200929609 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種發光二極體，特別是指一種對發 光二極體之光線發散角進行控制的發光二極體。 【先前技術】 參閱圖1與圖2，習知侧光式背光模組將發光二極體u 設置在導光板12的側面121上，使發光二極體u所發之光 線由側面121射入導光板12内。 其中，各發光二極體11以其頂面ηι靠置於導光板12 之側面121上。其中，發光二極體丨丨的短軸方向y寬度係 配導光板12的厚度，目的在使發光二極體丨〗所發出之光 線盡可能的射入導光板12内。 然而，參閱圖3 ,上述發光二極體u不論在長轴或短 軸方向之光線發散角皆相當大，例如：大於丨2〇度。而其 中短轴方向y的大角度光線在射入導光板12後，接著入射 於出光面122時，其入射角θ會小於全反射臨界角，使得光 線會直接由出光面122射出，導致出光面122在鄰近發光 二極體11處出現光強度特別高的亮點。 【發明内容】 本發明之目的，即在於提供一種對光線發散角進行控 制的發光二極體及其製造方法。 本發明之另一目的，是在提供一種利用上述發光二極 體’以避免於導光板之出光面鄰近發光二極體處出現光強 度特別高的亮點之背光模組。 200929609 於是，本發明提供一種發光二極體，包含一基座、至 少-設置於該基座上的晶片’以及一透鏡體。該透鏡體形 狀概呈一長方體，設於該基座上並覆蓋該/各該晶片，該透 鏡體具有一位於該/各該晶片上方之頂側出光面，及二分別 連接於該頂侧出光面的兩長度方向侧邊之長向聚光面，而 且該頂侧出光面的寬度，即該兩長度方向側邊之間的距離 ，不小於該/各該晶片在該寬度方向的大小以及各該長向 聚光面的曲率中心位於該/各該晶片之出光面上方且在該 透鏡體及由該透鏡體往下延伸至該/各該晶片之出光面的範 圍内。 更具體地說，該透鏡體於垂直該長度方向且可延伸通 過該/各該晶片之一截面中，該頂側出光面之截線呈平邊， 且該二長向聚光面之截線可以是切線、弧線、不規則曲線 或非球面曲線其中之一者。 較佳地，該頂側出光面於該長度方向的曲率中心位於 该/各該晶片的下方。且更具體地說，該透鏡體於垂直該寬 度方向且可延伸通過該/各該晶片之一截面中，該頂侧出光 面於對應的該/各該晶片正上方處呈平邊或弧邊，且該/各該 弧邊之曲率中心位於該/各該晶片的下方。 並且，本發明更提供上述發光二極體的製作方法，步 驟包含：提供一基座；設置至少一晶片於該基座上；提供 一模具’該模具具有一模穴’該模穴之形狀對應於上述發 光二極體的透鏡體之形狀；對該基座與該模具進行對位， 使該模具蓋設於該基座上；將液態透明材料注入該模穴， 200929609 使該基座上表面受該透明材料所覆蓋；對該模穴中的透明 材料進行烘烤，使該透明材料固化成型於該基座上；進行 脫模’使該基座與該模具分離。 此外’本發明還提供一種側光式背光模組，包含：一導 光板，以及一如上所述之發光二極體。導光板具有一出光面 及一垂直鄰接於出光面之側面，且該發光二極體靠設於該導 光板之侧面上。 本發明發光二極體，藉由透鏡體的形狀設計，具有二 © 長向聚光面，可使經由長向聚光面折射之光線的折射方向 實質地朝正向出光方向集中，達到收斂發光二極體在寬度 方向的光線發散角之效果。此外，透鏡體於垂直寬度方向 且可延伸通過晶片之一截面中，頂側出光面呈平邊或呈曲 率中心位於晶片下方的弧邊，可擴大發光二極體於長度方 向的光線發散角。 【實施方式】 有關本發明之前述及其他技術内容、特點與功效，在 〇 以下配合參考圖式之一個較佳實施例的詳細說明中，將可 清楚的呈現。 請注意的是，在以下的說明内容中，類似的元件是以 相同的編號來表示。 參閱圖4’本發明發光二極體30的第一較佳實施例， 包含一基座31、一晶片32、一螢光層34，以及一透鏡體4 〇 基座31上表面形成有一凹陷部311，基座31材質可為 200929609 陶兗基板、金屬基板，或金屬導線架等。 日日片32 „又置於凹陷部311之底面，並與基座η電連接 電連接方式可依晶片32之種類而有所不同，在本實施例 中日曰片32以雙銲墊晶片（face UP chip)為例，意即晶片32 上表面具有兩個用於與基座31電連接之銲墊（圖未示），而 對應之電連接方式係以金屬銲線33來進行晶片32與基座 31之電連接’此外，晶片32種類亦可為覆晶晶片（flip ClUP)或單料晶片（vertical)，❿電連接方式亦對應晶片32 © 種類而有所不同。此外，對晶片32定義—實質垂直於晶片 32上表面之正向出光方向z。 螢光層34設於凹陷部311所界定之容置空間中，並覆 蓋晶片32,螢光層34包含透明膠體及分散於透明膠體内的 螢光粉體，透明膠體材質為矽膠或環氧樹脂螢光粉體則 用以轉換晶片32所發出之光線的波長。 透鏡體4設於基座31上並覆蓋螢光層34。透鏡體35 材質為透明高分子材料，可為熱塑型如聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)、聚碳酸酯（PC)，亦可為熱固型如環氧樹脂（印时幻 或梦凝（silicone)等，此外更可為透明玻璃材料。 參閱圖4與圖5,透鏡體4形狀概呈一長方體，並定義 垂直晶片32之正向出光方向2之一長度方向χ及一寬度方 向y。透鏡體4具有一位於晶片32上方之頂侧出光面41、 二分別連接於頂側出光面41的兩長度方向侧邊411之長向 聚光面42、二分別於長度方向χ與各長向聚光面42的另— 側邊421連接的長向側面43、二分別位於頂側出光面4丨兩 200929609 相反側的短向側自44，及—位於頂㈣ 面 I長向聚光面42與頂侧出光面41及各對應連接之 長向側面43的連接處可為—連續的平滑面（如圖5所示） 或分別呈一轉折角（如圖6所示）。 頁侧出光面41的寬度’即兩長度方向側邊4ιι之間的 距離，不小於晶片32錢度方向y的大小（即晶片寬度 321)’且各長向聚光面42的曲率中心位於透鏡體4内 。具體地說，透鏡體4於垂直長度方向χ且可延伸通過晶 # 32之截面401中’頂侧出光面41之截線呈平邊41， 且平邊41長度不小於晶片寬度321，而該二長向聚光面42 之截線呈弧線42 ’該二弧線42的曲率中心42〇位於截面 401内。此外，長向聚光面42之截線也可以是切線、不規 則曲線或非球面曲線等，不以此為限。 藉此32發出的光線中，大部分接近正向出光方 向ζ的光線可通過頂侧出光面41射出，而偏離正向出光方 向Ζ角度較大的光線可經由長向聚光面42折射，其折射方 ^ 向會實質地朝垂直發光二極體30之正向出光方向ζ集中， 達到收敛發光二極體30於寬度方向y的光線發散角之效果 〇 此外’如圖7所示’頂側出光面41於長度方向χ的曲 率中心410位於晶片32的下方，可擴大發光二極體3〇於 長度方向χ的光線發散角《更具體地說，透鏡體4於垂直 寬度方向y且可延伸通過晶片32之一截面4〇2中，頂側出 光面41於晶片32正上方處可呈弧邊41，且弧邊41之曲率 200929609 中心410位於晶片32的下方。而若頂側出光面41於長声 方向X的曲率非常小（曲率半徑非常大）或趨近於零則 頂侧出光面41於晶片32正上方處可呈平邊（圖未示），其 曲率中心可位於晶片32下方無窮遠處。另’短向側面44 鄰近頂侧出光面41處可略往内彎，可更具有增加正向出光 量的效果 並且，如圖8所示’在透鏡體4的各長向側面43上各 設置一反射片5，用以防止光線自長向側面43洩漏，以提 高光線使用率。 如圖9所示，發光二極體30,也可包含複數個晶片32， 且與則述設置單-晶片32的基座31相較，設置複數個晶 片32的基座31，可視設置的晶片32數目於長度方向χ增加 長度，並於基座31’形成有對應晶片32數目的複數個凹陷 部31卜以容置各晶片32。並如前述，各晶片32上設有螢 光層34,並以金屬銲線33使晶片32與基座31，電連接。為 了覆蓋全部晶片32，透鏡體4,與基座31’相同，於長度方向 χ增加長度。而透鏡體4’於垂直長度方向XJ1可延伸通過各 晶片32的各截面之外觀形狀大致與前述之透鏡體4相同。 連續的弧面或趨近於平面， 為擴大在發光二極體3〇,於長度方向χ的光線發散角， 參閱圖1〇,透鏡體4’的頂側出光面41，在長度方向χ可呈一 向y並可延伸通過該等晶片 面41， 面，亦即，透鏡體4,於垂直寬度方 晶片32之一截面4〇1 ’中，頂側出光
出光面 10 200929609 不，透鏡體4’的頂側出光面41，，在長度方向χ可呈微波浪狀 的表面’亦即’透鏡體4’於垂直寬度方向y並可延伸通過 該等晶片32之一截面402’中，頂側出光面41，，於各晶片32 正上方處可呈曲率很小的弧邊4〇3，，使各弧邊彻，的曲率 中心位於各晶片32下方。 參閱圖12及圖13，為應用本發明發光二極體％之側 光式背光模組6的一實施例，包含一導光板6〇，以及一發 《二極體3〇，。此處以包含複數個晶片32的發光二極體3〇, ❹ 為例，當然，也可以使用至少-個包含單一晶片32之發光 二極體30。導光板6〇具有—出光面6卜以及—與出光面 61垂直鄰接之側面62，發光二極體3〇，以其頂側出光面41， 靠設於導光板60之侧面62上。 或者，如圖14所示，在導光板6〇之侧面62上可形成 一凹槽63，使發光二極體3〇,嵌入凹槽63中，更可提升發 光二極體30’之光線使用率。 ❹ 而且，還可於導光板60之側面62與透鏡體4,之頂侧 出光面41’之間，塗設環氧樹脂（邛〇3^)或矽膠（siHc〇ne)等透 明材質，用以膠合導光板60與透鏡體4，，使導光板6〇與 透鏡體4’之間無空隙存在，減少導光板6〇與透鏡體4，之間 的介面造成的光線反射，以更提昇透鏡體4，至導光板6〇的 光線傳導率。 以下說明以上述本發明含有單一晶片32之發光二極體 30為例的製造方法： 參閱圖15，首先，提供一基座31，基座31之上表面 11 200929609 形成有一凹陷部311。 其次’將一晶片32設置於凹陷部311之底面上，並以 打線接合等電連接方式’將晶片32電連接於基座31上。 然後’將包含有液態透明膠體及螢光粉體之螢光材料 ，以塗佈或點膠方式設置於凹陷部3丨丨内並覆蓋晶片32， 並對螢光材料施以固化成型，以形成螢光層34。 接著，提供一如圖16所示之模具7,模具7底面71向 上凹陷形成有一模穴72,模穴72之形狀對應於前述發光二 ® 極體30之透鏡體4的形狀。 然後，如圖17所示，將基座31與模具7對位，使模 具7蓋設於基座31上，接著，將液態透明材料注入並充滿 模穴72，使基座31及螢光層34之上表面受透明材料所覆 蓋。 最後，對模穴72中的透明材料進行烘烤，使透明材料 固化成型於基座31上，並進行脫模，使基座31與模具7 分離，即可得如圖4所示之發光二極體3〇。 Ο ,此外，本發明發光二極體3G另—種之製作方法，亦可 先行利用模具7配合㈣材料單㈣作透龍4，然後，再 將透鏡體4與基座31以黏著方式進行結合。 歸納上述，本發明發光二極體，可藉由透鏡體的長向 聚光面，使經由長向聚光面折射之光線的折射方向實質地 朝正向出光方向集中，可達到收敛發光二極體於寬度方向 的光線發散角之效果。此外，透鏡體於垂直寬度方向且可 延伸通過晶片之-截面中，頂側出光面呈平邊或呈曲率中 12 200929609 心位於晶片下方的弧邊，可擴大發光二極體於長度方向的 光線發散角。 惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不 能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利 範圍及發明說明内容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍 屬本發明專利涵蓋之範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1是一說明一習知側光式背光模組之示意圖； 圖2是一說明一習知發光二極體之立體圖； 圖3是一說明一習知側光式背光模組之示意圖； 圖4是一說明本發明發光二極體之一較佳實施例之立 體示意圖； 圖5是一說明該較佳實施例之一垂直長度方向之截面 之示意圖； 圖6是一類似於圖5之視圖； 圖7是一說明該較佳實施例之一垂直寬度方向之截面 之示意圖； 圖8是一說明該較佳實施設有二反射片的立體示意圖 9 圖9是一說明該較佳實施例含有複數個晶片之實施態 樣的立體示意圖； 圖10是一說明圖9中之實施態樣於垂直寬度方向之一 截面的示意圖； 圖11是一類似於圖1〇的視圖； 13 200929609 圖12是一說明本發明之發光二極體應用於侧光式背光 模組之一較佳實施例之立體示意圖； 圖13是一說明該侧光式背光模組之侧視示意圖； 圖14是一說明本發明之發光二極體應用於側光式背光 模組之另一實施態樣的側視示意圖； 圖15是一說明本發明發光二極體較佳實施例之製造方 法的一實施步驟之立體示意圖； 圖16 —說明該較佳實施例之製造方法的另一實施步驟 之立體示意圖；及 圖17是一說明該較佳實施例之製造方法的另一實施步 驟之立體示意圖。 14 200929609 【主要元件符號說明】
30…… …發光二極體 421… …·側邊 30, ···· …發光二極體 43"… •…長向側面 31…… …基座 44··..· •…短向側面 31，.·.· …基座 45··.·. …·底面 311 ···· …凹陷部 5…… •…反射片 32…… …日日片 6…… —側光式背光模 321 ···· …曰曰片寬度 組 33…… …金屬銲線 60"... •…導光板 34…… …螢光層 61···.. —出光面 4 ....... …透鏡體 62··.·. •…側面 45…… …透鏡體 63·.··. …·凹槽 401 ···· …截面 7…… …·模具 401，… …截面 71 ·.·· …·底面 402 ···. …截面 72····. …·模穴 402,… …截面 403,… …弧邊 41…… …頂側出光面 41, ·… …頂側出光面 41» .... …頂側出光面 410 .... …曲率中心 411 ···· …長度方向側邊 42…… …長向聚光面 420 ···· …曲率中心 15