CN1700067A - 背光装置和液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种侧向较薄、发射具有高颜色纯度和足够亮度的白光的边缘发光背光装置，该装置包括导光板，其通过在作为一主面的光发射表面和作为另一主面的光反射表面上的全反射引导从侧面引入的光，并使光基于表面发射从光发射表面发射，和多个白光发射部分，用于发射入射到导光板的白光。白光发射部分包括：由排列成一排的发射第一、第二和第三原色光的第一、第二和第三发光二极管构成的光源组；颜色混合部分，其通过混合从第一、第二、第三发光二极管发射的第一、第二和第三原色光形成白光；和白光入射部分，其从导光板的一侧引导通过颜色混合部分形成的白光。其中，在导光板的侧面，第一、第二和第三发光二极管排列成垂直于导光板主面。

Description

背光装置和液晶显示装置

技术领域

本发明涉及背光装置和液晶显示装置。更具体地说，本申请涉及利用发光二极管的背光装置，和通过利用发光二极管的背光装置照明液晶板以展示在液晶板显示的影像(video)的液晶显示装置。

本发明包括与2004年5月19日在日本专利局提交的日本专利申请JP2004-149681有关的主题，其全部内容通过引用被结合于此。

背景技术

液晶显示装置在液晶板后面设置有一背光装置，以显示影像。背光装置从后面照明液晶板，以清楚地示出在液晶板上显示的影像。背光装置利用漫射片使表面发射从光源发射的光，以照明整个液晶板。

光源使用荧光管、LED(发光二极管)等。具体而言，LED经常用作背光装置的光源，以照明安装在PDA(个人数字助理)、数字照相机和其它小型电子设备中的小液晶板。

荧光管，例如冷阴极荧光灯，用作照明安装在诸如PC(个人计算机)和电视机之类的大型电子设备上的大液晶板的背光装置的光源。但是，冷阴极荧光灯利用水银。当例如冷阴极荧光灯被打破时，水银流出，可能对环境造成不利影响。

考虑到这个原因，人们提出利用LED作为照明安装在大型电子设备上大液晶板的背光装置的光源。

背光装置要求通过发射白光来照明液晶板。发射白光的白色LED是通过向蓝色LED施加荧光材料而产生白光的。但是，照明效果非常低，即，大约是冷阴极荧光灯的1/6-1/10。使用白色LED作为照明小液晶板的背光装置光源较容易。但是，使用白色LED作为照明大液晶板的背光装置光源却比较困难。

人们已经提出一种技术，其利用发射三原色光，即，红光、绿光和蓝光的LED作为光源并混合从各个LED发射的红光、绿光和蓝光而产生白光。因为分别发射红光、绿光和蓝光的LED被用作光源，所以可以保证足够的亮度，防止照明效率比白色LED低。

背光装置包括直接背光装置和边缘发光背光装置。直接背光装置具有与液晶板的后部相对设置的光源。边缘发光背光装置在液晶板后部设置有平导光板。导光板几乎与液晶板的尺寸相同。从光源发射的光入射到导光板侧面并以表面发射的方式从导光板与液晶板相对的表面发射。

如图1所示，利用LED的边缘发光背光装置300包括下列部分。导光板301具有位于宽度方向的一个边缘处的一光入射表面310a、位于一个主面处的一光发射表面301b、和位于另一个主面处的一光反射表面301c。导光通道302设置成其一个主面与导光板301的光反射表面301c接触。反射通道303连接导光通道302的一个边缘以及导光板301的光入射表面。红色发光二极管(在下文中称为LED)304R、绿色LED 304G和蓝色LED 304B设置在导光通道302的另一个边缘。漫射片305、第一透镜片306和第二透镜片307顺序层叠在导光板301的光发射表面301b上。

为了简单起见，图1仅示出一个红色LED 304R、一个绿色LED 304G和一个蓝色LED 304B。实际上，设置有多个红色LED 304R、绿色LED 304G和蓝色LED 304B。在不需要区分时，红色LED 304R、绿色LED 304G和蓝色LED 304B统称为LED 304。

红色LED 304R发射红光Lr。绿色LED 304G发射绿光Lg。蓝色LED304B发射蓝光Lb。红光Lr、绿光Lg和蓝光Lb从LED 304发射，经过导光通道302和反射通道303自然混合成白光。然后，白光进入导光板301。设置导光通道302和反射通道303，以保证自然混合从红色LED 304R发射的红光Lr、从绿色LED 304G发射的绿光Lg、和从蓝色LED 304B发射的蓝光Lb所需的空间。

图2示出沿图1的剖面线A-A所取的横截面图。如图2所示，自然混合红光Lr，绿光Lg和蓝光Lb所需的空间通过适当地设计导光通道302的宽度和反射通道303的半径R而构造出。形成导光通道302和反射通道303的材料具有有效地将入射光引导到导光板301所需的折射率。

入射到导光板301的白光通过导光板301内部的全反射导向。在导光板301的光反射表面301c上形成棱镜图形或点阵图形，以便有效地使入射光定向。这些图形使光能以小于临界角的角度进入到光发射表面301b的内部，并从光发射表面301b发射。

漫射片305使从光发射表面301b发射的光在平面内光散射均匀。然后，光进入第一透镜片306和第二透镜片307并被偏转，以垂直会聚到光发射表面301b。

这样，光从导光板301的光发射表面301b发射。发射的光经过漫射片305并进入第一透镜片306和第二透镜片307。这使得可以有效地提高背光装置300的正面亮度。

[专利文献1]日本实用新型申请公开No.7-36347。

[专利文献2]PCT专利申请早期公开NO.2002-54048。

发明内容

上述背光装置300设置多个红色LED 304R，绿色LED 304G和蓝色LED304B，以与导光通道302的另一边缘匹配，即，与导光板301的光入射表面301a的尺寸匹配。

背光装置300根据光入射面301a的光入射表面301a的尺寸限制了所使用的LED 304数量，从而限制可发光的量。它难以发射照明例如23英寸的液晶板的大液晶板所需的光量。

背光装置300使用混合从LED 304发射的红光、绿光和蓝光的反射通道303和导光通道302。反射通道303和导光通道302沿导光板301厚度增加的方向设置。

当该背光装置300安装在液晶板308上以构成液晶显示装置时，液晶显示装置变得非常厚。

本发明已经考虑上述因素，期望提供导光板型、侧向较薄的背光装置，其利用发射的红光、绿光和蓝光的发光二极管作为光源，并发射通过混合从发光二极管发射的红光、绿光和蓝光产生的具有足够亮度和高颜色纯度的白光。还期望利用这种背光装置提供侧向较薄的液晶显示装置。

根据本发明的背光装置，包括：一导光板，其通过在作为一主面的光发射表面和作为另一主面的光反射表面上的全反射引导从侧面引入的光，并使光基于表面发射从光发射表面发射；和多个白光发射装置，用于发射入射到导光板的白光，其中所述白光发射装置包括：一光源组，其由排列成一排的发射第一原色光的第一发光二极管、发射第二原色光的第二发光二极管，和发射第三原色光的第三发光二极管构成；和一颜色混合部分，其通过混合从第一发光二极管发射的第一原色光、从第二发光二极管发射的第二原色光和从第三发光二极管发射的第三原色光形成白光；和一白光入射部分，其从导光板的一侧引导通过颜色混合部分形成的白光，并且，在导光板的侧面，第一发光二极管、第二发光二极管和第三发光二极管排列成垂直于导光板主面。

根据本发明的液晶显示装置，包括一透射式液晶板和用于从一主面照明该液晶显示板的一背光装置，其中所述背光装置包括：一导光板，其通过在作为一主面的光发射表面和作为另一主面的光反射表面上的全反射引导从侧面引入的光，并使光基于表面发射从光发射表面发射；和多个白光发射装置，用于发射入射到导光板的白光，其中所述白光发射装置包括：一光源组，其由排列成一排的发射第一原色光的第一发光二极管、发射第二原色光的第二发光二极管，和发射第三原色光的第三发光二极管构成；一颜色混合装置，用于通过混合从第一发光二极管发射的第一原色光、从第二发光二极管发射的第二原色光和从第三发光二极管发射的第三原色光形成白光；和白光入射装置，用于从导光板的一侧引导通过颜色混合装置形成的白光，并且，在导光板的侧面，第一发光二极管、第二发光二极管和第三发光二极管排列成垂直于导光板主面。

根据本发明的背光装置和液晶显示装置利用排列在特定尺寸的导光板的侧面的第一、第二和第三发光二极管，其特征在于这些发光二极管的数量是当相同的发光二极管被排列成一排时的三倍。因此，可以形成从侧面入射到导光板上具有高颜色纯度的大量白光。由于可以在导光板上形成具有高颜色纯度的大量白光，根据本发明的背光装置被提供作为利用发光二极管作为光源的边缘发光背光装置，并能够通过发射足够亮度和高颜色纯度的光照明液晶显示板。

在根据本发明的背光装置中，为白光发射装置设置的颜色混合装置混合红光、绿光和蓝光，以形成白光，然后，白光入射到导光板上。因为不需要混合红光、绿光和蓝光的空间，所述背光装置能设计成侧向较薄。

根据本发明的背光装置利用发光二级管作为光源，从而提高了安全性，并减少了对环境的不利影响。

侧向较薄的边缘发光装置发射混合第一原色光、第二原色光和第三原色光而得到的白光，并显示足够的亮度和高颜色纯度。根据本发明的液晶显示装置利用这种背光装置照明液晶显示板。因此，根据本发明的液晶显示装置能够具有较薄的侧向，并清晰地显示在液晶显示板上显示的影像。

根据本发明的液晶显示装置设置了利用发光二级管作为光源的背光装置，因此，提高了安全性并减少了对环境的不利影响。

附图说明

图1是示出传统边缘发光背光装置的平面图；

图2是示出传统边缘发光背光装置的截面图；

图3是示出根据本发明的液晶显示装置的构造的示意透视图；

图4是示出液晶显示装置的驱动电路的框图；

图5是示出根据本发明的背光装置的透视图；

图6是示出背光装置的平面图；

图7是示出为背光装置设置的光源单元的平面图；

图8是示出背光装置的截面图；

图9是图示导光板和散热层厚度与光源组纵向长度之间关系的示意图；

图10是图示光源单元之间大间隔使导光板包含没有白光通过的区域的图形示图；

图11A和图11B是示出一体形成的光源单元的图形示图；

图12是示出具有非球面透镜的光源单元的平面图；

图13是示出具有非球面透镜的光源单元和在发光二极管之间的反射板的平面图；

图14是示出具有发光二极管的光源单元被设计成从为发光部分设置的透镜发射出平行光的平面图。

具体实施方式

参照附图，进一步详细描述实施本发明的最佳模式。

本发明适用于例如如图3所示的背光液晶显示装置100。根据本实施例，液晶显示装置100具有9∶16的高宽比或23英寸的尺寸。

液晶显示装置100包括一透射式液晶显示板10和设置在液晶显示板10的一主面侧(下文中称为后侧)上的背光装置20。用户可以从另一个主面侧(下文中称为前侧)观看在液晶显示板10上的影像。

液晶显示板10包括TFT基板11、计数器电极基板12和液晶层13。TFT基板11和计数器电极基板12例如由玻璃制成，并设置成彼此面对面。液晶层13包含扭转向列(twisted nematic)液晶并位于TFT基板11和计数器电极基板12之间。

信号线14和扫描线15在TFT基板11上形成矩阵。另外，在信号线14和扫描线15之间的交点处，在TFT基板11上形成薄膜晶体管16和像素电极17作为开关元件。扫描线15依次选择薄膜晶体管16。薄膜晶体管16将从信号线14提供的视频信号写入相应的像素电极17。

在计数器电极基板12的内表面形成计数器电极18和彩色滤光片19。假定液晶显示板10具有设置有TFT基板11的后侧和设置计数器电极基板12的前侧。

液晶显示装置100包括具有上述结构的液晶显示板10。液晶显示板10被夹在两偏转板25和26之间。当背光装置20从后侧发射白光时，液晶显示装置100根据有源矩阵技术被驱动，以提供所希望的全色视频显示。后面将详细描述背光装置20。

液晶显示装置100例如被具有如图4所示电学部件结构的驱动电路200驱动。

驱动电路200包括下列部件。供电部分110提供电力以驱动液晶显示板10和背光装置20。X驱动电路120和Y驱动电路130驱动液晶显示板10。RGB处理部分150经过输入端子140从外面被提供以视频信号。视频存储器160和控制部分170连接至RGB处理部分150。背光驱动控制部分180驱动和控制背光装置20。

在驱动电路200中，RGB处理部分150对经过输入端子140提供的视频信号进行信号处理，例如色度处理。合成的信号转换成适于驱动液晶显示板10的RGB分离信号。RGB分离信号经过视频存储器160供给控制部分170和X驱动电路120。控制部分170以相应于RGB分离信号的特定时序控制X驱动电路120和Y驱动电路130。RGB分离信号经过视频存储器160提供给X驱动电路120，并驱动液晶显示板10，以显示相应于RGB分离信号的视频信号。

下面描述背光装置20。

如图5和6所示，背光装置20包括下列部件。导光板41具有位于宽度方向的一边缘处的光入射表面41a、相应于一主面的一光发射表面41b、和相应于另一主面的一光反射表面41c。光源部件42附接至导光板41的光入射表面41a。反射片43位于导光板41的光反射表面41c上。漫射片44、第一透镜片45和第二透镜片46按顺序设置在导光板41的光发射表面41b上。

导光板41是具有特定厚度的透明平板，其尺寸匹配被照明的液晶显示板10。根据本实施例，导光板41具有9∶16的高宽比或23英寸的尺寸。导光板41的尺寸取决于被照明的液晶显示板10的尺寸，并对本发明产生限制。

导光板41通过光发射表面41b和光反射表面41c之间的全反射引导入射到光入射表面41a的光，并使其从光发射表面41b发射。光发射表面41b使进入光发射表面41b内部的光以小于临界角的角度发射。当设置了液晶显示装置100时，光入射表面41a的这侧变成底面。

导光板41由例如丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂、苯乙烯树脂或聚碳酸酯树脂的透明热塑性树脂构成。例如，导光板41通过对丙烯酸树脂进行注模成形而形成。

导光板41的光反射表面41c形成有精细的凹凸部分，例如棱镜图形或点阵图形形成。该图形有效地将导入导光板41的光定向为朝向光发射表面41b。光通过在光反射表面41c上形成的棱镜图形或点阵图形而被定向为朝向光发射表面41b，并作为均匀光从光发射表面41b发射。这形成在导光板41上的表面发射。

光源部件42设置有一排光源单元50-1、50-2、......和50-n(在下文中，如果不需要区分，统称为光源单元50)，以在光入射表面41a上发射白光。根据本实施例，n设定为48。

从各个光源单元50发射的各个白光进入导光板41的各个光入射表面41a。光通过在光发射表面41b或光反射表面41c上的全反射在导光板41内部被引导。光通过在光反射表面41c上形成的棱镜图形或点阵图形被定向，并从光发射表面41b发射。后面将详细描述光源单元50和其排列。

光在导光板41内部通过全反射被引导，并在导光板41外面偏离光反射表面41c。反射片43反射偏离光，并将其返回到导光板41。这样使得有可能抑制由于偏离导光板41损失的光分量。

漫射片44均匀地漫射从导光板41的光发射表面41b发射的光，以使从导光板41的光发射表面41b发射的白光的平面内强度均匀化。第一透镜片45和第二透镜片46控制光分布，使得从漫射片44发射的白光在垂直于光发射表面41b的方向X(图5)上会聚。

因为设置了反射片43、漫射片44、第一透镜片45和第二透射片46，背光装置20能够用足够亮的光照明液晶显示板10。

下面描述光源单元50的结构。

如图7所示，光源单元50包括一组LED 52，其设置有一排发射红光的红色LED(发光二极管)51R、发射绿光的绿色LED 51G和发射蓝光的蓝色LED 51B。这些LED顺序排列成一排。红色LED 51R、绿色LED 51G和蓝色LED 51B分别在它们的光发射表面侧设置有用于红光的菲涅耳透镜53R、用于绿光的菲涅耳透镜53G和用于蓝光的菲涅耳透镜53B。

如果在下面的描述中不需要区分，红色LED 51R、绿色LED 51G和蓝色LED 51B统称为LED 51。用于红光的菲涅耳透镜53R、用于绿光的菲涅耳透镜53G和用于蓝光的菲涅耳透镜53B统称为菲涅耳透镜53。

光源单元50包括下列部件。第一双面反射镜54设置在用于红光的菲涅耳透镜53R和用于绿光的菲涅耳透镜53G之间。第二双面反射镜55设置在用于绿光的菲涅耳透镜53G和用于蓝光的菲涅耳透镜53B之间。第一反射镜56平行于第一双面反射镜54设置在用于红光的菲涅耳透镜53R的侧面。第二反射镜57平行于第二双面反射镜55设置在用于蓝光的菲涅耳透镜53B的侧面。

光源单元50还包括颜色混合部分62，其包括下列元件。第三反射镜58设置在用于红色的菲涅耳透镜53R的光发射表面侧。第一分束器59设置在用于绿光的菲涅耳透镜53G的光发射表面侧。第二分束器60设置在用于蓝光的菲涅耳透镜53B的光发射表面侧。第四反射镜61靠近第三反射镜58一端和第一分束器59一端设置。

用于红光的菲涅耳透镜53R折射从红色LED 51R发射的红光中包含的漫射光，并发射平行光以入射到第三反射镜58上。用于绿色的菲涅耳透镜53G折射从绿色LED 51G发射的绿光中包含的漫射光，并发射平行光以入射到第一分束器59上。用于蓝光的菲涅耳透镜53B折射从蓝色LED 51B发射的蓝光中包含的漫射光，并发射平行光以入射到第二分束器60上。

菲涅耳透镜53用于将从每个LED发射的光转换成平行光。红色LED51R、绿色LED 51G和蓝色LED 51B分别具有假定被设定为0°的光轴LR、LG和LB(如果不需要区分，在下文中统称为光轴L)。从LED 51发射的光在偏离光轴80°的方向传播。光被导入并能适于颜色混合部分62。菲涅耳透镜53可以通过对例如聚碳酸酯的树脂进行注模成形来制作。使用菲涅耳透镜53能降低光源单元50的成本。

在第一和第二双面反射镜54和55的两主面形成有反射镜。两主面反射入射光。第一双面反射镜54的一个主面面对红色LED 51R。其另一个主面朝绿色LED 51G。当从用于红光的菲涅耳透镜53R发射的红光入射到一个主面时，第一双面反射镜54反射入射的红光，以将它传送到第三反射镜58。当从用于绿光的菲涅耳透镜53G发射的绿光入射到另一主面时，第一双面反射镜54反射入射的绿光，以将它传送到第一分束器59。

第二双面反射镜55的一个主面面对绿色LED 51G。其另一主面面对蓝色LED 51B。当从用于绿光的菲涅耳透镜53G发射的绿光入射到一个主面时，第二双面反射镜55反射入射的绿光，以将它传送到第一分束器59。当从用于蓝光的菲涅耳透镜53B发射的蓝光入射到另一主面时，第二双面反射镜55反射入射的蓝光，以将它传送到第二分束器60。

第一反射镜56面对红色LED 51R并具有与第一双面反射镜54的一个主面相同的功能。当从用于红光的菲涅耳透镜53R发射红光时，第一反射镜56反射入射的红光，并将它传送到第三反射镜58。

第二反射镜57面对蓝色LED 51B，并具有与第二双面反射镜55另一主面相同的功能。当从用于蓝光的菲涅耳透镜53B发射蓝光时，第二反射镜57反射入射的蓝光，并将它传送到第二分束器60。

颜色混合部分62混合从构成LED组52的LED 51发射的红光、绿光和蓝光，以形成白光。

用于颜色混合部分62的第三反射镜58设置成与红色LED 51R的光轴LR成45°。第三反射镜58设置成其一端接触第四反射镜61，而另一端机诶出第一反射镜56。第三反射镜58接收经过用于红光的菲涅耳透镜53R发射的红光，或在第一反射镜56和第一双面反射镜54的一主面反射的红光。第三反射镜58折射入射的红光并将其导向第一分束器59。

第四反射镜61接收从用于红光的菲涅耳透镜53R发射且没有入射到第三反射镜58的漫射红光(非平行光)。第四反射镜61反射入射的红光，并将其传送到第一分束器59的另一主面。

第一分束器59设置成与绿色LED 51G的光轴LG成45°，并平行于第三反射镜58。第一分束器59设置成其一端接触第四反射镜61，而另一端接触第一双面反射镜54。第一分束器59的一个主面接收经过用于绿光的菲涅耳透镜53G发射的绿光或在第一双面反射镜54的另一主面和第二双面反射镜55的一个主面反射的绿光。第一分束器59的另一主面接收第三反射镜58和第四反射镜61上反射的红光。第一分束器59反射在一个主面入射的绿光并透射在另一主面的入射的红光。以这种方式，第一分束器59混合红光和绿光以形成黄光，并将其导向第二分束器60。

第二分束器60设置成与蓝色LED 51B的光轴LB成45°，并平行于第三反射镜58和第一分束器59。第二分束器60设置成一端接触第二反射镜57，而另一端接触第二双面反射镜55。第二分束器60的一个主面接收经过用于蓝光的菲涅耳透镜53B发射的蓝光或在第二双面反射镜55的另一主面和第二反射镜57的一个主面反射的蓝光。第二分束器60的另一主面接收被第一分束器59引导的光。第二分束器60透射在其一个主面入射的蓝光并反射在另一主面入射的光。以这种方式，第二分束器60混合红光、绿光和蓝光，以形成白光并发射白光。

也就是说，在颜色混合部分62中，第一分束器59混合红光和绿光以形成黄光。然后，第二分束器60混合黄光和蓝光以形成白光，并从白光发射部分62a发射白光。

如图8所示，上述光源单元50包括安装在导光板41的光入射表面41a上的红色LED 51R、绿色LED 51G和蓝色LED 51B。红色LED 51R、绿色LED 51G和蓝色LED 51B垂直于光发射表面41b和光反射表面41c排列，即，沿图8中用箭头X表示的方向。换句话说，这些LED排列成使得LED组52沿纵向的两端52a和52b平行于光发射表面41b和光反射表面41c。图8是图6中沿剖面线B-B′所取的背光装置20的横截面图。如图6所示，光源单元50紧密排列，使得白光发射部分62a在光入射表面41a上排成一排。

光源单元50垂直于导光板41的光入射表面41a排列。红色LED 51R、绿色LED 51G和蓝色LED 51B垂直于光发射表面41b排列。以这种方式，导光板41的光入射表面41a可以设置的LED 51的数量是红色LED 51R、绿色LED 51G和蓝色LED 51B被排列一排情况下的三倍。

因此，背光装置20可以使LED 51仅排列在导光板41的一侧，并使大量的白光能传送到导光板41。这有利于用于液晶显示装置100部分之间连接的布线，而不用交叉LED 51。长或复杂的布线可以被避免。

如图9所示，液晶显示装置100在导光板41的光反射表面41c上设置有散热层70，以散发LED 51产生的热。在背光装置20中，希望沿方向X将红色LED 51R、绿色LED 51G和蓝色LED 51B排成一排，以符合包括导光板41的厚度加散热层70的厚度的范围。因为在这种情况下LED 51可以沿箭头方向X排列，所以可以防止液晶显示装置100变厚。

光源单元50发射由通过颜色混合部分62被混合的红光、绿光和蓝光组成的白光，并将白光传送到导光板41。因此，背光装置20可以用通过混合红光、绿光和蓝光形成的白光照明液晶显示板10，而无需提供混合这些色光的空间。因此，背光装置20能够容易设计成侧向薄(low-profiled)且尺寸小。

因为光源单元50紧密排列，从而白光发射部分62a排列成一排，在白光发射部分62a之间几乎没有间隙。如果有间隙，白光发射部分62a之间的间隙产生在图10中用C表示的区域，其抑制从白光发射部分62a发射的白光通过。使从导光板41的光发射表面4b发射的光的平面强度均匀化变得困难。因此，难以从背光装置20发射均匀平面内强度的光。当光源单元50排列成使得白光发射部分62a排成一排，则可以容易使从背光装置20发射的光的平面强度均匀。

如图11A和11B所示，希望一体形成每个光源单元50。更详细地说，LED组52排列成使得红色LED 51R、绿色LED 51G和蓝色LED 51B排成一排，如图11A所示。LED组52用金属薄片80-1，80-2，...，和80-(n-1)分隔开，以一体形成第三反射镜58，和第一和第二分束器59和60，如图11B所示。

这种结构可以减少构成光源部分42的元件数量并使其加工容易。因为第一和第二分束器59和60是一体形成的，所以不需要精确地将第一和第二分束器59和60切割成光源单元50的尺寸。从而，光源部分42可以容易地制作。

另外，优选一体形成为每个光源单元50设置的第一双面反射镜54和第二双面反射镜55、以及用于的第一反射镜56、第二反射镜57和第四反射镜59。在这种情况下，也不需要精确地将第一双面反射镜54和第二双面反射镜55，以及第一反射镜56、第二反射镜57和第四反射镜59切割成光源单元50的尺寸。光源部分42可以更容易地制作。

光源单元50可以设置球面透镜或非球面透镜64R、64G和64B代替菲涅耳透镜53，如图12所示。设置球面透镜或非球面透镜64R、64G和64B可以容易避免由于菲涅耳表面造成的光反射。

当设置球面透镜或非球面透镜64R、64G和64B代替菲涅耳透镜53时，优选分别在红色LED 51R、绿色LED 51G和蓝色LED 51B侧面设置反射板65R、65G和65B，如图13所示。

假定LED 51的光轴L设定为0°，球面透镜难以引导沿50°传播的光或更偏离光轴L的光。假定LED 51的光轴L设定为0°，非球面透镜64R、64G和64B难以引导沿60°传播的光或更偏离光轴L的光。因此，球面透镜或非球面透镜64R、64G和64B难以有效地让从LED 51发射的光进入颜色混合部分62。

当在红色LED 51R、绿色LED 51G和蓝色LED 51B侧面设置反射板65R、65G和65B时，反射板反射没有入射到球面透镜或非球面透镜64R、64G和64B的光。这样使得可以让反射光进入球面透镜或非球面透镜64R、64G和64B，然后进入颜色混合部分62。即使当设置球面透镜或非球面透镜64R、64G和64B时，光源单元50也可以有效地利用从LED 51发射的光。

光源单元50可以使用设置在LED 51的发光部分上的适当地设计的透镜，如图14所示，从而可以从LED 51发射平行光，并光直接进入颜色混合部分62。在这种情况下，不需要在LED 51的发光侧设置菲涅耳透镜53或非球面透镜64。这种结构可以减少构成光源单元50的零件数量并使其小型化。

如上所述，根据本发明的背光装置20设置有红色LED 51R、绿色LED51G和蓝色LED 51B，其排列在特定尺寸的导光板41的光入射表面41a上。这些LED的数量可以增加到当将相同的LED排成一排时的三倍。因此，可以将大量具有高颜色纯度的白光传送到导光板41。可以从一侧给导光板41提供大量具有高颜色纯度的白光。根据本发明的背光装置20是利用LED 51作为光源的侧边型背光。背光装置20可以发射具有足够亮度和高颜色纯度的光，以照明液晶显示板10。

在根据本发明的背光装置20中，为光源单元50设置的颜色混合部分62混合红光、绿光和蓝光，以形成白光，然后，白光入射到导光板41上。因为不需要混合红光、绿光和蓝光的空间，背光装置20可以设计成侧向较薄。

根据本发明的背光装置20利用LED 51作为光源，因此，提高了安全性，并减少了对环境的不利影响。

侧向较薄的边缘发光背光装置20发射由混合红光、绿光和蓝光而得到的白光，并显示出足够的亮度和高颜色纯度。根据本发明的液晶显示装置100利用这种背光装置20来照明液晶显示板10。因此，根据本发明的液晶显示装置100能够具有较薄的侧向，并清晰地显示在液晶显示板10上显示的影像。

根据本发明的液晶显示装置100设置了利用LED 51作为光源的背光装置20，从而提高安全性和减少对环境的不利影响。

本领域的普通技术人员应该理解，只要在所附权利要求或其等同物的范围内，根据设计要求和其它因素可以形成各种变型、组合、子组合和变化。

Claims (16)

1.一背光装置，其包括：

一导光板，其通过在作为一主面的光发射表面和作为另一主面的光反射表面上的全反射引导从侧面引入的光，并使光基于表面发射从所述光发射表面发射；和

多个白光发射装置，用于发射入射到所述导光板的白光，

其中所述白光发射装置包括：

一光源组，其由排列成一排的发射第一原色光的第一发光二极管、发射第二原色光的第二发光二极管，和发射第三原色光的第三发光二极管构成；和

颜色混合装置，用于通过混合从所述第一发光二极管发射的第一原色光、从所述第二发光二极管发射的第二原色光和从所述第三发光二极管发射的第三原色光而形成白光；和

白光入射装置，用于从所述导光板的一侧引导通过所述颜色混合装置形成的白光，并且

在导光板的侧面，所述第一发光二极管、第二发光二极管和第三发光二极管排列成垂直于所述导光板的主面。

2.如权利要求1所述的背光装置，其中，所述白光发射装置设置在沿所述导光板纵向的一个边缘上。

3.如权利要求1所述的背光装置，其中

包括在所述白光发射装置中的颜色混合装置包括：

一第一反射板，其具有反射通过第一透镜发射的第一原色光的一光反射表面；

一第一分束板，其具有一第一波长选择透射和反射表面，该表面透射在所述第一反射板的光反射表面上反射的第一原色光，并反射通过第二透镜发射的第二原色光；和

一第二分束板，其具有一第二波长选择透射和反射表面，该表面反射通过所述第一分束板发射的第一原色光和第二原色光，并透射通过第三透镜发射的第三原色光；所述第二分束板通过混合所述第一原色光、第二原色光和第三原色光而形成白光。

4.如权利要求3所述的背光装置，其中，所述多个颜色混合装置包括一体形成的所述第一反射板、第一分束板和第二分束板。

5.如权利要求1所述的背光装置，其中，所述白光发射装置包括：

一第一透镜，其通过折射从所述第一发光二极管发射的第一原色光中包含的漫射光形成平行光；

一第二透镜，其通过折射从所述第二发光二极管发射的第二原色光中包含的漫射光形成平行光；

一第三透镜，其通过折射从所述第三发光二极管发射的第三原色光中包含的漫射光形成平行光。

6.如权利要求5所述的背光装置，其中，所述第一、第二和第三透镜是菲涅耳透镜。

7.如权利要求5所述的背光装置，其中，所述第一、第二和第三透镜是球面或非球面聚光镜。

8.一液晶显示装置，其包括一透射式液晶板和用于从一主面照明所述液晶显示板的一背光装置，

其中所述背光装置包括：

一导光板，其通过在作为一主面的光发射表面和作为另一主面的光反射表面上的全反射引导从侧面引入的光，并使光基于表面发射从所述光发射表面发射；和

多个白光发射装置，用于发射入射到所述导光板上的白光，

其中所述白光发射装置包括：

一光源组，其由排列成一排的发射第一原色光的第一发光二极管、发射第二原色光的第二发光二极管，和发射第三原色光的第三发光二极管构成；和

颜色混合装置，用于通过混合从所述第一发光二极管发射的第一原色光、从所述第二发光二极管发射的第二原色光和从所述第三发光二极管发射的第三原色光形成白光；和

白光入射装置，用于从所述导光板的一侧引导通过所述颜色混合装置形成的白光，并且

在导光板的侧面，所述第一发光二极管、第二发光二极管和第三发光二极管排列成垂直于所述导光板的主面。

9.如权利要求8所述的液晶显示装置，其中，所述白光发射装置设置在沿所述导光板纵向的一边缘上。

10.如权利要求8所述的液晶显示装置，其中

包括在所述白光发射装置中的颜色混合装置包括：

一第一反射板，其具有反射通过第一透镜发射的第一原色光的一光反射表面；

一第一分束板，其具有一第一波长选择透射和反射表面，其透射在所述第一反射板的光反射表面上反射的第一原色光，并反射通过第二透镜发射的第二原色光；和

一第二分束板，其具有一第二波长选择透射和反射表面，该表面反射通过第一分束发射的第一原色光和第二原色光，并透射通过第三透镜发射的第三原色光；所述第二分束板通过混合所述第一原色光、第二原色光和第三原色光形成白光。

11.如权利要求10所述的液晶显示装置，其中，所述多个颜色混合装置包括一体形成的所述第一反射板、第一分束板和第二分束板。

12.如权利要求8所述的液晶显示装置，其中

所述白光发射装置包括：

一第一透镜，其通过折射从所述第一发光二极管发射的第一原色光中包含的漫射光形成平行光；

一第二透镜，其通过折射从所述第二发光二极管发射的第二原色光中包含的漫射光形成平行光；

一第三透镜，其通过折射从所述第三发光二极管发射的第三原色光中包含的漫射光形成平行光。

13.如权利要求12所述的液晶显示装置，其中，所述第一、第二和第三透镜是菲涅耳透镜。

14.如权利要求12所述的液晶显示装置，其中，所述第一、第二和第三透镜是球面或非球面聚光镜。

15.一背光装置，其包括：

一导光板，其通过在作为一主面的光发射表面和作为另一主面的光反射表面上的全反射引导从侧面引入的光，并使光基于表面发射从光发射表面发射；和

多个白光发射部分，用于发射入射到所述导光板的白光，

其中所述白光发射部分包括：

一光源组，其由排列成一排的发射第一原色光的第一发光二极管、发射第二原色光的第二发光二极管，和发射第三原色光的第三发光二极管构成；和

一颜色混合部分，其通过混合从所述第一发光二极管发射的第一原色光、从所述第二发光二极管发射的第二原色光和从第所述三发光二极管发射的第三原色光形成白光；和

一白光入射部分，其从所述导光板的一侧引导通过所述颜色混合部分形成的白光，并且

在所述导光板的侧面，所述第一发光二极管、第二发光二极管和第三发光二极管排列成垂直于所述导光板的主面。

16.一液晶显示装置，其包括一透射式液晶板和用于从一主面照明所述液晶板的一背光装置，

其中所述背光装置包括：

一导光板，其通过在作为一主面的光发射表面和作为另一主面的光反射表面上的全反射引导从侧面引入的光，并使光基于表面发射从所述光发射表面发射；和

多个白光发射部分，用于发射入射到所述导光板的白光，

其中所述白光发射部分包括：

一光源组，其由排列成一排的发射第一原色光的第一发光二极管、发射第二原色光的第二发光二极管，和发射第三原色光的第三发光二极管构成；和

一颜色混合部分，其通过混合从所述第一发光二极管发射的第一原色光、从所述第二发光二极管发射的第二原色光和从所述第三发光二极管发射的第三原色光形成白光；和

一白光入射部分，其从所述导光板的一侧引导通过所述颜色混合部分形成的白光，并且

在所述导光板的侧面，所述第一发光二极管、第二发光二极管和第三发光二极管排列成垂直于所述导光板的主面。

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