TW200538814A - Planar light device - Google Patents

Description

200538814 【發明所屬之技術領域】 "本創作是有關於一種平面光源裝置，特別有關於一種 將光源預先收集混合後再輸出之平面光源光源裝置。 【先前技術】 液晶顯示器等之平面顯示裝置屬於非自發光式顯示 器’因此’需要藉由另一裝置提供平面光源，此等平面光 源裝置通㊆稱為背光模組（β a c k 1 i gh t )。背光模組一般 可區分為二種形式：直下光源式（Back Light Type)及 侧向光源式（Edge Light Type)。 如第1 a圖所示，其係顯示習知直下光源式背光模組的 結構示意圖。直下光源式背光模組丨a是將光源丨丨，如：冷 陰極射線管（Cold Cathode Fluorescent Lamp ;CCFL) 或發光二極體（Light Emitting Diode ;LED)等，設置 於液晶顯示面板（未顯示）的下方，再利用光學元件1 2， 如：擴散片（diffuser)及稜鏡片（prism film)等，將 由光源11所放射的光線分散至液晶顯示面板，然而，為了 使光線能夠均勻地分散以提供液晶顯示器適當的光源，必 須藉由精確控制各個光源11的間距以及光源丨丨與光學元件 12間的距離以避免於光學元件12或液晶顯面板上產生亮區 域13及暗區域14。 如第1 b圖所示，其係顯示習知側向光源式背光模組的 結構示意圖。側向光源式背光模組11}是將光源丨1設置於光 學元件1 2的侧邊，再利用導光板1 5及光學元件1 2，如··擴

第10頁 200538814 五、發明說明（2) 散片及稜鏡片等’將由光源1 1所放射的光線分散至液晶顯 示面板。然而’隨著液晶顯示器尺寸的增大，為了提供液 晶顯示器足夠的光線，則必須於其他侧向方向增加光源i丄 的數量。 但是’不論是直下式或側向式背光模組，各個光源i i 所產生之光線多直接入射至光學元件丨2及/或液晶顯示μ 器，因此，當其中一個光源11發生變異，如：損壞、亮度 減弱等，將於液晶顯示器上產生局部的暗點或暗區域，而 直接影響顯示器的顯示品質。此外，若利用不同顏色之發 光一極體專點狀光源混合出白光以提供光線予液晶顯示器 時，當其中一些光源11發生變異時，不但會於液晶顯^器 上產生局部的暗點或暗區域，更可能會使得液晶顯示器的 畫面產生色彩偏移（color shift)。 【發明内容】 檢視上述習知技術的問題點，本創作提出一種平面光 源裝置，即使部分光源發生變異仍能夠產生均勻的光線。

本創作之平面光源裝置，包含有一個或多個光產生裝 置’此光產生裝置可以產生一光線；一光收集裝置，用以 接收此光線’並產生一混合光線；一線狀光源產生裝置， 用以接收此混合光線，且具有一散光部以分散此混合光線 並大體上產生一線狀光源；及一面狀光源產生裝置，用以 接收此線狀光源並產生一平面光源。

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五、發明說明（3) 【實施方式】 以下列舉本 為使 貴審查委員更了解本創作的4寺點 創作之較佳實施例，並配合圖式，詳述如^ ，ft、、第2 a及2 b圖’係顯示本創作™實施例中平面 裝置之結構示意圖。此平面光源裝置2具有一個或多個光 產生裝置21 ’ 一光收集裝置22用以收集來自光產生裝置η 之光線並使多數光線可以於此光收集裴置2 2中均句^人 產生一混合光線（未顯示）；一線狀光源產生裝置23用2 接收來自光收集裝置22之混合光線，並利用一散光部 (Light Distributor ) 25將此混合光線部分或大部份 變為一線狀光源（未顯示）；以及一面狀光源產生裝置^ 用.以接收來自此線狀光源產生裝置23所產生之線狀光源， 並產生一面狀光源（未顯示）以供平面顯示器（未 或照明使用。 ^ 光產生裝置2 1可以為各種光源，如··冷陰極射線管、 發光二極體、螢光燈、白熾燈泡或鹵素燈泡等。且為了產 ^白色光源，可以使用白光發光二極體，或紅、藍、綠三 iiii二極體，或其他可以產生白光之發光二極體之組 :梦署?ίί生裝置21。當使用相異色發光二極體作為光產 本f ί 1 光產生裝置21可以週期性或以群組式排列於 先收集裝置22上’以產生均勾的光源。 並传ίΪίΐ置22是用以收集來自光產生裝置21之光線， 並使這些光線於光收集裝置22中均句混合而產生所需之混

200538814 五、發明說明（4) 广綠三色或其他色光於光收集裝 ===集裝置22中進行混合，使得線狀光源產生Ϊ = ί:Ϊί;ί生裝置24所接收到的光線大部分為已經 ϊ:i ί二ΐ:因此不會有光源色彩不-致或者局部 i = 用光收集裝置22先進行光線混 ΐ偏Γ Π 裝置21產生變異，如：亮度減弱、色 如偏移、閃爍4 ’將由於光收集裝置22進行光線混 果而降低這些變異對於混合光線的 ν I丄 產生裝置23或面狀光源產生裝置'的4丄，了線狀光源 了单而鹿-时^々座玍褒置24的穩定性，也直接影響 n』不自，如：液晶顯示器#，及照明的品質。再 J，亦可以使用光感測器監控混合光線的品質，當部 戶:ii如上變異時，調整其他光產生裝置21的輸 出以產生所需要的混合光線。 w 22〇2光=裝=可以具有一入光面2201及一出光面 ^ # ^ 生裝置21是設置於入光面2201之一側， Ϊ佳上’光產生裝置21是設置於入光面220 1上，或者於入 光面22〇1上形成空區域22〇4以容置光產生或 4 1 集裝 體成形或藉由其他材料， 如·石夕膝、％氧樹脂等，固定於光收集 此空區域2204内，以擗备氺始γ、 上並埋入於 22所造成的損失。並且=射入光收集裝置 j. ^ ^ ^ 入先面220 1與出光面2202間可以呈 21所==變化’利用此漸縮式戴面導引光產生裝置 之先線於光收集裝置22内朝向出光面22〇2行進且 200538814 五、發明說明（5) 逐漸混合’較佳地，此光收集裝置22除入光面22〇1及出光 面2202之外表面上更可以形成一層反射層22〇3以反射光產 生裝置21所產生之光線或混合光線以使得多數光線皆朝向 出光面2202前進並能均勻混合，此反射層2203可以為金屬 層、鏡面、或其他可以產生光反射的裝置或表面處理等。 此外’為使光產生裝置21所產生之光線能集中射向出光面 2202 ’入光面2201可以形成為一曲面，如：圓形、拋物 線、雙曲線、或其他可以聚光之曲面等，使由光產生裝置 2 1所產生之光線或混合光線能夠聚焦於一定點或朝一定方 向前進。 特別地，當使用發光二極體作為光產生裝置21時，可 以將發光二極體直接設置於光收集裝置22之空區域2204 内’並於此空區域2 2 04内塗佈螢光粉（未顯示），使螢光 粉吸收光發二極體所產生之光線而產生出相對應之光線， 如此，可以有效縮小光產生裝置21及光收集裝置22之體 積。 光收集裝置22之材料可以為丙烯酸樹脂（AcryUc Res i η )、環婦烴聚合物（c〇c )、聚甲基丙婦酸甲酯 (ΡΜΜΑ)、聚對苯二甲酸二乙酯（ΡΕΤ)、聚碳酸酯 (PC)、聚鱗醯亞胺（poiyMherimide)、氟碳聚合物 (Fluorocarbon P〇iymer)、矽膠（SiHc〇ne)、上述材 料之組合、或其他可以透光之材料及其組合。光收集裝置 2 2亦可以為光學元件，如：透鏡等之組合，或其他可達到 光收集功能之裝置或組合皆可使用於本創作中。

200538814 五、發明說明（6)

線狀光源產生裝置23是接收來自光收集裝置22所產生 之混合光線並利用散光部2 5將此混合光線分散於此線狀光 源產生裝置2 3中以形成此線狀光源。線裝光源產生裝置2 3 可以具有一第一表面2301及一第二表面2302，由出光面 2202所射出之光線是射入第一表面2301中，而散光部25是 設置於第二表面之側，較佳地，第一表面23〇1及第二表面 2302是相對而置，或者使散光部25與第一表面23〇1相對設 置’使光收集裝置22所收集之光線直接射向散光部25，且 第二表面2302與面狀光源產生裝置24相鄰而置以導引線狀 光源射向面狀光源產生裝置24。然而，散光部25亦可設置 於其他位置’只要可以達到散光的功能即可，此外，為使 散光部25產生全反射，較佳地，線狀光源產生裝置23與面 狀光源產生裝置24具有不同之折射係數或於二者介面處存 在有空氣介面。 參照第3a及3b圖，散光部25可以為一凹槽，此凹槽之 形狀可以為V型、U形、上述形狀之組合、波浪狀、或其他 :以達到散光目的的形狀，當來自於光收集裝置22的光線 行進至散光部25時，由於此凹槽之另一側為一疏介質，

如：空氣等，將於某角度下產生全反射（T〇tal Internal Ref lection ; TIR )。例如：當凹槽為v型時，此v型凹槽 之角度為0度；線光源產生裝置23之材質之臨界角為0c 度，則0 <2 X (90_ 時將會產生全反射現象，同理， 凹槽形狀為U型或波浪狀時，亦將於某角下產生全反射而 達到散光效果，因此，光線可以經由散光部2 5向線狀光源

200538814 五、發明說明（7) 裝置2 3之兩侧分散而形成線狀光源。此外，亦可以於此凹 槽内形成一反射區域或散射區域（未顯示）以提高光線的 分散效果，此反射區域可以藉由於此凹槽内形成鏡面而達 成，而此散射區域則可以藉由於此凹槽内形成粗縫表面以 達成。 為了提高線狀光源產生裝置23所產生之線狀光源的指 向性或/及均勻性，更可以於線狀光源產生裝置2 3之表面 上形成反射面2303，如第2a圖所示，此反射面2303較佳地 是形成於不影響光收集裝置22所收集之混合光線進入線裝 光源產生裝置23及面狀光源產生裝置24之位置，如除了第❶ 一表面2301及第二表面2302之其他表面。線狀光源產生裝 置23之材料可以使用如同光收集裝置22之材料，在此不再 贅述。 如第4a及4b圖所示，面狀光源產生裝置24是用以將線 狀光源產生裝置2 3所產生之線裝光源轉變為面狀光源，較 佳地，於面狀光源產生裝置24之上形成有稜鏡240 1，如第 4a圖所示，此外，稜鏡240 1更可以形成為一梯形，如第4b 圖所示，使稜鏡240 1或/梯形隨著遠離線狀光源產生裝置 23而逐漸變化以使混合光線能夠均勻地分散於面狀光源產 生裝置24之上，並且稜鏡240 1可以設置於面狀光源產生裝+ 置24之出光側或非出光側，當稜鏡24〇1設置於非出光側 時更可以於稜叙2 4 0 1上設置反射面（未顯示）以將光線 反射回出光側。面狀光源產生裝置24之材料可以使用如同 光收集裝置2 2之材料，在此不再贅述。 200538814 五、發明說明（8) ，然其並非用 匠思而為諸般 雖然本創作已以具體之實施例說明如 以限定本創作，任何熟悉此技藝之人士任 修飾，皆不脫如附申請專利範圍所欲保護 200538814

圖式簡單說明 第1 a圖係顯tr習知直下光源式背光模組的結構示意 第1 b圖係』示習知側向光源式背光模組的結構示意 第2a及2b圖係蔡員 結構示意圖； 示本創作之實施例中平面光源裝置之 第3a f 3b圖係顯示本創作之實施例中線狀光源產生裝 置之結構示意圖；及 第4 a及4 b圖係顯示本創作之實施例中面狀光源產生裝 置之結構示意圖。 【元件代表符號簡單説明】 la 直下光源式背光模組 lb 侧向光源式背光模組 11 光源 12 光學元件 13 免區域 14 暗區域 15 導光板 2 平面光源裝置 21 光產生裝置 22 光收集裝置 2 2 0 1 入光面 200538814 圖式簡單說明 2202 出光面 2203 反射層 2204 空區域 23 線狀光源產生裝置 230 1 第一表面 2302 第二表面 2303 反射面 24 面狀光源產生裝置 240 1 稜鏡 25 散光部

Claims (1)

1. 200538814 六、申請專利範圍 1 · 一種平面光源裝置，包含： 一個或多個光產生裝置，該光產生裝置可以產生一光線； 一光收集裝置，用以接收該光線，並產生一混合光線； 一線狀光源產生裝置，用以接收該混合光線，且具有一散 光部以分散該混合光線並大體上產生一線狀光源；及 一面狀光源產生裝置，用以接收該線狀光源並產生一平面 光源。 2·如申#專利範圍第1項所述之平面光源裝置，其中該光 產生裝置係一點狀光源。 ^ ί申清專利範圍第1項所述之平面光源裝置’其中該光 裝置具有一入光面及一出光面，該入光面用以接收該 線，該出光面用, 卸用M射出該混合光線。 4先t:明專利範圍第3項所述之平面光源裝置 先面之一面積係小於該入光面之一面積。 5 ·如申請專利範圍

   光面係為一平面。項所述之平面光源裝置，其中該入 6 ·如申請專利範圍 光面係為一曲面。 第3項所述之平面光源裝置，其中該入

   第20頁 200538814 7.如申印專利範圍第3項所述之平面光源裝置，其中該光 產生裝置係直接設置於該入光面上。 8 ·如申叫專利範圍第3項所述之平面光源裝置，其中該入 光面上具有一空區域用以容置該光產生裝置。八 9 ·、如申清專利範圍第1項所述之平面光源裝置，其中該線 狀=源產生裝置具有一第一表面用以接收該混合光線，及 一第二表面用以設置該散光部。 Ο I 0 ·如申咕專利範圍第9項所述之平面光源裝置，直中該第 一表面及該第二表面係非共面。 /、 II ·如申明專利範圍第9項所述之平面光源裝置，直中該散 光部係為一凹槽。 八 12·如申請專利範圍第丨丨項所述之平面光源裝置，其中該 凹槽具有一反射區域以反射該混合光線。 1 3 ·如申叫專利範圍第1 2項所述之平面光源裝置，其中該 反射區域係一鏡面。 14· $如申請專利範圍第11項所述之平面光源裝置，其中該 凹槽具有一散射區域以散射該混合光線。

   200538814 六、申請專利範圍 15.如申請專利範圍第14項 該 散射區域係一粗糙表面。、述之平面光源裝置，其中 16·如申㉖專利範圍第丨項所述之平 光部之一形狀係大體上為v型、u 源裝置，其中該散 組合之一。 波浪狀、或上述形狀 1 7·如申請專利範圍第i項所述之平面 狀光源產生裝置更具有一反射面用 制、ς置，其中該線 行進方向。 制该現合光線之一 1 8 ·如申請專利範圍第1項所述之平面光源裝置，更包含： 一光感測器以感測該混合光線，並產生一訊號以控制該光 產生裝置。 1 9 ·如申請專利範圍第1項所述之平面光源裝置，其中該光 產生裝置係為複數個發出相異色之光源。 a

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