TW201504563A - 發光二極體模組 - Google Patents

Abstract

一種發光二極體模組，其包括電路板、發光二極體和透鏡，所述發光二極體電連接於電路板，透鏡覆蓋發光二極體並固定於電路板上，發光二極體模組還包括反射層，所述反射層設置於電路板之上，所述透鏡包括半透光面，所述半透光面與發光二極體相對設置並自透鏡的頂端朝向電路板傾斜，發光二極體發出的一部分光線經由所述半透光面透射出透鏡，另一部分光線經由所述半透光面朝向反射層反射，從而得到較大出光角度的發光二極體模組，減少發光二極體的使用數量。

Description

發光二極體模組

本發明涉及一種半導體結構，尤其涉及一種發光二極體模組。

相比於傳統的發光源，發光二極體（Light Emitting Diode，LED）具有重量輕、體積小、污染低、壽命長等優點，其作為一種新型的發光源，已經被越來越多地應用到各領域當中，如路燈、交通燈、信號燈、射燈及裝飾燈等。

習知的發光二極體模組如發光二極體燈條一般包括電路板及裝設於電路板上的複數個發光二極體。習知的發光二極體的出光角度一般為120°，因此為了使燈條的出射光線均勻，需在燈條中裝設一定數量的發光二極體，每相鄰兩發光二極體之間的間隔不得大於預定的數值以保證相鄰兩發光二極體發出的光線在邊界處疊加後與正向出射的光線共同達到一個均勻的亮度。然而，該種設計仍然需要裝設較多數量的發光二極體，如何增大每一發光二極體的出光角度從而減少發光二極體的使用數量一直是業界努力探求的方向。

有鑒於此，有必要提供一種使用較少發光二極體數量的發光二極體模組。

一種發光二極體模組，其包括電路板、發光二極體和透鏡，所述發光二極體電連接於電路板，透鏡覆蓋發光二極體並固定於電路板上，發光二極體模組還包括反射層，所述反射層設置於電路板之上，所述透鏡包括半透光面，所述半透光面與發光二極體相對設置並自透鏡的頂端朝向電路板傾斜，發光二極體發出的一部分光線經由所述半透光面透射出透鏡，另一部分光線經由所述半透光面朝向反射層反射。

一種發光二極體模組，其包括電路板、複數個發光二極體和複數個透鏡，所述複數個發光二極體電連接於電路板中，每一透鏡覆蓋一發光二極體並固定於電路板上，發光二極體模組還包括一反射層，所述反射層設置於電路板之上，所述透鏡包括一面向發光二極體的半透光面，所述發光二極體發出的光線射向半透光面後，一部分從半透光面射出，另一部分經半透光面反射到反射層，並由反射層反射，使每一發光二極體的出光角度增大。

本發明的半透光面與發光二極體相對設置並自透鏡的頂端朝向電路板傾斜，其能夠將部分正向光線反射到電路板的反射層上，並通過反射層的反射增大該部分光線的出射角度，不但能夠削弱正向出射光線的強度、減少正向出射光線與側向出射光線的光強差值，還能夠使削弱的光線用於擴大光線的出光角度，對出射光線充分、有效地利用，從而使發光二極體模組中的每一發光二極體發出的光線具有較大的出射角度及出光範圍，同時使出光更為均勻，能夠有效的減少發光二極體模組中發光二極體的使用數量。

100‧‧‧發光二極體模組

10‧‧‧電路板

12‧‧‧電路層

121‧‧‧第一電路

122‧‧‧第二電路

20‧‧‧發光二極體

30‧‧‧透鏡

31‧‧‧底面

311‧‧‧柱體

312‧‧‧凹陷

32‧‧‧出光面

33‧‧‧半透光面

34‧‧‧凸台

40‧‧‧反射層

41‧‧‧開口

42‧‧‧孔

圖1為本發明實施方式的發光二極體模組的剖面示意圖。

圖2為本發明實施方式的發光二極體模組的俯視示意圖。

圖3為本發明實施方式的發光二極體模組去除透鏡的俯視示意圖。

請參見圖1和圖2，本發明一實施例提供的發光二極體模組100，其包括電路板10、裝設於電路板10上的發光二極體20以及覆蓋每一發光二極體20的透鏡30。

所述電路板10用於承載所述發光二極體20以及固定透鏡30，並將發光二極體20與外部電源電連接而為發光二極體20提供電能。請同時參閱圖2，該電路板10大致呈條形板狀，該電路板10包括絕緣的基板及形成於基板上的電路層12，以用於將發光二極體20與電路板10電性連接。該電路層12包括複數個第一電路121和第二電路122，相鄰兩第一電路121和第二電路122之間相互間隔，每一發光二極體20連接於相鄰兩第一電路121和第二電路122中。

請同時參閱圖3，該電路板10上還設置有反射層40。該反射層40鋪設於電路板10的表層，即鋪設於電路層12之上，以用於將射向電路板10的光線進行反射。該反射層40上對應每一發光二極體20設有開口41，以使反射層40以下的第一電路121和第二電路122從開口41裸露出來，以供發光二極體20裝設和電連接。該反射層40對應每一發光二極體20還設有複數個孔42，以使透鏡30通過這些孔42與電路板10連接固定並覆蓋於發光二極體20之上。該孔42可以為貫穿反射層40和電路板10的通孔，也可以為盲孔。在本實施方式中，該孔42為自反射層40向電路板10開設的、僅貫穿反射層40和電路層12的盲孔。每一發光二極體20周圍可形成二個、三個、四個等多個數量的孔42，在本實施方式中，每一發光二極體20周圍形成三個孔42，該三個孔42呈中心對稱分佈。

所述透鏡30與發光二極體20的數量相等，每一透鏡30對應覆蓋一個發光二極體20，以使發光二極體20發出的光線直接射向透鏡30。該透鏡30的中軸線與發光二極體20的光軸重合，透鏡30包括底面31、自底面31的外圍向上延伸的出光面32、位於透鏡30的中心區域且被出光面32環繞的半透光面33。

透鏡30的底面31與電路板10平行相對，發光二極體20發出的光線從底面31射入透鏡30內部。底面31上面向電路板10進一步凸設有複數個柱體311，這些柱體311的數量與位置與電路板10上的孔42相對應。在本實施方式中，每一透鏡30對應每一發光二極體20的周圍形成有三個柱體311，這些柱體311呈中心對稱設置，並與電路板10上與該發光二極體20周圍的三個孔42的位置一一對應。每一柱體311的截面尺寸小於孔42的尺寸，以使柱體311能夠插設於孔42中。在本實施方式中，每一柱體311的高度大於孔42的深度，以使柱體311插設於孔42中後，透鏡30的底面31與發光二極體20的上表面不會接觸。將柱體311固定連接於電路板10的孔42中從而實現透鏡30與電路板10的固定連接。在本實施方式中，可預先在電路板10的孔42中填充液態膠體，然後將透鏡30的柱體311插入孔42中，待膠體固化則將柱體311固定於電路板10中。

透鏡30的底面31中央進一步設有一凹陷312，該凹陷312自底面31向透鏡30的內部凹陷形成。該凹陷312的俯視形狀為圓形，其用於接收發光二極體20發出的大部分光線，即，發光二極體20發出的光線除了位於較外側的光線不能射向該凹陷312之外，其他光線，如正向光線等均直接射向該凹陷312。在其他實施方式中，可減小柱體311的高度，使柱體311插入孔42中後，使發光二極體20容置於凹陷312中，從而被凹陷312完全籠罩，使發光二極體20發出的更多光線從凹陷312射向透鏡30內部。

透鏡30的出光面32呈外凸的曲面，該出光面32自底面31的外緣向上並朝向透鏡30的中央延伸。在本實施方式中，該出光面32進一步為一圓弧面。透鏡30的中央形成一凸台34，該凸台34自出光面32的內緣向上延伸形成，半透光面33自凸台34的頂面向透鏡30的內部凹陷形成，即，自透鏡30的頂端朝向電路板10的方向傾斜形成，亦即，半透光面33是自凸台24的側面邊緣朝向電路板10傾斜設置。例如可以自透鏡30的頂端邊緣朝向透鏡30的內部中央呈倒圓錐形傾斜，即，傾斜面平滑連接於凸台34的頂端邊緣；也可以呈多棱錐形傾斜，即，可形成多個傾斜面，相鄰兩傾斜面之間呈一定角度，這些傾斜面呈角度連接於凸台34的頂端邊緣。在本實施方式中，該半透光面33為一倒圓錐形凹面，該圓錐形的頂端位於透鏡30的中軸線上、並同時位於發光二極體20的光軸上。該半透光面33與電路板10以及發光二極體20相對設置。在其他實施方式中，該凸台34的水平高度還可以低於出光面32的內緣的水平高度，即，凸台34還可以為一凹槽，所述半透光面33在凹槽中進一步向透鏡30的內部凹陷。該半透光面33的反射係數與透射係數的比值在1：3至3：1之間，即該半透光面33能夠使光線透過該半透光面33的比例範圍為25%至75%，其餘光線則被該半透光面33反射。優先的，該半透光面33能夠使射向其上的光線的50%通過半透光面33的折射而透射出去，另50%光線被半透光面33反射。當然，在其他實施方式中，該半透光面33可採用完全透光的玻璃材料製成，為了達到半透光的效果，在光線射入的一側週期性間隔地鋪設反射層，例如可以點狀或環狀鋪設反射層，使大約一半的面積半透光面的完全透光、另一半面積的半透光面因為鋪設有反射層從而能夠反射光線。

發光二極體20射向半透光面33的光束為B，射向出光面32和凸台34的側面的光束為A。光束B偏離光軸的最大角度小於光束A偏離光軸的最小角度。也就是說，當發光二極體20射入透鏡30內的光線中偏離光軸的角度超過預定角度(即凸台34側面與半透光面33交界處的光線偏離光軸的角度)時，該部分光線靠近光線出射角度範圍的側部邊緣，該部分光線統一稱為“側向光線”A。側向光線A射向出光面32和凸台34的側面，並經過折射和外凸曲面的發散作用射向透鏡30的外部，進一步的形成發散的光線。當發光二極體20射入透鏡30內的光線中偏離光軸的角度未達到預定角度時，該部分光線靠近光線出射角度範圍的中央區域且被側向光線A環繞，該部分光線統一稱為“正向光線”B。正向光線B射向半透光面33，半透光面33將一部分正向光線B1透射出透鏡30之外，另一部分正向光線B2反射向電路板10，並進一步由電路板10上的反射層40反射，從而擴大了光線的出光角度，增大了每一發光二極體20的出光範圍。呈倒圓錐狀的半透光面33能夠將部分正向光線B反射到電路板10的反射層40上，並通過反射層40的反射增大該部分光線的出射角度，不但能夠削弱正向出射光線的強度、減少正向出射光線與側向出射光線的光強差值，還能夠使削弱的光線用於擴大光線的出光角度，對出射光線充分、有效地利用，從而使發光二極體模組100中的每一發光二極體20發出的光線具有較大的出射角度及出光範圍，同時使出光更為均勻，能夠有效的減少發光二極體模組100中發光二極體20的使用數量。

本發明之技術內容及技術特點已揭示如上，然而熟悉本項技術之人士仍可能基於本發明之教示及揭示而作種種不背離本發明精神之替換及修飾。因此，本發明之保護範圍應不限於實施例所揭示者，而應包括各種不背離本發明之替換及修飾，並為以下之申請專利範圍所涵蓋。

無

100‧‧‧發光二極體模組

10‧‧‧電路板

12‧‧‧電路層

121‧‧‧第一電路

122‧‧‧第二電路

20‧‧‧發光二極體

30‧‧‧透鏡

31‧‧‧底面

311‧‧‧柱體

312‧‧‧凹陷

32‧‧‧出光面

33‧‧‧半透光面

34‧‧‧凸台

40‧‧‧反射層

Claims (10)

1. 一種發光二極體模組，其包括電路板、發光二極體和透鏡，所述發光二極體電連接於電路板，透鏡覆蓋發光二極體並固定於電路板上，其改良在於：發光二極體模組還包括反射層，所述反射層設置於電路板之上，所述透鏡包括半透光面，所述半透光面與發光二極體相對設置並自透鏡的頂端朝向電路板傾斜，發光二極體發出的一部分光線經由所述半透光面透射出透鏡，另一部分光線經由所述半透光面朝向反射層反射。
2. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體模組，其中，所述透鏡還包括出光面，所述出光面位於半透光面的外圍並環繞半透光面設置，所述出光面為外凸的曲面。
3. 如申請專利範圍第2項所述的發光二極體模組，其中，所述透鏡還包括凸台，所述凸台位於透鏡的中央，所述凸台自出光面的內緣向上延伸形成，所述半透光面自所述凸台的頂面邊緣向透鏡內部中央凹陷形成。
4. 如申請專利範圍第3項所述的發光二極體模組，其中，所述半透光面為圓錐面。
5. 如申請專利範圍第2項所述的發光二極體模組，其中，所述透鏡還包括底面，所述出光面自底面的外緣向上並朝向透鏡的中央延伸形成。
6. 如申請專利範圍第5項所述的發光二極體模組，其中，透鏡的底面面向電路板凸設有複數個柱體，所述電路板上對應發光二極體設有複數個孔，透鏡的複數個柱體對應插設於發光二極體周圍的複數個孔中。
7. 如申請專利範圍第5項所述的發光二極體模組，其中，透鏡的底面設置一凹陷，所述凹陷自透鏡的底面向透鏡內部凹陷形成。
8. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體模組，其中，所述電路板上形成電路層，所述電路層包括複數個相互間隔的第一電路層和第二電路層，發光二極體電連接於相鄰兩第一電路和第二電路。
9. 如申請專利範圍第8項所述的發光二極體模組，其中，所述反射層上設有開口，開口對應一發光二極體並將第一電路和第二電路從反射層裸露出。
10. 一種發光二極體模組，其包括電路板、複數個發光二極體和複數個透鏡，所述複數個發光二極體電連接於電路板中，每一透鏡覆蓋一發光二極體並固定於電路板上，其特徵在於：發光二極體模組還包括一反射層，所述反射層設置於電路板之上，所述透鏡包括一面向發光二極體的半透光面，所述發光二極體發出的光線射向半透光面後，一部分從半透光面射出，另一部分經半透光面反射到反射層，並由反射層反射，使每一發光二極體的出光角度增大。