專利名稱：背光組件的碟形透鏡與點狀光源的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種背光組件的光源及其透鏡，特別是涉及用于液晶顯示器的直下式背光組件的點狀光源及其碟形透鏡。
背景技術(shù)：
隨著工藝條件的進步，發(fā)光二極管(LED，light emitting diode)的發(fā)光效率以及發(fā)光功率都有長足的進步，因此發(fā)光二極管應用于液晶顯示器的背光組件已經(jīng)從中、小尺寸的側(cè)邊入光方式，朝向使用發(fā)光二極管陣列(LED array)的中、大型直下式背光組件。由于直下式背光組件最大的重點就是將光源輪廓消除，使畫面的輝度能夠更加均勻。然而，由于發(fā)光二極管是點光源，若要消除光源輪廓造成的輝度不均，通常以增加背光組件厚度的方式解決，例如增加光源與擴散片的距離，或是增加擴散片的厚度與霧狀度(Haze)。
參閱圖1，背光組件1具有擴散片11、反射片13以及點狀光源14。點狀光源14設于擴散片11以及反射片13之間，其所發(fā)出的部份光線通過反射片13將光線向上反射，再通過擴散片11以消除點狀光源14的輪廓。
公知背光組件1的問題在于，點狀光源14與背景的反射片13明暗差異太大，若要解決此問題則須將點狀光源14與擴散片11的距離d增加，如此設計會使液晶顯示器的厚度增加，與目前追求顯示器體積輕薄的觀念背道而馳。
再參閱圖2，解決背光組件1的點狀光源14與背景的反射片13明暗差異太大的問題，也可通過增加擴散片11a的方法。也即，在原本擴散片11上重復迭上擴散片11a，利用增加擴散片11、11a的厚度，將點狀光源14的輪廓打散，達到畫面輝度均勻的目的。不過，增加擴散片11a不但使成本增加，同時也會使背光組件1的厚度增加。不僅如此，由于擴散片11、11a的光透射率低，重迭使用后，使光能利用率更為降低。故要達到大尺寸顯示器所需要的輝度就必須使用更多的點狀光源14。
另外，參閱圖3，該圖為美國專利號第6679621號「SIDE EMITTING LEDAND LENS」專利說明書的實施例。透鏡15包括一呈漏斗形的第一部件151以及設于透鏡下方的第二部件152，其中第一部件151上設有一反射面153以及一第一折射面154，第二部件152上具有一圓弧形的第二折射面155以及一圓弧形的底面156，將發(fā)光二極管(圖中未示)設于L點時，發(fā)光二極管所發(fā)出的光線會穿過底面156進入透鏡15中，到達反射面153后，光線會向二側(cè)的第一折射面154方向反射，最后穿過第一折射面154離開透鏡15，此為第一光路17的光路徑。另外第二光路18是光線由發(fā)光二極管發(fā)出，穿過底面156進入透鏡15中，再經(jīng)由第二部件152將光線折射后離開透鏡15。該篇說明書提供利用透鏡15將點光源折射及反射，使光線集中由側(cè)邊發(fā)光。由于該案提供的技術(shù)是用以使反射板16曲度減緩提供更為薄形的背光組件，故仍無法解決前段提到的點狀光源與反射板之間亮度不均的問題，也無法達到使畫面輝度均勻的目的。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述缺點，本發(fā)明提供一種背光組件及其碟形透鏡與發(fā)光二極管，該背光組件包括一反射片，至少一點狀光源，位于該反射片的上，以及包覆該點狀光源的一碟形透鏡。該碟形透鏡包括一透射面，該透射面為該碟形透鏡的底面且其剖面為一上弧形；一反射面，該反射面為該透鏡的上表面且其剖面為上弧形；二環(huán)形側(cè)邊，該環(huán)形側(cè)邊位于該反射面及該透射面?zhèn)冗呥B接所形成的傾斜面；以及一散射面，該散射面為一形成于該反射面的中間部位的凸圓。
另外，發(fā)光二極管包括一發(fā)光半導體組件以及一碟形透鏡。該發(fā)光二極管包覆于該碟形透鏡中，并且發(fā)光半導體組件所發(fā)射的光線經(jīng)由該碟形透鏡將光線散射及反射，向背光組件提供均勻的光源。
為了使本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下面特別舉出較佳實施例，并結(jié)合附圖，作詳細說明如下。
圖1是為公知顯示器背光組件的示意圖；圖2是為公知顯示器背光組件的示意圖；
圖3是為公知透鏡引導光源的示意圖；圖4是為本發(fā)明碟形透鏡示意圖；圖5是為本發(fā)明背光組件的光路示意圖；圖6是為本發(fā)明的發(fā)光二極管示意圖。
附圖符號說明1～背光組件11、11a～擴散片13～反射片 14～點光源d～點光源14與擴散片11的距離15～透鏡151～第一部件 152～第二部件153～反射面154～第一折射面155～第二折射面156～底面16～反射板 17～第一光路18～第二光路 L～點光源放置處2～背光組件21～碟形透鏡211～透射面212～反射面213～環(huán)形側(cè)邊 214～散射面215～前反射層 216～后反射層217～凹陷空間 218～平面30～點狀光源 301～后側(cè)光路302～前側(cè)光路 303～反射光路304～直接散射光路 305～間接散射光路306～第一側(cè)向光路 307～第二側(cè)向光路40～反射片 50～擴散片601～發(fā)光二極管具體實施方式
參閱圖4，碟形透鏡21包括透射面211、反射面212、環(huán)形側(cè)邊213以及散射面214。透射面211是為該碟形透鏡21的底面且其剖面為一上弧形。反射面212位于該碟形透鏡21的上表面且其剖面為上弧形。該反射面212具有反射鍍層，該反射鍍層用以形成一前反射層215以及一后反射層216。環(huán)形側(cè)邊213連接該反射面212及該透射面211。而散射面214為一形成于該反射面212的光軸部位的凸圓。另外在本實施例中的透射面211上還設有一平面218。
結(jié)合參閱圖4、5，背光組件2包括反射片40、至少一點狀光源30以及透鏡21。該點狀光源30設于反射片40的上，碟形透鏡21位于點狀光源30上方。該碟形透鏡21的詳細結(jié)構(gòu)已在前段中披露，本段不再贅述。另外，于背光組件2上方還設有一擴散片50。
本發(fā)明的點狀光源30所發(fā)出的光線包括一后側(cè)光路301、一前側(cè)光路302以及一水平光路308。該后側(cè)光路301是由該點狀光源30的光線發(fā)射后，朝該反射片40方向射出，再經(jīng)由該反射片40反射并且朝擴散片50方向射出所形成。
而該前側(cè)光路302則由該光源30發(fā)射后，光線直接進入該透鏡21中所形成。進入透鏡21后的前側(cè)光路302包括一反射光路303、一直接散射光路304以及一間接散射光路305。該反射光路303是由點狀光源30所發(fā)出的光線通過該后反射層216將該光線朝該反射片40方向反射，最后該反射片40再將該光線朝向該擴散片50反射而形成。而直接散射光路304則由光源30所發(fā)出的光線進入該透鏡21后，通過該散射面214將光線朝該擴散片50方向散射所形成。另外，間接散射光路305是指光線進入該透鏡21后，通過該散射面214散射至該前反射層215上，再通過該前反射層215將該光線朝該擴散片50方向射出。
此外，由于環(huán)形側(cè)邊213是為半透射的形態(tài)，故光源30由透鏡21進入后，朝環(huán)形側(cè)邊213方向射出而直接朝擴散片50方向前進即為第一側(cè)向光路306。無法穿透二環(huán)形側(cè)邊213而返回透鏡21中的光路稱為第二側(cè)向光路307。
上述的透鏡21可與發(fā)光半導體組件，如LED封裝在一起而成為LED組件，如圖6所示。其透鏡結(jié)構(gòu)參考上述的描述，不再贅述。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何本技術(shù)領域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當然可作各種更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍應當以權(quán)利要求書的范圍所界定的為準。
權(quán)利要求
1.一種背光組件，至少包括一反射片；至少一位于該反射片的上的點狀光源；以及一包覆該點狀光源的碟形透鏡，包括一透射面，該透射面是為該碟形透鏡的底面且其剖面為一上弧形；一反射面，該反射面位于該透鏡的上表面且其剖面為上弧形；分別位于該反射面及該透射面的連接面的環(huán)形側(cè)邊；以及一散射面，該散射面是為一形成于該反射面的中間部位的凸圓。
2.如權(quán)利要求1所述的背光組件，其特征在于該碟形透鏡的反射面具有反射鍍層，該反射鍍層用以形成一前反射層以及一后反射層。
3.如權(quán)利要求1所述的背光組件，其特征在于該環(huán)形側(cè)邊是為半透射的形態(tài)。
4.如權(quán)利要求1所述的背光組件，其特征在于該碟形透鏡的透射面形成一空間以包覆該點狀光源。
5.如權(quán)利要求1所述的背光組件，其特征在于該點狀光源所發(fā)出的光線包括一后側(cè)光路，該后側(cè)光路是由該點狀光源發(fā)射光線后，朝該反射片方向射出，再經(jīng)由該反射片反射而形成。
6.如權(quán)利要求1所述的背光組件，其特征在于該點狀光源所發(fā)出的光線包括一前側(cè)光路，該前側(cè)光路是由該點狀光源發(fā)射光線后，直接進入該碟形透鏡中而形成。
7.如權(quán)利要求1所述的背光組件，其特征在于該前側(cè)光路包括一反射光路、一直接散射光路以及一間接散射光路。
8.如權(quán)利要求7所述的背光組件，其特征在于該反射光路是由該點狀光源所發(fā)射的光線透過該碟形透鏡的后，反射層將該光線朝該反射片方向發(fā)射，再將該光線朝該擴散片方向反射所形成。
9.如權(quán)利要求7所述的背光組件，其特征在于該直接散射光路是由該點狀光源所發(fā)射的光線進入該碟形透鏡中，通過該散射面將該光線朝該擴散片方向散射所形成。
10.如權(quán)利要求7所述的背光組件，其特征在于該間接散射光路是由該點狀光源所發(fā)射的光線進入該碟形透鏡中，通過該散射面將該光線散射至前反射層，再通過該前反射層該光線朝該擴散片方向射出所形成。
11.如權(quán)利要求1所述的背光組件，其特征在于該點狀光源是為發(fā)光二極管。
全文摘要
一種背光組件的碟形透鏡與點狀光源，其中背光組件包括一反射片，至少一位于該反射片的上的點狀光源，以及包覆該點狀光源的一碟形透鏡。該碟形透鏡包括一透射面，該透射面是為該碟形透鏡的底面且其剖面為一上弧形；一反射面，該反射面是為該透鏡的上表面且其剖面為上弧形；環(huán)形側(cè)邊，該環(huán)形側(cè)邊連接該反射面及該透射面?zhèn)冗?；以及一散射面，該散射面是為一形成于該反射面的中間部位的凸圓。另外，該碟形透鏡與發(fā)光半導體組件封裝成一發(fā)光二極管組件，以提供均勻的背光。
文檔編號G02F1/1335GK1645217SQ20051005162
公開日2005年7月27日 申請日期2005年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月8日
發(fā)明者吳孟齋 申請人:友達光電股份有限公司