CN1936669A

CN1936669A - 发光装置与面光源模块

Info

Publication number: CN1936669A
Application number: CN 200510109667
Authority: CN
Inventors: 萧增科; 周文彬; 侯腾超
Original assignee: Coretronic Corp
Current assignee: Coretronic Corp
Priority date: 2005-09-19
Filing date: 2005-09-19
Publication date: 2007-03-28
Anticipated expiration: 2025-09-19
Also published as: CN100399149C

Abstract

本发明公开了一种发光装置，其包括基板、多个光源及透镜部。光源被排列于基板上，透镜部包覆基板。透镜部具有位于光源上方的鞍形折射面，该鞍形折射面具有一个鞍区与两个脊区。鞍区位于脊区之间，而脊区的出光强度大于鞍区的出光强度。此外，本发明还公开了一种具有此发光装置的面光源模块。由于透镜部的鞍形折射面的特殊外形，使脊区的出光强度大于鞍区的出光强度，本发明的面光源模块可以提供均匀性较佳的面光源。因光线可直接自鞍形折射面出射，不会因反射而损失能量，所以可提高发光装置的发光效率，进而增加面光源的亮度。

Description

发光装置与面光源模块

技术领域

本发明涉及一种发光装置与面光源模块，尤其涉及一种各方向的出光强度不同的发光装置及其所构成的面光源模块。

背景技术

液晶显示器主要由液晶面板及背光模块构成，其中，背光模块用以提供液晶面板所需的面光源，以使液晶显示器达到显示的效果。一般来说，背光模块大致上可分为直下式(Direct-Type)与边缘式两种，直下式背光模块通常应用于较大尺寸的液晶面板。

图1A为现有的背光模块结构的示意图，图1B为图1A的剖面图。请参照图1A与图1B，现有的背光模块100为直下式背光模块，其包括灯箱110、多个冷阴极荧光灯管(Cold Cathode Fluorescence Lamp，CCFL)120以及扩散板(Diffusion Plate)130。其中，冷阴极荧光灯管120配置于灯箱110内，而扩散板130覆盖灯箱110的出光截面112，用以将冷阴极荧光灯管120所发出的光线122扩散为面光源。在此，为了清楚显示灯箱110的内部，图1A中仅绘示出局部扩散板130。

在现有的背光模块100中，由于冷阴极荧光灯管120均匀地往各方向发出光线，因此出光截面112上各处的光线强度视其与冷阴极荧光灯管120的距离而定。换言之，在冷阴极荧光灯管120上方的光线强度将大于其它处的光线强度。所以，现有背光模块100为了提供较为均匀的面光源，必须将冷阴极荧光灯管120之间的间距维持在约20mm～30mm，而无法大幅度地变动。

此外，射至灯箱110底部的光线122需通过灯箱110底部的反射才能入射扩散板130，但光线122在反射的过程中将损失部分能量，因而使背光模块100的发光效率降低。

另一方面，以美国国家电视系统委员会(National Television SystemCommittee，NTSC)所制定的标准来衡量，利用现有背光模块100来提供面光源的液晶显示器其色彩饱和度最多仅约75％左右。再者，冷阴极荧光灯管120的色彩无法校正，且随着使用时间的增长冷阴极荧光灯管120的色彩及亮度将发生变异，因而影响液晶显示器的显示质量。另外，因冷阴极荧光灯管120内含有水银，容易造成环境污染。

发明内容

据此，本发明的目的在于提供一种发光装置，其可在不同方向上提供不同的光线强度。

本发明的另一目的是提供一种面光源模块，其可提供均匀性较佳的面光源。

基于所述与其它目的，本发明提供的发光装置包括基板、多个光源以及透镜部。其中，光源被排列于基板上，透镜部包覆基板。透镜部具有位于光源上方的鞍形折射面，且鞍形折射面具有一个鞍区与两个脊区。鞍区位于两脊区之间，而脊区的出光强度大于鞍区的出光强度。

在所述发光装置中，透镜部例如可以是直线状透镜部。

在所述发光装置中，各光源例如可以是发光二极管芯片(Light EmittingDiode Chip)。

在所述发光装置中，例如可将光源以m×n的矩阵的形式排列再基板上，且m、n为正整数。此外，偶数列的光源例如可分别对应于奇数列中相邻的光源间。

在所述的发光装置中，基板例如可为长方形。

本发明还提供一种面光源模块，其包括灯箱与多个所述发光装置，其中，灯箱具有出光截面，而发光装置配置于灯箱底部。

在该面光源模块中，发光装置的基板例如可为长方形，而发光装置例如可沿长方形基板的延伸方向排列于灯箱底部。

在所述面光源模块中，发光装置的基板例如可为长方形，而发光装置例如可沿长方形基板的延伸方向并排排列于灯箱底部。

所述面光源模块例如还可包括光学膜片组，其覆盖灯箱的出光截面。其中，光学膜片组例如包括扩散板、增光片及棱镜片的至少其中之一。

在本发明的发光装置中，主要借助于透镜部的鞍形折射面的特殊外形使脊区的出光强度大于鞍区的出光强度，以克服现有面光源中冷阴极荧光灯管上方部分较亮的缺点，因此本发明的面光源模块可以提供光线强度均匀的面光源。

附图说明

为使本发明的所述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文结合附图对优选实施方式进行详细说明。附图中：

图1A为现有的一种背光模块结构的示意图；

图1B为图1A的剖面图；

图2A为本发明一优选实施方式的面光源模块的结构示意图；

图2B为图2A的剖面图；

图3A为图2A所示的发光装置的结构示意图；

图3B为图3A的剖面图；

图4A与图4B为本发明的另两种发光装置的结构示意图。

附图标记说明

100 背光模块

110、210 灯箱

112、212 出光截面

120 冷阴极荧光灯管

122、225 光线

130 扩散板

200 面光源模块

220 发光装置

222 基板

224 光源

226 透镜部

227 底面

228 鞍形折射面

228a 鞍区

228b 脊区

229 出光光形

230 光学膜片组

250 线光源

具体实施方式

图2A为本发明一优选实施方式的面光源模块的结构示意图，图2B为图2A的剖面图。此外，图3A为图2A中发光装置的结构示意图，图3B为图3A的剖面图。

请参照图2A、图2B、图3A及图3B，本实施方式的面光源模块200可用于要求均匀面光源的装置中，如应用于液晶显示器中，以提供液晶显示面板所需的面光源。面光源模块200包括灯箱210与多个发光装置220，其中，灯箱210具有出光截面212，而发光装置220被排列于灯箱210的底部。此外，各发光装置220包括基板222、多个光源224以及透镜部226。其中，光源224被排列于基板222上，而透镜部226包覆基板222。透镜部226具有位于光源224上方的鞍形折射面228，且鞍形折射面228具有一个鞍区228a与两个脊区228b。鞍区228a位于两脊区228b之间，而脊区228b的出光强度大于鞍区228a的出光强度。

在面光源模块200中，发光装置220的基板222例如可以是长方形基板，且发光装置220可沿长方形基板的延伸方向(即Y方向)并排排列于灯箱210的底部，以于灯箱210的底部形成多个线光源250，这些线光源250可取代现有技术中的冷阴极荧光灯管。此外，发光装置220的各个光源224例如可以是发光二极管芯片，例如可沿Y方向将其并排排列于基板222上。此外，透镜部226可为直线状(即Y方向)透镜部，以简化其模具及制造过程。

在本实施方式中，各光源224所发出的光线225经由透镜部226的底面227入射透镜部220，并自透镜部220的鞍形折射面228出射。其中，鞍形折射面228用以折射光线225，以改变光线225的传递路径。由于经鞍形折射面228的脊区228b折射后的光线225会聚集，而经鞍形折射面228的鞍区228a折射后的光线225会往两侧发散，因此可使脊区228b的出光强度大于鞍区228a的出光强度。

在本实施方式中，由于脊区228b的出光强度大于鞍区228a的出光强度，使得面光源模块200所提供的面光源中，位于线光源250上方部份的亮度与其余部分的亮度较为一致，因此可提高面光源的均匀性。此外，因光线225不需经过反射即可直接自鞍形折射面228出射，所以不会因反射而损失能量，于是可提高发光装置220的发光效率，进而增加面光源的亮度。

为了进一步提高面光源模块200所提供的面光源的均匀性，可于灯箱210上方配置光学膜片组230，该膜片组覆盖灯箱210的出光截面212。其中，光学膜片组230例如包括扩散板、增光片及棱镜片中至少之一。另外，在图2A中为了清楚显示灯箱210内部，仅示出了局部光学膜片组230，实际上光学膜片组230覆盖整个灯箱210的出光截面212。

在本实施方式的发光装置220中，由于作为光源224的发光二极管芯片以阵列排列，且发光二极管芯片之间的间距较小，因此可有效消除发光二极管芯片分类误差，并可增加发光二极管芯片的混光效果。此外，以发光二极管芯片作为光源不仅可避免现有技术中冷阴极荧光灯内的水银容易造成环境污染的问题，还可提高液晶显示器的色彩表现，使色彩饱和度达到NTSC标准的100％左右。

值得一提的是，在本实施方式中可借助于改变透镜部226的鞍形折射面228的外形来调整发光装置220的出光光形229。如此一来，可在不影响面光源均匀性的前提下，调整灯箱210底部的线光源250的间距。因此，本实施方式可在不影响面光源均匀性的情况下，视需求而调整面光源模块200中的线光源250的数量，以改变面光源的亮度。

图4A与图4B为另两种发光装置的结构示意图。请先参照图4A，在本实施方式中，发光装置220的光源224除了可沿Y方向并排排列于基板222上外，还可沿Y方向单排排列于基板222上。此外，在图4B所示的另一实施方式中，发光装置220的各个光源224例如在基板222上被排列成m×n的矩阵，且m、n为正整数。举例而言，光源224例如是在基板222上排列成10×3的矩阵，且偶数列(如第二列)的光源224分别对应于奇数列(如第一、三列)中相邻的光源224间。当然，本发明对于光源224在基板222上的排列方式没有限制。

综上所述，本发明的面光源模块与发光装置至少具有以下优点。

1.在发光装置中，由于透镜部的鞍形折射面的特殊外形，使脊区的出光强度大于鞍区的出光强度，可克服现有技术中面光源于冷阴极荧光灯管上方部分较亮的缺点，因此本发明的面光源模块可以提供均匀性较佳的面光源。

2.本发明可借助于改变透镜部的折射面的外形来调整发光装置的出光光形，以便在不影响面光源均匀性的情况下，调整线光源的间距。因此，本发明可视需求而调整面光源模块中线光源的数量，以改变面光源的亮度。

3.因光线可直接自鞍形折射面出射，不会因反射而损失能量，所以可提高发光装置的发光效率，进而增加面光源的亮度。

虽然本发明已以优选实施方式披露如上，但其并非用是对本发明的限制，本领域任何技术人员在不超出本发明的构思和范围的前提下，可以作出许多改动与润饰，因此本发明的保护范围应以所附的权利要求界定的范围为准。

Claims

1.一种发光装置，包括：

基板；

排列于所述基板上的多个光源；及

包覆所述基板的透镜部，该透镜部具有位于所述光源上方的鞍形折射面，该鞍形折射面具有一个鞍区和两个脊区，其中，所述鞍区位于所述脊区之间，所述脊区的出光强度大于所述鞍区的出光强度。

2.如权利要求1所述的发光装置，其中，所述透镜部为直线状透镜部。

3.如权利要求1所述的发光装置，其中，各所述光源包括发光二极管芯片。

4.如权利要求1所述的发光装置，其中，所述光源在所述基板上被排列成m×n的矩阵，且m、n为正整数。

5.如权利要求4所述的发光装置，其中，所述光源的偶数列分别对应于奇数列中相邻的所述光源间。

6.如权利要求1所述的发光装置，其中，所述基板为长方形。

7.一种面光源模块，包括：

具有出光截面的灯箱；

配置于所述灯箱底部的多个发光装置，其中，各所述发光装置包括：

基板；

排列于所述基板上的多个光源；及

包覆所述基板的透镜部，该透镜部具有位于所述光源上方的鞍形折射面，该鞍形折射面具有一个鞍区和两个脊区，所述鞍区位于所述脊区之间，所述脊区的出光强度大于所述鞍区的出光强度。

8.如权利要求7所述的面光源模块，其中，所述透镜部为直线状透镜部。

9.如权利要求7所述的面光源模块，其中，所述基板为长方形。

10.如权利要求9所述的面光源模块，其中，所述发光装置沿所述长方形基板的延伸方向排列于所述灯箱底部。

11.如权利要求9所述的面光源模块，其中，所述发光装置沿所述长方形基板的延伸方向并排排列于所述灯箱底部。

12.如权利要求7所述的面光源模块，其中，各所述光源包括发光二极管芯片。

13.如权利要求7所述的面光源模块，其中，所述光源在所述基板上被排列成m×n的矩阵，且m、n为正整数。

14.如权利要求13所述的面光源模块，其中，所述光源的偶数列分别对应于奇数列中相邻的所述光源间。

15.如权利要求7所述的面光源模块，其中，还包括覆盖所述灯箱的所述出光截面的光学膜片组。

16.如权利要求15所述的面光源模块，其中，所述光学膜片组包括扩散板、增光片及棱镜片的至少其中之一。