CN101809359A

CN101809359A - 背光源装置和显示装置

Info

Publication number: CN101809359A
Application number: CN200880108359A
Authority: CN
Inventors: 八代有史
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2007-10-23
Filing date: 2008-05-20
Publication date: 2010-08-18
Anticipated expiration: 2028-05-20
Also published as: CN101809359B; WO2009054160A1; US20100246210A1; US8376601B2

Abstract

本发明提供背光源装置和显示装置。在具备LED组件(光源)(11)和导光板(14)的背光源装置(3)中，设置有光出射部(12)，该光出射部(12)在LED组件(11)的导光板侧以与该导光板(14)的入射面(14a)相对的方式设置，并且向导光板(14)射出来自LED组件(11)的光。此外，光出射部(12)的入射面侧的在导光板(14)的厚度方向的尺寸构成为该导光板(14)的入射面(14a)的厚度方向的尺寸以下，并且使用二维的光子晶体(12a)。

Description

背光源装置和显示装置

技术领域

本发明涉及背光源装置，特别涉及设置有导光板的边光型背光源装置以及使用该背光源装置的显示装置。

背景技术

近年，例如液晶显示装置作为与通常的阴极射线管相比具有薄型、轻量等优点的平板面板显示器，广泛利用于液晶电视、监视器、便携式电话等。在这样的液晶显示装置中包括进行发光的照明装置(背光源装置)、和通过对来自设置于背光源装置的光源的光发挥光闸的作用而显示所希望的图像的液晶面板。

此外，在上述背光源装置中，由对于液晶面板的光源的配置的方式大致分类为正下方型和边光型，但在例如用于便携式电话和笔记本型PC、PDA等移动设备的液晶显示装置中，一般使用与正下方型相比容易实现薄型化的边光型。即，在边光型背光源装置中，通过将光源配置在液晶面板的侧方从而实现薄型化，使用导光板向该液晶显示面板赋予来自光源的光，该导光板具备与液晶面板的非显示面相对配置的发光面。

另外，在背光源装置中，作为上述光源，逐渐使用由冷阴极荧光管、热阴极荧光管构成的线状光源，但在这样的冷阴极荧光管等中包含水银，难以进行废弃的冷阴极荧光管的再利用等。于是，在现有的背光源装置中，提案有将没有使用水银的发光二极管(LED：LightEmitting Diode)使用于光源的背光源装置。另一方面，在液晶显示装置，特别是上述这样的移动设备用的液晶显示装置中，强烈要求其小型薄型化，根据该要求，在现有的背光源装置中，采取了将上述导光板的厚度变更为较薄的尺寸等的对策。

然而，在上述发光二极管中，在实现小型化的情况下，发光量明显减少，在现状中将发光二极管的大小变为约300μm见方左右是极限。因此，在现有的背光源装置中，在使用厚度比发光二极管的大小薄的导光板的情况下，对该导光板不能充分地入射来自发光二极管的光。

于是，在现有的背光源装置中，例如如日本特开2000-249837号公报记载的那样，提案有在导光板的入射面侧设置光导入块的方法。并且，在该现有的背光源装置中，即使对于厚度比发光二极管的大小薄的导光板，也能够高效地入射来自该发光二极管的光。

发明内容

但是，在上述这样的现有的背光源装置中，在使导光板的厚度变薄时，存在发光二极管(光源)的光利用效率下降的情况，产生难以实现高亮度化的问题点。

在此，使用图6，对在现有的背光源装置中的上述问题点具体地进行说明。

图6是用于说明现有的背光源装置的问题点的图，图6(a)和图6(b)分别是对现有的背光源装置的主要部分结构和用于该装置的LED组件进行说明的图。

在图6(a)中，现有的背光源装置40包括：LED组件41；和导光板42，该导光板42入射来自LED组件41的光，向图的右侧方向引导，并且向同图的上侧方向射出面状的照明光。LED组件41包括：基板41a；在基板41a的中央部设置的发光二极管的芯片(以下，称为“LED芯片”。)41b；和用于密封LED芯片41b的密封树脂41c。另外，导光板42设置有平板状的导光板主体42a和与该导光板主体42a的LED芯片41b侧粘接的光导入块42b。而且，在该现有的背光源装置40中，通过使密封树脂41c和光导入块42b相对配置，即使在导光板42的厚度方向上，使用比LED组件41的大小薄的导光板(导光板主体42a)42的情况下，也能够高效地入射来自LED芯片41b的光。

但是，在现有的背光源装置40中，出现了来自LED芯片41b的光没有被向LED组件41的外侧射出，而没有入射到导光板42的情况。具体而言，LED组件41如图6(a)所示，由于介由大气与导光板42相对配置，因此，如图6(b)所示，来自LED芯片41b的一部分的光L1在密封树脂41c和大气之间的界面被全反射而作为向密封树脂41c的内部侧的反射光L2被反射。因此，从LED组件41向导光板42侧射出的光L3的光量与来自LED芯片41b的光量相比减少，其光利用效率下降，出现了不能实现背光源装置40的高亮度化的情况。

另外，在该现有的背光源装置40中，存在光从光导入块42b的内部向外部泄漏，或者光从导光板主体42a和光导入块42b的粘接部等泄漏的情况，出现了导致上述光利用效率下降的情况。因此，出现了与要求高精度地组装导光板主体42a和光导入块42b这一点相对应，实现背光源装置40的高亮度化变得困难的情况。

另外，可以考虑通过将上述这样的光导入块和导光板主体一体成形来制造导光板的情况。然而，在相对于平板状的导光板，将具有光导入块这样的锥面的部件一体成形的情况下，由锥面的形成而在该导光板上产生应力。因此，在使导光板(主体)的厚度比200μm左右还薄的情况下，在该导光板上产生翘曲等的变形。即，在现有的背光源装置40中，在为了回避光从导光板主体42a和光导入块42b的粘接部等泄漏等，选择将这些导光板主体42a和光导入块42b一体成形的制作方法的情况下，使导光板主体42a的厚度尺寸为比200μm左右还薄的情况在实际上是不可能的。

鉴于以上问题，本发明的目的在于，提供即使在使导光板的厚度变薄时，也能够防止光源的光利用效率下降，能够容易地实现高亮度化的背光源装置和使用该背光源装置的显示装置。

为了达到上述目的，本发明涉及的背光源装置具备光源和导光板，该导光板具有入射来自上述光源的光的入射面，并且将从上述入射面入射的光导向规定的导光方向，该背光源装置的特征在于：

其具备光出射部，该光出射部在上述光源的上述导光板侧以与上述入射面相对的方式设置，并且向上述导光板射出来自上述光源的光，

上述光出射部的上述入射面侧的在上述导光板的厚度方向的尺寸构成为该导光板的上述入射面的厚度方向的尺寸以下，并且，

上述光出射部使用二维的光子晶体。

在如上述这样构成的背光源装置中，设置有光出射部，该光出射部在光源的导光板侧以与入射面相对的方式设置，并且向导光板射出来自光源的光。此外，该光出射部的入射面侧的在导光板的厚度方向的尺寸构成为该导光板的入射面的厚度方向的尺寸以下，并且，上述光出射部使用二维的光子晶体。由此，与上述现有例不同，不论导光板的厚度尺寸如何，均能够通过二维光子晶体的衍射效果将光源的光高效地向导光板侧射出。其结果，与上述现有例不同，能够构成即使在使导光板的厚度变薄时，也能够防止光源的光利用效率下降，能够容易地实现高亮度化的背光源装置。

另外，在上述背光源装置中，优选包括：

光通过部，其设置于上述光源与上述光出射部之间，允许来自上述光源的光入射上述光出射部；和

光反射部，其使用一维或三维的光子晶体，并且设置于上述光通过部的外周外方，使光向该光通过部的内侧反射。

在此情况下，光反射部通过一维或三维的光子晶体的光反射功能能够可靠地防止光向光通过部的外侧漏泄，能够防止光源的光利用效率的下降。

此外，在上述背光源装置中，也可以在上述光通过部形成有锥面，该锥面在上述导光板的厚度方向的尺寸从上述光源侧向着上述光出射部侧逐渐减小。

在此情况下，即使在使用上述导光板的厚度方向的尺寸较大的光源时，光通过部也能够不产生损失而使来自光源的光可靠地入射到光出射部。

此外，在上述背光源装置中，优选上述二维的光子晶体被设置为锯齿状，沿着规定的排列方向配置有多个齿部，该齿部形成为以上述导光板侧的端部比上述光源侧的端部小的方式倾斜的倾斜构造。

在此情况下，上述光出射部能够提高光源的光的指向性，能够从导光板侧高效地射出该光。

此外，在上述背光源装置中，对于上述二维的光子晶体，也可以以关于上述光源的中心对称的方式设置多个上述齿部。

在此情况下，以关于光源的中心对称的方式设置齿部的上述倾斜构造，能够提高向导光板侧射出的光的指向性。

另外，在上述背光源装置中，对于上述二维的光子晶体，优选上述齿部的上述光源侧的端部的上述规定的排列方向的尺寸被设定在上述光源的发光波长的1/3～5倍的尺寸范围内。

在此情况下，能够可靠地提高从上述光出射部向导光板侧射出的光的指向性和光的透过效率。

另外，在上述背光源装置中，对于上述二维的光子晶体，优选在上述齿部中，上述光源侧的端部和上述导光板侧的端部之间的高度尺寸被设定在上述光源的发光波长的1/3～5倍的尺寸范围内。

另外，在上述背光源装置中，对于上述二维的光子晶体，上述齿部的截面形状也可以为直角三角形。

在此情况下，利用齿部的截面形状构成为直角三角形的二维的光子晶体，能够提高从上述光出射部向导光板侧射出的光的指向性和光的透过效率。

另外，在上述背光源装置中，对于上述二维的光子晶体，上述齿部的截面形状也可以为梯形。

在此情况下，利用齿部的截面形状构成为梯形的二维的光子晶体，能够提高从上述光出射部向导光板侧射出的光的指向性和光的透过效率。

另外，在上述背光源装置中，对于上述二维的光子晶体，上述齿部的形状也可以为四角锥。

在此情况下，利用齿部的形状构成为四角锥的二维的光子晶体，能够提高从上述光出射部向导光板侧射出的光的指向性和光的透过效率。

另外，在上述背光源装置中，上述导光板优选使用截面矩形的平板。

在此情况下，能够简单地构成厚度尺寸较薄的导光板，能够容易地实现背光源装置的薄型化。

另外，在上述背光源装置中，上述光源优选使用发光二极管。

在此情况下，能够简单地构成长寿命且小型的光源，能够容易地构成高性能且小型化的背光源装置。

另外，本发明的显示装置是具备显示部的显示装置，其特征在于：上述显示部被照射来自上述任一背光源装置的光。

在如上述这样构成的显示装置中，由于对显示部照射来自即使在使导光板的厚度变薄时也能够防止光源的光利用效率下降、能够容易地实现高亮度化的背光源装置的光，所以能够容易地构成小型且高性能的显示装置。

根据本发明，能够提供即使在使导光板的厚度变薄时，也能够防止光源的光利用效率下降，能够容易地实现高亮度化的背光源装置和使用该背光源装置的显示装置。

附图说明

图1是说明本发明的第一实施方式的背光源装置和液晶显示装置的示意截面图。

图2是说明上述背光源装置的主要部分结构的图，(a)是图1所示的LED组件、光出射部和光反射部的侧面图，(b)是LED组件和光出射部的平面图，(c)是(b)的以IIc包围的光出射部的局部放大立体图。

图3是表示上述光出射部的效果的图表。

图4是说明本发明的第二实施方式的背光源装置的主要部分结构的图，(a)是本实施方式的LED组件、光出射部和光反射部的侧面图，(b)是本实施方式的LED组件和光出射部的平面图，(c)是(b)的以IVc包围的光出射部的局部放大立体图。

图5是表示本发明的第三实施方式的背光源装置中的光出射部的结构的放大立体图。

图6是说明现有的背光源装置的问题点的图，(a)和(b)是分别用来说明现有的背光源装置的主要部分结构和用于该装置的LED组件的图。

具体实施方式

下面，参照附图，对本发明的背光源装置及使用该背光源装置的显示装置的优选实施方式进行说明。此外，在下面的说明中，以适用于透过型的液晶显示装置的情况为例对本发明进行说明。另外，各图中的结构部件的尺寸并不忠实地表示实际的结构部件的尺寸和各结构部件的尺寸比率等。

[第一实施方式]

图1是说明本发明的第一实施方式的背光源装置和液晶显示装置的示意截面图。图中，在本实施方式的液晶显示装置1中，设置有图的上侧被设置为视认侧(显示面侧)的显示部即液晶面板2，和配置于液晶面板2的非显示面侧(图的下侧)而产生对该液晶显示面板2进行照明的照明光的本发明的背光源装置3。

液晶面板2包括：液晶层4；夹持液晶层4的一对透明基板5、6；和在透明基板5、6的各外侧表面上分别设置的偏光板7、8。另外，在液晶面板2上设置有与挠性印刷基板10连接的驱动器9，将上述液晶层4构成为能够以像素单位驱动。并且，在液晶面板2中，利用液晶层4调制经过偏光板7而入射的上述照明光的偏光状态，并且控制通过偏光板8的光量，从而在显示面上显示希望的图像。

背光源装置3包括：作为光源的LED组件11；设置于LED组件11的后述的导光板侧的光出射部12；设置于LED组件11的上侧的光反射部13；经过光出射部12而入射来自LED组件11的光，并且将入射的光向规定的导光方向(图1的左右方向)引导的导光板14。LED组件11、光出射部12和光反射部13如后详述的那样，被互相一体组装。另外，导光板14使用透明的丙烯酸树脂等的合成树脂。

另外，导光板14使用其厚度方向(图1的上下方向)的尺寸相同的截面矩形的平板。具体而言，导光板14包括：入射来自LED组件11的光的入射面14a；与入射面14a平行设置的相对面14b；以与这些入射面14a和相对面14b正交的方式设置并且互相平行设置的发光面14c和非发光面14d。而且，导光板14构成为，向上述规定的导光方向引导入射的来自LED组件11的光，并且从发光面14c向液晶面板2适当地进行发光。

如上所述，对于导光板14，由于使用截面矩形的平板，所以能够容易地构成厚度尺寸较薄的导光板14，能够容易地实现背光源装置3的薄型化。但是，本实施方式的导光板14并不限定于此，例如也能够使用截面楔状的导光板。

另外，对于导光板14，构成为在其入射面14a所具有的该导光板14的厚度方向的尺寸与上述光出射部12所具有的同厚度方向的尺寸相同，构成为使得经过光出射部12而高效地入射来自LED组件11的光(详细后述)。

另外，在背光源装置3中，以与导光板14的非发光面14d相接的方式设置有反射片16。另外，在导光板14的液晶面板2侧(发光面14c侧)设置有透镜片、扩散片等光学片17，将在导光板14的内部被向规定的导光方向引导的来自LED组件11的光变为具有均匀的亮度的面状的上述照明光而提供给液晶面板2。

另外，在背光源装置3中，利用截面L字形的边框15，在导光板14的上方设置有液晶面板2的状态下，夹持LED组件11、光出射部12、光反射部13、导光板14、反射片16和光学片17。另外，在透明基板6上载置有以覆盖驱动器9和挠性印刷基板10的方式设置的外壳18。由此，背光源装置3被组装在液晶面板2上，一体化为向液晶面板2入射来自该背光源装置3的照明光的透过型液晶显示装置1。

在此，参照图2，对LED组件11、光出射部12、和光反射部13具体地进行说明。

图2是说明上述背光源装置的主要部分结构的图，图2(a)是图1所示的LED组件、光出射部、和光反射部的侧面图，图2(b)是LED组件和光出射部的平面图，图2(c)是图2(b)的以IIc包围的光出射部的局部放大立体图。

如图2(a)所示，LED组件11包括：基板11a；设置于基板11a的中央部的发光二极管的芯片(以下，称为“LED芯片”。)11b；和以覆盖LED芯片11b的方式设置，密封该LED芯片11b的密封树脂11c。LED芯片11b由发出例如中心波长450nm的蓝色的光的蓝色的发光二极管构成。在密封树脂11c中含有黄色的荧光材料或者绿色和红色的荧光材料，在LED组件11中，利用来自LED芯片11b的蓝色光和密封树脂11c内的荧光材料发出白色的光。

另外，密封树脂11c设置于作为实质的光源的LED芯片11b与上述光出射部12之间，构成允许来自LED芯片11b的光入射光出射部12的光通过部。另外，在密封树脂11c的导光板14侧一体组装有上述光出射部12。如上所述，该光出射部12的入射面14a侧所具有的在导光板14的厚度方向的尺寸构成为与该导光板14的入射面14a所具有的厚度方向的尺寸相同。因此，对于密封树脂11c，如图2(a)所示，形成有从LED芯片11b侧向着光出射部12侧，在导光板14的厚度方向的尺寸逐渐减小的锥面11c1。由此，在本实施方式的背光源装置3中，即使在使用在导光板14的厚度方向的尺寸较大的LED芯片(光源)11b时，密封树脂(光通过部)11c也能够不产生损失而使来自LED芯片11b的光可靠地入射光出射部12。

更加具体而言，LED芯片11b的大小为例如300μ见方，即使在导光板14的厚度方向的尺寸的纵和横方向尺寸的任何一个都大于100μm的情况下，通过适当地设置锥面11c1，也能够使来自该LED芯片11b的光可靠地向光出射部12入射。

另外，在锥面11c1的上侧，一体地组装有使用一维或三维光子晶体的上述光反射部13，构成为使要从锥面11c1向外侧射出的光在该锥面11c1的内侧完全反射。该一维或三维的光子晶体，使用折射率互不相同的多种光学多层膜(合成树脂或铂等)。

另外，在使用一维的光子晶体的光反射部13中，使上述光学多层膜的各层厚度向深度方向(图2(a)的上下方向)变化而形成，通过增加满足布拉格的衍射条件的光来使各种能量(波长)的光反射。

另一方面，在使用三维的光子晶体的光反射部13中，例如通过使具有矩形构造的模型(模具)交替地旋转90°而进行热纳米打印来形成，与一维的光子晶体同样，通过布拉格反射来使各种能量(波长)的光反射。

如上所述，由于在锥面11c1的上侧设置有使用一维或三维的光子晶体的光反射部13，所以在本实施方式的背光源装置3中，能够利用一维或三维的光子晶体的光反射功能来可靠地防止在锥面(光通过部)11c1的外侧发生光漏泄，能够防止LED芯片(光源)11b的光利用效率的下降。

另外，在上述说明以外，也可以为例如遍及密封树脂11c的外周外方的全周(整面)而设置使用一维或三维的光子晶体的光反射部的结构。

另外，在光出射部12中使用二维的光子晶体，通过该二维的光子晶体的衍射效果，使向导光板14侧射出的光聚光，提高指向性，向导光板14的入射面14a入射。具体而言，参照图2(b)和图2(c)，在光出射部12中，对密封树脂11c的入射面14a侧的表面，使用例如UV纳米打印，构成为沿着规定的排列方向配置有多个使光衍射的二维的光子晶体的齿部12a的锯齿状(火焰(Blazed)形状)。

另外，在齿部12a中，其截面形状构成为直角三角形。具体而言，如图2(c)例示的那样，齿部12a包括：与密封树脂11c接合的矩形的底面12a1；形成为相对于底面12a1具有规定的倾斜角度的倾斜面12a2；相对于底面12a1构成为直角的垂直面12a3；倾斜面12a2与垂直面12a3之间的边界线12a4(即，上述直角三角形的棱线)。另外，在光出射部12中，多个齿部12a如图2(b)所示，设置为关于LED芯片11b的中心在同图2(b)的左右方向对称。

即，在光出射部12中，在使其倾斜面12a2朝向左侧(LED芯片11b的中心的相反侧)的状态下设置比LED芯片11b的中心更靠左侧的齿部12a。另一方面，在使其倾斜面12a2朝向右侧(LED芯片11b的中心的相反侧)的状态下设置比LED芯片11b的中心更靠右侧的齿部12a。这样，在多个齿部12a中，以关于LED芯片11b的中心对称的方式设置倾斜面12a2，对锯齿状的二维的光子晶体所具有的、衍射光的特定的次数能够有效地利用较高的衍射效率，能够提高向导光板14侧射出的光的指向性和光的透过效率。

另外，在齿部12a中，底面12a1构成光源侧的端部，边界线12a4构成导光板侧的端部。并且，在齿部12a中，底面12a1的上述规定的排列方向的尺寸(图2(b)中用“F”图示，相当于在锯齿状的齿部12a的周期构造的光栅常数。)设定在LED芯片11b的发光波长(中心波长)的1/3～5倍的尺寸范围内。即，在光出射部12中，图2(b)的左右方向(排列方向)的、齿部12a的构造周期选择上述的尺寸范围的值。由此，在本实施方式的背光源装置3中，能够可靠地提高从光出射部12向导光板14侧射出的光的指向性和光的透过效率。

此外，在使齿部12a的上述尺寸F成为小于LED芯片11b的发光波长的1/3的值时，存在二维的光子晶体的衍射效率下降，通过向齿部12a的光的入射角度不能将光向导光板14侧射出的情况。另外，在使尺寸F成为大于发光波长的5倍的值时，二维光子晶体的衍射效果不能发挥出来而导致向导光板14侧的出射光的指向性下降或者光的透过效率下降。

另外，在齿部12a中，其高度尺寸(图2(b)中用“H”图示)即底面12a1与边界线12a4之间的尺寸被设定为LED芯片11b的发光波长(中心波长)的1/3～5倍的尺寸范围内。由此，在本实施方式的背光源装置3中，能够可靠地提高从光出射部12向导光板14侧射出的光的指向性和光的透过效率。

另外，在使齿部12a的上述高度尺寸H成为小于LED芯片11b的发光波长的1/3的值时，二维的光子晶体的衍射效率下降，通过向齿部12a的光的入射角度不能向导光板14侧射出光。另外，在使高度尺寸H成为大于发光波长的5倍的值时，二维的光子晶体的衍射效果不能发挥出来，导致向导光板14侧的出射光的指向性下降或者光的透过效率下降。

在如上所述构成的光出射部12中，利用由二维的光子晶体构成的齿部12a，在图2(b)中用箭头表示那样，能够使来自LED芯片11b的光可靠地向导光板14侧射出。即，在图6所示的现有例中，在密封树脂与大气之间的界面光超过临界角而入射时，该光不会射出。

对此，在光出射部12中，在密封树脂11c与齿部12a的底面12a1的界面，即使光超过临界角而入射，由于二维的光子晶体的衍射效果光也能够可靠地向导光板14侧射出。并且，由于设置多个上述这样的截面形状为直角三角形、且具有倾斜面12a2的倾斜构造的齿部12a，所以相对于LED组件11的出射面(即，密封树脂11c的与入射面14a相对的表面)更接近法线方向的光遍及该出射面的整个面而向导光板14侧均匀地射出。

在此，参照图3对由本申请的发明者进行的验证试验的试验结果进行具体说明。

图3是表示上述光出射部的效果的图表。

在该验证试验中使用在覆盖中心波长450nm的蓝色的LED芯片11b的密封树脂11c上，作为光出射部12，利用二维的光子晶体形成有多个上述尺寸F和高度尺寸H分别为1μm的齿部12a的本实施方式的装置。并且，与没有形成光出射部12的比较品进行了比较。其结果，在本实施方式的装置中，如图3中用实线30表示那样，与比较品(同图3中用虚线50表示)相比较，能够射出的光的入射角的范围变大。即，在本实施方式的装置中，从密封树脂11c向导光板14侧射出的光的光量为比较品的1.2倍，确认了能够改善光出射率(光取出效率)。

另外，在本实施方式的装置中，相对于光出射部12的光的入射角，例如对于入射角30°，该光的出射角为17.5°，另外，对于入射角60°，该光的出射角为23.5°，确认了出射角以比入射角小的角度射出。这样证实了在本实施方式的装置中，对于入射角，光被以小角度射出，所以对于导光板14，入射效率良好，能够射出没有亮度不均的光。

另外，在上述的说明以外，也可以形成这些齿部12a，使得例如全部的倾斜面12a2在LED芯片11b侧，即在图2(b)中关于LED芯片11b，左右的齿部12a的倾斜面12a2互相相对。

如以上这样构成的本实施方式的背光源装置3中，设置有光出射部12，该光出射部12在LED组件11(光源)的导光板侧14以与入射面14a相对的方式设置，并且向导光板14射出来自LED组件11的光。另外，该光出射部12的该入射面14a侧的在导光板14的厚度方向的尺寸构成为与该导光板14的入射面14a的厚度方向的尺寸相同。而且，在光出射部12中，使用二维的光子晶体，通过该二维的光子晶体的衍射效果，使向导光板14侧射出的光聚光，提高指向性而使其向导光板14的入射面14a入射。由此，在本实施方式的背光源装置3中，与上述现有例不同，不论导光板14的厚度尺寸，通过二维的光子晶体的衍射效果，能够向导光板14侧高效地射出LED组件11的光。其结果，在本实施方式的背光源装置3中，与上述现有例不同，能够构成即使在使导光板14的厚度较薄时，也能够防止LED组件11的光利用效率下降，能够容易地实现高亮度化的背光源装置3。

另外，在本实施方式的液晶显示装置1中，对液晶面板(显示部)2照射来自背光源装置3的光，该背光源装置3即使在使导光板14的厚度较薄时，也能够防止LED组件(光源)11的光利用效率下降，能够容易地实现高亮度化，所以能够容易地构成小型且高性能的液晶显示装置1。

[第二实施方式]

图4是用于说明本发明的第二实施方式的背光源装置的主要部分结构的图，图4(a)是本实施方式的LED组件、光出射部、和光反射部的侧面图，图4(b)是本实施方式的LED组件和光出射部的平面图，图4(c)是以图4(b)的IVc包围的光出射部的局部放大立体图。在图中，本实施方式和上述第一实施方式的主要不同点在于，光出射部使用齿部的截面形状为梯形的二维的光子晶体。此外，关于与上述第一实施方式相同的要素，标注同样的符号而省略重复的说明。

即，如图4(a)所示，在本实施方式的背光源装置3中，对于LED组件11的密封树脂11c，一体地组装有光出射部22。在该光出射部22中，与第一实施方式同样，使用二维的光子晶体而构成，并且如图4(b)所示，包括沿着规定的排列方向配置而构成为锯齿状的多个齿部22a。

具体而言，如图4(c)所例示的那样，在齿部22a中，使用截面形状为梯形的齿部，在本实施方式的光出射部22中，与第一实施方式同样，能够提高向导光板14侧射出的光的指向性和光的透过效率。即，齿部22a包括：与密封树脂11c接合的矩形的底面22a1；与底面22a1平行设置的上表面22a2；在底面22a1与上表面22a2之间，形成为相对于底面22a1具有各自规定的倾斜角度的倾斜面22a3、22a4。另外，在倾斜面22a3和倾斜面22a4中，如同图4(c)所例示的那样，倾斜面22a3选择相对于底面22a1的倾斜角度较小的值。

另外，在光出射部22中，与第一实施方式同样，设置多个齿部22a，使得关于LED芯片11b的中心，在图4(b)的左右方向对称。即，在光出射部22中，在例如使倾斜面22a3朝向左侧(LED芯片11b的中心的相反侧)的状态下设置比LED芯片11b的中心更靠左侧的齿部22a。另一方面，在使同倾斜面22a3朝向右侧(LED芯片11b的中心的相反侧)的状态下设置比LED芯片11b的中心更靠右侧的齿部22a。

另外，在齿部22a中，底面22a1构成光源侧的端部，上表面22a2构成导光板侧的端部。并且，在齿部22a中，与第一实施方式同样，底面22a1的上述规定的排列方向的尺寸(在图4(b)中用“F”表示)，被设定在LED芯片11b的发光波长(中心波长)的1/3～5倍的尺寸范围内。

进一步，在齿部22a中，其高度尺寸(在图4(b)中用“H”表示)，即底面22a1与上表面22a2之间的尺寸，与第一实施方式同样，被设定为在LED芯片11b的发光波长(中心波长)的1/3～5倍的尺寸范围内。

通过以上的结构，在本实施方式中，能够起到与上述第一实施方式同样的作用、效果。

[第三实施方式]

图5是表示本发明的第三实施方式的背光源装置的光出射部的结构的放大立体图。在图中，本实施方式与上述第一实施方式的主要不同点在于光出射部使用齿部的形状为四角锥的、二维的光子晶体。此外，对与上述第一实施方式相同的要素，标注同样的符号，省略其重复的说明。

即，如图5所示，在本实施方式的背光源装置3的光出射部32中，与第一实施方式同样，使用二维的光子晶体而构成，并且包括沿着规定的排列方向配置而构成为锯齿状的多个齿部32a。另外，对于齿部32a，如图5所例示的那样，使用四角锥的形状的齿部，在本实施方式的光出射部32中，与第一实施方式同样，能够提高向导光板14侧射出的光的指向性和光的透过效率。

具体而言，齿部32a包括：4个倾斜面32a1、32a2、32a3、32a4；和与密封树脂11c接合的矩形的底面32a5。倾斜面32a1～32a4形成为相对于底面32a5具有规定的倾斜角度。

另外，在齿部32a中，底面32a5构成光源侧的端部，上述四角锥的顶点32a6构成导光板侧的端部。并且，在齿部32a中，与第一实施方式同样，底面32a5的上述规定的排列方向的尺寸(在图5中用“F”表示)，被设定在LED芯片11b的发光波长(中心波长)的1/3～5倍的尺寸范围内。

而且，在齿部32a中，其高度尺寸(在图5中用“H”表示)，即底面32a5与顶点32a6之间的尺寸，与第一实施方式同样，被设定在LED芯片11b的发光波长(中心波长)的1/3～5倍的尺寸范围内。

通过以上的结构，在本实施方式中，能够起到与上述第一实施方式相同的作用、效果。

另外，上述的实施方式全部为举例说明而并不限制本发明。本发明的技术范围被权利要求规定，与其中记载的结构均等的范围内的全部的变更也包括在本发明的技术范围中。

例如，在上述说明中，对将本发明适用于透过型的液晶显示装置的情况进行了说明，本发明的背光源装置并不限定于此，能够适用于具备利用发光二极管的光，显示图像、文字等信息的非发光型显示部的各种显示装置。具体而言，在将半透过型的液晶显示装置或者液晶面板用于光阀的投射型显示装置中能够很好地使用本发明的背光源装置。

另外，在上述的说明中，对光出射部使用齿部的截面形状为直角三角形或梯形、或者齿部的形状为四角锥的二维的光子晶体的情况进行了说明，但本发明的光出射部的入射面侧的在导光板的厚度方向的尺寸如果构成为该导光板的入射面的厚度方向的尺寸以下，并且使用二维的光子晶体，则齿部的形状、设置数等的结构丝毫不限定于上述内容。

但是，如上述的各实施方式，在二维的光子晶体中，在设置为沿着规定的排列方向配置多个形成为以导光板侧的端部比光源侧的端部小的方式倾斜的倾斜构造的齿部的锯齿状的情况下，上述光出射部能够提高光源的光的指向性，能够将该光高效地向导光板侧射出这一点而优选。

另外，在上述说明中，对于光源使用发光二极管的情况进行了说明，但本发明的光源并不限定于此，也能够使用有机EL(ElectronicLuminescence)等其他的发光元件、PDP(Plasma Display Panel)等其他的点光源、灯或者放电管等。

其中，如上述的各实施方式那样，在光源使用发光二极管的情况下，能够容易地构成长寿命且小型的光源，能够容易地构成高性能且被小型化的背光源装置这一点而优选。

另外，在上述的说明中，虽然对具有蓝色的发光二极管的LED芯片，并且使用具备含有黄色的荧光材料或绿色和红色的荧光材料的密封树脂的所谓的模拟白色的发光二极管的情况进行了说明，但本发明的发光二极管并不限定于此。具体而言，也可以使用发出RGB的任一色光的发出单色光的发光二极管，在光出射部中，根据发光二极管的发光波长，适当地变更上述齿部的构造周期的光栅常数(即，上述排列方向的尺寸F)、高度尺寸H等即可。

另外，在上述说明中，对作为光通过部使用密封树脂的情况进行了说明，但本发明的光通过部并不限定于此。具体而言，例如能够在光通过部中使用形成于使用一维或三维的光子晶体的筒状的光反射部内的空隙部。

产业上的可利用性

本发明对于即使在使导光板的厚度变薄时，也能够防止光源的光利用效率下降，能够容易地实现高亮度化的背光源装置和使用该装置的小型且高性能的显示装置有用。

Claims

1.一种背光源装置，其具备光源和导光板，该导光板具有入射来自所述光源的光的入射面，并且将从所述入射面入射的光导向规定的导光方向，所述背光源装置的特征在于：

其具备光出射部，该光出射部在所述光源的所述导光板侧以与所述入射面相对的方式设置，并且向所述导光板射出来自所述光源的光，

所述光出射部的所述入射面侧的在所述导光板的厚度方向的尺寸构成为该导光板的所述入射面的厚度方向的尺寸以下，并且，

所述光出射部使用二维的光子晶体。

2.如权利要求1所述的背光源装置，其特征在于，包括：

光通过部，其设置于所述光源与所述光出射部之间，允许来自所述光源的光入射所述光出射部；和

光反射部，其使用一维或三维的光子晶体，并且设置于所述光通过部的外周外方，使光向该光通过部的内侧反射。

3.如权利要求2所述的背光源装置，其特征在于：

所述光通过部形成有锥面，该锥面在所述导光板的厚度方向的尺寸从所述光源侧向着所述光出射部侧逐渐减小。

4.如权利要求1～3中任一项所述的背光源装置，其特征在于：

所述二维的光子晶体被设置为锯齿状，沿着规定的排列方向配置有多个齿部，该齿部形成为以所述导光板侧的端部比所述光源侧的端部小的方式倾斜的倾斜构造。

5.如权利要求4所示的背光源装置，其特征在于：

对于所述二维的光子晶体，多个所述齿部以关于所述光源的中心对称的方式设置。

6.如权利要求4或5所述的背光源装置，其特征在于：

对于所述二维的光子晶体，所述齿部的所述光源侧的端部的所述规定的排列方向的尺寸被设定在所述光源的发光波长的1/3～5倍的尺寸范围内。

7.如权利要求4～6中任一项所述的背光源装置，其特征在于：

对于所述二维的光子晶体，在所述齿部中，所述光源侧的端部和所述导光板侧的端部之间的高度尺寸被设定在所述光源的发光波长的1/3～5倍的尺寸范围内。

8.如权利要求4～7中任一项所述的背光源装置，其特征在于：

对于所述二维的光子晶体，所述齿部的截面形状为直角三角形。

9.如权利要求4～7中任一项所述的背光源装置，其特征在于：

对于所述二维的光子晶体，所述齿部的截面形状为梯形。

10.如权利要求4～7中任一项所述的背光源装置，其特征在于：

对于所述二维的光子晶体，所述齿部的形状为四角锥。

11.如权利要求1～10中任一项所述的背光源装置，其特征在于：

所述导光板使用截面矩形的平板。

12.如权利要求1～11中任一项所述的背光源装置，其特征在于：

所述光源使用发光二极管。

13.一种显示装置，其具备显示部，其特征在于：

所述显示部被照射来自如权利要求1～12中任一项所述的背光源装置的光。