TW201520659A - 發光裝置及背光模組 - Google Patents

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Abstract

一種發光裝置包括光源及擴光單元。該擴光單元包括第一擴光部及第二擴光部。該第一擴光部包括底面、第一出光面及側面。該側面連接該底面及第一出光面。該底面開設有朝該第一出光面凹入的第一容置腔。該光源位於該第一容置腔內。該第一出光面開設有朝該底面凹入的第二容置腔。該第二容置腔與該第一容置腔貫通。該第二容置腔具有第一連接面。該第二擴光部嵌入該第二容置腔中。該第二擴光部具有第二出光面及第二連接面。該第二連接面與該第一連接面貼合。該第二出光面與該第一出光面平滑連接。該第一擴光部的折射率小於該第二擴光部的折射率。

Description

發光裝置及背光模組
本發明係關於一種發光裝置及一種包含該發光裝置的背光模組。
目前，大尺寸顯示面板多採用直下式背光模組。在直下式背光模組中，通常會在發光二極體（light emitting diode, LED）光源上方加一個擴光單元以將光線發散，從而減少LED光源的使用數量。
LED光源發出的光線經過擴光單元後通常具有近似圓對稱型光場，如圖1，為先前技術中LED光源發出的光線經過擴光單元後的光照度模擬圖，該光照度模擬圖在其中心具有一個強光點，即該處光照度太強，該中心處的光照度與四周呈不均勻分佈，具有此種光照度的發光裝置應用於背光模組中必然會使該背光模組發出的光線均勻性不佳。
有鑒於此，有必要提供一種能夠提高光擴散均勻度的發光裝置及一種包含該發光裝置的背光模組。
一種發光裝置包括光源及擴光單元。該擴光單元包括一第一擴光部以及一第二擴光部。該第一擴光部包括一底面、一第一出光面及一側面。該側面連接該底面及該第一出光面。該底面開設有朝該第一出光面凹入的第一容置腔。該光源位於該第一容置腔內。該第一出光面開設有朝該底面凹入的第二容置腔。該第二容置腔與該第一容置腔貫通。該第二容置腔具有一第一連接面。該第二擴光部嵌入該第二容置腔中。該第二擴光部具有一第二出光面及一第二連接面。該第二連接面與該第一連接面貼合。該第二出光面與該第一出光面平滑連接。該第一擴光部的折射率小於該第二擴光部的折射率。
一種背光模組包括如上所述之發光裝置以及一個擴散板。該擴散板位於該擴光單元背離該光源的一側。該擴散板與該擴光單元對準以用於接收並進一步發散由該發光裝置發出之光線。
本發明提供的該背光模組採用該發光裝置，該發光裝置的擴光單元包括該第一擴光部以及嵌入至該第一擴光部中的該第二擴光部，該第一擴光部的折射率小於該第二擴光部的折射率，使由該光源發出的一部份光線在周邊由該第一擴光部擴散，而另外一部份光線在中心處由該第二擴光部擴散，如此，使得該發光裝置出光較均勻，而不會在中心出現強光點。
圖1為先前技術的發光裝置的光照度模擬圖。
圖2為本發明第一實施方式提供的發光裝置的立體示意圖。
圖3為圖2中的發光裝置的分解示意圖。
圖4為圖2中的發光裝置沿線IV-IV的剖面示意圖。
圖5為圖2中的發光裝置的光照度模擬圖。
圖6為本發明第二實施方式提供的背光模組的剖面示意圖。
下面結合附圖將對本發明實施方式作進一步的詳細說明。
如圖2-4所示，本發明第一實施方式提供的發光裝置100包括一個光源10以及一個擴光單元200。由該光源10發出的光線經由該擴光單元200後發散。
請參閱圖2，該擴光單元200包括一個第一擴光部20以及一個第二擴光部30。該第二擴光部30嵌入至該第一擴光部20中以與該第一擴光部20相互配合構成一個透鏡。
請參閱圖3-4，該第一擴光部20具有一個中軸線O，該第一擴光部20以該中軸線O呈中心對稱。該第一擴光部20包括一個底面21、一個第一出光面22、一個側面23。該底面21與該第一出光面22位於該第一擴光部20相背的兩側。該側面23連接該底面21與該第一出光面22。該底面21為一平面，該第一出光面22為一曲面。該底面21開設有朝該第一出光面22凹入的第一容置腔210。該第一容置腔210具有一個第一入光面212，該第一入光面212即為該第一容置腔210的側壁。該第一入光面212為非球面曲面。該光源10位於該第一容置腔210內且位於該中軸線O上。該第一出光面22開設有朝該底面21凹入的第二容置腔220。該第二容置腔220與該第一容置腔210貫通。該第二容置腔220具有一個第一連接面222，該第一連接面222連接該第一入光面212及該第一出光面22。該第二容置腔220平行於該底面21的截面的面積朝靠近該底面21的方向遞減。本實施方式中，該第二容置腔220為錐形，該第一連接面222為錐形圓周面。
該第二擴光部30亦以該中軸線O呈中心對稱。該第二擴光部30包括一個第二入光面31、一個第二出光面32以及一個第二連接面33。該第二入光面31與該第二出光面32位於該第二擴光部30相背的兩側。該第二連接面33位於該第二擴光部30的側面，該第二連接面33連接該第二入光面31與該第二出光面32。該第二入光面31朝該第二出光面32的方向凹陷。該第二出光面32為一曲面。該第二擴光部30嵌入至該第二容置腔220中。該第二連接面33與該第一連接面222貼合。本實施方式中，該第二擴光部30呈與該第二容置腔220相配合的錐形，該第二連接面33亦為錐形圓周面。該第二出光面32與該第一出光面22平滑連接。該第二入光面31與該第一入光面212平滑連接。
該第一擴光部20與該第二擴光部30均由聚碳酸酯（PC）或聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）等材料製成。該第一擴光部20的折射率小於該第二擴光部30的折射率。本實施方式中，該第一擴光部20的折射率為1.49，該第二擴光部30的折射率可在1.52至1.59的範圍內選擇。優選地，該第二擴光部30的折射率為1.52。
工作時，由該光源10發出的一部份光線在周邊經由該第一入光面212入射至該第一擴光部20中，並經由該第一出光面22出射。由該光源10發出的另外一部份光線在中心處經由該第二入光面31入射至該第二擴光部30，並經由該第二出光面32出射。本實施方式中，該光源10為發光二極體（light emitting diode, LED）。如圖5所示，為當該第一擴光部20的折射率為1.49，該第二擴光部的折射率為1.52時該發光裝置100的光照度模擬圖，出光時，該發光裝置100的中心沒有強光點，該發光裝置100的中心與其周邊的光照度大致均勻分佈。
如圖6所示，本發明第二實施方式提供的背光模組300包括本發明第一實施方式提供的該發光裝置100以及一個擴散板50。該發光裝置100的具體結構在此不再贅述。
該擴散板50包括一個入射面52以及一個出射面54。該入射面52與該出射面54分別位於該擴散板50相背的兩側，且該入射面52與該出射面54平行。該擴散板50位於該擴光單元200背離該光源10的一側，即該擴散板50位於該第一出光面22及該第二出光面32的一側。該擴散板50與該擴光單元200對準，即該入射面52與該第一出光面22及該第二出光面32相對。由該發光裝置100出射的光線經由該入射面52入射至該擴散板50並被該擴散板50進一步發散。
本發明實施方式提供的該背光模組300採用該發光裝置100，該發光裝置100的擴光單元200包括該第一擴光部20以及嵌入至該第一擴光部20中的該第二擴光部30，該第一擴光部20的折射率小於該第二擴光部30的折射率，使由該光源10發出的一部份光線在周邊由該第一擴光部20擴散，而另外一部份光線在中心處由該第二擴光部30擴散，如此，使得該發光裝置100出光較均勻，而不會在中心出現強光點。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
100‧‧‧發光裝置
200‧‧‧擴光單元
10‧‧‧光源
20‧‧‧第一擴光部
30‧‧‧第二擴光部
21‧‧‧底面
22‧‧‧第一出光面
23‧‧‧側面
210‧‧‧第一容置腔
212‧‧‧第一入光面
220‧‧‧第二容置腔
222‧‧‧第一連接面
31‧‧‧第二入光面
32‧‧‧第二出光面
33‧‧‧第二連接面
300‧‧‧背光模組
50‧‧‧擴散板
52‧‧‧入射面
54‧‧‧出射面
無
100‧‧‧發光裝置
10‧‧‧光源
20‧‧‧第一擴光部
30‧‧‧第二擴光部
22‧‧‧第一出光面
23‧‧‧側面
220‧‧‧第二容置腔
222‧‧‧第一連接面
32‧‧‧第二出光面

Claims (10)

  1. 一種發光裝置，包括光源及擴光單元，其改進在於，該擴光單元包括一第一擴光部以及一第二擴光部，該第一擴光部包括一底面、一第一出光面及一側面，該側面連接該底面及該第一出光面，該底面開設有朝該第一出光面凹入的第一容置腔，該光源位於該第一容置腔內，該第一出光面開設有朝該底面凹入的第二容置腔，該第二容置腔與該第一容置腔貫通，該第二容置腔具有一第一連接面，該第二擴光部嵌入該第二容置腔中，該第二擴光部具有一第二出光面及一第二連接面，該第二連接面與該第一連接面貼合，該第二出光面與該第一出光面平滑連接，該第一擴光部的折射率小於該第二擴光部的折射率。
  2. 如請求項1所述之發光裝置，其中，該第一擴光部具有一中軸線，該第一擴光部以該中軸線呈中心對稱，該第二擴光部以該中軸線呈中心對稱。
  3. 如請求項1所述之發光裝置，其中，該第二容置腔在平行於該底面的截面的面積朝靠近該底面的方向遞減。
  4. 如請求項3所述之發光裝置，其中，該第二容置腔為錐形，該第一連接面及該第二連接面為錐形圓周面。
  5. 如請求項1所述之發光裝置，其中，該第一容置腔具有一第一入光面，該第一入光面為非球面曲面，該光源發出的光經由該第一入光面入射至該第一擴光部。
  6. 如請求項5所述之發光裝置，其中，該第二擴光部還具有一第二入光面，該第二入光面位於該第二擴光部背離該第二出光面的一側，該第二連接面連接該第二入光面與該第二出光面，該第二入光面朝該第二出光面的方向凹陷以與該第一入光面平滑連接，該光源發出的光經由該第二入光面入射至該第二擴光部。
  7. 如請求項1所述之發光裝置，其中，該第一擴光部的折射率為1.49，該第二擴光部的折射率的取值範圍為1.52至1.59。
  8. 如請求項1所述之發光裝置，其中，該第一擴光部的折射率為1.49，該第二擴光部的折射率為1.52。
  9. 如請求項1所述之發光裝置，其中，該光源為發光二極體。
  10. 一種背光模組，包括如請求項1至9任意一項所述之發光裝置以及一個擴散板，該擴散板位於該擴光單元背離該光源的一側，該擴散板與該擴光單元對準以用於接收並進一步發散由該發光裝置發出之光線。
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