CN1877784A - 平面光源装置 - Google Patents
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Abstract
本发明有关一种平面光源装置，包括：可透光的第一基板及第二基板、多个支撑部及放电腔体，以及多个光学几何结构。当该放电腔体产生可见光射入该第一基板时，会使该支撑部上方第一基板的相对应位置上形成一遮蔽区。利用表面加工技术在第一基板上形成的多个光学几何结构，因为是以该遮蔽区为中心沿前述遮蔽区的周围对应分布，所以使部份光线会借由该光学几何结构的折射，导向前述遮蔽区射出，而使该平面光源装置各处均匀发光。
Description
技术领域
本发明关于一种平面光源装置，特别是一种能减少发光暗点或暗带的平面光源结构，以提高整体的发光均匀性。
背景技术
传统平面光源(FFL)装置在制作时，是将前板和后板玻璃封合并将该两板间的封合空间抽成真空状，但为在该封合空间中区隔出多个放电空间以均匀发光，且避免抽真空时外部大气压力压迫导致玻璃破裂，在前板和后板两平面中间必须加上数个间隙物(Spacer)以支撑装置结构。该平面光源装置的发光原理，是借由一些惰性气体(如氖、氪、氙、氩等)放入各放电空间中流动；当施以极性电压于该流动气体时，会使气体放电形成等离子体，该等离子体会进一步释放出紫外光以激发各放电空间中的荧光涂层，使荧光涂层产生一可见光朝两板玻璃射出。但是由于前后板间的间隙物存在，使得该平面光源装置在发光时，前板玻璃上相对于间隙物之处会呈现暗点或暗带。如图1A所示，为以光度计测量该平面光源装置在发光时各区域辉度的简示图，其中颜色愈深的区域代表其辉度愈高，反之则愈低。因该装置中的每一间隙物呈一柱状结构，使其辉度较低(即图中颜色最淡者)而呈暗点10分布。另如图1B所示的一光源装置，因其间隙物呈多个互为平行的条状结构，故在光源发光时会出现多条暗带120分布(即图中颜色较暗者)，这些暗点或暗带均使该光源装置发光的均匀性(uniformity)变差，由此可知如果需要的间隙物数量越多，则整体的发光均匀性(uniformity)就更差。
部份传统平面光源装置虽有将前板表面施以雾化处理，但不规则及不对称的雾化分布，较难以控制光源的射出方向以减少暗带，故仍使整体的发光均匀性不佳。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种平面光源装置，是对前板玻璃或一置于前板玻璃上的透光板执行表面处理加工，使其形成特殊光学几何结构，所述光学几何结构能折射光线导向暗带或暗点，故能减少该平面光源装置发光时所产生的暗带或暗点，进而使该平面光源装置整体达到最佳的发光均匀性。
为达到上述的目的，依据本发明的第一实施例提供一平面光源装置，包括：可透光的第一基板及第二基板、多个支撑部及放电腔体位于该第一基板以及第二基板之间，以及多个光学几何结构。该放电腔体产生可见光射入该第一基板，但是由于支撑部的存在而使该支撑部上方第一基板上相对应的位置形成一遮蔽区。该多个光学几何结构，设于第一基板上并沿前述遮蔽区的周围对应分布，当该可见光自该放电腔体射入该第一基板时，至少部份光源会经由该光学几何结构的折射，导向前述遮蔽区而射出，使该平面光源装置均匀发光。该多个光学几何结构包括：至少两个棱镜结构以遮蔽区为中心分置于前述遮蔽区周围两侧，使该两棱镜结构的形状互呈左右对称；至少一棱镜结构是以遮蔽区为中心配置，使该结构两侧形状呈左右对称；以及一柱镜结构。
依据本发明的第二实施例中，该多个光学几何结构包括至少两个半凹镜结构以遮蔽区为中心，使其形状互呈左右对称排列。在本发明的第三实施例中，该多个光学几何结构包括至少两组各具多个气泡结构的群组以遮蔽区为一空间坐标的中心，分置于前述遮蔽区周围的左右两侧，且该两气泡结构群组的气泡排列位置在此空间上互呈左右对称。
在本发明的第四实施例中进一步包括一透光板，设置于该第一基板之上，且使其具有前述多个光学几何结构以正对该遮蔽区周围。当该可见光源经由该第一基板射入该透光板时，至少部份光源会经该透光板的几何结构的折射，朝向前述遮蔽区并自该透光板射出，以使该平面光源装置均匀发光。
附图说明
图1A为一光度计测量图，以显示一传统平面光源装置各处的透光均匀性。
图1B为另一传统平面光源装置的发光俯视图。
图2为依据本发明的平面光源装置的俯视图。
图3A为依据图2A-A’剖线的侧面剖视图，显示本发明第一实施例的平面光源装置。
图3B为依据图3A中标号3B的放大图。
图4A为依据图2A-A’剖线的侧面剖视图，显示本发明第二实施例的平面光源装置。
图4B为依据图4A中标号4B的放大图。
图5A为依据图2A-A’剖线的侧面剖视图，显示本发明第三实施例的平面光源装置。
图5B为依据图5A中标号5B的放大图。
图6A为依据图2A-A’剖线的侧面剖视图，显示本发明第四实施例的平面光源装置。
图6B为依据图6A中标号6B的放大图。
图7为利用一激光聚焦技术制作本发明的平面光源装置的示意图。
主要组件符号说明
10 暗点 40 透光板
2，3，4，5，6 平面光源装置 32，42，52，62 第一基板
34，44，54，64 放电腔体 36，46，56，66 第二基板
38，48，58，68 支撑部 70 电射光束
72 聚焦光学镜头 120 暗带
320，400，520，620 光学几何结构 322，326 三角棱镜结构
324，526 柱镜结构 340，440，540，640 荧光层
522，524 半凹透镜结构 622，624 气泡结构
具体实施方式
如图2所示，为依据本发明的一种平面光源装置2的上视图，其中以一A-A’剖面线进行侧向剖视，依不同的实施方式分别呈现在图3A、图4、图5A及图6中。如图3A即显示本发明的第一实施例的平面光源装置3，包括：可透光的第一基板(即前板)32、可透光的第二基板(即后板)36，以及多个支撑部38设于第一基板32及第二基板36之间。这些支撑部38即如前述的间隔物(Spacer)，为紧贴该第一基板32下表面，当一可见光源的入射光线从一放电腔体34射向该第一基板32时，因该支撑部38会阻碍部份光线自该第一基板32向外射出，该支撑部38的存在使该支撑部38上方第一基板32上的相对应位置形成一遮蔽区，亦即如图2所呈现的数条暗带。需注意的是，该遮蔽区可能形成在支撑部38上方对应第一基板32及/或覆在第一基板32上各板的相对应位置。
需注意的是，在制作过程中，该多个支撑部38可以为利用例如喷砂，蚀刻等加工方式，在第一基板32表面形成凹槽而得；或如图3所示，多个支撑部38亦可以形成在第二基板36表面。在另一个实施例中，支撑部38亦可以是设置于该两基板32及36之间额外设置的个体。
多个断面呈凹槽的放电腔体34形成在该支撑部38、该第一基板32及第二基板36之间，该放电腔体34内置入气体及其腔体内表面涂覆一荧光层340。但在其它运用上，该支撑部38可进一步将该放电腔体34间隔成数个相通或是不相通的腔体。
诚如图1A的测量结果，在平面光源的放电中，以放电腔体34中央的亮度最亮，然后逐渐向外递减，而以支撑部38上方组件，例如第一基板32，相对应的位置形成的遮蔽区最暗。因此在本实施例中，请参考图3A以及图3B，该第一基板32(如玻璃材质)被施以表面加工技术(如压模、喷砂、涂布、激光加工、蚀刻加工等)，使其对应至支撑部38的遮蔽区的周围形成或设置多个光学几何结构320，该结构320是由多个具不同折射率的结构所组成，其中如以对应至支撑部38的遮蔽区中央作为一空间坐标的原点中心，在第一基板32的平面上布置多对三角棱镜结构，每一对是由两个几何形状互为左右对称的三角棱镜结构322(如左三角形及右三角形)组成，分置于前述遮蔽区的周围两侧，以及一个几何形状呈左右对称的三角棱镜结构326，置于前述遮蔽区中心，以及一位在遮蔽区周围两侧的柱镜结构324。只是，在其它实施上，该多个光学几何结构320亦可形成或设置于该第二基板36上。借此如图3B所示，当该可见光源的入射光线自放电腔体34发出，射向该第一基板32时，利用此光学几何结构320上不同的折射率将该放电腔体34中央的光线折射导向遮蔽区(即暗带部分)射出，即可增加该平面光源装置3各处均匀发光，进而提高整个平面光源的均匀性，减少扩散板(Diffuser Plate)及扩散片(Diffuser Sheet)的使用数量，可减少整体背光模块的厚度。
图4A及图4B显示本发明第二实施例的平面光源装置4，与前述第一实施例不同之处在于，该平面光源装置4多加了一透光板40置于可透光的第一基板42上，而该多个具不同折射率的光学几何结构400形成或设置在透光板40上，但该结构400的组成及排列配置均与第一实施例相同，均沿该第一基板42的遮蔽区周围对称分布。当可见光源的入射光线从放电腔体44发出，经穿透第一基板42，射向该透光板40时，至少部份光线会经由该光学几何结构400的不同折射，朝向前述遮蔽区射出，以使该平面光源装置4各处均匀发光。该透光板40可为一透明压克力材质，以更方便施行前述结构的表面加工。在其它实施方式上，该透光板40亦可设于该第一基板42及第二基板46之间，使该可见光源的光线自该放电腔体44射入该透光板40时，至少部份光源会经该光学几何结构的导引，朝向第一基板42的遮蔽区射出。
图5A显示本发明第三实施例的平面光源装置5，与前述第一实施例不同之处在于，其多个光学几何结构520为多个具不同折射率且形状近似半凹透镜的结构(如图5A及图5B所示)所组成，如以支撑部58上方第一基板52的相对应位置形成的遮蔽区中央作为一空间坐标的原点中心，在第一基板52平面上布置多对近似半凹透镜结构，每一对是由两个形状互为左右对称的半凹透镜结构522(如左凹陷状及右凹陷状)组成，分布于前述遮蔽区的周围两侧，以及一个几何形状呈左右对称的近似半凹透镜结构524，置于前述遮蔽区中心，以及一位于该遮蔽区周围两侧的柱镜结构526。借此如图5B所示，当该可见光源的入射光线自放电腔体54发出，射向该第一基板52时，利用此光学几何结构520依据snell’s law规则使得放电腔体54中央的光线折射导向遮蔽区(即暗带部分)以射出，使该平面光源装置5各处均匀发光。但在其它实施上，该多个光学几何结构520可改设在第二基板56上，或者设置在一外加的透光板，然后该透光板再置于第一基板52之上。
图6A及图6B显示本发明第四实施例的平面光源装置6，与前述第三实施例不同之处在于，其多个光学几何结构620为多个具不同折射率且形状近似气泡状的结构(如图6A所示)所组成，其中如以前述支撑部68上方第一基板62的相对应位置形成的遮蔽区中央作为一空间坐标的原点中心，在第一基板62平面上布置多对气泡状结构群组，每一对是由两组各具多个气泡结构的群组622及624构成，分置于前述遮蔽区周围两侧，使该两组气泡结构群组的气泡排列位置在此空间坐标上互为左右对称，且愈接近该放电腔体64中央(亮度最高)，该气泡排列的数量密度也就愈高。借此，如图6B所示，利用控制这些气泡结构的分布，可对放电腔体64射出的光线产生漫射，以导向遮蔽(即暗带或暗点)区域，并从第一基板62表面散出。本发明的光学几何结构的加工技术可参考图7的方式制作。如图7所示，为制造第一、二及三实施例所提的光学几何结构的示意图，其是利用一激光束70经光学镜头72聚焦在第一基板玻璃62表面，借由控制光束能量而在基板玻璃62制得所要求的光学几何结构。而在制造第四实施例的气泡状结构的加工技术中，激光束70经光学镜头72可聚焦在第一基板玻璃62内部，使内部因受热而产生气泡结构。需注意的是，本发明的光学几何结构的制造方法并不限于上述的激光技术，凡是可以制得符合本发明光学几何结构的技术，均可应用于本发明光学几何结构的制造上。
是以，依据本发明各实施例的各型光学几何结构及对称排列，均以暗带及暗点的中心为原点向周围扩散分布，因此可使光源装置整体发光的均匀性达到最佳的效果。
综上所述，以上所述者仅为本发明的优选实施例，业内人士在援依本发明精神架构下所做的等效修饰或变化，均应包括于本发明范围内。
Claims (18)
1.一种平面光源装置，包括：
可透光的第一基板及第二基板；
至少一支撑部，位于该第一基板以及第二基板之间；
至少一放电腔体，形成在该至少一支撑部、第一基板及第二基板之间，该支撑部上方的位置形成一遮蔽区；以及
多个光学几何结构，位于该支撑部以及该放电腔体的上方，沿前述遮蔽区的周围对应分布。
2.根据权利要求1所述的平面光源装置，其特征在于，当一可见光自该放电腔体射入该第一基板时，至少部份可见光会经由该光学几何结构的折射，导向前述遮蔽区聚光及射出，使该平面光源装置各处均匀透光。
3.根据权利要求1所述的平面光源装置，其特征在于，进一步具有一透光板设置于该第一基板之上，并设有前述多个光学几何结构。
4.根据权利要求1所述的平面光源装置，其特征在于，该多个光学几何结构位于第一基板及第二基板两者其中之一上。
5.根据权利要求1所述的平面光源装置，其特征在于，该多个光学几何结构包括至少两个光学几何结构以遮蔽区为中心分置于前述遮蔽区周围两侧，使该两光学几何结构的形状互呈左右对称。
6.根据权利要求5所述的平面光源装置，其特征在于，该两光学几何结构为两个形状互呈左右对称的棱镜结构。
7.根据权利要求1所述的平面光源装置，其特征在于，该多个光学几何结构进一步包括至少一光学几何结构其以遮蔽区为中心配置，使该结构两侧形状呈左右对称。
8.根据权利要求5所述的平面光源装置，其特征在于，该两光学几何结构为两个形状互呈左右对称的半凹镜结构。
9.根据权利要求1所述的平面光源装置，其特征在于，该多个几何结构包括至少两组各具多个气泡结构的群组，以遮蔽区为一空间坐标的中心，分置于前述遮蔽区周围的左右两侧，且该两气泡结构群组的气泡排列位置在此空间上互呈对称。
10.一种平面光源装置，包括：
可透光的第一基板及第二基板；
至少一支撑部，位于该第一基板以及第二基板之间；
至少一放电腔体，形成在该至少一支撑部、第一基板及第二基板之间，该支撑部上方的位置形成一遮蔽区；以及
一透光板，具有多个光学几何结构，位于该支撑部以及该放电腔体的上方，以沿对应该遮蔽区周围分布。
11.根据权利要求10所述的平面光源装置，其特征在于，当一可见光射入该透光板时，至少部份可见光会经该透光板的特定光学几何结构的折射，朝向前述遮蔽区，聚光并自该透光板射出，以使该平面光源装置各处均匀透光。
12.根据权利要求10所述的平面光源装置，其特征在于，该透光板可设于该第一基板上，当一可见光经由第一基板射入该透光板时，至少部份可见光会经该光学几何结构的导引，朝向前述遮蔽区射出。
13.根据权利要求10所述的平面光源装置，其特征在于，该透光板可设于该第一基板及第二基板之间，当一可见光射入该透光板时，至少部份可见光会经该光学几何结构的导引，朝向前述遮蔽区射出。
14.根据权利要求10所述的平面光源装置，其特征在于，该多个光学几何结构包括至少两个光学几何结构以遮蔽区为中心分置于前述遮蔽区周围两侧，使该两光学几何结构的形状互呈左右对称。
15.根据权利要求14所述的平面光源装置，其特征在于，该两光学几何结构为两个形状互呈左右对称的棱镜结构。
16.根据权利要求10所述的平面光源装置，其特征在于，该多个光学几何结构进一步包括至少一光学几何结构其以遮蔽区为中心配置，使该结构两侧形状呈左右对称。
17.根据权利要求14所述的平面光源装置，其特征在于，该两光学几何结构为两个形状互呈左右对称的半凹镜结构。
18.根据权利要求10所述的平面光源装置，其特征在于，该多个几何结构包括至少两组各具多个气泡结构的群组，以遮蔽区为一空间坐标的中心，分置于前述遮蔽区周围的左右两侧，且该两气泡结构群组的气泡排列位置在此空间上互呈对称。
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