CN101116014B - 表面发光装置及液晶显示器 - Google Patents

表面发光装置及液晶显示器 Download PDF

Info

Publication number
CN101116014B
CN101116014B CN2006800043265A CN200680004326A CN101116014B CN 101116014 B CN101116014 B CN 101116014B CN 2006800043265 A CN2006800043265 A CN 2006800043265A CN 200680004326 A CN200680004326 A CN 200680004326A CN 101116014 B CN101116014 B CN 101116014B
Authority
CN
China
Prior art keywords
light source
light
emission device
source image
flat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2006800043265A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101116014A (zh
Inventor
小幡庆
星光成
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thomson Licensing SAS
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Publication of CN101116014A publication Critical patent/CN101116014A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101116014B publication Critical patent/CN101116014B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/04—Prisms
    • G02B5/045—Prism arrays
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133604—Direct backlight with lamps
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133606—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members
    • G02F1/133607—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members the light controlling member including light directing or refracting elements, e.g. prisms or lenses

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

本发明提供了一种表面发光装置和一种液晶显示器，其中增加了多个分开的主要的光源图像，以提高亮度分配的均匀性。根据本发明的表面发光装置(10)包括：漫射片(14)，构成光出射表面；反射器(13)，相对于漫射片(14)设置；光源(12)，设置在漫射片(14)和反射器(13)之间；和棱镜片(光源图像分开片)(16)，设置在漫射片(14)和光源(12)之间。棱镜片(16)在其上表面上具有线形凸起(16a)；而平坦部分16平行于相邻线形凸起(16a)之间的片表面。除了通过线形凸起(16a)产生分开的光源图像外，还通过平坦部分(16d)产生光源图像，以增加光源图像的数量，由此改善亮度均匀性。

Description

表面发光装置及液晶显示器
技术领域
本发明涉及适合于用作液晶显示器的直接发光型背光单元等的表面发光装置及包括其的液晶显示器。
背景技术
具有小轮廓并且易于察看的背光(表面发光装置)的液晶显示器已经用作文字处理器、膝上个人电脑等的显示器。为了满足液晶显示器对重量轻和轮廓小的背光的需求，边缘发光型背光单元已经是主流，其中线光源例如荧光管设置在透明板(光导板)的侧端，并且液晶显示面板设置在光导板上，并且在反射器13之间设有光漫射片等。
然而，近年来随着显示器尺寸的变得更大，这种边缘发光型背光单元通常变得亮度不足。因此，直接发光型背光单元投入使用，其中线光源和光漫射片直接设置在液晶板的下面。
图13是传统的直接发光型背光单元1的示意性透视图。直接发光型背光单元1包括例如荧光管的线光源2、反射器3、用作光漫射片的漫射器4和漫射片5。反射器3设置在线光源2的下面。漫射器4设置在线光源2的上面。漫射片5设置在漫射器4上。漫射器4和漫射片5形成背光单元的光出射表面。
在该背光单元1中，从线光源2发射的光从漫射器4和漫射片5出射。如图14(A)所示，背光单元1的亮度在线光源2的直接上方较高，而在光源2之间的上方较低。
因此，已知在线光源2和漫射片5之间提供棱镜片6，以便分开光源图像(发射光线)，如图14(B)所示(参见专利文献1至3)。图14(B)示出了一个实例，其中棱镜片6用作光源图像分开片以替代图14(A)中的漫射器。棱镜片6是一种光学膜，其通常用作亮度提高膜，并且具有多个以规则节距连续设置在前表面或后表面上的三角形截面线形凸起(棱柱)6a。
棱镜片6设置成使得线形凸起6a的边缘线平行于线光源2的延伸方向。这与没有棱镜片(图14(A))的情况相比加倍了从漫射片5出射的光的光源图像，由此使亮度分配均匀。
[专利文献1]日本未审查专利申请公开No.5-333333；
[专利文献2]日本未审查专利申请公开No.6-250178；
[专利文献3]日本未审查专利申请公开No.10-283818。
发明内容
上述采用棱镜片6分开光源图像的方法需要以很短的间隔将光源图像分开成两个主要的图像，以便以有效的方式使亮度分配均匀。
图15是光路图，示出了棱镜片6和线光源2之间的关系。以法线方向从线光源2发射到棱镜片6的光L1由棱镜片6的线形凸起6a的斜面(棱柱表面)全反射，返回到线光源2，并且再一次用作入射在棱镜片6上的光。以一定角度进入棱镜片6的光L2由线形凸起6a上升到前表面(在法线方向上)，并且从此出射以形成光源图像LA。以大角度进入棱镜片6的光L3被棱镜片6的底表面反射，返回到线光源2。因此，来自一个线光源2的光在棱镜片6的前表面分开成两个光源图像LA。
简而言之，采用光源图像分开片6的传统背光单元1可以将光仅分开成两个主要的光源图像，其不足以将亮度分配均匀。
本发明直接针对上述问题。因此，本发明的目标是提供表面发光装置和具有其的液晶显示器，在该表面发光装置中，增加了主要的光源图像的分开数量，以增强亮度分配的均匀性。
根据本发明的表面发光装置包括：漫射片，构成光出射表面；反射器，相对于该漫射片设置；多个光源，设置在该漫射片和该反射器之间；和光源图像分开片，设置在该漫射片和该光源之间。该光源图像分开片在其前、后表面的至少一个上具有多个线形的、圆锥形的或者棱锥形的凸起，并且在相邻凸起之间具有平行于片表面的平坦部分。
根据本发明另一方面的表面发光装置包括：漫射片，构成光出射表面；反射器，相对于该漫射片设置；多个光源，设置在该漫射片和该反射器之间；和光源图像分开片，设置在该漫射片和该光源之间。该光源图像分开片在其前、后表面的至少一个上具有多个线形的、圆锥形的或者棱锥形的凸起，并且在该凸起的部分上具有平行于片表面的平坦部分。
根据本发明，光源图像分开片在相邻的线形的、圆锥形的或者棱锥形的凸起之间或者在凸起的部分上具有平行于片表面的平坦部分。这除了通过线形凸起产生分开的光源图像外，还通过平坦部分产生光源图像，以增加光源图像数量，由此改善亮度均匀性。因此，采用表面发光装置作为液晶显示器等的背光防止了图像亮度的不均衡，由此改善了图像质量。
漫射片是包括相对厚的漫射器和漫射膜的广义概念，其包括具有在特定角度上漫射从光源出射的光的功能的膜。漫射器和漫射片可以自身单独使用或结合使用。
形成在光源图像分开片上的凸起可以是三角形截面棱柱。该棱柱可以具有任何的底角或顶角、节距和高度等。凸起不仅可以是棱形而且可以是圆形或者椭圆形截面，或者可以具有透镜功能。凸起可以是任何的线形形状(例如，棱柱或者柱面透镜)、圆锥和棱锥。形成在凸起部分上的平坦部分可以形成在凸起的顶上或者斜面上。
凸起可以形成在片的前面或者后面上，或者形成在前、后两个表面上。根据该说明书，光源图像分开片可以是至少一个，或者作为选择，两个或多个的结合。
光源不一定是线光源，而且可以是多个点光源，例如，线形排列的发光二极管(LEI))。
本发明的表面发光装置和显示单元具有平坦部分，其平行于光源图像分开片，至少在相邻的线形的、圆锥形的或者棱锥形凸起之间的一部分上以及凸起的部分上。这除了通过线形凸起产生分开的光源图像外，还通过平坦部分产生光源图像，以增加光源图像数量，由此改善亮度均匀性。
附图说明
图1是根据本发明第一实施例的表面发光装置的示意性透视图；
图2(A)是图1的表面发光装置的侧视剖面图；而图2(B)是棱镜片的剖面图；
图3是示出棱镜片与图1所示表面发光装置的线光源之间关系的光路图；
图4(A)是通过传统棱镜片所见的光源图像的画面；而图4(B)是通过图1所示棱镜片所见的光源图像的画面；
图5包括图1所示棱镜片其他结构实例的剖面图；
图6包括图1所示棱镜片其他结构实例的剖面图；
图7包括图1所示棱镜片的剖面图，图示了形成其的方法；
图8是根据本发明第二实施例的表面发光装置的示意性透视图；
图9是参照实例1示出本发明的表面发光装置的亮度均匀性试验测量的图；
图10(A)和10(B)是该实施例的表面发光装置的棱镜片的剖面图，其中图10(A)示出了实例2，而图10(B)示出了实例3；
图11示出了本发明的实例2和比较实例3和4的亮度均匀性试验的测量结果；
图12示出了本发明的实例3和比较实例3和4的亮度均匀性试验的测量结果；
图13是传统表面发光装置1的示意性透视图；
图14(A)和14(B)是用于描述传统表面发光装置结构和亮度分配的示意图，其中图14(A)示出了采用传统漫射器的实例；而图14(B)示出了采用传统棱镜片的实例；和
图15是示出传统棱镜片与线光源之间关系的光路图。
具体实施方式
下面，将参照附图描述本发明的实施例。
第一实施例
图1是根据本发明第一实施例的表面发光装置10的示意性透视图；图2(A)是沿着图1的II-II线剖取的表面发光装置10的剖面图；而图2(B)是棱镜片16的剖面图。表面发光装置10是例如液晶显示器的直接发光型背光单元。
本实施例的表面发光装置10包括线光源12、反射器13、由漫射器或者漫射片构成的漫射片14、用作光源图像分开片的棱镜片16和用于容放它们的壳体11。反射器13和漫射片14设置在相对的位置，在它们之间多个线光源12以规则节距平行设置。
线光源12可以是已知的光源，例如荧光管，如冷阴极管或热阴极管。反射器13可以由任何反光材料制成，例如铝、泡沫聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚碳酸酯。具体实例是反光片E60L(商品名称，由Kimoto Co.，Ltd.制造)和Crystal White(商品名称，由Japan Sky Aluminum Co.，Ltd制造)。
漫射片14用作表面发光装置10的光出射表面，其漫射由棱镜片16分开的光源图像，由此均衡了从光出射表面出射的光的亮度。表面发光装置10具有在光出射表面上的液晶显示面板(未示出)，因此使得液晶显示面板以均匀亮度的光被照射。这改善了形成在液晶显示面板上的图像质量。
漫射片14可以由光透射和光漫射的材料制成，例如广泛使用的漫射器或者漫射膜。漫射器由例如压克力或聚碳酸酯制成。具体的实例是DR-60C(商品名称，由Nitto Resin制造)和NB01(商品名称，由Mitsubishi RayonCo.，Ltd.制造)。漫射片通常有助于光的漫射，并且由PET等制造。具体的实例是D114(商品名称，由TSUJIDEN Co.，Ltd.制造)、D511(商品名称，由Tsujimoto Denki KK制造)和Light-Up 100S(商品名称，由Kimoto Co.，Ltd.制造)。可以使用漫射器和漫射片中的至少一种，或者可以使用它们的叠层。
现在详细描述根据本发明实施例的用作光源图像分开片的棱镜片16。
参照图2(A)，棱镜片16设置在线光源12和漫射片14之间。在该实施例中，三角形截面线形凸起(棱柱)16a连续地设置在片的表面上，在它们之间有平坦部分16d。线形凸起16a排列的方向，也就是垂直于线形凸起16a边缘线的方向(图2(A)中的横向方向)在下文称为凸起排列方向。在该实例中，棱镜片16的线形凸起16a设置成使得边缘线16b平行于线光源12的延伸方向。作为选择，边缘线16b可以以固定的角度(例如，45°)交叉线光源12。
优选地，该实施例的棱镜片16构造成使得线形凸起16a的斜面在凸起排列方向上的长度等于平坦部分16d在凸起排列方向上的长度。就是说，如图2(B)所示，在凸起排列方向上，线形凸起16a的两个斜面S1和S2的长度D1和D2与平坦部分16d的表面S3的长度D3相等。线形凸起16a的斜面和平坦部分16d的表面在凸起排列方向上的长度可以不必完全相等，并且可以是基本上相等，只要它提供与本发明相同的优点。
棱镜片16可以由透光树脂材料制成。如图7(A)所示，线形凸起16a和支撑它们的基板16p可以由热塑性树脂整体塑造。热塑性树脂的典型实例是聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚苯乙烯，尽管它可以是任何透光树脂。如图7(B)所示，也可以是这样的，可以将由能量(紫外线)固化树脂制成的线形凸起16a转移到由PET等制成的透光基板16p上。线形凸起16a和其间间距的大小可以根据所采用光源的大小和其间的间距适当调整。
如图3示意性所示，将平坦部分16d设置成平行于三角形截面棱柱形状线形凸起之间的片表面，使得从光源12出射并且在法线方向上进入棱镜片16的光L1通过平坦部分16d而没有全反射，由此在前面形成光源图像LB。线形凸起16a起到将来自光源12以固定角度进入的光提升到前面的原始作用，由此形成两个分开的光源图像LA。
因此，具有平坦部分16d的棱镜片16的使用不仅引起由线形凸起16a形成的两个分开的光源图像LA，而且引起由平坦部分16d形成的光源图像LB，因此形成三个主要的分开的光源图像。因此，该实施例可以增加光源图像的分开数量，以减小图像间的距离，由此改善亮度分配的均匀性。
为了均匀地分配亮度，有效的是除了分开光源图像之外还使得分开的光源图像在亮度方面相等。这里，一个光源图像的亮度与通过其在凸起排列方向上产生光源图像的表面的长度成比例。就是说，在凸起排列方向上的表面的长度越长，入射在该表面上的光量越大，从而光源图像的亮度增加。因此，当线形凸起16a和平坦部分16d的三个表面在凸起排列方向上的长度设定相等时，由该表面提升并且从棱镜片16向上出射的光量变得相等，从而三个分开的光源图像的亮度变得相等，因此更加有效地增加均匀性。
该实施例可以使亮度分配均匀而不使用厚的漫射器，因此减少了光的损失。这增加了亮度，并且减小了整个单元的厚度。此外，这可以扩大光源之间的间隔，以减少光源的数量，其对于节约能量、降低成本是有利的。
图4(A)是已经通过传统棱镜片6的光的光源图像的画面；而图4(B)是已经通过本实施例棱镜片16的光的光源图像的画面。与没有平坦部分的情况相比，提供平坦部分16d可以减小光源图像之间的距离。这有利于优化光源图像，因此有利于亮度的均匀性。
棱镜片16的线形凸起16a可以是图5和6所示的形状。图5(A)至5(D)示出了平坦部分16d设置在线形凸起16a之间的实例。图6(A)至6(E)示出了平坦部分16d设置在线形凸起的部分上或者具体地讲在线形凸起的顶部的实例。然而，图6(C)示出了平坦部分16d设置在线形凸起之间和在线形凸起顶部的实例。
图5(A)所示的线形凸起16a1每个类似于对应于该实施例的线形凸起16a的形状。图5(B)所示的每个线形凸起16a2具有棱柱的斜面不同倾斜的形状。图5(C)所示的每个线形凸起16a3具有圆形或者椭圆形截面的形状，例如圆柱透镜的形状。图5(D)所示的每个线形凸起16a4具有顶部倒圆的基本上三角形截面，并且具有凸起之间的凹部部分16c，以形成凸凹混合透镜。
在线形凸起16a之间存在平坦部分16d改善了在棱镜片16上形成线形凸起16a的精度。棱镜片16的凸起通常采用刻有凸起的原板轧花转移而成。如果在线形凸起16a之间没有间距(平坦部分)，则原板必须具有多个尖形凸起。在加工期间，这样的原板凸起的尖端易于弯曲或者扭曲，从而难于形成要求的凸起。因此，在线形凸起16a的底角在45°和90°之间时，特别是接近90°时，在线形凸起16a之间提供平坦部分是有用的。
图6(A)所示的每个线形凸起16a5在棱柱的顶部具有平坦部分16d。图6(B)所示的每个线形凸起16a6在顶部具有平坦部分16d。图6(C)所示的每个线形凸起16a7在顶部具有平坦部分16d1，并且在其间具有平坦部分16d2。图6(D)示出了一个实例，其中设置了具有两种不同底角梯形截面的线形凸起16a8和16a9。线形凸起16a8和16a9是梯形截面，其上表面(顶)是平坦部分16d。图6(E)示出了一个实例，其中提供了梯形截面的线形凸起16a10和对称的五边形截面的线形凸起16a11。线形凸起16a10的上表面是平坦部分16d。
在每个线形凸起16a的顶部存在平坦部分改善了在棱镜片16上形成线形凸起16a的精度。棱镜片16通常以这样的方法形成，刻有凸起的原板填充有树脂等并且硬化，然后转移这些凸起。当线形凸起16a的顶部是尖端时，原板的底必须具有窄的凹部。对于这样的原板，难于形成要求的凸起，这是因为凹部的最底部分不能填充有树脂。因此，在线形凸起16a顶部的斜面与片的平面之间的角在45°和90°之间时，特别是接近90°时，在线形凸起16a之间提供平坦部分16d是有用的。
特别是，图6(C)所示的截面使得原板凸起的精度能够达到，并且原板的凹部能够填充树脂而没有间隙，因为在线形凸起16a的顶部有平坦部分16d1并且在线形凸起16a之间有平坦部分16d2，这显著地改善了将凸起转移到棱镜片16上的性能。
图6(D)和6(E)是交替和周期性设置不同形状的棱柱。线形凸起16a和平坦部分16d在一个周期P中的表面总数在图6(D)中为五个，而在图6(E)中为七个。在这些情况中，形成在棱镜片16之上的光源图像的数量在图6(D)中为五个，而在图6(E)中为七个。图5(B)的凸起16a是五边形形状，并且在其间连续排列有平坦部分16d。线形凸起16a的四个斜面和平坦部分16d构成总共五个平面。因此，形成五个光源图像。因此，分开的光源图像的数量取决于线形凸起16a的形状和组合，并且不限于前述的实例。
在图6(A)、6(D)和6(E)的实例中，凸起16a的斜面和平坦部分16d在凸起排列方向上的长度相等。这使得从表面出射的光的数量相等，更有效地保证均匀性。
图6(D)的实例在一个周期P中具有多个平坦部分16d1和16d2。在这种情况下，在周期P中的平坦部分16d1和平坦部分16d2看作一个平坦部分，并且在凸起排列方向上平坦部分16a1和16d2的长度总和设定成等于线形凸起16a的斜面在凸起排列方向上的长度。这样，平坦部分16d1的长度和平坦部分16d2的长度可以不必相等，只要平坦部分16d1和16d2的长度之和设定成等于斜面的长度。
图5和6所示的线形凸起16a的形状仅仅是实例，并且可以是另外的形状，例如，圆锥或者棱锥形状。圆锥或者棱锥凸起可以设置成形成在棱镜片16上的矩阵形状。这里，优选的是，凸起表面在棱镜片16的凸起排列方向上的长度相等。所有的线形凸起16a可以不必具有相同的形状；两种或多种形状、节距或高度不同的凸起可以排列在相同的平面上。线形凸起16a可以不必设置在棱镜片16的前表面上(相邻于漫射片14)；它们可以设置在棱镜片16的后表面上(相邻于光源12)，或者在一些情况下，它们可以设置在前、后两个表面上。形成在棱柱的前、后表面上的线形凸起16a可以在形状、节距、折射率和边缘线的方向方面不同。
第二实施例
图8是根据本发明第二实施例的表面发光装置20的示意性透视图。图8对应于第一实施例的部件将以相同的标号给出，并且省略对它们的描述。
该实施例的表面发光装置20包括点光源22、反射器13、由漫射器或者漫射片构成的漫射片14、用作光源图像分开片的棱镜片16和用于容放它们的壳体11。反射器13和漫射片14在相对的位置上设置，在它们之间多个线形排列的点光源22成行设置。
棱镜片16与第一实施例的结构相同，其中棱柱形线形凸起16a的边缘线16b平行于点光源22的排列方向。或者，棱镜片16的边缘线可以排列成关于点光源22的排列方向成一定的角度(例如，45°)。
点光源22是LED、有机EL等。红、绿和蓝(RGB)点光源依次线形排列。不必说，点光源22可以是白色LED。
像在第一实施例中一样，该实施例的棱镜片16在三角形截面棱柱形线形凸起16a之间也有平行于片平面的平坦部分16d。这使得从点光源22出射并且在棱镜片16的法线方向上进入棱镜片16的光通过平坦部分16d而没有全反射，由此在前面形成光源图像。线形凸起16a起到将来自光源12以固定角度进入的光提升到前面的原始功能，由此形成两个分开的光源图像。
因此，使用具有平坦部分16d的棱镜片16不仅引起由线形凸起16a分开的两个光源图像LA，而且引起由平坦部分16d形成的光源图像，因此形成三个主要的分开的光源图像。因此，该实施例可以增加光源图像的分开数量，以减小图像间的距离，由此改善亮度分配的均匀性。
实例
实例1
根据第一实施例的表面发光装置的亮度均匀性在下面的条件下进行了测试。结果如图9所示。
漫射片14：漫射片D114(由Tsujiden KK制造)
线光源12和反射器13：液晶TV KDL-S19A10(由Sony Corporation制造)
棱镜片16：平坦部分16d：宽度15μm
线形凸起16a：50μm底边、90°顶角的棱柱
从线光源12到棱镜片16的距离：7mm
亮度仪：RISA-COLOR(由Highland制造)
棱镜片26以下面的方法制造：
用于热压的金属板用作原板，其中连续并交替地刻有等腰直角三角形，其截面为顶角90°、底边50μm、高度25μm和平坦部分宽15μm。热塑性树脂，即厚度为200μm的聚碳酸酯板(FE2000，由Mitsubishi Engineering-PlasticsCorporation制造)在9.8Mpa(100kgf/cm2)，在180℃下压制十分钟。
比较实例1
对于没有第一实施例的棱镜片16的情况，进行了类似的亮度均匀性测试。结果如图9所示。
比较实例2
对于用没有平坦部分的传统棱镜片6取代第一实施例的棱镜片16的情况，进行了类似的亮度均匀性测试。结果如图9所示。棱镜片6以下面的方法制造：
用于热压的金属板用作原板，其中有规则并连续地刻有等腰直角三角形，其截面为顶角90°、底边50μm及高度25μm。热塑性树脂，即宽度为200μm的聚碳酸酯板(FE2000，由Mitsubishi Engineering-Plastics Corporation制造)，在180℃下9.8Mpa(100kgf/cm2)压制十分钟。
图9的结果显示，本发明的实施例提供了优选的具有高亮度均匀性的表面发光装置。相反，比较实例1和2不能优化光源图像，并且因此不能取得亮度均匀性。
实例2
图11示出了除了用图10(A)所示棱镜片26取代棱镜片16外与实例1相同的方法在下面的条件下所进行的亮度均匀性测试的结果。棱镜片26的截面对应于图6(D)所示的棱镜片。表示凸起的包括宽度的大小的数字以μm为单位。
漫射片14：D141Z(由Tsujiden KK制造)
棱镜片26：两种凸起26a8和26a9，具有等腰梯形截面。
从线光源12到棱镜片26的距离：15.5mm
线光源12之间的距离：33mm
棱镜片26以下面的方法制造：
用于热压的金属板用作原板，其中连续并交替地刻有梯形26a8和梯形26a9，梯形26a8的截面为底角60°、上边20μm及下边100μm，梯形26a9的截面为底角40°、上边20μm及下边100μm。在周期P中凸起26a8和26a9的斜面和由平坦部分26d1和26d2构成的平坦部分(26d1和26d2)的五个表面在凸起排列方向上长度相等。具体地讲，它们中每一个的长度为40μm。热塑性树脂材料和热压条件与第一实施例的相同。
实例3
图12示出了除了用图10(B)所示棱镜片36取代棱镜片26外与实例2相同的方法所进行的亮度均匀性测试的结果。棱镜片36的截面对应于图6(E)所示的截面。
棱镜片36以下面的方法制造：
用于热压的金属板用作原板，其中连续并交替地刻有梯形36a10和对称五边形36a11，梯形36a10的截面为底角43°、上边25μm及下边75μm，对称五边形36a11的截面为底角54.3°、相对于水平表面的角25°及底边100μm。在周期P中凸起36a10和36a11的斜面和在凸起36a10顶部的平坦部分36d的七个表面在凸起排列方向上的长度相等。具体地讲，它们每一个的长度为25μm。
比较实例3
除了没有提供棱镜片26外，在与实例2相同的条件下进行亮度均匀性测试。结果如图11和12所示。
比较实例4
除了用没有平坦部分的传统棱镜片6取代棱镜片26外，在与实例2相同的条件下进行亮度均匀性测试。结果如图11和12所示。
图11和12示出了，没有棱镜片的比较实例3具有很大的亮度不均衡性，而使用不具有平坦部分的传统棱镜片的比较实例4也有亮度不均衡性，尽管比比较实例3好。相反，结合不同种类多边形和平坦部分的实例2和实例3示出出优选的亮度分配而没有不均衡性。
虽然本发明已经参照实施例进行了描述，但是应该理解的是，本发明不限于此，并且可以根据本发明的技术精神进行各种修改。
例如，在前述的实施例中，光源图像分开片的凸起16a成形为直线。可替代地，凸起可以成形为类似于圆锥或者棱锥(三棱锥、四棱锥等)。通过在圆锥或者棱锥凸起之间或者在其部分上提供平坦部分16d，这也提供了与前述实施例相同的优点。
当在没有形成线形凸起16a和平坦部分16d的棱镜片16的后表面上采用表面粗糙法如粒化时，可以减少在片处理期间由于后表面的损坏等造成的光学性能退化。
在前述的实施例中，表面发光装置10和20的每一个都具有一个棱镜片16用作光源图像分开片。本发明不限于此，并且可以具有两个或多个层叠的片。在这种情况下，使棱镜片的边缘线方向不同可以减小波纹(干涉条纹，intcrference fringes)的产生。
根据本发明的表面发光装置并非必须用作液晶显示装置的背光单元。使用圆点图案的漫射器作为漫射片通过合适的结合可以实现小轮廓的表面发光装置。

Claims (9)

1.一种表面发光装置，包括：
漫射片，构成光出射面；
反射器，相对于所述漫射片设置；
多个光源，设置在所述漫射片和所述反射器之间；和
光源图像分开片，设置在所述漫射片和所述光源之间，
其中所述光源图像分开片在其前表面上具有多个线形、圆锥形或者棱锥形凸起，并且在相邻的凸起之间具有平行于光源图像分开片的片表面的平坦部分；并且
所述凸起的每一个表面和所述平坦部分的表面在凸起排列方向上的长度相等，所述凸起的每一个表面都为斜面。
2.根据权利要求1所述的表面发光装置，其中
所述凸起是具有多个表面的多边形棱柱或多边形棱锥。
3.根据权利要求1所述的表面发光装置，其中
所述凸起是三角形截面棱柱。
4.根据权利要求1所述的表面发光装置，其中
所述凸起成形为类似于透镜。
5.根据权利要求1所述的表面发光装置，其中
所述光源是线光源。
6.根据权利要求1所述的表面发光装置，其中
所述光源是点光源。
7.一种表面发光装置，包括：
漫射片，构成光出射面；
反射器，相对于所述漫射片设置；
多个光源，设置在所述漫射片和所述反射器之间；和
光源图像分开片，设置在所述漫射片和所述光源之间，
其中所述光源图像分开片在其前表面上具有多个线形、圆锥形或者棱锥形凸起，并且在所述凸起的部分上具有平行于光源图像分开片的片表面的平坦部分；并且在相邻的凸起之间没有平坦部分，在一个周期内，所述凸起的每一个斜面和所有平坦部分在凸起排列方向上的长度相等。
8.根据权利要求7所述的表面发光装置，其中
所述凸起是具有多个表面的多边形棱柱或者多边形棱锥。
9.根据权利要求7所述的表面发光装置，其中
所述平坦部分形成在所述凸起的顶部上。
CN2006800043265A 2005-12-09 2006-12-07 表面发光装置及液晶显示器 Expired - Fee Related CN101116014B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP357052/2005 2005-12-09
JP2005357052 2005-12-09
PCT/JP2006/324463 WO2007066729A1 (ja) 2005-12-09 2006-12-07 面発光装置及び液晶表示装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101116014A CN101116014A (zh) 2008-01-30
CN101116014B true CN101116014B (zh) 2011-09-21

Family

ID=38122874

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2006800043265A Expired - Fee Related CN101116014B (zh) 2005-12-09 2006-12-07 表面发光装置及液晶显示器

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7804554B2 (zh)
EP (1) EP1959275B1 (zh)
JP (1) JP4992721B2 (zh)
KR (1) KR20080077312A (zh)
CN (1) CN101116014B (zh)
TW (1) TW200734690A (zh)
WO (1) WO2007066729A1 (zh)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008003232A (ja) * 2006-06-21 2008-01-10 Fujifilm Corp 光学シート及び光学シートの製造方法、バックライト、液晶表示装置
US20100027242A1 (en) * 2006-10-27 2010-02-04 Fujifilm Corporation Backlight unit
KR101321909B1 (ko) * 2006-12-12 2013-10-25 삼성디스플레이 주식회사 프리즘 시트 및 이의 제조 방법
JP5200437B2 (ja) * 2007-07-18 2013-06-05 大日本印刷株式会社 面光源用光学シート、面光源装置及び表示装置
EP2028537A1 (en) * 2007-08-23 2009-02-25 Sony Corporation Surface light emitting device and liquid crystal display device using the same
WO2009078439A1 (ja) * 2007-12-18 2009-06-25 Takiron Co., Ltd. 光学シート及びこれを用いたバックライトユニット
JP5005581B2 (ja) * 2008-03-03 2012-08-22 株式会社クラレ 光制御シート
JP2010140889A (ja) * 2008-08-12 2010-06-24 Sumitomo Chemical Co Ltd 照明装置
JP2010287546A (ja) * 2009-06-15 2010-12-24 Takiron Co Ltd バックライトユニット
JP2011048187A (ja) * 2009-08-27 2011-03-10 Entire Technology Co Ltd 微構造拡散板
EP2309316A1 (de) * 2009-10-09 2011-04-13 Bayer MaterialScience AG LED-Beleuchtungseinheit mit strukturierter Streufolie
JP2011128453A (ja) * 2009-12-18 2011-06-30 Takiron Co Ltd 光学シート及びこれを用いたバックライトユニット
WO2012005135A1 (ja) * 2010-07-07 2012-01-12 シャープ株式会社 光拡散シートおよび当該光拡散シートを備えた表示装置
KR20120084369A (ko) * 2011-01-20 2012-07-30 엘지전자 주식회사 코너 광원부를 갖는 백라이트 유닛
WO2016040927A2 (en) * 2014-09-13 2016-03-17 Sensor Electronic Technology, Inc. Diffusive light illuminator
JP6512696B2 (ja) * 2015-03-31 2019-05-15 株式会社小糸製作所 照明ユニット
CN106681052B (zh) * 2016-11-16 2019-11-15 京东方科技集团股份有限公司 一种背光模组和显示装置
CN108459439B (zh) * 2018-05-16 2023-11-17 京东方科技集团股份有限公司 背光模组及液晶显示装置
CN110068881A (zh) * 2019-04-30 2019-07-30 深圳市隆利科技股份有限公司 一种增亮膜
CN111860065A (zh) * 2019-04-30 2020-10-30 深圳市隆利科技股份有限公司 一种指纹识别模组
KR20210031570A (ko) * 2019-09-11 2021-03-22 삼성디스플레이 주식회사 광학 필름, 표시패널 및 이를 포함하는 표시장치
US11828972B2 (en) 2019-10-11 2023-11-28 3M Innovative Properties Company Optical layers, films and systems
JP2022021975A (ja) * 2020-07-23 2022-02-03 株式会社デンソー ヘッドアップディスプレイ装置及びヘッドアップディスプレイ用拡散板
CN112987150A (zh) * 2021-04-21 2021-06-18 广州立景创新科技有限公司 复合棱镜模块以及图像获取模块
CN113687532B (zh) * 2021-08-19 2022-12-06 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 光学膜片和显示装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03113481A (ja) * 1989-09-28 1991-05-14 Toshiba Lighting & Technol Corp 液晶表示装置
JPH05333333A (ja) 1992-05-29 1993-12-17 Fujitsu Ltd 照明装置
JP3267725B2 (ja) * 1993-02-26 2002-03-25 日本ライツ株式会社 面光源装置
JPH10283818A (ja) 1997-04-02 1998-10-23 Taiho Ind Co Ltd 面発光体及びその輝度均一化方法
JPH1196822A (ja) * 1997-09-16 1999-04-09 Toshiba Corp 面照明装置およびこれを用いた表示装置
KR100367845B1 (ko) * 2000-06-07 2003-01-10 삼성전자 주식회사 액정표시장치의 조명 방법, 이를 구현시키기 위한액정표시장치의 백라이트 어셈블리 및 이를 채용한액정표시장치
JP4293300B2 (ja) * 2001-05-24 2009-07-08 シャープ株式会社 照明装置およびそれを備える表示装置
US6906461B2 (en) * 2001-12-28 2005-06-14 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Light source device with inner and outer electrodes and liquid crystal display device
WO2004104677A2 (en) * 2003-05-20 2004-12-02 Trivium Technologies, Inc. Devices for use in non-emissive displays
JP4388318B2 (ja) 2003-06-27 2009-12-24 オリンパス株式会社 画像処理装置
JP2005043611A (ja) * 2003-07-28 2005-02-17 Dainippon Printing Co Ltd 光学シート、面光源装置及び透過型表示装置
KR20060079234A (ko) 2003-09-19 2006-07-05 소니 가부시끼 가이샤 백라이트 장치 및 액정 표시 장치
JP2005117023A (ja) * 2003-09-19 2005-04-28 Sony Corp バックライト装置及び液晶表示装置
KR100965594B1 (ko) * 2003-12-16 2010-06-23 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치의 램프 구동장치
TWI364600B (en) * 2004-04-12 2012-05-21 Kuraray Co An illumination device an image display device using the illumination device and a light diffusing board used by the devices
JP2005322524A (ja) * 2004-05-10 2005-11-17 Sumitomo Rubber Ind Ltd 直下型用発光面部材及び直下型面発光装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP1959275A1 (en) 2008-08-20
JPWO2007066729A1 (ja) 2009-05-21
EP1959275A4 (en) 2011-02-16
EP1959275B1 (en) 2013-10-23
US20090009686A1 (en) 2009-01-08
WO2007066729A1 (ja) 2007-06-14
JP4992721B2 (ja) 2012-08-08
US7804554B2 (en) 2010-09-28
CN101116014A (zh) 2008-01-30
TW200734690A (en) 2007-09-16
TWI336787B (zh) 2011-02-01
KR20080077312A (ko) 2008-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101116014B (zh) 表面发光装置及液晶显示器
JP5518453B2 (ja) 導光板及びバックライトモジュール
US7806567B2 (en) Diffuser plate with cambered and prismatic microstructures and backlight using the same
US7217025B2 (en) Backlight unit
US7325958B2 (en) Light guiding plate and backlight module employing the same
US7422357B1 (en) Optical plate and backlight module using the same
US7810983B2 (en) Optical plate and backlight module using the same
US7695165B2 (en) Optical plate and backlight module using the same
US20070171676A1 (en) Backlight module
US20070189032A1 (en) Backlight system
US7914179B2 (en) Optical plate with V-shaped protrusions on both sides and backlight module using the same
US7581850B2 (en) Light guide plate and backlight module using the same
KR100790497B1 (ko) 직하형 백라이트 장치
US20130121016A1 (en) Optical film having improved optical performance, and backlight unit comprising the same
JP2006302622A (ja) 面光源装置
US7556417B2 (en) Optical plate and backlight module using the same
KR20050083468A (ko) 마이크로렌즈 어레이 시트가 적용된 조명 기구를 구비한액정 표시 장치 및 마이크로렌즈 어레이 시트의 제조 방법
US7594745B2 (en) Optical plate and backlight module using the same
JP4984512B2 (ja) 面発光装置及び液晶表示装置
JP2006202559A (ja) 面光源装置
KR100716741B1 (ko) 액정 디스플레이 장치용 반사판 및 이를 이용한 백라이트유닛
KR20100009827A (ko) 다각형 프리즘 확산패턴을 이용한 액정표시장치 백라이트유닛용 도광판 및 이를 이용한 액정표시장치용 백라이트유닛
KR20070047684A (ko) 도광판 및 백라이트 장치
KR20080083481A (ko) 휘도 향상 시트, 이를 포함하는 백라이트 장치, 액정 표시장치 및 그 제조 방법
US7076147B2 (en) Surface light source having light guide plate with polygonal cells

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20161219

Address after: I Si Eli Murli Nor, France

Patentee after: Thomson Licensing SA

Address before: Tokyo, Japan, Japan

Patentee before: Sony Corp.

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110921

Termination date: 20181207