TWI485890B - 發光裝置 - Google Patents

Description

發光裝置

本發明是有關於一種發光裝置，且特別是有關於一種具有透鏡結構之發光裝置。

一般的發光二極體之發光角度係固定的(例如：大約為120度左右)，為了滿足各種不同發光模組對於光學特性的需求，製造商通常會在發光二極體上方覆蓋一個二次光學透鏡(Secondary Optical Lens)，用以調整發光二極體所放射的光形(Illumination Distribution)。

一般來說，在組裝時，製造商會先利用表面黏著技術(Surface Mount Technology)將發光二極體設置在基板表面，並透過第一次熱處理程序(例如：迴焊製程)來固定發光二極體。當固定發光二極體後，製造商會利用點膠的方式將二次光學透鏡設置在基板上並覆蓋發光二極體，並透過第二次熱處理程序(例如烘烤)來使膠硬化以固定二次光學透鏡。

由於發光二極體必須以熔點較高的焊錫來黏著，其所需的熱處理溫度比二次光學透鏡所需的熱處理溫度更高，使得一般塑料製成的透鏡在這樣的溫度下容易變形或損壞，因此，目前的技術尚無法僅利用一次熱處理程序同時固定發光二極體與二次光學透鏡。

由上述可知，在現有的技術中，若欲裝設發光二極體及二次光學透鏡，則不可避免地需要經過兩次熱處理程 序，無疑地會增加生產成本，且可能影響發光二極體的光學特性。

有鑑於此，本發明之一技術態樣係在於提供一種發光裝置，其目的之一係在於減少組裝時所需的熱處理程序的次數。

為了達到上述目的，依據本發明之一實施方式，一種發光裝置包含一基板、一發光元件以及一透鏡結構。發光元件係設置於基板上。透鏡結構係設置於發光元件上方，且此透鏡結構包含一透鏡本體以及複數透鏡腳。透鏡本體係位於發光元件上方。透鏡腳係設置於透鏡本體之底部，其中發光元件周圍之基板表面具有複數通道，藉由每一透鏡腳對應穿設於每一通道，使得透鏡本體可被固定於基板上。

於本發明之一或多個實施方式中，每一透鏡腳均包含一支撐部以及一貫穿部。支撐部係用於支撐透鏡本體。貫穿部連接支撐部，可用以穿設每一通道。貫穿部的長度足以貫穿基板，並使貫穿部的底端裸露於基板外。

於本發明之一或多個實施方式中，發光裝置可進一步包含複數固定件，每一固定件分別套設於每一透鏡腳之裸露的貫穿部底端。

於本發明之一或多個實施方式中，至少一個固定件為螺帽，且至少一個貫穿部的底端具有螺紋，用以拴上此螺帽。

於本發明之一或多個實施方式中，至少一個固定件為彈性環，且至少一個貫穿部的底端具有一凸出部，其中彈性環係夾抵於基板與凸出部之間。

於本發明之一或多個實施方式中，其中支撐部之橫截面的面積係大於貫穿部之橫截面的面積。

於本發明之一或多個實施方式中，貫穿部密合於通道中。

於本發明之一或多個實施方式中，支撐部之橫截面的面積大於通道之橫截面的面積。

於本發明之一或多個實施方式中，支撐部之厚度係大於發光元件之厚度。

於本發明之一或多個實施方式中，基板包括一電路板。

於本發明之一或多個實施方式中，基板可進一步包括一背板。

於本發明之一或多個實施方式中，背板為一顯示器的殼板體。

於本發明之一或多個實施方式中，背板係金屬材質。

於上述實施方式中，透鏡結構之可利用透鏡腳直接穿過基板的通道，以利固定透鏡結構與基板的相對位置。如此一來，透鏡結構無須經過任何熱處理即可固定於基板上，故在組裝此發光裝置時可減少一道熱處理程序，從而避免影響發光元件的光學特性並降低成本。

以上所述僅係用以闡述本發明所欲解決的問題、解決問題的技術手段、及其產生的功效等等，本發明之具體細節將在下文的實施方式及相關圖式中詳細介紹。

以下將以圖式揭露本發明之複數實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，熟悉本領域之技術人員應當瞭解到，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節並非必要的，因此不應用以限制本發明。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

第1圖繪示依據本發明一實施方式之發光裝置之剖面圖。如圖所示，本實施方式之發光裝置可包含一基板100、一發光元件200以及一透鏡結構300。發光元件200係設置於基板100上。透鏡結構300係設置於發光元件200上方。透鏡結構300包含一透鏡本體310以及複數透鏡腳320。透鏡本體310係位於發光元件200上方。透鏡腳320係設置於透鏡本體310之底部。發光元件200周圍之基板100表面具有複數通道400，藉由每一透鏡腳320對應穿設於每一通道400，使得透鏡本體310可被固定於基板100上。

由於基板100開設有多個通道400，且這些通道400可供透鏡腳320插入並穿過。如此一來，透鏡腳320可緊配於通道400中，使得透鏡腳320的位置可被通道400所限制，而不致於任意移動，故可實現固定透鏡結構300的功能。此外，由於上述實施方式僅需將透鏡腳320插入或穿過通道400即可固定透鏡結構300，而無須透過黏著膠，故亦無須經過熱處理程序來使黏著膠固化成型。因此，上 述實施方式之發光裝置的組裝流程可減少一道熱處理程序，從而避免影響發光元件200的光學特性並降低成本。

第2圖繪示依據第1圖之發光裝置之局部面圖。如第2圖所示，每一透鏡腳320均可包含一支撐部322以及一貫穿部324。支撐部322係位於透鏡本體310之底部與基板100之間，以支撐透鏡本體310。貫穿部324連接支撐部322，其可用以穿設每一通道400。貫穿部324的長度足以貫穿基板100，並使貫穿部324的底端326裸露於基板100外。

具體而言，支撐部322係位在基板100上並支撐透鏡本體310，貫穿部324可插入通道400中，且其長度可大於基板100之厚度，以使貫穿部324之底端326裸露於基板100外。於部分實施方式中，貫穿部324之形狀與尺寸係與通道400相同，以利貫穿部324能夠穩固定固定於通道400中。

於部分實施方式中，支撐部322之橫截面的面積可大於貫穿部324之橫截面的面積，且支撐部322之橫截面的面積亦可大於通道400之橫截面的面積。換句話說，貫穿部324及通道400的橫截面均比支撐部322的橫截面更窄。因此，當貫穿部324穿過通道400時，支撐部322可擋止於基板100上，而不會落入通道400中。

於部分實施方式中，貫穿部324可密合於通道400中。具體而言，貫穿部324之橫截面的面積可與通道400之橫截面的面積相同，以利貫穿部324與通道400相密合，從而提升透鏡結構300在基板100上的穩固性。於部分實施 方式中，貫穿部324與通道400的密合程度可達水密或氣密，以避免外物(例如：水氣或灰塵)進入透鏡結構300與基板100之間的空間中。

於部分實施方式中，支撐部322之厚度可大於發光元件200(可參閱第1圖)之厚度，以避免透鏡本體310接觸或壓迫發光元件200(可參閱第1圖)。

於第2圖之實施方式中，透鏡本體310可包含一透鏡冠體312以及一透鏡周緣314。透鏡周緣314係設置於支撐部322之上方並由支撐部322所支撐。透鏡冠體312係設置於透鏡周緣314的上方並位於發光元件200(可參閱第1圖)所放射光線之光路上。換句話說，透鏡冠體312係位於發光元件200(可參閱第1圖)上方，其可用以改變發光元件200(可參閱第1圖)所放射光之光形。透鏡冠體312之表面可呈弧面狀、曲面狀或其他幾何形狀，但不以此為限。透鏡本體310可由透光材質所形成，以利發光元件200(可參閱第1圖)的放射光能夠穿透至透鏡本體310外。

第3圖繪示依據本發明另一實施方式之發光裝置之剖面圖。本實施方式與第1圖之實施方式的主要差異係在於：本實施方式可進一步包含複數固定件510。每一固定件510係分別套設於每一透鏡腳320之裸露的底端326上。固定件510可抵住基板100之底面，此底面係指基板100上背對發光元件200之一表面。

當透鏡腳320受到向上的外力時，固定件510可抵住基板100之底面，以避免透鏡腳320向上移動而脫離至通道400外。另外，基板100可夾抵於固定件510與透鏡腳 320的支撐部322之間，故當基板100係由兩個以上的板體層疊而成時，固定件510與透鏡腳320的支撐部322可幫助固定基板100中各個層疊的板體之間的相對位置。

舉例來說，基板100可包含電路板110及背板120，兩者彼此重疊。通道400可連通於電路板110及背板120中。支撐部322係位於電路板110上，而固定件510係位於背板120下方並抵住背板120。如此一來，電路板110與背板120可被夾在支撐部322與固定件510之間。換句話說，支撐部322與固定件510可將電路板110固定於背板120上。於部分實施方式中，基板100亦可僅包含電路板110，讓透鏡腳320固定於電路板110上。

於本實施方式中，支撐部322與固定件510之橫截面的面積均大於通道400之橫截面的面積，以利支撐部322與固定件510夾住電路板110與背板120。

於本實施方式中，至少一個固定件510為螺帽，其可拴在透鏡腳320上。固定件510(於此為螺帽)與透鏡腳320之組裝流程可參閱第4A至4C圖所示。應瞭解到，為了利於讀者更清楚地觀看透鏡腳320與固定件510(於此為螺帽)的組裝過程，於第4A至4C圖中，並未繪示出透鏡本體310及發光元件200。

如第4A圖所示，製造者可提供透鏡腳320。此透鏡腳320可包含支撐部322及貫穿部324。至少一個透鏡腳320具有螺紋328，此螺紋328係位於貫穿部324之底端326上，其可用以拴上固定件510(可參閱第3圖)。

如第4B圖所示，製造者可將貫穿部324插入通道400 中並使貫穿部324之底端326穿出通道400而裸露於背板120外，螺紋328亦會因而裸露於背板120外。支撐部322可抵靠於電路板110上。

如第4C圖所示，當貫穿部324之底端326及其螺紋328裸露於背板120外時，製造者可將固定件510(於此為螺帽)以旋轉的方式拴在貫穿部324之底端326的螺紋328上並使其抵住背板120。於本實施方式中，固定件510可具有與螺紋328形狀相配合之螺紋，以利將固定件510拴在貫穿部324之底端326上。

第5圖繪示依據本發明又一實施方式之發光裝置之剖面圖。本實施方式與第3圖之實施方式的主要差異係在於：至少一個固定件520為彈性環，且至少一個透鏡腳320具有一凸出部600，固定件520(於此為彈性環)係夾抵於基板100與凸出部600之間。

當透鏡腳320受到向上的外力時，固定件520可抵住基板100之底面，而避免透鏡腳320向上移動而脫離至通道400外。此外，支撐部322係位於電路板110上，而固定件520係位於背板120下方並抵住背板120。如此一來，電路板110與背板120可被夾在支撐部322與固定件520之間。換句話說，支撐部322與固定件520可將電路板110固定於背板120上。

於本實施方式中，支撐部322與固定件520之橫截面的面積均大於通道400之橫截面的面積，以利支撐部322與固定件520夾住電路板110與背板120。

固定件520(於此為彈性環)與透鏡腳320之組裝流程可 參閱第6A至6C圖所示。應瞭解到，為了利於讀者更清楚地觀看透鏡腳320與固定件520(於此為彈性環)的組裝過程，於第6A至6C圖中，並未繪示出透鏡本體310及發光元件200。

如第6A圖所示，製造者可提供透鏡腳320。此透鏡腳320可包含支撐部322及貫穿部324。至少一個透鏡腳320具有凸出部600，此凸出部600係位於貫穿部324之底端326上。具體來說，凸出部600之橫截面的面積係大於貫穿部324之橫截面的面積，以利抵住固定件520(可參閱第5圖)。於部分實施方式中，凸出部600可為一凸出的球體。

如第6B圖所示，製造者可將貫穿部324插入通道400中，並使凸出部600穿出通道400而裸露於背板120外。凸出部600較佳可由彈性材質所形成，俾利凸出部600能夠順利通過通道400。具體來說，凸出部600在進入通道400時可被通道400的內壁所壓迫而略微縮小，待凸出部600穿過通道400後可基於其本身的彈性而回復原本形狀及尺寸。

如第6C圖所示，當凸出部600穿過通道400後而裸露於背板120外時，製造者可將固定件520(於此為彈性環)略微拉開並使其跨過凸出部600。當固定件520跨過凸出部600後，製造者可放開固定件520，使其基於本身的彈性能力回復原本的形狀及尺寸，從而套在貫穿部324之底端326上並夾抵於基板100與凸出部600之間。於本實施方式中，固定件520較佳係由彈性材料(例如橡膠)所形成的環狀結構。

於部分實施方式中，透鏡本體310、透鏡腳320及凸出部600可由一次性的射出成型所形成，故三者的材料相同。於部分實施方式中，透鏡本體310、透鏡腳320及凸出部600均係由透明材質所射出成型而成，以利光線穿透。由於透明材質不一定具有如橡膠般的高彈性係數，故當採用低彈性係數的透明材質時，通道400的直徑較佳係大於凸出部600的直徑，俾利凸出部600能夠穿過通道400。

第7圖繪示依據本發明一實施方式之發光裝置所應用之一側光式背光模組的局部剖面圖。如圖所示，背板120可為一顯示器的殼體板，另外，背板120可鄰接於顯示器的一底板900，此底板900可為顯示器的另一殼板體，其可與背板120共同構成顯示器的框架。底板900上承載有一反射片800，反射片800上承載有一導光板700，另外背板120與底板900可大致上垂直地鄰接，如此一來，發光元件200可利用側向入光的方式將光線射入導光板700中。應瞭解到，本圖之背光模組係繪示第1圖的發光裝置以做為範例，惟實際上，背光模組亦可採用第3圖或第5圖所示的發光裝置。

第8圖繪示依據本發明一實施方式之發光裝置所應用之一直下式背光模組的局部剖面圖。本實施方式與第7圖之主要差異係在於：本實施方式之發光裝置係設置於顯示器之背殼體910上，亦即，發光裝置係採用顯示器的背殼體910為背板120，故發光裝置之電路板110係設置在顯示器的背殼體910上。顯示器的顯示元件層920係位在透鏡結構300的正上方，如此一來，發光裝置無須透過第7 圖之導光板700及反射片800，即可將光線直接射入顯示元件層920中，而實現直下式的入光方式。顯示元件層920可包含，但不侷限於，液晶層、偏光膜或擴散膜等顯示元件。

於部分實施方式中，發光元件200可為發光二極體，舉例來說，發光元件200可為封裝後的發光二極體封裝結構或是裸晶式的發光二極體晶片，但不以此為限。於部分實施方式中，發光元件200可為白光發光二極體、紅光發光二極體、綠光發光二極體或藍光發光二極體，但不以此為限。

應瞭解到，本說明書全文中關於第一特徵設置於第二特徵的上方或是第二特徵上的敘述，應包含了第一特徵與第二特徵兩者係直接接觸，以及第一特徵與第二特徵之間具有額外特徵而使第一特徵與第二特徵並非直接接觸形成等實施方式。舉例來說，本說明書所載「發光元件200設置於基板100上」之技術特徵除了包含發光元件200與基板100直接接觸的實施方式外，亦可包含發光元件200與基板100之間還存在有其他物質(例如導熱膠或導熱件)的實施方式。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧基板

110‧‧‧電路板

120‧‧‧背板

200‧‧‧發光元件

300‧‧‧透鏡結構

310‧‧‧透鏡本體

312‧‧‧透鏡冠體

314‧‧‧透鏡周緣

320‧‧‧透鏡腳

322‧‧‧支撐部

324‧‧‧貫穿部

326‧‧‧底端

328‧‧‧螺紋

400‧‧‧通道

510‧‧‧固定件

520‧‧‧固定件

600‧‧‧凸出部

700‧‧‧導光板

800‧‧‧反射片

900‧‧‧底板

910‧‧‧背殼體

920‧‧‧顯示元件層

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖繪示依據本發明一實施方式之發光裝置之剖面圖；第2圖繪示依據第1圖之發光裝置之局部面圖；第3圖繪示依據本發明另一實施方式之發光裝置之剖面圖；第4A至4C圖繪示第3圖之固定件與透鏡腳之組裝流程圖；第5圖繪示依據本發明又一實施方式之發光裝置之剖面圖；第6A至6C圖繪示第5圖之固定件與透鏡腳之組裝流程圖；第7圖繪示依據本發明一實施方式之發光裝置所應用之一側光式背光模組的局部剖面圖；第8圖繪示依據本發明一實施方式之發光裝置所應用之一直下式背光模組的局部剖面圖。

100‧‧‧基板

110‧‧‧電路板

120‧‧‧背板

200‧‧‧發光元件

300‧‧‧透鏡結構

310‧‧‧透鏡本體

320‧‧‧透鏡腳

400‧‧‧通道

Claims (12)

1. 一種發光裝置，包含：一基板；一發光元件，設置於該基板上；以及一透鏡結構，設置於該發光元件上方，該透鏡結構包含：一透鏡本體，位於該發光元件上方；以及複數透鏡腳，設置於該透鏡本體之底部，其中該發光元件周圍之基板表面具有複數通道，藉由每一該些透鏡腳對應穿設於每一該些通道，使得該透鏡本體被固定於該基板上，其中每一該些透鏡腳均包含一支撐部以及一貫穿部，其中該支撐部係用於支撐該透鏡本體，該貫穿部連接該支撐部並用以穿設每一各該通道，且該貫穿部的長度足以貫穿該基板而使該貫穿部的底端裸露於該基板外。
2. 如請求項1所述之發光裝置，更包含複數固定件，其中每一該些固定件分別套設於每一該些透鏡腳之裸露的該貫穿部的底端。
3. 如請求項2所述之發光裝置，其中至少一個該些固定件為螺帽，且至少一個該些貫穿部的底端具有螺紋，用以拴上該螺帽。
4. 如請求項2所述之發光裝置，其中至少一個該些固定件為彈性環，且至少一個該些貫穿部的底端具有一凸出部，其中該彈性環係夾抵於該基板與該凸出部之間。
5. 如請求項1所述之發光裝置，其中該支撐部之橫截面的面積係大於該貫穿部之橫截面的面積。
6. 如請求項5所述之發光裝置，其中該貫穿部密合於該通道中。
7. 如請求項5所述之發光裝置，其中該支撐部之橫截面的面積大於該通道之橫截面的面積。
8. 如請求項1所述之發光裝置，其中該支撐部之厚度係大於該發光元件之厚度。
9. 如請求項1至8中任一項所述之發光裝置，其中該基板包括一電路板。
10. 如請求項9所述之發光裝置，其中該基板更包括一背板。
11. 如請求項10所述之發光裝置，其中該背板為一顯示器的殼體板。
12. 如請求項11所述之發光裝置，其中該背板係金屬材質。