發光模組的制作方法
【專利摘要】一種發光模組，包括一光源及與該光源耦合設置的擴散光纖，所述擴散光纖的外壁上形成有若干刻痕，若干刻痕的分布密度沿該擴散光纖朝遠離光源的一端的方向逐漸增大。與現有技術相比，本發明提供的發光模組中擴散光纖的外壁上設置刻痕并設置該刻痕的分布密度該擴散光纖靠近光源的一端朝遠離光源的一端的方向逐漸增大，所述刻痕漸進式的分布變化使得該擴散光纖沿軸向上的出光強度趨于相等，從而提升所述發光模組出光的均勻性。
【專利說明】
發光模組
技術領域
[0001] 本發明涉及一種發光元件，尤其涉及一種利用光源耦合擴散光纖的發光模組。
【背景技術】
[0002] 發光二極管是一種可將電流轉換成特定波長范圍的光電半導體元件。發光二極管 以其亮度高、工作電壓低、功耗小、易與集成電路匹配、驅動簡單、壽命長等優點，從而可作 為光源而廣泛應用于照明領域。
[0003] 現有的發光模組一般包括基板、設置在基板上的發光二極管以及設置在發光二極 管陣列出光路徑上的擴散板，發光二極管發出的光線經擴散板的入光面進入該擴散板進而 出射。然而，進入該擴散板的光線容易擴散不均，導致靠近光源一端的光強大于遠離光源一 端的光強，進而導致整個發光模組出光不均勻而影響其出光效果。故，需進一步改進。
【發明內容】
[0004] 有鑒于此，有必要提供出光均勻的發光模組。
[0005] -種發光模組，包括一光源及與該光源耦合設置的擴散光纖，所述擴散光纖的外 壁上形成有若干刻痕，若干刻痕的分布密度沿該擴散光纖朝遠離光源的一端的方向逐漸增 大。
[0006] 與現有技術相比，本發明提供的發光模組中擴散光纖的外壁上設置刻痕并設置該 刻痕的分布密度該擴散光纖靠近光源的一端朝遠離光源的一端的方向逐漸增大，所述刻痕 漸進式的分布變化使得該擴散光纖沿軸向上的出光強度趨于相等，從而提升所述發光模組 出光的均勻性。
【附圖說明】
[0007] 圖1為本發明一實施方式提供的發光模組的組裝示意圖。
[0008] 圖2為圖1所示發光模組的分解示意圖。
[0009] 圖3為圖1所述發光模組的剖面示意圖。
[0010] 圖4為圖1所示發光模組中擴散光纖的剖面示意圖。
[0011]圖5為本發明另一實施方式提供的發光模組中擴散光纖的剖面示意圖。
[0012] 主要元件符號說明
如下【具體實施方式】將結合上述附圖進一步說明本發明。
【具體實施方式】
[0013] 請參閱圖1至圖3,為本發明發光模組100的一較佳實施例。該發光模組100包括 光源10、設置在該光源10 -側的連接部20、及該光源10耦合的擴散光纖30。
[0014] 具體的，本實施例中，該光源10為一發光二極管封裝結構。該光源10包括一基板 11、設置在基板11上的發光二極管芯片12和覆蓋該發光二極管芯片12的封裝層13。該封 裝層13具有一出光面131。可以理解的，其他實施例中，該光源10也可包括多個發光二極 管芯片12，例如將RGB三種芯片配合該封裝層13封裝成型該光源10。可以理解的，其他 實施例中該光源10也可為激光二極管。
[0015] 該連接部20設置在該光源10和擴散光纖30之間。該連接部20包括一承載部21 及與該承載部21連接的光耦合部22。
[0016] 具體的，該承載部21大致呈方形環狀。該承載部21于其中部定義一定位孔210用 以收容定位所述光源10。該承載部21包括相互對接的上承載部211和下承載部212。該 上承載部211和該下承載部212形狀相同，二者配合圍設形成所述定位孔210。本實施例 中，該上承載部211與該下承載部212均呈U型。
[0017] 該上承載部211包括一第一本體2111和設置在該第一本體2111相對兩側的兩第 一定位部2112。該兩第一定位部2112的高度均大于該第一本體2111的高度。本實施中， 該第一本體2111的上表面與該兩第一定位部2112的上表面齊平。該第一本體2111的下 表面高于該兩第一定位部2112的下表面。
[0018] 該下承載部212包括一第二本體2121和設置在該第二本體2121相對兩側的兩第 二定位部2122。該兩第二定位部2122的高度均大于該第二本體2121的高度。本實施中， 該第二本體2121的下表面與該兩第二定位部2122的下表面齊平。該第二本體2121的上 表面低于該兩第二定位部2122的上表面。
[0019] 所述光耦合部22夾設在該承載部21與擴散光纖30之間。該光耦合部22大致呈 梯形塊狀。該光耦合部22沿承載部21朝擴散光纖30的方向的寬度逐漸減小。該光耦合 部22中部形成一光耦合孔221。該光耦合孔221沿該承載部21朝擴散光纖30的方向貫穿 該光親合部22。該光親合孔221包括靠近所述承載部21 -端的導光孔222和靠近擴散光 纖30 -端的收容孔223。該導光孔222和該收容孔223彼此連通。具體的，該導光孔222 的孔徑沿朝向收容孔223的方向逐漸減小。優選的，該導光孔222大致呈錐形。該導光孔 222的最大孔徑小于所述定位孔210的孔徑，使得該光耦合部22抵接該承載部21的端面部 分外露。可以理解的，該光耦合部22位于該導光孔222的內部上還可進一步涂覆有增強光 反射效果的材料，如鋁（A1)、銀（Ag)、銅（Cu)等金屬。該收容孔223具有均一的孔徑。優 選的，該收容孔223大致呈圓形。該收容孔223的孔徑等于該導光孔222的最小孔徑，該收 容孔223的孔徑與所述擴散光纖30的直徑相互匹配。
[0020] 本實施例中，該光耦合部22包括相互對接的上光耦合部224和下光耦合部225， 也即該光耦合部22沿水平方向被一分為二。該上光耦合部224和該下光耦合部225形狀 和尺寸均相同，該上光親合部224和該下光親合部225相對的表面各自形成一半槽。該上 光耦合部224和該下光耦合部225的兩個半槽配合形成所述光耦合孔221。本實施例中， 所述上承載部211和所述上光耦合部224 -體成型，所述下承載部212和所述下光耦合部 225 -體成型。可以理解的，其他實施例中，該承載部21和該光耦合部22也可先分別成型 然后連接固定在一起。
[0021] 所述擴散光纖30與該光耦合部22連接固定并自該光耦合部22遠離所述承載部 21的一端延伸而出。具體的，該擴散光纖30的耦合端31收容固定在所述光耦合部22的 收容孔223中。該擴散光纖30包括管芯32及包覆該管芯32的包覆層33。該擴散光纖30 具有一中心線C-C。本實施例中，所述光源10的光軸與所述擴散光纖30的管芯32的中心 線C-C重合，即所述光源10與所述擴散光纖30正對設置。
[0022] 具體的，所述管芯32可由硅材料制成，如玻璃等。所述包覆層33的折射率小于所 述管芯32的折射率，以提高所述擴散光纖30的數值孔徑（NA，numerical aperture)。所 述包覆層33可為低折射率高分子材料（polymer)，諸如可有UV或者熱固化的含氟丙稀酸酯 (fluoroacrylate)或者娃氧樹脂（silicone)。可以理解的，其他實施例中，該管芯32和包 覆層33之間還可設置一納米結構層（圖未示）以進一步加強沿著所述擴散光纖30傳播的 光線的萃取效率。
[0023] 請參閱圖4和5,所述包覆層33被蝕刻形成具有多個刻痕34以將沿著所述擴散光 纖30傳播的光線萃取自其周緣表面出射，也即該擴散光纖30的外壁上蝕刻形成所述多個 刻痕34。該刻痕34的分布密度沿該擴散光纖30朝遠離光源10的自由端35的方向逐漸 增大，使得該擴散光纖30沿軸向上的出光強度趨于相等，從而提升所述發光模組100出光 的均勻性。所述刻痕34為V型槽或者U型槽。可以理解的，其他實施例中，該刻痕34的蝕 刻深度也可沿該擴散光纖30朝遠離光源10的自由端35的方向逐漸增大。可以理解的，其 他實施例中，所述擴散光纖30外壁厚度也可沿該擴散光纖30朝遠離光源10的自由端的方 向逐漸減小來進一步提升所述發光模組100出光的均勻性(如圖5所示)。此外，該擴散光 纖30的遠離所述光源10的自由端35的端面351也可設置成斜面來將光線反射至擴散光 纖30的周緣表面進而出射，從而加強沿著所述擴散光纖30傳播的光線的萃取效率。
[0024] 組裝時，先將封裝成型的光源10設置在下承載部212的第二本體2121上，將擴散 光纖30的耦合端31收容在所述下光耦合部225的半槽中，然后將上承載部211覆蓋對接 在該下承載部212上，及將該上光耦合部224覆蓋對接在該下光耦合部225上，至此即可完 成所述發光模組100的組裝。
[0025] 而對于所述擴散光纖30耦合端31的設置位置需滿足以下條件：R/h = tan(arcsin(ΝΑ));其中R為所述光源10出光面131的中心點至該出光面131邊緣的距離； h為光源10出光面131的中心點至擴散光纖30耦合端31的距離；ΝΑ為所述擴散光纖30 的數值孔徑，所述擴散光纖30的耦合端31中心與所述光耦合部22位于導光孔222處上的 任一點P的連線和所述擴散光纖30的中心線C-C之間的夾角為Θ，sin θ =NA(如圖3所 示）；從而使得該光耦合部22將所述光源10發出的光線耦合至所述擴散光纖30的所述數 值孔徑Na的范圍內。
[0026] 與現有技術相比，本案中的發光模組100中擴散光纖30的外壁上設置刻痕34并 設置該刻痕34的分布密度沿該擴散光纖30朝遠離光源10的自由端35的方向逐漸增大， 該刻痕34漸進式的分布變化使得該擴散光纖30沿軸向上的出光強度趨于相等，從而提升 所述發光模組100出光的均勻性。此外，由于連接部20是上下兩個對稱式結構，因此可以 采用單一模具分別成型，在簡化制程的同時也可節省模具的制造成本。
[0027] 可以理解的是，對于本領域的普通技術人員來說，可以根據本發明的技術構思做 出其它各種相應的改變與變形，而所有這些改變與變形都應屬于本發明權利要求的保護范 圍。
【主權項】
1. 一種發光模組，包括一光源及與該光源耦合設置的擴散光纖，其特征在于：所述擴 散光纖的外壁上形成有若干刻痕，若干刻痕的分布密度沿該擴散光纖朝遠離光源的一端的 方向逐漸增大。2. 如權利要求1所述的發光模組，其特征在于：若干刻痕的蝕刻深度沿所述擴散光纖 朝遠離光源的一端的方向逐漸增大。3. 如權利要求1所述的發光模組，其特征在于：所述擴散光纖的外壁厚度沿該擴散光 纖朝遠離光源的一端的方向逐漸減小。4. 如權利要求1所述的發光模組，其特征在于：該擴散光纖遠離所述光源的一端的端 面相對于該擴散光纖軸線所在的水平面為為斜面。5. 如權利要求1所述的發光模組，其特征在于：還包括設置在所述光源和所述擴散光 纖之間的光耦合部，該光耦合部沿所述光源朝所述擴散光纖方向上的寬度逐漸減小，所述 光親合部中部形成一光親合孔，該光親合孔沿該光源朝擴散光纖的方向貫穿該光親合部， 所述光源發出的光線經該光耦合孔耦合至所述擴散光纖。6. 如權利要求5所述的發光模組，其特征在于：該光耦合孔包括靠近所述光源一端的 導光孔和靠近所述擴散光纖的收容孔，該導光孔和該收容孔彼此連通，該導光孔的孔徑沿 朝向收容孔的方向逐漸減小，該收容孔具有均一的孔徑，該收容孔的孔徑等于該導光孔的 最小孔徑，所述擴散光纖具有一耦合端，該耦合端定位在該收容孔中。7. 如權利要求6所述的發光模組，其特征在于：所述光源具有一出光面，所述擴散光纖 具有一中心線，所述光源的光軸與所述擴散光纖的中心線重合，所述擴散光纖耦合端的設 置位置需滿足以下條件：R/h = tan(arCsin(NA));其中R為所述光源出光面的中心點至該 出光面邊緣的距離；h為光源出光面的中心點至擴散光纖耦合端中心的距離；NA為所述擴 散光纖的數值孔徑，所述擴散光纖的耦合端中心與所述光耦合部位于導光孔處上的任一點 的連線和所述擴散光纖的中心線之間的夾角為Θ，sin θ =NA。8. 如權利要求6所述的發光模組，其特征在于：所述光耦合部包括相互對接的上光耦 合部和下光耦合部，該上光耦合部和該下光耦合部形狀和尺寸均相同，該上光耦合部和該 下光耦合部相對的表面各自形成一半槽，所述兩個半槽配合形成所述耦合孔。9. 如權利要求5所述的發光模組，其特征在于：還包括一承載部，該承載部設置在該光 耦合部遠離所述擴散光纖的一端并抵接該光耦合部，該承載部的中部形成一定位孔，所述 光源收容定位在該定位孔中，該定位孔與該光耦合孔相互貫通，該光耦合孔的最大孔徑小 于所述定位孔的孔徑，該光耦合部抵接該承載部的端面部分外露。10. 如權利要求9所述的發光模組，其特征在于：該承載部包括相互對接的上承載部和 下承載部，該上承載部和該下承載部形狀相同，二者配合圍設形成所述定位孔。
【文檔編號】F21S2/00GK105864673SQ201510030355
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年1月22日
【發明人】張仁淙
【申請人】鴻富錦精密工業（深圳）有限公司, 鴻海精密工業股份有限公司