專利名稱：面光源裝置和液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種面光源裝置與采用該面光源裝置的液晶顯示器，特別是涉及一種采用點(diǎn)光源的面光源裝置及液晶顯示器。
背景技術(shù)：
液晶顯示器的液晶本身不具發(fā)光特性，需為其提供可平面發(fā)光的面光源裝置以實(shí)現(xiàn)顯示功能。而且液晶顯示面板具有多個(gè)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(fā)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(diǎn)光源兩種，光源性質(zhì)及其位置設(shè)置不同，該面光源裝置所采用的導(dǎo)光板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思想也相應(yīng)不同。
現(xiàn)有技術(shù)面光源裝置所采用的點(diǎn)光源一般為發(fā)光二極管(LightEmitting Diode，LED)，其出射光是具有一定發(fā)散角度的高斯光束(Gauss Beam)。發(fā)光二極管的出射光強(qiáng)隨著出射光角度的改變而改變，在出射零度角附近光強(qiáng)達(dá)到極大值，零度角兩側(cè)光強(qiáng)逐漸變小。故，在導(dǎo)光板靠近發(fā)光二極管光源發(fā)散角之外的區(qū)域無光束通過，相鄰發(fā)光二極管光源出射光束相交的區(qū)域出光強(qiáng)度較弱。加大發(fā)光二極管與導(dǎo)光板的距離可改善該問題，然而，該設(shè)計(jì)將大大增加面光源裝置尺寸。
一種現(xiàn)有技術(shù)導(dǎo)光板如圖1所示，其揭露于2001年12月5日公告的中國大陸專利第01200808.7號(hào)。該導(dǎo)光板12包括兩個(gè)光入射側(cè)面123、與光入射側(cè)面123相連的兩個(gè)光反射側(cè)面124、一底面122及分布在底面122上的多個(gè)呈行列狀排布的網(wǎng)點(diǎn)16。兩側(cè)點(diǎn)光源11設(shè)置于光入射側(cè)面123中央。該網(wǎng)點(diǎn)16在該底面122的投影面積自光入射側(cè)面123至底面122中央逐漸增大，在導(dǎo)光板12四個(gè)邊角的投影面積最大。
該專利所揭露的技術(shù)有利于解決因點(diǎn)光源11發(fā)光角度較小而使得導(dǎo)光板12對邊角落發(fā)光較暗的技術(shù)問題，還基本解決靠近光源11的部分發(fā)光較亮，而遠(yuǎn)離光源11的部分發(fā)光較暗的技術(shù)問題，但是，該現(xiàn)有技術(shù)存在如下缺陷首先，該現(xiàn)有技術(shù)的導(dǎo)光板12兩側(cè)皆設(shè)置一點(diǎn)光源11，兩個(gè)相對的點(diǎn)光源11互相照射可改善點(diǎn)光源11兩側(cè)的導(dǎo)光板12暗帶問題，然，該效果的達(dá)成需要每一點(diǎn)光源11皆必須配合至少一與的相對的另一點(diǎn)光源11，增加成本與能量消耗。
其次，由于兩個(gè)相對的點(diǎn)光源11相距較遠(yuǎn)及其發(fā)光輝度具一限制，自點(diǎn)光源11出射而到達(dá)對邊導(dǎo)光板12部分的光線不足以消除導(dǎo)光板12角落的暗帶，使得導(dǎo)光板12發(fā)光均勻度不足。

發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)面光源裝置出光不均勻的缺陷，本發(fā)明提供一種出光均勻度高的面光源裝置。
本發(fā)明還提供一種采用上述面光源裝置的光學(xué)性能較高的液晶顯示器。
本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一面光源裝置，其包括一導(dǎo)光板、多個(gè)點(diǎn)光源及多個(gè)凹透鏡，該導(dǎo)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(gè)點(diǎn)光源位于導(dǎo)光板入光面一側(cè)，該多個(gè)凹透鏡位于點(diǎn)光源與導(dǎo)光板入光面之間，而且每一點(diǎn)光源對應(yīng)于至少一凹透鏡。
本發(fā)明同時(shí)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(shè)置于該導(dǎo)光板出光面一側(cè)。
和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明面光源裝置在導(dǎo)光板入光面與點(diǎn)光源之間設(shè)置有可擴(kuò)散光束的多個(gè)凹透鏡，點(diǎn)光源的出射光非直接進(jìn)入導(dǎo)光板，而是先經(jīng)過該多個(gè)凹透鏡將點(diǎn)光源的出光角度范圍擴(kuò)大，從而對現(xiàn)有技術(shù)中導(dǎo)光板可能出現(xiàn)的暗區(qū)內(nèi)的光強(qiáng)進(jìn)行有效補(bǔ)償，而使得面光源裝置出光輝度分布均勻，而且不會(huì)明顯增加面光源裝置的尺寸與能耗；同樣，采用該面光源裝置的液晶顯示器顯示性能較佳、結(jié)構(gòu)緊湊而且能耗小。

圖1是一種現(xiàn)有技術(shù)面光源裝置的示意圖。
圖2是本發(fā)明面光源裝置第一實(shí)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(fā)明面光源裝置第二實(shí)施方式的俯視圖。
圖5是本發(fā)明面光源裝置第三實(shí)施方式的立體示意圖。
圖6是本發(fā)明液晶顯示器的立體示意圖。
具體實(shí)施方式
請參閱圖2與圖3，是本發(fā)明面光源裝置的第一實(shí)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(gè)點(diǎn)光源如發(fā)光二極管21及一導(dǎo)光板22。該導(dǎo)光板22大致呈一長方體平板實(shí)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(gè)側(cè)面224。為使光線自出光面222均勻出射，通常在該底面223設(shè)置有多個(gè)網(wǎng)點(diǎn)(圖未示)。為提高光利用效率，在該底面223及該側(cè)面224還鍍有反射膜或貼附一層反射板(圖未示)，以反射自導(dǎo)光板22底面223或側(cè)面224出射的光束，使之返回導(dǎo)光板22而自出光面222出射。同時(shí)，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還包括位于發(fā)光二極管21與導(dǎo)光板22入光面221之間的多個(gè)凹透鏡23。每一凹透鏡23對應(yīng)于一發(fā)光二極管21。該凹透鏡23為柱狀凹透鏡，其凹面寬度較該發(fā)光二極管21發(fā)光面寬度大，以通過該凹透鏡23發(fā)出的全部光線3。該凹透鏡23與發(fā)光二極管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′以較大范圍出射。而且，相鄰發(fā)光二極管21通過凹透鏡23發(fā)出的光線3′相交于導(dǎo)光板22入光面221外，即導(dǎo)光板22入光面221各部分均有光線3′進(jìn)入。
本發(fā)明面光源裝置20在發(fā)光二極管21與導(dǎo)光板22入光面221之間加入一凹透鏡23，使得自發(fā)光二極管21發(fā)出的光線3通過凹透鏡23發(fā)散后有效擴(kuò)展發(fā)光二極管21的發(fā)光角度范圍，使得導(dǎo)光板22入光面221各部分均有光線3′進(jìn)入，從而有效改善現(xiàn)有技術(shù)導(dǎo)光板中可能出現(xiàn)的暗區(qū)問題，提高導(dǎo)光板22出光均勻度，同時(shí)保持該面光源裝置20較小的尺寸與較低能耗。
另外，調(diào)節(jié)凹透鏡23與發(fā)光二極管21及入光面221間的距離，采用凹面曲率半徑合適的凹透鏡23，可達(dá)到導(dǎo)光板22出光輝度分布的最大均勻度。
請參閱圖4，是本發(fā)明面光源裝置第二實(shí)施方式的俯視圖。相較于第一實(shí)施方式的面光源裝置20，該面光源裝置30其不同之處在于每一發(fā)光二極管21前面對應(yīng)兩個(gè)并排的凹透鏡23。該兩個(gè)并排的凹透鏡23凹面曲率半徑較第一實(shí)施方式的大，因而可更有效地?cái)U(kuò)展發(fā)光二極管21的發(fā)光角度。
請參閱圖5，是本發(fā)明的面光源裝置第三實(shí)施方式的立體示意圖。該面光源裝置40基本結(jié)構(gòu)與面光源裝置20一致，不同之處在于該面光源裝置40進(jìn)一步包括一分布有多個(gè)通孔(未標(biāo)示)的框架25。該框架25設(shè)置于該發(fā)光二極管21與導(dǎo)光板22入光面221之間。該多個(gè)凹透鏡23分別鑲嵌在該多個(gè)通孔內(nèi)。
請參閱圖6，是本發(fā)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及一位于導(dǎo)光板22出光面222一側(cè)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(shí)結(jié)構(gòu)緊湊。
當(dāng)然，本發(fā)明中的發(fā)光二極管也可用其它點(diǎn)光源來替代，導(dǎo)光板也可以是楔形；該楔形導(dǎo)光板與該長方體平板狀導(dǎo)光板不同之處在于其底面與入光面成銳角相交；該多個(gè)凹透鏡可以模制方式一體成型，即各凹透鏡為一體成型的凹透鏡數(shù)組，不需要另外框架固持。
權(quán)利要求
1.一種面光源裝置，其包括一導(dǎo)光板及多個(gè)點(diǎn)光源，該導(dǎo)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(gè)點(diǎn)光源位于導(dǎo)光板入光面一側(cè)，其特征在于該面光源裝置還包括多個(gè)凹透鏡，該多個(gè)凹透鏡位于點(diǎn)光源與導(dǎo)光板入光面之間，而且每一點(diǎn)光源對應(yīng)于至少一凹透鏡。
2.如權(quán)利要求1所述的面光源裝置，其特征在于該多個(gè)凹透鏡為柱狀透鏡。
3.如權(quán)利要求1所述的面光源裝置，其特征在于該面光源裝置進(jìn)一步包括一分布有多個(gè)通孔的框架，該框架設(shè)置于該多個(gè)點(diǎn)光源與導(dǎo)光板入光面之間，該多個(gè)凹透鏡分別鑲嵌在該多個(gè)通孔內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的面光源裝置，其特征在于每一點(diǎn)光源與導(dǎo)光板入光面間對應(yīng)設(shè)置兩個(gè)并排的凹透鏡。
5.如權(quán)利要求1所述的面光源裝置，其特征在于該多個(gè)凹透鏡一體成型。
6.如權(quán)利要求1所述的面光源裝置，其特征在于該導(dǎo)光板底面設(shè)置有多個(gè)網(wǎng)點(diǎn)。
7.如權(quán)利要求6所述的面光源裝置，其特征在于該面光源裝置進(jìn)一步包括一設(shè)置于導(dǎo)光板底面的反射板。
8.如權(quán)利要求6所述的面光源裝置，其特征在于該底面進(jìn)一步鍍有一反射膜。
9.如權(quán)利要求1所述的面光源裝置，其特征在于該多個(gè)點(diǎn)光源為發(fā)光二極管。
10.一種液晶顯示器，其包括一液晶面板與一面光源裝置，其特征在于該面光源裝置是權(quán)利要求1至9任一權(quán)利要求所述的面光源裝置，該液晶面板設(shè)置于該導(dǎo)光板出光面一側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明關(guān)于一種面光源裝置及液晶顯示器。該面光源裝置包括一導(dǎo)光板、多個(gè)點(diǎn)光源及多個(gè)凹透鏡，該導(dǎo)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(gè)點(diǎn)光源位于導(dǎo)光板入光面一側(cè)，該多個(gè)凹透鏡位于點(diǎn)光源與導(dǎo)光板入光面之間，而且每一點(diǎn)光源對應(yīng)于至少一凹透鏡。
文檔編號(hào)G02F1/13GK1603912SQ0313498
公開日2005年4月6日 申請日期2003年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月30日
發(fā)明者蔡坤榮 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司