CN1504774A - 光学元件和平面照明单元以及液晶显示单元 - Google Patents

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Abstract

一种光学元件，其可聚集由具有各向同性的发光特征的平面发光元件所发出的光。该光学元件包括入射面和多个突起部分。入射面形成在光学元件的一侧以允许光进入到光学元件中，并且朝向平面发光元件。突起部分形成在光学元件的另一侧，各突起部分均具有截头锥体的形状。

Description

光学元件和平面照明单元以及液晶显示单元
技术领域
本发明涉及光学元件，还涉及均具有这种光学元件的平面照明单元、平面发光单元以及液晶显示单元。本发明更具体地涉及可增强正面亮度的光学元件。
背景技术
近年来，液晶显示单元已经应用到个人计算机和手持式终端中。液晶显示单元包括液晶面板，其中在两个玻璃衬底之间放置了一对电极并在电极之间放置了液晶。当在电极之间施加电压时，液晶面板会改变液晶的定向，从而显示出字符或图像。
然而，由于液晶本身并不发光，因此尤其在黑暗处很难看见所显示的字符和图像。因此，在通常的液晶显示单元中，在液晶面板的背面设有照明单元。照明单元所发出的光通过液晶面板到达使用者的眼睛，从而照亮了液晶面板上的字符或图像。这样，设于液晶面板的液晶背面或与屏幕相反一侧上的照明单元称为背光部分。
参见图6，背光部分20包括冷阴极管21和光导板22。冷阴极管21是线性发光元件。光导板22传播由线性发光元件所发出的光以形成平面光，该平面光朝向液晶面板27而离开光导板22。液晶面板27和背光部分20构成了液晶显示单元28。光导板22包括光入射面23、出射面24、反射面25和端面26。液晶面板27朝向光导板22的出射面24。
具体地说，冷阴极管21所发出的光通过光入射面23进入光导板22。光朝向与光入射面23相对的端面26传播，同时轮流在出射面24和反射面25上重复进行全反射。反射面25的形状是不均匀的。反射面25还包括用于将光引向端面26的光导向部分和用于将光朝向出射面24反射的光反射部分。因此，当经由光入射面23进入到光导板22中的光到达反射面25的光反射部分时，光就通过反射面25的光反射部分而朝向出射面24反射，并通过出射面24从光导板22中离开而朝向液晶面板27传播。另一方面，到达反射面25的光导向部分的光被全反射并被引向与光入射面23相对的端面26或光入射面23。当被引向端面26或光入射面23的光到达反射面25的光反射部分，光就朝向出射面24反射，并经由出射面24从光导板22中离开而朝向液晶面板27传播。
在液晶显示单元28中，在多数情况下是从其正面来观看显示。因此在背光部分中，需要正面方向上的亮度或正面亮度最大。“正面亮度”指液晶显示单元的屏幕的垂直方向上的亮度。
当光导板22将用作线性发光单元的冷阴极管21所发出的光转化成平面光并且该平面光离开光导板22时，从光导板22中射出的光包括所有入射角度等于或小于临界角的光，该临界角由光导板22的折射率或空气的折射率来确定。因此，光并不必垂直于出射面24而传播。实际上，基本垂直于出射面24而传播的光是离开光导板22的出射面24的全部光的一小部分。应注意的是，发光单元仅发出光，而照明单元可发出光、反射光或折射光。
为了增强正面亮度，已经提出了在光导板和液晶面板之间放置用作光学元件的亮度增强膜。
日本未审查的专利出版物No.2002-107515公开了一种发光单元，其中在光导板上放置了棱镜板。通常以在平表面上相互平行地放置多个棱镜部分的方式来形成棱镜板。在上述现有技术中，棱镜板以这样的方式形成，即各棱镜部分的突起部分在其远端具有平面形状，并且基本上平行于屏幕。因此，棱镜板在截面上为梯形形状。各棱镜部分均放置成平行于用作光源的冷阴极荧光灯“CCFL”。
CCFL是线性光源，离开光导板的光持续存在于垂直于CCFL的平面中。因此，为了使出射光能基本上垂直于出射面而传播，各棱镜部分均仅形成为平行于CCFL。
近年来，有机场致发光元件(在下文中称为有机EL元件)已经获得了迅猛发展，并且已经提出了将有机EL元件应用到液晶显示单元的背光部分中。在背光部分中使用的有机EL元件以发光部分或有机发光层连续地设置成平面形状的方式来形成。因此，不再需要光导板，结果得到了较薄的显示单元。
同样，当将作为平面发光元件的有机EL元件用于背光部分时，需要增强背光部分的正面亮度。因此，与线性发光元件和光导板的使用类似，提出了使用亮度增强膜。
然而，平面有机EL元件发出的光与线性发光元件经由光导板所发出的光不同，其具有各向同性的发光特征。这种各向同性的发光特征与出射光的亮度相关，意味着出射光方向上的亮度仅依赖于该方向和光出射面的法线之间的角度或称为倾角，而与元件的方位角无关，元件的方位角通过将方向垂直投影到出射面上来限定。
如果亮度增强膜具有与在上述专利出版物No.2002-107515中所用亮度增强膜类似的形状，那么在垂直于棱镜纵向上传播的光将会垂直于出射面而折射。然而，在平行于棱镜纵向上传播的光则不会产生折射。结果，亮度增强膜不能有效地增强亮度。
发明内容
本发明旨在提供一种能够有效地增强具有各向同性的发光特征的平面发光元件的亮度的光学元件，以及提供具有这种光学元件的平面照明单元、平面发光单元和液晶显示单元。
本发明具有下述特征。光学元件可聚集由具有各向同性的发光特征的平面发光元件所发出的光。该光学元件包括入射面和多个突起部分。入射面形成在光学元件的一侧上，用于允许光进入到光学元件中。入射面朝向平面发光元件。突起部分形成在光学元件的另一侧上，各突起部分均具有截头锥体的形状。
本发明还具有另一特征。平面照明单元包括平面发光元件和光学元件。平面发光元件具有出射面，光从该出射面处各向同性地离开。光学元件放置在出射面上以聚集光。光学元件包括入射面和多个突起部分。入射面形成在光学元件的一侧上，用于允许光进入到光学元件中。入射面朝向平面发光元件。突起部分形成在光学元件的另一侧上，各突起部分均具有截头锥体的形状。
本发明还具有另一特征。平面发光单元包括平面发光元件和光学元件。平面发光元件具有出射面，光从该出射面处各向同性地离开。光学元件放置在出射面上以聚集光。光学元件包括入射面和多个突起部分。入射面形成在光学元件的一侧上，用于允许光进入到光学元件中。入射面朝向平面发光元件。突起部分形成在光学元件的另一侧上。各突起部分均具有截头锥体的形状。
本发明还具有另一特征。液晶显示单元包括背光部分和液晶面板。背光部分包括平面发光元件和光学元件。平面发光元件具有出射面，光从该出射面处各向同性地离开。光学元件放置在出射面上以聚集光。光学元件包括入射面和多个突起部分。入射面形成在光学元件的一侧上，用于允许光进入到光学元件中。入射面朝向平面发光元件。突起部分形成在光学元件的另一侧上。各突起部分均具有截头锥体的形状。液晶面板置于突起部分的附近，光经由液晶面板到达使用者的眼睛。
从下述介绍中并结合以示例方式阐述了本发明的原理的附图，可以清楚本发明的其它方面和优点。
附图说明
在所附权利要求中具体地阐述了本发明中的被认为是新颖的特征。通过参考对现有优选实施例的下述介绍以及附图，可以最佳地理解本发明及其目的和优点，在附图中：
图1A是显示了根据本发明第一优选实施例的液晶显示单元的示意性截面图；
图1B是显示了根据本发明第一优选实施例的液晶显示单元的亮度增强膜的放大顶视图；
图1C是显示了根据本发明第一优选实施例的液晶显示单元的亮度增强膜的放大截面图；
图2是显示了根据本发明第一优选实施例的液晶显示单元的放大截面图；
图3是显示了根据本发明第二优选实施例的液晶显示单元的亮度增强膜的放大顶视图；
图4是显示了根据本发明另一优选实施例的液晶显示单元的亮度增强膜的放大顶视图；
图5是显示了根据本发明第三优选实施例的液晶显示单元的亮度增强膜的放大顶视图；和
图6是显示了现有技术的液晶显示单元的示意性截面图。
具体实施方式
下面将参考图1A，1B，1C和图2来介绍根据本发明的第一优选实施例的液晶显示单元。在第一实施例中，采用透射式液晶显示单元1作为液晶显示单元。
如图1A所示，液晶显示单元1包括液晶面板2和背光部分3。在液晶面板2中放置了多个具有红色、蓝色和绿色滤光器中的一种的像素，从而形成了点阵。这样，液晶面板2可显示出字符或图像。
仍参见图1A，背光部分3包括有机场致发光元件4(在下文中称为有机EL元件4)和亮度增强膜5。有机EL元件4用作平面发光元件，亮度增强膜5用作光学元件。
有机EL元件4通过在玻璃衬底上依次层压透明电极、有机层和金属电极来形成。透明电极由ITO(氧化锡铟)制成。
当在有机EL元件4的透明电极和金属电极之间施加电压时，形成于有机层中的发光层就会发光。在该实施例中，发光层构成为发光色为白色。发光层所发出的光经由玻璃衬底而离开到有机EL元件4的外部中。
在该实施例中，有机EL元件4形成为使得两个电极和由有机化合物制成的有机层均为平面形状。当在电极之间施加电压时，在发光层的各点上都同时发出相同颜色的光。因此，在该实施例中，有机EL元件4是平面发光元件。
亮度增强膜5由透明树脂制成，并在一侧上具有用作入射面6的平表面。入射面6允许光进入到亮度增强膜5中。在该实施例中，入射光和入射面6的法线方向之间的角度定义为入射角。亮度增强膜5在另一侧上具有正对面8并朝向液晶面板2。在正对面8上延伸出多个突起部分7。入射面6和有机EL元件4的玻璃衬底紧密地接触。也就是说，入射面6设置成朝向平面发光元件。
从正对面8中延伸出来的突起部分7均具有截头圆锥体的形状。各突起部分7的基面均处于同一平面上。也就是说，各突起部分7的基面均处于正对面8上。正对面8与入射面6平行。
参见图1B，所有突起部分7均具有相同的形状，并放置成使得在正对面8中任一突起部分7都被六个其它突起部分7所包围。
参见图1C，各突起部分7均具有顶面9，其为突起部分7的远端表面并与正对面8平行。各突起部分7的顶面9与其相应基面的面积比为25％。在连接基面周边和顶面周边的直线中，最短的直线称为斜线。穿过基面的中心并垂直于正对面8(因而也垂直于入射面6)的直线称为垂直线。在这种情况下，斜线和垂直线之间的角度φ为12.5°。
现在将参考图2来介绍液晶显示单元1的操作。
当在有机EL元件4的阳极和阴极之间施加电压时，有机EL元件4会发出光。因此，白色光从玻璃衬底10中射出。
有机EL元件4的发光层11形成为平面形状。可以认为，大量的发光点连续地设置，从而形成了平面发光层11。各发光点所发出的光围绕发光点在各个方向上均匀地发射出。从发光点发出的一部分光直接朝向玻璃衬底10传播，而其它部分的光在经过金属电极反射之后才朝向玻璃衬底10传播。由于这些发光点在平面形状内连续地设置，因此光在由玻璃衬底10所形成的平面内的各个方向上从玻璃衬底10中射出。
在发光点在平面形状内连续地设置的这种有机EL元件4中，总的来说，在其边缘部分以外的有机EL元件4中，光在有机EL元件4与玻璃衬底10的法线形成了角度(或倾角)θ的方向上的亮度I(θ)在大多数情况下可由有机EL元件4的构成元件的光学质量来表达，如下所述：
I(θ)＝I0cos1/4θ       (1)
其中I0是在玻璃衬底10的法线方向上的亮度。当倾角θ在0°到80°的范围内(包括0°和80°在内)变化时，如果亮度的实测值和由方程式(1)所确定的值之间的差异处于由方程式(1)所确定的值的20％以内，那么亮度I(θ)就可由方程式(1)来估算。因此，有机EL元件4在某一方向上的亮度仅依赖于倾角，而与方位角无关。也就是说，有机EL元件4具有各向同性的发光特征。
从方程式(1)中还可以理解，即使在与光从中离开的出射面的法线方向形成为倾斜的方向上，离开有机EL元件4的光的亮度也相对较高。也就是说，离开有机EL元件4的光的方向分布在相对于玻璃衬底10的平面为较宽的角度范围内。在出射光的方向上，沿玻璃衬底10的法线方向上射出的光的比率相对较低。
上述亮度增强膜5置于这种有机EL元件4的玻璃衬底10上。下面将在这种状态下来介绍光路。如图2所示，发光层11所发出的光经由玻璃衬底10进入到亮度增强膜5中。在这种情况下，亮度增强膜5的折射率大于空气的折射率。另外，亮度增强膜5与玻璃衬底10在其入射面6上紧密接触。因此，在玻璃衬底10中的玻璃衬底10和空气之间的界面处被全反射的光可能在玻璃衬底10和亮度增强膜5之间的界面处进入到亮度增强膜5中。
当突起部分7的顶面9投影在亮度增强膜5的入射面6上时，就形成了顶面9的投影面或第一投影面。如图2中的箭头A所示，从有机EL元件4进入第一投影面并基本上垂直于入射面6而传播的光直接穿过突起部分7的顶面9并离开亮度增强膜5。在这种情况下，光几乎不产生折射。因此，沿着大致垂直于亮度增强膜5的入射面6的方向而离开有机EL元件4的光在大致垂直于亮度增强膜5的入射面6的方向上穿过亮度增强膜5。
因此，截头圆锥体形状的突起部分7的顶面9以这样的方式形成，即离开有机EL元件的光沿基本上垂直于第一投影面或入射面6的方向传播，并以很小的方向变化而穿过顶面9。在这一方面，截头圆锥体形的突起部分7与形成于出射光控制板上的四边形截头棱锥体形的突起部分具有不同的操作和效果，该四边形截头棱锥体形的突起部分在日本未审查的专利出版物No.2000-148032中有介绍。
以相对于有机EL元件的出射面的垂直方向形成一定角度而从有机EL元件4进入到第一投影面中的光到达形成于亮度增强膜5中的突起部分7的斜面12中，如图2中的箭头B所示。应当注意的是，斜面12是将截头圆锥体形的突起部分7的顶面9和基面连接在一起的表面。这种光在斜面12上折射，从而接近亮度增强膜5的入射面6的垂直方向。也就是说，以相对于入射面6形成一定角度而进入到亮度增强膜5的入射面6中的光在形成于亮度增强膜5中的突起部分7的斜面12上聚集起来，从而接近入射面6的垂直方向。由于突起部分7形成为截头圆锥体的形状，因此对于入射面内各个方向上的光来说都可实现相同的效果。
当突起部分7的斜面12投影在亮度增强膜5的入射面6上时，就形成了斜面12的投影面，或第二投影面。与从有机EL元件4进入第一投影面并直接穿过突起部分7的光的量相比，从有机EL元件4进入第二投影面并直接穿过突起部分7的光的量较少。如图2中的箭头C所示，从有机EL元件4进入第二投影面并直接穿过突起部分7的光经由相对于亮度增强膜5的入射面6成倾斜的突起部分7的斜面12而产生折射，从而接近入射面6的垂直方向。
当采用亮度I(θ)由方程式(1)表示的有机EL元件作为光源时，在计算机上利用光线跟踪法来模拟突起部分7的顶面9与其基面的面积比和有机EL元件的正面亮度的相对值之间的关系。正面亮度的相对值代表在使用亮度增强膜5的状态下的正面亮度与在未使用亮度增强膜5的状态下的在入射面6法线方向上的正面亮度之间的比值。表1显示了模拟结果。在此模拟中，亮度增强膜5的入射面6的法线与突起部分7的斜线之间的角度设定为12.5°。
          表1
    面积比   正面亮度的相对值
    0％     1.465
    1％     1.473
    10％     1.524
    20％     1.622
    25％     1.661
    30％     1.617
    40％     1.529
    46％     1.476
    60％     1.353
    80％     1.081
    100％     1.000
从表1中可以理解，与突起部分7是面积比为0％的圆锥形状时的情况相比，当突起部分7的顶面9相对于其基面的面积比处于从1％到46％的范围内(包括1％和46％在内)时，正面亮度得到增强。当面积比处于从20％到30％的范围内(包括20％和30％在内)时，突起部分7的效果得到进一步增强。
正面亮度的相对值还取决于入射面6的法线和突起部分7的斜线之间的角度。
当采用亮度I(θ)由方程式(1)表示的有机EL元件作为光源时，在计算机上利用光线跟踪法来模拟入射面6的法线与突起部分7的斜线相交所成的角度φ和正面亮度的相对值之间的关系。表2显示了模拟结果。在此模拟中，亮度增强膜5的突起部分7的顶面9与突起部分7的基面的面积比设定为25％。
            表2
    角度φ     正面亮度的相对值
    6°     1.089
7.5° 1.486
    10°     1.636
    12.5°     1.661
    15°     1.652
    20°     1.594
27° 1.473
30° 1.421
    40°     1.255
50° 1.039
从表2中可以理解，与突起部分7为圆锥形状的情况相比，当入射面6的法线与突起部分7的斜线之间的角度处于从7.5°到27°的范围内(包括7.5°和27°在内)时，正面亮度得到增强。当入射面6的法线与突起部分7的斜线之间的角度处于从10°到15°的范围内(包括10°和15°在内)时，突起部分7的效果得到进一步增强。
在该实施例中可得到下述有利效果。
(1)亮度增强膜与有机EL元件的玻璃衬底紧密地接触。因此，玻璃衬底和亮度增强膜之间的界面处的临界角大于玻璃衬底和空气之间的界面处的临界角。因此，在玻璃衬底和空气之间的界面处全折射且不从玻璃衬底处出射到空气中的一部分光进入到亮度增强膜中。因此，在有机EL元件所发出的光中，大量的光通过亮度增强膜而射出到有机EL元件之外。
(2)突起部分具有平行于入射面的顶面。因此，从有机EL元件出射面中沿大致垂直于出射面的方向上射出的光并不在穿过突起部分时产生折射，而是照原样沿基本上垂直于出射面的方向上射出。因此，在以具有与出射面的垂直方向形成所需角度而离开有机EL元件的光中，与具有圆锥形或棱锥形突起部分的亮度增强膜相比，其方向在这种亮度增强膜上发生改变的光的量下降。
(3)突起部分具有相对于入射面为倾斜的斜面。因此，已经到达斜面的光产生折射，从而接近入射面的法线方向。这样，以相对于出射面形成某一角度而离开有机EL元件的光也接近于出射面的垂直方向。这种光增强了正面亮度。
(4)突起部分具有截头圆锥体的形状。因此，当在斜面上聚集光时不存在定向特性。也就是说，从入射面的任意方向到达斜面的光会同等地产生折射，从而接近入射面的垂直方向。因此，尤其在用作具有各向同性的发光特征的平面发光元件的有机EL元件中，可以有效地增强有机EL元件的正面亮度。
(5)具有截头圆锥体形状的突起部分的亮度增强膜与有机EL元件紧密地接触，从而形成了平面照明单元。因此，可以得到正面亮度相对较高的平面照明单元。
(6)具有截头圆锥体形状的突起部分的亮度增强膜与有机EL元件紧密地接触，从而形成了平面照明单元，可采用该平面照明单元作为液晶显示单元的背光部分。因此，构成液晶显示单元的液晶面板的正面亮度得到增强。这样就可以得到在显示的正面视野中能非常好地识别显示的液晶显示单元。
下面将参考图3来介绍根据本发明第二优选实施例的液晶显示单元。在第二实施例中，也采用透射式液晶显示单元1作为液晶显示单元，形成于亮度增强膜5中的突起部分7具有规则六边形截头棱锥体的形状，其基面具有六条边。另外，在第二实施例中将只介绍第二实施例和第一实施例之间的差异。在第二实施例中使用与第一实施例相同的标号来表示相同或类似的部件，并略去重复的描述。
突起部分7形成为规则六边形截头棱锥体的形状，并设置在正对面8上以使任一突起部分7与包围该任一突起部分7的其它六个突起部分7相接触。因此，突起部分7完全地覆盖了正对面8。
在该实施例中，可基本上获得第一实施例的上述效果(1)到(3)、(5)和(6)。另外还可得到下述有利效果。
(7)形成于亮度增强膜中的突起部分具有规则六边形截头棱锥体的形状。因此，亮度增强膜的正对面被相同形状的突起部分完全地覆盖住。
下面将参考图5来介绍根据本发明第三优选实施例的液晶显示单元。在第三实施例中，也采用透射式液晶显示单元1作为液晶显示单元，形成于亮度增强膜5中的突起部分7具有规则四边形截头棱锥体的形状，其基面具有四条边。另外，在第三实施例中将只介绍第三实施例和第一实施例之间的差异。在第三实施例中使用与第一实施例相同的标号来表示相同或类似的部件，并略去重复的描述。
在该实施例中，亮度增强膜的正对面同样被相同形状的突起部分完全覆盖住。
在该实施例中，可基本上获得第一和第二实施例的上述效果(1)到(3)和(5)到(7)。另外还可得到下述有利效果。
(8)在图5中，突起部分7通过彼此直角相交的两对凹槽来限定界限。因此，当通过剪切平面膜的表面来制造亮度增强膜5时，与突起部分7形成为其它形状的情况相比，亮度增强膜5可较简单地制造出来。
在本发明中还可实施下述替代性实施例。
在第一实施例中，突起部分具有截头圆锥体的形状。另外在第二实施例中，突起部分具有规则六边形截头棱锥体的形状。突起部分的形状并不限于截头圆锥体和规则六边形截头棱锥体。在这些实施例的一个替代性实施例中，突起部分的形状可以是除截头圆锥体和规则六边形截头棱锥体之外的截头体。当突起部分具有截头体的形状时，可以基本上获得与第一和第二实施例类似的效果。
在第二实施例中，正对面被规则六边形截头棱锥体形状的突起部分完全地覆盖住。也就是说，形状种类的数目是单数。然而，形状种类的数目并不局限于单数。在第二实施例的一个替代性实施例中，形状种类的数目是复数。例如，如图4所示，正对面被规则八边形截头棱锥体形状的突起部分和规则四边形截头棱锥体形状的突起部分完全地覆盖住。在这种情况下，可以基本上获得与第二实施例类似的效果。
在第一实施例中，采用有机EL元件作为具有各向同性的发光特征的平面发光元件。然而，这种平面发光元件并不限于有机EL元件。在第一实施例的一个替代性实施例中，可采用无机EL元件作为平面发光元件。在这种情况下，可以基本上获得与使用有机EL元件的情况类似的效果。
在第一实施例中，采用包括有机EL元件和亮度增强膜的平面照明单元作为液晶显示单元的背光部分。然而，平面照明单元并不限于液晶显示单元的背光部分。在第一实施例的一个替代性实施例中，采用平面照明单元作为照明单元。在这种情况下，该照明单元用作平面照明单元，其具有很高的正面亮度。
在第一实施例中，有机EL元件的发光色为白色。然而有机EL元件的发光色并不局限于白色。在第一实施例的替代性实施例中，有机EL元件的任何发光色都将是可行的。
在第一实施例中，有机EL元件从玻璃衬底侧发光，称为底部发光型。然而，有机EL元件并不限于底部发光型。在第一实施例的一个替代性实施例中，有机EL元件从与玻璃衬底侧相对的一侧发光，称为顶部发光型。
顶部发光型有机EL元件是以这样的方式来形成的，即在衬底上依次层压金属电极、有机发光层和透明电极，并用透明密封件来密封透明电极。在这种类型的有机EL元件中，发光层所发出的光通过密封件侧而离开。
当使用这种类型的有机EL元件时，可设置亮度增强膜使其朝向密封件。
在上述实施例中，有机元件通过在玻璃衬底上依次层压透明电极、有机层和金属电极来形成。然而有机层的数量并不局限为1。在上述实施例的一个替代性实施例中，有机层的数量超过一个。
因此，这些示例和实施例被认为是示例性的而非限制性的，本发明并不限于本文所给出的细节，而是可在所附权利要求的范围内进行修改。

Claims (27)

1.一种用于聚集由具有各向同性的发光特征的平面发光元件所发出的光的光学元件，所述光学元件包括：
形成在所述光学元件的一侧上的入射面，其用于允许光进入所述光学元件，所述入射面朝向所述平面发光元件；和
多个形成在所述光学元件的另一侧上的突起部分，各所述突起部分均具有截头体的形状。
2.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，各所述突起部分均具有顶面和基面，所述顶面与所述基面的面积比处于包括1％和46％在内的从1％到46％的范围内。
3.根据权利要求2所述的光学元件，其特征在于，所述面积比处于包括20％和30％在内的从20％到30％的范围内。
4.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，各所述突起部分均具有顶面、基面和斜线，所述顶面具有周边，所述基面具有周边和中心，所述斜线是连接所述顶面周边和所述基面周边的最短直线，所述斜线和穿过所述中心并垂直于所述入射面的直线之间的角度处于包括7.5°和27°在内的从7.5°到27°的范围内。
5.根据权利要求4所述的光学元件，其特征在于，所述角度处于包括10°和15°在内的从10°到15°的范围内。
6.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述截头体是截头圆锥体。
7.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述截头体是多边形截头棱锥体。
8.根据权利要求7所述的光学元件，其特征在于，所述截头棱锥体是规则的截头棱锥体。
9.根据权利要求8所述的光学元件，其特征在于，所述规则的截头棱锥体具有基面，所述基面的边数等于或大于六。
10.根据权利要求8所述的光学元件，其特征在于，所述规则的截头棱锥体具有基面，所述基面的边数等于四。
11.根据权利要求7所述的光学元件，其特征在于，所述光学元件的另一侧被所述突起部分完全地覆盖住。
12.根据权利要求11所述的光学元件，其特征在于，所述截头体的形状种类的数目是单数。
13.根据权利要求11所述的光学元件，其特征在于，所述截头体的形状种类的数目是复数。
14.一种平面照明单元，包括：
具有出射面的平面发光元件，光从所述出射面处各向同性地离开；
设于所述出射面上以用于聚集光的光学元件，所述光学元件包括：
形成在所述光学元件的一侧上的入射面，其用于允许光进入所述光学元件，所述入射面朝向所述平面发光元件；和
多个形成在所述光学元件的另一侧上的突起部分，各所述突起部分均具有截头体的形状。
15.根据权利要求14所述的平面照明单元，其特征在于，所述截头体是截头圆锥体。
16.根据权利要求14所述的平面照明单元，其特征在于，所述截头体是多边形截头棱锥体。
17.根据权利要求16所述的平面照明单元，其特征在于，所述截头棱锥体是规则的截头棱锥体。
18.一种平面发光单元，包括：
具有出射面的平面发光元件，光从所述出射面处各向同性地离开；
设于所述出射面上以用于聚集光的光学元件，所述光学元件包括：
形成在所述光学元件的一侧上的入射面，其用于允许光进入所述光学元件，所述入射面朝向所述平面发光元件；和
多个形成在所述光学元件的另一侧上的突起部分，各所述突起部分均具有截头体的形状。
19.根据权利要求18所述的平面发光单元，其特征在于，所述截头体是截头圆锥体。
20.根据权利要求18所述的平面发光单元，其特征在于，所述截头体是多边形截头棱锥体。
21.根据权利要求20所述的平面发光单元，其特征在于，所述截头棱锥体是规则的截头棱锥体。
22.根据权利要求18所述的平面发光单元，其特征在于，所述平面发光元件是有机场致发光元件。
23.根据权利要求22所述的平面发光单元，其特征在于，所述有机场致发光元件是底部发光型。
24.一种液晶显示单元，包括：
背光部分，其包括：
具有出射面的平面发光元件，光从所述出射面处各向同性地离开；
设于所述出射面上以用于聚集光的光学元件，所述光学元件包括：
形成在所述光学元件的一侧上的入射面，其用于允许光进入所述光学元件，所述入射面朝向所述平面发光元件；
多个形成在所述光学元件的另一侧上的突起部分，各所述突起部分均具有截头体的形状；和
置于所述突起部分的附近的液晶面板，光经由所述液晶面板到达使用者的眼睛。
25.根据权利要求24所述的液晶显示单元，其特征在于，所述截头体是截头圆锥体。
26.根据权利要求24所述的液晶显示单元，其特征在于，所述截头体是多边形截头棱锥体。
27.根据权利要求26所述的液晶显示单元，其特征在于，所述的截头棱锥体是规则的截头棱锥体。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication