TWI559054B - Light emitting module - Google Patents

Description

發光模組

本發明係有關於一種發光模組，尤指一光學件具有一第一光學部與一第二光學部，該第一光學部與該第二光學部為一體成型，該第二光學部位於該第一光學部上，該第一光學部之出光面大於該第一光學部與該第二光學部之交界面，且該一光學部之出光面具有光學微結構。

現今產業越來越多樣化，有關於照明技術的良莠，對於視力健康以及個人心情影響甚大，近年來對於燈具也有相當的突破，不但追求更為光亮以降低照明死角，同時也更加節省電力，故產生出諸多種類之燈具，如：燈泡、日光燈管或LED發光燈具。

而有關於LED發光燈具，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。

就目前技術而言，背光模組主要由發光源(Light Source)、導光板(Light Guide Plate)與反射板(Reflector)所組成。背光模組將發光源發出的光轉化成提供給液晶面板亮且均勻之面光源，先 經由導光板將光源轉換成面光源，並利用導光板底部的反射板將射出導光板之光線反射回導光板內部，以提昇模組效率，而背光模組依照光源與出光面相對位置的不同，可區分成邊光式(Edge Lighting)及直下式(Bottom Lighting)兩種類型。

而有關於邊光式背光模組之技術，其為將光源擺置於背光模組之邊緣，當光線進入導光板後藉由底部的印刷網點或微結構將光線導引至出光面。擁有輕量、薄型化、窄框化及消耗功率低等特色。

而於習知技術中，邊光式背光模組通常將光線由導光板出光面導出之後，就必須經過擴散片進行均勻分佈及模糊網點或燈管影像的工作，擴散片散射度的要求則依照放置位置而有不同散射度(Hase)的要求。但是增加擴散片雖然可以產生均勻出光的效果，但是，也會增加整體結構上的體積。

本發明針對習知技術中之缺點提供一種發光模組，其係利用一光學件，該光學件具有一第一光學部與一第二光學部，該光學件之該第二光學部為反射光區，而該第一光學部為出光區，本發明利用該第一光學部與該第二光學部為一體成型，可省略增設擴散片或其它結構，使整體結構之體積能夠薄化，且於出光區無邊框使光源能夠照射範圍大，而達到光線無死角的效果。

本發明之一目的，在於提供一種發光模組，利用一光學件，該光學件具有一第一光學部與該第二光學部，該第一光學部與該第二光學部為一體成型，該第一光學光學部之出光面大於該第一光學 部與該第二光學部之交界面，再藉由光線反射方式，可控制面光源大小之手段，使其面光源變大。

本發明之一目的，在於提供一種發光模組，該第一光學部之出光面具有一光學微結構，使其出光面能均勻出光。

本發明之一目的，在於提供一種發光模組，第一光學部並無邊框限制出光，既能夠增加發光表面積與發光角度，而達到光線無死角的效果，也能夠降低眩光和省去框架成本。

為達上述所指稱之目的及功效，本發明為一發光模組，其包含一光學件、至少一發光元件與至少一反射件，該光學件具有一第一光學部與一第二光學部，該第一光學部與該第二光學部為一體成型，該第二光學部位於該第一光學部之上，該第一光學部之底面為一出光面，該出光面大於該第一光學部與該第二光學部之一交界面，並且該出光面具有複數個光學微結構，該至少一發光元件設置於該第二光學部之一側，該至少一反射件設置於該發光元件之一側。

1‧‧‧發光模組

10‧‧‧光學件

10A‧‧‧光學件

100‧‧‧出光面

101‧‧‧側出光面

102‧‧‧上出光面

110‧‧‧第一光學部

110A‧‧‧第一光學部

111‧‧‧光學微結構

120‧‧‧第二光學部

120A‧‧‧第二光學部

121A‧‧‧本體

122A‧‧‧延伸部

1221A‧‧‧平面

1222A‧‧‧曲面

20‧‧‧發光元件

20A‧‧‧發光元件

200‧‧‧交界面

30‧‧‧反射件

30A‧‧‧反射件

300‧‧‧光線

40‧‧‧輔助光學件

410‧‧‧光學結構

50‧‧‧凹槽

510‧‧‧電路板

第一A圖：其係為本發明之第一實施例之發光模組示意圖；第一B圖：其係為本發明之第一實施例之發光模組剖視圖；第一C圖：其係為本發明之第一實施例之發光模組之光路徑示意圖；第一D圖：其係為本發明之第一實施例之發光模組之輔助光學件示意圖；第二圖：其係為本發明之第二實施例之發光模組示意圖；以及 第三圖：其係為本發明之第三實施例之發光模組示意圖。

為使 貴審查委員對本發明之特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例及配合詳細之說明如後：有鑑於習知技術之中，背光模組將發光源發出的光轉化成提供給液晶面板等亮且均勻之面光源，經由導光板底面之該光學微結構將光源轉換成面光源，其發光面積等於該導光板面積，在導光板出光面處則使用擴散片使透過之光線擴散的更為均勻並掩蓋導光板出光之瑕疵，但，增加擴散片會增加整體結構上的體積，本發明可省略增設擴散片或其它結構，使整體結構之體積能夠薄化，且整體光學件為一體成型，並增加出光面積。

請參閱第一A圖到第一D圖，其係為本發明之第一實施例之發光模組示意圖、剖視圖、光路徑示意圖與輔助光學件示意圖；如圖所示，本實施例為一種發光模組1，其包含一光學件10、至少一發光元件20與至少一反射件30。

承上所述，該光學件10具有一第一光學部110與一第二光學部120，該第一光學部110與該第二光學部120為一體成型，該第二光學部位120於該第一光學部110之上，該第一光學部110之底面為一出光面100，該出光面100大於該第一光學部110與該第二光學部120之一交界面200，並且該出光面100具有複數個光學微結構111，該至少一發光元件20設置於該第二光學部120之一側，該至少一反射件30設置於相對該發光元件20之一側，其中，該至少一發光元件20發出一光線300，該光線300於該第二光學部120受到該 至少一反光件30之至少一次反射後，而入射該第一光學部110。

本實施例係為一發光模組1，其係利用該至少一發光元件20，該至少一發光元件20為發光二極體，該發光元件20發出一光線300，該光線300自該第二光學部120之一側進入該光學件10內，而該光學件10係具有該第一光學部110與該第二光學部120，該第一光學部110與該第二光學部120為一體成型結構，其中，該第一光學部110為矩形板體或圓板體，而該第二光學部120為圓板體或多邊板體。

進入該光學件10內之一部分的該光線300會照射於該至少一反光件30，並且此部分之該光線300於該第二光學部120受到該至少一反光件30之至少一次反射，而使該光線300入射於該第一光學部110，而也有另一部分之該光線300直接往該第一光學部110方向照射，其中，該反射件30為一銀反射片、一玻璃塗佈反射塗料、一半反光透膜片或可產生鏡面反射、高斯反射或朗伯特反射特性之反射材料，本發明不限制其反射材料或其反射所產生之效果。

而經過該第二光學部120後之該光線300照射於該第一光學部110內，一部分之該光線300直接照射於該出光面100，該出光面100具有複數個光學微結構111，該些個光學微結構111為印刷網點或破壞全反射結構面，而該光線300經過該些個光學微結構111後，使該光線300能通過該出光面100發光，其中，本實施例之該些個光學微結構111為印刷網點，而以印刷網點分佈為例，若需要使該發光模組1之光源能夠均勻出光，則印刷網點依該出光面100之發光亮度而設置，該出光面100係以中心處最亮，則印刷網點於該出光面100之中心處設置稀疏，而越靠近外側越暗，則印刷網 點於該出光面100之外側設置密集，而本發明並不限定該些個光學微結構111之設置方式，印刷網點疏密設置可依據使用者之需求作設置，利用印刷網點疏密設置影響出光亮度，使該出光面100發出全面均勻或局部圖案較亮或中心最亮往四周足漸變暗...等多種設計。

再者，於該第一光學部110之兩側各別為一側出光面101，當該光線300照射至每一該側出光面101，會有一部分該光線300各別通過該側出光面101，也會有一部分該光線300受到該側出光面101之反射回該第一光學部110，該發光模組1之兩側各別利用該側出光面101以改良該出光面100之最外側會有暗區產生的現象，進一步將每一側出光面101設為破壞全反射結構面，使每一該側出光面101以破壞全反射出光方式以減少部分之該光線300的能量損耗，另外，該第一光學部110相對於該出光面100並相鄰於該側出光面101之二上出光面102，該二上出光面102也有一部分該光線300會經由該二上出光面102向外照射，以盡量減少該發光模組1出光之死角。

復參閱第一D圖，進一步設置一輔助光學件40，該輔助光學件設置於該出光面100，該輔助光學件40為透明或半透明材質，其為PMMA、PC、壓克力或玻璃材料所製成，另外，該輔助光學件40具有一光學結構410，該光學結構410為圖案、文字或符號，本實施例之該輔助光學件40為改變光學均勻性、調整配光曲線、保護內層結構或傳達任何訊息等，可依據使用者之需求做調整使用。

本實施例係為一種矩形的平面發光模組，依其功能性可分為上層的反射光區與下層的出光區，利用該發光元件20發出該光線300 後，該光線300於該第二光學部120區域進行反射出光，而於該第二光學部120與該第一光學部110之該交界面200(虛構面，該第一光學部110與該第二光學部120為一體成型)產生一強度不均勻的面光源，此強度不均的面光源照向該第一光學部110之該出光面100，藉由該出光面100之該些個光學微結構111而使此面光源能夠均勻出光，另外，藉由光線反射方式，可控制面光源大小之手段，使該發光模組1具有放大整體面光源之效果，且該光學件10為一體成型能減少結構組裝的體積，該第一光學部110並無邊框限制出光，既能夠增加發光表面積與發光角度，而達到光線無死角的效果，也能夠降低眩光和省去框架成本。

請參閱第二圖，其係為本發明之第二實施例之發光模組示意圖；如圖所示，本實施例與第一實施例之差異在於，本實施例係為一種圓形的平面發光模組，依其功能性同樣為上層的反射光區與下層的出光區，而上層之反射光區為配合圓形的平面發光模組，而本實施例具有一光學件10A，該光學件10A具有一第一光學部110A與一第二光學部120A，該第二光學部120A具有一本體121A與三延伸部122A，於該本體121A之周側向外延伸該三延伸部122A，而每一該延伸部122A係利用一平面1221A與一曲面1222A所組成之側邊設置於該本體121A之一側，並於該平面1221A設置至少一發光元件20A，該至少一發光源件20A係相對於一具有曲面之反光件30A，當該至少一發光元件20A發出一光線時，該光線會受到該具有曲面之反光件30A而反射於中心之一第二光學部120A，而最後將光線將導向入射於該第一光學部110A，而該第一光學部110A與該第二光學部120A為一體成型，而其該光學為結構相同於第一實施 例之設置方式，故，不再贅述。

請參閱第三圖，其係為本發明之第三實施例之發光模組示意圖；如圖所示，本實施例與第二實施例之差異在於，於該第二光學部120A之中心處設置一凹槽50，並將一電路板510設置於該凹槽50內，利用此種方式設置該電路板510並不會影響到該發光元件20A之出光，也可以使該發光模組1作為燈具之發光部件使用時，減少燈具的整體體積大小。

綜上所述，本發明為一發光模組，依其功能性分為上層的反射光區與下層的出光區，該第二光學部位於該反射光區，而該第一光學部位於該出光區，光線透過藉由該出光面之該些個光學微結構而使光源能夠均勻出光，再者，藉由光線反射方式，可控制面光源大小之手段，且該光學件為一體成型能減少結構組裝的體積，更進一步該第一光學部並無邊框限制出光，既能夠增加發光表面積與發光角度，而達到光線無死角的效果，也能夠降低眩光和省去框架成本。另外，本發明針對該第一光學部具有圓形出光面而設計出該第二光學部，該第二光學部之出光方向能夠對應該第一光學部之該出光面。

故本發明確實為一具有新穎性、進步性及可供產業上利用之發明，應符合我國專利法專利申請之要件無疑，爰依法提出發明專利申請，祈 鈞局早日賜准專利，至為德感。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，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。

1‧‧‧發光模組

10‧‧‧光學件

100‧‧‧出光面

101‧‧‧側出光面

102‧‧‧上出光面

110‧‧‧第一光學部

111‧‧‧光學微結構

120‧‧‧第二光學部

20‧‧‧發光元件

200‧‧‧交界面

30‧‧‧反射件

Claims (10)

1. 一種發光模組，其包含：一光學件，具有一第一光學部與一第二光學部，該第一光學部與該第二光學部為一體成型，該第二光學部位於該第一光學部之上，該第一光學部之底面為一出光面，該出光面大於該第一光學部與該第二光學部之一交界面，並且該出光面具有複數個光學微結構；至少一發光元件，設置於該第二光學部之一側；以及至少一反射件，設置於相對該發光元件之一側；其中，該至少一發光元件發出一光線，該光線於該第二光學部受到該至少一反光件之至少一次反射後，而入射該第一光學部。
2. 如申請專利範圍第1項所述之發光模組，其中該些個光學微結構為網點或破壞全反射結構面。
3. 如申請專利範圍第1項所述之發光模組，更包含：一輔助光學件，設置於該出光面。
4. 如申請專利範圍第3項所述之發光模組，其中該輔助光學件具有一光學結構，該光學結構為圖案、文字或符號。
5. 如申請專利範圍第3項所述之發光模組，其中該輔助光學件為透明或半透明材質。
6. 如申請專利範圍第3項所述之發光模組，其中該輔助光學件之材料為PMMA、PC、壓克力或玻璃材料。
7. 如申請專利範圍第1項所述之發光模組，其中該反射件為一銀反 射片、一玻璃塗佈反射塗料、一半反光透膜片或可產生鏡面反射、高斯反射或朗伯特反射之反射件。
8. 如申請專利範圍第1項所述之發光模組，其中該至少一發光元件為發光二極體。
9. 如申請專利範圍第1項所述之發光模組，其中該第二光學部為圓板體或多邊板體。
10. 如申請專利範圍第1項所述之發光模組，其中該第一光學部為矩形體或圓板體。