TWI385819B - 使用發光二極體元件之照明系統及其發光二極體元件 - Google Patents

使用發光二極體元件之照明系統及其發光二極體元件 Download PDF

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Description

使用發光二極體元件之照明系統及其發光二極體元件
本發明係關於一種照明系統及其發光二極體元件，尤係關於一種以發光二極體元件為線性光源之照明系統。
由於光電元件中發光二極體(light emitting diode；LED)有體積小、發光效率高及壽命長等優點，因此被認為是次世代綠色節能照明的最佳光源。另外液晶顯示器的快速發展及全彩螢幕的流行趨勢，使白光系發光二極體除了應用於指示燈及大型顯示幕等用途外，更切入廣大之消費性電子產品，例如：手機及個人數位助理(PDA)。
現行發光二極體應用於液晶顯示器作為背光源的相對位置關係，常見有直下式(direct type)與側邊式(edge type)兩種。一般大尺寸液晶顯示器常採用直下式作為背光源之光線照射模式，而中小尺寸液晶顯示器則以側邊式作為背光源之光線照射模式。
圖1係習知照明系統之剖面示意圖。由於照明系統10中光源14產生光線之散射角度較大，例如：冷陰極燈管或傳統發光二極體，因此需要光源反射片13將無法直接進入導光板12光線收集並反射向導光板12。進入導光板12中的光線會有少部份被吸收，而有部分光線自導光板12之下表面穿射出會藉由底反射片15反射回導光板12內。自導光板12之上表面穿射出光線會經過擴散片11修正射出方向與擴散之角度，最後使照明系統10射出之光線均勻 化。
上述照明系統10需要導光板12將光線導向相對於光源之遠端，由於該導光板12係由有機透明材料製成，例如：壓克力(acrylic)，部份光線會被導光板12吸收而消耗。另外，照明系統10還需要設置底反射片15及分佈器(distributor)(圖未示)，因此組裝複雜度及製造成本偏高。
綜上所述，市場上亟需一種結構簡單及光線利用率高之照明系統，以降低製造成本及節省電力。
本發明係提供一種照明系統及其發光二極體元件，係使用散射光線呈扁橢圓狀之發光二極體元件，並藉由反射器將該光線反射至一出光面。因此可省去導光板等組件之成本，並提高光線利用率。
為達上述目的，本發明揭示一種照明系統包含複數個發光二極體元件及至少一個反射器，且有一出光面以提供光線呈平面發出。各該發光二極體元件包括一外型呈扁平狀之透明封膠體，其較寬的一面呈半圓形，又較窄的一面呈橢圓形、長方形、拋物面形或三叉狀，因此發出之光線係呈扁橢圓狀散射。各該發光二極體元件所發出之光線係射向該反射器，並透過該反射器反射至該出光面。
該透明封膠體呈三叉狀之該較窄的一面包含一主凸出部及位於該主凸出部兩側各有一向外側凹陷之曲面斜面。
該照明系統另包含一設於該出光面之擴散片。
該複數個發光二極體元件較佳地係設於該反射器之側邊。
該反射器較佳地係一中央隆起之曲面或一斜曲面。
該反射器包含複數個凸起部，各該凸起部具有一斜面，該斜面和該出光面呈45度之夾角。
本發明另揭示一種發光二極體元件，其包括一外型呈扁平狀之透明封膠體。該透明封膠體之較寬的一面呈半圓形，又較窄的一面呈橢圓形、長方形、拋物面形或三叉狀，因此發出之光線係呈扁橢圓狀散射。
圖2(a)係本發明發光二極體元件之剖面示意圖。發光二極體元件20包含一基板23、一晶粒22及一透明封膠體21。又晶粒22係固定於基板23，且透明封膠體21覆蓋於晶粒22及基板23上。透明封膠體21係呈扁長型之外觀，較寬的一面呈半圓形。
圖2(b)係本發明發光二極體元件沿圖2(a)中1-1剖面線之剖面圖。相較於圖2(a)，透明封膠體21之較窄一面係呈橢圓形或拋物面形，藉由該透明封膠體21之特定外型可將傳統圓錐角度發射之光線扁平化。
圖3(a)~3(b)本發明發光二極體元件之光輸出場型圖。圖3(a)中發光二極體元件20沿較窄面24發出之光線投影係呈扁橢圓狀，然而圖3(b)中發光二極體元件20沿較寬面25發出之光線投影係較寬橢圓狀。
圖4(a)~4(b)係本發明另一實施例發光二極體元件之正面視圖及側視圖。發光二極體元件40之透明封膠體41係呈扁長型之外觀，較寬的一面呈半圓形，較窄一面係呈長方形，藉由該透明封膠體41之長方體外型可將上方發出之光線扁平化。
圖5(a)~5(c)係本發明另一實施例發光二極體元件之正面視圖、側視圖及上視圖。發光二極體元件50之透明封膠體41仍係呈扁長型之外觀，較寬的一面呈半圓形。透明封膠體41較窄一面係呈三叉狀，中央有一主凸出部511，於主凸出部511兩側各有一向外側凹陷之曲面斜面512。藉由該呈三叉狀透明封膠體51可將內部發光二極體發出之光線扁平化向上散射。
圖6係本發明照明系統之示意圖。照明系統60包含複數個發光二極體元件20及至少一個反射器61，且有一出光面62以提供光線呈平面發出。該發光二極體元件20係設置於中央隆起之反射器61之側邊，產生之光線81經由反射器61之曲面反射向出光面62，反射光82以約略垂直於出光面62之角度穿射而出。
圖7係本發明另一實施例照明系統之示意圖。照明系統70包含複數個發光二極體元件20及至少一個反射器71，且有一出光面72以提供光線呈平面發出。該發光二極體元件20係設置於具斜曲面之反射器71之側邊，產生之光線81經由反射器71之曲面及凸起部711反射向出光面72，反射光82以約略垂直於出光面72之角度穿射而出。凸起部711具有一斜面，該斜面和出光面72略呈45度之夾角， 因此反射光82可垂直於出光面72而射出。
本發明之技術內容及技術特點已揭示如上，然而熟悉本項技術之人士仍可能基於本發明之教示及揭示而作種種不背離本發明精神之替換及修飾。因此，本發明之保護範圍應不限於實施例所揭示者，而應包括各種不背離本發明之替換及修飾，並為以下之申請專利範圍所涵蓋。
10‧‧‧照明系統
11‧‧‧擴散片
12‧‧‧導光板
13‧‧‧光源反射片
14‧‧‧光源
15‧‧‧底反射片
20‧‧‧發光二極體元件
21‧‧‧透明封膠體
22‧‧‧晶粒
23‧‧‧基板
24‧‧‧較窄面
25‧‧‧較寬面
40‧‧‧發光二極體元件
41‧‧‧透明封膠體
50‧‧‧發光二極體元件
51‧‧‧透明封膠體
511‧‧‧主凸出部
512‧‧‧曲面斜面
60‧‧‧照明系統
61‧‧‧反射器
62‧‧‧出光面
70‧‧‧照明系統
71‧‧‧反射器
711‧‧‧凸起部
72‧‧‧出光面
圖1係習知照明系統之剖面示意圖；圖2(a)係本發明發光二極體元件之剖面示意圖；圖2(b)係本發明發光二極體元件沿圖2(a)中1-1剖面線之剖面圖；圖3(a)~3(b)本發明發光二極體元件之光輸出場型圖；圖4(a)~4(b)係本發明另一實施例發光二極體元件之正面視圖及側視圖；圖5(a)~5(c)係本發明另一實施例發光二極體元件之正面視圖、側視圖及上視圖；圖6係本發明照明系統之示意圖；以及圖7係本發明另一實施例照明系統之示意圖。
20‧‧‧發光二極體元件
70‧‧‧照明系統
71‧‧‧反射器
72‧‧‧出光面
81‧‧‧入射光
82‧‧‧反射光
711‧‧‧基部
712‧‧‧凸出部

Claims (9)

  1. 一種照明系統，包含：一出光面；複數個發光二極體元件，各該發光二極體元件包含一外型呈扁平狀之透明封膠體，發出之光線係呈扁橢圓狀散射；至少一個反射器，該反射器將各該發光二極體元件所發出之光線反射至該出光面；以及一設於該出光面之擴散片。
  2. 根據請求項1之照明系統，其中該透明封膠體較寬的一面呈半圓形。
  3. 根據請求項1之照明系統，其中該透明封膠體較窄的一面係呈橢圓形、長方形、拋物面形或三叉狀。
  4. 根據請求項3之照明系統，其中該透明封膠體呈三叉狀之該較窄的一面包含一主凸出部及位於該主凸出部兩側各有一向外側凹陷之曲面斜面。
  5. 根據請求項1之照明系統，其中該複數個發光二極體元件係設於該反射器之側邊。
  6. 根據請求項1之照明系統，其中該反射器係一中央隆起之曲面。
  7. 根據請求項1之照明系統，其中該反射器係一斜曲面。
  8. 根據請求項7之照明系統，其中該反射器包含複數個凸起部。
  9. 根據請求項8之照明系統，其中各該凸起部具有一斜面，該斜面和該出光面呈45度之夾角。
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