CN100376977C - 面光源 - Google Patents

Abstract

一种应用于液晶显示器的面光源，其包括多个点光源、一导光板及多个散射点。该导光板包括一光入射面及一与光入射面相交的光出射面，该多个点光源位于导光板光入射面一侧，该多个散射点是向内凹陷一体成型于该导光板的光入射面，且至少每三个散射点对应于一个点光源，该散射点可耦合该点光源出射的具一定发散角度的高斯光束成光强均匀分布的光束入射进入该导光板。

Description

面光源

【技术领域】

本发明关于一种光源装置，尤其是关于一种应用于液晶显示器作为均匀面光的面光源。

【背景技术】

现阶段，液晶显示器因其反应时间快、显示品质较佳、无辐射、适用于大型动画显示等优点，被广泛应用于笔记本计算机、台式计算机监视器、工作站、工业监视器、全球卫星定位***(GPS)、个人数据处理、游戏机、可视电话、便携式VCD、DVD及其它一些便携式装置。然而，液晶本身并不发光，须有一面光源为其提供显示图像所需的亮光。且液晶显示面板是由多个液晶单元组成，每一液晶单元对亮光的获取有同样要求，所以此面光源发光辉度必须均匀分布。通常面光源中的光源有线光源与点光源两种，光源性质及其位置设置的不同，该面光源的结构设计思想也就相应不同。

请看图1，一种常用的以点光源为光源的面光源10包括有多个点光源13、一导光板15、一贴附于导光板15底面的反射板(图未示)以及设置于导光板15出光面的棱镜板与扩散板(图未示)。该多个点光源13为三个发光二极管，彼此均匀间隔排列于导光板15的入光面一侧。导光板15将点光源13发出的光线转化为面光源出射。

在面光源10中，由于作为点光源13的发光二极管的出射光是具有一定发散角度的高斯光束(Gauss Beam)，其出射光强随着出射光角度的改变而改变，于出射零度角附近光强达到极大值，零度角两侧光强逐渐变小，而在导光板15靠近发光二极管光源发散角之外的区域则无光束通过，光束相交的区域出光强度较弱，使得图中D、E、F、G区域辉度不足，从而导致导光板15及面光源10整体出光辉度不均匀。

【发明内容】

为解决背景技术中面光源利用点光源作为光源时导光板出光辉度不均匀的缺陷，本发明提供一种利用点光源作为光源时导光板出光辉度分布均匀的面光源。

本发明解决技术问题的技术方案是提供一种面光源，其包括多个点光源、一导光板及多个散射点。该导光板包括一光入射面及一与光入射面相交的光出射面，该多个点光源定位于导光板光入射面一侧，该多个散射点向内凹陷一体成型于导光板的光入射面，且至少每三个散射点对应于一个点光源，耦合该点光源出射的具一定发散角度的高斯光束成光强均匀分布的光束入射进入该导光板。

本发明面光源在导光板光入射面与点光源之间设置有向内凹陷一体成型于导光板的光入射面的多个散射点，点光源的出射光非直接进入导光板，而是先经过多个散射点将出射的高斯光束转化为光强均匀分布光束自光入射面进入导光板，且每一个点光源均对应于光入射面上的至少三个散射点，该至少三个散射点有效的对于背景技术中可能出现的暗区D、E、F、G区域内的光强不足问题进行补偿，而使得导光板及面光源出射辉度分布均匀。

【附图说明】

图1是背景技术中面光源的立体图。

图2是本发明面光源第一实施方式的立体示意图。

图3是图2所示面光源的俯视图。

图4是本发明面光源第二实施方式的俯视图。

图5是本发明面光源第三实施方式的剖面示意图。

图6是本发明面光源第四实施方式的剖面示意图。

【具体实施方式】

请看图2，是本发明面光源的第一实施方式，该面光源20包括有多个发光二极管21与一导光板22，多个散射点23设置于该多个发光二极管21与导光板22之间，且耦合该多个发光二极管21出射的发散光射入导光板22内。

导光板22大致成一长方体平板实体，其包括有一光入射面221、与光入射面221垂直的光出射面222、底面223、第一侧面224、与第一侧面224相对的第二侧面225以及与入射面221相对的第三侧面226。为使光线自光出射面222均匀出射，通常于该底面223设置有多个网点(图未示)，该网点可有多种形态的分布，且为提高光利用效率，于该底面223以及该各侧面224、225及226通常还镀有反射膜或者再贴附一层反射板(图未示)，以反射自导光板22底面223或侧面出射的光束返回导光板22而自光出射面222出射，于该光入射面221与光出射面222镀有抗反射膜以减少光能量的吸收损耗。

请一并看图3，该多个散射点23是网印或一体成型于该导光板22的光入射面221，且为向外突出的球截面体，当然，该多个散射点23亦可为其它具相似光学功能的立体形状，如圆柱体、四面柱体或圆台体等。该多个散射点23中每三个散射点对应于一个发光二极管21，该三个散射点大小一致，共同耦合与之对应的发光二极管21出射光自光入射面221射入导光板22。

请看图4，是本发明第二实施方式的面光源40，相较于第一实施方式的面光源20，其不同之处在于其中分别对应于一个发光二极管21的三个散射点43的体积大小分布与发光二极管21出射光线强度曲线分布互补，靠近相应发光二极管21的散射点体积较小，而两侧远离相应发光二极管21的散射点体积较大。

请看图5，是本发明第三实施方式的面光源30，该面光源30基本结构与面光源20一致，不同之处在于其中多个散射点33是多个自导光板32入射面321向内凹陷的球截面体、圆柱体、四面柱体或圆台体凹孔或凹槽。该多个凹孔或凹槽是一体成型于导光板32的光入射面321。该多个散射点33中每三个凹孔或凹槽对应于一个发光二极管31，该三个散射点大小一致，共同耦合与之对应的发光二极管31出射光自光入射面321射入导光板32。

请看图6，是本发明第四实施方式的面光源50，相较于第三实施方式的面光源30，其不同之处在于其中该分别对应于一个发光二极管31的三个凹孔或凹槽53的体积大小分布与发光二极管31出射强度曲线分布互补，靠近相应发光二极管31的凹孔或凹槽体积较小，而两侧远离相应发光二极管31的凹孔或凹槽体积较大。

本发明实施方式中，于导光板22、32的光入射面221、321与发光二极管21、31之间设置有多个散射点23、33，发光二极管21、31的出射光并非直接进入导光板22、32，而是先经过多个散射点23、33将出射的高斯光束转化为光强均匀分布的光束自光入射面221、321进入导光板22、32，且每一个点光源均对应于光入射面上的三个散射点，特别是第二、第四实施方式中，散射点23、33体积大小分布恰与发光二极管21、31光出射强度的高斯分布互补，该三个散射点对于背景技术中可能出现的暗区D、E、F、G区域内的光强不足问题进行有效补偿，从而使得导光板22、32出射辉度分布均匀。

当然，本发明中的发光二极管也可用其它点光源来替代，导光板也可以是楔形，该楔形导光板与该长方体平板状导光板不同之处在于其底面与光入射面成锐角相交；该对应于每一点光源的散射点数目可多于三个，其大小排配也不限于上述分布，可根据不同点光源之发光特性曲线而定。该面光源也可以在其至少一侧面进一步一体成型或网印多个散射点，并于导光板设置有散射点的侧面一侧进一步设置有多个点光源，同第一、第二实施方式设计一致，每一个点光源对应至少三个散射点，如此，在提高导光板出射辉度均匀性的同时，进一步提高面光源的出光辉度。

Claims (7)

1.一种面光源，其包括多个点光源与一导光板，该导光板包括一光入射面及一与光入射面相交的光出射面，该多个点光源定位于导光板光入射面一侧，其特征在于：该面光源还包括有多个自该导光板光入射面向内凹陷并且是与导光板一体成型的散射点，且至少每三个散射点对应于一个点光源，该每至少三个散射点耦合相应点光源出射的具一定发散角度的高斯光束成光强均匀分布的光束入射进入该导光板，且该分别对应于同一点光源的至少三个散射点的体积大小分布与点光源出射强度曲线分布互补，靠近相应点光源的散射点体积较小，而两侧远离相应点光源的散射点体积较大。

2.如权利要求1所述的面光源，其特征在于该多个散射点为球截面体、圆柱体、四面柱体、圆台体状凹孔或凹槽。

3.如权利要求1或2所述的面光源，其特征在于该导光板进一步包括与光入射面垂直或成锐角相交的底面，该底面设置有多个网点。

4.如权利要求3所述的面光源，其进一步包括一反射自导光板底面出射光回导光板的反射板。

5.如权利要求3所述的面光源，该底面进一步镀有一反射膜。

6.如权利要求1或2所述的面光源，其特征在于该导光板进一步包括另一光入射面，其上一体成型或网印有多个散射点，且每至少三个散射点对应设置有一个点光源。

7.如权利要求1或2所述的面光源，其特征在于该多个点光源为发光二极管。

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