TWI712841B - 發光元件、發光模組以及背光模組 - Google Patents

Abstract

一種發光元件，其包括發光單元以及二次透鏡。二次透鏡包括出光面、底面、多個側面以及容置孔。上述底面與出光面相對，且這些側面分別連接出光面以及底面。上述容置孔貫穿二次透鏡，且容置孔內容置發光單元。一種發光模組以及背光模組亦被提出。

Description

發光元件、發光模組以及背光模組

本發明有關於一種光學裝置、光學設備以及光學系統；特別是有關於一種發光元件、發光模組以及背光模組。

在現有的平面顯示裝置中，液晶模組需要搭配背光模組所提供的面光源方能讓一液晶顯示裝置顯示清楚影像。現有的背光模組可以區分為側入光式(edge-lite)背光模組以及直下式(direct)背光模組兩種，其中直下式背光模組所提供的面光源亮度較均勻，又可以提供區域點亮的功能，因此一直被廣為運用在家用、工作場合中所用之顯示裝置。目前還應用了區域調光技術的中高階液晶顯示裝置，這種中高階液晶顯示裝置可以將影像對比提高至接近有機發光二極體顯示裝置的影像對比，是液晶顯示裝置目前的發展趨勢之一。

然而，在上述液晶顯示裝置所用的直下式背光模組中，例如是發光二極體(Light-Emitting Diode,LED)的發光元件需要分布在液晶面板後方。現有技術中的直下式背光模組還會設置透鏡於發光二極體以及液晶面板之間，同時還需要 額外的混光空間，因此顯示裝置的體積難以降低。換句話說，由於直下式背光模組需要的光程(Optical Distance,OD)較長，再加上發光元件本身以及透鏡的體積，導致顯示裝置的厚度無法降低。因此，如何進一步維持面光源的均勻並降低顯示裝置的厚度，仍是本領域技術人員所欲解決的課題之一。

本發明之一實施例提供了一種發光元件，包括發光單元以及二次透鏡，且二次透鏡包括出光面、底面、多個側面以及容置孔。上述底面與出光面相對，且這些側面分別連接出光面以及底面。上述容置孔貫穿二次透鏡，且容置孔內容置發光單元。

本發明之一實施例提供了一種發光模組，包括多個上述發光元件，且這些發光元件的二次透鏡的出光面實質上共平面。

本發明之一實施例提供了一種背光模組，包括上述的發光模組以及光學膜片。光學膜片配置於這些發光元件的二次透鏡的出光面上，且光學膜片用以接收這些發光元件發出的第二照明光。

由上述可知，本發明之一實施例所提供的發光元件藉由將發光單元設置於二次透鏡的容置孔中，可以降低發光元件的厚度，並提供均勻的光源。應用上述之發光元件的發光模組以及背光模組亦可藉此滿足薄型化的需求。

I1、I2‧‧‧剖面線

A1、A2‧‧‧斷光空間

L1、L2‧‧‧光

P1‧‧‧參考平面

V1~V7‧‧‧區域

w‧‧‧深度

50‧‧‧止光材料

100、200、300、400、400A、500、500A‧‧‧發光元件

1000、3000、5000、5000A‧‧‧發光模組

1001‧‧‧光學膜片

110、210、310、410、510、510A‧‧‧二次透鏡

1100‧‧‧背光模組

112、212、312、412‧‧‧容置孔

113‧‧‧內壁

114、214、314、414、514‧‧‧出光面

115‧‧‧第一結構

116、216、316‧‧‧底面

117‧‧‧第二結構

118、218、318、418、518‧‧‧側面

120、220、320、420、520‧‧‧發光單元

121、221‧‧‧基板

122、222‧‧‧發光晶片

123、223‧‧‧封裝膠

123S‧‧‧側面

124、224‧‧‧第一遮光層

125、225‧‧‧頂面

126‧‧‧底面

219‧‧‧第三止光結構

230‧‧‧第二遮光層

231‧‧‧開口

319、419A、519‧‧‧第一止光結構

319A‧‧‧凸起部

319B‧‧‧凹陷部

419B、419C‧‧‧第二止光結構

419BS‧‧‧第二止光面

第1A圖是本發明第一實施例中發光元件的立體示意圖；第1B圖是根據第1A圖中區域V1所繪之局部放大示意圖；第1C圖是根據第1A圖中剖面線I1所繪之剖面示意圖；第1D圖是根據第1C圖中區域V2所繪之局部放大示意圖；第1E圖是根據第1C圖中區域V3所繪之局部放大示意圖；第1F圖是根據第1C圖中區域V4所繪之局部放大示意圖；第2A圖是本發明第一實施例中發光模組的俯視圖；第2B圖是本發明其他實施例的發光模組的俯視圖；第2C圖是本發明第一實施例的背光模組的剖視圖；第3A圖是本發明第二實施例中發光元件的立體示意圖；第3B圖是根據第3A圖中區域V5所繪之局部放大示意圖；第3C圖是根據第3A圖中剖面線I2所繪之剖面示意圖；第3D圖是根據第3C圖中區域V6所繪之局部放大示意圖；第3E圖是根據第3C圖中區域V7所繪之局部放大示意圖；第4A圖是本發明第三實施例的發光元件所繪示之立體示意圖；第4B圖是本發明第三實施例的發光模組的俯視圖；第4C圖是本發明第四實施例中發光元件的俯視圖；第4D圖是本發明其他實施例中發光元件的俯視圖；第5A圖是本發明第五實施例中發光模組的俯視圖；第5B圖是本發明其他實施例中發光模組的俯視圖；第6A、6B圖是一比較例中發光單元的亮度分布圖； 第6C、6D圖是本發明第一實施例的發光元件的亮度分布圖。

本發明的實施例所提出的發光元件、發光模組以及背光模組可以應用在顯示裝置中。舉例而言，本發明的實施例所提出的發光元件、發光模組以及背光模組適合被應用在液晶顯示器(Liquid Crystal Display,LCD)、液晶電視或其他平面顯示裝置，本發明並不限於此。

應當理解，儘管術語「第一」、「第二」等在本文中可以用於描述各種元件、部件或部分，但是這些元件、部件或部分不應受這些術語限制。這些術語僅用於將一個元件、部件或部分區分開。因此，下面討論的「第一元件」、「第一部件」或「第一單元」也可以被稱為「第二元件」、「第二部件」或「第二單元」而不脫離本文的教導。

在附加圖式中，為了清楚起見，放大或縮小了層、膜、面板、區域等的厚度。在整個說明書中，相同的圖式標記表示相同的元件。應當理解，當諸如層、膜、區域或基板的元件被稱為在另一元件「上」或「連接到」另一元件時，其可以直接在另一元件上或與另一元件連接，或者也可以存在中間元件。相反，當元件被稱為「直接在另一元件上」或「直接連接到」另一元件時，不存在中間元件。如本文所使用的「連接」可以指物理及/或電性連接。再者，「電性連接」或「耦接」係可為二元件間存在其他元件。

進一步而言，本發明之一實施例所提出的發光元件以及發光模組適於應用在背光模組，其可以是薄型化顯示裝置中的背光模組。請參照第1A圖，第1A圖是依照本發明第一實施例的發光元件所繪示的立體示意圖。請參照第1A圖，在本發明的第一實施例中，發光元件100包括二次透鏡110以及發光單元120，其中二次透鏡110具有一容置孔112，且容置孔112內容置發光單元120。

在本實施例中，發光單元120例如可以包括發光二極體(Light-Emitting Diode,LED)等固態光源。具體而言，在本實施例中，發光單元120例如可以是側向光亮度大於正向光亮度的固態光源，且上述側向光為發光單元120自側面發出的光；上述正向光為發光單元120自頂面發出的光。以下會再進一步參照剖視圖詳細說明上述元件。

請參照第1A圖，本發明第一實施例的二次透鏡110包括出光面114、與出光面114相對的底面116、多個側面118以及上述的容置孔112。這些側面118分別連接出光面114以及底面116，且實質上朝外。舉例而言，本實施例的二次透鏡110的材質可例如包括聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)或聚甲基丙烯酸甲酯(poly(methyl methacrylate),PMMA)，但本發明並不限於此。在其他實施例中二次透鏡的材質更可以視需求包含其他透光材料。

本實施例中，容置孔112貫穿二次透鏡110，其內部可以容置發光單元120。具體而言，在本實施例的二次透鏡110中，容置孔112貫通二次透鏡110的底面116與出光面114， 使出光面114上之開口連通底面116之開口。請一併參照第1B圖，第1B圖是根據第1A圖中區域V1所繪之局部放大示意圖。在本實施例中，容置孔112的內壁113與這些側面118實質上在二次透鏡110中為彼此對應的內表面以及外表面。也就是說，在本實施例的二次透鏡110中，這些側面118實質上背對並環繞容置孔112。

容置孔112提供空間給發光單元120，且在本實施例中，容置孔112的內壁113環繞發光單元120，因此發光單元120自其側面發出的光可以有效地自容置孔112的內壁113進入二次透鏡110，進而可以自出光面114發出。

由於本實施例的發光元件100具有貫穿二次透鏡110的容置孔112，因此二次透鏡110和發光單元120可以以接近共平面的方式配置於發光元件100中，二次透鏡110的厚度不會進一步增加發光元件100的整體厚度。另一方面，二次透鏡110和發光單元120提供了良好的光耦合(Optical coupling)效果，其中容置孔112的內壁113可以作為二次透鏡110對應至發光單元120的入光表面，因此二次透鏡110對應發光單元120可以具有較佳的光耦合效果。

另一方面，在本發明第一實施例中，二次透鏡110可以包括第一結構115。第一結構115配置於出光面114，藉以提升二次透鏡110接收到來自發光單元120的光時提供的出光效果。

詳細而言，在一比較例中，現有的直下式背光模組中所用的發光二極體需要搭配實心透鏡來分散正向光。實心透 鏡需要覆蓋在發光二極體上，其用以容置發光二極體的空間的高度需要為發光二極體的高度的2至3倍。因此，比較例中背光模組的整體光學距離(Optical distance,OD)需要在5公厘以上，導致背光模組之厚度無法降低。

相對地，本發明第一實施例中的發光元件100的發光單元120可以設置在二次透鏡110的容置孔112，因此可以進一步降低厚度。以下將進一步參照本實施例的剖面圖詳細說明。

第1C圖是第1A圖中沿著剖面線I1繪示之本發明第一實施例的剖面圖。詳細而言，請參照第1C圖，在本實施例中，二次透鏡110的出光面114與底面116彼此相對，且容置孔112穿過出光面114以及底面116。因此，發光單元120可以自底面116的一側放置到容置孔112中。

舉例而言，本實施例的發光單元120可例如配置於基板121上。當發光單元120進入容置孔112後，基板121可位於二次透鏡110鄰近底面116的一側，提供了一種簡易的發光元件100組裝方法。然而，上述基板121以及發光單元120僅用以舉例說明一種發光單元120的組裝方式，本發明實施例並不限於上述發光單元120與基板121的配置方式。

請參照第1D圖，第1D圖是根據第1C圖中區域V2所繪之局部放大示意圖，本實施例的發光單元120還包括發光晶片122、封裝膠123以及第一遮光層124。封裝膠123覆蓋發光晶片122，且第一遮光層124配置在封裝膠123上。換句話說，在本實施例的發光單元120中，封裝膠123位於第一遮光 層124以及發光晶片122之間。

本實施例的發光晶片122可包括例如是發光二極體晶片，例如為覆晶式(flip chip)發光二極體晶片，但本發明並不限於此，在其他實施例中更可以依照需求包括其他種類的固態光源。

本實施例的封裝膠123例如可以包括透光樹脂以及螢光粉(phosphor)，其中螢光粉是用以提供波長轉換的功能，但本發明不限於此。

本實施例的第一遮光層124用以吸收或反射來自發光晶片122的光，其例如可以是透光率小於15%的白色層，但本發明不限於此。在其他實施例中，第一遮光層124亦可以包括霧化層(haze layer)、布拉格反射鏡(Distributed Bragg Reflector,DBR)、或是用以降低穿透率的微結構。以下會再參照其他圖式進一步說明本實施例中的發光單元120。

在本實施例的發光單元120中，封裝膠123可以傳遞發光晶片122發出的光。封裝膠123所傳遞的光部分可以直接發出，另一部分會到達第一遮光層124，且第一遮光層124會吸收這部分光或將這部分光反射回封裝膠123。在本實施例中，第一遮光層124位於發光單元120的頂部區域，封裝膠123所傳遞的部分光可以直接自發光單元120的側邊區域發出，因此自側邊區域發出的光強度可以高於自頂部區域發出的光強度。

本實施例的封裝膠123呈一立方體，例如具有四個側面123S，且這些側面123S各自朝向容置孔112的內壁113， 但本發明不在此限。於其他實施例中，封裝膠123也可為圓柱體或為其他多角柱體之外型。

在本發明第一實施例中，容置孔112的內壁113例如為光滑表面，其用以接收來自發光單元120的光L1，但本發明不限於此。在本發明的其他實施例中，容置孔112的內壁113也可以視需求調整為粗糙表面或是帶有微結構的表面。

請一併參照第1C圖以及第1E圖，其中第1E圖是根據第1C圖中區域V3所繪之局部放大示意圖。詳細而言，在本實施例的二次透鏡110中，第一結構115配置於出光面114，其用以調整出光面114的光穿透以及反射特性。舉例而言，第一結構115可以反射直接來自發光單元120並穿透容置孔112的光L1，同時還可以讓來自底面116的反射光穿透，但本發明不限於此。

舉例而言，本實施例的發光元件100實質上可以自出光面114提供光，且在二次透鏡110中，第一結構115可以反射直接來自容置孔112的部分光L1(亦即於出光面114的入射角較大的光L1)，使出光面114中鄰近容置孔112的區域不會具有太大的亮度。

再舉例而言，請參照第1B圖，在本發明第一實施例中，第一結構115可以是在出光面114上透過車削的方式形成的同心圓結構，但本發明不限於此。在其他實施例中，出光面上的第一結構更可以視需求調整為不規則分布的雷射網點、規則分布的雷射網點或是沿著一方向排列的微結構。需要特別說明的是，為了清楚標示各元件的位置及相對關係，於第 1A圖以及以下實施例所參照的圖式中省略繪示了部分結構的線條，此處僅繪示於局部放大圖式中，其並非用以限定本發明，且本發明所屬領域中具有通常知識者在本發明的其他實施例中可以依照需求配置上述第一結構115於二次透鏡110的出光面114上的適當位置。

請一併參照第1C圖以及第1F圖，其中第1F圖是根據第1C圖中區域V4所繪之局部放大示意圖。另一方面，在本發明的第一實施例中，二次透鏡110更包括第二結構117。詳細而言，在本實施例的二次透鏡110中，第二結構117配置於底面116，其用以反射在二次透鏡110內傳遞的光。

舉例而言，自容置孔112進入的光中，一部分光(此處以光L2為例)經由底面116的第二結構117以及出光面114的第一結構115反射，使光L2可以在二次透鏡110中傳遞後再自出光面114發出。出光面114發出光L2的位置可以遠離容置孔112，使發光元件100自出光面114提供的光有均勻的強度。本發明實施例的二次透鏡的底面並不限於上述包括第二結構117的底面116，在本發明的其他實施例中，底面116也可以包括鏡面反射層或鏡面反射鍍膜。

在本發明的實施例中，發光單元以及二次透鏡之間具有良好的光耦合效果，可以提升發光元件的發光效率。詳細而言，請參照第1D圖，發光單元120具有一頂面125，頂面125相對二次透鏡110的底面116具有一垂直高度h1。再參照第1C圖，二次透鏡110具有一厚度h2，則垂直高度h1和厚度h2的比值落在0.5至1的範圍，因此發光單元120和二次透鏡110之間 透過容置孔112可以有良好的光耦合效果。同時，本實施例的二次透鏡110的厚度h2可以落在0.3公釐(millimeter,mm)至1公釐的範圍，因此適合應用在薄型化顯示裝置中。上述垂直高度h1以及厚度h2例如是各元件沿著發光單元120的底面126之法線方向上的高度或厚度，但上述數值及參數僅作為示例說明實施例的詳細特徵，本發明並不限於此。

由上述可知，本發明第一實施例所提出的發光元件100可以降低整體厚度，同時還可以提升光的耦合，進而提供有效率的發光效果。

另一方面，本發明實施例所提出的發光元件還可以提供一種有效率的發光模組製作方法。請參照第2A圖，第2A圖是本發明第一實施例的發光模組的俯視圖。在本發明的第一實施例中，發光模組1000可以包括多個上述的發光元件100(此處以六個為例)，每個發光元件100都包含二次透鏡110以及發光單元120，其中這些二次透鏡110的出光面114實質上共平面。

舉例而言，在本發明第一實施例中，這些二次透鏡110的出光面114實質上都沿著一參考平面P1排列，且這些二次透鏡110在平行於參考平面P1的剖面的輪廓都為四邊形。所述參考平面P1實質上平行於發光單元120所設置的平面。本實施例中，藉由讓各發光元件100的這些側面118的其中之一與相鄰的另一發光元件100的這些側面118的其中之一鄰接設置，發光模組1000中這些發光元件100的排列密度較高。

需要說明的是，本發明實施例中二次透鏡在平行於 如上述參考平面P1的剖面的輪廓並不限於上述的四邊形，在其他實施例中更可以是三角形或其他多邊形，以下還會參照其他實施例進一步說明。

另一方面，請參照第2A圖，在本發明第一實施例中，二次透鏡110中的容置孔112在參考平面P1的投影區域實質上具有圓形或橢圓形的輪廓，因此具有較佳的收光效率。同時，在本實施例中，容置孔112內壁和發光單元120之間的距離可以是接近0.05公釐的距離，因此可以提供良好的光耦合效果。

本發明實施例的發光模組並不限於以直接接觸的方式配置這些發光元件。第2B圖是本發明其他實施例的發光模組的俯視圖。請參照第2B圖，在本發明的其他實施例中，發光模組1000A一樣類似上述發光模組1000包括多個發光元件100，且這些發光元件100之間還具有斷光空間A1，亦即這些發光元件100彼此間隔排列。因此，藉由對齊這些發光元件100的二次透鏡110，本實施例提供了一個簡單的安裝發光模組1000A的方法，同時又還能限定每個發光元件100在發光模組1000A中的點亮區域，使發光模組1000A應用在一背光模組中時可以進一步提供區域點亮(Local dimming)的功能。

請參照第2C圖，第2C圖是本發明第一實施例的背光模組的剖視圖。背光模組1100包括上述的發光模組1000以及光學膜片1001。光學膜片1001配置在這些發光元件100的二次透鏡110的出光面114上，用以接收這些發光元件100發出的照明光。

在本實施例中，光學膜片1001例如是擴散板(diffusor)，但本發明不限於此。在其他實施例中光學膜片1001更可以視需求搭配其他適當的光學片，更可以視需求調整數量以及厚度。

藉由上述的發光模組1000中的這些發光元件100，本發明第一實施例中的背光模組1100可以具有較低的光學距離OD，亦即設置上述發光單元120的位置和光學膜片1001之間的距離可以進一步降低，因此本實施例的背光模組1100可以應用在薄型化顯示裝置中。同時，由於發光元件100具由良好的光耦合效果，本實施例的背光模組1100可以提供良好的背光效率，更可以藉由發光元件100來控制區域點亮的功能。

本發明所提出的實施例中的發光元件還可以進一步調整出光的分布。請參照第3A圖，第3A圖是根據本發明第二實施例的發光元件所繪示之立體示意圖及局部放大圖。本發明第二實施例的發光元件200類似上述第一實施例的發光元件100，其包括二次透鏡210以及發光單元220，二次透鏡210包括出光面214、底面216以及側面218，二次透鏡210還包括貫穿二次透鏡210的容置孔(未繪示於第3A圖)。在本實施例中，發光元件200還包括第二遮光層230，配置於部分發光單元220以及部分二次透鏡210上方。

請參照第3B圖，第3B圖是根據第3A圖中區域V5所繪之局部放大示意圖。本實施例的第二遮光層230配置於發光單元220的第一遮光層224以及二次透鏡210的出光面214 上。具體而言，第二遮光層230的分布區域位於發光單元220的第一遮光層224的周圍以及出光面214中鄰近發光單元220的部分。在本實施例中，第二遮光層230對應第一遮光層224的位置具有開口231以露出部分第一遮光層224。由於第二遮光層230可以覆蓋發光單元220以及二次透鏡210的容置孔(未繪示於第3A圖)之間的區域，因此可以進一步降低此區域的照光強度，藉以維持均勻的發光效果，但本發明不在此限。於其他實施例中，第二遮光層230也可不具開口231，而是藉由調整第二遮光層230整體或局部位置的穿透率及反射率來達到發光元件200均勻發光之效果。

請一併參照第3C圖以及第3D圖，其中第3C圖是第3A圖中沿著剖面線I2繪示之本發明第二實施例的剖面圖，第3D圖是根據第3C圖中區域V6所繪之局部放大示意圖。詳細而言，本實施例的第二遮光層230包括吸光面232以及反射面234，其中吸光面232位於遠離發光單元220的一側；反射面234位於朝向發光單元220的一側。具體而言，吸光面232例如為黑色表面；反射面234例如為白色表面，且第二遮光層230例如是以黏貼的方式配置於二次透鏡210以及發光單元220上，但本發明不限於此。於其他實施例中，反射面234也可為灰色表面。於某些實施例中，反射面234上更可具有微型佈點，或是具有面積佔比可調整之調節圖案。

在本實施例中，發光單元220配置於容置孔212，其中發光單元220包括基板221、發光晶片222、封裝膠223以及第一遮光層224。發光晶片222設置在基板221上，封裝膠223 連接於第一遮光層224以及發光晶片222之間並實質上包圍發光晶片222的四周以及上表面。第二遮光層230設置於第一遮光層224上且第二遮光層230的反射面234朝向第一遮光層224的頂面225；吸光面232背向第一遮光層224的頂面225，進而調整鄰近頂面225區域的光強度。

請一併參照第3C圖以及第3E圖，其中第3E圖是根據第3C圖中區域V7所繪之局部放大示意圖。另一方面，在本發明的第二實施例中，二次透鏡210的側面218上還具有第三止光結構219。在本實施例中，第三止光結構219例如包括多個逐漸向二次透鏡210的中心靠近的微結構，但本發明不限於此。在其他實施例中，第三止光結構219也可以是斜面結構或其他適於阻擋光自側面218發出的微結構。

需要特別說明的是，在本發明的其他實施例中，上述第三止光結構219以及第二遮光層230的特徵並不限於同時出現。在其他實施例中二次透鏡更可以視需求調整第二遮光層的配置，亦可以在其他實施例中視需求在側面設置局部區域或全部區域的第三止光結構。

本發明的實施例中，發光元件並不限於利用上述第三止光結構219調整照明的區域。請參照第4A圖，第4A圖是根據本發明第三實施例的發光元件所繪示之立體示意圖。另一方面，在本發明的第三實施例中，發光元件300包括二次透鏡310以及配置於二次透鏡310的容置孔312中的發光單元320，二次透鏡310包括多個第一止光結構319。這些第一止光結構319分別配置於二次透鏡310的這些側面318。

本實施例的二次透鏡310包括彼此相對的出光面314以及底面316，以及連接出光面314和底面316的側面318。在本實施例的二次透鏡310中，每個側面318上的第一止光結構319具有凹陷部319B，凹陷部319B例如相對位於凸起部319A之間，第一止光結構319適於避免二次透鏡310和另一發光元件300的二次透鏡310之間的光通過側面318傳遞。

換句話說，本實施例的第一止光結構319在二次透鏡310的側區域例如形成齒狀結構，且齒狀結構的齒頂面(top land，亦即凸起部319A的頂面)適於與另一發光元件300之二次透鏡310中的齒頂面相抵，使兩個二次透鏡310的齒槽(亦即凹陷部319B)共同形成至少一空間。

具體而言，本實施例的二次透鏡310與另一二次透鏡310彼此直接接觸時可以形成空氣間隔來避免光在這些二次透鏡310之間透過側面318傳遞，以在一背光模組中提供一個良好的區域點亮效果。

換句話說，藉由第一止光結構319，本實施例的二次透鏡310與另一發光元件300的二次透鏡310組合時，部分側面318會直接接觸，還可以藉由形成空隙的第一止光結構319控制每個發光元件300的照明區域。需要特別說明的是，本發明實施例並不限於第一止光結構319中凸起部319A的數量。在其他實施例中，第一止光結構319可以包含更多個凸起部319A以及多個位於該些凸起部319A之間的凹陷部319B。

請參照第4B圖，第4B圖是本發明第三實施例中發光模組的俯視圖。在本發明的第三實施例中，發光模組3000 包括多個發光元件300(此處以六個為例)，每個發光元件300都包含二次透鏡310以及發光單元320，其中這些二次透鏡310的出光面314實質上共平面。

在本實施例中，第一止光結構319配置於側面318，且在每兩個相鄰的二次透鏡310之間，這些第一止光結構319共同形成斷光空間A2，藉以控制每個發光元件300在發光模組3000中的照明區域，使應用此發光模組3000的背光模組可以提供良好的區域點亮功能。

舉例而言，在本實施例的發光模組3000中，發光元件300的二次透鏡310中的這些第一止光結構319的凹陷部319B實質上自二次透鏡310的側面318內陷的深度w落在0.5公釐至1公釐的範圍，以提供良好的光控制效果，但本發明不限於此。在本實施例中，這些二次透鏡310可為單獨製作後再行拼接組裝，但本發明不在此限。在其他實施例中，可以一體成形製成這些二次透鏡310，其中這些二次透鏡310彼此連接，可節省個別組裝定位之步驟。

本發明實施例中，二次透鏡中容置孔的數量並不限於上述實施例中二次透鏡的容置孔數量。請參照第4C圖，第4C圖是本發明第四實施例中發光元件的俯視圖。在本發明的第四實施例中，發光元件400包括二次透鏡410，且二次透鏡410具有多個容置孔412。發光元件400還包括多個發光單元420，每個發光單元420各自容置於這些容置孔412的其中之一。換句話說，本實施例的二次透鏡410可以同時決定多個(此處以六個為例)發光單元420的位置，提供了更有效率的安裝 方式。

另一方面，本實施例的發光元件400還包括多個第一止光結構419A，這些第一止光結構419A配置於二次透鏡410的這些側面418，以減少光自二次透鏡410的側面418傳遞。

本實施例的發光元件400還可以進一步控制這些發光單元420各自的照明區域。請參照第4C圖，在本實施例中，二次透鏡410還包括多個第二止光結構419B。這些第二止光結構419B分別配置於這些容置孔412之間，且第二止光結構419B貫通二次透鏡410。舉例而言，第二止光結構419B具有第二止光面419BS，其中第二止光面419BS連接二次透鏡410的出光面414與底面(未繪示於第4C圖)。換句話說，第二止光結構419B類似於容置孔412，其貫通二次透鏡410以控制這些發光單元420之間的光傳遞路徑，藉以在發光元件400中提供良好的區域點亮效果。

本發明實施例的第二止光結構並不限於上述的第二止光結構419B。具體而言，在本發明的第四實施例中，第二止光結構419B所形成的空間中實質上為空氣，但本發明的實施例可以進一步填充其他材料在第二止光結構419B所形成的空間中。請參照第4D圖，第4D圖是本發明其他實施例中發光元件的俯視圖。在本實施例中，發光元件400A的二次透鏡410A類似上述二次透鏡410包含配置在側面418的第一止光結構419A。本實施例的發光元件400A的第二止光結構419C實質上還容置止光材料50，其中止光材料50例如是白色材料或黑色材料，本發明並不限於此。簡而言之，本實施例的發光 元件400A可以視需求藉由不同吸光效果或是反射效果的止光材料50來進一步調整發光元件400A中各個發光單元420的發光效果。

如上述，本發明實施例的發光元件在平行於發光單元所設置的平面上的投影區域可以具有四邊形的輪廓，但本發明並不限於此。請參照第5A圖，第5A圖是本發明第五實施例中發光模組的俯視圖。在本發明的第五實施例中，發光模組5000包括多個發光元件500(此處以7個為例)。每個發光元件500包括二次透鏡510以及發光單元520，其中二次透鏡510在發光單元520的配置平面上的投影區域具有六邊形的輪廓，亦即在出光面514所在的平面上的投影區域具有六邊形的輪廓。藉由本實施例的這種二次透鏡510，發光模組5000可以提供六角形、圓形區域的照明，可以應用至各種不同型態的顯示裝置。同時，藉由二次透鏡510彼此可以直接接觸，發光元件500也提供了一種輕易組裝發光模組5000的方法。

請參照第5B圖，第5B圖是本發明其他實施例中發光模組的俯視圖。在本發明的其他實施例中，類似於上述第五實施例的發光模組5000A中的每個二次透鏡510A還可以具有第一止光結構519形成於側面518，藉以使發光模組5000A中的發光元件500A可以提供適當的區域點亮效果。

第6A、6B圖是一比較例中發光單元的亮度分布圖，其中第6A圖是正視發光單元時縱向方向的亮度分布圖；第6B圖是正視發光單元時橫向方向的亮度分布圖，其中橫軸為公釐；縱軸為勒克斯(Lux)。第6C、6D圖是本發明第一 實施例的發光元件的亮度分布圖，其中第6C圖是正視發光單元時縱向方向的亮度分布圖；第6D圖是正視發光單元時橫向方向的亮度分布圖，其中橫軸為公釐；縱軸為勒克斯。以第6A圖相較第6C圖；以第6B圖相較第6D圖，由此可知，本發明第一實施例的發光元件100不但可以降低厚度，還可以提供均勻的亮度分布。

綜上所述，本發明實施例所提出的發光元件可以藉由二次透鏡以及配置於其容置孔中的發光單元，在降低整體厚度的同時提供具有良好亮度分布的照明效果，同時藉由良好的光耦合效果提供有效率的照明。本發明實施例所提出的發光模組可以提供均勻的照明效果，且本發明實施例所提出的背光模組因為包括上述發光模組，可以降低整體厚度，同時提供良好的面光源。

I1‧‧‧剖面線

V1‧‧‧區域

100‧‧‧發光元件

110‧‧‧二次透鏡

112‧‧‧容置孔

114‧‧‧出光面

116‧‧‧底面

118‧‧‧側面

120‧‧‧發光單元

Claims (13)

1. 一種發光元件，包括：一二次透鏡，包括：一出光面；一底面，與該出光面相對；多個側面，分別連接該出光面以及該底面；以及一容置孔，貫穿該二次透鏡；一發光單元，包括：一發光晶片；一封裝膠，覆蓋該發光晶片；以及一第一遮光層，配置於該封裝膠上；以及一第二遮光層，配置於該第一遮光層以及該出光面上；其中，該至少一容置孔內容置該發光單元。
2. 如申請專利範圍第1項所述之發光元件，其中該第二遮光層對應該第一遮光層的位置具有開口以露出部分該第一遮光層。
3. 如申請專利範圍第1項所述之發光元件，其中該第二遮光層包括：一反射面，位於朝向該發光單元的一側；以及一吸光面，位於遠離該發光單元的一側。
4. 如申請專利範圍第1項所述之發光元件，其中該容置孔的內壁的表面為光滑表面或粗糙表面。
5. 如申請專利範圍第1項所述之發光元件，其中該二次透鏡更包括一第一結構，配置於該出光面。
6. 如申請專利範圍第1項所述之發光元件，其中該二次透鏡更包括一第二結構，配置於該底面。
7. 如申請專利範圍第1項所述之發光元件，其中該二次透鏡包括多個第一止光結構，分別配置於該二次透鏡的該些側面，且每個該第一止光結構包括至少一凹陷部，該至少一凹陷部自該側面向該容置孔凹陷。
8. 如申請專利範圍第1項所述之發光元件，其中該二次透鏡包括多個容置孔，且該二次透鏡更包括多個第二止光結構，該些第二止光結構分別配置於該些容置孔之間，且該些第二止光結構貫穿該二次透鏡。
9. 如申請專利範圍第8項所述之發光元件，其中該二次透鏡的該些側面的至少一面上具有一第三止光結構。
10. 如申請專利範圍第1項所述之發光元件，其中該發光單元具有一頂面，該頂面相對於該二次透鏡的底面具有一垂直高度，該二次透鏡具有一厚度，該垂直高度與該厚度的比值為0.5至1。
11. 一種發光模組，包括：多個如申請專利範圍第1至10項中任一項所述之發光元件，其中該些二次透鏡的該些出光面實質上共平面。
12. 如申請專利範圍第11項所述之發光模組，其中各該發光元件的該些側面的其中之一與相鄰之另一該發光元件的該些側面的其中之一直接接觸。
13. 一種背光模組，包括：如申請專利範圍第11或12項的其中之一所述之發光模組；以及一光學膜片，配置於該些發光元件的該二次透鏡的該出光面上，用以接收該些發光元件發出的照明光。

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