CN102313162A

CN102313162A - 光源装置及包含该光源装置的背光模块

Info

Publication number: CN102313162A
Application number: CN2010102268859A
Authority: CN
Inventors: 陈荣舜
Original assignee: Chi Lin Technology Co Ltd
Current assignee: Chi Lin Technology Co Ltd
Priority date: 2010-07-09
Filing date: 2010-07-09
Publication date: 2012-01-11

Abstract

本发明提供一种光源装置及包含该光源装置的背光模块。该光源装置包括一透镜及一发光二极管。该透镜具有一上表面及一底面，该上表面为光发散面，且该上表面为环状圆弧突起，使得在该透镜的剖面中该上表面为对称的双凸圆弧。该发光二极管面对该透镜。由此，本发明的光源装置可将光线作适当的分配，使得穿过透镜的光线更为均匀，可将发光二极管背光模块的亮区均匀化，并且可减少光学膜片的数目。

Description

光源装置及包含该光源装置的背光模块

技术领域

本发明涉及一种光源装置及包含该光源装置的背光模块，特别涉及一种具有透镜的光源装置及包含该光源装置的背光模块。

背景技术

参考图1，其显示现有不具有透镜的发光二极管的径向位置-发光辉度的关系图。图1中曲线的中间部分极度突出，与曲线两侧之间具有极大的落差，其中，在11mm至21mm间的区域具有极大的辉度，而小于11mm及大于21mm的两侧区域具有极小的辉度，其代表在现有发光二极管中光线集中于中间区域，使得现有不具有透镜的发光二极管所发出的光线极不均匀。

由图1的结果显示，现有不具有透镜的发光二极管的光线无法适当分配，故在发光二极管背光模块(LED BLU)的亮区的范围内的光线极为不均匀。因此，在现有技术中，发光二极管背光模块中必需增加光学膜片的数目，用以与现有发光二极管配合，以改善光线不均匀的问题。其中，增加光学膜片的数目不仅增加了发光二极管背光模块的制造方法复杂度，更增加了发光二极管背光模块的制造成本。

因此，有必要提供一种创新且具有进步性的光源装置及包含该光源装置的背光模块，以解决上述问题。

发明内容

本发明提供一种光源装置，其包括一透镜及一发光二极管。该透镜具有一上表面及一底面，该上表面为光发散面，且该上表面为环状圆弧突起，使得在该透镜的剖面中该上表面为对称的双凸圆弧。该发光二极管面对该透镜。

本发明还提供一种背光模块，其包括一背板、多个上述光源装置及一光学层。所述光源装置设置于该背板之上。该光学层具有一入光面，该入光面面对所述光源装置。

由此，本发明的光源装置可将光线作适当的分配，使得穿过透镜的光线更为均匀。因此，本发明的光源装置可将发光二极管背光模块的亮区均匀化。并且，由于本发明的光源装置可提供均匀化的光线，因此，在发光二极管背光模块中可减少光学膜片的数目，所以不仅可简化发光二极管背光模块的制造方法，更降低了发光二极管背光模块的制造成本。

附图说明

图1显示现有不具有透镜的发光二极管的径向位置-发光辉度的关系图；

图2显示本发明的光源装置的第一实施例的立体图；

图3显示本发明的光源装置的第一实施例的剖面图；

图4及图5分别显示本发明第一实施例的光源装置的另外两种示例的示意图；

图6显示本发明光源装置的径向位置-发光辉度关系图；

图7显示本发明光源装置的第二实施例的剖面图；

图8显示本发明优选实施例的背光模块的剖面图；及

图9显示本发明优选实施例的背光模块的俯视图。

【主要元件符号说明】

2本发明第一实施例的光源装置

3本发明第二实施例的光源装置

21透镜

22发光二极管

23上表面

24底面

25晶粒

26开口

31透镜

32上表面

33底面

34侧表面

40本发明优选实施例的背光模块

41背板

42光学层

421入光面

422微结构

423出光面

424扩散膜

425增亮膜

L1光线

具体实施方式

图2显示本发明光源装置的第一实施例的立体图；图3显示本发明光源装置的第一实施例的剖面图。配合参考图2及图3，该光源装置2包括一透镜21及一发光二极管22。

在本实施例中，该透镜21的材质为具有透光性质的硅胶，但不以此为限，凡是可透光或导光的材质，皆可运用于本发明所述透镜的材质。该透镜21具有一上表面23及一底面24。该上表面23为光发散面，且该上表面23为环状圆弧突起，使得在该透镜21的剖面中该上表面23为对称的双凸圆弧。其中，该上表面23整个表面皆为光发散面。

在本实施例中，该上表面23连接该底面24，且该上表面23的双凸圆弧的连接处不连续，而形成一转角，即，该透镜21的剖面中该上表面23的对称双凸圆弧曲线为一非连续曲线。该透镜21为圆对称结构，且具有一中心轴A，其中该中心轴A通过该底面24的中心且垂直于该底面24。

该发光二极管22面对该透镜21，其具有一晶粒25。在本实施例中，该底面24包括一开口26，以容纳该发光二极管22的晶粒25(在图3中容纳整个发光二极管22)，其中该开口26的形状优选配合该发光二极管22的晶粒25的形状。可以理解的是，如果该底面24没有任何开口，则该发光二极管22面对该底面24。

在本实施例中，该开口26的形状为矩形，该开口26的形状与该晶粒25的形状相同，该开口26的尺寸稍大于该晶粒25的尺寸，以利于容纳该晶粒25，且该发光二极管22的晶粒25接触该开口26的表面。然而，在其它应用中，该晶粒25及该开口26的形状可为半球形或U形，且该晶粒25接触该开口26的表面(如图4所示)，但不限定为所述形状。

可理解的是，该发光二极管22的晶粒25与该开口26的表面可具有一间距，且该开口26可为半球形或U形。例如，该开口26的形状与该晶粒25的形状不同，且该开口26的尺寸大于该晶粒25的尺寸，使得该晶粒25不与该开口26接触，而与该开口26的表面间隔一距离(如图5所示)。

再参考图3，在使用时，该发光二极管22发出至少一光线L1，该光线L1穿透该上表面23后以远离该透镜21的中心轴A方向进行折射(扩光)，通过该透镜21将光线作适当且均匀的分配。

参考图6，其显示本发明的光源装置的径向位置-发光辉度关系图。其中，图6中显示的曲线高低落差较小且较为平滑，可知在本发明的光源装置2的整个发光区域范围内，每一位置的辉度值相当接近，并没有如现有发光二极管中间区域的辉度极大而两侧区域的辉度极小(如图1所示)的不均匀问题产生。

参考图7，其显示本发明的光源装置的第二实施例的剖面图。本实施例的光源装置3与第一实施例的光源装置2(图3)大致相同，其不同处在于透镜31的结构。在本实施例中，该透镜31包括一上表面32、一底面33及一侧表面34，且该侧表面34连接该上表面32及该底面33。其它与第一实施例的光源装置2(图3)相同的部分以相同的附图标记表示，且在此不再加以赘述。同样地，在使用时，该发光二极管22发出至少一光线L1，该光线L1穿透该上表面32后以远离该透镜31的中心轴A方向进行折射(扩光)，通过该透镜31将光线作适当且均匀的分配。

本发明的光源装置2、3可将光线作适当的分配，使得穿过透镜21、31的光线更为均匀。因此，本发明的光源装置2、3可将发光二极管背光模块的亮区均匀化。并且，因本发明的光源装置2、3可提供均匀化的光线，因此，在发光二极管背光模块中可减少光学膜片的数目，因此不仅可简化发光二极管背光模块的制造方法，更降低了发光二极管背光模块的制造成本。

图8显示本发明优选实施例的背光模块的剖面图；图9显示本发明优选实施例的背光模块的俯视图。配合参考图8及图9，该背光模块40包括一背板41、多个光源装置2及一光学层42。在本实施例中，所述光源装置2为图3所示的第一实施例的光源装置2(在图8中仅以长方体示意，详细结构请参考图3)。可理解的是，所述光源装置2也可为图4或5所示的任一种第一实施例的光源装置2。另外，在其它应用中，该背光模块40可包括如图7所示的第二实施例的光源装置3。

所述光源装置2设置于该背板41之上。该光学层42具有一入光面421，该入光面421面对所述光源装置2。在本实施例中，该光学层42具有多个微结构422，所述微结构422相对于相邻光源装置2间的位置。即，所述微结构422并非位于所述光源装置2正上方的位置。优选地，所述微结构422相对于四个相邻光源装置2间的中央位置(参考图9)。

在本实施例中，所述微结构422位于该入光面421，在其它应用中，所述微结构422可位于该光学层42的一出光面423。要强调的是，所述微结构422可在形成该光学层42时一体成型，也可以其它方式(例如网印、贴附、雕刻等方式)另外设置于该入光面421或该出光面423。

该光学层42包括导光板、扩散膜、偏光膜、广视角膜、相位差膜及增亮膜至少其中之一，可理解的是，该光学层42也可进一步包括其它功能的光学膜层。在本实施例中，该光学层42包括二扩散膜424及一增亮膜425，该增亮膜425位于所述扩散膜424之间。在其它应用中，该光学层42可包括一导光板以及扩散膜、偏光膜、广视角膜、相位差膜及增亮膜至少其中之一，且所述膜层可选择性地设置于该导光板的其中一侧面或相对二侧面。

该背光模块40在多个相邻光源装置2间的光线汇集区域具有较高的辉度，所述微结构422可将所述较亮区域的光线再进行折光动作，使该背光模块40的亮区更加的均匀化。

如先前所述，本发明的光源装置2可将光线作适当的分配，使得该背光模块40中各区域位置的辉度差异达到最小，如此可将该背光模块40的亮区均匀化，并且可减少光学膜片的数目，简化该背光模块40的制造方法及降低了该背光模块40的制造成本。

上述实施例仅为说明本发明的原理及其功效，并非限制本发明，因此本领域技术人员对上述实施例进行修改及变化仍不脱离本发明的精神。本发明的权利范围应如权利要求范围所列。

Claims

1.一种光源装置，包括：

一透镜，具有一上表面及一底面，该上表面为光发散面，且该上表面为环状圆弧突起，使得在该透镜的剖面中该上表面为对称的双凸圆弧；以及

一发光二极管，面对该透镜。

2.如权利要求1所述的光源装置，其中该透镜为圆对称结构，且具有一中心轴，该中心轴通过该底面的中心且垂直于该底面。

3.如权利要求1所述的光源装置，其中该上表面整个表面皆为光发散面。

4.如权利要求1所述的光源装置，其中该上表面连接该底面，且该上表面的双凸圆弧的连接处不连续，而形成一转角。

5.一种背光模块，包括：

一背板；

多个光源装置，设置于该背板之上，每一光源装置包括：

一发光二极管，面对该透镜；及

一光学层，具有一入光面，该入光面面对所述光源装置。

6.如权利要求5所述的背光模块，其中该透镜为圆对称结构，且具有一中心轴，该中心轴通过该底面的中心且垂直于该底面。

7.如权利要求5所述的背光模块，其中该上表面整个表面皆为光发散面。

8.如权利要求5所述的背光模块，其中该上表面连接该底面，且该上表面的双凸圆弧的连接处不连续，而形成一转角。

9.如权利要求5所述的背光模块，其中该光学层还包括多个微结构，所述微结构相对于相邻光源装置间的位置。

10.如权利要求9所述的背光模块，其中所述微结构相对于四个相邻光源装置间的中央位置。

11.如权利要求9所述的背光模块，其中该光学层还包括一出光面，所述微结构位于该入光面或该出光面。