TWI598665B - 發光元件、長條狀發光元件及其應用 - Google Patents

Description

發光元件、長條狀發光元件及其應用

本發明係關於一種發光元件，且特別係關於一種發光元件、長條狀發光元件及其應用。

在目前的發光二極體發光裝置(如燈具或顯示器的背光模組等等)中，多個發光二極體晶片通常係封裝在一發光單元內，而此發光單元係放置於燈具或背光模組的基板上，並藉由焊線焊接在燈具或背光模組內的電路板上，以電性連接電路板上的元件(如驅動模組等等)。

然而，倘若發光單元內的發光二極體晶片損壞而需要拆換時，則必須對多條焊線進行解焊後，才能夠拆卸下發光單元，當新的發光單元放置於基板上時，還必須重新焊接焊線至電路板，才能夠完成更換作業。因此，目前的燈具或背光模組的設計並不利於發光單元的拆換。

有鑑於此，本發明之一目的係在於提供一種易拆裝 的發光元件、長條狀發光元件及其應用，以克服先前技術所遭遇到的種種困難。

為了達到上述目的，於本發明之一技術態樣中，一種發光元件包含一導熱板、一本體、複數發光二極體晶片、一第一連接器、一第二連接器、一第一電路及一第二電路。導熱板包括有一第一表面以及一第二表面，其中第一表面包括有一固晶區，第二表面包括一散熱區。本體環繞導熱板，且本體包括有一相對的第一本體表面以及一第二本體表面。第一本體表面包括有一內凹之凹部，裸露出固晶區。第二本體表面則包括有一開口，裸露出散熱區。發光二極體晶片係設置於固晶區上。第一連接器及第二連接器分別設置於本體之第一本體表面邊緣或第二本體表面邊緣。第一連接器及第二連接器均包括有一第一極性輸入端及一第二極性輸入端，可供輸入一外部電源或與其他連接器插拔性地連接。第一電路及第二電路係位於本體內。發光二極體晶片跨接於第一電路及第二電路之間。第一電路及第二電路分別與第一連接器及第二連接器上之第一極性輸入端第二極性輸入端電性連接。

上述發光元件可利用第一連接器及第二連接器與外部電源或其他連接器以插拔的方式相連接或相分離，大幅利於發光元件的拆裝。

於本發明之另一技術態樣中，一種直下式背光模組包括一背光源、一擴散板以及一外殼。背光源包括複數如前述技術態樣所述之發光元件。每一發光元件之第一連接 器及/或第二連接器分別藉由一兩端各具有一第三連接器之連接線，使第三連接器與其相鄰之另一發光元件之第一連接器及/或第二連接器插拔性地連接，而使發光元件彼此串接組合形成背光源。擴散板係設置於背光源上方。外殼係將背光源以及擴散板收納於其中，而組合成直下式背光模組，且每一發光元件之散熱區與外殼接觸。

於上述直下式背光模組中，任一發光元件均可藉由連接線，以插拔的方式與其他發光元件相連接或相分離，大幅利於發光元件的拆裝。

於本發明之另一技術態樣中，一種側光式背光模組包括一導光板、一燈條以及一外殼。導光板具有一出光面及一與出光面互相垂直之入光面。燈條係面向入光面，使燈條之出光方向朝向入光面。燈條包括複數如前述技術態樣所述之發光元件。每一發光元件之第一連接器及/或第二連接器分別藉由一兩端各具有一第三連接器之連接線，使第三連接器與其相鄰之另一發光元件之第一連接器及/或第二連接器插拔性地連接，而使發光元件彼此串聯。外殼係將燈條以及導光板收納於其中，而組合成側光式背光模組，且每一發光元件之散熱區與外殼接觸。

於上述側光式背光模組中，任一發光元件均可藉由連接線，以插拔的方式與其他發光元件相連接或相分離，大幅利於發光元件的拆裝。

依據本發明之另一技術態樣，一種板燈包括一背光源、一擴散板以及一外殼。背光源包括複數如前述技術態 樣所述之發光元件。每一發光元件之第一連接器及/或第二連接器分別藉由一兩端各具有一第三連接器之連接線，使第三連接器與其相鄰之另一發光元件之第一連接器及/或第二連接器插拔性地連接，而使發光元件彼此串接組合形成背光源。擴散板係設置於背光源上方。外殼係將背光源以及擴散板收納於其中，而組合成板燈，且每一發光元件之散熱區與外殼接觸。

於上述板燈中，任一發光元件均可藉由連接線，以插拔的方式與其他發光元件相連接或相分離，大幅利於發光元件的拆裝。

依據本發明之另一技術態樣，一種長條狀發光元件包括一條狀導熱板、一本體、複數發光二極體晶片、一第一連接器、一第二連接器、一第一電路及一第二電路。條狀導熱板包括有一固晶區，以及一延伸於固晶區之一側邊的散熱區。本體具有一凹槽結構，且本體包覆條狀導熱板。凹槽結構具有一裸露出固晶區之第一本體表面，而第一本體表面之兩側則分別為自第一本體表面延伸一段距離所形成之一第一凹槽側壁及一第二凹槽側壁。第一凹槽側壁背對於第二凹槽側壁之表面並有部分散熱區裸露出來。第一凹槽側壁、第二凹槽側壁與第一本體表面之法線之間形成一夾角φ，其中0度≦φ<90度。發光二極體晶片係設置於固晶區上。第一連接器及第二連接器係分別設置於本體之兩端部。第一連接器及第二連接器均包括有一第一極性輸入端及一第二極性輸入端，可供輸入一外部電源或與其 他連接器插拔性地連接。第一電路及第二電路係與條狀導熱板互相隔離，且位於本體內。發光二極體晶片跨接於第一電路及第二電路之間。第一電路及第二電路分別與第一連接器及第二連接器上之第一極性輸入端及第二極性輸入端電性連接。

上述長條狀發光元件可利用第一連接器及第二連接器與外部電源或其他連接器以插拔的方式相連接或相分離，大幅利於長條狀發光元件的拆裝。

依據本發明之另一技術態樣，一種側光式背光模組包括一導光板、一條狀光源以及一外殼。導光板具有一出光面及一與出光面互相垂直之入光面。條狀光源包括至少一如前述技術態樣所述之長條狀發光元件。導光板係被插入於凹槽結構內，且發光二極體晶片之出光方向朝向入光面。外殼係將條狀光源及導光板收納於其中，而組合成側光式背光模組。導熱板之一散熱區與外殼接觸。

於上述側光式背光模組中，由於長條狀發光元件具有能夠與其他連接器插拔的第一連接器及第二連接器，故長條狀發光元件可利用插拔的方式與其他長條狀發光元件相連接或相分離。如此一來，使用者可因應不同導光板的長度，利用插拔的方式，來增加或減少長條狀發光元件的數量。

以上所述僅係用以闡述本發明所欲解決的問題、解決問題的技術手段、及其產生的功效等等，本發明之具體細節將在下文的實施方式及相關圖式中詳細介紹。

10、10a、10b‧‧‧發光元件

100‧‧‧導熱板

101、501‧‧‧固晶區

102、502‧‧‧散熱區

110、510‧‧‧本體

111、512‧‧‧第一本體表面

112‧‧‧第二本體表面

113‧‧‧凹部

114‧‧‧開口

115‧‧‧傾斜側壁

116、515‧‧‧法線

117、516‧‧‧固定孔

118‧‧‧高反射層

130、520‧‧‧發光二極體晶片

140、530‧‧‧第一連接器

141、151、531、541‧‧‧第一極性輸入端

143、153‧‧‧插槽

543‧‧‧第一插槽

142、152、532、542‧‧‧第二極性輸入端

544‧‧‧第二插槽

150、540‧‧‧第二連接器

160、550‧‧‧第一電路

170、560‧‧‧第二電路

180、190、570、580‧‧‧波長轉換單元

182、191、572、581‧‧‧波長轉換物質

184、574‧‧‧封裝膠

192、582‧‧‧光學透鏡

193、583‧‧‧底面

194、584‧‧‧固定腳

20‧‧‧直下式背光模組

200‧‧‧背光源

210‧‧‧擴散板

230‧‧‧驅動電路

240‧‧‧連接線

241‧‧‧第三連接器

242‧‧‧第一極性連接端

243‧‧‧第二極性連接端

250‧‧‧導熱膠

30、60‧‧‧側光式背光模組

310、610‧‧‧導光板

311、611‧‧‧入光面

312、612‧‧‧出光面

320‧‧‧燈條

220、330、420、620‧‧‧外殼

50‧‧‧長條狀發光元件

500‧‧‧條狀導熱板

511‧‧‧凹槽結構

513‧‧‧第一凹槽側壁

514‧‧‧第二凹槽側壁

521‧‧‧長邊

522‧‧‧短邊

533‧‧‧第一插頭

534‧‧‧第二插頭

600‧‧‧條狀光源

θ、φ‧‧‧夾角

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖繪示依據本發明之一實施方式之發光元件之立體圖；第2圖繪示第1圖之發光元件沿著A-A’線所剖之剖面圖；第3圖繪示第1圖之發光元件的電路佈局圖；第4圖繪示依據本發明另一實施方式之發光元件的剖面圖；第5圖繪示依據本發明另一實施方式之發光元件的剖面圖；第6圖繪示依據本發明一實施方式之直下式背光模組之俯視圖；第7圖繪示第6圖之分解後之背光源之局部俯視圖；第8圖繪示第6圖之直下式背光模組沿著B-B’線之剖面圖；第9圖繪示依據本發明一實施方式之側光式背光模組之剖面圖；第10圖繪示依據本發明一實施方式之長條狀發光元件之立體圖。

第11圖繪示第10圖之長條狀發光元件之俯視圖；第12圖繪示第11圖之長條狀發光元件沿著C-C’線所 剖的剖面圖；第13圖繪示長條狀發光元件之電路佈局圖；第14圖繪示夾角與長條狀發光元件之發光強度間的關係圖；第15圖繪示比值與長條狀發光元件之發光強度間的關係圖；第16圖繪示間距與長條狀發光元件之發光強度間的關係圖；第17圖繪示依據本發明另一實施方式之長條狀發光元件的局部剖面圖；第18圖繪示依據本發明一實施方式之側光式背光模組之剖面圖；第19圖繪示第18圖之條狀光源之局部俯視圖。

以下將以圖式揭露本發明之複數實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，熟悉本領域之技術人員應當瞭解到，在本發明另一實施例中，這些實務上的細節並非必要的，因此不應用以限制本發明。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

發光元件

第1圖繪示依據本發明之一實施方式之發光元件 10之立體圖，第2圖繪示第1圖之發光元件10沿著A-A’線所剖之剖面圖。如第1圖所示，本實施方式之發光元件10可包含一導熱板100、一本體110、複數發光二極體晶片130、一第一連接器140及一第二連接器150。如第2圖所示，導熱板100上表面包括有一固晶區101，下表面包括一散熱區102；本體110環繞導熱板100。本體110包括有一第一本體表面111以及一第二本體表面112，第一本體表面111及第二本體表面112係彼此相對的。第一本體表面111包括有一內凹之凹部113，凹部113裸露出導熱板100的固晶區101；第二本體表面112包括有一開口114，開口114裸露出導熱板100的散熱區102。發光二極體晶片130係設置於導熱板100的固晶區101上；進一步地說，發光二極體晶片130係位於本體110之凹部113所圍繞的空間內，並設置於導熱板100的固晶區101上。

如第1圖所示，第一連接器140及第二連接器150係分別設置於本體110之第一本體表面111邊緣。第一連接器140包括有一第一極性輸入端141及一第二極性輸入端142，其可用以供一外部電源輸入或與其他連接器插拔性地連接。相似地，第二連接器150亦包括有一第一極性輸入151端及一第二極性輸入端152，其亦可用以供一外部電源輸入或與其他連接器插拔性地連接。

進一步來說，第一連接器140可包含一插槽143，凹設於本體110之一邊緣。第一極性輸入端141及第二極性輸入端142係位於插槽143中。外部電源或其他連接器 可具有凸出的插頭，用以插入插槽143中，並電性連接第一極性輸入端141及第二極性輸入端142。相似地，第二連接器150可包含一插槽153，凹設於本體110相對於第一連接器140之另一邊緣。第一極性輸入端151及第二極性輸入端152係位於插槽153中。外部電源或其他連接器可具有凸出的插頭，用以插入插槽153中，並電性連接第一極性輸入端151及第二極性輸入端152。

因此，發光元件10可利用第一連接器140及第二連接器150與外部電源或其他連接器以插拔的方式相連接或相分離，故可大幅利於發光元件的拆裝。

第3圖繪示第1圖之發光元件10的電路佈局圖。如第2圖及第3圖所示，發光元件10還包含一第一電路160及一第二電路170。如第2圖所示，第一電路160及第二電路170係位於本體110內，並與導熱板100相絕緣。發光二極體晶片130跨接於第一電路160及第二電路170之間。具體來說，第一電路160及第二電路170部份係位於本體110的凹部113，俾利位於凹部113所圍繞空間內的發光二極體晶片130打線至第一電路160及第二電路170。舉例來說，發光二極體晶片130之間可利用導線(如金線)電性連接，且至少一發光二極體晶片130可利用導線(如金線)電性連接第一電路160，而至少一發光二極體晶片130可利用導線(如金線)電性連接第二電路170。如此一來，發光二極體晶片130便能夠跨接於第一電路160及第二電路170之間。

第一電路160係電性連接第一連接器140之第一極 性輸入端141及第二連接器150之第一極性輸入端151。第二電路170係電性連接第一連接器140之第二極性輸入端142及第二連接器150之第二極性輸入端152。

如此一來，當外部電源插拔性地連接第一連接器140及第二連接器150時，發光二極體晶片130即可藉由第一電路160及第二電路170得到電力而發光。也就是說，發光元件10無須透過焊線焊接至外部電路，而係採用插拔性的方式與外部電源相連接或相分離，大幅利於使用者的拆裝。

於另一實施例中，如第2圖所示，凹部113之邊緣具有一傾斜側壁115。傾斜側壁115與第一本體表面111之法線116之間形成一夾角θ。夾角θ滿足：25度≦θ≦70度。當夾角θ在這樣的範圍下，傾斜側壁115較能利於將發光二極體晶片130的光向上引導出光，而提升發光元件10整體的出光效果。

如第2圖所示，導熱板100是由高散熱金屬或合金、高散熱半導體材料或高散熱陶瓷材料其中之一或其組合所構成。舉例來說，導熱板100之材料可選自鋁、鋁合金、碳化矽、半導體矽、氮化鋁、及氮化硼所構成之族群或其組合。值得注意的是，傳統發光二極體晶片係採用MCPCB(metal core PCB)做為基板，由於MCPCB中具有熱阻高的絕緣層，故由上述材料所形成之導熱板100的導熱效果會比傳統的MCPCB更好，從而幫助發光二極體晶片130散熱，以減少高溫所造成的光衰問題，使得發光元件 10在長時間使用後，仍能維持良好的出光效果。舉例來說，發光元件10剛啟動時的亮度為A，發光元件10在工作三十分鐘後而達穩定態時的亮度為B，其中96.20%×A≦B≦100%×A，故亮度僅衰減不到5%。

於另一實施例中，更可在如第2圖所示之發光元件10形成一高反射層118於導熱板100之固晶區101表面，其可用以將發光二極體晶片130朝固晶區101所放射的光反射出發光元件10外，俾利提升發光元件10的出光效果。

高反射層118是由具有高反射率之陶瓷材料所構成。舉例來說，具有高反射率之陶瓷材料可選自二氧化鈦、二氧化矽、氧化鋁、及氧化鋯所構成之族群或其組合。

第4圖繪示依據本發明另一實施方式之發光元件10a的剖面圖。本實施方式與第2圖之發光元件10之間的主要差異係在於：發光元件10a還包括有一波長轉換單元180。此波長轉換單元180可將發光二極體晶片130所發出之部分第一光線轉換成一波長較長之第二光線，並與部分未被轉換之第一光線混合而形成白光或其他顏色光。換句話說，當觀看者由波長轉換單元180外觀看時，觀看者可看到白光或其他混合而成之其他顏色光而非發光二極體晶片130本身的色光。

進一步來說，波長轉換單元180是由一摻混有波長轉換物質182之封裝膠184所構成。此封裝膠184係填入凹部113中，並包覆於發光二極體晶片130上。當發光二極體晶片130放射第一光線時，部分第一光線會激發波長 轉換物質182，而轉換成第二光線，且此第二光線的波長可大於第一波長的波長。這些第一光線與第二光線可在封裝膠184中混合，而共同形成白光或其他顏色光。

波長轉換物質182可為螢光粉、色素或染料。進一步來說，波長轉換物質182可為選自被銪或鈰活化的石榴石系列、矽酸鹽系列、氮化物系列、氮氧化物系列及硫化物系列所構成之族群的螢光粉。

第5圖繪示依據本發明另一實施方式之發光元件10b的剖面圖。本實施方式與第4圖之發光元件10a之間的主要差異係在於：本實施方式之波長轉換單元190是位在發光二極體晶片130所發出之第一光線之出光路徑上方，且與發光二極體晶片130距離一段距離。換句話說，波長轉換單元190並無包覆或接觸發光二極體晶片130，而係與發光二極體晶片130空間上地分隔(spatially separated)。進一步來說，本體110之第一本體表面111上更包括有複數固定孔117。波長轉換單元190是一包括有一波長轉換物質191之光學透鏡192。光學透鏡192包括有複數固定腳194。這些固定腳194係連接於光學透鏡192上面對發光二極體晶片130之底面193。藉由每一固定腳194插設於每一固定孔117，使得光學透鏡192可被固定於距離發光二極體晶片130上方一定距離之處，而使得波長轉換單元190與發光二極體晶片130空間上地分隔。

於另一實施例中，光學透鏡192的固定腳194之間的距離係等於本體110上的固定孔117之間的距離，俾利 每一固定腳194都能夠順利插入固定孔117中。固定腳194的形狀及尺寸係與固定孔117的形狀及尺寸相互對應，俾利固定腳194能夠緊密地卡合於固定孔117中，而固定光學透鏡192之位置。

於另一實施例中，波長轉換物質191可選自被銪或鈰活化的石榴石系列、矽酸鹽系列、氮化物系列、氮氧化物系列及硫化物系列所構成之族群的螢光粉。於另一實施例中，光學透鏡192內部包括有量子點材料(quantum dot material)以提供波長轉換的功能。光學透鏡192內部係抽真空或者填充惰性氣體，以免量子點材料氧化。本說明書全文中所述的量子點材料係代表其三個維度之尺寸均小於電子的波長。量子點材料係可選自硫化鋅、硒化鋅及鎘化鋅所構成之族群。

此外，於另一實施例中，第一連接器140及/或第二連接器150也可設置於本體110之第二本體表面112(未繪示)。

發光元件之第一應用

前文所述之發光元件10、10a或10b可至少應用於一可用於面板或板燈之直下式背光模組20中。第6圖繪示依據本發明一實施方式之直下式背光模組20之俯視圖。如第6圖所示，直下式背光模組20可包括一背光源200、一擴散板210、一外殼220以及一驅動電路230。擴散板210係設置於背光源200上方。背光源200包括複數如前文所 述之發光元件10，這些發光元件10係依序插拔性地連接而形成背光源200。驅動電路230係與背光源200電性連接，以驅動背光源200之各個發光元件10發光。外殼220係將背光源200以及擴散板210收納於其中，而組合成此直下式背光模組20。

第7圖繪示第6圖之分解後的背光源200之局部俯視圖。如第7圖所示，每一發光元件10之第一連接器140及/或第二連接器150分別藉由一兩端各具有一第三連接器241之連接線240，與其相鄰之另一發光元件10之第一連接器140及/或第二連接器150插拔性地連接，而使多個發光元件10串接組合形成背光源200。

具體來說，於第7圖中，連接線240左端的第三連接器241具有一第一極性連接端242以及一第二極性連接端243。第一極性連接端242及第二極性連接端243可插入連接線240左方的發光元件10之第二連接器150的插槽153中，而分別電性連接插槽153中的第一極性輸入端151及第二極性輸入端152。相似地，連接線240右端的第三連接器241亦具有一第一極性連接端242以及一第二極性連接端243。第一極性連接端242及第二極性連接端243可插入連接線240右方的發光元件10之第一連接器140的插槽143中，而分別電性連接插槽143中的第一極性輸入端141及第二極性輸入端142。如此一來，相鄰兩發光元件10即可被連接線240插拔性地連接。也就是說，任一發光元件10均可藉由連接線240，以插拔的方式與其他發光元件10 相連接或相分離，大幅利於發光元件10的拆裝。

第8圖繪示第6圖之直下式背光模組20沿著B-B’線之剖面圖。如第8圖所示，發光元件10係容置於擴散板210及外殼220之間。發光元件10之發光二極體晶片130係朝擴散板210放射光線，擴散板210可擴散光線而達到勻光的效果。發光元件10之導熱板100的散熱區(未繪示於本圖中)係與外殼220接觸。如此一來，發光二極體晶片130發光時所產生的熱能即可藉由導熱板100傳導至外殼220，而由外殼220散逸至外界環境中。

於另一實施例中，每一發光元件10之散熱區102與外殼220間更包括一導熱膠250，以利於將來自導熱板100的熱能傳導至外殼220。

雖然第6至第8圖係以發光元件10來組成背光源200，但本發明並不以此為限。於其他實施方式中，亦可採用發光元件10a(可參閱第4圖)或發光元件10b(可參閱第5圖)來組成背光源200。

發光元件之第二應用

前文所述之發光元件10、10a或10b可至少應用於一側光式背光模組30中。第9圖繪示依據本發明一實施方式之側光式背光模組30之剖面圖。如第9圖所示，側光式背光模組30可包括一導光板310、一燈條320以及一外殼330。導光板310具有一出光面312及一與出光面312互相垂直之入光面311。燈條320係面向入光面311，而使燈條320 之出光方向朝向入光面311。外殼330係將燈條320以及導光板310收納於其中，而組合成側光式背光模組30。當燈條320上的發光元件10發光時，其所放射的光線可由入光面311進入導光板310，而從出光面312放射至側光式背光模組30外。燈條320之俯視圖係如同第7圖所示之背光源200。請參閱第7圖，燈條320包括複數發光元件10。側光式背光模組30還包含一驅動電路(如第6圖之元件230)，其係與燈條320電性連接。具體來說，驅動電路可電性連接燈條320上的發光元件10，以驅動發光元件10發光。每一發光元件10之第一連接器140及/或第二連接器150分別藉由一兩端各具有一第三連接器241之連接線240，使第三連接器241與其相鄰之另一發光元件10之第一連接器140及/或第二連接器150插拔性地連接，而使多個發光元件10彼此串聯。具體的插拔方式請參閱前文中關於第7圖的相關敘述，不重複敘述。

如第9圖所示，每一發光元件10之發光二極體晶片130係朝向導光板310之入光面311放射光線。發光元件10之導熱板100的散熱區(未繪示於本圖中)係與外殼330接觸。如此一來，發光二極體晶片130發光時所產生的熱能即可藉由導熱板100傳導至外殼330，而由外殼330散逸至外界環境中。

於另一實施例中，如第9圖所示之每一發光元件10之散熱區(未繪示於本圖中)與外殼330間更包括一導熱膠(如第8圖之元件250)，以幫助將來自導熱板100的熱能 傳導至外殼330。

雖然第9圖之燈條320係採用發光元件10來發光，但本發明並不以此為限。於其他實施方式中，亦可採用發光元件10a(可參閱第4圖)或發光元件10b(可參閱第5圖)來做為燈條320之光源。

長條狀發光元件

第10圖繪示依據本發明一實施方式之長條狀發光元件50之立體圖。第11圖繪示第10圖之長條狀發光元件50之俯視圖。第12圖繪示第11圖之長條狀發光元件50沿著C-C’線所剖的剖面圖。第13圖繪示長條狀發光元件50之電路佈局圖。如第10至13圖所示，長條狀發光元件50包括一條狀導熱板500、一本體510、複數發光二極體晶片520、一第一連接器530、一第二連接器540、一第一電路550及一第二電路560。如第12圖所示，條狀導熱板500包括有一固晶區501以及一延伸於固晶區501之一側邊的散熱區502。本體510具有一凹槽結構511，且本體510包覆條狀導熱板500。凹槽結構511具有一裸露出固晶區501之第一本體表面512。第一本體表面512之兩側則分別為自第一本體表面512延伸一段距離所形成之一第一凹槽側壁513及一第二凹槽側壁514。第一凹槽側壁513背對於第二凹槽側壁514之表面並有部分散熱區502裸露出來。第一凹槽側壁513、第二凹槽側壁514與第一本體表面512之法線515之間形成一夾角φ，其中0度≦φ<90度。發光二 極體晶片520係設置於固晶區501上。

如第11及第13圖所示，第一連接器530及第二連接器540係分別設置於本體510之相對兩端部。第一連接器530包括有一第一極性輸入端531及一第二極性輸入端532，其可用以供一外部電源輸入或與其他連接器插拔性地連接。相似地，第二連接器540包括有一第一極性輸入端541及一第二極性輸入端542，其可用以供一外部電源輸入或與其他連接器插拔性地連接。

第一電路550及第二電路560係與條狀導熱板500互相隔離，且位於本體510內。如第13圖所示，發光二極體晶片520跨接於第一電路550及第二電路560之間。第一電路550係電性連接第一連接器530之第一極性輸入端531及第二連接器540之第一極性輸入端541。第二電路560係電性連接第一連接器530之第二極性輸入端532及第二連接器540之第二極性輸入端542。

如此一來，當外部電源插拔性地連接第一連接器530及第二連接器540時，發光二極體晶片520即可藉由第一電路550及第二電路560得到電力而發光。也就是說，長條狀發光元件50無須透過焊線焊接至外部電路，而係採用插拔性的方式與外部電源相連接或相分離，大幅利於使用者的拆裝。

於另一實施例中，如第11及13圖所示，第一連接器530可包含凸出於本體510一端的一第一插頭533及一第二插頭534，分別容納第一極性輸入端531及第二極性輸 入端532。第二連接器540包含一第一插槽543及一第二插槽544，兩者共同凹設於本體510相對第一連接器530之另一端。第一插槽543及第二插槽544分別容納第一極性輸入端541及第二極性輸入端542。

使用者可將一長條狀發光元件50之第一插頭533及第二插頭534可分別插入另一長條狀發光元件50之第一插槽543及第二插槽544中，而使得這兩長條狀發光元件50能夠電性連接。相對地，使用者亦可將相互連接的兩長條狀發光元件50拔開，亦即，使用者可將一長條狀發光元件50之第一插頭533及第二插頭534拔離至另一長條狀發光元件50之第一插槽543及第二插槽544外，而分離兩相互連接的長條狀發光元件50。

第14圖繪示夾角φ與長條狀發光元件50之發光強度間的關係圖。於第14圖中，長條狀發光元件50的發光強度單位為任意單位(arbitrary unit,a.u.)。以下所列的表一彙整了第14圖中的相關數據。

表一

由第14圖及表一可得知，當夾角φ滿足：25度≦φ≦65度時，長條狀發光元件50之發光長度較佳。

於另一實施例中，如第11圖所示，每一發光二極體晶片520為矩形。也就是說，發光二極體晶片520具有相對兩長邊521以及鄰接於長邊521的相對兩短邊522。長邊521之長度為a，而短邊522之長度為b。長邊521之長度a與短邊522之長度b可定義一比值R=a/b。

第15圖繪示比值R與長條狀發光元件50之發光強度間的關係圖。於第15圖中，長條狀發光元件50的發光強度單位為任意單位(arbitrary unit,a.u.)。以下所列的表二彙整了第15圖中的相關數據。

由第15圖及表二可得知，當比值R滿足：1≦R≦5時，長條狀發光元件50之發光長度較佳。另外，當比值R滿足：3≦R≦4時，長條狀發光元件50之發光長度更佳。

於另一實施例中，如第11圖所示，每一發光二極體晶片520與第一凹槽側壁513及/或第二凹槽側壁514和固晶區501之交接處相隔一間距D。

第16圖繪示間距D與長條狀發光元件50之發光強度間的關係圖。於第19圖中，長條狀發光元件50的發光強度單位為任意單位(arbitrary unit,a.u.)，間距D的單位為微米(μm)。以下所列的表三彙整了第16圖中的相關數據。

由第16圖及表三可得知，其中間距D滿足：1微米≦D≦1000微米時，長條狀發光元件50之發光長度較佳。

於另一實施例中，如第12圖所示之長條狀發光元件50尚可包括一高反射層(未繪示於本圖中)，形成於導熱板500之固晶區501表面，其可用以將發光二極體晶片520 朝固晶區501所放射的光反射至長條狀發光元件50外，俾利提升長條狀發光元件50的出光效果。

高反射層是由具有高反射率之陶瓷材料所構成，例如可選自二氧化鈦、二氧化矽、氧化鋁、及氧化鋯所構成之族群或其組合。

如第12圖所示，長條狀發光元件50還包括有一波長轉換單元570。此波長轉換單元570可將發光二極體晶片520所發出之部分第一光線轉換成一波長較長之第二光線，並與部分未被轉換之第一光線混合而形成白光或其他顏色光。換句話說，當觀看者由波長轉換單元570外觀看時，觀看者可看到白光或其他混合而成之其他顏色光而非發光二極體晶片520本身的色光。

進一步來說，波長轉換單元570是由一摻混有波長轉換物質572之封裝膠574所構成。且此封裝膠574係填入凹槽結構511中，並包覆於發光二極體晶片520上。當發光二極體晶片520放射第一光線時，部分第一光線會激發波長轉換物質572，而轉換成第二光線，且此第二光線的波長可大於第一波長的波長。這些第一光線與第二光線可在封裝膠574中混合，而共同形成白光或其他顏色光。

波長轉換物質572可為螢光粉、色素或染料，進一步來說，於另一實施例中，波長轉換物質572可選自被銪或鈰活化的石榴石系列、矽酸鹽系列、氮化物系列、氮氧化物系列及硫化物系列所構成之族群的螢光粉。

第17圖繪示依據本發明另一實施方式之長條狀發 光元件50a的局部剖面圖。本實施方式與第12圖之長條狀發光元件50之間的主要差異係在於：本實施方式之波長轉換單元580是位在發光二極體晶片520所發出之第一光線之出光路徑上方，且與發光二極體晶片520距離一段距離。換句話說，波長轉換單元580並無包覆或接觸發光二極體晶片520，而係與發光二極體晶片520空間上地分隔。

進一步來說，於另一實施例中，本體510之第一本體表面512上更包括有複數固定孔516。波長轉換單元580是一包括有一波長轉換物質581之光學透鏡582。光學透鏡582包括有複數固定腳584。這些固定腳584係連接於光學透鏡582上面對發光二極體晶片520之底面583。藉由每一固定腳584插設於每一固定孔516，光學透鏡582可被固定於距離發光二極體晶片520上方一定距離之處，而使得波長轉換單元580與發光二極體晶片520空間上地分隔。更詳言之，光學透鏡582的固定腳584之間的距離係等於本體510上的固定孔516之間的距離，俾利每一固定腳584都能夠順利插入固定孔516中。於另一實施例中，固定腳584的形狀及尺寸係與固定孔516的形狀及尺寸相對應，俾利固定腳584能夠緊密地卡合於固定孔516中，而固定光學透鏡582之位置。

於另一實施例中，波長轉換物質581可為螢光粉、色素或染料。進一步來說，於另一實施例中，波長轉換物質581可選自被銪或鈰活化的石榴石系列、矽酸鹽系列、氮化物系列、氮氧化物系列及硫化物系列所構成之族群的 螢光粉。

於另一實施例中，光學透鏡582內部包括有量子點材料(quantum dot material)以提供波長轉換的功能。光學透鏡582內部係抽真空或者填充惰性氣體，以免量子點材料氧化。本說明書全文中所述的量子點材料係代表其三個維度之尺寸均小於電子的波長。於另一實施例中，量子點材料係可選自硫化鋅、硒化鋅及鎘化鋅所構成之族群。

長條狀發光元件之應用

前文所述之長條狀發光元件50及50a可至少應用於一側光式背光模組60中。第18圖繪示依據本發明一實施方式之側光式背光模組60之剖面圖。如第18圖所示，一種側光式背光模組60包括一條狀光源600、一導光板610以及一外殼620。導光板610具有一入光面611以及一出光面612，兩者互相垂直。條狀光源600包括至少一如前文所述之長條狀發光元件50。導光板610係被插入於凹槽結構511內。發光二極體晶片520之出光方向朝向入光面611。外殼620係將條狀光源600及導光板610收納於其中，而組合成側光式背光模組60。

條狀導熱板500之散熱區502與外殼620接觸。條狀導熱板500可將其固晶區501上發光二極體晶片520之熱能傳導至散熱區502，再由散熱區502傳導至外殼620，而由外殼620將熱能散逸至外界環境中。

於另一實施例中，條狀導熱板500之散熱區502與 外殼620之間還可包括一導熱膠630，以幫助將發光二極體晶片520在發光時所產生的熱能傳導至外殼620上。

第19圖繪示第18圖之條狀光源600之局部俯視圖。於另一實施例中，如第19圖所示之側光式背光模組60還可包括一驅動電路(未繪示於本圖中)，與長條狀發光元件50電性連接，用以驅動長條狀發光元件50上的發光二極體晶片520發光。

於另一實施例中，如第19圖所示，條狀光源600係由複數長條狀發光元件50所組合而成，其中每一長條狀發光元件50之第一連接器530及第二連接器540分別與其相鄰之另一長條狀發光元件50之第一連接器530或第二連接器540插拔性地連接，而使長條狀發光元件50彼此串接。

具體來說，如第19圖所示，圖中左側的長條狀發光元件50之第一連接器530的第一插頭533及第二插頭534可分別插入圖中右側的長條狀發光元件50之第一插槽543及第二插槽544中，而使得這兩長條狀發光元件50能夠彼此電性連接。

於上述側光式背光模組60中，由於長條狀發光元件50具有能夠與其他連接器插拔的第一連接器530及第二連接器540，故長條狀發光元件50可利用插拔的方式與其他長條狀發光元件50相連接或相分離。如此一來，使用者可因應不同導光板610的長度，利用插拔的方式，來增加或減少長條狀發光元件50的數量。雖然第18及19圖之條狀光源600係採用長條狀發光元件 50，但本發明並不以此為限。於其他實施方式中，條狀光源600亦可採用長條狀發光元件50a(可參閱第17圖)。

雖然本發明已以實施方式及實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧發光元件

100‧‧‧導熱板

110‧‧‧本體

111‧‧‧第一本體表面

112‧‧‧第二本體表面

130‧‧‧發光二極體晶片

140‧‧‧第一連接器

141、151‧‧‧第一極性輸入端

142、152‧‧‧第二極性輸入端

143、153‧‧‧插槽

150‧‧‧第二連接器

160‧‧‧第一電路

170‧‧‧第二電路

Claims (44)

1. 一種發光元件，包含：一導熱板，包括有一第一表面及一第二表面，其中該第一表面包括有一固晶區，該第二表面包括一散熱區；一本體，環繞該導熱板，且該本體包括有一相對的第一本體表面以及一第二本體表面，其中該第一本體表面包括有一內凹之凹部，裸露出該固晶區，而該第二本體表面則包括有一開口，裸露出該散熱區，該本體之該第一本體表面邊緣或該第二本體表面邊緣具有至少一插槽；複數發光二極體晶片，設置於該固晶區上；一第一、第二連接器，分別設置於該本體之該第一本體表面邊緣或該第二本體表面邊緣之該插槽內，且該第一、第二連接器均包括有一第一、第二極性輸入端，可供輸入一外部電源或與其他連接器插拔性地連接；以及一第一、第二電路，位於該本體內，該些發光二極體晶片跨接於該第一、第二電路之間，且該第一、第二電路分別與該第一、第二連接器上之該第一、第二極性輸入端電性連接。
2. 如請求項1所述之發光元件，更包括有一波長轉換單元，可將該些發光二極體晶片所發出之部分第一光線轉換成一波長較長之第二光線，並與部分未被轉換之該第一光線混合而形成白光或其他顏色光。
3. 如請求項2所述之發光元件，其中該波長轉換單元 是由一摻混有波長轉換物質之封裝膠所構成，且該封裝膠係包覆於該些發光二極體晶片上。
4. 如請求項2所述之發光元件，其中該波長轉換單元是位在該些發光二極體晶片所發出之該第一光線之出光路徑上方，且與該些發光二極體晶片距離一段距離。
5. 如請求項4所述之發光元件，其中該第一本體表面上更包括有複數固定孔，且該波長轉換單元是一包括有一波長轉換物質之光學透鏡，其包括有複數固定腳，並藉由使每一該些固定腳插設於每一該些固定孔，而使該光學透鏡被固定於距離該些發光二極體晶片上方一定距離之處。
6. 如請求項5所述之發光元件，其中該波長轉換物質係選自被銪或鈰活化的石榴石系列、矽酸鹽系列、氮化物系列、氮氧化物系列及硫化物系列所構成之族群的螢光粉。
7. 如請求項5所述之發光元件，其中該光學透鏡內部包括有量子點材料且內部係抽真空或者填充惰性氣體。
8. 如請求項7所述之發光元件，其中該量子點材料係選自硫化鋅、硒化鋅及鎘化鋅所構成之族群。
9. 如請求項1所述之發光元件，其中該導熱板是由高散熱金屬或合金、高散熱半導體材料或高散熱陶瓷材料其中 之一或其組合所構成。
10. 如請求項9所述之發光元件，其中該導熱板是選自鋁、鋁合金、碳化矽、半導體矽、氮化鋁、及氮化硼所構成之族群或其組合。
11. 如請求項10所述之發光元件，其中更包括一高反射層，形成於該導熱板之該固晶區表面。
12. 如請求項11所述之發光元件，其中該高反射層是由具有高反射率之陶瓷材料所構成。
13. 如請求項12所述之發光元件，其中該具有高反射率之陶瓷材料是選自二氧化鈦、二氧化矽、氧化鋁、及氧化鋯所構成之族群或其組合。
14. 如請求項1所述之發光元件，其中該凹部邊緣具有一傾斜側壁，且該傾斜側壁與該第一本體表面之法線之間形成一夾角θ，其中25度≦θ≦70度。
15. 一種直下式背光模組，包括：一背光源，包括複數如請求項1至14中任一項所述之發光元件，其中每一該些發光元件之該第一連接器及/或該第二連接器分別藉由一兩端各具有一第三連接器之連接線，使該第三連接器與其相鄰之另一該發光元件之該第一連 接器及/或該第二連接器插拔性地連接，而使該些發光元件彼此串接組合形成該背光源；一擴散板，設置於該背光源上方；以及一外殼，將該背光源以及該擴散板收納於其中，而組合成該直下式背光模組，且每一該些發光元件之該散熱區與該外殼接觸。
16. 如請求項15所述之直下式背光模組，其中更包括一驅動電路，與該背光源電性連接。
17. 如請求項15所述之直下式背光模組，其中每一該些發光元件之該散熱區與該外殼間更包括一導熱膠。
18. 一種側光式背光模組，包括：一導光板，具有一出光面及一與該出光面互相垂直之入光面；一燈條，面向該入光面，使該燈條之出光方向朝向該入光面，該燈條包括複數如請求項1至14中任一項所述之發光元件，其中每一該些發光元件之該第一連接器及/或該第二連接器分別藉由一兩端各具有一第三連接器之連接線，使該第三連接器與其相鄰之另一該發光元件之該第一連接器及/或該第二連接器插拔性地連接，而使該些發光元件彼此串聯；以及一外殼，將該燈條以及該導光板收納於其中，而組合成該側光式背光模組，且每一該些發光元件之該散熱區與該外 殼接觸。
19. 如請求項18所述之側光式背光模組，其中更包括一驅動電路，與該燈條電性連接。
20. 如請求項18所述之側光式背光模組，其中每一該些發光元件之該散熱區與該外殼間更包括一導熱膠。
21. 一種板燈，包括：一背光源，包括複數如請求項1至14中任一項所述之發光元件，其中每一該些發光元件之該第一連接器及/或該第二連接器分別藉由一兩端各具有一第三連接器之連接線，使該第三連接器與其相鄰之另一該發光元件之該第一連接器及/或該第二連接器插拔性地連接，而使該些發光元件彼此串接組合形成該背光源；一擴散板，設置於該背光源上方；以及一外殼，將該背光源以及該擴散板收納於其中，而組合成該板燈，且每一該些發光元件之該散熱區與該外殼接觸。
22. 如請求項21所述之板燈，其中更包括一驅動電路，與該背光源電性連接。
23. 如請求項21所述之板燈，其中每一該些發光元件之該散熱區與該外殼間更包括一導熱膠。
24. 一種長條狀發光元件，包括：一條狀導熱板，包括有一固晶區，以及一延伸於該固晶區之一側邊的散熱區；一本體，具有一凹槽結構，且該本體包覆該條狀導熱板，該凹槽結構具有一裸露出該固晶區之第一本體表面，而該第一本體表面之兩側則分別為自該第一本體表面延伸一段距離所形成之第一、第二凹槽側壁，其中該第一凹槽側壁背對於該第二凹槽側壁之表面並有部分該散熱區裸露出來，其中該第一凹槽側壁、該第二凹槽側壁與該第一本體表面之法線之間形成一夾角φ，其中0度≦φ<90度；複數發光二極體晶片，設置於該固晶區上；一第一、第二連接器，分別設置於該本體之兩端部，該第一連接器及該第二連接器均包括有一第一、第二極性輸入端，可供輸入一外部電源或與其他連接器插拔性地連接，其中該第二連接器包含複數插槽，該第二連接器之該第一極性輸入端與該第二極性輸入端係分別容納於該些插槽內；以及一與該條狀導熱板互相隔離第一、第二電路，位於該本體內，且該些發光二極體晶片跨接於該第一、第二電路之間，且該第一、第二電路分別與該第一、第二連接器上之該第一、第二極性輸入端電性連接。
25. 如請求項24所述之長條狀發光元件，更包括有一波長轉換單元，可將該些發光二極體晶片所發出之部分第一光線轉換成一波長較長之第二光線，並與部分未被轉換之該第一光線混合而形成白光或其他顏色光。
26. 如請求項25所述之長條狀發光元件，其中該波長轉換單元是由一摻混有波長轉換物質之封裝膠所構成，且該封裝膠係包覆於該些發光二極體晶片上。
27. 如請求項25所述之長條狀發光元件，其中該波長轉換單元是位在該些發光二極體晶片所發出之該第一光線之出光路徑上方，且與該些發光二極體晶片距離一段距離。
28. 如請求項27所述之長條狀發光元件，其中該第一本體表面上更包括有複數固定孔，且該波長轉換單元是一包括有一波長轉換物質之光學透鏡，其包括有複數固定腳，並藉由使每一該些固定腳插設於每一該些固定孔，而使該光學透鏡被固定於距離該些發光二極體晶片上方一定距離之處。
29. 如請求項28所述之長條狀發光元件，其中該波長轉換物質係選自被銪或鈰活化的石榴石系列、矽酸鹽系列、氮化物系列、氮氧化物系列及硫化物系列所構成之族群的螢光粉。
30. 如請求項28所述之長條狀發光元件，其中該光學透鏡內部包括有量子點材料且內部係抽真空或者填充惰性氣體。
31. 如請求項30所述之長條狀發光元件，其中該量子 點材料可選自硫化鋅、硒化鋅及鎘化鋅所構成之族群。
32. 如請求項24所述之長條狀發光元件，其中該導熱板是由高散熱金屬或合金、高散熱半導體材料或高散熱陶瓷材料其中之一或其組合所構成。
33. 如請求項32所述之長條狀發光元件，其中該導熱板是選自鋁、鋁合金、碳化矽、半導體矽、氮化鋁、及氮化硼所構成之族群或其組合。
34. 如請求項33所述之長條狀發光元件，其中更包括一高反射層，形成於該導熱板之該固晶區表面。
35. 如請求項34所述之長條狀發光元件，其中該高反射層是由具有高反射率之陶瓷材料所構成。
36. 如請求項35所述之長條狀發光元件，其中該具有高反射率之陶瓷材料是選自二氧化鈦、二氧化矽、氧化鋁、及氧化鋯所構成之群組或其組合。
37. 如請求項24所述之長條狀發光元件，其中25度≦φ≦65度。
38. 如請求項24所述之長條狀發光元件，其中每一該 些發光二極體晶片為一長邊為a而短邊為b之矩形，且該長邊a與該短邊b之比值R滿足：1≦R≦5。
39. 如請求項38所述之長條狀發光元件，其中該比值R滿足：3≦R≦4。
40. 如請求項24所述之長條狀發光元件，其中每一該些發光二極體晶片與該第一凹槽側壁及/或該第二凹槽側壁和該固晶區交接處相隔一間距D，其中該間距D滿足：1微米≦D≦1000微米。
41. 一種側光式背光模組，包括：一導光板，具有一出光面及一與該出光面互相垂直之入光面；一條狀光源，包括至少一如請求項24至40中任一項所述之長條狀發光元件，其中該導光板係被插入於該凹槽結構內，且該些發光二極體晶片之出光方向朝向該入光面；以及一外殼，將該條狀光源及該導光板收納於其中，而組合成該側光式背光模組，且該導熱板之一散熱區與該外殼接觸。
42. 如請求項41所述之側光式背光模組，其中更包括一驅動電路，與該長條狀發光元件電性連接。
43. 如請求項41所述之側光式背光模組，其中該散熱 區與該外殼之間更包括一導熱膠。
44. 如請求項41所述之側光式背光模組，其中該條狀光源係由複數如請求項24至40中任一項所述之長條狀發光元件所組合而成，其中每一該些長條狀發光元件之該第一連接器及該第二連接器分別與其相鄰之另一該長條狀發光元件之該第一連接器或該第二連接器插拔性地連接，而使該些長條狀發光元件彼此串接。