TWI725121B - 光學透鏡及包括其的發光模組 - Google Patents
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Abstract
一種光學透鏡描述:一底表面;一凹形凹口,其安置於該底表面之一中心區中;在與該底表面及該凹口相對之一側上的一第一光退出表面,其具有一凸形彎曲表面;及一第二光退出表面,其在該底表面與該第一光退出表面之間。該底表面上之在一第一軸線方向上的一長度為D1,且在垂直於該第一軸線方向之一第二軸線方向上的一長度為D2,該凹口之底部上的在該第一軸線方向上的一長度為D3,且該凹口之該底部上的在該第二軸線方向上的一長度為D4,該底表面之一長度具有一關係D1<D2,且該凹口之一底部長度具有一關係D3>D4。
Description
本發明係關於一種光學透鏡。
本發明係關於一種發光模組,其中一光學透鏡係安置於一發光裝置上。
本發明係關於一種包括發光模組之光單元。
發光裝置(例如,發光二極體)係將電能轉換成光之一種類型的半導體裝置。發光二極體替代現存的螢光燈、白熾燈或其類似者且被視為下一代光源。
由於發光二極體藉由使用半導體元件產生光,因此相較於藉由對鎢加熱而產生光之白熾燈或藉由碰撞經由磷光體之高壓放電產生的紫外線而產生光的螢光燈,發光二極體消耗極低電力。
又,由於發光二極體藉由使用半導體元件之電位差(potential gap)產生光,因此相較於現存光源,發光二極體具有長壽命、快回應時間及環境友好特性。
因此,已進行許多研究來用發光二極體替代現存光源。發光二極體愈來愈多地用作諸如室內及室外使用之各種燈之光照設備、顯示裝置、電子板、路燈及其類似者的光源。
一實施例提供一種各向異性光學透鏡。
一實施例提供一種光學透鏡,其中一長度根據軸線方向而不
同。
一實施例提供一種光學透鏡,其中一底表面之一長度根據一軸線方向而不同。
一實施例提供一種光學透鏡,其中一光退出表面之一長度根據一軸線方向而不同。
一實施例提供一種光學透鏡,其中一凹口在兩個軸線方向上之長度彼此不同且一底表面在兩個軸線方向上之長度彼此不同。
一實施例提供一種光學透鏡,其中一凹口在兩個軸線方向上之長度彼此不同且一底表面及一光退出表面在兩個軸線方向上之長度彼此不同。
一實施例提供一種光學透鏡,其中一底表面之一中心中的一凹形凹口之一長度根據一軸線方向而不同。
一實施例提供一種光學透鏡,其中一凹口之一底部在一第一軸線方向上的一長軸對應於一底表面及/或一光退出表面之一短軸,且該凹口之該底部在一第二軸線方向上的一短軸對應於該底表面及/或該光退出表面之一長軸。
一實施例提供一種光學透鏡,其中一底表面在兩個軸線方向上之一長度比率不同於一凹口在該兩個軸線方向上之一長度比率。
一實施例提供一種光學透鏡,其具有一凹口及具有一不對稱形狀之一光入射表面。
一實施例提供一種光學透鏡,其具有一凹口及一底表面,該底表面相對於該凹口之一底部中心具有一不對稱形狀。
一實施例提供一種光學透鏡,其中一光退出表面之一頂點係扁平或凸起的。
一實施例提供一種光學透鏡,其中一光入射表面之一頂點相比一光入射表面之一底部較靠近一光退出表面之一頂點。
一實施例提供一種光學透鏡,其中具有一傾斜或彎曲表面之一底表面經安置。
一實施例提供一種光學透鏡,其具有圍繞一光入射表面的一彎曲之第一光退出表面及一扁平之第二光退出表面。
一實施例提供一種光學透鏡,其中一光入射表面之一頂點相比一光入射表面之一底部較靠近一第一光退出表面之一頂點。
一實施例提供一種光學透鏡,其中一傾斜底表面係圍繞一發光裝置安置。
一實施例提供一種光學透鏡,其改變自經由至少五個表面發射光之一發光裝置入射的光之一退出角度。
一實施例提供一種發光模組,其中一光學透鏡係安置於一發光裝置上。
一實施例提供一種發光模組,其中自一發光裝置之一頂表面及一側表面發射的光可入射於一光學透鏡之一光入射表面上。
一實施例提供一種發光模組,其可藉由改變發射至一光學透鏡之不同光退出表面的光之一退出角度而控制一明度分佈。
一實施例提供一種發光模組,其可防止光損失,此係因為一光學透鏡之一底表面圍繞一發光裝置安置。
一實施例提供一種發光模組,其中一光學透鏡之一底表面具有一傾斜表面或一彎曲表面,藉此改良一中心區中之一明度分佈。
一實施例提供一種能夠控制所發射光之一明度分佈的光學透鏡及一種包括該光學透鏡之發光模組。
一實施例提供一種發光模組,其中一光學透鏡之一側向突起相比該光學透鏡之一光退出表面向外突出較多。
一實施例提供一種發光模組,其中一光學透鏡之一側向突起在一長軸方向上突出於該光學透鏡之一光退出表面外。
一實施例提供一種光單元,其包括用於移除一底部蓋罩之一拐角區之一暗點的一發光模組。
根據一實施例之一種光學透鏡包括:一底表面;一凹形凹口,其安置於該底表面之一中心區中;在與該底表面及該凹口相對之一側上的
一第一光退出表面,其具有一凸形彎曲表面;及一第二光退出表面,其在該底表面與該第一光退出表面之間,其中該底表面上之在一第一軸線方向上的一長度為D1,且在垂直於該第一軸線方向之一第二軸線方向上的一長度為D2,該凹口之底部上的在該第一軸線方向上的一長度為D3,且該凹口之該底部上的在該第二軸線方向上的一長度為D4,該底表面之一長度具有一關係D1<D2,且該凹口之一底部長度具有一關係D3>D4。
根據一實施例之一種發光模組包括:一電路板;複數個發光裝置,其在一第一軸線方向上安置於該電路板上;及複數個光學透鏡,其分別安置於該複數個發光裝置上方,其中該光學透鏡包括:一底表面,其面向該電路板之一頂表面;一凹形凹口,其安置於該底表面之一中心區中;在與該底表面及該凹口相對之一側上的一第一光退出表面,其具有一凸形彎曲表面;一第二光退出表面,其在該底表面與該第一光退出表面之間;及複數個支撐突起,其自該底表面朝向該電路板突出,該底表面上之在一第一軸線方向上的一長度為D1,且在垂直於該第一軸線方向之一第二軸線方向上的一長度為D2,該凹口之底部上的在該第一軸線方向上的一長度為D3,且該凹口之該底部上的在該第二軸線方向上的一長度為D4,該底表面之該長度具有一關係D1<D2,且該凹口之一底部長度具有一關係D3>D4。
根據一實施例之一種光單元可包括該光學透鏡及該發光模組中之至少一者。
根據一實施例之一種光單元包括:一底部蓋罩,其具有一容納區;一電路板,其在一第一軸線方向上伸長地安置於該底部蓋罩上;複數個發光裝置,其在該電路板之該第一軸線方向上安置;及複數個光學透鏡,其安置於該等發光裝置中,其中該複數個光學透鏡在該第一軸線方向上以一列安置於該底部蓋罩中,該等光學透鏡中之每一者包括:該電路板上之一底表面;該底表面之一中心區中的一凹形凹口;及在與該底表面及該凹口相對之一側上的一第一光退出表面,其具有一凸形彎曲表面,該底表面在該第一軸線方向上的長度為D1,且其在垂直於該第一軸線方向之第二軸線方向上的長度為D2,該凹口之底部在該第一軸線方向上的長度為D3,且其在該
第二軸線方向上的長度為D4,該底表面之該長度具有一關係D1<D2,該凹口之該底部長度具有一關係D3>D4,且該底表面之長度比率與該凹口之長度比率具有一關係D2/D1<D3/D4。
根據一實施例,該底表面上之一長度比率D2/D1可小於該凹口之該底部上的一長度比率D3/D4。
根據一實施例,當該第一光退出表面在該第一軸線方向上之一最大長度為D1且其在該第二軸線方向上之一最大長度為D2時,該長度比率D2/D1可在該長度比率D3/D4的1.2倍至1.6倍的範圍內。
根據一實施例,該底表面及該凹口之仰視圖形狀可為不同的橢圓形形狀。
根據一實施例,該第二光退出表面可具有一垂直平面或一傾斜表面。
根據一實施例,該光學透鏡可進一步包括該第二光退出表面之表面上的在該第一軸線方向上突出之一側向突起。
根據一實施例,該底表面可包括鄰近於該凹口之一第一邊緣及鄰近於該第二光退出表面之一第二邊緣,且該第一邊緣之一高度可小於該第二邊緣之一高度。
根據一實施例,該底表面之該第一邊緣與該第二邊緣之間的一區可具有一彎曲表面及一傾斜表面中之至少一者。
根據一實施例,該凹口之深度可大於該凹口之該底部上的在該第一軸線方向上之該長度。該凹口之該深度可等於或大於該第二光退出表面之厚度的兩倍。
該第二光退出表面在該第一軸線方向上之厚度可等於或小於其在該第二軸線方向上之厚度。該第二光退出表面之該厚度隨著自該第一軸線方向更靠近該第二軸線方向可逐漸變得更厚。
根據一實施例,該凹口之一第一頂點相比該凹口之該底部可較靠近該第一光退出表面之一第二頂點,該第一光退出表面上之在一垂直方向上與該凹口重疊的一中心區可具有一扁平表面或一凸形彎曲表面,且
該凹口之深度可等於或大於該凹口之該底部與該第一光退出表面之該第二頂點之間的一間隔的80%。
根據一實施例,該光學透鏡可進一步包括自該底表面突出之複數個支撐突起,且該複數個支撐突起在該第一軸線方向上之一間隔可大於其在該第二軸線方向上之一間隔。
根據一實施例,該發光裝置可包括具有一頂表面及複數個側表面之一LED晶片,光係經由該頂表面及該複數個側表面發射,且該發光裝置之至少一部分可安置於該凹口中。
一或多個實施例之細節闡述於隨附圖式及以下描述中。其他特徵將自描述及圖式且自申請專利範圍顯而易見。
21‧‧‧第一頂點
22‧‧‧下部區
23‧‧‧第一邊緣
25‧‧‧第二邊緣
31‧‧‧第二頂點
31A‧‧‧第二頂點
31B‧‧‧最低點
35‧‧‧第三邊緣
100‧‧‧發光裝置
100A‧‧‧發光裝置/發光晶片
100B‧‧‧發光晶片
111‧‧‧基板
113‧‧‧第一半導體層
115‧‧‧第一導電半導體層
117‧‧‧作用層
119‧‧‧第二導電半導體層
120‧‧‧發光結構
131‧‧‧電極層
133‧‧‧絕緣層
135‧‧‧第一電極
137‧‧‧第二電極
140‧‧‧支撐層
141‧‧‧第一連接電極
143‧‧‧第二連接電極
150‧‧‧磷光體層
161‧‧‧連接電極
162‧‧‧連接電極
200A‧‧‧發光晶片/發光裝置
221‧‧‧基板
222‧‧‧第一導電半導體層
223‧‧‧作用層
224‧‧‧第二導電半導體層
225‧‧‧發光結構
231‧‧‧第一絕緣層
232‧‧‧第一絕緣層之部分
233‧‧‧第二絕緣層
241‧‧‧第一電極層/第一電極
242‧‧‧第二電極層/第二電極
243‧‧‧第三電極層
244‧‧‧連接部分
245‧‧‧第一襯墊
246‧‧‧突起
247‧‧‧第二襯墊
248‧‧‧突起
250‧‧‧磷光體層
255‧‧‧結合部件
257‧‧‧結合部件
271‧‧‧多邊形凹口
273‧‧‧多邊形凹口
300‧‧‧光學透鏡
300A‧‧‧光學透鏡
300B‧‧‧光學透鏡
310‧‧‧底表面
310A‧‧‧底表面
312‧‧‧扁平內部區/第一底部部分
314‧‧‧傾斜外部區/第二底部部分
315‧‧‧凹口
315A‧‧‧凹口
320‧‧‧光入射表面
320A‧‧‧光入射表面
330‧‧‧第一光退出表面
330A‧‧‧第一光退出表面
330B‧‧‧第一光退出表面
335‧‧‧第二光退出表面
335A‧‧‧第二光退出表面
335B‧‧‧第二光退出表面
336‧‧‧中心區
350‧‧‧支撐突起
360‧‧‧側向突起
361‧‧‧側向突起
362‧‧‧側向突起
363‧‧‧側向突起
400‧‧‧電路板
400A‧‧‧發光模組
415‧‧‧第一引線電極
417‧‧‧第二引線電極
461‧‧‧導電黏著劑
462‧‧‧導電黏著劑
471‧‧‧金屬層
472‧‧‧絕緣層
473‧‧‧第一引線電極
474‧‧‧第二引線電極
475‧‧‧保護層
510‧‧‧底部蓋罩
511‧‧‧底部
511A‧‧‧拐角區
512‧‧‧側蓋罩
600‧‧‧反射薄片
650‧‧‧固定板
651‧‧‧支撐部分
652‧‧‧開口
653‧‧‧側壁
654‧‧‧延伸部分/側壁
655‧‧‧間隙區
661‧‧‧第一支腳部分
662‧‧‧第一固定部分
663‧‧‧第二支腳部分
664‧‧‧第二固定部分
665‧‧‧固定溝槽
A1‧‧‧第一區
A2‧‧‧第一區
A3‧‧‧第二區
A4‧‧‧第二區
B1‧‧‧寬度
B2‧‧‧寬度
C0‧‧‧大小
C1‧‧‧長度/寬度
C2‧‧‧長度
D1‧‧‧第一長度
D11‧‧‧距離
D12‧‧‧間隔
D13‧‧‧間隔
D15‧‧‧下部寬度/底部長度
D16‧‧‧上部寬度
D2‧‧‧第二長度
D21‧‧‧第一長度
D22‧‧‧第二長度
D23‧‧‧第一長度
D3‧‧‧第三長度/底部長度
D4‧‧‧第四長度/底部長度
D5‧‧‧厚度
D7‧‧‧寬度
D8‧‧‧深度
D9‧‧‧距離
G5‧‧‧距離
P0‧‧‧底部中心
X0‧‧‧第一直線
Y0‧‧‧第二直線
Z0‧‧‧中心軸線
θ1‧‧‧角度
θ2‧‧‧角度
圖1為根據第一實施例之光學透鏡之平面圖。
圖2為圖1之光學透鏡之仰視圖。
圖3為圖1之光學透鏡在X軸方向上之第一側視圖。
圖4為圖1之光學透鏡在Y軸方向上之第二側視圖。
圖5為沿圖1之線A-A截取的光學透鏡之截面圖。
圖6為沿圖1之線B-B截取的光學透鏡之截面圖。
圖7為根據第二實施例的沿圖1之線A-A截取的光學透鏡之截面圖。
圖8為根據第二實施例的沿圖1之線B-B截取的光學透鏡之截面圖。
圖9為根據第三實施例的沿圖1之線A-A截取的光學透鏡之截面圖。
圖10為根據第三實施例的沿圖1之線B-B截取的光學透鏡之截面圖。
圖11為圖5之光學透鏡之修改實例。
圖12為圖6之光學透鏡之修改實例。
圖13為根據實施例之包括光學透鏡的發光模組之視圖。
圖14為沿圖13之線G-G截取的發光模組之截面圖。
圖15為沿圖13之線H-H截取的發光模組之截面圖。
圖16為包括圖13之發光模組的光單元之平面圖。
圖17為根據第四實施例之光學透鏡之平面截面圖。
圖18為圖17之光學透鏡之仰視圖。
圖19為圖17之光學透鏡之第一側視圖。
圖20為圖17之光學透鏡之第二側視圖。
圖21為沿圖17之線A’-A’截取的光學透鏡之截面圖。
圖22為沿圖17之線B’-B’截取的光學透鏡之截面圖。
圖23為根據第五實施例之光學透鏡之仰視圖。
圖24為沿圖23之線C’-C’截取的光學透鏡之截面圖。
圖25為沿圖23之線D’-D’截取的光學透鏡之截面圖。
圖26為根據第六實施例之光學透鏡之側視截面圖。
圖27為圖26之光學透鏡之另一截面圖。
圖28為根據第七實施例之光學透鏡之透視圖。
圖29為圖28之光學透鏡之側視圖。
圖30為沿圖28之線F’-F’截取的光學透鏡之截面圖。
圖31為沿圖28之線E’-E’截取的光學透鏡之截面圖。
圖32為根據實施例之包括光學透鏡的發光模組之視圖。
圖33為沿圖32之線G’-G’截取的發光模組之截面圖。
圖34為沿圖32之線H’-H’截取的發光模組之截面圖。
圖35為包括圖32之發光模組的光單元之平面圖。
圖36為說明根據實施例的安置於光學透鏡之凹口中的發光裝置之實例的視圖。
圖37為說明根據實施例的安置於光學透鏡之凹口中的發光裝置之另一實例的視圖。
圖38為說明根據實施例之光學透鏡的側向突起之實例的視圖。
圖39為說明根據實施例之光學透鏡的側向突起之另一實例的視圖。
圖40為說明根據第八實施例之將光學透鏡與支撐板耦接作為光單元的側視截面圖。
圖41為說明根據實施例的發光模組之發光裝置之實例的視圖。
圖42為說明根據實施例的發光模組之發光裝置之另一實例的視圖。
圖43為說明根據實施例的發光模組之發光裝置之另一實例的視圖。
圖44為說明圖1之光學透鏡之輻射型樣的視圖。
圖45為說明圖1之光學透鏡之明度分佈的視圖。
圖46為說明圖7及圖8之光學透鏡之輻射型樣的視圖。
圖47為說明圖7及圖8之光學透鏡之明度分佈的視圖。
圖48為說明根據圖1之光學透鏡之凹口的深度之改變的在第二軸線方向上之明度分佈的視圖。
圖49為說明根據圖1之光學透鏡之凹口的深度之改變的在第一軸線方向上之明度分佈的視圖。
圖50為說明根據圖1之光學透鏡之凹口的深度之改變的在第二軸線方向上之色差分佈的視圖。
圖51A及圖51B為說明根據實施例及比較實例之光學透鏡的明度分佈之比較的視圖。
圖52A及圖52B為說明根據實施例及比較實例之光學透鏡的輻射型樣之比較的視圖。
圖53為展示圖51A及圖51B的在X-X’軸線方向上之明度分佈的曲線圖。
圖54為展示圖51A及圖51B的在Y-Y’軸線方向上之明度分佈的曲線圖。
圖55為說明在X-X’及Y-Y’軸線方向上的根據實施例之光學透鏡的光強度與根據比較實例之光學透鏡的光強度之間的比較的視圖。
圖56A、圖56B及圖56C為說明包括根據第二實施例之光學透鏡之發光模組中的在每一軸線方向上之明度分佈及光強度的視圖。
圖57為說明包括圖56之光學透鏡的光單元中之在每一軸線方向上之明度分佈及光強度的視圖。
圖58A、圖58B及圖58C為說明包括根據第三實施例之光學透鏡之發光模組中的在每一軸線方向上之明度分佈及光強度的視圖。
圖59為說明包括圖58之光學透鏡的光單元中之在每一軸線方向上之明度分佈及光強度的視圖。
現將詳細參考本發明之實施例,該等實施例之實例說明於隨附圖式中。
在以下描述中,將理解,當一層(或薄膜)被稱作「在」另一層或基板「上」時,其可直接在另一層或基板上,或亦可存在介入層。另外,將理解,當一層被稱作「在」另一層「下方」時,其可直接在另一層下方,且亦可存在一或多個介入層。此外,亦將理解,當一層被稱作「在」兩個層「之間」時,其可為兩個層之間的唯一層,或亦可存在一或多個介入層。
在下文中,將參看隨附圖式描述根據實施例之光學透鏡及包括其之發光模組。
圖1為根據第一實施例之光學透鏡之平面圖,圖2為圖1之光學透鏡之仰視圖,圖3為圖1之光學透鏡在X軸方向上的第一側視圖,圖4為圖1之光學透鏡在Y軸方向上的第二側視圖,圖5為沿圖1之線A-A截取的光學透鏡之截面圖,且圖6為沿圖1之線B-B截取的光學透鏡之截面圖。
參看圖1至圖6,光學透鏡300包括:底表面310;凹口315,其在底表面310之中心區中凹入;及第一光退出表面330,其具有在底表面310及凹口315上之彎曲表面。在光學透鏡300中,凹口315之表面可為光入射表面320。
在光學透鏡300中,在第一軸線(X軸)方向上之第一長度D1可不同於在第二軸線(Y軸)方向上之第二長度D2。第一軸線方向可垂直於第二軸線方向,且第三軸線(Z軸)方向可垂直於第一軸線方向及第二軸線方向。第一長度D1為在X軸方向上之最大長度,且可為在X軸方向上之相對表面之間的間隔。第二長度D2為在Y軸方向上之最大長度,且可為在Y軸方向上之相對表面之間的間隔。在光學透鏡300中,第一長度D1及第二長度D2可分別為在X軸方向及Y軸方向上之最大長度。在光學
透鏡300中,第一長度D1及第二長度D2可分別為底表面310在X軸方向及Y軸方向上之長度。在光學透鏡300中,第一長度D1及第二長度D2可分別為第一光退出表面330在X軸方向及Y軸方向上之最大長度。第一長度D1為第二光退出表面335除側向突起360外在X軸方向上之最大長度。第一長度D1及第二長度D2可具有關係D1<D2。第一長度D1與第二長度D2之間的差可為0.5mm或大於0.5mm,例如,1mm或大於1mm。第一長度D1與第二長度D2之間的差可為1mm或大於1mm,例如,在1mm至3.5mm之範圍內。第一長度D1與第二長度D2之間的差可為3.5mm或大於3.5mm。第一長度D1與第二長度D2之間的差可為第二長度D2之10%或小於10%。當第一長度D1與第二長度D2之間的差小於1mm時,在X軸方向及Y軸方向上之明度分佈的差係微小的。當第一長度D1與第二長度D2之間的差大於3.5mm時,在兩個軸線方向上之明度分佈的差過大,或在兩個軸線方向中之一者上的明度分佈過低。在根據實施例之光學透鏡300中,由於在Y軸方向上之長度D2長於在X軸方向上之長度D1,因此在X軸方向上之光退出區域在Y軸基礎上可經進一步增加。
光學透鏡300可包括透光材料。光學透鏡300可包括聚碳酸酯(PC)、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、矽或環氧樹脂及玻璃中之至少一者。光學透鏡300可包括透光材料,其具有1.7或小於1.7,例如,在1.4至1.7之範圍內的折射率。光學透鏡300可包括由透光材料製成之透鏡主體。
光學透鏡300之底表面310可為透鏡主體之底部。底表面310可為與第一光退出表面330相對之表面。底表面310之面積可小於第一光退出表面330之表面積。底表面310中的在X軸方向上之長度D1及在Y軸方向上之長度D2可具有關係D1<D2。底表面310上之長度比率D1:D2可在1:1.01至1:1.1之範圍內。底表面310之外部形狀可為橢圓形形狀。底表面310之外線形狀可關於穿過底部中心P0之X軸方向對稱,且可關於Y軸方向對稱。相對於底部中心P0的平行於第一軸線方向X之第一直線可被稱作X0,且平行於第二軸線方向Y之第二直線可被稱作Y0。底部中心P0
可為直線X0與Y0之相交點。底表面310及凹口315之仰視圖形狀可為不同的橢圓形形狀,例如,在不同軸線方向上的長度長的橢圓形形狀。
光學透鏡300可包括在下部中心處凹入之凹口315。底表面310可包括在中心區中凹入之凹口315。凹口315之表面可為光入射表面320。在光學透鏡300中,垂直於凹口315之底部中心P0的Z軸方向可定義為中心軸線Z0。凹口315之底部中心P0可為光學透鏡300之下部中心或底表面310之中心,且可定義為參考點。底表面310可圍繞凹口315安置。
底表面310可包括相對於基於底部中心P0在X軸方向上平行之第一直線X0及平行於Y軸方向之第二直線Y0的傾斜表面及彎曲表面中之任一者或兩者。在底表面310中,鄰近於凹口315之區可為扁平的,且鄰近於外部邊緣之區可具有傾斜表面。底表面310可包括傾斜表面或彎曲表面。自凹口315或底部中心P0至外部邊緣,傾斜表面或彎曲表面可逐漸變得更高。凹口315自底表面310之中心區向上凹入或凹進。凹口315可為朝向第一光退出表面330凹入之區。
光學透鏡300之底表面310包括鄰近於凹口315之第一邊緣23及鄰近於第二光退出表面335之第二邊緣25。第一邊緣23為光入射表面320與底表面310之間的邊界區,且可包括光學透鏡300之低點區。第一邊緣23可包括在底表面310之區中的最低點。第一邊緣23之位置可相對於平行於其之第一直線X0及第二直線Y0安置成低於第二邊緣25之位置。第一邊緣23可覆蓋光入射表面320之下部周界。第二邊緣25可為底表面310之外部區或第二光退出表面335之下部區。第二邊緣25可為底表面310與第二光退出表面335之間的邊界區。
第一邊緣23可為底表面310之內部區,或與光入射表面320之邊界線。第二邊緣25可為底表面310之外部區或與第二光退出表面335之邊界線。第一邊緣23可包括內部拐角或彎曲表面。第二邊緣25可包括外部拐角或彎曲表面。第一邊緣23及第二邊緣25可為底表面310之兩個末端。第一邊緣23之仰視圖形狀可為圓形形狀或橢圓形形狀,且第二邊緣
25之仰視圖形狀可為圓形形狀或橢圓形形狀。
隨著至底表面310上之第一邊緣23的距離愈靠近,平行於其之第一直線X0與第二直線Y0之間的間隔可逐漸減小。隨著至底表面310上之第一邊緣23的距離愈遠,平行於其之第一直線X0與第二直線Y0之間的間隔可逐漸增加。在底表面310上,第二邊緣25可為第一直線X0與第二直線Y0之間的最大間隔,且第一邊緣23可為第一直線X0與第二直線Y0之間的最小間隔。底表面310可包括第一邊緣23與第二邊緣25之間的傾斜表面及彎曲表面中之任一者或兩者。由於相對於第一直線X0及第二直線Y0朝向外部而距離逐漸更遠,因此底表面310在自凹口315查看時可為全反射表面。舉例而言,當任意光源安置於凹口315之底部上時,底表面310可提供傾斜表面。由於底表面310反射穿過凹口315而入射之光,因此可減少光損失。又,有可能消除經由底表面310直接入射而不穿過光入射表面320之光。光學透鏡300可增加經由光入射表面320而入射於底表面310上之光的量,且定向角分佈可得以改良。
隨著至凹口315之第一邊緣23的距離愈靠近,底表面310變得愈低。鄰近於第一邊緣23之底表面310可逐漸更靠近第一直線X0及第二直線Y0。因此,相較於扁平底部,底表面310之區域可增加。凹口315之光入射表面320之區域可進一步加寬達底表面310之降低深度。由於凹口315之深度(圖5之D8)為距第一邊緣23之垂直高度,因此凹口315之深度D8可變得較深。由於底表面310之區域經增加,因此反射區域可增加。由於凹口315之底部變低,因此底部區域可增加。
底表面310之第一邊緣23安置於平行於凹口315之底部的第一直線X0及第二直線Y0上,且第二邊緣25與第一直線X0及第二直線Y0隔開預定間隔。第二邊緣25與第一直線X0或第二直線Y0之間的間隔可為可提供傾斜表面以便反射入射於光入射表面320之下部區22上的光的距離。光入射表面320之下部區22可為第一邊緣23與光入射表面320之下部點之間的區,該下部點與平行於第二邊緣25之線相交。
第二邊緣25與第一直線X0或第二直線Y0之間的間隔可
為500μm或小於500μm,例如,450μm或小於450μm。第二邊緣25與第一直線X0或第二直線Y0之間的間隔可在200μm至450μm之範圍內。當第二邊緣25與第一直線X0或第二直線Y0之間的間隔小於以上範圍時,第二光退出表面335之低點位置降低,因此引起自第二光退出表面335發射之光束之間的干涉。當該間隔大於以上範圍時,第二光退出表面335之高點位置提高,因此引起第一光退出表面330之曲率改變且光學透鏡300之厚度D5增加的問題。
光學透鏡300之底表面310可具有具貝齊爾(Bezier)曲線之彎曲表面。底表面310之曲線可藉由樣條(例如,三次樣條、B樣條或T樣條)實現。底表面310之曲線可藉由貝齊爾曲線實現。
光學透鏡300之底表面310可包括複數個支撐突起350。複數個支撐突起350自光學透鏡300之底表面310向下突出且支撐光學透鏡300。參看圖2,複數個支撐突起350可安置成與底部中心P0相距相同距離。作為另一實例,複數個支撐突起350中之至少一者可安置成與底部中心P0相距不同距離。在複數個支撐突起350中,在X軸方向上安置之支撐突起之間的間隔D13可大於在第二軸線(Y軸)方向上安置之支撐突起之間的間隔D12。間隔D13可為間隔D12之1.5倍,例如,為間隔D12之兩倍。在複數個支撐突起350中,由於間隔D12可為上面安置有光學透鏡之電路板的寬度方向,因此光學透鏡300可在不增加電路板之寬度的情況下受到穩定支撐。
如圖2中所說明,底表面310之仰視圖形狀可包括橢圓形形狀。關於底表面310之長度,在X軸方向上之第一長度D1可不同於在Y軸方向上之第二長度D2。第一長度D1可為底表面310在X軸方向上之長度,且第二長度D2可為底表面310在Y軸方向上之長度。第一長度D1可為第一光退出表面330在X軸方向上之最大長度,且第二長度D2可為第一光退出表面330在Y軸方向上之最大長度。第一長度D1為光學透鏡300在X軸方向上之最大長度,且第二長度D2為光學透鏡300在Y軸方向上之最大長度。第二長度D2及第一長度D1可具有關係D2>D1。比率
D2/D1可為101%或大於101%,例如,在101%至110%之範圍內。第二距離D2可等於第一長度D1或比其大0.5mm或大於0.5mm,例如,1mm或大於1mm。第二長度D2可具有比第一長度D1之長度長1mm或大於1mm(例如,在1mm至3.5mm之範圍內)的長度。長度比率D1:D2可在1:1.01至1:1.1之範圍內。由於光學透鏡300之第一光退出表面330在Y軸方向上具有最大長度,因此有可能增大在對角線方向或相對於Y軸方向垂直之X軸方向上的發光表面。
如圖2中所說明,凹口315之底部形狀可包括橢圓形形狀。如圖3至圖6中所說明,凹口315之側視截面形狀可包括鐘形形狀、貝殼形形狀或橢圓形形狀。凹口315可具有寬度向上變窄之形狀。凹口315可具有自底部周界之第一邊緣23朝向上部末端之第一頂點21逐漸會聚的形狀。當凹口315之仰視圖為橢圓形形狀時,其直徑朝向第一頂點21可逐漸減小。凹口315可具有在X軸方向或Y軸方向上關於中心軸線Z0對稱之形狀。光入射表面320之第一頂點21可具有圓點形狀或線形狀。
關於凹口315之底部長度,在X軸方向上之第三長度D3可不同於在Y軸方向上之第四長度D4。舉例而言,在X軸方向上之第三長度D3可大於在Y軸方向上之第四長度D4。凹口315之底部長度可滿足關係D3>D4,且其間之差可在0.5mm至5mm,例如,1mm至2mm之範圍內。第三長度D3可等於或小於第四長度D4之四倍,例如,等於或小於第四長度D4之兩倍。凹口315之底部上的比率D4:D3可具有在1:1.1至1:2之範圍內的差。因此,有可能根據凹口315之底部長度之比率改良在對角線方向及垂直於Y軸長度之Z軸方向上的明度分佈。
凹口315之底部上的第三長度D3及第四長度D4可具有可供***光源(亦即,稍後描述之發光裝置)***之寬度。凹口315之底部長度D3及D4可等於或小於發光裝置之寬度的三倍,例如,等於或小於發光裝置之寬度的2.5倍。凹口315之底部長度D3及D4可在發光裝置之寬度或其一側之長度的1.2倍至2.5倍之範圍內。當凹口315之底部長度D3及D4小於此範圍時,發光裝置之***並不容易。當凹口315之底部長度D3
及D4大於此範圍時,有可能經由發光裝置與第一邊緣23之間的區減少光損失或光干涉。
當底表面310上之支撐突起350具有關係D12<D13時,可滿足D12>D4及D13>D3。當比率D12/D4為g1且比率D13/D3為g2時,可滿足g1<g2。在此狀況下,在X軸方向上安置之光學透鏡300可穩定地固定及支撐於電路板上,且光損失可減少。
當底表面310或第一光退出表面330之長度比率D2/D1為a且凹口315之長度比率D3:D4為b時,根據實施例之光學透鏡300可具有關係a<b。比率D2/D1可為第一光退出表面330之長長度對短長度的比率,且比率D3/D4可為凹口315之底部的長長度對短長度之比率。b可為a之110%或大於110%,例如,在110%至140%或120%至160%之範圍內。b可等於或大於a之1.1倍,例如,在a之1.1倍至1.4倍或a之1.2倍至1.6倍的範圍內。凹口315之底部上的在第一軸線方向上之長度與在第二軸線方向上之長度之間的差可等於或不同於底表面310或第一光退出表面330的在第一軸線方向上之長度與在第二軸線方向上之長度之間的差。在具有此不對稱形狀之光學透鏡中,凹口315之光入射表面320的區域在X軸方向上比具有對稱形狀之透鏡的區域寬,藉此使光在Y軸方向上更大範圍地漫射。歸因於外部形狀之長度差,光學透鏡300可使在Y軸方向上之明度分佈固定,且藉由凹口315,明度分佈可在X軸方向上且朝向邊緣區大範圍散佈。因此,上面安置有光學透鏡300之發光模組的光條之數目可減至兩個或小於兩個,例如,一個,且背光單元中之上部/下部拐角之明度分佈可得以改良。
如圖5及圖6中所說明,光入射表面320可具有自底表面310之中心區向上凸起的彎曲表面,且可為凹口315之周界表面或內部表面。隨著至凹口315之底部中心P0的距離垂直地增加,光入射表面320可逐漸遠離。由於光入射表面320具有凸形彎曲表面,因此整個光入射表面320可折射光。由於光入射表面320之下部區22相比第二光退出表面335安置於較低位置處,因此光入射表面320可直接地或間接地接收光。光入
射表面320之下部區22可接收自凹口315之底部反射的光。光入射表面320可藉由具有貝齊爾曲線之轉子形成。光入射表面320之曲線可藉由樣條(例如,三次樣條、B樣條或T樣條)實現。光入射表面320之曲線可藉由貝齊爾曲線實現。
如圖5及圖6中所說明,光學透鏡300可包括第一光退出表面330。第一光退出表面330可為關於透鏡主體與凹口315及底表面310相對之表面。第一光退出表面330可為與光入射表面320及底表面310相對之表面。第一光退出表面330可包括彎曲表面。第一光退出表面330上對應於中心軸線Z0之點可為第二頂點31,且第二頂點31可為透鏡主體之頂點。第一光退出表面330可包括向上凸起之彎曲表面。整個第一光退出表面330可具有彎曲表面,例如,具有不同正曲率之彎曲表面。第一光退出表面330可具有關於中心軸線Z0具有軸向對稱形狀(例如,X軸或Y軸對稱形狀)之形狀。第二光退出表面335上靠近中心且鄰近於第二頂點31之第一區A1及A2可能不具有負曲率。第二光退出表面335上鄰近於第二頂點31之第一區A1及A2可具有不同的正曲率半徑。為第一區A1及A2之外側區的第二區A3及A4可為具有不同曲率半徑之彎曲表面。第一區A1及A2中之區A1可為相對於中心軸線Z0在Y軸方向上自第一光退出表面330延伸且在Z軸方向上重疊凹口315的區,且區A2可為相對於中心軸線Z0在X軸方向上自第一光退出表面330延伸且在Z軸方向上重疊凹口315的區。第二區A3及A4中之區A3可為在Y軸方向上延伸且在Z軸方向上重疊底表面310之區,且區A4可為在X軸方向上自第一光退出表面330延伸且在Z軸方向上重疊底表面310的區。第一區A1及A2可具有區寬度關係A1>A2,且第二區A3及A4可具有區寬度關係A4>A3。
隨著至凹口315之底部中心P0的距離逐漸遠離中心軸線Z0,第一光退出表面330可逐漸增大。隨著至第一光退出表面330上之中心軸線Z0(亦即,第二頂點31)之距離減小,相對於水平軸線,不存在斜率或存在微小斜率差。亦即,在第一光退出表面330之中心的第一區A1及A2可包括平緩彎曲表面或平行直線。第一光退出表面330之第一區A1及
A2可包括垂直地重疊凹口315之區。相較於第一區A1及A2,第一光退出表面330之兩側的第二區A3及A4可具有陡峭彎曲表面。由於第一光退出表面330及光入射表面320具有凸形彎曲表面,因此有可能在側向方向上使自凹口315之底部中心P0發射的光漫射。隨著至中心軸線Z0之距離增大,第一光退出表面330及光入射表面320可在與中心軸線Z0成70±4度之角度範圍內增加光折射角。
第一光退出表面330之第一區A1及A2的曲率半徑可大於光入射表面320之曲率半徑。第一光退出表面330之第一區A1及A2的曲率半徑可大於第二區A3及A4之曲率半徑。第一區A1及A2在X軸方向及Y軸方向上可具有相同曲率半徑或不同曲率半徑,但不限於此。第一區A1及A2在X軸方向及Y軸方向上可具有相同曲率半徑或不同曲率半徑,但不限於此。
第一光退出表面330之斜率可小於光入射表面320之斜率。隨著至中心軸線Z0之距離在定向角內增大,光學透鏡300之第一光退出表面330以單調方式增大。第二光退出表面335包括自光之定向角分佈偏離且隨著至中心軸線Z0之距離增大而以單調方式增大的區。
光學透鏡300可包括在第一光退出表面330與底表面310之間的第二光退出表面335。第二光退出表面335可安置於比平行於凹口315之底部的第一直線X0及第二直線Y0高的位置處。第二光退出表面335可為扁平表面或傾斜表面,且可定義為凸緣,但不限於此。第二光退出表面335可安置成相對於第一直線X0及第二直線Y0垂直或傾斜。第二光退出表面335可延伸以自第一光退出表面330之外線垂直或傾斜。第二光退出表面335可包括鄰近於第一光退出表面330之第三邊緣35,且第三邊緣35可安置在與第一光退出表面330之外線相同的位置處或可安置為比第一光退出表面330更向內或更向外。
連接第二光退出表面335之第三邊緣35與中心軸線Z0的直線可安置成相對於凹口315之底部中心P0與中心軸線Z0成74±2或小於74±2之角度。第二光退出表面335之第三邊緣35可相對於凹口315之
底部中心P0關於第一直線X0及第二直線Y0以20度或小於20度(例如,16±2度之角度)安置。第二邊緣25與第二光退出表面335之第三邊緣35之間的相對於凹口315之底部中心P0的角度可為16度或小於16度,例如,13±2度。穿過第二光退出表面335之第三邊緣35的直線的角度為光學透鏡300之外部角度。第二光退出表面335可折射及輻射入射在與第一直線X0及第二直線Y0隔開之區上的光。藉由第二光退出表面335折射之光可相對於中心軸線Z0以小於折射之前之角度的角度輻射。因此,第二光退出表面335可抑制所折射光以免在水平軸線或在水平軸線下方之方向上輻射,且可防止對鄰近光學部件之干涉或光損失。
光在第一光退出表面330與第二光退出表面335之間的界面處的折射角可在(例如)2度或小於2度之角度範圍內減小。由於第一光退出表面330之靠近第二光退出表面335的表面經提供作為靠近或垂直於切線之表面,因此光之折射角可逐漸減小。
穿過中心軸線Z0及底表面310之第二邊緣25的直線與第一直線X0或第二直線Y0之間的角度θ1可為5度或小於5度,例如,在0.4度至4度之範圍內。角度θ1可根據至中心軸線Z0之距離及第二邊緣25之高度而改變。當角度θ1在此範圍外時,光學透鏡之厚度可改變且光損失可增加。第二光退出表面335折射相對於凹口315之底部中心P0與中心軸線Z0偏離半功率角的光束,藉此減少光損失。
光學透鏡300之長度D1及D2可大於其厚度D5。光學透鏡300之長度D1及D2可等於或大於其厚度D5之2.5倍,例如,等於或大於其厚度D5之三倍。第一長度D1可為15mm或大於15mm,例如,在16mm至28mm之範圍內,且第二長度D2可為16mm或大於16mm,例如,在17mm至32mm之範圍內。厚度D5可為6.5mm或大於6.5mm,例如,在6.5mm至10mm之範圍內。當比率D5/D1為c且比率D5/D2為d時,c及d可為0.3或大於0.3且具有關係c>d。由於光學透鏡300之長度D1及D2大於其厚度D5,因此有可能向光照設備或光單元之整個區提供均勻的明度分佈。又,由於光單元中所覆蓋之區得以改良,因此光學透鏡之數目可
減少且光學透鏡300之厚度可減少。
凹口315之深度D8具有自底部中心P0至第一頂點21之間隔。第一頂點21可為光入射表面320之頂點或凹口315之上部端點。凹口315之深度D8可為5mm或大於5mm,例如,6mm或大於6mm,且可等於或大於光學透鏡300之厚度D5的0.75,例如,等於或大於光學透鏡300之厚度D5的0.8。凹口315之深度D8可等於或大於第一光退出表面330之第二頂點31與底部中心P0或第一邊緣23之間的距離之0.8。當比率D3/D8為e且比率D4/D8為f時,凹口315可具有關係e>f。由於凹口315之深度D8為深的,因此光可在側向方向上漫射至鄰近於光入射表面320之第一頂點21的區,即使第一光退出表面330之中心區不具有全反射表面或負曲率亦如此。由於凹口315具有深的深度D8,因此光入射表面320可在側向方向上將自靠近第二頂點31之區入射的光折射至第一頂點21之周邊區。
凹口315與第一光退出表面330之間的最小距離D9可為光入射表面320之第一頂點21與第一光退出表面330之第二頂點31之間的間隔。距離D9可為3mm或小於3mm,例如,在0.6mm至3mm或0.6mm至2mm之範圍內。當光入射表面320之第一頂點21與第一光退出表面330之第二頂點31之間的距離D9為3mm或大於3mm時,朝向第一光退出表面330之第一區A1及A2行進的光之量與朝向第二區A3及A4行進的光之量之間的差可增加,且光分佈可能不均勻。當光入射表面320之第一頂點21與第一光退出表面330之第二頂點31之間的距離D9小於0.6mm時,光學透鏡300之中心的剛度減弱。藉由將凹口315與第一光退出表面330之間的距離D9安置在以上範圍中,光學路徑可在向外方向上擴散,即使第二光退出表面335之第一區A1及A2不具有全反射表面或負曲率亦如此。在光入射表面320之第一頂點21較靠近第一光退出表面330之凸起第二頂點31時,有可能增加穿過光入射表面320在第一光退出表面330之側向方向上行進的光之量。因此,有可能增加在光學透鏡300之側向方向上漫射的光之量。
相比自第二光退出表面335之第三邊緣35水平地延伸的直線,光入射表面320之第一頂點21可安置成較靠近第二頂點31,該第二頂點為第一光退出表面330之中心。
第二光退出表面335之寬度D7為第二邊緣25與第三邊緣35之間的直線距離,且可小於凹口315之深度D8(>D7)。比率D8/D7可為3或大於3,例如,4或大於4。比率D5/D7可為4或大於4,例如,4.5或大於4.5。第二光退出表面335之寬度D7可在(例如)1.5mm至2.3mm之範圍內。當第二光退出表面335之寬度D7超出以上範圍時,發射至第二光退出表面335之光的量增加,且因此光分佈控制係困難的。當第二光退出表面335之寬度D7小於以上範圍時,可能難以在製造透鏡主體時固定閘極區。
如圖5及圖6中所說明,第一光退出表面330之第一區A1及A2為垂直地重疊凹口315之區,且可安置在相對於底部中心P0與中心軸線Z0成20度(例如,14度至18度)之角度的區中。當第一光退出表面330之第一區A1及A2超出以上角度範圍時,凹口315內部之半徑進一步增加且第一區A1及A2與第二區A3及A4之間的光的量之差增加。又,當第一光退出表面330之第一區A1及A2小於以上角度範圍時,凹口315內部之半徑進一步減小。因此,可能難以***光源,且第一光退出表面330之第一區A1及A2以及第二區A3及A4的光分佈可能並非均勻的。
在光學透鏡300中,第二光退出表面335可圍繞第一光退出表面330之下部周界安置,且底表面310可安置成低於第二光退出表面335之第二邊緣25。底表面310相比第二光退出表面335之第二邊緣25的水平線可向下突出更多。
作為光學透鏡300之另一實例,第二光退出表面335可具有不均勻表面。不均勻表面可為粗糙光霧表面。不均勻表面可為上面形成有散佈粒子之表面。作為光學透鏡300之另一實例,底表面310可具有不均勻表面。底表面310之不均勻表面可為粗糙光霧表面或上面形成有散佈粒子之表面。
如圖13中所說明,根據實施例之光學透鏡300可在X軸方向上以某些間隔安置於電路板400上。如圖2、圖5及圖6中所說明,此等光學透鏡300係在X軸方向上安置,在該方向上,凹口315之長度(D4<D3)為寬的。因此,光學透鏡300之數目可減少,同時加寬光學透鏡300之間的間隔。又,歸因於凹口315之不對稱結構,在Y軸方向或X-Y對角線方向上之明度分佈可得以改良。
當發光裝置安置於圖5及圖6之光學透鏡下方時,發光模組可如圖14及圖15中所說明而實施。在此狀況下,發光裝置100可安置於光學透鏡300之凹口315中以發射光,且所發射光可自光退出表面320折射且經由第一光退出表面330發射。經由光入射表面320發射之光的部分可經由第二光退出表面335發射。根據第一實施例之光學透鏡可在光學透鏡300之朝上方向及側向方向上發射經由第一光退出表面330及第二光退出表面335折射的光。亦即,光學透鏡300可折射入射光以便在朝上方向而非平行於底表面之直線上發射。在此光學透鏡300中,在X軸方向上之定向角分佈可大於在Y軸方向上之定向角分佈,如圖36及圖37中所說明。舉例而言,在X軸方向上之定向角分佈可比在Y軸方向上之定向角分佈高1度或大於1度,例如,1度至5度。又,在Y軸方向上之定向角分佈的半最大值半寬(halfwidth at half maximum;FWHM)可為10度或小於10度,且中心強度可為5%或小於5%。
在根據第一實施例之光學透鏡中,當比較發射至光退出表面之光時,在平行於光學透鏡之頂點之直線上方行進的光之量可大於在平行於該頂點之直線下方行進的光之量。
如圖2及圖3中所說明,根據實施例之光學透鏡300可包括側向突起360。該側向突起360可安置於光退出表面(例如,第二光退出表面335)之表面的一部分上。在射出後,側向突起360可充當閘極。側向突起360可在第二光退出表面335之區中在X軸方向及Y軸方向中之至少一者上安置。側向突起360可自X軸方向之第二光退出表面335突出。側向突起360之高度(或厚度)可等於或小於第二光退出表面335之垂直寬
度(或高度)D7。由於側向突起360係在X軸方向上安置,因此所射出液體透鏡主體可歸因於在X軸方向上具有長底部長度D3之凹口315之結構而分散。
圖7為根據第二實施例之沿圖1之線A-A截取的光學透鏡之截面圖,且圖8為根據第二實施例之沿圖1之線B-B截取的光學透鏡之截面圖。在描述第二實施例時,將省略已在第一實施例中提供之描述。參看圖1及圖2之平面圖及仰視圖,圖7及圖8之光學透鏡就光學透鏡之長度及厚度以及凹口之長度及深度而言具有第一實施例之修改組態。
參看圖7至圖8,根據第二實施例之光學透鏡包括:底表面310;凹口315,其在底表面310之中心區中凹入;及第一光退出表面330,其安置在與底表面310及凹口315相對之側上。光學透鏡300可包括在第一光退出表面330與底表面310之間的第二光退出表面335。以下描述將集中於根據第二實施例之光學透鏡與根據第一實施例之光學透鏡之間的差異。
光學透鏡之底表面310可包括複數個支撐突起350。複數個支撐突起350自光學透鏡300之底表面310向下突出且支撐光學透鏡300。此等支撐突起350實質上與第一實施例中所描述相同。
圖7及圖8之光學透鏡在向上方向及側向方向上經由第一光退出表面330及第二光退出表面335發射光。相對於平行於光學透鏡之頂點的直線,經由第一光退出表面330及第二光退出表面335發射之光的量在向下方向上可比在向上方向上大。根據第一實施例之光學透鏡在朝上方向上發射較大量之光,而根據第二實施例之光學透鏡在側向方向方向上發射較大量之光。因此,根據第二實施例之光學透鏡可經提供作為側向發光透鏡。
底表面310之仰視圖形狀可包括橢圓形形狀。關於底表面310或第一光退出表面330之長度,在X軸方向上之第一長度D1可不同於在Y軸方向上之第二長度D2。第一長度D1可為光學透鏡300在X軸方向上之長度,且第二長度D2可為光學透鏡300在Y軸方向上之長度。第一
長度D1可長於第二長度D2。第一長度D1可比第二長度D2大1mm或大於1mm,例如,2mm或大於2mm。長度滿足條件D2>D1,且長度比率D1:D2可在1:1.08至1:1.4之範圍內。在根據實施例之光學透鏡300中,由於第二長度D2長於第一長度D1,因此在Y軸方向上之明度分佈可能不減少。
凹口315之底部形狀可包括橢圓形形狀。如圖8及圖9中所說明,凹口315之側視截面形狀可包括鐘形形狀、貝殼形形狀或橢圓形形狀。凹口315可具有寬度向上變窄之形狀。凹口315可具有自底部周界之第一邊緣23朝向上部末端之第一頂點21逐漸會聚的形狀。當凹口315之仰視圖為橢圓形形狀時,其直徑朝向第一頂點21可逐漸減小。凹口315可具有關於中心軸線Z0軸向對稱之形狀。光入射表面320之第一頂點21可具有圓點形狀。
凹口315之底部長度D3及D4可具有可供光源(亦即,稍後描述之發光裝置)***之寬度。凹口315之底部長度D3及D4可等於或小於發光裝置之寬度的三倍,例如,等於或小於發光裝置之寬度的2.5倍。凹口315之底部長度D3及D4可在發光裝置之寬度的1.2倍至2.5倍的範圍內。當凹口315之底部長度D3及D4小於此範圍時,發光裝置之***並不容易。當凹口315之底部長度D3及D4大於此範圍時,有可能經由發光裝置與第一邊緣23之間的區減少光損失或光干涉。
關於凹口315之底部長度,在X軸方向上之長度D3可不同於在Y軸方向上之長度D4。舉例而言,在X軸方向上之長度D3可大於在Y軸方向上之長度D4。凹口315之底部長度可滿足條件D3>D4,且其間之差可在1.5mm至5mm,例如,1.5mm至5mm之範圍內。寬度D3可等於或小於寬度D4之兩倍。凹口315之底部長度比率D4:D3可具有在1:1.3至1:1.8之範圍內的差。當在Y軸方向上之長度D4與在X軸方向上之長度D3之間的差小於以上範圍時,在Y軸方向上之明度改良可為微小的。當在Y軸方向上之長度D4與在X軸方向上之長度D3之間的差大於以上範圍時,在X軸方向上之明度分佈可相對減少。又,當凹口315之底部長度D3
與D4之間的寬度差增加時,自光源(例如,發光裝置)發射之光可誘發在凹口寬度係寬的方向上(例如,在X軸方向上)光提取效率之改良。
當底表面310或第一光退出表面330之比率D2/D1為a且凹口315之比率D3/D4為b時,根據實施例之光學透鏡300可具有關係a<b。長度比率D2/D1可為長長度對短長度之比率,且長度比率D3/D4可為長長度對短長度之比率。
b可為a之125%或大於125%,例如,在125%至160%之範圍內。在不對稱光學透鏡中,凹口315之光入射表面320之區域寬於對稱透鏡之區域,藉此使光在更廣範圍中漫射。因此,歸因於外部形狀之長度差,光學透鏡300可使在Y軸方向上之明度分佈固定,且藉由凹口315,明度分佈可在X軸方向上且朝向邊緣區大範圍散佈。因此,上面安置有光學透鏡300之發光模組的光條之數目可減至兩個或小於兩個,例如,一個,且背光單元中之上部/下部拐角之明度分佈可得以改良。
光學透鏡300之第二光退出表面335可安置於比平行於凹口315之底部的第一直線X0及第二直線Y0高的位置處。第二光退出表面335可為扁平表面或傾斜表面,且可定義為凸緣,但不限於此。
第二光退出表面335可安置成相對於第一直線X0及第二直線Y0垂直或傾斜。第二光退出表面335可延伸以自第一光退出表面330之外線垂直或傾斜。第二光退出表面335可包括鄰近於第一光退出表面330之第三邊緣35,且第三邊緣35可安置在與第一光退出表面330之外線相同的位置處或可安置為比第一光退出表面330更向內或更向外。
連接第二光退出表面335之第三邊緣35與中心軸線Z0的直線可安置成相對於凹口315之底部中心P0與中心軸線Z0成74±2或小於74±2之角度。第二光退出表面335之第三邊緣35可相對於凹口315之底部中心P0關於第一直線X0及第二直線Y0以20度或小於20度(例如,16±2度之角度)安置。第二邊緣25與第二光退出表面335之第三邊緣35之間的相對於凹口315之底部中心P0的角度可為16度或小於16度,例如,13±2度。穿過第二光退出表面335之第三邊緣35的直線的角度為光學
透鏡300之外部角度。第二光退出表面335可折射及輻射入射在與第一直線X0及第二直線Y0隔開之區上的光。藉由第二光退出表面335折射之光可相對於中心軸線Z0以小於折射之前之角度的角度輻射。因此,第二光退出表面335可在低於平行直線之方向上輻射所折射光,且因此光可由光單元之反射薄片反射。
穿過中心軸線Z0及底表面310之第二邊緣25的直線與第一直線X0或第二直線Y0之間的角度θ1可為5度或小於5度,例如,在0.4度至4度之範圍內。角度θ1可根據至中心軸線Z0之距離及第二邊緣25之高度而改變。當角度θ1偏離此範圍時,光學透鏡之厚度可改變且光損失可增加。第二光退出表面335折射相對於凹口315之底部中心P0與中心軸線Z0偏離半功率角的光束,藉此減少光損失。
光學透鏡300之長度D1及D2可大於光學透鏡300之厚度D5。光學透鏡300之長度D1及D2可等於或大於光學透鏡300之厚度D5的2.5倍,例如,等於或大於光學透鏡300之厚度D5的3倍。第一長度D1可為15mm或大於15mm,例如,在16mm至25mm之範圍內,且第二長度D2可為17mm或大於17mm,例如,在17mm至30mm之範圍內。光學透鏡300之厚度D5可為6.5mm或大於6.5mm,例如,在6.5mm至9mm之範圍內。由於光學透鏡300之不同長度D1及D2大於厚度D5,因此有可能向光照設備或光單元之整個區提供均勻的明度分佈。又,由於光單元中所覆蓋之區得以改良,因此光學透鏡之數目可減少且光學透鏡300之厚度可減少。
當比率D5/D1為c且比率D5/D2為d時,c及d可為0.3或大於0.3且可具有關係c>d。由於光學透鏡300之長度D1及D2大於厚度D5且光學透鏡300具有關係D2>D1及D3>D4,因此有可能向光照設備或光單元之整個區提供均勻的明度分佈。又,由於光單元中所覆蓋之區得以改良,因此光學透鏡之數目可減少且光學透鏡300之厚度可減少。
凹口315之深度D8具有自底部中心P0至第一頂點21之間隔。第一頂點21可為光入射表面320之頂點或凹口315之上部端點。凹口
315之深度D8可為4mm或大於4mm,例如,在4mm至5.2mm之範圍內,且光學透鏡300之厚度D5可為0.6mm或大於0.6mm,例如,0.6mm至0.7mm。凹口315之深度D8可等於或大於第一光退出表面330之第二頂點31與底部中心P0或第一邊緣23之間的距離之60%。當比率D3/D8為e且比率D4/D8為f時,凹口315可具有關係e>f。由於凹口315之深度D8為深的,因此光可在側向方向上漫射至鄰近於光入射表面320之第一頂點21的區,即使第一光退出表面330之中心區不具有全反射表面或負曲率亦如此。由於凹口315具有深的深度D8,因此光入射表面320可在側向方向上將自靠近第二頂點31之區入射的光折射至第一頂點21之周邊區。
凹口315與第一光退出表面330之間的最小距離D9可為光入射表面320之第一頂點21與第一光退出表面330之第二頂點31之間的間隔。距離D9可為3mm或小於3mm,例如,在2mm至3mm之範圍內。當光入射表面320之第一頂點21與第一光退出表面330之第二頂點31之間的距離D9大於3mm時,朝向第一光退出表面330之中心區行進的光之量與朝向第一光退出表面330之側區行進的光之量之間的差可增加,且光分佈可能不均勻。當光入射表面320之第一頂點21與第一光退出表面330之第二頂點31之間的距離D9小於2mm時,光學透鏡300之中心的剛度減弱。藉由將凹口315與第一光退出表面330之間的距離D9安置在以上範圍中,光學路徑可在向外方向上擴散,即使第二光退出表面335之中心區不具有全反射表面或負曲率亦如此。在光入射表面320之第一頂點21較靠近第一光退出表面330之凸起第二頂點31時,有可能增加穿過光入射表面320在第一光退出表面330之側向方向上行進的光之量。因此,有可能增加在光學透鏡300之側向方向上(例如,在Y軸方向上)漫射的光之量。
光入射表面320之第一頂點21可安置成相比自第二光退出表面335之第三邊緣35平行地延伸的直線較鄰近於第二頂點31,該第二頂點為第一光退出表面330之中心。
第二光退出表面335之寬度D7為第二邊緣25與第三邊緣35之間的直線距離,且可小於凹口315之深度D8(>D7)。第二光退出表
面335之寬度D7可在(例如)1.5mm至2.3mm之範圍內。當第二光退出表面335之寬度D7超出以上範圍時,發射至第二光退出表面335之光的量增加,且因此光分佈控制係困難的。當第二光退出表面335之寬度D7小於以上範圍時,可能難以在製造透鏡主體時固定閘極區。
在光學透鏡300中,第二光退出表面335可圍繞第一光退出表面330之下部周界安置,且底表面310可安置成低於第二光退出表面335之第二邊緣25。底表面310相比第二光退出表面335之第二邊緣25的水平線可向下突出更多。作為光學透鏡300之另一實例,第二光退出表面335可具有不均勻表面。不均勻表面可為粗糙光霧表面。不均勻表面可為上面形成有散佈粒子之表面。作為光學透鏡300之另一實例,底表面310可具有不均勻表面。底表面310之不均勻表面可為粗糙光霧表面或上面形成有散佈粒子之表面。
如圖13中所說明,根據實施例之光學透鏡300可在Y軸方向上以某些間隔安置於電路板400上。此等光學透鏡300係在Y軸方向上安置,在該方向上,凹口315之長度(D2>D1)及長度(D4<D3)為寬的。因此,光學透鏡300之數目可減少,同時加寬光學透鏡300之間的間隔。又,歸因於凹口315之不對稱結構,在X軸方向上之明度分佈可得以改良。
在此光學透鏡300中,在Y軸方向上之定向角分佈可大於在X軸方向上之定向角分佈,如圖46及圖47中所說明。舉例而言,在Y軸方向上之定向角分佈可比在X軸方向上之定向角分佈大10度或大於10度,例如,10度至25度。又,在Y軸方向上之定向角分佈的半最大值半寬(FWHM)可為10度或大於10度,且中心強度可為4%或大於4%。
圖9為根據第三實施例之在Y軸方向上的光學透鏡之側視截面圖,且圖10為在X軸方向上之圖9的光學透鏡之截面圖。
參看圖9至圖10,根據第三實施例之光學透鏡包括:底表面310;凹口315,其在底表面310之中心區中自底表面310向上凸起;第一光退出表面330,其安置在與底表面310及凹口315相對之側上;及第二光退出表面335,其安置於第一光退出表面330下方。根據第三實施例之光
學透鏡就第一長度D1及第二長度D2、凹口315之長度D3及D4以及凹口315之深度而言不同於根據第一實施例之光學透鏡。又,在根據第三實施例之光學透鏡中,第二光退出表面335之寬度B1及B2根據區而不同。
光學透鏡之底表面310之仰視圖形狀可包括橢圓形形狀。關於底表面310或第一光退出表面330之長度,在X軸方向上之第一長度D1可不同於在Y軸方向上之第二長度D2。第一長度D1可為光學透鏡300在X軸方向上之長度,且第二長度D2可為光學透鏡300在Y軸方向上之長度。第一長度D1可短於第二長度D2,且第一長度D1與第二長度D2之間的差可為0.5mm或大於0.5mm,例如,0.5mm至3mm。長度可滿足條件D2>D1,且長度比率D1:D2可在1:1.06至1:1.1之範圍內。在根據實施例之光學透鏡300中,由於第一長度D1短於第二長度D2,因此在X軸方向上之明度分佈可能不減少。
凹口315之底部形狀可包括橢圓形形狀。凹口315之側視截面形狀可包括鐘形形狀、貝殼形形狀或橢圓形形狀。凹口315可具有寬度向上變窄之形狀。凹口315可具有自底部周界之第一邊緣23朝向上部末端之第一頂點21逐漸會聚的形狀。當凹口315之仰視圖為橢圓形形狀時,其直徑朝向第一頂點21可逐漸減小。凹口315可具有關於中心軸線Z0軸向對稱之形狀。光入射表面320之第一頂點21可具有圓點形狀。
凹口315之底部長度D3及D4可具有可供光源(亦即,稍後描述之發光裝置)***之寬度。凹口315之底部長度D3及D4可等於或小於發光裝置之寬度的三倍,例如,等於或小於發光裝置之寬度的2.5倍。凹口315之底部長度D3及D4可在發光裝置之寬度的1.2倍至2.5倍的範圍內。當凹口315之底部長度D3及D4小於此範圍時,發光裝置之***並不容易。當凹口315之底部長度D3及D4大於此範圍時,有可能經由發光裝置與第一邊緣23之間的區減少光損失或光干涉。
關於凹口315之底部長度,在X軸方向上之長度D3可不同於在Y軸方向上之長度D4。舉例而言,在X軸方向上之長度D3可大於在Y軸方向上之長度D4。凹口315之底部長度可具有關係D3>D4,且其間之
差可在1.5mm至5mm,例如,1.5mm至3mm之範圍內。寬度D3可等於或小於寬度D4之三倍,例如,等於或小於寬度D4之兩倍。凹口315之底部長度比率D4:D3可具有在1:1.5至1:3之範圍內的差。由於凹口315在X軸方向上之底部長度D3大於在Y軸方向上之長度D3,因此光學透鏡可具有不對稱透鏡形狀。
又,甚至在凹口315之底部長度D3與D4之間的寬度差不大時,自光源(例如,發光裝置)發射之光可誘發在凹口寬度係寬的方向上(例如,在Y軸方向上)光提取效率之改良。
在根據實施例之光學透鏡中,在X軸方向上之第一長度D1可短於在Y軸方向上之第二長度D2,且凹口315在X軸方向上之底部長度D3可大於其在Y軸方向上之底部長度D4。因此,歸因於外部形狀之長度差,光學透鏡300可使在Y軸方向上之明度分佈固定,且藉由凹口315,明度分佈可在X軸方向上且朝向邊緣區大範圍散佈。
當底表面310或第一光退出表面330之長度比率D2/D1為a且凹口315之長度比率D3/D4為b時,根據實施例之光學透鏡可具有關係a<b。比率D2/D1可為第一光退出表面330之長長度對短長度的比率,且比率D3/D4可為凹口315之底部的長長度對短長度之比率。b可為a之120%或大於120%,例如,在120%至145%或130%至280%之範圍內。b可等於或大於a之1.2倍,例如,在a之1.2倍至1.45倍或a之1.3倍至2.8倍的範圍內。在不對稱光學透鏡中,凹口315之光入射表面320之區域寬於對稱透鏡之區域,藉此使光在更廣範圍中漫射。因此,歸因於外部形狀之長度差,光學透鏡300可使在Y軸方向上之明度分佈固定,且藉由凹口315,明度分佈可在X軸方向上及輻射方向上大範圍散佈。因此,上面安置有光學透鏡300之發光模組的光條之數目可減至兩個或小於兩個,例如,一個,且背光單元中之上部/下部拐角之明度分佈可得以改良。
光學透鏡300之第二光退出表面335可安置於比平行於凹口315之底部的第一直線X0及第二直線Y0高的位置處。第二光退出表面335可為扁平表面或傾斜表面,且可定義為凸緣,但不限於此。
第二光退出表面335可安置成相對於第一直線X0及第二直線Y0垂直或傾斜。第二光退出表面335可延伸以自第一光退出表面330之外線垂直或傾斜。第二光退出表面335可包括鄰近於第一光退出表面330之第三邊緣35,且第三邊緣35可安置在與第一光退出表面330之外線相同的位置處或可安置為比第一光退出表面330更向內或更向外。
連接第二光退出表面335之第三邊緣35與中心軸線Z0的直線可安置成相對於凹口315之底部中心P0與中心軸線Z0成74±2或小於74±2之角度。第二光退出表面335之第三邊緣35可相對於凹口315之底部中心P0關於第一直線X0及第二直線Y0以20度或小於20度(例如,16±2度之角度)安置。第二邊緣25與第二光退出表面335之第三邊緣35之間的相對於凹口315之底部中心P0的角度可為16度或小於16度,例如,13±2度。穿過第二光退出表面335之第三邊緣35的直線的角度為光學透鏡300之外部角度。第二光退出表面335可折射及輻射入射在與第一直線X0及第二直線Y0隔開之區上的光。藉由第二光退出表面335折射之光可相對於中心軸線Z0以小於折射之前之角度的角度輻射。因此,第二光退出表面335可抑制所折射光以免在水平軸線或在水平軸線下方之方向上輻射,且可防止對鄰近光學部件之干涉或光損失。
穿過中心軸線Z0及底表面310之第二邊緣25的直線與第一直線X0或第二直線Y0之間的角度θ1或θ2可為5度或小於5度,例如,在0.4度至4度之範圍內。相對於第一直線X0或第二直線Y0之角度θ1及θ2可彼此相等或可具有1度或小於1度之差。角度θ1及θ2可根據至中心軸線Z0之距離及第二邊緣25之高度而改變。當角度θ1及θ2偏離此範圍時,光學透鏡之厚度可改變且光損失可增加。第二光退出表面335折射相對於凹口315之底部中心P0與中心軸線Z0偏離半功率角的光束,藉此減少光損失。
光學透鏡300之長度D1及D2可大於其厚度D5。光學透鏡300之長度D1及D2可等於或大於光學透鏡300之厚度D5的2.5倍,例如,等於或大於光學透鏡300之厚度D5的3倍。光學透鏡300之第一長度
D1可為15mm或大於15mm,例如,在16mm至26mm之範圍內,且光學透鏡300之第二長度D2可為17mm或大於17mm,例如,在17mm至30mm之範圍內。光學透鏡300之厚度D5可為6.5mm或大於6.5mm,例如,在6.5mm至9mm之範圍內。由於光學透鏡300之不同長度D1及D2大於厚度D5,因此有可能向光照設備或光單元之整個區提供均勻的明度分佈。又,由於光單元中所覆蓋之區得以改良,因此光學透鏡之數目可減少且光學透鏡300之厚度可減少。
凹口315之深度D8具有自底部中心P0至第一頂點21之間隔。第一頂點21可為光入射表面320之頂點或凹口315之上部端點。凹口315之深度D8可為3mm或大於3mm,例如,4mm或大於4mm,且可為光學透鏡300之厚度D5的60%或大於60%,例如,光學透鏡300之厚度D5的63%或大於63%。即使凹口315之深度D8並不深於第一實施例中之深度,若第一光退出表面330之中心區不具有全反射表面或負曲率,則光仍可在側向方向上漫射至鄰近於光入射表面320之第一頂點21的區。凹口315可具有低深度D8,且歸因於凹口315之寬度差而改良在Y軸方向上之光提取效率。
凹口315與第一光退出表面330之間的最小距離D9可為光入射表面320之第一頂點21與第一光退出表面330之第二頂點31之間的間隔。距離D9可小於5mm,例如,在1mm至3.5mm之範圍內。當光入射表面320之第一頂點21與第一光退出表面330之第二頂點31之間的距離D9為5mm或大於5mm時,光提取效率可由於凹口315之低深度而降低。歸因於具有上文所描述之結構的凹口315,光漫射在第一光退出表面330之Y軸方向上相比在第一光退出表面330之X軸方向上可較有效地執行。
光入射表面320之第一頂點21可安置成相比自第二光退出表面335之第三邊緣35平行地延伸的直線較鄰近於第二頂點31,該第二頂點為第一光退出表面330之中心。
第二光退出表面335之寬度B1及B2為第二邊緣25與第三邊緣35之間的直線距離。關於第二光退出表面335之寬度B1及B2,在第
一直線X0之方向上靠近第二邊緣25的區之寬度B2可最寬,且在第二直線Y0之方向上靠近第二邊緣25的區之寬度B1可最窄。又,隨著在第一直線X0之方向上變得較靠近第二邊緣25,寬度B2可逐漸變得更寬,且隨著在第二直線Y0之方向上變得靠近第二邊緣25,寬度B1可逐漸更窄。第二光退出表面335可具有寬度關係B2>B1,且B2可比B1大0.1mm或大於0.1mm。
關於第二光退出表面335之寬度B1及B2,最大寬度B2可小於凹口315之深度D8。第二光退出表面335之寬度B1及B2可在(例如)1.5mm至2.3mm之範圍內。當第二光退出表面335之寬度B2超出以上範圍時,發射至第二光退出表面335之光的量增加,且因此光分佈控制係困難的。第二光退出表面335上之具有寬度B2的區可在製造透鏡主體時用作閘極區。
在光學透鏡300中,第二光退出表面335可圍繞第一光退出表面330之下部周界安置,且底表面310可安置成低於第二光退出表面335之第二邊緣25。底表面310相比第二光退出表面335之第二邊緣25的水平線可向下突出更多。作為光學透鏡300之另一實例,第二光退出表面335可具有不均勻表面。不均勻表面可為粗糙光霧表面。不均勻表面可為上面形成有散佈粒子之表面。作為光學透鏡300之另一實例,底表面310可具有不均勻表面。底表面310之不均勻表面可為粗糙光霧表面或上面形成有散佈粒子之表面。
如圖13中所說明,根據實施例之光學透鏡可在X軸方向上以某些間隔安置於電路板400上。歸因於凹口315之長度關係(D4<D3),光學透鏡之光入射表面在X軸方向上的長度可增加。光學透鏡300之數目可減少,同時加寬光學透鏡300之間的間隔。又,歸因於凹口315之不對稱結構,在Y軸方向上之明度分佈可得以改良。電路板400可在X軸方向上具有長長度。
圖11及圖12為說明根據第四實施例之光學透鏡之視圖。具體而言,圖11及圖12分別為在第一軸線方向及第二軸線方向上的第二實
施例之修改實例之截面圖。在描述第四實施例時,可藉由參考以上描述理解與上文所描述之彼等部分相同的部分。
參看圖11至圖12,光學透鏡300包括:底表面310;凹口315,其在底表面310之中心區中自底表面310向上凹入;光入射表面320,其圍繞凹口315安置;第一光退出表面330,其安置在與底表面310及凹口315相對之側上;及第二光退出表面335,其安置於第一光退出表面330下方。
光學透鏡可具有在第一光退出表面330之中心區中凹入的凹入部分330A,且凹入部分330A朝向其中心可逐漸更深。凹入部分330A可經提供作為經組態以在側向方向上反射入射光之全反射表面。在凹入部分330A中,對應於凹口315之頂點21的點可為最低點31B。凹入部分330A可包括凹入彎曲表面或具有不同曲率之彎曲表面。
在圖11及圖12中所說明之光學透鏡中,在第一軸線方向上之長度D1、在第二軸線方向上之長度D2、厚度D5、凹口315在第一軸線方向及第二軸線方向上之長度D3及D4、凹口315之深度D8以及凹口315與點31B之間的距離D9可選自上文所描述之實施例。長度比率D2/D1及D3/D4可選自上文所提供之值,且可具有關係D2/D1<D3/D4。
圖13為根據實施例之包括光學透鏡的發光模組之視圖,圖14為沿圖13之線G-G截取的發光模組之截面圖,且圖15為沿圖13之線H-H截取的發光模組之截面圖。
參看圖13至圖15,發光模組400A可包括安置於電路板400上之複數個光學透鏡300,且至少一個發光裝置100可安置於光學透鏡300中。
一或多個發光裝置100可以某些間隔安置於電路板400上。發光裝置100安置於光學透鏡300與電路板400之間。發光裝置100係藉由自電路板400供應之電力驅動且發射光。
電路板400可包括電連接至發光裝置100之電路層。電路板400可包括由樹脂材料製成之PCB、金屬芯PCB(MCPCB)及可撓性
PCB(FPCB)中之至少一者,但不限於此。
光學透鏡300接收自發光裝置100發射且入射於光入射表面320上之光,且經由第一光退出表面330及第二光退出表面335發射光。自光入射表面320入射之光的一部分可穿過某一路徑,由底表面310反射,且經發射至第一光退出表面330或第二光退出表面335。
發光裝置100之定向角為發光裝置100之唯一定向角,且光可以130度或大於130度(例如,136度或大於136度)發射。發光裝置100可經由一頂表面及複數個側表面發射光。亦即,發光裝置100可具有至少五個光退出表面。自發光裝置100發射之光可以經由第一光退出表面330及第二光退出表面335散佈之定向角輻射。
在光學透鏡300中,光入射表面320可安置於發光裝置100之頂表面及側表面外部。光學透鏡300之光入射表面320的下部區22可安置成面向發光裝置100之複數個側表面。因此,經由發光裝置100之每一側表面發射的光可入射於光入射表面320上而無洩漏。
由於發光裝置100具有至少五個發光表面,因此發光裝置100之定向角分佈可藉由經由側表面發射之光加寬。由於大範圍提供發光裝置100之定向角分佈,因此可更有助於使用光學透鏡300之光漫射。來自光學透鏡300之定向角分佈可大於由穿過光學透鏡300之第二光退出表面335之第三邊緣35的兩條直線與中心軸線P0形成的角度。來自光學透鏡300之定向角分佈包括經由第二光退出表面335發射之光的定向分佈。因此,歸因於自第二光退出表面335發射之光的分佈,光損失可減少且明度分佈可得以改良。
在發光裝置100之大小(C0C1)上,在第一軸線(X)方向及第二軸線(Y)方向上之長度可彼此相等或不同。舉例而言,如圖14及圖15中所說明,發光裝置100可安置於凹口315中。作為另一實例,發光裝置100可安置於凹口315下方,但不限於此。由於發光裝置100在凹口315中經由複數個側表面發射光,因此光可入射於整個光入射表面320上,藉此改良光入射效率。
光學透鏡300之底表面310可提供相對於電路板400之頂表面傾斜的表面。光學透鏡300之底表面310可經提供作為相對於X及Y軸傾斜之表面。底表面310之80%或大於80%(例如,底表面310之100%)可相對於電路板400之頂表面傾斜。底表面310可包括全反射表面。電路板400之頂表面可安置成相比光學透鏡300之底表面310的第二邊緣25較鄰近於第一邊緣23。底表面310之第一邊緣23可接觸電路板400之頂表面,且第二邊緣25可與電路板400之頂表面隔開最大間隔。第一邊緣23可安置在低於發光裝置100中之作用層的位置處,藉此防止光損失。
光學透鏡300之第一光退出表面330及第二光退出表面335折射及發射入射光。整個第一光退出表面330可具有彎曲表面,光係經由該彎曲表面發射。第一光退出表面330可包括自第二頂點31連續地連接之彎曲形狀。第一光退出表面330可反射或折射入射光,且使光退出至外部。在第一光退出表面330中,相對於中心軸線Z0,發射至第一光退出表面330之光的發射角度在折射之後可大於在折射之前的入射角。
第二光退出表面335折射光以使得相對於中心軸線Z0,光在折射之後的角度小於入射光在折射之前的角度。因此,可提供鄰近光學透鏡300之間的長光學干涉距離,且可在光學透鏡300附近混合經由第二光退出表面335發射之光的一部分與發射至第一光退出表面330之光。
第二光退出表面335係圍繞第一光退出表面330之下部周界安置以折射及發射入射光。第二光退出表面335包括傾斜表面或扁平表面。第二光退出表面335可為相對於電路板400之頂表面垂直或傾斜的表面。當第二光退出表面335為傾斜表面時,有助於在射出模製時進行分離。第二光退出表面335接收、折射及提取發射至發光裝置100之側表面的光之一部分。在此狀況下,第二光退出表面335折射光以使得相對於中心軸線Z0,所發射光之退出角度小於折射之前的入射角。因此,可提供鄰近光學透鏡300之間的長光學干涉距離。
根據實施例之光學透鏡300可具有如下結構:其中凹口315之底部在X軸方向上的長度D3長於其在Y軸方向上之長度D4,且光學透
鏡可在X軸方向上安置於電路板400上。因此,自發光裝置100發射至凹口315之光可在凹口315內在X軸方向上漫射,且接著在Y軸方向上且朝向邊緣區散佈。根據實施例,凹口315具有不對稱結構使得有可能進一步使光在某一軸線方向(例如,對角線方向)上漫射,藉此減少發光模組之光條的數目。
同時,安置於光學透鏡300下方之一或多個支撐突起350自底表面310向下(亦即,在電路板400之方向上)突出。支撐突起350可固定於複數個電路板400上以防止光學透鏡300傾斜。光學透鏡300之側向突起360可在X軸方向上自第二光退出表面335之表面突出。作為另一實例,光學透鏡300之側向突起360可自X軸方向之表面突出。
圖16為根據實施例之包括光學透鏡的光單元之平面圖。
參看圖16,光單元包括:一底部蓋罩510;複數個電路板400,其安置於底部蓋罩510中作為發光模組400A;發光裝置100;及光學透鏡300,其安置於複數個電路板400上。複數個電路板400可安置於底部蓋罩510之底部511上。
底部蓋罩510之側蓋罩512可反射自發光模組400A發射之光,或可朝向顯示面板反射光。
在發光模組400A中,兩個或小於兩個電路板400(例如,一個電路板400)可安置於底部蓋罩510中。電路板400可包括電連接至發光裝置100之電路層。
底部蓋罩510可包括用於散熱之金屬或導熱樹脂材料。底部蓋罩510可包括容納部分,且側蓋罩可圍繞容納部分而提供。根據實施例,反射薄片(未說明)可安置於電路板400上。反射薄片可由(例如)PET、PC、PVC樹脂或其類似者製成,但不限於此。
根據實施例,光學薄片(未說明)可安置於底部蓋罩510上。光學薄片可包括經組態以收集所分散光之稜鏡薄片、增亮薄片及經組態以再次使光漫射之漫射薄片中之至少一者。由透明材料製成之光導層(未說明)可安置於光學薄片與發光模組之間的區中。
根據實施例,底部蓋罩510經安置以使得底部511之大小在X軸方向上比在Y軸方向上長,光學透鏡300具有長度(D2>D1),且凹口315具有底部長度(D3>D4)。因此,光可有效地朝向底部511之拐角區511A且在拐角方向上輻射。歸因於1光條式發光模組,有可能減少暗點在底部511之拐角區511A中的產生。
如圖13及圖16中所說明,當底表面310或第一光退出表面330之長度比率D2/D1為a且凹口315之長度比率D3/D4為b時,在X軸方向上安置於電路板400上之每一光學透鏡300可具有關係a<b。比率D2/D1可為第一光退出表面330之長長度對短長度的比率,且比率D3/D4可為凹口315之底部的長長度對短長度之比率。b可為a之110%或大於110%,例如,在110%至140%或120%至160%之範圍內。b可等於或大於a之1.1倍,例如,在a之1.1倍至1.4倍或a之1.2倍至1.6倍的範圍內。凹口315之底部上的在第一軸線方向上之長度與在第二軸線方向上之長度之間的差可等於或不同於底表面310或第一光退出表面330的在第一軸線方向上之長度與在第二軸線方向上之長度之間的差。D1為光學透鏡300在第一軸線方向上之最大長度,且D2可為光學透鏡300在第二軸線方向上之最大長度。
在發光模組中,光學透鏡具有不對稱形狀,且凹口315之光入射表面320的區域寬於具有對稱形狀之透鏡的區域,藉此在Y軸方向上使入射光在廣範圍中漫射。因此,歸因於外部形狀之長度差,光學透鏡300可使在Y軸方向上之明度分佈固定,且藉由凹口315,明度分佈可在X軸方向上且朝向邊緣區大範圍散佈。因此,上面安置有光學透鏡300之發光模組的光條之數目可減至兩個或小於兩個,例如,一個,且背光單元中之上部/下部拐角之明度分佈可得以改良。
反射板可安置於底部蓋罩510之底部511上,但實施例不限於此。反射層可進一步安置於底部511之側表面上,但實施例不限於此。
根據實施例,磷光體薄膜可安置於發光裝置100之表面上。磷光體薄膜可包括藍色磷光體、青色磷光體、綠色磷光體、黃色磷光體及紅
色磷光體中之至少一者,且可以單層或多層安置。在磷光體薄膜中,磷光體被添加至透光性樹脂材料。透光性樹脂材料可包括諸如矽或環氧樹脂之材料,且磷光體可由YAG、TAG、矽酸鹽、氮化物或氮氧化物基材料製成。磷光體薄膜可包括磷光體,諸如量子點。量子點可包括II-VI族化合物半導體或III-V族化合物半導體,且可包括藍色、綠色、黃色及紅色磷光體中之至少一者。量子點為可具有由量子侷限產生之光學特性的奈米尺度粒子。量子點之特定組合物、結構及/或大小可經選擇以使得具有所要波長之光在使用特定激發源進行刺激時自量子點發射。藉由改變量子點之大小,光可在整個可見光譜上發射。量子點可包括至少一種半導體材料。半導體材料之實例可包括IV族元素、II-VI族化合物、II-V族化合物、III-VI族化合物、III-V族化合物、IV-VI族化合物、I-III-VI族化合物、II-IV-VI族化合物、II-IV-V族化合物、其合金及/或其3員及4員混合物或合金,及其混合物。量子點之實例可為ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、GaN、GaP、GaAs、GaSb、InP、InAs、InSb、AlS、AlP、AlAs、PbS、PbSe、Ge、Si、CuInS2、CuInSe2、MgS、MgSe、MgTe及其組合。
圖17為根據第四實施例之光學透鏡之平面截面圖,圖18為圖17之光學透鏡之仰視圖,圖19為圖17之光學透鏡之第一側視圖,圖20為圖17之光學透鏡之第二側視圖,圖21為沿圖17之線A’-A’截取的光學透鏡之截面圖,且圖22為沿圖17之線B’-B’截取的光學透鏡之截面圖。以下描述將集中於根據第四實施例之光學透鏡與根據以上實施例之光學透鏡之間的差異。可藉由參考以上描述理解與上文所描述之彼等部分相同的部分,且可將其選擇性地應用於本實施例。參看圖17至圖22,光學透鏡300A包括:底表面310;凹口315,其在底表面310之中心區中自底表面310向上凸起;光入射表面320,其圍繞凹口315安置;第一光退出表面330,其安置在與底表面310及光入射表面320相對之側上;及第二光退出表面335,其安置於第一光退出表面330下方。
在光學透鏡300A中,垂直於凹口315之底部中心P0的Z軸方向可定義為中心軸線Z0或光軸。平行於凹口315之底部中心P0的兩
個軸線方向可為第一軸線(X)方向及第二軸線(Y)方向,且第一軸線(X)方向及第二軸線(Y)方向可為垂直於中心軸線Z0或光軸之兩個軸線方向。凹口315之底部中心P0可為光學透鏡300之下部中心,且可定義為參考點。
根據實施例之光學透鏡300A的底表面310可圍繞凹口315安置。底表面310可包括相對於第一直線X0及第二直線Y0傾斜之表面或可包括傾斜表面及彎曲表面兩者。在底表面310中,鄰近於凹口315之區可為扁平的,且鄰近於第二光退出表面335之區可具有傾斜表面。凹口315在垂直向上方向上自底表面310之中心區凹進。
光學透鏡300A之底表面310包括鄰近於凹口315之第一邊緣23及鄰近於第二光退出表面335之第二邊緣25。第一邊緣23為光入射表面320與底表面310之間的邊界區,且可包括光學透鏡300A之低點區。第一邊緣23可包括在底表面310之區中的最低點。第一邊緣23之位置可相對於第一直線X0安置成低於第二邊緣25之位置。第一邊緣23可覆蓋光入射表面320之下部周界。第二邊緣25可為底表面310之外部區或第二光退出表面335之下部區。第二邊緣25可為底表面310與第二光退出表面335之間的邊界區。
第一邊緣23可為底表面310之內部區,或與光入射表面320之邊界線。第二邊緣25可為底表面310之外部區或與第二光退出表面335之邊界線。第一邊緣23可包括內部拐角或彎曲表面。第二邊緣25可包括外部拐角或彎曲表面。第一邊緣23及第二邊緣25可為底表面310之兩個末端。第一邊緣23之仰視圖形狀可為圓形形狀或橢圓形形狀,且第二邊緣25之仰視圖形狀可為圓形形狀或橢圓形形狀。
隨著距底表面310上之第一邊緣23的距離愈靠近,第一直線X0與第二直線Y0之間的間隔可逐漸變得更窄。隨著距底表面310上之第一邊緣23的距離愈遠,第一直線X0與第二直線Y0之間的間隔可逐漸增加。在底表面310上,第二邊緣25可為第一直線X0與第二直線Y0之間的最大間隔,且第一邊緣23可為第一直線X0與第二直線Y0之間的最
小間隔。底表面310可包括第一邊緣23與第二邊緣25之間的傾斜表面及彎曲表面中之任一者或兩者。由於相對於第一直線X0及第二直線Y0朝向外部而距離逐漸更遠,因此底表面310在自凹口315查看時可為全反射表面。舉例而言,當任意光源安置於凹口315之底部上時,底表面310可提供傾斜表面。由於底表面310反射穿過凹口315而入射之光,因此可減少光損失。又,有可能消除經由底表面310直接入射而不穿過光入射表面320之光。光學透鏡300A可增加經由光入射表面320入射於底表面310上之光的量。
隨著至凹口315之第一邊緣23的距離愈靠近,底表面310變得愈低。因此,底表面310逐漸更靠近第一直線X0及第二直線Y0。因此,底表面310之區域可增加。凹口315之光入射表面320之區域可進一步加寬達底表面310之降低深度。由於凹口315之深度為距第一邊緣23之高度,因此凹口315之深度可變深。由於底表面310之區域增加,因此反射區域可增加。由於凹口315之底部變低,因此底部區域可增加。
底表面310之第一邊緣23安置於平行於凹口315之底部的第一直線X0及第二直線Y0上,且第二邊緣25與第一直線X0及第二直線Y0隔開某一間隔。第二邊緣25與第一直線X0及第二直線Y0之間的間隔可為可提供傾斜表面以便反射入射於光入射表面320之下部區22上的光。光入射表面320之下部區22可為第一邊緣23與光入射表面320之下部點之間的區,該下部點與平行於第二邊緣25之線相交。
第二邊緣25與第一直線X0或第二直線Y0之間的間隔可為500μm或小於500μm,例如,450μm或小於450μm。第二邊緣25與第一直線X0或第二直線Y0之間的間隔可在200μm至450μm之範圍內。當第二邊緣25與第一直線X0或第二直線Y0之間的間隔小於以上範圍時,第二光退出表面335之低點位置降低,因此引起自第二光退出表面335發射之光束之間的干涉。當該間隔大於以上範圍時,第二光退出表面335之高點位置提高,因此引起第一光退出表面330之曲率改變且光學透鏡300A之厚度D5增加的問題。
光學透鏡300A之底表面310可包括複數個支撐突起350。類似於圖18中,複數個支撐突起350可安置成與凹口315之中心相距相同距離D11。作為另一實例,複數個支撐突起350中之至少一者可安置成與凹口315之中心相距不同距離。在複數個支撐突起350中,在X軸方向上之間隔D13可大於在第二軸線方向上之間隔D12。
關於底表面310之長度,在X軸方向上之第一長度D1可不同於在Y軸方向上之第二長度D2。第一長度D1可為底表面310或第一光退出表面330在X軸方向上之長度,且第二長度D2可為底表面310或第一光退出表面330在Y軸方向上之長度。第一長度D1可為光學透鏡300A在第一軸線方向上之長度,且第二長度D2可為光學透鏡300A在第二軸線方向上之長度。第二長度D2可長於第一長度D1。第二長度D2可比第一長度D1大0.5mm或大於0.5mm,例如,1mm或大於1mm。長度可滿足關係D1<D2,且長度比率D1:D2可在1:1.03至1:1.1之範圍內。在根據實施例之光學透鏡300A中,由於第二長度D2長於第一長度D1,因此在第二軸線方向上之明度分佈可能不減少。
如圖18中所說明,凹口315之底部形狀可包括橢圓形形狀。如圖19至圖22中所說明,凹口315之側視截面形狀可包括鐘形形狀、貝殼形形狀或橢圓形形狀。凹口315可具有寬度向上變窄之形狀。凹口315可具有自底部周界之第一邊緣23朝向上部末端之第一頂點21逐漸會聚的形狀。當凹口315之仰視圖為橢圓形形狀時,其直徑朝向第一頂點21可逐漸減小。凹口315可具有關於中心軸線Z0軸向對稱之形狀。光入射表面320之第一頂點21可具有圓點形狀。
凹口315之底部長度D3及D4可具有可供光源(亦即,稍後描述之發光裝置)***之寬度。凹口315之底部長度D3及D4可等於或小於發光裝置之寬度的三倍,例如,等於或小於發光裝置之寬度的2.5倍。凹口315之底部長度D3及D4可在發光裝置之寬度的1.2倍至2.5倍的範圍內。當凹口315之底部長度D3及D4小於此範圍時,發光裝置之***並不容易。當凹口315之底部長度D3及D4大於此範圍時,有可能經由發光
裝置與第一邊緣23之間的區減少光損失或光干涉。
關於凹口315之底部長度,在第一軸線方向上之第三長度D3可不同於在第二軸線方向上之第四長度D4。舉例而言,在第一軸線方向上之第三長度D3可大於在第二軸線方向上之第四長度D4。凹口315之底部長度可滿足關係D3>D4,且其間之差可在0.5mm至5mm,例如,1mm至2mm之範圍內。第三長度D3可等於或小於第四長度D4之四倍,例如,等於或小於第四長度D4之兩倍。凹口315之底部長度比率D4:D3可具有在1:1.3至1:2之範圍內的差。當在第二軸線方向上之第四長度D4與在第一軸線方向上之第三長度D3之間的差小於以上範圍時,在Y軸方向上之明度改良可為微小的。當在第二軸線方向上之第四長度D4與在第一軸線方向上之第三長度D3之間的差大於以上範圍時,在X軸方向上之明度改良可相對減少。
當底表面310或第一光退出表面330之長度比率D2/D1為a且凹口315之長度比率D3/D4為b時,根據實施例之光學透鏡300A可具有關係a<b。比率D2/D1可為第一光退出表面330之長長度對短長度的比率,且比率D3/D4可為凹口315之底部的長長度對短長度之比率。b可為a之110%或大於110%,例如,在110%至190%或120%至180%之範圍內。b可等於或大於a之1.1倍,例如,在a之1.1倍至1.9倍或a之1.2倍至1.8倍的範圍內。凹口315之底部上的在第一軸線方向上之長度與在第二軸線方向上之長度之間的差可等於或不同於底表面310或第一光退出表面330的在第一軸線方向上之長度與在第二軸線方向上之長度之間的差。在具有此不對稱形狀之光學透鏡中,凹口315之光入射表面320的區域在X軸方向上比具有對稱形狀之透鏡的區域寬,藉此在Y軸方向上更廣泛地漫射光。因此,歸因於外部形狀之長度差,光學透鏡300A可使在Y軸方向上之明度分佈固定,且藉由凹口315,明度分佈可在X軸方向上及在X軸與Y軸之間的對角線方向上大範圍散佈。因此,上面安置有光學透鏡300A之發光模組的光條之數目可減至兩個或小於兩個,例如,一個,且背光單元中之上部/下部拐角之明度分佈可得以改良。
在根據實施例之光學透鏡300A中,在第一軸線方向上之第一長度D1可小於在第二軸線方向上之第二長度D2,且凹口315在第一軸線方向上之第三長度D3可大於其在第二軸線方向上之第四長度D4。因此,歸因於外部形狀之長度差,光學透鏡300A可使在第二軸線方向上之明度分佈固定,且藉由凹口315,明度分佈可在第一軸線方向上及邊緣區中大範圍散佈。
因此,上面安置有光學透鏡300A之發光模組的光條之數目可減至兩個或小於兩個,例如,一個,且背光單元中之上部/下部拐角之明度分佈可得以改良。
光入射表面320可自底表面310之中心區向上凸起,且可隨著至凹口315之底部中心P0的距離垂直地增加而逐漸遠離中心區。由於光入射表面320具有凸形彎曲表面,因此整個光入射表面320可折射光。由於光入射表面320之下部區22相比第二光退出表面335安置於較低位置處,因此光入射表面320可直接地或間接地接收光。光入射表面320之下部區22可接收自凹口315之底部反射的光。底表面310及光入射表面320可藉由具有貝齊爾曲線之轉子形成。底表面310及光入射表面320之曲線可藉由樣條(例如,三次樣條、B樣條或T樣條)實現。光入射表面320之曲線可藉由貝齊爾曲線實現。
如圖21及圖22中所說明,光學透鏡300A可包括第一光退出表面330及第二光退出表面335。第一光退出表面330可為關於透鏡主體與光入射表面320及底表面310相對之表面。第一光退出表面330可包括彎曲表面。第一光退出表面330上對應於中心軸線Z0之點可為第二頂點31,且第二頂點31可為透鏡主體之頂點。第一光退出表面330可包括向上凸起之彎曲表面。第二光退出表面335上鄰近於第二頂點31之中心的第一區A1及A2可能不具有負曲率。第二光退出表面335上鄰近於第二頂點31之第一區A1及A2可具有不同的正曲率半徑。為第一區A1及A2之外側區的第二區A3及A4可為具有不同曲率半徑之彎曲表面。
隨著至凹口315之底部中心P0的距離逐漸更遠離中心軸線
Z0,第一光退出表面330可逐漸增大。隨著至第一光退出表面330上之中心軸線Z0(亦即,第二頂點31)之距離減小,相對於水平軸線,不存在斜率或存在微小斜率差。亦即,在第一光退出表面330之中心的第一區A1及A2可包括平緩彎曲表面或平行直線。第一光退出表面330之第一區A1及A2可包括垂直地重疊凹口315之區。相較於第一區A1及A2,第一光退出表面330之兩側的第二區A3及A4可具有陡峭彎曲表面。由於第一光退出表面330及光入射表面320具有凸形彎曲表面,因此有可能在側向方向上使自凹口315之底部中心P0發射的光漫射。隨著至中心軸線Z0之距離增大,第一光退出表面330及光入射表面320可在與中心軸線Z0成70±4度之角度範圍內增加光折射角。
第一光退出表面330之第一區A1及A2的曲率半徑可大於光入射表面320之曲率半徑。第一光退出表面330之第一區A1及A2的曲率半徑可大於第二區A3及A4之曲率半徑。第一區A1及A2在第一軸線方向及第二軸線方向上可具有相同曲率半徑或不同曲率半徑,但不限於此。第二區A3及A4在第一軸線方向及第二軸線方向上可具有相同曲率半徑或不同曲率半徑,但不限於此。
第一光退出表面330之斜率可小於光入射表面320之斜率。隨著至中心軸線Z0之距離在定向角內增大,光學透鏡300A之第一光退出表面330以單調方式增大。第二光退出表面335包括自光之定向角分佈偏離且隨著至中心軸線Z0之距離增大而以單調方式增大的區。
光在第一光退出表面330與第二光退出表面335之間的界面處的折射角可在(例如)2度或小於2度之角度範圍內減小。由於第一光退出表面330之靠近第二光退出表面335的表面經提供作為靠近或垂直於切線之表面,因此光之折射角可逐漸減小。
光學透鏡300之第二光退出表面335可安置於比平行於凹口315之底部的第一直線X0及第二直線Y0高的位置處。第二光退出表面335可為扁平表面或傾斜表面,且可定義為凸緣,但不限於此。
第二光退出表面335可安置成相對於第一直線X0及第二直
線Y0垂直或傾斜。第二光退出表面335可延伸以自第一光退出表面330之外線垂直或傾斜。第二光退出表面335可包括鄰近於第一光退出表面330之第三邊緣35,且第三邊緣35可安置在與第一光退出表面330之外線相同的位置處或可安置為比第一光退出表面330更向內或更向外。
連接第二光退出表面335之第三邊緣35與中心軸線Z0的直線可安置成相對於凹口315之底部中心P0與中心軸線Z0成74±2或小於74±2之角度。第二光退出表面335之第三邊緣35可相對於凹口315之底部中心P0關於第一直線X0及第二直線Y0以20度或小於20度(例如,16±2度之角度)安置。第二邊緣25與第二光退出表面335之第三邊緣35之間的相對於凹口315之底部中心P0的角度可為16度或小於16度,例如,13±2度。穿過第二光退出表面335之第三邊緣35的直線的角度為光學透鏡300A之外部角度。第二光退出表面335可折射及輻射入射在與第一直線X0及第二直線Y0隔開之區上的光。藉由第二光退出表面335折射之光可相對於中心軸線Z0以小於折射之前之角度的角度輻射。因此,第二光退出表面335可抑制所折射光以免在水平軸線或在水平軸線下方之方向上輻射,且可防止對鄰近光學部件之干涉或光損失。
穿過中心軸線Z0及底表面310之第二邊緣25的直線與第一直線X0或第二直線Y0之間的角度θ1可為5度或小於5度,例如,在0.4度至4度之範圍內。角度θ1可根據至中心軸線Z0之距離及第二邊緣25之高度而改變。當角度θ1偏離此範圍時,光學透鏡之厚度可改變且光損失可增加。第二光退出表面335折射相對於凹口315之底部中心P0與中心軸線Z0偏離半功率角的光束,藉此減少光損失。
光學透鏡300A之長度D1及D2可大於其厚度D5。光學透鏡300A之長度D1及D2可等於或大於光學透鏡300A之厚度D5的2.5倍,例如,等於或大於光學透鏡300A之厚度D5的3倍。光學透鏡300A之第一長度D1可為15mm或大於15mm,例如,在16mm至25mm之範圍內,且光學透鏡300之第二長度D2可為16mm或大於16mm,例如,在17mm至30mm之範圍內。光學透鏡300之厚度D5可為6.5mm或大
於6.5mm,例如,在6.5mm至9mm之範圍內。由於光學透鏡300A之不同長度D1及D2大於厚度D5,因此有可能向光照設備或光單元之整個區提供均勻的明度分佈。又,由於光單元中所覆蓋之區得以改良,因此光學透鏡之數目可減少且光學透鏡300A之厚度可減少。
凹口315之深度D8具有自底部中心P0至第一頂點21之間隔。第一頂點21可為光入射表面320之頂點或凹口315之上部端點。凹口315之深度D8可為5mm或大於5mm,例如,6mm或大於6mm,且可為光學透鏡300A之厚度D5的75%或大於75%,例如,光學透鏡300A之厚度D5的80%或大於80%。凹口315之深度D8可等於或大於第一光退出表面330之第二頂點31與底部中心P0或第一邊緣23之間的距離之80%。由於凹口315之深度D8為深的,因此光可在側向方向上漫射至鄰近於光入射表面320之第一頂點21的區,即使第一光退出表面330之中心區不具有全反射表面或負曲率亦如此。由於凹口315具有深的深度D8,因此光入射表面320可在側向方向上將自靠近第二頂點31之區入射的光折射至第一頂點21之周邊區。
凹口315與第一光退出表面330之間的最小距離D9可為光入射表面320之第一頂點21與第一光退出表面330之第二頂點31之間的間隔。距離D9可為3mm或小於3mm,例如,在0.6mm至3mm或0.6mm至2mm之範圍內。當光入射表面320之第一頂點21與第一光退出表面330之第二頂點31之間的距離D9為3mm或大於3mm時,朝向第一光退出表面330之第一區A1及A2行進的光之量與朝向第一光退出表面330之第二區A3及A4行進的光之量之間的差可增加,且光分佈可能不均勻。當光入射表面320之第一頂點21與第一光退出表面330之第二頂點31之間的距離D9小於0.6mm時,光學透鏡300A之中心的剛度減弱。藉由將凹口315與第一光退出表面330之間的距離D9安置在以上範圍中,光學路徑可在向外方向上擴散,即使第二光退出表面335之第一區A1及A2不具有全反射表面或負曲率亦如此。在光入射表面320之第一頂點21較靠近第一光退出表面330之凸起第二頂點31時,有可能增加穿過光入射表面
320在第一光退出表面330之側向方向上行進的光之量。因此,有可能增加在光學透鏡300A之側向方向上漫射的光之量。
光入射表面320之第一頂點21可安置成相比自第二光退出表面335之第三邊緣35平行地延伸的直線較鄰近於第二頂點31,該第二頂點為第一光退出表面330之中心。
第二光退出表面335之寬度D7為第二邊緣25與第三邊緣35之間的直線距離,且可小於凹口315之深度D8。第二光退出表面335之寬度D7可在(例如)1.8mm至2.3mm之範圍內。當第二光退出表面335之寬度D7超出以上範圍時,發射至第二光退出表面335之光的量增加,且因此光分佈控制係困難的。當第二光退出表面335之寬度D7小於以上範圍時,可能難以在製造透鏡主體時固定閘極區。
如圖21及圖22中所說明,第一光退出表面330之第一區A1及A2為垂直地重疊凹口315之區,且可安置在相對於底部中心P0與中心軸線Z0成20度或小於20度(例如,14度至18度之角度)之角度的區中。當第一光退出表面330之第一區A1及A2超出以上角度範圍時,凹口315之半徑進一步增加且第一區A1及A2中之光的量與第二區A3及A4中之光的量之間的差增加。又,當第一光退出表面330之第一區A1及A2小於以上角度範圍時,凹口315之半徑進一步減小。因此,光源之***可能不容易,且第一光退出表面330之第一區A1及A2以及第二區A3及A4的光分佈可能不均勻。
在光學透鏡300A中,第二光退出表面335可圍繞第一光退出表面330之下部周界安置,且底表面310可安置成低於第二光退出表面335之第二邊緣25。底表面310相比第二光退出表面335之第二邊緣25的水平線可向下突出更多。
作為光學透鏡300A之另一實例,第二光退出表面335可具有不均勻表面。不均勻表面可為粗糙光霧表面。不均勻表面可為上面形成有散佈粒子之表面。作為光學透鏡300A之另一實例,底表面310可具有不均勻表面。底表面310之不均勻表面可為粗糙光霧表面或上面形成有散佈粒
子之表面。
如圖32中所說明,根據實施例之光學透鏡300A可在第一軸線(X軸)方向上以某些間隔安置於電路板400上。如圖18、圖21及圖22中所說明,此等光學透鏡300A係在X軸方向上安置,在該方向上,凹口315之底部長度(D4<D3)係寬的。因此,光學透鏡300A之數目可減少,同時加寬光學透鏡300A之間的間隔。又,歸因於凹口315之不對稱結構,在第二軸線(Y軸)方向上之明度分佈可得以改良。
圖23為根據第五實施例之光學透鏡之仰視圖,圖24為沿圖23之線C’-C’的光學透鏡之截面圖,且圖25為沿圖23之線D’-D’截取的光學透鏡之截面圖。在描述第五實施例時,可藉由參考以上描述理解與上文所描述之彼等部分相同的部分。將省略且可選擇性地應用冗餘組態之詳細描述。
參看圖23至圖25,根據第五實施例之光學透鏡包括:底表面310;凹口315,其在底表面310之中心區中自底表面310向上凸起;光入射表面320,其圍繞凹口315安置;第一光退出表面330,其安置在與底表面310及光入射表面320相對之側上;及第二光退出表面335,其安置於第一光退出表面330下方。根據第五實施例之光學透鏡就第一長度D1及第二長度D2、凹口315之底部長度D3及D4以及凹口315之深度而言不同於根據第一至第四實施例之光學透鏡。
光學透鏡之底表面310可包括複數個支撐突起350。複數個支撐突起350自光學透鏡之底表面310向下突出且支撐光學透鏡。
底表面310之仰視圖形狀可包括橢圓形形狀。關於底表面310或第一光退出表面330之長度,在第一軸線(X軸)方向上之第一長度D1可不同於在第二軸線(Y軸)方向上之第二長度D2。第一長度D1可為光學透鏡在第一軸線方向上之長度,且第二長度D2可為光學透鏡在第二軸線方向上之長度。第二長度D2可長於第一長度D1。第二長度D2可比第一長度D1大0.5mm或大於0.5mm,例如,1mm或大於1mm。長度可滿足關係D2>D1,且長度比率D1:D2可在1:1.03至1:1.1之範圍內。在根據
實施例之光學透鏡中,由於第二長度D2長於第一長度D1,因此在第二軸線方向上之明度分佈可能不減少。
如圖26中所說明,凹口315之底部形狀可包括橢圓形形狀。如圖27及圖28中所說明,凹口315之側視截面形狀可包括鐘形形狀、貝殼形形狀或橢圓形形狀。凹口315可具有寬度向上變窄之形狀。凹口315可具有自底部周界之第一邊緣23朝向上部末端之第一頂點21逐漸會聚的形狀。當凹口315之仰視圖為橢圓形形狀時,其直徑朝向第一頂點21可逐漸減小。凹口315可具有關於中心軸線Z0軸向對稱之形狀。光入射表面320之第一頂點21可具有圓點形狀。
凹口315之底部長度D3及D4可具有可供光源(亦即,稍後描述之發光裝置)***之寬度。凹口315之底部長度D3及D4可等於或小於發光裝置之寬度的三倍,例如,等於或小於發光裝置之寬度的2.5倍。凹口315之底部長度D3及D4可在發光裝置之寬度的1.2倍至2.5倍的範圍內。當凹口315之底部長度D3及D4小於此範圍時,發光裝置之***並不容易。當凹口315之底部長度D3及D4大於此範圍時,有可能經由發光裝置與第一邊緣23之間的區減少光損失或光干涉。
關於凹口315之底部長度,在第一軸線方向上之長度D3可不同於在第二軸線方向上之長度D4。舉例而言,在第一軸線方向上之長度D3可大於在第二軸線方向上之長度D4。凹口315之底部長度可滿足關係D3>D4,且其間之差可在2mm至5mm,例如,3mm至5mm之範圍內。底部長度D3可等於或小於底部長度D4之四倍。凹口315之底部長度比率D4:D3可具有在1:1.5至1:3之範圍內的差。當在第二軸線方向上之長度D4與在第一軸線方向上之長度D3之間的差小於以上範圍時,在Y軸方向上之明度改良可為微小的。當在第二軸線方向上之長度D4與在第一軸線方向上之長度D3之間的差大於以上範圍時,在X軸方向上之明度改良可相對減少。又,當凹口315之底部長度D3與D4之間的長度差增加時,自光源(例如,發光裝置)發射之光可誘發在垂直於凹口之底部長度係長的方向的方向上(例如,在Y軸方向上)光提取效率之改良。
當底表面310或第一光退出表面330之長度比率D2/D1為a且凹口315之底部長度比率D3/D4為b時,根據實施例之光學透鏡可具有關係a<b。比率D2/D1可為第一光退出表面330之長長度對短長度的比率,且比率D3/D4可為凹口315之底部的長長度對短長度之比率。b可為a之136%或大於136%,例如,在136%至290%或145%至270%之範圍內。b可等於或大於a之1.36倍,例如,在a之1.36倍至2.90倍或a之1.45倍至2.70倍的範圍內。在不對稱光學透鏡中,凹口315之光入射表面320之區域寬於對稱透鏡之區域,藉此使光在更廣範圍中漫射。因此,歸因於外部形狀之長度差,光學透鏡可使在Y軸方向上之明度分佈固定,且藉由凹口315,明度分佈可在X軸方向上及邊緣區中大範圍散佈。因此,上面安置有光學透鏡之發光模組的光條之數目可減至兩個或小於兩個,例如,一個,且背光單元中之上部/下部拐角之明度分佈可得以改良。
在根據實施例之光學透鏡中,在第二軸線方向上之第二長度D2可大於在第一軸線方向上之第一長度D1,且凹口315在第二軸線方向上之底部長度D4可小於其在第一軸線方向上之底部長度D3。因此,歸因於外部形狀之長度差,光學透鏡可使在第二軸線方向上之明度分佈固定,且藉由凹口315,明度分佈可在第二軸線方向上及在X軸與Y軸之間的邊緣區中大範圍散佈。
上面安置有光學透鏡之發光模組的光條之數目可減至兩個或小於兩個,例如,一個,且背光單元中之上部/下部拐角之明度分佈可得以改良。
光學透鏡300之第二光退出表面335可安置於比平行於凹口315之底部的第一直線X0及第二直線Y0高的位置處。第二光退出表面335可為扁平表面或傾斜表面,且可定義為凸緣,但不限於此。
第二光退出表面335可安置成相對於第一直線X0及第二直線Y0垂直或傾斜。第二光退出表面335可延伸以自第一光退出表面330之外線垂直或傾斜。第二光退出表面335可包括鄰近於第一光退出表面330之第三邊緣35,且第三邊緣35可安置在與第一光退出表面330之外線相同
的位置處或可安置為比第一光退出表面330更向內或更向外。
連接第二光退出表面335之第三邊緣35與中心軸線Z0的直線可安置成相對於凹口315之底部中心P0與中心軸線Z0成74±2或小於74±2之角度。第二光退出表面335之第三邊緣35可相對於凹口315之底部中心P0關於第一直線X0及第二直線Y0以20度或小於20度(例如,16±2度之角度)安置。第二邊緣25與第二光退出表面335之第三邊緣35之間的相對於凹口315之底部中心P0的角度可為16度或小於16度,例如,13±2度。穿過第二光退出表面335之第三邊緣35的直線的角度為光學透鏡之外部角度。第二光退出表面335可折射及輻射入射在與第一直線X0及第二直線Y0隔開之區上的光。藉由第二光退出表面335折射之光可相對於中心軸線Z0以小於折射之前之角度的角度輻射。因此,第二光退出表面335可抑制所折射光以免在水平軸線或在水平軸線下方之方向上輻射,且可防止對鄰近光學部件之干涉或光損失。
穿過中心軸線Z0及底表面310之第二邊緣25的直線與第一直線X0或第二直線Y0之間的角度θ1或θ2可為5度或小於5度,例如,在0.4度至4度之範圍內。角度θ1可根據至中心軸線Z0之距離及第二邊緣25之高度而改變。當角度θ1偏離此範圍時,光學透鏡之厚度可改變且光損失可增加。第二光退出表面335折射相對於凹口315之底部中心P0與中心軸線Z0偏離半功率角的光束,藉此減少光損失。
光學透鏡之長度D1及D2可大於其厚度D5。光學透鏡之長度D1及D2可等於或大於光學透鏡之厚度D5的2.5倍,例如,等於或大於光學透鏡之厚度D5的3倍。光學透鏡之第一長度D1可為15mm或大於15mm,例如,在16mm至25mm之範圍內,且光學透鏡之第二長度D2可為16mm或大於16mm,例如,在17mm至30mm之範圍內。光學透鏡之厚度D5可為6.5mm或大於6.5mm,例如,在6.5mm至9mm之範圍內。由於光學透鏡之不同長度D1及D2大於厚度D5,因此有可能向光照設備或光單元之整個區提供均勻的明度分佈。又,由於光單元中所覆蓋之區得以改良,因此光學透鏡之數目可減少且光學透鏡之厚度可減少。
凹口315之深度D8具有自底部中心P0至第一頂點21之間隔。第一頂點21可為光入射表面320之頂點或凹口315之上部端點。凹口315之深度D8可為5mm或大於5mm,例如,6mm或大於6mm,且可為光學透鏡之厚度D5的75%或大於75%,例如,光學透鏡之厚度D5的80%或大於80%。凹口315之深度D8可等於或大於第一光退出表面330之第二頂點31與底部中心P0或第一邊緣23之間的距離之80%。由於凹口315之深度D8為深的,因此光可在側向方向上漫射至鄰近於光入射表面320之第一頂點21的區,即使第一光退出表面330之中心區不具有全反射表面或負曲率亦如此。由於凹口315具有深的深度D8,因此光入射表面320可在側向方向上將自靠近第二頂點31之區入射的光折射至第一頂點21之周邊區。
凹口315與第一光退出表面330之間的最小距離D9可為光入射表面320之第一頂點21與第一光退出表面330之第二頂點31之間的間隔。距離D9可為3mm或小於3mm,例如,在0.6mm至3mm或0.6mm至2mm之範圍內。當光入射表面320之第一頂點21與第一光退出表面330之第二頂點31之間的距離D9為3mm或大於3mm時,朝向第一光退出表面330之中心區行進的光之量與朝向第一光退出表面330之側區行進的光之量之間的差可增加,且光分佈可能不均勻。當光入射表面320之第一頂點21與第一光退出表面330之第二頂點31之間的距離D9小於0.6mm時,光學透鏡300之中心的剛度減弱。藉由將凹口315與第一光退出表面330之間的距離D9安置在以上範圍中,光學路徑可在向外方向上擴散,即使第二光退出表面335之中心區不具有全反射表面或負曲率亦如此。在光入射表面320之第一頂點21較靠近第一光退出表面330之凸起第二頂點31時,有可能增加穿過光入射表面320在第一光退出表面330之側向方向上行進的光之量。因此,有可能增加在光學透鏡之側向方向上(例如,在Y軸方向上)漫射的光之量。
光入射表面320之第一頂點21可安置成相比自第二光退出表面335之第三邊緣35平行地延伸的直線較鄰近於第二頂點31,該第二頂
點為第一光退出表面330之中心。
第二光退出表面335之寬度D7為第二邊緣25與第三邊緣35之間的直線距離,且可小於凹口315之深度D8。第二光退出表面335之寬度D7可在(例如)1.8mm至2.3mm之範圍內。當第二光退出表面335之寬度D7超出以上範圍時,發射至第二光退出表面335之光的量增加,且因此光分佈控制係困難的。當第二光退出表面335之寬度D7小於以上範圍時,可能難以在製造透鏡主體時固定閘極區。
在光學透鏡中,第二光退出表面335可圍繞第一光退出表面330之下部周界安置,且底表面310可安置成低於第二光退出表面335之第二邊緣25。底表面310相比第二光退出表面335之第二邊緣25的水平線可向下突出更多。作為光學透鏡之另一實例,第二光退出表面335可具有不均勻表面。不均勻表面可為粗糙光霧表面。不均勻表面可為上面形成有散佈粒子之表面。作為光學透鏡之另一實例,底表面310可具有不均勻表面。底表面310之不均勻表面可為粗糙光霧表面或上面形成有散佈粒子之表面。
如圖37中所說明,根據實施例之光學透鏡可在第二軸線(Y軸)方向上以某些間隔安置於電路板400上。如圖24至圖26中所說明,此等光學透鏡係在第一軸線方向上安置,在該方向上,凹口315之底部長度(D4<D3)為寬的。因此,光學透鏡之數目可減少,同時加寬光學透鏡之間的間隔。又,歸因於凹口315之不對稱結構,在第二軸線(Y軸)方向上之明度分佈可得以改良。
圖26為根據第六實施例之光學透鏡之側視截面圖,且圖27為圖26之光學透鏡之另一截面圖。
參看圖26及圖27,根據第六實施例之光學透鏡包括:底表面310;凹口315,其在底表面310之中心區中自底表面310向上凸起;光入射表面320,其圍繞凹口315安置;第一光退出表面330,其安置在與底表面310及光入射表面320相對之側上;及第二光退出表面335,其安置於第一光退出表面330下方。根據第六實施例之光學透鏡就第一長度D1及第二長度D2、凹口315之底部長度D3及D4以及凹口315之深度而言不同
於根據以上實施例之光學透鏡。又,在根據第六實施例之光學透鏡中,第二光退出表面335之寬度B1及B2根據區而不同。
光學透鏡之底表面310之仰視圖形狀可包括橢圓形形狀。關於底表面310或第一光退出表面330之長度,在第一軸線(X軸)方向上之第一長度D1可不同於在第二軸線(Y軸)方向上之第二長度D2。第一長度D1可為光學透鏡在第一軸線方向上之長度,且第二長度D2可為光學透鏡在第二軸線方向上之長度。第二長度D2可長於第一長度D1。第二長度D2與第一長度D1之間的差可為0.5mm或大於0.5mm,例如,0.5mm或2mm。長度可滿足關係D2>D1,且長度比率D1:D2可在1:1.03至1:1.1之範圍內。在根據實施例之光學透鏡中,由於第二長度D2長於第一長度D1,因此在第二軸線方向上之明度分佈可能不減少。
凹口315之底部形狀可包括橢圓形形狀。凹口315之側視截面形狀可包括鐘形形狀、貝殼形形狀或橢圓形形狀。凹口315可具有寬度向上變窄之形狀。凹口315可具有自底部周界之第一邊緣23朝向上部末端之第一頂點21逐漸會聚的形狀。當凹口315之仰視圖為橢圓形形狀時,其直徑朝向第一頂點21可逐漸減小。凹口315可具有關於中心軸線Z0軸向對稱之形狀。光入射表面320之第一頂點21可具有圓點形狀。
凹口315之底部長度D3及D4可具有可供光源(亦即,稍後描述之發光裝置)***之寬度。凹口315之底部長度D3及D4可等於或小於發光裝置之寬度的三倍,例如,等於或小於發光裝置之寬度的2.5倍。凹口315之底部長度D3及D4可在發光裝置之寬度的1.2倍至2.5倍的範圍內。當凹口315之底部長度D3及D4小於此範圍時,發光裝置之***並不容易。當凹口315之底部長度D3及D4大於此範圍時,有可能經由發光裝置與第一邊緣23之間的區減少光損失或光干涉。
關於凹口315之底部長度,在第一軸線方向上之長度D3可不同於在第二軸線方向上之長度D4。舉例而言,在第二軸線方向上之長度D4可小於在第一軸線方向上之長度D3。凹口315之底部長度可具有關係D3>D4,且其間之差可在1.5mm至5mm,例如,1.5mm至3mm之範圍
內。底部長度D3可等於或小於底部長度D4之三倍,例如,等於或小於底部長度D4之兩倍。凹口315之底部長度比率D4:D3可具有在1:1.5至1:3之範圍內的差。當在第二軸線方向上之底部長度D4與在第一軸線方向上之底部長度D3之間的差小於以上範圍時,在Y軸方向上之明度改良可為微小的。當在第二軸線方向上之底部長度D4與在第一軸線方向上之底部長度D3之間的差大於以上範圍時,在X軸方向上之明度改良可相對減少。又,甚至在凹口315之底部長度D3與D4之間的長度差不大時,自光源(例如,發光裝置)發射之光可誘發在垂直於凹口315之長度係長的方向的方向上(例如,在Y軸方向上)光提取效率之改良。
當底表面310或第一光退出表面330之長度比率D2/D1為a且凹口315之底部長度比率D3/D4為b時,根據實施例之光學透鏡可具有關係a<b。比率D2/D1可為第一光退出表面330之長長度對短長度的比率,且比率D3/D4可為凹口315之底部的長長度對短長度之比率。b可為a之136%或大於136%,例如,在136%至290%或145%至270%之範圍內。b可等於或大於a之1.36倍,例如,在a之1.36倍至2.90倍或a之1.45倍至2.70倍的範圍內。在不對稱光學透鏡中,凹口315之光入射表面320之區域寬於對稱透鏡之區域,藉此使光在更廣範圍中漫射。因此,歸因於外部形狀之長度差,光學透鏡可使在Y軸方向上之明度分佈固定,且藉由凹口315,明度分佈可在X軸方向上及邊緣區中大範圍散佈。因此,上面安置有光學透鏡之發光模組的光條之數目可減至兩個或小於兩個,例如,一個,且背光單元中之上部/下部拐角之明度分佈可得以改良。
在根據實施例之光學透鏡中,在第二軸線方向上之第二長度D2可大於在第一軸線方向上之第一長度D1,且凹口315在第二軸線方向上之底部長度D4可小於其在第一軸線方向上之底部長度D3。因此,歸因於外部形狀之長度差,光學透鏡可使在第二軸線方向上之明度分佈固定,且藉由凹口315,明度分佈可在第二軸線方向上及在X軸與Y軸之間的對角線方向上大範圍散佈。
上面安置有光學透鏡之發光模組的光條之數目可減至兩個
或小於兩個,例如,一個,且背光單元中之上部/下部拐角之明度分佈可得以改良。
光學透鏡之第二光退出表面335可安置於比平行於凹口315之底部的第一直線X0及第二直線Y0高的位置處。第二光退出表面335可為扁平表面或傾斜表面,且可定義為凸緣,但不限於此。
第二光退出表面335可安置成相對於第一直線X0及第二直線Y0垂直或傾斜。第二光退出表面335可延伸以自第一光退出表面330之外線垂直或傾斜。第二光退出表面335可包括鄰近於第一光退出表面330之第三邊緣35,且第三邊緣35可安置在與第一光退出表面330之外線相同的位置處或可安置為比第一光退出表面330更向內或更向外。
連接第二光退出表面335之第三邊緣35與中心軸線Z0的直線可安置成相對於凹口315之底部中心P0與中心軸線Z0成74±2或小於74±2之角度。第二光退出表面335之第三邊緣35可相對於凹口315之底部中心P0關於第一軸線X0及第二軸線Y0以20度或小於20度(例如,16±2度之角度)安置。第二邊緣25與第二光退出表面335之第三邊緣35之間的相對於凹口315之底部中心P0的角度可為16度或小於16度,例如,13±2度。穿過第二光退出表面335之第三邊緣35的直線的角度為光學透鏡之外部角度。第二光退出表面335可折射及輻射入射在與第一直線X0及第二直線Y0隔開之區上的光。藉由第二光退出表面335折射之光可相對於中心軸線Z0以小於折射之前之角度的角度輻射。因此,第二光退出表面335可抑制所折射光以免在水平軸線或在水平軸線下方之方向上輻射,且可防止對鄰近光學部件之干涉或光損失。
穿過中心軸線Z0及底表面310之第二邊緣25的直線與第一直線X0及第二直線Y0之間的角度θ1及θ2可為5度或小於5度,例如,在0.4度至4度之範圍內。相對於第一直線X0及第二直線Y0之角度θ1及θ2可彼此相等或可具有1度或小於1度之差。角度θ1及θ2可根據至中心軸線Z0之距離及第二邊緣25之高度而改變。當角度θ1及θ2偏離此範圍時,光學透鏡之厚度可改變且光損失可增加。第二光退出表面335折
射相對於凹口315之底部中心P0與中心軸線Z0偏離半功率角的光束,藉此減少光損失。
光學透鏡之長度D1及D2可大於其厚度D5。光學透鏡之長度D1及D2可等於或大於光學透鏡之厚度D5的2.5倍,例如,等於或大於光學透鏡之厚度D5的3倍。光學透鏡之第一長度D1可為15mm或大於15mm,例如,在16mm至25mm之範圍內,且光學透鏡之第二長度D2可為16mm或大於16mm,例如,在17mm至30mm之範圍內。光學透鏡300之厚度D5可為6.5mm或大於6.5mm,例如,在6.5mm至9mm之範圍內。由於光學透鏡之不同長度D1及D2大於厚度D5,因此有可能向光照設備或光單元之整個區提供均勻的明度分佈。又,由於光單元中所覆蓋之區得以改良,因此光學透鏡之數目可減少且光學透鏡之厚度可減少。
凹口315之深度D8具有自底部中心P0至第一頂點21之間隔。第一頂點21可為光入射表面320之頂點或凹口315之上部端點。凹口315之深度D8可為3mm或大於3mm,例如,3.5mm或大於3.5mm,且可為光學透鏡之厚度D5的55%或大於55%,例如,光學透鏡之厚度D5的57%或大於57%。凹口315之深度D8可等於或大於第一光退出表面330之第二頂點31與底部中心P0或第一邊緣23之間的距離之80%。即使凹口315之深度D8並不深於第一實施例中之深度,若第一光退出表面330之中心區不具有全反射表面或負曲率,則光仍可在側向方向上漫射至鄰近於光入射表面320之第一頂點21的區。凹口315可具有低深度D8,且歸因於凹口315之寬度差而改良在Y軸方向上之光提取效率。
凹口315與第一光退出表面330之間的最小距離D9可為光入射表面320之第一頂點21與第一光退出表面330之第二頂點31之間的間隔。距離D9可小於5mm,例如,在1mm至3.5mm之範圍內。當光入射表面320之第一頂點21與第一光退出表面330之第二頂點31之間的距離D9為5mm或大於5mm時,光提取效率可由於凹口315之低深度而降低。歸因於具有上文所描述之結構的凹口315,光漫射在第一光退出表面330之第二軸線方向上相比在第一光退出表面330之第一軸線方向上可較有效
地執行。
光入射表面320之第一頂點21可安置成相比自第二光退出表面335之第三邊緣35平行地延伸的直線較鄰近於第二頂點31,該第二頂點為第一光退出表面330之中心。
第二光退出表面335之寬度B1及B2為第二邊緣25與第三邊緣35之間的直線距離。關於第二光退出表面335之寬度B1及B2,在第一軸線(X0)方向之方向上靠近第二邊緣25的區之寬度B2可最寬,且在第二軸線(Y0)方向之方向上靠近第二邊緣25的區之寬度B1可最窄。又,隨著在第一軸線(X0)方向之方向上變得更靠近第二邊緣25,寬度B2可逐漸更寬,且隨著在第二軸線(Y0)方向之方向上變得更靠近第二邊緣25,寬度B1可逐漸更窄。
關於第二光退出表面335之寬度B1及B2,最大寬度B2可小於凹口315之深度D8。第二光退出表面335之寬度B1及B2可在(例如)1.5mm至2.3mm之範圍內。當第二光退出表面335之寬度B2超出以上範圍時,發射至第二光退出表面335之光的量增加,且因此光分佈控制係困難的。第二光退出表面335上之具有寬度B2的區可在製造透鏡主體時用作閘極區。
在光學透鏡300中,第二光退出表面335可圍繞第一光退出表面330之下部周界安置,且底表面310可安置成低於第二光退出表面335之第二邊緣25。底表面310相比第二光退出表面335之第二邊緣25的水平線可向下突出更多。作為光學透鏡300之另一實例,第二光退出表面335可具有不均勻表面。不均勻表面可為粗糙光霧表面。不均勻表面可為上面形成有散佈粒子之表面。作為光學透鏡之另一實例,底表面310可具有不均勻表面。底表面310之不均勻表面可為粗糙光霧表面或上面形成有散佈粒子之表面。
如圖37中所說明,根據實施例之光學透鏡可在第一軸線方向上以某些間隔安置於電路板400上。如圖26及圖27中所說明,此等光學透鏡係在第一軸線方向上安置,在該方向上,凹口315之底部長度
(D4<D3)為寬的。因此,光學透鏡之數目可減少,同時加寬光學透鏡之間的間隔。又,歸因於凹口315之不對稱結構,在第二軸線(Y軸)方向上之明度分佈可得以改良。
圖28為根據第七實施例之光學透鏡之透視圖,圖29為圖28之光學透鏡之側視圖,圖30為沿圖28之線F’-F’截取的光學透鏡之截面圖,且圖31為沿圖28之線E’-E’截取的光學透鏡之截面圖。
參看圖28至圖31,根據第七實施例之光學透鏡300B包括:底表面310;凹口315A,其在底表面310之中心區中自底表面310向上凸起;光入射表面320A,其圍繞凹口315A安置;第一光退出表面330A及330B,其安置在與底表面310及光入射表面320A相對之側上;及第二光退出表面335A及335B,其安置於第一光退出表面330A及330B下方。
光學透鏡300B可經形成以使得在穿過底表面310之中心的兩個軸線(X軸及Y軸)中之第二軸線(Y軸)方向上的第二長度D22具有最大值,且在第一軸線(X軸)方向上之第一長度D23具有最小值。光學透鏡300A之底表面310可具有在第一軸線及第二軸線(X軸及Y軸)上之第一長度D21及第二長度D22,且其另外形狀可為兩個半圓連接在一起之形狀。在第一光退出表面330A及第二光退出表面330B上,在X軸方向上之最大長度D21可大於在底表面310中心之X軸方向上的長度D23。鄰近於底表面310之第二光退出表面335A及335B可沿由中心劃分之邊界(例如,兩個半圓形形狀)具有一或多個反曲點。由此,底表面310之外部形狀可具有8形狀或兩個半球重疊之形狀。底表面310可包括扁平內部區312及傾斜外部區314,但不限於此。
凹口315A自底表面310之中心區向上凹進,且凹口315A在第二軸線方向上之底部長度D4可小於其在第一軸線方向上之底部長度D3。亦即,長度D3可大於長度D4。凹口315A之底部長度可具有關係D3>D4,且其間之差可在1.5mm至5mm,例如,1.5mm至3mm之範圍內。底部長度D3可等於或小於底部長度D4之三倍,例如,等於或小於底部長度D4之兩倍。凹口315A之底部長度比率D4:D3可具有在1:1.5至1:3
之範圍內的差。當在第一軸線方向上之長度D3與在第二軸線方向上之長度D4之間的差小於以上範圍時,在Y軸方向上之明度改良可為微小的。當在第一軸線方向上之長度D3與在第二軸線方向上之長度D4之間的差大於以上範圍時,在X軸方向上之明度改良可相對減少。又,甚至在凹口315A之底部長度D3與D4之間的長度差不大時,自光源(例如,發光裝置)發射之光可誘發在垂直於凹口315A之長度係長的方向的方向上(例如,在Y軸方向上)光提取效率之改良。
在根據實施例之光學透鏡300B中,在第二軸線方向上之第二長度D22可大於在第一軸線方向上之第一長度D21,且凹口315A在第二軸線方向上之底部長度D4可小於其在第一軸線方向上之底部長度D3。因此,歸因於外部形狀之長度差,光學透鏡300B可使在第二軸線方向上之明度分佈固定,且藉由凹口315A,明度分佈可在第一軸線方向上及在X軸與Y軸之間的邊緣區中大範圍散佈。因此,上面安置有光學透鏡300B之發光模組的光條之數目可減至兩個或小於兩個,例如,一個,且背光單元中之上部/下部拐角之明度分佈可得以改良。
光入射表面320A係圍繞凹口315A安置且具有頂點21。凹口315A之底部形狀可包括橢圓形形狀。凹口315A之側視截面形狀可包括鐘形形狀、貝殼形形狀或橢圓形形狀。凹口315A可具有寬度向上變窄之形狀。凹口315A可具有自底部周界之第一邊緣23朝向上部末端之第一頂點21逐漸會聚的形狀。當凹口315A之仰視圖為橢圓形形狀時,其直徑朝向第一頂點21可逐漸減小。凹口315A可具有關於中心軸線Z0軸向對稱之形狀。光入射表面320A之第一頂點21可具有圓點形狀。
凹口315A之底部長度D3及D4可具有可供光源(亦即,稍後描述之發光裝置)***之寬度。凹口315A之底部長度D3及D4可等於或小於發光裝置之寬度的三倍,例如,等於或小於發光裝置之寬度的2.5倍。凹口315A之底部長度D3及D4可在發光裝置之寬度的1.2倍至2.5倍的範圍內。當凹口315A之底部長度D3及D4小於此範圍時,發光裝置之***並不容易。當凹口315A之底部長度D3及D4大於此範圍時,有可能
經由發光裝置與第一邊緣23之間的區減少光損失或光干涉。
藉由在Y軸方向上的中心區336之反曲部分,第一光退出表面330A及330B可具有兩個彎曲表面或球形形狀。中心區336之寬度及頂點31A可低於第一光退出表面330A及第二光退出表面330B之寬度及頂點。第一光退出表面330A及330B具有相對於有效直徑在30%與70%之間的至少一個反曲點。又,在光學透鏡300A之中心處的厚度可始終具有最小值。第二光退出表面335A在光學透鏡300A之外部周界處可扁平或傾斜。
光學透鏡300B之第二光退出表面335A及335B可安置於比平行於凹口315A之底部的軸線高的位置處。第二光退出表面335A可為扁平表面或傾斜表面,且可定義為凸緣,但不限於此。
第二光退出表面335A及335B可安置成相對於平行軸線垂直或傾斜。第二光退出表面335A及335B可延伸以自第一光退出表面330A及330B之外線垂直或傾斜。第二光退出表面335A可包括鄰近於第一光退出表面330A及330B之第三邊緣35,且第三邊緣35可安置在與第一光退出表面330A及330B之外線相同的位置處或可安置為比第一光退出表面330A及330B更向內或更向外。
如圖30及圖31中所說明,凹口315A之深度D8具有自底部中心P0至第一頂點21之間隔。第一頂點21可為光入射表面320A之頂點或凹口315A之上部端點。凹口315A之深度D8可為5mm或大於5mm,例如,6mm或大於6mm,且可為光學透鏡300A之厚度D5的75%或大於75%,例如,光學透鏡300A之厚度D5的80%或大於80%。凹口315之深度D8可等於或大於第一光退出表面330A及330B之第二頂點31A與底部中心P0或第一邊緣23之間的距離之80%。由於凹口315A之深度D8為深的,因此光可在側向方向上漫射至鄰近於光入射表面320A之第一頂點21的區,即使第一光退出表面330A及330B之中心區不具有全反射表面或負曲率亦如此。由於凹口315A具有深的深度D8,因此光入射表面320A可在側向方向上將自靠近第二頂點31A之區入射的光折射至第一頂點21之周邊區。
凹口315A與第一光退出表面330A及330B之間的最小距離D9可為光入射表面320A之第一頂點21與第一光退出表面330A及330B之第二頂點31A之間的間隔。距離D9可為3mm或小於3mm,例如,在0.6mm至3mm或0.6mm至2mm之範圍內。當光入射表面320A之第一頂點21與第二頂點31A之間的距離D9為3mm或大於3mm時,光之量的差可根據區而增加且光分佈可能不均勻。當光入射表面320A之第一頂點21與第一光退出表面330A及330B之第二頂點31A之間的距離D9小於0.6mm時,光學透鏡300A之中心的剛度減弱。藉由將凹口315A與第一光退出表面330A及330B之間的距離D9安置在以上範圍中,光學路徑可在向外方向上擴散。在光入射表面320A之第一頂點21較靠近第一光退出表面330A及330B之凸起第二頂點31A時,有可能增加穿過光入射表面320A在第一光退出表面330A及330B之側向方向上行進的光之量。因此,有可能增加在光學透鏡300A之側向方向上(例如,在X軸方向上)漫射的光之量。
光入射表面320A之第一頂點21可安置成相比自第二光退出表面335A之第三邊緣35平行地延伸的直線較鄰近於第一光退出表面330A與330B之間的第二頂點31A。
在光學透鏡300B中,第二光退出表面335A及335B可圍繞第一光退出表面330A及330B之下部周界安置,且底表面310可安置成低於第二光退出表面335A及335B之第二邊緣25。底表面310相比第二光退出表面335A及335B之第二邊緣25的水平線可向下突出更多。作為光學透鏡300B之另一實例,第二光退出表面335A及335B可具有不均勻表面。不均勻表面可為粗糙光霧表面。不均勻表面可為上面形成有散佈粒子之表面。作為光學透鏡300B之另一實例,底表面310可具有不均勻表面。底表面310之不均勻表面可為粗糙光霧表面或上面形成有散佈粒子之表面。
如圖37中所說明,根據實施例之光學透鏡300B可在第一軸線(X軸)方向上以某些間隔安置於電路板400上。如圖30及圖31中所說明,此等光學透鏡300B係在第一軸線方向上安置,在該方向上,凹口
315A之底部長度(D4<D3)係寬的。因此,光學透鏡300B之數目可減少,同時加寬光學透鏡300B之間的間隔。又,歸因於凹口315A之不對稱結構,在第二軸線(Y軸)方向上之明度分佈可得以改良。
圖32為根據實施例之包括光學透鏡的發光模組之視圖,圖33為沿圖32之線G’-G’截取的發光模組之截面圖,且圖34為沿圖32之線H’-H’截取的發光模組之截面圖。
參看圖32至圖34,發光模組400A可包括安置於電路板400上之複數個光學透鏡300A,且至少一個發光裝置100可安置於光學透鏡300A中。
一或多個發光裝置100可以某些間隔安置於電路板400上。發光裝置100係安置於光學透鏡300A與電路板400之間。發光裝置100係藉由自電路板400供應之電力驅動且發射光。
電路板400可包括電連接至發光裝置100之電路層。電路板400可包括由樹脂材料製成之PCB、金屬芯PCB(MCPCB)及可撓性PCB(FPCB)中之至少一者,但不限於此。
光學透鏡300A接收自發光裝置100發射且入射於光入射表面320上之光,且經由第一光退出表面330及第二光退出表面335發射光。自光入射表面320入射之光的一部分可穿過某一路徑,由底表面310反射,且經發射至第一光退出表面330或第二光退出表面335。
發光裝置100之定向角為發光裝置100之唯一定向角,且光可以130度或大於130度(例如,136度或大於136度)發射。發光裝置100可經由一頂表面及複數個側表面發射光。亦即,發光裝置100可具有五個或大於五個光退出表面。自發光裝置100發射之光可以經由第一光退出表面330及第二光退出表面335散佈之定向角輻射。
在光學透鏡300A中,光入射表面320可安置於發光裝置100之頂表面及側表面外部。光學透鏡300A之光入射表面320的下部區22可安置成面向發光裝置100之複數個側表面。因此,經由發光裝置100之每一側表面發射的光可入射於光入射表面320上而無洩漏。
由於發光裝置100具有至少五個光退出表面,因此發光裝置100之定向角分佈可藉由經由側表面發射之光加寬。由於大範圍提供發光裝置100之定向角分佈,因此可更有助於使用光學透鏡300A之光漫射。來自光學透鏡300之定向角分佈可大於由穿過光學透鏡300之第二光退出表面335之第三邊緣35的兩條直線與中心軸線P0形成的角度。來自光學透鏡300A之定向角分佈包括經由第二光退出表面335發射之光的定向分佈。因此,歸因於自第二光退出表面335發射之光的分佈,光損失可減少且明度分佈可得以改良。
在發光裝置100之大小C0上,在第一軸線(X軸)方向及第二軸線(Y軸)方向上之長度可彼此相等或不同。舉例而言,如圖36中所說明,發光裝置100可安置於凹口315中。作為另一實例,如圖37中所說明,在發光裝置100A中,在第二軸線方向上之長度C2可大於在第一軸線方向上之長度C1以便對應於凹口315之寬度。歸因於側表面之長度差C1及C2,發光裝置100A較鄰近於凹口315之光入射表面320,藉此改良光入射效率。
光學透鏡300A之底表面310可提供相對於電路板400之頂表面傾斜的表面。光學透鏡300A之底表面310可經提供作為相對於第一軸線(X軸)傾斜之表面。底表面310之80%或大於80%(例如,底表面310之100%)可相對於電路板400之頂表面傾斜。底表面310可包括全反射表面。電路板400之頂表面可安置成相比光學透鏡300A之底表面310的第二邊緣25較鄰近於第一邊緣23。底表面310之第一邊緣23可接觸電路板400之頂表面,且第二邊緣25可最大限度地與電路板400之頂表面隔開。第一邊緣23可安置在低於發光裝置100中之作用層的位置處。
光學透鏡300A之第一光退出表面330及第二光退出表面335可折射及發射入射光。整個第一光退出表面330可具有彎曲表面,光自該彎曲表面發射。第一光退出表面330可包括自第二頂點31連續地連接之彎曲表面。第一光退出表面330反射或折射入射光,且向外部發射所反射或所折射光。相對於中心軸線Z0,發射至第一光退出表面330之光的發射
角度在折射之後可大於在折射之前的入射角。
第二光退出表面335折射光以使得相對於中心軸線Z0,光在折射之後的角度小於入射光在折射之前的角度。因此,可提供鄰近光學透鏡300A之間的長光學干涉距離,且可在光學透鏡300A附近混合經由第二光退出表面335發射之光的一部分與發射至第一光退出表面330之光。
第二光退出表面335係圍繞第一光退出表面330之下部周界安置以折射及發射入射光。第二光退出表面335包括傾斜表面或扁平表面。第二光退出表面335可為相對於電路板400之頂表面垂直或傾斜的表面。當第二光退出表面335為傾斜表面時,有助於在射出模製時進行分離。第二光退出表面335接收、折射及提取發射至發光裝置100之側表面的光之一部分。在此狀況下,第二光退出表面335折射光以使得相對於中心軸線Z0,所發射光之退出角度小於折射之前的入射角。因此,可提供鄰近光學透鏡300A之間的長光學干涉距離。
根據實施例之光學透鏡300A可具有如下結構:其中凹口315在第一軸線方向上之底部長度長於其在第二軸線方向上之底部長度,且光學透鏡可在X軸方向上安置於電路板400上。因此,自發光裝置100發射至凹口315之光可在凹口315內在第一軸線方向上漫射,且接著在第二軸線方向上且朝向邊緣區散佈。根據實施例,凹口315具有不對稱結構使得有可能進一步使光在某一軸線方向上漫射,藉此減少發光模組之光條的數目。
同時,安置於光學透鏡300A下方之一或多個支撐突起350自底表面310向下(亦即,在電路板400之方向上)突出。支撐突起350可固定於複數個電路板400上以防止光學透鏡300傾斜。
圖35為根據實施例之包括光學透鏡的光單元之視圖。
參看圖35,光單元包括:一底部蓋罩510;複數個電路板400,其安置於底部蓋罩510中作為發光模組400A;發光裝置100;及光學透鏡300A,其安置於複數個電路板400上。複數個電路板400可安置於底部蓋罩510之底部511上。
底部蓋罩510之側蓋罩512可反射自發光模組400A發射之光,或可朝向顯示面板反射光。
在發光模組400A中,兩個或小於兩個電路板400(例如,一個電路板400)可安置於底部蓋罩510中。電路板400可包括電連接至發光裝置100之電路層。
底部蓋罩510可包括用於散熱之金屬或導熱樹脂材料。底部蓋罩510可包括容納部分,且側蓋罩可圍繞容納部分而提供。根據實施例,反射薄片(未說明)可安置於電路板400上。反射薄片可由(例如)PET、PC、PVC樹脂或其類似者製成,但不限於此。
根據實施例,光學薄片(未說明)可安置於底部蓋罩510上。光學薄片可包括經組態以收集所分散光之稜鏡薄片、增亮薄片及經組態以再次使光漫射之漫射薄片中之至少一者。由透明材料製成之光導層(未說明)可安置於光學薄片與發光模組之間的區中。
圖51A為說明根據比較實例之光學透鏡的明度分佈之視圖,且圖51B為說明根據第五實施例之光學透鏡的明度分佈之視圖。如圖51B中所說明,可見根據第五實施例之光學透鏡的明度分佈在Y-Y’軸線方向上係寬的且在X-X’軸線方向上擴散。
圖52A及圖52B為說明根據比較實例及第五實施例之光學透鏡的輻射型樣之比較的視圖。可見,根據比較實例之光學透鏡具有相同輻射型樣,但根據第五實施例之光學透鏡的輻射型樣在Y-Y’軸線方向上(圖51B)及X-X’軸線方向(圖51B)上具有不同大小。可見,在光於特定軸線方向上漫射之後,光可在另一軸線方向上漫射。
圖53為說明根據比較實例及第五實施例之光學透鏡的Y-Y’軸線明度分佈之視圖,且圖54為說明根據比較實例及第五實施例之光學透鏡的X-X,軸線明度分佈之視圖。可見,根據第五實施例之光學透鏡的明度分佈在圖51之Y-Y’軸線方向上較高,且在X-X’軸線方向上在特定距離內較高。如圖53及圖54中所說明,Y-Y’軸線為凹口之長度為長的且展現相對較高光分佈所在的軸線方向,且X-X’軸線為凹口之長度為短的且展現
相對較窄光分佈所在的軸線方向。
圖55為說明在X-X’及Y-Y’軸線方向上的根據第五實施例之光學透鏡的光強度與根據比較實例(圖51A)之光學透鏡的光強度之間的比較的視圖。可見,根據第五實施例之光學透鏡在X-X’軸線方向上的光強度係高的,且其在Y-Y’軸線方向上之光強度為分散的。此處可見,對稱輻射型樣為156度或小於156度,且根據實施例之不對稱透鏡的輻射型樣為160度或小於160度。又可見,不對稱透鏡展現側光束中之較寬的半最大值半寬(FWHM)。
圖56A、圖56B及圖56C為說明根據第六實施例之包括光學透鏡的發光模組中在每一軸線方向上之明度分佈及光強度的視圖,且圖57為說明包括圖56之光學透鏡的光單元中在每一軸線方向上之明度分佈及光強度的視圖。此處,光單元中之發光模組係藉由1個光條實現,且光在整個區中以均勻光分佈而分散。15或小於15個發光裝置(例如,10個或小於10個發光裝置)可安置於1個光條內。
圖58A、圖58B及圖58C為說明根據第七實施例之包括光學透鏡的發光模組中在每一軸線方向上之明度分佈及光強度的視圖,且圖59為說明包括圖58之光學透鏡的光單元中在每一軸線方向上之明度分佈及光強度的視圖。此處,光單元中之發光模組係藉由1個光條實現,且光在整個區中以均勻光分佈而分散。
根據實施例之光學透鏡可包括第二光退出表面335上之一或多個側向突起。如圖46中所說明,側向突起360及361可在第一軸線方向上安置於穿過凹口315之底部中心的線上。側向突起360及361可沿圖37之電路板400之區安置。複數個光學透鏡之側向突起360及361可在相同軸線方向上突出。側向突起360及361可為閘極區。
作為另一實例,如圖47中所說明,光學透鏡之側向突起362及363可在第二光退出表面335相對於第二軸線方向之相對方向上突出。光學透鏡之側向突起362及363可偏離圖37之電路板400之區。側向突起362及363可為閘極區。
圖40為根據第八實施例之包括光學透鏡的光單元之視圖。
參看圖40,光單元可包括發光裝置100、固定板650及光學透鏡300。
固定板650可為由金屬材料製成之板。金屬材料可為選自以下各者之一者:Ag、Al、Au、Cr、Co、Cu、Fe、Hf、In、Mo、Ni、Si、Sn、Ta、Ti、W及其合金。固定板650可為單層或多層。
由於固定板650等於或大於光學透鏡300之寬度(例如,橢圓形形狀之長度),因此可防止漏光。固定板650可包括開口652,且開口652之下部寬度D15可窄於其上部寬度D16。開口652之底部區域可窄於其上部區域。開口652之高度可大於固定板650之厚度。固定板650之厚度可為0.35mm或小於0.35mm,例如,在0.2mm至0.3mm之範圍內。當固定板650之厚度厚於以上範圍時,材料之浪費係大的。當固定板650之厚度小於以上範圍時,作為支撐部件之功能可降低。
固定板650可在實體上與發光裝置100隔開。固定板650可與發光裝置100電分離。固定板650係圍繞發光裝置100安置。固定板650反射自發光裝置100發射之光,保護發光裝置100且支撐光學透鏡300。
固定板650之支撐部分651的頂表面之區域可大於光學透鏡300之底部區域,藉此防止自光學透鏡300朝向固定板650之頂表面行進的光之洩漏。
固定板650之開口652包括自支撐部分651彎曲之側壁653及自側壁653彎曲之延伸部分654。側壁653在向下方向或垂直方向上自固定板650之支撐部分651彎曲。延伸部分654在發光裝置100之方向或開口652之中心的方向(亦即,水平方向)上自側壁653突出。
開口652之俯視圖形狀可為多邊形形狀,例如,矩形形狀。開口652之俯視圖形狀可與發光裝置100之形狀相同。開口652之俯視圖形狀可為另一形狀,例如,圓形形狀或橢圓形形狀,但不限於此。開口652之上部及下部部分開放。
開口652之仰視圖形狀可為多邊形形狀,例如,矩形形狀。
開口652之仰視圖形狀可與發光裝置100之形狀相同。當延伸部分654不存在時,開口652之底部長度D15可等於或小於其上部寬度D16且可大於發光裝置100之寬度C1。
開口652之上部寬度D16可等於或大於底部長度D15之一倍,例如,在底部長度D15之1.2倍至1.5倍的範圍內。當上部寬度D16與底部長度D16之間的差小於以上範圍時,光提取效率可降低。當上部寬度D16與底部長度D15之間的差大於以上範圍時,光學透鏡300之凹口315的底部長度可增加。開口652之上部寬度D16可為2mm或小於2mm,例如,在1.4mm至1.8mm之範圍內。當開口652之上部寬度D16小於以上範圍時,開口652之延伸部分654的區域減小以使開口652之支撐功能退化。當開口652之上部寬度D16大於以上範圍時,光學透鏡300之凹口315的底部區域可增加。
此處,光學透鏡300之凹口315的底部長度可等於或小於固定板650之開口652的上部寬度D16。因此,發射穿過固定板650之開口652的光可入射於光學透鏡300之凹口315上,且光之一部分可經由底表面之第一底部部分入射。光學透鏡300之底表面310的第一底部部分312之一部分可在垂直方向上重疊固定板650之開口652。
開口652之延伸部分654的頂表面位置可安置在低於發光裝置100中之作用層的位置處,藉此減少經由作用層之一側發射的光之損失。開口652之延伸部分654的頂表面位置可安置在對應於發光裝置100之1/3厚度的位置處。當開口652之延伸部分654的頂表面位置高於以上範圍時,經由發光裝置100之側面發射的光之損失可增加。
固定板650可包括固定溝槽665或支撐突起350作為耦接構件。當固定溝槽665經安置作為固定板650之耦接構件時,固定溝槽665可以對應於固定板650之1/2厚度或小於1/2厚度的深度安置。固定溝槽665之俯視圖形狀可為圓形形狀、多邊形形狀或橢圓形形狀。固定溝槽665之側視截面形狀可為多邊形形狀或半球形形狀,但不限於此。當固定溝槽665之側視截面形狀為多邊形形狀或半球形形狀時,可有助於至光學透鏡
300之支撐突起350的耦接。光學透鏡300之支撐突起350的側視截面形狀可為耦接至固定溝槽665之形狀,例如,多邊形或半球形形狀。光學透鏡300之支撐突起350可藉由黏著劑(未說明)附接至固定板650之固定溝槽665。
固定件665及支撐突起350之俯視圖形狀可為連續形狀或不連續形狀。可安置不連續形狀以使得兩個或大於兩個固定溝槽665或支撐突起350沿圓彼此隔開。作為另一實例,支撐突起350可安置於固定板650中,且固定溝槽665可安置於光學透鏡300中。
固定板650包括自支撐光學透鏡300之支撐部分651向下彎曲的支腳部分661及663,且支腳部分661及663可提高固定板650之位置。支腳部分661及663包括安置於固定板650之相對側上的第一支腳部分661及第二支腳部分663,且第一支腳部分661及第二支腳部分663可自固定板650向下彎曲。第一支腳部分661及第二支腳部分663可彎曲以在垂直方向上或在90±10度之範圍內自固定板650傾斜。
固定板650可包括自支腳部分661及663彎曲之固定部分662及664。固定部分662及664包括在水平方向上自第一支腳部分661彎曲之第一固定部分662,及在水平方向上自第二支腳部分663彎曲之第二固定部分664。第一固定部分662及第二固定部分664自第一支腳部分661及第二支腳部分663向外彎曲,藉此提供扁平底表面。第一固定部分662及第二固定部分664可藉由黏著部件附接至另一結構(例如,電路板)。第一固定部分662及第二固定部分664可在平行於固定板650之方向上安置。第一固定部分662及第二固定部分664將固定板650之兩個底部固定,藉此防止固定板650移動。
在固定板650中,第一固定部分662及第二固定部分664可安置於第一軸線方向之兩端。固定部分662及664以及支腳部分661及663可能不安置在垂直於第一軸線方向之第二軸線方向的兩端。
作為另一實例,第一固定部分662及第二固定部分664可在向內方向或朝內/朝外方向上自第一支腳部分661及第二支腳部分663彎
曲。當第一固定部分662及第二固定部分664在向內方向上自第一支腳部分661及第二支腳部分663彎曲時,有可能防止固定板650下垂。當第一固定部分662及第二固定部分664在朝內或朝外方向上自第一支腳部分661及第二支腳部分663彎曲時,第一固定部分662及第二固定部分664之一部分在朝內方向上彎曲且另一部分在朝外方向上彎曲,藉此防止固定板650下垂。
固定板650中之彎曲部分可彎曲以具有成角度結構或彎曲表面,但不限於此。
在固定板650中,間隙區655可安置於開口652之側壁654與第一支腳部分661及第二支腳部分663之間。間隙區655可使固定板650隔開某一間隔。
固定板650之頂表面高度可為1mm或小於1mm,例如,在0.6mm至0.9mm之範圍內。當固定板650之高度小於以上範圍時,固定板650之厚度減小且因此固定板650之功能可退化。當固定板650之高度大於以上範圍時,發光單元之高度可增加。固定板650之頂表面高度可安置成高於發光裝置100之頂表面,藉此支撐安置於固定板650中之發光裝置100且導引自發光裝置100發射之光朝向光學透鏡300。
白色層(未說明)可形成於固定板650之頂表面上。白色層可為如下層:其中金屬氧化物(例如,SiO2、Al2O3或TiO2)被添加至樹脂材料。白色層可接觸光學透鏡300之底表面310上的第一底部部分312。白色層可反射自光學透鏡300之底表面310洩漏的光。
關於光學透鏡300之底表面310,第一底部部分312可安置於固定板650之固定溝槽665與開口652之間的區上,且第二底部部分314可與固定板650之頂表面隔開。可藉由參考第一實施例之組態來理解根據實施例之光學透鏡300的組態。由於自發光裝置100發射之光的大部分可經由固定板650之開口652導引至光學透鏡300之凹口315,因此有可能減少歸因於僅朝向光學透鏡300之底表面310行進而損失的光。因此,可使光學透鏡300之寬度大於固定板650之頂表面。發光裝置100可安置於固
定板650之開口652中。由於開口652之側壁654係圍繞發光裝置100安置,因此有可能反射自發光裝置100發射之光。
發光裝置100與光學透鏡300之凹口315的底部之間的距離G5可為1mm或小於1mm,例如,0.7mm或小於0.7mm。因此,自發光裝置100發射之光可有效地入射於光學透鏡300之凹口315上。
一或多個固定板650可安置於圖37之電路板400上。固定板650可安置成一或多列。發光裝置100可連接至電路板400。固定板650可能不電連接至電路板400。固定板650之第一固定部分662及第二固定部分664可藉由黏著部件附接至電路板400。黏著部件可包括諸如焊料之材料。
根據實施例,磷光體薄膜可安置於發光裝置100之表面上。磷光體薄膜可包括藍色磷光體、青色磷光體、綠色磷光體、黃色磷光體及紅色磷光體中之至少一者,且可以單層或多層安置。在磷光體薄膜中,磷光體被添加至透光性樹脂材料。透光性樹脂材料可包括諸如矽或環氧樹脂之材料,且磷光體可由YAG、TAG、矽酸鹽、氮化物或氮氧化物基材料製成。磷光體薄膜可包括磷光體,諸如量子點。量子點可包括II-VI族化合物半導體或III-V族化合物半導體,且可包括藍色、綠色、黃色及紅色磷光體中之至少一者。量子點為可具有由量子侷限產生之光學特性的奈米尺度粒子。量子點之特定組合物、結構及/或大小可經選擇以使得具有所要波長之光在使用特定激發源進行刺激時自量子點發射。藉由改變量子點之大小,光可在整個可見光譜上發射。量子點可包括至少一種半導體材料。半導體材料之實例可包括IV族元素、II-VI族化合物、II-V族化合物、III-VI族化合物、III-V族化合物、IV-VI族化合物、I-III-VI族化合物、II-IV-VI族化合物、II-IV-V族化合物、其合金及/或其3員及4員混合物或合金,及其混合物。量子點之實例可為ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、GaN、GaP、GaAs、GaSb、InP、InAs、InSb、AlS、AlP、AlAs、PbS、PbSe、Ge、Si、CuInS2、CuInSe2、MgS、MgSe、MgTe及其組合。
將參看圖41至圖43描述根據實施例之發光裝置。圖41為
說明根據實施例之發光裝置的第一實例之視圖。將參看圖41描述發光裝置及電路板之實例。
參看圖41,發光裝置100包括發光晶片100A。發光裝置100可包括發光晶片100A及安置於發光晶片100A上之磷光體層150。磷光體層150可包括藍色磷光體、綠色磷光體、黃色磷光體及紅色磷光體中之至少一者,且可以單層或多層安置。在磷光體層150中,磷光體被添加至透光性樹脂材料。透光性樹脂材料可包括諸如矽或環氧樹脂之材料,且磷光體可由YAG、TAG、矽酸鹽、氮化物或氮氧化物基材料製成。
磷光體層150可安置於發光晶片100A之頂表面上,或可安置於發光晶片100A之頂表面及側表面上。磷光體層150可安置於一區上,在該區中,光係在發光晶片100A之表面上發射,且磷光體層可轉換一定波長之光。
磷光體層150可包括單一磷光體層或不同磷光體層。不同磷光體層中之第一層可包括紅色磷光體、黃色磷光體及綠色磷光體中之至少一者。不同磷光體層中之第二層形成於第一層上,且可包括紅色磷光體、黃色磷光體及綠色磷光體當中不同於第一層之磷光體。作為另一實例,不同磷光體層可包括三層或大於三層之磷光體層,但不限於此。
作為另一實例,磷光體層150可包括薄膜型磷光體層。由於薄膜型磷光體層提供均勻厚度,因此根據波長轉換之色彩分佈可係均勻的。
發光晶片100A可包括基板111、第一半導體層113、發光結構120、電極層131、絕緣層133、第一電極135、第二電極137、第一連接電極141、第二連接電極143及支撐層140。
基板111可為透光性基板、絕緣基板或導電基板,且可使用藍寶石(Al2O3)、SiC、Si、GaAs、GaN、ZnO、Si、GaP、InP、Ge及Ga2O3中之至少一者。複數個凸起部分(未說明)形成於基板111之頂表面及底表面中之任一者或兩者上以藉此改良光提取效率。每一凸起部分之側視截面形狀可包括半球形形狀、半橢圓形形狀及多邊形形狀中之至少一者。可自發光晶片100A移除基板111。在此狀況下,第一半導體層113或第一導電半
導體層115可經安置作為發光晶片100A之頂部層。
第一半導體層113可形成於基板111下方。可使用II至V族元素之化合物半導體形成第一半導體層113。可使用II至V族元素之化合物半導體以單層或複數個層形成第一半導體層113。第一半導體層113可包括使用III至V族元素之化合物半導體的半導體層。舉例而言,第一半導體層113可包括以下各者中之至少一者:GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP、AlGaInP及GaP。第一半導體層113可具有實驗式InxAlyGa1-x-yN(0x1,0y1,0x+y1),且可包括緩衝層及未經摻雜之半導體層中之至少一者。緩衝層可減小基板111與氮化物半導體層之間的晶格常數之差,且未經摻雜之半導體層可改良半導體之晶體品質。此處,可能不形成第一半導體層113。
發光結構120可形成於第一半導體層113下方。可使用II至V族元素及III-V族元素之化合物半導體選擇性地形成發光結構120,且該發光結構可發射具有在自紫外線頻帶至可見光頻帶之波長範圍中的某一峰值波長之光。
發光結構120包括第一導電半導體層115、第二導電半導體層119及在第一導電半導體層115與第二導電半導體層119之間的作用層117。另一半導體層可進一步安置於各別層115、117及119上方及/或下方,但實施例不限於此。
第一導電半導體層115可安置於第一半導體層113下方,且可藉由摻雜有第一導電摻雜物之半導體實施,例如,n型半導體層。第一導電半導體層115可具有實驗式InxAlyGa1-x-yN(0x1,0y1,0x+y1)。第一導電半導體層115可選自III-V族元素之化合物半導體,例如,GaN、AlN、AlGaN、InGaN、InN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP及AlGaInP。第一導電摻雜物為n型摻雜物,且可包括諸如Si、Ge、Sn、Se及Te之摻雜物。
作用層117可安置於第一導電半導體層115下方,且可具有單量子井(SQM)結構、多量子井(MQW)結構、量子線結構或量子點結
構,且包括井層及障壁層之循環。井層及障壁層之循環包括以下各對中之至少一者:InGaN/GaN、GaN/AlGaN、AlGaN/AlGaN、InGaN/AlGaN、InGaN/InGaN、AlGaAs/GaA、InGaAs/GaAs、InGaP/GaP、AlInGaP/InGaP及InP/GaAs。
第二導電半導體層119安置於作用層117下方。第二導電半導體層119可包括摻雜有第二導電摻雜物之半導體,例如,實驗式InxAlyGa1-x-yN(0x1,0y1,0x+y1)。第二導電半導體層119可包括諸如以下各者之化合物半導體中之至少一者:GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP及AlGaInP。第二導電半導體層119可為P型半導體層,且第一導電摻雜物可包括P型摻雜物,諸如Mg、Zn、Ca、Sr及Ba。
作為發光結構120之另一實例,第一導電半導體層115可藉由P型半導體層實施,且第二導電半導體層119可藉由n型半導體層實施。具有與第二導電半導體層相反之極性的第三導電半導體層可形成於第二導電半導體層119上方。又,發光結構120可具有選自n-p接面結構、p-n接面結構、n-p-n接面結構及p-n-p接面結構之任一個結構。
電極層131安置於第二導電半導體層119下方。電極層131可包括反射層。電極層131可包括接觸發光結構120之第二導電半導體層119的歐姆接觸層。反射層可包括具有70%或大於70%之反射率的材料,例如,諸如AL、Ag、Ru、Pd、Rh、Pt及Ir之金屬以及包括該等金屬中之兩者或兩者以上的合金。反射層之金屬可接觸第二導電半導體層119之下部部分。歐姆接觸層可包括透光性材料、金屬材料或非金屬材料。
電極層131可包括透光性電極層與反射層之堆疊結構。透光性電極層可包括氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化銦鋅錫(IZTO)、氧化銦鋁鋅(IAZO)、氧化銦鎵鋅(IGZO)、氧化銦鎵錫(IGTO)、氧化鋁鋅(AZO)、氧化銻錫(ATO)、氧化鎵鋅(GZO)、Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hf、或其選擇性組合。由金屬材料製成之反射層可安置於透光性電極層下方,且可包括Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、
Mg、Zn、Pt、Au、Hf或其選擇性組合。作為另一實例,反射層可具有分散式布拉格反射器(DBR)結構,其中具有不同折射率之兩個層經交替地安置。
諸如粗糙結構之光提取結構可安置於第二導電半導體層119及電極層131中之至少一者上。光提取結構改變入射光之臨界角度以改良光提取效率。
絕緣層133可安置於電極層131下方,且可安置於第二導電半導體層119之底表面、第二導電半導體層119及作用層117之側表面以及第一導電半導體層115之一部分上。除電極層131、第一電極135及第二電極137外,絕緣層133形成於發光結構120之下部部分中,且電保護發光結構120之下部部分。
絕緣層133包括由包括AL、Cr、Si、Ti、Zn及Zr中之至少一者的氧化物、氮化物、氟化物及硫化物中之至少一者製成的絕緣材料或絕緣樹脂。絕緣層133可選擇性地由SiO2、Si3N4、Al2O3及TiO2製成。絕緣層133可以單層或多層形成,但不限於此。當用於翻轉結合之金屬結構形成於發光結構120下方時,絕緣層133經形成以用於防止發光結構120之層間短路。
絕緣層.133可具有DBR結構,其中具有不同折射率之第一層及第二層經交替地安置。第一層可由SiO2、Si3N4、Al2O3及TiO2中之任一者製成,且除第一層之材料外,第二層可由SiO2、Si3N4、Al2O3及TiO2中之任一者製成,但實施例不限於此。替代地,第一層及第二層可由相同材料製成,或可由具有三個或大於三個層之一對製成。在此狀況下,可能不形成電極層。
第一電極135可安置於第一導電半導體層115之一部分下方,且第二電極137可安置於電極層131之一部分下方。第一連接電極141安置於第一電極135下方,且第二連接電極143安置於第二電極137下方。
第一電極135可電連接至第一導電半導體層115及第一連接電極141,且第二電極137可經由電極層131電連接至第二導電半導體層
119及第二連接電極143。
第一電極135及第二電極137可由Cr、Ti、Co、Ni、V、Hf、Ag、Al、Ru、Rh、Pt、Pd、Ta、Mo、W及其合金中之至少一者製成,且可以單層或多層形成。第一電極135及第二電極137可藉由相同堆疊結構或不同堆疊結構形成。第一電極135及第二電極137中之至少一者可進一步包括諸如手臂或手指結構之電流擴散圖案。又,可提供一或多個第一電極135及一或多個第二電極137,但實施例不限於此。可以複數形式提供第一連接電極141及第二連接電極143中之至少一者,但實施例不限於此。
第一連接電極141及第二連接電極143提供散熱功能及引線功能以用於供應電力。第一連接電極141及第二連接電極143可包括圓形形狀、多邊形形狀、圓柱形形狀及多稜柱形狀中之至少一者。第一連接電極141及第二連接電極143可由金屬粉末製成,例如,Ag、Al、Au、Cr、Co、Cu、Fe、Hf、In、Mo、Ni、Si、Sn、Ta、Ti、W或其選擇性合金。第一連接電極141及第二連接電極143可鍍有In、Sn、Ni、Cu及其選擇性合金中之任一者,以便改良與第一電極135及第二電極137之黏著。
支撐層140包括導熱材料,且可圍繞第一電極135、第二電極137、第一連接電極141及第二連接電極143而安置。第一連接電極141及第二連接電極143之底表面可在支撐層140之底表面上曝露。
支撐層140用作用於支撐發光裝置100之層。支撐層140係由絕緣材料製成,且絕緣材料包括諸如矽或環氧樹脂之樹脂層。作為另一實例,絕緣材料可包括膏狀物或絕緣墨。絕緣材料之實例可包括聚丙烯樹脂、環氧樹脂、酚系樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚苯醚樹脂(PPE)、聚苯撐氧樹脂(PPO)、聚苯硫醚樹脂、氰酸酯樹脂、苯并環丁烯(BCB)、聚醯胺-胺樹枝狀聚合物(PAMAM)、聚丙烯-亞胺樹枝狀聚合物(PPI)及具有PAMAM之內部結構及有機矽之外部結構(其單獨或組合形式)的PAMAM-OS(有機矽)。支撐層140可由不同於絕緣層133之材料製成。
諸如包括Al、Cr、Si、Ti、Zn及Zr中之至少一者的氧化物、
氮化物、氟化物及硫化物的化合物中之至少一者可被添加至支撐層140。被添加至支撐層140之化合物可為散熱劑,且散熱劑可用作具有某一大小之粉末粒子、顆粒、填充劑或添加劑。散熱劑包括陶瓷材料,且陶瓷材料包括低溫共燒陶瓷(LTCC)、高溫共燒陶瓷(HTCC)、氧化鋁、石英、鋯酸鈣、鎂橄欖石、SiC、石墨、熔融矽石、富鋁紅柱石、堇青石、氧化鋯、氧化鈹及氮化鋁中之至少一者。陶瓷材料可由絕緣材料當中相比氮化物或氧化物具有較高導熱性之金屬氮化物製成。金屬氮化物可包括具有140W/mK或大於140W/mK之熱導率的材料。陶瓷材料可為陶瓷基材料,諸如SiO2、SixOy、Si3N4、SixNy、SiOxNy、Al2O3、BN、Si3N4、SiC(SiC-BeO)、BeO、CeO或AlN。導熱材料可包括C(金剛石、CNT)化合物。
發光晶片100A係以翻轉方式安裝於電路板400上。電路板400包括金屬層471、安置於金屬層471上方之絕緣層472、具有在絕緣層472上方之複數個引線電極473及474的電路層(未說明),及保護電路層之保護層475。金屬層471為散熱層,可包括具有高熱導率之金屬(諸如,Cu或Cu合金),且可以單層結構或多層結構形成。
絕緣層472使金屬層471與電路層絕緣。絕緣層可包括樹脂材料中之至少一者,諸如環氧樹脂、矽、玻璃纖維、預浸體、聚鄰苯二甲醯胺(PPA)、液晶聚合物(LCP)及聚醯胺9T(PA9T)。又,諸如金屬氧化物(例如,TiO2、SiO2及Al2O3)之添加劑可被添加至絕緣層472,但不限於此。作為另一實例,絕緣層472可藉由將石墨烯或其類似者添加至諸如矽或環氧樹脂之絕緣材料來使用,但不限於此。
絕緣層472可為藉由使金屬層471陽極化之製程形成的陽極化區。金屬層471可由鋁製成,且陽極化區可由諸如Al2O3之材料製成。
第一引線電極473及第二引線電極474電連接至發光晶片100A之第一連接電極141及第二連接電極143。導電黏著劑461及462可安置於第一引線電極473及第二引線電極474與發光晶片100A之第一連接電極141及第二連接電極143之間。導電黏著劑461及462可包括諸如焊接材料之金屬材料。第一引線電極473及第二引線電極474為電路圖案
且供應電力。
保護層475可安置於電路層上方。保護層475包括反射材料。保護層475可由抗蝕劑材料(例如,白色抗蝕劑材料)製成,但不限於此。保護層475可充當反射層。舉例而言,保護層475可由反射率高於吸收率之材料製成。作為另一實例,保護層475可由光吸收材料製成,且光吸收材料可包括黑色抗蝕劑材料。
將參看圖42描述發光裝置之第二實例。
參看圖42,發光裝置100包括發光晶片100B。發光裝置100可包括發光晶片100B及安置於發光晶片100B上之磷光體層150。磷光體層150可包括藍色磷光體、綠色磷光體、黃色磷光體及紅色磷光體中之至少一者,且可以單層或多層安置。在磷光體層150中,磷光體被添加至透光性樹脂材料。透光性樹脂材料可包括諸如矽或環氧樹脂之材料,且磷光體可由YAG、TAG、矽酸鹽、氮化物或氮氧化物基材料製成。
磷光體層150可安置於發光晶片100B之頂表面上,或可安置於發光晶片100B之頂表面及側表面上。磷光體層150可安置於一區上,在該區中,光係在發光晶片100B之表面上發射,且磷光體層可轉換一定波長之光。
發光晶片100B可包括基板111、第一半導體層113、發光結構120、電極層131、絕緣層133、第一電極135、第二電極137、第一連接電極141、第二連接電極143及支撐層140。可移除基板111及第一半導體層113。
發光裝置100之發光晶片100B及電路板400可經由連接電極161及162連接。連接電極161及162可包括導電凸塊,亦即,焊料凸塊。一或多個導電凸塊可安置於電極135及137下方,但實施例不限於此。絕緣層133可曝露第一電極135及第二電極137,且第一電極135及第二電極137可電連接至連接電極161及162。
將參看圖43描述發光裝置之第三實例。
參看圖43,發光裝置100包括連接至電路板400之發光晶
片200A。發光裝置100可包括安置於發光晶片200A之表面上的磷光體層250。磷光體層250轉換一定波長之入射光。如圖4中所說明,光學透鏡(圖4之300)安置於發光裝置100上方以調整自發光晶片200A發射之光的定向特性。
發光晶片200A可包括一發光結構225以及複數個襯墊245及247。發光結構225可包括II至VI族元素之化合物半導體層,例如,III-V族元素之化合物半導體層或II-VI族元素之化合物半導體層。複數個襯墊245及247選擇性地連接至發光結構225之半導體層且供應電力。
發光結構225包括第一導電半導體層222、作用層223及第二導電半導體層224。發光晶片200A可包括基板221。基板221安置於發光結構225上方。基板221可為透光性基板、絕緣基板或導電基板。可藉由參考發光結構及基板參看圖4之描述來理解此組態。
發光晶片200A包括在下部部分處之襯墊245及247,且襯墊245及247包括第一襯墊245及第二襯墊247。第一襯墊245及第二襯墊247在發光晶片200A下方彼此隔開。第一襯墊245電連接至第一導電半導體層222,且第二襯墊247電連接至第二導電半導體層224。第一襯墊245及第二襯墊247之底部形狀可為多邊形形狀或圓形形狀,或可對應於電路板400之第一引線電極415及第二引線電極417之形狀。第一襯墊245及第二襯墊247中之每一者的底表面之區域對應於第一引線電極415及第二引線電極417中之每一者的頂表面之區域。
發光晶片200A可在基板221與發光結構225之間包括緩衝層(未說明)及未經摻雜之半導體層(未說明)中之至少一者。緩衝層為用於減小基板221與半導體層之間的晶格常數之差的層,且可選擇性地由II至VI族化合物半導體製成。未經摻雜之III-V族化合物半導體層可進一步形成於緩衝層下方,但實施例不限於此。可移除基板221。當移除基板221時,磷光體層250可接觸第一導電半導體層222之頂表面或另一半導體層之頂表面。
發光晶片200A包括第一電極層241及第二電極層242、第
三電極層243以及絕緣層231及233。第一電極層241及第二電極層242中之每一者可以單層或多層形成,且可充當電流擴散層。第一電極層241及第二電極層242可包括安置於發光結構225下方之第一電極層241及安置於第一電極層241下方之第二電極242。第一電極層241擴散電流,且第二電極層242反射入射光。
第一電極241及第二電極242可由不同材料製成。第一電極層241可由透光性材料(例如,金屬氧化物或金屬氮化物)製成。第一電極層可選擇性地由以下各者製成:氧化銦錫(ITO)、ITO氮化物(ITON)、氧化銦鋅(IZO)、IZO氮化物(IZON)、氧化銦鋅錫(IZTO)、氧化銦鋁鋅(IAZO)、氧化銦鎵鋅(IGZO)、氧化銦鎵錫(IGTO)、氧化鋁鋅(AZO)、氧化銻錫(ATO)及氧化鎵鋅(GZO)。第二電極層242可接觸第一電極層241之底表面且充當反射電極層。第二電極層242可包括諸如Ag、Au或Al之金屬。當第一電極層241之一部分經移除時,第二電極層242可部分地接觸發光結構225之底表面。
作為另一實例,第一電極層241及第二電極層242可以全向反射器層(ODR)結構堆疊。ODR結構可為具有低反射率之第一電極層241與接觸第一電極層241且由具有高反射率之金屬材料製成的第二電極層242的堆疊結構。電極層241及242可具有ITO/Ag之堆疊結構。全向反射角可在第一電極層241與第二電極層242之間的界面處得以改良。
作為另一實例,第二電極層242可經移除且可為由另一材料製成之反射層。反射層可經形成以具有DBR結構。DBR結構包括如下結構:其中具有不同折射率之兩個介電層經交替地安置。舉例而言,兩個介電層可包括選自SiO2層、Si3N4層、TiO2層、Al2O3層及MgO層之不同層。作為另一實例,電極層241及242可包括DBR結構及ODR結構兩者。在此狀況下,發光裝置200A可具有98%或大於98%之光反射率。在以翻轉方式安裝之發光晶片200A中,自第二電極層242反射之光係經由基板221發射。因此,大部分光可在垂直向上方向上發射。又,發射至發光晶片200A之側表面的光可藉由反射薄片600而向光學透鏡之光入射表面反射。
第三電極層243安置於第二電極層242下方且與第一電極層241及第二電極層242電絕緣。第三電極層243可包括金屬,例如,選自以下各者中之至少一者:鈦(Ti)、銅(Cu)、鎳(Ni)、金(Au)、鉻(Cr)、鉭(Ta)、鉑(Pt)、錫(Sn)、銀(Ag)及磷(P)。第一襯墊245及第二襯墊247安置於第三電極層243下方。絕緣層231及233防止第一電極層241及第二電極層242、第三電極層243、第一襯墊245及第二襯墊247以及發光結構225之不必要層間接觸。絕緣層231及233包括第一絕緣層231及第二絕緣層233。第一絕緣層231安置於第三電極層243與第二電極層242之間。第二絕緣層233安置於第三電極層243與第一襯墊245及第二襯墊247之間。第一襯墊245及第二襯墊247可包括與第一引線電極415及第二引線電極417相同之材料。
第三電極層243連接至第一導電半導體層222。第三電極層243之連接部分244在通孔結構中穿過第一電極層241及第二電極層242以及發光結構225之下部部分突出,且接觸第一導電半導體層222。可以複數形式提供連接部分244。第一絕緣層231之部分232圍繞第三電極層243之連接部分244延伸以防止第三電極層243電連接至第一電極層241及第二電極層242、第二導電半導體層224以及作用層223。絕緣層可安置於發光結構225之側表面上以便保護發光結構225之側表面,但實施例不限於此。
第二襯墊247安置於第二絕緣層233下方,且經由第二絕緣層233之開放區接觸或連接至第一電極層241及第二電極層242中之至少一者。第一襯墊245安置於第二絕緣層233下方且經由第二絕緣層233之開放區連接至第三電極層243。因此,第二襯墊247之突起248經由第一電極層241及第二電極層242電連接至第二導電半導體層224,且第一襯墊245之突起246經由第三電極層243電連接至第一導電半導體層222。
第一襯墊245及第二襯墊247在發光晶片200A下方彼此隔開,且面向電路板400之第一引線電極415及第二引線電極417。第一襯墊245及第二襯墊247可包括多邊形凹口271及273,且凹口271及273係朝向發光結構225凸起地形成。凹口271及273可經形成以具有等於或小於
第一襯墊245及第二襯墊247之厚度的深度。凹口271及273之深度可增加第一襯墊245及第二襯墊247之表面積。
結合部件255及257安置於第一襯墊245與第一引線電極415之間的區及第二襯墊247與第二引線電極417之間的區中。結合部件255及257可包括導電材料,且其部分安置於凹口271及273中。由於結合部件255及257安置於凹口271及273中,因此結合部件255及257與第一襯墊215及第二襯墊217之間的結合區域可增加。因此,由於第一襯墊245及第二襯墊247經結合至第一引線電極415及第二引線電極417,因此有可能改良發光晶片200A之電可靠性及散熱效率。
結合部件255及257可包括焊錫膏材料。焊錫膏材料包括金(Au)、錫(Sn)、鉛(Pb)、銅(Cu)、鉍(Bi)、銦(In)及銀(Ag)中之至少一者。由於結合部件255及257將熱直接傳遞至電路板400,因此相比使用封裝之結構,可進一步改良熱傳遞效率。又,由於結合部件255及257為相對於發光晶片200A之第一襯墊245及第二襯墊247具有小的熱膨脹係數差的材料,因此可改良熱傳遞效率。
作為另一實例,結合部件255及257可包括導電薄膜,且導電薄膜包括絕緣薄膜中之一或多個導電粒子。導電粒子可包括金屬、金屬合金及碳中之至少一者。導電粒子可包括鎳、銀、金、鋁、鉻、銅及碳中之至少一者。導電薄膜可包括各向異性導電薄膜或各向異性導電黏著劑。
黏著部件(例如,導熱薄膜)可包括於發光晶片200A與電路板400之間。導熱薄膜可包括:聚酯樹脂,諸如聚對苯二甲酸伸乙酯、聚對苯二甲酸伸丁酯、聚萘二甲酸伸乙酯或聚萘二甲酸伸丁酯;聚醯亞胺樹脂;丙烯酸類樹脂;苯乙烯基樹脂,諸如聚苯乙烯及丙烯腈苯乙烯;聚碳酸酯樹脂;聚乳酸樹脂;及聚胺基甲酸酯樹脂。又,導熱薄膜可包括:聚烯烴樹脂,諸如聚乙烯、聚丙烯及乙烯-丙烯共聚物;乙烯基樹脂,諸如聚氯乙烯及聚偏二氯乙烯;聚醯胺樹脂;磺酸樹脂;聚醚醚酮樹脂;芳基樹脂;或樹脂之摻合物。
發光晶片200A經由電路板400之表面以及發光結構225之
側表面及頂表面發射光,藉此改良光提取效率。由於發光晶片200A可直接結合於電路板400上,因此製程可得以簡化。又,由於發光晶片200A之散熱得到改良,因此其可有效地用於照明領域中。
圖48及圖49為說明根據光學透鏡(根據第五實施例)中之凹口之深度的在X軸方向及Y軸方向上之明度分佈的視圖,且圖50為說明在Y軸方向上之色差分佈的視圖。
參看圖48至圖50,光學透鏡之實例1、實例2及實例3具有如下結構:其中凹口之底部長度具有在7mm至7.5mm之範圍內的關係D3>D4,且凹口之深度逐漸減小。藉由減小凹口之深度,半最大值半寬(FWHM)變得較窄且在側向方向上大範圍分佈,如圖50中所說明。
實施例可提供在不同軸線方向上具有不同明度分佈之光學透鏡。實施例可減少光學透鏡之數目。實施例可減少歸因於自光學透鏡提取之光的諸如熱點之雜訊。實施例可減少安置於電路板上之光學透鏡之間的干涉。實施例可減少安置於光單元中之發光裝置及光學透鏡之數目。實施例可產生用於顯示裝置之光單元,其包括一個條形發光模組。實施例可改良包括光學透鏡之發光模組及光單元的可靠性。實施例可藉由最小化鄰近光學透鏡之間的干涉而改良影像之品質。實施例可改良包括發光模組之光照系統的可靠性。根據實施例的光學透鏡及具有包括光學透鏡之發光模組的顯示裝置可應用於各種攜帶型終端機、筆記型電腦之監視器、膝上型電腦之監視器、電視及其類似者。根據實施例之發光模組可應用於光單元。光單元可具有包括一或多個發光模組之結構,且可應用於三維顯示器、各種燈、信號燈、載具前燈、電子顯示器及其類似者。
前述實施例僅為例示性的且並不被視為限制本發明。本說明書意欲為說明性的,且並不限制申請專利範圍之範疇。許多替代例、修改及變化對於熟習此項技術者而言將為顯而易見的。本文中所描述之例示性實施例的特徵、結構、方法及其他特性可以各種方式組合,從而獲得額外及/或替代例示性實施例。
由於本發明特徵可在不背離其特性之情況下以若干形式體
現,因此亦應理解,除非另外規定,否則上文所描述之實施例不受前文描述之任何細節限制,而應在如所附申請專利範圍中所定義之其範疇內廣泛地考慮,且因此屬於申請專利範圍之邊界及界限或此等邊界及界限之等效物內的所有改變及修改因此意欲由所附申請專利範圍涵蓋。
300‧‧‧光學透鏡
315‧‧‧凹口
330‧‧‧第一光退出表面
350‧‧‧支撐突起
360‧‧‧側向突起
D1‧‧‧第一長度
D2‧‧‧第二長度
Claims (10)
- 一種光學透鏡,其包含:一底表面;一凹形之凹口,其安置於該底表面之一中心區中;在與該底表面及該凹口相對之一側上的一第一光退出表面,其具有一凸形彎曲表面;及一第二光退出表面,其在該底表面與該第一光退出表面之間,其中該底表面上之在一第一軸線方向上的一長度為D1,且該底表面上之在垂直於該第一軸線方向之一第二軸線方向上的一長度為D2,該凹口之底部上的在該第一軸線方向上的一長度為D3,且該凹口之該底部上的在該第二軸線方向上的一長度為D4,該底表面之一長度具有一關係D1<D2,且該凹口之一底部長度具有一關係D3>D4,其中一光入射表面安置於該凹口之一周界表面處,且該光入射表面具有一彎曲表面,其中該凹口之底部長度D3與D4間的差在0.5mm至5mm的一範圍中,其中該第二光退出表面之一厚度小於該凹口在一第三軸線方向上的一深度,該第三軸線方向垂直於該第一及該第二軸線方向;以及該第二光退出表面具有在該第二軸線方向之一凸形彎曲表面。
- 如請求項1之光學透鏡,其中該底表面上之一長度比率D2/D1小於該凹口之該底部上的一長度比率D3/D4,其中該第一光退出表面在該第一軸線方向上之一最大長度為D1,且其在該第二軸線方向上之一最大長度為D2,且該長度比率D2/D1在該長度比率D3/D4之1.2倍至1.6倍的一範圍內。
- 如請求項1之光學透鏡,其進一步包含自該底表面突出之複數個支撐突起,其中該複數個支撐突起在該第一軸線上之一間隔大於其在該第二軸線方向上之一間隔, 其中該底表面及該凹口之仰視圖形狀為不同的橢圓形形狀。
- 如請求項1至3中任一項之光學透鏡,其進一步包含該第二光退出表面之該表面上的在該第一軸線方向上突出之一側向突起,且其中該第二光退出表面具有一垂直平面或一傾斜表面。
- 如請求項4之光學透鏡,其中該底表面包括鄰近於該凹口之一第一邊緣及鄰近於該第二光退出表面之一第二邊緣,該第一邊緣之一高度小於該第二邊緣之一高度,且其中該底表面之該第一邊緣與該第二邊緣之間的一區具有一彎曲表面及一傾斜表面中之至少一者。
- 如請求項1至3中任一項之光學透鏡,其中該凹口之深度大於該凹口之該底部上的在該第一軸線方向上之該長度,且其中該凹口之該深度等於或大於該第二光退出表面之厚度的兩倍。
- 如請求項4之光學透鏡,其中該第二光退出表面在該第一軸線方向上之該厚度等於或小於其在該第二軸線方向上之該厚度,且其中該第二光退出表面之該厚度隨著自該第一軸線方向更靠近該第二軸線方向而逐漸變得更厚。
- 如請求項1至3中任一項之光學透鏡,其中該凹口之一第一頂點相比該凹口之該底部較靠近該第一光退出表面之一第二頂點,該第一光退出表面上之在一垂直方向上重疊該凹口的一中心區具有一扁平表面或一凸形彎曲表面,且該凹口之該深度等於或大於該凹口之該底部與該第一光退出表面之該第二頂點之間的一間隔的80%。
- 一種發光模組,其包含:一電路板;複數個發光裝置,其在一第一軸線方向上安置於該電路板上;及複數個光學透鏡,其分別安置於該複數個發光裝置上方,其中該光學透鏡包含:一底表面,其面向該電路板之一頂表面; 一凹形凹口,其安置於該底表面之一中心區中;在與該底表面及該凹口相對之一側上的一第一光退出表面,其具有一凸形彎曲表面;一第二光退出表面,其在該底表面與該第一光退出表面之間;及複數個支撐突起,其自該底表面朝向該電路板突出,該底表面上之在一第一軸線方向上的一長度為D1,且該底表面上在垂直於該第一軸線方向之一第二軸線方向上的一長度為D2,該凹口之底部上的在該第一軸線方向上的一長度為D3,且該凹口之該底部上的在該第二軸線方向上的一長度為D4,該底表面之該長度具有一關係D1<D2,該凹口之一底部長度具有一關係D3>D4,其中該發光裝置包含一LED晶片,該LED晶片具有一頂表面及複數個側表面,光係經由該頂表面及該複數個側表面發射,該發光裝置之至少一部分安置於該凹口中,其中一光入射表面安置於該凹口之一周界表面處,且該光入射表面具有一彎曲表面,其中該凹口之底部長度D3與D4間的差在0.5mm至5mm的一範圍中,其中該第二光退出表面之一厚度小於該凹口在一第三軸線方向上的一深度,該第三軸線方向垂直於該第一及該第二軸線方向。
- 如請求項9之發光模組,其中該光學透鏡在該第一軸線方向上之一最大長度為D1,且其在該第二軸線方向上之一最大長度為D2,該第一光退出表面在該第一軸線方向上之一最大長度為D1,且其在該第二軸線方向上之一最大長度為D2,該底表面上之一長度比率D2/D1小於該凹口之該底部上的一長度比率D3/D4,其中該底表面及該凹口之仰視圖形狀為不同的橢圓形形狀,且該長度比率D2/D1在該長度比率D3/D4之1.2倍至1.6倍的一範圍內。
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