一种匀光装置及包括该匀光装置的发光设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种匀光装置及包括该匀光装置的发光设备，所述匀光装置包括分光层和光谱调制层，光源发出的光通过所述分光层散射，再通过光谱调制层调制并拓宽光谱。本发明专利技术的匀光装置，光源发出的光通过分光层时发生波前转换，改变光线出射角度使光线散射；出射的光再通过匀光片时，进一步将光线散射，得到均匀度极高的光分布；最后，均匀的光激发荧光物质或者量子点，改变并扩宽照明光谱，形成均匀的可见光。

A light equalizing device and a light-emitting device including the light equalizing device

The invention discloses a light homogenizing device and a light-emitting device including the light homogenizing device. The light homogenizing device includes a light dividing layer and a spectral modulation layer. The light emitted by the light source is scattered by the light dividing layer, and then modulated and broadened by the spectral modulation layer. In the light homogenizing device of the invention, when the light from the light source passes through the light layer, the wave front conversion occurs, and the light output angle is changed to scatter the light; when the emitted light passes through the light homogenizing plate again, the light is further scattered to obtain the light distribution with high uniformity; finally, the uniform light excites the fluorescent material or quantum dot, changes and widens the illumination spectrum to form the uniform visible light.

【技术实现步骤摘要】
一种匀光装置及包括该匀光装置的发光设备
本专利技术涉及一种匀光装置及包括该匀光装置的发光设备，属于光源领域。
技术介绍
背光板是用来照明被动发光显示装置如液晶显示屏的光源装置。背光板具有光利用效率高，均匀度高，耗电量小以及体积轻薄易于集成的优点。背光板与液晶屏幕结合，应用在数位相机等照明或摄影器材，汽车仪表板、导航仪器及电动玩具，笔记型电脑显示屏幕，灯装置及扫瞄器等等方面，给人们生活带来巨大便利。背光板通常由光源、导光板、光学用膜片等组成；其中，导光板是利用光学级的亚克力/PC板材，然后用具有极高反射率且不吸光的材料，在光学级的亚克力板材底面用激光雕刻、V型十字网格雕刻、UV网版印刷技术印上导光点。利用光学级亚克力板材吸取从灯发出来的光在光学级亚克力板材表面的停留，当光线射到各个导光点时，反射光会往各个角度扩散，然后破坏反射条件由导光板正面射出。通过各种疏密、大小不一的导光点，可使导光板均匀发光。反射片的用途在于将底面露出的光反射回导光板中，用来提高光的使用效率。由于导光板的广泛应用，无数科研工作者对其设计做了很多创新与尝试，希望进一步提高其均匀度和利用效率。专利201510198194.5提出了在反射片层设计两种朝向的V型槽，并通过改变平行入射面的V型槽与垂直入射面V型槽的面积比来提高出光的均匀度。专利201521088224.9提出在出光面设计圆弧凸条和过渡圆弧面来提高出光均匀度和亮度。专利201621198948.3提出在导光板内表层布设圆柱型点状结构层，外表层布设条形结构层，与导光基材三者通过三层共挤设备挤压成一体，组成一种新型导光板。该导光板在一定程度上也提高了出光效率和均匀度。如图1-2所示，为现有技术中一种具有代表性的导光板的结构示意图，LED灯条发出的光照射至导光板，由于导光板底面分布有激光雕刻、V型十字网格雕刻、UV网版印刷技术印上的导光点，当入射光照射至导光点时，会破坏反射条件，因此，反射光会往各个角度扩散，从导光板正面射出。通过各种疏密、大小不一的导光点，可使导光板均匀发光。该装置无法控制局部光线的开关与亮暗，其亮度均匀度也无法显著提升。但显而易见，上述导光板结构均是被动发光，无法主动控制或者调节某区域的亮度变化；同时，导光层表面结构一般采用丝印成型的点阵或者栅格，这类结构通常会出现油墨掉落现象，不易保存，使用寿命短；而点阵或栅格结构本身也在一定程度上限制了出光效率和亮度均匀度的进一步提高。为了能在实际应用中达到高亮度均匀度，亮度局部可控可调，使用寿命长等要求，本申请提出了一种新型匀光装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种匀光装置及包括该匀光装置的发光设备，从而可通过分光层和光谱调制层的调整，出射均匀的光线，满足实际需要。除非特别指明本文中的“LED(LightEmittingDiode)”是指“发光二极管”。除非特别指明本文中的“DOE(DiffractiveOpticalElements)”是指“衍射光学元件，通常定义为—基于光波衍射理论，利用计算机辅助设计，并用超大规模集成电路制作工艺，在基片或者传统光学器件表面刻蚀产生两个或者多个台阶深度的浮雕结构形成纯相位、同轴再现、极高衍射效率的一类光学元件”。除非特别指明本文中的“荧光”是“光致发光的一种，物质吸收电磁辐射(光)后发出新的电磁辐射(光)”。除非特别指明本文中的“匀光板”类似于“导光板，能将点光源或者线光源转换为面光源”。除非特别指明本文中的“量子点”是指“一种纳米级别的半导体，通过对这种纳米半导体材料施加一定的电场或光压，它们便会发出特定频率的光，发出的光的频率随纳米半导体尺寸的改变而变化”。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一方面，本专利技术提供一种匀光装置，包括分光层和拓宽光谱层，光源发出的光通过所述分光层散射，再通过所述拓宽光谱层调制并拓宽光谱。进一步地，所述分光层为衍射光学元件。进一步地，所述衍射光学元件上设有分光结构。进一步地，所述分光结构为微纳结构。进一步地，所述分光结构的排布结构为像素式、遍布式、沿衍射光学元件的周边均匀分布或在衍射光学元件成局部分布结构。进一步地，当所述分光结构在衍射光学元件上局部分布时，所述局部分布结构整体成环形或方形。进一步地，所述分光层和光谱调制层之间还设有匀光片,所述匀光片用于将从分光层发出的光散射。进一步地，所述光谱调制层为荧光层或量子点层。另一方面，本专利技术还提供一种发光设备，包括光源以及如上所述的匀光装置。进一步地，所述光源为主动式发光光源，所述主动发光光源为LED光源。本专利技术的有益效果在于：光通过分光层时发生波前转换，一部分光直接透光分光层，另一部分光通过衍射元件衍射，使光散射，从而改变光线出射角度使光线散射；出射的光再通过匀光片时，进一步将光线散射，得到均匀度极高的光分布；最后，均匀的光激发荧光物质或者量子点，改变(调制)并扩宽照明光谱，形成均匀的可见光；使用该匀光装置发出的光具有亮度均匀度高，并且局部光线和亮暗都均可控可调，使用寿命长，环保节能等显著地技术优点，易于实现产业化，可能为整个产业带来革命性的变化，具有极高的经济价值和社会价值。并且，本专利技术的发光装置利用LED阵列光源主动发光，经过设计过的DOE散射光线，保证获得光线极高的亮度均匀度；主动发光，调节指定区域的明暗和亮度，并且亮度均匀度大幅提高，环保节能、使用寿命长。此外，本专利技术的衍射光学元件，匀光片，可通过现有的纳米压印技术工业化生产，制作工艺成熟，产品一致性容易保证，价格可控，成本低。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1为现有技术中的一种具有代表性的导光板的结构示意图；图2为图1的导光板的光线走向图；图3为本专利技术的匀光装置的结构示意图；图4为图3中的匀光装置的立体图；图5为本专利技术的匀光装置控制局部光线开关的结构示意图；图6为本专利技术的匀光装置调节局部光线亮暗的结构示意图；图7a为本专利技术的匀光装置中的衍射光学元件为像素式时的结构示意图；图7b为本专利技术的匀光装置中的衍射光学元件为遍布式时的结构示意图；图8a为本专利技术实施例1的匀光装置中的衍射光学元件的匀光结构沿衍射光学元件的周边均匀分布时的结构示意图；图8b为图8a中的匀光装置当单个LED发出的光经过该衍射光学元件的光场分布图；图8c为图8a中的匀光装置的光线走向图；图9a为本专利技术实施例2的匀光装置中的衍射光学元件的局部分布结构整体成环形时衍射光学元件的结构示意图；图9b为图9a中的匀光装置当单个LED发出的光经过该衍射光学元件的光场分布图；图9c为图9a中的匀光装置的光线走向图；图10a为本专利技术实施例3的匀光装置中的衍射光学元件的局部分布结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种匀光装置，其特征在于，包括分光层和拓宽光谱层，光源发出的光通过所述分光层散射，再通过所述拓宽光谱层调制并拓宽光谱。/n

【技术特征摘要】
1.一种匀光装置，其特征在于，包括分光层和拓宽光谱层，光源发出的光通过所述分光层散射，再通过所述拓宽光谱层调制并拓宽光谱。


2.根据权利要1所述的匀光装置，其特征在于，所述分光层为衍射光学元件。


3.根据权利要2所述的匀光装置，其特征在于，所述衍射光学元件上设有分光结构。


4.根据权利要3所述的匀光装置，其特征在于，所述分光结构为微纳结构。


5.根据权利要4所述的匀光装置，其特征在于，所述分光结构的排布结构为像素式、遍布式、沿衍射光学元件的周边均匀分布或在衍射光学元件成局部分布结构。


6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈林森，乔文，花尔凯，方宗豹，
申请(专利权)人：苏州苏大维格光电科技股份有限公司，苏州维旺科技有限公司，苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32