TW201348817A - 發光模組 - Google Patents

Abstract

一種發光模組包含至少一發光二極體以及一導光結構。發光二極體發出一光線。導光結構與發光二極體相對設置，導光結構包含一光耦合件、一導光膜片及一透光連結件。至少部分光線由發光二極體入射光耦合件。導光膜片係對應光耦合件設置。透光連結件設置於光耦合件及導光膜片之一交界處。其中入射光耦合件的光線，至少部分經由透光連結件，而入射導光膜片。

Description

發光模組

本發明係關於一種發光模組，特別是有關於一種可薄型化之發光模組。

發光二極體是一種由半導體材料製作而成的發光元件，具有耗電量低、元件壽命長、反應速度快等優點，再加上體積小容易製成極小或陣列式元件的特性，因此近年來隨著技術不斷地進步，其應用範圍也由指示燈、背光源甚至擴大到了照明領域。

請參照圖1所示，其係為習知顯示裝置之發光模組的部份剖面示意圖。發光模組1係一側邊入光式背光模組，其主要包括至少一發光二極體11、一導光板12與一電路板13。發光二極體11係具有一發光二極體晶粒111，發光二極體11及部分導光板12係設置於電路板13上，導光板12係鄰設於發光二極體11之出光面112，以利發光二極體11所發出之光線進入至導光板12，再藉由導光板12導引光線，進而提供均勻的亮度及光線予顯示裝置之面板。

隨著顯示裝置的日益薄型化，發光模組1的厚度也需隨之縮減，因而所採用之導光板12的厚度也不斷地減少。然而，目前利用射出製程而產出的導光板12，其射出的厚度極限約為0.4~0.5毫米，且受到發光二極體11元件之 封裝結構中，側光式的發光二極體11，其導線架高度可能已大於導光板12的厚度。故使得於現今技術中，無法再減少導光板12的厚度，俾使得顯示裝置的薄型化受到考驗。

因此，如何提供一種發光模組，可降低導光結構的厚度，以使得顯示裝置更加薄型化，另外，更可提升發光二極體所發出之光線進入導光結構的光線量，確保發光模組的發光品質，已成為當前重要課題。

有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種發光模組，可降低導光結構的厚度，更可提升發光二極體所發出之光線進入導光結構的光線量。

為達上述目的，依據本發明之一種發光模組包含至少一發光二極體以及一導光結構。發光二極體發出一光線。導光結構與發光二極體相對設置，導光結構包含一光耦合件、一導光膜片及一透光連結件。至少部分光線由發光二極體入射光耦合件。導光膜片係對應光耦合件設置。透光連結件設置於光耦合件及導光膜片之一交界處。其中入射光耦合件的光線，至少部分經由透光連結件，而入射導光膜片。

在一實施例中，透光連結件係為一膠體。

在一實施例中，透光連結件係填補光耦合件與導光膜片之間的縫隙。

在一實施例中，透光連結件係平滑化光耦合件與導光膜片交界處之一段差。

在一實施例中，導光膜片之厚度係小於發光二極體之一出光面的高度。

在一實施例中，導光結構之鄰近發光二極體之一側具有一第一高度，遠離發光二極體之一側具有一第二高度，第一高度係大於第二高度。又，第一高度係大於等於發光二極體之一出光面的高度。

在一實施例中，第一高度的範圍為0.4毫米至1.0毫米。第二高度的範圍為0.05毫米至0.35毫米。

在一實施例中，光耦合件係為一導光板，且鄰近發光二極體之一側具有一膨大部。

在一實施例中，光耦合件係為一部分楔形導光板。

在一實施例中，導光結構更包含一定位片，其係連接光耦合件及導光膜片。其中，定位片係為一反射片。

在一實施例中，光耦合件係為一透鏡，透鏡設置於導光膜片鄰近於發光二極體之一側。

在一實施例中，光耦合件係具有一反射面及一光耦合面，光耦合件藉由光耦合面而與導光膜片耦接，至少部分光線經由反射面及光耦合面入射導光膜片。反射面與光耦合面之間具有一夾角，夾角係小於等於45度。

在一實施例中，光耦合件係具有一反射面，光線經由反射面入射導光膜片。

在一實施例中，光耦合件更具有一輔助成型件，輔助 成型件具有一容置部，光耦合件係容置於容置部。

在一實施例中，當發光二極體為複數時，該等發光二極體係設置於導光結構之一側邊。

在一實施例中，發光模組更包含一電路板，其連接發光二極體及導光結構。

承上所述，本發明之發光模組的發光二極體係發出光線並入射導光結構，其中至少部分入射導光結構之光耦合件的光線，係經由透光連結件入射至導光膜片。由於透光連結件係連接光耦合件與導光膜片，使得光耦合件藉由透光連結件可較佳地將發光二極體的光線入射導光膜片內。另外，本發明之導光結構的導光膜片較習知的導光板薄，俾使得應用於顯示裝置或其他發光裝置時，整體可更為薄型化。

以下將參照相關圖式，說明依本發明較佳實施例之發光模組，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。須知，本說明書所附圖式所繪示之結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技藝之人士之瞭解與閱讀，並非用以限定本發明可實施之限定條件，故不具技術上之實質意義，任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整，在不影響本發明所能產生之功效及所能達成之目的下，均應仍落在本發明所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。

發光模組包含至少一發光二極體以及一導光結構。發光二極體發出一光線。發光模組係例如應用於一顯示裝置，以提供光源予一面板；或者發光模組可作為照明裝置的光源，或是其他電子裝置的光源。導光結構係與發光二極體相對設置，其中導光結構包含一光耦合件、一導光膜片及一透光連結件。至少部分光線由發光二極體入射光耦合件。導光膜片係對應光耦合件設置。透光連結件設置於光耦合件及導光膜片之一交界處。值得說明的是，入射光耦合件的光線，至少部分經由透光連結件，而入射導光膜片。以下係以複數實施例及其變化態樣具體說明本發明內容。

第一實施例

圖2A為本發明第一實施例之一種發光模組的剖面圖，圖2B為圖2A之發光模組的示意圖。發光模組2包含至少一發光二極體3以及一導光結構4。本發明之發光模組2係例如應用於一顯示裝置，且發光模組2係為一側光式背光模組，以提供一均勻光源予一顯示面板。

本實施例之發光模組2係具有複數發光二極體3，該等發光二極體3係排列設置於導光結構4之一側邊(如圖2B所示)。其中，發光二極體3設置的數量並非限定於本發明，且排列的方式可為一維排列或是二維排列，圖2B中該等發光二極體3係以一維排列為例。發光二極體3係具有一發光二極體晶粒31，且發光二極體3係為一側光式(side-view)的表面安裝元件。當然，發光二極體3也可 以是一裸晶設置於一電路板上；或者，發光二極體3更可為一有機發光二極體(OLED)。

導光結構4係與發光二極體3相對設置，更詳細來說，導光結構4係設置於發光二極體3的出光面32的一側，以使發光二極體3所發出之光線射入導光結構4內。

導光結構4包含一光耦合件41、一導光膜片(Light Guiding Film,LGF)42及一透光連結件43。光耦合件41係與發光二極體3對應設置，發光二極體3發出的部分光線係入射光耦合件41。本實施例之光耦合元件41係例如為一透鏡，透鏡係設置於導光膜片42鄰近發光二極體3之一側。另外，本實施例之光耦合件41係具有一反射面411及一光耦合面412，光耦合件41係藉由光耦合面412而與導光膜片42耦接，且至少部分光線係經由反射面411反射至光耦合面412，再由光耦合面412出射進而入射導光膜片42。反射面411與光耦合面412之間具有一夾角，夾角係小於等於45度。

導光膜片42係對應光耦合件41設置，導光膜片42的厚度係小於發光二極體3之出光面32的高度。本實施例之導光膜片42的厚度之範圍例如為0.15至0.25毫米。

透光連結件43係設置於光耦合件41及導光膜片42之一交界處。透光連結件43係為一膠體，以填補光耦合件41與導光膜片42之間的縫隙，另外，藉由透光連結件43以平滑化光耦合件41與導光膜片42交界處之一段差。值得說明的是，透光連結件43與光耦合件41及導光膜片 42的接面之處必須較為平滑，以防止光線射出，而有漏光的情形產生。

由圖2A可看出，導光結構4之鄰近發光二極體3之一側具有一第一高度H₁，而導光結構4遠離發光二極體3之一側係具有一第二高度H₂，第一高度H₁係大於第二高度H₂，本實施例之第一高度H₁的範圍係為0.4毫米至0.65毫米，而第二高度H₂的範圍係為0.15至0.25毫米。更詳細來說，導光結構4的第一高度H₁係大於或等於發光二極體3之一出光面32的高度，以使發光二極體3的發出的光線可直接進入導光結構4內，接著光線再由導光結構4的出光面E射出。藉由導光結構4導引該等發光二極體3所發出之光線的方向，以提供顯示面板一個亮度均勻的背光源。而顯示面板，則可設置於第二高度H₂的區域，以減少整個顯示裝置的厚度。

另外，本實施例之發光模組2更包含一電路板5，係連接發光二極體3及導光結構4，該等發光二極體3係電性連結於電路板5，並且被電路板5所驅動，而導光結構4則有一部分設置於電路板5。

第二實施例

請同時參照圖3A及圖3B所示，其中圖3A為本發明第二實施例之發光模組的剖面圖，圖3B為圖3A之發光模組的示意圖。本實施例之發光模組2a與發光模組2不同之處在於，本實施例之發光模組2a係未設置電路板，而且部分導光結構4a係嵌合於發光二極體3a，並連接發光二極 體3a之殼體33，於此係以導光結構4a中的光耦合件41a嵌合於發光二極體3a為例。藉此，發光二極體3a與導光結構4a的連接態樣可如第一實施例係以電路板5連接發光二極體3與導光結構4，或如本實施例係將導光結構4a嵌合設置於發光二極體3a之殼體33，其非限定於本發明。其中，本實施例之導光膜片42及透光連結件43與上述實施例之中，導光膜片42及透光連結件43具有相同的技術特徵，故於此不再贅述。

第三實施例

請參照圖4A及圖4B所示，其中圖4A為本發明第三實施例之發光模組的剖面圖，圖4B為圖4A之發光模組的示意圖。發光模組2b包含至少一發光二極體3以及一導光結構4b。其中，發光二極體3與上述實施例之中，發光二極體3具有相同的技術特徵，故於此不再贅述。

本實施例之發光模組2b與發光模組2不同之處在於，導光結構4b係包含一光耦合件41b、一導光膜片42、一透光連結件43b及一輔助成型件44。

本實施例之輔助成型件44係例如為一膜片，以熱塑成型之方式形成。輔助成型件44具有一容置部441，其係例如為一空腔。本實施例係以一容置部441與一發光二極體3對應設置，其中，容置部441的形狀及大小並非限定於本發明，於其他實施例中，更可調整容置部441的尺寸，例如以一容置部441與複數發光二極體3對應設置。

光耦合件41b係容置於輔助成型件44之容置部441 內，對應發光二極體3設置，且其尺寸大致上與容置部441相同。本實施例之光耦合件41b係為透明固態膠體，例如為環氧樹脂或矽膠等。光耦合件41b具有一反射面411b，發光二極體3射出之光線經由反射面441入射至導光膜片42。

第四實施例

請參照圖5所示，其為本發明第四實施例之發光模組的剖面圖。發光模組2c包含至少一發光二極體3以及一導光結構4c。其中，發光二極體3與上述實施例之中的發光二極體3具有相同的技術特徵，故於此不再贅述。

本實施例之發光模組2c與發光模組2不同之處在於，導光結構4c係包含一光耦合件41c、一導光膜片42及一透光連結件43。本實施例之光耦合件41c係為一導光板，更詳細來說，光耦合件41c係為一部分楔形導光板(partial wedged LGP)，光耦合件41c於鄰近發光二極體3之一側具有一膨大部413，而膨大部413具有一第一高度H₁；導光膜片42則具有一第二高度H₂，第一高度H₁係大於第二高度H₂。第一高度H₁係大於第二高度H₂，本實施例之第一高度H₁的範圍係為0.4毫米至0.65毫米，而第二高度H₂的範圍係為0.15至0.25毫米。

本實施例之導光結構4c更包含一定位片45，係連接光耦合件41c及導光膜片42。定位片45係例如為一反射片。另外，定位片45的大小及尺寸係未限定於本發明。透光連結件43係設置於光耦合件41c及導光膜片42之 間，以使光線自光耦合件41c入射導光膜片42。定位片45之兩側係以膠合之方式黏設於光耦合件41c與導光膜片42，藉此連接光耦合件41c及導光膜片42，且承載透光連結件43。

第五實施例

請參照圖6A所示，其為本發明第五實施例之發光模組的剖面圖。發光模組2d包含至少一發光二極體3b以及一導光結構4d。其中，發光二極體3b本身的結構與上述第二實施例之中的發光二極體3a具有相同的技術特徵，而本實施例之導光膜片42及透光連結件43與上述實施例之中之導光膜片42及透光連結件43，具有相同的技術特徵，故於此不再贅述。

本實施例之發光模組2d與發光模組2a不同之處在於，本實施例之發光模組2d係以導光結構4d中具有二對稱的光耦合件41d且藉由另一透光連結件43而對稱設置於導光膜片42上。其中，該等光耦合件41d、透光連結件43以及導光膜片42係直接與發光二極體3b連結。藉此，導光膜片42可直接對應於發光二極體晶粒31b及發光二極體3b的中心處，而發光二極體3b的發出最亮的光線部份(中心處)可直接入射導光結構4d之導光膜片42內，提升發光二極體3b所發出之光線進入導光膜片42的光線量，而其他部分入射導光結構4d之光耦合件41d的光線，經由透光連結件43入射至導光膜片42，以提高光線利用率。

另外，導光結構中可具有對稱的光耦合件，其實施方式亦可如圖6B所示，圖6B為圖6A所示之發光模組另一實施態樣的剖面圖。其中，發光模組2e係與導光結構4e的光耦合件41e直接連接，例如是光耦合件41e具有一凹部，導光結構4e嵌合在光耦合件41e的凹部中。藉此，發光二極體3b的所發出的全部光線可入射至導光結構4e之光耦合件41e，並經由透光連結件43入射至導光膜片42，而導光膜片42亦直接對應於發光二極體晶粒31b及發光二極體3b的中心處，同樣具有提升發光二極體3b所發出之光線進入導光膜片42的光線量，而其他部分入射導光結構4e之光耦合件41e的光線，經由透光連結件43入射至導光膜片42，以提高光線利用率。

綜上所述，本發明之發光模組的發光二極體係發出光線並入射導光結構，其中至少部分入射導光結構之光耦合件的光線，係經由透光連結件入射至導光膜片。由於透光連結件係連接光耦合件與導光膜片，使得光耦合件藉由透光連結件可較佳地將發光二極體的光線入射導光膜片內。另外，本發明之導光結構的導光膜片較習知的導光板薄，俾使得應用於顯示裝置或其他發光裝置時，整體可更為薄型化。

本發明之導光結構的厚度與習知技術相比，更為薄型化，以可廣泛應用於輕薄的顯示裝置，另外，本發明之發光模組係可提升發光二極體所發出之光線進入導光結構的光線量，確保發光模組的發光功效。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

1、2、2a、2b、2c、2d‧‧‧發光模組

11、3、3a、3b‧‧‧發光二極體

111、31、31b‧‧‧發光二極體晶粒

112、32、E‧‧‧出光面

12‧‧‧導光板

13、5‧‧‧電路板

33、33b‧‧‧殼體

4、4a、4b、4c、4d、4e‧‧‧導光結構

41、41a、41b、41c、41d、41e‧‧‧光耦合件

411、411b‧‧‧反射面

412‧‧‧光耦合面

413‧‧‧膨大部

42‧‧‧導光膜片

43、43b‧‧‧透光連結件

44‧‧‧輔助成型件

441‧‧‧容置部

45‧‧‧定位片

H₁‧‧‧第一高度

H₂‧‧‧第二高度

圖1為習知顯示裝置之發光模組的部份剖面圖；圖2A為本發明第一實施例之一種發光模組的剖面圖；圖2B為圖2A之發光模組的示意圖；圖3A為本發明第二實施例之發光模組的剖面圖；圖3B為圖3A之發光模組的示意圖；圖4A為本發明第三實施例之發光模組的剖面圖；圖4B為圖4A之發光模組的示意圖；圖5為本發明第四實施例之發光模組的剖面圖；圖6A為本發明第五實施例之發光模組的剖面圖；以及圖6B為圖6A所示之發光模組另一實施態樣的剖面圖。

2‧‧‧發光模組

3‧‧‧發光二極體

31‧‧‧發光二極體晶粒

32、E‧‧‧出光面

4‧‧‧導光結構

41‧‧‧光耦合件

411‧‧‧反射面

412‧‧‧光耦合面

42‧‧‧導光膜片

43‧‧‧透光連結件

5‧‧‧電路板

H₁‧‧‧第一高度

H₂‧‧‧第二高度

Claims (20)

1. 一種發光模組，包含：至少一發光二極體，並發出一光線；以及一導光結構，其與該發光二極體相對設置，且包含：一光耦合件，至少部分該光線由該發光二極體入射該光耦合件；一導光膜片，對應該光耦合件設置；及一透光連結件，設置於該光耦合件及該導光膜片之一交界處，其中入射該光耦合件的光線，至少部分經由該透光連結件，而入射該導光膜片。
2. 如申請專利範圍第1項所述之發光模組，其中該透光連結件係為一膠體。
3. 如申請專利範圍第1項所述之發光模組，其中該透光連結件係填補該光耦合件與該導光膜片之間的縫隙。
4. 如申請專利範圍第1項所述之發光模組，其中該透光連結件係平滑化該光耦合件與該導光膜片交界處之一段差。
5. 如申請專利範圍第1項所述之發光模組，其中該導光膜片之厚度係小於該發光二極體之一出光面的高度。
6. 如申請專利範圍第1項所述之發光模組，其中該導光結構之鄰近該發光二極體之一側具有一第一高度，遠離該發光二極體之一側具有一第二高度，該第一高度係大於該第二高度。
7. 如申請專利範圍第6項所述之發光模組，其中該第一高度係大於等於該發光二極體之一出光面的高度。
8. 如申請專利範圍第6項所述之發光模組，其中該第一高度的範圍為0.4毫米至1.0毫米。
9. 如申請專利範圍第6項所述之發光模組，其中該第二高度的範圍為0.05毫米至0.35毫米。
10. 如申請專利範圍第1項所述之發光模組，其中該光耦合件係為一導光板，且鄰近該發光二極體之一側具有一膨大部。
11. 如申請專利範圍第1項所述之發光模組，其中該光耦合件係為一部分楔形導光板。
12. 如申請專利範圍第1項所述之發光模組，該導光結構更包含：一定位片，其係連接該光耦合件及該導光膜片。
13. 如申請專利範圍第12項所述之發光模組，其中該定位片為一反射片。
14. 如申請專利範圍第1項所述之發光模組，其中該光耦合件係為一透鏡，該透鏡設置於該導光膜片鄰近於該發光二極體之一側。
15. 如申請專利範圍第1項所述之發光模組，其中該光耦合件係具有一反射面及一光耦合面，該光耦合件藉由該光耦合面而與該導光膜片耦接，至少部分該光線經由該反射面及該光耦合面入射該導光膜片。
16. 如申請專利範圍第15項所述之發光模組，其中該反 射面與該光耦合面之間具有一夾角，該夾角係小於等於45度。
17. 如申請專利範圍第1項所述之發光模組，其中該導光結構更具有一輔助成型件，該輔助成型件具有一容置部，該光耦合件係容置於該容置部。
18. 如申請專利範圍第1項所述之發光模組，其中該光耦合件係具有一反射面，該光線經由該反射面入射該導光膜片。
19. 如申請專利範圍第1項所述之發光模組，其中當該發光二極體為複數時，該等發光二極體係設置於該導光結構之一側邊。
20. 如申請專利範圍第1項所述之發光模組，更包含：一電路板，連接該發光二極體及該導光結構。