CN101630706A - 正向出光型发光二极管结构 - Google Patents

正向出光型发光二极管结构 Download PDF

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Abstract

一种正向出光型发光二极管结构，具有一基座与一结合于该基座上的发光芯片，该芯片定义有一与该基座连结的底面与一相对的顶面，以及一位于该顶、底面之间的外周面；该芯片具有一可发出光束的发光部、一供光束穿出的出光部与一用以反射光束的反射部，该发光部位于该发光芯片的顶、底面之间，该出光部位于该发光芯片的顶面，该反射部位于该发光芯片的外周面；由此，本发明由芯片外周面上的反射部，对该发光部所发出的光束进行反射及折射等动作，而不需额外设置一独立的反射杯，因此可大幅缩小该发光二极管的体积，以及降低制造成本。

Description

正向出光型发光二极管结构
技术领域
本发明与发光二极管有关，详细地是指一种正向出光型发光二极管结构。
背景技术
随着光学显示器日趋轻薄，业者无不朝着决定光学显示器厚度的背光模块进行薄型化的研究。背光模块大致可区分成直下式与侧光式二种，目前直下式背光模块大多采用正向出光型(Top View)的白光或RGB混光的发光二极管作为直下式背光源。
为提供光学显示器所需的亮度，其背光模块的内部下方需排列设置相当多正向型发光二极管，且该些发光二极管大多采用结合反射杯的设计，亦即于发光晶粒的周围设置一反射杯，以对该发光晶粒所发出的部分光束进行反射及折射等动作，据此提升光强度。
然而，反射杯的设置却造成发光二极管整体体积的增加，导致背光模块的体积亦随之增加，造成背光模块薄型化困难；另一方面，背光模块所能容纳的发光二极管数目亦受到限制，致使光强度不足，且反射杯的设置亦会增加制造成本，实不符效益。
发明内容
本发明的目的在于提供一种正向出光型发光二极管结构，其具有体积小的优点，且可提供足够的光强度及降低制造成本。
为实现上述目的，本发明所提供的正向出光型发光二极管结构，包含有：
一基座；以及
一发光芯片，结合于该基座上，该发光芯片定义有一与该基座连结的底面与一相对的顶面，以及一位于该顶面与该底面之间的外周面；
该发光芯片具有一可发出光束的发光部、一供光束穿出的出光部以及一用以反射光束的反射部，该发光部位于该发光芯片的顶、底面之间，该出光部位于该发光芯片的顶面，该反射部位于该发光芯片的外周面。
所述的正向出光型发光二极管结构，其中，该反射部为一覆设于该发光芯片的外周面的反光材质。
所述的正向出光型发光二极管结构，其中，该反光材质选自金属及金属化合物所构成的群组其中之一。
所述的正向出光型发光二极管结构，其中，该反射部为一覆设于该发光芯片的外周面的绝缘材质，该绝缘材质于面对该外周面的一面具有反光材质。
所述的正向出光型发光二极管结构，其中，该发光芯片的底面涂覆有一反光层。
所述的正向出光型发光二极管结构，其中，该反射部为一结合于该发光芯片的外周面的反光散热鳍片。
所述的正向出光型发光二极管结构，其中，该发光芯片的顶面涂覆有一荧光体。
所述的正向出光型发光二极管结构，其中，该发光部为一主动层(activelayer)，该发光芯片于该主动层的相对二侧分别具有一P型半导体层与一N型半导体层，该P型半导体层的一侧面构成该发光芯片的底面，该发光芯片具有一荧光体位于该N型半导体层的一侧，该荧光体的一侧面构成该发光芯片的顶面。
所述的正向出光型发光二极管结构，其中，该发光芯片的外周面为一倾斜面。
所述的正向出光型发光二极管结构，其中，该发光芯片的外周面为一粗糙面。
由此，本发明的正向出光型发光二极管利用形成于该发光芯片外周面的反射部，对该发光部所发出的光束进行反射及折射等动作，以提升光强度，而不需额外设置一独立的反射杯，因此可大幅缩小该发光二极管的体积，以及降低制造成本。
附图说明
图1为本发明一较佳实施例的正向出光型发光二极管结构示意图。
图2类同图1，显示荧光体预先成型于发光芯片。
图3类同图1，显示发光芯片的外周面为倾斜面。
图4类同图1，显示发光芯片的外周面为粗糙面。
图5类同图1，显示反光部为反光散热鳍片。
附图中主要组件符号说明：
100正向出光型发光二极管结构
10基座
20发光芯片
20a底面             20b顶面       20c外周面
21P型半导体层       22N型半导体层
23发光部            24反射部      25出光部
26反光层            27荧光体
30封装层
E电极
具体实施方式
请参照图1，是本发明一较佳实施例的正向出光型发光二极管结构100，其包括一基座10、一设于该基座10上的发光芯片20以及一包覆该发光芯片20的封装层30；其中：
该基座10是用以承载该发光芯片20，并且与该发光芯片20电性连接。该基座10可选自任何已知的结构，如具有电极的散热承座，以及由子安装座(submount)结合电路板等其它结构。
该发光芯片20于本实施例是以芯片倒装形式结合于该基座10上，以使得该发光二极管结构100的整体体积缩小，并使散热效果更佳。该发光芯片20定义有一通过电极E与该基座10电性连结的底面20a与一相对的顶面20b，以及一位于该顶面20b与该底面20a之间的外周面20c，其中，该顶面20b与该底面20a概呈平行，该外周面20c与该顶、底面20a、20b概呈垂直，该发光芯片20于其顶、底面20a、20b之间具有一P型半导体层21与一N型半导体层22，该P型半导体层21的一侧面构成该发光芯片20的底面20a，且该二半导体层21、22之间形成一可发出光束的发光部23(即主动层)。
须特别说明的是，该发光芯片20的外周面20c设有一用以反射光束的反射部24，使该光束可经反射及折射而自一位于该发光芯片20顶面20b的出光部25穿出，其中：
该反射部24于本实施例为一覆设于该发光芯片20的外周面20c的反光材质，该反光材质可选自金属及金属化合物所构成的群组其中之一，如银、铝以及不同折射率的光学混合层积膜等；另一提的是，该反射部24亦可采用绝缘材质(如陶瓷)，并于该绝缘材质面对该外周面20c的一侧面涂覆反光材质，如此亦可反射光束，以提升取光率与出光强度。再者，本实施例还于该发光芯片20的底面20a涂覆一反光层26，该反光层26可反射光束，以避免该光束被该基座10吸收，以此提升取光率。当然，该反光层26亦可省去不设。
以上所述的光束为特定波长的蓝光或紫外光，是以，如欲使发光二极管提供白光，则可于该发光芯片20的顶面20b(即出光部25)涂覆一层对应的荧光体27，由此，该光束可激发该荧光体27，从而混光生成白光。另外，请参照图2，荧光体27亦可预先成型于该N型半导体层22的一侧，以构成该发光芯片20的顶面20b，之后再于该芯片20的外周面20c镀上该反射部24，如此亦可达到混光的效果，抑或者于该封装层30内混合荧光粉亦可。惟须说明的是，如该发光芯片20为直接发出白光，则荧光体27可省去不设。
由上述可知，本发明通过直接于该发光芯片20的外周面20c镀上反射部24，使得该发光部23所发出的光束可快速受到反射，并朝位于顶面20b的出光部25穿出，以提升光强度与取光率，相较于公知反射杯的设计，本发明可大幅缩小发光二极管的体积，并可节省制作反射杯的成本。
再者，请再参照图3至图5，分别为本发明上述较佳实施例的衍生结构，其中：
图3显示该发光芯片20的外周面20c为一倾斜面，如此设计可使得部分光束得由全反射朝上射出，以提高光强度及取光率，且不影响体积小型化的实现。
图4显示该发光芯片20的外周面20c为一粗糙面，如此设计可增加光束进入临界角的机率，以提高光输出效率，换言之，可提高光束穿射至该反射部24的光量，以及降低光束被内部介质吸收的机率，以提升光强度与取光率，此设计在搭配本发明的反射部24多次反射光束的情况下，更能彰显其作用，且不影响体积小型化的实现。
图5显示该反射部24为一结合于该发光芯片20的外周面20c的反光散热鳍片，如此设计除具备上述优点之外，还可在不影响体积小型化的实现的前提下，增加发光二极管的散热效果。
以上所述仅为本发明的较佳可行实施例而已，举凡应用本发明说明书及申请的权利范围所为的等效结构变化，理应包含在本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1、一种正向出光型发光二极管结构，包含有：
一基座；以及
一发光芯片，结合于该基座上，该发光芯片定义有一与该基座连结的底面与一相对的顶面，以及一位于该顶面与该底面之间的外周面；
该发光芯片具有一可发出光束的发光部、一供光束穿出的出光部以及一用以反射光束的反射部，该发光部位于该发光芯片的顶、底面之间，该出光部位于该发光芯片的顶面，该反射部位于该发光芯片的外周面。
2、如权利要求1所述的正向出光型发光二极管结构，其中，该反射部为一覆设于该发光芯片的外周面的反光材质。
3、如权利要求2所述的正向出光型发光二极管结构，其中，该反光材质选自金属及金属化合物所构成的群组其中之一。
4、如权利要求1所述的正向出光型发光二极管结构，其中，该反射部为一覆设于该发光芯片的外周面的绝缘材质，该绝缘材质于面对该外周面的一面具有反光材质。
5、如权利要求1所述的正向出光型发光二极管结构，其中，该发光芯片的底面涂覆有一反光层。
6、如权利要求1所述的正向出光型发光二极管结构，其中，该反射部为一结合于该发光芯片的外周面的反光散热鳍片。
7、如权利要求1所述的正向出光型发光二极管结构，其中，该发光芯片的顶面涂覆有一荧光体。
8、如权利要求1所述的正向出光型发光二极管结构，其中，该发光部为一主动层，该发光芯片于该主动层的相对二侧分别具有一P型半导体层与一N型半导体层，该P型半导体层的一侧面构成该发光芯片的底面，该发光芯片具有一荧光体位于该N型半导体层的一侧，该荧光体的一侧面构成该发光芯片的顶面。
9、如权利要求1所述的正向出光型发光二极管结构，其中，该发光芯片的外周面为一倾斜面。
10、如权利要求1所述的正向出光型发光二极管结构，其中，该发光芯片的外周面为一粗糙面。
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