CN1811548A - 一种发光二极管光源 - Google Patents
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Abstract
一种发光二极管光源，包括一光源产生装置，其中该光源产生装置包括多个发光二极管，所述多个发光二极管基本上呈长条状排列；一导光器，该导光器具有一凹槽入光面大致将所述多个发光二极管包住，一长条状V形凹槽导光面，由该长条状V形凹槽导光面来改变入射光的方向；以及一覆盖在该导光器之上的扩散器。
Description
技术领域
本发明涉及一种发光二极管光源，特别是涉及一种灯管式发光二极管光源。
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，此等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的类的灯管、扩散片、棱镜片等组件，然而，扩散片往往造成灯管产生的光线在经过扩散片时被折射回去或是部分被吸收，造成光线的穿透率变差。再者，冷阴极管的稳定度不佳，若任一支冷阴极管失效时，则背光组件便产生暗区，也是一问题所在。除此的外，冷阴极管所产生的光线在进入扩散片时，其光源并非均匀性，参阅图1，越靠近冷阴极管101的扩散片102亮度越高，整个背光组件的亮度均匀性不佳。
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增加光源与扩散片、棱镜片间的距离，使得整个背光组件厚度增加，以避免照度分布不均匀
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，认为若提供一种灯管式发光二极管光源，其中，包括一光源产生装置，其中该光源产生装置包括多个发光二极管，所述多个发光二极管基本上呈长条状排列；一导光器，该导光器具有一凹槽入光面大致将所述多个发光二极管包住，一长条状V形凹槽导光面，由该长条状V形凹槽导光面来改变入射光的方向；以及一覆盖在该导光器之上的扩散器。
光源产生装置中的发光二极管所产生的光线，再进入导光器的入光面后，通过V形凹槽导光面，使得光线产生折射，改变入射光的方向，经过导光器再射出的光线，再经过扩散器后，使得该发光二极管光源周围形成一均匀的光场，而不会产生接近光源产生装置处亮度越高，而有亮点的形成。
另外该灯管式发光二极管光源应用于液晶显示器的背光光源时，并不需要在外加导光板等组件，可缩短整个背光组件的厚度，以解决平面光源装置的制程复杂、封装成本高及背光组件厚度厚等问题。
按照上述的灯管式发光二极管光源，该凹槽入光面的切面是包括选自圆形、椭圆形及多边形的群组。
按照上述的灯管式发光二极管光源，该凹槽入光面的凹槽为长条状。
按照上述的灯管式发光二极管光源，该凹槽入光面的凹槽可以多个凹洞取代。
按照上述的灯管式发光二极管光源，该长条状凹槽导光面的凹槽位置大致对位于该发光二极管。
按照上述的灯管式发光二极管光源，该凹槽导光面的切面不限于V型，U形或波浪状所构成的至少一种形状也可。
按照上述的灯管式发光二极管光源，所述多个发光二极管形成一基座之上。
按照上述的灯管式发光二极管光源，所述多个发光二极管及该基座之间还包括一反射层。
按照上述的灯管式发光二极管光源，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。
按照上述的灯管式发光二极管光源，该光源产生装置外部更具有一散热装置用以达到装置散热的功能。
按照上述的灯管式发光二极管光源，该扩散器切面是包括选自圆形、椭圆形及多边形的群组。
按照上述的灯管式发光二极管光源，该扩散器入光面可存在一印刷的分布式图案，通过该图案，使得光源产生装置产生的入射光经由反射及/或或折射达到各光源彼此之间预先混合。按照上述的灯管式发光二极管光源，该扩散器入光面可存在一迭纹透镜，通过该透镜，使得光源产生装置产生的入射光经由反射及/或或折射达到各光源彼此之间预先混合。
按照上述的灯管式发光二极管光源，该光源产生装置的发光二极管产生的光源是包括选自白色、红色、蓝色及绿色等光源群组。
按照上述的灯管式发光二极管光源，该光源产生装置产生白色光源。
按照上述的灯管式发光二极管光源，该白色光源是由一白色发光二极管或由多色发光二极管混光而成。
按照上述的灯管式发光二极管光源，其中该导光器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)、聚醚醯亚胺(Polyetherimide)、氟碳聚合物(FluorocarbonPolymer)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。
按照上述的灯管式发光二极管光源，该扩散器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)、聚醚醯亚胺(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。
本发明还提供一种平面显示器的发光二极管背光光源组件，包括：多个灯管式发光二极管光源，该灯管式发光二极管光源包括一光源产生装置，其中该光源产生装置包括多个发光二极管，所述多个发光二极管基本上呈长条状排列；一导光器，该导光器具有一凹槽入光面大致将所述多个发光二极管包住，一长条状V形凹槽导光面，由该长条状V形凹槽导光面来改变入射光的方向、及一扩散器覆盖在该导光器之上；以及一形成于所述多个灯管式发光二极管光源之上的菱镜片。
附图说明
图1为一示意图，显示传统冷阴极管背光光源所产生的光线在进入扩散片时，其光场示意图；
图2A为一示意图，显示本发明的灯管式发光二极管光源沿x轴方向的切面图；
图2B为一示意图，显示本发明的灯管式发光二极管光源的导光器沿x轴方向的切面图；
图2C为一示意图，显示本发明的灯管式发光二极管光源的导光器上视图；
图2D为一示意图，显示本发明的灯管式发光二极管光源的光源产生装置沿z轴方向的切面图；
图3为一示意图，显示本发明的灯管式发光二极管光源应用于平面显示器的切面图；
图4为一示意图，显示本发明的灯管式发光二极管光源的导光器A沿x轴方向的切面图；
图5为一示意图，显示本发明的灯管式发光二极管光源的导光器A光场分布；
图6为一示意图，显示本发明的灯管式发光二极管光源的导光器B沿x轴方向的切面图；
图7为一示意图，显示本发明的灯管式发光二极管光源的导光器B光场分布。
附图符号说明：
101冷阴极管
102扩散片
20光源产生装置
201发光二极管
202基座
21导光器
211凹槽入光面
212长条状V形凹槽导光面
22扩散器
23反射层
1a灯管式发光二极管光源
1b灯管式发光二极管光源
1c灯管式发光二极管光源
1d灯管式发光二极管光源
1e灯管式发光二极管光源
具体实施方式
实施例1
参阅图2A、图2B、图2C及图2D，图2A为本发明一较佳实施例一种灯管式发光二极管光源1沿x轴方向的切面图，包括一光源产生装置20，参阅图2D，其中该光源产生装置20包括多个发光二极管201，所述多个发光二极管201基本上呈长条状排列位在一基座202之上；一导光器21，该导光器21具有一凹槽入光面211，大致将所述多个发光二极管包住，一长条状V形凹槽导光面212，由该长条状V形凹槽导光面来改变入射光的方向；以及一扩散器22覆盖在该导光器21之上。该基座202及该发光二极管201之间有一反射层23，用以将该射向该基座的光线能反射回该面状光源产生装置。参阅图2B及图2C，导光器21的凹槽入光面211切面是包括选自圆形、椭圆形及多边形的群组；导光器21的V形凹槽导光面212的切面也可为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型凹槽代表的；当来自于光源产生装置的光线行进至导光器21时，由于此凹槽的另一侧为一疏介质，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型时，其角度为θ度；导光器的材质的临界角为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型或波浪状时，也将于某角度下产生全反射而达到散光效果。经过导光器的光源再经过扩散器后，使得该发光二极管光源周围形成一均匀的光场。
上述的灯管式发光二极管光源可应用于大尺寸的平面显示器时，可搭配组合多个灯管式发光二极管光源，使其形成一数组，以便于大尺寸平面显示器的利用。参阅图3，在本发明实验中，在一平面显示器下，排列五支灯管式发光二极管光源1a、1b、1c、1d及1e，当五支灯管式发光二极管光源全点亮时，分别量测该平面显示器上不同9点的辉度值(nits)，该平面显示器各点的平均辉度为11,393(nits)，最大辉度为12,520(nits)，最小辉度为10,820(nits)，其均齐度为86.42％。
当五支灯管式发光二极管光源中仅1a、1c及1d点亮时，分别量测该平面显示器上不同9点的辉度值(nits)，该平面显示器各点的平均辉度有降低为7,271(nits)，最大辉度为7,927(nits)，最小辉度为6,870(nits)，其均匀度为86.67％。由实验数据可知，按照本发明的灯管式发光二极管光源，当应用于背光光源时，纵使其中一支光源失效，其亮度虽降低，但是其均匀度却无显著的差异，可完全解决公知技述中亮度不均的缺点。
参阅图4、图5、图6及图7，图4及图6分别为不同两种样式的导光器A及B切面图，图5及图7为当入射光经过该两种导光器后射出的光线分布，在图5中入射光线经过导光器A后，分别向导光器A两侧及V形凹槽中心周围散射开；在图6中入射光线经过导光器B后，分别沿着导光器B均匀散射开，因此本发明中可由导光器的设计来调整光线分布的光场。
上述扩散器入光面可存在一印刷的分布式图案，通过该图案，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。
按照上述的灯管式发光二极管光源，该扩散器入光面可存在一迭纹透镜，通过该透镜，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面。
上述的凹槽入光面的凹槽为长条状。
上述的凹槽入光面的凹槽可以多个凹洞取代。
上述的光源产生装置外部更具有一散热装置用以达到装置散热的功能。
上述的扩散器切面是包括选自圆形、椭圆形及多边形的群组。
上述的光源产生装置的发光二极管产生的光源是包括选自白色、红色、蓝色及绿色等光源群组。
上述的光源产生装置产生白色光源。
上述的白色光源是由一白色发光二极管或由多色发光二极管混光而成。
上述的导光器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)、聚醚醯亚胺(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。
上述的扩散器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)、聚醚醯亚胺(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。
以上所述者，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，皆属本发明申请专利的范围，因此任何本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的申请专利范围及精神下，当然可做任何改变。
Claims (19)
1.一种灯管式发光二极管光源，包括：
一光源产生装置，其中该光源产生装置包括多个发光二极管，所述多个发光二极管基本上呈长条状排列；
一导光器，该导光器具有一大致将所述多个发光二极管包住的凹槽入光面，一长条状凹槽导光面，由该长条状凹槽导光面来改变入射光的方向；以及
一覆盖在该导光器之上的扩散器。
2.如权利要求1所述的灯管式发光二极管光源，其特征在于：该凹槽入光面的切面是包括选自圆形、椭圆形及多边形的群组。
3.如权利要求1所述的灯管式发光二极管光源，其特征在于：该长条状凹槽导光面的凹槽位置大致对位于该发光二极管。
4.如权利要求1所述的灯管式发光二极管光源，其特征在于：该长条状凹槽导光面的凹槽的切面可为V型、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。
5.如权利要求1所述的灯管式发光二极管光源，其特征在于：所述多个发光二极管形成一基座之上。
6.如权利要求5所述的灯管式发光二极管光源，其特征在于：所述多个发光二极管及该基座之间还包括一反射层。
7.如权利要求6所述的灯管式发光二极管光源，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。
8.如权利要求1所述的灯管式发光二极管光源，其特征在于：该光源产生装置外部还具有一散热装置用以达到装置散热的功能。
9.如权利要求1所述的灯管式发光二极管光源，其特征在于：该扩散器切面是包括选自圆形、椭圆形及多边形的群组。
10.如权利要求1所述的灯管式发光二极管光源，其特征在于：该凹槽入光面的凹槽为长条状。
11.如权利要求1所述的灯管式发光二极管光源，其特征在于：该扩散器入光面可存在一印刷的分布式图案，通过该图案，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。
12.如权利要求1所述的灯管式发光二极管光源，其特征在于：该扩散器入光面可存在一迭纹透镜，通过该透镜，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。
13.如权利要求1所述的灯管式发光二极管光源，其特征在于：该光源产生装置的发光二极管产生的光源是包括选自白色、红色、蓝色及绿色等光源群组。
14.如权利要求1所述的灯管式发光二极管光源，其特征在于：，该光源产生装置产生白色光源。
15.如权利要求14所述的灯管式发光二极管光源，其特征在于：，该白色光源是由一白色发光二极管或由多色发光二极管混光而成。
16.如权利要求1所述的灯管式发光二极管光源，其特征在于：该导光器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、聚醚醯亚胺、氟碳聚合物或硅胶所构成材料组群中的至少一种材料或其它可代替的材料。
17.如权利要求1所述的灯管式发光二极管光源，其特征在于：该扩散器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、聚醚醯亚胺、氟碳聚合物17.如权利要求1所述的灯管式发光二极管光源或其它可代替的材料。
18.如权利要求1所述的灯管式发光二极管光源，其特征在于：该凹槽入光面的凹槽可以多个凹洞取代。
19.一种平面显示器的发光二极管背光光源组件，包括：
多个灯管式发光二极管光源，其中该灯管式发光二极管光源包括一光源产生装置，该光源产生装置包括多个发光二极管，所述多个发光二极管基本上呈长条状排列；一导光器，该导光器具有一凹槽入光面大致将所述多个发光二极管包住，一长条状凹槽导光面，由该长条状凹槽导光面来改变入射光的方向；及一覆盖在该导光器之上的扩散器；以及
一形成在所述多个灯管式发光二极管光源之上的菱镜片。
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| CNA2005100063374A CN1811548A (zh) | 2005-01-26 | 2005-01-26 | 一种发光二极管光源 |
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| CN102853288A (zh) * | 2011-06-30 | 2013-01-02 | 浚洸光学科技股份有限公司 | 光学元件及具有该光学元件的发光装置 |
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2005
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