TWI407602B - A light emitting diode and a light strip comprising the light emitting diode and a side light type backlight module - Google Patents

Description

發光二極體及包含該發光二極體之光條及側光式背光模組

本發明係關於一種發光二極體及包含該發光二極體之光條及側光式背光模組，特別是一種具有側壁之發光二極體及包含該發光二極體之光條及側光式背光模組。

參考圖1，顯示習知光條(Light Bar)之立體示意圖。該光條1包括一基板10以及複數個發光二極體20。該等發光二極體20係排列於該基板10上，每一該發光二極體20包括一殼體21、一發光面22、至少一晶片23及一膠材24。該殼體21具有一容置空間211，且該膠材24填充於該容置空間211內。該膠材24包含至少一螢光粉(例如可以發出白、紅、藍、黃光等的螢光粉)。

該發光面22覆蓋該容置空間211之開口。通常該發光面22即為該膠材24之表面。該晶片23配置於該容置空間211內，用以產生光線，且被該膠材24所覆蓋。

參考圖2，顯示習知側光式背光模組之剖視示意圖。該背光模組3包括該光條1(圖1)及一導光板31。該導光板31具有一入光面311。該光條1係面對該入光面311，使得該等發光二極體20所發出之光線可以照射到該入光面311，而進入該導光板31。

參考圖3及圖4，分別顯示習知光條中發光二極體於水平方向及垂直方向之光包圖，其中平行於圖2之紙面之方向係定義為於垂直方向，垂直該發光面22及圖2紙面之方向係定義為於水平方向。由圖3及圖4可看出每一該發光二極體20於水平及垂直方向之出光角度皆相同(皆為120度)。

該背光模組3之缺點如下。由於液晶電視薄型化的趨勢，該導光板31設計係越來越薄，如圖2所示，當該導光板31之厚度小於該等發光二極體20之寬度時，該等發光二極體20之投射面積會大於該導光板31之入光面311之面積，導致部分由該等發光二極體20所發出之光線並沒有經由該入光面311進入該導光板31，亦即該等發光二極體20所發出之光線並沒有完全進入該導光板31，如此會造成能量的損失。

因此，有必要提供一創新且富進步性的發光二極體及包含該發光二極體之光條及側光式背光模組，以解決上述問題。

本發明係提供一種發光二極體，其包括一殼體、一發光面、至少一晶片及至少一側壁。該殼體具有一容置空間。該至少一晶片配置於該容置空間內，用以產生光線。該至少一側壁係位於該殼體之表面。該發光面形成於該容置空間之開口。每一該側壁具有一內側面用以反射該至少一晶片之光線，其中該至少一側壁之頂端係高於該發光面。

本發明另提供一種光條，其係包括一基板及上述之發光二極體。

本發明另提供一種側光式背光模組，其係包括一導光板及上述之光條。藉此，可將該等發光二極體所發出之光線更集中於垂直方向，以提高垂直方向之光線強度，增加進入該導光板之光線，而可以減少能量損失，且提高亮度均勻度。

參考圖5，顯示本發明發光二極體之第一實施例之立體示意圖。該發光二極體4包括一殼體41、一發光面42、至少一晶片43及至少一側壁44。該殼體41具有一容置空間411。該發光面42係形成於該容置空間411之開口。該至少一晶片43配置於該容置空間411內，用以產生光線。該至少一側壁44位於該殼體41之表面，每一該側壁44具有一內側面441用以反射該至少一晶片43之光線，其中該至少一側壁44之一頂端442係高於該發光面42。

較佳地，該殼體41為一高反射材料，且該殼體41與該至少一側壁44係為一體成型。該高反射材料係選自氟碳樹脂、矽氧樹脂、丙烯酸樹脂、醇酸樹脂、苯乙烯系樹脂、聚烯烴系樹脂、聚碳酸酯樹脂、尼龍系樹脂、聚酯樹脂及其等之混合物所組成族群之物料。

在本實施例中，該至少一側壁44之數目係為二個，該等側壁44係相對設置，亦即該二個側壁44彼此互不連接。此外，該等側壁44係為板狀，且垂直該殼體41之一表面412，且每一該側壁44之長度L₁ 係大於或等於該容置空間411最寬處之長度L₂ 。每一該側壁44之高度H係小於等於5mm，較佳地小於等於3mm，更佳地小於等於1.5mm。

在本實施例中，每一該側壁44之壁厚係非均一。如圖5所示，每一該側壁44之該內側面441係為一弧面，而外側面係為平直面。

較佳地，該發光二極體4更包括一反射層(圖中未示)及一膠材45。該反射層係以塗佈或黏貼方式而位於每一該側壁44之該內側面441，以增加該側壁44之反射效率。該膠材45係填充於該容置空間411內，且覆蓋該晶片43。該膠材45包含至少一螢光粉(例如可以發出白、紅、藍、黃光等的螢光粉)。該發光面42即為該膠材45之表面。

參考圖6，顯示本發明發光二極體之第二實施例之立體示意圖。本實施例之發光二極體5與第一實施例之發光二極體4(圖5)大致相同，其不同處僅在於側壁54之結構。在本實施例中，每一該側壁54之該內側面541係為一凸面，其係由二個平面相交而成。

參考圖7，顯示本發明發光二極體之第三實施例之立體示意圖。本實施例之發光二極體6與第一實施例之發光二極體4(圖5)大致相同，其不同處僅在於側壁之結構。在本實施例中，該至少一側壁包括一第一側壁64、一第二側壁65、一第三側壁66及一第四側壁67。該第一側壁64、該第二側壁65、該第三側壁66及該第四側壁67係依序連接而環繞於該容置空間411，形成一環狀結構。其中該第一側壁64及該第三側壁66具有相同之高度H₁ ，該第二側壁65及該第四側壁67具有相同之高度H₂ ，且H₁ 大於H₂ 。

參考圖8，顯示本發明發光二極體之第四實施例之立體示意圖。本實施例之發光二極體7與第一實施例之發光二極體4(圖5)大致相同，其不同處僅在於側壁之結構。在本實施例中，該等側壁44之底端443係低於該發光面42(但是該等側壁44之頂端442係高於該發光面42)，亦即等側壁44之底端443係位於該容置空間411中該殼體41之表面412。因此，每一該側壁44之長度L₃ 係小於該容置空間411最寬處之長度L₂ 。

參考圖9，顯示本發明光條之較佳實施例之立體示意圖。該光條8包括一基板81及複數個發光二極體4(圖5)。該等發光二極體4排列於該基板81上。在本實施例中，該等發光二極體4係為圖5所示之第一實施例發光二極體4，然而可以理解的是，該基板81上之發光二極體也可以是圖6至圖8之其他實施例之發光二極體。

參考圖10及圖11，分別顯示本發明側光式背光模組之較佳實施例之俯視及剖視示意圖。該側光式背光模組9包括一導光板91及一光條8(圖9)。該導光板91具有一入光面911。該光條8面對該入光面911，該光條8具有一基板81及複數個發光二極體4，該等發光二極體4係排列於該基板81上。該等發光二極體4之發光面42係面對該入光面911，使得該等發光二極體4所發出之光線可以經由該入光面911而進入該導光板91。在本實施例中，該等發光二極體4係為圖5所示之第一實施例發光二極體4，然而可以理解的是，該基板81上之發光二極體也可以是圖6至圖8之其他實施例之發光二極體。

本發明之優點如下。首先，定義一第一假想面及一第二假想面。參考圖10，該第一假想面即圖10之紙面，其係垂直該發光面42。該第一假想面係定義為水平方向。參考圖11，該第二假想面即圖11之紙面，其係垂直該發光面42及該第一假想面。該第二假想面係定義為垂直方向。該等發光二極體4所發出之光線沿著該第一假想面具有一第一出光角度α₁ (圖10)；該等發光二極體4所發出之光線沿著該第二假想面具有一第二出光角度α₂ (圖11)，其中該第一出光角度α₁ 係大於該第二出光角度α₂ 。這是由於該等發光二極體4所發出之光線在第二假想面(圖11)被上方及下方之側壁44所限制，亦即部分該等發光二極體4所發出之光線會被上方及下方之側壁44之內側面441反射。

參考圖12及圖13，分別顯示本發明發光二極體之實施例於水平方向及垂直方向之光包圖。比較圖12及圖13可看出，本發明發光二極體4之實施例於垂直方向之第二出光角度α₂ (圖11)係小於水平方向之第一出光角度α₁ (圖10)。

因此，在本發明側光式背光模組9中，可將該等發光二極體4所發出之光線更集中於垂直方向(即平行於圖11之第二假想平面之方向)，藉以提高垂直方向之光線強度，增加進入該導光板91之光線，而可以減少能量損失，且提高亮度均勻度。

上述實施例僅為說明本發明之原理及其功效，並非限制本發明，因此習於此技術之人士對上述實施例進行修改及變化仍不脫本發明之精神。本發明之權利範圍應如後述之申請專利範圍所列。

1．．．習知光條

3．．．習知背光模組

4．．．本發明發光二極體之第一實施例

5．．．本發明發光二極體之第二實施例

6．．．本發明發光二極體之第三實施例

7．．．本發明發光二極體之第四實施例

8．．．本發明光條之較佳實施例

9．．．本發明側光式背光模組之較佳實施例

10．．．基板

20．．．發光二極體

21．．．殼體

22．．．發光面

23．．．晶片

24．．．膠材

31．．．導光板

41．．．殼體

42．．．發光面

43．．．晶片

44．．．側壁

45．．．膠材

54．．．側壁

64．．．第一側壁

65．．．第二側壁

66．．．第三側壁

67．．．第四側壁

81．．．基板

91．．．導光板

211．．．容置空間

311．．．入光面

411．．．容置空間

412．．．殼體之表面

441．．．內側面

442．．．頂端

443．．．底端

541．．．內側面

911．．．入光面

圖1顯示習知光條(Light Bar)之立體示意圖；

圖2顯示習知側光式背光模組之剖視示意圖；

圖3顯示習知光條中發光二極體於水平方向之光包圖；

圖4顯示習知光條中發光二極體於垂直方向之光包圖；

圖5顯示本發明發光二極體之第一實施例之立體示意圖；

圖6顯示本發明發光二極體之第二實施例之立體示意圖；

圖7顯示本發明發光二極體之第三實施例之立體示意圖；

圖8顯示本發明發光二極體之第四實施例之立體示意圖；

圖9顯示本發明光條之較佳實施例之立體示意圖；

圖10顯示本發明側光式背光模組之較佳實施例之俯視示意圖；

圖11顯示本發明側光式背光模組之較佳實施例之剖視示意圖；

圖12顯示本發明發光二極體之第一實施例於水平方向之光包圖；及

圖13顯示本發明發光二極體之第一實施例於垂直方向之光包圖。

4．．．本發明發光二極體之第一實施例

41．．．殼體

42．．．發光面

43．．．晶片

44．．．側壁

45．．．膠材

411．．．容置空間

412．．．殼體之表面

441．．．內側面

442．．．頂端

Claims (51)

1. 一種發光二極體，包括：一殼體，具有一容置空間；至少一晶片，配置於該容置空間內，用以產生光線；至少一側壁，其位於該殼體之表面；一發光面，其形成於該容置空間之開口；一第一假想面，垂直該發光面；以及一第二假想面，垂直該發光面及該第一假想面；其中每一該側壁具有一內側面用以反射該至少一晶片之光線，該至少一側壁之頂端係高於該發光面，該光線沿著該第一假想面具有一第一出光角度，該光線沿著該第二假想面具有一第二出光角度，該第一出光角度係大於該第二出光角度。
2. 如請求項1之發光二極體，其中該至少一側壁包括一第一側壁、一第二側壁、一第三側壁及一第四側壁，該第一側壁及該第三側壁之高度係大於該第二側壁及該第四側壁之高度。
3. 如請求項1之發光二極體，其中該至少一側壁係為板狀，且垂直該殼體之表面。
4. 如請求項1之發光二極體，其中每一該側壁之長度係大於或等於該容置空間最寬處之長度。
5. 如請求項1之發光二極體，其中每一該側壁之壁厚係非均一。
6. 如請求項5之發光二極體，其中每一該側壁之該內側面 係為一弧面。
7. 如請求項5之發光二極體，其中每一該側壁之該內側面係為一凸面。
8. 如請求項1之發光二極體，其中該至少一側壁之數目係為二個，該等側壁係相對設置。
9. 如請求項1之發光二極體，其中該殼體與該至少一側壁係為一體成型。
10. 如請求項1或9之發光二極體，其中該殼體為一高反射材料。
11. 如請求項10之發光二極體，其中該高反射材料係選自氟碳樹脂、矽氧樹脂、丙烯酸樹脂、醇酸樹脂、苯乙烯系樹脂、聚烯烴系樹脂、聚碳酸酯樹脂、尼龍系樹脂、聚酯樹脂及其等之混合物所組成族群之物料。
12. 如請求項1或9之發光二極體，其中更包含一膠材填充於該容置空間。
13. 如請求項12之發光二極體，其中該膠材包含至少一螢光粉。
14. 如請求項1或9之發光二極體，其中該側壁之高度係小於等於5 mm。
15. 如請求項14之發光二極體，其中該側壁之高度係小於等於3 mm。
16. 如請求項14之發光二極體，其中該側壁之高度係小於等於1.5 mm。
17. 如請求項1之發光二極體，更包括一反射層，位於每一 該側壁之該內側面。
18. 一種具有發光二極體之光條，包括：一基板；以及複數個發光二極體，排列於該基板上，每一該發光二極體包括：一殼體，具有一容置空間；至少一晶片，配置於該容置空間內，用以產生光線；至少一側壁，位於該殼體之表面；一發光面，其形成於該容置空間之開口；一第一假想面，垂直該發光面；以及一第二假想面，垂直該發光面及該第一假想面；其中每一該側壁具有一內側面用以反射該至少一晶片之光線，該至少一側壁之頂端係高於該發光面，該光線沿著該第一假想面具有一第一出光角度，該光線沿著該第二假想面具有一第二出光角度，該第一出光角度係大於該第二出光角度。
19. 如請求項18之光條，其中該至少一側壁包括一第一側壁、一第二側壁、一第三側壁及一第四側壁，該第一側壁及該第三側壁之高度係大於該第二側壁及該第四側壁之高度。
20. 如請求項18之光條，其中每一該發光二極體之該側壁係為板狀，且垂直該殼體之表面。
21. 如請求項18之光條，其中每一該發光二極體之每一該側壁之長度係大於或等於該容置空間最寬處之長度。
22. 如請求項18之光條，其中每一該發光二極體之每一該側壁之壁厚係非均一。
23. 如請求項22之光條，其中每一該發光二極體之每一該側壁之該內側面係為一弧面。
24. 如請求項22之光條，其中每一該發光二極體之每一該側壁之該內側面係為一凸面。
25. 如請求項18之光條，其中每一該發光二極體之該側壁之數目係為二個，該等側壁係相對設置。
26. 如請求項18之光條，其中每一該發光二極體之該殼體與該至少一側壁係為一體成型。
27. 如請求項18或26之光條，其中該殼體為一高反射材料。
28. 如請求項27之光條，其中該高反射材料係選自氟碳樹脂、矽氧樹脂、丙烯酸樹脂、醇酸樹脂、苯乙烯系樹脂、聚烯烴系樹脂、聚碳酸酯樹脂、尼龍系樹脂、聚酯樹脂及其等之混合物所組成族群之物料。
29. 如請求項18或26之光條，其中更包含一膠材填充於該容置空間。
30. 如請求項29之光條，其中該膠材包含至少一螢光粉。
31. 如請求項18或26之光條，其中該側壁之高度係小於等於5 mm。
32. 如請求項31之光條，其中該側壁之高度係小於等於3 mm。
33. 如請求項31之光條，其中該側壁之高度係小於等於1.5 mm。
34. 如請求項18之光條，其中每一該發光二極體更包括一反射層，位於每一該側壁之內側面。
35. 一種具有發光二極體之側光式背光模組，包括：一導光板，具有一入光面；以及一光條，面對該入光面，該光條具有一基板及複數個發光二極體，該等發光二極體係排列於該基板上，其中，每一該發光二極體包括：一殼體，具有一容置空間；至少一晶片，配置於該容置空間內，用以產生光線；至少一側壁，位於該殼體之表面；一發光面，其形成於該容置空間之開口；一第一假想面，垂直該發光面；以及一第二假想面，垂直該發光面及該第一假想面；其中每一該側壁具有一內側面用以反射該至少一晶片之光線，該至少一側壁之頂端係高於該發光面，該光線沿著該第一假想面具有一第一出光角度，該光線沿著該第二假想面具有一第二出光角度，該第一出光角度係大於該第二出光角度。
36. 如請求項35之側光式背光模組，其中每一該發光二極體之該至少一側壁包括一第一側壁、一第二側壁、一第三 側壁及一第四側壁，該第一側壁及該第三側壁之高度係大於該第二側壁及該第四側壁之高度。
37. 如請求項35之側光式背光模組，其中每一該發光二極體之該至少一側壁係為板狀，且垂直該殼體之表面。
38. 如請求項35之側光式背光模組，其中每一該發光二極體之每一該側壁之長度係大於或等於該容置空間最寬處之長度。
39. 如請求項35之側光式背光模組，其中每一該發光二極體之每一該側壁之壁厚係非均一。
40. 如請求項39之側光式背光模組，其中每一該發光二極體之每一該側壁之該內側面係為一弧面。
41. 如請求項39之側光式背光模組，其中每一該發光二極體之每一該側壁之該內側面係為一凸面。
42. 如請求項35之側光式背光模組，其中每一該發光二極體之該側壁之數目係為二個，該等側壁係相對設置。
43. 如請求項35之側光式背光模組，其中每一該發光二極體之該殼體與該至少一側壁係為一體成型。
44. 如請求項35或43之側光式背光模組，其中該殼體為一高反射材料。
45. 如請求項44之側光式背光模組，其中該高反射材料係選自氟碳樹脂、矽氧樹脂、丙烯酸樹脂、醇酸樹脂、苯乙烯系樹脂、聚烯烴系樹脂、聚碳酸酯樹脂、尼龍系樹脂、聚酯樹脂及其等之混合物所組成族群之物料。
46. 如請求項35或43之側光式背光模組，其中更包含一膠材 填充於該容置空間。
47. 如請求項46之側光式背光模組，其中該膠材包含至少一螢光粉。
48. 如請求項35或43之側光式背光模組，其中該側壁之高度係小於等於5 mm。
49. 如請求項48之側光式背光模組，其中該側壁之高度係小於等於3 mm。
50. 如請求項48之側光式背光模組，其中該側壁之高度係小於等於1.5 mm。
51. 如請求項35之側光式背光模組，其中每一該發光二極體更包括一反射層，位於每一該側壁之內側面。