面光源裝置和液晶顯示器的製作方法
2023-05-23 13:34:51 1
專利名稱：面光源裝置和液晶顯示器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種面光源裝置與採用該面光源裝置的液晶顯示器，特別是涉及一種採用點光源的面光源裝置及液晶顯示器。
背景技術：
液晶顯示器的液晶本身不具發光特性，需為其提供可平面發光的面光源裝置以實現顯示功能。而且液晶顯示面板具有多個液晶顯示單元，通常每一液晶顯示單元對光線的獲取有同樣要求，所以此面光源裝置發光輝度必須均勻分布。通常面光源裝置的光源分線光源與點光源兩種，光源性質及其位置設置不同，該面光源裝置所採用的導光板的結構設計思想也相應不同。
現有技術面光源裝置所採用的點光源一般為發光二極體(LightEmitting Diode，LED)，其出射光是具有一定發散角度的高斯光束(Gauss Beam)。發光二極體的出射光強隨著出射光角度的改變而改變，在出射零度角附近光強達到極大值，零度角兩側光強逐漸變小。故，在導光板靠近發光二極體光源發散角之外的區域無光束通過，相鄰發光二極體光源出射光束相交的區域出光強度較弱。加大發光二極體與導光板的距離可改善該問題，然而，該設計將大大增加面光源裝置尺寸。
一種現有技術導光板如圖1所示，其揭露於2001年12月5日公告的中國大陸專利第01200808.7號。該導光板12包括兩個光入射側面123、與光入射側面123相連的兩個光反射側面124、一底面122及分布在底面122上的多個呈行列狀排布的網點16。兩側點光源11設置於光入射側面123中央。該網點16在該底面122的投影面積自光入射側面123至底面122中央逐漸增大，在導光板12四個邊角的投影面積最大。
該專利所揭露的技術有利於解決因點光源11發光角度較小而使得導光板12對邊角落發光較暗的技術問題，還基本解決靠近光源11的部分發光較亮，而遠離光源11的部分發光較暗的技術問題，但是，該現有技術存在如下缺陷首先，該現有技術的導光板12兩側皆設置一點光源11，兩個相對的點光源11互相照射可改善點光源11兩側的導光板12暗帶問題，然，該效果的達成需要每一點光源11皆必須配合至少一與的相對的另一點光源11，增加成本與能量消耗。
其次，由於兩個相對的點光源11相距較遠及其發光輝度具一限制，自點光源11出射而到達對邊導光板12部分的光線不足以消除導光板12角落的暗帶，使得導光板12發光均勻度不足。
發明內容為了克服現有技術面光源裝置出光不均勻的缺陷，本發明提供一種出光均勻度高的面光源裝置。
本發明還提供一種採用上述面光源裝置的光學性能較高的液晶顯示器。
本發明解決技術問題所採用的技術方案是提供一面光源裝置，其包括一導光板、多個點光源及多個凹透鏡，該導光板包括一入光面、一與入光面相交的出光面及一與出光面相對的底面，該多個點光源位於導光板入光面一側，該多個凹透鏡位於點光源與導光板入光面之間，而且每一點光源對應於至少一凹透鏡。
本發明同時提供一種液晶顯示器，該液晶顯示裝置包括一液晶面板和一上述面光源裝置，該液晶面板設置於該導光板出光面一側。
和現有技術相比，本發明具有以下優點本發明面光源裝置在導光板入光面與點光源之間設置有可擴散光束的多個凹透鏡，點光源的出射光非直接進入導光板，而是先經過該多個凹透鏡將點光源的出光角度範圍擴大，從而對現有技術中導光板可能出現的暗區內的光強進行有效補償，而使得面光源裝置出光輝度分布均勻，而且不會明顯增加面光源裝置的尺寸與能耗；同樣，採用該面光源裝置的液晶顯示器顯示性能較佳、結構緊湊而且能耗小。
圖1是一種現有技術面光源裝置的示意圖。
圖2是本發明面光源裝置第一實施方式的立體示意圖。
圖3是圖2所示面光源裝置的俯視圖與光路示意圖。
圖4是本發明面光源裝置第二實施方式的俯視圖。
圖5是本發明面光源裝置第三實施方式的立體示意圖。
圖6是本發明液晶顯示器的立體示意圖。
具體實施方式
請參閱圖2與圖3，是本發明面光源裝置的第一實施方式立體示意圖及俯視圖與光路示意圖。該面光源20包括多個點光源如發光二極體21及一導光板22。該導光板22大致呈一長方體平板實體，其包括有一入光面221、與入光面221垂直相交的出光面222、與出光面222相對的底面223及多個側面224。為使光線自出光面222均勻出射，通常在該底面223設置有多個網點(圖未示)。為提高光利用效率，在該底面223及該側面224還鍍有反射膜或貼附一層反射板(圖未示)，以反射自導光板22底面223或側面224出射的光束，使之返回導光板22而自出光面222出射。同時，在該入光面221與出光面222鍍有抗反射膜(圖未示)以減少光能量的損耗。
該面光源裝置20還包括位於發光二極體21與導光板22入光面221之間的多個凹透鏡23。每一凹透鏡23對應於一發光二極體21。該凹透鏡23為柱狀凹透鏡，其凹面寬度較該發光二極體21發光面寬度大，以通過該凹透鏡23發出的全部光線3。該凹透鏡23與發光二極體21及入光面221間具有一定距離，配合該凹透鏡23凹面適合的曲面半徑，以使得通過凹透鏡23的光線3′以較大範圍出射。而且，相鄰發光二極體21通過凹透鏡23發出的光線3′相交於導光板22入光面221外，即導光板22入光面221各部分均有光線3′進入。
本發明面光源裝置20在發光二極體21與導光板22入光面221之間加入一凹透鏡23，使得自發光二極體21發出的光線3通過凹透鏡23發散後有效擴展發光二極體21的發光角度範圍，使得導光板22入光面221各部分均有光線3′進入，從而有效改善現有技術導光板中可能出現的暗區問題，提高導光板22出光均勻度，同時保持該面光源裝置20較小的尺寸與較低能耗。
另外，調節凹透鏡23與發光二極體21及入光面221間的距離，採用凹面曲率半徑合適的凹透鏡23，可達到導光板22出光輝度分布的最大均勻度。
請參閱圖4，是本發明面光源裝置第二實施方式的俯視圖。相較於第一實施方式的面光源裝置20，該面光源裝置30其不同之處在於每一發光二極體21前面對應兩個並排的凹透鏡23。該兩個並排的凹透鏡23凹面曲率半徑較第一實施方式的大，因而可更有效地擴展發光二極體21的發光角度。
請參閱圖5，是本發明的面光源裝置第三實施方式的立體示意圖。該面光源裝置40基本結構與面光源裝置20一致，不同之處在於該面光源裝置40進一步包括一分布有多個通孔(未標示)的框架25。該框架25設置於該發光二極體21與導光板22入光面221之間。該多個凹透鏡23分別鑲嵌在該多個通孔內。
請參閱圖6，是本發明液晶顯示器的立體示意圖。該液晶顯示器50包括面光源裝置20及一位於導光板22出光面222一側的液晶面板26。該面光源裝置20可由上述面光源裝置30或40替代。該液晶顯示器50顯示性能好、能耗小，同時結構緊湊。
當然，本發明中的發光二極體也可用其它點光源來替代，導光板也可以是楔形；該楔形導光板與該長方體平板狀導光板不同之處在於其底面與入光面成銳角相交；該多個凹透鏡可以模製方式一體成型，即各凹透鏡為一體成型的凹透鏡數組，不需要另外框架固持。
權利要求
1.一種面光源裝置，其包括一導光板及多個點光源，該導光板包括一入光面、一與入光面相交的出光面及一與出光面相對的底面，該多個點光源位於導光板入光面一側，其特徵在於該面光源裝置還包括多個凹透鏡，該多個凹透鏡位於點光源與導光板入光面之間，而且每一點光源對應於至少一凹透鏡。
2.如權利要求1所述的面光源裝置，其特徵在於該多個凹透鏡為柱狀透鏡。
3.如權利要求1所述的面光源裝置，其特徵在於該面光源裝置進一步包括一分布有多個通孔的框架，該框架設置於該多個點光源與導光板入光面之間，該多個凹透鏡分別鑲嵌在該多個通孔內。
4.如權利要求1所述的面光源裝置，其特徵在於每一點光源與導光板入光面間對應設置兩個並排的凹透鏡。
5.如權利要求1所述的面光源裝置，其特徵在於該多個凹透鏡一體成型。
6.如權利要求1所述的面光源裝置，其特徵在於該導光板底面設置有多個網點。
7.如權利要求6所述的面光源裝置，其特徵在於該面光源裝置進一步包括一設置於導光板底面的反射板。
8.如權利要求6所述的面光源裝置，其特徵在於該底面進一步鍍有一反射膜。
9.如權利要求1所述的面光源裝置，其特徵在於該多個點光源為發光二極體。
10.一種液晶顯示器，其包括一液晶面板與一面光源裝置，其特徵在於該面光源裝置是權利要求1至9任一權利要求所述的面光源裝置，該液晶面板設置於該導光板出光面一側。
全文摘要
本發明關於一種面光源裝置及液晶顯示器。該面光源裝置包括一導光板、多個點光源及多個凹透鏡，該導光板包括一入光面、一與入光面相交之出光面及一與出光面相對的底面，該多個點光源位於導光板入光面一側，該多個凹透鏡位於點光源與導光板入光面之間，而且每一點光源對應於至少一凹透鏡。
文檔編號G02F1/13GK1603912SQ0313498
公開日2005年4月6日 申請日期2003年9月30日 優先權日2003年9月30日
發明者蔡坤榮 申請人:鴻富錦精密工業(深圳)有限公司, 鴻海精密工業股份有限公司