CN105388555A - 面光源装置和液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

面光源装置和液晶显示装置，在同时使用两种以上的LED光源作为面发光装置的光源时，能够廉价地显示颜色再现范围宽的高品质的图像。面光源装置(500)具有：发出不同颜色的多个光的多个LED(6、7)；以及导光体(5)，其将多个光混色，并射出混色后的光。导光体(5)具有：被独立地入射多个光的光入射部(11)；以及光出射部(8)，其设置于光入射部(11)的侧方，通过改变从光入射部(11)入射且在导光体(5)内传播并进行混色的多个光的传播角度，控制从导光体(5)出射的光的光出射量和光出射位置。

Description

面光源装置和液晶显示装置
技术领域
本发明涉及利用特性不同的两种以上的光源从液晶显示装置的背面对液晶显示装置进行照明，从而使液晶显示装置显示图像的液晶显示装置和面光源装置。
背景技术
液晶显示装置具有的液晶显示元件自身不发光。因此，液晶显示装置在液晶显示元件的背面侧具有背光装置(面光源装置)，作为对液晶显示元件进行照明的光源。
此外，液晶显示元件具有滤色片，通过利用滤色片使来自以连续光谱发出白色光的荧光灯的光中的、仅部分波长的光透过，提取红、绿和蓝的显示色来进行颜色表现。这样，在从连续光谱的光源光中仅切出部分波段的光来得到显示色的情况下，如果要提高显示色的色纯度来增大颜色再现范围，则必须将液晶显示元件具有的滤色片的透过波段设定得较窄。因此，在要提高显示色的色纯度时，产生透过滤色片的光的透过光量减少从而亮度下降这样的问题。
根据荧光体的特性，通常被用作背光装置的光源的荧光灯在红色波长区域中，具有在615nm左右的过渡到橙色的波长处具有峰值的发光光谱。因此，特别在红色中，当要在作为纯红而优选的630nm～640nm的波长区域中提高色纯度时，产生透射光量极度下降，亮度显著下降这样的问题。为了将滤色片造成的光损耗抑制在最小限度并且扩大颜色再现范围，需要采用发出波长带宽较窄的光的光源。即，需要采用发出色纯度高的光的光源。
作为这种问题的改善方案，近年来，提出了具有波长宽度窄即色纯度高的单色的LED或激光器作为光源的液晶显示装置。特别是激光器具有非常优异的单色性和高发光效率，因此能够得到提供颜色再现范围宽、高亮度、高品质的图像，并且功耗低的液晶显示装置。
在这样的具有面光源装置的液晶显示装置中，理想的是进行技术开发，使得能够通过以尽可能少的光源数实现颜色再现特性高、亮度不均和颜色不均少的高品质的面光源装置，降低制造成本。
例如，在专利文献1中公开有在液晶显示元件的背面配置有大量带透镜的LED光源的、具有直下型背光灯的液晶显示装置，带透镜的LED光源是对作为点光源的R、G、B的LED光源分别安装考虑到配光分布的透镜而得到的。由此，制作出减少了亮度不均的均匀的面光源。
【专利文献1】国际公开第2012/002029号
专利文献1中记载的面光源装置和液晶显示装置通过将带透镜的LED光源全面铺设配置到与液晶显示元件的背面平行的面上，保证了均匀的亮度分布。因此，需要大量的LED光源，从而制造成本增加。
并且，为了提高面光源装置的亮度，增加LED光源是有效的，但是，为了将各个颜色的LED光源混色成均匀的白色光，必须考虑到LED光源的个数和配置，因此并非易事。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种面光源装置和液晶显示装置，在同时使用两种以上的LED光源作为面发光装置的光源时，能够廉价地显示颜色再现范围宽的高品质的图像。
本发明的面光源装置具有：发出不同颜色的多个光的多个光源；以及导光体，其将所述多个光混色，并射出混色后的光，所述导光体具有：被独立地入射所述多个光的光入射部；以及光出射部，其设置于所述光入射部的侧方，通过改变从所述光入射部入射且在所述导光体内传播并进行混色的所述多个光的传播角度，控制从所述导光体出射的光的光出射量和光出射位置。
根据本发明，导光体具有：被独立地入射多个光的光入射部；以及光出射部，其设置于光入射部的侧方，通过改变从光入射部入射且在导光体内传播并进行混色的多个光的传播角度，控制从导光体出射的光的光出射量和光出射位置，因此，能够在导光体内将来自多个光源的光混色，从而没有浪费地进行导光。由此，能够提高光的利用效率，并且能够显示颜色再现范围宽的高品质的图像。此外，不需要大量光源就能够得到上述效果，因此能够廉价地实现。
附图说明
图1是概略地示出实施方式1的液晶显示装置的一例的结构的立体图。
图2是概略地示出实施方式1中的导光体的另一例的结构的立体图。
图3是概略地示出实施方式1中的导光体的又一例的结构的立体图。
图4是概略地示出实施方式1中的面光源装置的导光体的构造的结构图。
图5是示出实施方式1中的导光体的构造的立体图。
图6是概略地示出实施方式1中的光出射部的功能的结构图。
图7是概略地示出实施方式2的液晶显示装置的一例的结构的立体图。
图8是概略地示出实施方式2中的光出射部的功能的结构图。
图9是概略地示出实施方式3的液晶显示装置的一例的结构的立体图。
图10是概略地示出实施方式3中的光出射部和凹状构造部的功能的结构图。
图11是概略地示出实施方式4的液晶显示装置的一例的结构的立体图。
图12是概略地示出实施方式4中的光入射部和凹状构造部的功能的结构图。
标号说明
1：液晶面板；5：导光体；6：LED；7：LED；8：光出射部；11：光入射部；11a：光入射部；12：凹状构造部；100：液晶显示装置；500：面光源装置。
具体实施方式
<实施方式1>
以下，使用附图来说明本发明的实施方式1。图1是概略地示出实施方式1的液晶显示装置100的一例的结构的立体图，图2是概略地示出导光体5的另一例的结构的立体图，图3是概略地示出导光体5的又一例的结构的立体图，图4是概略地示出面光源装置500的导光体5的构造的结构图，图5的(a)是示出导光体5的构造的立体图，图5的(b)是示出光出射部8的构造的立体图，图6是概略地示出光出射部8的功能的结构图。
如图1所示，液晶显示装置100具有透过型的液晶面板1、光学片2、光学片3以及面光源装置500。面光源装置500是使光通过光学片3和光学片2照射到液晶面板1的背面的面光源装置。此外，面光源装置500具有：发出单色光的LED6(光源)；发出与LED6不同的单色光的LED7(光源)；将这些光混色的多个导光体5；以及将来自LED6、7的光朝向液晶面板1的背面进行反射的光学片4。液晶面板1、光学片2、光学片3和面光源装置500从+z轴方向朝－z轴方向依次进行配置。
导光体5是以丙烯树脂或聚碳酸酯这样的透明树脂为材料的棒状部件，形成为例如长方体状。导光体5利用全反射使来自LED6、7的光在内部传播，从而将单色的多个LED6、7的光混色(混合)，并射出混色后的光。此处所说的混色是指使入射位置不同的LED6、7各自相对于导光体5出射时的亮度分布一定程度地匹配。
此外，如图1和图4所示，导光体5具有凹状的光入射部11和光出射部8。光入射部11在导光体5的入射面侧设置有多个，即在导光体5中与光学片4相接的面(图4所示的底面5a)上设置有多个。光入射部11形成为四棱柱状的凹部，在各光入射部11内分别配置有LED6、7。因此，能够使从LED6、7射出的光高概率地、独立地入射到导光体5，能够高效地将光取入到导光体5。被取入到导光体5的光在导光体5的内部反复全反射，因此能够利用这点使LED6、7的光还传播到导光体5的端部。
在本实施方式中，说明了导光体5形成为长方体状，但是不限于此。例如，也可以如图2所示形成为圆柱状，还可以如图3所示形成为三棱柱状。另外，图2和图3中未图示出光出射部8，但是，光出射部8与图4的情况同样，实际上被设置在光入射部11的侧方。
此外，如图4所示，光出射部8被设置在光入射部11的侧方即导光体5的入射面侧。光出射部8有意打乱取入到导光体5内部的各个颜色的光的全反射条件，从而将来自LED6、7的光射出到导光体5的外部。光出射部8被配置成通过改变在导光体5内部传播的光的传播角度，在导光体5的长度方向上，控制在导光体5内部传播的光向导光体5外的光射出量和光射出位置。这里，在图4中，从LED6、7独立地入射的光分别在导光体5内传播，由光出射部8改变传播角度而从出射面(导光体5的上表面5b)射出，但实际上，在导光体5内，假定来自LED6、7的光在由光出射部8改变传播角度进行传播的期间被混色后，从出射面射出。
如图5的(a)、(b)所示，光出射部8形成为以导光体5的上表面5b(出射面)侧为顶点的三棱柱状的凹部。光出射部8相对于导光体5的底面5a(入射面)具备斜面8a和斜面8b，斜面8a相对于三棱柱状的底面的角度θa在0°～90°的范围内具有任意的角度，斜面8b是斜面8a的相对面，相对于三棱柱状的底面的角度θb在0°～90°的范围内具有任意的角度。能够通过斜面8a、8b，在作为导光体5的长度方向的x轴上，还对在+x轴方向或－x轴方向的任意方向上行进的内部传播光进行控制。此外，光出射部8包含斜面(边)的角度不同的三棱柱状，即，在导光体5设置有各种角度的三棱柱状的光出射部8。
例如图6所示，通过全反射而朝－x方向传播中的光9通过光出射部8的角度θb为15°的斜面8b被打乱全反射条件，朝导光体5外射出。另一方面，通过全反射而朝+x方向传播中的光10入射到光出射部8的角度θa为90°的斜面8a，暂时折射而离开导光体5，在空气层中传播后，再次成为通过全反射在导光体5内部传播的光。能够通过这样地调整光出射部8中的斜面8a和斜面8b的角度，控制在导光体5内部传播的光向导光体5外的光出射量和光出射位置。
由此，导光体5能够具有整体在长度方向上均匀的亮度分布，能够将配置有多个具有均匀亮度分布的导光体5的面光源装置500视作具有均匀亮度分布的面光源。并且，不论光源存在于什么位置，对于来自各光源的光，都能够使从导光体5射出时的亮度分布大致同等，因此不易产生颜色不均。而且，各个光源均为单色LED，因此能够将颜色再现范围确保得较宽。此外，使来自LED6、7的光在导光体5整体内传播，并使其在长度方向上延伸而使用，因此即使以较少的光源数也能够照射大范围。
如上所述，在实施方式1的面光源装置500中，导光体5具有：被独立地入射多个光的光入射部11；以及光出射部8，其设置于光入射部11的侧方，通过改变从光入射部11入射且在导光体5内传播并进行混色的多个光的传播角度，控制从导光体5出射的光的光出射量和光出射位置。此外，液晶显示装置100具有：面光源装置500；以及液晶面板1，其被来自面光源装置500的光照明而显示图像。
因此，能够将来自LED6的光和来自LED7的光在导光体5内混色，没有浪费地进行导光。由此，能够提高光的利用效率，并且能够显示颜色再现范围宽的高品质的图像。此外，使来自LED6和LED7的光在导光体5整体内传播，并使其在长度方向上延伸而使用，因此即使以较少的光源数也能够照射大范围。由此，不需要大量光源就能够得到上述效果，因此能够廉价地实现面光源装置500和液晶显示装置100。
根据以上叙述，在面光源装置500和液晶显示装置100中，能够实现小型化和能量消耗量的削减。
光入射部11设置于导光体5的入射面侧，光出射部8设置于导光体5的入射面侧，且控制从入射面的相反侧的面即出射面出射的光的光出射量和光出射位置，因此能够将在导光体5内混色后的光高效地朝向液晶面板1的背面射出。
光出射部8形成为以导光体5的出射面侧为顶点的三棱柱状的凹部，因此能够通过设定三棱柱状的凹部的斜面(边)的角度，简单地设定光的传播角度。
光出射部8包含斜面(边)的角度不同的三棱柱状，因此能够将光的传播角度设定为各种角度，能够使来自LED6和LED7的光更高效地进行混色。
另外，光出射部8也可以连续地配置多个。此外，光出射部8不仅可以设置于导光体5的底面5a，也可以设置于上表面5b或侧面5c。
此外，作为相对于1个导光体5的光源的单色LED不限于两种(2色)，也可以配置3种(3色)以上。此外，相对于1个导光体5的光源的个数也可以是3个以上。此外，导光体5的个数能够根据需要进行变更。
<实施方式2>
接着，对实施方式2的液晶显示装置100和面光源装置500进行说明。图7是概略地示出实施方式2的液晶显示装置100的一例的结构的立体图，图8是概略地示出光入射部11a的功能的结构图。另外，在实施方式2中，对与在实施方式1中说明的结构要素相同的结构要素标注相同标号并省略说明。
如图7所示，在实施方式2中，导光体5相对于实施方式1的结构，替代凹状的光入射部11而具有使光入射部11变形后的光入射部11a。
这里，为了在面光源装置500中减少颜色不均，由于从LED6、7射出的光是单色的，因此优选的是，将光尽可能地取入到导光体5内使其传播，并以各LED6、7的亮度分布尽可能成为相同分布的方式将光射出到导光体5外。此外，为了将从LED6、7射出的光更高效地取入到导光体5内，在从LED6、7射出的光从导光体5的底面5a入射到导光体5的时间点，需要将入射的光折射至使得成为作为导光体5的材料的丙烯树脂或树脂等的全反射条件的角度，以使入射的光在上表面5b进行全反射。
如图8所示，光入射部11a设置于导光体5的底面5a，且形成为以导光体5的上表面5b侧为顶点的三棱柱状的凹部。光入射部11a形成为将导光体5挖成三棱柱状的形状。LED6、7以三棱柱状的顶点位于其中心且正上方的方式，分别配置在光入射部11a内。从LED6、7传播到导光体5内部的光通过三棱柱状的斜面，被在±x方向上分割，其大部分光通过上表面5b进行全反射，并在导光体5内传播。由此，从LED6、7的中心透过导光体5并在正上方穿过的光量减少，通过全反射而在导光体5内部传播的光量增加。
在导光体5内部传播的光量增加时，在通过光出射部8控制光的亮度分布后射出到导光体5外的光量增多，因此导光体5整体的颜色不均得到减轻。此外，能够提高导光体5整体的亮度，且还容易控制光出射部8的出射光的光量，因此亮度不均也得到减轻。
为了通过光入射部11a高效地在±x方向上分割LED6、7的光，理想的是，光入射部11a的三棱柱状的斜面是不贯通导光体5的程度且是陡斜面。此外，理想的是，位于LED6、7正上方的三棱柱状的顶点部分的角度尽可能小。如图6所示，光入射部11a具有三棱柱状的斜面，由此，能够在±x方向上分割来自LED6、7的光，因此能够使更多的光传播到导光体5内部。此外，通过存在角度小的顶点部分，能够抑制在LED正上方透过的光量。
另外，光入射部11a只要在LED上侧具有三棱柱状的斜面，即易于使光入射到导光体5。因此，光入射部11a的形状不限于此。例如，也可以是在长方体上叠加三棱柱的形状、或在圆柱上叠加三棱柱的形状。
如上所述，在实施方式2的面光源装置500中，光入射部11a形成为以导光体5的上表面5b侧为顶点的三棱柱状的凹部，因此能够在±x方向上分割来自LED6和LED7的光，能够使更多的光传播到导光体5内部。此外，通过存在角度小的顶点部分，能够抑制在LED6和LED7正上方透过的光量。
<实施方式3>
接着，对实施方式3的液晶显示装置100和面光源装置500进行说明。图9是概略地示出实施方式3的液晶显示装置100的一例的结构的立体图，图10是概略地示出光入射部11和凹状构造部12的功能的结构图。另外，在实施方式3中，对与在实施方式1、2中说明的结构要素相同的结构要素标注相同标号并省略说明。
如图9所示，在实施方式3中，导光体5相对于实施方式1的结构具有凹状构造部12。凹状构造部12设置在导光体5的上表面5b中与光入射部11对应的位置处，具有朝光入射部11侧凹陷且平缓的曲线状的面(曲面)。
与实施方式2的情况同样，在实施方式3中，为了在面光源装置500中减少颜色不均，由于从LED6、7射出的光是单色的，因此也优选将光尽可能地取入到导光体5内使其传播，并以各LED6、7的亮度分布尽可能成为相同分布的方式将光射出到导光体5外。此外，为了将从LED6、7射出的光更高效地取入到导光体5内，在从LED6、7射出的光从导光体5的底面5a入射到导光体5的时间点，需要将入射的光折射至使得成为作为导光体5的材料的丙烯树脂或树脂等的全反射条件的角度，以使入射的光在上表面5b进行全反射。
凹状构造部12配置在光入射部11的相对面，由平缓的曲线状的面形成。由此，如图9所示，具有如下功能：利用平缓的曲线状的面，使从LED6、7射出并入射到导光体5内部的光中的、原本不满足全反射条件而在+z轴方向透过的光在±x方向上折射，由此变化成满足全反射条件的光，并在导光体5内部传播。通过该构造，从LED6、7的中心透过导光体5并在正上方穿过的光的光量减少，通过全反射而在导光体5内部传播的光量增加。
在导光体5内部传播的光量增加时，与实施方式2的情况同样，在通过光出射部8控制亮度分布后射出到导光体5外的光量增多，因此导光体5整体的颜色不均得到减轻。此外，能够提高导光体5整体的亮度，且还容易控制光出射部8的出射光的光量，因此亮度不均也得到减轻。
为了通过凹状构造部12高效地在±x方向上分割LED6、7的光，网罗原本成为穿出光的来自LED6、7的光，因此理想的是，凹状构造部12的曲线状的面的曲率高且设置在大范围内。此外，如果凹状构造部12和光入射部11连通，则将在导光体5形成空腔，因此需要在凹状构造部12与光入射部11之间设置最小限度的间隙。此外，理想的是，作为凹状构造部12中心的最凹处的顶点部分的角度尽可能小。如图10所示，通过存在角度小的顶点部分，能够抑制在LED6、7正上方透过的光量。通过凹状构造部12的曲线状的面在±x方向上分割来自LED6、7的光，因此能够使更多的光传播到导光体5内部。
如上所述，在实施方式3的面光源装置500中，导光体5还具有凹状构造部12，该凹状构造部12设置在上表面5b(出射面)中与光入射部11对应的位置处，且具有朝光入射部11侧凹陷的曲面，因此从LED6和LED7的中心透过导光体5并在正上方穿过的光的光量减少，通过全反射而在导光体5内部传播的光量增加。由此，在通过光出射部8控制亮度分布后射出到导光体5外的光量增多，因此导光体5整体的颜色不均得到减轻。此外，能够提高导光体5整体的亮度，且还容易控制光出射部8的出射光的光量，因此亮度不均也得到减轻。
<实施方式4>
接着，对实施方式4的液晶显示装置100和面光源装置500进行说明。图11是概略地示出实施方式4的液晶显示装置100的一例的结构的立体图，图12是概略地示出光入射部11a和凹状构造部12的功能的结构图。另外，在实施方式4中，对与在实施方式1～3中说明的结构要素相同的结构要素标注相同标号并省略说明。
如图11所示，在实施方式4中，导光体5具有作为实施方式2的结构的光入射部11a和作为实施方式3的结构的凹状构造部12双方。
与实施方式2、3的情况同样，在实施方式4中，为了在面光源装置500中减少颜色不均，由于从LED6、7射出的光是单色的，因此也优选将光尽可能地取入到导光体5内使其传播，并以各LED6、7的亮度分布尽可能成为相同分布的方式将光射出到导光体5外。此外，为了将从LED6、7射出的光更高效地取入到导光体5内，在从LED6、7射出的光从导光体5的底面5a入射到导光体5的时间点，需要将入射的光折射至使得成为作为导光体5的材料的丙烯树脂或树脂等的全反射条件的角度，以使入射的光在上表面5b进行全反射。
如图12所示，在实施方式4中，通过光入射部11a的三棱柱状的斜面，在±x方向上分割从LED6、7传播到导光体5内部的光，然后通过凹状构造部12的曲线状的面，使在±x方向上分割后的光折射而变化成满足全反射条件的光，并在导光体5内部传播。通过光入射部11a和凹状构造部12，防止来自LED6、7的光从导光体5的上表面5b透过，由此能够将在实施方式2、3中不能完全网罗的来自LED6、7的光进一步取入到导光体5内。
此外，即便使光入射部11a的斜面的角度一定程度地平缓，也能够通过凹状构造部12防止透过光，因此形成导光体5时的设计产生似然度。同样，凹状构造部12的曲线状的面的曲率也产生似然度。通过这些构造，从LED6、7的中心透过导光体5并在正上方穿过的光量减少，通过全反射而在导光体5内部传播的光量增加。
由此，在通过光出射部8控制亮度分布后射出到导光体5外的光量增多，因此导光体5整体的颜色不均得到减轻。此外，能够提高导光体5整体的亮度，且还容易控制光出射部8的出射光的光量，因此亮度不均也得到减轻。
如上所述，在实施方式4的面光源装置500中，通过光入射部11a的三棱柱状的斜面，在±x方向上分割从LED6和LED7传播到导光体5内部的光，然后通过凹状构造部12的曲线状的面，使在±x方向上分割后的光折射而变化成满足全反射条件的光，并在导光体5内部传播。通过光入射部11a和凹状构造部12，防止来自LED6和LED7的光从导光体5的上表面5b透过，由此能够将来自LED6和LED7的光进一步取入到导光体5内。
另外，本发明在其发明的范围内，可以自由组合各实施方式，或对各实施方式适当地进行变形、省略。

Claims (7)

1.一种面光源装置，该面光源装置具有：
发出不同颜色的多个光的多个光源；以及
导光体，其将所述多个光混色，并射出混色后的光，
所述导光体具有：被独立地入射所述多个光的光入射部；以及光出射部，其设置于所述光入射部的侧方，通过改变从所述光入射部入射且在所述导光体内传播并进行混色的所述多个光的传播角度，控制从所述导光体出射的光的光出射量和光出射位置。
2.根据权利要求1所述的面光源装置，其中，
所述光入射部设置于所述导光体的入射面侧，
所述光出射部设置于所述导光体的所述入射面侧，且控制从所述入射面的相反侧的面即出射面出射的光的光出射量和光出射位置。
3.根据权利要求2所述的面光源装置，其中，
所述光出射部形成为以所述导光体的所述出射面侧为顶点的三棱柱状的凹部。
4.根据权利要求3所述的面光源装置，其中，
所述光出射部包含边的角度不同的三棱柱状。
5.根据权利要求2～4中的任意一项所述的面光源装置，其中，
所述光入射部形成为以所述导光体的所述出射面侧为顶点的三棱柱状的凹部。
6.根据权利要求2所述的面光源装置，其中，
所述导光体还具有凹状构造部，该凹状构造部设置在所述出射面中与所述光入射部对应的位置处，且具有朝所述光入射部侧凹陷的曲面。
7.一种液晶显示装置，该液晶显示装置具有：
权利要求1所述的面光源装置；以及
液晶面板，其被来自所述面光源装置的光照明而显示图像。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108241235A (zh) * 2016-12-23 2018-07-03 乐金显示有限公司 光源模块及包括该光源模块的背光单元和液晶显示装置
CN111768694A (zh) * 2020-06-25 2020-10-13 博讯光电科技(合肥)有限公司 一种超薄直下式背光模组

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105242343A (zh) * 2015-10-27 2016-01-13 武汉华星光电技术有限公司 具有曲面导光板的显示设备
US10564533B2 (en) 2017-03-21 2020-02-18 Magic Leap, Inc. Low-profile beam splitter
EP3602177B1 (en) 2017-03-21 2023-08-02 Magic Leap, Inc. Methods, devices, and systems for illuminating spatial light modulators
JP6984334B2 (ja) * 2017-11-10 2021-12-17 日本精機株式会社 発光装置
CN108388047A (zh) * 2018-02-24 2018-08-10 惠科股份有限公司 一种背光模组及显示装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101639185A (zh) * 2009-09-03 2010-02-03 上海广电光电子有限公司 Led背光模组
CN201593724U (zh) * 2009-12-05 2010-09-29 金芃 Led背光源的采用带有凹部的直下式导光板的发光元件
CN201680225U (zh) * 2009-11-19 2010-12-22 金芃 Led背光源的混合式发光元件
CN102313165A (zh) * 2010-07-09 2012-01-11 日立民用电子株式会社 照明装置以及具备该照明装置的显示装置
CN102913855A (zh) * 2008-08-26 2013-02-06 友达光电股份有限公司 背光模块及其混光结构
CN102937269A (zh) * 2012-11-15 2013-02-20 京东方科技集团股份有限公司 一种导光板、背光模组及显示装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0555567U (ja) * 1991-12-24 1993-07-23 スタンレー電気株式会社 Ｌｅｄ面光源装置
DE10102585A1 (de) * 2001-01-20 2002-07-25 Philips Corp Intellectual Pty Farbige Beleuchtungseinrichtung
JP4256738B2 (ja) * 2003-07-23 2009-04-22 三菱電機株式会社 面状光源装置および該装置を用いる表示装置
JP4535792B2 (ja) * 2004-07-01 2010-09-01 Ｎｅｃ液晶テクノロジー株式会社 バックライト及びそのバックライトを備えた液晶表示装置
EP1640756A1 (en) * 2004-09-27 2006-03-29 Barco N.V. Methods and systems for illuminating
JP4760048B2 (ja) * 2005-02-18 2011-08-31 ソニー株式会社 バックライト装置及び液晶表示装置
JP2007141546A (ja) * 2005-11-16 2007-06-07 Radiant Opt-Electronics Corp 光混合板、及び該光混合板を利用した直下式バックライト
US7791683B2 (en) * 2007-11-19 2010-09-07 Honeywell International Inc. Backlight systems for liquid crystal displays
KR20110068382A (ko) * 2009-12-16 2011-06-22 삼성전자주식회사 백라이트유닛 및 이를 가지는 디스플레이장치
WO2012002029A1 (ja) 2010-07-01 2012-01-05 シャープ株式会社 照明装置、表示装置、テレビ受信装置およびｌｅｄ光源
CN104808270B (zh) * 2010-12-04 2017-08-15 3M创新有限公司 照明组件及其形成方法
JP5789134B2 (ja) * 2011-06-16 2015-10-07 株式会社ジャパンディスプレイ 照明装置、表示装置及び液晶表示装置
JP2013105076A (ja) 2011-11-15 2013-05-30 Enplas Corp 光束制御部材、発光装置、面光源装置および表示装置
US9261641B2 (en) * 2013-03-25 2016-02-16 3M Innovative Properties Company Dual-sided film with compound prisms
US20160202409A1 (en) * 2013-09-05 2016-07-14 3M Innovative Properties Company Double-sided optical film with lenslets and clusters of prisms

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102913855A (zh) * 2008-08-26 2013-02-06 友达光电股份有限公司 背光模块及其混光结构
CN101639185A (zh) * 2009-09-03 2010-02-03 上海广电光电子有限公司 Led背光模组
CN201680225U (zh) * 2009-11-19 2010-12-22 金芃 Led背光源的混合式发光元件
CN201593724U (zh) * 2009-12-05 2010-09-29 金芃 Led背光源的采用带有凹部的直下式导光板的发光元件
CN102313165A (zh) * 2010-07-09 2012-01-11 日立民用电子株式会社 照明装置以及具备该照明装置的显示装置
CN102937269A (zh) * 2012-11-15 2013-02-20 京东方科技集团股份有限公司 一种导光板、背光模组及显示装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108241235A (zh) * 2016-12-23 2018-07-03 乐金显示有限公司 光源模块及包括该光源模块的背光单元和液晶显示装置
CN108241235B (zh) * 2016-12-23 2021-11-16 乐金显示有限公司 光源模块及包括该光源模块的背光单元和液晶显示装置
CN111768694A (zh) * 2020-06-25 2020-10-13 博讯光电科技(合肥)有限公司 一种超薄直下式背光模组

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Publication number Publication date
JP2016045992A (ja) 2016-04-04
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