[發(fā)明專利]面光源設備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680024021.0
• 申請日: 2006-06-30
• 公開（公告）號: CN101213400A
• 公開（公告）日: 2008-07-02
• 發(fā)明（設計）人: 后藤正浩
• 申請（專利權(quán)）人: 大日本印刷株式會社
• 主分類號: F21S2/00
• 分類號: F21S2/00;F21V5/04;G02B3/06;G02B5/02;G02F1/13357;F21Y101/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 盧江;劉宗杰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種照射液晶顯示器等的面光源設備。

背景技術(shù)

已經(jīng)提出了多種用于從后面照射透射型液晶顯示器等的面光源設備，并且將其投諸實用。這些面光源設備大致分成邊緣光型和直接型。這些類型在從非面光源到面光源的轉(zhuǎn)換模式方面彼此不同。

例如，直接型的面光源設備被構(gòu)造成使得光通過平行排列的冷陰極管從該該面光源設備的后面引入。冷陰極管和透射型顯示元件如LCD(液晶顯示器)面板彼此適當間隔。在該間隔中，放置散射板(diffusing?sheet)和能夠聚光的兩個或多個板的組合。

這種傳統(tǒng)的面光源設備盡管需要大量的光學板，但聚光特性差。因此，改善了LCD以補償聚光特性，從而即使傾斜入射的光也能產(chǎn)生優(yōu)良質(zhì)量的圖像。

然而，這種改善遭受光學效率的降低，并且使LCD面板的結(jié)構(gòu)復雜，而這導致成本增加。

特別地，光強度(亮度)容易依據(jù)離冷陰極管的距離(即，該點是靠近某個冷陰極管還是靠近平行排列的各冷陰極管之間的空隙)而變得不均勻(容易發(fā)生亮度的不均勻)。避免不均勻的一種可能的方法是冷陰極管和LCD面板彼此之間的間隔足夠大。然而，該方法增加了顯示器的厚度，這并不是人們所期望的。避免不均勻的另一種可能的方法是加強散射或者控制透射光的量。然而，該方法的缺點是降低了光學效率。

例如，JP-A-5-119703和JP-A-11-242219可以作為背景技術(shù)文檔。在這些文檔披露的面光源設備中，通過提供光屏蔽元件(光簾、光屏蔽點層)來保持光強度(亮度)的均勻。然而，該方法的缺點與上述方法類似，即，降低了光學效率。

JP-A-2005-115372披露了使用獨立的紅、綠和藍(光的三原色)點光源的發(fā)光二極管(LED)作為發(fā)光源來代替冷陰極管。

然而，并排使用獨立的不同發(fā)光顏色的LED除了帶來上述亮度的不均勻外，還可能帶來顏色的不均勻。

此外，由于LED基本上是點光源，因此與冷陰極管相比，容易在二維方向上發(fā)生亮度不均勻。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種具有較少亮度不均勻和較少顏色不均勻的面光源設備。

基于通過基本上點光源實現(xiàn)具有較少亮度不均勻和較少顏色不均勻的面光源設備的研究和試驗，本發(fā)明的發(fā)明者找到了關(guān)于柱面鏡板(lenticular?lens?sheet)的形狀以及柱面鏡板相對于發(fā)光源的位置關(guān)系的最優(yōu)條件。

本發(fā)明通過下列特征實現(xiàn)上述目的。要注意，盡管將參照附圖標記描述本發(fā)明的實施例以便于理解，但本發(fā)明不應當限于對附圖標記基礎上的特定理解。

本發(fā)明是一種面光源設備(17)，包括：通過在二維方向上排列多個發(fā)光源(13、13R、13G、13B)而構(gòu)造的光源單元(18)，所述多個發(fā)光源基本上是二維方向上的點光源；和通過排列一種類型或多種類型的多個單元透鏡(141-1)而構(gòu)造的柱面鏡板(14-1)，每個單元透鏡是基本上橢圓柱面的一部分，使得單元透鏡的透鏡面面對光出現(xiàn)側(cè)；其中，當各發(fā)光源在與柱面鏡板的單元透鏡的排列方向相同的方向上排列的間隔定義為L，各發(fā)光源與柱面鏡板的后表面之間的間隔定義為d，單元透鏡末端角度定義為θ，并且形成柱面鏡板的單元透鏡的材料的折射率定義為n時，滿足關(guān)系：cos^-1(n×cos(Φ+θ))≤θ；和Φ＝sin^-1(sin(tan^-1(L/2d))/n)；或者關(guān)系：n×cos(Φ+θ)＞1；和Φ＝sin^-1(sin(tan^-1(L/2d))/n)；其中單元透鏡末端角度是在柱面鏡板的彼此相鄰的單元透鏡之間的槽上接觸單元透鏡的透鏡面的接觸面和柱面鏡板的法線之間的角度。

根據(jù)本發(fā)明，通過滿足上述關(guān)系公式，可以有效地防止亮度不均勻的產(chǎn)生，盡管發(fā)光源是點光源。