光學透鏡及具有其的光學封裝件、背光組件和顯示裝置的製作方法
2023-06-12 13:11:01
專利名稱：光學透鏡及具有其的光學封裝件、背光組件和顯示裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種光學透鏡、一種具有該光學透鏡的光學封裝件、一種具有該光學透鏡的背光組件、以及一種具有該光學透鏡的顯示裝置。更具體地，本發明涉及一種能夠覆蓋大屏幕的混合型光學透鏡、以及一種具有該光學透鏡的光學封裝件、一種具有該光學透鏡的背光組件、以及一種具有該光學透鏡的顯示裝置。
背景技術：
通常，液晶顯示(LCD)裝置利用液晶的光學和電學特性來顯示圖像。LCD裝置是一種非發光(non-emissive)型顯示裝置，其需要光源。LCD裝置利用外部提供的光或者從LCD裝置中的光源提供的光來顯示圖像。
典型的光源包括冷陰極螢光燈(CCFL)、平面螢光燈(FFL)、和發光二極體(LED)等。
LED本質上是一種亮度均勻性差的點光源。為了提高LED的亮度均勻性，將光學透鏡覆蓋LED。
用於覆蓋LED的光學透鏡可以分為頂部發光(top illumination)型光學透鏡和側部發光(side illumination)型光學透鏡。當將頂部發光型光學透鏡覆蓋LED時，提高了光源的亮度。但是，降低了具有頂部發光型光學透鏡的光源的亮度均勻性。當將側部發光型光學透鏡覆蓋LED時，提高了光源的亮度。但是，LED所產生的一部分光可從側部發光型光學透鏡中洩漏。
隨著LCD裝置屏幕尺寸的增加，發光二極體的數量也隨之增加。然而，當發光二極體的數量增加時，LCD裝置的功耗和製造成本也隨之增加。
此外，由於發光二極體數量的增加，LCD裝置的尺寸和厚度也隨之增加。
發明內容
本發明的實施例提供了一種能夠覆蓋大屏幕的混合型光學透鏡。
本發明的實施例還提供了一種具有上述光學透鏡的光學封裝件。
本發明的實施例還提供了一種具有上述光學透鏡的背光組件。
本發明的實施例還提供了一種具有上述光學透鏡的顯示裝置。
根據本發明實施例的光學透鏡折射和反射光，以增強光學透鏡的頂部方向上的亮度並減弱光學透鏡的水平方向上的亮度。該光學透鏡包括中心部分和邊緣部分。中心部分具有凸起形狀。邊緣部分具有凹陷形狀。邊緣部分圍繞中心部分。
根據本發明實施例的光學封裝件包括發光件和光學透鏡。發光件產生光。光學透鏡折射並反射光，以增強光學透鏡的頂部方向上的亮度並減弱光學透鏡的水平方向上的亮度。該光學透鏡包括中心部分和邊緣部分。中心部分具有凸起形狀。邊緣部分具有凹陷形狀。邊緣部分圍繞中心部分。
根據本發明實施例的背光組件包括基板、發光二極體、光學透鏡、和反射板。發光二極體位於基板上，以產生光。光學透鏡折射並反射光，以增強光學透鏡的頂部方向上的亮度並減弱光學透鏡的水平方向上的亮度。該光學透鏡包括中心部分和邊緣部分。中心部分具有凸起形狀。邊緣部分具有凹陷形狀。邊緣部分圍繞中心部分。反射板介於發光二極體與光學透鏡之間，以反射從光學透鏡洩漏出的一部分光。
根據本發明實施例的顯示裝置包括顯示面板和背光組件。顯示面板利用光來顯示圖像。背光組件包括發光二極體和光學透鏡。發光二級管產生光。光學透鏡折射和反射光，以增強光學透鏡的頂部方向上的亮度並減弱光學透鏡的水平方向上的亮度。光學透鏡包括凸起形狀的中心部分和凹陷形狀的邊緣部分。
根據本發明，紐扣型光學透鏡是一種具有頂部發光型和側部發光型的混合型光學透鏡，在其中增大了LED所覆蓋的區域。因此，儘管顯示裝置具有很大的屏幕，但還是降低了背光組件的功耗和製造成本。
通過參照附圖詳細地描述示例性實施例，本發明的上述以及其他優點將變得顯而易見，在附圖中圖1是示出了根據本發明實施例的紐扣型光學透鏡的透視圖；圖2是示出了通過圖1所示的光學透鏡的光路徑的橫截面圖；圖3是示出了圖1所示的光學透鏡的曲率的橫截面圖；圖4是示出了圖1所示的光學透鏡的大小的橫截面圖；圖5A至5C是示出了厚度不同的光學透鏡的光學模擬的圖像；圖6是示出了圖1所示的光學透鏡翼高(height of a wing)與光提取率(light extraction)之間關係的曲線圖；圖7是示出了圖1所示的光學透鏡的定向角與光提取率之間關係的曲線圖；圖8示出了當光學透鏡的光學系統約為20mm時圖1所示的光學透鏡的光學模擬的圖像；圖9是示出了根據本發明另一實施例的碗型光學透鏡的透視圖；圖10示出了圖9所示的光學透鏡的光學模擬的圖像；圖11示出了當光學透鏡的光學系統約為40mm時圖1所示的光學透鏡的光學模擬的圖像；
圖12是示出了圖1所示的光學透鏡的厚度與光提取率之間關係的曲線圖；圖13是示出了根據本發明實施例的背光組件的局部分割(partial cutout)的透視圖；以及圖14是示出了根據本發明實施例的顯示裝置的分解透視圖。
具體實施例方式
下文中將參照附圖更加全面地描述本發明，在附圖中示出了本發明的實施例。然而，本發明可以許多不同的形式實現，而不能認為局限於文中所述的實施例。
以下，將參照附圖對本發明的示例性實施例進行詳細地描述。
圖1是示出了根據本發明實施例的紐扣型光學透鏡的透視圖，圖2是示出了通過圖1所示的光學透鏡的光路徑的橫截面圖。
參照圖1和2，紐扣型光學透鏡10包括中心部分12和邊緣部分14。凹口(recess)16形成在中心部分12的底面上，以容納諸如發光二極體(LED)的發光元件。凹口16具有與發光元件相對應的形狀。發光元件所產生的光入射到光學透鏡10中，以使中心光從中心部分12的表面射出，並使邊緣光從邊緣部分14的表面射出。入射到光學透鏡10中的光被折射並被反射，其中，中心光的強度減弱，而邊緣光的強度增強，從而提高了亮度均勻性。也就是說，光學透鏡10增強了頂部方向上的亮度並減弱了在水平方向上的亮度。當光學透鏡10的尺寸增大時，光學透鏡10所覆蓋的區域也增大。
中心部分12具有沿頂部方向(z方向)突出的凸起形狀。當在一平面(x-y平面)上觀察時，中心部分12的形狀基本上為圓形。中心部分12由多個具有不同曲率的曲面所限定。中心部分12可起到凸透鏡的作用。中心部分12的等高線可基本上彼此平行。可選地，中心部分12的等高線可向預定的方向移動。也就是說，等高線的一部分可比等高線的剩餘部分密。
邊緣部分14具有凹陷形狀，以容納中心部分12並圍繞中心部分12。特別地，邊緣部分14沿頂部方向(z方向)具有凹陷形狀。邊緣部分14可基本上成環形，當在平面(x-y面)上觀察時，其圍繞中心部分12。邊緣部分14由多個不同曲率的曲面所限定。邊緣部分14可起到凹透鏡的作用。邊緣部分14的等高線可基本上彼此平行。可選地，邊緣部分14的等高線可以向預定的方向移動。也就是說，等高線的一部分可比等高線的剩餘部分密。
中心部分12可以與邊緣部分14一體形成。例如，光學透鏡10包括基於聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate，PMMA)的樹脂。該基於PMMA的樹脂的折射率約為1.5。
再次參照圖2，中心部分12中示出第一光路徑PATH1和第二光路徑PATH2。中心部分12引導第一和第二光路徑PATH1和PATH2，使得光從中心部分12的表面射出。
特別地，第一光路徑PATH1的第一出射角(exiting angle)θ1t大於第一光路徑PATH1的第一入射角θ1i。根據斯涅耳定律(Snell’slaw)，中心部分12具有大於空氣折射率的折射率，從而將第一光路徑PATH1折射，以使光從中心部分12的表面射出，從而增大了第一出射角θ1t。
此外，第二光路徑PATH2的第二出射角θ2t大於第二光路徑PATH2的第二射入角θ2i。
LED中心部分所產生的光的亮度大於LED邊緣部分所產生的光的亮度。為了增加亮度均勻性，調節光學透鏡10的形狀，以減弱LED中心部分所產生的光的亮度，並且增強LED邊緣部分所產生的光的亮度。在圖2中，中心部分12具有V形凹口，以減弱LED中心部分所產生的光的亮度，並增強LED邊緣部分所產生的光的亮度。
穿過第三光路徑PATH3的光被邊緣部分14的凹陷表面完全反射，並從光學透鏡10的側面射出。也就是說，當光以第三入射角θ3i照射到邊緣部分14的凹陷表面上時，該光隨後被邊緣部分14的凹陷表面以與第三入射角θ3i基本上相同的反射角θ3r完全反射。被反射的光以第四入射角θ4i照射到光學透鏡10的側面上，從而以第四出射角θ4t從側面上射出。
第一和第二光路徑PATH1和PATH2對應於頂部發光型光學透鏡。第三光路徑PATH3對應側部發光型光學透鏡。因此，圖1和2中的光學透鏡10是具有頂部發光型透鏡和側部發光型透鏡的混合型光學透鏡。
圖3是示出了圖1所示的示例性光學透鏡的曲率的橫截面圖。
參照圖1至3，凸起形狀的中心部分12在中心部分12中心上具有凹口。具有凹口的凸起由不同曲率的曲面限定。
例如，中心部分12包括第一曲面、第二曲面、第三曲面、第四曲面、和第五曲面。第一曲面位於中心部分12的中心上並具有約2.76mm的第一曲率半徑。第一曲率半徑的中心位於第一曲面之下。也就是說，第一曲面向光學透鏡10的正面突出。第二曲面靠近第一曲面並連接至第一曲面，而且具有約1.98mm的第二曲率半徑。第二曲率半徑的中心位於第二曲面之下。第三曲面靠近第二曲面並連接至第二曲面，而且具有約2.15mm的第三曲率半徑。第三曲率半徑的中心位於第三曲面之下。第四曲面靠近第三曲面並連接至第三曲面，而且具有約4.07mm的第四曲率半徑。第四曲率半徑的中心位於第四曲面之上。也就是說，第四曲面向光學透鏡10的背面突出。第五曲面靠近第四曲面並連接至第四曲面，而且具有約22.97mm的第五曲率半徑。第五曲率半徑的中心位於第五曲面之上。第一、第二、第三、第四、和第五曲面限定了具有凹口的凸起形狀。值得注意的是，本段中出現的半徑是示例性的，並不具有局限性，而且其它曲率半徑也包括在本發明實施例的範圍中。
邊緣部分14包括第六曲面和第七曲面。第六曲面靠近第五曲面並連接至第五曲面，而且具有約13.74mm的第六曲率半徑。第六曲率半徑的中心位於第六曲面之上。第七曲面靠近第六曲面並連接至第六曲面，而且具有約2.70mm的第七曲率半徑。第七曲率半徑的中心位於第七曲面之上。第六和第七曲面限定了凹陷形狀。值得注意的是，本段中出現的半徑是示例性的，並不具有局限性，而且其它曲率半徑也包括在本發明實施例的範圍內。
在圖1至圖3中，凹口成在中心部分12的中心上。可選地，凹口可不形成在中心部分12的中心上。
在圖1至圖3中，一個LED對應一個光學透鏡10。可選地，多個發光二極體可對應一個光學透鏡。
圖4是示出了圖1所示的光學透鏡的橫截面圖，該光學透鏡的大小是示例性的，並不具有局限性。
參照圖4，光學透鏡10的半徑L1可約為6mm，並且光學透鏡10的最大高度T1可約為3.6mm。此外，中心部分12的最大高度T2可約為3mm。
中心部分12的半徑L2可約為3.5mm。中心部分12與邊緣部分14之間的邊界的高度T3可約為2.1mm。邊界的高度T3是光學透鏡10的最小高度。中心部分12的最大高度T2小於光學透鏡10的最大高度T1。
邊緣部分14的最外側部分的高度為光學透鏡10的最大高度T1。可以改變光學透鏡10的尺寸。光學透鏡10的半徑L1和最大高度T1、中心部分12的半徑L2和最大高度T2、以及邊界的高度T3可基本上彼此成比例。例如，當光學透鏡10的尺寸增加時，光學透鏡10的半徑L1和最大高度T1、中心部分12的半徑L2和最大高度T2、以及邊界的高度T3也可隨之增加。
圖5A至5C示出了具有不同厚度的示例性光學透鏡的光學模擬的圖像。圖5A所示的光學透鏡的最大厚度可約為3.7mm。圖5B所示的光學透鏡的最大厚度可約為4.1mm。圖5C所示的光學透鏡的最大厚度可約為4.5mm。
參照圖5A至5C，最大厚度約為3.7mm的光學透鏡與最大厚度約為4.1mm的光學透鏡具有基本上相同的光學分布(opticaldistribution)。但是，當光學透鏡的最大厚度大於約4.5mm時，光學透鏡中心的光提取率降低，從而減弱了光學透鏡中心的亮度。
圖6是示出了圖1所示的示例性光學透鏡的中心部分最大高度與光提取率之間關係的曲線圖。圖6中示出了頂部方向(z方向)和側向(x-y方向)上的光提取率。
參照圖6，當中心部分的最大高度約為3.0mm時，頂部方向和側向上的光提取率分別為約84％和約12％，並且光學透鏡的平均光提取率約為96％。當中心部分的最大高度約為3.55mm時，頂部方向和側向上的光提取率分別為約83.56％和約13.61％，並且光學透鏡的平均光提取率約為97.17％。
在圖6中，光學透鏡的光洩漏不大於約3％，從而光學透鏡可適用於背光組件。
當中心部分的最大高度約為4.5mm時，頂部方向和側向上的光提取率分別為約77.91％和約16.2％，並且光學透鏡的平均光提取率約為94.11％。
當中心部分的最大高度約為4.5mm時，光學透鏡仍可用於背光組件，儘管光學透鏡的光洩漏約為5.89％(可忽略)。
當中心部分的最大高度約為3.7mm時，可使光提取率最大化。在圖6中，可以忽略中心部分最大高度不大於3.7mm的光學透鏡的光提取率的變化。
圖7是示出了圖1所示的示例性光學透鏡的定向角與光提取率之間關係的曲線圖。特別地，圖7示出了頂部方向和水平方向上的定向角。
參照圖7，光學透鏡在頂部方向上的定向角在約-60°至約+60°之間。碗型光學透鏡頂部方向上的定向角在約-50°至約+50°之間。因此，相比於碗型光學透鏡，圖1所示的光學透鏡使光散射的範圍更寬。
光學透鏡在側向上的定向角在約-80°至約+80°之間。當，從側向射出光學透鏡的光可具有與對應定向角在約-50°或約+50°之間的頂部方向射出的光基本上相同的亮度。
光沿頂部方向和側向穿過圖1所示的紐扣型光學透鏡，從而光學透鏡可以為混合型光學透鏡。
圖8示出了當光學透鏡的光學系統約為20mm時圖1所示的示例性光學透鏡的光學模擬的圖像。圖8中示出了頂部方向和水平方向上的光提取率。
參照圖8，光學透鏡覆蓋半徑約為38mm的區域。當碗型光學透鏡的光學系統約為20mm時，碗型光學透鏡約為20mm。因此，圖1示出的光學透鏡所覆蓋的區域的半徑比碗型光學透鏡所覆蓋的區域的半徑要大約90％。
以下，將描述碗型光學透鏡。
圖9是示出了根據本發明另一實施例的碗型光學透鏡的透視圖。圖10示出了圖9所示的光學透鏡的光學模擬的圖像。碗型光學透鏡與光敏元件之間的距離約為40mm，並且感應光的角度約為70°。
參照圖9和10，碗型光學透鏡20的中心凸起。參考標號22和24分別表示碗型光學透鏡20的翼部和導向部。凹口26形成在導向部24上，以容納LED。
再次參照圖10，碗型光學透鏡20光學上覆蓋了半徑約為42mm的區域。未被碗型光學透鏡20覆蓋的剩餘區域的亮度迅速減弱。此外，碗型光學透鏡20的中心部分的亮度小於碗型光學透鏡20的邊緣部分的亮度。
圖11示出了當光學透鏡的光學系統約為40mm時，圖1所示的示例性光學透鏡的光學模擬的圖像。圖11示出了頂部方向和水平方向上的亮度。
參照圖11，圖1所示的光學透鏡光學上覆蓋了半徑約為83mm的區域。圖1示出的光學透鏡所覆蓋的區域比圖9示出的光學透鏡所覆蓋的區域要大約97％。此外，圖9所示的光學透鏡的半徑約為20mm，而圖1所示的光學透鏡的半徑約為6mm。也就是說，雖然圖1所示光學透鏡的半徑減小了，但是圖1所示光學透鏡的所覆蓋的區域增大了。
因此，圖1所示的紐扣型光學透鏡光學上覆蓋了較大區域，從而大屏幕顯示裝置可包括圖1所示的紐扣型光學透鏡。
圖12是示出了圖1所示的光學透鏡的厚度與光提取率之間關係的曲線圖。
參照圖12，圖1所示的紐扣型光學透鏡的最大高度約為3.7mm。當光學透鏡的最大高度不大於約3.7mm時，可忽略光提取率。也就是說，光學透鏡的最大高度可改變至不大於約3.7mm。
根據本發明的實施例，紐扣型光學透鏡是具有側部發光型和頂部發光型的混合型光學透鏡。也就是說，紐扣型光學透鏡的光提取率和亮度均勻性均得到了提高。
此外，紐扣型光學透鏡所覆蓋的區域比碗型光學透鏡所覆蓋的區域要大約97％。紐扣型光學透鏡的光洩漏和碗型光學透鏡的光洩漏基本上相同，從而可以忽略紐扣型光學透鏡的光洩漏。
圖13是示出了根據本發明實施例的背光組件的局部分割的透視圖。
參照圖13，背光組件100包括光學封裝件110、電源基板120、容納容器130、反射板140、和光混合件(light-mixing member)150。電源基板120支撐光學封裝件110。容納容器130支撐電源基板120。反射板140介於電源基板120和光學封裝件110之間。光混合件150位於光學封裝件110上。
根據本發明的實施例，光學封裝件110包括發光二極體(LED)112和紐扣型光學透鏡114。紐扣型光學透鏡114包括中心部分和邊緣部分。光學透鏡114的中心部分具有凸起形狀。中心部分和邊緣部分限定出紐扣形狀。LED 112所產生的光入射到光學透鏡114，以使中心光從光學透鏡114的中心部分的表面射出，而邊緣光從邊緣部分的表面射出。入射到光學透鏡114的光被折射和反射，從而中心光的強度減弱而邊緣光的強度增強，這樣就提高了亮度均勻性。
電源基板120支撐光學封裝件110，以向LED 112提供電力。
容納容器130容納光學封裝件110、電源基板120、和光混合件150。容納容器130可具有底板和側壁。
反射板140介於電源基板120和光學封裝件110之間。從光學透鏡114洩漏的一部分光從反射板140反射向光混合件150。反射板140可為固定板(solid plate)。可選地，反射板140也可為軟片(flexible sheet)。
光混合件150位於光學封裝件110上，以增強從頂部方向觀察時的亮度和亮度均勻性。光混合件150可包括多個擴散粒子。
圖14是示出了根據本發明實施例的顯示裝置的分解透視圖。
參照圖14，顯示裝置包括背光組件100、顯示單元200、頂盤300、後蓋400、和前蓋500。
背光組件100包括多個光學封裝件110、電源基板120、容納容器130、反射板、光混合件150、和光學片160。電源基板120支撐光學封裝件110。容納容器130支撐電源基板120。反射板140介於電源基板120與光學封裝件110之間。光混合件150位於光學封裝件110上。圖14所示的背光組件與圖13中所示的背光組件相同。因此，相同的參考標號用於表示與圖13中所示的相同或者類似的部分，並且省略上述元件的任何進一步的描述。
光學封裝件110位於電源基板120上。例如，每個光學封裝件110均產生白光。可選地，光學封裝件110也可分別產生紅光、綠光、和藍光，或者它們的組合。
光學封裝件110所產生的一部分光從反射板140反射向光混合件150。
光混合件150位於光學封裝件110上。將光學封裝件110所產生並被反射板140反射的光通過光學封裝件110混合在光學封裝件110上的空氣層中。例如，光混合件150可混合光學封裝件110所產生的紅光、綠光、和藍光。
光學片160包括散射片162和稜鏡片164。散射片162散射穿過光學封裝件110的光。稜鏡片164可增強從頂部方向觀察時的亮度。稜鏡片164可包括增亮膜(BEF)和發射式偏光增亮膜(DBEF)。
容納容器130包括底板132和側壁134。底板132具有開口。側壁134從底板132的側面突出。具有光學封裝件110的電源基板120、反射板140、光混合件150、和光學片160被容納在容納容器130的底板132上。
顯示單元200包括液晶顯示(LCD)面板210、數據帶載封裝件(tape carrier package，TCP)220、柵極TCP 230和集成印刷電路板(PCB)240。顯示單元200可進一步包括多個數據帶載封裝件和多個帶載封裝件。
LCD面板210包括陣列基板212、濾色器基板214、和液晶層(未示出)。陣列基板212包括多個像素。濾色器基板214對應陣列基板212。液晶層(未示出)介於陣列基板212和濾色器基板214之間。
數據帶載封裝件220附著到陣列基板212的源極側。柵極帶載封裝件230附著到陣列基板212的柵極側。數據帶載封裝件220和柵極帶載封裝件230向LCD面板210施加驅動信號和定時信號，以控制LCD面板210。
每個數據帶載封裝件220的一個端部均附著到陣列基板212的源極側，而每個數據帶載封裝件220的另一端部均附著到集成PCB240，其中LCD面板210通過數據帶載封裝件220電連接至集成PCB240。柵極帶載封裝件230附著到陣列基板212的柵極側，其中LCD面板210通過柵極帶載封裝件230電連接至集成PCB 240。集成PCB240基於外部提供的電信號向數據帶載封裝件220和柵極帶載封裝件230施加信號。
數據帶載封裝件220和柵極帶載封裝件230沿容納容器190的側壁194向後彎曲，以使集成PCB 240位於容納容器190的底板192的背面上。
頂盤300位於LCD面板210上，以將LCD 210安裝到容納容器190。頂盤300包括開口，通過該開口露出LCD面板210的中心部分。將頂盤300與容納容器190組合，以將顯示單元200安裝到容納容器190。
背光組件100、顯示單元200、和頂盤300由後蓋400所容納。前蓋500位於頂盤300上。將後蓋400與前蓋500組合，以形成顯示裝置。
根據本發明的實施例，紐扣型光學透鏡是一種具有頂部發光型和側部發光型的混合型光學透鏡，在其中增大了LED所覆蓋的區域。此外，光學透鏡的中心部分可具有包括凹入中心的凸起形狀。因此，儘管顯示裝置具有很大的屏幕，但還是可降低背光組件的功耗和製造成本。
已經參照示例性實施例對本發明進行了描述。然而，明顯地，參考前述說明，許多可選的修改和改變對於本領域的技術人員而言是顯而易見的。因此，在所附權利要求的精神和範圍中的所有這種修改和改變均涵蓋在本發明中。
權利要求
1.一種光學透鏡，包括中心部分，具有凸起形狀；以及邊緣部分，具有凹陷形狀，所述邊緣部分圍繞所述中心部分，其中，所述光學透鏡用於調節由設置在所述光學透鏡背面的中心部分的點光源所產生的光的路徑。
2.根據權利要求1所述的光學透鏡，其中，所述中心部分和所述邊緣部分之間的邊界的高度為所述光學透鏡的最小高度，並且所述邊緣部分的最外側的高度為所述光學透鏡的最大高度。
3.根據權利要求2所述的光學透鏡，其中，所述邊緣部分的最小高度約為2.1mm，並且所述邊緣部分的最大高度約為3.6mm。
4.根據權利要求2所述的光學透鏡，其中，所述邊緣部分的高度不大於約4.5mm。
5.根據權利要求2所述的光學透鏡，其中，所述邊緣部分的高度不大於約3.6mm。
6.根據權利要求1所述的光學透鏡，其中，所述凸起形狀的所述中心部分具有凹入的中心，以減弱頂部方向上的亮度。
7.根據權利要求6所述的光學透鏡，其中，所述凹入中心相對於所述光學透鏡底面的高度不大於約3mm。
8.根據權利要求1所述的光學透鏡，其中，每個所述中心部分和所述邊緣部分的折射率均約為1.5。
9.根據權利要求1所述的光學透鏡，其中，每個所述中心部分和所述邊緣部分均包括基於聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的樹脂。
10.根據權利要求1所述的光學透鏡，其中，在從所述頂部方向觀察時，所述中心部分基本上為圓形，並且圍繞所述中心部分的所述邊緣部分基本上為環形。
11.根據權利要求10所述的光學透鏡，其中，所述邊緣部分的所述環形的寬度不小於所述中心部分的所述圓形的半徑。
12.根據權利要求1所述的光學透鏡，其中，所述凸起形狀的所述中心部分包括多個具有不同曲率的曲面，並且所述凹陷形狀的所述邊緣部分包括多個具有不同曲率的曲面。
13.根據權利要求12所述的光學透鏡，其中，所述凸起形狀的所述中心部分具有凹入的中心，並且所述中心部分包括第一曲面，靠近所述凹入的中心，所述第一曲面具有約2.76mm的第一曲率半徑，所述第一曲率半徑的中心位於所述第一曲面之下；第二曲面，靠近所述第一曲面，所述第二曲面具有約1.98mm的第二曲率半徑，所述第二曲率半徑的中心位於所述第二曲面之下；第三曲面，靠近所述第二曲面，所述第三曲面具有約2.15mm的第三曲率半徑，所述第三曲率半徑的中心位於所述第三曲面之下；以及第四曲面，靠近所述第三曲面，所述第四曲面具有約22.97mm的第四曲率半徑，所述第四曲率半徑的中心位於所述第四曲面之上。
14.根據權利要求12所述的光學透鏡，其中，所述邊緣部分包括第五曲面，靠近所述中心部分，所述第五曲面具有約13.74mm的第五曲率半徑，所述第五曲率半徑的中心位於所述第五曲面之上；以及第六曲面，靠近所述第六曲面，所述第六曲面具有約2.70mm的第六曲率半徑，所述第六曲率半徑的中心位於所述第六曲面之下。
15.根據權利要求1所述的光學透鏡，其中，所述中心部分的半徑約為3.5mm，並且所述邊緣部分的寬度約為2.5mm。
16.一種光學封裝件，包括發光件，用於產生光；以及光學透鏡，用於折射並反射所述光，以增強所述光學透鏡的頂部方向上的亮度並減弱所述光學透鏡的水平方向上的亮度，所述光學透鏡包括中心部分，具有凸起形狀；以及邊緣部分，具有凹陷形狀，所述邊緣部分圍繞所述中心部分。
17.根據權利要求16所述的光學封裝件，其中，所述發光件包括點光源。
18.根據權利要求17所述的光學封裝件，其中，所述發光件包括發光二極體。
19.根據權利要求16所述的光學封裝件，其中，凹口形成在所述中心部分的底面上，以容納所述發光件。
20.根據權利要求19所述的光學封裝件，其中，所述發光件在所述凹口中與所述中心部分接觸。
21.根據權利要求19所述的光學透鏡，其中，所述發光件在所述凹口中與所述中心部分分離，以在所述發光件和所述中心部分之間形成空氣層。
22.根據權利要求16所述的光學透鏡，其中，沿所述頂部方向穿過所述光學透鏡的所述光的定向角在約-60°至約+60°之間。
23.根據權利要求16所述的光學透鏡，其中，沿側向穿過所述光學透鏡的所述光的定向角在約-80°至約+80°之間。
24.一種背光組件，包括基板；發光二極體，位於所述基板上，用於產生光；光學透鏡，用於折射和反射所述光，以增強所述光學透鏡的頂部方向上的亮度並減弱所述光學透鏡的水平方向上的亮度，所述光學透鏡包括中心部分，具有凸起形狀；以及邊緣部分，具有凹陷形狀，所述邊緣部分圍繞所述中心部分；以及反射板，介於所述發光二極體和所述光學透鏡之間，以反射從所述光學透鏡中洩漏出的所述光的一部分。
25.根據權利要求24所述的背光組件，其中，所述凸起形狀的所述中心部分具有凹入的中心，以減弱所述頂部方向上的亮度。
26.根據權利要求25所述的背光組件，其中，所述凸起形狀的所述中心部分包括多個具有不同曲率的曲面，並且所述凹陷形狀的所述邊緣部分包括多個具有不同曲率的曲面。
27.根據權利要求26所述的背光組件，其中，所述中心部分包括第一曲面，靠近所述中心部分的中心，所述第一曲面具有約2.76mm的第一曲率半徑，所述第一曲率半徑的中心位於所述第一曲面之下；第二曲面，靠近所述第一曲面，所述第二曲率具有約1.98mm的第二曲率半徑，所述第二曲率半徑的中心位於所述第二曲面之下；第三曲面，靠近所述第二曲面，所述第三曲面具有約2.15mm的第三曲率半徑，所述第三曲率半徑的中心位於所述第三曲面之下；以及第四曲面，靠近所述第三曲面，所述第四曲面具有約22.97mm的第四曲率半徑，所述第四曲率半徑的中心位於所述第四曲面之上。
28.一種顯示裝置，包括顯示面板，利用光來顯示圖像；以及背光組件，包括發光二極體，用於產生光；以及光學透鏡，用於折射並反射所述光，以增強所述光學透鏡的頂部方向上的亮度並減弱所述光學透鏡的水平方向上的亮度，所述光學透鏡包括凸起形狀的中心部分和凹陷形狀的邊緣部分。
29.根據權利要求28所述的顯示裝置，其中，所述背光組件進一步包括散射板，用於散射穿過所述光學透鏡的所述光。
30.根據權利要求28所述的顯示裝置，其中，所述背光組件進一步包括介於所述發光二極體與所述光學透鏡之間的反射板，以反射從所述光學透鏡中洩漏出的所述光的一部分。
全文摘要
本發明提供了一種光學透鏡，其折射並反射光，以增強光學透鏡的頂部方向上的亮度並減少光學透鏡的水平方向上的亮度。該光學透鏡包括中心部分和邊緣部分。中心部分具有凸起形狀。邊緣部分具有凹陷形狀。邊緣部分圍繞中心部分。因此，降低了顯示裝置的功耗和製造成本。
文檔編號F21S2/00GK1851500SQ200610066379
公開日2006年10月25日 申請日期2006年4月5日 優先權日2005年4月22日
發明者樸世起, 李相裕, 金基哲, 南錫鉉, 尹胄永 申請人:三星電子株式會社