CN101118044A - 发光装置和液晶显示器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发光装置，包括：用于发光的光源；线型光导体，用于反射从所述光源照射在形成于反射面上的多个光反射部分的光线，并且使所述光线从与所述反射面相对的出射侧直线地射出；以及光耦合到所述线型光导体的平面光导体，用于使得从所述线型光导体进入的光线以平面方式射出；其中由所述光源所发出的光线被通过所述线型光导体的端部导入到所述线型光导体中，其中所述多个光反射部分的平面根据所述多个光反射部分的位置，分别倾斜预定的不同角度，以便将从所述平面光导体射出的光线汇聚到观看的人眼中。

Description

发光装置和液晶显示器

本申请是于2002年4月9日提交的、发明名称为“发光装置和液晶显示器”、申请号为02106197.1的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及发光装置和液晶显示器，特别涉及可以用均匀的光强发光的发光装置，以及使用该发光装置的液晶显示器。

背景技术

薄而轻的液晶显示面板被广泛用作为便携式信息终端的显示屏。

液晶面板包含发射型液晶面板和反射型液晶面板。

图28A为发射型液晶面板的截面示图。图28A中所示，折射板214夹在玻璃基片210和玻璃基片212之间。总线216等等形成在玻璃基片212上。液晶220被密封在玻璃基片212与玻璃基片218之间。彩色滤光器224a、224b、224c夹在玻璃基片218和玻璃基片222之间。折射板228夹在玻璃基片222和玻璃基片226之间。

图28B为反射型液晶面板的截面示图。如图28B中所示，反射型液晶面板具有夹在玻璃基片210和玻璃基片212之间的平面镜230。平面镜230把从反射型液晶面板的上表面导入的光线反射。

本身不发光的液晶需要照明，以识别在液晶面板上的信息。

在发射型液晶面板中，照明装置被放置在液晶面板下方。

在反射型液晶面板中，在有例如阳光、室内光线这样的光亮环境中识别显示屏幕，发光装置是不重要的。但是，在没有光线的环境下需要发光装置来进行视觉识别。在反射型液晶面板中，发光装置被置于液晶面板的上方。

图29为现有的发光装置的透视图。如图29中所示，该建议的发光装置包括发光的LED 112a、112b、把来自LED 112a、112b的光改变为直线光并发射该直线光的线型光导体114、以及把来自线型光导体114的直线光变为平面光并发射该平面光的平面光导体116。多个光反射部分120成条状形成在线型光导体114的背面，即反射面。反射涂膜118形成在线型光导体114的反射面上。

图30为现有的发光装置的线型光导体的平面示图。如图30中所示，由LED 112a、112b所发射的光被反射在形成于线型光导体114的背面，即反射面。来自线型光导体114的发光侧的线型光被平面光导体116转换为平面光，并且从平面光导体116的平面发射。

这种建议的发光装置可以在平面上照亮液晶。

这种建议的发光装置在日本专利公开申请No.Hei 10-260405/1998的说明书中描述。

但是，如下文中所述，上述建议的不能够以均匀的光强照亮该液晶面板108。

图31为示出人眼与显示屏之间的关系的示意图。当在150毫米距离的位置观看具有2英寸(5.08厘米)屏幕尺寸的液晶面板108的显示屏幕时，与显示屏幕的中部成0度的光线到达人眼，并且与显示屏的两侧成±3度的光线到达人眼。

图32为由现有的发光装置的线型光导体所发射的光线的光强度分布。与线型光导体114的中部相距的位置作为水平轴。当从线型光导体114发射的光线形成0度以及从线型光导体114的端部发射的光线成±3度时，实际到达人眼的光强分布。

如图32中所示，在现有的发光装置中，来自线型光导体114的光线的光强分布不均匀，并且具有高光强和低光强区域。来自线型光导体114的光线的光强分布被反映在来自平面光导体116的光线的光强分布上。相应地，来自平面光导体116的光线的光强分布不均匀，并且具有高光强和低光强区域。从而，使用现有的发光装置的液晶显示器不具有良好的显示特性。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种可以用均匀的光强照明的发光装置，以及具有良好显示特性的液晶显示器。

根据本发明的一个方面，提供了一种发光装置，包括：

用于发光的光源；以及

线型光导体，用于反射从所述光源照射在形成于反射面上的多个光反射部分的光线，并且使所述光线从与所述反射面相对的出射面线性地射出；

其中通过所述线型光导体的端部将所述光源所发出的光线导入到所述线型光导体中，

其中以根据所述多个光反射部分的位置确定的不同角度分别倾斜所述光反射部分的各平面，以便所述光线基本上与所述线型光导体的纵向方向相垂直地射出。

根据本发明的再一个方面，提供了一种包括发光装置的液晶显示器，所述发光装置包括：

用于发光的光源；以及

线型光导体，用于反射从所述光源照射在形成于反射面上的多个光反射部分的光线，并且使所述光线从与所述反射面相对的出射面线性地射出，以及由发光装置照明的液晶面板；

其中通过所述线型光导体的端部将所述光源所发出的光线导入到所述线型光导体中，

其中以根据所述多个光反射部分的位置确定的不同角度分别倾斜所述光反射部分的各平面，以便所述光线基本上与所述线型光导体的纵向方向相垂直地射出。

如上文所述，根据本发明，光反射部分的角度被设置为使得从线型光导体射出的光线的出射角为所需的角度，从而该发光装置可以具有均匀的光强分布。该发光装置的应用可以提供一种良好显示特性的液晶显示器。

附图说明

图1A为根据本发明第一实施例的发光装置的透视图。

图1B为根据本发明第一实施例的发光装置的平面视图。

图2A和2B为根据本发明第一实施例的发光装置的平面视图。

图3为示出在人眼和显示屏之间的关系的示意图。

图4为考虑到空气的折射率等等的平面示图。

图5为根据本发明第一实施例的发光装置的光反射部分的平面的倾角的例子的曲线图。

图6为根据本发明第一实施例的发光装置的光强分布的曲线图。

图7为根据本发明第二实施例的发光装置的平面视图。

图8为人眼和显示屏之间的关系的示意图。

图9为根据本发明第二实施例的发光装置的光反射部分的平面倾角的例子的曲线图。

图10为根据本发明第三实施例的发光装置的平面视图。

图11为根据本发明第三实施例的发光装置的光反射部分的平面倾角的例子的曲线图。

图12为根据本发明第四实施例的发光装置的平面视图。

图13为根据本发明第四实施例的发光装置的光反射部分的平面倾角的例子的曲线图。

图14为根据本发明第四实施例的发光装置的光强分布的曲线图。

图15为根据本发明第五实施例的发光装置的平面视图。

图16为根据本发明第五实施例的发光装置的光反射部分的平面倾角的例子的曲线图。

图17为根据本发明第五实施例的发光装置的光强分布的曲线图。

图18为根据本发明第五实施例的一个变型的发光装置的平面视图。

图19为根据本发明第六实施例的发光装置的平面视图。

图20为根据本发明第七实施例的发光装置的透视图。

图21为根据本发明第八实施例的发光装置的平面视图。

图22为根据本发明第九实施例的发光装置的平面视图。

图23为根据本发明第十实施例的发光装置的平面视图。

图24为根据本发明第十一实施例的发光装置的透视图。

图25为根据本发明第十一实施例的发光装置的光反射部分的平面倾角的例子的曲线图。

图26为根据本发明第十二实施例的液晶显示器的透视图。

图27为根据本发明第十三实施例的液晶显示器的透视图。

图28A为发射型液晶面板的截面视图。

图28B为反射型液晶面板的截面视图。

图29为现有的发光装置的透视图。

图30为现有的发光装置的线型光导体的透视图和平面视图。

图31为人眼和显示屏之间的关系的示意图。

图32为现有的发光装置的线型光导体发出的光线的光强分布的曲线图。

图33为现有的发光装置的平面视图。

具体实施方式

[本发明的原理]

在说明根据本发明第一实施例的发光装置之前，将说明本发明的原理。

本发明的发明人深入的研究现有的发光装置不能够以均匀的光强照亮液晶面板的原因。

图33为现有的发光装置的平面视图。

以0度出射角从形成于作为线型光导体114的中部的部位A处的光反射部分120的平面射出的光线被回溯，并且光线的轨迹基本上到达LED 112a的中部。

例如以3度出射角从形成于接近线型光导体114的左端的部位C的光反射部分120的平面出射的光线被回溯，并且光线的轨迹基本上到达LED 112a的中部。由于当人眼以距离显示屏350毫米的位置处观察2英寸(5.08厘米)的液晶面板时，到达人眼的光线大约具有3度的出射角，因此回溯光线的发射角为3度。

例如以1.5度出射角从形成于部位A和C中间的部位B处的光反射部分120的平面出射的光线被回溯，并且光线的轨迹到达偏离LED112a中部的部位。

研究从部位A出射的大约0度出射角的光线的光强。出射光线的光强较高。研究从部位C出射的大约3度出射角的光线的光强。出射光线的光强较高。研究从部位B出射的大约1.5度出射角的光线的光强。出射光线的光强较低。

根据上述结果，我们发现当光线以能够到达人眼的出射角出射，并且通过回溯给出的光的轨迹基本上到达LED的中部时，能够到达人眼的光线的光强较高，以及当光线以能够到达人眼的出射角出射，并且通过回溯给出的光的轨迹偏离LED的中部时，能够到达人眼的光线的光强较低。

根据上述研究，本申请的发明人有一个想法，分别设置该光反射部分的倾角，使得光线的出射角是能够使光线到达人眼的角度，并且通过回溯给出的光线的轨迹基本上到达LED的中部，从而光线汇聚到观看屏幕的人眼中，并且可以获得均匀的光强。

[第一实施例]

下面将参照图1A至6说明根据本发明第一实施例的发光装置。图1A为根据本实施例的发光装置的透视图。图1B为根据本实施例的发光装置的平面视图。图2为根据本实施例的发光装置的平面视图，其中示出该发光装置的结构。图2B为示出根据本实施例的发光装置的光反射部分的倾角的示意图。图3为示出在人眼和显示屏之间的关系的示意图。图4为考虑到空气的折射率等等的平面示图。图5为根据本实施例的发光装置的光反射部分的倾角的例子的曲线图。图6为根据本实施例的发光装置的光强分布的曲线图。

如图1A和1B中所示，根据本实施例的发光装置包括发光的LED12a、12b，以及线型光导体14，其把由LED 12a、12b发射出的光线转换为线型光并发射该线型光，以及一个表面光导体16，其光耦合到该线型光导体14，把线型光转换为表面光并且发射该表面光。一个反射涂膜18形成在线型光导体14的反射面上。

LED 12a、12b置于线型光导体14的两端。线型光导体14与LED 12a和12b之间的距离ΔL(参见图2A)例如被设置为0毫米。

线型光导体14通常形成为一个方形柱。线型光导体14例如由玻璃或塑料所制成。线型光导体14的折射率Ng例如为1.51。线型光导体14的厚度t例如为3毫米。对于用在例如2英寸(5.08厘米)液晶显示器中的发光装置，线型光导体14的长度L例如为37毫米。2英寸(5.08厘米)液晶显示器的显示屏具有大约3.5毫米的宽度。线型光导体14的37毫米长度L保证有2毫米的容限。

在线型光导体14的反射面上，形成条状的多个光反射部分20。光反射部分20使光线从线型光导体14的发光侧发出。形成例如0.23毫米间距的例如一百五十(150)个光反射部分20。

如图2A和2B中所示，设置光反射部分20a、20b的平面的倾角θ(n)，使得光线在对应于出射位置的所需出射角θ_OUT(n)射出。多个光反射部分20a、20b形成在线型光导体14的反射面上，但是在图2A和2B中省略。

如图3中所示，当在距离屏幕大约350毫米的位置观看2英寸(5.08厘米)液晶面板时，与显示屏的中部形成0度的光线入射到人眼中，并且与显示屏的两端形成±2.8度的光线入射到人眼中。

从线型光导体14射出的光线的出射角θ_OUT(n)被以该光线射出表面光导体16的出射角而反射。对于从线型光导体14的中部发出的光线，设置光反射部分20的平面的倾角θ(n)，使得出射角θ_OUT(n)例如为0度。对于从线型光导体14的中部和其两端之间的位置出射的光线，分别设置光反射部分20的平面的倾角θ(n)，使得出射角θ_OUT(n)分别为对应出射位置的角度。对于从接近线型光导体14的端部的位置出射的光线，设置光反射部分20的平面的倾角θ(n)，使得出射角θ_OUT(n)例如为±2.8度。结果，可以获得非常良好的显示特性。

为了把从线型光导体14出射的出射角θ_OUT(n)设置在对应于出射位置的角度，由如下公式给出一个倾角θ(n)。

如图2A中所示，在光反射部分20a中，设置光反射部分20a的平面的倾角θ(n)，使得在线型光导体14的出射侧的平面上全反射的光线被全反射在光反射部分20a上，并且可以按照对应于出射位置的出射角θ_OUT(n)从线型光导体14出射侧发出。

这种情况中，给出如下公式：

$\tan (2\·\mathrm{\θ}\left(n\right)-{\mathrm{\θ}}_{\mathrm{OUT}}\left(n\right))=\frac{\mathrm{\ΔL}+X\left(n\right)}{\frac{3}{2}t}---\left(1\right)$

在公式1中，n表示第n个光反射部分，X(n)表示从线型光导体14的端部表面到第n个光反射部分的距离。θ_OUT(n)表示在第n个光反射部分反射的光的出射角。

当对公式1进行变换时，光反射部分20a的平面的倾角θ(n)由如下公式所表达：

$\mathrm{\θ}\left(n\right)=\frac{{\tan }^{-1}\left(\frac{\mathrm{\ΔL}+X\left(n\right)}{\frac{3}{2}t}\right)+{\mathrm{\θ}}_{\mathrm{OUT}}\left(n\right)}{2}...\left(2\right)$

在光反射部分20b中，光反射部分20b的平面的倾角θ(n)被设置为使得直接从LED 12a照射在光反射部分20b上的光线能够在光反射部分20b的平面上全反射，并且能够以对应于出射位置的出射角θ_OUT(n)从线型光导体14的出射侧发出。

在这种情况中，给出如下公式：

$\tan (2\·\mathrm{\θ}\left(n\right)-{\mathrm{\θ}}_{\mathrm{OUT}}\left(n\right))=\frac{\mathrm{\ΔL}+X\left(n\right)}{\frac{1}{2}t}...\left(3\right)$

当对公式3进行变换时，20b的平面的倾角θ(n)由如下公式所表达：

$\mathrm{\θ}\left(n\right)=\frac{{\tan }^{-1}\left(\frac{\mathrm{\ΔL}+X\left(n\right)}{\frac{1}{2}t}\right)+{\mathrm{\θ}}_{\mathrm{OUT}}\left(n\right)}{2}...\left(4\right)$

如图2B中所示，从图中的光反射部分的左平面的倾角θ_L(n)被设置，使得从图中的由置于左侧的LED 12a发出的光线以所需的出射角θ_OUT(n)发出。另一方面，从图中的光反射部分的右平面的倾角θ_R(n)被设置，使得从图中的由置于右侧的LED 12b发出的光线以所需的出射角θ_OUT(n)发出。

严格地说，如图4中所示，除非线型光导体14与LED 12a、12b之间的距离ΔL不为0毫米，光路才被折射，因为空气的折射率N_a与线型光导体中的折射率N_g不同。但是，由于这种原因，在光反射部分20的平面的给定倾角θ(n)中可以忽略光路的折射。为了减化计算公式，这种因素的影响在此被忽略，以给出该计算公式。

严格来说，如图4中所示，光线从LED 12a、12b的中部附近的表面中出射。在光反射部分20的平面的给定倾角θ(n)中，在假设光线是从LED 12a、12b的中点发出的基础上给出该计算公式。由于如此给出的公式所造成的误差是可忽略的。为了简化该计算公式，在假设光线是从LED 12a、12b的中点发出的基础上给出该计算公式。

然后，将参考图5说明本实施例的光反射部分20的平面的倾角θ(n)的具体设置值。图5为光反射部分的平面的倾角θ(n)的一个例子的曲线图。从线型光导体14的端部表面到光反射部分20的距离X(n)被作为水平轴。光反射部分20的平面的倾角θ(n)作为垂直轴。在如下条件下计算倾角θ(n)，其中显示器大小为2英寸、显示屏幕宽度为35毫米、光反射部分20的数目为150个、光反射部分20的间距为0.23毫米、线型光导体14的厚度t为3毫米、线型光导体14的长度L为37毫米、LED 12a、12b与线型光导体14之间的距离ΔL为0毫米、线型光导体14的折射率为1.51、以及观察的人眼与显示屏之间的距离为350毫米。

当如图5中所示设置光反射部分20的平面的倾角θ(n)时，获得图6中所示的光强分布。图6为根据本实施例的发光装置的光强分布的曲线图。在线型光导体上的位置作为水平轴。光强作为垂直轴。在此，从线型光导体14的中部发出的形成0度的光线到达人眼。给出实际上可以到达人眼的光强分布。

如图6中所示，根据本实施例的发光装置可以提供基本上均匀的光强分布。

如上文中所述，根据本实施例的发光装置的特征主要在于光反射部分20的平面的倾角θ(n)被设置为使得光线可以在对应于来自线型光导体14的光线的出射位置以所需出射角θ_OUT(n)发出。

在图29中所示，由于光发射部分的所有平面被设置为相同的倾角α(参见图31)，因此光线不能够以对应于出射位置的所需出射角发出。相应地，现有的发光装置不能够使到达人眼的光强分布均匀。

与此相反，在本实施例中，光反射部分20的平面的倾角θ(n)被设置使得光线可以按照对应于从线型光导体14发出的出射位置的所需出射角θ_OUT(n)而发出。相应地，光线可以汇聚在观察的人眼中。因此，根据本实施例，能够使到达人眼的光线的光强分布变得均匀。因此，根据本实施例，可以实现良好的显示特性。

[第二实施例]

下面参照图7至9说明本发明的第二实施例的发光装置。图7为根据本实施例的发光装置的平面视图。图8为人眼和显示屏之间的关系的示意图。图9为根据本实施例的发光装置的光反射部分的平面倾角的例子的曲线图。本实施例中与根据第一实施例的发光装置相同的部件用相同的参考标号所表示，不重复或者简化对它们的说明。

根据本实施例的发光装置的特征主要在于分别设置光反射部分20的平面的倾角θ(n)，使得光线以0度出射角θ_OUT(n)，即按照与线型光导体14的纵向方向相垂直的方向，从线型光导体14中发出。

在根据本实施例的发光装置中，光反射部分20的平面的倾角θ(n)被分别设置，使得所需的出射角θ_OUT(n)可以对应于出射位置而提供。但是，观察显示屏的人眼的位置不总是与表面光导体16的法线方向相一致。另一方面，即使当出射角θ_OUT(n)被统一设置为0度时，当光线到达距离显示屏350毫米的人眼时，光线会有一定程度的扩散，并且实际上可以提供与第一实施例相同的光强分布。把出射角θ_OUT(n)设置为统一数值以便于计算光反射部分20的平面的倾角θ(n)。

然后，在本实施例中，出射角θ_OUT(n)被统一设置为0度。

在本实施例中，为了把出射角θ_OUT(n)统一设置为0度，可以把θ_OUT(n)＝0度简单地代入公式2和公式4。

当把θ_OUT(n)＝0度代入公式2时，光反射部分20a的平面的倾角θ(n)由如下公式所表达：

$\mathrm{\θ}\left(n\right)=\frac{{\tan }^{-1}\left(\frac{\mathrm{\ΔL}+X\left(n\right)}{\frac{3}{2}t}\right)}{2}...\left(5\right)$

当把θ_OUT(n)＝0度代入公式4时，光反射部分20b的平面的倾角θ(n)由如下公式所表达：

$\mathrm{\θ}\left(n\right)=\frac{{\tan }^{-1}\left(\frac{\mathrm{\ΔL}+X\left(n\right)}{\frac{1}{2}t}\right)}{2}...\left(6\right)$

下面参照图9说明根据本实施例的发光装置的光反射部分的平面的倾角θ(n)的设置值的例子。图9为由上述公式给出的光反射部分的平面的倾角θ(n)的例子的曲线图。从线型光导体14的端部表面到光反射部分20a、20b的距离作为水平轴。光反射部分20a、20b的平面的倾角θ(n)作为垂直轴。

与第一实施例中相同，在本实施例中在如下条件下计算倾角θ(n)，其中显示器大小为2英寸、显示屏幕宽度为35毫米、光反射部分20的数目为150个、光反射部分20的间距为0.23毫米、线型光导体14的厚度t为3毫米、线型光导体14的长度L为37毫米、LED12a、12b与线型光导体14之间的距离ΔL为0毫米、线型光导体14的折射率为1.51、以及观察的人眼与显示屏之间的距离为350毫米。

当如图9中所示设置光反射部分20a、20b的平面的倾角θ(n)时，从线型光导体14发出的光线的出射角θ_OUT(n)都为0度，并且可以提供基本上与第一实施例相同的均匀光强分布。

因此，与第一实施例相同，本实施例可以实现良好的显示特性。

[第三实施例]

下面参照图10和11说明本发明第三实施例的发光装置。图10为根据本实施例的发光装置的平面视图。图11为根据本实施例的发光装置的光反射部分的平面的倾角的例子的曲线图。在本实施例中与第一或第二实施例中相同的部件由相同的参考标号所表示，并且不重复或简化对它们的说明。

根据本实施例的发光装置的主要特征在于设置光反射部分的平面的倾角θ(n)，使得光线直接从LED 12a、12b入射到光反射部分20c中的所有光反射部分20c上，并且光线在光反射部分20c上全反射，以从线型光导体14的出射侧发出。

根据第一和第二实施例的发光装置包括具有倾角θ(n)的光反射部分20a，该倾角被设置为使得在线型光导体14的出射侧上的平面全反射的光线被进一步全反射，以及还包括具有倾角θ(n)的光反射部分20b，该倾角被设置为使得直接从LED 12a、12b入射的光线被全反射。

与此相反，在本实施例中，如图10中所示，光反射部分20c的平面的倾角θ(n)被设置为使得所有光反射部分20c全反射直接从LED12a和LED 12b入射的光线。在线型光导体14的反射面上形成多个光反射部分20c，但是在图10中没有示出所有的光反射部分20c。

在这种情况下，光反射部分20c的平面的倾角θ(n)可以通过利用公式4或公式6来设置。

然后，下面将参照图14说明根据本实施例的发光装置的光反射部分的平面的倾角θ(n)的设置值的例子。图11为由上述公式给出的光反射部分的平面的倾角θ(n)的例子的曲线图。从线型光导体14端部表面到光反射部分20c的距离X(n)作为水平轴。光反射部分20c的平面的倾角θ(n)作为垂直轴。

在本实施例以及第一实施例中，在如下条件下计算倾角θ(n)，其中显示器大小为2英寸、显示屏幕宽度为35毫米、光反射部分20的数目为150个、光反射部分20的间距为0.23毫米、线型光导体14的厚度t为3毫米、线型光导体14的长度L为37毫米、LED 12a、12b与线型光导体14之间的距离ΔL为0毫米、线型光导体14的折射率为1.51、以及观察的人眼与显示屏之间的距离为350毫米。

即使如此设置光反射部分20c的平面的倾角θ(n)，从线型光导体14发出的光线的出射角θ_OUT(n)都为0度，并且基本上具有与第一和第二实施例可以提供的光强相同的光强分布。相应地，本实施例以及第一和第二实施例可以实现良好的显示特性。

[第四实施例]

下面将参照图12至14说明本发明的第四实施例的发光装置。图12为根据本实施例的发光装置的平面视图。图13为根据本实施例的发光装置的光反射部分的平面的倾角的例子的曲线图。图14为根据本实施例的发光装置的光强分布的曲线图。本实施例中与第一至第三实施例的发光装置相同的部件由相同的参照标号所表示，并且不再重复或简化对它们的说明。

根据本实施例的发光装置的主要特征在于线型光导体14在纵向方向上被分为多个区域22a、22b、22c，并且分别形成在分割区域22a、22b、22c中的多个光反射部分20d-20f的平面的倾角被设置为在该分割区域22a、22b、22c之间是相同的。

多个光反射部分20d-20f形成在线型光导体14的发光面上，但是图12中没有全部示出。

在包含线型光导体14的中部的区域22c中，光反射部分20f的平面的倾角θ₀以线型光导体14的中部L/2为标准而设置。光反射部分20f的平面的倾角θ₀被设置为使得在线型光导体14的出射侧的平面上全反射的光线从线型光导体14的出射侧发出。然后，给出如下公式：

$\tan (2\·{\mathrm{\θ}}_0)=\frac{\mathrm{\ΔL}+\frac{L}{2}}{\frac{3}{2}t}...\left(7\right)$

公式7被变形，并且由如下公式给出光反射部分20f的平面的倾角θ₀：

${\mathrm{\θ}}_0=\frac{{\tan }^{-1}\left(\frac{\mathrm{\ΔL}+\frac{L}{2}}{\frac{3}{2}t}\right)}{2}...\left(8\right)$

在接近线型光导体14的端部的区域22a中，光反射部分20d的平面的倾角θ’₀以到线型光导体14的端部的距离为L/6的位置作为标准而设置。光反射部分20d的平面的倾角θ’₀被设置为使得直接从LED12a入射在光反射部分20d上的光线被在光反射部分20d上全反射，并且从线型光导体14的出射侧射出。给出如下公式：

$\tan (2\·{\mathrm{\θ}}_0^{\′})=\frac{\mathrm{\ΔL}+\frac{L}{6}}{\frac{1}{2}t}---\left(9\right)$

公式9被变换，并且由如下公式表示光反射部分20d的平面的倾角θ’₀：

${\mathrm{\θ}}_0^{\′}=\frac{{\tan }^{-1}\left(\frac{3\·\mathrm{\ΔL}+\frac{L}{2}}{\frac{3}{2}t}\right)}{2}...\left(10\right)$

在此，当把公式8和公式10相比较时，ΔL数值非常小，并且ΔL和3*ΔL可以忽略。给出如下公式：

θ₀θ₀′...(11)

相应地，在接近线型光导体14的端部的区域22a中，可以通过使用公式8设置光反射部分20d的平面的倾角θ₀。因此，在本实施例中，包含线型光导体14的中部的光反射部分20f的平面的倾角以及接近线型光导体14的端部的区域22a的光反射部分20d的平面的倾角可以同样设置为θ₀。

在区域22a和22c之间区域22b中，光反射部分20e的平面的倾角θ₁被按照以区域22b的中部位置(X_c)作为标准而设置。光反射部分20e的平面的倾角θ₁被设置为使得直接从LED 12a的光反射部分20e入射的光线在光反射部分20e上全反射，并且从线型光导体14的出射侧射出。然后，给出如下公式：

$\tan (2\·{\mathrm{\θ}}_1)=\frac{\mathrm{\ΔL}+X_C}{\frac{1}{2}t}...\left(12\right)$

公式12被变形，并且由如下公式表示光反射部分20e的平面的倾角θ₁：

${\mathrm{\θ}}_1=\frac{{\tan }^{-1}\left(\frac{\mathrm{\ΔL}+X_C}{\frac{1}{2}t}\right)}{2}...\left(13\right)$

下面将参照图13说明根据本实施例的发光装置的光反射部分的平面的倾角的设置值的例子。图13为通过使用上述公式给出的光反射部分的平面的倾角θ的例子的曲线图。从线型光导体的端部表面到光反射部分的距离X(n)作为水平轴。光反射部分的平面的倾角θ作为垂直轴。

在本实施例以及在第一实施例中，在如下条件下计算倾角θ(n)，其中显示器大小为2英寸、显示屏幕宽度为35毫米、光反射部分20的数目为150个、光反射部分20的间距为0.23毫米、线型光导体14的厚度t为3毫米、线型光导体14的长度L为37毫米、LED 12a、12b与线型光导体14之间的距离ΔL为0毫米、线型光导体14的折射率为1.51、以及观察的人眼与显示屏之间的距离为350毫米。

当通过使用公式8和公式13设置光反射部分20d-20f的平面的倾角θ₀、θ₁时，可以获得如图13中所示的光强分布。图13为根据本实施例的发光装置的光强分布的一个例子的曲线图。相对于线型光导体14的中部的位置作为水平轴。当与液晶显示器相距350毫米距离的位置观看液晶显示器时给出所示光强。

在本实施例中，由于当光反射部分20d、20e、20f的平面的倾角θ₀、θ₁在各个分割区域22a、22b、22c是一致的，当光反射部分20d、20e、20f的位置变得远离标准位置L/2、X_c、L/6时，从线型光导体14出射的光线的出射角逐渐变大。因此，本实施例提供如图14中所示的光强分布。

如图14中所示，本实施例不能够使光强分布变得与第一至第三实施例的发光装置那样均匀，但是与图29中所示的现有发光装置相比，本发明的光强分布要均匀得多。

如上文所述，根据本实施例的发光装置的一个主要特征是线型光导体14在纵向被分割为多个区域22a、22b、22c，并且光反射部分20d-20f的平面的倾角被设置为在分割区域22a、22b、22c中为相同。

设置对应于光反射部分的位置的光反射部分的倾角，将增加制作用于该线型光导体的模具的制造成本。

与此相反，根据本实施例，光反射部分20d、20e、20f的平面的倾角被设置为两种角度θ₀、θ₁，并且变化很少。这可以降低制作用于线型光导体的模具的成本。如上文所述，根据本实施例的发光装置可以简单并且低成本地提供均匀光强分布。

[第五实施例]

下面将参照图15至17说明本发明的第五实施例。图15为根据本实施例的发光装置的平面视图。图16为根据本实施例的发光装置的光反射部分的平面倾角的例子的曲线图。图17为根据本实施例的发光装置的光强分布的曲线图。在本实施例中与根据第一至第四实施例的发光装置相同的部件由相同的参考标号表示，并且不再重复或者简单地进行描述。

根据本实施例的发光装置的主要特征在于，在第四实施例的基础上对线型光导体14进一步在纵向上分割。分别形成在区域22a、22c、22d、22e中的多个光反射部分20d、20f、20g、20h的平面的倾角被设置为在分割区域22a、22c、22d、22e中为相同。

在线型光导体14的反光面上形成大量光反射部分20d、20f、20g、20h，但是在图15中没有全部示出。

在区域22d中，光反射部分20g的平面的倾角θ₁被设置为使得直接从LED 12a入射到光反射部分20g上的光线被在光反射部分20g的平面上全反射，并且从线型光导体14的出射侧发出。然后给出如下公式：

$\tan (2\·{\mathrm{\θ}}_1)=\frac{\mathrm{\ΔL}+X_{C1}}{\frac{1}{2}t}...\left(14\right)$

公式14被变形，并且由如下公式表示20g的平面的倾角θ₁：

${\mathrm{\θ}}_1=\frac{{\tan }^{-1}\left(\frac{\mathrm{\ΔL}+X_{C1}}{\frac{1}{2}t}\right)}{2}...\left(15\right)$

在区域22h中，光反射部分20h的平面的倾角θ₂被按照以区域22h的位置X_c2为标准而设置。光反射部分20h的平面的倾角θ₂被设置为使得在线型光导体14的出射侧上全反射的光线被进一步全反射并且从线型光导体14的出射侧发出。然后给出如下公式。

$\tan (2\·{\mathrm{\θ}}_2)=\frac{\mathrm{\ΔL}+X_{C2}}{\frac{3}{2}t}...\left(16\right)$

公式16被变形，并且由如下公式表示光反射部分20h的平面的倾角θ₂被。

${\mathrm{\θ}}_2=\frac{{\tan }^{-1}\left(\frac{\mathrm{\ΔL}+X_{C2}}{\frac{3}{2}t}\right)}{2}...\left(17\right)$

然后，将参照图16说明根据本实施例的发光装置的光反射部分的平面的倾角的设置值的例子。图16为通过使用上述公式给出的光反射部分的倾角的例子的曲线图。从线型光导体的端部表面到光反射部分的距离X(n)作为水平轴。光反射部分的平面的倾角作为垂直轴。

在本实施例中与第一实施例相同，在如下条件下计算倾角θ(n)，其中显示器大小为2英寸、显示屏幕宽度为35毫米、光反射部分20的数目为150个、光反射部分20的间距为0.23毫米、线型光导体14的厚度t为3毫米、线型光导体14的长度L为37毫米、LED 12a、12b与线型光导体14之间的距离ΔL为0毫米、线型光导体14的折射率为1.51、以及观察的人眼与显示屏之间的距离为350毫米。

在本实施例中，光反射部分20d、20f、20g、20h的平面的倾角θ₀、θ₁、θ₂被统一设置为在分割区域22a、22c、22d、22e中为相同。相应地，当光反射部分20d、20f、20g、20h的位置变的远离标准位置L/2、X_c1、X_c2、L/6时，从线型光导体14发出的光线的出射角逐渐变大。因此，本实施例具有图17中所示的光强分布。

如图17中所示，与图14中所示的第四实施例的发光装置的光强分布相比，本实施例的光强分布在高光强和低光强之间的区别很小。

由此，根据本实施例，与第四实施例相比，高光强和低光强之间的差别变小。

如上文所述，根据本实施例，由于光导体在纵向上被分为比第四实施例更小的区域，因此与第四实施例相比高光强和低光强之间的差别可以更小。

(变型)

下面将参照图18说明根据本发明的一个变型的发光装置。图18为根据本变型实施例的发光装置的平面视图。

根据本变型实施例的发光装置的主要特征在于，在区域22d和区域22e之间交界区域中，交替形成具有倾角θ₁的光反射部分20g以及具有θ₂的光反射部分20h。

在本变型中，在区域22d和区域22e之间交界区域中，交替形成具有倾角θ₁的光反射部分20g以及具有θ₂的光反射部分20h，从而可以避免区域22d和区域22e之间的交界处极大的光强差。

[第六实施例]

下面将参照图19说明根据本发明第六实施例的发光装置。图19为根据本实施例的发光装置的平面视图。在本实施例中与根据第一至第五实施例的发光装置相同的部件由相同的参考标号表示，并且不再重复或者简单地进行描述。

根据本实施例的发光装置的主要特征在于与线型光导体14相分离的反射装置24被放置在线型光导体14的反射面上，即形成光反射部分20的一侧。

如图19中所示，在本实施例中，反射装置24被设置为与线型光导体14的反射面上的光导体14相分离。反射装置24可以是覆盖至少线型光导体14的反射面的铝支架等装置。

在第一至第五实施例中，反射涂膜20形成在线型光导体14的反射面上，以防止光线从线型光导体14的反射面泄漏出去。但是，在本实施例中，被设置为与线型光导体14相分离的反射装置24把从线型光导体14的反射面泄漏的光线反射回线型光导体14中。

即使提供反射装置24来取代反射涂膜20，也可以把从线型光导体14的反射面泄漏的光线返回到线型光导体14中，从而防止亮度变暗。

如上文所述在线型光导体14的反射面上形成反射涂膜20不是本质性的。与本实施例中相同，可以提供与线型光导体14相分离的反射装置24。

[第七实施例]

下面将参照图20说明根据本发明第七实施例的发光装置。图20为根据本实施例的发光装置的透视图。在本实施例中与根据第一至第六实施例的发光装置相同的部件由相同的参考标号表示，并且不再重复或者简单地进行描述。

根据本实施例的发光装置的主要特征在于光反射部分20j在线型光导体14的纵向上倾斜地延伸。

在根据第一至第六实施例的发光装置中，光反射部分20在线型光导体14的纵向方向上垂直延伸。但是，在本实施例中，光反射部分20j在线型光导体14的纵向上倾斜地延伸。

根据本实施例，由于光反射部分20i在线型光导体14的纵向上倾斜地延伸，因此可以进一步使光强分布变得均匀。

[第八实施例]

下面将参照图21说明根据本发明第八实施例的发光装置。图21为根据本实施例的发光装置的平面视图。在本实施例中与根据第一至第七实施例的发光装置相同的部件由相同的参考标号表示，并且不再重复或者简单地进行描述。

根据本实施例的发光装置的主要特征在于，线型光导体14a的反射面，即形成光反射部分20的一侧，是弯曲的。

在根据第一至第七实施例的发光装置中，其它光反射部分20通常防止来自LED 12a、12b的光线进入远离LED 12a、12b的光反射部分20。

与此相反，根据本实施例，由于线型光导体14a的反射面是弯曲的，因此光线可以照射在远离LED 12a、12b的光反射部分20上而不被其它光反射部分20所阻挡。因此，根据本实施例的发光装置可以提供更加均匀的光强分布。

[第九实施例]

下面将参照图22说明本发明的第九实施例的发光装置。图22为根据本实施例的发光装置的平面视图。图22为根据本实施例的发光装置的平面示图。在本实施例中与根据第一至第八实施例的发光装置相同的部件由相同的参考标号表示，并且不再重复或者简单地进行描述。

根据本实施例的发光装置的主要特征在于22的平面随着平面远离LED 12a、12b而增加，即，形成光反射部分20的沟槽随着其远离LED 12a、12b而加深。

如图22中所示，根据本实施例的发光装置，形成接近LED12a、12b的光反射部分20的沟槽具有设置为d1的深度，并且当形成光反射部分20的沟槽远离LED 12a、12b时，它们的深度加大。在线型光导体14a的中部，形成光反射部分20的沟槽具有比深度d1更大的深度d2。

在根据第一至第七实施例的发光装置中，来自LED 12a、12b的光线通常被其它光反射部分20所阻挡而不能进入远离LED 12a、12b的光反射部分20。

与此相反，在本实施例中，当平面远离LED 12a、12b时，光反射部分20的平面的宽度增加，从而光线可以照射在远离LED 12a、12b的光反射部分20上，而不会被其它光反射部分20所阻挡。

[第十实施例]

下面将参照图23说明根据本发明第十实施例的发光装置。图23为根据本实施例的发光装置的平面视图。在本实施例中与根据第一至第九实施例的发光装置相同的部件由相同的参考标号表示，并且不再重复或者简单地进行描述。

根据本实施例的发光装置的主要特征在于在其反射面上的线型光导体14的区域被分为上下两级，即，在其反射面上的线型光导体14被按照垂直于线型光导体14的纵向方向而分割，并且在上方区域22f中的光反射部分20k的倾角被统一设置为θ₀，并且在下方区域22g中的光反射部分20l被统一设置为倾角θ₁。

根据第四和第五实施例的发光装置中，线型光导体14在纵向方向上被分为多个区域，但是在本实施例中，线型光导体14被分为上方和下方区域，即，线型光导体14被按照垂直于线型光导体14的纵向方向而分割。

即使在如此在多个区域中垂直分割该线型光导体的情况中，即使当被分割区域的光反射部分的倾角被设置为统一时，也可以使得光强分布变得均匀。

[第十一实施例]

下面将参照图24和25说明本发明的第十一实施例的发光装置。图24为根据本实施例的发光装置的透视图。图25为根据本实施例的发光装置的光反射部分的平面倾角的例子的曲线图。在本实施例中与根据第一至第十实施例的发光装置相同的部件由相同的参考标号表示，并且不再重复或者简单地进行描述。

根据本发明的发光装置的主要特征在于形成光反射部分20m、20n的V形槽具有相同的结构，并且如图中所示设置在线型光导体14的中部的左侧上的光反射部分20m具有如图中所示在左侧上设置为倾角θ_L(n)的平面，从而如图中所示由设置在左侧上的LED 12a所发出的光线垂直于线型光导体14的纵向方向而射出，并且如图中所示设置在线型光导体14的中部右侧上的光反射部分20n具有如图中所示右侧上被设置在倾角θ_R(n)的平面，从而由图中右侧上的LED 12b所发出的光线垂直于线型光导体14的纵向方向而射出。

大量的光反射部分20m和光反射部分20n形成在线型光导体14的反射面上，但是在图24中没有示出所有的光反射部分。

如图24中所示，形成在图中线型光导体14的中部的左侧上的光反射部分20m具有如图中所示在左侧上设置为倾角θ_L(n)的平面，从而如图中所示由设置在左侧上的LED 12a所发出的光线在图中光反射部分20m的左侧的平面上反射，并且垂直于线型光导体14的纵向方向而射出。

图中左侧上的光反射部分20m的平面的倾角θ_R(n)例如可以用上述公式2或公式4来设置。这种情况中，在图中左侧上的线型光导体14的端部表面是对于距离X(n)的标准。

另一方面，如图24中所示，设置在图中线型光导体14的中部右侧上的光反射部分20n具有如图中所示右侧上被设置在倾角θ_R(n)的平面，从而由图中右侧上的LED 12b所发出的光线被在图中光反射部分20n的右侧的平面所反射，并且垂直于线型光导体14的纵向方向而射出。

在图中右侧上的光反射部分20n的平面的倾角θ_R(n)例如可以由上述公式2或公式4来设置。这种情况中，如图中所示在右侧上的线型光导体14的端部表面是对于距离X(n)的标准。

由形成光反射部分20m、20n的V形槽的平面所形成的角度θ_P相同。

在本实施例中，由形成光反射部分的V形槽的平面所形成的坡口角度θ_P为相同。图中光反射部分20m的右侧上的平面的倾角是通过由180度减去倾角θ_L(n)和坡口角θ_P而给出的。相应地，从LED 12b入射在图中光反射部分20m右侧上的平面的光线不总是垂直于线型光导体14的纵向方向而射出。

但是，没有任何特殊问题，由LED 12b所发出的光线在图中光反射部分20n的右侧上的平面反射，并且垂直于线型光导体14的纵向方向而射出。

在本实施例中，由于形成光反射部分的V形槽的平面的坡口角θ_P被设置为相同，因此图中光反射部分20n的左侧上的平面的倾角是通过由180度减去倾角θ_R(n)和坡口角θ_P而给出的。因此，从LED 12b入射在图中光反射部分20n左侧上的平面的光线不总是垂直于线型光导体14的纵向方向而射出。

但是，没有任何特殊问题，由LED 12a所发出的光线在图中光反射部分20m的左侧上的平面反射，并且垂直于线型光导体14的纵向方向而射出。

然后，将参照图25说明根据本实施例的发光装置的光反射部分的平面的倾角的设置值的例子。图25为由上述公式给出的光反射部分的倾角的例子的示意图。线型光导体的端部表面到光反射部分的距离X(n)作为水平轴。光反射部分的平面的倾角作为垂直轴。

在如下条件下计算该倾角，其中显示器大小为2英寸、显示屏幕宽度为35毫米、光反射部分20的数目为150个、光反射部分20的间距为0.23毫米、线型光导体14的厚度t为3毫米、线型光导体14的长度L为37毫米、LED 12a、12b与线型光导体14之间的距离ΔL为0毫米、线型光导体14的折射率为1.51、以及观察的人眼与显示屏之间的距离为350毫米。

根据本实施例，形成光反射部分20m、20n的V形槽具有相同的结构。相应地，可以用一种切割工具低成本地形成用于模制线型光导体14的模子，其可以提供均匀的光强分布。

[第十二实施例]

下面将参照图26说明根据本发明第十二实施例的液晶显示器。图26为根据本实施例的液晶显示器的透视图。在本实施例中与根据第一至第十一实施例的发光装置相同的部件由相同的参考标号表示，并且不再重复或者简单地进行描述。

根据本实施例的液晶显示器包括根据第一至第十一实施例之一的发光装置与反射型液晶显示面板的组合。

如图26中所示，根据第一至第十一实施例之一的发光装置10被提供在反射型液晶显示面板26上。

从发光装置10的线型光导体14发出的光线通过表面光导体照射在反射型液晶面板26上，在置于反射型液晶面板26中的镜面(未示出)上反射，并且被人眼所观察。在本实施例中，发光装置10作为一个前灯(front light)。

根据本实施例，液晶显示器使用根据第一至第十一实施例之一的发光装置，从而可以用均匀的光强照亮反射型液晶面板。相应地，根据本实施例的液晶显示器可以具有良好的显示特性。

[第十三实施例]

下面将参照图24说明本发明的第十三实施例的液晶显示器。图27为根据本实施例的液晶显示器的透视图。在本实施例中与根据第一至第十二实施例的发光装置相同的部件由相同的参考标号表示，并且不再重复或者简单地进行描述。

根据本实施例的液晶显示器包括根据第一至第十一实施例的发光装置之一与透射型液晶面板的组合。

如图27中所示，透射型液晶面板26被提供在根据第一至第十一实施例之一的发光装置10上。

从线型光导体14发出的光线通过表面光导体16照射在透射型液晶面板28上，由透射型液晶面板28所透射，并且由人眼所观察。

如上文所述，根据本实施例，使用透射型液晶面板的液晶显示器可以提供良好的显示特性。

[变型]

本发明不限于上述实施例，并且可以覆盖其它各种变型。

例如，在第十实施例中，线型光导体被分为上下两个区域。但是该线型光导体可以分为更多的区域，从而可以获得更加均匀的光强分布。但是，提供的区域越多，则所需的光反射部分的设置角的数目越多。相应地，最好考虑到所需的均匀光强分布和成本许可范围设置适当的区域数目。

Claims (15)

1.一种发光装置，包括：

用于发光的光源；以及

线型光导体，用于反射从所述光源照射在形成于反射面上的多个光反射部分的光线，并且使所述光线从与所述反射面相对的出射面线性地射出；

其中通过所述线型光导体的端部将所述光源所发出的光线导入到所述线型光导体中，

其中以根据所述多个光反射部分的位置确定的不同角度分别倾斜所述光反射部分的各平面，以便所述光线基本上与所述线型光导体的纵向方向相垂直地射出。

2.根据权利要求1所述的发光装置，其中，

所述多个光反射部分是相同的V形槽，该槽的一个平面是所述光反射部分的平面。

3.根据权利要求1所述的发光装置，其中，

将所述线型光导体纵向分割为多个区域；以及

在每个分割区域中，以相同的角度倾斜所述多个光反射部分的平面。

4.根据权利要求3所述的发光装置，其中，

在包含所述线型光导体的中心的区域中以及在接近所述线型光导体的端部的区域中，以相同的角度倾斜所述多个光反射部分的平面。

5.根据权利要求3所述的发光装置，其中，

在所述线型光导体的第一纵向分割区域中，以第一角度同样地倾斜所述光反射部分的平面；

在与所述第一区域相邻的第二区域中，以与所述第一角度不同的第二角度同样地倾斜所述光反射部分的平面；以及

在接近所述第一区域和所述第二区域之间的交界的区域中，混合了具有以所述第一角度倾斜的平面的光反射部分和具有以所述第二角度倾斜的平面的光反射部分。

6.根据权利要求1所述的发光装置，其中，

将所述线型光导体与纵向方向相垂直地分割为多个区域；以及

在每个分割区域中，以相同的角度倾斜所述多个光反射部分的平面。

7.根据权利要求1所述的发光装置，其中，

以如下角度分别倾斜所述多个光反射部分的平面，所述角度使基本上从所述光源的中心发射的光基本上垂直于所述线型光导体的纵向方向射出。

8.根据权利要求1所述的发光装置，其中，

所述线型光导体具有弯曲的反射面。

9.根据权利要求1所述的发光装置，其中，

所述光反射部分的一个平面的宽度与所述光反射部分的另一个平面的宽度互不相同。

10.根据权利要求1所述的发光装置，其中，

在所述线型光导体的反射面上进一步形成反射涂膜。

11.根据权利要求1所述的发光装置，其中进一步包括：

与所述线型光导体相分离地提供在所述线型光导体的反射面上的反射装置。

12.根据权利要求1所述的发光装置，其中，

所述线型光导体基本上为方柱形。

13.根据权利要求1所述的发光装置，其中，

倾斜所述多个光反射部分的平面以使得在所述多个光反射部分的平面上反射从所述光源直接入射到所述多个光反射部分的平面上的光，并使所述光与所述线型光导体的纵向方向基本上垂直地从所述线型光导体的出射面射出。

14.根据权利要求1所述的发光装置，其中，

倾斜所述多个光反射部分的平面中的一个平面以使得在所述多个光反射部分的平面中的所述一个平面上反射从所述光源直接入射到所述多个光反射部分的平面中的所述一个平面上的光，并使所述光与所述线型光导体的纵向方向基本上垂直地从所述线型光导体的出射面射出；以及

倾斜所述多个光反射部分的平面中的另一个平面以使得在所述多个光反射部分的平面中的所述另一个平面上反射在所述线型光导体的出射面上反射的光，并使所述光与所述线型光导体的纵向方向基本上垂直地从所述线型光导体的出射面射出。

15.一种包括发光装置的液晶显示器，所述发光装置包括：

用于发光的光源；以及

线型光导体，用于反射从所述光源照射在形成于反射面上的多个光反射部分的光线，并且使所述光线从与所述反射面相对的出射面线性地射出，以及由发光装置照明的液晶面板；

其中通过所述线型光导体的端部将所述光源所发出的光线导入到所述线型光导体中，

其中以根据所述多个光反射部分的位置确定的不同角度分别倾斜所述光反射部分的各平面，以便所述光线基本上与所述线型光导体的纵向方向相垂直地射出。

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