專利名稱：液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將LED作為背光(Back Light)的液晶顯示裝置，特別是，涉及具有能 夠在減少所使用的LED數(shù)量的同時(shí)保持畫面的亮度均勻性的背光的液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
在已有的顯示裝置中設(shè)置有矩陣狀地形成著像素電極和薄膜晶體管(TFT)等的 TFT基板、和與TFT基板對(duì)置而在與TFT基板的像素電極對(duì)應(yīng)的地方形成有彩色濾光器等的 對(duì)置基板，在TFT基板和對(duì)置基板之間夾持著液晶。而且通過按每個(gè)像素控制由液晶分子 產(chǎn)生的光的透過率而形成圖像。因?yàn)槟軌蛑圃斐杀⌒?、輕量的液晶顯示裝置，所以液晶顯示裝置正在各種不同的 領(lǐng)域中使用著。因?yàn)橐壕ё陨聿话l(fā)光，所以在液晶顯示面板的背面配置著背光。在電視等 畫面比較大的液晶顯示裝置中，作為背光使用了冷陰極管。但是，從想要使液晶顯示裝置更 加薄型，或者，想要擴(kuò)大彩色顯示區(qū)域等的要求出發(fā)，開始使用LED (LightEmitting Diode 發(fā)光二極管)。背光的光源配置具有將光源配置在液晶顯示面板的正下方的方式和將光源配置 在導(dǎo)光板一側(cè)的側(cè)光型，但當(dāng)想要提高畫面的亮度時(shí)和例如當(dāng)想要與影像相應(yīng)地局部控制 畫面的亮度時(shí)用正下型的光源的情形是很多的。當(dāng)將LED用于正下型光源時(shí)，為了使光量 起作用和為了使光均勻，將許多LED配置在液晶顯示面板的背面。另外，當(dāng)用許多LED時(shí)， 來自LED的發(fā)熱成為問題。另外，用許多LED也使制造成本增大。在“專利文獻(xiàn)1”中記載著的結(jié)構(gòu)為，對(duì)于將LED配置成矩陣狀的光源，配置作為控 制光線方向的截面為半圓或三角形的棱鏡狀的片的光控制部件，通過光控制部件控制光線 方向的作用實(shí)現(xiàn)亮度均勻性。專利文獻(xiàn)1中記載的技術(shù)，因?yàn)樾枰迷S多LED，所以不能夠解決背光中發(fā)熱的問 題和由使用許多LED引起的成本上升問題。另外，在專利文獻(xiàn)1中因?yàn)楣饪刂撇考cLED 分開地配置，所以難以使作為光源的LED陣列和光控制部件的位置重合。圖14是將LED30配置在配線基板40上的正下型背光的光源部的斜視圖。在圖14 中，在配線基板40上LED30配列成4行8列。在配線基板40上，形成向LED30供給電流的 配線，并且，配線基板40的表面成為反射面。在圖14中，當(dāng)LED30的數(shù)量少時(shí)，在LED30和LED30的中間部分中生成由陰影線 表示的暗部45。該暗部45形成畫面的亮度不均勻?？墒牵欠裆砂挡?5受到LED30和 配置在其上的漫射板50之間的距離的影響。圖15是表示形成有LED30的配線基板40和 漫射板50的位置關(guān)系的截面圖。在畫面上是否生成亮度不均勻與LED30的間距P、和配線基板40與漫射板50的距 離d有關(guān)。即，即便間距相同，如果配線基板40與漫射板50的距離d大則不會(huì)生成亮度不 均勻，相反地如果配線基板40與漫射板50的距離d小則會(huì)生成亮度不均勻。例如，當(dāng)圖15中的距離d成為1/2時(shí)，為了使畫面的亮度不均勻不顯著，必須使LED30的間距也成為1/2。如果LED30的間距成為1/2，則LED30的數(shù)量成為4倍。所以，LED30的成本大幅度地上升，來自許多LED30的發(fā)熱也成為重要的問題。近年來都在要求液晶顯示裝置是薄型的，導(dǎo)致背光中的LED30的數(shù)量問題和畫面 的彩色不均勻問題變得更加深刻。本發(fā)明的課題是實(shí)現(xiàn)即便使液晶顯示裝置薄型化，也能 夠在減少所使用的LED30的數(shù)量的同時(shí)均勻地保持畫面亮度的液晶顯示裝置。[專利文獻(xiàn)1]日本特開2007-335182號(hào)專利公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于上述問題而提出的，具體的方法如下所述。(1)作為具有液晶顯示面板和正下型背光的液晶顯示裝置，在該液晶顯示裝置中， 上述背光，在基板上配置多個(gè)LED，對(duì)上述多個(gè)LED分別地、或者對(duì)規(guī)定數(shù)量的LED的組分 別地配置具有下表面、上表面、第1端部和第2端部的透鏡，在上述透鏡的上表面，具有對(duì)從 上述LED直接入射的光進(jìn)行全反射的區(qū)域和將從上述LED直接入射的光變換成漫射光的區(qū) 域，在上述透鏡的下表面，形成將入射光變換成漫射光的區(qū)域和對(duì)特定的光進(jìn)行全反射的 區(qū)域，上述LED被配置在上述透鏡的下表面，比上述透鏡的中央更接近上述透鏡的上述第1 端部地配置著上述LED。(2)在上述(1)所述的液晶顯示裝置中，上述透鏡是圓柱透鏡，具有下表面是直 線、上表面是圓的截面。(3)在上述(1)所述的液晶顯示裝置中，在上述透鏡的上表面，交互地形成有將入 射光變換成漫射光的區(qū)域和對(duì)特定的光進(jìn)行全反射的區(qū)域。(4)在作為具有液晶顯示面板和正下型背光的液晶顯示裝置中，上述背光，在基板 上配置多個(gè)LED，對(duì)上述多個(gè)LED對(duì)應(yīng)地配置多個(gè)透鏡形成的一體型透鏡，多個(gè)透鏡的各個(gè) 與上述多個(gè)LED的各個(gè)或規(guī)定數(shù)量的LED的組對(duì)應(yīng)，上述透鏡具有下表面、上表面、第1端 部和第2端部，在上述透鏡的上表面，具有對(duì)從上述LED直接入射的光進(jìn)行全反射的區(qū)域 和將從上述LED直接入射的光變換成漫射光的區(qū)域，在上述透鏡的下表面，形成將入射光 變換成漫射光的區(qū)域和對(duì)特定的光進(jìn)行全反射的區(qū)域，上述LED被配置在上述透鏡的下表 面，比上述透鏡的中央更接近上述透鏡的上述第1端部地配置著上述LED。(5)在作為具有液晶顯示面板和正下型背光的液晶顯示裝置中，上述背光，在基板 上配置多個(gè)LED，對(duì)上述多個(gè)LED對(duì)應(yīng)地配置多個(gè)透鏡形成的透鏡片，多個(gè)透鏡的各個(gè)與上 述多個(gè)LED的各個(gè)對(duì)應(yīng)，上述透鏡具有下表面、上表面、第1端部和第2端部，在上述透鏡的 上表面，具有對(duì)從上述LED直接入射的光進(jìn)行全反射的區(qū)域和將從上述LED直接入射的光 變換成漫射光的區(qū)域，在上述透鏡的下表面，形成將入射光變換成漫射光的區(qū)域和對(duì)特定 的光進(jìn)行全反射的區(qū)域，上述LED被配置在上述透鏡的下表面，比上述透鏡的中央更接近 上述透鏡的上述第1端部地配置著上述LED。(6)在上述(5)所述的液晶顯示裝置中，相對(duì)1個(gè)背光具有1塊所述透鏡片。根據(jù)本發(fā)明，在將LED用于了光源的正下型背光中，因?yàn)獒槍?duì)各個(gè)LED中的每一個(gè) 配置透鏡，由透鏡使來自LED的光在廣大范圍中并且均勻地發(fā)射到液晶顯示面板側(cè)，所以 能夠使LED的數(shù)量少并且得到均勻的畫面亮度，同時(shí)由于減少了 LED的數(shù)量能夠削減制造 成本。
根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)橥ㄟ^透鏡使來自LED的光在廣大范圍中并且均勻地發(fā)射到液晶顯示面板側(cè)，所以即便LED的數(shù)量少，也能夠減小LED和背光的漫射板之間的間隔，能夠?qū)?現(xiàn)薄型液晶顯示裝置。


圖1是液晶顯示裝置的概觀圖。圖2是實(shí)施例1的分解截面圖。圖3是背光的光源的立體圖。圖4是LED用透鏡的詳細(xì)圖。圖5是表示LED用透鏡和漫射板的配置的截面圖。圖6是表示配置了 LED的附近的光程的截面圖。圖7是表示透鏡的中心附近的光路的截面圖。圖8是表示漫射板中的亮度分布的曲線圖和表示透鏡內(nèi)的光路的截面圖。圖9是表示實(shí)施例2中的漫射面的形成方法的截面圖。圖10是根據(jù)實(shí)施例1的其它形態(tài)的透鏡的立體圖。圖11是根據(jù)實(shí)施例1的另一個(gè)其它形態(tài)的透鏡的立體圖。圖12是根據(jù)實(shí)施例1的又一個(gè)其它形態(tài)的透鏡的立體圖。圖13是表示實(shí)施例2的透鏡的立體圖。圖14是已有例中的正下型LED背光的例子。圖15是表示已有例中的LED的間距和LED與漫射板之間的距離的關(guān)系的截面圖。附號(hào)說明1 顯示畫面；2 顯示框；3 背光；10 液晶顯示面板；11 TFT基板；12 對(duì)置基板； 13 上偏振光板；14 下偏振光板；20 透鏡；21 全反射面；22 下漫射面；23 上漫射面； 24 端部漫射面；25 凹部；30 =LED ；31 :LED基板；40 配線基板；45 暗部；50 漫射板51 漫射片；70 全反射光；80 漫射光；90 透鏡用漫射片；100 透鏡片。
具體實(shí)施例方式下面，我們用實(shí)施例詳細(xì)地說明本發(fā)明的內(nèi)容。[實(shí)施例1]圖1是表示使用根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置的例子的液晶TV。在圖1中，顯示框 2留出顯示畫面1地圍著液晶顯示面板的周邊。在液晶顯示面板的背面配置著背光3。圖 1所示的背光3使用正下型背光。圖2是在圖1所示的液晶顯示裝置中，取下了顯示框等的液晶顯示面板10和背光 的分解截面圖。在圖2中，經(jīng)由未圖示的粘合材料將TFT基板11與形成有彩色濾光器等的 對(duì)置基板12粘合起來，該TFT基板11形成有矩陣狀地配置了 TFT和像素電極的顯示區(qū)域、 掃描線、影像信號(hào)線等。在TFT基板11和對(duì)置基板12之間夾持著未圖示的液晶。在TFT基板11的下側(cè)貼附著下偏振光板14，在對(duì)置基板12的上側(cè)貼附著上偏振 光板13。將粘合著TFT基板11、對(duì)置基板12、下偏振光板14、上偏振光板13的狀態(tài)的面板 稱為液晶顯示面板。在液晶顯示面板的背面配置著背光。背光由光源部和各種光學(xué)部件形成。在圖2中，在光源部中，在配線基板40上配置著LED30，覆蓋各LED30地配置著透 鏡20。在本實(shí)施例中，沿圖2的橫方向排列著3組LED30和透鏡20，另外，也沿圖2的紙 面垂直方向配置著多組。通過透鏡20，來自各LED30的光被發(fā)射到寬廣的范圍中。所以， LED30的數(shù)量至少能夠?qū)⒘炼炔痪鶆?偏差)的水平抑制到規(guī)定的水平以下。圖3是圖2所示的光源部的立體圖。在圖3和圖4中，透鏡20的朝向左右相反。 在圖3中，將內(nèi)部具有LED30的透鏡20配置成3行3列。按畫面的大小比較，雖然LED30 的數(shù)量少，但是亮度遠(yuǎn)比沒有透鏡20的情形均勻。在圖3中，配線基板40的大小例如為 lOOmmX 100mm。圖4是表示圖3中的各透鏡20的形狀的圖。圖4的透鏡20的朝向與圖3的透鏡 20的朝向左右逆轉(zhuǎn)。圖4(b)是透鏡20的截面圖，圖4(a)是透鏡20的上側(cè)平面圖，圖4 (c) 是透鏡20的下側(cè)平面圖。在圖4中，透鏡20形成具有規(guī)定曲率半徑R的圓柱形狀。所以， 在圖4(b)中，如果決定了透鏡20的長(zhǎng)度L1，則為了得到規(guī)定的曲率半徑R而決定透鏡20 的厚度H。在圖4(b)中，例如透鏡20的長(zhǎng)度L1為30mm，透鏡20的厚度H為2. 5mm，曲率半 徑為48mm。在圖4(b)中，在透鏡20的上側(cè)，從左順次地形成有端部漫射面24、全反射面21、 上漫射面23和全反射面21。另外，在透鏡20的下側(cè)，在規(guī)定范圍內(nèi)形成有下漫射面22，其 它部分成為全反射面21。在圖4(b)中，在透鏡20的左下側(cè)的面即全反射面21的一部分形 成有收容LED30的凹部25。在圖4 (a)中，在透鏡20的上表面左側(cè)端部形成端部漫射面24，在從中央附近靠左 側(cè)形成有上漫射面23。比上漫射面23靠右側(cè)成為全反射面21。在圖4(c)中，在透鏡20 下表面的左側(cè)形成收容LED30的凹部25。另外，從透鏡20的右端開始在L2的范圍中形成 有下漫射面22。在圖4 (b)中，從LED30射出的光在透鏡20的上表面形成的端部漫射面24上漫射， 射出到透鏡20的上方。另一方面，從LED30以低角度射出的光，入射到在透鏡20的上表面 形成的全反射面21，進(jìn)行全反射。因?yàn)樾纬赏哥R20的丙烯樹脂的折射率為1. 5，所以發(fā)生 全反射的臨界角為41. 8度。因?yàn)橐员?1. 8度大的角度入射到圖4(b)的全反射面21上的 光發(fā)生全反射，所以在該范圍的透鏡20的上表面形成全反射面21。被在透鏡20上表面的全反射面21反射的光被在透鏡20下表面形成的全反射面 21再次全反射到達(dá)透鏡20的上表面。這樣在反復(fù)進(jìn)行全反射的同時(shí)光從LED30經(jīng)過透鏡 20內(nèi)部被送到透鏡20的端面A2側(cè)。這時(shí)，當(dāng)只有全反射面21時(shí)，產(chǎn)生離LED30遠(yuǎn)的位置 相反地變得明亮的現(xiàn)象。所以，在透鏡20的上表面和下表面形成漫射面，取得射出透鏡20 的光強(qiáng)度的平衡。S卩，在圖4(b)中，被透鏡20的上表面和透鏡20的下表面全反射的光到達(dá)下漫射 面22或上漫射面23，在該漫射面上，射出到透鏡20的上方。根據(jù)漫射面的位置和范圍，能 夠控制通過透鏡20射出的光的強(qiáng)度。在圖4(b)中，透鏡20上表面的M和N之間成為全反 射面21。在上漫射面23和全反射面21的境界N上，全反射過的光到達(dá)透鏡20的下表面的 Q點(diǎn)。在圖4(b)中，將透鏡20的下表面的Q點(diǎn)左側(cè)作為全反射面21，將右側(cè)作為漫射面。被下表面的Q點(diǎn)左側(cè)的全反射面21反射的光向著透鏡20的另一個(gè)端部A2的方向。所 以，需要決定以何種程度將從透鏡20上表面中的上漫射面23的左側(cè)位置N全反射的光從 配置著LED30的透鏡20的A1側(cè)送到相反側(cè)的A2側(cè)。在圖4(b)中，透鏡20上表面的上漫射面23的右側(cè)成為全反射面21。S卩，因?yàn)樵?該范圍中，從LED30直接入射的光的入射角超過作為臨界角的41. 8度，所以入射到該面的 光全部被全反射，送到透鏡20的A2側(cè)?？墒?，從透鏡20下表面的下漫射面22漫射的光大 多不在上漫射面23右側(cè)的全反射面21上反射，而從透鏡20的上表面發(fā)射出去。所以，通 過以何種程度形成在透鏡20上表面形成的上漫射面23的A2側(cè)的全反射面21的區(qū)域，能 夠控制亮度的均勻性。圖5是表示圖4所示的圓柱透鏡20和漫射板50的關(guān)系的尺寸例的截面圖。在圖 5所示的例子中，透鏡20與漫射板50之間的距離例如為8mm，非常小。當(dāng)將這種構(gòu)成的背 光用于TV裝置時(shí)，能夠減少TV裝置的深度，能夠構(gòu)成所謂的超薄型的TV裝置。在圖5的 透鏡20的截面圖中，例如，透鏡20的長(zhǎng)度L1為30mm，透鏡20的高度H為2. 5mm,曲率半徑 R 為 48mm。在透鏡20的上表面，從左端A1開始到距離L4的范圍中形成端部漫射面24。在本 例子中L4為2. 5mm。另外，在比上表面中央部附近靠左側(cè)，在長(zhǎng)度L3的范圍中形成上漫射 面23。在本例子中，L3為10mm。在透鏡20的下表面，從右端A2開始到20mm的范圍中形成下漫射面22。另外，在 透鏡20下表面左側(cè)的全反射面21中形成凹部25，在該凹部25中收容著LED30。LED30的 大小在1mm以下。實(shí)際上將LED30配置在配線基板40上，但是配線基板40在圖5中被省 略。圖6是與透鏡20中配置了 LED30的部分對(duì)應(yīng)的端部附近的截面圖。在圖6中，在 透鏡20的下側(cè)端部中形成凹部25，在該凹部25中收容著LED30。隔著LED基板31將LED30 預(yù)先安裝在配線基板40上。以透鏡20的凹部25覆蓋安裝在配線基板40上的LED30的方 式配置透鏡20。因?yàn)樵趤碜訪ED30的光到達(dá)透鏡20上表面的端部漫射面24的部分，例如區(qū)域A的 部分中形成漫射面，所以光如箭頭所示地被漫射。到達(dá)該端部漫射面24的光，因?yàn)椴惶幱?全反射的角度，所以當(dāng)沒有形成漫射面24時(shí)，光折射并原封不動(dòng)地到達(dá)配置在上側(cè)的漫射 板50，產(chǎn)生亮度不均。所以，通過在該部分上形成漫射面，使光漫射而防止產(chǎn)生亮度不均。另一方面，到達(dá)透鏡20上表面的全反射面21的光，在透鏡20的內(nèi)面上，以進(jìn)行全 反射的角度入射。通過比通常的反射面高的反射率，進(jìn)行過全反射的光朝向透鏡20的另一 方的端部A2方向，使與透鏡20的LED30側(cè)相反側(cè)的端部明亮。端部漫射面24的范圍L4 根據(jù)形成透鏡20的樹脂材料的折射率而有所不同。即，按照與折射率的關(guān)系，根據(jù)在什么 范圍的角度中生成全反射而決定。換句話說，在來自LED30的直接光產(chǎn)生全反射的條件的 部分中形成全反射面21。圖7是描繪在透鏡20中，在比端部漫射面24靠右側(cè)的部分中，光如何行進(jìn)的圖。 在圖7中，從LED30直接到達(dá)由橢圓的虛線包圍的部分的光，成為全反射光70，向著透鏡20 的另一個(gè)端部A2行進(jìn)。另一方面，從LED30直接到達(dá)上漫射面23的光，在上漫射面23上， 成為箭頭所示的漫射光80，到達(dá)上方的未圖示的漫射板50。
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另外，在透鏡20內(nèi)，反射到達(dá)下漫射面22的光，例如如圖7所示，成為漫射光80， 從透鏡20的上表面向未圖示的漫射板50的方向射出。另外，在透鏡20的上表面全反射了 的光也入射到透鏡20下表面的下漫射面22，該光成為漫射光80而朝向透鏡20的上方。圖8是更詳細(xì)地說明在這種透鏡20和LED30的配置中，來自LED30的光如何向漫 射板50的方向行進(jìn)的圖。圖8(a)是表示在漫射板50的下表面的亮度分布的圖。圖8(b) 是表示通過透鏡20來自LED30的光如何向漫射板50發(fā)射的模式圖。圖8 (a)和圖8 (b)是 用于說明的圖，漫射面的大小、位置等不一定與圖4等一致。在圖8(b)中，當(dāng)來自收容在透鏡20下表面中形成的凹部25中的LED30的光到達(dá) 透鏡20的上表面的漫射面時(shí)，如圖5 (b)那樣，從端部漫射面24向著漫射板50射出漫射光 80。另一方面，從LED30到達(dá)透鏡20上表面的全反射面21的光，在該面上，全反射，成為全 反射光70，到達(dá)在透鏡20下部形成的下漫射面22。到達(dá)下漫射面22的光成為漫射光80，但是它的一部分例如，如箭頭所示的那樣， 到達(dá)透鏡20的上表面的上漫射面23。到達(dá)上漫射面23的光被進(jìn)一步漫射，如圖8(b)所示 的那樣，成為漫射光80到達(dá)漫射板50。在圖8中，例如，也使從LED30以低角度射出的光不到達(dá)端部漫射面24、上部漫射 面，而到達(dá)透鏡20的另一端A2側(cè)的全反射面21。從LED30直接到達(dá)該部分的光在透鏡20 上表面全部被全反射，到達(dá)透鏡20下側(cè)的下漫射面22，在該部分成為漫射光80，從透鏡20 的上側(cè)向著漫射板50發(fā)射。圖8(a)是表示在圖8(b)的構(gòu)成中，在漫射板50下表面中的亮度分布成為什么樣 子的曲線圖。圖8(a)的橫軸是漫射板50上的位置，縱軸是漫射板50上的亮度分布。在圖 8(a)中，形成有亮度的和緩的峰值，但是它的位置與透鏡20中的LED30的位置大致對(duì)應(yīng)。 如果不存在圖8(b)所示的透鏡20，則圖8(a)所示的亮度峰值變得很峻急。在圖8(a)中，除去和緩的峰值亮度變得大致一定。即，來自LED30的光，因?yàn)樵谕?鏡20上表面的特定區(qū)域中由于全反射而被送到遠(yuǎn)方，所以即便在遠(yuǎn)離LED30的部分中，也 能夠確保入射到漫射板50的光量只是規(guī)定的量。因?yàn)閷⒑芏喙馑偷脚cLED30相反側(cè)的透鏡20的端部，透鏡20的中央部附近的亮 度不足，所以在該部分的透鏡20的上表面形成上漫射面23，使透鏡20的中央部附近的亮 度上升。另外，通過在透鏡20的下表面，在LED30近旁不形成下漫射面22，能夠抑制LED30 近旁的亮度變得極端地高，如圖8(a)所示的那樣，使亮度的峰值和緩。即，通過調(diào)節(jié)漫射面 的位置，全反射面21的位置和區(qū)域能夠得到需要的亮度分布。在上述實(shí)施例中，LED30是發(fā)射白色光的LED，對(duì)于1個(gè)白色LED設(shè)置著1個(gè)透鏡 20。但是，作為L(zhǎng)ED30，例如也可以用分別發(fā)射RGB3色光的LED。這時(shí)，也可以將發(fā)射RGB光 的3個(gè)LED作為1組，對(duì)該1組的LED設(shè)置1個(gè)透鏡20。這時(shí)，也可以使設(shè)置在透鏡20下 表面?zhèn)鹊陌疾?5具有能夠收容3個(gè)LED的大小，使RGB —組的LED在其中相互接近地收容 在該凹部25中?；蛘?，也可以在透鏡20的下表面?zhèn)?，設(shè)置相互接近的3個(gè)凹部25，將RGB 各色的LED收容在各凹部25中。[實(shí)施例2]在實(shí)施例1中，透鏡20上的漫射面直接形成在透鏡20的表面上。漫射面的形成 不限定于此，也可以如圖9(a)所示，在透鏡20的面上形成透鏡用漫射片90。圖9(a)是在透鏡20的上表面配置有透鏡用漫射片90的例子。在圖9(a)中，透鏡20的上表面成為全 反射面21，在其上配置有透鏡用漫射片90。透鏡用漫射片90是薄的透明樹脂膜，部分地形 成漫射面。入射到該部分的透鏡20上表面的光，根據(jù)入射角度成為全反射光70或漫射光80。 在圖9(a)中，以比臨界角大的角度入射到透鏡20的上表面的光成為全反射光70，以比臨界 角小的角度入射的光穿過透鏡20的上表面到達(dá)透鏡用漫射片90，在它的漫射面上，成為漫 射光80，入射到配置在透鏡20的上方的未圖示的漫射板50。圖9(b)是如實(shí)施例1所述的在透鏡面上直接形成漫射面的情形。在圖9(b)中， 入射到漫射面的光，不受入射角度的影響，成為漫射光80，入射到配置在透鏡20上方的未 圖示的漫射板50。這樣，在圖9(a)所示的本實(shí)施例的構(gòu)成的情形中，能夠?qū)碜訪ED30的 光在透鏡20內(nèi)送到更遠(yuǎn)的地方。所以，只要與透鏡20所需的亮度分布相應(yīng)地分別使用圖 9(a)的構(gòu)成和圖9(b)的構(gòu)成即可。此外，漫射面的形成方法，在直接形成在透鏡20的上表面的情況下和形成在透鏡 用漫射片90上的情況下都是相同的。即，既可以用噴墨等打印白色的點(diǎn)，也可以用細(xì)的刀 頭劃傷表面，在粗糙面上形成。[實(shí)施例3]實(shí)施例1是與各個(gè)LED30對(duì)應(yīng)而分別地配置透鏡20的例子。用于LED30的透鏡 20不限于此，能夠使一體型的透鏡20與多個(gè)LED30對(duì)應(yīng)。在對(duì)各個(gè)LED30使用一體型透 鏡20的情形中，透鏡對(duì)各個(gè)LED的作用也與實(shí)施例1的情形相同。下面，說明透鏡的其它 形態(tài)。圖10是表示其它透鏡的例子的第1形態(tài)的透鏡20。圖10連續(xù)一體地形成起著與 實(shí)施例1相同作用的3個(gè)透鏡20。該一體型透鏡20，對(duì)于3個(gè)LED30的各個(gè)分別地具有與 實(shí)施例1中說明了的同樣的透鏡作用。圖10的例子是使圖3中的透鏡20在X方向一體化 的例子。圖11是表示透鏡的其它例子的第2形態(tài)的透鏡20。圖11是起著與實(shí)施例1中 的作用相同作用的透鏡20，但是在圖3中，沿Y方向一體地形成。另外，在Y方向配列著6 個(gè)LED30。S卩，在圖11的例子中，由1個(gè)透鏡20對(duì)6個(gè)LED30實(shí)施透鏡作用。能夠?qū)Ω鱾€(gè) LED30持有與實(shí)施例1中說明了的同樣效果。在該例子中對(duì)1個(gè)透鏡20配置了 6個(gè)LED， 但是也可以用更多(例如7 10個(gè))的LED。圖12是表示其它透鏡的例子的第3形態(tài)的透鏡20。在圖12的例子中，1個(gè)透鏡 20與各個(gè)LED30對(duì)應(yīng)，這種情況與實(shí)施例1相同。因?yàn)樵趯?shí)施例1中說明過的透鏡20是圓 柱透鏡20，所以只在1個(gè)方向中具有透鏡20的作用。即，在沒有透鏡作用的方向中，存在著 產(chǎn)生亮度不均勻的危險(xiǎn)。圖12所示的透鏡20，不是圓柱透鏡，形成二維地具有透鏡作用的結(jié)構(gòu)。S卩，透鏡 20，成為大致球狀。即便在這種球狀透鏡20的情形中，如圖12所示，通過在透鏡20的上表 面或透鏡20的下表面形成全反射面和漫射面，也能夠二維地具有在實(shí)施例1中說明了的透 鏡作用。在實(shí)施例3中，也將LED30作為發(fā)射白色光的LED，但是，與實(shí)施例1同樣，也可以 用例如分別發(fā)射RGB3色光的LED。在圖10、圖11的例子中，也可以在配置著各個(gè)白色LED30
9的部分中，將發(fā)射RGB光的3個(gè)LED作為1組進(jìn)行配置。[實(shí)施例4]實(shí)施例1是對(duì)獨(dú)立的LED30配置各自的透鏡20的例子，實(shí)施例3是使1個(gè)透鏡20 與多個(gè)LED30對(duì)應(yīng)的例子。在任意的例子中都需要使多個(gè)透鏡20與1個(gè)背光對(duì)應(yīng)，所以， 部件數(shù)量和組裝成本成為問題。相對(duì)于此，本實(shí)施例是在片上形成多個(gè)透鏡20的例子。圖13是表示本實(shí)施例的背光的構(gòu)成的分解立體圖。在圖13中，在配線基板40上 矩陣狀地配置著多個(gè)LED30。記載著在配線基板40的上方在與LED30對(duì)應(yīng)的位置上形成 有透鏡20的透鏡片100。透鏡片100的各個(gè)透鏡20能夠用與實(shí)施例1中說明了的同樣的 透鏡20。這時(shí)，將在配線基板40上形成的LED30收容在圖4中的透鏡20下表面的凹部25 中。S卩，通過將形成了只有LED30數(shù)量的透鏡20的透鏡片100重疊在配線基板40上 能夠用1枚透鏡片100對(duì)多個(gè)LED30實(shí)施透鏡作用。在圖13中，在透鏡片100的上方配置 著漫射板50。漫射板50被配置為與透鏡片100具有規(guī)定的距離。。這種透鏡片100的制造方法能夠使用通過對(duì)有機(jī)樹脂片實(shí)施壓力加工而形成許 多透鏡20的方法?；蛘?，也能夠形成通過對(duì)樹脂進(jìn)行噴射成型而形成有多個(gè)透鏡20的透 鏡片100。在以上的例子中，說明了對(duì)每1個(gè)背光具有1枚透鏡片100的情形，但是在大畫面 的情形中，也可以用多個(gè)透鏡片。如以上所述的那樣，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠用具有漫射面和反射面的透鏡在使來 自1個(gè)或1組的LED的光均勻化的同時(shí)使該光擴(kuò)大到廣大的范圍中。從而，根據(jù)本實(shí)施 方式，在正下型背光中，與例如專利文獻(xiàn)1中記載的技術(shù)比較，能夠?qū)ED的個(gè)數(shù)減少到 1/2 1/3或以下。所以，能夠用比較少量的LED，減少了亮度不均勻(即，使得亮度均勻 化)的高亮度的光照射在液晶顯示面板上。結(jié)果，在液晶顯示裝置中，能夠?qū)崿F(xiàn)薄型，并用 比較少的LED、低成本地顯示亮度偏差少并且明亮的影像。
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權(quán)利要求
一種液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置具有液晶顯示面板和正下型背光，其特征在于所述背光，在基板上配置多個(gè)LED，對(duì)所述多個(gè)LED分別地、或者對(duì)規(guī)定數(shù)量的LED的組分別地配置具有下表面、上表面、第1端部和第2端部的透鏡，在所述透鏡的上表面，具有對(duì)從所述LED直接入射的光進(jìn)行全反射的區(qū)域和將從所述LED直接入射的光變換成漫射光的區(qū)域，在所述透鏡的下表面，形成將入射光變換成漫射光的區(qū)域和對(duì)特定的光進(jìn)行全反射的區(qū)域，所述LED被配置在所述透鏡的下表面，比所述透鏡的中央更接近所述透鏡的所述第1端部地配置著所述LED。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于 所述透鏡是圓柱透鏡，具有下表面是直線、上表面是圓的截面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于在所述透鏡的上表面，交互地形成有將入射光變換成漫射光的區(qū)域和對(duì)特定的光進(jìn)行 全反射的區(qū)域。
4.一種液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置具有液晶顯示面板和正下型背光，其特征在于所述背光，在基板上配置多個(gè)LED，對(duì)所述多個(gè)LED對(duì)應(yīng)地配置多個(gè)透鏡形成的一體型 透鏡，多個(gè)透鏡的各個(gè)與所述多個(gè)LED的各個(gè)或規(guī)定數(shù)量的LED的組對(duì)應(yīng)， 所述透鏡具有下表面、上表面、第1端部和第2端部，在所述透鏡的上表面，具有對(duì)從所述LED直接入射的光進(jìn)行全反射的區(qū)域和將從所述 LED直接入射的光變換成漫射光的區(qū)域，在所述透鏡的下表面，形成將入射光變換成漫射光的區(qū)域和對(duì)特定的光進(jìn)行全反射的 區(qū)域，所述LED被配置在所述透鏡的下表面，比所述透鏡的中央更接近所述透鏡的所述第1 端部地配置著所述LED。
5.一種液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置具有液晶顯示面板和正下型背光，其特征在于所述背光，在基板上配置多個(gè)LED，對(duì)所述多個(gè)LED對(duì)應(yīng)地配置多個(gè)透鏡形成的透鏡 片，多個(gè)透鏡的各個(gè)與所述多個(gè)LED的各個(gè)對(duì)應(yīng)，所述透鏡具有下表面、上表面、第1端部和第2端部，在所述透鏡的上表面，具有對(duì)從所述LED直接入射的光進(jìn)行全反射的區(qū)域和將從所述 LED直接入射的光變換成漫射光的區(qū)域，在所述透鏡的下表面，形成將入射光變換成漫射光的區(qū)域和對(duì)特定的光進(jìn)行全反射的 區(qū)域，所述LED被配置在所述透鏡的下表面，比所述透鏡的中央更接近所述透鏡的所述第1 端部地配置著所述LED。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液晶顯示裝置，其特征在于 相對(duì)1個(gè)背光具有1塊所述透鏡片。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種液晶顯示裝置。在光源中具有使用LED的正下型背光的液晶顯示裝置中，不生成亮度不均，能夠減少LED的數(shù)量。在圓柱透鏡(20)的下表面，在離開中央的端部(A1)側(cè)配置著LED(30)。從LED(30)輸出的光在端部漫射面(24)上成為漫射光射出到上方。圖4的點(diǎn)M和點(diǎn)N之間的區(qū)域成為全反射面(21)，反射來自LED(30)的光，將光送到透鏡的另一個(gè)端部(A2)側(cè)。通過在透鏡(20)的上表面形成的上漫射面(23)和在透鏡的下方形成的下漫射面(22)使漫射光發(fā)射到透鏡上方，從整個(gè)透鏡上表面發(fā)射均勻的光。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK101846848SQ20091020541
公開日2010年9月29日 申請(qǐng)日期2009年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月26日
發(fā)明者久保田秀直, 大內(nèi)敏, 山下芳春, 村田誠治, 益岡信夫 申請(qǐng)人:日立民用電子株式會(huì)社