200818542 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係隸屬-種發光二極體之技術領域，特別係指一 以促進發光二極體其光源集中之發明。 【先前技術】 按’發光二極體（LED燈）具備有體積小、低耗電、低敎度， 以及壽命長之特點，因此廣泛翻於聖誕燈飾、車輛信號燈、、交 通號諸'，以及手機、液晶榮幕等高科技產品。而一般發光二極體 之基本構造，係在-透明絕緣體内部設不同極性之導電端及承載 部’再於縣載部處麟-晶片，該⑼顯狀錢光材料， 並以金屬線構成晶片之電極層與導電端之連接，而各導電端並延 伸出透明絕緣體外部成為電源接點。當導電端在通電作用下，其 晶片所產生之光源在穿過螢光材料時，即與螢光材料之波長結合 .成為預期之可見光。 惟，就目前既有技術而言，發光二極體之相關技術研發，仍 較注重在發光二極體之光色表現，以及產能的提昇，對於發光二 極體『壳度集中』之情形較少改善。就實際應用層面而言，將LE]) ik應用於$光模組係目前產業技術中重要的一環，其中尤以呈現 白光效果之背光模具更是產業技術之趨勢指標，而目前背光模具 達到白光效果之技術，係將紅、黃、藍三原色之LED燈置於封閉 空間之背光模組之光箱内後，利用混光方式達成，惟因為一般LED 燈其光線射出之角度係介於〇〜i 8 Q。之間，因此為了令LED燈 在光箱内確實達到預期之混光效果，光箱内的必須設計較大的混 光空間’惟如此不僅增加了背光模具的體積厚度，且混光後所呈 現之党度、色度效果亦不均衡，茲舉例說明如下。 請參閱第1、2圖所示，一種習用UED背光模組（1 〇)之 200818542 、、且成包括·框木（1 2 )、複數個LED ( 1 4 )、一反射片（i 6 )， 以及-擴散片（1 8 )。如第1圖所示，該LED背光模組（丄〇 ) 因為LED ( 1 4 )係置域部，而以其上方的擴散片（i 8 )的 上表面為LED背光獅（工〇 )的出光面，藉此提供光線予液晶 面板。使用時LED ( 1 4 )可區分為上半部的發光區（丄4工） 以及下半部的底座（14 3)。利用反射片（16)將來自1^1}(1 4)之發光區（141)❸光線向上方反射，使光線能充分地被 運用。而該反射片（16)係利用其邊緣部分架設於框架（丄2) 上，其上並設置有複數個LED孔，以使LE：D ( 1 4 )之發光區（1 4 1 )穿過而位於反射片（！ 6 )之上，又該底座（丄4 3 )則 在反射片（16)下方，在部分的習知技術中，底座（14 3) 係可用以支撐反射片（1 6 )。其次該擴散(i 8 )係利用其邊 緣部分架設於框架（12)上，藉由擴散片（18)材質折射率 與空氣的不同，可使得部分入射擴散片（i8)的光線產生全反 射。藉光線在擴散片（18 )與反射片（丄6)之間多次地反射 或全反射，增進LED ( 1 4 )所發出之各色光線的混光效果，使 光線之色度及亮度更為均勻後，再由擴散片（i 8)之上表面離 開LED背光模組（1 〇 )。 惟’由於LED ( 1 4 )係為側面發光，因此其所產生的光線 大部分並不會直接向上方的出光面發射，而是向側面的方向發射 光線，並在反射片（16)與擴散片（18)之間多次反射（或 全反射），當入射擴散片（1 8 )之光線的入射角大於全反射之臨 界角時，光線才出射LED背光模組（1 〇 )，如此不僅背光模組所 需之厚度體積較大，且呈現之亮度、色度亦不佳，為此便有另一 習用創作產生。 請再參閱第3圖所示，其係申請案第93120248號『LED背光 模組』專利案（以下簡稱習用二），該習用二係於一底板上設置複 200818542 數個LED、’再於該等led上方設一輔助擴散板，該輔助擴散板表 面，具有複數個光學微結構；以及將—擴散片以25mm〜35mm之高 度没置於該輔助擴散板上方，令背光模組係以該擴散片之上 表面為"出光面。 、上述該習用二雖然能改善習用一之缺失，惟其背光模組因為 组成結構需增加設置『輔助擴散扳』，因此不僅構件成本增加，且 亦更乓加了$光模組之厚度，對於產品設計講究輕 而言，實有加以改善之必要。 付點 ^於此，本發明人本著多年從事相關行業的研發與製造經 m上述習用所面臨之缺失深入探討，並依前述之需求積極 ==道,觸長期努力之研究與試作，終於成功的創作出 μ度發光二極體之導光元件結構』，藉以改善上述之缺 【發明内容】 件社^ ^主要之目的係提供—種『高亮度發光二極體之導光元 -預肖;二極敎㈣，其射仏級亮度能集中在 、簡便的應用於各式產品（如背光先一極體能更輕巧 緣以達成上述之功效、目的，本發明『高亮 光元件與發光二峨合:避免發 質(如㈣力)二 4 端適處，其上凸設有上、下分層設置“—n出光線之外 反射面皆呈斜錐狀，而與該發光 t反射面，該二 為大，藉此當該發光二極體產生光源時， …5 2。之央角，且該第一反射之光轴間呈現約 :此堂該發二缸麵立丄. 51周面較該第二反射面 其射出之光線能集中在 200818542 預疋角度内’避免光源分散，同時並能提昇其亮度及色度。 有關本發明聰狀技術、手段及其功效，鱗—較佳實施 =並=合圖式詳細說日騰后，相信本創作上述之目的、構造及特 徵，§可由之得一深入而具體的瞭解。 【實施方式】 ’謹配合圖 茲為使其能進一步瞭解本發明之結構設計及技術 式再予說明於后： 導 二ί閱第4圖〜第6圖所示’本發明『高亮度發光二極體之 光兀件結構』，係由—發光二極體（1 ◦)配合-導光元件（2 )組成，其中： 、乙 邊=極體（1 〇 )係為_般之LED燈，绿由—燈座（1 私設ί片（12)，外緣再覆設—燈罩（13)而組成，緣於 二X、> 一亟肢（1 0 )乃一般習知LED燈，故其構造不再詳加贅 々，凡件（2 〇 )係由具透光性之材質（如壓克力）製成 上设有呈上、下分層設置之第_、二反射面（2 i、2 2)， =反射面（21、2 2)於本實施例皆呈斜錐面構態，而與該 極體Q 0 )射出光線之光軸呈一夾角，此角度以4 5。〜 m圭，又該二反射面（2工、2 2)係不透光之結構設計 mi土 -、型於遠導光元件（2 0〕外緣，或利用貼設反射片（ 二Γ員ΐ)達成反射結構，而本發明係以一體成型為應用實施 歹且β第一反射* ( 2工）之圓周面係較該第二反射面（2 2 )為大’其圓+周面比例以1 ·· ◦ · 6為最佳設計。 據此，藉遠導光碰（2 〇)封裝結合於發光二極體α 〇 ??二言ί射出之燈光可經由該導光元件（2〇)其反射面（ _ 的折射，而避免光源的分散，造成亮度無法集中之 200818542 請再參閱第5圖並配合附件-所示，第5圖係示意發光二極 體（10)之光線向外射出後，再經由該第一、第二反射面（2 1、22)作分層反射之示意圖。而附件—係细光學模擬軟體 Tracepro模擬本發明導光元件（2 〇 )使用時之輝度分佈圖。由 圖中所示可知，當發光二極體（！〇)裝設有導光元件（2 〇) 時，確實能將其亮度均勻的往中心集中，且其輝度在 以上。 ，、丁班 請再參_件二及附件三所示，本發明實際應用係以背光模 =貫施舰％ _件二係—般L_胁訂式背光模組之 光相内時之模_試數據圖，_件三係搭配有導光元 ϊίί二ί體（1 〇)置於光箱（3 0)内之模擬測試數據圖 模擬時『光箱』設定之條件，係令附件 於附件三光箱厚度的2倍，而模擬測試出之效果 捉?5 Γ :、炎；附件一 ’故若背光模組内之發光二極體（1 0 ) 1本發明之導光元件（2 ◦)時，其厚度尺寸確實能二二 :為?薄之要求。再者由附件二及附件三比較可知 勺，度效果確實_件二為佳，且亦更為均 勾=會1太大的落差產生，確實具有明顯功效之增進。 另外’弟6圖係搭配本發明導光元件 (1 0 )應用於侧投式背央握細夕Uj毛尤一鋪 步證明本發施觸肺意圖’柯更進- 中之=續參辟7 ®所示’其係本創作之導光元件（2 〇a) 態。一反射面（2 la) ( 2 2a)之斷面可為朝外之弧凸型 中之=_參_ 8 _示’其係本創作之導光耕U⑽ 型態。、-反射面（2 lb) ( 2 2b)之斷面更可為朝内之凹弧 200818542 、一由上述之說明可知，本發明導光元件（2 〇)確實可辅助發 光二極體（1〇)將燈光亮度作大幅度的提昇，且其應用之範圍 ^乏，除了可應用於一般直下式背光模、组或侧射式背光模組外， 牛凡1使用LCD燈之車燈、手術燈等燈體皆可搭配本發明使用。 社％納上述的綱，本發财實具有可專麵，爰依法提出申 【圖式之簡單說明】 第2圖 第3圖 第4圖 第5圖 弟6圖 第7圖 第8圖 第1圖··係為第-種習用創作之組合剖面暨應用實施例圖 係為f一種習用創作之燈光射出角度示意圖。 係為第二種習用創作之組合剖面圖。 係為本發明立體組合外觀圖。 係為本發明光線折射示意圖。 係為本發明應用於側投式背光模組之組合剖面圖 係為本發明另一實施例之外觀示意圖。 回 係為本發明又一實施例之外觀示意圖。 【圖式之圖號說明】 發光二極體··（ 1 〇 ) 晶片：（12) 導光元件：（2 〇 ) 第二反射面··（ 2 2 ) 導光元件：（2 0a) 第二反射面··（ 2 2a) 導光元件··（ 2 〇b) 第二反射面：（2 2b) 燈座：（1 1 ) 燈罩：（1 3 ) 第一反射面··（ 2 1 ) 第一反射面··（ 2 la) 第一反射面··（ 2 lb)