专利名称：发光二极管模块的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种发光二极管模块。
背景技术：
由于发光二极管(Light Emitting Diode, LED)具有高亮度等优点，因此，随着发 光二极管的技术逐渐成熟，其应用领域也越来越广泛，例如作为公路或街道的照明设备的 光源。请参照图1所示，公知的发光二极管模块1示意图。发光二极管模块1具有一电 路板11及多个发光二极管12，所述发光二极管12设置在电路板11上。因此，多个发光二 极管模块1即可通过不同的排列方式，来应用在不同的照明设备中。然而，由于公知的发光二极管模块1仅利用半球形的封胶体121，来作为发光二极 管12的一次透镜，因此，发光二极管12所发出的光形大部分是圆形，且出光角度约是120 度。换言之，应用发光二极管12的发光二极管模块1的照射范围，局限在一固定区域内，进 而造成利用发光二极管模块1构成的不同终端产品的照射范围较小。因此，如何提供一种产生光形可调整的发光二极管模块，已逐渐成为重要课题之
发明内容
有鉴于上述课题，本发明的目的是提供一种光形可调整的发光二极管模块。本发明可采用以下技术方案来实现的。本发明的一种发光二极管模块包括一电路板、多个发光二极管、多个二次透镜及 至少一个反射件。所述发光二极管设置在电路板，所述二次透镜分别对应设置在各发光二 极管上，反射件一部分围设在各发光二极管。前述的发光二极管模块，其中所述反射件具有多个凹陷部，各发光二极管分别容 置在各凹陷部。前述的发光二极管模块，其中各凹陷部的形状是圆形、椭圆形或多边形。前述的发光二极管模块，其中当所述反射件是多个，各反射件分别对应各发光二
极管设置。前述的发光二极管模块，其中各发光二极管具有一发光二极管晶粒及一个一次透 镜，所述一次透镜设置在所述发光二极管晶粒上。前述的发光二极管模块，其中所述一次透镜与所述二次透镜是一体成型。前述的发光二极管模块，其中所述电路板的形状是六边形。前述的发光二极管模块，其中各发光二极管发出的光线穿过各二次透镜而形成一 不对称光形。前述的发光二极管模块，其中各二次透镜的下表面具有一凹部，各发光二极管容 置在所述凹部。
前述的发光二极管模块，其中各二次透镜具有多个第一固定部，所述电路板具有 多个第二固定部以分别对应所述二次透镜的所述第一固定部。借由上述技术方案，本发明的发光二极管模块至少具有下列优点承上所述，本发明的发光二极管模块具有多个二次透镜分别对应设置在各发光二 极管上，使各发光二极管发出的光线穿过各二次透镜可形成不对称光形。另外，本发明还可 利用反射件来微调发光二极管由二次透镜射出光线的光形。因此，本发明的发光二极管模 块可减少重新开模制造不同规格的二次透镜的费用及时间，通过调整反射件凹陷部的形状 即能微调光形，进而能减少厂商的制造成本。
图1是公知的发光二极管模块示意图；图2A是本发明优选实施例的发光二极管模块示意图，图2B是发光二极管与二次 透镜配合的示意图，图2C是二次透镜另一个态样的示意图；图3及图4是本发明优选实施例的发光二极管模块另一个态样示意图；图5A是如图4的发光二极管模块不具有反射件的照度分布图，图5B是如图4的 发光二极管模块的照度分布图；图6是本发明优选实施例的发光二极管模块另一个态样示意图；图7是应用如图4的发光二极管模块的照明设备示意图；以及图8是图7的照明设备及其光形的俯视示意图。主要组件符号说明1、2、2a 2c 发光二极管模块ll、21、21a 电路板12、22 发光二极管121 封胶体211、211a 第二固定部221 发光二极管晶粒222 一次透镜23、23a: 二次透镜231、231a:透镜部232、232a:凹部233,233a,233b 第一固定部24、24a 24c 反射件241、241b、241c 凹陷部3:照明设备31 承载体32 散热结构D1、D2:长轴方向P 支撑件Pl 长边壁面
P2 短边壁面 P3 主要平面P4 壁面R 道路
具体实施例方式以下将参照相关图式，说明本发明优选实施例的一种发光二极管模块，其中相同 的组件将以相同的符号加以说明。请参照图2A及图2B所示，其中图2A是本发明优选实施例的发光二极管模块2的 示意图，图2B是图2A发光二极管模块2中的发光二极管22与二次透镜23配合的放大示 意图。发光二极管模块2包括一电路板21及多个发光二极管22。其中，发光二极管模块 2可以是照明设备、广告广告牌、户外显示屏、或液晶显示装置的背光模块。电路板21例如可以是玻璃电路板、树脂电路板、陶瓷电路板或金属电路板等。其 中，电路板21的形状可以是多边形、圆形或椭圆形，在此以电路板21的形状是以矩形为例。所述发光二极管22设置在电路板21，且所述发光二极管22可选自红色发光二极 管、绿色发光二极管、蓝色发光二极管、黄色发光二极管、白色发光二极管及其组合，且所述 发光二极管22所发出的光线的颜色可以是同颜色或不同颜色，在此不予以限制。本实施例 中，发光二极管模块2具有七颗发光二极管22，其中六颗分别设置在电路板21的四个边长 上，一颗则设置在电路板21的中央。所述二次透镜23分别对应设置在各发光二极管22上。换言之，一个二次透镜23 对应设置在一个发光二极管22上，以使发光二极管22发出的光线可直接穿过二次透镜23， 并经由二次透镜23调整光形。如图2B所示，各发光二极管22可具有一发光二极管晶粒221及一个一次透镜 222，一次透镜222设置在发光二极管晶粒221上。值得一提的是，将所述发光二极管22由 发光二极管晶粒221封装成封装体，以作为光电零组件时，会先进行一次光学设计，也就是 形成一次透镜222 (例如发光二极管22的封胶体，其材质可以是硅胶或环氧树脂)，以确认 发光二极管22的出光角度、光强度、光通量大小、光形分布、色温的范围与分布。一般大功 率发光二极管22经一次光学设计后发光角度约是120度左右。而本实施例中所谓的二次 透镜指将发光二极管22经过一次透镜后的光线，再通过一个光学透镜(即是本实施例的二 次透镜23)来改变其光学性能(例如是出光角度)。当然，依不同的设计方式，一次透镜222也可与二次透镜一体成型。换言之，在一 次透镜222上直接加工成型二次透镜23，例如在发光二极管22的封胶体上形成二次透镜 23。另外，一般而言，可依不同产品的规格需求来设计二次透镜23的形状以改变光 形。本实施例中，二次透镜23的形状可以是短轴50度及长轴130度的透镜，或者短轴60 度及长轴120度的透镜，以使发光二极管22由二次透镜23射出的光形形成以是一不对称 光形。二次透镜23的底面形状实质可呈圆形、正方形、矩形、五边形、或六边形、或其它多边形，而二次透镜23的透镜部231的形状可以是半球形、正立方体、矩形立方体、或其它 多面体。在此，以二次透镜23的底面形状实质呈矩形，而透镜部231的形状大致呈矩形立 方体(表面例如是曲面)作说明，其非限制性。当然，依不同要求可有不同的设计方式，如 图2C所示，二次透镜23a的底面形状实质也可呈六边形，而透镜部231a的形状则大致呈矩 形立方体(表面例如是曲面)。请再参照图2B及图2C所示，在本实施例中，各二次透镜23、23a还可具有一凹部 232,232a,各发光二极管22容置在凹部232、232a。其中，凹部232、232a的形状例如可略呈 半圆柱型，且凹部232、232a的长轴方向D 1与二次透镜23、23a的透镜部231、231a的长轴 方向D2可实质上是垂直。再者，如图2A、图2B及图2C所示，各二次透镜23、23a还可具有多个第一固定部 233、233a、233b，而电路板21具有多个第二固定部211、211a分别对应所述二次透镜23、 23a的所述第一固定部233、233a、233b。其中，所述第一固定部233、233a及所述第二固定 部211、211a分别可以是凸部与凹部、卡勾与卡槽、或是开孔与螺孔的组合。因此，所述二次 透镜23、23a可黏合、或卡合、或锁合、或嵌合在电路板21，而发光二极管22则夹置在二次透 镜23、23a与电路板21之间。在此，以所述第一固定部233、233a、233b及所述第二固定部211、211a分别是凸部 与凹部以及开孔与螺孔的组合作说明。借此，所述二次透镜23、23a可卡合(凸部的第一固 定部233a与凹部的第二固定部211a卡合)后再锁合(例如利用一螺丝穿过，例如是开孔 的第一固定部233、233b，并锁合在，例如是螺孔的第二固定部211)在电路板21，然而其非 限制性。再请参考图2A所示，反射件24的一部分围设在发光二极管22，反射件24例如可 以是金属材质、或塑料材质镀上反射层、或玻璃材质镀上反射层，并经冲压制程或射出成型 以产生了多个凹陷部241，凹陷部241具有一穿孔，发光二极管22容置在凹陷部241的穿孔 中。换言之，即一凹陷部241围设在一发光二极管22周围。其中，各凹陷部241的形状例如可以是圆形、椭圆形或多边形，多边形例如是正方 形、矩形、五边形、或六边形或其组合。在本实施例中，以各凹陷部241的形状是矩形作说 明，其非限制性。通过反射件24可将所述发光二极管22由二次透镜23射出的侧向出光反 射向上，以增加发光二极管模块2的光线利用率。另外，利用凹陷部241形状的设计，可微 调发光二极管由二次透镜23射出光线的光形。举例来说，凹陷部241可具有一环状壁面或多个壁面，其中所述壁面的长度可不 相同，在此以凹陷部241具有一长边壁面P 1及一短边壁面P2为例。通过凹陷部241的长 边壁面Pl及短边壁面P2与反射件24主要平面P3的夹角不同，来进一步微调发光二极管 22由二次透镜23射出光线的光形。本实施例中，以凹陷部241的长边壁面P 1的夹角大于 短边壁面P2的夹角作说明，例如长边壁面Pl与反射件24主要平面P3的夹角是60度；短 边壁面P2与反射件24主要平面P3的夹角是45度，但其非限制性。值得一提的是，请参照图3所示，本发明优选实施例的发光二极管模块2a另一个 态样示意图。对应不同的要求，反射件24a也可非如前实施例是一体成型，而是多个反射件 24a彼此分离且分别对应各发光二极管(图中未显示)及二次透镜23设置。当然，反射件 24a的设计非限制性，例如反射件24a也可不是矩形，而是正方形、圆形或其它多边形，以能微调发光二极管(图中未显示)由二次透镜23射出光线的光形是主要考虑。再请参考图2A所示，借此，发光二极管模块2具有的多个二次透镜23可使各发光 二极管22发出的光线形成不对称光形，再通过反射件24来微调发光二极管22由二次透镜 23射出光线的光形。因此，发光二极管模块2可减少重新开模制造不同规格的二次透镜23 的费用及时间，通过调整反射件24凹陷部241的形状即能微调光形，以符合客户所需规格， 进而能减少厂商的制造成本。请参照图4所示，本发明优选实施例的发光二极管模块2b的另一个态样示意图。 发光二极管模块2b的电路板21a可以是六边形。其中，六边形可以是正六边形或边长不相 等的六边形。通过六边形在几何学上能有较紧密排列的特性，可使得发光二极管模块2b能 在有限面积上，甚至是应用在特殊形状的产品时，均能作较紧密的排列并产生较适合的光 形，以大幅增加发光二极管模块2b对于产品外型的适应性。请参照图4、图5A及图5B所示，其中图5A是如图4的发光二极管模块2b不具有 反射件24b的照度分布图，图5B是如图4的发光二极管模块2b的照度分布图。需注意的 是，在图5A及图5B中，X轴及Y轴表示距离(单位是公尺(m))，Z轴则表示不同光照度(单 位是lux)区域，而所述区域的光照度由下向上递增。 由图5A中可看出，发光二极管22发出的光线穿过各二次透镜23即可形成不对称 光形，也就是照度在X轴及Y轴上的分布是不对称，光形具有一长轴方向。因此，发光二极 管模块2b所发出的光线，是各发光二极管22发出的光线穿过各二次透镜23后形成(例如 二次透镜23的透镜角度是短轴50度及长轴130度)，其光形分布是X轴约7公尺、Y轴约3 公尺的长度不对称光形。而由图5B中可看出，通过反射件24可进一步微调发光二极管22 由二次透镜23射出光线的光形，其中反射件24b的凹陷部241b具有一长边壁面Pl及一短 边壁面P2，长边壁面Pl及短边壁面P2与反射件24b主要平面P3的夹角可以是相等或不相 等，以反射件24b的长边壁面Pl与短边壁面P2分别与主要平面P3形成60度及45度的夹 角，使发光二极管模块2b的整体光形分布稍微向中央集中，进而微调了发光二极管模块2b 的光形。如此一来，可减少重新开模制造不同规格的二次透镜23的费用及时间，通过调整 反射件24b的凹陷部241b的形状即能微调光形，进而能减少厂商的制造成本。需注意的是，发光二极管模块2b中的二次透镜23的排列方向是以其长轴方向D2 相互平行为例。须注意者，若适当改变发光二极管模块2b上二次透镜23的排列方向(例 如其中有多个二次透镜23的排列方向是与图2A中的长轴方向D2实质上相垂直)，则还可 改整个发光二极管模块2b的出光光形，甚至形成对称光形。请参照图6所示，本发明优选实施例的发光二极管模块2c另一个态样示意图。发 光二极管模块2c的二次透镜23a的底面形状可呈六边形，而二次透镜23a的透镜部231a 的形状可以是半球形，反射件24c的凹陷部241c的形状则对应二次透镜23a的形状略呈六 边形，且凹陷部241c的穿孔也可以是六边形。再者，凹陷部241c的各边壁面P4呈曲面并 与反射件24c主要平面P3的夹角皆为相等，然而这非限制性的。当然，对应不同的出光光 形要求，凹陷部241c的各边壁面P4与反射件24c主要平面P3的夹角也可不相等。因此， 通过不同二次透镜23a及反射件24c的设计方式，可增加发光二极管模块2c的出光光形， 以增加其应用范围。请参照图7所示，应用在如图4的发光二极管模块2b的照明设备3示意图。照明设备3例如可以是公路或街道的路灯、或是建筑物的长廊的室内照明设备、或是外部庭院 的照明设备、或是其它户外开放空间的照明设备，而照明设备3具有多个发光二极管模块 2b。另外，照明设备3还可具有一承载体31及一散热结构32，散热结构32相对于所述发光 二极管模块2b设置在承载体31另一侧，以增加所述发光二极管模块2b的散热效果。再者， 照明设备3还可具有一支撑件P，用以将照明设备3固定在杆状物上(例如路灯的灯杆)。如图8所示，图7的照明设备3及其光形的俯视示意图。照明设备3包括多个发 光二极管模块2b，由于二次透镜23具有一长轴方向D2 (如图4所示)，且各二次透镜23的 排列方向相同，因此可使照明设备3发出一不对称光形。当照明设备3设置在道路R旁时， 即可产生长形的照明区域。利用照明设备3来取代传统光形是圆形的照明设备，即可拉大 路灯设置的间距，以减少照明设备3的设置数量，并降低成本。综上所述，本发明的发光二极管模块具有多个二次透镜分别对应设置在各发光二 极管上，使各发光二极管发出的光线穿过各二次透镜可形成不对称光形。另外，本发明还可 利用反射件来微调发光二极管由二次透镜射出光线的光形。因此，本发明的发光二极管模 块可减少重新开模制造不同规格的二次透镜的费用及时间，通过调整反射件凹陷部的形状 即能微调光形，进而能减少厂商的制造成本。再者，应用本发明的发光二极管模块的不同终 端产品也可发出不对称光形。借此，当应用本发明的发光二极管模块的照明设备设置在道 路旁时，即可产生较大的照明区域，以取代传统光形是圆形的照明设备，进而可减少照明设 备的设置数量，并降低成本。再者，本发明的发光二极管模块可应用六边形的电路板，因此通过六边形几何上 的特性，可使得本发明的发光二极管模块能在有限面积上(例如应用在特殊形状的灯具 时)，作较紧密的排列并产生最适合的光形，借此可大幅增加本发明的发光二极管模块对于 不同终端产品外型的适应性。以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其 进行的等效修改或变更，均应包括在后附的权利要求中。
权利要求
1.一种发光二极管模块，其特征在于，包括一电路板；多个发光二极管，设置在所述电路板；多个二次透镜，分别对应设置在各发光二极管上；以及至少一个反射件，其一部分围设在各发光二极管。
2.根据权利要求1所述的发光二极管模块，其特征在于，所述反射件具有多个凹陷部， 各发光二极管分别容置在各凹陷部。
3.根据权利要求2所述的发光二极管模块，其特征在于，各凹陷部的形状是圆形、椭圆 形或多边形。
4.根据权利要求1所述的发光二极管模块，其特征在于，当所述反射件是多个，各反射 件分别对应各发光二极管设置。
5.根据权利要求1所述的发光二极管模块，其特征在于，各发光二极管具有一发光二 极管晶粒及一个一次透镜，所述一次透镜设置在所述发光二极管晶粒上。
6.根据权利要求5所述的发光二极管模块，其特征在于，所述一次透镜与所述二次透 镜是一体成型。
7.根据权利要求1所述的发光二极管模块，其特征在于，所述电路板的形状是六边形。
8.根据权利要求1所述的发光二极管模块，其特征在于，各发光二极管发出的光线穿 过各二次透镜而形成一不对称光形。
9.根据权利要求1所述的发光二极管模块，其特征在于，各二次透镜的下表面具有一 凹部，各发光二极管容置在所述凹部。
10.根据权利要求1所述的发光二极管模块，其特征在于，各二次透镜具有多个第一固 定部，所述电路板具有多个第二固定部以分别对应所述二次透镜的所述第一固定部。
全文摘要
发光二极管模块，包括一电路板、多个发光二极管、多个二次透镜及至少一个反射件。所述发光二极管设置在电路板，所述二次透镜分别对应设置在各发光二极管上，反射件的一部分围设于各发光二极管。承上所述，本发明的发光二极管模块具有多个二次透镜分别对应设置在各发光二极管上，使各发光二极管发出的光线穿过各二次透镜可形成不对称光形。
文档编号H01L33/00GK101994923SQ20091016139
公开日2011年3月30日 申请日期2009年8月12日 优先权日2009年8月12日
发明者邓国欣 申请人:钧宇国际股份有限公司;邓国欣