CN101782664B - 光控制部件、发光装置以及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种光控制部件、发光装置以及显示装置。光控制部件包括板状部件，板状部件包括平坦地形成的第一表面以及第二表面，第二表面朝向第一表面并具有由大体上平行布置的多个线状棱镜构成的至少三个棱镜线群。在棱镜线群中，构成每个棱镜线群的线状棱镜在一个交叉点处交叉，从长度方向观察时，线状棱镜形成为具有大体上曲线状的外缘的凸起形状。

Description

光控制部件、发光装置以及显示装置
技术领域
本发明涉及光控制部件、发光装置以及显示装置。
背景技术
发光装置用在液晶显示装置等中，该发光装置是使用光源作为直接照明的照明器以及照明显示面板的背面的背光照明。发光装置的光源部分可以由以矩阵的形式布置的多个点光源(诸如发光二极管(下文中称作“LED”))或者以大体上平行的形式布置的多个线光源构成。
特别是当发光装置用在显示装置中时，要求从发光装置发射的光在整个显示面板上亮度均匀。因此，发光装置通常构造为使得发光装置和显示面板适当地彼此分开并且使得从光源发射的光进入光扩散板并在其中扩散，并之后朝向显示面板发射。但是最近，显示装置的厚度趋向于减小，并且因此发光装置与显示面板之间的距离减小了。因此，即使当从光源发射的光进入光扩散板时，光可能仍得不到适当地扩散，因此可能减小显示面板的亮度均匀性。
对于上述问题，已经提出了一种用于实现透过光扩散板的光的亮度均匀性的光控制部件(例如，日本专利申请公报No.2008-242269和2006-318886)。日本专利申请公报No.2008-242269公开了一种光学板，其具有设置在表面上的多面棱镜结构并且使得入射光能够以不同的角度发射。日本专利申请公报2006-318886公开了一种光控制部件，其具有用于控制光的凹槽以及用于收集光的凹槽，这些凹槽彼此交叉。
发明内容
但是，当LED被用作发光装置的光源时，LED根据定向特性发射光以使光大体上椭圆形地扩散，因此，越靠近中心，其照明就越亮。因此，即使使用了日本专利申请公报No.2008-242269和2006-318886中公开的光控制部件，也会发生这种对应于LED的中心的部分亮度增加并且围绕高亮度部分的弱部分亮度减小的现象，因此存在整个显示面板的亮度均匀性减小的问题。
考虑到上述情况，期望提供新的并且可以增强亮度均匀性的、经改善的光控制部件、发光装置以及显示装置。
根据本发明的实施例，提供了一种包括板状部件的光控制部件，板状部件包括平坦地形成的第一表面并包括第二表面，第二表面朝向所述第一表面并具有至少三个棱镜线群，所述棱镜线群由大体上平行布置的多个线状棱镜构成。在所述棱镜线群中，构成每个所述棱镜线群的每个所述线状棱镜在一个交叉点处交叉，在从长度方向看去时，所述线状棱镜形成为具有大体上曲线状的外缘的凸起形状。
根据本发明，从构成棱镜线群的线状棱镜的长度方向观察时，线状棱镜形成为具有大体上曲线状的外缘的凸起形状。根据此构造，对于进入光控制部件的第一表面的光，可以增加从形成在第二表面上的一个线状棱镜中发射的光的数目。从线状棱镜发射的光的亮度分布具有对称的吊钟形曲线，其中在线状棱镜最为突出的中心位置处亮度最高，距离中心位置越远，亮度越减小。通过将多个线状棱镜大体上平行地布置而构造的棱镜线群从三个方向彼此交叉，并由此可以使透过光控制部件的光的亮度分布总体地均匀。
这里，线状棱镜具有至少四个表面，所述四个表面连接为使得相邻的表面形成钝角，并且形成为从所述长度方向观察时具有大体上曲线状的外缘的凸起形状。或者，从长度方向观察时，所述线状棱镜形成为具有曲线状的外缘的凸起形状。
所述棱镜线群可以在通过将以所述交叉点为中心的圆周等分而获得的每个方向上延伸。
此外，在线状棱镜中，当所述线状棱镜的外缘在垂直于所述第一表面的方向上以任意间隔分段时，与所述线状棱镜最为突起的中心位置距离越远，在每段中每单位面积的光束数目越少。即，在线状棱镜中，距离所述中心位置越远，在每段中每单位面积的光束数目Fn/Sn越小，并且
Sn＝((Ln+1-Ln)/2)2-((Ln-Ln-1)/2)2....(1)
Fn＝Bn×cosθn×I(θn)×T(θn)...(2)
其中，Bn是作为实际视觉确认的面积的虚像面积，θn为发光关于所述第二表面的法线方向的入射角，I(θn)为所述光源在θn处的光强，T(θn)为所述光控制部件在θn处的光透过率，Ln＝tanθn，L1-L0＝0，并且n为整数。
根据本发明的另一个实施例，提供了一种发光装置，其包括发光的光源以及使从所述光源发射的光扩散的光控制部件。所述光控制部件由板状部件构成，所述板状部件包括平坦地形成的第一表面并包括第二表面，所述第二表面具有由大体上平行布置的多个线状棱镜构成的至少三个棱镜线群。在所述棱镜线群中，构成每个所述棱镜线群的每个所述线状棱镜在一个交叉点处交叉，从长度方向观察时，所述线状棱镜形成为具有大体上曲线状的外缘的凸起形状。
这里，光源可以由布置为具有预定间隔的格子图案的点光源构成。所述点光源可以在大体上垂直于所述光控制部件的方向上发光。此外，发光装置可以包括设置在所述光源与所述光控制部件之间的空气层。
根据本发明的另一个实施例，提供了一种显示装置，其包括其上显示图像的显示面板，以及从后表面照明所述显示面板的发光装置。这里，所述发光装置包括发光的光源以及使从所述光源发射的光扩散的光控制部件。以及，所述光控制部件由板状部件构成，所述板状部件包括平坦地形成的第一表面并包括第二表面，所述第二表面具有由大体上平行布置的多个线状棱镜构成的至少三个棱镜线群。在所述棱镜线群中，构成每个所述棱镜线群的每个所述线状棱镜在一个交叉点处交叉，并且从长度方向观察时，所述线状棱镜形成为具有大体上曲线状的外缘的凸起形状。
如上所述，根据本发明，提供了能够增强亮度均匀性的光控制部件、发光装置和显示装置。
附图说明
图1为示出了根据本发明的第一实施例的显示装置的构造的透视图；
图2为示出了根据第一实施例的显示装置的截面图；
图3为示出了根据第一实施例的光扩散板的构造的局部立体图；
图4为用于解释根据第一实施例的光扩散板的形状和特性的示意图；
图5为根据第一实施例的光扩散板的局部放大图；
图6为示出了根据第一实施例的光扩散板的另一个示例的局部立体图；
图7为示出了现有技术光扩散板的构造的示意图；
图8为示出了现有技术光扩散板的构造的示意图；
图9为示出了现有技术光扩散板的构造的示意图；
图10为示出了现有技术光扩散板的构造的示意图；
图11为用于解释模拟条件的示意图；
图12A为示出了当光源为一个灯时示出在图3的光扩散板中的光扩散状态的模拟结果的图像；
图12B为示出了当光源为25个灯时示出在图3的光扩散板中的光扩散状态的模拟结果的图像；
图12C为示出了在图3的光扩散板中的亮度分布的模拟结果的曲线图；
图13A为示出了当光源为一个灯时示出在图6的光扩散板中的光扩散状态的模拟结果的图像；
图13B为示出了当光源为25个灯时示出在图6的光扩散板中的光扩散状态的模拟结果的图像；
图13C为示出了在图6的光扩散板中的亮度分布的模拟结果的曲线图；
图14A为示出了当光源为一个灯时示出在图7的光扩散板中的光扩散状态的模拟结果的图像；
图14B为示出了当光源为25个灯时示出在图7的光扩散板中的光扩散状态的模拟结果的图像；
图14C为示出了在图7的光扩散板中的亮度分布的模拟结果的曲线图；
图15A为示出了当光源为一个灯时示出在图8的光扩散板中的光扩散状态的模拟结果的图像；
图15B为示出了当光源为25个灯时示出在图8的光扩散板中的光扩散状态的模拟结果的图像；
图15C为示出了在图8的光扩散板中的亮度分布的模拟结果的曲线图；
图16A为示出了当光源为一个灯时示出在图9的光扩散板中的光扩散状态的模拟结果的图像；
图16B为示出了当光源为25个灯时示出在图9的光扩散板中的光扩散状态的模拟结果的图像；
图16C为示出了在图9的光扩散板中的亮度分布的模拟结果的曲线图；
图17A为示出了当光源为一个灯时示出在图10的光扩散板中的光扩散状态的模拟结果的图像；
图17B为示出了当光源为25个灯时示出在图10的光扩散板中的光扩散状态的模拟结果的图像；
图17C为示出了在图10的光扩散板中的亮度分布的模拟结果的曲线图。
具体实施方式
下文中，将要参照附图详细描述本发明的优选实施例。注意，在说明书以及附图中，具有基本相同功能和结构的结构元件由相同的附图标记所表示，并且省略对这些结构元件的解释。
以以下顺序进行说明：
1.显示装置的构造；
2.光扩散板的构造；
3.模拟(模拟条件和模拟结果)
<1.显示装置的构造>
首先，根据图1和图2描述了具有光扩散板150的显示装置100的构造，其中光扩散板150为根据本发明的第一实施例的光控制部件。图1为图示了根据本实施例的显示装置100的构造的透视图。图2为示出了根据本实施例的显示装置100的截面图。
根据本实施例的显示装置100为液晶显示装置，其例如用作电视接收机和个人计算机的显示部分。如图1和图2所示，显示装置100由外壳102、显示面板104和设置在外壳102中作为发光装置的背光单元110构成。
外壳102支撑显示面板104并且是容纳背光单元110的部件。通过将前面板102a和后面板102b结合到一起来形成外壳102。前面板102a具有沿Z轴方向贯穿的开口，并且显示面板104被设置为使其靠近开口。
显示面板104在其上显示图像，并且例如由透射彩色液晶面板和从前侧和后侧支持面板的两个偏振板构成。显示面板104由有源矩阵系统驱动以显示全彩图像。
如图2所示，外壳102包括背光单元110，其作为从后表面(Z轴负方向侧上的表面)侧照明显示面板104的发光装置。背光单元110由以下部分构成：外壳120、发光单元130、光扩散板150以及光学片160。
外壳120容纳发光单元130并且支撑光扩散板150和光学片160。外壳120由朝向显示面板104的平坦部分122以及从平坦部分122的外围大体上垂直于(沿Z轴的正方向)平坦部分122突起的外围表面124。由外围表面124围绕的平坦部分122容纳发光单元130。外围部分124的内侧与光扩散板150和光学片160的末端边缘相接触，以支撑光扩散板150和光学片160。外壳120的平坦部分122与光扩散片150具有设置在它们之间的空气层140。
发光单元130具有电路板132和光源134，并且朝向显示面板104侧发光。电路板132设置在外壳120的平坦部分122上，并且安装有用于对光源134的发射进行控制的光发射控制电路(未示出)。例如，LED可以被用作光源134。如图1所示，在根据本实施例的背光单元110中，多个光源134布置为使其在上、下、左、右方向(x轴方向和y轴方向)上彼此间隔预定间距。例如，光源134由包括一个红色LED、两个绿色LED以及一个蓝色LED的四个LED构成。
光扩散板150是使光扩散的板状光控制部件，并且由诸如丙烯酸的材料制成。光扩散板150由外壳120的外围表面124所支撑，以朝向光源134。光扩散板150使从光源134发射的光扩散。根据此构造，穿过光扩散板150的光被扩散以进入显示面板104，并且可以减小显示面板104中的亮度的变化。以下说明光扩散板150的详细构造。
举例来说，光学片160控制从光源134发射的光的传播方向。光学片160由具有预定光学功能的片的层压件构成，具有预定光学功能的片例如使从光源134发射的光偏转以将光引导到预定方向的棱镜片，以及转换偏振方向的偏振方向转换片。光学片160设置在光扩散板150上，以朝向显示面板104。
在显示装置100中，显示面板104显示图像，并且光发射控制电路控制光源134的发射，以允许光源134发光。从光源134发射的光大体上垂直地传播通过空气层140，以进入光扩散板150。进入光扩散板150的光在光扩散板150中扩散，并且经扩散的光随后由光学片160折射或者转换偏振方向。之后，光照明显示面板104的背面。
已经说明了根据本实施例的显示装置100的构造。在显示装置100中，以预定间隔布置的多个LED被用作光源134。根据LED的定向特性，越靠近LED的中心，其照明就越亮。因此，需要良好地将光扩散为使得显示面板104被照明并减小显示面板104中的亮度变化的程度。因此，根据本实施例的显示装置100包括光扩散板150，其进一步将光扩散并且构造为使得所发射的光的亮度总体上大体上均匀。
下文中，根据图3到图6，详细描述了根据本实施例的光扩散板150的构造。图3为示出了根据本实施例的光扩散板150的构造的局部立体图。图4为用于解释根据本实施例的光扩散板150的形状和特性的示意图。图5为根据本实施例的光扩散板150的局部放大图。图6为示出了根据本实施例的扩散板的另一个示例的局部立体图。
<2.光扩散板的构造>
根据本实施例的光扩散板150为由诸如丙烯酸制成的板状部件，并且例如如图3所示，光扩散板150在朝向显示面板104的表面上(下文中称作“前表面150a”)具有凹凸的形状。平坦地形成光扩散板150的后表面150b。光扩散板150的前表面150a的凹凸形状由三个棱镜线群151、152和153的结合构成。棱镜线群151、152和153都由平行布置的多个线状棱镜155构成。例如，第一棱镜线群151由以预定间隔平行布置的线状棱镜1551a、1551b、1551c等构成。相似地，第二棱镜线群152由以预定间隔平行布置的线状棱镜1552a、1552b、1552c等构成，并且第三棱镜线群153由以预定间隔平行布置的线状棱镜1553a、1553b、1553c等构成。
在每个棱镜线群151、152和153中，线状棱镜155的布置间隔相同，并且相邻线状棱镜155的脊线的间隔被设置为约100μm。从棱镜线群151、152和153中的每一者中任意选择一个而得的三个线状棱镜155在一个交叉点158处交叉。从线状棱镜155的交点158来观察，线状棱镜155构造为使其在通过分割圆周获得的三个方向上、以交点158为中心、以预定角度延伸。在本实施例中，线状棱镜155的延伸方向可以为通过将以交点158为中心的圆周等分而获得的方向(即，60°)。
如图5所示，线状棱镜155的截面具有多面形状，该截面是通过相对于长度方向垂直切割来获得的并且朝向前表面150a侧突起。在根据本实施例的线状棱镜155中，相对于从最突出部分156垂到后表面150b的垂线对称地设置六个表面157a到157f。连接表面157a到157f，使得由相邻的表面所形成的角为钝角(π/2＜θ＜π)，并且形成具有从长度方向观察时大体上曲线状的外缘的凸起形状。此时，凸起形状形成为更尖的曲线形状，并因此将光进一步地扩散。如图3所示，通过布置线状棱镜155来构成的棱镜线群151、152和153交叉，由此形成了都具有大致为三角金字塔形状的凹陷，并且在前表面150a上形成了凹凸形状。
说明光在显示装置100中的传播。如图4所示，从背光单元110的光源134发出的光直线传播通过空气层140，以入射角θ进入光扩散板150的后表面150b。进入光扩散板150的光被折射，以从形成在前表面150a上的线状棱镜155的表面上发射，并且因此，由光学片160折射，以使其以相同方向传播。从光学片160发射的光照明显示面板104的背面。
当来自光源134的光传播时，从光学片160的前表面侧(来自光源134的光从该表面的该侧发射)观察背光单元110，看到光源134发射从线状棱镜155的表面157a到157f发射出的光。因此，当一个线状棱镜155具有12个表面时，从12个光源134发出的光从一个线状棱镜155发射出来，以照明显示面板104。构成线状棱镜155的凸起形状的表面的数目增多，由此可以从线状棱镜155发出从更多的光源134发射的光。
在具有根据本实施例的上述构造的线状棱镜155中，最突出的中心位置156具有最高的亮度，并且距离中心位置156越远、越靠近两侧，亮度越减小。即，示出了从线性棱镜155发出的光的亮度的曲线图是对称的吊钟形曲线。根据该构造，对于从一个线状棱镜发射的光，该光被发射以使得在中心位置156处亮度最高，并且使得距离中心位置156越远，亮度越逐渐地减小。在远离中心位置156的位置处，从相邻的线状棱镜155发射的光彼此叠加，由此从背光单元110发射的光具有总体均匀的亮度。
换言之，在线状棱镜155中，在中心位置156处每单位分配面积的光束数目最大，并且距离中心位置156越远，光束数目减小，其中单位分配面积对应于构成线状棱镜155的每个表面157a-157f。每单位分配面积的光束数目由Fn/Sn表示，其中Sn为由从构成线状棱镜155的每个表面157a到157f发射的光所照射的区域(下文中称作“分配区域Sn”)，并且Fn为穿过分配区域Sn的光束数目(下文中称作“期望光束Fn”)，n为整数，并且从最靠近中心位置156开始的顺序是1，2，3，……。Sn和Fn由以下公式(1)和公式(2)表示：
Sn＝((Ln+1-Ln)/2)2-((Ln-Ln-1)/2)2....(1)
Fn＝Bn×cosθn×I(θn)×T(θn)...(2)
其中，Bn为虚像面积，θn为发射关于发光面的法线方向的入射角，I(θn)为光源134在θn处的光强，并且T(θn)为光扩散板150在θn处的光透过率。此时，Ln＝tanθn，并且L1-L0＝0。相对于分配区域Sn来说，虚像面积Bn为从光扩散板150的前表面150a侧在垂直方向上观察实际上看到的发光区域的面积。
在本实施例中，三个棱镜线群151、152和153形成60°并且在三个方向上相交，因此，如图4所示，将照明分配到一个线状棱镜155的分配区域Sn具有中心角为60°的扇形形状或者圆弧形状。线状棱镜155形成为使得：随着穿过分配区域Sn的期望光束Fn更接近中心位置156，线状棱镜155的数目越增加。根据此构造，可以形成这种对称的吊钟形亮度分布，使得中心位置156最亮，并且距离中心位置156越远，越变得逐渐地更暗。
已经说明了根据本实施例的光扩散板150的构造。如图3所示，根据本实施例的光扩散板150在前表面150a上具有凹凸的形状，并且通过交叉三个棱镜线群151、152和153形成凹凸的形状，其中通过将各自都形成为大体上曲线状的表面的线状棱镜155平行布置来构造三个棱镜线群151、152和153。凹凸的形状形成为使得线状棱镜155中的每个在线状棱镜155彼此交叉的交叉点158处交叉，其中线状棱镜组成每个棱镜线群151、152和153。根据此构造，由于每个线状棱镜155的高扩散效果以及从远离中心位置156的表面发射的光与从相邻的线状棱镜155发射的光的重叠，可以使从背光单元110发射的光的亮度均匀。
光扩散板的形状不限于根据图3中图示的本实施例的光扩散板150的形状。光扩散板的线状棱镜可以在垂直于长度方向的截面形状的中心的两侧上都具有两个或多个表面(157a和157b)，即，可以具有四个或更多个表面。可以设置三个或更多个棱镜线群。
例如，如图6所示，可以使用光扩散板250。光扩散板250具有通过将多个线状棱镜255以相等间隔平行布置来构造的四个棱镜线群。图6中图示的线状棱镜255可以具有与图3的线状棱镜155的形状相同的形状。在光扩散板250中，构成每个棱镜线群251、252、253和254的每个线状棱镜255在一个交叉点258交叉，线状棱镜255在该交叉点258处彼此交叉。即，线状棱镜255从一个交叉点258朝向四个方向延伸。根据线状棱镜的形状，由于每个线状棱镜255的高扩散效果以及从远离中心位置的表面发射的光与从相邻的线状棱镜255发射的光的重叠，可以使从背光单元110发射的光的亮度均匀。在图6中，分别构成棱镜线群251、252、253和254的线状棱镜255的每个延伸方向可以是通过将以交叉点258为中心的圆周等分所获得的方向(即，45°)。
<3.模拟>
[模拟条件]
模拟了根据本实施例的光扩散板150和250的光扩散效果以及现有技术的光扩散板10、20、30和40的光扩散效果，并且检验了根据本实施例的光扩散板150和250的光扩散效果。下文中，根据图7到图17C说明模拟条件和模拟结果。
图7到图10为示出了现有技术的光扩散板10、20、30和40的构造的示意图。图11为用于解释模拟条件的示意图。图12A到图12C为示出了从根据本实施例的光扩散板150获得的模拟结果的图像和曲线图。图13A到图13C为示出了从根据本实施例的光扩散板250获得的模拟结果的图像和曲线图。图14A到图14C为示出了从图7的光扩散板10获得的模拟结果的图像和曲线图。图15A到图15C为示出了从图8的光扩散板20获得的模拟结果的图像和曲线图。图16A到图16C为示出了从图9的光扩散板30获得的模拟结果的图像和曲线图。图17A到图17C为示出了从图10的光扩散板40获得的模拟结果的图像和曲线图。
在该模拟中，检验了从光扩散板获得的光扩散效果。检验了根据实施例的图3中图示的光扩散板150以及图6中图示的另一个光扩散板250的光扩散效果。同时，作为比较，也检验了图7到图10中图示的四个现有技术光扩散板的光扩散效果。
图7中图示的光扩散板10具有平坦的前表面10a以及平坦的后表面10b。图8中图示的光扩散板20具有前表面20a以及平坦的后表面20b，其中前表面20a具有多个凹陷部22。图9中图示的光扩散板30具有前表面30a以及平坦的后表面30b，其中前表面30a具有凹凸的形状。通过线状棱镜32与线状棱镜34的交叉形成前表面30a的凹凸的形状。线状棱镜32具有与在第一方向上延伸的长度方向垂直的大体上半圆形的截面，并且线状棱镜34具有与在第二方向上延伸的长度方向垂直的倒转的V字形截面，其中第二方向与第一方向十字形交叉。图10中图示的光扩散板40具有三个棱镜线群42、44和46，其中通过将多个线状棱镜以预定间隔平行布置来构造三个线状棱镜群。构成每个棱镜线群的线状棱镜具有垂直于长度方向的倒转的V字形截面。光扩散板40构造为使得构成每个棱镜线群42、44和46的每个线状棱镜(例如42a、44a和46a)在线状棱镜彼此交叉的一个交叉点处以60°角交叉。
如图11所示，在这个模拟中，在作为光源134的25个LED在电路板132上以预定间隔布置为格子图案的状态下，光从LED朝向光扩散板150侧发出。LED在水平方向上以预定间隔w1布置并且在竖直方向上以间隔w2布置。此外，从设置LED的电路板132上表面到光扩散板150的后表面设置有距离d的空气层140。举例来说，w1、w2和d可以为约20mm。在模拟中，检验了在只有25个LED的中心LED被点亮的情况下，在光传播通过光扩散板之后的光扩散状态，以及在25个LED被点亮的情况下，在光传播通过光扩散板之后的光扩散状态。在这些情况下计算了在图11的线A-A上的亮度分布的模拟值。
[模拟结果1：使用了根据本实施例的光扩散板150(图3)]
图12A到图12C图示了根据本实施例的图3中图示的光扩散板150的模拟结果。如图12A所示，当只有一个LED被点亮时，中心位置最亮，并且距离中心位置越远就变得越暗。表现出了同心的亮度梯度。如图12C的虚线所示，此时的亮度分布具有对称的吊钟形状。之后，当所有的25个LED被点亮时，如图12B所示，在中心部分处以正方形布置9个LED的中心区域具有基本均匀的亮度，并且如图12C的实线所示，发出了具有高亮度值的光。距离中心区域越远并且越靠近外周侧，亮度值减小并且变暗；但是，由于使用了光扩散板150，可以在完全没有亮度不均匀性的状态下实现照明。
[模拟结果2：使用了根据本实施例的光扩散板250(图6)]
图13A到图13C图示了根据本实施例的图6中图示的光扩散板250的模拟结果。如图13A所示，当只有一个LED被点亮时，表现出与光扩散板150的亮度梯度相似的同心亮度梯度。即，中心位置最亮，并且距离中心位置越远就变得越暗。如图13C的虚线所示，此时的亮度分布具有对称的吊钟形状。在对应于中央LED的位置处的亮度高于在使用光扩散板150的情况下的亮度。之后，当所有的25个LED被点亮时，如图13B所示，在中心部分处以正方形布置9个LED的中心区域具有基本均匀的亮度，并且如图13C的实线所示，发出了具有高亮度值的光。距离中心区域越远并且越靠近外周侧，亮度值减小并且变暗；但是，与光扩散板150相同，由于使用了光扩散板250，可以在完全没有亮度不均匀性的状态下实现照明。
[模拟结果3：使用了现有技术的光扩散板10(图7)]
图14A到图14C图示了图7中图示的现有技术光扩散板10的模拟结果。当只有一个LED被点亮时，表现出了图14A中图示的同心的亮度梯度。即，LED的中心位置最亮，并且距离中心位置越远就变得越暗。但是，相比于使用根据本实施例的光扩散板150的情况(图12A)，亮度梯度的范围较小。这是因为，从图14C中的虚线所示出的曲线来看，虽然亮度分布为对称的吊钟形状，但是中心部分的亮度值高，并且距离中心部分越远，亮度的值迅速减小。即，可以表明从光源134发射的光没有由光扩散板10良好地扩散。
其次，当所有的25个LED被点亮时，如图14B所示，LED的相应位置非常亮，并且在相邻的LED之间较暗。此时，如图14C的实线所示，与位于连接对角的直线A-A上的LED相对应的亮度值较高，并且在相邻的LED之间的亮度值较低。因此，亮度值以正弦方式改变，并且发生亮度不均匀。
[模拟结果4：使用了现有技术的光扩散板20(图8)]
图15A到图15C图示了图8中图示的现有技术光扩散板20的模拟结果。当只有一个LED被点亮时，表现出图15A中图示的十字形亮度梯度。即，LED的中心位置最亮，并且距离中心位置越远就变得越暗。与例如使用根据本实施例的光扩散板150的情况相同，根据由图15C中的虚线所示出的曲线，可以看出表现出了对称吊钟形状的亮度分布，并且从LED发出的光被扩散。
但是，从一个LED发射的光扩散为十字形，并且因此，当所有的25个LED被点亮时，使得全都以十字形扩散的相邻的LED的光彼此连续，并且，如图15B所示，发生了格子形状的亮度不均匀。由图15C的实线所示出的曲线也示出了以波状方式改变的亮度值。因此，从通过布置诸如LED的点光源而形成的发光单元发出的光可能得不到均匀地扩散。
[模拟结果5：使用了现有技术的光扩散板30(图9)]
图16A到图16C图示了图9中图示的现有技术光扩散板30的模拟结果。当只有一个LED被点亮时，展示出图16A中图示的椭圆的亮度梯度。即，LED的中心位置最亮，并且距离中心位置越远就变得越暗。此时，相比于使用根据本实施例的光扩散板150的情况，亮度梯度的范围较小。这是因为，如图16C中的虚线所示出的曲线来看，虽然展示出了对称的吊钟形状的亮度分布，但是中心部分的亮度值高，并且距离中心部分越远，亮度的值迅速减小。即，可以表明从光源134发射的光没有由光扩散板30良好地扩散。
其次，当所有的25个LED被点亮时，如图16B所示，发生格子形状的亮度不均匀。由如图16C的实线所示出的曲线也示出了亮度值以波状方式改变。图16B的竖直方向上的亮度大于水平方向上的亮度。这是因为，如图9所示，从线状棱镜32(在水平方向延伸并且具有半圆形截面)获得的光扩散效果较高，从线状棱镜34(在竖直方向延伸并且具有倒转的V字形截面)获得的光扩散效果较低。因此，在光扩散板30中，从通过布置诸如LED的点光源而形成的发光单元发出的光可能没有得到均匀地扩散。
[模拟结果6：使用了现有技术的光扩散板40(图10)]
图17A到图17C图示了图10中图示的现有技术光扩散板40的模拟结果。光扩散板40与根据本实施例的光扩散板150之间的区别在于线状棱镜具有倒转的V字形截面。当只有一个LED被点亮时，展示出图17A中图示的大体上六边形的亮度梯度。即，LED的中心位置最亮，并且距离中心位置越远就变得越暗。虽然光扩散板40具有如图17C的虚线所示出的较高光扩散效果，但是亮度值在距离中心位置稍远的两个位置处最高。
但是，当所有的25个LED被点亮时，如图17B所示，发生条纹状的亮度不均匀。根据由如图17C的实线所示出的曲线，可以表明虽然没有展示出波形状的亮度分布，但是亮度值总体上不恒定，这与由一个LED扩散的光的亮度分布相一致。因此，在光扩散板40中，从通过布置诸如LED的点光源而形成的发光单元发出的光可能没有得到均匀地扩散。
根据上述结果，可以表明与使用现有技术光扩散板10、20、30和40的情况相比，由于使用了根据本实施例的光扩散板150和250，从通过布置点光源而形成的发光单元发射的光可以得到均匀地扩散。
已经说明了根据本实施例的显示装置100。根据本实施例，在光扩散板150中，具有平行布置的线状棱镜155的棱镜线群形成在三个方向上，并且棱镜线群的各个线状棱镜155在一个交叉点158交叉。线状棱镜155的突起形状由至少三个表面形成，并且因此可以增强从一个线状棱镜155获得的光扩散效果。
本领域的技术人员应该认识到，在权利要求及其等价物的范围内，可以根据设计需要以及其他因素进行各种修改、结合、子结合和替换。
例如，在上述实施例中，线状棱镜155具有多面的突起形状；但是，本发明不限于这个示例，并且线状棱镜155可以例如为曲线表面。在这种情况下，如图5所示，曲线状的表面从中心位置156以任意间隔分段(例如，A1、A2、A3、A4和A5)。根据分段的曲线上切线斜率为平均值的位置来确定入射角。突起形状形成为使得：根据由公式(1)和公式(2)所表示的分配区域Sn和期望光束Fn，距离中央位置越远，每单位面积的期望光束(Fn/Sn)越小。因此，形成的线状棱镜例如如图3中那样布置，并且因此可以提供增强亮度均匀性的类似效果。
在上述实施例中，通过将多个LED布置为格子图案来构造发光单元130的光源134；但是，本发明不限于这个示例。例如，可以使用诸如冷阴极荧光灯和热阴极荧光灯的线状光源。
本申请包括涉及2009年1月14日递交给日本专利局的日本在先专利申请JP 2009-006084中公开的主题，并将其全部内容通过引用结合于此。

Claims (10)

1.一种光控制部件，包括：
板状部件，其包括：
平坦地形成的第一表面，以及
第二表面，其朝向所述第一表面并具有至少三个棱镜线群，所述棱镜线群由大体上平行布置的多个线状棱镜构成，
其中，从每个所述棱镜线群选择一个线状棱镜而得的多个线状棱镜在一个交叉点处交叉，所述线状棱镜在从长度方向看去时形成为具有大体上曲线状的外缘的凸起形状。
2.根据权利要求1所述的光控制部件，其中，所述线状棱镜具有至少四个表面，所述四个表面连接为使得相邻的表面形成钝角，并且形成为从所述长度方向观察时具有大体上曲线状的外缘的凸起形状。
3.根据权利要求1所述的光控制部件，其中，所述棱镜线群在通过将以所述交叉点为中心的圆周等分而获得的每个方向上延伸。
4.根据权利要求1所述的光控制部件，其中，在所述线状棱镜中，当所述线状棱镜的外缘在垂直于所述第一表面的方向上以任意间隔分段时，与所述线状棱镜最为突起的中心位置距离越远，在每段中每单位面积的光束数目就越少。
5.根据权利要求4所述的光控制部件，其中，在所述线状棱镜中，距离所述中心位置越远，在每段中每单位面积的光束数目Fn/Sn越小，并且
Sn＝((Ln+1-Ln)/2)2-((Ln-Ln-1)/2)2....(1)
Fn＝Bn×cosθn×I(θn)×T(θn)...(2)
其中，Bn为实际视觉确认的虚像面积，θn为发出的光相对于所述第二表面的法线方向的入射角，I(θn)为发出所述光的光源在θn处的光强，T(θn)为所述光控制部件在θn处的光透过率，Ln＝tanθn，L1-L0＝0，并且n为整数。
6.根据权利要求1所述的光控制部件，其中，所述线状棱镜形成为凸起形状，从所述长度方向观察时，所述凸起形状具有曲线状的外缘。
7.一种发光装置，包括：
发光的光源；以及
光控制部件，其使从所述光源发射的光扩散，
其中，所述光控制部件由板状部件构成，所述板状部件包括平坦地形成的第一表面并包括第二表面，所述第二表面具有由大体上平行布置的多个线状棱镜构成的至少三个棱镜线群，
从每个所述棱镜线群选择一个线状棱镜而得的多个线状棱镜在一个交叉点处交叉，所述线状棱镜在从长度方向看去时形成为具有大体上曲线状的外缘的凸起形状。
8.根据权利要求7所述的发光装置，其中，所述光源由布置为具有预定间隔的格子图案的点光源构成，所述点光源在大体上垂直于所述光控制部件的方向上发光。
9.根据权利要求7所述的发光装置，其中，空气层设置在所述光源与所述光控制部件之间。
10.一种显示装置，包括：
显示面板，其上显示图像；以及
发光装置，其从后表面照明所述显示面板，
其中，所述发光装置包括发光的光源以及使从所述光源发射的光扩散的光控制部件，
所述光控制部件由板状部件构成，所述板状部件包括平坦地形成的第一表面并包括第二表面，所述第二表面具有由大体上平行布置的多个线状棱镜构成的至少三个棱镜线群，
从每个所述棱镜线群选择一个线状棱镜而得的多个线状棱镜在一个交叉点处交叉，并且
所述线状棱镜在从长度方向看去时形成为具有大体上曲线状的外缘的凸起形状。
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