CN103244869A

CN103244869A - 光源装置

Info

Publication number: CN103244869A
Application number: CN2013100458602A
Authority: CN
Inventors: 叶志庭; 陈金良; 林明传
Original assignee: Wintek Corp
Current assignee: Wintek Corp
Priority date: 2012-02-14
Filing date: 2013-02-05
Publication date: 2013-08-14

Abstract

本发明提供一种光源装置。此光源装置包括一导光板以及一光源。导光板包括一入光面，一底面和一相对于底面的顶面。底面包括一反射面以及一底斜面，其中底斜面连接入光面的底部与反射面，且相对于反射面倾斜。顶面包括一顶斜面、一出光面以及一连接面，其中顶斜面连接入光面的顶部与连接面，而连接面连接顶斜面与出光面，且顶斜面相对于连接面倾斜。另外，光源配置于入光面旁。

Description

光源装置

技术领域

本发明是有关于一种光源装置，且特别是关于一种具有楔型导光板的光源装置。

背景技术

背光模组通常包括一导光板，而导光板的作用在于引导光源产生的光线的散射方向，用来提高面板的辉度，并确保面板亮度的均匀性，以将背光模组中的点光源或线光源转换成面光源而提供给液晶显示面板。因此导光板的材料性质、表面扩散图案的设计与制造皆攸关背光模组整体光学设计与辉度、均匀度的控制。

图1为现有光源装置中一种楔型导光板结构的侧面示意图，在对背光模组高亮度化以及对导光板薄型化的需求趋势下，现有的导光板被设计为楔型导光板。然而，现行大多数楔型导光板具有入光效率不高，且光线容易在入射至导光板后随即出光的问题，容易在如图1所示的有效出光区20外产生漏光。此外，如图1所示，现有楔型导光板的厚度H2被薄化后，由于导光板入光面的高度H1与有效出光区厚度H2的落差而使楔型斜边10斜率变大，如此光线更容易于一入射至导光板后随即出光，而使产生于楔型斜边10的漏光更为显著。故，如何通过改变楔型斜边结构来提升光偶合效率与减轻漏光现象实为尚待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种光源装置，可提升光利用率并解决漏光问题。

本发明提供一种光源装置。此光源装置包括一导光板以及一光源。导光板包括一入光面，一底面和一顶面，其中底面包括一反射面以及一底斜面，底斜面连接入光面的底部与反射面，且相对于反射面倾斜。顶面包括一顶斜面、一出光面以及一连接面，其中顶斜面连接入光面的顶部与连接面，而连接面连接顶斜面与出光面，且顶斜面相对于连接面倾斜。另外，光源配置于入光面旁。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1为现有一种楔型导光板结构的侧面示意图；

图2为本发明一实施例的导光板结构的斜边透视示意图；

图3为本发明一实施例的导光板结构的侧面示意图；

图4A为现有光源装置用以评价入光效率的照度分布图；

图4B为沿图4A的A1线段用以评价入光效率的光形分布图；

图5A为表1的实例4的光源装置用以评价入光效率的照度分布图；

图5B为表1的实例4沿图5A的B1线段方向的光形分布图；

图6A为现有光源装置用以评价漏光效率的照度分布图；

图6B为沿图6A的A1线段用以评价漏光效率的光形分布图；

图7A为表1的实例4的光源装置用以评价漏光效率的照度分布图；

图7B为沿图7A的B1线段用以评价漏光效率的光形分布图。

附图标记说明：

100：光源装置；

110：导光板；

120：光源；

130A：第一界面；

130B：第二界面；

112：入光面；

112a：入光面的顶部；

112b：入光面的底部；

114：底面；

114a：反射面；

114b：底斜面；

116：顶面；

116a：顶斜面；

116b：出光面；

116c：连接面；

θ1：第一倾斜角；

θ2：第二倾斜角；

θ3：第三倾斜角；

θ4：第四倾斜角；

D1：底斜面自反射面向上倾斜的高度；

D2：顶斜面自连接面向下倾斜的高度；

H1：光源的高度；

H2：出光面到底面的高度；

H3：入光面的高度；

R1：曲率半径；

R2：曲率半径；

R3：曲率半径；

DET1：入光效率；

DET2：漏光减低率。

具体实施方式

图2为本发明一实施例的光源装置中一种楔型导光板结构的透视示意图。请参照图2，本实施例的光源装置100包括一导光板110以及一光源120。导光板110包括一入光面112，一底面114和一相对于底面114的顶面116，其中底面114包括一反射面114a以及一底斜面114b。底斜面114b连接入光面112的底部112b与反射面114a，且相对于反射面114a倾斜。顶面116包括一顶斜面116a、一出光面116b以及一连接面116c，其中顶斜面116a、出光面116b与连接面116c分别具有不同斜度且彼此依序连接。具体而言，顶斜面116a连接入光面112的顶部112a与连接面116c，而连接面116c连接顶斜面116a与出光面116b，且顶斜面116a相对于连接面116c倾斜。另外，光源120配置于入光面112旁。

图3为本发明一实施例的楔型导光板结构的侧面示意图。请参照图3，底斜面114b自反射面114a向上倾斜至入光面112的底部112b。其中底斜面114b与反射面114a的延伸方向之间具有一第一倾斜角θ1，其中第一倾斜角θ1例如介于1度至5度之间。藉此，可使入射至导光板底面的光线大于临界角而于导光板中进行适当的全反射，避免入射光入射至导光板后随即出光的问题。换言之，通过底斜面114b的设置，可于导光板前端的非有效出光区处确保光线进行全反射而被导入导光板的有效出光区中，并于有效出光区正确地出光，因此光源所发出的光线可以避免漏光而有效地被利用，进而使发光均匀度以及亮度皆得以提升。

此外，请参考图2与图3，顶斜面116a自连接面116c向下倾斜至入光面112的顶部112a，换言之，顶斜面116a的设置可以降低入光面顶部到连接面116c之间的斜率。连接面116c与该出光面116b的延伸方向之间具有一第二倾斜角θ2，其中第二倾斜角θ2例如是介于5度至45度之间。另外，顶斜面116a与该出光面116b的延伸方向之间具有一第三倾斜角θ3，其中第三倾斜角θ3例如是介于45度至85度之间。此外，顶斜面116a与该入光面112的延伸方向之间具有一第四倾斜角θ4，其中第四倾斜角θ4例如是介于5度至45度之间。

藉此，可避免现有光源装置中入射光线容易于邻接光源的楔型斜边出光造成漏光的问题，并通过光的全反射引导入射光线至有效出光区，使得发光效率得以提升。

此外，如图3所示，底斜面114b自反射面114a向上倾斜的高度D1例如小于等于0.5mm，而顶斜面116a自连接面116c向下倾斜的高度D2小于等于0.5mm，在实际应用中底斜面114b自反射面114a向上倾斜的高度D1、入光面112的高度H3以及顶斜面116a自连接面116c向下倾斜的高度D2的总和等于光源的高度H1，换言之，即使导光板在薄形化的趋势之下，光源的高度可较不受限于导光板有效出光区的厚度限制，如此，可以使用具有较高出光率的光源，以提供具有充足亮度的入射光导入导光板中。此时，即使在连接面116c斜率较大的应用层面上，自入光面入射的光线可通过顶斜面116a以及底斜面114b，而确保入射至导光板内的光线能大于临界角而进行全反射，降低漏光、提升整体的发光均匀度，并增加于有效出光区的发光效率。如图所示，出光面到底面的高度H2小于入光面的高度H3加上底斜面自反射面向上倾斜的高度D1，亦即H2＜(H3+D1)，这样的设计会有比较佳的效果。

在本实施例中，连接面116c、底斜面114b或顶斜面116a可为平面或可进一步设计成曲面。并且，基于进一步提升光线利用率或避免漏光的考虑，可进一步将构成顶面的顶斜面116a、连接面116c以及出光面116b彼此相接的界面设计成具有特定曲率半径的曲面。具体来说，顶斜面116a与连接面116c相连接的第一界面130A例如为具有曲率半径R1的曲面，而出光面116b与连接面116c相连接的第二界面130B例如为具有曲率半径R3的曲面。

此外，设计者可基于光源尺寸、导光板有效出光区的厚度、导光板非有效出光区的长度等来设计第一界面130A以及第二界面130B的曲率半径R1、R3以及连接面116c应为平面或曲面，其中连接面116c为曲面时，其曲率半径R2例如是3.2mm。为清楚说明本发明的光源装置中通过顶斜面与底斜面的设计来控制入光效率DET1以及漏光减低率DET2，以下将以表1以及图4A与图4B搭配图2的光源装置的导光板加以说明。表1中的光源装置的光源高度H1为0.5mm，而导光板有效出光区的厚度为0.3mm，且底斜面高度为D1，顶斜面高度为D2，连接面116c与入光面顶部112a相连接的第一界面130A的曲率半径为R1，连接面116c的曲率半径为R2，而连接面116c与出光面116b相连接的第二界面130B的曲率半径为R3。

表1

表1为本发明的实施例与现有光源装置的比较，其中，比较例为现有如图1所示的无顶斜面和底斜面的楔型导光板。如表1所示，通过改变导光板的底斜面高度D1、顶斜面高度D2、连接面116c与入光面顶部112a相连接的第一界面130A的曲率半径R1、连接面116c的曲率半径R2、以及连接面116c与出光面116b相连接的第二界面130B的曲率半径R3，而获得高入光效率以及低漏光率的光源装置。以比较例为基准，实例1至实例8皆可大幅地降低漏光与大幅地提升入光效率，尤其实例4相较于比较例而言，漏光减低率为86.56％，而入光效率提升率为13.5％，效果显著。

此外，针对本发明的光源装置相较于现有光源装置的照度分布而言，请参照图4A-4B以及图5A-5B。图4A为现有光源装置用以评价入光效率的照度分布图，而图4B为沿图4A的A1线段用以评价入光效率的光形分布图。图5A与图5B分别为表1的实例4的光源装置用以评价入光效率的照度分布图以及沿图5A的B1线段方向的光形分布图。由图4A-4B以及图5A-5B可知，相较于现有的光源装置，具有底斜面以及顶斜面的导光板的光源装置具有较高的发光效率以及发光均匀度。

另一方面，图6A为现有光源装置用以评价漏光效率的照度分布图，而图6B为沿图6A的A1线段用以评价漏光效率的光形分布图。图7A与图7B分别为表1的实例4的光源装置用以评价漏光效率的照度分布图以及沿B1线段方向的光形分布图。由图6A-6B以及图7A-7B可知，相较于现有的光源装置，具有底斜面以及顶斜面的导光板的光源可以大幅降低漏光效率。

综上所述，在本发明的光源装置中，由于在导光板制作底斜面与顶斜面，可避免现有光源装置中入射光线容易于邻接光源的楔型斜边出光造成漏光的问题，并通过光的全反射引导入射光线至有效出光区，进而减轻漏光并提升光偶合效率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种光源装置，其特征在于，包括：

一导光板，包括：

一入光面；

一底面，包括一反射面以及一底斜面，其中该底斜面连接该入光面的底部与该反射面，该底斜面相对于该反射面倾斜；

一顶面，相对于该底面，该顶面包括一顶斜面、一出光面以及一连接面，其中该顶斜面连接该入光面的顶部与该连接面，该连接面连接该顶斜面与该出光面，且该顶斜面相对于该连接面倾斜；以及

一光源，配置于该入光面旁。

2.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，该底斜面自该反射面向上倾斜至该入光面的底部。

3.根据权利要求2所述的光源装置，其特征在于，该底斜面与该反射面的延伸方向之间具有一第一倾斜角，第一倾斜角介于1度至5度之间。

4.根据权利要求2所述的光源装置，其特征在于，该底斜面自该反射面向上倾斜的高度小于等于0.5mm。

5.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，该顶斜面自该连接面向下倾斜至该入光面的顶部。

6.根据权利要求5所述的光源装置，其特征在于，该连接面与该出光面的延伸方向之间具有一第二倾斜角，该第二倾斜角介于5度至45度之间。

7.根据权利要求5所述的光源装置，其特征在于，该顶斜面自该连接面向下倾斜的高度小于等于0.5mm。

8.根据权利要求5所述的光源装置，其特征在于，该底斜面自该反射面向上倾斜的高度、该入光面的高度以及该顶斜面自该连接面向下倾斜的高度的总和等于该光源的高度。

9.根据权利要求8所述的光源装置，其特征在于，该出光面到该底面的高度小于该入光面的高度与该底斜面自该反射面向上倾斜的高度的和。

10.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，该连接面、该底斜面或该顶斜面为平面或曲面。

11.根据权利要求5所述的光源装置，其特征在于，该连接面为曲面时，该曲率半径为3.2mm。

12.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，该连接面与该入光面顶面的连接为一曲面，该连接面与该出光面的连接为一曲面。