[发明专利]发光装置、背光模组与平面显示器

说明书

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(fieldof 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。