TWM460414U

TWM460414U - 高光均勻度之ｌｅｄ模組

Info

Publication number: TWM460414U
Application number: TW102205639U
Authority: TW
Inventors: Tsan-Jung Chen
Original assignee: Kocam Int Co Ltd
Priority date: 2013-03-27
Filing date: 2013-03-27
Publication date: 2013-08-21

Description

高光均勻度之LED模組

本創作係關於一種發光二極體模組，尤指一種LED被裝設具有頂部反射件與底部反射件之框架的高光均勻度之LED模組。

液晶顯示器具有低耗電、低輻射且輕薄之優點，近幾年來，不論於公司企業或者一般家庭之中，液晶顯示器已經逐漸地取代傳統之映像管顯示器而成為主要使用之顯示器。

液晶顯示器係藉由液晶面板之液晶層以控制各圖元位置之光線透射率，使得液晶顯示器能夠正確地顯示影像。而由於液晶面板係屬於非自發光之顯示材質，故，液晶顯示器通常需要配置有外部光源以及導光裝置，例如：背光模組；目前習用於液晶顯示器之背光模組，係以LED為光源，並利用導光板之設計以加強對光線行進方向之控制，然而，消費者對於視聽享受的要求日漸增高，液晶顯示器之尺寸已愈來愈大，僅利用導光板以無法平均的分散光線，產生光學暗區的問題，因此，廠商即以調整LED 之裝設間距來改善次問題。

請參閱第一圖，係習用之一種背光模組的立體圖，該習用之背光模組1’係包括：一燈罩11’、一電路板12’(第一圖中未顯示)、複數個發光裝置13’、一反射片14’、及一導光板15’。該發光裝置13’為一LED元件，係被設置該電路板12’之上，透過電路板12’與外部電源連接可控制發光裝置13’發光，且發光裝置13’與電路板12’之組合，係置於該燈罩11’之ㄇ型容置空間之內；該反射片14’係置於燈罩11’之內，且反射片14’上下地包覆發光裝置13’，反射片14’係用以將發光裝置13’所發出的光線充分反射至該導光板15’，導光板15’則透過其一入光面151’接收光線，並將光線轉換為平面光以透過其一出光面152’將光線導出。由於該LED元件具有較強之亮度，且其所發出之光線具有較狹窄的發散角，因此，為了防止背光模組過亮，通常會減少燈罩11’內LED元件之數量，然而，如第一圖所示，減少LED元件之數量卻導致導光板15’於靠近該入光面151’之側邊，產生了複數個光學暗區153’與複數個光學亮區154’，其中，該光學暗區153’與光學亮區154’係相對性的產生。

因此，有鑑於習用之背光模組仍具有諸多之缺點，故本案之發明人係極力地加以研究發明，終於研發完成本創作之一種高光均勻度之LED模組，其係於LED之周邊裝設具有反射面鏡之框架，並利用反射面鏡反射LED所發出的光線，以使光線的分佈更均勻，避免光學暗區之產生，故可取代/補強該習用的定位技術之不足。

本創作之主要目的，在於提供一種高光均勻度之LED模組，其係於設置於基板上的每個LED元件的上方裝設一框架，如此，藉由框架所具有的底部反射件與反射穿透件之光反射作用及光穿透作用，係能夠該些LED元件所發出的光便能夠均勻地入射位於其上方的一光學件，進而均勻地擴散分布於該光學件之中，如此可避免於光學件中產生光學暗區。並且，由於光經過反射穿透件衰減，因此擴散分布於該光學件之中的光更呈現出亮度均勻之特徵，而不會有中間部分亮度過強之問題。

本創作之另一目的，在於提供一種高光均勻度之LED模組，其係於設置於基板上的每個LED元件的上方裝設一框架，如此，藉由框架所具有的底部反射件與反射穿透件之光反射作用及光穿透作用，係能夠該些LED元件所發出的光便能夠分布於該光學件之中。並且，這樣的元件設置方式，更可縮短LED元件出光面與光學件之距離，使得擴散光源的均一性可達80%以上。

因此，為了達成本創作上述之目的，本案之創作人提出一種高光均勻度之LED模組，係包括：一基板；複數個LED元件，係設置該基板之上；複數個框架，係固設於該基板上並分別相對地位於該些LED元件上方，且每一個框架上設有：一底部反射件，係覆蓋該LED元件，並具有一開口供該LED元件之一光發射面露出；一第一反射穿透件，係相對地位於該底部反射件上方，其中該LED元件所發出的光係部分穿透該第一反射穿透件，且部分的光係由第一反射穿透件所反射；以及一第二反射穿透件，係相對地位於該第一反射穿透件上方，其中穿透該第一反射穿透件的光，係進一步地部分穿透該第二反射穿透件，且部分的光係由第二反射穿透件所反射；以及一光學件，係設置於該複數個框架上方，用以接收自該些框架所射出的光；其中，藉由該底部反射件、該第一反射穿透件與該第二反射穿透件之光反射作用，以及該第一反射穿透件與該第二反射穿透件之光穿透作用，使得該些LED元件所發出的光線能夠均勻地入射該光學件，進而均勻地擴散分布於該光學件。

並且，為了達成本創作上述之目的，本案之創作人提出一種高光均勻度之LED模組之另一實施例，係包括：一基板；複數個LED元件，係設置該基板之上；複數個框架，係固設於該基板上並分別相對地位於該些LED元件上方，且每一個框架上設有：一底部反射件，係覆蓋該LED元件，並具有一開口供該LED元件之一光發射面露出；以及一反射穿透件，係相對地位於該底部反射件上方，其中該LED元件所發出的光係部分穿透該反射穿透件，且部分的光係由反射穿透件所反射；以及一光學件，係設置於該複數個框架上方，用以接收自該些框架所射出的光；其中，藉由該底部反射件與該反射穿透件之光反射作用，以及該反射穿透件之光穿透作用，使得該些LED元件所發出的光線能夠均勻地入射該光學件，進而均勻地擴散分布於該光學件。

<本創作>

1‧‧‧高光均勻度之LED模組

11‧‧‧基板

12‧‧‧LED元件

13‧‧‧框架

14‧‧‧光學件

134‧‧‧頂部件

135‧‧‧支柱

130‧‧‧底部反射件

131‧‧‧第一反射穿透件

132‧‧‧第二反射穿透件

1301‧‧‧開口

1341‧‧‧第一凹部

1342‧‧‧第二凹部

111‧‧‧嵌孔

1351‧‧‧凸出部

131a‧‧‧反射穿透件

1341a‧‧‧第一凹部

1342a‧‧‧第二凹部

<習知>

1’‧‧‧背光模組

11’‧‧‧燈罩

13’‧‧‧發光裝置

14’‧‧‧反射片

15’‧‧‧導光板

151’‧‧‧入光面

152’‧‧‧出光面

153’‧‧‧光學暗區

154’‧‧‧光學亮區

第一圖係習用之一種背光模組的立體圖；第二圖係本創作之一種高光均勻度之LED模組之側面剖視圖；第三圖係高光均勻度之LED模組之第一應用架構圖；第四圖係高光均勻度之LED模組之第二應用架構圖；第五圖係高光均勻度之LED模組之第三應用架構圖；第六圖係高光均勻度之LED模組之側面剖視圖之局部放大圖；第七圖係本創作之一種高光均勻度之LED模組之第二實施例的側面剖視圖；以及第八圖係高光均勻度之LED模組之側面剖視圖之局部放大圖。

為了能夠更清楚地描述本創作所提出之一種高光均勻度之LED模組以下將配合圖式，詳盡說明本創作之較佳實施例。

請參閱第二圖，係本創作之一種高光均勻度之LED模組之側面剖視圖；並且，請同時參閱第三圖、第四圖與第五圖，係分別本創作之高光均勻度之LED模組之第一應用架構圖、第二應用架構圖以及第三應用架構圖。如第二圖所示，本創作之高光均勻度之LED模組1係包括：一基板11、複數個LED元件12、複數個框架13、以及一光學件14。如第三圖所示，當本創作之高光均勻度之LED模組應用於一LED背光模組時，該基板11可分別為表面設有銅箔線路之鋁基材或者印刷電路板，該光學件14則可為一擴散片；或者，如第四圖與第五圖所示，當本創作之高光均勻度之LED模組應用於一高效能LED燈具時，該基板11可分別為表面設有銅箔線路之鋁基材或者印刷電路板，該光學件14亦為一擴散片。

繼續地參閱第二圖，該複數個LED元件12係設置該基板11之上，且複數個框架13係固設於該基板11上並分別相對地位於該些LED元件12上方。於本創作中，每一個框架13係由一頂部件134與複數根支柱135所構成，並且搭載有一底部反射件130、一第一反射穿透件131與一第二反射穿透件132。其中，框架13之該頂部件134之外形可為四方形、三角形、圓形、橢圓形、規則多邊形、或者不規則多邊形。

該底部反射件130係覆蓋該LED元件12，並具有一開口1301供該LED元件12之一光發射面露出。該第一反射穿透件131係相對地位於該底部反射件130上方，其中該LED元件12所發出的光係部分穿透該第一反射穿透件131，且部分的光係由第一反射穿透件131所反射。再者，第二反射穿透件132，係相對地位於該第一反射穿透件131上方，其中穿透該第一反射穿透件131的光，係進一步地部分穿透該第二反射穿透件132，且部分的光係由第二反射穿透件132所反射。

再者，光學件14係設置於該複數個框架13上方，用以接收自該些框架13所射出的光。並且，由於光線具有直進性，而該複數個LED元件12所發出的光線需被廣佈地傳播出去，因此，該些框架13之該頂板133與該複數根支柱134皆由一透光材料所製成，如塑膠。相反地，該底部反射件130係為一單面反射之凸面鏡或者一單面反射之平面鏡；第一反射穿透件131可為一具光穿透特性之雙面反射圓形凸面鏡或者一具光穿透特性之雙面反射之平面鏡；第二反射穿透件132可為一具光穿透特性之單面反射圓形凸面鏡或者一具光穿透特性之單面反射之平面鏡。

承上所述，藉由這樣的元件設置，則該些LED元件12所發出的光將因為該底部反射件130、該第一反射穿透件131與該第二反射穿透件132之光反射作用以及該第一反射穿透件131與該第二反射穿透件132之光穿透作用，而能夠均勻地入射該光學件14，進而均勻地擴散分布於該光學件14之中，如此可避免於光學件14中產生光學暗區。此外，由於光經過第一反射穿透件131與第二反射穿透件132的二次衰減，因此擴散分布於該光學件14之中的光更呈現出亮度均勻之特徵，而不會有中間部分亮度過強之問題。

請再次參閱第二圖，並請同時參閱第六圖，係該高光均勻度之LED模組之側面剖視圖之局部放大圖。於本創作中，框架13之頂部件134係具有一內凸表面與一外凸表面，該第一反射穿透件131即設置於該內凸表面之上。另，該頂部件134之該外凸表面係設有一第一凹部1341，用以設置該第二反射穿透件132；並且，相對於該第一凹部1341，內凸表面亦形成有一第二凹部1342。如此，可使得穿透第一反射穿透件131的光能夠完整地入射上方的第二反射穿透件132。此外，該些支柱135之一端係連接於該頂部件134，且其另一端係設置於該基板11上，藉此方式支撐該頂部件134。

如第六圖所示，基板11上更挖設有複數個嵌孔111，且該每一根支柱135之底部係具有一凸出部1351，該凸出部1351可嵌入至該嵌孔111內，使得該框架13可固定於該基板11之上。再者，為避免該複數個LED元件12所發出的光線因過度反射而導致光線反射不良，如第六圖所示，該底部反射件130之邊緣可製成向上彎折之結構。

如此，上述係已完整且清楚地說明本創作之高光均勻度之LED模組，並且，經由上述，吾人可以得知本創作係具有下列之優點：

1.本創作係於基板11上的每個LED元件12之上方裝設有一框架13，如此，藉由框架13所具有的底部反射件130、第一反射穿透件131與第二反射穿透件132之光反射作用，以及其第一反射穿透件131與第二反射穿透件132 之光穿透作用，該些LED元件12所發出的光便能夠均勻地入射該光學件14，進而均勻地擴散分布於該光學件14之中，如此可避免於光學件14中產生光學暗區。

2.承上述第1點，這樣的元件設置方式，可縮短LED元件出光面與光學件之距離，使得擴散光源的均一性可達80%以上；此外，由於光經過第一反射穿透件131與第二反射穿透件132的二次衰減，因此擴散分布於該光學件14之中的光更呈現出亮度均勻之特徵，而不會有中間部分亮度過強之問題。

3.再者，由於該底部反射件130可為一單面反射之凸面鏡或者一單面反射之平面鏡，該第一反射穿透件131可為一具光穿透特性之雙面反射圓形凸面鏡或者一具光穿透特性之雙面反射之平面鏡，該且第二反射穿透件132可為一具光穿透特性之單面反射圓形凸面鏡或者一具光穿透特性之單面反射之平面鏡；於製作本創作之高光均勻度之LED模組時，可利用不同的鏡件的組合排列方式，調整該些LED元件發出之光線的發散範圍、反射頻率與反射角度，以獲得最高效率之LED模組。

並且，本創作之高光均勻度之LED模組係更包括一第二實施例。請參閱第七圖，係本創作之一種高光均勻度之LED模組之第二實施例的側面剖視圖。如第七圖所示，於第二實施例中，高光均勻度之LED模組1係包括：一基板11、複數個LED元件12、複數個框架13、以及一光學件14；其中該複數個LED元件12係設置該基板11之上，且複數個框架13係固設於該基板11上並分別相對地位於該些LED元件12上方。不同於前述之較佳實施例的是，於第二實施例中，每一個框架13係由一頂部件134與複數根支柱135所構成，並且搭載有一底部反射件130以及一反射穿透件131。而同樣地，框架13之該頂部件134之外形可為四方形、三角形、圓形、橢圓形、規則多邊形、或者不規則多邊形。

承上述，該底部反射件130係覆蓋該LED元件12，並具有一開口1301供該LED元件12之一光發射面露出；該反射穿透件131a則相對地位於該底部反射件130上方，其中該LED元件12所發出的光係部分穿透該反射穿透件131a，且部分的光係由反射穿透件131a所反射。再者，光學件14係設置於該複數個框架13上方，用以接收自該些框架13所射出的光。並且，由於光線具有直進性，而該複數個LED元件12所發出的光線需被廣佈地傳播出去，因此，該些框架13之該頂部件134與該複數根支柱135皆由一透光材料所製成，如塑膠。相反地，該底部反射件130係為一單面反射之凸面鏡或者一單面反射之平面鏡，而該反射穿透件131a則可為一具光穿透特性之雙面反射圓形凸面鏡或者一具光穿透特性之雙面反射之平面鏡。

承上所述，藉由這樣的元件設置，則該些LED元件12所發出的光將因為該底部反射件130與該反射穿透件131a之光反射作用以及該反射穿透件131a之光穿透作用，而能夠均勻地入射該光學件14，進而均勻地擴散分布於該光學件14之中，如此可避免於光學件14中產生光學暗區。此外，由於光經過反射穿透件131的一次衰減，因此擴散分布於該光學件14之中的光更呈現出亮度均勻之特徵，而不會有中間部分亮度過強之問題。

請再次參閱第七圖，並請同時參閱第八圖，係該高光均勻度之LED模組之第二實施例的局部放大圖。於本創作中的第二實施例中，框架13之頂部件134係具有一內凸表面與一外凸表面，該反射穿透件131即設置於該內凸表面之上，並且一第一凹部1341a係形成於該內凸表面，用以供光穿過。此外，頂部件134的外凸表面更設有一第二凹部1342a，用以供光穿過。相同於前述之較佳實施例的是，該些支柱135之一端係連接於該頂部件134，且其另一端係設置於該基板11上，藉此方式支撐該頂部件134。並且，如第八圖所示，基板11上更挖設有複數個嵌孔111，且該每一根支柱135之底部係具有一凸出部1351，該凸出部1351可嵌入至該嵌孔111內，使得該框架13可固定於該基板11之上。而同樣地，再者，為避免該複數個LED元件12所發出的光線因過度反射而導致光線反射不良，如第八圖所示，該底部反射件130之邊緣可製成向上彎折之結構。

如此，關於本創作之高光均勻度之LED模組的可行實施例係已於上述說明中被清楚介紹；然而，必須加以強調的是，上述之詳細說明係針對本創作可行實施例之具體說明，惟該實施例並非用以限制本創作之專利範圍，凡未脫離本創作技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。