采用金属基板、陶瓷基板、印刷配线 基板等，从反射率方面考虑，陶瓷基板更有利，从散热性方面考虑， 优选金属基板、陶瓷基板合适。
<第2实施方式>
下面，说明提高长方形发光二极管124的光的横方向(见图4(a)、 图3 (a))强度的第2实施方式、第3实施方式。
图7表示借助封闭长方形发光二极管124的透镜形状，提高发光 二极管124的光的横方向强度的第2实施方式、第3实施方式的光行进状况与已往例的光行进状况的比较。
在图7(a)中，用图10(a)的A-A线剖面图的已往的柱面透镜 989,将正方形发光二极管924树脂封闭住，用箭头表示该正方形发光 二极管924的横方向光的行进状况。另外，图7(b)中，用图3(a) 的I-I线剖面图所示第2实施方式的透镜29，将长方形发光二极管 124树脂封闭住，用箭头表示该长方形发光二极管124的横方向光的 行进状况。图7(c)中，用图3(a)的I-I线剖面图所示第3实施 方式的透镜39，将长方形发光二极管124树脂封闭住，用箭头表示该 长方形发光二极管124的横方向光的行进状况。
如图7(a)所示，在已往的、用圆筒状的柱面透镜989把光源搭 载基板923上的正方形发光二极管924树脂封闭住时，作为元件单体， 横方向的光强度比长方形发光二极管124低(见图5 (a))，并且，横 方向的光如箭头所示，以发光二极管924为中心朝全角度均匀地放射 光。
而图7 (b)中，第2实施方式的光源搭载基板123上的长方形发 光二极管124，作为元件单体，光的强度比正方形发光二极管924高 (见图5(a))。另外，将长方形发光二极管124树脂封闭住的透镜29， 具有两侧面(权利要求7所述的侧面)29s、 29s、两曲面(权利要求7 所述的曲面)29k、 29k、和上面(权利要求7所述的上面)29h。两 侧面29s、 29s垂直地立设在光源搭载基板123上面。两曲面29k、 29k 与该两侧面29s相连续，具有朝中央部方向弯曲的曲率，越远离光源 搭载基板123、该曲率越大。上面29h与该两曲面29k、 29k相连续， 垂直于发光二极管124朝导光板121的照射方向。
这里，在图5(b)中，用点划线表示与长方形发光二极管124的 横方向(见图4 (a))光强度对应的完全扩散分布，用虚线表示与正 方形发光二极管924的横方向(见图11 (a))光强度对应的完全扩散 分布。另外，横轴代表将发光二极管下面中心的垂线c作为0度的角 度，纵轴代表该角度的光强度，例如，是坎德拉/平方米等的任意单位。 这里所说的完全扩散分布，是指光即使传播到远距离时也保持均匀扩
1散性的光的分布。
具有图7 (b)所示的第2实施方式的透镜29的光源组件(权利 要求7所述的照明装置)K2的横方向的光，如图5(b)所示，相对 于未被树脂封闭的长方形发光二极管124的横方向光强度，在大致+40 度~-40度范围增强了光强度，可成为接近完全扩散分布的光强度分 布。
图8是用箭头表示用具有第2实施方式透镜29的光源组件K2照 射导光板121的光的放大概念图。与图12所示已往的具有柱面透镜 989的光源组件K9的光(用箭头表示)相比，具有第2实施方式透镜 29的光源组件K2,可将发光二极管124的光进一步会聚，导向导光 板121。
<第3实施方式> 如图7 (c)所示，第3实施方式的安装在光源搭载基板123上 的长方形发光二极管124，作为元件单体，光的强度比正方形发光二 极管924高(见图5 (a))。另外，将长方形发光二极管124树脂封闭 住的第3实施方式的透镜39，具有两侧面(权利要求8所述的侧面) 39s、 39s、两曲面(权利要求8所述的曲面)39k、 39k、和2个平面 状的两突出面(权利要求8所述的突出面)39t、 39t。两侧面39s、 39s 垂直地立设在光源搭载基板123上面。两曲面39k、 39k与该侧面39s 相连续，具有朝中央部方向弯曲的曲率，越远离光源搭载基板123、 该曲率越大。两突出面39t、 39t与该两曲面39k、 39k相连续，朝着 导光板121突出。
具有第3实施方式的透镜39的光源组件(权利要求8所述的照明 装置)K3的横方向光，如图5(b)所示，与具有第2实施方式的透 镜29的光源组件K2的横方向光相比，可得到更加强化光强度的、接 近完全扩散分布的光强度分布。
因此，具有采用第3实施方式长方形发光二极管124的透镜39 的光源组件K3，其横方向的光与第l、第2实施方式相比，能最高效 地提高光强度。<第4实施方式>
下面，参照图3说明光源组件K的纵方向(见图3 (a))光的效 率提尚。
如图3 (a)的E-E线剖面图即图3(b)所示，第1实施方式的 光源组件K的光源搭载基板123上的透明树脂透镜19的上面19u， 是与光源搭载基板123大致平行的平面状或曲面状。但是，这时，发 光二极管124的倾斜度大的光cl,由于折射角大，所以，被透镜19 的上面19u全反射、成为反射光c2，引起光损失。
为此，如图3 (a)的E-E线剖面图即图3(c)所示，第4实施 方式的光源组件(权利要求3所述的照明装置)K4的透镜49，形成 了高上面(权利要求3所述的宽幅区域的上面)49nl、低上面(权利 要求3所述的窄幅区域的上面)49u2、和倾斜上面(权利要求3所述 的倾斜上面)49u3。上述高上面49ul，提高了宽度大的宽幅区域面(权 利要求3所述的宽幅区域)49a的上面的高度。上述低上面49u2，降 低了宽度小的窄幅区域(权利要求3所述的窄幅区域)49b的上面的 高度。上述倾斜上面49u3，在高上面49ul与低上面49u2之间，从高 上面49ul的高度朝着低上面49u2的高度渐渐变化。根据该第4实施 方式的构造，可以把被图3(b)所示那样的倾斜度大的透镜19的上 面19u全反射的光cl，从倾斜上面49u3作为光c3取出，可防止反射 造成的光损失。另外，光cl、 c3受到折射率的影响行进。
<第5实施方式>
下面，参照图9说明第5实施方式的光源组件(照明装置)K5。 图9 ( a )是光源组件K5的俯视图。图9 ( b )是图9 ( a )的L-L线 剖面图。图9 (c)是图9 (a)的J-J线剖面图。
如图9(a)所示，在光源组件K5的光源搭载基板123上，沿其 长度方向交替地安装着多个长方形红色发光二极管124r、蓝色发光二 极管124b、和绿色发光二极管124g。安装在该光源搭载基板123上的 发光二极管124r、 124b、 124g,如图9 (b)、图9 (c)所示，被具有 沿安装方向的半圆筒状透明的丙烯基等树脂透镜(透镜体)59树脂封闭住。
根据第5实施方式，如前所述，由于安装着光强度高的长方形发 光二极管124r、 124b、 124g，所以，可实现光源组件K5的高亮度化。 另外，由于红色发光二极管124r、蓝色发光二极管124b、和绿色发光 二极管124g交替地安装着，所以，进行混色，可实现混色白色控制， 可提高导光板121内的亮度色度均匀性。
另外，第l至第5实施方式的构造，可根据需要进行适当的组合。
根据第1实施方式至第5实施方式，可提高把发光二极管作为光 源的光源组件的光取出效率，所以，可实现高均匀亮度分布的照明装 置及釆用该照明装置的液晶显示装置。
本发明除了可应用于液晶电视外，还可以广泛应用于汽车导航、 移动电话、个人电脑用的中小型液晶显示器等。
权利要求
1.一种照明装置，具有电路基板、搭载在上述电路基板上并与形成在上述电路基板上的配线图形相连的发光二极管、和封闭上述发光二极管的透镜体；其特征在于，上述透镜体，具有从上面看宽度大的宽幅区域和宽度小的窄幅区域周期性地反复的形状，在上述透镜体的各宽幅区域内，成对地安装着红、绿、蓝的各色上述发光二极管。
2. 如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，上述宽幅区域内 的各红、绿、蓝色发光二极管的一部分光，传播到相邻或附近的上述 宽幅区域，从上述透镜体朝着照射对象射出。
3. 如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，上述透镜体中的 宽幅区域具有比上述窄幅区域高的高度，并且，具有连接上述宽幅区域的上面与上述窄幅区域的上面并使 高度渐渐变化的倾斜上面。
4. 如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，上述发光二极管 具有从上面看为长方形的形状，并且，沿其长度方向并排地安装在上 述电路基板上。
5. 如权利要求l所述的照明装置，其特征在于，在上述透镜体的 短边方向切断的横断面，是具有两侧面和曲面形的上面的形状；上述 两侧面立设在上述电路基板上；上述曲面形的上面与该两侧面相连续， 并且具有比从上述透镜体的底面中心到上述透镜体顶部的尺寸大的曲 率半径。
6. 如权利要求l所述的照明装置，其特征在于，在上述发光二极 管的侧方，具有反射部件，该反射部件具有越接近于该发光二极管越 往下方倾斜、朝着照射上述发光二极管的光的方向反射的反射面。
7. 如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，在上述透镜体的 短边方向切断的横断面，是具有两侧面、两曲面、和上面的形状；上 述两侧面立设在上述电路基板上；上述两曲面与该两侧面相连续，并 且具有朝中央部方向弯曲的曲率，越离开上述电路基板、该曲率越大；上述上面与该两曲面相连续，并且垂直于上述发光二极管的照射方向。
8. 如权利要求l所述的照明装置，其特征在于，在上述透镜体的 短边方向切断的横断面，是具有两侧面、两曲面、和2个平面状突出 面的形状；上述两侧面垂直地立设在上述电路基板上面；上述两曲面 与该两侧面相连续，并且具有朝中央部方向弯曲的曲率，越离开上述 电路基板、该曲率越大；上述突出面与该两曲面相连续，并且朝着上 述发光二极管的照射对象突出。
9. 如权利要求l所述的照明装置，其特征在于，上述照明装置是 从显示图像的显示画面侧方照射的侧照型背照光光源。
10. —种照明装置，具有电路基板、安装在上述电路基板上并与 形成在上述电路基板上的配线图形相连的发光二极管、和封闭上述发 光二极管的透镜体；其特征在于，上述发光二极管，具有从上面看为 长方形的形状，沿其长度方向交替地搭载着红、绿、蓝的各色发光二 极管；上述透镜体是沿上述发光二极管的搭载方向的半圆筒形状。
11. 一种液晶显示装置，其特征在于，备有上述权利要求1至权 利要求10中任一项记载的照明装置。
全文摘要
本发明的目的是提供照明装置和采用该照明装置的液晶显示装置。本发明的照明装置，能提高以发光二极管作为光源的光源组件的光取出效率，同时可实现高均匀的亮度分布。本发明的照明装置，具有电路基板(123)、安装在电路基板(123)上并与形成在电路基板(123)上的配线图形(13p)相连的发光二极管(124r、124b、124g)、和封闭发光二极管(124r、124b、124g)的透镜体(19)。透镜体(19)具有从上面看宽度大的宽幅区域(19a)和宽度小的窄幅区域(19b)周期反复的形状，在透镜体(19)的各宽幅区域(19a)内，成对地安装着红、绿、蓝的各色发光二极管(124r、124b、124g)。
文档编号F21V19/00GK101315156SQ200810108428
公开日2008年12月3日 申请日期2008年5月30日 优先权日2007年5月31日
发明者田中俊明, 绀野哲丰, 金子浩规, 阿部诚 申请人:株式会社日立显示器