发光装置、背光模组与平面显示器的制作方法

专利名称：发光装置、背光模组与平面显示器的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种发光装置，且特别是有关于一种具有小角度发散角的 发光装置以及具有此发光装置的背光模组及平面显示器。
背景技术：
近年来，由于各种显示技术不断地蓬勃发展，在经过持续地研究开发之后， 如液晶显示器、等离子显示器、有机发光二极管显示器等新产品，已逐渐地商 业化并应用于各种尺寸以及各种面积的显示装置。而在整个显示器业界，无不 朝向高亮度以及高效率化发展，以期能制作出更具商业价值的产品。在显示器 的各种关键零组件当中，用来供应光源的背光模组，对显示器整体的发光效率 有举足轻重的影响力，当背光模组本身具有优良的发光效率时，不仅可以提升 显示器的亮度，也提供了显示器中其他组件设计以及制造上的弹性，但是当背 光模组本身的发光效率不佳时，所能提供的光源有限，往往限制了显示器产品 的亮度表现。
背光模组的结构一般分为侧光式以及直下式两种，且两者的运作方式以及 应用范围有所不同。但不论是侧光式或是直下式，使用发光二极管光源的背光 模组，由于具备高细腻度、高辉度、无水银、高色再现性等优点，能够赋予液 晶面板更高的附加价值，相信可以在未来跨越各种技术门槛，使应用领域由可 携式电子产品迅速蔓延至汽车、显示器、电视等领域。而在应用发光二极管作 为光源之时，必须非常注意发光二极管的发光方向，才能使其与模组结构搭配 时产生出优良的发光效率，进而达到提升显示器产品亮度表现的目的。
请参考图1，图1为现有一发光二极管封装体的示意图。如图1所示，现
有的发光二极管封装体10是包含有一封装基座12以及一发光二极管芯片14。 当电流流过发光二极管芯片14中的PN结时，会促使电子空穴结合而发射出光 线，由于光线是向各个方向发散，因此，最后大部分的光线是集中于一±60°的发散角16。当发光二极管封装体10被应用于导光装置的侧边时，这样的发
散角16完全无法达到令人满意的发光效率。
请参考图2，图2为现有另一发光二极管封装体的示意图。如图2所示， 现有的发光二极管封装体30包含有一半球体透镜32。当光线自发光二极管封 装体30发射出来时，由于半球体透镜32的作用，会使最后所产生的光场(field of illumination)34约略沿着发光二极管封装体30的长轴36。也就是说，大部分 自发光二极管封装体30所发射出来的光线是向上发射，而小部分自发光二极 管封装体30所发射出来的光线是从发光二极管封装体30向两侧发射。
请参考图3，图3为图2的发光二极管封装体设置于一导光板侧边时的示 意图。如图3所示，为了要能够控制光线的行进方向，以达到优良的发光效率， 现有的发光二极管封装体30通常是与一反射罩42共同运作。反射罩42将由 半球体透镜32所发射出来的光线反射，准直化成为近乎于平行的光线44，再 进入导光板38，于进行一连串的光学现象后，成为均匀的平面光源，然后供给 至显示器。
然而，这样的发光二极管封装体30于搭配反射罩42之后，虽然可以得到 近乎于平行的均匀光线44，但是，光线自发光二极管封装体30发射出来之后， 却经过一连串的介质转换。每当经过一次介质转换时，部分的光线就会以能量 的形式被介质吸收，转换成介质的热能，所以在多次的介质转换之后，必然造 成发光效率的降低，并不符合前述尽量提高发光效率，以达到提升显示器产品 亮度表现的原则。
因此，如何发展出一种新的发光二极管封装体，其不仅具有小角度的发散 角，于应用时又不需经过多次的介质转换，以符合高发光效率的需求，便成为 十分重要的课题。

发明内容
本发明提供一种发光装置，其所提供的光线的发散角较小。 本发明提供一种背光模组，其可提供高亮度的背光源。 本发明提供一种平面显示器，亮度表现较佳。
本发明提出一种发光装置，包括一发光半导体元件以及一透镜体，其中透
6镜体覆盖发光半导体元件。透镜体包含有二反射面、二折射面以及一菲涅耳
(Fresnel)表面。反射面是设置于透镜体的一中央轴的两侧，折射面分别连接反 射面其中之一，并分别与中央轴之间具有一倾角。折射面是从连接反射面处朝 透镜体底部及中央轴的方向延伸一距离。菲涅耳表面连接于折射面之间。此外， 发光半导体元件所发射的光线是进入透镜体，且投射至各反射面的部分光线是 被反射至折射面与菲涅耳表面至少其中之一，再被折射并被集中至一收敛角 内。
在本发明的发光装置中，发光半导体元件包括一封装基座以及配置于封装 基座上的一发光二极管芯片。
在本发明的发光装置中，透镜体包括一聚碳酸酯透镜体、 一聚甲基丙稀酸 甲酯透镜体、 一树脂透镜体或是一玻璃透镜体。
在本发明的发光装置中，反射面是对称设置于中央轴的两侧，折射面是对 称设置于中央轴的两侧，且菲涅耳表面的多个折射部是对称设置于中央轴的两
在本发明的发光装置中，收敛角是与中央轴呈±25° 。
在本发明的发光装置中，反射面是非对称设置于中央轴的两侧，折射面是 非对称设置于中央轴的两侧，且菲涅耳表面的多个折射部是非对称设置于中央 轴的两侧。
在本发明的发光装置中，收敛角与中央轴呈25。与-45° 。 在本发明的发光装置中，各反射面为一弧面。 在本发明的发光装置中，反射面涂布有一反射材料。
在本发明的发光装置中，投射至各反射面的部分由发光半导体元件所发射 的光线是于反射面产生全反射后再投射至折射面与菲涅耳表面。
在本发明的发光装置中，相连的折射面与反射面之间的夹角为锐角。
在本发明的发光装置中，直接投射至折射面及菲涅耳透镜的光线是被折射 并集中至收敛角内。
在本发明的发光装置中，发光装置还包括一电路板，用以承载发光半导体 元件。
本发明另提出一种发光装置，包括一电路板、 一发光半导体元件以及一透
7镜体。发光半导体元件是配置于电路板上，而透镜体覆盖发光半导体元件。透 镜体包含有二反射面、多个折射面以及一容纳槽。反射面是设置于透镜体的一 中央轴的两侧，折射面是设置于反射面之间，并分别与中央轴之间具有一倾角。 折射面其中的二连接反射面，且从连接反射面处朝透镜体底部及中央轴的方向
延伸一距离。容纳槽位于透镜体底部，且发光半导体元件是位于容纳槽内。此 外，发光半导体元件所发射的光线是迸入透镜体，且投射至各反射面的部分光 线是被反射至折射面至少其中之一，再被折射并被集中至一收敛角内。
在本发明的发光装置中，发光半导体元件为一表面粘着型发光二极管元件。
在本发明的发光装置中，容纳槽的空间大于发光半导体元件的体积，且发 光半导体元件与容纳槽之间的空隙设有一透明光学匹配胶。
在本发明的发光装置中，透明光学匹配胶中含有萤光粉。 在本发明的发光装置中，容纳槽的形状与发光半导体元件的形状相似。 在本发明的发光装置中，发光装置还包括一反射罩，而透镜体是配置于反 射罩上，且反射面是迭合于反射罩的表面上。反射罩具有一开孔与多个定位销， 发光半导体元件是位于开孔与容纳槽中，而定位销穿过电路板。 在本发明的发光装置中，容纳槽为球面凹槽。
在本发明的发光装置中，发光装置还包括一固定架，反射面是固定于固定
架上，且固定架的底部具有多个定位销，穿过电路板。
在本发明的发光装置中，每一定位销的底部具有一卡钩。 在本发明的发光装置中，容纳槽恰可容纳发光半导体元件。 在本发明的发光装置中，发光半导体元件包括一封装基座、 一发光二极管
芯片以及一导线架，其中封装基座是配置于电路板上，而发光二极管芯片配置
于封装基座上，且位于容纳槽内。导线架则是电性连接至发光二极管芯片及电路板。
在本发明的发光装置中，透镜体包括一聚碳酸酯透镜体、 一聚甲基丙稀酸 甲酯透镜体、 一树脂透镜体或是一玻璃透镜体。
在本发明的发光装置中，反射面是非对称设置于中央轴的两侧，且折射面 是非对称设置于中央轴的两侧。
8在本发明的发光装置中，收敛角是与中央轴呈25°与-45° 。
在本发明的发光装置中，反射面是对称设置于中央轴的两侧，且折射面是 对称设置于中央轴的两侧。
在本发明的发光装置中，收敛角与中央轴呈±25° 。 在本发明的发光装置中，各反射面为一弧面。 在本发明的发光装置中，反射面涂布有一反射材料。
在本发明的发光装置中，投射至各反射面的部分由发光半导体元件所发射 的光线是于反射面产生全反射后再投射至折射面。
在本发明的发光装置中，相连的折射面与反射面之间的夹角为锐角，且其 余的折射面是构成一半球面。
在本发明的发光装置中，相连的折射面与反射面之间的夹角为锐角，且其 余的折射面是构成一三角面。
在本发明的发光装置中，直接投射至折射面的光线是被折射并集中至收敛 角内。
在本发明的发光装置中，透镜体的折射面的数量为二，且折射面分别连接 反射面其中之一，而透镜体还包括一菲涅耳表面，连接于折射面之间。
本发明又提出一种背光模组，其包括一导光件、至少一光学薄膜以及至少 一发光装置，且此发光装置为上述两种发光装置其中一种。光学薄膜是配置于 导光件上方，而发光装置配置于导光件的侧面附近。
在本发明的背光模组中，导光件为一导光板，而发光装置是配置于导光板旁。
在本发明的背光模组中，导光板为平板形导光板或楔形导光板。
在本发明的背光模组中，导光件为一反射片。此反射片的两侧面为曲面， 且此反射片的底面具有一翘起结构，以形成两反射面。背光模组包括多个发光 装置，配置于反射片的两侧面。
在本发明的背光模组中，导光件为一平板形导光板，而发光装置是配置于 导光板下方，且导光板的一上表面的相对于发光装置的部分具有一锥状凹陷。
在本发明的背光模组中，背光模组还包括一反射片，设置于导光板底部，
且反射片相对于发光装置的部分具有一开孔。本发明再提出一种平面显示器，其包括一显示面板以及上述的背光模组， 其中背光模组是配置于显示面板下方。
本发明的透镜体的设计能将发光半导体元件所发出的光线集中至一收敛 角内，所以发光装置所提供的光线的发散角较小。因此，使用本发明的发光装 置的背光模组的光利用效率较佳，如此能提供高亮度的背光源给显示面板，进 而提升本发明的平面显示器的亮度表现。


为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发 明的具体实施方式
作详细说明，其中
图1为现有一发光二极管封装体的示意图。 图2为现有另一发光二极管封装体的示意图。
图3为图2的发光二极管封装体设置于一导光板侧边时的示意图。
图4是本发明第一实施例的一种发光装置的示意图。
图5是图4的发光装置的一收敛角的示意图。
图6是本发明第二实施例的一种发光装置的分解图。
图7是本发明第二实施例的另一种发光装置的分解图。
图8是本发明第二实施例的另一种透镜体的立体图。
图9是本发明第三实施例的发光装置的分解图。
图IO是本发明第四实施例的发光装置的分解图。
图11是本发明第五实施例的发光装置的分解图。
图12是本发明第六实施例的一种背光模组的示意图。
图13是本发明第七实施例的一种背光模组的示意图。
图14是本发明第八实施例的一种背光模组的示意图。
图15是本发明第九实施例的一种背光模组的示意图。
图16是本发明第十实施例的一种平面显示器的示意图。
主要元件符号说明-
10、 30:发光二极管封装体
12、 512:封装基座14、 514:发光二极管芯片
16:发散角
32:半球体透镜 24. I私
~ ~r . 乂 U ,力
36:长轴 38:导光板
42、 540:反射罩
44、 234、 274、 284、 414a、 414b:光线
100、 400、 500、 500c、 500d、 500e:发光装置
230、 250、 270、 280、 330:背光模组
232、 252、 282:导光板
236、 256:扩散点
238、 258、 278、 288:光学机制
272、 286:反射片
273:反射面
283:锥状凹陷
287、 532、 542:开孔
300:平面显示器
302:显示面板
332:面光源
410、 510、 510e:发光半导体元件
412:封装基座
414:发光二极管芯片
420、 520、 520a、 520b、 520c、 520d:透镜体
421、 521:中央轴
422、 522:反射面 424、 524:折射面 426:菲涅耳表面 426a:折射部430、 530:电路板
512a:凹槽
516:导线架 《1". 统——忌咖
516b:第二导脚 526:容纳槽 544、 554:定位销 550:固定架 556:卡钩
560:透明光学匹配胶 e :收敛角
e i、 e2、 e3、 e 4:倾角
a 、 X 、 Y :入射角 X ，、 Y ':折射角
具体实施例方式
第一实施例
图4是本发明第一实施例的一种发光装置的示意图，而图5是图4的发光 装置的一收敛角的示意图。请参照图4，本实施例的发光装置400包括一发光 半导体元件410以及一透镜体420，其中透镜体420覆盖发光半导体元件410。 透镜体420包含有二反射面422、 二折射面424以及一菲涅耳表面426。反射 面422是设置于透镜体420的一中央轴421的两侧，每一个折射面424连接一 个反射面422，并分别与中央轴421之间具有一倾角(在图4中是以6p 62表 示)。折射面424是从连接反射面422处朝透镜体420底部及中央轴421的方向 延伸一距离。菲涅耳表面426连接于两折射面424之间。此外，菲涅耳表面426 包含多个相邻的折射部426a，且这些折射部426a是对称设置于中央轴421的 两侧。每一折射部426a的摆设的角度有些许的不同。这些折射部426a可使发 光半导体元件410所提供的发散光束形成大致上平行的光束。
承上述，反射面422例如是对称设置于中央轴421的两侧，折射面424例
12如是对称设置于中央轴421的两侧。此外，各反射面422例如为弧面。相连的 折射面422与反射面424之间的夹角例如为锐角。另外，透镜体420例如是一 聚碳酸酯透镜体、 一聚甲基丙稀酸甲酯透镜体、 一树脂透镜体或是一玻璃透镜 体。透镜体420制作方式例如是利用灌注再脱膜的方式制作而成，但不以此为 限。
上述的发光半导体元件410例如是配置于一电路板430上。其中，发光半 导体元件410可包括一封装基座412以及配置于封装基座412上的一发光二极 管芯片414，而发光二极管芯片414是电性连接至电路板430。当电流经由电 路板430留过发光二极管芯片414中的PN结时，会促使电子空穴结合而发射 出光线414a、 414b。由于光线414a、 414b是向各个方向发射，因此会有部分 的光线414a(发散角约大于40° 50°的光线)投射至两个反射面422。由于与 空气相较，透镜体420为一密介质，而空气为一疏介质，因此透镜体420的折 射系数N1大于空气的折射系数N2。如此一来，当光线414a投射至反射面422 的入射角a符合sin a ^N^N,时，光线414a会分别于两个反射面422处产生全 反射，而被反射至折射面424与菲涅耳表面426至少其中之一。
而当光线414a被反射至折射面424及菲涅耳表面426时，也会产生一入 射角x，此时，在折射面424与空气的介面以及菲涅耳表面426与空气的介面 会产生折射的现象。也就是说，光线414a会以入射角x进入折射面424与菲涅 耳表面426，然后其行进路径会偏离折射面424及菲涅耳表面426的法线，以 折射角x '离开折射面424。而入射角x与折射角x '的关系如下
Nl/N2 = sin x /sin x '
由于折射系数N1大于折射系数N2，折射角x'会大于入射角x。因此， 在经过连续的全反射以及折射后，原本发散的光线414a被集中至一收敛角e (如图5所示)内，而收敛角9例如是与中央轴421呈±25° 。
请再参考图4，从发光二极管芯片414发射出的光线414b因为具有较小的 发散角，将会直接投射至菲涅耳表面426，进而产生折射的现象。也就是说， 光线414b会以入射角Y进入菲涅耳表面426，然后其行进路径会偏离菲涅耳表 面426的法线，以折射角Y '离开折射面426。而入射角y与折射角Y '的关系如 下Nl/N2 = sin y /sin Y '
由于折射系数N1大于折射系数N2，折射角Y'会大于入射角Y。最后， 光线414b亦被集中至收敛角e内。
本实施例的透镜体420是利用光线414a进入反射面422时的入射角a大 于临界角时所产生的全反射现象，来抑制由发光二极管芯片414发射出的大发 散角的光线4Ma的行进方向，再利用光线414a进入折射面424及菲涅耳表面 426时所产生的折射现象，来将引导至收敛角e内。因此，本实施例的发光装 置400所提供的光线的发散角度较小。若将此发光装置400搭配导光板时，发 光二极管芯片414所发射出的光线414a、414b只经由透镜体420便被导引至导 光板，而不必经过其他的介质转换，如此可避免光能量的损失，且可省掉各种 辅助装置的设置。
值得一提的是，由于本实施例的透镜体420具有菲涅耳表面426，所以能 使使透镜体420的厚度更薄。此外，上述的反射面422并非必须为弧面，而反 射面422反射光线的机制并非限定为全反射。亦即，在本实施例中也可于反射 面422上涂布反射材料，以反射光线。
另外，在本实施例中，两个反射面422也可非对称设置于中央轴421的两 侧，两个折射面424也可非对称设置于中央轴421的两侧，且菲涅耳表面426 的多个折射部426a也可非对称设置于中央轴421的两侧。如此，可让中央轴 421两侧的光线的发散角度不同，举例来说，中央轴421两侧的光线能被集中 至与中央轴421呈25。及-45°的收敛角内。
以下将再举出多个发光装置的实施例，其优点与本实施例的发光装置400 的优点相似，故下文中将仅针对结构上的差异进行说明。
第二实施例
图6是本发明第二实施例的一种发光装置的分解图。请参照图6，本实施 例的发光装置500包括一发光半导体元件510、一透镜体520以及一电路板530。 发光半导体元件510是配置于电路板530上，此电路板530可为金属芯印刷电 路板(MCPCB)，而透镜体520覆盖发光半导体元件510。透镜体520包含有二 反射面522、多个折射面524以及一容纳槽526。反射面522是设置于透镜体 520的一中央轴521的两侧，折射面524是设置于反射面522之间，并分别与中央轴521之间具有一倾角(在图6中是以e ,、 e2、 e3、 64表示)。折射面524 其中的二连接反射面522，且从连接反射面522处朝透镜体520底部及中央轴 521的方向延伸一距离。容纳槽526位于透镜体520底部，且发光半导体元件 510是位于容纳槽526内。此外；发光半导体元件510所发射的光线是进入透 镜体520，且投射至各反射面522的部分光线是被反射至折射面524至少其中 之一，再被折射并被集中至一收敛角内。
承上述，反射面522例如是对称设置于中央轴521的两侧，折射面524例 如是对称设置于中央轴521的两侧。此外，各反射面522例如为弧面。相连的 折射面524与反射面522之间的夹角例如为锐角，且其余的折射面524例如是 构成一半球面。在本发明中，未与反射面522相连的折射面524还可构成其他 形状，如三角面(请参照图7的透镜体520a)。另外，本实施例的透镜体520， 其收敛光线的机制与第一实施例的透镜体420相似，差别处仅在于本实施例的 透镜体520是利用多个折射面524来取代透镜体420的菲涅耳表面426。
在本实施例中，发光半导体元件510例如为一表面粘着型发光二极管元件。 此外，发光装置500例如还包括一反射罩540，设置于电路板530上，而透镜 体520是配置于反射罩540上，且反射面522是迭合于反射罩540的表面上。 此反射罩540的材质可为反射式白色聚碳酸脂(polycarbonate, PC)、金属或是透 明胶体，但此透明胶体与透镜体520的反射面522相连接的表面需镀上反射膜。 另外，反射罩540具有一开孔542与多个定位销544，发光半导体元件510是 位于开孔542与容纳槽526中，而定位销544穿过电路板530。在本实施例中， 可借由胶体使定位销544与电路板530相黏合。
承上述，容纳槽526的形状例如是与发光半导体元件510的形状相似。透 镜体520的容纳槽526的空间大于发光半导体元件510的体积，且发光半导体 元件510与容纳槽526之间的空隙设有一透明光学匹配胶560，其折射率约与 透镜体520的折射率相等，如此可避免发光半导体元件510所发出的光线的行 进方向因发光半导体元件510与容纳槽526之间的空隙而改变。此透明光学匹 配胶560的形成方法，例如是将发光半导体元件510、反射罩540及透镜体520 组装于电路板530之后，再进行灌胶。
值得一提的是，在透明光学匹配胶560中可掺杂萤光粉，以借由发光半导
15体元件510所发出的光线来激发萤光粉，进而放射出不同颜色的光线，以与发 光半导体元件510所发出的光线混合成其他颜色。举例来说，在本实施例中可
利用发光半导体元件510所发出的蓝光或紫外光来激发萤光粉，使萤光粉放射
山昔l |、| t必AlA坐忌yf士 S 乂/t《1 n 山6h拔AlA、〉目白，
此外，在本发明中透镜体的反射面与折射面并非必须对称于中央轴的两 侧。换言之，如图8的透镜体520b所示，反射面522还可非对称设置于中央 轴521的两侧，且折射面524也可以非对称设置于中央轴521的两侧。如此， 可让中央轴521两侧光线的发散角度不同，举例来说，中央轴521两侧光线能 被集中至与中央轴521呈25°及-45°的收敛角内。
第三实施例
图9是本发明第三实施例的发光装置的分解图。请参照图9，本实施例的 发光装置500c与图6的发光装置500相似，不同处在于发光装置500c的透镜 体520c的容纳槽526为球面凹槽，且透镜体520c的反射面522是固定于一固 定架550上。此固定架550的底部具有多个定位销554，这些定位销554是穿 过电路板510。此外，反射面522可为全反射面，或是反射面522与固定架550 之间可涂布一层反射层。
由于本实施例的透镜体520c的容纳槽526设计为球面凹槽，其可有效改 善透镜体520c射出成型后，容纳槽526容易变形的问题。此外，发光半导体元 件510与容纳槽526之间的空隙可利用透明光学匹配胶(未绘示)填满，而此透 明光学匹配胶中也可掺杂萤光粉，以借由发光半导体元件510所发出的光线来 激发萤光粉，进而放射出不同颜色的光线。
第四实施例
图IO是本发明第四实施例的发光装置的分解图。请参照图10，本实施例 的发光装置500d与图9的发光装置500c的差别处在于，发光装置500d的透镜 体520d的容纳槽526恰可容纳发光半导体元件510。此外，固定架550的每一 定位销524的底部具有一卡钩526。更详细地说，发光装置500d的组装方式例 如是先将发光半导体元件510组装于电路板530上，之后再使卡钩526穿过电 路板530的开孔532，以借由卡钩526将固定架550固定于电路板530上。当固定架550固定于电路板530上时，发光半导体元件510是位于容纳槽526内。 本实施例不需借由胶体交固定架550固定于电路板530上，当发光半导体
元件510故障时，可轻易拆卸固定架550，以更换新的发光半导体元件510。
因此，本实施例的发光装置500d的维修较为容易。 第五实施例
在第二至第四实施例中所举例的发光半导体元件皆以表面粘着型发光二 极管元件为例，然而在本发明中，发光半导体元件并不限定为表面粘着型发光 二极管元件。图11是本发明第五实施例的发光装置的分解图。请参照图11， 本实施例的发光装置500e的发光半导体元件510e包括一封装基座512、 一发 光二极管芯片514以及一导线架516，其中封装基座512例如是一散热器，其 配置于电路板530上。此封装基座512例如具有一凹槽512a，而发光二极管芯 片514例如是配置于凹槽512a内，且发光二极管芯片514与封装基座512之间 设有一导热绝缘胶。
此外，导线架516可包括一第一导脚516a与一第二导脚516b，其中第一 导脚516a的一端是电性连接至发光二极管芯片514的一电极，另一端是电性连 接至电路板530，而第二导脚516b的一端是电性连接至发光二极管芯片514的 另一电极，另一端是电性连接至电路板530。此外，为避免导线架516与封装 基座512电性连接，在导线架.516与封装基座512之间可设置绝缘体。
第六实施例
图12是本发明第六实施例的一种背光模组的示意图。请参照图12，本实 施例的背光模组230包括一导光板232(即导光件)以及至少一发光装置100，其 中发光装置100是设置于导光板232的侧边。此发光装置100可为第一实施例 至第五实施例中所述的任一种发光装置。当光线234从发光装置100发射出来 时，由于发散角甚小(±25° )，所以几乎所有的光线234都会射入导光板232 之内，然后经由导光板232底部的扩散点236将光线234向上方反射，再经过 由诸如扩散片、控散片及增亮片等光学薄膜所组成的光学机制238产生均匀的 面光源以供应至显示面板。
在本实施例中，由于导光板232为平板形导光板，故其所搭配的发光装置 100可为上述的发散角不对称的发光装置，以使整个导光板232的光均匀化效果更佳。
第七实施例
图13是本发明第七实施例的一种背光模组的示意图。请参照图13，本实 施例的背光模组250包括一导光板252(即导光件)以及至少一发光装置100，其 中发光装置100是设置于导光板252的侧边。导光板252为楔形导光板。此外， 发光装置IOO可为第一实施例至第五实施例中所述的任一种发光装置。当光线 254从发光装置IOO发射出来时，由于发散角甚小(±25° )，所以几乎所有的光 线254都会射入导光板252之内，再利用导光板252本身的结构以及导光板252 底部的扩散点256的辅助，将光线254向上方反射，然后经过由诸如扩散片、 控散片及增亮片等光学薄膜所组成的光学机制238产生均匀的面光源以供应至 显示面板。
第八实施例
图14是本发明第八实施例的一种背光模组的示意图。请参照图14，背光 模组270具有一反射片272(即导光件)。此反射片272的两侧面为曲面，且此反 射片272的底面具有一翘起结构，以形成两反射面273。背光模组270的多个 发光装置100，其配置于反射片的两侧面。当光线274从发光装置IOO发射出 来时，由于发散角甚小(±25° )，所以几乎所有的光线274都会朝向反射面273， 而反射面273会将光线向上方反射，然后再经过由诸如扩散片、控散片及增亮 片等光学薄膜所组成的光学机制278，最后产生均匀的面光源以供应至显示面 板。
第九实施例
图15是本发明第九实施例的一种背光模组的示意图。请参照图15，本实 施例的背光模组280包括一导光板282(即导光件)以及至少一发光装置100，其 中发光装置100是设置于导光板282的侧边。导光板282为平板形导光板。发 光装置100是配置于导光板282下方，且导光板282的一上表面的相对于发光 装置100的部分具有一锥状凹陷283。此外，发光装置100可为第一实施例至 第五实施例中所述的任一种发光装置。另外，背光模组280还包括一反射片286， 其设置于导光板282底部，且反射片286相对于发光装置100的部分具有一开 孔287。当光线284从发光装置100发射出来时，由于发散角甚小(±25° ),所以 几乎所有的光线284都会经由开孔287射入导光板282之内，再被锥状凹陷283 的表面反射，以在导光板282内均匀化。而反射片286可将光线284向上方反 射，然后经过由诸如扩散片、控散片及增亮片等光学薄膜所组成的光学机制288 产生均匀的面光源以供应至显示面板。
第十实施例
图16是本发明第十实施例的一种平面显示器的示意图。请参照图16，本 实施例的平面显示器300包含有一显示面板302以及一背光模组330，且背光 模组330是设置于显示面板302的下方。此显示面板302可为液晶显示面板， 而背光模组330可为第六实施例至第九实施例中所述的任一种背光模组。背光 模组330可提供一面光源332至显示面板302。
综上所述，在本发明中，经过设计的透镜体包含有反射面及折射面，因此 进入反射面的光线会被反射，以抑制由发光半导体元件发射出来的大发散角的 光线的行进方向，而折射面可将光线引导至一收敛角内。由于光线不需经过多 重的介质转换才能进入导光板，故应用本发明的发光装置的背光模组具有较高 的光利用效率。而且，由于背光模组的光利用效率较佳，所以能提升平面显示 器的亮度表现。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本 领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善， 因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
19
权利要求
1. 一种平面显示器，包括一显示面板；一背光模组，配置于该显示面板下方，该背光模组包括一导光件；至少一光学薄膜，配置于该导光件上方；至少一发光装置，配置于该导光件的侧面附近，该发光装置包括一发光半导体元件；一透镜体，覆盖该发光半导体元件，该透镜体包含有二反射面，设置于该透镜体的一中央轴的两侧；二折射面，分别连接该些反射面其中之一，并分别与该中央轴之间具有一倾角，该些折射面是从连接该些反射面处朝该透镜体底部及该中央轴的方向延伸一距离；以及一菲涅耳表面，连接于该些折射面之间，其中，该发光半导体元件所发射的光线是进入该透镜体，且投射至各该反射面的部分光线是被反射至该些折射面与该菲涅耳表面至少其中之一，再被折射并被集中至一收敛角内。
2. 如权利要求1所述的平面显示器，其特征在于，该导光件为一平板形导 光板，而该发光装置是配置于该导光板下方，且该导光板的一上表面的相对于 该发光装置的部分具有一锥状凹陷。
3. 如权利要求2所述的平面显示器，其特征在于，该背光模组还包括一反 射片，设置于该导光板底部，且该反射片相对于该发光装置的部分具有一开孔。
4. 如权利要求1所述的平面显示器，其特征在于，该导光件为一反射片， 该反射片的两侧面为曲面，且该反射片的底面具有一翘起结构，以形成两反射 面，而该背光模组包括多个该发光装置，配置于该反射片的两侧面。
5. 如权利要求1所述的平面显示器，其特征在于，该些反射面是非对称设 置于该中央轴的两侧，该些折射面是非对称设置于该中央轴的两侧，且该菲涅 耳表面的多个折射部是非对称设置于该中央轴的两侧。
6. 如权利要求5所述的平面显示器，其特征在于，该收敛角是与该中央轴 呈25。与-45。。
7. —种平面显示器，包括 一显示面丰反；一背光模组，配置于该显示面板下方，该背光模组包括 一导光件；至少一光学薄膜，配置于该导光件上方； 至少一发光装置，包括 一电路板；一发光半导体元件，配置于该电路板上；一透镜体，覆盖该发光半导体元件，该透镜体包含有二反射面，设置于该透镜体的一中央轴的两侧；多个折射面，设置于该些反射面之间，并分别与该中央轴之间具有一 倾角，该些折射面其中之二连接该些反射面，且从连接该些反射面处朝该 透镜体底部及该中央轴的方向延伸一距离；以及一容纳槽，位于该透镜体底部，且该发光半导体元件是位于该容纳槽内；其中，该发光半导体元件所发射的光线是进入该透镜体，且投射至各该反 射面的部分光线是被反射至该些折射面至少其中之一，再被折射并被集中至一 收敛角内。
8. 如权利要求7所述的平面显示器，其特征在于，该导光件为一平板形导 光板，而该发光装置是配置于该导光板下方，且该导光板的一上表面的相对于 该发光装置的部分具有一锥状凹陷。
9. 如权利要求7所述的平面显示器，其特征在于，该容纳槽的空间大于该 发光半导体元件的体积，且该发光半导体元件与该容纳槽之间的空隙设有一透 明光学匹配胶。
10. 如权利要求9所述的平面显示器，其特征在于，该透明光学匹配胶中含 有萤光粉。
11. 如权利要求7所述的平面显示器，其特征在于，还包括一反射罩，而该透镜体是配置于该反射罩上，且该些反射面是迭合于该反射罩的表面上，其中 该反射罩具有一开孔与多个定位销，该发光半导体元件是位于该开孔与该容纳槽中，而该些定位销穿过该电路板。
12. 如权利要求7所述的平面显示器，其特征在于，还包括一固定架，该些 反射面是固定于该固定架上，且该固定架的底部具有多个定位销，穿过该电路 板。
13. 如权利要求12所述的平面显示器，其特征在于，每一定位销的底部具 有一卡钩。
全文摘要
本发明公开一种发光装置、背光模组与平面显示器，该发光装置包括一发光半导体元件以及一透镜体，其中透镜体覆盖发光半导体元件。透镜体包含有二反射面、二折射面以及一菲涅耳表面。反射面是设置于透镜体的一中央轴的两侧，折射面分别连接反射面其中之一，并分别与中央轴之间具有一倾角。折射面是从连接反射面处朝透镜体底部及中央轴的方向延伸一距离。菲涅耳表面连接于折射面之间。此外，发光半导体元件所发射的光线是进入透镜体，且投射至各反射面的部分光线是被反射至折射面与菲涅耳表面至少其中之一，再被折射并被集中至一收敛角内。
文档编号G02F1/13GK101520570SQ20081008065
公开日2009年9月2日 申请日期2008年2月25日 优先权日2008年2月25日
发明者洪振滨 申请人:奇美电子股份有限公司