CN102155635A

CN102155635A - 发光二极管模组

Info

Publication number: CN102155635A
Application number: CN2010101162895A
Authority: CN
Inventors: 李建德; 裴建昌
Original assignee: Everlight Electronics Co Ltd
Current assignee: Everlight Electronics Co Ltd
Priority date: 2010-02-11
Filing date: 2010-02-11
Publication date: 2011-08-17

Abstract

本发明提供一种发光二极管模组，包括一白光发光二极管、一透明光学件以及一蓝色光学件。白光发光二极管提供一白光。透明光学件具有一光学部，用以会聚或发散来自白光发光二极管的白光，并调变白光发光二极管的发光场形。光学部具有一光轴。蓝色光学件配置于透明光学件上并位于透明光学件与白光发光二极管之间，且蓝色光学件的厚度在往远离光轴的方向上越厚。

Description

发光二极管模组

技术领域

本发明涉及一种发光模组，尤其涉及一种色均匀性较佳的发光二极管模组。

背景技术

发光二极管属于半导体元件，其材料为III-V族元素如磷化镓(GaP)、砷化镓(GaAs)等。发光二极管的发光原理是将电能转换为光，也就是对上述化合物半导体施加电流，通过电子、空穴的结合而将过剩的能量以光的形态释放出来，进而达到发光的效果。此外，发光二极管是属于冷性发光，因此其的寿命可长达十万小时以上，且无须暖灯时间(idling time)。另外，发光二极管还具有反应速度快(约为10-9秒)、体积小、用电省、污染低、高可靠度、适合量产等优点，所以发光二极管所能应用的领域十分广泛。

以往常的发光二极管模组来说，通常会使用折射式、反射式或混合式的光学元件以调整发光二极管的发光光型。然而，白光发光二极管的元件特性，由于其大角度的白光光线色温较低，因此会与小角度的白光光线有所差异，也就是说大角度的白光光线会较为偏黄，进而造成公知的发光二极管模组所提供的光源会有色均匀性较不佳的问题。

发明内容

本发明提供一种发光二极管模组，其采用蓝色光学件以调整光线在发光角度大时的色温，进而可提供色均匀性分布较佳的光源。

本发明一方面提出一种发光二极管模组，其包括一白光发光二极管、一透明光学件以及一蓝色光学件。白光发光二极管提供一白光。透明光学件具有一光学部，用以会聚或发散来自白光发光二极管的白光，并调变白光发光二极管的发光场形。光学部具有一光轴。蓝色光学件配置于透明光学件上并位于透明光学件与白光发光二极管之间。蓝色光学件的厚度在往远离光轴的方向上越厚。

在本发明一实施例中，蓝色光学件的厚度在位于光轴的位置上实质为零。

在本发明一实施例中，发光二极管模组还包括一承载镜座，用以装载透明光学件。在本发明一实施例中，承载镜座与透明光学件为一体成型。在本发明一实施例中，承载镜座的材质为聚碳酸酯(polycarbonate，PC)或丙烯-丁二烯-苯乙烯树脂(acrylonitrile-butadiene-styrene terpolymer，ABS)。

在本发明一实施例中，发光二极管模组还包括一反射式光学件，承载透明光学件与蓝色光学件。反射式光学件具有一集光部以及一配置于集光部的侧壁上的反射层，其中来自白光发光二极管的至少部分白光会被反射层传递至透明光学件与蓝色光学件。在本发明一实施例中，反射层的材质包括金、银、铝、铬或其组合。

在本发明一实施例中，发光二极管模组还包括一承载镜筒以及一反射式光学件，其中承载镜筒的内部装载有透明光学件，而反射式光学件承载透明光学件并将透明光学件固定于承载镜筒内。在本发明一实施例中，承载镜筒的材质为聚碳酸酯或丙烯-丁二烯-苯乙烯树脂。

在本发明一实施例中，透明光学件与蓝色光学件的材质包括一玻璃或一光学塑胶。在本发明一实施例中，光学塑胶为聚碳酸酯(PC)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。

本发明另一方面提出一种发光二极管模组，其包括多个白光发光二极管、一透明光学件以及一蓝色光学件。白光发光二极管分别提供一白光。透明光学件具有多个光学部，分别用以会聚或发散来自白光发光二极管的白光，并调变白光发光二极管的发光场形。每个光学部件具有一光轴。蓝色光学件配置于透明光学件上并位于透明光学件与白光发光二极管之间。蓝色光学件的厚度在远离各光轴的位置上越厚。

在本发明的一实施例中，蓝色光学件的厚度在位于各光轴的位置上实质为零。

基于上述，本实施例的发光二极管模组设置蓝色光学件在透明光学件上，且蓝色光学件的厚度可根据远离光轴的距离而定，也就是说在离光轴越远处，其厚度会较厚。如此，出射于发光二极管模组的白光于大角度的色温将可获得补偿。此外，通过适当地根据调整蓝色光学件的厚度将可改善各角度光线色温差异过大的问题，而使得发光二极管模组可提供色均匀性较佳的白光光源。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1A为本发明一实施例发光二极管模组的俯视示意图；

图1B为沿图1A中线AA’的发光二极管模组的局部剖示图；

图1C为图1B中承载镜座的立体图；

图1D为图1B中透明光学件的立体图；

图2A为本发明另一实施例发光二极管模组的俯视示意图；

图2B为沿图2A中线BB’的发光二极管模组的剖示图；

图2C为图2B中透明光学件的立体图；

图3A为本发明再一实施例发光二极管模组的俯视示意图；

图3B为沿图3A中线CC’的发光二极管模组的剖示图；

图3C为图3B中透明光学件的立体图；

图3D为图3B中反射式光学件的立体图；

图4A为本发明又一实施例发光二极管模组的俯视示意图；

图4B为沿图4A中线DD’的发光二极管模组的局部剖示图；

图4C为图4B中承载镜筒的立体图；

图4D为图4B中透明光学件的立体图；

图4E为图4B中反射式光学件的立体图；

图5为本发明又一实施例发光二极管模组的剖面示意图。

主要附图标记说明

100～500：发光二极管模组； 110、510：白光发光二极管；

112、512：白光； 120、220、520：透明光学件；

122、222、522：光学部； 122a、522a：光轴；

130、530：蓝色光学件； 140：承载镜座；

140a：承载镜筒； 340、340a、540：反射式光学件；

342、542：集光部； 344：反射层；

401：承载空间； AA’、BB’、CC’、DD’、EE：线。

具体实施方式

图1A为本发明一实施例发光二极管模组的俯视示意图。图1B为沿图1A中线AA’的发光二极管模组的局部剖示图。图1C为图1B中承载镜座的立体图。图1D为图1B中透明光学件的立体图。结合图1A、图1B、图1C和图1D所示，本实施例的发光二极管模组100包括一白光发光二极管110、一透明光学件120、一蓝色光学件130以及一承载镜座140。

白光发光二极管110提供一白光112，而透明光学件120具有一光学部122，用以会聚或发散来自白光发光二极管110的白光112，并调变白光发光二极管110的发光场形，如图1B所示。另外，光学部122具有一光轴122a。在本实施例中，透明光学件120的材质例如是一玻璃或一光学塑胶，其中光学塑胶例如是聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯。光学部122根据使用者的设计与需求，可以是设计成凸透镜、凹透镜、菲涅尔(Fresnel)透镜或其他可能组合的透镜结构，用以使发光二极管模组100所提供的白光112符合使用者所需的光学规格。

另外，承载镜座140主要是用以装载透明光学件120，如图1B所示。在本实施例中，承载镜座140的材质可以是采用聚碳酸酯或丙烯-丁二烯-苯乙烯树脂。在本实施例中，若将图1D所示的透明光学件120由下往上承靠于图1C所示的承载镜座则可形成如图1B所示的发光二极管模组100。换句话说，透明光学件120固定于承载镜座140中。

蓝色光学件130配置于透明光学件120上并位于透明光学件120与白光发光二极管110之间，且蓝色光学件130的厚度在往远离光轴122a的方向上越厚，如图1B所示。在本实施例中，蓝色光学件130的材质可以是一玻璃或一光学塑胶，其中光学塑胶例如是聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯，且蓝色光学件130为可透光性。具体地，由于白光发光二极管110的发光特性，其发射出的光线在大角度时色温会偏低而与小角度的光线有所差异，进而造成发光二极管模组100所提供的光线可能会有色均匀性不佳的问题。也就是说，出射于发光二极管模组100的白光112在越偏离光学部122的光轴122a的角度，其色温会较低，而使得原本在此角度应为白光112的色光会较为偏黄。

因此，本实施例的蓝色光学件130的厚度可根据远离光轴122a的距离而定，也就是说在离光轴122a越远处，其厚度会较厚，如此一来，出射于发光二极管模组100的白光112在大角度的色温将可获得补偿，也就是说通过适当地根据调整蓝色光学件130的厚度将可改善各角度光线色温差异过大的问题，进而使得发光二极管模组100可提供色均匀性较佳的白光光源。

值得一提的是，由于在小角度(或靠近光轴122a的角度)的光线其色温差异甚小，因此，在一实施例中，蓝色光学件130的厚度在位于光轴122a的位置上也可以是零(未示意)，也就是说蓝色光学件130可以是中间具有开孔且内外径有厚度差的蓝色光学件，此部分仅为举例，实际情况视使用者的需求而定。也就是说，本实施例主要是以蓝色光学件130的厚度会以远离光轴122a的方向而递增，并由此调变出射于发光二极管模组100的白光112色温，使发光二极管模组100可提供色均匀性较佳的光源为保护范围，其可能的变化例可根据本领域的公知常识而可略作调整，在此不赘述。

图2A为本发明另一实施例发光二极管模组的俯视示意图。图2B为沿图2A中线BB’的发光二极管模组的剖示图。图2C为图2B中透明光学件的立体图。结合图2A、图2B和图2C所示，本实施例的发光二极管模组200与上述的发光二极管模组100相似，二者不同处在于，将上述的承载镜座140与透明光学件120一体成型以形成本实施例的透明光学件220。换句话说，本实施例的透明光学件220除了具有上述的透明光学件的功能外，同时具有上述的承载镜座140所提及的特点。此外，由于本实施例的透明光学件220是将上述的承载镜座140与透明光学件120一体成型，因此可减少部分材料成本与制程步骤。

由于本实施例的发光二极管模组200与上述的发光二极管模组100结构相似，仅是将上述的承载镜座140与透明光学件120一体成型而成为本实施例的透明光学件220，因此发光二极管模组200同样地具有上述的发光二极管模组100所提及的优点，在此便不再赘述。

图3A为本发明再一实施例发光二极管模组的俯视示意图。图3B为沿图3A中线CC’的发光二极管模组的剖示图。图3C为图3B中透明光学件的立体图。图3D为图3B中反射式光学件的立体图。结合图3A、图3B、图3C和图3D所示，本实施例的发光二极管模组300与上述的发光二极管模组100相似，二者不同处在于，发光二极管模组300不具有上述的承载镜座140而是具有一反射式光学件340，用以承载透明光学件120与蓝色光学件130，其中反射式光学件340具有一集光部342以及一配置于集光部342的侧壁上的反射层344。来自白光发光二极管110的至少部分白光112会被反射层344传递至透明光学件120与蓝色光学件130。

在本实施例中，反射式光学件340可以是聚碳酸酯或丙烯-丁二烯-苯乙烯树脂，而反射层344的材质可以是使用金、银、铝、铬或其组合的光反射系数较佳的材质。此外，若将图3C所示的透明光学件120由上往下承靠于图3D所示的反射式光学件340则可形成如图3B所示的发光二极管模组300。换句话说，透明光学件120固定于反射式光学件340中。

另外，由于反射式光学件340具有集光部342及配置于集光部342的反射层344，如此一来，便可形成一种类似集光杯的结构，使其可收光、调整白光发光二极管110的白光112光场型以及调变白光发光二极管110发出的大角度的白光112的行进方向，使白光112投射于蓝色光学件130，以利调变白光色温、改善色均匀性并增加发光二极管模组300整体的发光效率。

同样地，由于本实施例的发光二极管模组300具有上述的透明光学件120与蓝色光学件130，因此，发光二极管模组300也具有如上述发光二极管模组100所提及的优点，在此不再赘述。

图4A为本发明又一实施例发光二极管模组的俯视示意图。图4B为沿图4A中线DD’的发光二极管模组的局部剖示图。图4C为图4B中承载镜筒的立体图。图4D为图4B中透明光学件的立体图。图4E为图4B中反射式光学件的立体图。结合图4A、图4B、图4C、图4D和图4E所示，本实施例的发光二极管模组400例如是将上述的发光二极管模组100、300的发明思想组合而成。在本实施例中，发光二极管模组400包括上述的白光发光二极管110、上述的透明光学件120、上述的蓝色光学件130、一承载镜筒140a以及一反射式光学件340a，其中承载镜筒140a的内部装载有透明光学件120，而反射式光学件340a承载透明光学件120并将透明光学件120固定于承载镜筒140a内。

具体地，承载镜筒140a的材质例如是使用上述承载镜座140所提及的材质，而反射式光学件340a例如是使用上述反射式光学件340所提及的材质与结构，且承载镜筒140a具有承载空间401，用以将透明光学件120与反射式光学件340a装设其中。也就是说依序地将图4D所示的透明光学件120与图4E所示的反射式光学件340a由下往上承靠于图4C所示的承载镜筒140a的承载空间401内则可形成如图4B所示的发光二极管模组400。在本实施例中，透明光学件120与反射式光学件340a固定于承载镜筒140a内。

同样地，由于本实施例的发光二极管模组400具有上述的透明光学件120、蓝色光学件130与反射式光学件340a，因此，发光二极管模组400也具有上述发光二极管模组100、300所提及的优点，在此不再赘述。

另外，根据上述发明思想，本发明一实施例又提出一种发光二极管模组500，如图5所示，其中图5为本发明又一实施例发光二极管模组的剖面示意图。

请参考图5，本实施例的发光二极管模组500包括多个白光发光二极管510、一透明光学片520以及一蓝色光学片530。白光发光二极管510分别提供一白光512。透明光学件520具有多个光学部522，分别用以会聚或发散白光512，并调变白光发光二极管510的发光场形，且光学部522分别具有一光轴522a。蓝色光学件530配置在透明光学件520上并位于透明光学件520与多个白光发光二极管510之间，且蓝色光学件530的厚度越远离光轴522a越厚。

换句话说，本实施例的发光二极管模组500主要是承接上述发光二极管模组100～400的发明思想与设计，不同的是，白光发光二极管510的数量是采用多个的设计，而对应每一白光发光二极管510的光学部522也会是多个。因此，发光二极管模组500同样地具有上述发光二极管模组100～400所提及的优点，在此便不再赘述。

在本实施例中，本实施例的发光二极管模组500还可以包括一反射式光学件540，其中反射式光学件540可以是采用前述反射式光学件340、340a的设计，需注意的是，反射式光学件540的集光部542的数量也会对应白光发光二极管510的数量而设计，如图5所示。

综上所述，本发明的发光二极管模组至少具有下列优点。首先，设置蓝色光学件在透明光学件上，且蓝色光学件的厚度可根据远离光轴的距离而定，也就是说在离光轴越远处，其厚度会较厚。如此，出射于发光二极管模组的白光在大角度的色温将可获得补偿，也就是说通过适当地根据调整蓝色光学件的厚度将可改善各角度光线色温差异过大的问题，进而使得发光二极管模组可提供色均匀性较佳的白光光源。另外，本发明提供了多种应用上述发明思想的发光二极管模组组件，而同样可提供色均匀性较佳的白光光源。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims

1.一种发光二极管模组，其特征在于，包括：

一白光发光二极管，提供一白光；

一透明光学件，具有一光学部，用以会聚或发散来自该白光发光二极管的该白光，并调变该白光发光二极管的发光场形，且该光学部具有一光轴；以及

一蓝色光学件，配置于该透明光学件上并位于该透明光学件与该白光发光二极管之间，该蓝色光学件的厚度在往远离该光轴的方向上越厚。

2.根据权利要求1所述的发光二极管模组，其特征在于，该蓝色光学件的厚度在位于该光轴的位置上实质为零。

3.根据权利要求1所述的发光二极管模组，其特征在于，还包括一承载镜座，用以装载该透明光学件。

4.根据权利要求3所述的发光二极管模组，其特征在于，该承载镜座与该透明光学件为一体成型。

5.根据权利要求3所述的发光二极管模组，其特征在于，该承载镜座的材质为聚碳酸酯或丙烯-丁二烯-苯乙烯树脂。

6.根据权利要求1所述的发光二极管模组，其特征在于，还包括一反射式光学件，承载该透明光学件与该蓝色光学件，其中该反射式光学件具有一集光部以及一配置于该集光部的侧壁上的反射层，来自该白光发光二极管的至少部分该白光会被该反射层传递至该透明光学件与该蓝色光学件。

7.根据权利要求6所述的发光二极管模组，其特征在于，该反射层的材质包括金、银、铝、铬或其组合。

8.根据权利要求1所述的发光二极管模组，其特征在于，还包括一承载镜筒以及一反射式光学件，其中该承载镜筒的内部装载有该透明光学件，而该反射式光学件承载该透明光学件并将该透明光学件固定于该承载镜筒内。

9.根据权利要求8所述的发光二极管模组，其特征在于，该承载镜筒的材质为聚碳酸酯或丙烯-丁二烯-苯乙烯树脂。

10.根据权利要求1所述的发光二极管模组，其特征在于，该透明光学件与该蓝色光学件的材质包括一玻璃或一光学塑胶。

11.根据权利要求10所述的发光二极管模组，其特征在于，该光学塑胶为聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯。

12.一种发光二极管模组，其特征在于，包括：

多个白光发光二极管，分别提供一白光；

一透明光学件，具有多个光学部，分别用以会聚或发散来自所述多个白光发光二极管的所述多个白光，并调变所述多个白光发光二极管的发光场形，且每个所述多个光学部件分别具有一光轴；以及

一蓝色光学件，配置于该透明光学件上并位于该透明光学件与所述多个白光发光二极管之间，该蓝色光学件的厚度在远离各所述多个光轴的位置上越厚。

13.根据权利要求12所述的发光二极管模组，其特征在于，该蓝色光学件的厚度在位于各所述多个光轴的位置上实质为零。