專(zhuān)利名稱：光源裝置及顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括發(fā)光二極管等作為其光源的光源裝置，并涉及一種包括用于從背面照明顯示部的光源裝置的顯示裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，已經(jīng)提出并實(shí)際投入使用了諸如液晶顯示裝置和等離子顯示器的薄型顯示裝置。
特別是，能夠以低電耗來(lái)驅(qū)動(dòng)采用液晶顯示面板的液晶顯示裝置，并且能夠低成本地生產(chǎn)大型液晶顯示面板。因而，這些液晶顯示裝置已經(jīng)得到廣泛的使用，并進(jìn)行了對(duì)其的技術(shù)研究和開(kāi)發(fā)。
這種發(fā)光顯示裝置通常采用的是使用背光裝置的背光系統(tǒng)，其中，包括彩色濾光片的透光液晶顯示面板的整個(gè)表面被來(lái)自背面的光線照明從而顯示彩色圖像。
側(cè)邊式照明(Edge-light)系統(tǒng)和直下式(direct)系統(tǒng)通常被用作背光裝置的結(jié)構(gòu)。
在側(cè)邊式照明系統(tǒng)中，光源(發(fā)光二極管或熒光燈)從與照明方向垂直的方向朝為光擴(kuò)射板的底面設(shè)置的導(dǎo)光板的端面發(fā)光，從而得到面光源。
在直下式系統(tǒng)中，直接在光擴(kuò)射板下以矩陣形狀設(shè)置的光源(發(fā)光二極管或熒光燈)在與光擴(kuò)射板垂直的方向上發(fā)光。
由于液晶顯示裝置要求提高亮度，所以背光裝置也要求提高亮度。
例如，日本未審查專(zhuān)利公開(kāi)申請(qǐng)第H10-253807號(hào)披露了一種包括附有棱鏡從而提高亮度的透光膜的側(cè)邊式照明系統(tǒng)。
由于通過(guò)提供如上所述的附有棱鏡的透光膜能夠使從導(dǎo)光板的光出射面斜向發(fā)射的光靠近光出射面的法線方向，所以能夠提高在光出射面的法線方向上的光亮度。

發(fā)明內(nèi)容
但是，根據(jù)日本未審查專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)第H10-253807號(hào)，棱鏡被設(shè)置成當(dāng)從導(dǎo)光板發(fā)射的光入射到透光膜上的棱鏡上時(shí)以及當(dāng)光線從棱鏡出射時(shí)，光線會(huì)分別在邊界面處被折射。當(dāng)光線在棱鏡的邊界面處被折射時(shí)，光線在棱鏡的邊界面處不僅被折射，而且被反射，并返回。因此，光量會(huì)損失掉被反射光的量。
由于這種光損失，妨礙了亮度的提高。
期望提供一種可以提高亮度的光源裝置并提供一種包括該光源裝置的顯示裝置。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種光源裝置，包括發(fā)光部；導(dǎo)光板，發(fā)光部設(shè)置在其側(cè)面，光束從導(dǎo)光板的頂面發(fā)射；以及光路變換片，位于導(dǎo)光板上方，由包括截面為等腰三角形的柱狀棱鏡的棱鏡片構(gòu)成。棱鏡片的各個(gè)棱鏡包括形成構(gòu)成等腰三角形頂角的第一等邊的光入射面、形成等腰三角形底邊的反射面和形成構(gòu)成等腰三角形頂角的第二等邊的光出射面。該棱鏡被設(shè)置為使得光入射面近似垂直于從導(dǎo)光板的頂面發(fā)射的光束中具有最高光強(qiáng)的光束的方向。
此外，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的顯示裝置包括用于顯示圖像的顯示單元和具有根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光源裝置的設(shè)置并從背面照明顯示單元的光源裝置。
通過(guò)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光源裝置的上述設(shè)置，棱鏡片上的棱鏡的截面為等腰三角形，并且該棱鏡包括形成構(gòu)成等腰三角形頂角的第一等邊的光入射面、形成等腰三角形底邊的反射面和形成構(gòu)成等腰三角形頂角的第二等邊的光出射面。設(shè)置棱鏡，使得等腰三角形的光入射面近似垂直于從導(dǎo)光板的頂面發(fā)射的光束中具有最高光強(qiáng)的光束的方向。結(jié)果，從導(dǎo)光板的頂面發(fā)射的光束中具有最高光強(qiáng)的光束近似垂直地入射到光入射面，在反射面上反射，并近似垂直地入射到光出射面。
因而，由于具有最高光強(qiáng)的光束的方向近似垂直于光入射面和光出射面，所以能夠大大降低在各個(gè)面上的光損失，從而控制光損失的量。由于能夠控制(光入射面和光出射面上的)光損失的量，尤其是能夠控制反射損失，所以，能夠提高通過(guò)棱鏡片從光源裝置發(fā)射的光的亮度。
此外，在上述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光源裝置中，相應(yīng)于從導(dǎo)光板發(fā)射的光線的強(qiáng)度的角度分布，構(gòu)成表示棱鏡截面的等腰三角形一邊的光入射面被垂直于具有最高光強(qiáng)的光的方向設(shè)置。因此，可以使光入射面上的光損失最小。
此外，通過(guò)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的顯示裝置的設(shè)置，由于用于從背面照明顯示單元的光源裝置包括根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光源裝置的設(shè)置，所以能夠提高從光源裝置發(fā)射的光的亮度。因此，可以以充足的亮度在顯示單元上顯示圖像。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供了一種光源裝置，包括發(fā)光部；導(dǎo)光板，發(fā)光部設(shè)置在其側(cè)面，光束從導(dǎo)光板的頂面發(fā)射；以及光路變換片，位于導(dǎo)光板上方，由包括截面為等腰三角形變形獲得的多邊形的柱狀棱鏡的棱鏡片構(gòu)成。棱鏡片上的各個(gè)棱鏡至少包括形成構(gòu)成等腰三角形頂角的第一等邊的第一光入射面、形成等腰三角形底邊的第一反射面、形成多邊形一邊的第二光入射面、形成多邊形另一邊的第二反射面和形成構(gòu)成等腰三角形頂角的第二等邊的光出射面。第二反射面和光出射面所形成的角等于第二反射面和第二光入射面形成的角。該棱鏡被設(shè)置為使得第一光入射面近似垂直于從導(dǎo)光板的頂面發(fā)射的光束中具有最高光強(qiáng)的光束的方向，并且，使得第二光入射面近似垂直于這些光束中具有第二高光強(qiáng)的光束的方向。此外，根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的顯示裝置包括用于顯示圖像的顯示單元及具有根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的光源裝置的設(shè)置并從背面照明顯示單元的光源裝置。
通過(guò)上述根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的上述光源裝置的設(shè)置，棱鏡片上的棱鏡的截面為等腰三角形變形獲得的多邊形。該多邊形至少包括形成構(gòu)成等腰三角形頂角的第一等邊的第一光入射面、形成等腰三角形底邊的第一反射面、形成多邊形一邊的第二光入射面、形成多邊形另一邊的第二反射面和形成構(gòu)成等腰三角形頂角的第二等邊的光出射面。第二反射面和光出射面所形成的角等于第二反射面和第二光入射面所形成的角。棱鏡被設(shè)置為使得第一光入射面近似垂直于從導(dǎo)光板的頂面發(fā)射的光束中具有最高光強(qiáng)的光束的方向，并使得第二光入射面近似垂直于這些光束中具有第二高光強(qiáng)的光束的方向。棱鏡包括形成構(gòu)成等腰三角形頂角的第一等邊的第一光入射面、形成等腰三角形底邊的第一反射面和形成構(gòu)成等腰三角形頂角的第二等邊的光出射面。由于棱鏡被設(shè)置成使得多邊形的第一光入射面近似垂直于從導(dǎo)光板頂面發(fā)射的光束中具有最高光強(qiáng)的光的方向，所以所發(fā)射的光束中具有最高光強(qiáng)的光束近似垂直地入射在第一光入射面上，在第一反射面上反射，并近似垂直地入射在光出射面上。因此，由于具有最高光強(qiáng)的光束的方向近似垂直于第一光入射面和光出射面，所以能夠大大降低在光入射面和光出射面上的光損失，從而控制光損失的量。同樣，第二反射面和光出射面形成的角度等于第二反射面和第二光入射面形成的角度，并且棱鏡被設(shè)置成使得多邊形的第二光入射面近似垂直于具有第二高光強(qiáng)的光的方向。因此，具有第二高光強(qiáng)的光束近似垂直地入射在第二光入射面上，在第二反射面上反射，并近似垂直地入射在光出射面上。因此，由于具有第二高光強(qiáng)的光的方向近似垂直于第二光入射面和光出射面，所以能夠大大降低在各個(gè)面上的光損失，從而控制了光損失量。由于可以控制(光入射面和光出射面上的)光損失量，尤其是可以控制反射損失，所以可以提高通過(guò)棱鏡片從光源裝置發(fā)射的光的亮度。
此外，通過(guò)根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的顯示裝置的設(shè)置，由于用于從背面照明顯示單元的光源裝置包括根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的光源裝置的設(shè)置，所以可以提高從光源裝置發(fā)射的光的亮度。因此，可以以充足的亮度在顯示單元上顯示圖像。
根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例，由于能夠提高從光源裝置發(fā)射的光的亮度，所以能夠以更少的能量獲得與相關(guān)技術(shù)設(shè)置相同的亮度。因此，能夠降低光源裝置的電耗，從而節(jié)約能量，并且能夠延長(zhǎng)光源裝置的產(chǎn)品壽命。
另外，在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的顯示裝置中，能夠以充足亮度在顯示單元上顯示圖像，并且與相關(guān)技術(shù)相比，能夠以更小的能量來(lái)顯示圖像。因此，可以降低顯示裝置的電耗，并且能夠延長(zhǎng)光源裝置的產(chǎn)品壽命。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光源裝置的示意性截面圖；圖2是示出通過(guò)圖1所示的棱鏡片的光束的光路的示圖；圖3A和圖3B是示出圖1所示的棱鏡的各個(gè)表面的設(shè)置的示圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的光源裝置的示意性截面圖；以及圖5A和圖5B是示出圖4所示的棱鏡的各個(gè)表面的設(shè)置的示圖。
具體實(shí)施例方式
下面，將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的光源裝置的相關(guān)部分的示意性截面圖。如圖1所示，光源裝置10包括導(dǎo)光板2和具有發(fā)光二極管(LED)11作為其光源的發(fā)光部1。發(fā)光部1被附著于導(dǎo)光板2的一個(gè)側(cè)面。在圖1中，發(fā)光二極管(LED)11被設(shè)置于發(fā)光部1的右側(cè)，并且，從發(fā)光二極管11發(fā)射的光入射在導(dǎo)光板2上。諸如反射器的反射面12設(shè)置在發(fā)光二極管11的后方。應(yīng)該注意，代替設(shè)置反射面12，也可以設(shè)置壁面，或什么都不設(shè)置。
導(dǎo)光板2近似為具有作為主面的頂面2A和底面2B的平板。導(dǎo)光板2由透明材料(例如，透明樹(shù)脂)構(gòu)成。此外，在導(dǎo)光板2下的底面2B側(cè)設(shè)置了反射片3。結(jié)果，由于從導(dǎo)光板2的底面2B入射的光可向上反射并返回導(dǎo)光板2，所以，入射到底面2B上的光可從導(dǎo)光板2的頂面2A發(fā)出。
另外，導(dǎo)光板2的頂面2A的上方設(shè)置有在透明片4的底側(cè)附著有棱鏡5的棱鏡片6。棱鏡片6形成了變換光路的光路變換片。
透明片4水平設(shè)置，即，與導(dǎo)光板2的頂面2A平行設(shè)置。
每個(gè)棱鏡5均為三角柱，并具有三角形截面。棱鏡5的長(zhǎng)度方向垂直于圖1的紙面方向，并且，三角形的一邊附著于透明片4。
棱鏡片6上的棱鏡5改變從導(dǎo)光板2的頂面2A發(fā)射的光的方向，以使光線可以接近于導(dǎo)光板2的光出射面的法線方向，并從棱鏡片6出射。
另外，盡管沒(méi)有被示出，但可以在棱鏡片6的透明片4的上方設(shè)置光擴(kuò)射片或光擴(kuò)射板，從而擴(kuò)射通過(guò)棱鏡片6的光，使得亮度分布和色彩分布能夠更均勻。
圖2示出了從導(dǎo)光板2的頂面2A發(fā)射的光束的光路。光線入射到棱鏡片6上，其方向如上所述地發(fā)生改變，并從棱鏡片6發(fā)射出來(lái)。如圖2所示，從導(dǎo)光板2的頂面2A發(fā)出的光入射到棱鏡5一側(cè)的表面5A上，在棱鏡5另一側(cè)的表面5B上反射，并從棱鏡5的頂面5C射出。
因此，本文中分別將棱鏡5一側(cè)的表面5A描述為光入射面，將棱鏡5另一側(cè)的表面5B描述為反射面，并將棱鏡5的頂面5C描述為光出射面。
從導(dǎo)光板2的頂面(光出射面)2A發(fā)射的光的強(qiáng)度依賴于出射光的方向(依賴于與光出射面的法線方向之間的傾斜角度)而改變。如果光源裝置在作為背光裝置等的面光源的情況下亮度應(yīng)該高，則需要將光源裝置配置為最有效地利用在獲得最大強(qiáng)度的出射方向上的光。
特別地，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光源裝置10包括棱鏡片6上的截面為等腰三角形的棱鏡5，并且各個(gè)棱鏡5的各個(gè)面(各個(gè)邊)5A、5B及5C被設(shè)置為與從導(dǎo)光板2的頂面2A發(fā)射的光束中具有最高光強(qiáng)的光的方向相對(duì)應(yīng)。
以下將參照?qǐng)D3A和圖3B描述棱鏡5的各個(gè)表面5A、5B及5C的具體設(shè)置。如圖3A所示，從導(dǎo)光板2的頂面2A發(fā)射的光束中具有最高光強(qiáng)的光L1的方向與頂面2A的法線方向形成角度α?？紤]到這一點(diǎn)，如圖3B所示，如果棱鏡5的光入射面5A被配置成與作為水平面的透明片4形成角度α，則具有最高光強(qiáng)的光L1能夠垂直地入射到棱鏡5的光入射面5A上。
具體來(lái)說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，棱鏡5的光入射面5A被設(shè)置為與具有最高光強(qiáng)的光L1的方向垂直。光入射面5A與作為水平面的透明片4形成角度α。此外，棱鏡5的截面是以上述角度α作為頂角的等腰三角形。此處，反射面5B與光入射面5A形成的角和反射面5B與光出射面5C形成的角彼此相等，并且該角度由如圖3B所示的β來(lái)表示。角度α和β之間的關(guān)系用α+2β＝π表示，從而獲到下面的方程式(1)。
β＝(π-α)/2...(1)根據(jù)各個(gè)面的上述設(shè)置，由于具有最高光強(qiáng)的光L1在反射面5B上以π/2-β的入射角和反射角反射，所以經(jīng)過(guò)反射的光垂直地入射到棱鏡5的光出射面5C上。
如圖3B所示，具有最高光強(qiáng)的光L1垂直地入射到棱鏡5的光入射面5A上，在棱鏡5的反射面5B上反射，并垂直地入射在棱鏡5的光出射面5C上。結(jié)果，由于光L1在棱鏡5的界面5A和5C處不發(fā)生折射并且大大降低了在界面5A和5C上反的光，所以能夠防止由于反射光引起的光損失量，并能夠從棱鏡5的光出射面5C發(fā)射出足量的光。
為了設(shè)置如上所述的與棱鏡5的面5A、5B及5C分別形成的角度，預(yù)先測(cè)量從導(dǎo)光板2的頂面2A所發(fā)射的光的角度強(qiáng)度分布，并獲得具有最大強(qiáng)度的光對(duì)于每個(gè)導(dǎo)光板2的出射方向。
根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的上述光源裝置10包括棱鏡片6上的截面為等腰三角形的棱鏡5，而棱鏡5包括形成構(gòu)成等腰三角形頂角的第一等邊的光入射面5A、形成等腰三角形底邊的反射面5B及形成構(gòu)成等腰三角形頂角的第二等邊的光出射面5C。該棱鏡被設(shè)置為使得等腰三角形的光入射面5A近似垂直于從導(dǎo)光板2的頂面2A所發(fā)射的光束中具有最高光強(qiáng)的光L1的方向。
因而，具有最高光強(qiáng)的光L1近似垂直地入射到光入射面5A上，在反射面5B上反射，并隨后近似垂直地入射到光出射面5C上。
于是，由于具有最高光強(qiáng)的光L1近似垂直地入射在光入射面5A和光出射面5C上，所以能夠大大降低在光入射面5A上的入射光的損失量和從光出射面5C發(fā)射的光損失量，從而控制光損失量。
因此，光損失的量，尤其是在光入射面5A和光出射面5C上反射的光的損失能夠得到控制，從而能夠提高從光源裝置10通過(guò)棱鏡片6發(fā)射的光的亮度。
由于能夠如上所述地提高從光源裝置10發(fā)射的光的亮度，所以能夠使用更少的能量來(lái)獲得與相關(guān)技術(shù)設(shè)置中的光亮度相同的亮度。
因此，能夠降低光源裝置10的電耗，從而節(jié)能，并能夠延長(zhǎng)光源裝置10的產(chǎn)品壽命。
應(yīng)該注意，在以最大強(qiáng)度發(fā)射的光L1的方向在導(dǎo)光板2中發(fā)生改變(即，角度α不恒定并且光L1具有角度強(qiáng)度分布)的情況下，應(yīng)該相應(yīng)于發(fā)射光L1的各個(gè)方向來(lái)設(shè)置各個(gè)棱鏡的角度α和β。在這種情況下，在導(dǎo)光板2中，在靠近發(fā)光部1的區(qū)域中以最大強(qiáng)度發(fā)射的光L1的方向不同于遠(yuǎn)離發(fā)光部1的區(qū)域中的方向。因此，可以相應(yīng)于與發(fā)光部1的距離來(lái)改變以最大強(qiáng)度發(fā)射的光L1的方向。
在上述實(shí)施例中，相應(yīng)于具有最大光強(qiáng)的光的方向來(lái)設(shè)置棱鏡片6上的棱鏡5的各個(gè)面。因此，如果改變棱鏡的截面，則各個(gè)面可相應(yīng)于具有第二高光強(qiáng)的光的方向來(lái)進(jìn)行設(shè)置。
接下來(lái)，將描述在這種情況下的實(shí)施例。
圖4是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的光源裝置的相關(guān)部分的示意性截面圖。如圖4所示，根據(jù)該實(shí)施例的光源裝置30包括發(fā)光部1和具有與圖1～3所示的前述實(shí)施例的光源裝置10的設(shè)置相似的設(shè)置的導(dǎo)光板2，并進(jìn)一步包括棱鏡片6。
如圖4所示，在根據(jù)該實(shí)施例的光源裝置30中的棱鏡片6上的棱鏡5的截面為等腰三角形變形獲得的五邊形。該五邊形具有如圖4所示的向右手邊的齒狀形狀。表示棱鏡5的截面的五邊形除包括構(gòu)成與根據(jù)圖1～3所示的前述實(shí)施例的等腰三角形類(lèi)似的等腰三角形的三個(gè)面之外(即，除了第一光入射面5A、第一反射面5B、及光出射面5C之外)，還包括第二光入射面5D和第二光反射面5E這兩個(gè)面。第二光入射面5D為從第一光入射面5A向下延伸的面。第二反射面5E為從第一反射面5B向下延伸的面。
下面將參照?qǐng)D5A和圖5B描述棱鏡5的各個(gè)面5A、5B、5C、5D及5E的具體設(shè)置。如圖5A所示，在從導(dǎo)光板2的頂層2A發(fā)射的光束中具有最高光強(qiáng)的光L1的方向與光出射面2A的法線方向形成角度α1，具有第二高光強(qiáng)的光L2的方向與光出射面2A的法線方向形成角度α2。如圖5A所示，α1和α2之間的關(guān)系用α1＞α2表示?？紤]到這一點(diǎn)，如圖5B所示，如果棱鏡5的第一光入射面5A被設(shè)置為與作為水平面的透明片4形成角度α1，則具有最高光強(qiáng)的光L1能夠垂直地入射在棱鏡5的第一光入射面5A上。此外，如果棱鏡5的第二光入射面5D被設(shè)置為與水平面形成角度α2，則具有第二高光強(qiáng)的光L2能夠垂直地入射到棱鏡5的第二光入射面5D上。具體來(lái)說(shuō)，根據(jù)該實(shí)施例，棱鏡5的第一光入射面5A被設(shè)置為垂直于具有最高光強(qiáng)的光L1的方向，并且第二入射面5D被設(shè)置為垂直于具有第二高光強(qiáng)的光L2的方向。光入射面5A和5D分別與作為水平面的透明片4形成角度α1和α2。
如上所述，棱鏡5的截面是具有上述頂角α的等腰三角形通過(guò)變形獲得的五邊形。這里，第一反射面5B與第一光入射面5A形成的角度和第一反射面5B與光出射面5C形成的角度彼此相等，該角度表示為β1。此外，棱鏡5的各個(gè)面5C、5D及5E被設(shè)置為使第二反射面5E與第二光入射面5D形成的角度和第二反射面5E與光出射面5C形成的角度彼此相等，該角度表示為β2。角度α1、α2、β1及β2之間的關(guān)系通過(guò)α1+2·β1＝α2+2·β2＝π表示，從而得到下面的方程式(2)和(3)。
β1＝(π-α1)/2...(2)β2＝(π-α2)/2...(3)根據(jù)上述設(shè)置，由于具有最高光強(qiáng)的光L1以π/2-β1的入射角和反射角在第一反射面5B上反射，所以所反射的光L1垂直入射在棱鏡5的光出射面5C上。此外，由于具有第二高光強(qiáng)的光L2以π/2-β2的入射角和反射角在第二反射面5E上反射，所以所反射的光L2也垂直入射在棱鏡5的光出射面5C上。
如圖5B所示，具有最高光強(qiáng)的光L1垂直入射在棱鏡5的第一光入射面5A上，在棱鏡5的第一反射面5B上反射，并垂直入射在棱鏡5的光出射面5C上。結(jié)果，由于光L1在棱鏡5的界面5A和5C上不發(fā)生折射，并且大大降低了在界面5A和5C上反射的光，所以能夠防止由于反射光引起的光損失量，并能夠從棱鏡的光出射面5C發(fā)射充足量的光。此外，具有第二高光強(qiáng)的光L2垂直入射在棱鏡5的第二光入射面5D上，在棱鏡5的第二反射面5E上反射，并隨后垂直入射在棱鏡5的光出射面5C上。結(jié)果，由于光L2在棱鏡5的界面5D和5C處不折射并大大降低了在界面5D和5C上反射的光，所以能夠防止由于所反射的光而引起的光損失量，并能夠從棱鏡的光出射面5C發(fā)射充足量的光。
為了設(shè)置如上所述的棱鏡5的各個(gè)面5A、5B、5C、5D及5E，可預(yù)先測(cè)量從導(dǎo)光板2的頂面2A所發(fā)射的光的角度強(qiáng)度分布，并獲得具有最大強(qiáng)度和具有第二高光強(qiáng)的光束對(duì)于每個(gè)導(dǎo)光板2的出射方向。
根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的上述光源裝置30包括棱鏡片6上截面為等腰三角形變形獲得的五邊形的棱鏡5。棱鏡5包括形成構(gòu)成等腰三角形頂角的第一等邊的第一光入射面5A、形成等腰三角形底邊的第一反射面5B及形成構(gòu)成等腰三角形頂角的第二等邊的光出射面5C。設(shè)置棱鏡，使得第一光入射面5A近似垂直于從導(dǎo)光板2的頂面2A發(fā)射的光束中具有最高光強(qiáng)的光L1的方向。因此，具有最高光強(qiáng)的光L1垂直入射在第一光入射面5A上，在第一反射面5B上反射，并隨后垂直入射在光出射面5C上。因此，由于具有最高光強(qiáng)的光L1垂直入射在第一光入射面5A和光出射面5C上，所以能夠大大降低入射到第一光入射面5A上的光的損失量和從光出射面5C發(fā)射的光的損失量，從而控制光損失量。因此，光損失量，尤其是在第一光入射面5A和光出射面5C上反射的光的損失量能夠得到控制，并能夠提高從光源裝置30通過(guò)棱鏡片6發(fā)射的光的亮度。
此外，棱鏡包括第二光入射面5D和第二反射面5E，并且第二反射面5E與光出射面5C形成的角度β2等于第二反射面5E與第二光入射面5D形成的角度β2。設(shè)置棱鏡，使得第二光入射面5D垂直于具有第二高光強(qiáng)的光L2的方向，因此具有第二高光強(qiáng)的光L2垂直入射在第二光入射面5D上，在第二反射面5E上反射，并垂直入射在光出射面5C上。因此，由于具有第二高光強(qiáng)的光L2垂直入射在第二光入射面5D和光出射面5C上，所以能夠大大降低入射在第二光入射面5D上的光的損失和從光出射面5C發(fā)射的光的損失，從而控制光損失量。于是，由于光損失量，尤其是在第二光入射面5D和光出射面5C反射的光的損失量能夠得到控制，所以能夠提高從光源裝置30通過(guò)棱鏡片6發(fā)射的光的亮度。
由于能夠如上所述地提高從光源裝置30發(fā)射的光的亮度，所以能夠使用更少的能量來(lái)獲得與相關(guān)技術(shù)配置的亮度相等的亮度。
因此，可以降低光源裝置30的電耗，從而節(jié)能，并能夠延長(zhǎng)光源裝置30的產(chǎn)品壽命。
在該實(shí)施例的上述光源30中，光出射面2A的法線和具有最大光強(qiáng)的光L1的方向之間形成的傾角α1與光出射面2A的法線和具有第二高光強(qiáng)的光L2的方向之間形成的傾角α2之間的關(guān)系被表示為α1＞α2。但是，在通過(guò)α1＜α2所表示的關(guān)系的情況下，可以類(lèi)似地形成棱鏡片。如果通過(guò)α1＜α2來(lái)表示該關(guān)系，則五邊形具有與圖5B所示的上述實(shí)例相反方向的向左的齒形形狀。
在上述實(shí)施例中，雖然棱鏡片6是在通過(guò)將棱鏡5附著在透明片4形成，但由類(lèi)似材質(zhì)的材料所構(gòu)成的透明板可以代替透明片4。同樣，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，代替透明片4，也可以使用光擴(kuò)射片或光擴(kuò)射板，使得棱鏡片也具有通常設(shè)置在上層中的光擴(kuò)射片或光擴(kuò)射板的功能。通過(guò)這種設(shè)置，以圖2中的箭頭所示的光路的方向可在光擴(kuò)射片內(nèi)改變。
另外，在上述實(shí)施例中，具有最高光強(qiáng)的光L1和具有第二高光強(qiáng)的光L2垂直入射在棱鏡5的界面5A、5C及5D上。但是，包括光L1和光L2的方向稍稍偏離垂直方向的情況在內(nèi)，光L1和光L2可以近似垂直地入射在棱鏡5的表面5A、5C及5D上。如果光L1和L2近似垂直地入射在棱鏡5的界面5A、5C及5D上，則能夠充分地控制在表面5A、5C及5D上反射的光的損失。
根據(jù)圖1～5所示的本發(fā)明的上述實(shí)施例的光源裝置可用于照明裝置、彩色液晶顯示裝置的背光裝置等。
例如，使用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光源裝置用于背光裝置，能夠形成彩色液晶顯示裝置，包括透射型彩色液晶顯示面板和設(shè)置在彩色液晶顯示面板的背面的背光裝置。
在將根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光源裝置用于彩色液晶顯示裝置中的背光裝置的情況下，紅色(R)、綠色(G)及藍(lán)色(B)發(fā)光二極管被用于形成發(fā)光部1。接下來(lái)，將發(fā)光部1設(shè)置在導(dǎo)光板2的側(cè)面。此外，在導(dǎo)光板2的上方設(shè)置棱鏡片6，從而形成背光裝置。
通過(guò)將根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的上述光源裝置10和30用作背光裝置來(lái)形成彩色液晶顯示裝置，可以用來(lái)自由光源裝置10和30形成的背光裝置的充足亮度的光來(lái)照明彩色液晶顯示裝置。因此，在彩色液晶顯示裝置的顯示面板上所顯示的圖像可具有充足的亮度。
同樣，由于能夠保持充足的圖像亮度，所以能夠使用更少的能量來(lái)以與相關(guān)技術(shù)設(shè)置的亮度相等的亮度顯示圖像。
因此，能夠降低彩色液晶顯示裝置所消耗的電力，從而節(jié)能，并能夠延長(zhǎng)裝置的產(chǎn)品壽命。另外，可以使彩色液晶顯示裝置小型化，并通過(guò)減少發(fā)光二極管11的數(shù)目，能夠降低其成本。
應(yīng)該注意，在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光源裝置中，相應(yīng)于從導(dǎo)光板的頂面發(fā)射的n(n≥3)種光束的方向，通過(guò)為棱鏡的截面設(shè)置n個(gè)光入射面和n個(gè)反射面，能夠形成包括2n+1個(gè)邊的多邊形的截面。在這種情況下，如果該多邊形棱鏡被配置為使得第n個(gè)光入射面近似垂直于具有第n高強(qiáng)度的光，并使得第n個(gè)反射面和光出射面形成的角度與第n個(gè)反射面和第n個(gè)光入射面形成的角度相等，則n種光能夠近似垂直地入射在各自的光入射面和光出射面上。
在本發(fā)明的上述各個(gè)實(shí)施例中，發(fā)光二極管(LED)11被用作發(fā)光部1的光源，但是本發(fā)明的實(shí)施例并不僅限于此。可以將本發(fā)明的實(shí)施例應(yīng)用于使用除發(fā)光二極管之外的發(fā)光元件(例如，半導(dǎo)體激光器和其他發(fā)光元件)的情況和使用諸如冷陰極熒光燈(CCFL)的熒光燈的情況。當(dāng)將諸如發(fā)光二極管(LED)的發(fā)光元件用作發(fā)光部的光源時(shí)，與將熒光燈用作發(fā)光部的光源的情況相比，能夠使發(fā)光部小型化。
本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，在不偏離本發(fā)明主旨的情況下，可以進(jìn)行其他各種設(shè)置。
應(yīng)該了解，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種光源裝置，包括發(fā)光部；導(dǎo)光板，所述發(fā)光部設(shè)置在其側(cè)面，光束從所述導(dǎo)光板的頂面發(fā)射；以及光路變換片，位于所述導(dǎo)光板上方，由包括截面為等腰三角形的柱狀棱鏡的棱鏡片構(gòu)成；其中，所述棱鏡片上的各個(gè)所述棱鏡包括形成構(gòu)成所述等腰三角形頂角的第一等邊的光入射面、形成所述等腰三角形底邊的反射面和形成構(gòu)成所述等腰三角形頂角的第二等邊的光出射面，并且其中，所述棱鏡被設(shè)置為使得所述光入射面近似垂直于從所述導(dǎo)光板的所述頂面發(fā)射的所述光束中具有最高光強(qiáng)的光束的方向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源裝置，其中所述光源由發(fā)光二極管或熒光燈構(gòu)成。
3.一種光源裝置，包括發(fā)光部；導(dǎo)光板，所述發(fā)光部設(shè)置在其側(cè)面，光束從所述導(dǎo)光板的頂面發(fā)射；以及光路變換片，位于所述導(dǎo)光板上方，由包括截面為等腰三角形變形得到的多邊形的柱狀棱鏡的棱鏡片構(gòu)成；其中，所述棱鏡片上的各個(gè)所述棱鏡至少包括形成構(gòu)成所述等腰三角形頂角的第一等邊的第一光入射面、形成所述等腰三角形底邊的第一反射面、形成所述多邊形一邊的第二光入射面、形成所述多邊形另一邊的第二反射面和形成構(gòu)成所述等腰三角形頂角的第二等邊的光出射面，所述第二反射面和所述光出射面形成的角度等于所述第二反射面和所述第二光入射面形成的角度，并且其中，所述棱鏡被設(shè)置為使得所述第一光入射面近似垂直于從所述導(dǎo)光板的所述頂面發(fā)射的所述光束中具有最高光強(qiáng)的光束的方向，并且，所述第二光入射面近似垂直于所述光束中具有第二高光強(qiáng)的光束的方向。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光源裝置，其中所述光源由發(fā)光二極管或熒光燈構(gòu)成。
5.一種顯示裝置，包括顯示單元，用于顯示圖像；以及光源裝置，用于從背面照明所述顯示單元，所述光源裝置包括發(fā)光部；導(dǎo)光板，所述發(fā)光部設(shè)置在其側(cè)面，光束從所述導(dǎo)光板的頂面發(fā)射；以及光路變換片，位于所述導(dǎo)光板上方，由包括截面為等腰三角形的柱狀棱鏡的棱鏡片構(gòu)成；其中，所述棱鏡片上的各個(gè)所述棱鏡包括形成構(gòu)成所述等腰三角形頂角的第一等邊的光入射面、形成所述等腰三角形底邊的反射面和形成構(gòu)成所述等腰三角形頂角的第二等邊的光出射面，并且其中，所述棱鏡被設(shè)置為使得所述光入射面近似垂直于從所述導(dǎo)光板的所述頂面發(fā)射的所述光束中具有最高光強(qiáng)的光束的方向。
6.一種顯示裝置，包括顯示單元，用于顯示圖像；以及光源裝置，用于從背面照明所述顯示單元，所述光源裝置包括發(fā)光部；導(dǎo)光板，所述發(fā)光部設(shè)置在其側(cè)面，光束從所述導(dǎo)光板的頂面發(fā)射；以及光路變換片，位于所述導(dǎo)光板上方，由包括截面為等腰三角形變形得到的多邊形的柱狀棱鏡的棱鏡片構(gòu)成；其中，所述棱鏡片上的各個(gè)所述棱鏡至少包括形成構(gòu)成所述等腰三角形頂角的第一等邊的光入射面、形成所述等腰三角形底邊的第一反射面、形成所述多邊形一邊的第二光入射面、形成所述多邊形另一邊的第二反射面和形成構(gòu)成所述等腰三角形頂角的第二等邊的光出射面，所述第二反射面和所述光出射面形成的角度等于所述第二反射面和所述第二光入射面形成的角度，并且其中，所述棱鏡被設(shè)置為使得所述第一光入射面近似垂直于從所述導(dǎo)光板的所述頂面發(fā)射的所述光束中具有最高光強(qiáng)的光束的方向，并且，所述第二光入射面近似垂直于所述光束中具有第二高光強(qiáng)的光束的方向。
全文摘要
一種光源裝置，包括發(fā)光部；導(dǎo)光板，發(fā)光部設(shè)置在其側(cè)面，光束從導(dǎo)光板的頂面發(fā)出；以及光路變換片，位于導(dǎo)光板上方，由包括截面為等腰三角形的多個(gè)柱狀棱鏡的棱鏡片構(gòu)成。各個(gè)棱鏡均包括形成構(gòu)成等腰三角形頂角的第一等邊的光入射面、形成等腰三角形底邊的反射面和形成構(gòu)成等腰三角形頂角的第二等邊的光出射面，該棱鏡被設(shè)置為使得光入射面近似垂直于從導(dǎo)光板的頂面發(fā)射的光束中具有最高光強(qiáng)的光束的方向。
文檔編號(hào)G09F9/00GK101089704SQ20071010942
公開(kāi)日2007年12月19日 申請(qǐng)日期2007年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月16日
發(fā)明者橫田和廣 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社