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CN1866552A - 光线行进方向改变单元及含有其的模块和发光二极管组件 - Google Patents

光线行进方向改变单元及含有其的模块和发光二极管组件 Download PDF

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CN1866552A CNA2005100729582A CN200510072958A CN1866552A CN 1866552 A CN1866552 A CN 1866552A CN A2005100729582 A CNA2005100729582 A CN A2005100729582A CN 200510072958 A CN200510072958 A CN 200510072958A CN 1866552 A CN1866552 A CN 1866552A
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吴永富
李柏贤
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Abstract

一种发光二极管组件，包括一电路板、一设置于该电路板上用来发射光线的发光二极管芯片、以及一光线行进方向改变单元。该发光二极管芯片上包括多个发光点；该光线行进方向改变单元包括一覆盖于该发光二极管芯片的覆盖面、以及一反射面，该反射面包括多个反射点，该多个反射点中至少一反射点的法线，与连接该反射点及该多个发光点的多条直线间所形成的多个夹角中的最小夹角大于
Figure 200510072958.2_AB_0
，其中，n为该光线行进方向改变单元的折射系数。

Description

光线行进方向改变单元及含有其的模块和发光二极管组件
技术领域
本发明关于一种发光二极管(light-emitting diode，LED)，特别是一种内含光线行进方向改变单元的发光二极管组件及相关光线行进方向改变单元及模块。
背景技术
请参阅图1，图1为传统的发光二极管(light-emitting diode，LED)组件10的示意图。LED组件10包括一电路板12、一设置于电路板12上的LED芯片14、及一覆盖于LED芯片14上的胶体(gel material)16。
LED芯片14用来发射光线LLED，而其所发射的光线LLED主要朝垂直于电路板12的方向行进。
正因为其所发射的光线LLED主要朝垂直于电路板12的方向行进，所以，LED组件10可广泛地应用于移动电话、液晶显示器、及照明等各种上视(top-viewing)电子装置中。
但也正因为其所发射的光线LLED主要朝垂直于电路板12的方向行进，LED组件10无法应用于任何侧视(side-viewing)电子装置中，例如像是移动电话的键盘上的背光(backlight)，其不仅要求LED组件10能发射朝垂直于电路板12的方向行进的光线LLED，尚要求LED组件10能发射朝平行于电路板12的方向行进的光线LLED。
发明内容
因此本发明的主要目的在于提供一种内含光线行进方向改变单元的发光二极管组件及相关光线行进方向改变单元及模块，以解决现有技术的缺点。该光线行进方向改变单元可将该发光二极管组件中一发光二极管所发射的光线，由主要朝垂直于一电路板的方向行进改成主要朝平行于该电路板的方向行进。
本发明的内含光线行进方向改变单元的发光二极管(light-emitting diode，LED)组件包括一电路板、一设置于该电路板上用来发射光线的发光二极管芯片、以及一光线行进方向改变单元。该LED芯片上包括多个发光点；该光线行进方向改变单元包括一覆盖于该发光二极管芯片的覆盖面、以及一反射面，其包括多个反射点，该等反射点中至少一反射点的法线，与通过该反射点及该等发光点所形成的多条连接直线间的多个夹角中的最小夹角大于
Figure A20051007295800051
其中，n为该光线行进方向改变单元的折射系数。
附图说明
图1为传统LED组件的示意图。
图2为本发明的优选实施例中LED组件的示意图。
图3为图2所显示的LED组件的光线亮度分布图。
图4为本发明的第二实施例中LED组件的示意图。
图5为本发明的第三实施例中LED组件的示意图。
图6为本发明的第四实施例中LED组件的示意图。
图7为本发明的第五实施例中LED组件的示意图。
图8及图9为本发明的第六实施例中LED组件矩阵的示意图。
符号说明
10、20        LED组件              12              电路板
14            LED芯片              16              胶体
22            光线行进方向改变单元 24              覆盖面
26            反射面               28              第一反射点
30            第二反射点           32              直立面
34            反射层               36              光线行进方向改变模块
82            上反射面             84              侧反射面
88、90、92    直线                 72、74、94、96  发光点
98            法线                 70              LED组件矩阵
具体实施方式
请参阅图2，图2为本发明的优选实施例中一LED组件20的示意图。LED组件20包括电路板12、LED芯片14、及一覆盖于LED芯片14上的光线行进方向改变单元22，用来将LED芯片14所发射的光线LLED改成主要朝平行于电路板12的方向行进。LED芯片14上包括多个发光点72、74、94、及96等。
光线行进方向改变单元22包括一覆盖于LED芯片14的覆盖面24、以及一反射面26，反射面26可将LED芯片14所发射的主要朝垂直于电路板12的方向行进的光线LLED反射成朝平行于电路板12的方向行进。反射面26包括一上反射面82及一侧反射面84。
反射面26上包括多个反射点(例如上反射面82上的第一反射点28、及侧反射面84上的第二反射点30)，上反射面82上至少有一反射点(例如第一反射点28)，其所接收的光线LLED的入射角系大于
Figure A20051007295800061
(依据Snell定律，其为一临界角(critical angle)θC)，其中n为光线行进方向改变单元22的折射系数。举例来说，由于上反射面82上的第一反射点28所接收的第一光线LLED1(由LED芯片14上的发光点94所发出)的入射角θ1已大于
Figure A20051007295800062
所以，第一光线LLED1不会折射成第一折射光线L折射1、反而会全反射成全反射(total reflection)光线LT-反射；另一方面，由于侧反射面84上的第二反射点30所接收的第二光线LLED2(由LED芯片14上的发光点96所发出)的入射角θ2仍小于 所以，第二光线LLED2会折射成第二折射光线L折射2。总结言之，在本发明的LED组件20中，反射面26上所包括的该等反射点中(例如第一反射点28及第二反射点30)，至少一反射点(例如第一反射点28)的法线98，与连接该反射点及该等发光点的多条直线(例如连接第一反射点28及发光点94的直线88、连接第一反射点28及发光点72的直线90、以及连接第一反射点28及发光点74的直线92等)间所形成的多个夹角(例如夹角θ1、θ3及θ4)中的最小夹角(也就是θ4)大于 其中，n为该光线行进方向改变单元的折射系数。
请参阅图3，图3为LED组件20的光线亮度分布图，其中一第一曲线C1代表平行于电路板12的方向行进的光线LLED于360度的亮度分布状况、而一第二曲线C2代表垂直于电路板12的方向行进的光线LLED于360度的亮度分布状况。由图3中可看出，在LED组件20中，平行于电路板12的方向行进的光线LLED于360度的亮度大于垂直于电路板12的方向行进的光线LLED于360度的亮度，所以，LED组件20确可应用于侧视电子装置中。
在本发明的优选实施例中，光线行进方向改变单元22由如环氧树脂(epoxy resin)的胶体材质所制成。
为了便于制作起见，也就是说，不需精确地遵守其所接收的光线LLED的入射角均需大于
Figure A20051007295800071
的标准来逐点地制作上反射面82上的所有反射点，LED组件20中光线行进方向改变单元22的上反射面82可以一简单几何图形表示的。举例来说，上反射面82可为一V型平面反射面，如图4所示、或为一V型曲面反射面，如图5所示。
在图4及图5中所显示的光线行进方向改变单元22中，上反射面82的两侧设置有一对直立面32。比较上，V型平面(或曲面)上反射面82单独形成一V型平面(或曲面)凹槽、而另与该对直立面32共同形成一V型平面(或曲面)凹坑。
除了V型平面及V型曲面外，光线行进方向改变单元22的上反射面82亦可呈现一圆锥型凹坑。圆锥型凹坑上反射面82可为一直角三角形绕其直角边旋转所得的曲面，如图6所示、或为一条圆弧线绕其切线旋转所得的曲面，如图7所示。如此一来，图6及图7中所显示的光线行进方向改变单元22便无需包括该对直立面32。
在图4至图7所显示的LED组件20中，由于光线行进方向改变单元22的上反射面82上并非所有的反射点均遵守其所接收的光线LLED的入射角均大于
Figure A20051007295800072
的标准，因此，为了更有效地增加平行于电路板12的方向行进的光线LLED于360度的亮度，LED组件20另包括一设置于上反射面82上的反射层34，如图4所示，用来将LED芯片14所发射的主要朝垂直于电路板12的方向行进的光线LLED中未被上反射面82所反射的光线LLED改为朝平行于电路板12的方向行进。
在本发明的第二实施例中，反射层34贴装于上反射面82上、或为一形成于上反射面82上的镀膜。
在上述的实施例中，LED组件20内仅包括单一LED芯片14、以及单一对应于LED芯片14的光线行进方向改变单元22。然而，本发明的LED组件矩阵中亦可包括多个LED芯片、以及多个分别对应于该等LED芯片的光线行进方向改变单元，如图8及图9所示。在图8及图9所显示的LED组件矩阵70中，该等光线行进方向改变单元22是相连的、并且共同形成一光线行进方向改变模块36。此外，虽然在上述的实施例中，LED组件20所发射的光线LLED主要朝垂直于电路板12的方向行进，而光线行进方向改变单元22及反射层34均是将光线LLED反射成朝平行于电路板12的方向行进，然而，在本发明的LED组件(LED组件矩阵亦同)中，一LED组件所发射的光线不见得一定要朝垂直于电路板12的方向行进，而一光线行进方向改变单元及一反射层也不一定要将该光线反射成朝平行于电路板12的方向行进，只要该光线行进方向改变单元及该反射层能将该LED组件所发射的光线，反射成朝侧反射面84射出的光线即可。
相较于传统技术，本发明的LED组件包括一电路板、一设置于该电路板上的发光二极管芯片、及一覆盖于该LED芯片上的光线行进方向改变单元。该发光二极管芯片用来发射光线；该光线行进方向改变单元用来将该LED芯片所发射的光线改为主要朝平行于该电路板的方向行进。如此一来，该LED组件便可应用于任何侧视电子装置中。多个分别对应于多个LED芯片的光线行进方向改变单元也可共同形成一光线行进方向改变模块，该等光线行进方向改变单元可彼此相连。
以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明所做的均等变化与修饰，均应属本发明的涵盖范围。

Claims (14)

1.一种内含一光线行进方向改变单元的发光二极管组件，该LED组件包括：
一电路板；
一LED芯片，设置于该电路板上，用来发射光线，该LED芯片上包括多个发光点；以及该光线行进方向改变单元，用来改变该光线的行进方向，该光线行进方向改变单元包括：
一覆盖面，覆盖于该LED芯片；以及
一反射面，包括多个反射点，该多个反射点中至少一反射点的法线，与连接该至少一反射点及该多个发光点的多条直线间所形成的多个夹角中的最小夹角系大于
Figure A2005100729580002C1
其中，n为该光线行进方向改变单元的折射系数。
2.根据权利要求1所述的发光二极管组件，其中该光线行进方向改变单元由胶体材质所制成。
3.根据权利要求2所述的发光二极管组件，其中该光线行进方向改变单元由环氧树脂所制成。
4.根据权利要求1所述的发光二极管组件，其中该光线行进方向改变单元的反射面包括一V型平面反射面。
5.根据权利要求4所述的发光二极管组件，其中该光线行进方向改变单元的反射面另包括一对直立面，设置于该V型平面反射面的两侧，与该V型平面反射面共同形成一凹坑。
6.根据权利要求1所述的发光二极管组件，其中该光线行进方向改变单元的反射面包括一V型曲面反射面。
7.根据权利要求6所述的发光二极管组件，其中该光线行进方向改变单元的反射面另包括一对直立面，设置于该V型曲面反射面的两侧，与该V型曲面反射面共同形成一凹坑。
8.根据权利要求1所述的发光二极管组件，其中该光线行进方向改变单元的反射面包括一圆锥坑型反射面。
9.根据权利要求8所述的发光二极管组件，其中该光线行进方向改变单元的圆锥坑型反射面为一直角三角形绕其直角边旋转所得的曲面。
10.根据权利要求8所述的发光二极管组件，其中该光线行进方向改变单元的圆锥坑型反射面为一条圆弧线绕其切线旋转所得的曲面。
11.根据权利要求1所述的发光二极管组件，其中该光线行进方向改变单元另包括一反射层，设置于该反射面上，用来反射该LED芯片所发射的光线中未被该反射面所反射的光线。
12.一种用来覆盖于一设置于一电路板上的LED组件矩阵上的光线行进方向改变模块，该LED组件矩阵包括多个LED芯片，用来发射光线，该多个LED芯片的每个LED芯片上包括多个发光点，该光线行进方向改变模块包括多个分别对应于该等LED芯片的光线行进方向改变单元，每一光线行进方向改变单元均包括：
一覆盖面，覆盖于该LED芯片；以及
一反射面，包括多个反射点，该多个反射点中至少一反射点的法线，与连接该反射点及该多个发光点的多条直线间所形成的多个夹角中的最小夹角大于
Figure A2005100729580003C1
其中，n为该光线行进方向改变单元的折射系数。
13.根据权利要求12所述的光线行进方向改变模块，其中每一光线行进方向改变单元均另包括一反射层，设置于该光线行进方向改变单元的反射面上，用来反射其所对应的LED芯片所发射的光线中未被该光线行进方向改变单元的反射面所反射的光线。
14.根据权利要求13所述的光线行进方向改变模块，其中该等光线行进方向改变单元是相连的。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication