专利名称：发光二极管封装结构和导光管及其应用于液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种背光模组及应用该背光模组的液晶显示装置，尤其涉及一种可侧向发光的发光二极管封装结构及可将环状光线导引为类似灯管的光线的导光管和应用该导光管的背光模组及液晶显示装置。
背景技术：
随着液晶显示装置制作技术快速的进步，以及其具备有轻薄、省电及无辐射等优点，使得液晶显示器大量地被应用于个人数字助理(personal digitalassistant，PDA)、笔记本电脑、数码相机、数码摄像机、移动电话、电脑屏幕及液晶电视等各种电子产品中。再加上业界积极的投入研发以及采用大型化的生产设备，使液晶显示装置的品质不断提升，且价格持续下降，因此使得液晶显示装置的应用领域迅速扩大。但由于液晶显示装置中的液晶显示面板为非自发光性的显示面板，需要借助背光模组所提供的光线才能产生显示的功能。其中，传统的背光模组系以冷阴极萤光灯管或热阴极萤光灯管作为光源。
然而，由于冷阴极萤光灯管或热阴极萤光灯管具有汞等有害环境的物质，长久使用后不易资源回收，且容易造成环境污染。此外，随着全球环保意识的高涨及炽热，以及现代人对于电子产品讲求可以资源回收的潮流下，以含汞的冷阴极萤光灯管或热阴极萤光灯管作为光源的背光模组，将会显得相当不合乎环保。如此一来，将会大大地降低背光模组以及液晶显示装置的实用性。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种发光二极管封装结构及导光管和应用其之背光模组及液晶显示装置。该可侧向发光的发光二极管封装结构透过导光管对于光线的作用，可以像灯管一样散射光线。可见，本发明的发光二极管封装结构及导光管所搭配组成的光源模组，大大地摆脱传统的光源的设计的羁绊。此外，本发明的背光模组应用发光二极管封装结构及导光管所搭配组成的光源模组，可以缩短发光二极管封装结构及扩散板之间的混光距离。如此一来，可以大大降低背光模组的厚度，进而提高背光模组及液晶显示装置的实用性。另外，发光二极管封装结构可以经由框架的贯穿孔而在背光模组上直接抽换，显得相当方便。再者，本实施例使用发光二极管芯片以作为光源，可以免除如灯管所面临的资源回收困难及汞污染环境的问题，相当符合环保需求。
根据本发明的目的，提出一种发光二极管封装结构，包括一底座、一本体及数个发光二极管芯片。本体设置于底座上，并具有一侧面，此侧面具有一边缘环绕凹槽。这些发光二极管芯片设置于此边缘环绕凹槽的槽底上，用以提供发光二极管封装结构的侧向光线。
根据本发明的另一目的，提出一种导光管，包括一柱体及数个棱镜结构。柱体具有一外围侧面及一内围反射面，内围反射面用以反射光线。这些棱镜结构设置于外围侧面及内围反射面之间，用以干涉导光管所接收的光线。
根据本发明的又一目的，提出一种背光模组，包括一框架、一导光管及一发光二极管封装结构。框架具有一底板及一侧板，底板及侧板定义一容置空间。导光管包括一柱体及数个棱镜结构，柱体设置于容置空间中，并位于底板之上。柱体具有一外围侧面及一内围反射面，内围反射面用以反射光线。这些棱镜结构设置于外围侧面及内围反射面之间，内围反射面用以反射光线，用以干涉导光管所接收的光线。发光二极管封装结构包括一底座、一本体、数个第一发光二极管芯片及数个第二发光二极管芯片，底座设置于底板上。本体设置于底座上，而贯穿外围侧面及内围反射面后插入于柱体中。本体具有一第一侧面及一第二侧面，第一侧面及第二侧面分别具有一第一边缘环绕凹槽及一第二边缘环绕凹槽。这些第一发光二极管芯片设置于第一边缘环绕凹槽的槽底上，用以射出侧向光线至导光管的一端中。这些第二发光二极管芯片设置于第二边缘环绕凹槽的槽底上，用以射出侧向光线至导光管的另一端中。
根据本发明的再一目的，提出一种液晶显示装置，包括一背光模组、一第一偏光板、一液晶显示面板及一第二偏光板。背光模组包括一框架、一导光管及一发光二极管封装结构。框架具有一底板及一侧板，底板及侧板定义一容置空间。导光管包括一柱体及数个棱镜结构，柱体设置于容置空间中，并位于底板之上。柱体具有一外围侧面及一内围反射面，内围反射面用以反射光线。这些棱镜结构设置于外围侧面及内围反射面之间，内围反射面用以反射光线，用以干涉导光管所接收的光线。发光二极管封装结构包括一底座、一本体、数个第一发光二极管芯片及数个第二发光二极管芯片，底座设置于底板上。本体设置于底座上，而贯穿外围侧面及内围反射面后插入于柱体中。本体具有一第一侧面及一第二侧面，第一侧面及第二侧面分别具有一第一边缘环绕凹槽及一第二边缘环绕凹槽。这些第一发光二极管芯片设置于第一边缘环绕凹槽的槽底上，用以射出侧向光线至导光管的一端中。这些第二发光二极管芯片设置于第二边缘环绕凹槽的槽底上，用以射出侧向光线至导光管的另一端中。第一偏光板设置于背光模组上，液晶显示面板设置于第一偏光板上，第二偏光板设置于液晶显示面板上。
以下结合附图和具体实施方式
进一步说明本发明的特征和优点，其中
图1A示出依照本发明的实施例一的发光二极管封装结构的正视图；图1B示出图1A的发光二极管封装结构的侧视图；图1C示出图1A的发光二极管封装结构的底座及本体的立体图；图1D示出图1A的发光二极管结构还包含萤光粉及胶体时的状态的正视图；图1E示出图1A的发光二极管结构还包含萤光粉及胶体时的状态的后视图；图2A示出依照本发明的实施例二的导光管的立体图；图2B示出以图2A的yz平面为剖平面且由+x方向往导光管所视的导光管的剖面图；图2C示出以图2A的xz平面为剖平面且由+y方向往导光管所视的导光管的放大剖面图；图2D示出图2B的内围反射面由反射管在柱体中形成时的状态的示意图；图3示出依照本发明的实施例三的导光管的剖面图；图4A示出依照本发明的实施例四的导光管的立体图；图4B示出以图4A的yz平面为剖平面且由+x方向往导光管所视的导光管的剖面图；图5示出依照本发明的实施例五的导光管的立体图；图6示出依照本发明的实施例六的导光管的剖面图；图7示出依照本发明的实施例七的导光管的剖面图；
图8示出依照本发明的实施例八的导光管的剖面图；图9A示出依照本发明的实施例九的背光模组的示意图；图9B示出图9A的框架、发光二极管封装结构及导光管的组合立体图；图9C示出图9B的发光二极管封装结构及导光管在框架上组合时的状态的侧视图；图9D示出图9C的发光二极管封装结构及导光管在框架上组合时的部分区域的放大示意图；图9E示出图9B的框架的示意图；图10A示出依照本发明的实施例十的背光模组的示意图；图10B～10C示出图10A的发光二极管封装结构、框架及导光管的二分解示意图；图10D示出图10A的框架的立体图；以及图11示出依照本发明的实施例十一的液晶显示装置的示意图。
10发光二极管封装结构11底座12本体12a第一侧面12b第二侧面12c第一边缘环绕凹槽12d第二边原环绕凹槽13a第一发光二极管芯片13b第二发光二极管芯片14、23反射材料15萤光粉16胶体20a、20b、20c、20d、20e、20f、20g导光管21柱体21a外围侧面21b内围反射面21c贯孔
22a、22b、22c、22d、22e、22f、22g棱镜结构24反射管90、100背光模组91、101框架91a、101a底板91b、101b侧板91c、101c容置空间91d顶板91e、101e贯穿孔97、107反射片98、108扩散板99、109光学薄膜组106导光板106a第一表面106b第二表面106c第三表面106d网点110液晶显示装置111第一偏光板112液晶显示面板113第二偏光板具体实施方式
实施例一请同时参照图1A～1E，图1A示出依照本发明的实施例一的发光二极管封装结构的正视图，图1B示出图1A的发光二极管封装结构的侧视图。图1C示出图1A的发光二极管封装结构的底座及本体的立体图，图1D示出图1A的发光二极管结构还包含萤光粉及胶体时的状态的正视图，图1E示出图1A的发光二极管结构还包含萤光粉及胶体时的状态的后视图。
如图1A～1B所示，发光二极管封装结构10包括一底座11、一本体12及数个第一发光二极管芯片13a。本体12设置于底座11上，并具有一第一侧面12a，第一侧面12a具有一边缘环绕凹槽12c。第一发光二极管芯片13a设置于第一边缘环绕凹槽12c的槽底上，用以提供发光二极管封装结构10的单侧向光线，如+y方向的侧向光线。其中，发光二极管封装结构10至少可以发出环状的单侧向光线。
其中，本体12可以为一圆柱体或一多边形柱体，在此以圆柱体为例作说明。此外，第一发光二极管芯片13a包含白色发光二极管芯片或红色(R)、绿色(G)及蓝色(B)发光二极管芯片的搭配组合，且第一发光二极管芯片13a可以是一行的RGB等顺序的线性排列或两行的RGB等顺序的上下交错对应排列。另外，本体12包含导热材料、反射材料或陶瓷材料，底座12包含散热结构(heat sink)，用以供发光二极管封装结构10热传导散热用。并且，底座12及本体12可以是一体成型的结构。再者，底座12上或内部还具有一电路板，电路板用以供第一发光二极管芯片13a的正负极端与一电源或一转换器(converter)电性连接，上述的电路板可以是软性电路板或印刷电路板。
此外，如图1C所示，发光二极管封装结构10还包括一反射材料14，反射材料14设置于第一边缘环绕凹槽12c的槽壁上，而反射材料14例如是铝或银等高反射性金属或金属合金。另外，如图1D所示，发光二极管封装结构10还包括至少一萤光粉15及一胶体16，萤光粉15涂布于第一发光二极管芯片13a上。胶体16填充于第一边缘环绕凹槽12c中，并覆盖第一发光二极管芯片13a及萤光粉16。例如，第一发光二极管芯片13a包含蓝色发光二极管芯片，且萤光粉15包含黄色萤光粉。因此，蓝色发光二极管芯片所发出的蓝光遇到黄色萤光粉后即产生白光，则发光二极管封装结构10至少可以发出单侧向白光。
至于第一发光二极管芯片13a及萤光粉15的搭配有很多种，例如蓝色发光二极管搭配绿色及红色萤光粉、紫色发光二极管芯片搭配绿色及红色萤光粉或紫色发光二极管芯片搭配红色、绿色及蓝色萤光粉。再者，胶体16包含环氧树脂(epoxy)，聚甲基丙烯酸甲酯〔poly(methyl methacrylate)，PMMA，俗称压克力〕、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)或白色胶体，以不影响发光二极管封装结构10的发光性能为主。
如图1E所示，本体12还具有一第二侧面12b相对于第一侧面12a，第二侧面12b还具有一第二边缘环绕区域12d对应于第一边缘环绕区域12b。发光二极管封装结构10还包括数个第二发光二极管芯片13b，第二发光二极管芯片13b设置于第二边缘环绕区域12d中。第二发光二极管芯片13b用以提供发光二极管封装结构10的单侧向光线，如-y方向的侧向光线。因此，发光二极管封装结构10可以发出双侧向光线。其中，第二边缘环绕凹槽12d的槽壁上还可具有另一反射材料，第二发光二极管芯片13b上还可涂布另一萤光粉，且第二发光二极管芯片13a及其上的萤光粉还可被另一填充于第二边缘环绕凹槽12d中的胶体覆盖。此外，第二发光二极管芯片13b包含白色发光二极管芯片或红色(R)、绿色(G)及蓝色(B)发光二极管芯片的搭配组合，且第二发光二极管芯片13b可以是一行的RGB等顺序的线性排列或两行的RGB等顺序的上下交错对应排列。另外，第二发光二极管芯片13b的正负极端还可透过底板12上或内部的电路板与电源或转换器电性连接。
实施例二请同时参照图2A～2C，图2A示出依照本发明的实施例二的导光管的立体图。图2B示出以图2A的yz平面为剖平面且由+x方向往导光管所视的导光管的剖面图，图2C示出以图2A的xz平面为剖平面且由+y方向往导光管所视的导光管的放大剖面图。如图2A～2C所示，导光管20a用以至少在其一端接收一光源所发出的光线并进行光线干涉作用。导光管20a包括一柱体21及数个棱镜结构22a。柱体21具有一外围侧面21a及一内围反射面21b，内围反射面21b用以反射导光管20a所接收的光线。棱镜结构22a设置于外围侧面21a及内围反射面21b之间，用以干涉导光管20a所接收的光线，使导光管20a经由外围侧面21a散射出光线至外界。其中，柱体21及棱镜结构22a可以是一体成型的结构，且柱体21可以为圆柱体或多边形柱体，在此以圆柱体为例作说明。
在本实施例中，棱镜结构22a设置于外围侧面21a上，而棱镜结构22a包含数个网点，这些网点可以为凸点。假设光源位于导光管20a的一端，虽然在此以均一大小的网点为例作说明，但为网点的棱镜结构22a在外围侧面21a上的分布状况并不局限在此。例如，以y方向而言，为网点的棱镜结构22a在越接近此光源处，网点的大小可以越小，且网点的分度较疏。因此，可使入射光线能够均匀地到达导光管20a的有效应用范围。而在越远离此光源处，网点的大小可以越大，且网点的分布较密，使得入射光线的散射面积较大。因此，可以加强导光管20a对于入射光线的折射效果。在本实施例中，虽然为网点的棱镜结构22a于x方向的分布为均匀分布，但为网点的棱镜结构22a于x方向的分布可以根据实际应用场合而适当调整。因此，可以达到特殊角度的光强度的控制。另外，上述为网点的棱镜结构22a可以为圆形或多边形，在此以圆形为例作说明。并且，本实施例的导光管20a可以由光学级压克力(PMMA)或光学级聚碳酸酯(PC)制成，导光管20a可以是实心结构或中空结构。
至于内围反射面21b的形成方式，在此简单说明如下，但本实施例的技术并不局限在此。例如，柱体21还具有一贯孔21c，导光管20a还包括一反射材料23。反射材料23设置于贯孔21c的内壁上，以在柱体21中形成上述的内围反射面21b。
请参照图2D，其示出图2B的内围反射面由反射管在柱体中形成时的状态的示意图。导光管20a还包括一反射管24，反射管24沿着箭头的方向插入贯孔21c内，以在柱体21中形成上述的内围反射面21b。其中，柱体21可以于模具中先装反射管24，再作二次射出成形，以将柱体21及反射管24一体成型。或者是，反射管24可以是裁切好的反射片所卷叠而成，于柱体21射出成形后与柱体21一体成型且定形。
当导光管20a为中空结构时，则可以在一管柱中埋入另一支管柱，于模具中作二次射出成形后形成导光管20a。或者是，先压出成形一片状体，此片状体表面具有棱镜结构22a，再以棱镜结构22a面向外界的方式将片状体折弯而形成导光管20a。此外，为网点的棱镜结构22a可以透过射出成形、印刷、压出或滚油墨等方式形成于柱体21的外围侧面21a上。
在本实施例的导光管20a中，由于外围侧面21a上设置有棱镜结构22a，使导光管20a可以适用于任何对应于外围侧面21a及内围反射面21b之间区域的环状光源。例如，当导光管20a的外围侧面21a及内围反射面21b之间的区域对应于实施例一的发光二极管封装结构10的第一边缘环绕凹槽12c时，发光二极管封装结构10所发出的环状的侧向光线可以经由导光管20a的外围侧面21a及内围反射面21b之间的区域进入导光管20a。因此，透过棱镜结构22a、内围反射面21b以及柱体21本身材质对于光线的作用，使导光管20a可以经由外围侧面21a散射出光线至外界。所以，本实施例的导光管20a，可以将实施例一的发光二极管封装结构10或其他光源的环状光线调整为类似灯管所发出的光线。
实施例三请参照图3，其示出依照本发明的实施例三的导光管的剖面图。本实施例的导光管20b与实施例二的导光管20a不同的处在于棱镜结构22b，至于其他相同的构成要件继续沿用标号，并不再赘述。
如3图所示，虽然本实施例的棱镜结构22b与实施例二的棱镜结构22a都是网点，但是本实施例的网点为凹点，即棱镜结构22b为凹点。至于导光管20b的形成方式，大致上与实施例二的导光管20a的形成方式相同，在此不再赘述。此外，至于棱镜结构22b的分布状况及形成方式，大致上与实施例二的棱镜结构22a的分布状况及形成方式相同，在此不再赘述。另外，上述为网点的棱镜结构22b可以为圆形或多边形，在此以圆形为例作说明。并且，本实施例的导光管20b可以由光学级压克力或光学级聚碳酸酯制成。再者，导光管20b可以是实心结构或中空结构，且棱镜结构22b及柱体21可以是一体成型的结构。
实施例四请同时参照图4A～4B，图4A示出依照本发明的实施例四的导光管的立体图，图4B示出以图4A的yz平面为剖平面且由+x方向往导光管所视的导光管的剖面图。本实施例的导光管20c与实施例二的导光管20a及实施例三的导光管20c不同的处在于棱镜结构22c，至于其他相同的构成要件继续沿用标号，并不再赘述。
如4A～4B图所示，本实施例的棱镜结构22c可以是螺纹棱镜，且此螺纹棱镜包含凹螺纹棱镜。此外，每一螺纹棱镜的螺纹为连续或非连续，在此以连续的螺纹棱镜为例作说明。假设光源位在导光管20a的一端外，导光管22c用以在其一端接收此光源所发出的光线并进行光线干涉作用。虽然在此以均一螺距的螺纹棱镜为例作说明，但为螺纹棱镜的棱镜结构22c在外围侧面21a上的分布状况并不局限在此。例如，以y方向而言，为螺纹棱镜的棱镜结构22c在越接近此光源处的螺距可以越小，且螺纹棱镜的分度较疏。因此，使入射光线能够均匀地到达导光管20c的有效应用范围。而在越远离此光源处的螺距的大小可以越大，且螺纹棱镜的分布较密。因此，使得入射光线的散射面积较大，以加强导光管20c对于入射光线的折射效果。在本实施例中，虽然为螺纹棱镜的棱镜结构22c于x方向的分布为连续结构，但为螺纹棱镜的棱镜结构22c于x方向的分布可以根据实际应用场合而适当调整成非连续结构。因此，可以达到特殊角度的光强度的控制。
此外，本实施例的导光管20c可以由光学级压克力或光学级聚碳酸酯制成。另外，导光管20c可以是实心结构或中空结构，且棱镜结构22c及柱体21可以是一体成型的结构。至于导光管20c的形成方式，大致上与实施例二的导光管20a的形成方式相同，在此不再赘述。
实施例五请参照图5，其示出依照本发明的实施例五的导光管的立体图。本实施例的导光管20d与实施例四的导光管20c不同的处在于棱镜结构22d，至于其他相同的构成要件继续沿用标号，并不再赘述。
如图5所示，虽然本实施例的棱镜结构22d与实施例四的棱镜结构22c都是螺纹棱镜，但是本实施例的螺纹棱镜为凸螺纹棱镜，即棱镜结构22d为凸螺纹棱镜。至于导光管20d的形成方式，大致上与实施例四的导光管20c的形成方式相同，在此不再赘述。此外，至于棱镜结构22d的分布状况及形成方式，大致上与实施例四的棱镜结构22c的分布状况及形成方式相同，在此不再赘述。另外，每一个为螺纹棱镜的棱镜结构22d可以是连续或非连续结构，本实施例的导光管20d可以由光学级压克力或光学级聚碳酸酯制成。再者，导光管20d可以是实心结构或中空结构，且棱镜结构22d及柱体21可以是一体成型的结构。
实施例六请参照6图，其示出依照本发明的实施例六的导光管的剖面图。本实施例的导光管20e与实施例二的导光管20a不同的处在于棱镜结构22e邻近于内围反射面21b，至于其他相同的构成要件继续沿用标号，并不再赘述。
如6图所示，本实施例的棱镜结构22e包含网点，且此网点为凹点，即棱镜结构22e为邻近于内围反射面21b的凹点。至于导光管20b的形成方式，在此简单说明如下。先压出成形一片状体，此片状体表面具有棱镜结构22e，再以棱镜结构22e不面向外界的方式将片状体折弯而形成导光管20e。或者是，先射出成形一反射式结构，其外围侧面具有棱镜结构22e。再将此反射式结构置入模具中，以作拑入式的二次射出成形，而获得导光管20e。此外，至于棱镜结构22e的分布状况，大致上与实施例二的棱镜结构22a的分布状况相同，在此不再赘述。另外，上述为网点的棱镜结构22e可以为圆形或多边形，在此以圆形为例作说明。本实施例的导光管20e可以由光学级压克力或光学级聚碳酸酯制成。再者，导光管20e可以是实心结构或中空结构。
实施例七请参照图7，其示出依照本发明的实施例七的导光管的剖面图。本实施例的导光管20f与实施例六的导光管20e不同的处在于棱镜结构22f，至于其他相同的构成要件继续沿用标号，并不再赘述。
如图7所示，虽然本实施例的棱镜结构22f与实施例六的棱镜结构22e都是网点，但是本实施例的网点为凹点，即棱镜结构22f为凹点。至于导光管20f的形成方式，大致上与实施例六的导光管20e的形成方式相同，在此不再赘述。此外，至于棱镜结构22f的分布状况，大致上与实施例三的棱镜结构22b的分布状况相同，在此不再赘述。另外，上述为网点的棱镜结构22f可以为圆形或多边形，在此以圆形为例作说明。再者，本实施例的导光管20f可以由光学级压克力或光学级聚碳酸酯制成，导光管20f可以是实心结构或中空结构。
实施例八请参照图8，其示出依照本发明的实施例八的导光管的剖面图。本实施例的导光管20g与实施例四的导光管20c不同的处在于棱镜结构22g邻近于内围反射面21b，至于其他相同的构成要件继续沿用标号，并不再赘述。
如图8所示，本实施例的棱镜结构22g包含螺纹棱镜，且此螺纹棱镜为凹螺纹棱镜，即棱镜结构22g为邻近于内围反射面21b的凹螺纹棱镜。至于导光管20g的形成方式，大致上与实施例六的导光管20e的形成方式相同，在此不再赘述。此外，至于棱镜结构22g的分布状况，大致上与实施例四的棱镜结构22c的分布状况相同，在此不再赘述。另外，本实施例的导光管20g可以由光学级压克力或光学级聚碳酸酯制成。再者，导光管20g可以是实心结构或中空结构。
根据本实施例而依此类推，为凹螺纹棱镜的棱镜结构亦可邻近于柱体21的内围反射面21b，以形成不同型态的导光管。此导光管的形成方式，大致上与实施例六的导光管20e的形成方式相同，在此不再赘述。此导光管可以由光学级压克力或光学级聚碳酸酯制成，且此导光管可以是实心结构或中空结构。至于邻近于内围反射面21b且为凹螺纹棱镜的棱镜结构的分布状况，大致上与实施例五的棱镜结构22d的分布状况相同，在此不再赘述。
上述实施例一的发光二极管封装结构及实施例二～八的任一导光管所搭配形成的光源模组，可以应用在日光灯组、室内特殊照明组合、室外广告看板、手电筒组合或液晶显示装置的背光模组等照明装置上。
实施例九请同时参照图9A～9E，图9A示出依照本发明的实施例九的背光模组的示意图，图9B示出图9A的框架、发光二极管封装结构及导光管的组合立体图。图9C示出图9B的发光二极管封装结构及导光管在框架上组合时的状态的侧视图，图9D示出图9C的发光二极管封装结构及导光管在框架上组合时的部分区域的放大示意图，图9E示出图9B的框架的示意图。
如图9A～9E所示，背光模组90包括一框架91、至少一导光管及至少一发光二极管封装结构，在此背光模组90以直下式背光模组为例作说明。背光模组90的发光二极管封装结构以实施例一的发光二极管封装结构10为例作说明，发光二极管封装结构10可以发出单侧向光线或双侧向光线。背光模组90的导光管可以是上述实施例二～八的导光管其中的一种导光管，在此以6支导光管20a为例作说明。每一支导光管20a以搭配5个发光二极管封装结构10为例作说明，但本实施例的技术并不局限在此。由于发光二极管封装结构10及导光管20a的结构已分别于实施例一～二中揭露且说明，在此不再赘述。
框架91具有一底板91a及一侧板91b，底板91a及侧板91b定义一下凹的容置空间91c。导光管20a的柱体21设置于容置空间91c中，并位于底板91a之上，发光二极管封装结构10的底座11设置于底板91a上。如图9C～9D所示，发光二极管封装结构10的本体12沿着箭头方向贯穿导光管20a的外围侧面及内围反射面后，而插入于柱体21中。因此，使得排列在中间位置的3个发光二极管封装结构10的第一边缘环绕凹槽及第二边缘环绕凹槽对应于外围侧面21a及内围反射面21b之间的区域，而排列在最外围位置的2个发光二极管封装结构10的第一边缘环绕凹槽或第二边缘环绕凹槽对应于外围侧面21a及内围反射面21b之间的区域。在每一支导光管20a中，排列在中间位置的3个发光二极管封装结构10，将以朝向导光管20a的二端的方向，射出双侧向光线至导光管20a中。排列在最外围位置的2个发光二极管封装结构10至少以朝向导光管20a的方式，射出单侧向光线至导光管20a中。
在本实施例中，发光二极管封装结构10可贯穿底板91a后与底板91a连接，如发光二极管封装结构10贯穿底板91a后与底板91a扣接、黏接、螺接、销接、焊接、卡接、铆接或套接。其中，底板91a的螺丝孔可以是盲孔但不为贯穿孔，如此可以减少灰尘进入容置空间91c中，并且降低漏光现象的产生机率。如图9E所示，底板91a具有数个贯穿孔91e，每一个贯穿孔91e用以供部分的发光二极管封装结构10贯穿底板91a。因此，使得发光二极管封装结构10可以在背光模组90中直接抽换，相当方便。另外，背光模组90还包括一反射片97或一反射层，反射片97设置于底板91a及侧板91b上，用以反射光线。反射层涂布于底板91a及侧板91b上，亦可用以反射光线。其中，发光二极管封装结构10贯穿反射片97或反射层后而凸设于反射片97或反射层上。再者，框架91还具一顶板91d，顶板91d通过侧板91b与底板91a连接。背光模组90还包括一扩散板98，扩散板98设置于顶板91d上，并封住容置空间91c的开口，用以扩散光线。背光模组90还包括一光学膜片组99，光学膜片组99设置于扩散板98上，并包含扩散片、棱镜片或增光膜等光学薄膜，用以将所接收的光线处理为平面光线。上述的底板91a、侧板91b及顶板91d可以是一体成型的结构，且可包含金属或导热材料。
本实施例的背光模组90，因其应用发光二极管封装结构10及导光管20a所搭配组成的光源模组，可以缩短发光二极管封装结构10及扩散板98之间的混光距离。如此一来，可以大大降低背光模组90的厚度，且提高背光模组90的实用性。
实施例十请同时参照图10A～10D，图10A示出依照本发明的实施例十的背光模组的示意图。图10B～10C示出图10A的发光二极管封装结构、框架及导光管的二分解示意图，图10D示出图10A的框架的立体图。如图10A～10D所示，背光模组100包括一框架101、至少一导光管及至少一发光二极管封装结构，在此背光模组100以旁侧式背光模组为例作说明。背光模组100的发光二极管封装结构以实施例一的发光二极管封装结构10为例作说明，发光二极管封装结构10可以发出单侧向光线或双侧向光线。背光模组100的导光管可以是上述实施例二～八的导光管其中的一种导光管，在此以2支导光管20a为例作说明。此二支导光管20a以搭配1个可发出双侧向光线的发光二极管封装结构10及2个可发出单侧向光线的发光二极管封装结构10为例作说明，但本实施例的技术并不局限在此。由于发光二极管封装结构10及导光管20a的结构已分别于实施例一～二中揭露且说明，在此不再赘述。
框架101具有一底板101a及一侧板101b，底板101a及侧板101b定义一下凹的容置空间101c。二支导光管20a的柱体21以串联相接方式设置于容置空间101c中，并位于底板101a之上，发光二极管封装结构10的底座11设置于底板101a上。如图10B～10C所示，发光二极管封装结构10的本体12贯穿导光管20a的外围侧面21a及内围反射面21b后，而插入于柱体21中。因此，使得排列在中间位置的1个发光二极管封装结构10的第一边缘环绕凹槽及第二边缘环绕凹槽分别对应于2支导光管20a的外围侧面21a及内围反射面21b之间的区域，而排列在最外围位置的2个发光二极管封装结构10的第一边缘环绕凹槽或第二边缘环绕凹槽分别对应于2支导光管20a的外围侧面21a及内围反射面21b之间的区域。排列在中间位置的1个发光二极管封装结构10，将以朝向2支导光管20a的相对二端的方向，射出双侧向光线至2支导光管20a中。排列在最外围位置的2个发光二极管封装结构10分别以朝向2支导光管20a的方式，射出单侧向光线至2支导光管20a中。
在本实施例中，发光二极管封装结构10可贯穿底板101a后与底板101a连接，如发光二极管封装结构10贯穿底板101a后与底板101a扣接、黏接、螺接、销接、焊接、卡接、铆接或套接。其中，底板101a的螺丝孔可以是盲孔但不为贯穿孔，如此可以减少灰尘进入容置空间101c中，并且降低漏光现象的产生机率。如图10C～10D所示，底板101a具有数个贯穿孔101e，每一个贯穿孔101e用以供部分的发光二极管封装结构10贯穿底板101a。因此，使得发光二极管封装结构10可以在背光模组100中直接抽换，相当方便。另外，背光模组100还包括一导光板106及一反射片107，导光板106具有一第一表面106a、一第二表面106b及一第三表面106c。第二表面106b连接第一表面106a及第三表面106c，并对应于容置空间101c的开口设置。反射片107设置于第三表面106c上，用以反射光线，使经由第二表面106b进入导光板106的光线从第一表面106a射出至外界。其中，第三表面106c上具有网点106d，如凸点，离第二表面106b越近的网点越小，且网点分布较密。此外，离第二表面106b越远的网点越大，且网点分布较松。背光模组100还包括一扩散板108，扩散板108设置于第一表面106a上，用以扩散光线。背光模组100还包括一光学膜片组109，光学膜片组109设置于扩散板108上，并包含扩散片、棱镜片或增光膜等光学薄膜，用以将所接收的光线处理为平面光线。
实施例十一请参照图11，其示出依照本发明的实施例十一的液晶显示装置的示意图。在11图中，液晶显示装置110包括一第一偏光板111、一液晶显示面板112、一第二偏光板113及一背光模组。其中，液晶显示装置100的背光模组可以是实施例九的背光模组90或实施例十的背光模组100，在此以背光模组90为例作说明。第一偏光板111设置于背光模组90上，液晶显示面板112设置于第一偏光板111上，第二偏光板113设置于液晶显示面板112上。其中，第一偏光板111及第二偏光板113的光穿透轴实质上相互垂直。
本发明上述实施例所揭露的发光二极管封装结构及导光管和应用其的背光模组及液晶显示装置，其可侧向发光的发光二极管封装结构透过导光管对于光线的作用，可以像灯管一样散射光线。可见，本实施例的发光二极管封装结构及导光管所搭配组成的光源模组，大大地摆脱传统的光源的设计的羁绊。此外，本实施例的背光模组应用发光二极管封装结构及导光管所搭配组成的光源模组后，可以缩短发光二极管封装结构及扩散板之间的混光距离。如此一来，可以大大降低背光模组的厚度，进而提高背光模组及液晶显示装置的实用性。另外，发光二极管封装结构可以经由框架的贯穿孔而在背光模组上直接抽换，显得相当方便。再者，本实施例使用发光二极管芯片以作为光源，可以免除如灯管所面临的资源回收困难及汞污染环境的问题，相当符合环保需求。
综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，但是这些实施例并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作出种种等效的替换及修改，因此本发明的保护范围以所附的权利要求书所界定者为准。
权利要求
1.一种发光二极管封装结构，其特征在于，包括一底座；一本体，设置于所述底座上，并具有一第一侧面，所述第一侧面具有一第一边缘环绕凹槽；以及多个第一发光二极管芯片，设置于所述第一边缘环绕凹槽的槽底上，用以提供所述发光二极管封装结构的侧向光线。
2.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于，所述本体为一圆柱体或一多边形柱体。
3.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于，所述第一发光二极管芯片包含白色发光二极管芯片或红色、绿色及蓝色发光二极管芯片的搭配组合。
4.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于，所述本体包含导热材料、反射材料或陶瓷材料。
5.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于，还包括一反射材料，设置于所述第一边缘环绕凹槽的槽壁上。
6.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于，还包括萤光粉，涂布于所述第一发光二极管芯片上；以及胶体，填充于所述第一边缘环绕凹槽中，并覆盖所述第一发光二极管芯片及所述萤光粉。
7.如权利要求6所述的发光二极管封装结构，其特征在于，所述第一发光二极管芯片包含蓝色发光二极管芯片，且所述萤光粉包含黄色萤光粉。
8.如权利要求6所述的发光二极管封装结构，其特征在于，所述胶体包含环氧树脂，聚甲基丙烯酸甲酯或白色胶体。
9.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于，所述底座包含散热结构。
10.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于，所述本体还具有一第二侧面相对于所述第一侧面，所述第二侧面具有一第二边缘环绕区域对应于所述第一边缘环绕区域，所述发光二极管封装结构还包括多个第二发光二极管芯片，设置于所述第二边缘环绕区域中，用以提供所述发光二极管封装结构的侧向光线。
11.一种导光管，其特征在于，包括一柱体，具有一外围侧面及一内围反射面，所述内围反射面用以反射光线；以及多个棱镜结构，设置于所述外围侧面及所述内围反射面之间，用以干涉所述导光管所接收的光线。
12.如权利要求11所述的导光管，其特征在于，所述柱体还具有一贯孔，所述导光管还包括一反射材料，设置于所述贯孔的内壁上，以在所述柱体中形成所述内围反射面。
13.如权利要求11所述的导光管，其特征在于，所述柱体还具有一贯孔，所述导光管还包括一反射管，插入所述贯孔内，以在所述柱体中形成所述内围反射面。
14.如权利要求11所述的导光管，其特征在于，所述棱镜结构设置于所述外围侧面上或邻近于所述内围反射面。
15.如权利要求14所述的导光管，其特征在于，所述棱镜结构包含多个网点。
16.如权利要求15所述的导光管，其特征在于，所述网点为凸点或凹点。
17.如权利要求15所述的导光管，其特征在于，所述网点在越接近光源处，大小越小，而在越远离光源处，大小越大。
18.如权利要求15所述的导光管，其特征在于，所述网点为圆形或多边形。
19.如权利要求14所述的导光管，其特征在于，所述棱镜结构包含多个螺纹棱镜。
20.如权利要求19所述的导光管，其特征在于，所述螺纹棱镜包含凹螺纹棱镜或凸螺纹棱镜。
21.如权利要求19所述的导光管，其特征在于，所述螺纹棱镜在越接近光源处的螺距越小，而在越远离光源处的螺距越大。
22.如权利要求19所述的导光管，其特征在于，每一螺纹棱镜的螺纹为连续或非连续。
23.如权利要求11所述的导光管，其特征在于，所述柱体为圆柱体或多边形柱体。
24.一种背光模组，其特征在于，包括一框架，具有一底板及一侧板，所述底板及所述侧板定义一容置空间；导光管，包括一柱体，设置于所述容置空间中，并位于所述底板之上，所述柱体具有一外围侧面及一内围反射面，所述内围反射面用以反射光线；及多个棱镜结构，设置于所述外围侧面及所述内围反射面之间，所述内围反射面用以反射光线，用以干涉所述导光管所接收的光线；以及发光二极管封装结构，包括一底座，设置于所述底板上；一本体，设置于所述底座上，而贯穿所述外围侧面及所述内围反射面后插入于所述柱体中，所述本体具有相对的一第一侧面及一第二侧面，所述第一侧面及所述第二侧面分别具有一第一边缘环绕凹槽及一第二边缘环绕凹槽，所述第一边缘环绕凹槽与所述第二边缘环绕凹槽相对；多个第一发光二极管芯片，设置于所述第一边缘环绕凹槽的槽底上，用以射出侧向光线至所述导光管的一端中；及多个第二发光二极管芯片，设置于所述第二边缘环绕凹槽的槽底上，用以射出侧向光线至所述导光管的另一端中。
25.如权利要求24所述的背光模组，其特征在于，所述发光二极管封装结构还包括一反射材料，设置于所述第一边缘环绕凹槽的槽壁上。
26.如权利要求24所述的背光模组，其特征在于，所述发光二极管封装结构还包括萤光粉，涂布于所述第一发光二极管芯片上；以及胶体，填充于所述第一边缘环绕凹槽中，并覆盖所述第一发光二极管芯片及所述萤光粉。
27.如权利要求24所述的背光模组，其特征在于，所述柱体还具有一贯孔，所述导光管还包括一反射材料，设置于所述贯孔的内壁上，以在所述柱体中形成所述内围反射面。
28.如权利要求24所述的背光模组，其特征在于，所述柱体还具有一贯孔，所述导光管还包括一反射管，插入所述贯孔内，以在所述柱体中形成所述内围反射面。
29.如权利要求24所述的背光模组，其特征在于，所述棱镜结构设置于所述外围侧面上或邻近于所述内围反射面。
30.如权利要求29所述的背光模组，其特征在于，所述棱镜结构包含多个网点。
31.如权利要求30所述的背光模组，其特征在于，所述网点为凸点或凹点。
32.如权利要求29所述的背光模组，其特征在于，所述棱镜结构包含多个螺纹棱镜。
33.如权利要求32所述的背光模组，其特征在于，所述螺纹棱镜包含凹螺纹棱镜或凸螺纹棱镜。
34.如权利要求32所述的背光模组，其特征在于，每一螺纹棱镜的螺纹为连续或非连续。
35.如权利要求24所述的背光模组，其特征在于，所述发光二极管封装结构贯穿所述底板后与所述底板连接。
36.如权利要求24所述的背光模组，其特征在于，还包括一反射片，设置于所述底板及所述侧板上，用以反射光线，所述发光二极管封装结构贯穿所述反射片后而凸设于所述反射片上。
37.如权利要求24所述的背光模组，其特征在于，所述框架还具有一顶板，所述顶板通过所述侧板与所述底板连接，所述背光模组还包括一扩散板，设置于所述顶板上，并封住所述容置空间的开口，用以扩散光线。
38.如权利要求37所述的背光模组，其特征在于，还包括一光学膜片组，设置于所述扩散板上。
39.如权利要求24所述的背光模组，其特征在于，还包括一导光板，具有一第一表面、一第二表面及一第三表面，所述第二表面连接所述第一表面及所述第三表面，并对应于所述容置空间的开口设置；以及一反射片，设置于所述第三表面上，用以反射光线，使经由所述第二表面进入所述导光板的光线从所述第一表面射出至外界。
40.如权利要求24所述的背光模组，其特征在于，还包括一扩散板，设置于所述第一表面上，用以扩散光线。
41.如权利要求40所述的背光模组，其特征在于，还包括一光学膜片组，设置于所述扩散板上。
42.一种液晶显示装置，其特征在于，包括一背光模组，包括一框架，具有一底板及一侧板，所述底板及所述侧板定义一容置空间；导光管，包括一柱体，设置于所述容置空间中，并位于所述底板之上，所述柱体具有一外围侧面及一内围反射面，所述内围反射面用以反射光线；及多个棱镜结构，设置于所述外围侧面及所述内围反射面之间，所述内围反射面用以反射光线，用以干涉所述导光管所接收的光线；及发光二极管封装结构，包括一底座，设置于所述底板上；一本体，设置于所述底座上，而贯穿所述外围侧面及所述内围反射面后插入于所述柱体中，所述本体具有相对的一第一侧面及一第二侧面，所述第一侧面及所述第二侧面分别具有一第一边缘环绕凹槽及一第二边缘环绕凹槽，所述第一边缘环绕凹槽与所述第二边缘环绕凹槽相对；多个第一发光二极管芯片，设置于所述第一边缘环绕凹槽的槽底上，用以射出侧向光线至所述导光管的一端中；及多个第二发光二极管芯片，设置于所述第二边缘环绕凹槽的槽底上，用以射出侧向光线至所述导光管另一端中；一第一偏光板，设置于所述背光模组上；一液晶显示面板，设置于所述第一偏光板上；以及一第二偏光板，设置于所述液晶显示面板上。
43.如权利要求42所述的液晶显示装置，其特征在于，所述发光二极管封装结构还包括一反射材料，设置于所述第一边缘环绕凹槽的槽壁上。
44.如权利要求42所述的液晶显示装置，其特征在于，所述发光二极管封装结构还包括萤光粉，涂布于所述所述第一发光二极管芯片上；以及胶体，填充于所述第一边缘环绕凹槽中，并覆盖所述所述第一发光二极管芯片及所述萤光粉。
45.如权利要求42所述的液晶显示装置，其特征在于，所述柱体还具有一贯孔，所述导光管还包括一反射材料，设置于所述贯孔的内壁上，以在所述柱体中形成所述内围反射面。
46.如权利要求42所述的液晶显示装置，其特征在于，所述柱体还具有一贯孔，所述导光管还包括一反射管，插入所述贯孔内，以在所述柱体中形成所述内围反射面。
47.如权利要求42所述的液晶显示装置，其特征在于，所述棱镜结构设置于所述外围侧面上或邻近于所述内围反射面。
48.如权利要求47所述的液晶显示装置，其特征在于，所述棱镜结构包含多个网点。
49.如权利要求48所述的液晶显示装置，其特征在于，所述网点为凸点或凹点。
50.如权利要求47所述的液晶显示装置，其特征在于，所述棱镜结构包含多个螺纹棱镜。
51.如权利要求50所述的液晶显示装置，其特征在于，所述螺纹棱镜包含凹螺纹棱镜或凸螺纹棱镜。
52.如权利要求50所述的液晶显示装置，其特征在于，每一螺纹棱镜的螺纹为连续或非连续。
53.如权利要求42所述的液晶显示装置，其特征在于，所述发光二极管封装结构贯穿所述底板后与所述底板连接。
54.如权利要求42所述的液晶显示装置，其特征在于，所述背光模组还包括一反射片，设置于所述底板及所述侧板上，用以反射光线，所述发光二极管封装结构贯穿所述反射片后而凸设于所述反射片上。
55.如权利要求42所述的液晶显示装置，其特征在于，所述框架还具一顶板，所述顶板通过所述侧板与所述底板连接，所述背光模组还包括一扩散板，设置于所述顶板上，并封住所述容置空间的开口，用以扩散光线。
56.如权利要求55所述的液晶显示装置，其特征在于，所述背光模组还包括一光学膜片组，设置于所述扩散板上。
57.如权利要求42所述的液晶显示装置，其特征在于，所述背光模组还包括一导光板，具有一第一表面、一第二表面及一第三表面，所述第二表面连接所述第一表面及所述第三表面，并对应于所述容置空间的开口设置；以及一反射片，设置于所述第三表面上，用以反射光线，使经由所述第二表面进入所述导光板的光线从所述第一表面射出至外界。
58.如权利要求42所述的液晶显示装置，其特征在于，所述背光模组还包括一扩散板，设置于所述第一表面上，用以扩散光线。
59.如权利要求58所述的液晶显示装置，其特征在于，所述背光模组还包括一光学膜片组，设置于所述扩散板上。
60.如权利要求42所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第一偏光板及所述第二偏光板的光穿透轴相互垂直。
全文摘要
本发明公开了一种发光二极管封装结构，包括一底座、一本体及数个发光二极管。本体设置于底座上，并具有一侧面，此侧面具有一边缘环绕凹槽。这些发光二极管芯片设置于此边缘环绕凹槽的槽底上，用以提供发光二极管封装结构的侧向光线。本发明还公开了一种导光管，包括一柱体及数个棱镜结构。柱体具有一外围侧面及一内围反射面，内围反射面用以反射光线。这些棱镜结构设置于外围侧面及内围反射面之间，用以干涉导光管所接收的光线。上述可侧向发光的发光二极管封装结构透过导光管对于光线的作用，可以像灯管一样散射光线。由上述发光二极管封装结构及导光管搭配组成的光源模组，可应用于背光模组及液晶显示装置中。
文档编号G02B6/00GK101075605SQ20061008199
公开日2007年11月21日 申请日期2006年5月15日 优先权日2006年5月15日
发明者洪振滨 申请人:奇美电子股份有限公司