一種光源結構的製作方法
2023-07-12 09:12:01 1
專利名稱：一種光源結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種光源結構，尤其涉及一種可延長發光二極體使用壽命的光源結 構。
背景技術：
隨著科技的發展，加上數位化時代的到來，推動了液晶顯示器市場的蓬勃發展。液 晶顯示器因為具有高畫質、體積小、重量輕、低驅動電壓與低消耗功率等眾多優點。因此被 廣泛應用於個人數字助理(PDA)、行動電話、攝錄放影機、筆記型計算機、桌上型顯示器、車 用顯示器及投影電視等消費性通訊或電子產品之上，並逐漸取代陰極射線管，而成為顯示 器的主流。液晶顯示裝置為了滿足輕薄化的需求，會將光源置放在面板的側方，目前廣泛使 用的光源是發光二極體，其具有節能、環保、壽命長、低耗、低熱、高亮度、尺寸小等優點。目 前通常將發光二極體的相關組件封裝為一個整體，以便於製造。傳統的封裝結構是在發光 二極體晶片表面塗覆一層折射率相對較高的透明膠層，即封裝膠，由於封裝膠處於晶片和 空氣之間，從而有效減少了光子在界面的損失，提高了取光效率。此外，封裝膠的作用還包 括對晶片進行機械保護，應力釋放，並作為一種光導結構。目前使用的封裝膠材料大多為矽 膠，其具有透光率高，折射率大，熱穩定性好，應力小，吸溼性低等特點。為了增加封裝膠的 透光率，還會在封裝膠中混合螢光粉，然後點塗在發光晶片上。螢光粉的作用在於光色復 合，形成白光。在矽膠中摻入螢光粉，可以提高封裝膠的折射率，降低光散射，提高發光二極 管的出光效率，並能有效改善光色質量。然而，將螢光粉混入封裝膠的做法在長時間使用後會存在如下問題1.因封裝膠為液態烘烤後固化，所以在長時間使用後，封裝膠表面會有水氣滲入 而受潮，造成封裝膠及混合其中的螢光粉效率下降，導致整體發光二極體的亮度或色度快 速下降。2.封裝膠受潮還會造成封裝膠與發光二極體模組接合處密合不良，從而導致空氣 中的少量硫氣體跑入發光二極體內部，造成與發光晶片底部的銀元素發生反應而產生硫化 銀，硫化銀會讓發光晶片底部黑化而降低發光二極體內部的反射率，造成其亮度或色度下 降。因此，如何對現有的光源結構進行改進從而延長其使用壽命成為業界亟待解決的 問題。
發明內容
有鑑於此，本發明的目的就是提供一種光源結構，用以延長發光二極體的使用壽 命。根據本發明的一實施例，提出一種光源結構，包括一發光晶片，使用一發光二極 管作為光源；一框架，具有一開口，發光晶片容置於框架內，並在框架內填充封裝膠，發光晶片的光線從開口射出；一導光板，其一側面與框架的開口抵靠；一封裝層，含有螢光粉，位 於開口與導光板的側面之間，覆蓋開口。優選地，框架是一中空的立方體。優 選地，封裝膠是環氧樹脂或矽膠其中之一。優選地，封裝層的材料是一種高分子聚合物，其是聚酯(polyester)、聚醚 (polyether)、聚丙烯酸(polyacrylate)、聚碳酸酯(polyarbonate, PC)、聚苯乙烯 (polystyrene,PS)、甲基丙烯酸甲酉旨 _ 苯乙烯(methylmethacrylate-styrene,MMA-St)、聚 甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate，PMMA)、聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate, PET)、矽膠(silicone)、環氧樹脂(印 oxy)、聚醯胺(polyimide)、含氟聚 合物(fluoropolymer)、聚乙烯(polyethylene, ΡΕ)、聚丙烷(polypropane, PP)、聚 _3_ 甲 基丁烯(poly-3-methylbutene)、聚 _4_ 甲基戊烯 _1 (poly-4-methylpentene-l)、聚丙 烯(polypropylene)、聚烯烴(polyolefin)、聚乙烯 _t_ 丁烷(polyvinyl-t-butane)、 聚乙烯基環己烷(polyvinylcyclohexane)、聚氟化苯乙烯(Polyfluorostyrene)、醋酸 纖維素(cellulose acetate)、丙酸纖維素(cellulose propionate)、聚三氟氯乙烯 (polychlorotrif luoroethylene)或 1,4-反式聚 2，3-二甲基丁二烯(1，4_transpoly-2， 3-dimethylbutadiene)其中之一。優選地，螢光粉混合在封裝層中。優選地，螢光粉塗在封裝層朝向開口的一側面。優選地，封裝層製作在框架的開口處並將其覆蓋。優選地，封裝層貼附在導光板的側面。使用本發明提供的光源結構的優點在於可大幅降低水氣對發光二極體的影響，且 可防止硫化物滲入，提高發光二極體使用壽命，同時因螢光粉並非混合在封裝膠裡，所以也 可避免螢光粉沉澱，提高LED的利用率。
為讓本發明的上述和其它目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附附圖的詳 細說明如下圖1繪示現有的發光二極體封裝結構內部示意圖；圖2繪示現有的發光二極體封裝結構外部示意圖；圖3繪示依照本發明一實施例的發光二極體模組示意圖；以及圖4繪示依照本發明一實施例的光源結構示意圖。
具體實施例方式以下將以附圖及詳細說明來清楚闡釋本發明的精神，任何本領域的普通技術人員 在了解本發明的較佳實施例後，當可由本發明所揭露的技術，加以改變及修飾，且並不脫離 本發明的精神與範圍。請結合參照圖1與圖2，其繪示現有的發光二極體封裝結構示意圖。圖1是現有 的發光二極體封裝結構內部示意圖，圖2是現有的發光二極體封裝結構外部示意圖。如圖 中所示，發光晶片100設置在底板102上，該發光晶片100是以發光二極體作為發光體以提供光源。發光晶片100與底板102都封裝在框架104中，構成一個發光二極體模組。框架 104是一中空的塑膠立方體，用於承載發光晶片100與底板102，其具有一開口 108，發光芯 片100的光線從開口 108中射出。為了減少光子在界面的損失，以及對發光晶片100進行 機械保護、應力釋放和提高取光效率，在發光晶片100表面塗覆一層折射率相對較高的透 明膠層一封裝膠106，即將封裝膠填充至框架104內。此外封裝膠106還作為一種光導結 構。封裝膠106的材料是環氧樹脂或矽膠其中之一，本實施例中封裝膠106是矽膠，具有透 光率高，折射率大，熱穩定性好，應力小，吸溼性低等特點，但並不以此為限。為了增加封裝 膠106的透光率，在封裝膠106中還混合有螢光粉110，螢光粉110的作用在於光色複合，形 成白光。如圖1與圖2中所示的現有的發光二極體封裝結構，因封裝膠106為液態烘烤後 固化，所以在長時間使用後，封裝膠106表面會有水氣滲入而受潮，造成封裝膠106及混合 其中的螢光粉110效率下降，導致整體發光二極體模組的亮度或色度快速下降。此外，封裝 膠106受潮還會造成封裝膠106與框架104接合處密合不良，從而導致空氣中的少量硫氣 體跑入框架104內部，造成與發光晶片100底部的銀元素發生反應而產生硫化銀，硫化銀會 讓發光晶片底部100黑化而降低發光二極體模組內部的反射率，造成其亮度或色度下降。請參照圖3，其繪示依照本發明一實施例的發光二極體模組示意圖。發光二極體 模組以封裝在框架104內部的發光晶片100 (未繪示)作為光源。框架104是一中空的塑 膠立方體，用於承載發光晶片100，其具有一開口 108，發光晶片100的光線從開口 108中 射出。為了減少光子在界面的損失，以及對發光晶片100進行機械保護、應力釋放和提高 取光效率，在發光晶片100表面塗覆一層折射率相對較高的透明膠層一封裝 膠106，即將封 裝膠填充至框架104內。此外封裝膠106還作為一種光導結構。在框架104的開口 108處 製作一層封裝層300，其完全覆蓋開口 108，這樣，封裝層300便位於開口 108與一導光板 的入光側面之間，以防止水氣及硫化物滲入以及將光源轉化成白光。封裝層300的材料是 一種高分子聚合物，其是聚酯(polyester)、聚醚(polyether)、聚丙烯酸(polyacrylate)、 聚碳酸酯(polyarbonate, PC)、聚苯乙烯(polys tyrene, PS)、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯 (methylmethacrylate-styrene, MMA-St)、聚甲基丙烯酸甲酉旨(polymethylmethacrylate, PMMA)、聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate, PET)、矽膠(silicone)、環氧 樹脂(印oxy)、聚醯胺(polyimide)、含氟聚合物(fluoropolymer)、聚乙烯(polyethylene， ΡΕ)、聚丙烷(polypropane, PP)、聚-3-甲基丁烯(poly-3-methylbutene)、聚 ~4~ 甲基戊 烯-1 (poly-4-methylpentene-l)、聚丙烯(polypropylene)、聚烯烴(polyolefin)、聚乙 烯 _t- 丁烷(polyvinyl-t-butane)、聚乙烯基環己烷(polyvinylcyclohexane)、聚氟化苯 乙烯(Polyfluorostyrene)、醋酸纖維素(cellulose acetate)、丙酸纖維素(cellulose propionate)、聚三氟氯乙烯(polychlorotrifluoroethylene)或 1,4-反式聚 2, 3-二甲基 丁二烯(l，4-transpoly-2，3-dimethylbutadiene)其中之一。本實施例中封裝層 300 是聚 對苯二甲酸乙二酯(polyethylene ter印hthalate，PET)，但並不以此為限。為了增加封裝 層300的透光率，在封裝層300中還混合有螢光粉110，螢光粉110的作用在於光色複合，形 成白光。此外，螢光粉110也可塗在封裝層300朝向開口 108的一側面，即內側。請參照圖4，其繪示依照本發明一實施例的光源結構示意圖。發光二極體模組以封 裝在框架104內部的發光晶片100 (未繪示)作為光源。框架104是一中空的塑膠立方體，用於承載發光晶片100，其具有一開口 108，發光晶片100的光線從開口 108中射出。為了 減少光子在界面的損失，以及對發光晶片100進行機械保護、應力釋放和提高取光效率，在 發光晶片100表面塗覆一層折射率相對較高的透明膠層一封裝膠106，即將封裝膠填充至 框架104內。導光板400用於將光源射入的光線經折射及擴散後均勻發散出來，其一側面 與框架104的開口 108抵靠。含有螢光粉110的封裝層300貼附在導光板與開口 108抵靠 的側面上。使用本發明提供的光源結構的優點在於可大幅降低水氣對發光二極體的影響，且 可防止硫化物滲入，提高發光二極體使用壽命，同時因螢光粉並非混合在封裝膠裡，所以也 可避免螢光粉沉澱，提高發光二極體的利用率。雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何本領域的普 通技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本發明的保 護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
權利要求
1.一種光源結構，其特徵在於，所述光源結構至少包含一發光晶片，使用一發光二極體作為光源；一框架，具有一開口，所述發光晶片容置於所述框架內，並在所述框架內填充封裝膠， 所述發光晶片的光線從所述開口射出；一導光板，其一側面與所述框架的所述開口抵靠；以及一封裝層，含有螢光粉，位於所述開口與所述導光板的所述側面之間，覆蓋所述開口。
2.根據權利要求1所述的光源結構，其特徵在於，所述框架是一中空的立方體。
3.根據權利要求1所述的光源結構，其特徵在於，所述封裝膠是環氧樹脂或矽膠其中之一。
4.根據權利要求1所述的光源結構，其特徵在於，所述封裝層的材料是一種高分子聚 合物。
5.根據權利要求4所述的光源結構，其特徵在於，所述高分子聚合物是 聚酯(polyester)、聚醚(polyether)、聚丙烯酸(polyacrylate)、聚碳酸酯 (polyarbonate，PC)、聚苯乙烯(polystyrene，PS)、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯 (methylmethacrylate-styrene, MMA-St)、聚甲基丙烯酸甲酉旨(polymethylmethacrylate, PMMA)、聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate, PET)、矽膠(silicone)、環氧 樹脂(印oxy)、聚醯胺(polyimide)、含氟聚合物(fluoropolymer)、聚乙烯(polyethylene， ΡΕ)、聚丙烷(polypropane, PP)、聚-3-甲基丁烯(poly-3-methylbutene)、聚 ~4~ 甲基戊 烯-1 (poly-4-methylpentene-l)、聚丙烯(polypropylene)、聚烯烴(polyolefin)、聚乙 烯 _t- 丁烷(polyvinyl-t-butane)、聚乙烯基環己烷(polyvinylcyclohexane)、聚氟化苯 乙烯(Polyfluorostyrene)、醋酸纖維素(cellulose acetate)、丙酸纖維素(cellulose propionate)、聚三氟氯乙烯(polychlorotrifluoroethylene)或 1,4-反式聚 2, 3-二甲基 丁二j；希(1,4-transpoly-2, 3-dimethylbutadiene)其中之一。
6.根據權利要求1所述的光源結構，其特徵在於，所述螢光粉混合在所述封裝層中。
7.根據權利要求1所述的光源結構，其特徵在於，所述螢光粉塗在所述封裝層朝向所 述開口的一側面。
8.根據權利要求1所述的光源結構，其特徵在於，所述封裝層製作在所述框架的所述 開口處並將其覆蓋。
9.根據權利要求1所述的光源結構，其特徵在於，所述封裝層貼附在所述導光板的所 述側面。
全文摘要
本發明提供了一種光源結構，包括一發光晶片，使用一發光二極體作為光源；一框架，具有一開口，發光晶片容置於框架內，並在框架內填充封裝膠，發光晶片的光線從開口射出；一導光板，其一側面與框架的開口抵靠；一封裝層，含有螢光粉，位於開口與導光板的側面之間，覆蓋開口。本發明提供的光源結構可大幅降低水氣對發光二極體的影響，且可防止硫化物滲入，提高發光二極體使用壽命，同時因螢光粉並非混合在封裝膠裡，所以也可避免螢光粉沉澱，提高發光二極體的利用率。
文檔編號H01L33/48GK102148314SQ201010572579
公開日2011年8月10日 申請日期2010年11月29日 優先權日2010年11月29日
發明者張正偉, 彭賜光, 黃啟祥 申請人:友達光電股份有限公司