TWI547737B - 控制光通量之元件及具有其之顯示裝置 - Google Patents

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崔峴鎬
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Description

控制光通量之元件及具有其之顯示裝置
本發明係主張關於2012年04月05日申請之韓國專利案號No.10-2012-0035669之優先權。藉以引用的方式併入本文用作參考。
本發明係關於控制光通量之元件及具有其之顯示裝置。
一般而言，歸因於重量輕、厚度薄、電力消耗低之特性，液晶顯示裝置(或LCD)被廣泛應用。與此廣泛應用相伴，LCD用於辦公室自動化裝置及視訊/音訊裝置。LCD藉由使用回應於電壓或溫度而改變陣列之晶體的物理性質顯示圖像資料(或影像)。亦即，一般而言，液晶顯示裝置(LCD)藉由如下動作顯示圖像：使液晶顯示面板處之液晶胞矩陣中之液晶胞中的每一者根據視訊信號控制光透射率。
由於LCD並非自發光部件，所以LCD在液晶顯示面板之後表面處需要背光單元，背光單元用於將光輻照至用於顯示影像之液晶顯示面板。亦即，安裝至顯示裝置或其類似者之液晶顯示(LCD)面板不具有自發光功能。出於此原因，背光單元(BLU)安置於此LCD面板之後部，以產生光且將所產生之光提供至LCD面板。
一般而言，LCD包括陣列基板、彩色濾光片基板、設置於陣列基板與彩色濾光片基板之間的液晶面板之層，及將光發射至液晶面板之背光單元。
對於LCD而言，存在兩種類別之背光單元，一種為直下式(direct type)背光單元，且另一種為側光式(edge type)背光單元。側光式背光單元包括光導面板及發光二極體。發光二極體配置於光導面板之側向 表面處。光導面板經由全反射來導引自發光二極體發射之光，且將該光發射至液晶面板。
另一方面，對於直下式背光單元，未使用光導面板，且發光二極體配置於光導面板之後表面處，藉此發光二極體使光朝向液晶面板之後表面發射。
背光單元必須均一地將光發射至液晶面板。亦即，努力改良液晶顯示裝置之亮度均勻性。
因此，謹記先前技術中出現之以上缺點/問題而進行本發明，且本發明之目的在於提供控制光通量之元件及具有其之顯示裝置，該元件及該裝置，配置來改良亮度均勻性。
為了實現以上目的，本發明提供一種控制光通量之元件(下文中被稱作「光通量控制元件」)，該元件包含：一入射表面，光入射於該入射表面上；一折射表面，該光自該入射表面發射至該折射表面；及一後表面，其自該入射表面延伸至該折射表面，其中一中心軸線藉由自該入射表面之一中心延伸至該折射表面之一中心的一軸線所定義，且其中該折射表面包括自該後表面延伸之一第一折射表面，其中自該中心軸線之一距離隨著該第一折射表面從該後表面縮回而逐漸增大。
較佳但未必需要，該折射表面可包括一第二折射表面，該第二折射表面係為彎曲且自該第一折射表面延伸，其中自該中心軸線之一距離隨著該第二折射表面從該後表面縮回而逐漸增大。
較佳但未必需要，該折射表面可形成有與該入射表面相對之一凹陷表面，且該第二折射表面可自該第一折射表面延伸至該凹陷表面之一外部。
較佳但未必需要，該凹陷表面可在一側向方向、一上部側向方向及一底部側向方向中之任一方向反射光。
較佳但未必需要，該第二折射表面可在一側向方向、一上部 側向方向及一底部側向方向中之任一方向折射自該凹陷表面反射之該光。
較佳但未必需要，一第二直線可藉由自該入射表面之一中心延伸至該第二折射表面與該凹陷表面接合的一區域之一線所定義，且該中心軸線與該第二直線之間的一角度為5°至25°。
較佳但未必需要，一第一直線可藉由自該入射表面之一中心延伸至該第一折射表面與該第二折射表面接合的一區域之一線所定義，且該中心軸線與該第一直線之間的一角度為30°至85°。
較佳但未必需要，該第一折射表面與該後表面之間的一角度可為110°至175°。
較佳但未必需要，該光通量控制元件可包括一矽樹脂。
在本發明之另一一般態樣中，提供一種顯示裝置，該顯示裝置包含：一驅動基板；一光源，其與該驅動基板連接；一光通量控制元件，其以來自該光源之光入射；及一顯示面板，其以來自該光通量控制元件之該光入射，其中該光通量控制元件包括：一入射表面，光自該光源入射於該入射表面上；及一折射表面，該光自該入射表面發射至該折射表面，其中該折射表面包括一第一折射表面，其中自該光源之一軸線的一距離隨著該第一折射表面從一驅動基板縮回而逐漸增大。
較佳但未必需要，該光通量控制元件可進一步包括一後表面，該後表面自該入射表面延伸，且與該驅動基板相對，其中該第一折射表面自該後表面延伸。
較佳但未必需要，該第一折射表面可使得自該光源之一光軸的一距離隨著該第一折射表面從該後表面縮回而逐漸增大。
較佳但未必需要，可使該光通量控制元件直接緊密地與該光源及該驅動基板接觸。
較佳但未必需要，該折射表面可包括一第二折射表面，其中自該光源之該軸線的一距離隨著該第二折射表面從該驅動基板縮回而逐漸減小。
較佳但未必需要，該光通量控制元件可包括一容納凹槽，該容納凹槽容納該光源，且該入射表面可包括該容納凹槽之一內表面。
較佳但未必需要，該光通量控制元件之一半徑與厚度之間的一比率可為0.8：1至1：0.8。
較佳但未必需要，自該光源之該光軸至該後表面與該第一折射表面接合之一區域的一距離可為該光通量控制元件之該半徑的0.5倍至0.9倍。
較佳但未必需要，該光通量控制元件可直接形成於該驅動基板上，或直接形成於該光源上。
在本發明之又一一般態樣中，提供一種製造一發光裝置之方法，該方法包含：在一上表面上提供安裝有一光源之一驅動基板；提供一模具，該模具包括對應於該光源之一成形凹槽；及在該成形凹槽內部直接形成一光通量控制元件於該驅動基板及該光源上，其中該成形凹槽之一入口與該光源相對地配置，且該成形凹槽之該入口的一直徑小於該成形凹槽之一小直徑。
較佳但未必需要，該方法可進一步包含：將一樹脂組合物配置於該成形凹槽內部；及在使該樹脂組合物與該光源及該驅動基板直接接觸時固化該樹脂組合物。
根據本發明之例示性實施例之光通量控制元件包括一第一折射表面，其中自一中心軸線的一距離隨著該第一折射表面從一後表面縮回而逐漸增大。該第一折射表面可形成有相對於一驅動基板之一底切(under cut)結構，藉此來自一光源之光可有效地自該第一折射表面在一側向方向或一上部側向方向上發射。因此，根據本發明之例示性實施例之該光通量控制元件及具有其之顯示裝置可擁有增強之亮度均勻性及亮度。
本發明之教示可藉由結合隨附圖式及實施方式而容易理解。
10‧‧‧光通量控制元件
11‧‧‧樹脂組合物
12‧‧‧模具
13‧‧‧成形凹槽
14‧‧‧入口
20‧‧‧發光二極體
30‧‧‧驅動基板
40‧‧‧背光單元
41‧‧‧底部保護罩
42‧‧‧光學片
50‧‧‧液晶顯示面板
51‧‧‧閘極驅動PCB
52‧‧‧資料驅動PCB
53‧‧‧頂部罩殼
54‧‧‧面板導引裝置
100‧‧‧凹入單元
101‧‧‧中心
110‧‧‧第一折射表面/內表面
120‧‧‧第二折射表面
130‧‧‧折射表面
200‧‧‧凹入單元
201‧‧‧中心
210‧‧‧入射表面
220‧‧‧後表面
D1‧‧‧半徑
D2‧‧‧距離
D3‧‧‧半徑
OA‧‧‧光軸
T1‧‧‧厚度
T2‧‧‧高度/距離
θ1‧‧‧角度
θ2‧‧‧角度
θ3‧‧‧角度
θ4‧‧‧角度
圖1為說明根據本發明之例示性實施例之一發光裝置的分解透視圖；圖2為說明根據本發明之例示性實施例之一發光裝置之剖面的剖面圖；圖3及圖4為說明形成圖4之一光通量控制元件之程序的示意圖； 圖5為說明根據本發明之例示性實施例之一液晶顯示裝置的分解透視圖；圖6為說明沿著圖5之線A-A'截取的剖面之剖面圖；及圖7為說明根據實驗實例之一光通量控制元件的剖面圖；及圖8為說明實驗實例中亮度分佈之示意圖。
在圖式中，將理解，當一面板(薄片、元件、導引裝置或單元)被稱作「在」另一面板(另一薄片、另一元件、另一導引裝置或另一單元)「之上」或「之下」時，該面板(薄片、元件、導引裝置或單元)可直接在另一面板(薄片、元件、導引裝置或單元)之上或之下，或亦可存在介入面板(薄片、元件、導引裝置或單元)。在圖式中，出於清楚說明之目的，層或膜之尺寸(諸如，大小或厚度)被誇大、省略或示意性地展示。因此，圖式中之裝置的大小不完全反映裝置的實際大小。此外，術語「表面」及「平面」可互換地使用。
圖1為說明根據本發明之例示性實施例之一發光裝置的分解透視圖，圖2為說明根據本發明之例示性實施例之一發光裝置之剖面的剖面圖，且圖3及圖4為說明形成圖4之光通量控制元件之程序的示意圖。
參閱圖1至圖4，根據本發明之例示性實施例之發光裝置包括光通量控制元件10、光源(例如，發光二極體20)及驅動基板30。
光通量控制元件10配置於驅動基板30上。光通量控制元件10覆蓋發光二極體20。光通量控制元件10可部分或全部容納發光二極體20。光通量控制元件10以自發光二極體20發射之光入射。光通量控制元件10包括一入射表面210、折射表面110、120、130以及一後表面220。
入射表面210係為從發光二極體20之光入射之一平面。入射表面210係為與光源相對之平面。可使入射表面210直接與光源接觸。更具體言之，入射表面210可為直接且緊密地與光源接觸之平面。特別地，光通量控制元件10可形成有一凹面單元200。
凹面單元200對應於發光二極體20。此外，凹面單元200與凹入(凹陷)單元100相對地配置。凹面單元200形成於光通量控制元 件10之底表面處。亦即，凹面單元200形成於光通量控制元件10之下方。
凹面單元200配置有發光二極體20。更具體言之，發光二極體20之部分或全部配置於凹面單元200內部。亦即，發光二極體20之部分或全部配置於光通量控制元件10內部。
此時，自發光二極體20發射之光可經由凹面單元200之內表面入射。因此，凹面單元200之內表面可為光所入射的入射表面210。亦即，大多數光可經由凹面單元200之內表面入射於光通量控制元件10上。或者，光通量控制元件10可未形成有凹面單元200。此時，發光二極體20可配置於光通量控制元件10之扁平後表面220處。此時，後表面220之部分可為入射表面210。
此外，光通量控制元件10形成有凹入單元100。凹入單元100形成於光通量控制元件10之上表面處。凹入單元100對應於發光二極體20。此外，凹入單元100朝向發光二極體20凹入。更具體言之，凹入單元100朝向發光二極體20凹陷。凹入單元100形成於光通量控制元件10之中心處。
凹入單元100之內表面的中心101配置於發光二極體20之OA(光軸)上。亦即，發光二極體20之OA經過凹入單元100之內表面的中心101。此外，凹入單元100可具有對發光二極體20之OA的軸向對稱結構。
凹面單元200之內表面的中心201可配置於發光二極體20之OA(光軸)上。亦即，發光二極體20之OA可經過凹入單元100之內表面110的中心101及凹面單元200之內表面的中心201。
折射表面110、120、130發射來自入射表面210之光。此外，折射表面110、120、130使入射至光通量控制元件10之光折射。折射表面110、120、130中之每一者可形成有彎曲表面。折射表面110、120、130包含一第一折射表面110、一第二折射表面120、以及一凹陷表面130。
第一折射表面110延伸至後表面220。第一折射表面110可自後表面220彎曲，以在側向方向上延伸。此外，第一折射表面110可自驅動基板30之上表面往一上部側向方向延伸。
亦即，第一折射表面110自後表面220延伸至第二折射表面120。後表面220面對驅動基板30。後表面220自凹面單元200之內表面往發光二極體20之OA遠離的方向延伸。
第一折射表面110可為一彎曲表面。更具體言之，第一折射表面110可為球面或非球面。第一折射表面110可發射發光二極體20之光。此外，第一折射表面110可將自凹陷表面130反射的光折射。第一折射表面110自後表面220往一上部側向方向延伸。
亦即，從發光二極體20之OA至第一折射表面110的距離可隨著第一折射表面110遠離後表面220而逐漸增大。從發光二極體20之OA至第一折射表面110的距離可隨著第一折射表面110遠離驅動基板30而逐漸增大。亦即，第一折射表面110可具有以驅動基板30上表面為基礎的一底切結構。
第二折射表面120從凹入單元100之外部往一側向底部方向延伸。此外，第二折射表面120自第一折射表面110彎曲，以延伸至凹陷表面130之外部。此時，第二折射表面120與發光二極體20之OA之間的距離可隨著第二折射表面120遠離後表面220而逐漸減小。亦即，第二折射表面120可隨著第二折射表面120遠離第一折射表面110而靠近發光二極體20之OA。
第二折射表面120可為球面或非球面。第二折射表面120可將自凹陷表面130反射的光折射。更具體言之，第二折射表面120可將自凹陷表面130反射之光往側向方向、底部側向方向及上部側向方向中之任一方向折射。
第二折射表面120可包圍發光二極體20之OA的周圍。此外，第二折射表面120可包圍凹陷表面130之周圍。
凹陷表面130為凹入單元100之內表面。凹陷表面130可將來自發光二極體20之光往側向方向、底部側向方向及上部側向方向中之任一方向反射。凹陷表面130自發光二極體20之OA延伸。
更具體言之，凹陷表面130自遠離發光二極體20之OA的方向延伸。此時，遠離發光二極體20之OA的方向意謂與發光二極體20 之OA相交的方向或自發光二極體20之OA傾斜之方向。更具體言之，凹陷表面130自發光二極體20之OA往上部側向方向延伸。凹陷表面130自發光二極體20之OA延伸。此時，術語「OA(光軸)」為來自點光源的在3-D光通量之中心處之光的前進方向。
此外，發光二極體20之OA可通過入射表面210之中心201及折射表面110、120、130的中心101。亦即，發光二極體20之OA可實質上與光通量控制元件10之OA相同。亦即，發光二極體20之OA可實質上與光通量控制元件10之中心軸線匹配。此時，中心軸線可為通過入射表面210之中心201及折射表面110、120、130之中心101的直線。
凹陷表面130與發光二極體20之OA之間的距離可隨著遠離發光二極體20而逐漸增大。更具體言之，凹陷表面130與發光二極體20之OA之間的距離可隨著遠離發光二極體20而成比例地增大。
凹陷表面130可反射自發光二極體20發射之光。
更具體言之，凹陷表面130可將自發光二極體20發射之光全反射。因此，可防止凹陷表面130因光至光通量控制元件10之中心部分的過量集中而產生熱點。此外，凹陷表面130可將發光二極體20之光反射至第二折射表面120或第一折射表面110。
此時，曲率(或曲線)意謂逐漸彎折或彎曲之形狀。藉由非限制性實施例，在兩個表面藉由形成具有大於約0.1 mm之曲率半徑的彎曲表面而彎曲的情況下，可稱兩個表面為彎曲。此時，拐折點(inflection point)、拐折之點(point of inflection)、撓曲(flex)或拐折(inflection)(回折(inflexion))為曲線上之點，在該點處曲率或凹面的正負號自正改變至負，或自負改變至正。曲線自凹面向上(正曲率)改變至凹面向下(負曲率)，或自凹面向下(負曲率)改變至凹面向上(正曲率)。藉由非限制性實施例，凸面曲率扭曲以改變至凹面曲率，可稱凸面曲率或凹面曲率為已拐折的。
後表面220自入射表面210延伸。後表面220面對驅動基板30之上表面。後表面220可直接與驅動基板30之上表面接觸。後表面220可直接面對驅動基板30之上表面。
後表面220可為一平面。此外，後表面220可包圍入射表面 210之周圍。亦即，後表面220可沿著發光二極體20之周圍延伸。
第二折射表面120及第一折射表面110形成於光通量控制元件10之側向方向處。
光通量控制元件10透明。光通量控制元件10之折射率可為約1.4至約1.5。光通量控制元件10可形成有透明樹脂。光通量控制元件10可包括熱塑性樹脂。更具體言之，光通量控制元件10可包括矽樹脂。用於光通量控制元件10之材料的實例可為PDMS(聚二甲基矽氧烷)。光通量控制元件10可具有高彈性。光通量控制元件10之楊氏模數可為約100 kPa至約1,000 kPa。
光通量控制元件10之半徑D1與光通量控制元件10之厚度T1的比率為約0.8：1至約1：0.8。此外，自發光二極體20之OA至後表面220與第一折射表面110相交之區域的距離D2可為整個半徑D1的約0.5倍至約0.9倍。更具體言之，自發光二極體20之OA至後表面220與第一折射表面110相交之區域的距離D2可為整個半徑D1的約0.7倍至約0.9倍。
此外，自驅動基板30之上表面至第一及第二折射表面110、120相交之區域的高度T2可為整個厚度T1的約0.1倍至約0.5倍。更具體言之，自驅動基板30之上表面至第一及第二折射表面110、120相交之區域的高度T2可為整個厚度T1的約0.3倍至約0.4倍。此外，凹入單元10之半徑D3可為整個半徑D1的約0.1倍至約0.5倍。
此外，在一第一直線藉由自入射表面210之中心201延伸至第一及第二折射表面110、120接合的區域之線來定義的情況下，發光二極體20之OA與第一直線之間的角度θ1可為約30°至約85°。更具體言之，發光二極體20之OA與第一直線之間的角度θ1可為約45°至約70°。
此外，自入射表面210之中心201延伸至第一折射表面110及凹陷表面130接合之區域的線可定義為一第二直線。發光二極體20之OA與第二直線之間的角度θ2可為約5°至約25°。
此外，第一折射表面110與驅動基板30之上表面之間的角度θ3可為約5°至約70°。此外，第一折射表面110與後表面220之間的角 度θ4可為約110°至約175°。
光通量控制元件10可直接形成有驅動基板30。此外，光通量控制元件10可直接形成有發光二極體20。光通量控制元件10可直接與驅動基板30及發光二極體20接觸。更具體言之，光通量控制元件10可直接且緊密地附接至驅動基板30及發光二極體20。
光通量控制元件10可以下列方式來形成。
參閱圖3，一樹脂組合物11配置於驅動基板30上，驅動基板30安裝有發光二極體20。樹脂組合物11可包括一熱固性樹脂、一熱塑性樹脂或一光聚合樹脂。
之後，一模具12設置於驅動基板30上。模具12係以包圍發光二極體20的方式配置。因此，樹脂組合物11被引入至模具12的一成形凹槽13中。模具12之成形凹槽13可採取與上文所提及的光通量控制元件10之形狀實質上相同的形狀。亦即，成形凹槽13之小直徑可朝向入口14之底層逐漸增大，且可減小。亦即，成形凹槽13之入口14可具有小於成形凹槽13之內部的小直徑。
參閱圖4，在成形凹槽13內部之樹脂組合物11可藉由熱及/或光來冷卻或固化。因此，光通量控制元件10形成於成形凹槽13之內部，光通量控制元件10藉以可直接形成有驅動基板30之上表面及發光二極體20。亦即，光通量控制元件10可直接且緊密地附接至且形成有驅動基板30之上表面及發光二極體20。
之後，自光通量控制元件10移除模具12。此時，由於光通量控制元件10具有足夠彈性，所以可容易地使模具12分離，即使成形凹槽13之入口14小於成形凹槽13之內部。或者，在模具12具有高彈性的情況下，可容易地使模具12分離。藉由非限制性實施例，光通量控制元件10及模具12之楊氏模數可為約100 kPa至約1,000 kPa。
如前所述，模具12和光通量控制元件10之彈性可適當地調整，以允許光通量控制元件10容易地形成於驅動基板30上。特定言之，第一折射表面110具有底切結構，以允許光通量控制元件10容易地形成於驅動基板30上。或者，光通量控制元件10可使用黏著劑附接至驅動基板 30。
發光二極體20產生光。發光二極體20可為一點光源。發光二極體20與至驅動基板30電性連接。發光二極體20可安裝於驅動基板30上。因此，發光二極體20自驅動基板30接收電信號。亦即，發光二極體20由驅動基板30驅動，藉此產生光。
驅動基板30支撐發光二極體20及光通量控制元件10。此外，驅動基板30與發光二極體20電性連接。驅動基板30可為一PCB(印刷電路板)。此外，驅動基板30可為剛性或可撓性基板。
儘管本發明之本例示性實施例已說明且解釋一驅動基板30由一發光二極體20及一光通量控制元件10配置，但本發明不限於此。藉由非限制性實施例，一驅動基板30可配置複數個發光二極體20。此外，每一發光二極體20可對應配置一光通量控制元件10。
由凹陷表面130所反射之光可選擇性地由第一及第二折射表面110、120折射。特定言之，光通量控制元件10可依據凹陷表面130之反射角度使光以所要的角度折射。
特定言之，第一折射表面110具有一底切結構，該底切結構為隨著第一折射表面110遠離後表面220而遠離發光二極體20之OA的結構。因此，第一折射表面110可有效地將自入射表面210直接入射之光往側向方向或上部側向方向折射。此外，第一折射表面110亦可有效地將由凹陷表面130及第二折射表面120反射之光往側向方向或上部側向方向反射。
因此，光通量控制元件10可有效地將自發光二極體20發射之光往側向方向漫射。因此，根據本發明之例示性實施例之發光裝置可增加亮度均勻性，且可適合形成面光源。
圖5為說明根據本發明之例示性實施例之一液晶顯示裝置的分解透視圖，且圖6為說明沿著圖5之線A-A'截取的剖面之剖面圖。
在本例示性實施例中，前述發光裝置將用作參考。亦即，根據先前例示性實施例之發光裝置的解釋及說明將實質上與本例示性實施例的解釋及說明組合。
參閱圖5及圖6，根據本例示性實施例之一液晶顯示裝置包含一液晶顯示面板50及一背光單元40。液晶顯示面板50係用以顯示圖畫資料或影像。
儘管未繪示，但為了藉由彼此相面對來維持均一間隙，液晶顯示面板50包括一TFT(薄膜電晶體)基板、一C/F(彩色濾光片)基板及介於TFT基板與C/F基板之間的一液晶層。TFT基板的結構配置為形成複數個閘極線，形成與複數個閘極線相交之複數個資料線，且在閘極線與資料線之間的相交區域處形成TFT。
液晶顯示面板50在其邊緣包括將掃描信號供應至閘極線之閘極驅動PCB 51及將資料信號供應至資料線之資料驅動PCB 52。閘極及資料驅動PCB 51、52使用COF(膜上晶片)係與液晶顯示面板50電性連接，其中COF可用TCP(帶載封裝)來替換。
此外，根據本例示性實施例之液晶顯示裝置包括支撐液晶顯示面板50的一面板導引裝置54、以及包圍液晶顯示面板50之邊緣且與面板導引裝置54耦接的一頂部罩殼53。
背光單元40係以直下式方法而裝設在大的(20英吋或20英吋以上)液晶顯示裝置上。背光單元40包含一底部保護罩41、一驅動基板30、複數個發光二極體20、複數個光通量控制元件10、以及光學片42。
底部保護罩41採上表面開放盒狀以容納驅動基板30。此外，底部保護罩41作用來支撐光學片42及液晶顯示面板50。底部保護罩41可使用金屬及其類似者來形成。藉由非限制性實施例，底部保護罩41可藉由彎折(bening)或彎曲(curving)一金屬板來形成。亦即，驅動基板30容納於藉由將金屬板彎折及彎曲而形成的一空間處。
驅動基板30配置於底部保護罩41內部。驅動基板30可為一驅動基板30。驅動基板30係與發光二極體20電性連接。亦即，發光二極體20可安裝於驅動基板30上。驅動基板30為一板狀。驅動基板30係與發光二極體20電性連接，且將一驅動信號供應至發光二極體20。驅動基板30可在上表面處塗佈有用於增強背光單元40之效能的反射層。亦即，反射層可將自發光二極體20發射之光往向上方向反射。
發光二極體20使用經由驅動基板30施加之電信號而產生光。亦即，發光二極體20為光源。更具體言之，發光二極體20中之每一者為點光源，且發光二極體中之每一者聚集以形成面光源，其中發光二極體20為包含發光二極體20晶片之發光二極體20封裝件。
發光二極體20安裝於驅動基板30上。該些發光二極體20可各自以一預定距離配置於驅動基板30上。該些發光二極體20可發射白光。或者，該些發光二極體20可以均勻劃分方式發射藍光、綠光及紅光。
光通量控制元件10分別覆蓋發光二極體20。來自發光二極體20之光入射於光通量控制元件10上。入射光現具有由光通量控制元件10增強之亮度均勻性且向上發射。光通量控制元件10之組態及特性可實質上與先前例示性實施例之組態及特性相同。
光學片42改善穿透光之特性。舉例而言，光學片42可為偏光片、稜鏡片或漫射片。
如先前例示性實施例中所解釋，光通量控制元件10可有效地漫射自發光二極體20發射之光。因此，根據本發明之例示性實施例之背光單元40可將具有增強的亮度均勻性之光發射至液晶面板。因此，根據本例示性實施例之液晶顯示裝置可具有增強的亮度均勻性及增強的圖像品質。
上文已關於特性、結構及效應描述的內容包括一或多個態樣之實例。當然不可能出於描述前述態樣之目的而描述組件或方法之每一設想組合，但一般熟習此項技術者可認識到各種態樣之許多其他組合及排列為可能的。因此，所描述之態樣意欲涵蓋落入隨附申請專利範圍之範疇內的所有此等變更、修改及變化。
雖然本發明已關於上文例示性實施例來描述，但本發明不限於此，且應理解為僅例示性的。對本發明之各種修改對於熟習此項技術者而言將為顯而易見的，且可在不脫離本發明之精神或範疇的情況下，本文中所定義之通用原理可適用於其他變體。舉例而言，上文例示性實施例中詳細解釋之每一構成部件可在其他各種修改中實施。
【本發明之模式】 實驗實例
如圖7中所示，安裝一光通量控制元件10。光通量控制元件10之半徑D1與光通量控制元件10之厚度T1分別為約8 mm及約2 mm。自發光二極體20之OA至後表面20之外部的距離D2為約7 mm，且自驅動基板30之上表面至第一及第二折射表面110、120相交的區域之距離T2為約0.7 mm。
此外，發光二極體20之OA與第一直線之間的角度θ1為約60°，且發光二極體20之OA與第二直線之間的角度θ2為約45°。
此外，第一折射表面110與驅動基板30之上表面之間的角度θ3為約40°。
如圖8中所示，量測自發光二極體20發射至光通量控制元件10之光的亮度分佈，其中粗線說明X軸方向上的強度，而細線說明Y軸方向上的強度。如圖8中所示，可注意到，來自發光二極體20之光可由光通量控制元件10有效地漫射。
【工業適用性】
本發明之例示性實施例具有一第一折射表面，其自中心軸線的距離隨著遠離後表面而逐漸增大，且來自光源之光自第一折射表面有效地在側向方向或上部側向方向上發射，藉此可提供能夠增強亮度均勻性及亮度之光通量控制元件及具有其之顯示裝置。
10‧‧‧光通量控制元件
20‧‧‧發光二極體
30‧‧‧驅動基板
100‧‧‧凹入單元
101‧‧‧中心
110‧‧‧第一折射表面
120‧‧‧第二折射表面
130‧‧‧折射表面
200‧‧‧凹入單元
201‧‧‧中心
210‧‧‧入射表面
220‧‧‧後表面
D1‧‧‧半徑
D2‧‧‧距離
D3‧‧‧半徑
OA‧‧‧光軸
T1‧‧‧厚度
T2‧‧‧高度/距離
θ1‧‧‧角度
θ2‧‧‧角度
θ3‧‧‧角度
θ4‧‧‧角度

Claims (11)

  1. 一種控制光通量之元件，包含：一入射表面，光入射於該入射表面上；一折射表面，該光自該入射表面發射至該折射表面；一後表面，其自該入射表面延伸至該折射表面，其中一中心軸線藉由自該入射表面之一中心延伸至該折射表面之一中心的一軸線所定義，且其中該折射表面包括自該後表面延伸之一第一折射表面，其中該中心軸線之一距離隨著該第一折射表面從該後表面縮回而逐漸增大，以及一第二折射表面，該第二折射表面係為彎曲且自該第一折射表面延伸，其中該中心軸線之一距離隨著該第二折射表面從該後表面縮回而逐漸增大，其中一第一直線藉由自該入射表面之一中心延伸至該第一折射表面與該第二折射表面接合的一區域之一線所定義，且該中心軸線與該第一直線之間的一角度為30°至85°，其中該折射表面形成有與該入射表面相對之一凹陷表面，且該第二折射表面自該第一折射表面延伸至該凹陷表面之一外部，其中自該凹陷表面反射之光係選擇性地由該第一折射表面及該第二折射表面所折射。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之元件，其中該凹陷表面在一側向方向、一上部側向方向及一底部側向方向中之任一方向反射該光。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之元件，其中該第二折射表面在該側向方向、該上部側向方向及該底部側向方向中之任一方向折射自該凹陷表面反射之該光。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之元件，其中一第二直線藉由自該入射表面之一中心延伸至該第二折射表面與該凹陷表面接合的一區域之一線所定義，且該中心軸線與該第二直線之間的一角度為5°至25°。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之元件，其中藉由該第一折射表面及該後表 面形成的一角度為110°至175°。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之元件，其中該光通量控制元件包括一矽樹脂。
  7. 一種顯示裝置，包含：一驅動基板；一光源，其與該驅動基板連接；一光通量控制元件，其以來自該光源之光入射；一後表面，自該入射表面延伸且與該驅動基板相對；及一顯示面板，其以來自該光通量控制元件之該光入射，其中該光通量控制元件包含：一入射表面，光自該光源入射於該入射表面上；一折射表面，該光自該入射表面發射至該折射表面，其中該折射表面包括自該後表面延伸之一第一折射表面，其中該光源之一軸線的一距離隨著該第一折射表面從該驅動基板縮回而逐漸增大，及一第二折射表面，其為彎曲且自該第一折射表面延伸，其中該軸線之一距離隨著該第二折射表面從該後表面縮回而逐漸增大，其中一第一直線藉由自該入射表面之一中心延伸至該第一折射表面與該第二折射表面接合的一區域之一線所定義，且該軸線與該第一直線之間的一角度為30°至85°，其中該折射表面形成有與該入射表面相對之一凹陷表面，且該第二折射表面自該第一折射表面延伸至該凹陷表面之一外部，其中自該凹陷表面反射之光係選擇性地由該第一折射表面及該第二折射表面所折射。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之顯示裝置，其中該光通量控制元件包含一容納凹槽，該容納凹槽容納該光源，且該入射表面包括該容納凹槽之一內表面。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之顯示裝置，其中該光通量控制元件之一半 徑與厚度之間的一比率為0.8：1至1：0.8。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之顯示裝置，其中自該光源之該軸線至該後表面與該第一折射表面接合之一區域的一距離為該光通量控制元件之該半徑的0.5倍至0.9倍。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之顯示裝置，其中該光通量控制元件直接形成於該驅動基板上，或直接形成於該光源上。
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