具非对称结构的发光装置、包含该发光装置的背光模组及该发光装置的制造方法与流程

文档序号:16752294发布日期:2019-01-29 16:59阅读:194来源:国知局
具非对称结构的发光装置、包含该发光装置的背光模组及该发光装置的制造方法与流程

本发明有关一种发光装置、包含该发光装置的背光模组及该发光装置的制造方法,特别关于包含覆晶式led晶片的晶片级封装(chipscalepackaging,csp)发光装置、背光模组及其制造方法。



背景技术:

led(lightemittingdevice)晶片是普遍地被使用来提供照明光源或配置于电子产品中做为背光光源或指示灯,而led晶片通常会置于一封装结构中,且可被一光致发光材料或反射材料包覆或覆盖,以成为一发光装置。

其中,广泛被使用的支架型(plcc-type)led发光装置依发光方向可分为正向式(top-view)与侧向式(side-view)两大类。正向式led发光装置被大量地应用于一般照明的光源或直下式液晶电视的背光光源,而侧向式led发光装置则被大量地应用于侧入式液晶电视与行动装置的背光光源。先前技术所揭露的正向式与侧向式led发光装置各自皆具有一个发光面,该led发光装置的光学轴通常定义于通过该发光面(例如一矩形)的中心点且与该发光面垂直的轴线,为简单说明起见,于此定义一组皆与光学轴垂直的长度方向与宽度方向,其中,长度方向与宽度方向彼此亦互相垂直。如沿着正向式led发光装置(或侧向式led发光装置)的长度方向与宽度方向分别进行光形量测时,可获得相同(或近似)的发光光形(radiationpattern)。因先前技术所揭露的正向式与侧向式led发光装置在其长度方向与宽度方向皆具有相同或近似的光形,故广泛被使用的支架型(plcc-type)led发光装置属于对称性光形。

此对称性光形的led发光装置无法满足部分需要非对称性光源的应用,例如路灯照明,其需蝠翼型(batwing)的非对称性光源。而侧入式液晶电视与行动装置的背光模组的光源,更需在一长度方向(即背光模组的长度方向)上提供较大角度的光形,如此在长度方向上大角度的光形可提供较均匀的光分布,因而减少导光板暗区的产生,或减少led光源的使用颗数;侧入式光源亦需在宽度方向抑或是厚度方向(对应背光模组的厚度方向者)上提供较小角度的光形,可使led光源所发出的光线更有效率地传递至背光模组,因而减少光能量损耗。

对支架型led发光装置而言,无论是正向式或侧向式,皆是由具凹槽(或反射杯)设计的支架为主体结构,搭配led晶片与荧光胶体封装而成,其中,支架乃透过模造成型(molding)进行制作。若支架型led发光装置要产生非对称性的光形,传统上通常采用额外的一次光学透镜或二次光学透镜来达成所需的最终光形,这无可避免地会大幅增加制造成本,且大幅增加整体上所使用空间而不利终端产品的设计;若不采用光学透镜来调整光形,则需将支架的凹槽反射结构制作成具有部分可透光的特性,使光线可穿透此可透光结构向外传递,进而改变光形,但支架的凹槽反射结构通常经由模造形成,故具有非对称几何结构的发光装置,例如部分可透光结构的凹槽结构,在制作上具有很高的困难度而不易实现。因此,支架型led发光装置尚无简易且低成本的方法来达成非对称性光形。

由于液晶电视与行动装置在尺寸上不断地朝轻薄短小发展,因此,做为背光光源的支架型led发光装置亦持续地缩小尺寸,而在此趋势下,具有小尺寸外形的晶片级封装(chipscalepackaging,csp)led发光装置便一跃而成为产业界的发展主力之一,例如,led业界已推出cspled发光装置用来取代正向式的支架型led于直下式背光液晶电视的应用,藉此可进一步缩小led光源的尺寸,同时又可获得更高的发光强度(lightintensity),更小的尺寸有利于二次光学透镜的设计,而更高的发光强度则有利于减少led发光装置的使用数量。

在发光特性上,现有的cspled发光装置可分为正面发光(topemitting)与五面发光(5-surfaceemitting)两种型式,正面发光cspled发光装置使用反射材料覆盖led晶片的四个侧面,光线仅由上表面向外传输,因此具有较小的发光角度(约120°),五面发光cspled发光装置的光线可由上表面与四个侧面向外传递,因此具有较大的发光角度(约140°~160°),然而,如同支架型led发光装置,此两种形式的cspled发光装置皆属于对称性光形,皆无法满足某些非对称性光形的应用。此外,对cspled发光装置而言,若采用一次光学透镜或二次光学透镜来产生非对称性光形,不但明显增加了生产成本,更大幅增加了cspled发光装置的尺寸、或其在使用上所需的空间,如此将失去cspled发光装置小尺寸的优势。然而,现有cspled发光装置至今仍缺乏有效方案可达成非对称性的光形。

此外,虽cspled可大幅缩小尺寸,但现有习知的cspled发光装置皆为正向式(top-view)结构,即其主要发光面与电极面相互平行,其应用于侧入式背光显示器时,需使用特殊的l型灯条(lightbar)设计,将发光装置的主要发光面朝向导光板的入光侧面,如此将增加了灯条的制作困难度及生产成本,并且增加了灯条模组在发光面的法线方向的厚度,造成较大的显示器边框尺寸。若能采用侧向式(side-view)结构的cspled发光装置,即其主要发光面与电极面相互垂直,则可有效降低灯条模组在发光面方向的厚度,然而目前尚无技术可制作侧向式结构的cspled发光装置。

因此,如何在具有小尺寸优势的cspled发光装置中,以低成本且有效的方法来形成具有非对称性几何结构的发光装置,达成非对称性的光形,或是形成主要发光面与电极面相互垂直的侧向式结构cspled发光装置,使cspled发光装置在保有小尺寸之下,可应用于侧入式背光模组并减少灯条模组在发光面方向的厚度,以进一步缩小显示器边框尺寸,为目前业界待建立的技术。



技术实现要素:

本发明的一目的在于提供一种具有非对称几何结构的晶片级封装发光装置、包含该发光装置的背光模组及该发光装置的制造方法,俾使发光装置于特定发光方向上被有效地限制,以提供较佳的非对称光形。

本发明的另一目的在于提供一种主要发光面与电极面相互垂直的晶片级封装发光装置、包含该发光装置的背光模组及该发光装置的制造方法,以形成一侧向式发光的发光装置。

为达上述目的,本发明所揭露的一种具有非对称几何结构的发光装置,包含:一led晶片、一荧光结构及一反射结构。其中,该led晶片具有一上表面、相对于该上表面的一下表面、一立面及一电极组,该立面形成于该上表面与该下表面之间,该电极组设置于该下表面上,该电极组与该下表面形成一下电极面,其中,沿着该上表面定义有相互垂直的一第一水平方向与一第二水平方向。该荧光结构具有一顶面、相对于该顶面的一底面及一侧面,该侧面形成于该顶面与该底面之间,该荧光结构覆盖该led晶片的该上表面及/或该立面。而该反射结构则部分地覆盖该荧光结构的该侧面。其中,该荧光结构的该侧面具有四个侧面部分,而该四个侧面部分的其中两个侧面部分是沿着该第二水平方向为相对设置、且其中一者被该反射结构覆盖以形成一个侧反射面,而另一者则不被该反射结构所覆盖以形成一个侧发光面,且该侧发光面与该led晶片的该下电极面相互实质垂直,该四个侧面部分的其中另两个侧面部分是沿着该第一水平方向为相对设置。

为达上述目的,本发明揭露另一种侧向式结构晶片级封装发光装置,包含:一led晶片、一荧光结构及一反射结构。其中,该led晶片具有一上表面、相对于该上表面的一下表面、一立面及一电极组,该立面形成于该上表面与该下表面之间,该电极组设置于该下表面上,该电极组与该下表面形成一下电极面,其中,沿着该上表面定义有相互垂直的一第一水平方向与一第二水平方向。该荧光结构覆盖该led晶片的该立面及/或该上表面。而该反射结构则完全覆盖该led晶片的该上表面以形成一个上反射面,并且部分地覆盖该led晶片的该立面以形成至少一个侧反射面。

为达上述目的,本发明揭露又一种具有非对称几何结构的发光装置,包含:一led晶片、一透光结构及一反射结构。其中,该led晶片具有一上表面、相对于该上表面的一下表面、一立面及一电极组,该立面形成于该上表面与该下表面之间,该电极组设置于该下表面上,该电极组与该下表面形成一下电极面,其中,沿着该上表面定义有相互垂直的一第一水平方向与一第二水平方向。该透光结构具有一顶面、相对于该顶面的一底面及一侧面,该侧面形成于该顶面与该底面之间,该透光结构覆盖该led晶片的该上表面及/或该立面。而该反射结构则部分地覆盖该透光结构的该侧面。其中,该透光结构的该侧面具有四个侧面部分,而该四个侧面部分的其中两个侧面部分是沿着该第二水平方向为相对设置、且其中一者被该反射结构覆盖以形成一个侧反射面,而另一者则不被该反射结构所覆盖以形成一个侧发光面,且该侧发光面与该led晶片的该下电极面相互实质垂直,该四个侧面部分的其中另两个侧面部分是沿着该第一水平方向为相对设置。

为达上述目的,本发明揭露另一种侧向式结构晶片级封装发光装置,包含:一led晶片、一透光结构及一反射结构。其中,该led晶片具有一上表面、相对于该上表面的一下表面、一立面及一电极组,该立面形成于该上表面与该下表面之间,该电极组设置于该下表面上,该电极组与该下表面形成一下电极面,其中,沿着该上表面定义有相互垂直的一第一水平方向与一第二水平方向。该透光结构覆盖该led晶片的该立面及/或该上表面。而该反射结构则完全覆盖该led晶片的该上表面以形成一个上反射面,并且部分地覆盖该led晶片的该立面以形成至少一个侧反射面。

为达上述目的,本发明所揭露的一种背光模组,包含:一基板、一如前述的发光装置、一反射构件及一导光板。其中,该基板包含一水平面,而该发光装置是设置于该基板上,该反射构件则设置于该基板的该水平面上,而该导光板是设置于该反射构件上且包含一入光侧面及一出光面,该出光面是连接该入光侧面、且背朝该反射构件。

为达上述目的,本发明所揭露的一种发光装置的制造方法,包含:设置一荧光结构或一透光结构,以覆盖一led晶片所具有的一上表面及/或一立面,其中,沿着该上表面定义有相互垂直的一第一水平方向与一第二水平方向;以及形成一反射结构,以部分地覆盖该荧光结构或该透光结构的一侧面;其中,该荧光结构或该透光结构的该侧面具有四个侧面部分,而该四个侧面部分的其中两个侧面部分是沿着该第二水平方向为相对设置、且其中一者被该反射结构覆盖而另一者则不被该反射结构所覆盖,该四个侧面部分的其中另两个侧面部分是沿着该第一水平方向为相对设置。

藉此,透过将荧光结构覆盖于led晶片的上表面及/或立面,并将反射结构部分地覆盖荧光结构的侧面,以部分地反射从led晶片的立面及/或荧光结构的侧面所发出的光线,可在第一水平方向及/或第二水平方向上形成相对于发光面法线方向的非对称性光形;或将反射结构完全覆盖该led晶片的该上表面,并且部分地覆盖该led晶片的该立面,形成主要发光面与电极面相互垂直的侧向式结构晶片级封装发光装置。因此,发光装置不需透过额外的光学透镜的辅助,便能于不同的应用中提供最适的非对称光形,藉此有效降低发光装置的制造成本,同时保有其小尺寸的优势而有利于终端产品的设计。

另一方面,发光装置可于导光板的长度方向提供较大的发光角度,如此可减少暗区或增加两相邻led的间隔距离(可减少led使用数量),并于导光板的厚度方向提供较小的发光角度,如此可使led所发出的光线更有效率地被导光板所利用,因而减少光能量的损失。再者,发光装置的主要发光面可进一步与led的电极面相互垂直,以形成侧向式晶片级封装发光装置,其应用于侧入式背光模组时,可使得背光灯条的基板不需铅直面的设置,进而降低背光灯条的整体厚度、制造及设计的困难度。如此,应用此背光模组的显示器可有更窄的边框尺寸。

为让上述目的、技术特征及优点能更明显易懂,下文是以较佳的实施例配合所附图式进行详细说明。

附图说明

图1a至图1d为依据本发明的第1较佳实施例的发光装置的二立体示意图及二剖面示意图;

图2a至图2d为依据本发明的第2较佳实施例的发光装置的二立体示意图及二剖面示意图;

图3a至图3d为依据本发明的第3较佳实施例的发光装置的二立体示意图及二剖面示意图;

图3e及图3f为依据本发明的第3较佳实施例的另一态样的发光装置的二剖面示意图;

图4a至图4d为依据本发明的第4较佳实施例的发光装置的二立体示意图及二剖面示意图;

图4e及图4f为依据本发明的第4较佳实施例的另一态样的发光装置的二剖面示意图;

图5为包含第1或第2较佳实施例的发光装置的背光模组的示意图;

图6为包含第3或第4较佳实施例的发光装置的背光模组的示意图;

图7a与图7b分别为图5及图6中所示的背光模组的侧视图和俯视图;

图8a至图12b为依据本发明的第1较佳实施例的发光装置的制造方法的各步骤示意图;

图13a至图17b为依据本发明的第2较佳实施例的发光装置的制造方法的各步骤示意图;

图18a至图22b为依据本发明的第3较佳实施例的发光装置的制造方法的各步骤示意图;以及

图23a至图23c为依据本发明的第4较佳实施例的发光装置的制造方法的部分步骤示意图。

【符号说明】

1a、2a、3a、3b、4a、4b发光装置

10led晶片

11上表面

12下表面

13立面

131、131a、131b、131c、131d立面部分

14电极组

20荧光结构

21顶面

22底面

23侧面

231、231a、231b、231c、231d侧面部分

30反射结构

31顶面

33内侧面

34外侧面

500背光模组

510基板

511水平面

512铅直面

513反射层

520反射构件

530导光板

531入光侧面

532出光面

600背光模组

610反射构件

611水平面

613反射层

620反射构件

630导光板

631入光侧面

632出光面

80离型材料

90第一凹槽

90’凹槽

91第二凹槽

d1水平方向、第一水平方向

d2水平方向、第二水平方向

l、l1光线

s1长度方向

s2宽度方向

具体实施方式

请参阅图1a至图1d所示,其为依据本发明的第1较佳实施例的发光装置的二立体示意图及二剖面示意图。该发光装置1a包含一led晶片10、一荧光结构20及一反射结构30;该等元件的技术内容将依序说明如下。

该led晶片10可为一覆晶式led晶片,而外观上可具有一上表面11、一下表面12、一立面13及一电极组14。该上表面11与下表面12为相对且相反地设置,上表面11及下表面12可为矩形者(例如为长方形),而上表面11(及下表面12)的其中两边线对应于第一水平方向d1、另两边线是对应于第二水平方向d2。换言之,led晶片10沿着该上表面11定义有相互垂直的一第一水平方向d1与一第二水平方向d2,且第一水平方向d1与第二水平方向d2的每一个皆与发光装置1a的厚度方向(垂直于上表面11的方向,图未示)相垂直。

立面13形成于上表面11与下表面12之间,并连接上表面11与下表面12。换言之,立面13是沿着上表面11的边线与下表面12的边线而形成,故立面13相对于上表面11与下表面12为环形(例如矩型环)。依据不同的水平方向d1及d2,立面13可包含至少四个立面部分131a至131d(即立面13至少可区分成四个部分),其中二立面部分131a及131c是沿着该第一水平方向d1相对设置,而另二立面部分131b及131d是沿着该第二水平方向d2相对设置。

电极组14设置于下表面12上,电极组14与下表面12可形成一下电极面,且可具有二个以上的电极。电能(图未示)可透过电极组14供应至led晶片10内,然后使led晶片10发光。由于led晶片10为覆晶型式,故上表面11上未设有电极,而其所发射出的光线l可由上表面11或立面13离开。

荧光结构20能改变led晶片10所发射的光线l的波长,其可由包含可透光树脂及光致发光材料之一材料所制成,光致发光材料可均匀混合于可透光树脂中,因此荧光结构20未有明显的分层结构。荧光结构20亦可包含相堆栈的荧光层及透光层(透光部),具体技术内容可参考申请人的第105102658申请号的台湾专利申请案(对应第15/416921申请号的美国专利申请案)所揭露者。

荧光结构20于外观上可具有一顶面21、一底面22及一侧面23;顶面21与底面22为相对且相反设置,顶面21可为矩形(例如长方形),且顶面21的其中两边线对应于第一水平方向d1、另两边线则对应于第二水平方向d2,而底面22则与led晶片10的下表面12共同界定发光装置1a的一底部。其中,顶面21与底面22可为水平面,且还可相平行。

侧面23形成于顶面21及底面22之间,且连接顶面21与底面22,换言之,侧面23是沿着顶面21的边线与底面22的边线而形成,故侧面23相对于顶面21及底面22为环形(例如矩型环)。依据不同的水平方向d1及d2,侧面23可包含至少四个侧面部分231a至231d(即侧面23至少可区分成四个部分),其中二侧面部分231a及231c沿着该第一水平方向d1相对设置,而另二侧面部分231b及231d沿着该第二水平方向d2相对设置。

就位置而言,荧光结构20设置于led晶片10上,且完全覆盖led晶片10的上表面11及立面13上,故顶面21位于led晶片10的上表面11上方。

反射结构30可阻挡及反射光线l,以限制光线l的前进方向。于本实施例中,反射结构30仅部分地遮蔽(覆盖)荧光结构20的侧面23(即:间接地覆盖、遮蔽led晶片10的立面13)。具体而言,侧面23的该等侧面部分231a至231d5中,沿着第二水平方向d2相对设置的其中一者(以侧面部分231b为例)被反射结构30直接地遮蔽,以形成一个侧反射面,而对应于侧面部分231b的立面部分131b亦同时间接地被反射结构30所遮蔽。换言之,荧光结构20的另一侧面部分231d、沿着第一水平方向d1相对设置的两侧面部分231a及231c和顶面21未被反射结构30遮蔽,未被反射结构30所遮蔽的侧面部分231a、231c及231d则形成三个侧发光面,而未被反射结构30所遮蔽的顶面21则形成一个上发光面。因此,由led晶片10发出并朝侧面部分231b行进的光线l将被反射结构30反射(或吸收),而转与其他光线l一同由发光面,即侧面部分231a、231c及231d和顶面21,射出荧光结构20。

较佳地,该等侧发光面与该该下电极面相互实质垂直,也就是,侧发光面与下电极面是预期制造成相垂直者,然而因为制程的公差及变异性等因素,导致侧发光面相对于下电极面呈些许的倾斜;在些许的倾斜下,侧发光面与下电极面仍视为是相互垂直。较佳地,该上发光面与该下电极面相互实质平行,也就是,上发光面与下电极面是预期制造成相平行者,然而由于制程的公差及变异性等因素,上发光面相对于下电极可能呈些许的倾斜;在些许的倾斜下,上发光面与下电极面仍视为是相互平行。

较佳地,反射结构30遮蔽侧面23时,会贴合侧面23,以使得反射结构30与侧面23之间没有间隙。因此,反射结构30具有与侧面23相贴合的一内侧面33,其可为一侧反射面,亦具有一相对于内侧面33的外侧面34,而外侧面34可为垂直面。又,较佳地,反射结构30的顶面31可与荧光结构20的顶面21齐平。

在制造材料上,反射结构30可由包含可透光树脂的一材料所制成,可透光树脂可再包含光学散射性微粒,可透光树脂例如可为聚邻苯二甲酰胺、聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯、环氧树脂、或矽胶,光学散射性微粒例如可为二氧化钛、氮化硼、二氧化矽或三氧化二铝。

又,发光装置1a亦可包含一基板(图未示),基板可为陶瓷基板、玻璃基板、矽基板、印刷电路板(pcb)或金属基印刷电路板(metal-corepcb)等基板,基板具有可传导电能的线路(图未示),透过发光装置1a与基板进行电性接合,便可经由基板将电能传递至发光装置1a而使其发光,如此可有利于发光装置1a于模组端(modulelevel)的应用。基板亦可适用于本发明所揭露的其他实施例。

以上为发光装置1a的各元件的技术内容,而发光装置1a至少具有以下技术特点。

如图1c及图1d所示,从led晶片10内产生的光线l进入荧光结构20后,朝向侧面部分231b行进的光线l会被反射结构30反射,转而与其他光线一同由侧发光面(即侧面部分231a、231c及231d)或上发光面(即顶面21)射出荧光结构20。因此,沿着第一水平方向d1行进的光线l不会被反射结构30所限制,故具有较大的发光角度;而沿着第二水平方向d2行进的光线l则因侧面部分231b被反射结构30所屏蔽,使得发光角度较前者小且偏向特定方向(偏向未被反射结构30屏蔽的侧面部分231d处),即相对于led晶片10的上表面11的法线方向(例如上表面11的光轴)为非对称光形。整体而言,发光装置1a所射出的光线l在第一水平方向d1上的发光角度较大,而在第二水平方向d2上的发光角度较小且呈非对称,藉此可达成非对称性的光形。

较佳地,顶面21在第一水平方向d1的边长可大于在第二水平方向d2上的边长,有益于使光线l在第一水平方向d1上的发光角度更大于在第二水平方向d2上的发光角度。

综上,发光装置1a可于不同的水平方向d1、d2上提供不同的发光角度,且于特定的水平方向上形成相对于发光面法线方向的非对称光形,以达到提供非对称性发光的目的。

此外,发光装置1a的荧光结构20可由相同(或相似)外形的一透光结构、至少一透光层或至少一透光部所取代(图未示),也就是,发光装置1a将包含led晶片10、透光结构(亦或是透光层、透光部)及反射结构30。藉此,led晶片10所发出的光线在通过透光结构向外传递时其波长不会被转换,可用于制作红光、绿光、蓝光、红外光或紫外光等单色光的(monochromatic)csp发光装置,其亦具有非对称性的光形。此单色光csp发光装置的技术内容亦可适用于以下所揭露的其他实施例。

再者,发光装置1a可更包含一微结构透镜层(图未示)。较佳地,可透过模造成型(molding)或其他成型方法,于制作荧光结构20时同步形成该微结构透镜层,使荧光结构20与微结构透镜层一体成型。微结构透镜层可由规则排列或任意排列的复数个微结构所组成,且该等微结构可为半球状、角锥状、柱状、圆锥状等形状、或是为粗糙表面。藉此,微结构透镜层可使往外传递的光线不易因光学全反射(totalinternalreflection)的作用而反射回荧光结构20中,因而增加光汲取效率(lightextractionefficiency),并提升发光装置1a的发光效率(efficacy)。此具有微结构透镜层的荧光结构20亦可适用于其他实施例。

以上是发光装置1a的技术内容的说明,接着将说明依据本发明其他实施例的发光装置的技术内容,而各实施例的发光装置的技术内容应可互相参考,故相同的部分将省略或简化。

请参阅图2a至图2d所示,其为依据本发明的第2较佳实施例的发光装置的二立体示意图及二剖面示意图。发光装置2a与发光装置1a不同处至少在于:荧光结构20的底面22的面积大于led晶片10的上表面11的面积,而led晶片10的上表面11被荧光结构20完全覆盖,且其立面13均被反射结构30所覆盖。更具体的说明如下。

led晶片10的上表面11的面积小于荧光结构20的底面22的面积而被荧光结构20完全地覆盖,而led晶片10的立面13的四个立面部分131a至131d未被荧光结构20覆盖、但均被反射结构30覆盖,故自led晶片10所发出的光线l仅能由其上表面11射出,并进入荧光结构20中。荧光结构20的侧面部分231b及231d的其中一者(本实施例是以侧面部分231b为例)被反射结构30覆盖以形成一个侧反射面,而侧面部分231a及231c及顶面21均未被反射结构30所覆盖,因此暴露于反射结构30之外,其中,未被反射结构30所覆盖的侧面部分231a、231c及231d则形成三个侧发光面,而未被反射结构30所遮蔽的顶面21则形成一个上发光面。

藉此,光线l从led晶片10的上表面11射出并进入荧光结构20后,朝向侧面部分231b行进的部分光线l将被反射结构30反射(或吸收),而转与其他光线l一同由侧面部分231a、231c及231d和顶面21射出荧光结构20。因此,光线l的发光角度于第一水平方向d1上受反射结构30的限制较小,而于第二水平方向d2上,因为侧面部分231b被反射结构30遮蔽,发光角度受限且偏向未被覆盖的侧面部分231d处,即相对于led晶片10的上表面11的法线方向(例如上表面11的光轴)为非对称光形。

因此,发光装置2a亦可于不同的水平方向d1、d2上提供不同的发光角度,以达到提供非对称性照明的目的。而发光装置2a在d2方向上,相对于led晶片10的上表面11的光轴亦为非对称性光形。

请参阅图3a至图3d所示,其为依据本发明的第3较佳实施例的发光装置的二立体示意图及二剖面示意图。发光装置3a与发光装置2a不同处至少在于:发光装置3a的led晶片10的上表面11及立面13的四立面部分131a至131d均被荧光结构20覆盖,而该荧光结构20的顶面21则全被反射结构30所覆盖而形成一个上反射面,且其侧面23被反射结构30部分地覆盖。

更具体而言,荧光结构20的侧面部分231b及231d的其中一者(以侧面部分231d为例)与顶面21同时被反射结构30所覆盖,分别形成一个侧反射面与一个上反射面,而侧面部分231a至231c则未被反射结构30覆盖,因此暴露于反射结构30之外,因此形成三个侧发光面。

藉此,光线l从led晶片10射出并进入荧光结构20后,朝向侧面部分231d或顶面21行进的部分光线将被反射结构30反射(或吸收),而转与其他光线一同由侧面部分231a至231c任一者射出荧光结构20外。因此,发光装置3a不仅能于第二水平方向d2上限制光线的发光角度,且相较于发光装置1a及2a的光线主要由顶面(及少部分由侧面)输出,发光装置3a的光线主要由侧面部分231b(及少部分由侧面部分231a及231c)输出,因此可发出大量的侧向光线,形成一侧向式发光装置。

由于大部分的光线由荧光结构23的侧面部分231b输出,故侧面部分231b为发光装置3a的主要发光面,该主要发光面与led晶片10的电极面相互垂直,故发光装置3a为侧向式结构的cspled发光装置。为使说明容易,在此沿着侧面部分231b(即主要发光面)定义有相互垂直的一长度方向s1与一宽度方向s2,且长度方向s1与宽度方向s2皆与第二水平方向d2相垂直。藉由上述反射结构30的设计,光线可由侧面部分231a至231c(即三个侧发光面)输出,因此发光装置3a沿着长度方向s1可具有较大的发光角度;另一方面,由于荧光结构23的顶面21被反射结构30所覆盖,发光装置3a沿着宽度方向s2具有较小的发光角度;藉此,发光装置3a可于长度方向s1与宽度方向s2上提供不同的发光角度,且其主要发光面垂直于led晶片10的电极面,不同于发光装置1a及2a的主要发光面的方向,故除了能提供非对称性照明外,更能作为侧向式发光装置的应用。

再请参阅图3e及图3f,其为依据本发明的第3较佳实施例的另一实施态样的发光装置的二剖面示意图。发光装置3b与发光装置3a不同处至少在于:发光装置3b的荧光结构20仅覆盖led晶片10的立面13,而反射结构30同时覆盖了led晶片10的上表面11及荧光结构20的顶面21。

具体而言,发光装置3b的荧光结构20仅覆盖led晶片10的立面13,且较佳地,荧光结构20的顶面21是与led晶片10的上表面11共平面,并同时为反射结构30所覆盖而形成一个上反射面。另外,荧光结构20的侧面部分231b及231d的其中一者(以侧面部分231d为例)被反射结构30所覆盖而形成一个侧反射面,而侧面部分231a至231c则未被反射结构30覆盖,因此暴露于反射结构30外而形成三个侧发光面。

藉此,光线l仅得由led晶片10的立面13射出并进入荧光结构20,其中朝侧面部分231d行进的部分光线将被反射结构30反射(或吸收),而转与其他光线一同由侧面部分231a至231c任一者射出荧光结构20。相较于发光装置3a,其光线于传递过程中,易于led晶片10的上表面11与荧光结构20的顶面21两界面之间形成多重反射而造成光能量损耗;因此,藉由反射结构30直接覆盖led晶片10的上表面11,发光装置3b可避免此多重反射所造成的能量损耗,以提升光萃取效率。

另说明的是,为避免光线因经历过多次的反射而产生不必要的能量耗损,发光装置3a及3b的led晶片10于第二水平方向d2上的尺寸较佳地相较于先前实施例中的尺寸为小,俾使朝向侧面部分231d行进、而被反射结构30反射的光线可经过较短的路径,与其他光线l一同由侧面部分231a至231c中任一者射出荧光结构20。

接着,请参阅图4a至图4d所示,其为依据本发明的第4较佳实施例的发光装置的二立体示意图及二剖面示意图。发光装置4a与发光装置3a不同处至少在于:发光装置4a的led晶片10的上表面11及立面13的四立面部分131a至131d均被荧光结构20覆盖,而该荧光结构20的顶面21及侧面23的其中三侧面部分全被反射结构30所覆盖。

具体而言,荧光结构20的侧面部分231b及231d的其中一者(以侧面部分231d为例)与侧面部分231a、231c和顶面21同时被反射结构30覆盖,分别形成三个侧反射面与一个上反射面,仅侧面部分231b未被反射结构30覆盖,因此暴露于反射结构30外而形成一个侧发光面。

藉此,光线l从led晶片10射出并进入荧光结构20后,朝向侧面部分231a、231c、231d及顶面21行进的部分光线将被反射结构30反射(或吸收),而转与其他光线一同由侧面部分231b射出荧光结构20外。因此,发光装置4a的主要发光面方向垂直于led晶片10的电极面,亦不同于发光装置1a及2a的主要发光面的方向,故亦可作为侧向式发光装置的应用。

再请参阅图4e及图4f,其为依据本发明的第4较佳实施例的另一实施态样的发光装置的二剖面示意图。发光装置4b与发光装置4a不同处至少在于:发光装置4b的荧光结构20仅覆盖led晶片10的立面13,而反射结构30同时覆盖了led晶片10的上表面11及荧光结构20的顶面21及三侧面部分231a、231c及231d。

具体而言,荧光结构20仅覆盖led晶片10的立面13,且较佳地,荧光结构20的顶面21是与led晶片10的上表面11共平面,并同时被反射结构30所覆盖以形成一个上反射面。另外,荧光结构20的侧面部分231b及231d的其中一者(以侧面部分231d为例)与侧面部分231a、231c和顶面21同时被反射结构30所覆盖,其中被反射结构30覆盖的侧面部分231a、231c及231d可形成三个侧反射面,而侧面部分231b未被反射结构30覆盖,因此暴露于反射结构30外而形成一个侧发光面。

藉此,光线l仅得由led晶片10的立面13射出并进入荧光结构20,其中朝向侧面部分231a、231c、231d或顶面21行进的部分光线将被反射结构30反射(或吸收),而转与其他光线一同由侧面部分231b射出荧光结构20。相似于发光装置3b,藉由反射结构30直接覆盖led晶片10的上表面11,发光装置4b亦可避免多重反射所造成的能量损耗而提升光萃取效率。

另说明的是,为避免光线因经历过多次的反射而产生不必要的能量耗损,发光装置4a及4b的led晶片10于第二水平方向d2上的宽度较佳地将相较于其于发光装置1a及2a中的宽度为小,俾使朝向侧面部分231a、231c、231d或顶面21行进、而被反射结构30反射的光线可经过较短的路径,与其他光线l一同由侧面部分231b射出荧光结构20。

综上,发光装置1a、2a、3a、3b、4a与4b可提供以下有益的效果:皆可为晶片级封装发光装置,因此具有小尺寸的外型,较佳地发光装置的一长度不大于led晶片10的一长度的2.0倍、1.6倍或1.2倍,非常适合应用于追求轻薄短小的电子产品。

再者,由于不必透过一次光学透镜或二次光学透镜的设置便可提供非对称性的光形,故可降低在非对称性光形的应用上的成本,并节省设置光学透镜所需的空间。

又,非对称光形可使终端产品在设计上更具其他优势,例如可取代侧向式支架型led发光装置作为侧入式液晶电视与行动装置的背光模组光源,非对称性的光形可于背光模组的长度方向提供较大的发光角度,如此可减少暗区的面积,或增加两相邻led发光装置的间隔距离以减少led发光装置使用数量,同时于背光模组的厚度方向提供较小的发光角度,可使led发光装置所发出的光线有效率地被背光模组所接收,以减少光能量的损耗。

又,发光装置的主要发光面可与led的电极面相互垂直而形成具侧向式结构的晶片级封装发光装置,其应用于侧入式背光模组时,可使得背光灯条的基板不需铅直面的设置(可参阅后述图6背光模组600的技术内容),进而降低背光灯条于发光面法线方向的整体厚度、及其在设计与制造的困难度。如此,应用此背光模组的显示器可获得更窄的边框尺寸。

此外,亦可透过额外的二次光学透镜来使发光装置1a、2a、3a、3b、4a与4b所发射的光线更为非对称,以符合更多非对称光形的应用。

另补充说明的是,发光装置2a、3a、3b、4a与4b亦适用前述发光装置1a所揭露的技术内容而形成一具有非对称性光形的单色光csp发光装置,或更包含一微结构透镜层或一基板。

接着将说明包含上述任一发光装置的背光模组。图5及图6分别揭示不同态样的背光模组,前者是包含可由顶面21发光的发光装置1a或2a,而后者则包含仅由侧面发光的发光装置3a至4b。其中,该等背光模组均包含一基板、前述揭露的任一发光装置(可为包含荧光结构或透光结构者)、一反射构件及一导光板;该等元件的技术内容将依序说明如下。

图5所示的背光模组500包含一基板510、一顶面21可发光的发光装置(以发光装置1a为例)、一反射构件520及一导光板530。其中,基板510包含一水平面511、一铅直面512及一反射层513,水平面511及铅直面512是相互垂直,而反射层513覆盖于水平面511及铅直面512中至少一者上(以两者都有覆盖反射层513为例);反射层513例如可为一金属薄膜、金属板或反射涂料等结构。另外,基板510亦可为一可挠性基板。

发光装置1a设置于基板510的铅直面512上,其led晶片10的电极组14与基板510呈电性连接,而发光装置1a中沿着第二水平方向d2、且不被反射结构30所覆盖的侧面部分231d是面朝基板510的水平面511,相对地,被反射结构30所覆盖的侧面部分231b则面朝远离水平面511的方向。

反射构件520设置于基板510的水平面511上(可设置于反射层513上),且朝远离铅直面512及发光装置1a的一方向延伸;反射构件520例如可为一金属薄膜或金属板等结构。导光板530被设置于反射构件520上,且包含相互垂直的一入光侧面531及一出光面532,其中,出光面532与入光侧面531相连接,且出光面532位于平行于但远离反射构件520之一侧(即:背朝反射构件520)。

藉此,发光装置1a的顶面21面朝导光板530的入光侧面531,且较佳地,发光装置1a沿着第二水平方向d2所具有的一长度不大于导光板530沿着出光面532的一法线方向所具有的一厚度,俾使从发光装置1a的顶面21发出的光线有效地进入导光板530的入光侧面531。发光装置1a的侧面部分231d不被反射结构30所覆盖,因此侧面部分231d亦会发出光线且大部分地照射至反射层513;由于反射层513易于采用高反射率的材质进行制作,因此可使反射层513的反射率高于反射结构30的反射率,藉此,照射至反射层513的光线在透过反射层513的反射后,例如光线l1,可更有效地被引导至入光侧面531,如此可减少光能量损耗,使背光模组500具有较高的光能量使用效率;设置于导光板530之下的反射构件520可将光线反射,使大部分光线自出光面532输出。

再请参阅图6,其所示的背光模组600包含一基板610、一仅侧面发光的发光装置(以发光装置3a为例)、一反射构件620及一导光板630,基板610包含一水平面611及覆盖于该水平面611上的一反射层613。

发光装置3a设置于基板610的水平面611上,其led晶片10的电极组14与基板610呈电性连接。反射构件620同样设置于基板610的水平面611上,且朝远离发光装置3a的一方向延伸。导光板630设置于反射构件620上,且包含相互垂直的一入光侧面631及一出光面632,出光面632与入光侧面631相连接,且出光面632位于平行于但远离反射构件620的一侧(即:背朝反射构件620)。

发光装置3a中沿着第二水平方向d2、且不被反射结构30所覆盖的侧面部分231b是面朝导光板630的入光侧面631,相对地,被反射结构30覆盖的侧面部分231d则面朝远离入光侧面631的方向。另外,发光装置3a沿着led晶片10的上表面11的一法线方向所具有的一长度是较佳地不大于导光板630沿着出光面632的一法线方向所具有的一厚度。

藉此,在反射结构30与反射层613的导引下,发光装置3a可从三侧面部分231a至231c发出光线,并得以有效地进入导光板630的入光侧面631;设置于导光板630之下的反射构件620可将光线反射,使大部分光线自出光面632输出。相较于背光模组500,背光模组600的基板610仅需水平面611,而不需设置另一铅直面,因此灯条模组(包含基板610与复数个发光装置3a)在其发光面方向(即图6所示d2方向)仅需设置容纳发光装置3a的空间,而不需容纳基板,故可具有较小的厚度,有利于窄边框尺寸显示器的设计与制作。

请参阅图7a及图7b,其分别绘示包含发光装置3a及4a的背光模组600的侧视图和俯视图。由于发光装置3a可由三侧面部分231a至231c发光,故其于第一水平方向d1上的发光角度将大于发光装置4a于第一水平方向d1上的发光角度,藉此,可有效减少导光板630在相邻发光装置3a之间的区域产生暗区的可能,亦可透过增加相邻发光装置3a的间距,以节省背光模组600中发光装置3a的使用颗数,而降低整体制造成本。相对而言,发光装置4a可具有于第一水平方向d1上发光角度更为集中的特点。

接着说明依据本发明的较佳实施例的发光装置的制造方法,其至少可包含二步骤:设置一荧光结构20(亦可以一透光结构替换,以下将不再赘述),以覆盖一led晶片10的一上表面11及/或一立面13;以及形成一反射结构30,以部分地覆盖荧光结构20(或透光结构)的一侧面23。以下将依序地以发光装置1a至4b为例,进一步说明制造方法的技术内容,可与发光装置1a至4b的技术内容相互参考。

请参阅图8a至图12b所示,为依据本发明的第1较佳实施例的发光装置1a的制造方法的各步骤示意图。

如图8a所示,首先将复数个led晶片10间隔地放置在一离型材料80上,以形成一led晶片10的阵列。较佳地,led晶片10可受压而使其电极组14嵌入至离型材料80而不外露。又,离型材料80可为离型膜、紫外线解黏胶带(uvreleasetape)或热解黏胶带(thermalreleasetape)等。续如图8b所示,将荧光结构20设置于该等led晶片10上,且完整覆盖各led晶片10所具有的上表面11及立面13。

再请参阅图9a至图9c,接着将沿着第一水平方向d1对荧光结构20进行切割,以形成一第一凹槽(trench)90,其中,于切割时,刀刃将一致地偏向led晶片10的特定一立面部分(以立面部分131b为例)。形成第一凹槽90后,可使后续将被反射结构30覆盖的侧面部分231b裸露。

完成切割后,再如图10a及图10b所示,藉由模造成型或点胶等制程于第一凹槽90中形成反射结构30,其中,反射结构30将完全覆盖荧光结构20的侧面部分231b,反射结构30的顶面31可与荧光结构20的顶面21齐平,俾使荧光结构20的顶面21自反射结构30暴露出。

采取模造成型来形成反射结构30时,荧光结构20、led晶片10及离型材料80被放置于一模具(图未示)中,然后反射结构30的制造材料注入至模具中,并包覆荧光结构20的侧面部分231b;当制造材料固化后,反射结构30即可形成。采取点胶来形成反射结构30时,则不需要上述的模具;反射结构30的制造材料直接地浇淋至离型材料80上,然后制造材料在离型材料80上渐渐增厚,以包覆荧光结构20的侧面部分231b;此时,反射结构30的顶面31亦可设计成低于荧光结构20的顶面21,避免反射结构30的制造材料蔓延到荧光结构20的顶面21。

反射结构30形成后,如图11a及图11b所示,离型材料80可移除,以得到复数个发光装置1a。该等发光装置1a的反射结构30可能会相连接,因此可再采取一切割步骤(如图12a及图12b所示),沿着第二水平方向d2将相连接的荧光结构20及反射结构30切割,以形成未被反射结构30所遮蔽的侧面部分231a及231c,再沿着第一水平方向d1将相连接的荧光结构20及反射结构30进行切割,以形成侧面部分231d及仍被反射结构30所遮蔽的侧面部分231b。如此,便可得到复数个相互分离且仅侧面部分231b被反射结构30遮蔽的发光装置1a。

以上为发光装置1a的制造方法的说明,接着将说明发光装置2a的制造方法,其与发光装置1a的制造方法有部分相同或类似处,故该等部分的说明将适度地省略。

请参阅图13a至图17b所示,为发光装置2a的制造方法的各步骤示意图。

如图13a所示,首先提供一离型材料80,并透过喷涂、印刷、或模造成型等制程将一荧光结构20形成于离型材料80上。或者,先完成制作荧光结构20后,再将荧光结构20的顶面21贴合并放置于离形材料80上。

接着,如图13b所示,将复数个led晶片10倒置于荧光结构20之上,使led晶片10的上表面11朝下而放置于荧光结构20上,此时,led晶片10的电极组14朝上、暴露于离形材料80外。

然后,如图14a至图14c所示,沿第一水平方向d1对荧光结构20进行切割,以使部分的荧光结构20被移除而形成一凹槽90’;于切割时,刀刃将一致地偏向led晶片10的特定一立面部分(以立面部分131b为例);切割完成并部分移除荧光结构20后,在第一水平方向d1上(如图14b所示),该等荧光结构20仍是相连,而在第二水平方向d2上(如图14c所示),该等荧光结构20则被凹槽90’相分离,以露出将被该反射结构覆盖的侧面部分231b。

接着,如图15a及图15b所示,形成一反射结构30,于凹槽90’中以及各led晶片10的立面13之间,且更全部覆盖led晶片10的立面13及荧光结构20的侧面部分231b。

反射结构30形成后,再将离形材料80移除(如图16a及图16b所示),以得到复数个发光装置2a。该等发光装置2a的荧光结构20及反射结构30可能会相连接,因此可再采取一切割步骤(如图17a及图17b所示)以将相连接的荧光结构20及反射结构30切割分离,便得到相互分离的发光装置2a。具体而言,沿着第二水平方向d2将相连的荧光结构20及反射结构30切割开,以形成暴露于反射结构30之外的侧面部分231a及231c,再沿着第一水平方向d1将相连的荧光结构20及反射结构30切割开,并确保侧面部分231b仍为反射结构30所遮蔽,而侧面部分231d则于切割后完全暴露于反射结构30之外。

以上为发光装置2a的制造方法的说明,接着将说明发光装置3a及3b的制造方法,其与发光装置1a、2a的制造方法相同或类似的部分将适度地省略。

如图18a所示,首先将复数个led晶片10间隔地放置在一离型材料80上。较佳地,led晶片10于第二水平方向d2上的宽度可更大幅度地缩小。接着如图18b所示,将荧光结构20形成于该等led晶片10上,且完整覆盖各led晶片10的上表面11及立面13,惟于此实施例中,覆盖于led晶片10的上表面11的荧光结构20的厚度可小于发光装置1a所对应者。

请参阅图19a至图19c,接着沿着第一水平方向d1对荧光结构20进行切割,以形成一第一凹槽90,其中,于切割时,刀刃将一致地偏向led晶片10的特定一立面部分(立面部分131d为例),以露出将被反射结构30覆盖的侧面部分231d。

完成切割后,再如图20a及图20b所示,于第一凹槽90中形成反射结构30,而与制造发光装置1a不同的是,反射结构30完全覆盖于荧光结构20的侧面部分231d和顶面21上。

反射结构30形成后,如图21a及图21b所示,离型材料80将可移除,以得到复数个发光装置3a。接着可再采取一切割步骤(如图22a及图22b所示),沿着第二水平方向d2将相连接的荧光结构20及反射结构30切割,以暴露出未被反射结构30所遮蔽的侧面部分231a及231c,接着再沿着第一水平方向d1将相连接的荧光结构20及反射结构30进行切割,以形成侧面部分231b及仍被反射结构30所遮蔽的侧面部分231d。如此,可得到复数个相互分离的发光装置3a。

上述制造方法经些微调整后可形成发光装置3b。也就是,如图18b所示,于形成荧光结构20时,荧光结构20仅形成于该等led晶片10的立面13之间,但不覆盖led晶片10的上表面11(图未示);或者,可让荧光结构20覆盖led晶片10的上表面11上,再将该覆盖部分移除。

以上为发光装置3a及3b的制造方法的说明,接着将说明发光装置4a及4b的制造方法,其与发光装置3a及3b的制造方法相同或类似的部分将适度地省略。

如图18a所示,首先将复数个led晶片10间隔地放置在一离型材料80上,接着如图18b所示,将荧光结构20设置于该等led晶片10上。而后,如图19a至图19c,沿着第一水平方向d1对荧光结构20进行切割,以形成一第一凹槽90,露出将被反射结构30覆盖的侧面部分231d。

请参阅图23a至图23c,本制造方法不同于发光装置3a的制造方法的是:形成第一凹槽90后,将执行另一切割步骤,也就是,沿着第二水平方向d2对荧光结构20进行切割,以形成一第二凹槽91,以露出沿着第一水平方向d1相对设置的两侧面部分231a及231c。

完成两次切割后,再于第一凹槽90及第二凹槽91中形成反射结构30(图未示),以覆盖荧光结构20的侧面部分231a、231c及231d,并使反射结构30完全覆盖于荧光结构20的顶面21。反射结构30形成后,移除离型材料80以得到复数个发光装置4a或4b;接着,可采取一切割步骤,以得到复数个相互分离的发光装置4a或4b。

综合上述,本发明的发光装置的制造方法可制造出各种能于至少一特定水平方向上有效地控制发光角度的发光装置,或形成侧向式结构的cspled发光装置,且可藉由批次方式制造大量的这种发光装置。

上述的实施例仅用来例举本发明的实施态样,以及阐释本发明的技术特征,并非用来限制本发明的保护范畴。任何熟悉此技术者可轻易完成的改变或均等性的安排均属于本发明所主张的范围,本发明的权利保护范围应以申请专利范围为准。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1