專利名稱：背光源照明裝置以及圖像顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶電視以及液晶監(jiān)視器用的背光源照明裝置以及使用該背光源照明裝置的圖像顯示裝置。
背景技術(shù)：
以往，在專利文獻(xiàn)1中公開了這樣的圖像顯示裝置，即在液晶顯示板下配置背光源，使背光源在液晶顯示板的畫面中央處的亮度最高，沿著朝向端部的方向亮度逐漸降低。在這樣的圖像顯示裝置中公開了通過使構(gòu)成背光源的冷陰極熒光燈(以下，稱為CFL)的間隔在中央部窄、在端部寬，而得到不提高功耗地提高中心亮度的明亮的圖像顯示裝置，同時(shí)通過減少構(gòu)成背光源的CFL的數(shù)目來減輕重量的方法。
特開平6-75216號公報(bào)在這樣的圖像顯示裝置中，如上所述雖然使構(gòu)成背光源的CFL的間隔在中央部窄而沿著朝向端部的方向變寬，但為了提高增強(qiáng)中心亮度的效果，優(yōu)選使相鄰的CFL的間隔在中央部更窄，在端部更寬。但是，如果CFL間隔在端部過寬，則相鄰CFL的中間處的亮度顯著降低，在畫面上產(chǎn)生線狀的亮度不均勻，也就是所謂的管不均勻(ムラ)。但為了不產(chǎn)生該管不均勻而限制端部的CFL間隔，未必能夠得到充分增強(qiáng)中心亮度的效果、減少構(gòu)成背光源的CFL根數(shù)的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，使在端部不產(chǎn)生亮度不均地?cái)U(kuò)大CFL間隔成為可能，從而實(shí)現(xiàn)充分增強(qiáng)中心亮度的效果及減少CFL根數(shù)的效果。
背光源照明裝置被設(shè)置成這樣的結(jié)構(gòu)，即，具有多根冷陰極熒光燈(CFL)和配置在其下方的擴(kuò)散反射體，把各CFL的間隔配置成中心部窄端部寬，并且只在配置于端部的間隔最寬的CFL之間，使擴(kuò)散反射體具有山型形狀的突起結(jié)構(gòu)。
在端部，使不產(chǎn)生亮度不均地?cái)U(kuò)大CFL間隔成為可能，并實(shí)現(xiàn)了充分增強(qiáng)中心亮度的效果以及減少CFL根數(shù)的效果。


圖1是本發(fā)明的照明裝置的上面以及剖面結(jié)構(gòu)概略圖。
圖2是以往技術(shù)的照明裝置的上面以及剖面結(jié)構(gòu)概略圖。
圖3是以往技術(shù)的照明裝置的剖面結(jié)構(gòu)概略圖。
圖4是以往技術(shù)的照明裝置的剖面結(jié)構(gòu)概略圖。
圖5是本發(fā)明的照明裝置的剖面結(jié)構(gòu)概略圖。
圖6是本發(fā)明的照明裝置的剖面結(jié)構(gòu)概略圖。
圖7是本發(fā)明的照明裝置的上面以及剖面結(jié)構(gòu)概略圖。
圖8是本發(fā)明的照明裝置的剖面結(jié)構(gòu)概略圖。
圖9是本發(fā)明的照明裝置的剖面結(jié)構(gòu)概略圖。
圖10是本發(fā)明的照明裝置的剖面結(jié)構(gòu)概略圖。
圖11是本發(fā)明以及以往技術(shù)的照明裝置的亮度分布特性。
圖12是本發(fā)明以及以往技術(shù)的照明裝置的亮度分布特性。
圖13是本發(fā)明的照明裝置的亮度分布特性。
圖14是本發(fā)明的照明裝置的上面結(jié)構(gòu)概略圖。
圖15是本發(fā)明的照明裝置的上面結(jié)構(gòu)概略圖。
圖16是本發(fā)明的照明裝置的上面結(jié)構(gòu)概略圖。
圖17是本發(fā)明的照明裝置的剖面結(jié)構(gòu)概略圖。
圖18是本發(fā)明的照明裝置的山型形狀部配置部的剖面結(jié)構(gòu)概略圖。
圖19是本發(fā)明的照明裝置的剖面結(jié)構(gòu)概略圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是本發(fā)明的背光源照明裝置的結(jié)構(gòu)概略圖。如圖1(a)的上面圖所示，在本背光源照明裝置中，排列有16根直管型的CFL101，而相鄰CFL的間隔為中央部窄、沿著向端部的方向逐漸擴(kuò)大。即，相鄰CFL的間隔a、b、c、d、e、f、g、h存在以下關(guān)系。
a＜b＜c＜d＜e＜f＜g＜h即，位于最端部的CFL間隔最寬。如圖1(b)的剖面圖所示，在CFL101的下方配置有擴(kuò)散反射體102，使從CFL101向下方發(fā)出的光向上方擴(kuò)散反射，通過配置在CFL101上方的透射型擴(kuò)散板103，使由CFL101以及擴(kuò)散反射體102反射的光擴(kuò)散透射，從而照亮液晶板。在此，擴(kuò)散反射體102可構(gòu)成為在把CFL的配置范圍一分為三后的端部上有山型形狀部，而在中央部沒有山型形狀部。這種情況下，只在端部的CFL間隔為最寬的部位之間形成了山型的突起結(jié)構(gòu)、即山型形狀部105。該山型形狀部105把在由擴(kuò)散反射體102上以低角度擴(kuò)散反射的光線反射到上方，所以具有提高了配置山型形狀部105的附近處亮度的效果。因此如圖1(b)所示，如果在端部CFL的中間部分配置山型形狀部105，則該部分的亮度被提高，從而能夠不產(chǎn)生管不均勻地?cái)U(kuò)大CFL間隔h。因而，因?yàn)槟軌驅(qū)⒅醒氩康腃FL間隔配置得更窄，所以能夠得到充分增強(qiáng)中心亮度的效果。
用圖11所示的亮度分布說明其效果。當(dāng)以往不存在山型形狀部的情況下，在不產(chǎn)生管不均勻的條件下在端部排列CFL時(shí)(圖2所示結(jié)構(gòu))，中央部的CFL間隔a和端部的CFL間隔h之比(間距比)小，如單點(diǎn)劃線所示，不能得到充分增強(qiáng)中心亮度的效果。另一方面，如果增大間距比(圖3所示結(jié)構(gòu))，則如虛線所示那樣，雖然能夠得到充分增強(qiáng)中心亮度的效果，但在端部將產(chǎn)生管不均勻。與此相反，在本發(fā)明中，通過在擴(kuò)散反射體的端部配置山型形狀部，如實(shí)線所示那樣能夠在端部不產(chǎn)生管不均勻地得到增強(qiáng)高亮度效果。
為了不發(fā)生管不均勻地構(gòu)成上述那樣大的間距比，得到較高的中心亮度增強(qiáng)效果，優(yōu)選是以配置在CFL下方的反射體作為具有擴(kuò)散性的擴(kuò)散反射體，并且設(shè)置在擴(kuò)散反射體上的山型形狀部只設(shè)置在CFL間隔大的端部上。圖12表示在同樣的CFL間隔下，對將山型形狀部如圖4所示那樣設(shè)置在全部CFL的中間的情況下的亮度分布和將山型形狀部如圖1所示那樣只設(shè)置在端部的情況下的亮度分布比較。在全部CFL的中間處設(shè)置了山型形狀部的情況和只在端部設(shè)置的情況相比，可知端部以外處的亮度有一些提高，但改善端部的管不均勻的效果變小，不能得到所希望的效果。這是因?yàn)镃FL和擴(kuò)散反射體之間的光線因途中的山型形狀部的作用而向上方分散反射，達(dá)到端部的光量降低的緣故。如上所述，為了得到充分改善端部管不均勻的效果，優(yōu)選將山型形狀部只設(shè)置在CFL間隔寬的端部。
此前，說明了亮度增強(qiáng)效果，但在配置了山型形狀部后，因?yàn)槟軌驍U(kuò)大端部的CFL間隔，所以能夠減小CFL根數(shù)。中央部和端部的亮度比與CFL間隔大致存在反比例關(guān)系。因而，由于在CFL配置范圍內(nèi)以少的根數(shù)得到了同樣的中心亮度增強(qiáng)效果，所以CFL間隔隨根數(shù)成反比例地變寬。通過在端部上配置山型形狀部，由于即使CFL間隔擴(kuò)大也難以產(chǎn)生管不均勻，所以即使減小CFL根數(shù)，也能夠得到中心亮度增強(qiáng)效果。如圖5所示，即使CFL是14根的情況下，也可以得到和以往技術(shù)的16根時(shí)同等程度以上的亮度增強(qiáng)效果。當(dāng)進(jìn)一步增大CFL的間距比的情況下，存在在端部的次寬的位置上也產(chǎn)生管不均勻的情況。這種情況下如圖6所示，在該部分上也可以設(shè)置山型形狀部。這種情況下，為了充分確保達(dá)到上述最端部的山型形狀部105a的光量，只要第2寬處的山高比最寬處的山高低即可。
此前，記述了使CFL的間隔每隔1根進(jìn)行變化的情況，但也可以把每2根的間隔作為固定間隔，改變每一對的間隔。圖8表示其一個(gè)例子。在此把16根的CFL設(shè)置成每2根一束，每2根間隔固定為X，設(shè)置成8個(gè)束，每個(gè)束間的間隔a、b、c、d存在以下的關(guān)系a＜b＜c＜d而后，只要在間隔最寬的d位置上配置山型形狀部即可。這樣，如果把每2根CLF的間隔設(shè)置成固定的，則如圖14所示，能夠以每2根為一組一并形成向CFL提供電源電壓的連接器109，能夠把零件數(shù)以及工作量降低一半，因此是優(yōu)選的。另外，特別優(yōu)選如圖15所示那樣使直管型CFL101的單側(cè)短路的模擬U字管和如圖16所示那樣的U字管的情況。
在此，擴(kuò)散反射體可以使用在由樹脂和陶瓷形成的鑄模和各種金屬制環(huán)的底面上進(jìn)行了絕緣處理后所得的物質(zhì)等。更理想的是在樹脂中混入填充劑，或者具有微細(xì)的層結(jié)構(gòu)并提高反射率的物質(zhì)。另外，也可以通過在樹脂、陶瓷等的表面上用蒸鍍、電鍍、濺射等形成金屬薄膜，從而提高反射率的材料。例如當(dāng)用高反射率的白色樹脂材料形成的情況下，山型形狀部可以利用注模法等方法，在所希望的位置上加工所希望的形狀。另外，擴(kuò)散反射體也可以在殼體內(nèi)鋪設(shè)薄板形的擴(kuò)散反射體而構(gòu)成。這種情況下，山型形狀部只要在所希望的位置上彎曲地配置薄板形的擴(kuò)散反射體即可。
用圖18說明優(yōu)選的山型形狀部。山型形狀部的高度Hm優(yōu)選是其頂點(diǎn)和CFL的高度Hcfl大致相同或者略高一些。具體地說，山型形狀部的高度Hm與從擴(kuò)散反射體到CFL中心的高度Hcfl滿足以下關(guān)系0.8Hcfl≤Hm≤2.5Hcfl另外，山型的傾斜角度θm優(yōu)選是45deg左右略小的角度。具體地說，優(yōu)選是20deg≤θm≤50deg在此，山型形狀部在接近裝置中央的中央側(cè)和遠(yuǎn)離中央的外側(cè)既可以相同，也可以不同。另外，山型形狀部的位置優(yōu)選是比相鄰的CFL的中間靠更外側(cè)。這是因?yàn)樯叫托螤畈康闹醒雮?cè)存在更多的CFL，因而被照射到山型形狀部的光量變多，在面上來自內(nèi)側(cè)面的光被照射到上方，從而改善了管不均勻的緣故。如圖13的虛線所示，產(chǎn)生了山型形狀部位于相鄰CFL的中間時(shí)的亮度在中央側(cè)強(qiáng)而在端部側(cè)弱這樣的亮度不均現(xiàn)象，而如果把山型形狀部配置在中間往外的一側(cè)，則中央側(cè)亮度減弱，端部側(cè)亮度加強(qiáng)，如圖中實(shí)線所示，能夠去掉亮度不均。具體地說，如果把相鄰的CFL101的間隔設(shè)置成P，把從中央側(cè)的CFL的中心位置到山型形狀部的頂點(diǎn)的距離設(shè)置為y，則如下表示優(yōu)選的范圍0.5P＜y≤0.9P至此，說明了在被配置于多個(gè)冷陰極熒光燈(CFL)端部上的間隔最寬的CFL之間，在擴(kuò)散反射體上形成山型的突起結(jié)構(gòu)的情況，但本發(fā)明的本質(zhì)在于在具有多個(gè)冷陰極熒光燈(CFL)、配置在其下方的擴(kuò)散反射體和多個(gè)CFL的背光源照明裝置中，各CFL的間隔配置成中心部窄而端部寬，并且只在配置于端部的間隔最寬的CFL之間設(shè)置用于緩和亮度不均的光學(xué)結(jié)構(gòu)。通過把這樣緩和亮度不均的光學(xué)結(jié)構(gòu)集成為一體，可以以最小限度的成本增加，得到增強(qiáng)中心亮度和減少CFL根數(shù)這樣所希望的效果。在此，用于緩和亮度不均的光學(xué)結(jié)構(gòu)如此前已說明的那樣，可以是擴(kuò)散反射體102上的山型形狀部，但也可以是如圖19(a)所示，在最寬的間隔上設(shè)置微型棱鏡111，或者如圖19(b)所示，設(shè)置微型透鏡112，使來自中心部的光線朝向上方來緩和亮度不均勻。另外，也可以在擴(kuò)散板103的相應(yīng)部分上如圖19(c)所示那樣設(shè)置微型透鏡112或者如圖19(d)那樣設(shè)置擴(kuò)散體113。在此，擴(kuò)散體113的厚度可以一定，但優(yōu)選如圖19(d)所示，在使厚度逐漸改變時(shí)，與沒有擴(kuò)散體113的部分的邊界變得不明顯。
通過如圖17所示那樣，把以上所述的背光源照明光源和液晶板等的逐個(gè)像素地控制透光率的面板進(jìn)行組合，能夠得到圖像顯示裝置。
(實(shí)施例1)圖8表示本發(fā)明的背光源照明裝置的剖面結(jié)構(gòu)概略圖。在尺寸是32英寸，開口部高度是400mm的殼體104中鋪設(shè)作為薄板形擴(kuò)散反射體的擴(kuò)散反射薄板106。其中擴(kuò)散反射體在上下2處彎曲形成山型形狀部105。在殼體內(nèi)配置16根CFL101，在殼體上方安裝擴(kuò)散板103，得到背光源照明裝置。該背光源照明裝置按以下的尺寸構(gòu)成CFL 高度Hcfl＝4.7mm，固定間隔X＝21.5mm間隔a＝18.5mm，b＝20mm，c＝21.5mm，d＝31.5mm山型形狀部 高度Hm 6mm，寬度20mm(傾斜角度θm＝31deg)位置 距從CFL間隔d的中間向外側(cè)2.5mm
擴(kuò)散板高度20mm在本背光源照明裝置中，與均等配置CFL的情況(X＝a＝b＝c＝d)相比，能夠得到中心亮度增強(qiáng)了15％的效果。
(實(shí)施例2)圖9表示本發(fā)明的背光源照明裝置的剖面結(jié)構(gòu)概略圖。通過利用尺寸為32英寸、開口高度400mm的白色樹脂注模得到殼體兼擴(kuò)散反射體102。其中，擴(kuò)散反射體在上下2處形成山型形狀部105。在殼體內(nèi)配置14根CFL101，在殼體上方安裝擴(kuò)散板103，得到背光源照明裝置。該背光源照明裝置按以下的尺寸構(gòu)成CFL 高度Hcfl＝4.7mm，固定間隔X＝25.5mm間隔a＝23mm，b＝25.4mm，c＝31.5mm山型形狀部 高度Hm 6.6mm，寬度15mm(傾斜角度θm＝41deg)位置 距CFL間隔c的中間向外側(cè)2.5mm擴(kuò)散板 高度20mm在本背光源照明裝置中，與實(shí)施例1相比能夠減少2根CFL，另外，與均等配置CFL的情況(X＝a＝b＝c)相比，可以得到中心亮度增強(qiáng)10％的效果。
(實(shí)施例3)圖10表示本發(fā)明的背光源照明裝置的剖面結(jié)構(gòu)概略圖。利用尺寸為32英寸、開口高度400mm的白色樹脂注模得到殼體兼擴(kuò)散反射體102。其中，擴(kuò)散反射體在上下各2處共計(jì)4處形成山型形狀部105。與外側(cè)相比，該山型高度在中央側(cè)變小。在殼體內(nèi)配置14根CFL101，在殼體上方安裝擴(kuò)散板103，得到背光源照明裝置。該背光源照明裝置按以下的尺寸構(gòu)成CFL高度Hcfl＝4.7mm，固定間隔X＝25.5mm間隔a＝25.5mm，b＝32.9mm，c＝41.0mm山型形狀部(中央側(cè))高度Hm 3mm，寬度16.5mm(傾斜角度θm＝20deg)位置 距CFL間隔b的中間向外側(cè)2.5mm(外側(cè)) 高度Hm 7.5mm，寬度15mm(傾斜角度θm＝45deg)位置 距CFL間隔c的中間向外側(cè)2.5mm擴(kuò)散板 高度20mm在本背光源照明裝置中，山型形狀部設(shè)置成上下各2處，與實(shí)施例2相比，能夠減少2根CFL。
以上，如上所述通過本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)所希望的目的，即，實(shí)現(xiàn)能夠使液晶TV以及液晶監(jiān)視器用的照明裝置不提高功耗地提高中心亮度，另外實(shí)現(xiàn)減少CFL根數(shù)以及隨之重量減輕、成本降低的目的。進(jìn)而，即使在使用了該照明光源的圖像顯示裝置中也可以得到同樣的效果。
權(quán)利要求
1.一種背光源照明裝置，其特征在于，具有多個(gè)冷陰極熒光燈；配置在上述多個(gè)冷陰極熒光燈的下方的擴(kuò)散反射體，各冷陰極熒光燈的間隔被配置成中心部窄而端部寬，并且只在被配置在端部上的間隔最寬的冷陰極熒光燈之間具有用于緩和亮度不均的光學(xué)構(gòu)件。
2.一種背光源照明裝置，其特征在于，具有多個(gè)冷陰極熒光燈；配置在上述多個(gè)冷陰極熒光燈的下方的擴(kuò)散反射體，各冷陰極熒光燈的間隔被配置成中心部窄而端部寬，并且只在被配置在端部上的間隔最寬的冷陰極熒光燈之間，在擴(kuò)散反射體上具有山型的突起結(jié)構(gòu)。
3.一種背光源照明裝置，其特征在于，具有多個(gè)冷陰極熒光燈；配置在上述多個(gè)冷陰極熒光燈的下方的擴(kuò)散反射體，各冷陰極熒光燈的間隔被配置成中心部窄而端部寬，并且在被配置在端部上的間隔最寬的冷陰極熒光燈之間和間隔次寬的冷陰極熒光燈之間，在擴(kuò)散反射體上具有山型的突起結(jié)構(gòu)。
4.一種背光源照明裝置，其特征在于，具有多個(gè)冷陰極熒光燈；配置在上述多個(gè)冷陰極熒光燈的下方的擴(kuò)散反射體，各冷陰極熒光燈的間隔被配置成中心部窄而端部寬，并且在把配置有冷陰極熒光燈的范圍分為三部分時(shí)的、除中央部以外的兩端部，在冷陰極熒光燈之間，在擴(kuò)散反射體上具有山型的突起結(jié)構(gòu)，而在中央部的擴(kuò)散反射體上沒有山型的突起結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求2所述的背光源照明裝置，其特征在于上述山型的突起結(jié)構(gòu)被配置在相鄰的冷陰極熒光燈的中間更靠外側(cè)處。
6.如權(quán)利要求2所述的背光源照明裝置，其特征在于由薄板形的介質(zhì)形成上述擴(kuò)散反射體，上述山型的突起結(jié)構(gòu)是將薄板形的介質(zhì)彎曲而成的。
7.一種圖像顯示裝置，由液晶板和背光源照明裝置組成，其特征在于背光源照明裝置具有多個(gè)冷陰極熒光燈；配置在上述多個(gè)冷陰極熒光燈的下方的擴(kuò)散反射體，其中，各冷陰極熒光燈的間隔被配置成中心部窄而端部寬，并且只在被配置在端部的間隔最寬的冷陰極熒光燈之間具有用于緩和亮度不均的光學(xué)結(jié)構(gòu)。
8一種圖像顯示裝置，由液晶板和背光源照明裝置組成，其特征在于背光源照明裝置具有多個(gè)冷陰極熒光燈；配置在上述多個(gè)冷陰極熒光燈的下方的擴(kuò)散反射體，其中，各冷陰極熒光燈的間隔被配置成中心部窄而端部寬，并且只在被配置在端部的間隔最寬的冷陰極熒光燈之間，在擴(kuò)散反射體上具有山型的突起結(jié)構(gòu)。
9.一種圖像顯示裝置，由液晶板和背光源照明裝置組成，其特征在于背光源照明裝置具有多個(gè)冷陰極熒光燈；配置在上述多個(gè)冷陰極熒光燈的下方的擴(kuò)散反射體，其中，各冷陰極熒光燈的間隔被配置成中心部窄而端部寬，并且在被配置在端部的間隔最寬的冷陰極熒光燈之間和間隔次寬的冷陰極熒光燈之間，在擴(kuò)散反射體上具有山型的突起結(jié)構(gòu)。
10.一種圖像顯示裝置，由液晶板和背光源照明裝置組成，其特征在于背光源照明裝置具有多個(gè)冷陰極熒光燈；配置在上述多個(gè)冷陰極熒光燈的下方的擴(kuò)散反射體，其中，各冷陰極熒光燈的間隔被配置成中心部窄而端部寬，并且在把配置有冷陰極熒光燈的范圍分割成3部分時(shí)的、除中央部以外的兩端部，在冷陰極熒光燈之間的擴(kuò)散反射體上具有山型的突起結(jié)構(gòu)，在中央部的擴(kuò)散反射體上沒有山型的突起結(jié)構(gòu)。
11.如權(quán)利要求8所述的圖像顯示裝置，由液晶板和背光源照明裝置組成，其特征在于上述背光源照明裝置把上述山型的突起結(jié)構(gòu)配置在相鄰的冷陰極熒光燈的中間更靠外側(cè)處。
12.如權(quán)利要求8所述的圖像顯示裝置，由液晶板和背光源照明裝置組成，其特征在于上述背光源照明裝置的擴(kuò)散反射體由薄板形的介質(zhì)形成，上述山型的突起結(jié)構(gòu)是將薄板形的介質(zhì)彎曲而成的。
全文摘要
在以往的液晶TV以及液晶監(jiān)視器中，不一定能得到充分的中心亮度。本發(fā)明提供一種背光源照明裝置以及圖像顯示裝置，其中的背光源照明裝置具有多個(gè)冷陰極熒光燈(CFL)和在其下方配置的擴(kuò)散反射體，其中，各CFL的間隔被配置成中心部窄而端部寬，并且只在被配置在端部的間隔最寬的CFL之間的擴(kuò)散反射體上具有山型的突起結(jié)構(gòu)。從而，能夠不提高功耗地實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)中心亮度、減少CFL根數(shù)，及隨之降低成本的效果。
文檔編號H01J61/00GK1940680SQ20061014142
公開日2007年4月4日 申請日期2006年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月30日
發(fā)明者大島徹也, 谷口齊, 太田享之, 稗田文彥, 住谷尚俊 申請人:株式會社日立顯示器