TW201606399A - 側光式發光模組 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種側光式發光模組，包含一導光板、一第一發光單元及一反射件，藉由將該第一發光單元所射出之光透過至少該第一反射件反射後，均勻導向導光板之出光面上，並經過該導光板上所增設之複數個網點以及一第二反射件之設計可令側光式發光模組具單一或複數個出光面

Description

側光式發光模組 【0001】

本發明係關於一種側光式發光模組，特別是關於一種應用二次光學之側光式發光模組。

【0002】

一般而言，對於發光二極體(LED, Light-Emitting-Diode)之出光方式，係包含點光源及面光源，其中點光源是理想化為質點的向四面八方發出光線的光源，面光源係由發光區域整面照射出平均的光。而LED面光源則相較於LED點光源，屬泛光之發光形式故發光角度較大，且較不易產生黑影或重影的問題，無炫光且光線均勻柔和不傷眼。雖點光源中也有透過燈罩設計之方式來令整體光線變得柔和均勻化，然而透過此方式會令光經過燈罩後造成一部份的光損產生，且在散熱問題方面因面光源的熱能將是由整體基板均勻分散開來，不會如同點光源般熱能聚集在某單位面積上之問題發生，故相對地面光源的平均壽命也高於點光源。而基於數面光源相較於點光源等優點，發光二極體之面光源技術已成為一種科技上的趨勢，越來越普及於人們的生活之中。

【0003】

目前應用面光源之設計有分為直下式結構與側下式結構，其中直下式結構的LED面光源，由於LED光源自身發光特性的局限，因此，為了克服眩光、光源不均勻等問題，往往需要在LED光源表面另外增加一層勻光透鏡用以實現其光源發光面的均勻效果，這就必然導致這種傳統的直下式結構的LED面光源的整體厚度增加，導致薄型直下式LED面光源的技術難題難以突破；側光式結構之發光源為擺在側邊之條狀光源，導光板採射出成型無印刷式設計，一般常用於18吋以下中小尺寸的背光模組，其側邊入射的光源設計，擁有輕量、薄型、窄框化、低耗電的特色，亦為手機、個人數位助理(PDA)、筆記型電腦的光源，目前亦有大尺寸背光模組採用側光式結構。

【0004】

普遍來說，常見之側光式面光源結構主要多由光源、導光板、反射板、透光板等元件所構成，簡言之即透過光源射出光線至導光板中，藉由導光板傳導光路徑以形成面光源。而導光板是影響側光式結構之側光式發光模組中影響光效率的重要零件，其係應用於側光式背光模組中，可將點光源或線光源所發出的光線，轉化成均勻的面光源。然而，礙於作為光源之發光二極體基於本身的設計以及製程的限制具有角度不可控之指向性發光之特性存在，實際運用上實為不便。因此若以點光源射出光線至導光板，該導光板整體出光面將會因為光能量分布不均勻而產生明顯的亮度或色度不均勻之光學暗區存在。

【0005】

為克服產生光學暗區的問題，較為普遍的做法是透過設置複數個光源並令其排列成條狀光源之形式，然後將其條狀光源設置於導光板之一側或兩相對側，藉複數個發光二極體同時射出光線，以克服僅設置一個發光二極體時，因指向性出光特性所產生之光量分布不均勻之問題。

【0006】

藉由設置複數個發光二極體條狀光源之方式，雖然可以解決產生光學暗區的問題，但會在進而衍生另一問題，即當設置光源的數量過少時，會令所設置之光源間的間隙過大，當複數個光源間之間隙過大時其光學暗區明顯存在的問題並無法被完善的解決，然而若為求光量分布均勻且光學暗區又不明顯，勢必需要令複數個光源間之間隙縮短產生條狀光源中設置大量發光二極體而產生大量的成本與電力的損耗。

【0007】

緣是，傳統之側光式發光模組需設置較多的發光二極體方可解決光學暗區存在的問題，本發明人有鑑於此而設計一運用反射之方式達到用少量光源提供一均勻之面光源，此乃多年於相關領域的製造及設計經驗和知識的輔佐，並針對該現有側光式發光模組作更新的研發改良，以期發揮其更高的實用效益性。

【0008】

本發明之主要目的，係提供一種側光式發光模組，其透過點光源之方式達到面光源出光，以減少光學暗區的存在。

【0009】

本發明之次要目的，係提供一種面光源模組，其藉由反射光源之方式，以達到至少一均勻之面出光。

【0010】

本發明之次要目的，係提供一種面光源模組，其藉由少量發光單元達到均勻面光源出光，以降低側光式發光模組製作成本。

【0011】

為達上述所指稱之各目的與功效，本發明之面光源模組，包含：一第一發光單元；一導光板，以及至少一第一反射件，當該第一發光單元射出一光線至該第一空間內，該光線藉由該些第一反射件反射經該界面至該第二空間。

1‧‧‧側光式發光模組
11‧‧‧導光板
111‧‧‧第一空間
113‧‧‧第二空間
1131‧‧‧網點
13‧‧‧第一發光單元
15‧‧‧第一反射件
17‧‧‧第二反射件
19‧‧‧透光板
21‧‧‧第二發光單元
P1‧‧‧第一光路徑
P2‧‧‧第二光路徑
P3‧‧‧第三光路徑
P4‧‧‧第四光路徑
P5‧‧‧第五光路徑
P6‧‧‧第六光路徑
P7‧‧‧第七光路徑
A‧‧‧第一入光面
B‧‧‧界面
C-G‧‧‧出光面
H‧‧‧第二入光面

【0012】

第一A圖：其為本發明之第一實施例之側光式發光模組的結構分解圖；
第一B圖：其為本發明之第一實施例之側光式發光模組之第一空間結構示意圖；
第一C圖：其為本發明之第一實施例之側光式發光模組之第二空間結構示意圖；
第二圖：其為本發明之第一實施例之側光式發光模組的光路徑圖；
第三圖：其為本發明之第二實施例之側光式發光模組的結構分解圖；
第四圖：其為本發明之第二實施例之側光式發光模組的光路徑圖；
第五圖：其為本發明之第三實施例之側光式發光模組的結構分解圖；
第六圖：其為本發明之第三實施例之側光式發光模組的光路徑圖；
第七圖：其為本發明之第四實施例之側光式發光模組的結構分解圖；
第八圖：其為本發明之第四實施例之側光式發光模組的光路徑圖；
第九圖：其為本發明之第五實施例之側光式發光模組的結構分解圖；
第十圖：其為本發明之第五實施例之側光式發光模組的光路徑圖。

【0013】

為使　貴審查委員對本發明之技術特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以之實施例及配合詳細之說明，說明如後：

【0014】

本發明係關於一種側光式發光模組，首先請參閱第一A至一C圖，其係本發明之第一實施例之結構分解圖，如圖所示，本發明係提供一種側光式發光模組，其包含一第一發光單元13、一導光板11、以及至少一第一反射件15。

【0015】

該第一發光單元13係一發光二極體，且該第一發光單元13可依據使用者需求自由進行拆換。

【0016】

該導光板11中設有一第一空間111以及一第二空間113，該第一空間111之一第一入光面A設置該第一發光單元13並與該第二空間113相鄰形成一界面B，以作為該第一發光單元13之入光區域；該第二空間113具一出光面C、一出光面D以及一出光面E；且如第一C圖所示之該導光板11之該第二空間113之形狀係呈一四邊形，然而實際上並不限於此，該第二空間113之形狀亦可以係一圓形、一環形或一多邊形之形狀。

【0017】

該第一反射件15係設置於該第一空間111之該第一入光面A相鄰之一側；該第一反射件15係用於將該第一發光單元13所射出之光線反射至該第二空間113。然而，實際上依據該第一反射件15所設置之數量以及其位置，尚會配合調整該第一發光單元13之角度，藉以達到較佳之反射光角度。復參照本案第一A圖，在本實施中因僅設置一組該第一反射件15，故該第一發光單元13之設置角度亦作其適當之調整，以接收該第一發光單元13較廣的入射光角度進而令較多反射光量可進至該第二空間113中。

【0018】

請參閱第二圖，其為本發明之第一實施例之光路徑圖。當該第一發光單元13射出光線由該第一入光面A進入於該第一空間111，接著行進至該第一反射件15形成一第一光路徑P1，該第一光路徑P1經該第一反射件15進行一反射動作，此反射動作可以是鏡面反射、高斯反射或郎伯反射。而在進行該反射動作後，藉由該導光板11再以全反射傳播方式將光線由該第一空間111經該界面B傳導至該第二空間113之一出光面D之方向進行出光，形成一第二光路徑P2。雖然第二圖中該第二光路徑P2係往該出光面D之方向進行出光，然而實際上光路徑亦可由該出光面C或該出光面E之方向出光，而形成複數個出光面。且更進一步可在該第二空間113中設置至少一第二反射件17或複數個網點1131(第二圖未標示)，進而選擇、調整或控制光線的出光面方向與數量。

【0019】

請參閱第三圖，係為本發明之第二實施例之結構分解圖，如圖所示，本實施例與前一實施例之差異在於該第一空間111之該些第一反射件15設置於該第一入光面A之相對側以及相鄰之三側，且更進一步設置至少一第二反射件17、一透光板19以及複數個網點1131。該些第二反射件17設置於該第二空間113之至少一側，該複數個網點1131設置於該第二空間113之一底部，依本實施例而言即一出光面F或一出光面G。惟，前實施例中該導光板11、該第一發光單元13以及該第一反射件15均與前一實施例相同，故於本實施例中不再贅述。

【0020】

上述該透光板19，覆蓋於該導光板11之該第二空間113並可依據使用者需求自由進行拆換，該透光版19利用一具高透光材質所構成，例如：PC、PMMA、PS或PET等；此外，其表面上可另外參雜擴散粒子或加工光學微結構使以提升其光均勻性。

【0021】

請參閱第四圖，其為本發明之第二實施例之光路徑圖。因本實施例中該第一反射件15係包覆著該第一空間111，故當該第一發光單元13射出光線由該第一入光面A進入於該第一空間111後，光線進入該第二空間113前經該第一反射件15反射之次數可能為一次以上。如圖所示，當該第一發光單元13射出光線後由該第一入光面A之相鄰下側之該第一反射件15進行反射後，再至該入光面A之相鄰上側之該第一反射件15後，再反射經該界面B至該第二空間113之網點1131至該出光面F形成一第三光路徑P3；當該第一發光單元13射出光線後經該第一入光面A之相鄰外側之該第一反射件15進行反射後，再至該第一入光面A之相對側之該第一反射件15後，反射經過該界面B至該第二空間113底部之該第二反射件17後，向該出光面F之方向行進出光形成一第四光路徑P4。

【0022】

復參閱第四圖，該發光單元13所射出之光線在經該發光單元13相鄰外側之該第一反射件15全反射至第二空間113後，光線會不斷地在該些第一反射件15以及該些第二反射件間進行全反射，直至光線射至網點1131或設置於底部之該第二反射件17後才會進行出光。而在本實施例中，僅以該第三光路徑P3以及該第四光路徑P4作表示，然而實際上光進行全反射之路徑不勝枚舉，故在本案此結構下於該導光板11內藉由該些第一反射件15以及該些第二反射件17全反射直至出光應都屬本實施例所欲表彰之範圍內。

【0023】

復參閱第四圖，上述該導光板11中之該第二空間113所設置之該些網點1131具有特定之疏密方向及疏密程度。如圖所示，該疏密方向係正交於該第一發光單元13之入光方向；該疏密程度係距離該第一空間111越遠，該複數個網點1131之疏密程度越密集，反之，該疏密程度係距離該第一空間111越近，該複數個網點1131之疏密程度越疏散。藉此該複數個網點1131設計達到更進一步高均勻性之出光。

【0024】

請參閱第五圖，係為本發明之第三實施例之結構分解圖，如圖所示，本實施例相較於前些實施例之差異在於該導光板11之該第二空間113形狀係一圓形。惟，本實施例中該第一發光單元13以及該些第一反射件15均與前些實施例相同，故於本實施例中不再贅述。

【0025】

請參閱第六圖，其為本發明之第三實施例之光路徑圖。該第一發光單元13射出光線由該第一入光面A進入於該第一空間111後，再經由所設置之該第一反射件15將光線由該第一空間111反射至該第二空間113之過程與第一實施例相同，故在此不再贅述。然而因本案該第二空間113係一圓形之形狀，當光線經該第一空間111至該第二空間113後係經由該第二空間旁側面進行出光，形成如一第五光路徑P5之方向進行出光。本實施例之側光式發光模組亦可如第二實施例設置至少一第二反射件17、該複數個網點1131以及該透光件19以形成單面出光之結構。

【0026】

請參閱第七圖，係為本發明之第四實施例之結構分解圖，如圖所示，本實施例相較於前些實施例之差異在於該導光板11之第二空間係一環形，且該導光板11中該第一空間111與該第二空間113相鄰之該界面B係包覆設置於該第二空間113之側邊。惟，本實施例中該第一發光單元13、該些第一反射件15、該網點1131、該第二反射件17以及該透光板19均與前些實施例相同，故於本實施例中不再贅述。

【0027】

請參閱第八圖，其為本發明之第四實施例之光路徑圖。本實施例中該第一反射件15係包覆著該第二空間113。如圖所示，當該第一發光單元13射出光線後射至與該第一入光面A相鄰之環形外側之該第一反射件15進行全反射後，再反射經該界面B至該第二空間內側之該第二反射件17再次進行反射，之後光線不斷在該第一反射件15以及該第二反射件17間進行全反射，形成該第6光路徑P6，該第六光路徑直到射至該些網點1131後出光。復參閱第八圖，該第六光路徑P6主要係表彰光線會在環形之導光板11中不間斷地循環反射直至光線射至網點1131出光，惟為求圖式可清楚表達此一特色故未繪製光線於導光板11中以全反射方式進行傳導之態樣，但實際上光線於導光板11中傳導仍是以全反射之方式進行。

【0028】

請參閱第九圖，係為本發明之第五實施例之結構分解圖，如圖所示，本實施例相較於第四實施例之差異在於另設置一第二發光單元21，且該第二發光單元21設置於該第一空間111相對於該第一入光面A之一第二入光面H。惟，本實施例中該第一反射件15、該複數個網點1131、該第二反射件17以及該透光板19均與前些實施例相同，故於本實施例中不再贅述。

【0029】

請參閱第十圖，其為本發明之第五實施例之光路徑圖。如圖所示，一第七光路徑P7係由該第二發光單元21所提供，且該些相異第一發光單元13具相異之入光面。於此，可避免如第四實施例中，當該第一發光單元13在該第一反射件15與該第二反射件17間經多次反射後所造成的光衰減使得該第一發光單元13後側之部分發光較暗之現象，故設置該第二發光單元21可更進一步提升側光式發光模組整體之光均勻度。此外，為求圖面簡潔清楚因此於第十圖中並未表示出如第四實施例之全反射路線，然而實際上本實施例同第四實施例，當該些發光單元13、21射出光線後，該些光線會在該些第一反射件15以及該第二反射件17間來回不斷進行全反射，直至光線射至網點1131後出光。

【0030】

綜上所述，本發明關於一種側光式發光模組，主要包含：一導光板、一發光單元以及一第一反射件，該導光板更具有一第一空間、一第二空間以及至少一出光面，該第一空間之一入光面設置該發光單元，並與該第二空間相鄰形成一界面，該第二空間之一側具有至少一出光面；其中該發光單元射出一光線至該第一空間內，該光線藉由該第一反射件反射後，再經該界面至該第二空間；該第一反射件可設置於該入光面相鄰與相對之一側。透過上述結構，該側光式發光模組具有複數個出光面，然而本發明可進一步於上述結構中，於該導光板之該第二空間之一側底部設置複數個網點以及一第二反射件，該複數個網點具有一與入光方向正交之疏密方向以及距離第一空間越遠其疏密程度越集中之特性；而該第二反射件設置於該第二空間之至少一側。透過上述結構，該面光源出光模組具有可將光量集中導向單一出光面之特性。然而本發明可再更進一步於上述結構中，改變該第二空間之形狀，並同樣於該便第二空間之形狀後依使用者需求選擇單一或複數個出光面。

【0031】

故本發明實為一具有新穎性、進步性及可供產業上利用者，應符合我國專利法專利申請要件無疑，爰依法提出發明專利申請，祈 鈞局早日賜准專利，至感為禱。

【0032】

惟以上所述者，僅為本發明一較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，故舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

 

11‧‧‧導光板

111‧‧‧第一空間

113‧‧‧第二空間

13‧‧‧第一發光單元

15‧‧‧第一反射件

P1‧‧‧第一光路徑

P2‧‧‧第二光路徑

Claims (9)

1. 【第1項】

   一種側光式發光模組，其中係包含：
   一第一發光單元；
   一導光板，包含一第一空間與一第二空間，該第一空間之一第一入光面設置該第一發光單元，並與該第二空間相鄰形成一界面，該第二空間之一側具有至少一出光面；以及
   至少一第一反射件，係設置於該第一空間之至少一側；
   其中，該第一發光單元射出一光線至該第一空間內，該光線藉由該第一反射件反射經該界面至該第二空間。
2. 【第2項】

   如申請專利範圍第1項所述之側光式發光模組，其中該第二空間之形狀係圓形、環形或多邊形。
3. 【第3項】

   如申請專利範圍第1項所述之側光式發光模組，其中該導光板之該界面包覆設置該第二空間之側邊。
4. 【第4項】

   如申請專利範圍第1項所述之側光式發光模組，其中更進一步設置一第二發光單元，且該第二發光單元設置於該第一空間相對於該第一入光面之一第二入光面。
5. 【第5項】

   如申請專利範圍第1項所述之側光式發光模組，其中該出光面更包含一第二反射件與複數個網點，該第二反射件設置於該第二空間之至少一側，該複數個網點設置於該第二空間之一底部。
6. 【第6項】

   如申請專利範圍第6項所述之側光式發光模組，其中該第二空間之該些網點具一疏密方向以及一疏密程度。
7. 【第7項】

   如申請專利範圍第7項所述之側光式發光模組，其中該第二空間之該些網點之該疏密方向係正交於該發光單元之入光方向。
8. 【第8項】

   如申請專利範圍第7項所述之側光式發光模組，其中該些網點距離該第一空間越遠，該些網點之疏密程度則越密集。
9. 【第9項】

   如申請專利範圍第1項所述之側光式發光模組，其中該第一反射件更進一步包覆該入光面鄰近與相對之三側邊。