專利名稱：光學(xué)組件、光學(xué)棱鏡、背光源組合體、及顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)組件、光學(xué)棱鏡，及具有該光學(xué)組件、光學(xué)棱鏡的背光源組合體及顯示裝置，更詳細(xì)講，涉及具有導(dǎo)光功能的光學(xué)組件、光學(xué)棱鏡，及具有該光學(xué)組件、光學(xué)棱鏡的背光源組合體及顯示裝置。
背景技術(shù)：
通常，具備多個(gè)發(fā)光二極管(LED)的直下型背光源單元(BackLight Unit，BLU)具備均勻擴(kuò)散頂向集中的光的導(dǎo)光板。
所述導(dǎo)光板主要由聚甲基丙烯酸甲酯-系列樹脂(polymethylmethacrylate-serises resin，PMMA)制造。所述導(dǎo)光板的折射率約為1.5。所述導(dǎo)光板的折射率大于空氣的折射率，因此外部入射的光在所述導(dǎo)光板內(nèi)部形成全反射，結(jié)果，起到均勻擴(kuò)散光的作用。
但隨著采用背光源單元的LCD TV或監(jiān)視器的超薄化，具有一定厚度的導(dǎo)光板的使用受限。
而且，不能確保充分的混合區(qū)域(mixing zone)，即使使用導(dǎo)光板也能看到發(fā)光二極管分別發(fā)射的紅色、綠色、藍(lán)色的斑點(diǎn)(spot)。因此出現(xiàn)不能得到均勻背面光的弊端。
即，不能確保充分的色彩混合區(qū)域，出現(xiàn)人眼可以識(shí)別的各發(fā)光二極管發(fā)射的光的斑點(diǎn)的弊端。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決這些現(xiàn)有技術(shù)中存在的弊端，本發(fā)明的第一目的在于提供可提高均勻程度的具有導(dǎo)光功能的光學(xué)組件。
本發(fā)明的第二目的在于，提供用于所述光學(xué)組件的光學(xué)棱鏡。
本發(fā)明的第三目的在于，提供具有該光學(xué)組件的背光源組合體。
本發(fā)明的第四目的在于，提供具有所述光學(xué)組件的顯示裝置。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明第一的目的，根據(jù)一實(shí)施例的光學(xué)組件包括多個(gè)發(fā)光部及棱鏡面板。所述棱鏡面板分別對(duì)應(yīng)所述發(fā)光部限定棱鏡部，并具有分別向所述棱鏡部的側(cè)面方向延伸的導(dǎo)光部。
為達(dá)到所述發(fā)明的第一目的，根據(jù)另一實(shí)施例的光學(xué)組件包括發(fā)光部及光學(xué)棱鏡。所述光學(xué)棱鏡限定具有凸出形狀并布置在所述發(fā)光部之上的中心棱鏡部、具有接納所述中心棱鏡部的凹陷形狀并形成在所述中心棱鏡部外側(cè)的周邊棱鏡部、從所述周邊棱鏡部延伸的導(dǎo)光部。
為達(dá)到所述本發(fā)明的第二目的，根據(jù)一實(shí)施例的光學(xué)棱鏡包括中心棱鏡部、周邊棱鏡部、及導(dǎo)光部。所述中心棱鏡部具有凸起形狀。所述周邊棱鏡部具有接納所述中心棱鏡部的凹陷形狀，并形成于所述中心棱鏡部的外側(cè)。所述導(dǎo)光部從所述周邊棱鏡部延伸。
為達(dá)到所述本發(fā)明的第三目的，根據(jù)一實(shí)施例的背光源組合體包括基礎(chǔ)基片及光學(xué)組件。所述基礎(chǔ)基片包括第一區(qū)域及圍繞第一區(qū)域的第二區(qū)域。所述光學(xué)組件包括多個(gè)發(fā)光部和對(duì)應(yīng)所述發(fā)光部的多個(gè)光學(xué)棱鏡，并布置于所述第一區(qū)域。所述各光學(xué)棱鏡限定具有凸起形狀的中心棱鏡部和具有接納所述中心棱鏡部的凹陷形狀并形成于所述中心棱鏡部外側(cè)的周邊棱鏡部及從所述周邊棱鏡部延伸的導(dǎo)光部。
為達(dá)到所述本發(fā)明的第三目的，根據(jù)另一實(shí)施例的背光源組合體包括基礎(chǔ)基片和光學(xué)組件。所述基礎(chǔ)基片包括第一區(qū)域和圍繞所述第一區(qū)域的第二區(qū)域。所述光學(xué)組件布置于所述第一區(qū)域，并包括(a)多個(gè)發(fā)光部，(b)具有接納凸起形狀中心部的凹陷形狀，并對(duì)應(yīng)所述發(fā)光部限定多個(gè)棱鏡部的同時(shí)向上述各棱鏡部的側(cè)向延伸的棱鏡面板。
達(dá)到所述本發(fā)明第四目的的，根據(jù)一實(shí)施例的顯示裝置包括顯示面板及背光源組合體。所述顯示面板利用光顯示圖像。所述背光源組合體包括基礎(chǔ)基片、多個(gè)發(fā)光部、多個(gè)光學(xué)棱鏡，并向所述顯示面板發(fā)射光。所述基礎(chǔ)基片具有第一區(qū)域和圍繞所述第一區(qū)域的第二區(qū)域。所述多個(gè)發(fā)光部布置于所述第一區(qū)域。所述各光學(xué)組件限定具有凸起形狀并覆蓋所述各發(fā)光部的多個(gè)中心棱鏡部、具有加納所述中心棱鏡部的凸起形狀并形成于所述中心棱鏡部外側(cè)的周邊棱鏡部及從所述周邊棱鏡部延伸的導(dǎo)光部。
為達(dá)到所述本發(fā)明的第四目的，根據(jù)另一實(shí)施例的顯示裝置包括顯示面板和背光源組合體。所述顯示面板利用光顯示圖像。所述背光源組合體包括基礎(chǔ)基片、多個(gè)發(fā)光部、棱鏡面板，并向所述顯示面板發(fā)射光。所述基礎(chǔ)基片具有第一區(qū)域及圍繞所述第一區(qū)域的第二區(qū)域。所述各發(fā)光部布置于所述第一區(qū)域。所述棱鏡面板具有接納凸起形狀中心部的凹陷形狀，并分別對(duì)應(yīng)所述發(fā)光部限定多個(gè)棱鏡部的同時(shí)分別向所述棱鏡部的側(cè)向延伸。
根據(jù)這種光學(xué)棱鏡，具有該光學(xué)棱鏡的光學(xué)組件、背光源組合體及顯示裝置，向布置于發(fā)光二極管之上的光學(xué)棱鏡賦予導(dǎo)光功能，從而可以提高所述發(fā)光二極管射出的光的均勻程度。


圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的光學(xué)棱鏡的立體圖；圖2是示出圖1中所示的光學(xué)棱鏡原理的示意圖；圖3是示出圖1中所示的光學(xué)棱鏡的可變曲率的示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的光學(xué)棱鏡形成一體的光學(xué)組件的立體圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的光學(xué)棱鏡陣列的立體圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的光學(xué)棱鏡的立體圖；圖7是示出圖6中所示的光學(xué)棱鏡原理的示意圖；圖8是表示頂向和側(cè)向分別提取的光效率的模擬結(jié)果的曲線圖；圖9是表示根據(jù)光棱鏡陣列的光學(xué)測(cè)定結(jié)果的曲線圖；圖10A至圖10E表示根據(jù)光學(xué)棱鏡厚度變化的光分布模擬結(jié)果的曲線圖；
圖11是表示根據(jù)光學(xué)棱鏡厚度變化的光提取效率變化的曲線圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的背光源組合體的分解立體圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的液晶顯示器的分解立體圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明。
光學(xué)棱鏡的實(shí)施例1圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的光學(xué)棱鏡立體圖，圖2是示出圖1中所示的光學(xué)棱鏡原理的示意圖。特別示出賦予導(dǎo)光功能的相同厚度的光學(xué)棱鏡。這里，賦予導(dǎo)光功能的光學(xué)棱鏡是指，起棱鏡原有作用的同時(shí)起到棱鏡板的作用，即，通過全反射使光的分布均勻的棱鏡。
參照?qǐng)D1及圖2，光學(xué)棱鏡10包括中心棱鏡部12、周邊棱鏡部14、及導(dǎo)光部16。所述中心棱鏡部12的背面形成接納發(fā)光二極管(LED)等發(fā)光元件的槽18。所述槽18的形狀適應(yīng)所述發(fā)光元件的形狀。
所述中心棱鏡部12具有面向正向(z-軸)凸出的凸起(convex)形狀。所述中心棱鏡部12在平面(x-y平面)上為圓形。所述中心棱鏡部12被不同曲率所限定的曲面所限定。所述凸起形狀的中心棱鏡部12起到一種凸透鏡(convex lens)作用。所述中心棱鏡部12的等高線可以相互平行，也可以趨近于某一側(cè)。即，任意區(qū)域的等高線密集，其它區(qū)域的等高線稀疏。
所述周邊棱鏡部14具有接納所述中心棱鏡部12的凹陷形狀，形成于所述中心棱鏡部12的外側(cè)。所述周邊棱鏡部14相對(duì)正向(z-軸)具有凹陷形狀。所述周邊棱鏡部14在平面(x-y平面)上具有圍繞所述中心棱鏡部12的圓環(huán)形狀。所述周邊棱鏡部14被不同曲率限定的曲面所限定。所述凹陷形狀的周邊棱鏡部14起到一種凹透鏡(concave lens)作用。所述周邊棱鏡部14的等高線可以平行，也可以趨近于某一側(cè)。即，任意區(qū)域的等高線密集，其它區(qū)域的等高線稀疏。
所述導(dǎo)光部16從所述周邊棱鏡部14延伸。所述導(dǎo)光部16相對(duì)正向(x-y平面)具有平面形狀。在圖1中雖然示出了所述導(dǎo)光部16圍繞所述周邊棱鏡部14的四邊形形狀，但也可以是圍繞所述周邊棱鏡部14的圓環(huán)形狀或橢圓形狀等多種形狀。
參照?qǐng)D2，根據(jù)光學(xué)棱鏡10的槽18中接納的發(fā)光二極管(LED)射出光，說明被中心棱鏡部12、周邊棱鏡部14、及導(dǎo)光部16改變的光的特性。
入射到所述中心棱鏡部12的光被相對(duì)凸起的分界面形狀折射，用于照明背光源單元。即，入射到所述中心棱鏡部12分界面的光以大于入射角的投射角射出到外部空氣區(qū)域。其原因在于，據(jù)折射法則(snell′s law)，光學(xué)棱鏡的折射率(例如1.5)大于空氣區(qū)域(例如1)的折射率。
在圖2中，在光學(xué)棱鏡10的分界面反射的反射光具有與入射角相同角度的反射角。省略其所述反射光的圖示。
另外，入射到所述周邊棱鏡部14的光被相對(duì)凹陷的分界面形狀折射并透射到光學(xué)棱鏡10的外側(cè)向，而且所述折射并投射的光經(jīng)過所述導(dǎo)光部16時(shí)進(jìn)一步向外側(cè)折射。所述周邊棱鏡部14曲面第一變更通過光學(xué)棱鏡內(nèi)側(cè)的光或通過光學(xué)棱鏡外側(cè)的光的路徑，而且所述導(dǎo)光部16根據(jù)所述曲面部接收第一路經(jīng)變更的光，進(jìn)行第二路經(jīng)變更后射出。
具體講，所述周邊棱鏡部14接收曲面中心部具備的發(fā)光二極管(LED)射出的不足30度的相對(duì)小角度傾斜角的光。因此，入射到所述周邊棱鏡部14內(nèi)部曲面的光幾乎未能投射，而被反射后，提供到導(dǎo)光部16。另外，入射到所述周邊棱鏡部14外部曲面的光的一部分按一定反射角反射到外部空氣區(qū)域，而剩下的則按一定的投射角經(jīng)過所述周邊棱鏡部14提供到所述導(dǎo)光部16。
所述導(dǎo)光部16從所述周邊棱鏡部14延伸，因此引導(dǎo)提供到所述周邊棱鏡部14的光的路徑，向正向或側(cè)向射出。例如，被所述周邊棱鏡部14的曲面反射的光向側(cè)部側(cè)向射出，使被反射的光具有大于入射角的透射角，而且通過所述周邊棱鏡部14曲面的透射光向側(cè)部背面方向射出，使其具有大于入射角的透射角。
像這樣，向賦予導(dǎo)光功能的光學(xué)棱鏡正方向射出的光可以增加背光源單元(BLU)的灰度，向所述光學(xué)棱鏡側(cè)向射出的光可以增加背光源單元(BLU)的均勻性。
圖3是說明圖1示出的光學(xué)棱鏡可變曲率的示意圖。
參照?qǐng)D1至圖3，中心棱鏡部12具有頂點(diǎn)縮進(jìn)去的凸起形狀，所述頂點(diǎn)部縮進(jìn)去的凸起形狀被多個(gè)可變曲率所限定，且所述凹陷形狀被多個(gè)可變曲率所限定。
具體講，所述中心棱鏡部12從所述光學(xué)棱鏡10的中心到外輪廓，被具有背面限定的中心的同時(shí)具有2.76mm曲率半徑的第一曲面、與所述第一曲面連接的同時(shí)具有1.98mm的曲率半徑的第二曲面、與所述第二曲面連接的同時(shí)具有2.15mm曲率半徑的第三曲面、具有正面限定的中心，并與所述第三曲面連接的同時(shí)具有4.07mm曲率半徑的第四曲面、與所述第四曲面連接的同時(shí)具有22.97mm曲率半徑的第五曲面所限定。由此，所述中心棱鏡部12形成截面上的凸起形狀。
而且，所述周邊棱鏡部14隨著所述光學(xué)棱鏡10中心至外輪廓，具有被所述光學(xué)棱鏡10的正向限定的中心，且與所述第五曲面連接的同時(shí)具有13.74mm曲率半徑的第六曲面、與所述第六曲面連接的同時(shí)具有2.70mm曲率半徑的第七曲面所限定。由此，所述周邊棱鏡部14形成截面上的相對(duì)凹陷形狀。
所述本發(fā)明的一實(shí)施例中說明了中心棱鏡部具有頂點(diǎn)部縮進(jìn)去的凸起形狀，但也可以形成具有所述中心棱鏡部的頂點(diǎn)沒有縮進(jìn)去的凸起形狀，而是被多個(gè)可變曲率所限定。
在所述本發(fā)明一實(shí)施例中說明了對(duì)應(yīng)一個(gè)發(fā)光二極管的物理上分離的一個(gè)光學(xué)棱鏡。但從業(yè)人員可以實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)各發(fā)光二極管的一體形成的光學(xué)棱鏡。
光學(xué)組件實(shí)施例1圖4是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的光學(xué)棱鏡形成一體的光學(xué)組件的立體圖。特別示出一體化形成根據(jù)一實(shí)施例的光學(xué)棱鏡。
參照?qǐng)D4，根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的光學(xué)組件20包括多個(gè)發(fā)光二極管22及棱鏡面板24，射出高均勻程度的光。
所述發(fā)光二極管22布置在平面上。在圖4中16個(gè)發(fā)光二極管以陣列類型布置。
所述棱鏡面板24具有分別對(duì)應(yīng)所述發(fā)光二極管22限定的中心棱鏡部、周邊棱鏡部、及導(dǎo)光部，并布置在所述發(fā)光二極管22之上。所述中心棱鏡部的底部形成接納發(fā)光二極管22的槽。對(duì)于所述中心棱鏡部、周邊棱鏡部、及導(dǎo)光部，已在圖1中進(jìn)行了說明，因此省略對(duì)其的說明。
光學(xué)組件實(shí)施例2圖5是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的光學(xué)棱鏡陣列的立體圖。特別示出了根據(jù)一實(shí)施例的光學(xué)棱鏡由縫合部件物理連接的情況。
參照?qǐng)D5，根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的光學(xué)組件30包括多個(gè)發(fā)光二極管32、多個(gè)光學(xué)棱鏡34、及縫合部件36，射出高均勻程度的光。
所述發(fā)光二極管32布置在平面上。圖5中示出了16個(gè)發(fā)光二極管以陣列類型布置的情況。
所述光學(xué)棱鏡34分別具有中心棱鏡部、周邊棱鏡部、及導(dǎo)光部，布置在各發(fā)光二極管32之上。對(duì)于所述光學(xué)棱鏡34已在圖1進(jìn)行了說明，因此省略對(duì)其的說明。
所述縫合部件36夾在相鄰的光學(xué)棱鏡之間，切斷所述相鄰的光學(xué)棱鏡之間介入空氣層。優(yōu)選地，所述縫合部件由與光學(xué)棱鏡的折射率幾乎相同的材料組成。優(yōu)選地，通常，光學(xué)棱鏡由PMMA材質(zhì)組成，因此，所述縫合部件36為與所述PMMA材質(zhì)的折射率具有幾乎相同折射率的硅。
由此，任意光學(xué)棱鏡的導(dǎo)光部射出的光通過硅部件傳送到相鄰的光學(xué)棱鏡的導(dǎo)光部。
像這樣，相鄰排列所述光學(xué)棱鏡，起到光學(xué)棱鏡自身作用的同時(shí)，利用獨(dú)立的硅進(jìn)行縫合，從而光學(xué)棱鏡之間不產(chǎn)生空間，因此可以使光學(xué)棱鏡的側(cè)向?qū)嵭欣忡R面板作用。
光學(xué)棱鏡實(shí)施例2圖6是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的光學(xué)棱鏡的立體圖，圖7是示出圖6中所示的光學(xué)棱鏡原理的示意圖。特別示出厚度不同給予導(dǎo)光功能的光學(xué)棱鏡的導(dǎo)光部。
參照?qǐng)D6及圖7，光學(xué)棱鏡40包括中心棱鏡部42、周邊棱鏡部44、及導(dǎo)光部46。
所述中心棱鏡部42的背面形成接納發(fā)光二極管(LED)等發(fā)光元件的槽48。所述槽48的形狀適應(yīng)所述發(fā)光元件的形狀。
所述中心棱鏡部42具有向正向相對(duì)凸起的凸起形狀。所述中心棱鏡部42在平面上具有圓形形狀。所述中心棱鏡部42被不同曲率限定的曲面所限定。
所述周邊棱鏡部44具有接納所述中心棱鏡部42的凹陷形狀，并形成于所述中心棱鏡部42的外側(cè)。所述周邊棱鏡部44相對(duì)正向具有相對(duì)凹陷的形狀。所述周邊棱鏡部44在平面上具有圍繞所述中心棱鏡部42的圓環(huán)形狀。所述周邊棱鏡部44被不同曲率所限定的曲面所限定。
所述導(dǎo)光部46從所述周邊棱鏡部44延伸。所述導(dǎo)光部46具有隨著遠(yuǎn)離中心部其厚度逐漸變小的形狀。特別是，所述導(dǎo)光部46的背面具有平坦形狀，且導(dǎo)光部46的正面向背面方向傾斜。從側(cè)面觀察時(shí)，所述正面可以是直線，也可以是曲面。在圖中示出了所述導(dǎo)光部46圍繞所述周邊棱鏡部44的四邊形形狀，但可以是圍繞所述周邊棱鏡部44的圓環(huán)形狀、橢圓形狀等多種形狀。
那么，參照?qǐng)D7詳細(xì)說明，根據(jù)發(fā)光二極管(LED)射出光后被中心棱鏡部42、周邊棱鏡部44及導(dǎo)光部46變更的光的特性。
入射到所述中心棱鏡部42的光被相對(duì)凸起的分界面形狀所折射，用于照明背光源單元。即，入射到所述中心棱鏡部42的分界面的光以大于入射角的透射角射出到外部空氣區(qū)域。其原因在于，據(jù)折射法則(snell′s law)，光學(xué)棱鏡的折射率(例如，1.5)大于空氣區(qū)域(例如，1)折射率。在圖6的分界面反射的反射光，入射角與反射角角度相同。
另外，入射到所述周邊棱鏡部44的光被相對(duì)凹陷的分界面形狀折射并透射到光學(xué)棱鏡40的外側(cè)，所述折射并投射的光通過所述導(dǎo)光部進(jìn)一步向外側(cè)向折射并射出。這時(shí)，所述周邊棱鏡部44的曲面第一變更通過光學(xué)棱鏡內(nèi)側(cè)的光或通過光學(xué)棱鏡外側(cè)的光的路徑。所述導(dǎo)光部通過所述曲面部接收第一路經(jīng)變更的光，進(jìn)行第二路經(jīng)變更后射出。
具體講，所述周邊棱鏡部44的曲面從中心部具備的發(fā)光二極管(LED)形成5至10度的傾斜角。因此，入射到所述周邊棱鏡部44內(nèi)部曲面的光幾乎沒有被透射，而被反射提供到導(dǎo)光部46。另外，入射到所述周邊棱鏡部44外部曲面的光的一部分形成一定反射角反射到外部空氣區(qū)域，而剩余的則以一定透射角通過周邊棱鏡部44提供到導(dǎo)光部46。
趨近周邊，其厚度逐漸減小的所述導(dǎo)光部46從所述周邊棱鏡部44延伸，并引導(dǎo)所述周邊棱鏡部44提供的光的路徑，通過正向或側(cè)向射出。例如，具有一定曲率邊緣部的導(dǎo)光部隨著光的入射，通過側(cè)部的正向射出，使所述光的入射角相對(duì)大于透射角。
像這樣，光學(xué)棱鏡的正向射出的光提高背光源單元(BLU)的灰度，所述光學(xué)棱鏡的側(cè)向射出的光增加背光源單元(BLU)的均勻性。
圖8是表示根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)棱鏡的正方向和側(cè)向分別提取的光效率的模擬結(jié)果的曲線圖。
參照?qǐng)D8，隨著棱鏡面板厚度的增加，相對(duì)增加側(cè)向(SIDEDIR.)的光提取效果，相對(duì)減小頂向(TOP DIR.)的光提取效果。
具體講，所述棱鏡面板部分的厚度分別為1mm、2mm、3mm、4mm及4.4mm時(shí)，側(cè)向的光提取效率分別為80％、84、88、94及96％，正方向的光提取效率分別為91、88、85、81及80％。
因此，總的光提取效率在厚度為4.5mm時(shí)具有最大值(97.67％)。
根據(jù)本發(fā)明的給予導(dǎo)光功能的光學(xué)棱鏡向正方向射出約80％的光，向側(cè)向射出約18％的光。特別是，側(cè)向射出的光因?yàn)橄噜彽墓鈱W(xué)棱鏡的棱鏡面板部分相互接觸，可以向相鄰的光學(xué)棱鏡傳播光，以這種方式擴(kuò)大光的分布范圍，可以增加光的均勻性。
特別是，賦予導(dǎo)光功能的光學(xué)棱鏡的棱鏡部分有利于具有向側(cè)向分布光的凹陷形狀(或碗狀)，且對(duì)于具有與其類似結(jié)構(gòu)的所有光學(xué)棱鏡，棱鏡面板部分可以均勻地分布光。圖9是表示根據(jù)光棱鏡陣列的光學(xué)測(cè)定結(jié)果的曲線圖。
參照?qǐng)D9，以等高線形態(tài)表示了平面上的光的分布，表示了分別對(duì)應(yīng)所述等高線形態(tài)的橫軸和縱軸的光速(flux)分布狀態(tài)(cross-sectional analysis)。
據(jù)觀測(cè)，光學(xué)棱鏡中心部的灰度相對(duì)較高，周邊部的灰度相對(duì)較低。然而，當(dāng)向光學(xué)棱鏡賦予導(dǎo)光功能時(shí)，盡管對(duì)應(yīng)橫軸或縱軸，可以確認(rèn)中心部光測(cè)的灰度和周邊部觀測(cè)的灰度，其相對(duì)偏差逐漸減小。
另外，參照下文中的圖10a至圖10e說明制作賦予導(dǎo)光功能的光學(xué)棱鏡時(shí)可能發(fā)生的作業(yè)公差部分。
圖10A至圖10E表示根據(jù)光學(xué)棱鏡厚度變化的光分布模擬結(jié)果的曲線圖。特別是表示光學(xué)棱鏡的厚度分別是3.7mm、3.9mm、4.1mm、4.3mm及4.5mm時(shí)的光分布模擬結(jié)果的曲線圖。
如圖10A至圖10E所示，當(dāng)光學(xué)棱鏡厚度為4.5時(shí)，其光分布不如以前的光分布。這是因?yàn)?，正如圖11所示，降低了光提取效率。
圖11是表示根據(jù)光學(xué)棱鏡厚度變化的光提取效率變化的曲線圖。
參照?qǐng)D11，光學(xué)棱鏡的厚度約為4.4mm時(shí)，光提取效率為78.69。隨著光學(xué)棱鏡厚度的減小，光提取效率逐漸增加，直到81％左右時(shí)飽和。即，當(dāng)光學(xué)棱鏡厚度為4.2mm時(shí)，光提取效率為80.5％、4.0mm時(shí)，光提取效率為81％，3.8時(shí)光提取效率為81.5。
背光源組合體實(shí)施例圖12是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的背光源組合體的分解立體圖。特別是示出了具有圖1示出的光學(xué)棱鏡的背光源組合體。
參照?qǐng)D12，根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的背光源組合體50包括基礎(chǔ)基片52、布置在所述基礎(chǔ)基片52上的反射板54及布置在所述反射板54之上的光學(xué)組件56。
所述光學(xué)組件56包括發(fā)光部57和棱鏡面板58，射出高均勻程度的光。
所述發(fā)光部57作為點(diǎn)光源具有多個(gè)發(fā)光二極管。所述發(fā)光部57可以由射出白色光的多個(gè)發(fā)光二極管組成。所述發(fā)光部57也可以由紅色發(fā)光二極管、綠色發(fā)光二極管、及藍(lán)色發(fā)光二極管組成。所述發(fā)光部57也可以由一個(gè)紅色發(fā)光二極管、兩個(gè)綠色發(fā)光二極管、及一個(gè)藍(lán)色發(fā)光二極管組成。
所述棱鏡面板58具有接納凸起形狀中心部的凹陷形狀，對(duì)應(yīng)所述各發(fā)光部57限定多個(gè)棱鏡部的同時(shí)，向所述各棱鏡部的側(cè)向延伸。對(duì)應(yīng)所述發(fā)光部57形成所述中心部。
在圖12中示出了棱鏡面板圍繞圓形的棱鏡部的形狀，棱鏡面板可以是四邊形或五邊形等多種形狀。
而且，示出的所述棱鏡面板具有相同的厚度，但可以隨著遠(yuǎn)離棱鏡部，其厚度逐漸減小。
而且，示出的所述發(fā)光部具有均勻的間隔，但也可以具有隨意的間隔。因此，棱鏡面板上形成的棱鏡之間也可以具有隨意的間隔。
液晶顯示裝置實(shí)施例圖13是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的液晶顯示器的分解立體圖。
參照?qǐng)D13，液晶顯示器包括背光源組合體100、顯示組合體200、頂盤300、背面蓋400、及正面蓋500。
所述背光源組合體100包括基礎(chǔ)基片110、反射薄片120、多個(gè)光學(xué)組件130、光混合部件140、光學(xué)薄片類150、及接納容器160。
所述基礎(chǔ)基片110上形成一連串的導(dǎo)電性路徑，向多個(gè)光學(xué)組件提供電源電壓。
所述反射薄片120布置在所述基礎(chǔ)基片110和光學(xué)組件130之間，防止未形成所述光混合部件140的方向泄漏所述光學(xué)組件130射出光。所述反射薄片120可以替代基礎(chǔ)基片110之上涂布的反射層。
所述光學(xué)組件130包括發(fā)光部132及棱鏡面板134，并布置在所述基礎(chǔ)基片110上，射出高均勻程度的光。所述光學(xué)組件130可以分別射出白色光，也可以射出紅色光、綠色光，及藍(lán)色光中的任意一種光。
所述光混合部件140面對(duì)所述光學(xué)組件130的上部。所述光混合部件140反射及投射所述光，使所述光學(xué)組件130射出的光在所述光學(xué)組件130外的空氣中混合。這時(shí)，所述各光學(xué)組件130混合射出的紅色光、綠色光及藍(lán)色光，形成白色光。
所述光學(xué)薄片類150包括擴(kuò)散板152和三棱鏡薄片154。所述擴(kuò)散板152擴(kuò)散所述光學(xué)組件110射出后透射所述光混合部件140的光。所述三棱鏡薄片154聚光所述擴(kuò)散板152擴(kuò)散的光。
所述接納容器160包括一部分開口的底面部件162及從所述底面部件162垂直延伸的側(cè)壁部件164。所述接納容器160的底面部件162依次接納基片110、反射板120、光學(xué)組件130、光混合部件140、及光學(xué)薄片150。
所述顯示組合體200包括顯示圖像的液晶面板部210、多個(gè)數(shù)據(jù)及柵極數(shù)據(jù)薄膜封裝(Tape Carrier Package簡(jiǎn)稱TCP)220、230，整合印刷電路基片240。
所述液晶面板部210包括顯示像素的陣列基片212、面對(duì)所述陣列基片212的濾色器基片214及注入到所述陣列基片212和濾色器基片214之間的液晶層(未示出)。
所述陣列基片212的源極粘貼所述多個(gè)數(shù)據(jù)TCP 220，所述陣列基片212的柵極粘貼所述多個(gè)柵極TCP 230。所述數(shù)據(jù)及柵極TCP220、230向所述液晶顯示面板部210施加驅(qū)動(dòng)所述液晶顯示面板部210及控制該驅(qū)動(dòng)時(shí)期的驅(qū)動(dòng)信號(hào)和定時(shí)信號(hào)。
所述數(shù)據(jù)TCP 220的一端粘貼在陣列基片212上，另一端粘貼在整合印刷電路基片240上，將所述液晶面板部210與所述整合印刷電路基片240電連接。所述柵極TCP 230粘貼在所述陣列基片212上，將所述液晶面板部210與所述整合印刷電路基片240電連接。所述整合印花電路基片240接收外部的電信號(hào)，施加所述數(shù)據(jù)及柵極TCP 220、230。
連接在所述液晶面板部210的所述數(shù)據(jù)及柵極TCP 220、230沿著所述接納容器190的所述側(cè)壁部件194的外面折疊，且所述整合印刷電路基片240安裝在所述底面部件192的背面。
所述液晶面板部210上部具備固定件頂盤300。所述頂盤300覆蓋所述液晶面板部210并露出有效顯示區(qū)域，同時(shí)與面對(duì)的所述接納容器190結(jié)合固定所述顯示單元200。
所述背面蓋接納所述背光源組合體100、顯示組合體200及頂盤300，所述背面蓋400與具備于所述頂盤300上部的結(jié)合正面蓋500相互面對(duì)，完成所述液晶顯示器。
發(fā)明效果如上所述，根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)棱鏡由頂向射出光的棱鏡部分和折射光的曲面部分及接收并傳播光的棱鏡面板組成，提高布置在下部的發(fā)光二極管射出的光的均勻程度。
而且，各發(fā)光二極管即使射出紅色光、綠色光、藍(lán)色光，因所述發(fā)光二極管之上布置賦予導(dǎo)光功能的光學(xué)棱鏡，可以充分確保顏色的混合區(qū)域(mixing zone)。因此，可以消除紅色、綠色、藍(lán)色等斑點(diǎn)(spot)，得到均勻特性的背面光。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
符號(hào)說明10、34、40光學(xué)棱鏡 12、42中心棱鏡部
14、44周邊棱鏡部 16、46導(dǎo)光部20、56光學(xué)組件 22、32、57發(fā)光二極管24、58棱鏡面板 36縫合部件50背光源組合體 52基礎(chǔ)基片54反射板 100背光源組合體200顯示組合體300頂盤400背面蓋500正面蓋
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)組件，包括多個(gè)發(fā)光部；以及導(dǎo)光部，對(duì)應(yīng)各所述發(fā)光部限定棱鏡部，并向所述各棱鏡部側(cè)面方向延伸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)組件，其特征在于，所述棱鏡部的中心部具有凸起形狀，周邊部具有從外側(cè)接納所述中心部的凹陷形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)組件，其特征在于，所述各棱鏡部在平面上為圓形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)組件，其特征在于，所述導(dǎo)光部的正面是從所述棱鏡部邊緣延伸的平面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)組件，其特征在于，所述導(dǎo)光部的正面是從所述棱鏡部邊緣延伸的傾斜曲面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)組件，其特征在于，所述凸起形狀被多個(gè)可變曲率所限定，所述凹陷形狀被多個(gè)可變曲率所限定。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)組件，其特征在于，所述棱鏡部具有頂點(diǎn)縮進(jìn)去的凸起形狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)組件，其特征在于，所述中心部具有頂點(diǎn)部縮進(jìn)去的凸起形狀，所述凸起形狀被多個(gè)可變曲率所限定，所述凹陷形狀被多個(gè)可變曲率所限定。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光學(xué)組件，其特征在于，所述凸起形狀從中心部到周邊部，被2.76mm的曲率半徑、1.98mm的曲率半徑、2.15mm的曲率半徑、4.07mm的曲率半徑，以及22.97mm曲率半徑所限定。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)組件，其特征在于，所述棱鏡部的背面部形成接納所述發(fā)光部的槽。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光學(xué)組件，其特征在于，所述棱鏡部經(jīng)過所述槽接觸所述發(fā)光部。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光學(xué)組件，其特征在于，所述槽中形成空氣層，所述發(fā)光部發(fā)射的光經(jīng)過所述空氣層施加到所述棱鏡部及導(dǎo)光部。
13.一種光學(xué)組件，包括發(fā)光部；以及光學(xué)棱鏡，限定具有凸起形狀的同時(shí)布置在所述發(fā)光部之上的中心棱鏡部、具有加納所述中心棱鏡部的凹陷形狀的同時(shí)形成在所述中心棱鏡部外側(cè)的周邊棱鏡部、從所述周邊棱鏡部延伸的導(dǎo)光部。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光學(xué)組件，其特征在于，所述周邊棱鏡部在平面上為圓形。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光學(xué)組件，其特征在于，所述導(dǎo)光部在平面上為包圍圓形的四邊形。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光學(xué)組件，其特征在于，所述凸起形狀被多個(gè)可變曲率所限定，所述凹陷形狀被多個(gè)可變曲率所限定。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光學(xué)組件，其特征在于，所述中心棱鏡部具有頂點(diǎn)部縮進(jìn)去的凸起形狀，所述頂點(diǎn)部縮進(jìn)去的凸起形狀被多個(gè)可變曲率所限定，所述凹陷形狀被多個(gè)可變曲率所限定。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的光學(xué)組件，其特征在于，所述頂點(diǎn)部縮進(jìn)去的凸起形狀從中心部到周邊部，所有中心棱鏡部具有中心的同時(shí)被2.76mm的曲率半徑、1.98mm的曲率半徑、2.15mm的曲率半徑所限定的曲面所限定，正面具有中心的同時(shí)被22.97mm的曲率半徑、13.74mm的曲率半徑、4.07mm的曲率半徑，以及2.70mm的曲率半徑所限定的曲面所限定。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光學(xué)組件，其特征在于，所述中心棱鏡部的背面形成接納所述發(fā)光部的槽。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的光學(xué)組件，其特征在于，所述中心棱鏡部經(jīng)過所述槽接觸所述發(fā)光部，所述發(fā)光部發(fā)射的光直接施加到所述中心棱鏡部、周邊棱鏡部、及導(dǎo)光部上。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的光學(xué)組件，其特征在于，所述槽中形成空氣層，所述發(fā)光部發(fā)射的光經(jīng)過所述空氣層施加到所述中心棱鏡部、周邊棱鏡部、及導(dǎo)光部上。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的光學(xué)組件，其特征在于，所述導(dǎo)光部的正面是從所述周邊棱鏡部邊緣延伸的平面。
23.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光學(xué)組件，其特征在于，所述導(dǎo)光部的正面是從所述周邊棱鏡部邊緣延伸的傾斜曲面。
24.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光學(xué)組件，其特征在于，所述導(dǎo)光部的厚度小于4.5mm。
25.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光學(xué)組件，其特征在于，所述導(dǎo)光部的材質(zhì)與所述周邊棱鏡部的材質(zhì)形同。
26.一種光學(xué)棱鏡，包括中心棱鏡部，具有凸起形狀；周邊棱鏡部，具有接納所述中心棱鏡部的凹陷形狀，并形成在所述中心棱鏡部外側(cè)；以及導(dǎo)光部，從所述周邊棱鏡部延伸。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的光學(xué)棱鏡，其特征在于，所述凸起形狀被多個(gè)可變曲率所限定，所述凹陷形狀被多個(gè)可變曲率所限定。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的光學(xué)棱鏡，其特征在于，所述導(dǎo)光部的厚度均勻。
29.根據(jù)權(quán)利要求26所述的光學(xué)棱鏡，其特征在于，隨著遠(yuǎn)離所述中心部所述導(dǎo)光部的厚度逐漸減小。
30.根據(jù)權(quán)利要求26所述的光學(xué)棱鏡，其特征在于，所述中心棱鏡部具有頂點(diǎn)部縮進(jìn)去的凸起形狀。
31.根據(jù)權(quán)利要求26所述的光學(xué)棱鏡，其特征在于，所述中心棱鏡部、周邊棱鏡部、及導(dǎo)光部的材質(zhì)為聚甲基丙烯酸甲酯。
32.一種背光源組合體，其特征在于，包括基礎(chǔ)基片，具有第一區(qū)域和圍繞所述第一區(qū)域的第二區(qū)域；以及光學(xué)組件，包括多個(gè)發(fā)光部和對(duì)應(yīng)所述發(fā)光部的多個(gè)光學(xué)棱鏡，并布置在所述第一區(qū)域，各光學(xué)棱鏡限定，具有凸起形狀的中心棱鏡部、具有接納所述中心棱鏡的凹陷形狀，形成于所述中心棱鏡部外側(cè)的邊緣棱鏡部、從所述周邊棱鏡部延伸的導(dǎo)光部。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的背光源組合體，其特征在于，所述基礎(chǔ)基片布置于所述第二區(qū)域之上，進(jìn)一步包括反射所述發(fā)光部射出的光的反射部。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的背光源組合體，其特征在于，所述發(fā)光部為點(diǎn)光源。
35.根據(jù)權(quán)利要求32所述的背光源組合體，其特征在于，所述發(fā)光部為發(fā)光二極管。
36.根據(jù)權(quán)利要求32所述的背光源組合體，其特征在于，相鄰的光學(xué)棱鏡之間注入中間導(dǎo)光部件。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的背光源組合體，其特征在于，所述中間導(dǎo)光部件為硅。
38.一種背光源組合體，包括基礎(chǔ)基片，具有第一區(qū)域及圍繞所述第一區(qū)域的第二區(qū)域；以及光學(xué)組件，布置在所述第一區(qū)域，并包括(a)多個(gè)發(fā)光部、(b)棱鏡面板，具有接納凸起形狀中心部的凹陷形狀，對(duì)應(yīng)所述各發(fā)光部限定多個(gè)棱鏡部，向所述各棱鏡部側(cè)面方向延伸。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的背光源組合體，其特征在于，進(jìn)一步包括布置在所述基礎(chǔ)基片的第二區(qū)域之上，反射發(fā)光部發(fā)射的光的反射部。
40.根據(jù)權(quán)利要求38所述的背光源組合體，其特征在于，所述發(fā)光部為點(diǎn)光源。
41.根據(jù)權(quán)利要求38所述的背光源組合體，其特征在于，所述發(fā)光部為發(fā)光二極管。
42.根據(jù)權(quán)利要求38所述的背光源組合體，其特征在于，所述發(fā)光部包括紅色發(fā)光元件、綠色發(fā)光元件、藍(lán)色發(fā)光元件。
43.根據(jù)權(quán)利要求38所述的背光源組合體，其特征在于，所述發(fā)光部包括一個(gè)紅色發(fā)光元件、兩個(gè)綠色發(fā)光元件、一個(gè)藍(lán)色發(fā)光元件。
44.一種顯示裝置，包括顯示面板，利用光顯示圖像；以及背光源組合體，向所述顯示面板發(fā)射光，并包括(a)基礎(chǔ)基片，具有第一區(qū)域和圍繞所述第一區(qū)域的第二區(qū)域、(b)多個(gè)發(fā)光部，布置在所述第一區(qū)域、(c)多個(gè)光學(xué)棱鏡，限定具有凸起形狀的同時(shí)覆蓋各所述發(fā)光部的多個(gè)中心棱鏡部、具有接納所述中心棱鏡部的凹陷形狀的同時(shí)形成于所述中心棱鏡部外側(cè)的周邊棱鏡部、以及從所述周邊棱鏡部延伸的導(dǎo)光部。
45.一種顯示面板，包括顯示面板，利用光顯示圖像；以及背光源組合體，向所述顯示面板發(fā)射光，并包括(a)基礎(chǔ)基片，具有第一區(qū)域和圍繞所述第一區(qū)域的第二區(qū)域、(b)多個(gè)發(fā)光部，布置在所述第一區(qū)域、(c)棱鏡面板，具有接納凸起形狀中心部的凹陷形狀的同時(shí)對(duì)應(yīng)所述各發(fā)光部限定多個(gè)棱鏡部，并向所述各棱鏡部側(cè)面方向延伸。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光學(xué)組件、光學(xué)棱鏡、及具有該光學(xué)組件、光學(xué)棱鏡的背光源組合體及顯示裝置。光學(xué)棱鏡包括中心棱鏡部、周邊棱鏡部、及導(dǎo)光板。光學(xué)組件包括多個(gè)發(fā)光部及棱鏡面板。棱鏡面板對(duì)應(yīng)各發(fā)光部限定棱鏡部，并具有向各棱鏡部的側(cè)向延伸的導(dǎo)光部。由此，向布置在導(dǎo)光部之上的光學(xué)棱鏡賦予導(dǎo)光功能，以提高發(fā)光二極管射出的光的均勻程度。
文檔編號(hào)G02B5/04GK1851540SQ20051010948
公開日2006年10月25日 申請(qǐng)日期2005年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月22日
發(fā)明者樸世起, 李相裕, 金基哲, 南錫鉉 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社