CN104948949B - 发光模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种发光模块，包括电路板、光调整层、发光组件以及光学透镜，光调整层铺设于电路板表面，光调整层于电路板的光学调整区内具有第一厚度，且光调整层于光学调整区外具有第二厚度，其中第一厚度大于第二厚度。发光组件配置于电路板上，光学透镜位于电路板上并覆盖发光组件，且光学透镜位置对应于光学调整区。本发明的发光模块具有稳定性佳且可靠度高的光调整层，能够有效调整发光组件的光线路径、光量及/或光色。

Description

发光模块

技术领域

本发明有关于一种发光模块，且特别是有关于一种具有光调整层的发光模块。

背景技术

发光二极管(Light-Emitting Diode,LED)为常见的点光源，其具有高亮度、寿命长及省电等优点。然而，当LED应用在大面积的平面照明装置或直下式LED电视时，常需设置大量的LED，以满足照明的需求。此外，LED的发光波长与发光强度容易受LED的封装体影响，导致LED之间因发光波长或发光强度的差异造成发光模块的光色或出光量不均匀。

为了调整发光模块的光学效果，习知作法为在电路板上以双面胶贴附反射片，以增加光反射的效果。反射片设置于透镜的下方，其大小与各透镜面积大致上相同，用以调整由发光组件出光的光线路径及光量。然而，反射片的耐热性较差，在高温环境下使用容易剥离或造成双面胶的黏性变差，且太靠近LED而受热，容易产生变形或变质，影响其可靠度。

发明内容

因此，本发明提供一种发光模块，具有稳定性佳且可靠度高的光调整层，藉以调整发光组件的光线路径、光量及/或光色，以解决现有技术中发光模块的热量使得其可靠度较低的技术问题。

根据本发明的一方面，提出一种发光模块，包括电路板、光调整层、发光组件以及光学透镜。光调整层铺设于电路板表面，光调整层于电路板的光学调整区内具有第一厚度，且光调整层于光学调整区外具有第二厚度，其中第一厚度大于第二厚度。发光组件配置于电路板上。光学透镜位于电路板上并覆盖发光组件，且光学透镜位置对应于光学调整区。

作为进一步可选的技术方案，该第一厚度为40微米至130微米，该第二厚度为15微米至30微米。

作为进一步可选的技术方案，该光调整层包括第一调整层以及第二调整层。

作为进一步可选的技术方案，该第二调整层与部分该第一调整层于该光学调整区内相叠，或者该第一调整层位于该光学调整区外，该第二调整层位于该光学调整区内。

作为进一步可选的技术方案，该第一调整层为白色油墨，该第二调整层为白色油墨或非白色油墨。

作为进一步可选的技术方案，该白色油墨的反射率大于90％。

作为进一步可选的技术方案，该光学调整层的耐热温度大于200℃。

作为进一步可选的技术方案，该光学调整区的形状为圆形、矩形或不规则形。

作为进一步可选的技术方案，该光学调整区的面积大于或等于该光学透镜覆盖于该电路板上的面积。

作为进一步可选的技术方案，该电路板于该光学调整区内设有复数个电性接点，用以电性连接该发光组件。

作为进一步可选的技术方案，该光学透镜具有复数个固定件，该电路板对应于该些固定件的位置设有复数个固定接点，该些固定件贯穿该光学调整层而固定于该些固定接点上。

与现有技术相比，本发明的发光模块具有稳定性佳且可靠度高的光调整层，能够有效调整发光组件的光线路径、光量及/或光色。

附图说明

图1为一种灯源的示意图。

图2为依照本发明一实施例的发光模块的示意图。

图3为依照本发明一实施例的发光模块的立体分解图。

图4为依照本发明一实施例的发光模块的示意图

具体实施方式

为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下，实施例仅用以作为范例说明，并非用以限缩本发明欲保护的范围。

第一实施例

请参照图1、2及3，其中图1为一种灯源100的示意图，图2为依照本发明一实施例的发光模块110的示意图，图3为依照本发明一实施例的发光模块110的立体分解图。其中，图2为图1的单一发光单元106沿着I-I线的剖面图。此外，为了方便说明，图3的光学透镜118仅有一部分以半圆剖面表示，以了解其内部结构。

请参照图1，灯源100包括灯壳102以及复数个灯条104。灯条104平行排列于灯壳102上，且每一灯条104上具有多个发光单元106，用以产生多个点光源。在一实施例中，此些发光单元106组成预定面积的发光二极管数组，以作为背光模块或平面照明装置的面光源。在图1中虽未绘示光扩散板或其它光学膜片，但可想而知，此些发光单元106出射的光线可经由光学膜片均匀扩散，以得到均匀的面光源。以下针对单一发光单元106所构成的发光模块110进行说明。

请参照图2，发光模块110包括电路板112、光调整层114、发光组件116以及光学透镜118。发光组件116配置于电路板112上，且发光组件116具有两个电极117，用以电性连接电路板112。发光组件116为半导体发光组件，例如是由n型氮化物半导体层、多重量子阱发光层以及p型氮化物半导体层堆栈而成，其在电压驱动下，使流经n型氮化物半导体层的电子与流经p型氮化物半导体层的电洞于多重量子阱发光层中结合而发光。在一实施例中，发光组件116可为发光二极管(LED)的封装体，其使用发光二极管的色光激发荧光粉，例如以蓝光LED激发黄色荧光粉，或者是利用蓝光LED激发红、绿色荧光粉，又或是利用紫外光LED激发红、绿、蓝三色荧光粉来产生白光。

光学透镜118为中空的透明腔体，其位于电路板112的表面上并覆盖发光组件116，可使发光组件116射出的光线经由光学透镜118的内外表面折射而改变光路，以产生二次光学效果。在本实施例中，为了得到较佳的二次光学效果，发光组件116与光学透镜118之间的高度差维持不变，例如维持在0.05mm～0.1mm左右。例如，发光组件116的高度为0.8mm时，光学透镜118的高度约为0.85mm～0.9mm，而发光组件116的高度为0.6mm时，光学透镜118的高度约为0.65mm～0.7mm。

此外，为了调整光线路径、光量及/或光色，本实施例的光调整层114铺设于电路板112的表面。光调整层114例如以反射油墨涂布于电路板112上，用以反射可见光范围380nm～700nm内的色光，以使发光模块110的反射光频谱呈现均匀的色度，进而减少色偏情形发生。再者，光调整层114可为高反射率的白色油墨或其它颜色的油墨，例如反射率大于90％的白色油墨，以增加反射光量。

请参照图2，光调整层114为双层结构，其包括第一调整层114a以及第二调整层114b。第二调整层114b与部分第一调整层114a相叠，以使光调整层114于电路板112的光学调整区LA内具有第一厚度，即D1+D2，且光调整层114于光学调整区LA外具有第二厚度，即D1。其中D1为第一调整层114a的厚度，D2为第二调整层114b的厚度。

也就是说，本实施例利用二次油墨涂布的方式于光学调整区LA内外形成有高度差的光调整层114，以取代习知在电路板112上贴附反射片的做法。二次油墨涂布的方式包括下列步骤。首先，以网版印刷厚度D1的第一层油墨，以形成第一调整层114a于电路板112上，并对第一调整层114a进行烘烤。接着，以网版印刷厚度D2的第二层油墨，以形成第二调整层114b于位于光学调整区LA内的第一调整层114a上，并对第二调整层114b进行烘烤。

二次油墨涂布的方式可使层与层之间的接合性佳，不需以黏着剂贴合，因此可减少习知反射片贴合制程。此外，油墨可耐高温，符合焊锡回焊温度(约180℃～260℃)的要求，在高温环境下使用不易变质，因此可避免习知反射片的耐热性较差，在高温环境下使用容易剥离或造成双面胶的黏性变差的问题。

由上述可知，光调整层114以油墨涂布于电路板112上，耐热温度高(例如大于200℃)，不仅材料成本较反射片低、减少反射片贴合制程、接合度及可靠度较佳，且涂布的厚度可通过调整油墨黏度而自由变化，因此只要增加油墨涂布的高度，即可减少光行进于发光组件116、光学透镜118与第二调整层114b之间的光程距离，进而调整光线路径、光量及/或光色，以提升二次光学效果。进一步说，增厚的油墨除了可缩短发光组件116的出光面与第二调整层114b之间的高度差，亦可缩短由出光面出射的光线被光学透镜118反射至第二调整层114b的光程距离以及自第二调整层114b再次反射至光学透镜118的光程距离。

在一实施例中，第一调整层114a的厚度大于第二调整层114b的厚度，即D1＞D2，但本发明不以此为限。第一调整层114a的厚度D1为15微米～30微米，第二调整层114b的厚度D2为25微米～100微米。亦即，光调整层114于光学调整区LA内的第一厚度(对应厚度D1+D2)可为40微米～130微米，而光调整层114于光学调整区LA外的第二厚度(对应厚度D1)可为15微米～30微米。

在一实施例中，第一调整层114a与第二调整层114b皆为白色油墨，用以增加反射光量，且第一调整层114a与第二调整层114b较佳为反射率大于90％的白色油墨，以减少反射光的损耗率。在另一实施例中，第二调整层114b可为非白色油墨，例如蓝色油墨、黑色油墨或灰色油墨等。蓝色油墨可与荧光粉激发后的黄光混光以产生白光，黑色油墨可吸收反射光，以减少发光组件116的中心光强，灰色油墨的反光效果介于白色油墨与黑色油墨之间，藉以调整反射光量。因此，可根据上述内容选择不同油墨材料的第二调整层114b来调整发光模块110的反射光频谱。

请参照图2及图3，光学调整区LA的形状可为圆形、矩形或不规则形，其大小大致上与光学透镜118的面积及形状相关。光学调整区LA的面积可大于或等于光学透镜118覆盖于电路板112上的面积。也就是说，第一调整层114a主要用以调整光学调整区LA外的反射光，第二调整层114b主要用以调整光学透镜118覆盖区域内的反射光，并藉由具有高度差的第一调整层114a与第二调整层114b来减少光行进于发光组件116、光学透镜118与第二调整层114b三者之间的光程距离，进而调整光线路径、光量及/或光色。

另外，电路板112于该光学调整区LA内设有多个电性接点113，例如两个，用以电性连接发光组件116的电极117。此外，光学透镜118具有多个固定件119，例如是3个由光学透镜118的底部往电路板112延伸的突出部。电路板112对应于此些固定件119的位置设有多个固定接点115，此些固定件119贯穿该光学调整层114而固定于相对应的固定接点115上。因此，发光组件116被容置在光学透镜118以及光学调整层114所围成的空间内，且固定件119还可以以黏胶固定在固定接点115上。

本实施例的发光模块110虽未绘示荧光层或波长转换层，但可想而知，发光组件116可藉由涂布在光学透镜118内壁的荧光层或覆盖在发光组件116周围的荧光层来改变其发光光谱，例如以蓝光波长或紫外光波长的光线照射黄色或红色荧光层后，可发出黄光波长或红光波长的光线。当红光、蓝光及绿光混合之后，可产生全波段的白光，以改善发光光谱的色均匀度。

第二实施例

请参照图4，其为依照本发明一实施例的发光模块111的示意图。图4为图1的单一发光单元106沿着I-I线的剖面图。有关电路板112、发光组件116、光学透镜118等构件，已于第一实施例中详细介绍，相同的组件以相同的组件符号表示，在此不再赘述。

本实施例的发光模块111不同之处在于：光调整层124包括第一调整层124a以及第二调整层124b。第一调整层124a具有厚度E1(对应于第一实施例的厚度D1)，第二调整层124b具有厚度E2(对应于第一实施例的厚度D1+D2)，厚度E2大于厚度E1。亦即，光调整层124由不同厚度的第一调整层124a与第二调整层124b所组成，以使光调整层124具有高度差(即，光调整层124具有第一厚度以及第二厚度)。

请参照图4，第一调整层124a位于电路板112的光学调整区LA外，第二调整层124b位于光学调整区LA内，且第一调整层124a与第二调整层124b不相重叠。本实施例可利用二次油墨涂布的方式于光学调整区LA内外形成有高度差的光调整层124，以取代习知在电路板上贴附反射片的做法。

二次油墨涂布的方式包括下列步骤。首先，以网版印刷厚度E1的第一油墨，以形成第一调整层124a于光学调整区LA外，并对第一调整层124a进行烘烤。接着，以网版印刷厚度大于厚度E1的第二油墨，以形成第二调整层124b于光学调整区LA内，并对第二调整层124b进行烘烤。在一实施例中，第一调整层124a的厚度E1为40微米～130微米，第二调整层124b的厚度E2为15微米～30微米。亦即，光调整层124于光学调整区LA内的第一厚度(对应厚度E2)可为40微米～130微米，而光调整层124于光学调整区LA外的第二厚度(对应厚度E1)可为15微米～30微米。

因此，第一调整层124a主要用以调整光学调整区LA外的反射光，第二调整层124b主要用以调整光学透镜118覆盖区域内的反射光，并藉由具有高度差的第一调整层124a与第二调整层124b来减少光行进于发光组件116、光学透镜118与第二调整层124b三者之间的光程距离，进而调整光线路径、光量及/或光色。

本发明上述实施例所揭露的发光模块，利用耐热温度高(例如大于200℃)的油墨作为光调整层，不仅材料成本较反射片低、减少反射片贴合制程、接合度及可靠度较佳，且涂布的厚度可透过调整油墨黏度而自由变化，因此只要增加反射油墨涂布的高度，即可减少光行进于发光组件、光学透镜与光调整层之间的光程距离，进而调整光线路径、光量及/或光色，以提升二次光学效果。

综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.一种发光模块，其特征在于，该发光模块包括：

电路板；

光调整层，铺设于该电路板表面，该光调整层于该电路板的光学调整区内具有第一厚度，且该光调整层于该光学调整区外具有第二厚度，其中该第一厚度大于该第二厚度，该第一厚度为40微米至130微米，该第二厚度为15微米至30微米；

发光组件，配置于该电路板上；以及

光学透镜，位于该电路板上并覆盖该发光组件，且该光学透镜位置对应于该光学调整区。

2.如权利要求1所述的发光模块，其特征在于，该光调整层包括第一调整层以及第二调整层。

3.如权利要求2所述的发光模块，其特征在于，该第二调整层与部分该第一调整层于该光学调整区内相叠，或者该第一调整层位于该光学调整区外，该第二调整层位于该光学调整区内。

4.如权利要求3所述的发光模块，其特征在于，该第一调整层为白色油墨，该第二调整层为白色油墨或非白色油墨。

5.如权利要求4所述的发光模块，其特征在于，该白色油墨的反射率大于90％。

6.如权利要求1所述的发光模块，其特征在于，该光学调整层的耐热温度大于200℃。

7.如权利要求1所述的发光模块，其特征在于，该光学调整区的形状为圆形、矩形或不规则形。

8.如权利要求1所述的发光模块，其特征在于，该光学调整区的面积大于或等于该光学透镜覆盖于该电路板上的面积。

9.如权利要求1所述的发光模块，其特征在于，该电路板于该光学调整区内设有复数个电性接点，用以电性连接该发光组件。

10.如权利要求1所述的发光模块，其特征在于，该光学透镜具有复数个固定件，该电路板对应于该些固定件的位置设有复数个固定接点，该些固定件贯穿该光学调整层而固定于该些固定接点上。