本实用新型专利技术涉及光学元件、光源模组与显示装置，该光学元件包括相位绕射光栅与振幅绕射光栅。相位绕射光栅包括中央凹部与多个环形台阶。这些环形台阶围绕中央凹部。中央凹部与这些环形台阶形成凹槽，其中光源设置在凹槽内，并朝向光学元件发出光线。各个环形台阶具有台阶面。各个台阶面包括多个呈同心圆状排列的环形微结构。至少一个环形台阶的各个环形微结构的宽度小于或等于光线的四分之一波长。振幅绕射光栅包括中央凸部与多个环形部。中央凸部对准中央凹部。这些环形部围绕中央凸部。这些环形部围绕中央凸部。这些环形部围绕中央凸部。
【技术实现步骤摘要】
光学元件、光源模组与显示装置
[0001]本技术涉及光学元件、光源模组与显示装置，且特别是涉及可促使光线均匀出射的光学元件以及包括此光学元件的光源模组与显示装置。
技术介绍
[0002]目前，已存在采用发光二极管(Light Emitting Diode，LED)作为光源的显示器。这种显示器通常需要配备光均匀化元件，例如扩散片(diffuser)，来均匀化光线，以使这些发光二极管(LED)所发出的光线可以均匀出射。因此，许多业者致力于研究改善不同光学原理的光均匀化元件，以达到出光均匀化的效果，进而提升显示器的影像质量。
技术实现思路
[0003]因此，本技术的一个目的在于提供一种光学元件，其入光面与出光面应用近场光绕射原理而达到出光均匀化的效果。
[0004]本技术至少一个实施例提供一种光学元件，其利用近场绕射来均匀化光线。
[0005]本技术至少一个实施例提供一种光源模组，其包括上述光学元件。
[0006]本技术至少一个实施例提供一种显示装置，其包括上述光源模组。
[0007]本技术至少一个实施例所提供的光学元件具有入光面以及相对于入光面的出光面，其中至少一个光源适于朝向入光面发出光线。光学元件包括至少一个相位绕射光栅与至少一个振幅绕射光栅。相位绕射光栅包括中央凹部与多个环形台阶。这些环形台阶围绕中央凹部，并呈同心圆状排列。中央凹部与这些环形台阶形成入光面。入光面定义凹槽，并且为此凹槽的内表面，其中各个环形台阶具有第一台阶面。各个第一台阶面包括多个呈同心圆状排列的环形微结构。至少一个环形台阶上的各个环形微结构的宽度小于或等于光线的四分之一波长。振幅绕射光栅包括中央凸部与多个环形部。中央凸部对准中央凹部。这些环形部围绕中央凸部，并呈同心圆状排列。中央凸部与这些环形部形成出光面。
[0008]在本技术至少一个实施例中，上述振幅绕射光栅在入光面上垂直投影出投影区域，而相位绕射光栅完全位在投影区域内。
[0009]在本技术至少一个实施例中，各个环形部的宽度小于或等于光线的波长。
[0010]在本技术至少一个实施例中，上述光源具有顶面。上述环形台阶高于光源的顶面的环形台阶属于第一群组，其中第一群组中的各个第一台阶面与光源的顶面之间具有第一夹角。第一群组中的第一夹角从中央凹部朝向远离中央凹部的方向而递减。
[0011]在本技术至少一个实施例中，上述环形台阶低于光源的顶面的环形台阶属于第二群组，其中第二群组中的各个第一台阶面与光源的顶面之间具有第二夹角。第二群组中的第二夹角从中央凹部朝向远离中央凹部的方向而递增。
[0012]在本技术至少一个实施例中，上述中央凸部与这些环形部形成凹槽。
[0013]在本技术至少一个实施例中，上述光学元件更具有表面，其中入光面凹设于表面，且出光面相对于表面。各个环形部具有第二台阶面，而各个第二台阶面与表面之间的
垂直距离从中央凸部朝向远离中央凸部的方向而递减。
[0014]在本技术至少一个实施例中，这些环形台阶的宽度彼此相等。
[0015]在本技术至少一个实施例中，同一个第一台阶面中的这些环形微结构的宽度彼此相等。
[0016]在本技术至少一个实施例中，这些环形部的宽度彼此相等。
[0017]在本技术至少一个实施例中，上述中央凹部的底部至光源的顶面之间的垂直距离小于4毫米。
[0018]在本技术至少一个实施例中，上述光学元件更包括入光层、出光层与中央层。入光层具有入光面，其中相位绕射光栅凹设于入光层。出光层具有出光面，其中振幅绕射光栅形成于出光层。中央层配置在入光层与出光层之间。
[0019]在本技术至少一个实施例中，上述中央层的折射率小于入光层的折射率或出光层的折射率。
[0020]本技术另一实施例所提供的光源模组包括上述光学元件与发光组件，其中发光组件包括至少一个光源，而光源设置于由入光面所定义的凹槽内。
[0021]在本技术至少一个实施例中，上述光源为单色光源(monochromatic light source)。
[0022]在本技术至少一个实施例中，上述光源所发出的光线的波长介于400奈米至500奈米之间，而各个环形微结构的宽度介于100奈米至125奈米之间。
[0023]在本技术至少一个实施例中，上述光源具有光轴，而彼此对准的中央凸部与中央凹部同轴(coaxial)，其中中央凹部的中心轴与光轴重合。
[0024]本技术另一实施例所提供的显示装置包括光源模组与显示面板，其中显示面板相对于光源模组而设置。
[0025]基于上述，由于至少一个环形台阶上的各个环形微结构的宽度小于或等于光源所发出的光线的四分之一波长，因此相位绕射光栅能对此光线产生近场绕射，以分散光线。振幅绕射光栅能将上述被分散的光线准直(collimating)，以使光线均匀地出射，由此光源模组能适合应用于显示器，以提升显示器的影像质量。
附图说明
[0026]为了更完整地了解实施例及其优点，现在参照附图做出下列描述，其中：
[0027]图1A是本技术至少一个实施例的光源模组的立体示意图；
[0028]图1B是沿图1A中的线1B
‑
1B所剖切的剖面示意图；
[0029]图1C是图1B中的光源模组的局部放大示意图；
[0030]图1D是图1A中的光学元件在其入光面的局部立体示意图；
[0031]图1E是图1C中的光源模组的局部放大示意图；
[0032]图2A是本技术至少一个实施例的光源模组的仰视示意图；
[0033]图2B是图2A中的光源模组的俯视示意图；
[0034]图2C是图2A中的光源模组的剖面示意图；以及
[0035]图3是本技术至少一个实施例的显示装置的示意图。
具体实施方式
[0036]在下文中，为了清楚地呈现本技术的技术特征，附图中的元件(例如层、膜、基板以及区域等)的尺寸(例如长度、宽度、厚度与深度)会以不等比例的方式放大，且有的元件数量会减少。因此，下文实施例的说明与解释不受限于附图中的元件数量以及元件所呈现的尺寸与形状，而应涵盖如实际制程及/或公差所导致的尺寸、形状以及两者的偏差。例如，附图所示的平坦表面可具有粗糙及/或非线性的特征，而附图所示的角可以被圆角化。所以，本技术的附图所呈示的元件主要用于示意，并非旨在精准地描绘出元件的实际形状，也非用于限制本技术的申请专利范围。
[0037]其次，本文中所出现的「约」、「近似」或「实质上」等这类用语不仅涵盖明确记载的数值与数值范围，而且也涵盖本技术所属
的普通技术人员所能理解的可允许偏差范围，其中此偏差范围可由测量时所产生的误差来决定，而此误差例如是起因于测量系统或制程条件两者的限制。此外，「约」可表示在上述数值的一个或多个标准偏差内，例如<本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种光学元件，具有入光面以及相对于所述入光面的出光面，而至少一个光源适于朝向所述入光面发出光线，其特征在于，所述光学元件包括：至少一个相位绕射光栅，其包括：中央凹部；及多个环形台阶，其围绕所述中央凹部，并呈同心圆状排列，所述中央凹部与所述多个环形台阶形成所述入光面，所述入光面定义凹槽，并且为所述凹槽的内表面，其中各所述环形台阶具有第一台阶面，各所述第一台阶面包括呈同心圆状排列的多个环形微结构，至少一个环形台阶上的各所述环形微结构的宽度小于或等于所述光线的四分之一波长；以及至少一个振幅绕射光栅，其包括：中央凸部，其对准所述中央凹部；及多个环形部，其围绕所述中央凸部，并呈同心圆状排列，所述中央凸部与所述多个环形部形成所述出光面。2.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述至少一个振幅绕射光栅在所述入光面上垂直投影出投影区域，而所述至少一个相位绕射光栅完全位在所述投影区域内。3.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，各所述环形部的宽度小于或等于所述光线的波长。4.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述至少一个光源具有顶面，所述多个环形台阶中高于所述光源的顶面的所述环形台阶属于第一群组，所述第一群组中的各所述第一台阶面与所述光源的顶面之间具有第一夹角，所述第一群组中的所述第一夹角从所述中央凹部朝向远离所述中央凹部的方向而递减。5.根据权利要求4所述的光学元件，其特征在于，所述多个环形台阶中低于所述光源的顶面的所述环形台阶属于第二群组，所述第二群组中的各所述第一台阶面与所述光源的顶面之间具有第二夹角，所述第二群组中的所述第二夹角从所述中央凹部朝向远离所述中央...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭育豪，林忆珊，叶静洁，
申请(专利权)人：瑞仪光电股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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