TW201324866A - 發光二極體及應用該發光二極體的直下式背光源 - Google Patents

Abstract

一種發光二極體，包括一個基板、一個發光二極體晶片、一個封裝層及一個反射層。該基板開設一個凹槽，所述反射層貼附在該凹槽的底面上，該發光二極體晶片置於該凹槽內且位於該反射層的上方，該封裝層填充於該基板的凹槽內以覆蓋該反射層且包覆該發光二極體晶片，該反射層包括一個第一反射層及一個第二反射層，該第一反射層位於該凹槽底面中央，該第二反射層環繞在該第一反射層的週邊並與該第一反射層相連，該第一反射層朝向該發光二極體晶片凸起，該第二反射層的表面為凹面。

Description

發光二極體及應用該發光二極體的直下式背光源

本發明涉及一種發光二極體及一種應用該發光二極體的直下式背光源。

發光二極體係一種節能、環保、長壽命的固體光源，因此近十幾年來對發光二極體技術的研究一直非常活躍，發光二極體也有漸漸取代日光燈、白熾燈等傳統光源的趨勢。現有技術的發光二極體通常包括一個基板、一個反射層、一個發光二極體晶片及一個封裝層，反射層貼附於基板表面，該發光二極體晶片位於該反射層的上方，該發光二極體晶片具有一個朝向該反射層的出光面，該封裝層覆蓋該反射層且包覆該發光二極體晶片。發光二極體晶片發出的光線朝向反射層，反射層將光線反射到外界。然而，單個發光二極體側向出射光的光強較小，應用該發光二極體製造背光源時，需要將多個發光二極體密集地排列設置在一個面板上。由於使用的發光二極體的數量較多，各發光二極體之間彼此間的距離較小，各發光二極體在工作時產生較多的熱量，背光源內由於熱量聚集會出現數個熱點（hot spot），如果熱量不及時地散發出去，將會使發光二極體的溫度過高無法正常工作，甚至被燒壞。

有鑒於此，有必要提供一種具有較強側向出光的發光二極體及應用該發光二極體的直下式背光源。

一種發光二極體，包括一個基板、一個發光二極體晶片、第一電極、第二電極、一個封裝層及一個反射層，該基板開設一個凹槽，所述反射層貼附在該凹槽的底面上，該發光二極體晶片置於該凹槽內且位於該反射層的上方，該封裝層填充於該基板的凹槽內以覆蓋該反射層且包覆該發光二極體晶片，該反射層包括一個第一反射層及一個第二反射層，該第一反射層位於該凹槽底面中央，該第二反射層環繞在該第一反射層的週邊並與第一反射層相連，第一反射層的表面為朝向該發光二極體晶片凸起的凸面，第二反射層的表面為凹面，該發光二極體晶片與該第一電極及第二電極電連接，該發光二極體晶片具有一個與該反射層相對的出光面。

一種應用上述發光二極體的直下式背光源，包括一個背板、多個上述發光二極體、置於該背板上方的一個光學模組以及圍設在該背板周圍的一個框架，該多個發光二極體間隔地設置於該背板上，從發光二極體發出的光線穿過該光學模組向外射出。

由於第一反射層的表面為凸面對光線具有發散作用，較多入射光線會被第一反射層反射向發光二極體晶片兩側的方向，使發光二極體晶片兩側的光強較大，發光二極體具有較強的側向光。上述直下式背光源中，由於單個發光二極體具有較強的側向光，各發光二極體之間的距離可以設置較大，既減少了使用的發光二極體的數量，又能防止熱量在直下式背光源內累積利於及時散熱。

如圖1及圖2所示為本發明一較佳實施例的發光二極體，該發光二極體100包括一個基板10、一個發光二極體晶片11、第一、第二連接件12、12a、第一、第二電極13、13a、一個封裝層14及一個反射層15。

該基板10開設一個凹槽101。該凹槽101的底面上設有一層反射材料，形成所述反射層15。該反射層15包括位於該凹槽101底面中央的一個第一反射層151、環繞在第一反射層151的週邊、並與第一反射層151相連的一個第二反射層152及環繞在第二反射層152的週邊、並與第二反射層152相連的一個第三反射層153。第一反射層151、第二反射層152及第三反射層153的表面均為弧面。第一反射層151的表面為朝向該發光二極體晶片11凸起的凸面，第二反射層152及第三反射層153的表面均為凹面。第二反射層152的曲率小於第三反射層153的曲率。第二反射層152在該凹槽101內的深度D1不小於第三反射層153在該凹槽101內的深度D2。第二反射層152在該凹槽101內的深度D1自遠離第一反射層151的方向逐漸減小，第三反射層153在該凹槽101內的深度D2自遠離第二反射層152的方向逐漸減小。在第二反射層152與第三反射層153的連接處，第二反射層152在該凹槽101內的深度D1具有最小值，第三反射層153在該凹槽101內的深度D2具有最大值。

所述第一、第二電極13、13a設置於該基板10的上表面上。第一、第二電極13、13a中的每一個包括一個寬度較寬的第一段132及一個較窄的第二段133。第一、第二電極13、13a的第一段132設置在凹槽101外並位於該基板10的相對兩端。第一、第二電極13、13a的第二段133從第一段132延伸到該凹槽101的開口的中央位置，彼此間隔。上述第一、第二連接件12、12a導電連接在第一、第二電極13、13a的第二段133的末端的下表面。第二段133的寬度小於第一段132的寬度，以儘量降低第一、第二電極13、13a干擾發光二極體晶片11發出的光線。

該發光二極體晶片11容置於該凹槽101中，並位於該凹槽101的開口的中央。該發光二極體晶片11與該反射層15相間隔。該發光二極體晶片11具有一個出光面，該發光二極體晶片11的出光面朝向該反射層15。該發光二極體晶片11不設置在第二反射層152的表面的焦點位置處，以避免該發光二極體晶片11遮蔽出射的光線。該發光二極體晶片11的兩個電極分別與上述第一、第二連接件12、12a導電連接。

該封裝層14為透光材質填充於該基板10的凹槽101內，該封裝層14包覆該發光二極體晶片11及第一、第二連接件12、12a，該封裝層14的出光面與基板10的上表面齊平。可選地，可在該封裝層14內例如可以是在封裝層14的出光面附近摻入螢光粉170，以改變出射光的波長。

如圖3所示，發光二極體晶片11發出的一部分光線由第一反射層151反射到外界，一部分光線由第二反射層152反射到外界，一部分光線由第三反射層153反射到外界。

圖4所示為反映該發光二極體100出射光的出射角與光強之間關係的座標圖。由於第一反射層151的表面為凸面對光線具有發散作用，一部分入射的光線會被第一反射層151反射向發光二極體晶片11兩側的方向；又由於第三反射層153的曲率大於第二反射層152的曲率，第三反射層153將發光二極體晶片11發出的較多的光線反射向發光二極體晶片11兩側的方向，使發光二極體100出射光的光強在出射角為60度附近為最大，也即發光二極體晶片11兩側的光強為最大，發光二極體100具有較強的側向光。

圖5所示為一個採用上述發光二極體100的直下式背光源200的示意圖。該直下式背光源200包括一個背板20、相互間隔設置於該背板20上的多個發光二極體100、置於該發光二極體100上方的一個光學模組22、以及圍設在該背板20周圍的一個框架24。

該光學模組22包括一個擴散板222、一個第一增亮膜224、及一個第二增亮膜226。該擴散板222可將多個發光二極體100發出的光線均勻化，該第一增亮膜224及第二增亮膜226會將均勻化光線集中為特定的角度射出。

在上述直下式背光源200中，由於單個發光二極體100具有較強的側向光，各發光二極體100之間的距離d可以設置較大，既減少了使用的發光二極體100的數量，又能防止熱量在直下式背光源200內累積，利於及時散熱。

10．．．基板

101．．．凹槽

100．．．發光二極體

11．．．發光二極體晶片

12．．．第一連接件

12a．．．第二連接件

14．．．封裝層

15．．．反射層

151．．．第一反射層

152．．．第二反射層

153．．．第三反射層

13．．．第一電極

13a．．．第二電極

132．．．第一段

133．．．第二段

170．．．螢光粉

200．．．直下式背光源

20．．．背板

22．．．光學模組

222．．．擴散板

224．．．第一增亮膜

226．．．第二增亮膜

24．．．框架

圖1為本發明一較佳實施例的發光二極體的剖視圖。

圖2為與圖1中的發光二極體相對應的俯視圖。

圖3為圖1中的發光二極體工作時的光路圖。

圖4所示為反映圖1中的發光二極體出射光的出射角與光強之間關係的座標圖。

圖5為一個應用圖1中的發光二極體的直下式背光源的剖視示意圖。

10．．．基板

101．．．凹槽

100．．．發光二極體

11．．．發光二極體晶片

12．．．第一連接件

12a．．．第二連接件

14．．．封裝層

15．．．反射層

151．．．第一反射層

152．．．第二反射層

153．．．第三反射層

13．．．第一電極

13a．．．第二電極

170．．．螢光粉

Claims (8)

1. 一種發光二極體，包括一個基板、一個發光二極體晶片、第一電極、第二電極、一個封裝層及一個反射層，其改良在於：該基板開設一個凹槽，所述反射層貼附在該凹槽的底面上，該發光二極體晶片置於該凹槽內且位於該反射層的上方，該封裝層填充於該基板的凹槽內以覆蓋該反射層且包覆該發光二極體晶片，該反射層包括一個第一反射層及一個第二反射層，該第一反射層位於該凹槽底面中央，該第二反射層環繞在該第一反射層的週邊並與該第一反射層相連，該第一反射層朝向該發光二極體晶片凸起，該第二反射層的表面為凹面，該發光二極體晶片與該第一電極及第二電極電連接，該發光二極體晶片具有一個面向該反射層的出光面。
2. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體，其中該發光二極體晶片偏離第二反射層的表面的焦點位置。
3. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體，其中該反射層還包括一個第三反射層，該第三反射層環繞在該第二反射層的週邊並與第二反射層相連，該第二反射層及該第三反射層的表面均為凹面，該第二反射層的曲率小於該第三反射層的曲率。
4. 如申請專利範圍第3項所述的發光二極體，其中該第二反射層在該凹槽內的深度大於或等於該第三反射層在該凹槽內的深度。
5. 如申請專利範圍第4項所述的發光二極體，其中該第二反射層在該凹槽內的深度自遠離該第一反射層的方向逐漸減小，該第三反射層在該凹槽內的深度自遠離該第二反射層的方向逐漸減小。
6. 如申請專利範圍第5項所述的發光二極體，其中在該第二反射層與該第三反射層的連接處，該第二反射層在該凹槽內的深度具有最小值，該第三反射層在該凹槽內的深度具有最大值。
7. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體，其中該發光二極體晶片與該反射層相間隔。
8. 一種直下式背光源，包括一個背板以及置於該背板上方的一個光學模組，其改良在於：該直下式背光源還包括多個如申請專利範圍第1-7項任一項所述的發光二極體，該多個發光二極體間隔地設置於該背板上，從發光二極體發出的光線穿過該光學模組向外射出。