平面发光装置、面板和显示装置的制作方法

专利名称：平面发光装置、面板和显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及平面发光装置、面板和显示装置，并具体涉及能够实现更薄、更轻的液
晶显示装置的平面发光装置、面板和显示装置。
背景技术：
近年来，液晶显示装置日益流行。液晶显示装置通过以每个像素控制入射在其液 晶面板上的光的透射率来显示图像。因此，在很多情况下，使光入射到液晶面板上的背光被 结合在液晶面板中(例如，见JP-A-Hei-l 1-174976 (专利文件1) 、 JP-A-2004-12747 (专利 文件2)和JP-A-2004-335405 (专利文件3))。

发明内容
然而，在现有技术的背光中，有时难于降低用于背光的导光板的厚度。因此，为了 使液晶显示装置在厚度上更薄并且在重量上更轻，就要求减小导光板，然而在目前的情况 下难于充分满足该要求。 因此，希望实现更薄且更轻的液晶显示装置。 根据本发明的一个实施例，所提供的平面发光装置包括光源和传播来自光源的光 的导光构件，其中导光构件形成为使光进入部分比主体部分厚并且来自光源的光入射在光 进入部分上，并且光源包括发光构件和指向性构件(directivity member)，该指向性构件 使从发光构件出射的光的指向性变窄，并且使光入射在导光构件的光进入部分上。
光源的指向性构件可以具有透镜功能。
透镜功能可以是凸透镜或棱镜透镜的功能。 光源可以包括LED(发光二极管)，LED的LED半导体芯片可以为发光构件，并且 LED的除LED半导体芯片之外的组成构件构成指向性构件。 在根据本发明实施例的平面发光装置中，可以提供光源和传播来自光源的光的导 光构件。导光构件可以形成为使光进入部分比主体部分厚并且来自光源的光入射在光进入 部分上。通过指向性构件从光源的发光构件出射的光的指向性可以变窄，并且光可以入射 在导光构件的光进入部分上。 根据本发明的另一个实施例，所提供的面板包括背光，具有光源和传播来自光源 的光的导光构件；和显示单元，通过采用从背光入射的光来显示图像，其中导光构件形成为 使光进入部分比主体部分厚并且来自光源的光入射在光进入部分上，并且光源包括发光构 件和指向性构件，该指向性构件使从发光构件出射的光的指向性变窄，并且使光入射在导 光构件的光进入部分上。 在根据本发明实施例的面板中，可以包括背光和显示单元，背光具有光源和传播 来自光源的光的导光构件，显示单元采用从背光入射的光来显示图像。导光构件可以形成 为使光进入部分比主体部分厚并且来自光源的光入射在光进入部分上。通过指向性构件 从光源的发光构件出射的光的指向性可以变窄，并且光可以入射在导光构件的光进入部分上。 根据本发明的再一个实施例，所提供的显示装置包括背光，包括光源和传播来自 光源的光的导光构件；和面板，包括采用从背光入射的光来显示图像的显示单元，其中导光 构件形成为使光进入部分比主体部分厚并且来自光源的光入射在光进入部分上，并且光源 包括发光构件和指向性构件，该指向性构件使从发光构件出射的光的指向性变窄，并且使 光入射在导光构件的光进入部分上。 在根据本发明实施例的显示装置中，可以包括背光和面板，背光具有光源和传播 来自光源的光的导光构件，面板包括采用从背光入射的光来显示图像的显示单元。导光构 件可以形成为使光进入部分比主体部分厚并且来自光源的光入射在光进入部分上。通过指 向性构件从光源的发光构件出射的光的指向性可以变窄，并且光可以入射在导光构件的光 进入部分上。 根据本发明的实施例，例如当液晶显示装置应用为显示装置时，可以使液晶显示 装置在厚度上更薄并在重量上更轻。


图1是示出现有技术背光的构造示例的示意图，该背光将灯应用为用于例如笔记 本式个人电脑的液晶显示装置的光源； 图2是示出现有技术背光的构造示例的示意图，该背光将LED应用为用于例如笔 记本式个人电脑的液晶显示装置的光源；
图3A和图3B是导光板2的截面图； 图4A和图4B是示出光的入射角和折射角之间的关系的示意图；
图5是示出角a和角|3之间的关系的图线；
图6是解释临界角的示意图； 图7是示出来自光源的光如何在导光板2中被引导的示意图；
图8是示出当导光板2的喇叭角9为2度时来自光源的光如何被引导的示意图；
图9是示出当导光板2的喇叭角9为3度时来自光源的光如何被引导的示意图；
图10是示出当导光板2的喇叭角9为6度时来自光源的光如何被引导的示意 图； 图11是示出当导光板2的喇叭角9为8度时来自光源的光如何被引导的示意 图； 图12是示出喇叭部分的长度"L"和重复反射次数之间的关系的示意图；
图13是示出喇叭部分的长度"L"和重复反射次数之间的关系的示意图；
图14是示出在光源到导光板2的光入射角13为70度且导光板2的喇叭角9为 3度的情况下来自光源的光如何被引导的示意图； 图15是示出在光源到导光板2的光入射角13为0度且导光板2的喇叭角9为 6度的情况下来自光源的光如何被引导的示意图； 图16是示出在导光板2的喇叭角9为3度的情况下光源的光入射角13与导光
板2内的上表面2c或下表面2b的入射角"b"至"g"之间的关系的图线； 图17是示出在导光板2的喇叭角9为9度的情况下光源的光入射角13与导光板2内的上表面2c或下表面2b的入射角"b"至"g"之间的关系的图线； 图18是示出当光源的光入射角13为0度时喇叭角9与导光板2内第一至第六
光入射角"b"至"g"之间的关系的图线； 图19是示出当光源的光入射角13为40度时喇叭角e与导光板2内第一至第六 光入射角"b"至"g"之间的关系的图线； 图20A和图20B是示出来自光源的光的指向性示例的示意图； 图21A和图21B是示出包括本发明一个实施例的光源41和具有图2所示构造的
背光中的导光板2的部分的构造示例的示意图； 图22A至图22E是示出构造为具有相对于多个LED 14而设置的一个透镜片21的 光源41的各种示例的立体图； 图23A至图23D是示出构造为具有相对于一个LED 14而设置的一个透镜片21的 光源41的各种示例的立体图； 图24A至图24D是示出在将透镜片21施加到树脂形成的一个LED 14而集成LED 14和透镜片21的情况下光源41的各种示例的立体图； 图25是示出作为现有技术光源31的LED 14的光的指向性的示意图； 图26是示出本发明一个实施例的光源41的光的指向性的示意图，该光源41通过
在LED 14的前面设置透镜片21而形成； 图27是示出光源41的示例的立体图，该光源41通过将作为发光构件的LED半导 体芯片52施加到作为指向性构件且具有透镜功能的密封剂51来构造；
图28A至图28D是示出图26示例的光源41的侧表面的截面图；禾口
图29A至图29D是示出包括各种形状的喇叭部分的导光板2的截面图。
具体实施例方式
为了使本发明易于理解，将首先解释现有技术的背光。作为光源，在很多情况下主 要使用灯和LED (发光二极管)。下面，将解释现有技术的背光的构造示例，它们分别应用灯 和LED作为光源。 1.现有技术的背光的构造示例 图1是示出现有技术的背光的构造示例的示意图，该背光将灯应用为用于例如笔 记本式个人电脑的液晶显示装置的光源。 图1所示的背光包括反射板1、导光板2、漫射片3、垂直棱镜片4、水平棱镜片5、冷 阴极管6和反射器7。 在图1中，在导光板2的下表面2b、上表面2c和它们之间内侧中的图中左侧处的 侧表面2a侧的部分(在该部分处设置有光源)在下面的描述中将称为光进入部分。另一 方面，与侧表面2a相对的侧表面2d侧的部分，即导光板2的下表面2b、上表面2c和它们之 间内侧中的图中右侧处的侧表面2d侧的部分将称为前边缘部分。 图1示例的导光板2具有所谓的楔形形状。具有反射器7的冷阴极管6设置为靠 近导光板2的侧表面2a，以作为光源。就是说，来自光源的光从导光板2内的光进入部分被 引导到前边缘部分。 在与导光板2的侧表面2a垂直的表面中的下表面2b(位于图1的下部位置处的下表面2b)上，设置反射板1。在与导光板2的下表面2b相对的上表面2c上，设置漫射片 3，以降低亮度的不均匀性。此外，为了改善亮度，在图1中漫射片3的向上的方向上，从下 层开始依次堆叠垂直棱镜片4和水平棱镜片5。垂直棱镜片4和水平棱镜片5堆叠为棱镜 的脊彼此垂直。 图2是示出现有技术的背光的构造示例的示意图，该背光将LED应用为用于例如 笔记本式个人电脑的液晶显示装置的光源。 图2所示的背光构造为包括反射片11、导光板2、漫射膜12、棱镜片13和LED 14。
图2示例的导光板2也具有楔形形状。LED 14设置为靠近导光板2的侧表面2a， 以作为光源。来自光源的光从导光板2内的光进入部分被引导到前边缘部分。
在导光板2的下表面2b侧，设置反射片11。在导光板2的上表面2c侧，设置漫射 膜12，以降低亮度的不均匀性。此外，为了改善亮度，在图2中漫射膜12的向上的方向上， 设置棱镜片13。 如上所述，在图1和图2的示例中，导光板2的形状为楔形形状。然而，导光板2
的形状不限于楔形形状。下面，将解释导光板的形状。 2.导光板形状的示例 图3A和图3B示出了导光板2的截面图。 图3A示出了具有图1和图2所示的楔形形状的导光板2的截面图。也就是说，图 3A示例的导光板2具有所谓的楔形形状，其中导光板2在光进入部分的侧表面2a处厚，并 朝着前边缘部分的侧表面2d变薄。 导光板2并不必须具有上述的楔形形状。例如，即使导光板2是具有固定厚度的平 板形状，导光板2也可以具有在背光的表面上漫射来自光源的光以使亮度均匀化的功能。 然而，与具有固定厚度的平板形状的导光板相比，当导光板2制作为楔形形状时，可以使导 光板2在重量上更轻并且可以节省板的材料。此外，导光板2的前边缘部分较薄，因此，可以 在薄的部分处设置液晶显示装置的显示单元的驱动电路，从而使整个液晶显示装置更薄。
然而，当考虑导光板2的厚度时，通过简单的楔形形状将难于进一步使液晶显示 装置在厚度上更薄并在重量上更轻。这是因为导光板2与作为光源的冷阴极管6或LED 14 之间的关系。也就是说，当导光板2的光进入部分的侧表面2a(在下面的描述中称为光进 入表面2a)的尺寸(厚度)小于作为光源的冷阴极管6或LED 14的尺寸(厚度)时，光从 光源进入到导光板2的光进入率(light entrance rate)降低。因此，导光板2的光进入 表面2a的尺寸通常设定为等于或大于作为光源的冷阴极管6或LED 14的尺寸。
如上所述，难以将光进入表面2a的尺寸减小到小于固定尺寸的尺寸，因此，当简 单的楔形形状用作导光板2的形状时，难以进一步使液晶显示装置在厚度上更薄并在重量 上更轻。 从而，在专利文件2和3中公开了具有通过改善楔形形状而获得的形状的导光板 2，如图3B所示。应用该形状的导光板2，以进一步使液晶显示装置更薄并更轻。
图3B示出了具有所谓的喇叭形状(trumpet shape)的导光板2的截面图。
在图3B示例的导光板2中，在靠近光进入部分2s的部分中，下表面2b的倾斜角 (在下面的描述中称为喇叭角(trumpet angle))设定为大于图3A示例的导光板2。此外， 在图3B示例的导光板2中，光进入表面2a确保了尺寸等于或大于作为光源的冷阴极管6或LED 14的尺寸。 图3B示例的导光板2，即具有喇叭角的导光板2应用于便携式电话装置或笔记本 式个人电脑的背光。然而，当导光板2的喇叭角设定得太大时，进入导光板2的光在途中将 泄漏出导光板2，使光的利用率降低(例如，见专利文件2)。 因此，必须将导光板2的喇叭角等设定在进入导光板2的光在途中不泄漏出导光 板2的范围内。从而，必须考虑进入导光板2的光在途中是否泄漏出导光板2。为了方便地 进行考虑，作为背景技术将解释光以何种方式被引导到导光板2中。在下面的描述中，假设 导光板2的材料是丙烯酸树脂。 图4A和图4B是示出光的入射角和折射角之间得关系的示意图。 在图4A和图4B中，光由箭头表示。在每幅图中，相对于图中垂直方向的边界线
(该边界线通过两个箭头交叉点)而在图右侧的阴影区域表示导光板2的具有丙烯酸树脂
材料的内部，图左侧的阴影区域表示空气区域。在其他附图中该先决条件相同。 图4A示出了当光从空气区域向导光板2入射时光的入射角和折射角之间的关系。 在图4A的情况下，角|3表示入射角，而角a表示折射角。 图4B示出了当光从导光板2出射到空气区域时光的入射角和折射角之间的关系。
在图4B的情况下，角a表示入射角，而角|3表示折射角。
根据Snell定律，折射率"n"可以由下面的公式(1)表示。
n = sinP/sina ... (1) 当公式(1)求解角a时，角a可以表示为下面的公式(2)。
a = a sin (sinP/n) ... (2) 在公式(2)中，"a sin"表示反正弦。在下面的公式中这也是相同的。 光在空气区域和导光板2中的折射率"n"约为1. 49，因此，公式(2)可以表示为下
面的公式(3)。 a = a sin(sinP/1. 49) ...(3) 图5是表示公式(3)的图线，即表示角a和角|3之间的关系的图线。 在图5中，垂直轴表示角a ，而水平轴表示角|3 。可见随着角13变大，角a成比
例地变大。这里，图4B中折射角13变为90度时的入射角a称为临界角。当将"折射角
P =90度"代入公式(1)时，临界角变为42度。将参考图6解释临界角。 图6是解释临界角的示意图。 如图6左侧的箭头所示，假设光以入射角a 0 = 42度的临界角从导光板2的内部 入射到其侧表面(相对于空气区域的界面)上。在此情况下，如右侧的虚线箭头所示，折射 角将为|30 = 90度，因此，光不会泄漏出导光板2。因此，当光以等于或大于临界角(入射 角00 = 42度)的角度入射到导光板2的侧表面(相对于空气区域的界面)上时，在导光 板2内引导的光将全部以反射角aO被反射。也就是说，当入射角aO等于或大于相对于 侧表面(相对于空气区域的界面)的临界角42度时，从光源进入导光板2的光在导光板2 内被引导。另一方面，具体地讲，当入射角a小于42度时，一部分入射光将泄漏出导光板 2，从而降低导光板2的光引导效率(light guiding efficiency)。 下面，将解释图3B示例的导光板2，即，进入具有大喇叭角的导光板2的光如何在 导光板2内被引导。
图7是示出来自光源的光如何在导光板2内被引导的示意图。 在图7中，喇叭角由9表示。在图7的示例中，仅示出了在导光板2中的光进入
表面2a附近的部分。假设从光进入表面2a进入导光板2的光入射角为P ，并且在导光板
2内的折射角为a 。从光进入表面2a进入的光被引导并在上表面2c和下表面2b上被反
射多次。 当光入射角表示成第一入射角为"b"，第二入射角为"c"，第三入射角为"d"等时，
入射角"b"、"c"和"d"、喇叭角9及折射角a的关系将表示为下面的公式(4)。
<formula>formula see original document page 8</formula> 当将公式(3)的右侧代入公式(4)的折射角a时，可以计算出入射角b、 c、 d…。 例如，当导光板2的喇叭角e为3度时，将公式(3)的右侧代入公式(4)的折射
角a ，第一光入射角〃 b〃可以由下面的公式(5)表示。
<formula>formula see original document page 8</formula> 根据公式(4)，当导光板2的喇叭角e变为2度、3度、6度、8度…时，可以容易地
计算出导光板2中的各个光入射角b、c、d…。在图8至图11中，示出了上述情况下来自光
源的光如何在导光板2内被引导。在图8至图11中，假设从光源到导光板2的光入射角13
为90度。入射角13为90度是指来自光源的光从垂直方向进入导光板2的上表面2c。 图8是示出当导光板2的喇叭角e为2度时来自光源的光如何被引导的示意图。 在图8中，当来自光源的光以入射角13 =90度入射到导光板2上时，光将以折射
角a 二42度被引导入导光板2，并在导光板2内朝下表面2b的方向传播。 根据公式(4)，光相对于下表面2b的入射角"b"为46度。在此情况下，入射角"b"
大于临界角42度，因此光在下表面2b上以反射角b' = 46度被首次反射。 在下表面2b上以反射角b' =46度被反射的光在导光板2内朝上表面2c的方向传播。 根据公式(4)，光相对于上表面2c的入射角〃 c〃将为44度。在此情况下，入射
角〃 c〃大于临界角42度，因此光在上表面2c上以反射角c' =44度被第二次反射。 如上所述，当导光板2的喇叭角e为2度时，第一光入射角〃 b〃和第二光入射
角〃 c〃都大于临界角42度，因此来自光源的光在导光板2内被引导。 图9是示出当导光板2的喇叭角e为3度时来自光源的光如何被引导的示意图。 在图9中，当来自光源的光以入射角13 =90度入射到导光板2上时，光将以折射
角a 二42度被引导入导光板2，并在导光板2内朝下表面2b的方向传播。 根据公式(4)，光相对于下表面2b的入射角〃 b〃为45度。在此情况下，入射
角〃 b〃大于临界角42度，因此光在下表面2b上以反射角b' =45度被首次反射。 在下表面2b上以反射角b' =45度被反射的光在导光板2内朝上表面2c的方向传播。 根据公式(4)，光相对于上表面2c的入射角〃 c〃将为42度。在此情况下，入射 角〃 c〃恰好等于临界角42度。因此，光在上表面2c上以反射角c' =42度被第二次反 射。如上所述，当导光板2的喇叭角e为3度时，第一光入射角〃 b〃和第二光入射
角〃 c〃都等于或大于临界角42度，因此来自光源的光在导光板2内被引导。 图10是示出当导光板2的喇叭角e为6度时来自光源的光如何被引导的示意图。 在图10中，当来自光源的光以入射角13 =90度入射到导光板2时，光将以折射
角a 二42度被引导入导光板2，并在导光板2内朝下表面2b的方向传播。 根据公式(4)，光相对于下表面2b的入射角〃 b〃将是42度。在此情况下，入射
角〃 b〃恰好等于临界角42度。因此，光在下表面2b上以反射角b' =42度被首次反射。 在下表面2b上以反射角b' =42度被反射的光在导光板2内朝上表面2c的方向传播。 根据公式(4)，光相对于上表面2c的入射角〃 c〃将是36度。在此情况下，入射
角〃 c〃小于临界角42度，因此，入射在上表面2c上的光泄漏出导光板2。 图11是示出当导光板2的喇叭角e为8度时来自光源的光如何被引导的示意图。 在图11中，当来自光源的光以入射角13 = 90度入射到导光板2上时，光将以折
射角a 二42度被引导入导光板2，并在导光板2内朝下表面2b的方向传播。 根据公式(4)，光相对于下表面2b的入射角〃 b〃将是40度。在此情况下，入射
角〃 b〃小于临界角42度，因此入射到下表面2b的光泄漏出导光板2。 如上所述，从光源进入导光板2的光在朝着导光板2的下表面2b和上表面2c之
一的方向上传播。当相对于一个表面的入射角等于或大于42度时，光在该一个表面上被反
射，并在朝着另一个表面的方向上传播，这将重复。然而，只要下表面2b以喇叭角e倾斜，
则随着反射的重复，入射角将成比例地变小。结果，在下表面2b或上表面2c上入射角小于
临界角42度的位置处光不被反射，并且泄漏出导光板2。 另一方面，随着喇叭角9的变大，相对于下表面2b的第一入射角〃 b〃成比例地 减小。自然地，入射角在第二次反射后将进一步减小。因此，随着喇叭角e的变大，从光源 进入导光板2的光不泄漏出导光板2而在导光板2中重复反射的次数(在下面的描述中称 为重复反射次数)减少。 例如，在上面的示例中，来自光源的光相对于导光板2的入射角13为90度并且下 表面2b以喇叭角e倾斜，当喇叭角e等于或小于3度，重复反射次数为2或更大。然而，
当喇叭角e大于3度并等于或小于6度时，重复反射次数恰好为一次，也就是说，光仅被反 射一次。而且，当喇叭角e大于6度时，例如当喇叭角e为8度时，如图ii所示，重复反 射次数为o次，即光完全不被反射。也就是说，当设定大的喇叭角e时，可以容易地使整个显示装置更薄并更轻，但
重复反射次数减小。然而，从光进入部分到前边缘部分的长度由显示装置的屏幕尺寸决定。
另一方面，当光泄漏出导光板2时，导光板2的光引导效率降低，因此必须尽可能防止光泄
漏出导光板2。因此，必须保证一定的重复反射次数。这意味着简单地设定大的喇叭角e
并非总是有利的。
然而，因为存在下表面2b以喇叭角e倾斜的条件，所以重复反射次数受到限制。 当上表面2a平行于下表面2b时，重复反射次数将不受限制。当将e =0代入公式(4)时， 入射角〃 b〃至〃 f〃都固定到〃 90-a 〃 ，并且如果〃 90-a 〃等于或大于42度，则光被 反射。这将参考图12和图13进行解释。 这里，在下面的描述中，在导光板2的光进入部分附近下表面2b以喇叭角9倾斜 的部分称为喇叭部分。喇叭部分的长度表示为〃 L〃 。 图12和图13是示出喇叭部分的长度"L"和重复反射次数之间的关系的示意图。
在图12和图13中，假设从光源到导光板2的光入射角13为90度。导光板2的 喇叭角假设为3度。 在图12中，导光板2的喇叭部分的长度〃 L〃设定为大于上表面2c或下表面2b 中光第二次入射的位置的长度并小于上表面2c或下表面2b中光第三次入射的位置的长 度。 在图12中，当来自光源的光以入射角=90度入射到导光板2上时，光以折射角= 42度在导光板2内被引导，并在导光板2内朝下表面2b的方向传播。 根据公式(4)，光相对于下表面2b的入射角〃 b〃为45度。在此情况下，入射 角〃 b〃大于临界角42度，因此光在下表面2b上以反射角b' =45度被首次反射。
在下表面2b上以反射角b' =45度被反射的光在导光板2内朝上表面2c的方向 传播。 根据公式(4)，光相对于上表面2c的入射角〃 c〃将为42度。在此情况下，入射 角〃 c〃恰好等于临界角42度。因此，光在上表面2c上以反射角c' =42度被第二次反 射。 在下表面2c上以反射角c' =42度被反射的光在导光板2内朝下表面2b的方向 传播。 根据公式(4)并将喇叭角9 = 0代入，光相对于下表面2b的入射角〃 d〃将为 42度。在此情况下，入射角〃 d〃恰好等于临界角42度。因此，光在下表面2b上以反射角 d' =42度被第三次反射。 此后，根据公式(4)并将喇叭角9 = 0代入，光在导光板2内被引导到前边缘部 分并且以入射角=反射角=42度而在上表面2c或下表面2b上重复反射。
另一方面，在图13中，导光板2的喇叭部分的长度"L"设定为大于上表面2c或下 表面2b中光第三次入射的位置的长度。 在图13中，当来自光源的光以入射角13 = 90度入射到导光板2上时，光将以折
射角a 二42度被引导入导光板2，并且在导光板2内朝下表面2b的方向传播。 根据公式(4)，光相对于下表面2b的入射角〃 b〃为45度。在此情况下，入射
角〃 b〃大于临界角42度，因此光在下表面2b上以反射角b' =45度被首次反射。 在下表面2b上以反射角b' =45度被反射的光在导光板2内朝上表面2c的方向传播。 根据公式(4)，光相对于上表面2c的入射角〃 c〃将为42度。在此情况下，入射 角〃 c〃恰好等于临界角42度。因此，光在上表面2c上以反射角c' =42度被第二次反 射。
在上表面2c上以反射角c' =42度被反射的光在导光板2内朝下表面2b的方向 传播。 根据公式(4)，光相对于下表面2b的入射角〃 d〃将为39度。在此情况下，入射 角〃 b〃小于临界角42度，因此入射在下表面2b上的光泄漏出导光板2。
由图12和图13可见，当导光板2的喇叭角e正好相同时，导光板2的喇叭部分 的长度"L"越长，则导光板2的前边缘部分的厚度〃 D〃就变得越薄。随着前边缘部分的 厚度〃 D〃越来越薄，将有助于实现更薄并更轻的液晶显示装置。然而，如图13所示，当使 导光板2的喇叭部分的长度〃 L〃大于固定的长度时，光将泄漏出导光板2而不在导光板2 内被反射，这降低了导光板2的光引导效率。因此，需要确定喇叭部分的长度〃 L〃在相对 于上表面2c或下表面2b的光入射角等于或小于42度的范围内。也就是说，喇叭部分的长 度〃 L〃取决于喇叭部分内的重复反射次数。 喇叭部分内的重复反射次数由喇叭角9和上表面2c或下表面2b上的第一光入 射角决定。对于后面的条件，即上表面2c或下表面2b上的第一光入射角由光从光源入射 到导光板2上的折射角a确定，即由来自光源的光入射到导光板2上的入射角13确定。
因此，下面将参考图14和图15，解释根据入射角13的不同光在导光板2内如何被 引导。 图14是示出在光源到导光板2的光入射角13为70度且导光板2的喇叭角9为 3度的情况下来自光源的光如何被弓I导的示意图。 在图14中，当来自光源的光以入射角13 = 70度入射到导光板2上时，光将以折
射角a 二39度被引导入导光板2，并且在导光板2内朝下表面2b的方向传播。 根据公式(4)，光相对于下表面2b的入射角〃 b〃为48度。在此情况下，入射
角〃 b〃大于临界角42度，因此光在下表面2b上以反射角b' =48度被首次反射。 在下表面2b上以反射角b' =48度被反射的光在导光板2内朝上表面2c的方向传播。 根据公式(4)，光相对于上表面2c的入射角〃 c〃将为45度。在此情况下，入射 角〃 c〃大于临界角42度。因此，光在上表面2c上以反射角c' =45度被第二次反射。
另一方面，在图9的示例中，也就是，在光源到导光板2的光入射角13为90度的 示例中，第二光入射角〃 c〃等于临界角42度。简言之，当喇叭角e为相同的3度时，从光 源到导光板2的光入射角13越小，光在导光板2内的上表面2c或下表面2b上的入射角就 变得越大。 图15是示出在光源到导光板2的光入射角13为0度且导光板2的喇叭角9为 6度的情况下来自光源的光被如何弓I导的示意图。 入射角|3 = 0度是指来自光源的光从水平方向进入导光板2的上表面2c。就是 说，当来自光源的光以入射角P =0度入射到导光板2上时，光平行于上表面2(3传播，并 且到达下表面2b。 这时，根据公式(4)，光相对于下表面2b的入射角〃 b〃为84度。在此情况下，入 射角〃 b〃大于临界角42度，因此，光在下表面2b上以反射角b' =84度被首次反射。
在下表面2b上以反射角b' =84度被反射的光在导光板2内朝上表面2c的方向 传播。
根据公式(4)，光相对于上表面2c的入射角〃 c〃将为78度。在此情况下，入射 角〃 c〃大于临界角42度。因此，光在上表面2c上以反射角c' =78度被第二次反射。
另一方面，在图14的示例，即光源到导光板2的光入射角13为70度的示例中，第 二光入射角〃 c〃为45度。也就是说，在图14的示例中，当使光源到导光板2的光入射角 P小到O度时，即使喇叭角e设定为大于3度的6度，光在导光板2中相对于上表面2c或 下表面2b的入射角也会显著变大。 如上所述，光源到导光板2的光入射角13变得越小，光在导光板2内的上表面2c 或下表面2b上的入射角就变得越大。因此，可见当使光源到导光板2的入射角13变小时， 喇叭角e可以较大。在喇叭角e相同的情况下，随着光源到导光板2的光入射角e变小， 可以使喇叭部分的长度〃 L〃成比例地变大。
将参考图16至图19对上面描述的内容进行整理归纳。 图16和图17是分别示出在导光板2的喇叭角e为3度的情况下和该角度为9度 的情况下来自光源的光的入射角P和导光板2内上表面2c或下表面2b的入射角"b"至 "g"之间的关系的图线。 在图16和图17中，垂直轴表示入射角"b"至"g"，而水平轴表示来自光源的光的 入射角P 。 入射角"b"至"g"分别表示导光板2内相对于上表面2c和下表面2b的第一次至第 六次入射角。因此，入射角"b"至"g"称为第一至第六光入射角。第一光入射角〃 b〃由实 线(粗线)曲线示出。第二光入射角〃 c〃由虚线(粗线)曲线示出。第三光入射角〃 d〃 由点划线曲线示出。第四光入射角〃 e〃由双点划线曲线示出。第五光入射角〃 f〃由实 线(细线)曲线。第六光入射角〃 g〃由虚线(细线)曲线示出。该段内容不仅适用于图 16和图17，也适用于图18和图19。 例如，当喇叭角e为3度且光入射角13为IO度时，第一光入射角"b〃约为80 度，第二光入射角〃 c〃约为77度，并且第三光入射角〃 d〃约为75度，如图16所示。第 四光入射角〃 e〃约为71度，第五光入射角〃 f〃约为68度，并且第六光入射角〃 g〃约为 65度。正如刚刚所描述的，第一至第六次的所有光入射角"b"至"g"都大于作为临界角42 度。因此，从光源进入的光在上表面2c或下表面2b上重复反射至少六次，从而被引导在导 光板2内。 另一方面，例如在来自光源的光的入射角e为70度的情况下，即使喇叭角e相 同(例如为3度)，第一光入射角〃 b〃约为48度，第二光入射角〃 c〃约为45度，并且第 三光入射角〃 d〃约为41度。第四光入射角〃 e〃约为39度，第五光入射角〃 f〃约为36 度，并且第六光入射角〃 g〃约为32度。正如刚刚所描述的，第一光入射角〃 b〃和第二光 入射角〃 c〃大于临界角42度。因此，从光源进入的光在下表面2b上被首次反射，并且在 上表面2c上被第二次反射。然而，第三光入射角〃 c〃小于42度，因此，光在下表面2b上 没有被第三次反射，从而光泄漏出导光板2。 如上所述，当喇叭角9相同时，通过减少来自光源的光的入射角P，可以增加喇 叭部分中的重复反射次数，从而喇叭部分的长度〃 L〃可以作得较长。 例如，当来自光源的光的入射角e为10度且喇叭角e为9度时，第一光入射 角〃 b〃约为75度，第二光入射角〃 c〃约为67度，并且第三光入射角〃 d〃约为58度，如图17所示。第四光入射角〃 e〃约为48度，第五光入射角〃 f〃约为39度，并且第六光入 射角〃 g〃约为30度。正如刚刚所描述的，第一至第四光入射角〃 b〃至〃 e〃大于临界角 42度。因此，从光源进入的光在下表面2b上被首次反射，在上表面2c上被第二次反射，在 下表面2b上被第三次反射，并且在上表面2c上被第四次反射。然而，第五光入射角〃 f〃 小于临界角42度，因此，光在下表面2b上没有被第五次反射，并且光泄漏出导光板2。
而且，例如当来自光源的光的入射角13为70度并且喇叭角e为9度时，第一光 入射角〃 b〃约为41度，第二光入射角〃 c〃约为32度，并且第三光入射角〃 d〃约为23 度，如图17所示。第四光入射角〃 e〃约为15度，并且第五光入射角〃 f〃约为5度。因 此，正如刚刚所描述的，一旦第一光入射角〃 b〃小于临界角42度，光甚至一次也不会被反 射，并泄漏出导光板2。 如上所述，当喇叭角e较大时，即使来自光源的光的入射角e相同，喇叭部分中 的重复反射次数也将减少，从而喇叭部分的长度〃 L〃减小。这将参考图18和图19进行进
一步解释。 图18是示出当来自光源的光的入射角13为0度时喇叭角e与导光板2内第一 至第六光入射角"b "至"g"之间的关系的图线。 在图18中，垂直轴表示导光板2内的光入射角"b"至"g"，而水平轴表示导光板2 的喇叭角e 。 例如，当来自光源的光的入射角e为o度并且喇叭角e为3度时，第一光入射 角〃 b〃约为87度，第二光入射角〃 c〃约为84度，并且第三光入射角〃 d〃约为81度， 如图18所示。第四光入射角〃 e〃约为78度，第五光入射角〃 f〃约为75度，并且第六光 入射角〃 g〃约为72度。正如刚刚所描述的，所有的第一至第六光入射角都大于临界角42 度。因此，从光源进入的光在上表面2c或下表面2b上重复反射至少六次，从而被引导在导 光板2内。另一方面，例如在来自光源的光的入射角e为相同的o度的条件下，当喇叭角e
增加到9度时，第一光入射角〃 b〃约为81度，第二光入射角〃 c〃约为72度，并且第三光 入射角〃 d〃约为62度，如图18所示。第四光入射角〃 e〃约为55度，第五光入射角〃 f〃 约为45度，并且第六光入射角〃 g〃约为36度。正如刚刚所描述的，第一至第五光入射 角〃 b〃至〃 f〃大于临界角42度。因此，从光源进入的光在下表面2b上被首次反射，在 上表面2c上被第二次反射，在下表面2b上被第三次反射，在上表面2c被第四次反射，并且 在下表面2b上被第五次反射。然而，第六光入射角小于临界角42度，因此不会在上表面2c 上发生第六次光反射，并且光在该点处泄漏出导光板2。 图19是示出当来自光源的光的入射角13为40度时喇叭角e与导光板2内第一 至第六光入射角"b "至"g"之间的关系的图线。 在图19中，垂直轴表示导光板2内的光入射角"b"至"g"，而水平轴表示导光板2 的喇叭角e 。 例如，当来自光源的光入射角13为40度并且喇叭角e为3度时，第一光入射 角〃 b〃约为61度，第二光入射角〃 c〃约为59度，并且第三光入射角〃 d〃约为57度， 如图19所示。第四光入射角〃 e〃约为52度，第五光入射角〃 f〃约为50度，并且第六光 入射角〃 g〃约为46度。正如刚刚所描述的，所有的第一至第六光入射角都大于临界角42度。因此，从光源进入的光在上表面2c或下表面2b上重复反射至少六次，从而被引导在导 光板2内。 另一方面，例如在来自光源的光的入射角是相同的40度的条件下，当喇叭角e增 加到9度时，第一光入射角〃 b〃约为57度，第二光入射角〃 c〃约为47度，并且第三光入 射角〃 d〃约为38度，如图19所示。第四光入射角〃 e〃约为28度，第五光入射角〃 f〃 约为20度，并且第六光入射角〃 g〃约为10度。正如刚刚所描述的，第一和第二光入射 角〃 b〃和〃 c〃大于临界角42度。因此，从光源进入的光在下表面2b上被首次反射，并 且在上表面2c上被第二次反射。然而，第三光入射角小于临界角42度，因此在上表面2c 上不会发生第三次光反射，并且光在该点处泄漏出导光板2。 如上所述，当喇叭角e较大时，即使来自光源的光的入射角e相同，喇叭部分中 的重复反射次数也将减少，从而喇叭部分的长度〃 L〃减小。
上述图16至图19的图线形成方法如下。 也就是说，图16至图19的所有图线根据上面的公式(4)形成。 具体地讲，图16所示的图线以这样的方式形成将上述公式(3)的右侧分别代入
每个公式(4)的每个右侧中的折射角a，并且将3度代入每个公式(4)的每个右侧中的喇
叭角e ，此外将来自光源的光的入射角|3作为变量(x轴)，以形成图线。 类似地，图17所示的图线以这样的方式形成将上述公式(3)的右侧分别代入每
个公式(4)的每个右侧中的折射角a，并且将9度代入每个公式(4)的每个右侧中的喇叭
角e ，此外将来自光源的光的入射角|3作为变量(x轴)，以形成图线。 而且，图18所示的图线以这样的方式形成将上述公式(3)的右侧分别代入每个
公式(4)的每个右侧中的折射角a，并且将"O(零)"代入来自光源的光的入射角P，此外
将喇叭角9作为变量(x轴)，以形成图线。 也就是说，当光源到导光板2的光入射角13为〃 O(零)"度时，根据公式(3)、
(4)，第一光入射角〃 b〃可以表示为下面的公式(6)。 b = 90-a-9 = 90-a sin(sinP/1. 49)-9 = 90-a sin (sin0/1. 49) - 9 =90-9 ... (6) 类似地，第二光入射角〃 c〃可以表示为下面的公式(7)。 c = 90-a-29 c = 90-2 9 ...(7) 表示上面的公式(6)、(7)的曲线将分别为图18的图线中表示第一光入射角〃 b〃 的实线(粗线)曲线和表示第二光入射角"c〃的虚线(粗线)曲线。
在图18中，表示第三光入射角〃 d〃的点划线曲线至表示第六光入射角〃 g〃的 虚线(细线)曲线也可以以与上述方式相同的方式来算术表示，但是各公式被省略。
当光源到导光板2的光入射角13为40度时，根据公式(3)， a为25. 6。因此，第 一光入射角〃 b〃可以表示为下面的公式(8)。
b = 90-a-9
= 90-25.6-9
=64.4-9 ... (8) 表示公式(8)的曲线为图19的图线中表示第一光入射角〃 b〃的实线(粗线)曲 线。 在图19中，表示第二光入射角〃 c〃的虚线(粗线)曲线至表示第六光入射 角〃 g〃的虚线(细线)曲线也可以以与上述方式相同的方式来算术表示，但是各公式被省 略。 正如上面所解释的，为了使液晶显示装置更薄并且更轻，减小导光板2的前边缘 部分的厚度〃 D〃是有效的。为了减小导光板2的前边缘部分的厚度〃 D〃 ，设定较大的喇 叭角9和较长的喇叭部分的长度〃 L〃是有效的。 然而，当盲目地设定较大的喇叭角9以及设定较长的喇叭部分的长度〃 L〃时，
光将泄漏出导光板2而不在喇叭部分中反射，从而降低了导光板2的光引导效率。 因此，必须设定喇叭角9和喇叭部分的长度〃 L〃 ，以满足喇叭部分中的所有光
入射角都等于或大于临界角42度的条件，从而防止导光板2的光引导效率降低。 在此情况下，通过利用图16至图19的图线，能够直观地判断喇叭部分中的光入射
角，即第一光入射角〃 b〃至第六光入射角〃 g〃是否等于或大于临界角42度。也就是说，
可以容易地设定喇叭角9和喇叭部分的长度〃 L〃 。 具体地讲，例如，在表示42度的临界角的直线上或者在该直线上方存在的曲线数 表示光在导光板2内的上表面2c或下表面2b上被反射的次数，即重复反射次数。随着重 复反射次数的增加，喇叭部分的长度〃 L〃可以设定为与该次数成比例地变长。相反，当预 先设定喇叭部分的长度〃 L〃时，可以确定最大的重复反射次数。有效地设定喇叭角e和 来自光源的光的入射角P，从而在表示42度的临界角的直线上或该直线的上方存在与最 大次数相同数目的曲线。 由图16和图17可见，当来自光源的光的入射角13设定得较小，则喇叭部分中的 重复反射次数与该角度的减小成比例地增加。也就是说，当来自光源的光的入射角P设定 得较小时，可以增加喇叭角9并增加喇叭部分的长度〃 L〃 。因此，可以容易地使导光板2 的前边缘部分的厚度〃 D〃变薄，并且实现更薄、更轻的液晶显示装置。
然而，作为现有技术的光源，应用光的指向性(directivity)较宽的光源31(例如 图1的灯6或图2的LED 14)，如图20A所示。 图20A和图20B是示出来自光源的光的指向性示例的示意图。 如图20A所示，现有技术的光源31的光具有较宽的指向性，因此，具有各种角度
(为光入射角13)的光通量入射到光进入表面2a上。换言之，具有宽指向性的现有技术的
光源31是入射角e接近90度的光通量的比例较高的光源。因此，难以增加喇叭角e，或
者增加喇叭部分的长度〃 L〃 。因此，难以降低整个导光板2的平均厚度，因此难以使液晶
显示装置更薄、更轻。 从而，本发明的发明人提出了光源41，其包括发光构件和使来自发光构件的光的 指向性变窄的指向性构件，如图20B所示。 在比较图20A和图20B时容易看出，应用本发明的光源41 (在下面的描述中称为 本发明实施例的光源41)与现有技术的光源31相比，具有窄的指向性。因此，可以使入射 到光进入表面2a上的光通量的入射角13窄到O度附近。也就是说，与现有技术的光源31相比，本发明实施例的光源41是入射角13接近90度的光通量的比例减少并且入射角13 接近O度的光通量(平行光通量)的比例增加的光源。因此，将本发明实施例的光源41应 用于背光，从而如图16和图17明显可见，与现有技术相比，喇叭部分中的重复反射次数增 加。因此，可以容易地增加喇叭角9并增加喇叭部分的长度〃 L〃 。从而，可以减小导光板 2的前边缘部分的厚度D，并容易地实现更薄、更轻的液晶显示器。
3.安装有应用本发明的光源的背光的构造示例 下面，将解释应用本发明的光源41(在下面的描述中称为本发明实施例的光源 41)的具体示例。 图21A和图21B是示出包括本发明实施例的光源41和具有图2的构造的背光中 的导光板2的部分的构造示例的示意图。 图21A是包括本发明实施例的光源41和导光板2的部分的上表面视图。
图21B是包括本发明实施例的光源41和导光板2的部分的侧表面的截面图。
本发明实施例的光源41包括作为发光构件的LED 14和作为指向性构件的透镜片 21。也就是说，透镜片21设置在多个LED 14和光进入表面2a之间，如图21A所示。
透镜片21具有可以使从LED 14进入导光板2的光的指向性变窄的形状。因此， 透镜片21设置在LED 14和导光板2之间，由此使从LED 14进入导光板2的光的入射角P 变为较小的角。换言之，在从光源41进入导光板2的光中，入射角13接近O度的光通量 (相对于导光板2的平行光)的比例高，而入射角13接近90度的光通量的比例低。因此， 提高了光引导效率。 换言之，透镜片21具有可以使从LED 14进入导光板2的光的指向性变窄的形状 就足够了，并且该形状并不具体限定。例如，透镜片21可以具有图22A至图24D所示的各 种形状。 图22A至图22E是示出构造为具有相对于多个LED 14而设置的一个透镜片21的 光源41的各种示例的立体图。 图22A示出了构造为具有一个透镜片21的光源41，该透镜片21的截面为凸透镜 形状，并且该透镜片21设置在多个LED 14的前面。 图22B示出了构造为具有一个透镜片21的光源41，该透镜片21的截面为由多个 凸透镜形成的形状，并且该透镜片21设置在多个LED 14的前面。 图22C示出了构造为具有一个透镜片21的光源41，该透镜片21的截面为三角形 形状，并且该透镜片21设置在多个LED 14的前面。 图22D示出了构造为具有一个透镜片21的光源41，该透镜片21的截面为棱镜透 镜形状(prism lens sh即e)，并且该透镜片21设置在多个LED 14的前面。
图22E示出了构造为具有一个透镜片21的光源41，该透镜片21的截面为圆形形 状，并且该透镜片21设置在多个LED 14的前面。 与图22A、图22C和图22E的形状相比，图22B和图22D的形状可以减小透镜片21 的厚度。 图23A至图23D是示出构造为具有相对于一个LED 14而设置的一个透镜片21的 光源41的各种示例的立体图。 在图23A至图23D的每个示例中，仅示出一个LED 14，然而实际上制备了多对LED
1614和透镜片21，并且该多对LED 14和透镜片21设置为靠近导光板2的光进入表面2a。在 下面的描述中，图23A至图23D分别示出的每对LED 14和透镜片21称为单元光源(unit light source)。也就是说，在图23A至图23D的示例中，具有图23A至图23D的任何形状 的多个单元光源构成本发明实施例的光源41。 图23A示出了构造为具有一个透镜片21的单元光源，该透镜片21的截面为凸透 镜形状，并且该透镜片21设置在一个LED 14的前面。 图23B示出了构造为具有一个透镜片21的单元光源，该透镜片21的截面为由多 个凸透镜形成的形状，并且该透镜片21设置在一个LED 14的前面。 图23C示出了构造为具有一个透镜片21的单元光源，该透镜片21的截面为三角 形形状，并且该透镜片21设置在一个LED 14的前面。 图23D示出了构造为具有一个透镜片21的单元光源，该透镜片21的截面为棱镜 透镜形状，并且该透镜片21设置在一个LED 14的前面。 与图23A和图23C相比，图23B和图23D的形状可以减小透镜片21的厚度。
图24A至图24D是示出通过将透镜片21施加到树脂形成的一个LED 14以集成 LED 14和透镜片21而获得的光源41的各种示例的立体图立体图。 在图24A至图24D的每个示例中，仅示出了一个LED14，然而实际上制备了多对 LED 14和透镜片21(它们被集成)，并且该多对LED 14和透镜片21设置为靠近导光板2的 光进入表面2a。在下面的描述中，图24A至图24D分别示出的每对LED 14和透镜片21(它 们被集成)称为单元光源。也就是说，在图24A至图24D的示例中，具有图24A至图24D的 任何形状的多个单元光源的集合构成本发明实施例的光源41。 图24A示出了通过将截面为凸透镜形状的透镜片21施加到一个LED 14的树脂而 形成的集成单元光源。 图24B示出了通过将透镜片21施加到一个LED 14的树脂而形成的集成单元光 源，其中透镜片21的截面为由多个凸透镜形成的形状。 图24C示出了通过将截面为三角形形状的透镜片21施加到一个LED 14的树脂而 形成的集成单元光源。 图24D示出了通过将截面为棱镜透镜形状的透镜片21施加到一个LED14的树脂 而形成的集成单元光源。 与图24A和图24C的形状相比，图24B和图24D的形状可以减小集成单元光源的厚度。 下面，将与现有技术的光源31对比，参考图25和图26来解释包括透镜片21和具
有上述各种形状的LED 14的本发明实施例的光源41的运行。 图25是示出作为现有技术光源31的LED 14的光的指向性的示意图。 如图25所示，作为现有技术光源31的LED 14包括密封剂51和LED半导体芯片52。 在图25中，现有技术光源31前面的椭圆表示来自现有技术光源31的光的指向 性。这里，现有技术光源31的正面亮度(front brightness)表示为〃 Ll 〃 ，以对应于图 25。 图26是示出本发明实施例光源41的光的指向性的示意图，该光源41通过在LED14的前面设置透镜片21而形成。 在图26的示例中，本发明实施例的光源41包括LED 14和透镜片21，该LED 14具 有密封剂51和LED半导体芯片52。 在图26中，本发明实施例的光源41前面的泪滴形状(tear-drop shape)表示 本发明实施例的光源41的光的指向性。这里，本发明实施例的光源41的正面亮度表示 为"L2"，以对应于图26。 如图25和图26所示，在本发明实施例的光源41中，透镜片21设置在具有密封剂 51和LED半导体芯片52的现有技术光源31 (LED 14)的前面。 因此，从现有技术光源31出射并且通过透镜片21的光为本发明实施例的光源41 的光。透镜片21的功能是使光的指向性变窄并增加其正面亮度。换言之，透镜片21的功 能是通过使入射光接近平行光来出射光。 因此，与现有技术光源31的光的指向性相比，本发明实施例光源41的光的指向性 变窄。这示出在图中，图26所示的表示本发明实施例光源41的光指向性的泪滴形状比表 示现有技术光源31的光指向性的椭圆细。 与现有技术光源31的正面亮度Ll相比，本发明实施例的光源41的正面亮度L2 增加。这示出在图中，图26所示的表示本发明实施例的正面亮度L2的矢量长度(箭头长 度)大于图25所示的表示现有技术光源31的正面亮度Ll的矢量长度(箭头长度)。
通过将截面为棱镜透镜形状的透镜片21设置在由市场上可以买到的白光LED 14 制成的现有技术光源31的前面，本发明的发明人实现了本发明实施例的光源41的示例。然 后，本发明的发明人测量了本发明实施例的光源41的正面亮度L2。结果，证实了本发明实 施例的光源41的正面亮度L2是现有技术光源31的正面亮度L1(即，在白光LED 14前面 不设置透镜片21而获得的正面亮度Ll)的至少1. 3倍。 如上所述，与现有技术光源31的光相比，本发明实施例的光源41的光接近于平行 光。 本发明实施例的光源41的运行可以总结如下。具体地讲，现有技术光源31(现有 技术中的LED 14)可以用作发光构件。透镜片21可以用作指向性构件。在此情况下，当从 发光构件出射的光通过指向性构件时，光的指向性变窄，正面亮度增加。换言之，通过使从 发光构件出射的光通过指向性构件，该光将接近于平行光。 在上述示例中，现有技术的LED 14(参见图22A至图23D)和透镜片21施加到树 脂部分的LED 14(参见图24A至图24D)用作发光构件。此外，在上述示例中，透镜片21用 作包括在本发明实施例的光源41中的指向性构件。然而，本发明实施例的光源41的组成 构件，即发光构件和指向性构件的任何一个都不限于上述示例，而是可以应用各种实施例。 例如，具有发光功能的选择性构件(诸如，灯)可以用作发光构件。此外，可以应用具有使 从发光构件出射的光的指向性变窄并使正面亮度增加的功能的构件，例如，具有透镜功能 的选择性构件。 具体地讲，可以使LED 14的密封剂51具有透镜功能。因此，包括作为发光构件的 LED半导体芯片52和作为指向性构件且具有透镜功能的密封剂51的LED 14可以用作本发 明实施例的光源41。 图27是示出本发明实施例的光源41的示例的立体图，即通过将作为发光构件的LED半导体芯片52施加到作为指向性构件且具有透镜功能的密封剂51而构造的光源41的示例的立体图。 更准确地讲，包括在本发明实施例的光源41中的多个单元光源之一为图27所示的LED14。 在图27中，z轴方向表示设置导光板2的光进入表面2a的方向。多个图27所示
的单元光源(LED 14)设置在y轴方向上，以构成本发明实施例的光源41。 在图27的示例中，本发明实施例的光源41的单元光源(LED 14)包括密封剂51
和LED半导体芯片52(图27中未示出，参见图28A至图28D)。密封剂51例如由黄色荧光
树脂形成，其通过变形为所谓的半圆柱形状而具有透镜功能。 图28A至图28D是示出图26示例的光源41侧表面的截面图。 图28A和图28B分别示出了施加有密封剂51的本发明实施例的光源41(LED 14
作为单元光源)在yz轴方向上以及xz轴方向上的侧表面的截面图，其中密封剂51作为指
向性构件且具有所谓的半圆柱形状。 具有所谓半圆柱形状的密封剂51可以相对于x轴方向具有凸透镜的功能。因此，其可以在x轴方向上使光源41的光的指向性变窄。 图28C和图28D分别示出了施加有密封剂51的本发明实施例的光源41(LED 14作为单元光源)在yz轴方向上以及xz轴方向上的侧表面的截面图，其中密封剂51作为指向性构件并且具有所谓的半圆柱形状及凹透镜形状。 同样在此情况下，具有所谓半圆柱形状的密封剂51可以相对于x轴方向具有凸透镜的功能，如图28D所示。结果，其可以在x轴方向上使光源41的光的指向性变窄。
此外，具有凹透镜形状的密封剂51可以相对于y轴方向具有凹透镜的作用。结果，可以增加光源41的光在y轴方向上的指向性。从包括在光源41中的多个单元光源进入导光板2的光在每个单元光源的中心附近特别明亮，因此，有时发生光的不均匀性。因此，增加光源41的光在y轴方向上的指向性以在y轴方向上分散光，从而减小光的不均匀性。
上面已经描述了本发明实施例的光源41的各种示例。应用本发明实施例的光源41的目标物，即背光并不限于上面的示例，而是可以采取各种实施例。具体地讲，对于导光板2的喇叭部分的形状，存在各种示例，如图29A至图29D所示。
图29A至图29D是示出包括各种形状的喇叭部分的导光板2的截面图。
在图29A所示的导光板2中，仅存在侧表面2a侧的一个光进入部分，并且喇叭部分设置在侧表面2a侧的下表面2b处。也就是说，图29A所示的导光板2的形状与图3B的形状相同。 在图29B所示的导光板2中，在侧表面2a侧和侧表面2d侧存在两个光进入部分，因此，喇叭部分设置在侧表面2a侧和侧表面2d侧的下表面2b处。 在图29C所示的导光板2中，在侧表面2a侧和侧表面2d侧存在两个光进入部分，因此，喇叭部分设置在侧表面2a侧的下表面2b处和侧表面2d侧的上表面2c处。
在图29D所示的导光板2中，仅存在侧表面2a侧的一个光进入部分，并且喇叭部分设置在侧表面2a侧的下表面2b处和上表面2c处。 上面已经描述的本发明实施例的光源41应用于背光，由此可以在导光板2的主体部分和光进入部分之间取不同的厚度。也就是说，通过应用本发明实施例的光源41，可以使导光板2的喇叭角e设定得较大，或可以使喇叭部分的长度〃 L〃设定得较长。结果，例如可以获得下面的第一优点和第二优点。 第一优点是，导光部分2的主体部分可以进一步变薄，由此使背光变薄，并且使液晶显示装置在重量上更轻并在厚度上更薄。 第二优点如下。也就是说，导光板2的光进入表面2a可以制得较厚，因此，可以应用大尺寸的发光构件(例如LED 14)以对应于该厚度。例如，假设相同的LED半导体芯片52分别设置在0. 3mm和0. 8mm的LED封装体中以构成LED 14。在此情况下，当设置在0. 8mm的LED封装体中时获得的亮度比当设置在0. 3mm的LED封装中时获得的亮度大40%至50%。因此，应用大尺寸的发光部分(例如LED 14)，以由此实现液晶显示器的显示单元的亮度改善和亮度退化的减少。这是第二个优点。 如上所述，液晶显示装置已经解释为应用本发明实施例的光源41的显示装置。本发明实施例的光源41不仅可以应用于液晶显示装置，而且可以应用于采用背光来显示图像的所有显示装置。 采用本发明实施例的光源41的显示装置也可以应用于各种电子设备。作为电子设备，例如可以列举出数字静物照相机、数字摄像机、笔记本式个人电脑、便携电话和电视接收机等。显示装置可以用于各领域电子设备的显示器，以将输入到电子设备或者在电子设备中产生的视频信号显示为图像或视频。下面将示出应用显示装置的电子设备的示例。
例如，本发明可以应用于作为电子设备示例的电视接收机。电视接收机具有包括前面板、滤色镜等的视频显示屏，并且通过采用根据本发明实施例的显示装置作为视频显示屏来制造。 例如，本发明可以应用于作为电子设备示例的数字静物照相机。数字静物照相机包括成像透镜、显示单元、控制开关、菜单开关和快门等，并且通过采用根据本发明实施例的显示装置作为显示单元来制造。 例如，本发明可以应用于作为电子设备示例的笔记本式个人电脑。笔记本式个人
电脑包括在其主体中的输入符号等时操作的键盘和在主体盖板中的显示图像的显示单元。
笔记本电脑通过采用根据本发明实施例的显示装置作为显示单元来制造。 例如，本发明可以应用于作为电子设备示例的便携终端装置。便携终端装置具有
上壳和下壳。作为便携终端装置的状态，存在该两个壳体敞开的状态和关闭的状态。除了
上述的上壳和下壳外，便携终端装置包括连接部分(该情况下的铰链部分)、显示器、副显示器、图片光和照相机等，并且便携终端装置通过采用根据本发明实施例的显示装置作为
显示器或副显示器来制造。 例如，本发明可以应用于作为电子装置示例的数字摄像机。数字摄像机包括主体
部分、用于使物体在侧表面上成像的向前的透镜、成像时的开始/停止开关和监视器等，并
且数字摄像机通过采用根据本发明实施例的显示装置作为监视器来制造。 本发明的实施例并不局限于上述实施例，并且可以在不脱离其要旨的范围内进行
的各种修改。 本申请包含2009年1月16日提交至日本专利局的日本优先权专利申请JP2009-007222中揭示的相关主题，因此其全部内容通过引用结合于此。
权利要求
一种平面发光装置，包括光源；和导光构件，传播来自所述光源的光，其中所述导光构件形成为使光进入部分比主体部分厚并且来自所述光源的光入射在所述光进入部分上，并且所述光源包括发光构件和指向性构件，所述指向性构件使从所述发光构件出射的光的指向性变窄，并且使所述光入射在所述导光构件的所述光进入部分上。
2. 根据权利要求1所述的平面发光装置， 其中所述光源的所述指向性构件具有透镜功能。
3. 根据权利要求2所述的平面发光装置， 其中所述透镜功能是凸透镜或棱镜透镜的功能。
4. 根据权利要求1所述的平面发光装置， 其中所述光源包括发光二极管，所述发光二极管的发光二极管半导体芯片为所述发光构件，并且所述发光二极管的除所述发光二极管半导体芯片之外的组成构件构成所述指向性构件。
5. —种面板，包括背光，包括光源和传播来自所述光源的光的导光构件；禾口 显示单元，通过从所述背光入射的光来显示图像，其中所述导光构件形成为使光进入部分比主体部分厚并且来自所述光源的光入射在 所述光进入部分上，并且所述光源包括发光构件和指向性构件，所述指向性构件使从所述发光构件出射的光的 指向性变窄，并且使所述光入射在所述导光构件的所述光进入部分上。
6. —种显示装置，包括背光，包括光源和传播来自所述光源的光的导光构件；禾口 面板，包括通过从所述背光入射的光来显示图像的显示单元，其中所述导光构件形成为使光进入部分比主体部分厚并且来自所述光源的光入射在 所述光进入部分上，并且所述光源包括发光构件和指向性构件，所述指向性构件使从所述发光构件出射的光的 指向性变窄，并且使所述光入射在所述导光构件的所述光进入部分上。
全文摘要
本发明提供平面发光装置、面板和显示装置。平面发光装置包括光源；以及传播来自该光源的光的导光构件，其中导光构件形成为使光进入部分比主体部分厚并且来自光源的光入射在光进入部分上，并且光源包括发光构件和指向性构件，该指向性构件使从发光构件出射的光的指向性变窄，并且使光入射在导光构件的光进入部分上。
文档编号F21V5/04GK101782217SQ20101000376
公开日2010年7月21日 申请日期2010年1月18日 优先权日2009年1月16日
发明者棚桥诚 申请人:索尼公司