發光二極體晶片的背光組件的製作方法
2023-05-16 15:39:46 1
專利名稱:發光二極體晶片的背光組件的製作方法
技術領域：
本發明有關發光二極體背光組件結構，具體說有關一種具有發光二極體晶片的背光組件結構。
背景技術：
隨著顯示器製造技術的提升與改良，具備體積小、低幅射等特點的液晶顯示器(LCD；liquid crystal display)，在近年來已經逐漸取代傳統的陰極射線管(CRT；cathode ray tube)顯示器。一般而言，現有的液晶顯示器的背光組件(backlighting module)大多採用冷陰極燈管(CCFL；cold cathode fluorescent lamp)作為發光光源，然而由於冷陰極管具有低溫啟動不易的問題，因此，在寒冷的地方需要另外裝設加熱器，且使用前必須有足夠的暖燈時間。有鑑於此，利用發光二極體(LED；light emitting diode)作為發光光源的背光組件日漸受到重視。
發光二極體是一種小型，且具有高發光效率的發射光源。發光二極體可以廣泛的應用在指示器(indicator)，以及做為各種顏色的光源。在最近，具有超高亮度以及高效率而用於RGB(紅光、綠色以及藍色)的發光二極體已經被發展出來，且這些發光二極體已經可以在大型顯示屏幕中使用。發光二極體顯示屏幕可以在低能源，以及具有較輕的重量及長的使用壽命下操作。
圖1A所示是一種現有的發光二極體背光組件結構。如圖1A所示，現有的晶片載具1100包含具有第一反射片1110A及網點1114的上導光板1110、下導光板1112、第一反射鏡1116、第二反射片1118、第三反射片1120、平板狀金屬基板1122、發光二極體晶片1124以及一第二反射鏡1126。其中，發光二極體晶片1124做為發光光源，且是以條狀式的方式安置於平板狀金屬基板1122上。上、下導光板1110及1112結合在一起，第一反射鏡1116位在上、下導光板1110及1112的一側。其中，第二反射片1118位於下導光板1112與上導光板1110之間，第三反射片1120位於下導光板1112的下方。具有平板狀金屬基板1122位於下導光板1112的下方，且承載發光二極體晶片1124，用以散失由發光二極體晶片1124因產生光源而造成的熱量。在具有發光二極體晶片1124的部份，則是與第二反射鏡1126結合，使得具有發光二極體晶片1124的部份被第二反射鏡1126包覆。其中，在第二反射鏡1126，與具有發光二極體晶片1124的金屬基板1122的部份，可以利用樹脂1128填滿，此樹脂1128與下導光板1112具有相同的折射率。
當發光二極體晶片1124發出的光源1130透過下導光板1112，並經由第二反射片1118、第三反射片1120產生反射，並且經由第一反射鏡1116反射至上導光板1110。然後藉助位於上導光板1110內的第一反射片1110A反射該光源1130，當光源1130反射至網點1114時，網點1114會破壞光源1130的全反射行進路線，光源1130會經由上導光板1110反射出去。
然而，上述現有的背光組件，由於發光光源設置於與晶片載具平行的方向(如圖1B所示)，因此，在使用時，容易因為光源入射角度不佳，而造成背光組件的亮度不均勻的現象；又或者其光源所射出的角度無法均勻的散布出整個上導光板，而降低發光二極體晶片的發光效率。
因此，為克服現有技術的缺點，申請人提出一種具有發光二極體晶片的背光組件，用以改善現有技術中發光二極體背光組件所產生的的種種問題。
發明內容鑑於上述的發明背景中，傳統的發光二極體背光組件所產生的諸多缺點，本發明提出一種具有發光二極體晶片的背光組件，使得發光二極體晶片所產生的光源具有高效率以及高亮度。
本發明的目的在於提供一種具有發光二極體晶片的背光組件，此背光組件具有晶片載具，此晶片載具為具有彎折狀金屬基板，將發光二極體晶片放置在具有彎折狀金屬基板的傾斜側面上，使得發光二極體發射出光源，且光源在下導光板內產生全反射，並且藉助位於上導光板內的網點破壞全反射，因而使得發光二極體晶片所發射的光源，可以由上導光板發射出去。
本發明的目的在於晶片載具為具有傾斜角度的彎折狀金屬基板，將具有發光二極體晶片、且具有傾斜角度的彎折狀金屬基板，放置於具有中空凹洞的下導光板的四個側邊，藉助上、下導光板合併之後，產生具有高發光效率以及高亮度的背光光源。
本發明的目的在於將晶片載具具有發光二極體晶片的部份，嵌入下導光板的側面，藉助發光二極體晶片產生光源，且在下導光板內產生全反射，然後再經由上導光板將光源發射出去。
本發明的目的在於晶片載具具有發光二極體晶片的部份，嵌入下導光板的側面，再將上、下導光板結合，並藉助在下導光板內產生反射，然後光源透過四個側邊的反射鏡產生反射，然後再由上導光板將光源發射出去。
根據以上所述的目的，本發明提供一種具有發光二極體晶片的背光組件，其背光組件包含上導光板、下導光板，其中，上導光板與下導光板的一端具有反射鏡，金屬基板，作為發光二極體晶片的晶片載具，發光二極體晶片位於金屬基板的傾斜面上，其中，在晶片載具上具有發光二極體晶片的部份，嵌入下導光板內，晶片載具的平板部份，位於下導光板下方。當發光二極體晶片發射出光源，光源會在下導光板內產生反射，並藉助位於下導光板另一端的反射鏡將此光源反射至上導光板，最後光源再由上導光板發射出去。
圖1A是根據傳統的平面發光二極體背光組件結構的截面示意 圖1B是表示現有的具有發光二極體晶片的截面示意圖；圖2是根據本發明所揭示的發光二極體晶片的背光組件，發光二極體晶片位於晶片載具的傾斜面上的結構截面示意圖；圖3A是根據本發明所揭示的發光二極體晶片的背光組件，具有RGB發光二極體晶片、晶片載具與下導光板結合，以單邊入射的方式發射光源的結構截面示意圖；圖3B是根據本發明所揭示的發光二極體晶片載具的背光組件結構，具有RGB發光二極體晶片、晶片載具與具有傾斜面的下導光板結合，以單邊入射的方式發射光源的結構截面示意圖；圖4是根據本發明所揭示的發光二極體晶片的背光組件，具有RGB發光二極體晶片、晶片載具與位於上導光板下方兩側，具有傾斜面的下導光板結合，以雙邊入射的方式發射光源的結構截面示意圖；圖5A及圖5B是根據本發明所揭示的具有發光二極體晶片的背光組件，具有RGB發光二極體晶片、晶片載具與位於上導光板下方兩側，具有傾斜面之下導光板結合，以四邊入射的方式發射光源的結構截面示意圖；圖6是根據本發明所揭示的發光二極體晶片的背光組件，發光二極體晶片位於金屬基板的側面的結構截面示意圖；圖7是根據本發明所揭示的發光二極體晶片的背光組件，以單邊入射光源的方式，具有RGB發光二極體晶片的晶片載具，位於上導光板下方之下導光板的一側，且其發光二極體晶片嵌入至下導光板內的結構截面示意圖；圖8是根據本發明所揭示的具有發光二極體晶片的背光組件，以雙邊入射光源的方式，在下導光板的一側面，將具有RGB發光二極體晶片的晶片載具嵌入至下導光的側面內的結構截面示意圖；圖9A是根據本發明所揭示的具有發光二極體晶片的背光組件，以四邊入射的方式，將四個具有RGB發光二極體晶片的晶片載具，放置在具有空穴之下導光板垂直側面的結構截面示意圖；以及圖9B是根據本發明所揭示的根據圖9A，以四邊入射的方式，表示發光二極體晶片的背光組件的完整結構側視圖。
具體實施方式本發明的一些實施例會詳細描述如下。然而，除了詳細描述外，本發明還可以廣泛地施行於其他的實施例，且本發明的範圍不受具體實施例的限定，而是以所附的權利要求
的範圍為準。
再者，半導體元件的不同部份並沒有依照尺寸繪圖。某些尺度與其他相關尺度相比已經被誇張，以提供更清楚的描述和本發明的理解。
如圖2所示，是為本發明的特徵的一。是利用具有傾斜角度x的金屬基板10做為發光二極體晶片12的晶片載具。其中，金屬基板10的傾斜面與平面16之間具有夾角(如圖2所示)，且發光二極體晶片12是設置於傾斜面14上。此夾角角度大於90度小於180度。此角度，乃是為了讓發光二極體晶片12所發射出的光源，具有適當的角度，而能夠在透射出上導光板時，具有高亮度以及高發光效率。而金屬基板具有平面的部份16以及傾斜面14，均可以移除由發光二極體晶片12在發光時所產生的熱量。
如圖3A所示，是以單邊入射的方式，具有發光二極體晶片的背光組件的較佳實施例。此背光組件包括具有若干個網點26以及第一反射片22A的上導光板22、下導光板24、反射鏡28、第二反射片30、第三反射片32、晶片載具34且此晶片載具34的平面及傾斜面34A之間有一夾角以及發光二極體晶片36。其中，發光二極體晶片36設置於晶片載具34的傾斜面34A上，此發光二極體晶片36可以是RGB發光二極體晶片組、或者是白光發光二極體晶片，或者是由RGB與白光混合而構成的發光二極體晶片。
在圖3A中則是以RGB發光二極體晶片作為實施例。上導光板22與下導光板24之間具有第二反射片30，在下導光板24的下方具有第三反射片32，在此第二反射片30以及第三反射片32是用來將發光二極體晶片36所發射出的光源40，在下導光板24內產生全反射，並藉助全反射產生混光。在上導光板22及下導光板24的一側具有反射鏡28，此反射鏡28的形狀是與下導光板24的折射率有關，因此，不一定是圓形，也有可是橢圓形、或是其它相對應於下導光板的折射率的形狀。因此，晶片載具34的平面34B位於下導光板24下方，具有傾斜面34A則是位於下導光板24的另一側；在下導光板24與具有傾斜面34A之間的空隙，可以不填入任何物質，或者是可以填入與下導光板24具有相同折射率的樹脂38，如環氧樹脂(epoxy)，使得光源40由發光二極體晶片36發射出來時，減少因為不同的折射率而造成入射光效率降低的問題。
因此，當RGB發光二極體晶片36發射出RGB光源40時，此RGB光源40會藉助第一反射片30及第二反射片32，在下導光板24之間產生全反射。然後，此RGB光源40反射至反射鏡28之後，再反射至上導光板22。藉助上導光板22內的第一反射片22A產生全反射，當此光源反射至網點26時，網點26會破壞RGB光源40的全反射路徑，使得RGB光源40可以由上導光板22發射出去，而做為背光光源使用。
參照圖3B，其發光二極體背光組件結構與圖3A相同，然而其差異性是在於，將具有發光二極體晶片的晶片載具34嵌入下導光板24內，而下導光板24的一側具有傾斜側面。此傾斜面相對於晶片載具34的傾斜面34A，使得兩個傾斜面可以相互卡合，讓發光二極體晶片34嵌入。因此，在下導光板24與具有傾斜角度的晶片載具34之間的空隙，不須要填入樹脂，而節省發光二極體背光模的空間。
因此，當發光二極體晶片發射出光源40時，此光源40會藉助第二反射片30及第三反射片32，在下導光板24之間產生全反射。然後，此光源40反射至反射鏡28之後，再反射至上導光板22。藉助上導光板22內的第一反射片22A產生全反射，然後此光源40會反射至網點26，此網點26會破壞光線40的全反射路徑，使得光源40可以由上導光板22發射出去，而作為背光光源使用。
參照圖4，是揭示以雙邊入射的方式具有發光二極體晶片的背光組件的較佳實施例。參照圖四，是以RGB發光二極體晶片作為發光二極體晶片的背光組件。其背光組件包含具有若干個網點56以及第一反射片52A的上導光板52、至少兩個下導光板54、兩個反射鏡58、至少四個反射片60A、60B、60C及60D、至少兩個具有朝嚮導光板一側邊的平面，且此平面與下導光板54的底面夾一角度、晶片載具62、以及至少兩個發光二極體晶片64。其中，兩個發光二極體晶片64分別設置於晶片載具62的傾斜面62A上。兩個下導光板54分別放置在上導光板52之下方兩側。
在上導光板52及下導光板54的一側具有反射鏡58，此反射鏡58的形狀是與下導光板54的折射率有關，因此不一定是圓形，也有可是橢圓形或是其它相對應於下導光板54的折射率的形狀。因此，兩個晶片載具62位於上導光板52及下導光板54下方，晶片載具62的傾斜面62A則是位於上導光板52及下導光板54的另一側；在上導光板52及下導光板54與晶片載具的傾斜面62A之間的空隙，可以填滿與第一及第二下導光板54具有相同折射率的樹脂，如環氧樹脂(epoxy)，使得光源66發射出來時，不會因為不同的折射率，而造成發光效率降低的問題。
藉助雙邊入射光源的方式，當RGB發光二極體晶片由兩側發射出RGB光源66時，此RGB光源66會分別藉助第二反射片60A、第三反射片60B及第四反射片60C以及第五反射片60D，分別在兩個下導光板54之間產生全反射。然後，兩邊的光源66會反射至第一反射鏡以及第二反射鏡58，再反射至上導光板52。藉助上導光板52內的第一反射片52A產生全反射，使得光源66反射至網點56時，網點56會破壞光源66的全反射路徑，使得兩邊的光源66可以由上導光板52發射出去，而做為背光光源使用。因此，由雙邊的發光二極體背光光源產生光源，藉助適當的傾斜角度產生全反射，使得光源66由上導光板52穿透出去時，具有最佳的發光效率以及發光亮度。
另外，參照圖5A，是揭示以四邊入射的方式，具有RGB發光二極體作為發光二極體晶片的背光組件的較佳實施例。其背光組件包含具有若干個網點76以及第一反射片72A的實心的上導光板72、具有空穴78的下導光板74，其中，空穴78為矩形結構，且空穴78的側邊具有角度y，此角度y對應具有晶片載具80的傾斜面80A與平面之間的夾角，使得兩者在後續結合時可以相互接合。
具有發光二極體晶片的背光組件還包含至少八個上反射片及下反射片(未在圖中表示)、至少四個反射鏡(未在圖中表示)，以及至少四個發光二極體晶片82。其中，至少四個發光二極體晶片82，分別安置在四個具有傾斜角度x的晶片載具80的傾斜面80A上。然後，在下導光板74的上下方，分別放置八個上、下反射片(未在圖中表示)。接著，將四個具有發光二極體晶片82的晶片載具80安置在下導光板74的中空凹洞78的四個側邊上，使得晶片載具80的傾斜面82A與下導光板74之間可以相互接合。在此，由於下導光板74的傾斜面，與晶片載具80的傾斜面82A可以結合，因此，如圖5B所示，發光二極體晶片82會嵌入下導光板74內，不須要藉助樹脂填滿發光二極體晶片82與下導光板74之間的空隙。
另外，參照圖6，圖中所示是本發明所揭示的具有發光二極體晶片的背光組件的另一較佳實施例。以金屬基板90作為發光二極體晶片的晶片載具，其中，發光二極體晶片92設置於此金屬基板90的一側，此側面與金屬基板90的平面具有一夾角，此夾角是為了讓發光二極體晶片92所發射出的光源，具有適當的發射角度，而能夠在透射出上導光板時，具有高亮度以及高的發光效率。而其餘金屬基板90的部份，則是用來散失由發光二極體晶片92在發光時所產生的熱量。此外，發光二極體晶片92可以是RGB發光二極體晶片(RGBLED chip)，或是白光發光二極體晶片(white LED chip)。
參照圖7，是以雙邊入射的方式，以RGB發光二極體作為發光二極體晶片載具的背光組件的較佳實施例。此背光組件包括，具有若干個網點96以及第一反射片94A的上導光板94、下導光板98、反射鏡100、第一反射片102、第二反射片104、晶片載具90以及發光二極體晶片組92。其中，發光二極體晶片92設置於具有傾斜角度x的晶片載具90的傾斜面90A上。
具有發光二極體晶片92的晶片載具90，是將具有發光二極體晶片92嵌入至下導光板98內，而下導光板98同時也具有傾斜面98A相對應於晶片載具90的傾斜面90A，因此晶片載具90與下導光板98可以相互接合。
此外，在上導光板94及下導光板98之間具有第一反射片102，而在下導光板98的下方具有第二反射片104，此第一反射片102以及第二反射片104的功能，是用來將發光二極體晶片92所發射出的光源106，在下導光板98內產生全反射，使得光源106可以藉助全反射產生混光。在上導光板94及下導光板98的一側具有反射鏡100，此反射鏡100的形狀是與下導光板98的折射率有關，因此，其形狀不一定是圓形，也有可是橢圓形、或是其它相對應於下導光板98的折射率的形狀。
因此，當發光二極體晶片92發射出光源106時，此光源92會藉助第一反射片102及第二反射片104，在下導光板98之間產生全反射。然後，此光源106反射至反射鏡100之後，再反射至上導光板94。藉助上導光板94內的網點96破壞光源106的全反射路徑，使得光源106可以由上導光板94發射出去，而做為背光光源使用。
參照圖8，是根據雙邊入射的方式、以RGB發光二極體以及白光發光二極體，作為發光二極體晶片的背光組件的較佳實施例。此背光組件有部份結構與先前所述的結構相似，因此，相似的結構以及其連結關係在此不再描述。參照圖8，其結構包含，具有若干個網點114以及反射片110A的上導光板110、至少兩個下導光板112、至少四個第一及第二反射片118及120、至少兩個反射鏡116、兩組晶片載具122以及發光二極體晶片124。其中，兩組具有發光二極體晶片124的晶片載具122，是將具有發光二極體晶片124分別嵌入位於上導光板110下方兩側的下導光板112的傾斜面內。
在此，發光二極體晶片124可以在晶片載具122的傾斜面與平面之間的夾角發射光源126，而達到最佳的發光效率以及發光亮度。此角度大於90度角小於180度角。而在上導光板110及下導光板112之間還包含第一反射片118，在下導光板112下方也具有第二反射片120，此第一反射片118及第二反射片120是用來將發光二極體晶片124所發射出的光源126，在下導光板112內產生全反射，進而達到混光的目的。
因此，當發光二極體晶片124發射出光源126時，此光源126會藉助第一反射片118及第二反射片120，在下導光板112之間產生全反射。然後，光源126反射至反射鏡116之後，再反射至上導光板110。藉助上導光板110內的網點114破壞光源126的全反射路徑，使得光源126可以由上導光板110發射出去，而做為背光光源使用。
參照圖9A，是根據四邊入射的方式、揭示發光二極體背光組件的晶片載具的結構的另一較佳實施例。其結構包含具有若干個網點136以及第一反射片130A，且為具實心的上導光板130、具有空穴134之下導光板132，其中，空穴134為一矩形結構，其空穴134的側邊具有一傾斜角度，此傾斜角度則須配合具有晶片載具138的傾斜面138A，使得兩者在後續結合時可以相互接合。其結構還包含，至少八個第二反射片144及第二反射片146(如圖9B所示)、至少四個反射鏡142(如圖9B及圖9C所示)、晶片載具138，以及至少四個發光二極體晶片140。其中，至少四個發光二極體晶片140分別安置在晶片載具138的傾斜面138A上。然後，在下導光板132的上下方，分別放置四個第二反射片(未在圖中表示)。
再參照圖9A，將四周為傾斜角度，且具有發光二極體晶片140的晶片載具138，安置在下導光板132的空穴134的四個側邊上，使得具有晶片載具138的發光二極體晶片140，可以與下導光板132之間可以相互結合。其結合之後的具有發光二極體背光組件如圖9B所表示。要說明的是，若發光二極體晶片為RGB發光二極體晶片，則須要反射片以使得發光二極體晶片140所發射的RGB光源，可以藉助反射片所造成的全反射，而產生混光，並藉助上導光板130及下導光板132四側的反射鏡(未在圖中表示)，將RGB光源反射至上導光板130。同樣地，藉助上導光板130內的網點136破壞全反射路徑的進行，使得RGB光源會由上導光板130射出。
而圖9B所示，是根據圖9A的實施例，以四邊入射的方式，表示發光二極體背光組件的晶片載具的完整結構側視圖。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，並非用以限定本發明的申請專利範圍；凡其它未脫離本發明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應包含在下述的本申請權利要求
範圍內。
權利要求
1.一種發光二極體晶片背光組件，該發光二極體背光組件包含具有若干個網點的一上導光板；一下導光板，位在該上導光板下方；一第一反射片、一第二反射片及一第三反射片，該第一反射片位於該上導光板與該下導光板之間，該第二反射片位於該第一反射片與該下導光板之間，而該第三反射片位於該下導光板下方；一發光二極體晶片；一晶片載具，具有朝向該下導光板一側邊的一平面，且該平面與該下導光板的底面夾一角度，該發光二極體晶片設置在該平面上；以及一反射鏡，設置在該下導光板及該上導光板的一側邊。
2.如權利要求
1所述的發光二極體背光組件，其特徵在於該晶片載具包括一金屬基板。
3.如權利要求
1所述的發光二極體背光組件，其特徵在於該發光二極體晶片由一紅、綠及藍發光二極體晶片及一白光發光二極體晶片組成的族群中選出。
4.如權利要求
1所述的發光二極體背光組件，其特徵在於該夾角範圍大於90度角小於180度角。
5.如權利要求
1所述的發光二極體背光組件，其特徵在於該發光二極體晶片被包覆有樹脂。
6.如權利要求
1所述的發光二極體背光組件，其特徵在於該發光二極體晶片嵌設於該下導光板內。
7.一種發光二極體背光組件，該發光二極體背光組件包含具有若干個網點的一上導光板；一下導光板，具有一開孔且該下導光板位在該上導光板下方；一第一反射片、一第二反射片及一第三反射片，該第一反射片位於該上導光板與該下導光板之間、該第二反射片位於該第一反射片與該下導光之間，而該第三反射片位於該下導光板下方；一發光二極體晶片；一晶片載具，設置在該下導光板的該開孔的側壁，該晶片載具具有朝向該側壁的平面，且該平面與該下導光板的底面夾一範圍大於90度且小於180度的一角度，該發光二極體晶片設置在該平面上，；及一反射鏡，設置在該下導光板之外側及該上導光板的一側邊。
8.如權利要求
7所述的發光二極體背光組件，其特徵在於該晶片載具包括一金屬基板。
9.如權利要求
7所述的發光二極體背光組件，其特徵在於該發光二極體晶片嵌入該下導光板內。
10.如權利要求
7所述的發光二極體背光組件，其特徵在於該發光二極體晶片由一紅、綠及藍發光二極體晶片及一白光發光二極體晶片所組成的族群中選出。
專利摘要
本發明提供了一種發光二極體晶片背光組件，其背光組件包含上導光板、下導光板，具有傾斜側面的晶片載具以及發光二極體晶片。其中，上、下導光板的一端具有反射鏡，發光二極體晶片位於晶片載具的傾斜側面上，此發光二極體晶片嵌入於下導光板內。當發光二極體晶片產生入射光源，入射光源會根據此傾斜側面與水平面的夾角，在下導光板內產生反射，且藉助位於下導光板側邊的反射鏡反射至上導光板，然後光源再由上導光板穿透出去。
文檔編號H01L33/00GK1991496SQ200510003517
公開日2007年7月4日 申請日期2005年12月28日
發明者丁初稷, 邱天隆, 曾威揚, 駱威諭 申請人:中華映管股份有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan