CN100517788C - 照明装置和使用该照明装置的显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种照明装置和使用该照明装置的显示装置，提高来自发光二极管的光取出效率，并且通过扩展定向性提高照射面内的光的均匀性，进一步，通过扩展定向性使混色性良好。在具有多个用高折射率透明材料(2)密封发光二极管(1)，用低折射率透明材料(3)密封高折射率透明材料(2)的密封构造(10)的照明装置中，为了扩展来自上述发光二极管(1)的光的定向性，当设发光二极管(1)的中央的高折射率透明材料(2)的厚度为H，发光二极管(1)的上面的一边的长度为L，高折射率透明材料(2)的折射率为n1，上述低折射率透明材料的折射率为n2时，满足H＞(L/2)/tan{sin-1(n2/n1)}的关系。

Description

照明装置和使用该照明装置的显示装置
技术领域
本发明涉及使用发光二极管的照明装置和将该照明装置用作非发光型显示面板的背光源的显示装置。
背景技术
伴随着近年来发光二极管发光效率的提高，将各种照明装置的光源从灯或荧光灯置换成发光二极管。这是因为发光二极管持有体积小，能够多色化，容易控制，消耗电力低等许多特征。但是，在要求高光输出的照明用途，或者，将照明装置用作背光源的显示器用途等中，其光量和效率都不够，希望通过进一步提高效率来实现光量增加和低电力化。
例如，作为不变更发光二极管的构造而提高来自发光二极管的光取出效率的方法，如在下述专利文献1中说明的那样，用高折射率树脂密封发光二极管，用低折射率树脂密封它的周围的结构是众所周知的。
[专利文献1]特开平10-65220号公报
可是，在上述专利文献1中，提高来自发光二极管的光取出，但是没有考虑取出的光的定向性强、在由多个发光二极管构成的照明装置中所需的光照射面内的均匀性。
发明内容
本发明的目的在于，提供光取出效率高并且在照射面内均匀性高的照明装置和使用该照明装置的显示装置。
本发明的特征是在具有多个用高折射率透明材料密封发光二极管，并且用低折射率透明材料密封上述高折射率透明材料的密封构造的照明装置中，覆盖在上述发光二极管上面的高折射率透明材料扩展来自上述发光二极管的光的定向性。
又，本发明的特征是由在红的波长区域中发光的发光二极管、在绿的波长区域中发光的发光二极管、在蓝的波长区域中发光的发光二极管中的至少2个以上构成，用高折射率透明材料密封上述2个以上的发光二极管，由此使来自上述2个以上的发光二极管的光混色。
以上，根据本发明，能够实现提高来自发光二极管的光取出效率，并且，通过扩展定向性提高照射面内的光的均匀性，进一步，混色性良好的照明装置和使用该照明装置的显示装置。
附图说明
图1是与本发明有关的照明装置的实施例1的立体图。
图2是图1的A-A′剖面图。
图3是实施例1的电路图。
图4是用于说明实施例1的光行进方式的密封构造的剖面图。
图5是说明实施例1的高折射率透明材料的形状的剖面图以及俯视图。
图6是根据实施例1的高折射率透明材料的形状的射出光的分布图。
图7是实施例1的发光二极管的结构图。
图8是实施例1的发光二极管周边的俯视图。
图9是用于说明实施例2的光行进方式的密封构造的剖面图。
图10是实施例2的密封构造的剖面图。
图11是实施例3的密封构造的剖面图。
图12是实施例3的电路图。
图13是实施例4的密封构造的剖面图。
图14是实施例4的其它密封构造的剖面图。
图15是与本发明有关的照明装置的实施例5的立体图。
图16是实施例5的密封构造的剖面图。
图17是实施例5的其它密封构造的剖面图。
图18是实施例5的又一个密封构造的剖面图和俯视图。
图19是与本发明有关的显示装置的立体图。
(附图标记说明)
1......发光二极管，2......高折射率透明材料，3......低折射率透明材料，4......反射板，5......预制模，51......基板，52......布线，53......引线架，10......密封构造，54......金丝线，55......粘合层，100......照明装置，101......反射片，102......光学部件组，103......非发光型显示面板
具体实施方式
下面，用附图说明与本发明有关的照明装置和用该照明装置的显示装置的实施例。
[实施例1]
图1到图8是用于说明本实施例的图，图1是本实施例的照明装置的立体图，图2是图1中的A-A′剖面图，图3是照明装置的电路图，图4是用于说明来自发光二极管的光行进方式的密封构造的剖面图，图5是说明高折射率透明材料的密封形状的俯视图及其剖面图，图6是根据高折射率透明材料的形状的射出光的分布图，图7是发光二极管的结构图，图8是发光二极管周边的俯视图。
在图1中，与本发明有关的照明装置100具有二维规则地排列多个密封构造10的结构。
在图2中，各密封构造10具有将发光二极管1搭载在基板51上形成的布线52上，用高折射率透明材料2密封，进一步，用低折射率透明材料3密封其周围的构造。各发光二极管1经过导电性的Ag膏53搭载在布线52上进行电连接，又，用金丝线54将发光二极管1和布线52电连接起来。
用下面说明的制造方法制作与本发明有关的照明装置。首先，将发光二极管1安装于在基板51上构图了的布线52的预定位置上。即，涂敷银膏53，搭载发光二极管1，使银膏53热硬化，用金丝线54在发光二极管1和布线52之间实施引线键合。其次，在浇注高折射率透明材料2后使其硬化，进一步，在密封低折射率透明材料3后使其硬化。这时，如果金丝线54跨接高折射率透明材料2和低折射率透明材料3上，就存在着受到由材料不同引起的热膨胀差产生的应力而断线等的可能性。因此，最好将整个金丝线54密封在高折射率透明材料2内。在经过安装，密封步骤后，使布线52与电源或控制电路(未图示)电连接起来，由此完成与本发明有关的照明装置100。此外，为了保护发光二极管，也可以在照明装置100或控制电路中装入用齐纳二极管等的保护电路。
将图1所示的照明装置100的发光二极管1，如图3所示的电路图那样，沿水平方向(纸面上左右方向)电串联连接起来。能够通过沿各串联连接的发光二极管1的顺方向施加预定电压来使其发光。这里将4个LED串联连接起来，使各条串联电路与电源或控制电路电连接。因此，对每条串联布线用电压、电流、电压施加时间等进行控制，可以对每条串联线自由地调制发光二极管1的发光量。在本实施例中，表示了规则地配置密封构造并且将发光二极管沿水平方向电串联连接起来的例子，但是可以任意地取密封构造的配置或电连接方式。
在与本发明有关的照明装置中，如图4所示，将高折射率透明材料2覆盖在发光二极管1的周围。因此减少了在由折射率高到1.8～3.5左右的化合物半导体或基板构成的发光二极管1和高折射率透明材料2的界面上的全反射，能够在高折射率透明材料2中高效率地取出光。进一步，用低折射率透明材料3覆盖高折射率透明材料2的周围。
这里，当设高折射率透明材料2的折射率为n1，低折射率透明材料3的折射率为n2时，当来自发光二极管1的光5从高折射率透明材料2向低折射率透明材料3以比入射角θ＝sin-1(n2/n1)大的角度入射时，光5在其界面上发生全反射。全反射后的光5回到发光二极管1的方向(纸面下方向)而行进。在与本发明有关的照明装置中，当设发光二极管1的中心部分的高折射率透明材料2的厚度为H，发光二极管1上面的宽度为L时，满足H＞(L/2)/tan(θ)的关系。这里，因为θ＝sin-1(n2/n1)，所以H＞(L/2)/tan{sin-1(n2/n1)}。
在满足该不等式的与本发明有关的照明装置中，即便是从发光二极管1的端部以临界角θ入射到与低折射率透明材料3的界面上而发生了全反射的光，也不回到发光二极管1自身被吸收，该光6到达基板51或布线52。进一步，在基板51或布线52，高折射率透明材料2和低折射率透明材料的界面之间重复全反射，从高折射率透明材料2的周边部分通过低折射率透明材料3取出到外部。
这样，在与本发明有关的照明装置中，因为高效率地取出来自发光二极管的光并且使光扩展到透明材料的周边部分而从密封构造10射出光，所以能够提供相当于假想地扩展光源的定向性、来自各密封构造10的光取出效率高并且照射面内的光均匀性高的照明装置。
例如，当设高折射率透明材料2的折射率n1＝1.75，低折射率透明材料3的折射率n2＝1.4，发光二极管1上面的宽度L＝300μm时，形成的高折射率透明材料2的厚度H为H＞113μm。这时，从发光二极管1的端部以53度以上的临界角入射到界面的光5被全反射，但是不再入射到发光二极管1，而到达基板51或布线52并发生反射。
又，与本发明有关的照明装置，可以根据高折射率透明材料2的形状，增大假想的光源的尺寸，又，可以任意地控制其定向性。图5是作为光源的发光二极管的周边的俯视图和其上下方向及左右方向的剖面图。这里为了说明方便起见，图示了除去低折射率透明材料3后的状态。如果满足上述关系式H＞(L/2)/tan{sin-1(n2/n1)}，并且如图5(a)所示，高折射率透明材料2的形状为将发光二极管1作为中心的点对称形状，则具有在无论什么方向也同样扩展光的效果。另一方面，如图5(b)(c)所示，当满足该关系式，并且其形状为非对称时，扩展光的效果随方向不同而不同。
如图5(b)所示，在高折射率透明材料2在x方向长，在y方向成半球状的情形中，在x方向上具有扩展光的效果，又在y方向上因为是半球状所以具有会聚光的效果。在图6(a)(b)中表示了这时的射出光的角度分布的一个例子。如图6(a)所示，来自发光二极管的射出光的水平方向的分布，对没有全反射的正上方向0度具有第1峰值，因为通过全反射使光扩展所以在比90度稍靠近内侧的角度上具有第2峰值。又，如图6(b)所示，来自发光二极管的射出光的垂直方向的分布，在发光二极管的正上方向0度具有峰值，从那里开始光量减少。这样，通过在高折射率透明材料的形状中持有各向异性，可以制作出使水平方向的光扩展且在垂直方向上使光会聚的照明装置。
例如，当将本实施例的照明装置用作在下面的实施例6中说明的显示装置的背光源时，在需要宽视场角的水平方向上使光扩展，又，在不大需要视场角的上下方向上抑制光的扩展，能够有效地使用光。
又，如图5(c)所示，在高折射率透明材料2的形状在x方向上长，在x方向和y方向上都是平坦的情形中，射出光的角度分布在x方向和y方向上的差异小，但是假想地看作光源的范围在x方向上宽，在y方向上窄。因此，通过将排列多个的密封构造的间隔，配置成在x方向上宽、在y方向上窄，能够形成更均匀的照明装置。
下面，说明在构成与本发明有关的照明装置的各部件中重要的部件和关联的构造。
发光二极管1的发光色能够通过该发光二极管的半导体层的组成、构造、制法等加以改变，可以从整个可见光区域选择任意的发光色。又，通过组合各发光色的发光二极管进行混色，能够得到任意的发光色。例如通过使红、绿、蓝的发光进行混色，能够得到白色。又，也可以通过在发光二极管周围配置荧光体，使发光二极管的发光和荧光体的发光进行混色，例如，通过使发光二极管的蓝色和荧光体的黄色进行混色，以白色进行发光或通过用发光二极管的紫外光激励荧光体的红、绿、蓝，以白色进行发光。可以与照明装置的用途相应地对它们进行任意选择，组合。
又，发光二极管的安装形态根据阳极和阴极的电极配置而不同，除了如图2所示的那样，在其上面和下面存在电极的情形以外，也可以具有如图7(a)所示的那样，在上面取阳极和阴极这2个电极的配置或如图7(b)所示的那样，在下面取阳极和阴极这2个电极的配置，并可以使用它们。在无论那种情形中，都可以上面用金属丝连接，楔形连接，下面用冲击(bump)连接，膏连接，焊料连接，热压接连接，超声波压接连接等，根据发光二极管的电极或布线的金属化或基板的耐热性等进行选择。又，在图2或图7(b)所示的电极配置的情形中，在发光二极管的下面也需要与布线的导电性。电极数也根据发光二极管的尺寸或种类等而不同，也可以用具有2个以上电极的发光二极管。发光二极管的尺寸是任意的，但是从0.1mm见方到1mm见方左右的较容易得到，容易利用。在本发明中，也可以用任一种电极配置或尺寸的发光二极管。
高折射率透明材料2和低折射率透明材料3优选是透射率高，具有耐热性、耐光(耐UV)性，透湿性低，具有粘合性，不发生裂纹等的材料。又，考虑到从发光二极管取出光这点，高折射率透明材料优选是尽可能接近构成发光二极管的基板或化合物半导体的高折射率的材料。另一方面，能够在从空气折射率n＝1到高折射率透明材料的折射率之间选择低折射率透明材料。高折射率透明材料能够用环氧系、丙烯系、硅酮系等的树脂或这些树脂的混合物中折射率比较高的材料。
考虑到从发光二极管取出光这点，高折射率透明材料的折射率越高越好，但是难以得到单独的树脂具有n＝1.6以上的折射率，并且可靠性高的材料。这时，通过将这些树脂作为基底混入高折射率的透明微粒子可以得到提高了折射率的材料。作为高折射率的微粒子可以用氧化钛、氧化锆、氧化锌、其它氧化物或金刚石等。其粒子直径优选为光的散射几乎可以忽略的尺寸，即为可见光波长量级以下。更优选的是在50nm以下。
低折射率透明材料能够用环氧系、丙烯系、硅酮系等的树脂或这些树脂的混合物中折射率比较低的材料。
这些高折射率透明材料或低折射率透明材料，用分配、浇注、浸渍等方法进行配置，用热硬化、UV硬化或其它硬化方法进行硬化。透明树脂的量或形状，能够根据照明装置的设计方针或树脂粘度、触变(チクソ)性等的各种性质任意地设定。又，当要求形状的精度时，也可以利用使用型模的射出成型、传输(transfer)成型、压模成型或利用UV硬化树脂和透明型的成型。又，在本发明中，低折射率透明材料的形状可以是任意的，与用途一致地变更形状，即便在低折射率透明材料中也能够控制光的定向性。
又，作为其它的高折射率透明材料，也可以用在多孔质的无机材料中混入二氧化钛溶胶的材料。作为多孔质的尺寸优选为光波长以下。作为无机材料，例如，可以举出硫酸锂、硫酸钠、硫酸钾、硫酸铷、硫酸镁、硫酸铯等的硫酸盐。通过在涂敷(密封)这些的水溶液后，在100度以上使其突沸，使水分飞出，能够形成多孔质的无机材料。又，也可以通过将二氧化硅溶胶用于无机材料，加热它，形成多孔质的无机材料。这里涂敷(密封)二氧化钛溶胶，进一步，通过加热或加水分解二氧化钛溶胶中的有机成分可以制作高折射率透明材料。二氧化钛溶胶存在着当除去有机成分时体积收缩大，发生裂纹，剥离等的问题，但是因为由于多孔质限制了收缩范围，所以能够抑制它们的发生。又，氧化钛具有通过光催化剂反应使树脂等分解的作用，但是通过以上述无机成分覆盖周围消除分解的影响。因此，在本发明的结构中可以有效地用折射率高到约2.6的氧化钛。
基板51和布线52，经过绝缘层布线在称为所谓的印刷布线基板的，即铜、铝等的金属基底上。又，能够用在玻璃环氧等上形成布线的布线基板。又，能够用印刷或溅射、蒸镀等在称为所谓的陶瓷布线基板的，即，氮化铝、氮化硅、氧化铝等的陶瓷上形成布线的布线基板。又，也可以用在聚酰亚胺等的树脂上形成布线的可弯曲基板布线等。又，也可以用经过绝缘层将由Cu或Cu合金、42合金等构成的引线架布线贴附在金属等的基板上的布线基板。
在这些基板51或布线52上安装发光二极管的部分由透明材料密封，但是这时，因为来自发光二极管的光入射到布线或基板，所以优选的是布线或基板的反射率高。当布线的反射率比基板的反射率高时，特别是当由高反射率的材料形成布线时或当通过镀敷或溅射高反射率材料提高反射率时，如图8(a)所示，优选的是使利用高折射率透明材料2密封的部分的大半部分为高反射率的布线52。例如，Ag、Pd、Sn、Au、Ni等适合于作为布线材料或它的镀敷，溅射材料。另一方面，当反射率高的陶瓷基板或覆盖了白色抗蚀剂等的基板等，基板51的反射率比布线52高时，如图8(b)所示覆盖了白色抗蚀剂的基板的情形或如图8(c)所示陶瓷基板的情形那样，最好使透明材料密封部分2中的布线52的面积小，基板51的大部分在表面上大量露出来。又，因为发光二极管的发光效率具有伴随着它的温度上升而减少的倾向，所以优选利用散热性高的基板或布线。
[实施例2]
图9是说明与本发明有关的照明装置的1个密封构造的实施例2的剖面图。在本实施例中，与实施例1同样，形成用高折射率透明材料2密封发光二极管1，用低折射率透明材料3密封其周围的构造。与实施例1不同的是，在本实施例中，具备高折射率透明材料2在发光二极管1的中央部分具有凹构造的构造。
来自发光二极管1的光5，因为用高折射率透明材料2进行密封，所以能够高效率地射出。从发光二极管1射出的光5到达高折射率透明材料2和低折射率透明材料3的界面。这时，特别是，从发光二极管1向上方射出的光5，在高折射率透明材料2的凹构造的斜面上进行全反射，将它的方向改变成水平方向并射出。
即，在本实施例中，因为能够高效率地取出来自发光二极管1的光5并且使光5扩展到透明材料的周边部分，从密封构造10射出光，所以能够提供来自各密封构造的光取出效率高并且照射面内的光均匀性高的照明装置。
本实施例的高折射率透明材料2的凹构造可以用型模等形成。又，如图10所示，当发光二极管1与多条金丝线54连接时，通过使高折射率透明材料2的粘度、触变性或金丝线54的回路高度等最佳化，能够不用型模等而沿金丝线54的形状制作凹形状。
又，本实施例的密封构造的形状，当然是将发光二极管1作为中心形成旋转对称，即便在非对称性的情形中，方向不同光均匀性的程度也不同，但是显然具有与实施例1同样的效果。
[实施例3]
图11是说明与本发明有关的照明装置的1个密封构造的实施例3的剖面图。又，图12是与本发明有关的照明装置的电路图。在本实施例中，如图12所示，表示了在水平方向排列4个，在垂直方向排列4个密封构造10的情形，即如图1所示，排列密封构造10的情形。
在本实施例中，除了下面的说明之外都与实施例1或2同样。(未图示实施例2的凹形状。)即，形成用高折射率透明材料2密封多个发光二极管1，用低折射率透明材料3密封它的周围的构造。
在本实施例中，通过射出成型使低折射率透明材料3成型为圆柱状。又，作为发光二极管1，搭载着在红色的波长区域中发光的发光二极管1R、在绿色的波长区域中发光的发光二极管1G、在蓝色的波长区域中发光的发光二极管1B。这时，如图12所示，各密封构造10中的各个发光二极管1R、1G、1B，与在水平方向(纸面左右方向)上邻接的密封构造10中的相同发光色的发光二极管串联连接。
在本实施例中，具有以作为光的3原色的红、绿、蓝发光的发光二极管。因此，能够提供通过由控制电路(未图示)控制各线的电流、电压、电压施加时间等，能够自由地将它的发光色控制在包含白色光的任意色上的照明装置。这时，发光二极管因为被高折射率透明材料覆盖所以当然能够有效地取出光，高折射率透明材料的形状如实施例1，2那样地形成，所以从各密封构造内的发光二极管射出的各个红、绿、蓝光在水平方向上全反射而良好地进行混色。又，即便在邻接的密封构造之间也具有使光均匀化的效果。
又，在本实施例中，对每条线串联连接同色的发光二极管1。因此如后述的实施例6所示那样，当利用照明装置作为显示装置的背光源时，能够与图像一致地对每条线控制发光定时或发光量，也适合于显示装置的高图像质量化。
[实施例4]
图13和图14分别是说明与本发明有关的照明装置的1个密封构造10的实施例4的剖面图。图13是1个发光二极管1的情形，图14是由在红色区域、绿色区域、蓝色区域中发光的发光二极管1R、1G、1B构成的情形。在本实施例中，除了下面的说明之外，都与实施例1到3同样。(未图示实施例2的凹形状。)
本实施例形成高折射率透明材料2的高度不均匀，安装着发光二极管1的部分的高折射率透明材料2的高度比其它部分高的构造。在本实施例中，能够得到与此前所述的各实施例同等的效果，即，取出效率高，均匀性好那样的效果。又，因为用高折射率透明材料2覆盖各个发光二极管1R、1G、1B，所以与如图11所示的那样覆盖各个发光二极管1R、1G、1B整体的情形比较，具有能够减少高折射率透明材料2的使用量，实现低成本的效果。
此外，即便在高折射率透明材料2不具有满足实施例1或2所示的条件的形状的情形中，如果形成安装着发光二极管1的部分的高折射率透明材料2的高度比其它部分高的构造，则虽然光取出效果恶化，但是具有提高光的均匀性的效果。又，因为用高折射率透明材料2覆盖各个发光二极管1R、1G、1B，所以具有提高各个发光二极管之间的混色性的效果。
在本实施例中，也可以利用射出成型等的型模制作高折射率透明材料2的形状，也可以通过使高折射率透明材料2的粘度、触变性或金丝线的回路高度等最佳化，不用型模等进行制作。
[实施例5]
图15是说明与本发明有关的照明装置的实施例5的立体图。又，图16和图17是本实施例的密封构造的剖面图。如图15所示，照明装置100具有排列多个密封构造10的结构。如图16所示，各密封构造10具有用高折射率透明材料2密封发光二极管1，进一步，用低折射率透明材料3密封它的周围的构造。
在本实施例中，在高折射率透明材料2和低折射率透明材料3的周围具有反射板4。反射板4内部的高折射率透明材料2的形状可以适用此前所述的实施例中的任何一个。例如，当应用图14所示的实施例4的结构时，即，如图17所示，具有各1个在红色区域中发光的发光二极管1R、在绿色区域中发光的发光二极管1G、在蓝色发光区域中发光的发光二极管1B，高折射率透明材料2在各个发光二极管的中心部分的高度比除此以外的部分高。
在本实施例中，与此前所述的实施例相同，能够提供从发光二极管以高效率，均匀地取出光并且高折射率透明材料的使用量少的低成本的照明装置。
在本实施例中，因为反射板4抑制在密封高折射率透明材料2和低折射率透明材料3时向周围扩展，所以具有通过浇注或分配这样的方法，能够容易地控制透明材料形状的效果。
又，反射板4优选是反射率高，具有耐热性、耐光(耐UV)性，透湿性低，具有密接性，不发生裂纹等。如果是树脂，则通过传输成型或射出成型等来成型。在这里所说的树脂制的反射板中，除了树脂材料本身是白色的以外，还包括为了得到高反射率，在树脂中添加白色颜料、微粒子的，在树脂内部设置许多微小空洞而利用在界面上的多重反射的，用蒸涂、溅射、印刷等方法在表面上附加反射率高的金属膜的，将在表面上附加电介质多层膜的材料等用于反射来提高反射率的等。特别是，当消除了反射板表面的凹凸时，形成所谓的镜面。又，除了树脂以外也可以通过烧结氧化铝等的陶瓷等进行制作。这些反射板，在形成布线后或安装发光二极管的步骤后进行粘合，此后能够采用各种树脂密封的步骤。
又，当用引线架作为布线时，如图18(a)(b)所示，也可以事先制作使反射板与引线架一体成型的所谓的预制模状态，在该状态下结束安装，密封步骤后，经过绝缘层贴附在基板上。图18(a)(b)是与本发明有关的照明装置的1个密封构造10的剖面图和俯视图。当串联连接多个密封构造10内的发光二极管1并使用时，通过用一连串的引线架53将各预制模5电连接起来，经过粘合层55贴附在基板51上，能够简易地制造出本实施例的照明装置。
[实施例6]
图19是说明与本发明有关的显示装置的实施例的立体图。在本实施例中，具有排列了1个或多个在此前所述的各实施例中说明了的照明装置的照明装置100、使来自照明装置100的光反射到光学部件组102的方向的反射片101、使来自反射片101的反射光和来自照明装置100的光更均匀化并且控制光的定向性的光学部件组102、和控制光的透射率的非发光型显示面板103。
反射片101使照明装置100的密封构造10的部分开口。该反射片101持有将从光学部件组102反射到照明装置100侧的光再反射到非发光型显示面板103的方向的功能。
非发光型显示面板103通过以对每个象素透射并遮断来自处于背面的照明装置100的光的方式任意地控制光的透射率，能够显示出任意的图像或文字。
作为本实施例的非发光型显示面板103的显示模式，能够利用液晶显示模式、电泳显示模式、电致变色(electrochromic)显示模式、电子粉流体显示模式或其它自己不发出光的透射型的显示模式的全部。又，光学部件组102，通过单独地或者适当组合利用扩散板、反射板、导光板、棱镜片、偏振反射板扩散片等，能够得到任意的定向性或光的均匀性。
本实施例如在此前所述的实施例中说明了的那样，因为组合1个或多个光取出效率高，照射面内均匀性良好的照明装置用作背光源，所以即便作为显示装置，也具有高效率和良好均匀性。又，利用光的良好均匀性，可以提供使背光源的厚度更薄，进而使整个显示装置的厚度变薄的显示装置。
又，在此前所述的实施例的照明装置中，因为能够控制光的射出方向，所以使光在需要宽的视场角的水平方向上扩展，又，在不大需要视场角的上下方向上抑制光的扩展，能够有效地使用光。又，也可以通过减少承担该效果的棱镜片等的光学片的个数来实现低成本化。又，与以往的用荧光管的背光源比较，发光二极管因为接通断开的响应速度快，所以能够对提高显示装置的运动图像特性或对比度等的图像质量作出贡献。这时，也可以使照明装置100内的发光二极管与非发光型显示面板103的图像信号同步，对每一列或每一种发光色顺次地点亮在水平方向上排列的发光二极管。又，特别是在将以红、绿、蓝发光的发光二极管用作背光源构成显示装置的情形中，与以往的用荧光管的背光源比较，能够显示出色再现范围广，非常鲜艳的图像。此外，发光二极管因为不包含荧光管具有的水银，所以也具有有利于保护环境的优点。

Claims (16)

1.一种照明装置，具有多个用高折射率透明材料密封发光二极管、用低折射率透明材料密封上述高折射率透明材料的密封构造，该照明装置的特征在于：
覆盖上述发光二极管的上面的高折射率透明材料扩展来自上述发光二极管的光的定向性；
当覆盖上述发光二极管的上面的高折射率透明材料在上述发光二极管中央的厚度为H，上述发光二极管的上面的一边的长度为L，上述高折射率透明材料的折射率为n1，上述低折射率透明材料的折射率为n2时，满足H＞(L/2)/tan{sin-1(n2/n1)}的关系。
2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：
覆盖上述发光二极管的上面的高折射率透明材料在上述发光二极管中央具有凹构造。
3.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：
上述高折射率透明材料的水平方向的长度比其它方向长。
4.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：
上述发光二极管由在红的波长区域中发光的发光二极管、在绿的波长区域中发光的发光二极管、在蓝的波长区域中发光的发光二极管中的至少1个构成。
5.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：
上述发光二极管由在红的波长区域中发光的发光二极管、在绿的波长区域中发光的发光二极管、在蓝的波长区域中发光的发光二极管中的至少2个发光二极管构成，用高折射率透明材料密封上述至少2个发光二极管。
6.根据权利要求5所述的照明装置，其特征在于：
覆盖各上述至少2个发光二极管的高折射率透明材料的高度比没有安装各发光二极管的部分高。
7.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：
上述发光二极管通过金属丝与布线电连接，将上述金属丝密封在上述高折射率透明材料内。
8.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：
在上述密封构造的周围具有反射板。
9.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：
上述高折射率透明材料是将折射率比透明树脂高的透明微粒子分散在透明树脂中的材料，上述透明微粒子的尺寸处于可见光的波长以下。
10.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：
上述高折射率透明材料是将二氧化钛溶胶分散在多孔质的无机材料中的材料。
11.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：
将上述发光二极管电连接的基板上的布线的反射率比上述基板的反射率高，关于用上述高折射率透明材料密封的部分中的布线和基板的面积，布线的面积比基板的面积大。
12.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：
将上述发光二极管电连接的基板上的布线的反射率比上述基板的反射率低，关于用上述高折射率透明材料密封的部分中的布线和基板的面积，布线的面积比基板的面积小。
13.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：
上述密封构造以二维方式规则地排列，串联连接在水平方向上相邻的以同色发光的各发光二极管。
14.一种显示装置，具有背光源、控制来自背光源的光的均匀性或定向性的光学部件组、和对每个象素控制光的透射率的非发光型显示面板，该显示装置的特征在于：
上述背光源具有多个用高折射率透明材料密封发光二极管、用低折射率透明材料密封上述高折射率透明材料的密封构造，覆盖上述发光二极管的上面的高折射率透明材料扩展来自上述发光二极管的光的定向性，由此提高来自上述密封构造的光的均匀性；
当覆盖上述发光二极管的上面的高折射率透明材料在上述发光二极管中央的厚度为H，上述发光二极管的上面的一边的长度为L，上述高折射率透明材料的折射率为n1，上述低折射率透明材料的折射率为n2时，满足H＞(L/2)/tan{sin-1(n2/n1)}的关系。
15.根据权利要求14所述的显示装置，其特征在于：
覆盖上述发光二极管的上面的高折射率透明材料在上述发光二极管中央具有凹构造。
16.根据权利要求14所述的显示装置，其特征在于：
上述发光二极管由在红的波长区域中发光的发光二极管、在绿的波长区域中发光的发光二极管、在蓝的波长区域中发光的发光二极管中的至少2个发光二极管构成，用高折射率透明材料密封上述至少2个发光二极管，由此使来自上述至少2个发光二极管的光混色。
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