CN1619212A - 面光源装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种面光源装置，包括至少一发光二极管及一导光板，该发光二极管包括发光二极管晶粒及电极，该导光板包括一出光面、与出光面相对的底面及多个侧面，该发光二极管晶粒封装于导光板内部，该电极连接该发光二极管晶粒并且延伸至导光板外，该导光板内对应该发光二极管晶粒设有一光扩散结构。

Description

面光源装置

【技术领域】

本发明是关于一种面光源装置，特别是关于一种采用发光二极管的面光源装置。

【背景技术】

由于液晶显示器具有轻、薄、耗电小等优点，广泛应用于笔记本电脑、行动电话、个人数位助理等现代化资讯设备。因为液晶显示器中的液晶本身不具有发光特性，需为其提供面光源装置以实现显示功能。面光源装置需具有较高的出光亮度，从而提升液晶显示器的色彩对比度、全屏区域辉度效果及整机的可视角度。另外，为适应液晶显示器轻、薄的要求，其结构设计不能过于复杂。

现有技术面光源装置包括光源及导光板，光源是相对导光板的入光面设置，该导光板引导从光源发出光束的传输方向，将线光源或点光源转换成面光源射出。

目前一般采用冷阴极萤光灯管或发光二极管作为光源。一种采用发光二极管的现有技术面光源装置可参阅图1。该面光源装置1由一导光板13、一电路板12及多个发光二极管11所组成，该导光板13一侧设有凹槽14，用来容纳该多个发光二极管11，该多个发光二极管11固定设置在该电路板12上，该多个发光二极管11上方通过灌胶或压铸成型多个胶材15，该多个胶材15是立方体形状，该电路板12切成条状组装在该导光板13侧面。

但是，该现有技术面光源装置1具有以下缺陷：首先，导光板13与发光二极管11组装后其间存在空气间隙，使得光束利用率降低，从而影响面光源装置1的出光亮度；其次，胶材15也会吸收发光二极管11所发的部分光束，进一步造成光束能量损耗；再次，分立的元件发光二极管11及导光板13在运输过程可能发生机械损伤，并且组装时会受灰尘影响，使其光学性能降低；最后，为更好耦合发光二极管11，该导光板13一侧需开设具有特定外型设计的凹槽14，并且将发光二极管11设置于电路板12、组合电路板12与导光板13时均需进行精密设计，其结构复杂并且操作效率低。

【发明内容】

为了克服现有技术面光源装置光束利用率低、结构复杂的缺点，本发明提供一种光束利用率高、结构简单的面光源装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种面光源装置，包括至少一发光二极管及一导光板，该发光二极管包括发光二极管晶粒及电极，该导光板包括一出光面、与出光面相对的底面及多个侧面，该发光二极管晶粒封装于导光板内部，该电极连接该发光二极管晶粒并且延伸至导光板外，该导光板内对应该发光二极管晶粒设有一光扩散结构。

本发明的有益效果是：因为该面光源装置采用导光板取代该发光二极管的封装胶材，且将发光二极管晶粒封装于导光板内部，避免了现有技术空气间隙及胶材对光束吸收的影响，减小光学能量损耗，提高光束利用率，并且该导光板内相对发光二极管设有光扩散结构，从而可进一步提升面光源装置的出光亮度及均匀性。

【附图说明】

图1是现有技术面光源装置的立体分解图。

图2是本发明面光源装置第一实施方式的立体图。

图3是图2沿III-III方向的剖面图。

图4是图2所示面光源装置底面网点的分布示意图。

图5是本发明面光源装置第二实施方式的立体图。

图6是本发明面光源装置第三实施方式的立体图。

图7是图6所示面光源装置底面网点的分布示意图。

【具体实施方式】

请参阅图2和图3，是本发明面光源装置第一实施方式。该面光源装置100包括发光二极管110及封装发光二极管110的导光板120，发光二极管110所发出的光线经过导光板120传输后转换成均匀的平面光。

该发光二极管110包括电极111及发光二极管晶粒112，其中，该发光二极管晶粒112封装于导光板120内部，电极111则从导光板120内部向外延伸，用于连接发光二极管晶粒112与发光二极管驱动电源(图未示)，并通过发光二极管驱动电源调节该发光二极管110的亮度。

该导光板120是楔形导光板，采用压克力、玻璃或聚碳酸酯等透明材料制成，包括出光面121、与出光面121相对的底面123以及多个侧面122。为使发光二极管晶粒112射出的光束亮度分布更为均匀，该导光板120内对应发光二极管晶粒112设置光扩散结构124。

该光扩散结构124是与发光二极管晶粒112相邻的长条状结构，其材料是与导光板120材质折射率不同的透明材料。例如，该导光板的材料为聚碳酸酯树脂(Polycarbonate，PC)则可加入折射率大的聚钾基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate，PMMA)等。该光扩散结构124上均匀分布有多个散射单元1240，该散射单元1240的截面形状是圆球形或圆柱形。

该出光面121加工成具有一定粗糙度的粗糙面，以使出射的光束辉度分布更为均匀。

请一起参阅图4，该导光板120的底面123设置有多个散射单元130。该散射单元130是印刷式或射出成型的网点，用于破坏光束在导光板120内传输的全反射条件，提升出射光束的亮度及均匀性。该散射单元130的大小是沿远离发光二极管110的方向递增，密度也沿远离发光二极管110的方向递增，形状是圆球状。为防止光束从导光板120的底面123射出，该底面123还设有反射层150。该反射层150是银、铝等金属反射膜，采用镀膜制造方法形成。同时，为防止光束从侧面选出，造成光能量损耗，该多个侧面122也设置有反射层或粘贴密封条(图未示)。

请参阅图5，是本发明面光源装置的第二实施方式。该面光源装置与图2所示面光源装置100的区别在于：其在邻近导光板120的出光面(图未示)一侧设置一扩散板160及一棱镜板170，以进一步提高出射光束的亮度及均匀度。

请参阅图6，是本发明面光源装置的第三实施方式。该面光源装置200包括第一发光二极管2101、第二发光二极管2102和导光板220，第一发光二极管2101和第二发光二极管2102分别封装于导光板200两端。

该第一发光二极管2101、第二发光二极管2102分别是绿色发光二极管和红色发光二极管，分别包括电极2111、2112及发光二极管晶粒2121、2122。由于同时将不同色彩的发光二极管发出的光束组合在导光板220之中，该面光源装置200可通过选择点亮不同色彩的发光二极管或调节不同发光二极管的色彩亮度来产生可变色彩的平面光。

该导光板220是平板形，包括出光面221，与出光面221相对的底面223、多个侧面222、第一光扩散装置2240以及第二光扩散装置2241。

该第一光扩散装置2240及第二光扩散装置2241是分别对应第一发光二极管晶粒2121及第二发光二极管晶粒2122并与其相邻设置。该第一光扩散装置2240与第二光扩散装置2241均是长条状结构。该光扩散装置2240、2241是采用比导光板折射率大的材质制成。该光扩散装置2240、2241上设有多个微棱镜结构(图未示)，用于进一步提高两发光二极管晶粒光束的亮度及均匀性。

为提升出射光束的亮度，该导光板220出光面221上设置有多个微棱镜结构240。该多个棱镜结构240是采用机械刻划法或激光直写法形成，并连续分布于出光面221。该棱镜结构240的截面形状是三角形。通过调整棱镜结构240的尺寸、形状及间距可以改变其对通过的光的影响，例如可以把该多个棱镜结构240的截面形状改为梯形或矩形。

该底面223设置有反射层250，该反射层250是银、铝等金属反射膜，采用镀膜制造方法形成。为防止光束从侧面222逸出，造成光能量损耗，该多个侧面222上也设置有反射层或粘贴密封条(图未示)。

请参阅图7，该导光板220的底面223设置有多个散射单元230。该散射单元230是矩形，并且均匀分布于底面223。

当然，该散射单元130或230也可以是圆柱状、正方体、金字塔形或其他合适的形状。该散射单元130或230的大小也可以相等，并且也可以等间距分布于底面123、223上。另外，也可在底面123、223上设置多个V型槽(图未示)来替代该散射单元130或230。

同时，该反射层150或250也可以采用多层介电质交替形成的薄膜，其采用化学气相沉积法、电子束蒸镀法、溅镀法等方法形成，在可见光区的反射率可达98％以上。

与现有技术相比，由于本发明面光源装置采用导光板取代该发光二极管的封装胶材，即将发光二极管晶粒封装于导光板内部，避免了现有技术空气间隙及胶材对光束吸收的影响，减小光学能量损耗，提高光束利用率，并且该导光板内相对发光二极管设有光扩散结构，可进一步提升面光源装置的出光亮度及均匀性。

Claims (10)

1.一种面光源装置，包括至少一发光二极管及一导光板，该发光二极管包括发光二极管晶粒及电极，该导光板包括一出光面、与出光面相对的底面及多个侧面，其特征在于：该发光二极管晶粒封装于导光板内部，该电极连接该发光二极管晶粒并且延伸至导光板外，该导光板内对应该发光二极管晶粒设有一光扩散结构。

2.如权利要求1所述的面光源装置，其特征在于：该光扩散结构是长条状结构，是选用比导光板材质折射率大的透明材料。

3.如权利要求2所述的面光源装置，其特征在于：该光扩散结构上设有多个微棱镜结构。

4.如权利要求2所述的面光源装置，其特征在于：该光扩散结构上均匀分布多个散射单元，该散射单元是圆球状或圆柱状。

5.如权利要求2所述的面光源装置，其特征在于：该透明材料是聚碳酸酯树脂或聚甲基丙烯酸甲酯。

6.如权利要求1所述的面光源装置，其特征在于：该发光二极管是绿色发光二极管或红色发光二极管。

7.如权利要求1所述的面光源装置，其特征在于：该导光板的材质是压克力、玻璃或聚碳酸酯。

8.如权利要求1所述的面光源装置，其特征在于：该底面设置多个散射单元。

9.如权利要求8所述的面光源装置，其特征在于：该散射单元的大小及密度是沿远离发光二极管的方向递增或均匀分布于底面。

10.如权利要求8所述的面光源装置，其特征在于：该散射单元为圆球状、圆柱状、正方体或金字塔形。

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