CN101788118A - 发光装置和图像显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发光装置和一种图像显示装置。所述发光装置包括：用于发光的多个光源；以及导光板，其具有与光源的光轴方向正交的基本上平板形状，所述导光板包括光入射面和光出射面，从光源出射的光入射到光入射面中，从光入射面入射的光从光出射面出射。在光入射面上连续地形成不规则部，每一个不规则部由与光入射面的平面形成角度θ_a的第一斜面和与光入射面的平面形成角度θ_b的第二斜面构成。

Description

发光装置和图像显示装置

技术领域

本发明涉及一种发光装置和一种图像显示装置。

背景技术

近年来，在很多情况下，随着显示面板尺寸的增大，紧邻显示面板之下布置多个发光二极管(LED)的背光型发光装置已被用于诸如电视接收机的图像显示装置中。由于LED的方向性特性，所以它具有越接近LED的中心光照越亮的特性。因此，有必要充分漫射光以照亮显示面板并且降低显示面板中的亮度差异。

一种用于防止产生亮度差异的方法包括例如日本专利申请公开第2008-305642号中描述的技术。在日本专利申请公开第2008-305642号中公开了一种能够通过在导光板内多次反射LED出射的光然后在导光板内形成的反射结构上对所述光反射来限制亮度差异的发光装置。

发明内容

但是，在相关技术的发光装置中存在当LED的位置偏离正常位置时亮度差异较大的问题。例如，由于部件级公差、零件装配中的差异、运送中的位置偏移、随时间的形变等，LED和导光板之间可能出现间隙。如上所述，当LED偏离正常位置时，从LED出射的光在导光板内被不规则地反射然后从导光板的光出射面透射，这引起亮度差异变大的问题。

鉴于以上情况，期望提供一种新的改进的发光装置和图像显示装置，其即使在LED偏离正常位置时也能防止亮度差异变大。

根据本发明的一个实施例，提供了一种发光装置，其包括：用于发光的多个光源；以及导光板，其具有与光源的光轴方向正交的基本上平板形状，所述导光板包括光入射面和光出射面，从光源出射的光入射到光入射面中，从光入射面入射的光从光出射面出射。在光入射面上连续形成不规则部，每一个不规则部由与光入射面的平面形成角度θ_a的第一斜面和与光入射面的平面形成角度θ_b的第二斜面构成，角度θ_a是即使当光源的位置偏移为远离导光板时，仍然在光出射面上全反射从光源出射的光中在第一斜面处折射并且入射到导光板中的光的角度，并且角度θ_b是即使当光源的位置偏移为远离导光板时，仍然防止从光源出射的光直接在第二斜面处折射并且入射到导光板中的角度。

采用该结构，在发光装置的光入射面上形成的不规则部的第一斜面与光入射面的平面之间的角度θ_a被配置为即使当光源的位置在更远离导光板的方向上偏移时，从光源出射的光中在第一斜面处折射并且入射到导光板中的光在光出射面上仍被全反射的角度。此外，在发光装置的光入射面上形成的不规则部的第二斜面与光入射面的平面之间的角度θ_b被配置为即使当光源的位置在更远离导光板的方向上偏移时，仍然防止从光源出射的光直接在第二斜面上折射并且入射到导光板中的角度。

角度θ_a和θ_b可以被认为是用下式(1)和(2)、基于连接光源的中心和第一斜面或者第二斜面的线与光源的光轴方向之间的角度θ₁、导光板的光出射面与导光板的平面之间的角度θ_c、以及导光板的折射率n所确定的角度。

[公式1]

${\mathrm{\θ}}_a\≥{\tan }^{-1}\left[\frac{n\·\sin \{{\sin }^{-1}\left(\frac{1}{n}\right)-{\mathrm{\θ}}_c\}-\sin {\mathrm{\θ}}_1}{n\·\cos \{{\sin }^{-1}\left(\frac{1}{n}\right)-{\mathrm{\θ}}_c\}-\cos {\mathrm{\θ}}_1}\right]\·\·\·$ 式(1)

${\mathrm{\θ}}_b\≥\frac{\mathrm{\π}}{2}-{\mathrm{\θ}}_1\·\·\·$ 式(2)

此外，角度θ_b是即使当光源的位置在更远离导光板的方向上偏移时，仍然减少在第一斜面上折射并且入射到导光板中然后在第二斜面上全反射的光的绝对量的角度，并且可以被认为是由下式(3)确定的角度。

[公式2]

${\mathrm{\θ}}_b\≤\frac{\mathrm{\π}-[{\mathrm{\θ}}_a+{\sin }^{-1}\{\frac{\sin ({\mathrm{\θ}}_1-{\mathrm{\θ}}_a)}{n}\left\}\right]-\{{\sin }^{-1}\left(\frac{\sin {\mathrm{\θ}}_c}{n}\right)-{\mathrm{\θ}}_c\}}{2}\·\·\·$ 式(3)

导光板的光入射面设置有凹部，当光源的位置不偏移时从光源出射的光在导光板处折射然后入射到所述凹部中，并且不规则部可以连续地形成在凹部的外围面上。

第一斜面和第二斜面可以是具有预定曲率的曲面。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种图像显示装置，其包括用于在其上显示图像的显示面板和用于从显示面板的背面照亮显示面板的发光装置。发光装置包括用于发光的多个光源以及导光板，导光板具有与显示面板基本上正交的基本上平板形状，包括光入射面和光出射面，从光源出射的光入射到光入射面中，从光入射面入射的光从光出射面出射。在光入射面上连续形成不规则部，每一个不规则部由与光入射面的平面形成角度θ_a的第一斜面和与光入射面的平面形成角度θ_b的第二斜面构成，角度θ_a是即使当光源的位置偏移为远离导光板时，仍然在光出射面上全反射从光源出射的光中在第一斜面处折射并且入射到导光板中的光的角度，并且角度θ_b是即使当光源的位置偏移为远离导光板时，仍然防止从光源出射的光直接在第二斜面上折射并且入射到导光板中的角度。

根据上述本发明，即使当LED偏离正常位置时也可以防止亮度差异变大。

附图说明

图1是示出了根据本发明的一个实施例的发光装置100的示意性结构的说明图；

图2是示出了根据本实施例的当LED 22的位置后向偏移时发光装置100的示意性结构的说明图；

图3是图2的不规则部150的周围部分的放大图；

图4是示出了根据本实施例的当LED 22的位置后向偏离正常位置时从LED 22的中心发射的光的传播路径的说明图；

图5是示出了根据本实施例的在第一斜面152处折射并且入射到导光板124中的光的传播路径的说明图；

图6是图5的不规则部150的周围部分的放大图；

图7是根据本实施例的第一斜面152和第二斜面154是曲面的情形的说明图；

图8是示出了当一个LED 22点亮时亮度分布的仿真结果的说明图；

图9是示出了在图8的仿真结果中改变相对亮度的尺度比例之后的结果的说明图；

图10是示出了当所有LED 22点亮时亮度分布的仿真结果的说明图；

图11是示出了图10的仿真结果的测量位置的说明图；

图12示出了三维地表示根据本实施例的发光装置100中当LED 22处于正常位置时的亮度分布的仿真结果；

图13示出了三维地表示根据本实施例的发光装置100中当LED 22后向偏离正常位置0.5mm时的亮度分布的仿真结果；

图14示出了三维地表示根据相关技术示例1的亮度分布的仿真结果；

图15示出了三维地表示根据相关技术示例2的亮度分布的仿真结果；

图16示出了三维地表示根据相关技术示例3的亮度分布的仿真结果；

图17是典型图像显示装置10的示意性透视图；

图18是沿着图17中所示的图像显示装置10的线A-A所取得的横截面图；

图19是图18的LED 22的周围部分的放大图；

图20是图17中所示的发光装置16的内部的示意性平面图；

图21是示意性地示出了部分导光板24的三向图；

图22是示出了典型图像显示装置10中从构成发光装置16的一个LED 22出射的光的传播路径的一个示例的说明图；

图23是示出了典型图像显示装置10中当LED 22的位置后向偏离正常位置时从LED 22的中心出射的光的传播路径的说明图；

图24是示出了典型图像显示装置10中当LED 22的位置后向偏离正常位置时从LED 22的中心出射的光的传播路径的说明图；

图25是图24的不规则部50的周围部分的放大图；

图26是示出了典型图像显示装置10中当LED 22的位置后向偏离正常位置时从LED 22的中心出射的光的传播路径的说明图；以及

图27是图26的不规则部50的周围部分的放大图。

具体实施方式

以下将参照附图详细描述本发明的优选实施例。注意，在本说明书和附图中，具有基本上相同的功能和结构的结构元件用相同参考标记来表示，并且省略这些结构元件的重复说明。

将按照以下顺序进行说明。

1.以往的问题

1-1.典型图像显示装置10的示意性结构

1-2.由于发光装置16中LED 22的位置偏移引起的问题

2.根据本发明的一个实施例的发光装置100的示意性结构

3.由于发光装置100中LED 22的位置偏移引起的问题的解决方案

4.仿真结果

5.结论

<1.以往的问题>

在说明用于典型图像显示装置10的发光装置16的基本结构并且明确表明以往的问题之后将详细描述根据本发明的一个实施例的发光装置100。

[1-1.典型图像显示装置10的示意性结构]

图17是示出了典型图像显示装置10的示意性透视图。图18是图17中所示的图像显示装置10的横截面图。图19是图18的LED 22的周围部分的放大图。如图17至19中所示，图像显示装置10包括显示面板12、外壳14和发光装置16。

外壳14是用于支撑显示面板12并且罩住发光装置16的构件，其通过接合前面板14a和后面板14b而形成。前面板14a被形成为具有沿z轴方向穿透的开口，并且设置有显示面板12以覆盖该开口。

显示面板12是其上显示视频的面板。显示面板12将透射性彩色液晶面板夹在前后两个偏振板之间并且用例如有源矩阵方式驱动透射性彩色液晶面板，从而显示全色视频。

如图18中所示，在外壳14中设置有发光装置(背光单元)16，用于从背面(图17中的z轴反方向上的面)照亮显示面板12。发光装置16是背面直下型发光装置，其中作为多个光源的LED 22布置在显示面板12的后面上。发光装置16包括壳18、电路板20、LED 22、导光板24、漫射板26和光片28。

壳18由例如具有高导热性的金属材料等制成，罩住电路板20、LED22和导光板24并且支撑漫射板26和光片28。壳18包括与显示面板12相对的平坦部分30和基本上与平坦部分30垂直地从平坦部分30的周边突出的周边面32。由周边面32包围的平坦部分30罩住电路板20、LED 22、导光板24等。周边面32的内面与漫射板26和光片28的周边接触以支撑漫射板26和光片28。

电路板20与显示面板12相对地布置在壳18内，并且其上安装了用于控制LED 22的发光的发光控制电路(未示出)。多个LED 22用矩阵方式以预定间隔竖直地和水平地(x轴方向和y轴方向)排列在电路板20上。

LED 22是用于发射例如白光的光源。从LED 22出射的光不限于白光，也可以例如是红、蓝或绿光。例如，构成为一组发光单元的一个用于发射红光的LED 22、一个用于发射蓝光的LED 22和两个用于发射绿光的LED可以以矩阵方式多组排列，并且LED 22的数目和要发射的光的颜色不限于特定的数目和颜色。

如图19所示，LED 22与连接端子34相连，并且连接端子34的一部分从密封树脂36中凸出以连接到电路板20。连接端子34的形状和位置或密封树脂36根据产品规格等适当改变，而不限于图18中所示出的那些。

导光板24形成为由诸如丙烯或聚碳酸酯之类的透明树脂材料制成的基本上为平板形状。导光板24具有从LED 22出射的光主要入射其中的光入射面38(导光板24的背面)和入射到导光板24中的光从中出射的光出射面40(导光板24的前面)。换言之，从LED 22出射的光从光入射面38入射到导光板24中，然后被直接反射或者在导光板24内反射以从光出射面40出射。

在导光板24的光入射面38上与LED 22相对的位置处设置有第一凹部42，以使得从LED 22出射的光可以在导光板24内均匀地漫射。此外，在导光板24的光出射面40上与光入射面38上的第一凹部42相对的位置处设置有第二凹部44。

漫射板26与LED 22相对布置，具有将从LED 22出射的光漫射至外壳14内并且降低显示面板12中的亮度差异的功能。

光片28贴在漫射板26的前面上，并且被配置以使得以堆叠方式布置具有预定光学功能的多个片，比如用于以预定方向折射和引导从LED 22中出射的光的棱镜片或者用于变换偏振方向的偏振方向变换片。

图像显示装置10可以采用以上结构在显示面板12上显示预定视频。图像显示装置10根据所提出的具体要求等适当改变其结构。例如，图20和21示出了图像显示装置10的规格的一个示例，其中图20是发光装置16的内部的示意性平面图，图21是示意性地示出了罩在发光装置16中的一个导光板24的三向图。发光装置16中的导光板24是以图20中所示的尺寸构造的，从而利用例如46英寸显示面板12实现图像显示。当然，图20和21中所示的示例是发光装置16的一个示例，发光装置16的尺寸、形状、结构等不限于此。

图22是示出了从构成发光装置16的一个LED 22出射的光的示例传播路径的说明图。在图22所示的示例中，从LED 22的中心出射的光用实线表示，从远离LED 22的中心的位置出射的示例光用虚线表示。当然，用虚线表示的光的传播路径不限于图22中所示的示例。

如图22中所示，从LED 22出射的光在从光入射面38入射到导光板24中时在光入射面38的第一凹部42处折射。入射到导光板24中的光然后到达光出射面40。此时，只有以预定角度到达光出射面40的光才能透射出光出射面40，而其他的光在光出射面40上向光入射面38再一次全反射。

如图22中所示，导光板24的光入射面38包括预定间隔的凸起形反射机构46。在导光板24的光出射面40上全反射的光然后在反射机构上以预定角度向光出射面40再一次反射，并且其中一些光透射出光出射面40以从导光板24出射。以这种方式，光入射面38设置有反射机构46以使得在导光板24内反复反射的光的传播路径可以以任意角度折射，并且所述光可以从导光板24中出射，即使在远离LED 22的位置处也没有任何差异。例如，调整反射机构46的数目或间隔，从而进一步限制从导光板24出射的光的差异。

[1-2.由于发光装置16中LED 22的位置偏移引起的问题]

如图22中所示，从LED 22出射的光在导光板24上多次反射，然后如果可能则以差异受限制的状态从导光板24出射。但是，假定由于各种原因使得发光装置16中的LED 22偏离正常位置。例如，由于例如LED 22的部件级公差、零件装配中的差异、运送中的位置偏移、随时间的形变等，LED 22和导光板24之间可能出现间隙。如上所述，当LED 22偏离正常位置时，从LED 22出射的光在导光板24内被不规则地反射然后从导光板24的光出射面40透射，这引起亮度差异变大的问题。

图23是为了说明以上问题示出了当LED 22的位置后向偏离正常位置时从LED 22的中心出射的光的传播路径的说明图。如图23中所示，从LED 22的中心出射的一些光在形成于光入射面38的第一凹部42周围的平坦部分48处折射，然后入射到导光板24中。在平坦部分48处折射的光以与初始角度不同的角度到达导光板24的光出射面40。因此，发生反常光发射，使得光透射出导光板24而不在光出射面40上全反射，从而亮度差异变大。

具有所谓的菲涅耳透镜形状的不规则部50可以代替平坦部分48设置在第一凹部42的周围，以便当光入射到导光板24中时调整进入导光板24的光入射角度。图24是示出了在包括具有以上不规则部50的导光板24的发光装置16中当LED 22的位置后向偏离正常位置时从LED 22的中心出射的光的传播路径的说明图。图25是图24中所示的不规则部50的周围部分的放大图。如图25中所示，第一斜面52和第二斜面54连续地形成在光入射面38的第一凹部42周围，从而形成具有凹陷/凸起形状的不规则部50。

最初，设置具有菲涅耳透镜形状的不规则部50以使得从LED 22出射的光在第一斜面52处以预定角度折射然后入射到导光板24中。因此，入射到导光板24中的光在导光板24内多次反射，从而降低了亮度的差异。但是，如果LED 22的位置后向偏离正常位置，则由于像设置平坦部分48时的反常光发射等而使亮度差异变大。

例如，如图25中所示，当第二斜面54的倾斜角度θ_b小于从LED 22的中心出射的光向光入射面38传播的角度θ₁时，从LED 22的中心出射的一些光在第二斜面54处折射，然后入射到导光板24中。以这种方式，如图24中所示，在第二斜面54处折射然后入射到导光板24中的光透射出导光板24而不在光出射面40上全反射，这引起了由于反常光发射造成的亮度差异。

另一方面，当第二斜面54的倾斜角度θ_b过大时，亮度差异也可以由于反常光发射而变得更大。图26是示出了当第二斜面54的倾斜角度θ_b大并且LED 22的位置后向偏离正常位置时从LED 22的中心出射的光的传播路径的说明图。图27是图26的不规则部50的周围部分的放大图。

如图27中所示，当第二斜面54的倾斜角θ_b过大时，最初在第一斜面52处折射然后直接向导光板24的光出射面传播的光在第二斜面54上全反射，然后在LED 22的光轴方向上传播。结果，如图26中所示，在第一斜面52处折射然后在第二斜面54上全反射的光透射出导光板24的光出射面40，从而在LED 22的光轴的中心处发生反常光发射，这使得亮度差异变大。

以这种方式，当LED 22后向偏离正常位置时，出现了应该在导光板24内多次反射并且从导光板24出射的光在光出射面40处反常发射的问题。

根据本发明的一个实施例的包括发光装置100的图像显示装置200可以解决以上问题。下面将详细描述具有以上特征的发光装置100。

<2.根据本发明的一个实施例的发光装置100的示意性结构>

图1是示出了根据本发明的一个实施例的发光装置100的示意性结构的说明图。如图1中所示，在导光板124的光入射面138上形成的不规则部150形成为与LED 22的位置偏移相对应，以使得根据本发明的发光装置100可以解决以上问题。与发光装置16中类似，不规则部150连续地形成在第一凹部142的外周边处，第一凹部142形成于光入射面138的与LED 22相对的位置处。

图1中所示的说明图示出了当LED 22处于正常位置时或者当支撑LED 22的密封树脂36接触导光板124的光入射面138时从LED 22出射的光的传播路径。如图1中所示，当LED 22处于正常位置时，从LED 22的中心出射的光入射到导光板124中，同时在导光板124的第一凹部142处折射。其后，在光在光出射面140和光入射面138上反复反射之后，光例如由图22中所示的反射结构46反射并且透射出光出射面140。

另一方面，即使当LED 22的位置后向(在z轴反方向上)偏离初始位置时，也采用根据本发明的导光板124，从而限制亮度差异变大。图2是示出了当LED 22的位置后向偏移时发光装置100的示意性结构的说明图。图3是图2的不规则部150的周围部分的放大图。

如图2中所示，LED 22的位置后向偏离初始位置，使得从LED 22出射的一些光在导光板124的不规则部150处折射以入射到导光板124中。在根据本发明的发光装置100中，构成不规则部150的第一斜面152和第二斜面154与导光板124的平面(xy平面)之间的角度是基于从LED22出射的光与LED 22的光轴方向(z轴正方向)之间的角度来设计的。下面将描述作为本实施例的一个特征的不规则部150的第一斜面152和第二斜面154。

首先，如图2中所示，连接LED 22和斜面的中心的线与LED 22的光轴方向之间的角度假定为θ₁。导光板124的光出射面140与导光板124的平面(xy平面)之间的角度假定为θ_c。如图3中所示，不规则部150的第一斜面152与导光板124的平面(xy平面)之间的角度假定为θ_a。此外，不规则部150的第二斜面154与导光板124的平面(xy平面)之间的角度假定为θ_b。

在本实施例中，按照下式(1)至(3)设定第一斜面152的角度θ_a和第二斜面154的角度θ_b，从而限制由于LED 22的位置偏移而引起的亮度差异。

[公式3]

${\mathrm{\&theta;}}_a\&GreaterEqual;{\tan }^{-1}\left[\frac{n\&CenterDot;\sin \{{\sin }^{-1}\left(\frac{1}{n}\right)-{\mathrm{\&theta;}}_c\}-\sin {\mathrm{\&theta;}}_1}{n\&CenterDot;\cos \{{\sin }^{-1}\left(\frac{1}{n}\right)-{\mathrm{\&theta;}}_c\}-\cos {\mathrm{\&theta;}}_1}\right]\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;$ 式(1)

[公式4]

${\mathrm{\&theta;}}_b\&le;\frac{\mathrm{\&pi;}-[{\mathrm{\&theta;}}_a+{\sin }^{-1}\{\frac{\sin ({\mathrm{\&theta;}}_1-{\mathrm{\&theta;}}_a)}{n}\left\}\right]-\{{\sin }^{-1}\left(\frac{\sin {\mathrm{\&theta;}}_c}{n}\right)-{\mathrm{\&theta;}}_c\}}{2}\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;$ 式(2)

[公式5]

${\mathrm{\&theta;}}_b\&GreaterEqual;\frac{\mathrm{\&pi;}}{2}-{\mathrm{\&theta;}}_1\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;$ 式(3)

其中“n”是导光板124的折射率，并且取决于形成导光板124的材料而任意改变。

从以上式子中可以明白，第一斜面152的角度θ_a和第二斜面154的角度θ_b是基于从LED 22出射的光与LED 22的光轴方向之间的角度θ₁确定的。因此，考虑到由于LED 22的部件级公差、时间相关的改变等引起的LED 22的偏移量，任意设定第一斜面152的角度θ_a和第二斜面154的角度θ_b以设计导光板124的不规则部150。θ₁根据不规则部150的位置而取不同的值。因此，例如，对于每个第一斜面152可以设定连接第一斜面152的中心和LED 22的中心的线与LED 22的光轴方向之间的角度为θ₁。因此，可以根据不规则部150的位置以适当角度形成第一斜面152和第二斜面154。此外，取决于对导光板124的规格要求，光出射面140的角度θ_c可以任意改变而不限于特定角度。

<3.由于发光装置100中LED 22的位置偏移引起的问题的解决方案>

图4是示出了根据本实施例的发光装置100中当LED 22的位置后向偏离正常位置时从LED 22的中心出射的光的传播路径的说明图。

如图4中所示，从LED 22的中心出射的一些光到达导光板124的光入射面138处的不规则部150。上式(1)用于计算角度θ_a以使得在第一斜面152上折射并入射到导光板124中的光然后在光出射面140上全反射。因此，以上式(1)中设定的角度θ_a形成每一个第一斜面152，以使得在第一斜面152处折射并入射到导光板124中的光在光出射面140上全反射。

上式(3)用于计算角度θ_b的最小值以便防止从LED 22的中心出射的一些光直接在第二斜面152处折射并入射到导光板124中。因此，以等于或大于上式(3)中设定的角度的角度θ_b形成每一个第二斜面154，从而防止从LED 22的中心出射的一些光直接在第二斜面154处折射并入射到导光板124中。因此，采用根据本实施例的发光装置100，从而如图24和25中所述那样限制亮度差异。

此外，上式(2)用于计算角度θ_b的最大值以便减少从LED 22的中心出射的光中在第一斜面152处折射然后入射到导光板124中以在第二斜面154上全反射的光的绝对量。因此，以等于或小于上式(2)中设定的角度的角度θ_b形成每一个第二斜面154，从而减少在第一斜面152处折射然后入射到导光板124中以在第二斜面154上全反射的光。

图5是示出了根据本实施例的在第一斜面152处折射并入射到导光板124中的光的传播路径的说明图。图6是图5的不规则部150的周围部分的放大图。如上所述，根据LED22的入射角度θ₁来设定第二斜面154的最大角度。因此，如图5和6中所示，在第一斜面152处折射并入射到导光板124中的许多光向光出射面140传播而不在第二斜面154上全反射。换言之，在第二斜面154处折射并且入射到导光板124中的光中在第二斜面154上全反射的光的绝对量可以显著减少。以这种方式，采用根据本实施例的发光装置100，从而比采用图26和27中所描述的相关技术的导光板124的示例更进一步地限制由于第二斜面154上的全反射引起的亮度差异。

如上所述，将第一斜面152的角度θ_a设定为比用上式计算得到的角度大，以使得从LED 22的中心出射的光中在第一斜面152处折射并入射到导光板124中的光可以在光出射面140上全反射。将第二斜面154的角度θ_b设定为比用上式(3)计算得到的角度大，从而防止由于直接在第二斜面154处折射并入射到导光板124中的光引起的反常光发射。此外，将第二斜面154的角度θ_b设定为比用上式(2)计算得到的角度小，从而减少在第一斜面152处折射并入射到导光板124中的光中在第二斜面154上全反射的光的绝对量。因此，采用根据本实施例的发光装置100，从而即使当LED 22偏离正常位置时仍然防止从导光板124出射的光的亮度差异变大。

如果基于上式(1)至(3)设定倾斜角度，则第一斜面152和第二斜面154不一定要是平面。例如，如图7中所示，第一斜面152和第二斜面154可以是具有预定曲率的曲面。

<4.仿真结果>

接着，将描述通过与相关技术中的发光装置16的情形比较并且对通过利用根据本实施例的发光装置100减小亮度差异的效果进行仿真所获得的结果。

(当一个灯点亮时亮度分布的仿真结果)

图8示出了表示当只有一个LED 22点亮时亮度分布依赖距LED 22的中心位置的距离的仿真结果。图9是示出了通过改变图8的仿真结果中纵轴上相对亮度的尺度比例所获得的结果的说明图。在图8的仿真结果中，水平轴上的距离表示当LED 22的中心位置假定为0mm时距离LED22的中心位置的偏移距离。纵轴上的相对亮度表示当LED 22的中心位置处的亮度假定为1时的相对亮度。

图8用虚线示出了在采用根据以上实施例的发光装置100的情况下当LED 22设定在正常位置时的仿真结果。此外，图8用实线示出了在采用根据以上实施例的发光装置100的情况下当LED 22后向(在z轴反方向上)偏离正常位置0.5mm时的仿真结果。此外，图8用x图示的实线示出了作为相关技术示例1的在采用包括形成有如图23所示的平坦部分48的导光板24的发光装置16的情况下当LED 22后向偏离正常位置0.5mm时的仿真结果。此外，图8用三角图示的实线示出了作为相关技术示例2的在采用包括形成有如图24和25所示的不规则部50的导光板24的发光装置16的情况下当LED 22后向偏离正常位置0.5mm时的仿真结果。此外，图8用圆圈图示的实线示出了作为相关技术示例3的在采用包括形成有如图26和27所示的不规则部50的导光板24的发光装置16的情况下当LED 22后向偏离正常位置0.5mm时的仿真结果。

如图8和9中所示，在相关技术示例1中，随着距LED 22的中心的距离增长，相对亮度提高。这是因为在平坦部分48处折射并入射到导光板24的光透射出光出射面40而引起了反常光发射，如图23中所示。

类似地，如在相关技术示例2中，随着距LED 22的中心的距离增长，相对亮度提高。这是因为在不规则部50的第二斜面54处折射并入射到导光板24中的光透射出光出射面40而引起了反常光发射，如图24和25中所示。

在相关技术示例3中，可以看出LED 22的中心处的相对亮度非常大。这是因为在第一斜面52处折射并在第二斜面54上在LED 22的光轴方向上全反射的光透射出导光板24的光出射面40而引起了LED 22的光轴的中心处的反常光发射，如图26和27中所示。

另一方面，可以看出在采用根据本实施例的发光装置100的情况下，即使当LED 22后向偏移0.5mm时也可以获得与正常位置处的亮度分布曲线类似的亮度分布曲线。这是因为不规则部150是采用具有根据上式(1)至(3)确定的角度θ_a的第一斜面152和角度θ_b的第二斜面154形成的。

(当所有灯点亮时亮度分布的仿真结果)

接着，将描述当发光装置100中所有LED 22点亮时亮度分布的仿真结果。图10示出了当发光装置100中所有LED 22点亮时亮度分布的仿真结果。图11是指示图10的仿真结果的测量位置的说明图。图10中所示的仿真表示当如图11所示那样，发光装置100划分为6×12的72个块并且线A-A的中心位置假定为“0mm距离”时沿着线A-A的亮度分布。此外，类似于图8和9中所示的仿真，图10中所示的仿真结果表示根据本实施例的LED 22处于正常位置的情况的结果、LED 22后向偏移0.5mm的情况的结果、以及相关技术示例1、相关技术示例2和相关技术示例3的结果。

如图10中所示，当比较LED 22处于正常位置时和LED 22后向偏离正常位置0.5mm时的仿真结果时，可以看出根据本实施例的发光装置100具有最小亮度差异。例如，可以看出相关技术示例1和相关技术示例2中LED 22之间的相对亮度非常小而相关技术示例3中LED 22之间的相对亮度非常大。

图12至16示出了三维地表示图11中所示的发光装置100中一个84mm×94mm块中的亮度分布的仿真结果，以便更清楚地解释以上仿真结果。

图12示出了根据本实施例的发光装置100中当LED 22处于正常位置时的亮度分布。图13示出了根据本实施例的发光装置100中当LED 22后向偏离正常位置0.5mm时的亮度分布。图14示出了根据相关技术示例1的亮度分布。图15示出了根据相关技术示例2的亮度分布。图16示出了根据相关技术示例3的亮度分布。

参照图13中所示的仿真结果可以看出，类似于图12的仿真结果，亮度差异小。换言之，可以看出在根据本实施例的发光装置100中在LED 22处于正常位置时和LED 22后向偏移0.5mm时亮度差异不存在大的区别。

另一方面，可以看出图14至16所示的仿真结果中的亮度差异比图12和13所示的仿真结果中的亮度差异大。换言之，可以看出在相关技术的发光装置16中当LED 22后向偏离正常位置0.5mm时出现大的亮度差异。

如上所述，采用根据本实施例的发光装置100以使得即使出现LED22的位置偏移也可以比采用相关技术的发光装置16时进一步限制亮度差异。

<5.结论>

以上描述了根据本实施例的发光装置100。如上所述，在根据本实施例的发光装置100中，在导光板124的光入射面138处形成的不规则部150是采用具有预定角度θ_a的第一斜面152和具有预定角度θ_b的第二斜面154形成的。设定第一斜面152的θ_a为使得从LED 22的中心出射的光中在第一斜面152处折射并入射到导光板124中的光在导光板124的光出射面140上全反射的角度。具体地，第一斜面152的角度θ_a用上式(1)设定。设定第二斜面154的角度θ_b为使得防止从LED 22的中心出射的一些光直接在第二斜面154处折射并入射到导光板124中的角度。具体地，第二斜面154的最小角度θ_b用上式(3)设定。设定第二斜面154的角度θ_b为减少从LED 22的中心出射的光中在第一斜面152处折射然后入射到导光板124中以在第二斜面154上全反射的光的角度。具体地，第二斜面154的最大角度θ_b用上式(2)设定。设置用以上方式形成的第一斜面152和第二斜面154，以使得即使当LED 22后向偏离正常位置时根据本实施例的发光装置100也可以限制亮度差异变大。

本领域的技术人员应该理解，根据设计要求和其他因素，可以产生各种变型、组合、子组合和改变，只要这些变型、组合、子组合和改变均在所附的权利要求或者其等同内容的范围内。

例如，以上实施例中描述的图像显示装置200和发光装置100的结构是示例性的，用于说明以上实施例的特征，但是本发明不限于这些示例。例如，发光装置100可以附加设置有反射板等以便提高从LED 22出射的光的使用效率，并且图像显示装置200和发光装置100的部件可以根据所要求的规格、成本等适当地改变。

以上仿真结果是示例性的，用于描述基于以上实施例的效果，但是根据以上实施例的发光装置100中可允许的LED 22的位置偏移不限于0.5mm。换言之，由于以上角度θ₁取决于LED 22的位置偏移的量而改变，所以可以基于期望的部件级公差或与时间相关的改变来设想预定最大偏移位置，以基于所设想的LED 22的偏移位置来形成第一斜面152和第二斜面154。因此，即使当LED 22的位置偏移设想量时也可以限制亮度差异。

本申请包含与在2009年1月26日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP 2009-14623中公开的主题相关的主题，所述日本在先专利申请的整体内容通过引用合并于此。

Claims (6)

1.一种发光装置，包括：

多个光源，其用于发光；以及

导光板，其具有与所述光源的光轴方向正交的基本上平板形状，所述导光板包括光入射面和光出射面，从所述光源出射的光入射到所述光入射面，从所述光入射面入射的光从所述光出射面出射，

其中，在所述光入射面上连续地形成不规则部，每一个不规则部由与所述光入射面的平面形成角度θ_a的第一斜面和与所述光入射面的平面形成角度θ_b的第二斜面构成，

角度θ_a是即使当所述光源的位置偏移为远离所述导光板时，仍然在所述光出射面上全反射从所述光源出射的光中在所述第一斜面处折射并入射到所述导光板中的光的角度，并且

角度θ_b是即使当所述光源的位置偏移为远离所述导光板时，仍然防止从所述光源出射的光直接在所述第二斜面处折射并入射到所述导光板中的角度。

2.根据权利要求1所述的发光装置，其中用下式(1)和(2)，基于连接所述光源的中心和所述第一斜面或者所述第二斜面的线与所述光源的光轴方向之间的角度θ₁、所述导光板的光出射面与所述导光板的平面之间的角度θ_c、以及所述导光板的折射率n来确定角度θ_a和θ_b：

${\mathrm{\&theta;}}_a\&GreaterEqual;{\tan }^{-1}\left[\frac{n\&CenterDot;\sin \{{\sin }^{-1}\left(\frac{1}{n}\right)-{\mathrm{\&theta;}}_c\}-\sin {\mathrm{\&theta;}}_1}{n\&CenterDot;\cos \{{\sin }^{-1}\left(\frac{1}{n}\right)-{\mathrm{\&theta;}}_c\}-\cos {\mathrm{\&theta;}}_1}\right]\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;$ 式(1)

${\mathrm{\&theta;}}_b\&GreaterEqual;\frac{\mathrm{\&pi;}}{2}-{\mathrm{\&theta;}}_1\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;$ 式(2)。

3.根据权利要求2所述的发光装置，其中用下式(3)来确定角度θ_b，以便即使当所述光源的位置偏移为远离所述导光板时，仍然减少在所述第一斜面处折射并入射到所述导光板中然后在所述第二斜面上全反射的光的绝对量：

${\mathrm{\&theta;}}_b\&le;\frac{\mathrm{\&pi;}-[{\mathrm{\&theta;}}_a+{\sin }^{-1}\{\frac{\sin ({\mathrm{\&theta;}}_1-{\mathrm{\&theta;}}_a)}{n}\left\}\right]-\{{\sin }^{-1}\left(\frac{\sin {\mathrm{\&theta;}}_c}{n}\right)-{\mathrm{\&theta;}}_c\}}{2}$ …式(3)。

4.根据权利要求3所述的发光装置，其中所述导光板的光入射面设置有凹部，当所述光源的位置不偏移时从所述光源出射的光在所述导光板处折射并入射到所述凹部中，并且所述不规则部连续地形成于所述凹部的外围。

5.根据权利要求1所述的发光装置，其中所述第一斜面和所述第二斜面是具有预定曲率的曲面。

6.一种图像显示装置，包括：

显示面板，其用于在所述显示面板上显示图像；以及

发光装置，其用于从所述显示面板的背面照亮所述显示面板，

其中，所述发光装置包括：

多个光源，其用于发光；以及

导光板，具有与所述显示面板基本上正交的基本上平板形状，所述导光板包括光入射面和光出射面，从所述光源出射的光入射到所述光入射面中，并且从所述光入射面入射的光从所述光出射面出射，

在所述光入射面上连续地形成不规则部，每一个不规则部由与所述光入射面的平面形成角度θ_a的第一斜面和与所述光入射面的平面形成角度θ_b的第二斜面构成，

角度θ_a是即使当所述光源的位置偏移为远离所述导光板时，仍然在所述光出射面上全反射从所述光源出射的光中在所述第一斜面处折射并入射到所述导光板中的光的角度，并且

角度θ_b是即使当所述光源的位置偏移为远离所述导光板时，仍然防止从所述光源出射的光直接在所述第二斜面处折射并入射到所述导光板中的角度。

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