CN100370335C

CN100370335C - 导光体

Info

Publication number: CN100370335C
Application number: CNB021496471A
Authority: CN
Inventors: 吕昌岳; 余泰成; 陈杰良
Original assignee: Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Current assignee: Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Priority date: 2002-12-12
Filing date: 2002-12-12
Publication date: 2008-02-20
Anticipated expiration: 2022-12-12
Also published as: CN1506700A

Abstract

一种导光体，用以引导来自光源的光线的传输方向，提高光线出射的亮度和均匀性。该导光体包括入射面、出射面和与出射面相对的底面，该入射面和出射面相交。其中该出射面为一具有可控制粗糙度的粗糙面，该粗糙面可提高导光体的出光均匀度。该底面分布多个凹坑，且凹坑的散射面构成一特定形状的曲面，该曲面可会聚经凹坑散射的光束，底面镀覆反射膜，从而提高光束利用率，增加出射光束的亮度。

Description

导光体

【技术领域】

本发明涉及一种导光体，尤其是涉及一种出光亮度较高的导光体。

【背景技术】

由于液晶显示装置具轻、薄、耗电小等优点，广泛应用于笔记本计算机、移动电话、个人数字助理等现代化信息设备。因为液晶本身不具发光特性，需为其提供光源系统以实现显示功能。

现有光源系统包括光源和导光体，光源相对导光体的入光面设置，该导光体引导自光源发出的光束的传输方向，将线光源或点光源转换成面光源出射。该导光体的底面分布多个网点，用以破坏光束在导光体内部传输的全反射条件，并且使其散射以提高导光体出射光束的均匀性，进而提升光源系统的整体性能。该网点的疏密、大小均可有不同设计以适应不同的光源系统。

一种现有光源系统可以参阅2002年9月3日公告的美国专利第6,443,583号(图1参照)，该光源系统100包括一灯管110、一围绕灯管110的灯罩120和一端部固持在灯罩120中的导光体200。该导光体200包括入光面201、底面202和出光面203，其中，该灯管110相对该入光面201设置。工作时，来自灯管110和灯罩120的光束在该导光体200内部传输，并转换为面光源经出光面203出射。为增加光束的利用率，该光源系统100进一步包括一设置于导光体200的底面202一侧的反射板210，反射板210反射自底面202出射的部分光束。并且该光源系统100在导光体200出光面203一侧依序排列一扩散板220、第一棱镜板230和第二棱镜板240，该扩散板220用以增强导光体200出射光束的均匀度，两棱镜板230和240则起聚光作用，以增强导光体200的亮度。

但是，采用该现有导光体200的光源系统100需采用两棱镜板230和240以聚集自导光体200出光面203出射的光束来提高亮度，采用反射板210来提高光束利用率，采用扩散板220以提高均匀度，使其结构复杂、材料成本高且组装不便。另外，该光源系统100中存在较多光学界面，光束于其间需经历多次光学作用，造成较大的光能量损耗，从而影响光源系统100的亮度。

【发明内容】

为克服现有导光体出光亮度不高且均匀性不够的问题，本发明提供一种出光亮度和均匀性较高、光学性能优良的导光体。

本发明解决技术问题的技术方案是：本发明导光体包括至少一用来接收光束的入射面、一和入射面相交的出射面以及一和出射面相对的底面。该底面分布多个凹坑，并且凹坑的散射面构成一用来会聚光束的曲面，底面镀有防止光束自底面逸出的反射膜，该出射面为一具有可控制粗糙度的粗糙面。

其中，该凹坑的散射面构成的曲面可为部分圆柱面或圆弧面。该反射膜是由SiO₂与TiO₂交替形成的多层薄膜，其于可见光区的反射率至少为98％。该凹坑可为圆柱状、球状、圆台状、长方体或立方体。该多个凹坑可均匀分布于底面，其大小及密度亦可沿远离入射面的方向逐渐增加。

该导光体可为平板形或楔形导光体。

相较现有技术，本发明的有益效果是：本发明导光体的底面分布多个凹坑，并且凹坑的散射面形成一特定形状的曲面，可会聚经凹坑散射后的光束；且底面具有反射膜，从而可提高光束利用率，使得导光体出光亮度较高；该出射面为一具有可控制粗糙度的粗糙面，使得导光体出射的光束具一定的均匀性。采用本发明导光体的光源系统无须额外使用反射板和扩散板，且可不使用棱镜板或仅使用一棱镜板，其结构简单、成本较低、光束的能量损耗较小。

【附图说明】

图1是现有技术光源系统的剖视图。

图2是采用本发明导光体第一实施方式的光源系统的立体图。

图3是图2所示光源系统沿III-III方向的剖视图。

图4是采用本发明导光体第二实施方式的光源系统的立体图。

图5是图4所示光源系统沿V-V方向的剖视图。

图6是采用本发明导光体第三实施方式的光源系统的立体图。

图7是图6所示光源系统沿VII-VII方向的剖视图。

图8是采用本发明导光体第三实施方式的另一光源系统的剖视图。

图9是本发明导光体第四实施方式的局部剖视图。

【具体实施方式】

请参阅图2，是采用本发明导光体第一实施方式的光源系统，该光源系统10包括一导光体20和两光源30。该导光体20包括两入射面21、一和入射面21相连的出射面22以及一和出射面22相对的底面24。该光源30包括一灯管31和一部分围绕灯管31的反射罩32。该两光源30分别相对该导光体20的两入射面21设置。

请配合参阅图2和图3，该导光体20的底面24分布多个凹坑23。该多个凹坑23用来使光束散射，破坏自入射面21进入的光束于导光体20内部传输的全反射条件，并且提高自出射面22出射的光束的亮度和均匀性。该多个凹坑23均匀分布在该导光体20的底面24，其为立方体，亦可为圆柱状、圆台状、球状或长方体。该多个凹坑23的散射面25形成一曲面，其为部分圆柱面，用来会聚经凹坑23散射的光束，进而增强出射面22出射光束的亮度。该导光体20的底面24具有反射膜(未标示)，该反射膜是由SiO₂和TiO₂交替形成的多层薄膜，使投射于其上的光束反射，以防止光束自导光体20的底面24逸出，从而降低光束的能量损耗，提高导光体20的整体光学性能。该反射膜可以采用化学气相沉积法、电子束蒸镀法、溅镀法等方法形成，其在可见光区的反射率至少为98％。该出射面22为一具有可控制粗糙度的粗糙面。

相较现有技术，由于本发明导光体20的底面24分布多个凹坑23，并且凹坑23的散射面25形成一特定形状的曲面，可会聚经凹坑23散射的光束，且底面24具有反射膜，可以提高光束利用率，从而使得导光体20出光亮度较高，该出射面22为一具有可控制粗糙度的粗糙面，使得导光体20出射的光束具一定的均匀性。采用本发明导光体20的光源系统10无须额外使用反射板等外部元件，其结构简单、成本较低，并且光束的能量损耗较小。

请参阅图4和图5，是采用本发明导光体第二实施方式的光源系统，该光源系统11包括一光源30和一导光体40。该导光体40包括一出射面42、一入射面41和一与入射面41相交的底面44，该光源30可为线光源(如冷阴极荧光灯管)或点光源(如发光二极管)，其相对入射面41设置。该底面44分布多个凹坑43，该凹坑43的散射面45形成一曲面，其是部分圆柱面，用来会聚经凹坑43散射的光束。该凹坑43的大小和密度沿远离入射面41的方向逐渐增加，用来改善导光体40和光源系统11出射光束的均匀性。该底面44具有反射膜(未标示)，该反射膜是由SiO₂和TiO₂交替形成的多层薄膜。该出射面42为一具有可控制粗糙度的粗糙面。

请参阅图6和图7，是采用本发明导光体第三实施方式的光源系统。该光源系统12包括一光源30和一导光体60。该导光体60是一楔形导光体，其包括一出射面62、一入射面61和一与入射面61倾斜相连的底面64，该光源30相对该入射面61设置。该底面64分布多个凹坑63。该多个凹坑63均匀分布于该导光体60的底面64，其为长方体，亦可为圆柱状、圆台状、球状或立方体。该多个凹坑63的散射面65形成一曲面，其为部分圆柱面，用以会聚经凹坑63散射的光束，进而增强导光体60出射光束的亮度。该导光体60的底面64具有反射膜(未标示)，以防止光束自导光体60的底面64逸出，从而降低光束的能量损耗，提高导光体60的整体光学性能。该出射面62为一具有可控制粗糙度的粗糙面。

请参阅图8，是采用本发明导光体第三实施方式的另一光源系统。该光源系统13包括一光源30和一导光体60。为进一步增强光源系统13出射光束亮度的均匀性，在导光体60的出射面62一侧设置一扩散板80，为进一步会聚经扩散板80散射的光束，提高光源系统13的出光亮度，可于扩散板80与出射面62相邻一侧的另一侧设置一棱镜板90。

请参阅图9，是本发明导光体的第四实施方式。该导光体50和图2所示导光体20的结构大致相同，其包括一底面54和一出射面52，该底面54分布多个凹坑53。该多个凹坑53均匀分布于该导光体50的底面54，其为长方体，亦可为圆柱状、圆台状、球状或立方体。该多个凹坑53的散射面55形成一曲面，其为圆弧面，用来会聚经凹坑53散射的光束，进而增强导光体50出射光束的亮度。该导光体50的底面54具有反射膜(未标示)，以防止光束自导光体50的底面54逸出，从而降低光束的能量损耗，提高导光体50的整体光学性能。该出射面52为一具有可控制粗糙度的粗糙面。

Claims

1.一种导光体，其包括至少一用来接收光束的入射面、一和入射面相交的出射面以及一和出射面相对的底面，其中该底面分布多个凹坑，其特征在于：该多个凹坑的散射面构成一用以会聚光束的曲面，该底面具有防止光束自底面逸出的反射膜，该出射面为一具有可控制粗糙度的粗糙面。

2.如权利要求1所述的导光体，其特征在于该凹坑的散射面构成的曲面为部分圆柱面。

3.如权利要求1所述的导光体，其特征在于该凹坑的散射面构成的曲面为圆弧面。

4.如权利要求3所述的导光体，其特征在于该凹坑可为圆柱状、球状、圆台状、长方体或立方体。

5.如权利要求1所述的导光体，其特征在于该多个凹坑均匀分布于底面。

6.如权利要求1所述的导光体，其特征在于该多个凹坑的大小和密度沿远离入射面的方向逐渐增加。

7.如权利要求1所述的导光体，其特征在于该反射膜是由SiO₂和TiO₂交替形成的多层薄膜。

8.如权利要求1所述的导光体，其特征在于该反射膜于可见光区的反射率至少为98％。

9.如权利要求1所述的导光体，其特征在于该导光体为平板形或楔形导光体。