CN100587566C - 具有二次导光的平面光源装置 - Google Patents
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Abstract
一种具有二次导光的平面光源装置，包括一光源产生装置，其中该光源产生装置包括至少两个发光组件或两个可产生不同颜色光线的发光组件；一混光装置，该混光装置用以初步混合该光源产生装置中所产生的光线使其大体上产生一混合线光源，该混光装置的构造中包括一散光部，该散光部位于该混光装置的出光面处；一面状光源产生装置，其中该面状光源产生装置包括一用以接收该混合线光源并产生一平面光源的散光部，该面状光源产生装置的散光部位于该面状光源产生装置的出光面处。
Description
技术领域
本发明涉及一种平面光源装置，特别是涉及一种具有二次导光的平面光源装置。
背景技术
液晶显示器等的平面显示装置属于非自发光式显示器，因此，需要由另一装置提供平面光源，这类平面光源装置通常称为背光组件(Backlight)。背光组件一般可区分为二种形式：直下光源式(Back Light Type)及侧向光源式(Edge Light Type)；传统的直下光源式背光组件的组件包括诸如冷阴极管之类的灯管、扩散片、棱镜片等组件，然而，为了使光线能够均匀地分散以提供液晶显示器适当的光源，必须通过精确控制各个光源的间距以及光源与扩散片、棱镜片间的距离以避免照度分布不均匀。而侧向光源式背光组件的组件除了上述直下光源式背光组件的组件外还需加上一导光板，使其光线能扩散开来，然而该侧向光源式背光组件仍然存在照度分布不均匀的问题。除此之外，上述两种背光组件所构成的组件过于复杂，在制造成本及组件复杂度上也是一问题所在。
为了克服上述的问题，在台湾专利公告第541726号中揭露一种侧边发光二极管，其包括一发光二极管封装及一透镜，借助该透镜，使得由该发光二极管封装射出的光线，经该透镜重新导向为水平侧向光，再结合导光板重新导向。然而由于其组件组成过于复杂，在制造成本上仍是一问题所在。
在台湾专利公告第575722号中揭露一种背光组件，包括多个线状光源，诸如灯管，或者多个点状光源，诸如发光二极管、一导光板、以及多层光学膜，诸如扩散片及棱镜片，该导光片具有多个凹槽，这些凹槽在其底部，用以容纳灯管；以及多个切口在其顶部，该切口与该凹槽位置相对应，当灯管所发射的光进入导光板，并通过全反射在其中扩散。然而此组件仅适用于单色光源，若以不同颜色，例如红、绿及蓝色的发光二极管等点状光源混合出白光以作为背光源时，以上述的背光组件所产生的背光源将产生混色不均匀或者局部聚光的情形发生；除此之外在制造成本及组件复杂度上仍是一问题所在。
发明内容
本案发明人在思考如何解决先前技术的问题点时获得一发明灵感，认为若提供一种具有二次导光的平面光源装置，其中，利用一混光装置预先将不同颜色的发光二极管初步混合成一线光源后，再由一面状光源产生装置产生一平面光源。
本发明的具有二次导光的平面光源装置，包括：一光源产生装置，其中该光源产生装置包括至少两个发光组件或两个可产生不同颜色光线的发光组件；一混光装置，该混光装置用以初步混合该光源产生装置中所产生的光线使其大体上产生一混合线光源，该混光装置的构造中包括一散光部，该散光部位于该混光装置的出光面处；一面状光源产生装置，其中该面状光源产生装置包括一用以接收该混合线光源并产生一平面光源的散光部，该面状光源产生装置的散光部位于该面状光源产生装置的出光面处。该面状光源产生装置位于该混光装置的出光面一侧，而该光源产生装置位于该混光装置的另一侧，并且该混光装置的出光面一侧与该混光装置的所述另一侧相对。
附图说明
图1a为一示意图，显示本发明的一较佳实施例的一种具有二次导光的平面光源装置；
图1b为一示意图，显示本发明的光源产生装置及混光装置的剖面；
图1c为一示意图，显示本发明实施例中的混光装置；
图2a为一示意图，显示本发明的另一较佳实施例的一种具有二次导光的平面光源装置；
图2b为一示意图，显示本发明另一实施例中的光源产生装置及混光装置的剖面；
图3a为一示意图，显示依本发明的又一较佳实施例的一种具有二次导光的平面光源装置；
图3b为一示意图，显示本发明又一实施例中的光源产生装置及混光装置。
附图符号说明：
10 光源产生装置
101 发光组件
102 发光组件
103 发光组件
11 混光装置
111 散光部
112 散光部
113 散光部
12 面状光源产生装置
121 反射层
13 散光部
13 反射层
21 混光装置
211 散光部
212 散光部
213 散光部
22 面状光源产生装置
23 散光部
231 反射层
21 混光装置
32 面状光源产生装置
321 反射层
33 散光部
33 反射层
具体实施方式
实施例1
参阅图1a，为本发明一较佳实施例一种具有二次导光的平面光源装置1沿x轴方向的剖面图，包括：一光源产生装置10，其中该光源产生装置包括可产生红、绿及蓝颜色光线的发光组件101、102及103；一混光装置11，该混光装置11用以初步混合该光源产生装置中所产生的光线使其大体上产生一混合线光源；一面状光源产生装置12，该面状光源产生装置12的下部为一弧形面，该面状光源产生装置12的下部包括一反射层121，该反射层121用以将该射向该面状光源产生装置底部的光线能反射回该面状光源产生装置，以加强混光效率。该面状光源产生装置上部包括一用以接收该混合线光源并产生一平面光源的散光部13，散光部13的结构可为一凹槽，该凹槽的外形可为V形、U形或波浪状所构成的至少一种形状或其它可代替的形状，在本实施例中以V形凹槽代表；当来自于混光装置的光线行进至散光部13时，由于此凹槽的另一侧为一光疏介质，如：空气等，将于某角度下产生全反射(Total Internal Reflection；TIR)。例如：当凹槽为V形时，其角度为θ度；混光板的材质的临界角为θc度，则θ＜2×(90-θc)时将会产生全反射现象，同理，当凹槽形状为U形或波浪状时，也将于某角度下产生全反射而达到散光效果。另外在该V形凹槽上也可形成一反射层131，也可加强其散光效果。
参阅图1b，其为上述的混光装置其中的一结构沿y轴方向的剖面图，该混光装置包括多个散光部111、112及113，散光部的数量实质上等于光源产生装置的数量；如图1c所示，该散光部的结构可为一凹槽，该凹槽的外形可为V形、U形或波浪状所构成的至少一种形状或其它可代替的形状，在本实施例中以V形凹槽代表；同上述散光部13的原理，当来自于光源产生装置的光线行进至散光部时，光线可以经由散光部向混光装置11的两侧分散，如此各光源产生装置所产生的光线向侧边分散后彼此混合而达到混光的目的。上述的散光部111、112及113的V形凹槽与散光部13的V形凹槽之间以互相不平行的状态存在，较佳为两者互相垂直的状态下，由该面状光源产生装置所产生的平面光源的混色最均匀。
实施例2
参阅图2a，为本发明另一较佳实施例一种具有二次导光的平面光源装置2的剖面图，包括：一光源产生装置10，一混光装置21，该混光装置21用以初步混合该光源产生装置中所产生的光线使其大体上产生一混合线光源；一面状光源产生装置22，其中该面状光源产生装置22的上部为由外向内倾斜的两斜面及散光部23所组成，用以接收该混合线光源并产生一平面光源，该面状光源产生装置22的下部包括一反射层，该反射层用以将该射向该面状光源产生装置底部的光线能反射回该面状光源产生装置，以加强混光效率。该散光部23的结构为一凹槽，该凹槽的外形可为V形、U形或波浪状所构成的至少一种形状或其它可代替的形状，在本实施例中以V形凹槽代表。另外在该V形凹槽上也可形成一反射层231，也可加强其散光效果。
参阅图2b，其为上述的混光装置的另一结构剖面图，该混光装置包括多个散光部211、212及213，该混光装置的散光部211、212及213的结构为一圆锥状，该散光部的数量大致上等于光源产生装置的数量，当来自于光源产生装置的光线行进至散光部时，光线可以经由散光部向混光装置21的侧边分散，如此各光源产生装置所产生的光线向侧边分散后彼此混合而达到混光的目的。
实施例3
如图3a所示，为本发明又一较佳实施例的一种具有二次导光的平面光源装置3沿x轴方向的剖面图，包括：一光源产生装置10，一混光装置31，该混光装置31用以初步混合该光源产生装置中所产生的光线使其大体上产生一混合线光源；一面状光源产生装置32，其中该面状光源产生装置32的上部为由外向内倾斜的两斜面及散光部33所组成，用以接收该混合线光源并产生一平面光源，该面状光源产生装置32的下部为一弧形面，该面状光源产生装置32的下部包括一反射层321，该反射层321用以将该射向该面状光源产生装置底部的光线能反射回该面状光源产生装置，以加强混光效率。另外在该散光部33上也可形成一反射层331，也可加强其散光效果。
参阅图3b，该光源产生装置嵌入该均匀混光装置中，可减少光源产生装置所产生的光线经由空气至均匀混光装置路程中所造成光线的散失。
为提高混光效率，上述各实施例中，在混光装置周围也可包括一反射层，用以将由该光源产生装置射向混光装置侧面的光线能反射回该混光装置，以加强混光效率；同样地，上述光源产生装置的下平面也可形成一反射层，用以将光线导回该均匀混光装置，该反射层的形状可为一U形凹面，更进一步提高反射层的效率。
除此之外，该均匀混光装置的侧面也可存在一印刷的分布式图形，借助该图形，使得光源产生装置产生的入射光经由反射及/或折射达到各光源彼此之间预先混合。
上述各实施例中，光源产生装置10可以为各种光源，如：发光二极管、荧光灯、白炽灯泡或卤素灯泡等，其中该光源产生装置包括至少两个发光组件或两个可产生不同颜色光线的发光组件，该光源产生装置可以周期性或以群组式排列，以产生均匀的光源。
上述的反射板可以为金属层、镜面、或其它可以产生光反射的装置或表面处理等。混光装置的材料可以为丙烯酸树脂(Acrylic Resin)、环烯烃聚合物(COC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚醚酰亚胺(Polyetherimide)、氟碳聚合物(Fluorocarbon Polymer)或硅胶(Silicone)所构成材料组群中的至少一种材料或其它可代替的材料；面状光源产生装置或混光板的材料可以使用如同混光装置的材料，在此不再赘述；上述的光源产生装置外部也可加上一散热装置，达到散热的功能；上述的具有二次导光的平面光源装置在应用于大尺寸的平面显示器时，可搭配组合多个具有二次导光的平面光源装置，使其形成一数组，以便于大尺寸平面显示器的利用。
以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，本发明的范围不限于这些较佳实施例，凡依本发明所做的任何变更，皆属本发明权利要求书的范围，因此任何本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明权利要求书范围及精神下，当然可做任何改变。
Claims (26)
1.一种具有二次导光的平面光源装置，包括：
一光源产生装置，其中该光源产生装置包括至少两个发光组件；
一混光装置，该混光装置用以初步混合该光源产生装置中所产生的光线使其大体上产生一混合线光源，该混光装置的构造中包括一散光部，该散光部位于该混光装置的出光面处；
一面状光源产生装置，其中该面状光源产生装置包括一用以接收该混合线光源并产生一平面光源的散光部，该面状光源产生装置的散光部位于该面状光源产生装置的出光面处，
该面状光源产生装置位于该混光装置的出光面一侧，而该光源产生装置位于该混光装置的另一侧，并且该混光装置的出光面一侧与该混光装置的所述另一侧相对。
2.如权利要求1所述的具有二次导光的平面光源装置，其特征在于：该光源产生装置是一点状光源。
3.如权利要求1所述的具有二次导光的平面光源装置，其特征在于：该混光装置的散光部的数量等于该光源产生装置的发光组件的数量。
4.如权利要求1所述的具有二次导光的平面光源装置，其特征在于：该混光装置的散光部是为一凹槽。
5.如权利要求4所述的具有二次导光的平面光源装置，其特征在于：该凹槽的外形可为V形、U形或波浪状所构成的至少一种形状。
6.如权利要求1所述的具有二次导光的平面光源装置，其特征在于：该混光装置的散光部是为一圆锥内凹孔穴状。
7.如权利要求1所述的具有二次导光的平面光源装置，其特征在于：该混光装置的侧面存在一印刷的分布式图形。
8.如权利要求1所述的具有二次导光的平面光源装置，其特征在于：该面状光源产生装置的散光部是为一凹槽。
9.如权利要求8所述的具有二次导光的平面光源装置，其特征在于：该凹槽的外形可为V形、U形或波浪状所构成的至少一种形状。
10.如权利要求1所述的具有二次导光的平面光源装置，其特征在于：该混光装置上的散光部与面状光源产生装置的散光部互相垂直。
11.如权利要求1所述的具有二次导光的平面光源装置，其特征在于：该面状光源产生装置的周围还具有一用以限制该混合光线的一行进方向的反射层。
12.如权利要求1所述的具有二次导光的平面光源装置，其特征在于：于该面状光源产生装置的散光部之上还包括一反射层。
13.如权利要求12所述的具有二次导光的平面光源装置，其特征在于：该反射层可以为金属层、镜面、或其它可以产生光反射的装置或表面处理的表面。
14.如权利要求1所述的具有二次导光的平面光源装置，其特征在于：该光源产生装置外部还具有一用以达到装置散热的功能的散热装置。
15.如权利要求1所述的具有二次导光的平面光源装置，其特征在于：在该混光装置周围还包括一反射层。
16.如权利要求15所述的具有二次导光的平面光源装置，其特征在于：该反射层可以为金属层、镜面、或其它可以产生光反射的装置或表面处理的表面。
17.如权利要求1所述的具有二次导光的平面光源装置，其特征在于：该面状光源产生装置的下部为一弧形面。
18.如权利要求17所述的具有二次导光的平面光源装置，其特征在于：该弧形面可为一反射层。
19.如权利要求18所述的具有二次导光的平面光源装置，其特征在于：该弧形反射面可以为金属层、镜面、或其它可以产生光反射的装置或表面处理的表面。
20.如权利要求1所述的具有二次导光的平面光源装置，其特征在于：该光源产生装置的两个发光组件产生不同颜色的光线。
21.如权利要求1所述的具有二次导光的平面光源装置，其特征在于：该光源产生装置的下平面包括一反射层。
22.如权利要求21所述的具有二次导光的平面光源装置，其特征在于：该反射层可以为金属层、镜面、或其它可以产生光反射的装置或表面处理的表面。
23.如权利要求1所述的具有二次导光的平面光源装置，其特征在于：该光源产生装置可嵌入该混光装置中。
24.如权利要求1所述的具有二次导光的平面光源装置，其特征在于：该混光装置的材料可以为丙烯酸树脂、环烯烃聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚醚酰亚胺、氟碳聚合物或硅胶所构成材料组群中的至少一种材料。
25.如权利要求1所述的具有二次导光的平面光源装置，其特征在于：该面状光源产生装置的材料可以为丙烯酸树脂、环烯烃聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚醚酰亚胺、氟碳聚合物或硅胶所构成材料组群中的至少一种材料。
26.如权利要求3所述的具有二次导光的平面光源装置，其特征在于：该混光装置的材料可以为丙烯酸树脂、环烯烃聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚醚酰亚胺、氟碳聚合物或硅胶所构成材料组群中的至少一种材料。
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