CN210006761U - 发光元件以及光源模块 - Google Patents

Abstract

一种发光元件以及光源模块。光源模块包括基板、多个发光元件以及至少一光学膜。多个发光元件位于基板上且用于提供多个光束。光学膜位于多个光束的传递路径上。发光元件包括发光芯片、封装胶层、反射层以及接合胶层。封装胶层覆盖发光芯片，以封装发光芯片。反射层位于封装胶层上，其中反射层为具有刚性的板材。接合胶层位于反射层以及封装胶层之间，以接合反射层以及封装胶层。本实用新型提出的一种发光元件能提供具有适当光形的光束。本实用新型另提出一种光源模块，具有良好的均匀度与亮度。

Description

发光元件以及光源模块

【技术领域】

本实用新型是有关于一种光学元件与光学模块，且特别是有关于一种发光元件以及光源模块。

【背景技术】

一般而言，发光二极管(Light Emitting Diode,LED)可广泛应用于日常生活中，例如各式照明装置以及各种平面显示器的光源。以发光二极管在平面显示器领域的应用方面为例，例如液晶显示器的背光模块，即是把发光二极管的点光源转化成高亮度且均匀度良好的面光源，以提供液晶显示器所需的光源。一般而言，以光源设置位置作为区别，背光模块可分为侧入式(side incident type)与直下式(direct type)两种，其中因为直下式背光模块可采用多组光源，而可提供较高的亮度及辉度，因此常应用于大尺寸液晶显示器的电子产品中。

然而，目前的直下式背光模块，因为平面显示器的薄型化设计趋势，在光源混光光程(Optical Distance,OD)大幅降低的情况下，需要布设更多的发光二极管，缩小发光二极管之间的间距以减少面光源亮度不均匀的情况。另一种顺应方式是将发光二极管上方的强光导引至其他位置，已知的做法是在光学膜、透镜、或发光二极管上增设一可散射或反射的白漆层，而使原本会造成亮点的区域被导引至其他位置。。

然而，将白漆层设置在光学膜上的直下式背光模块，光源利用率较差且背光模块薄型化的程度有限。而将白漆层设置在透镜上的直下式背光模块，由于加工不易，会导致较高的产品成本，并且无法有效控制透镜上的白漆的形状与用量，而容易造成暗区；并且，不具有透镜的直下式背光模块就无法采取上述方式来使亮度达到均匀。相较之下，将白漆层覆盖于发光二极管上的直下式背光模块是较好的做法。但由于白漆层的反射率低，且其散射特性接近朗伯特(Lambertian)散射的光形，其发光二极管的正上方光(小角度)还是比侧向光(大角度)亮。若要达到一定的均匀亮度，其混光距离的降低程度就会相对受限，且效率也会因此受影响而降低。

并且，目前已知的白漆层为相对细小的粉末颗粒所组成，不具有刚性，颗粒分子之间的连结也不紧固，因此在进行产品组装的过程中，有时会因外力而崩落缺角，而造成漏光。并且，目前已知的白漆层无法承受较高的温度，而易因固化制造过程或回焊制造过程的高温而产生黄化的状况而影响反射率，进而影响直下式背光模块的均匀度与亮度。并且，由于白漆层具有粉末特性，因此在回焊制造过程时也容易产生沾黏真空吸嘴头的问题。

“背景技术”段落只是用来帮助了解本实用新型内容，因此在“背景技术”段落所公开的内容可能包含一些没有构成所属技术领域中普通技术人员所知道的已知技术。在“背景技术”段落所公开的内容，不代表该内容或者本实用新型一个或多个实施例所要解决的问题，在本实用新型申请前已被所属技术领域中普通技术人员所知晓或认知。

【新型内容】

本实用新型提供一种发光元件，能提供具有适当光形的光束。

本实用新型提供一种光源模块，具有良好的均匀度与亮度。

本实用新型的其他目的和优点可以从本实用新型所公开的技术特征中得到进一步的了解。

为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本实用新型的一实施例提出一种发光元件。发光元件包括发光芯片、封装胶层、反射层以及接合胶层。封装胶层覆盖发光芯片，以封装发光芯片。反射层位于封装胶层上，其中反射层为一具有刚性的板材。接合胶层位于反射层以及封装胶层之间，以接合反射层以及封装胶层。

为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本实用新型的一实施例提出一种光源模块。光源模块包括多个前述的发光元件、基板以及至少一光学膜。多个发光元件位于基板上，并用于提供多个光束。至少一光学膜位于这些光束的传递路径上。

基于上述，本实用新型的实施例具有以下优点或功效中的至少一个。在本实用新型的实施例中，发光元件以及光源模块借由反射层的配置，而可实现适当的光形分配，并达到良好的光学效率，并有助同时减少混光光程以及发光元件的使用数量，而能兼顾产品的需求、性能以及成本。并且，由于反射层为具有刚性的板材，不会因外力影响而产生结构的缺陷，也不易在回焊制造过程时产生沾黏真空吸嘴头的问题。此外，反射层也能承受较高的高温，而不易因固化制造过程或回焊制造过程的高温而产生黄化的状况而影响反射率。如此，发光元件以及光源模块可具有良好的光学质量，并且光源模块亦可借此实现良好的均匀度与亮度。

为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

【附图说明】

图1A是本实用新型一实施例的一种光源模块的剖面示意图。

图1B是图1A的一种发光元件的剖面示意图。

图1C是图1A的多个发光元件未经切割时的剖面示意图。

图2是一比较例的光源模块的剖面示意图。

图3是本实用新型另一实施例的一种光源模块的剖面示意图。

图4与图5分别是本实用新型另一实施例的不同发光元件的剖面示意图。

【符号说明】

100、100’、400、500：发光元件

110：发光芯片

120：封装胶层

130、130’、430、530：反射层

140：接合胶层

200、200’、300：光源模块

210：基板

220：透镜

230：光学膜

L：光束

MS：微结构

S131、S431、S531：第一表面

S132、S432、S532：第二表面。

【具体实施方式】

有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合附图的一较佳实施例的详细说明中，将可清楚地呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本实用新型。

图1A是本实用新型一实施例的一种光源模块的剖面示意图。图1B是图1A的一种发光元件的剖面示意图。图1C是图1A的多个发光元件未经切割时的剖面示意图。请参照图1A，本实施例的光源模块200包括多个发光元件100、基板210以及至少一光学膜230。多个发光元件100位于基板210上，并用于提供多个光束L。至少一光学膜230位于这些光束L的传递路径上。在本实施例中，发光元件100可采用发光二极管(LED)类型的发光元件100。此外，在本实施例中，光源模块200还包括多个透镜220，多个透镜220位于基板210上，其中这些透镜220对应这些发光元件100设置，且这些光束L分别通过这些透镜220后被传递至光学膜230。

具体而言，如图1A至图1C所示，在本实施例中，每一发光元件100包括发光芯片110、封装胶层120、反射层130以及接合胶层140。封装胶层120覆盖发光芯片110，以封装发光芯片110。反射层130位于封装胶层120上，且对应发光芯片110设置，而接合胶层140位于反射层130以及封装胶层120之间，以接合反射层130以及封装胶层120，其中反射层130及封装胶层120用以接合的面，具有相同的面积，但本实施例不局限于此。

在本实施例中，封装胶层120的材质与接合胶层140的材质不同，例如，接合胶层140的材质可为热固化或紫外线硬化树脂(UV胶)，如此，在发光元件100进行封装制造过程后，反射层130可借由接合胶层140再接合于封装胶层120上。在上述的实施例中，封装胶层120的折射率与接合胶层140的折射率可选择为不同，如此，可借由控制封装胶层120的折射率与接合胶层140的折射率的比例，来进一步控制发光元件100的光形分布，而可适应于多种不同的应用需求。举例而言，当封装胶层120的折射率与接合胶层140的折射率不同时，光束L在入射至封装胶层120与接合胶层140的界面上时，即可产生折射或反射，而可使光线传递至较远处，并达到较好的混光效果，而可进一步缩减混光光程，但本实用新型不局限于此。在其他的实施例中，封装胶层120的材质与接合胶层140的材质可选择为相同，而使接合胶层140的材质可为硅胶、封装胶或是其他用以封装发光芯片110的胶体，如此，反射层130的制造过程即可整合在发光元件100的封装制造过程中。

另一方面，在本实施例中，反射层130为一具有刚性的板材，且反射层130的玻璃化转变温度(Glass Transition Temperature)>150度，如此反射层130具有一定的物理及化学稳定性。举例而言，反射层130的材质为BT树脂(Bismaleimide Triazine Resin，双马来酰亚胺三嗪树脂)、含有双马来酰亚胺(Bismaleimide)与氰酸酯(cyanate ester)的环氧树脂材料或其他具有高反射率且散射集中(或类似镜射)的材质。如此，如图1C所示，由于反射层130为一固化而具有刚性的板材，因此可与封装了多个发光芯片110的封装胶层120进行接合后再进行裁切，而形成如图1B所示的发光元件100。并且，由于反射层130具有刚性，结构较为坚固，因此在形成发光元件100的裁切过程中，反射层130不易发生毛边或缺角等损伤的情况。

进一步而言，如图1B所示，在本实施例中，反射层130具有第一表面S131与第二表面S132，第一表面S131与第二表面S132彼此相对。在本实施例中，反射层130的第一表面S131为一平整的表面，因此可使入射的光束L能在一平整的表面被反射，而达到类似镜射的效果，而更易于调整以及控制光形。如此，如图1A以及图1B所示，当光束L自发光芯片110出光后，光束L会通过封装胶层120与接合胶层140并传递至反射层130的第一表面S131，光束L即可借由被反射层130的第一表面S131反射而传递至远处后，再被传递至光学膜230，进而实现光束L分布的均匀化，并达到较好的混光效果，而可进一步缩减混光光程。并且，在本实施例中，光束L也可借由光学膜230来修正出光方向，以提升光源模块200的正向辉度。

另一方面，在本实施例中，反射层130所采用BT树脂、含有双马来酰亚胺与氰酸酯的环氧树脂材料或液晶聚合物等材质的耐热度也较高。举例而言，在本实施例中，反射层130可承受温度高于摄氏250度的热冲击制造过程，并保持反射层130的物理及化学特性，例如反射层130至少能承受2次至10次摄氏温度230度至250度或250度以上的回焊制造过程。如此，可不致在光源模块200的回焊制造过程的高温下产生黄化的问题，其材质表面的反射率也不会受回焊制造过程的高温影响而变化，而可保持稳定的反射率。更详细而言，在本实施例中，反射层130的反射率大于70％，如此，发光元件100与光源模块200都能借此具有良好的光学效率。

进一步而言，在本实施例中，由于反射层130具有良好的反射率及较少的光能损耗，因此可允许具有较大的厚度范围，而有利于进行产品上的设计需求。举例而言，在本实施例中，反射层130的厚度范围可介于80微米至300微米之间，或是200微米至300微米之间，或是300微米以上的厚度范围。在此厚度范围内，发光元件100与光源模块200仍能维持良好的光学效率。相较于目前已知的白漆的材质，一般的白漆材质的厚度范围在超过200微米以上时，其反射率会大幅降低，而有应用上的限制。

如此一来，发光元件100以及光源模块200借由反射层130的配置，而可实现适当的光形分配，并达到良好的光学效率，并有助同时减少混光光程以及发光元件100的使用数量，而能兼顾产品的需求、性能以及成本。并且，由于反射层130为一具有刚性的板材且可允许具有较大的厚度范围，不易因外力影响而产生结构的缺陷，也不易在回焊制造过程时产生沾黏真空吸嘴头的问题。此外，反射层130也能承受较高的高温热冲击，而不易因固化制造过程或回焊制造过程的高温而产生黄化的状况而影响反射率。如此，发光元件100以及光源模块200可具有良好的光学质量，并且光源模块200亦可借此实现良好的均匀度与亮度。

以下将搭配图1及图2，来进一步说明发光元件100以及光源模块200的光形与光学效率。图2是一比较例的光源模块的剖面示意图。在比较例中，光源模块200’的发光元件100’的反射层130’采用的是已知白漆的材质。

进一步而言，一般白漆的材质不易实现完美的反射，而是会呈现朗伯特散射的效果，因此，图2比较例的发光元件100’的光形在小角度范围(正上方光)的强度仍是相对较强，而在大角度范围(侧向光)的强度则仍是较弱。如此，就必须对反射层130’的厚度进行调整，但也由于白漆材质相较于BT板材质具有较高的光线吸收率，因此会有部分光线被反射层130’吸收，若反射层130’太厚，就会过度吸收光线造成暗区，但反射层130’太薄，则仍会出现亮区，而影响亮度与均匀度。因此，发光元件100’并不易实现适当的光形，进而不易使光源模块200’实现良好的均匀度与亮度。而本实施例的发光元件100的反射层130具有高反射率，而能实现高斯散射(Gaussian Scattering)或是近镜面反射(Near Specularreflection)的效果，因此，发光元件100的光形在小角度范围(正上方光)的强度得到缩减，而在大角度范围(侧向光)的强度则得到增强，因此发光元件100易于实现适当的光形，进而使光源模块200实现良好的均匀度与亮度。

举例而言，当反射层130与反射层130’具有相同厚度时，发光元件100所提供的光束L在通过透镜220后，在距离较远处会具有较好的亮度，所以光源模块200在较远处仍保有相对较好的亮度。而发光元件100’所提供的光束L在通过透镜220后，在距离较远处会具有较差的亮度，所以光源模块200’在较远处的亮度则明显变弱。因此光源模块200的扩散度较佳，也能实现良好的均匀度与亮度。

图3是本实用新型另一实施例的一种光源模块的剖面示意图。本实施例的光源模块300与图1A的光源模块200类似，而差异如下所述。请参照图3，在本实施例中，光源模块300不具有透镜220的设置，但在本实施例中，由于光源模块300采用了发光元件100，因此光源模块300也能借由发光元件100的反射层130的配置，而使光源模块300具有良好的均匀度与亮度。因此，光源模块300也能达到与图1A的光源模块200类似的功能，而能达到与光源模块200类似的效果与优点，在此就不再赘述。

图4是本实用新型另一实施例的发光元件的剖面示意图。本实施例的发光元件400与图1A的发光元件100类似，而差异如下所述。请参照图1A、1B及图4，在本实施例中，反射层430的第一表面S431与第二表面S432的至少一者为粗糙面。具体而言，当反射层430的第一表面S431设计为粗糙面时，可对来自于发光芯片110的光束L的光形进行调整，而达到雾化的效果。另一方面，当反射层430的第二表面S432设计为粗糙面时，可对经由透镜220而被反射回来的光束L进行散射调整，而达到扩散的效果。如此，借由分别控制反射层430的第一表面S431及第二表面S432的粗糙度，将能更细微地控制发光元件400的光形，而可有利于适应多种不同的应用需求。

图5是本实用新型另一实施例的发光元件的剖面示意图。本实施例的发光元件500与图4的发光元件400类似，而差异如下所述。请参照图5，在本实施例中，反射层530包括多个微结构MS，这些微结构MS位于反射层530的第一表面S531与第二表面S532的至少一者上。并且，类似于图4的发光元件400，在本实施例中，借由分别控制反射层530的第一表面S531第二表面S532的微结构MS的轮廓，也将能更细微地控制发光元件500的光形，而可有利于适应多种不同的应用需求。因此，发光元件500也能达到与图4的发光元件400类似的功能，而能达到与图4的发光元件400类似的效果与优点，在此就不再赘述。

发光元件400、500借由反射层430、530的配置与其具有刚性的特性，也可实现适当的光形分配，并达到良好的光学效率，而能达到与图1A的发光元件100类似的效果与优点，在此就不再赘述。如此一来，当发光元件400、500应用至图1A的光源模块200或图3的光源模块300中时，也能使光源模块200或光源模块300具有良好的均匀度与亮度，而实现前述的效果与优点，在此就不再赘述。

综上所述，本实用新型的实施例具有以下优点或功效中的至少一个。在本实用新型的实施例中，发光元件以及光源模块借由反射层的配置，而可实现适当的光形分配，并达到良好的光学效率，并有助同时减少混光光程以及发光元件的使用数量，而能兼顾产品的需求、性能以及成本。并且，由于反射层为一具有刚性的板材，不会因外力影响而产生结构的缺陷，也不易在回焊制造过程时产生沾黏真空吸嘴头的问题。此外，反射层也能承受较高的温度冲击制造过程，而不易因固化制造过程或回焊制造过程的高温而产生黄化的状况而影响反射率。如此，发光元件以及光源模块可具有良好的光学质量，并且光源模块亦可借此实现良好的均匀度与亮度。

只是以上所述内容，仅为本实用新型的较佳实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施的范围，即凡是依据本实用新型申请专利范围及新型说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本实用新型专利涵盖的范围内。另外本实用新型的任一实施例或权利要求不须达成本实用新型所公开的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻，并非用来限制本实用新型的权利范围。此外，本说明书或权利要求书中提及的“第一”、“第二”等用语仅用以命名元件(element)的名称或区别不同实施例或范围，而并非用来限制元件数量上的上限或下限。

Claims (11)

1.一种发光元件，其特征在于，所述发光元件包括发光芯片、封装胶层、反射层以及接合胶层，其中：

所述封装胶层，覆盖所述发光芯片，以封装所述发光芯片；

所述反射层，位于所述封装胶层上，其中所述反射层为具有刚性的板材；以及

所述接合胶层，位于所述反射层以及所述封装胶层之间，以接合所述反射层以及所述封装胶层。

2.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，所述反射层具有第一表面与第二表面，所述第一表面与所述第二表面彼此相对，且所述反射层的所述第一表面与所述第二表面的至少一者为粗糙面。

3.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，所述反射层具有第一表面与第二表面，所述第一表面与所述第二表面彼此相对，且所述反射层还包括多个微结构，所述多个微结构位于所述反射层的所述第一表面与所述第二表面的至少一者上。

4.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，所述反射层可承受温度高于摄氏250度的热冲击。

5.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，所述反射层的厚度介于80微米至300微米之间。

6.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，所述反射层的反射率大于70％。

7.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，所述反射层的材质为BT树脂。

8.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，所述封装胶层的材质与所述接合胶层的材质相同。

9.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，所述封装胶层的折射率与所述接合胶层的折射率不同。

10.一种光源模块，其特征在于，所述光源模块包括基板、多个发光元件以及至少一光学膜，其中：

所述多个发光元件，位于所述基板上，用于提供多个光束，所述多个发光元件中的各个发光元件包括发光芯片、封装胶层、反射层以及接合胶层，其中：

所述封装胶层，覆盖所述发光芯片，以封装所述发光芯片；

所述反射层，位于所述封装胶层上，其中所述反射层为具有刚性的板材；以及

所述接合胶层，位于所述反射层以及所述封装胶层之间，以接合所述反射层以及所述封装胶层；以及

所述至少一光学膜位于所述多个光束的传递路径上。

11.根据权利要求10所述的光源模块，其特征在于，所述光源模块还包括：

多个透镜，位于所述基板上，其中所述多个透镜对应所述多个发光元件设置，且所述多个光束分别通过所述多个透镜后被传递至所述至少一光学膜。

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