1359508 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係隸屬一種發光二極體之技術領域，特別係指一種用 以促進發光二極體其光源集中之發明。 【先前技術】 發光二極體（LED燈）具備有體積小、低耗電、低熱度， 以及哥命長之特點，因此廣泛應用於聖誕燈飾、車輛信號燈、交 • 通號誌，以及手機、液晶螢幕等高科技產品。而一般發光二極體 之基本構造，係在一透明絕緣體内部設不同極性之導電端及承載 4，再於s亥承載部處固設一晶片，該晶片周圍另設有螢光材料， 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;^ 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『党度集中』之情形較少改善。就實際應用層面而言，將 燈應用於背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 玉間之月光模組之光箱内後，利用混光方式達成，惟因為一般L仙 燈其光線射出之角度係介於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，，惟如此不僅增加了背光模具的體積厚度，且混光後所呈 現之亮度、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LED背光模組（1〇)之 5 1359508 組成包括：框架（1 2)、複數個LED( 1 4)、一反射片（i 6 )， 以及-擴散片（18)。如第1圖所示，該⑽背光模組（1〇) 因為LED ( 1 4 )係置於底部’而以其上方的擴散片（丄8 )的 上表面為LED背光模組（1 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 i ) 以及下半部的底座（1 4 3 )。利用反射片（！ 6 )將來自(工 4 )之發光d ( 1 4 1 )的絲向上方反射，使光線能充分地被 運用。而該反射片（i 6)係利用其邊緣部分架設於框架（工2) 上，其上並設置有複數個㈣孔，以使LED (丄4 )之發光區（工 • 41 )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（丄4 3 ) 係可用以支叙射片（1 6 )。其次該舰片（1 8 )係利用其邊 緣部分架設於框架（12)上，藉由擴散片（丨8)材質折射率 與空，的不同，可使得部分人射擴散片（！8)的光線產生全反 射。藉光線在擴散片（18)與反射片（16)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（丄8)之上表面離 開LED背光模組（1 〇)。 鲁惟，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（i 8)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LE：D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 6 丄妁9508 3 LED1再於該等LED上方設-輔助擴散板，該辅助擴散板表 學微結構；以及將—擴散片以25mm〜35麵之高 擴散板上方’令-背光模組係以該擴散片之上 組成 fr审描λ 7北， 擴政扳』因此不僅構件成本增加，且 而a ^、、組之厚度’對於產品設計講究輕薄短小之特點 而S ’只有加以改善之必要。 驗，㈣人本著多年從事細行業的研發與製造經 尋心所面臨之缺失深入探討’蝴述之需求積極 巧’㈣努力之研究與試作，終於成功的創作出 ㈣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】 祕i發明主要之目的係提供一種『高亮度發光二極體之導光元 午’其係令發光二極體使用時，其射出之光線亮度能集中在 ，定之角度!〖_，避免統分散，且令發光二極體能更輕巧 、間便的應用於各式產品（如背光模組）。 緣以達成上述之功效、目的，本發明『高亮度發光二極體之 導光70件結構』，其係_ —縣元件與發光二極體結合避免發 ^極體產生之燈光向二側分散^導光元件係由具透光性之^ 如壓克力）製成，得封裝結合於該發光二極體射出 端適處，其上凸設有上、下分層設置之第―、第二反射面味該^ 反射面皆呈斜錐狀，而與該發光二極體射出规之光侧呈現約 =5〜5 2之夾角，且該第一反射面之圓周面較該第二反射面 為大，藉此當該發光二極體產生光源時，其㈣之光線能集中在 7 1359508 預二源分散’同時並能提昇其亮度及色度。 有關本發明所採用之技術、手 式詳細說明於后，相信本創二之 徵，备可由之得一深入而具體的瞭解。 ， 【實施方式】 、 式再===—辦料㈣以微収觀，謹配合圖 導光mi4圖〜第6圖所示’本發明『高亮度發光二極體之 〇 = ί;，係由一發光二極體(1 〇 )配合-導光元件(2 二:—般之LED燈，主要由一燈座（1 該發光二鋪（i 0 )乃( 1 3 )驗成，緣於 述。 》知LED燈，故其構造不再詳加贅 ，並(2 Q)係由錢級之(如壓克力）製成 二上叹有呈上、下为層設置之第一、第二反射面（2卜2 2 ” ϋ反21、2 2)於本實施例皆呈斜錐面構態，而與該 R 9「么异1 〇 )射出光線之光軸呈一夾角，此角度以4 5。〜 i t最佳，又該二反射面（21、2 2)係不透光之結構設計 成型於該導光元件（2 0)外緣，或利用貼設反射片（ 圖中未加）達成反射結構，而本發明係以—體成型為應用實施 ^且該第-反射面（21)之圓周面係較該第二反射面（2 2 )為大，其圓周面比例以1 : 〇 · 6為最佳設計。 據此’藉該導光元件（2〇)封裝結合於發光二極體（工〇 )外端，令其射出之燈光可經_導光元件（2 Q )其反射面（ $ 1、2 2)的折射，而避免光源的分散，造成亮度無法 情形。 8 1359508 .. 請再參閱第5圖並配合附件一所示，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 2 2)作为層反射之示思圖。而附件一係利用光學模擬軟體
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（i 〇)裝設有導光元件（2 〇) 時，確實能將其免度均勻的往中心集中，且其輝度在一高 以上。 ’' 請再參閱附件二及附件三所示，本發明實際應用係以背光模 組為實施例說明，該附件二係一般LED燈置於直下式背光模組之 • 光箱内時之模擬測試數據圖，而附件三係搭配有導光元件（、2 〇 )之發光二極體（i 〇)置於光箱（3 0)内之模擬測試數據圖 ，其中該附件二與附件三模擬時『光箱』奴之條件，係令附件 二光箱厚度係大於附件三絲厚度的2倍，而類測試出之效果 附件三明顯優於附件二，故若背光模組内之發光二極體（ 搭明之導統件（2 〇 )時’其厚度尺寸確實能大幅縮減 ’達到糾上更躲权要求。再者由附件二及附件三比較可知 ’附件三呈現之亮度及色度效果確實較附件二為佳，料 勻，而不會有太大的^差產生，確實具有明顯功效之增進。 譬 另外，第6圖係搭配本發明導光元件（2 0)之發光二極體 1 0)應用於側投式背光模組之實施例應用示意圖，而 步證明本發明應用實施之實用性。 ，請繼續參閱第7圖所示，其係本創作之導光元件（ =第-、二反射面（2 1 a) ( 2 2a)之斷面可為朝外之弧凸型 請繼續參閱第8圖所示，其係本創作之導光元件 =第—、"反射面（21 b) ( 2 2 b )之斷面可為朝外之凹弧 9 1359508 由上述之說明可知’本發明導光元件（2〇 光二極體（1 ◦)將奴亮度作大幅度的提昇，且 廣泛，除了可應用於-般直下式背光模組或側射式ϋ 舉凡有使用LCD燈之車燈、手術燈等燈體皆可搭配 使卜: &歸納上述的說明，本發明確實具有可專利性，“二 5月0 【圖式之簡單說明】 第1圖：係為第-種習用創作之組合剖面暨應用實施 • 第2圖：係為第一種習用創作之燈光射出角度示意圖。 第3圖··係為第二種習用創作之組合剖面圖。心口 第4圖：係為本發明立體組合外觀圖。 第5圖：係為本發明光線折射示意圖。 ，6圖：係為本發明應用於側投式背光模組之組合剖面圖。 第7圖：係為本發明另一實施例之外觀示意圖。 第8圖：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：（1 2) 導光元件：（2 0 ) 第二反射面：（2 2 ) 導光元件：（2 Oa) 第二反射面：（2 2a) 導光元件：（2 Ob) 第'一反射面.（2 2t〇 燈座：（1 1 ) 燈罩：（1 3 ) 第一反射面：（2 1 ) 第一反射面：（2 ia) 第一反射面：（2 lb) 10