TWM461732U - 光源模組 - Google Patents

Description

光源模組

本創作關於一種光源模組，尤指一種利用反射件以提升出光效率之光源模組。

近來，發光二極體(Light Emitting Diode,LED)因具有低能耗、壽命長及無須暖燈時間等的優點而逐漸取代傳統鎢絲燈泡成為照明裝置新的光源模組。習知的發光二極體光源模組例如台灣公告號445354，揭露了複數個發光二極體以環狀的方式間隔排列於基板上，且各發光二極體與其正對向設置的發光二極體具有一定距離，使各發光二極體的發光角度可投影涵蓋了正對向設置的發光二極體的大小。藉此，以增進發光二極體之擴散放出光的效率。然而，當照明燈具如台灣公告號445354設計時，兩兩對向設置的發光二極體所發出的光束會被彼此的元件所遮擋，造成另一側的發光二極體在背光處形成陰影。上述設計不僅影響光源模組的發光品質，更因部分的光束被發光二極體阻擋而無法射出，導致整體光源模組的出光效率不佳而降低產品於市場上的競爭力。

因此，本創作提供一種可減少疊影並提升出光效率之光源模組，以解決上述問題。

為了達成上述目的，本創作揭露一種光源模組，其包含有一基座、複數個發光元件以及一反射元件，基座具有一底面，複數個發光元件設置於基座上，且相鄰兩發光元件間形成有一間隙。各發光元件用以發出一光束。反射元件設置於基座上且被複數個發光元件所圍繞，反射元件具有面對各發 光元件之一反射面。其中，基座的底面之一法線與反射面間具有一第一夾角，以使各發光元件所發出的各光束的一第一部分被反射元件的反射面反射，從而朝靠近基座或遠離基座的方向於相鄰兩發光元件間的間隙射出；且各光束的一第二部分直接地於相鄰兩發光元件間的間隙射出。

根據本創作之其中之一實施方式，本創作另揭露反射元件的橫截面半徑沿遠離基座的方向上為遞減變化，以使各發光元件所發出的各光束的第一部分被反射元件的反射面反射後朝遠離基座的方向射出。

根據本創作之其中之一實施方式，本創作另揭露反射元件的橫截面半徑沿遠離基座的方向上為遞增變化，以使各發光元件所發出的各光束的第一部分被反射元件的反射面反射後朝靠近基座的方向射出。

綜上所述，本創作利用反射元件將位於反射元件之一側的各發光元件射向位於反射元件之另一側的發光元件的光束反射，使該光束不會射至位於反射元件之另一側的發光元件而於發光元件之背光處形成疊影。如此一來，本創作可避免發光元件所發出的光束被對向設置的發光元件遮蔽，使被照之對向發光元件的背光面形成陰影的不良影響，藉以增進光源模組的發光品質。此外，反射元件另將該光束反射而由位於反射元件之該側的間隙射出，使本創作之光源模組的發光元件兩側所發出之光束皆可用來作為照明之用，藉以增加光源模組的出光效率。

除此之外，藉由反射元件之錐體結構的設計，本創作之反射元件另可用來將發光元件所發出的光束沿靠近基座或遠離基座的方向射出，進而補強光源模組於靠近基座或遠離基座處的照明。有關本創作之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

30、30'‧‧‧光源模組

32‧‧‧基座

321‧‧‧底面

323‧‧‧座體

325‧‧‧承載件

34、34a、34b、64‧‧‧發光元件

341‧‧‧透光基板

343‧‧‧發光晶片

3430‧‧‧發光層

3432‧‧‧第一出光面

3434‧‧‧第二出光面

3436‧‧‧第一電極

3438‧‧‧第二電極

345‧‧‧電極電路

345a‧‧‧接腳

347‧‧‧第一覆蓋層

349‧‧‧第二覆蓋層

36、36'‧‧‧反射元件

361、361'‧‧‧反射面

363‧‧‧擴散反射粒子

365‧‧‧微結構

367‧‧‧反射塗層

N‧‧‧法線

α‧‧‧第二夾角

θ‧‧‧第一夾角

G‧‧‧間隙

S1‧‧‧第一側

S2‧‧‧第二側

L1‧‧‧第一光束

L1'‧‧‧第一部分

L1"‧‧‧第二部分

L2‧‧‧第二光束

X-X‧‧‧剖面線

642‧‧‧色轉換層

第1圖為本創作第一實施例光源模組之外觀示意圖。

第2圖為本創作第一實施例發光元件之元件剖面示意圖。

第3圖為本創作第一實施例光源模組之元件俯視示意圖。

第4圖為本創作第一實施例光源模組沿第3圖所示剖面線X-X之元件剖面示意圖。

第5圖為本創作第二實施例光源模組之元件剖面示意圖。

第6圖為本創作第二實施例發光元件之元件剖面示意圖。

以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本創作。另外，以下各實施例中具有相同標號之元件，其元件具有相同之結構設計與作用原理，為求簡潔而標示相同標號，且不再贅述。

請參閱第1圖，第1圖為本創作第一實施例一光源模組30之外觀示意圖。如第1圖所示，光源模組30包含有一基座32以及設置於基座32上之環狀間隔排列的複數個發光元件34，基座32耦接於一燈頭(未繪示於圖中)且具有一底面321，且複數個發光元件34與基座32電連接，以使基座32供電於發光元件34而使發光元件34發光。進一步地，基座32包含有一座體323以及複數個承載件325，其中底面321形成於座體323上，複數個承載件325分別連接於座體323之邊緣且分別用來承載複數個發光元件34。

進一步地，發光元件34可與座體323之底面321的法線N間形成有第二夾角α。於本實施例中，可藉由使複數個承載件325與基座32之底面321的法線N間分別形成有第二夾角α，進而當發光元件34承載於承載件325上時，發光元件34便可與座體323之底面321的法線N間形成有第二夾角α，以調整發光元件34的出光角度而提升光源模組30的應用彈性。於此實施例中，第二夾角α可介於2度與15度之間，於實務上，第二夾角α可較佳地為8度，但不受此限，例如第二夾角α亦可為6度或10度，至於採 用上述何者設計，其端視實際需求而定。除此之外，承載件325另可用來傳遞發光元件34於發光時所產生的熱量至座體323，以使座體323散除發光元件34於發光時所產生的熱量。於實務上，座體323與承載件325可為一體成形，且座體323可為一金屬印刷電路板(Metal Core Printed Circuit Board,MCPCB)，但不受此限，例如座體323亦可為一鋁質散熱基板，至於採用上述何者設計，其端視實際需求而定。

發光元件34可為一半導體發光元件，為有效提升發光元件34中半導體發光晶片的出光效率，發光元件34可為一雙面發光之發光元件，其具體實施例如下。

請參閱第2圖，第2圖為本創作第一實施例發光元件34之元件剖面示意圖。如第2圖所示，發光元件34包含有一透光基板341、至少一發光晶片343以及一電極電路345，發光晶片343與電極電路345皆設置於透光基板341上。於此實施例中，發光晶片343可為半導體發光晶片，例如發光二極體等，且發光元件34可包含有三個發光晶片343，其分別耦接於電極電路345，以使該三個發光晶片343藉由電極電路345供電而發光，而本創作之發光晶片343的數量可不侷限於此實施例中所述，其端視實際需求而定。此外，於此實施例中，透光基板341可由碳化矽所製成，使得透光基板341呈透明，藉此發光晶片343所發出的光束便可通過透光基板341，但本創作之透光基板341的材質不以此實施例中所述者為限，例如透光基板341亦可由氧化鋁或玻璃所製成。至於採用上述何者設計，其端視實際需求而定。

綜上所述，由於透光基板341的透光性可使得發光晶片343所發出的光束分別朝向透光基板341的兩側射出，故本創作之發光元件34可於其兩側發出光束，以提升發光元件34之發光效率。值得一提的是，電極電路345亦可由透明金屬氧化物(例如氧化銦錫)所製成，以使電極電路345亦呈透明以更進一步提升發光元件34之發光效率，但本創作之電極電路345的材質不以此實施例中所述者為限，例如電極電路345亦可由其他透明導電材 質(例如石墨烯等)所製成，至於採用上述何者設計，其端視實際需求而定。

如第2圖所示，發光晶片343具有一發光層3430、一第一出光面3432及一第二出光面3434。第一出光面3432及第二出光面3434分別對應發光層3430之一第一側S1及一第二側S2。發光晶片343另包含一第一電極3436及一第二電極3438。發光晶片343利用第一出光面3432以覆晶(flip-chip)的方式設置於透光基板341上，以使第一電極3436及第二電極3438與電極電路345電連接。於此實施例中，該三個發光晶片343皆設置於透光基板341的同一側。此外，發光元件34另包含有一第一覆蓋層347，其包含有色轉換材料(例如螢光粉等)並覆蓋發光晶片343的第二出光面3434，藉以封裝發光晶片343於透光基板341上。進一步地，發光元件34另包含有一第二覆蓋層349，其亦包含有色轉換材料並覆蓋透光基板341上未設置有發光晶片343的一側。承上所述，當發光元件34發光時，由發光層3430的第一側S1發射的第一光束L1經由第一出光面3432射出發光晶片343並穿過透光基板341及第二覆蓋層349，而由發光層3430的第二側S2發射的第二光束L2經由第二出光面3434射出發光晶片343並穿過第一覆蓋層347。

值得一提的是，本創作之發光元件34之元件的結構並不限於此，以下舉例另一實施例說明之。請參閱第6圖，第6圖為本創作第二實施例發光元件64之元件剖面示意圖。於此實施例中，發光元件64與發光元件34的結構大致相同，故發光元件64仍沿用發光元件34的元件符號，且為求簡潔，其功能及作用原理在此便不再贅述。如第6圖以及第3圖所示，發光元件64與發光元件34主要不同之處在於發光元件64具有多個發光晶片343，且該多個發光晶片343以交錯排列方式設置於透光基板341的兩側，且多個發光晶片343更包含二個色轉換層642，分別設置於透光基板341的兩側以至少覆蓋各發光晶片343。藉此，提供另一種結構以提高發光元件64的色溫均勻性與出光均勻性。然而，於另一些實施例中，發光元件64的多個發光晶片343亦可以重疊地分別地設置於透光基板341的兩側，本創作並不以此為限。

請參閱第2圖至第4圖，第3圖為本創作第一實施例光源模組30之元件俯視示意圖，第4圖為本創作第一實施例光源模組30沿第3圖所示剖面線X-X之元件剖面示意圖。如第2圖至第4圖所示，電極電路345露出於第一覆蓋層347之外的部分可作為接腳345a，其用來耦接於基座32，例如耦接於連接於基座32邊緣之承載件325上對應的接腳(未繪示於圖中)，藉此發光元件34之發光晶片343便可電連接於基座32。除此之外，本創作之複數個發光元件34環繞排列地設置於基座32上，且相鄰兩發光元件34間形成有一間隙G。光源模組30更包含有一反射元件36，其設置於基座32之座體323上且被複數個發光元件34圍繞，例如反射元件36可設置於座體323的中心。此外，反射元件36具有面對各發光元件34之一反射面361，其用來反射發光元件34所發出之光束。

如第3圖以及第4圖所示，當位於反射元件36之一側的發光元件34a發光時，位於反射元件36之該側的發光元件34a之發光層3430的第一側S1所發射的第一光束L1可朝位於反射元件36之另一側的發光元件34b的方向射出(如第3圖虛線所示)。為了避免第一光束L1被位於反射元件36之另一側的發光元件34b阻擋而於發光元件34b的背光處產生陰影，反射元件36具有面對各發光元件34的反射面361，使第一光束L1的一第一部分L1'被反射面361反射，從而於相鄰兩發光元件間的間隙G射出；且第一光束L1的一第二部分L1"直接地於相鄰兩發光元件間的間隙G射出。同理，由於反射元件36的設置避免了各發光元件34所發出的第一光束L1被位於對向側的發光元件阻擋而於對向側的發光元件34之背光處產生陰影，故本創作之反射元件36可用來減少發光元件34於背光處所產生的疊影，以增進光源模組30的發光品質。

除此之外，第一光束L1的第一部分L1'射向發光元件34b而被反射元件36的反射面361反射，使第一光束L1的第一部分L1'經由位於反射元件36之該側的相鄰兩發光元件34間的間隙G射出，換句話說，位於反射元 件36之該側的物體，除了可接受由發光元件34a之發光層3430的第二側S2所發射的第二光束L2外，另可接受由反射元件36所反射自發光元件34a之發光層3430的第一側S1所發射的第一光束L1，藉以增加位於反射元件36之該側的物體的照度，亦即藉由反射元件36的反射作用，本創作可增加光源模組30的出光效率。

於此實施例中，反射元件36可由不透明材質所製成，且該不透明材質之反射元件36可摻雜有複數個擴散反射粒子363，其用來擴散反射發光元件34所發出的光束，藉以增加光源模組30的均光性。於實務上，複數個擴散反射粒子363可包括二氧化矽，但不受此限，例如複數個擴散反射粒子363亦可包括二氧化鈦或二氧化矽與二氧化鈦之混合，至於採用上述何者設計，其端視實際需求而定。除此之外，反射元件36之反射面361可包括複數個微結構365，於另一些實施例中，反射面361可為一反射塗層367，微結構365以及反射塗層367皆可用來反射發光元件34所發出的光束，藉以更進一步彈性地調整反射元件36的反射效果。於實務上，反射塗層367可包括金屬材質或者基材與光擴散反射粒子的油墨，其中金屬材質的反射塗層367可提供鏡面反射的效果，含光擴散反射粒子的油墨可提供擴散反射的效果。於此實施例中，反射塗層367可較佳地包括選自二氧化鈦、二氧化矽及其組合的材料。值得一提的是，當反射元件36之反射面361上塗佈有反射塗層367時，反射元件36亦可由透明塑膠材質所製成。如此一來，反射元件36便可於生產時節省塑膠材質的染色成本，進而增進製造反射元件36的裕度而有利於產品的大量生產。

於此實施例中，如第4圖所示，反射元件36之反射面361與座體323之底面321的法線N間可具有一第一夾角θ，且反射元件36的橫截面半徑沿遠離基座32的方向上為遞減變化，例如反射元件36可為一截頂正圓錐體結構。換句話說，反射元件36的反射面361的法線係由水平線起逆時針旋轉第一夾角θ，亦即反射元件36的反射面361的法線為向上傾斜。當發光元 件34所發射的第一光束L1射至反射元件36之反射面361面時，由於反射面361的法線係向上傾斜，故使第一光束L1經反射面361反射後朝向遠離基座32的方向射出，從而增加光源模組30於遠離基座32方向上的照度。於此實施例中，第一夾角θ可介於2度與15度之間。值得一提的是，反射元件36之反射面361與底面321的法線N間所夾的第一夾角θ可以不等於各發光元件34與底面321的法線N間所夾的第二夾角α，亦即反射元件36之反射面361與各發光元件34可具有角度差(即第一夾角θ與第二夾角α的差值)，也就是說反射元件36之反射面361與各發光元件34可呈不平行的方式設置。

請參閱第5圖，第5圖為本創作第二實施例一光源模組30'之元件剖面示意圖。如第5圖所示，反射元件36之反射面361與座體323之底面321的法線N間可具有第一夾角θ，光源模組30'與上述之光源模組30的主要不同處在於，光源模組30'之一反射元件36'的橫截面半徑沿遠離基座32的方向上為遞增變化，例如反射元件36'可為一截頂反圓錐體結構，因此反射元件36'的反射面361'的法線係由水平線起順時針旋轉第一夾角θ，亦即反射元件36'的反射面361'的法線為向下傾斜。當發光元件34所發射的第一光束L1射至反射元件36'之反射面361'面時，由於反射面361'的法線係向下傾斜，故使第一光束L1經反射面361'反射後朝向靠近基座32的方向射出，從而增加光源模組30於靠近基座32方向上的照度。而此實施例與上述實施例中具有相同標號之元件，其具有相同之結構設計與作用原理，為求簡潔，於此不再贅述。

相較於先前技術，本創作利用反射元件反射來自反射元件之一側的各發光元件所發出的光束中與對側發光元件投影重疊的部分光束，使該光束不會受位於反射元件之另一側的發光元件遮蔽而於發光元件之背光處形成疊影，以增進光源模組的發光品質。同時，反射元件將該反射光束自兩發光元件之間隙射出，使本創作之光源模組之發光元件兩側所發出之光束皆可用來作為照明之用，藉以增加光源模組的出光效率。除此之外，藉由反射元件 之反射面的傾斜設計，本創作之反射元件另可用來將發光元件所發出的光束沿靠近基座或遠離基座的方向射出，進而補強光源模組於靠近基座或遠離基座處的照明。

30‧‧‧光源模組

32‧‧‧基座

321‧‧‧底面

325‧‧‧承載件

34、34a、34b‧‧‧發光元件

3430‧‧‧發光層

36‧‧‧反射元件

361‧‧‧反射面

G‧‧‧間隙

L1‧‧‧第一光束

L1'‧‧‧第一部分

L1"‧‧‧第二部分

L2‧‧‧第二光束

S1‧‧‧第一側

S2‧‧‧第二側

X-X‧‧‧剖面線

Claims (19)

1. 一種光源模組，其包含有：一基座，其具有一底面；複數個發光元件，其設置於該基座上，且相鄰兩發光元件間具有一間隙，各該發光元件發出一光束；以及一反射元件，其設置於該基座上且被該複數個發光元件圍繞，該反射元件具有面對各該發光元件之一反射面；其中，該底面之一法線與該反射面具有一第一夾角，以使各該光束的一第一部分被該反射面反射後，朝靠近該基座或遠離該基座的方向於相鄰兩發光元件間的該間隙射出；且各該光束的一第二部分直接地於相鄰兩發光元件間的該間隙射出。
2. 如請求項1所述之光源模組，其中該反射元件的橫截面半徑沿遠離該基座的方向上為遞減變化，以使各該光束的該第一部分被該反射面反射後朝遠離該基座的方向射出。
3. 如請求項1所述之光源模組，其中該反射元件的橫截面半徑沿遠離該基座的方向上為遞增變化，以使各該光束的該第一部分被該反射面反射後朝靠近該基座的方向射出。
4. 如請求項1所述之光源模組，其中該反射元件摻雜有複數個擴散反射粒子，其用來擴散反射該複數個發光元件所發出的光束。
5. 如請求項1所述之光源模組，其中該反射面包含有複數個微結構，其用來反射該複數個發光元件所發出的光束。
6. 如請求項1所述之光源模組，其中該反射面為一反射塗層，其用來反射至少一部份該複數個發光元件所發出的光束。
7. 如請求項6所述之光源模組，其中該反射塗層由金屬材質所製成。
8. 如請求項6所述之光源模組，其中該反射塗層包括選自二氧化鈦、二氧化矽及其組合的材料。
9. 如請求項1所述之光源模組，其中該第一夾角介於2度與15度之間。
10. 如請求項1所述之光源模組，其中該底面之該法線與各該發光元件間具有一第二夾角。
11. 如請求項10所述之光源模組，其中該第二夾角介於2度與15度之間。
12. 如請求項10所述之光源模組，其中該第一夾角不等於該第二夾角。
13. 如請求項1所述之光源模組，其中該基座包含：一座體，其中該底面形成於該座體上且該反射元件設置於該座體之中心；以及複數個承載件，其分別連接於該座體之邊緣，該複數個承載件用來承載該複數個發光元件。
14. 如請求項1所述之光源模組，其中各發光元件包含：一透光基板；一電極電路，其設置於該透光基板上；以及至少一發光晶片，其設置於該透光基板且耦接於該電極電路，該至少一 發光晶片包含有面向該反射元件之一第一出光面以及背向該反射元件之一第二出光面，該至少一發光晶片用來發出一第一光束與一第二光束，該第一光束經由該第一出光面射出，該第二光束經由該第二出光面射出。
15. 如請求項14所述之光源模組，其中各發光元件包含有複數個該發光晶片，且該複數個該發光晶片設置於該透光基板的同一側。
16. 如請求項15所述之光源模組，其中各發光元件更包含有：一第一覆蓋層，其覆蓋該複數個發光晶片的該第一出光面，其中該第一覆蓋層由色轉換材料所製成。
17. 如請求項16所述之光源模組，其中各發光元件更包含：一第二覆蓋層，其覆蓋該透光基板上未設置有該發光晶片的另一側，其中該第二覆蓋層由色轉換材料所製成。
18. 如請求項14所述之光源模組，其中各發光元件包含有複數個該發光晶片分別設置於該透光基板的兩側，且各發光元件更包含二個色轉換層，分別設置於該透光基板的兩側以至少覆蓋各該發光晶片。
19. 如請求項1至18之任一項所述之光源模組，其中該反射元件為不透明材質所構成。