CN100465733C - 发光模块与面光源装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种发光模块，其包括一光源组以及一导光件。光源组适于提供一光线，而导光件配置于光源组上方。其中，导光件具有相对的一顶面与一光入射面以及相对的一第一反射面与一光出射面，其分别连接于顶面与光入射面之间。顶面具有一第一凹陷，且第一凹陷的表面是一第二反射面，其适于反射光线。此外，被第二反射面反射的光线的一部分经由第一反射面的反射而自光出射面出射，另一部分的光线直接自光出射面出射。另外，本发明提出一种具有此发光模块的面光源装置。

Description

发光模块与面光源装置

技术领域

本发明涉及一种发光模块，特别是涉及一种发光二极管(Light EmittingDiode，LED)的发光模块与应用此发光模块的面光源装置。

背景技术

近几年来，由于发光二极管的发光效率不断提高，使得发光二极管在某些领域已渐渐取代日光灯与白热灯泡，例如以发光二极管作为液晶显示器的背光源。

请参照图1A与图1B，其是美国第6,598,998号专利所揭示的现有发光模块100，包括一导光件110与多个侧向发光的发光二极管封装结构120。导光件110具有多个贯孔(through hole)112，而发光二极管封装结构120嵌入这些贯孔112中。此外，各发光二极管封装结构120包括一承载器122、一发光二极管芯片124以及一透镜部126，而发光二极管芯片124配置于承载器122上，且透镜部126包覆发光二极管芯片124。

承上述，发光二极管芯片124适于发出一光线，而透镜部126具有一反射面126a与多个折射面126b，且发光二极管芯片124所发出的光线经由反射面126a的反射以及折射面126b的折射而自透镜部126的侧边出射，并入射导光件110(如光线50所示)。之后，光线50在导光件110中经由多次全反射后会从导光件110的光出射面(未绘示)均匀地射出。

在现有技术中，导光件110未对光线50的行进方向作良好的导引，且光线50在导光件110中多次全反射，以致于发光效率不佳。此外，单一侧向发光的发光二极管封装结构120仅能发出单一波长的光线，所以需通过不同发光二极管封装结构120提供不同波长的光线，以混成白光，但此作法较耗费成本，且需较大的混光空间，导致现有发光模块100的体积较为庞大。另外，由于侧向发光的发光二极管封装结构120的购置成本较高，导致现有发光模块100的生产成本较高。

发明内容

本发明的目的就是在提供一种发光模块，其具有较高的发光效率。

本发明的另一目的是提供一种面光源装置，以提供强度较高的面光源。

基于上述与其它目的，本发明提出一种发光模块，其包括一光源组以及一导光件。光源组适于提供一光线，而导光件配置于光源组上方。其中，导光件具有相对的一顶面与一光入射面以及相对的一第一反射面与一光出射面，其分别连接于顶面与光入射面之间。顶面具有一第一凹陷，且第一凹陷的表面为一第二反射面，其适于反射光线。此外，被第二反射面反射的光线的一部分经由第一反射面的反射而自光出射面出射，另一部分的光线直接自光出射面出射。

上述的发光模块中，光源组例如包括一承载器、至少一发光二极管芯片以及一封装胶体。发光二极管芯片配置于承载器上，此发光二极管芯片适于提供上述的光线，而封装胶体包覆发光二极管芯片。

上述的发光模块中，第一凹陷例如为一锥形凹陷。

上述的发光模块中，导光件例如更具有一反射膜，位于第一凹陷的表面上。

上述的发光模块中，第一反射面的两端例如与光出射面的两端相连。

上述的发光模块中，导光件例如更具有一反射膜，位于第一反射面上。

上述的发光模块中，导光件例如更具有多个微结构，位于第一反射面及/或第二反射面上或光出射面上。

上述的发光模块中，导光件的光入射面例如具有一第二凹陷，与第一凹陷相对，而光源组嵌入第二凹陷中。

上述的发光模块中，第一凹陷使光源组的光线自第二反射面反射后沿着平行于光入射面的方向传递自光出射面出射或传递至第一反射面，自第一反射面反射的光线沿着垂直于导光件的光出射面的方向前进，最后垂直穿透该光出射面射出。

本发明另提出一种面光源装置，其包括一导光板以及多个上述的发光模块。发光模块配置于导光板旁，且自各发光模块的导光件的光出射面出射的光线入射导光板。

上述的面光源装置中，发光模块例如配置于导光板相对的两侧边。

上述的面光源装置中，导光件与导光板例如为一体成型。

本发明的发光模块中，导光件的第二反射面可将光源组所提供的光线的一部分直接反射至光出射面，并将另一部分光线反射至第一反射面，且经由第一反射面将其反射至光出射面。由于导光件的导光效果良好，且可减少光线在导光件中全反射的次数，所以可提高发光效率，使得应用此种发光模块的面光源装置可提供强度较高的面光源。

附图说明

图1A为现有一种发光二极管的发光模块的局部立体图；

图1B为现有发光模块的剖面示意图；

图2为本发明第一实施例的发光模块的立体图；

图3A为图2的发光模块的上视图；

图3B为图2的发光模块的结构剖视图；

图4为本发明第二实施例的发光模块的结构剖视图；

图5为本发明单边式面光源装置的上视图；

图6为本发明双边式面光源装置的上视图。

主要元件符号说明

50、211:光线

100、200、200’:发光模块

110、220、220’:导光件

112:贯孔

120:发光二极管封装结构

122:承载器

124:发光二极管芯片

126:透镜部

126a:反射面

126b:折射面

210:光源组

212:承载器

214:发光二极管芯片

216:封装胶体

221:第一凹陷

222:顶面

223:第二反射面

224:光入射面

226:第一反射面

228:光出射面

229:第二凹陷

具体实施方式

有关本发明为达到上述目的，所采用和技术手段及其余功效，兹举较佳实施例，并配合图式加以说明如下:

第一实施例

请参照图2、图3A与图3B，图2为本发明第一实施例的发光模块的立体图，图3A为上视图，图3B为结构剖面图。本发明第一实施例的发光模块200包括一光源组210以及一导光件220。光源组210适于提供一光线211，而导光件220配置于光源组210上方。其中，导光件220具有相对之一顶面222与一光入射面224以及相对的一第一反射面226与一光出射面228，而第一反射面226与一光出射面228分别连接于顶面222与光入射面224之间，第一反射面226的两端例如是与光出射面228的两端相连。顶面222具有一第一凹陷221，且第一凹陷221的表面为一第二反射面223，其适于反射光线211。

上述的发光模块200中，光源组210例如包括一承载器212、一发光二极管芯片214以及一封装胶体216。发光二极管芯片214配置于承载器212上，此发光二极管芯片214适于提供上述的光线211，而封装胶体216包覆发光二极管芯片214。值得注意的是，在本实施例中光源组210的发光二极管芯片214的数量也可为多个。

承上述，发光二极管芯片214所发出的光线211会经由光入射面224入射导光件220，且被第二反射面223反射。接着，被第二反射面223反射的光线211的一部分会被反射至第一反射面226，且经由第一反射面226的反射而自光出射面228出射，而另一部分的光线211直接自光出射面228出射。

在本实施例中，第一凹陷221例如为一锥形凹陷，以使光线211自第二反射面223反射后沿着大致上平行于光入射面224的方向传递，进而减少光线211在顶面222与光入射面224之间全反射的次数，甚至不需经过全反射即可直接自光出射面228出射或传递至第一反射面226。其中，较佳的实施例是在第二反射面223进行一次全反射后，光线211行进方向改为水平方向，当光线211碰到第一反射面226时，反射光线211依然维持水平方向但垂直于导光件220出光面228的方向前进，最后垂直穿透光出射面228射出光线。

第二反射面223及第一反射面226的基本形状例如为抛物面，但也可为其它具有相似功能的表面，如球型表面或是由多个斜面所组成的表面及其它等效的线段及形状组合。而导光件220的光出射面228除了可为平面外，还可视需求改变为曲面。

在本实施例中可于导光件220的第一凹陷的表面上及/或第一反射面226上镀一层反射膜(未绘示)，以防止部分光线211穿透第二反射面223及/或第一反射面226射出。此外，为了使从光出射面228出射的光线211的光强度分布更为均匀，可于第一反射面226及/或光出射面228上布上多个微结构(未绘示)，以使光线211散射。微结构例如是小突球、圆球、菱形、角锥形等细微的结构。

基于上述，由于导光件220可对光线211作良好的导引，减少光线211于导光件220内全反射的次数，使得自光出射面228出射的光线211具有较高的强度，因此可提高发光模块200的发光效率。此外，相比较于现有技术所使用的侧向发光的发光二极管封装结构，在本实施例中可采用成本较低的朗伯型(lambertian)发光二极管封装结构作为光源组210，因此可降低整个发光模块200的生产成本。另外，由于单一光源组210的承载器212上可配置多个发光二极管芯片214，而这些发光二极管芯片214所发出的光线211可直接于封装胶体216及导光件220内进行混光，不需额外的混光空间，因此可降低发光模块200的体积。

第二实施例

请参照图4，本发明第二实施例的发光模块的结构剖面图。第二实施例的发光模块200’与上述的发光模块200相似，不同处在于发光模块200’的导光件220’的光入射面224具有一第二凹陷229，其与第一凹陷221相对，而光源组210嵌入第二凹陷229中，如此可方便光源组210与导光件220’的对位，减少组装时间。

第三实施例

本实施例是将上述第一实施例及第二实施例的发光模块200、200’应用于一面光源装置，面光源装置300包括一导光板310以及多个上述的发光模块200。发光模块200配置于导光板310的一侧边(如图5)或两侧边(如图6)，且从各发光模块200的导光件220的光出射面出射的光线211是入射导光板310，而导光板310适于将这些光线211转换成一亮度均匀的面光源。各发光模块200的导光件220可为分离的部件或是一体成型，而各发光模块200的导光件220与导光板310也可为分离的部件或是一体成型，当导光件220与导光板310一体成型时，可简化制作工艺且可减少光线穿透导光板310与导光件220间隙产生的亮度损失。

综上所述，本发明的发光模块与面光源装置至少具有下列优点:

1.由于导光件可对光线作良好的导引，减少光线于导光件内全反射的次数，使得自光出射面出射的光线具有较高的强度，因此本发明的发光模块具有较高的发光效率。

2.本发明的发光模块可采用成本较低的朗伯型发光二极管封装结构作为光源组，因此可降低生产成本。

3.单一光源组的承载器上可配置多个发光二极管芯片，且其所发出的光线可直接于封装胶体及导光件内进行混光，不需额外的混光空间，因此可降低发光模块的体积。

4.由于本发明的面光源装置使用发光效率较高的发光模块，因此可提供亮度较高的面光源。

虽然结合以上较佳实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作一些的更动与润饰，因此本发明的保护范围应以权利要求所界定的为准。

Claims (15)

1.一种发光模块，包括:

一光源组，适于提供一光线；以及

一导光件，配置于该光源组上方，该导光件具有相对的一顶面与一光入射面以及相对的一第一反射面与一光出射面，分别连接于该顶面与该光入射面之间，其中该顶面具有一第一凹陷，且该第一凹陷的表面为一第二反射面，其适于反射该光线，该第一凹陷使该光源组的光线自第二反射面反射后沿着平行于该光入射面的方向传递自该光出射面出射或传递至该第一反射面，该传递至该第一反射面的光线自该第一反射面反射而沿着垂直于该光出射面的方向前进，最后垂直穿透该光出射面射出。

2.如权利要求1所述的发光模块，其中该光源组包括:

一承载器；

至少一发光二极管芯片，配置于该承载器上，该发光二极管芯片适于提供该光线；以及

一封装胶体，包覆该发光二极管芯片。

3.如权利要求1所述的发光模块，其中该第一凹陷为一锥形凹陷。

4.如权利要求1所述的发光模块，其中该导光件更具有一反射膜，位于该第一凹陷的表面上。

5.如权利要求1所述的发光模块，其中该第一反射面的两端与该光出射面的两端相连。

6.如权利要求1所述的发光模块，其中该导光件更具有一反射膜，位于该第一反射面上。

7.如权利要求1所述的发光模块，其中该导光件的该光入射面具有一第二凹陷，与该第一凹陷相对，而该光源组嵌入该第二凹陷中。

8.如权利要求1所述的发光模块，其中该第二反射面及第一反射面为抛物面。

9.一种面光源装置，包括:

一导光板；以及

多个发光模块，配置于该导光板旁，各该发光模块包括:

一光源组，适于提供一光线；以及

一导光件，配置于该光源组上方，该导光件具有相对的一顶面与一光入射面以及相对的一第一反射面与一光出射面，分别连接于该顶面与该光入射面之间，其中该顶面具有一第一凹陷，且该第一凹陷的表面为一第二反射面，其适于反射该光线，该第一凹陷使该光源组的光线自第二反射面反射后沿着平行于该光入射面的方向传递自该光出射面出射或传递至该第一反射面，该传递至该第一反射面的光线自该第一反射面反射而沿着垂直于该光出射面的方向前进，最后垂直穿透该光出射面射出，自该光出射面出射的光线均入射该导光板。

10.如权利要求9所述的面光源装置，其中该些发光模块配置于该导光板相对的两侧边。

11.如权利要求9所述的面光源装置，其中各该光源组包括:

一承载器；

至少一发光二极管芯片，配置于该承载器上，该发光二极管芯片适于提供该光线；以及

一封装胶体，包覆该发光二极管芯片。

12.如权利要求9所述的面光源装置，其中该些导光件与该导光板为一体成型。

13.如权利要求9所述的面光源装置，其中各该第一凹陷为一锥形凹陷。

14.如权利要求9所述的面光源装置，其中各该导光件的该第一反射面的两端与该光出射面的两端相连。

15.如权利要求9所述的面光源装置，其中各该导光件的该光入射面具有一第二凹陷，与该第一凹陷相对，而各该光源组嵌入对应的该第二凹陷中。

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