发光单元的制作方法

专利名称：发光单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发光单元，特别是关于一种具有发光二极管的发 光单元。
背景技术：
发光二极管是由半导体材料所制成的发光元件，发光元件具有两 个电极端子，在端子间施加极小的电压，通过电子电洞的结合，可将 能量以光的形式激发释出。近来，发光二极管更被应用作为液晶显示
装置(Liquid Crystal Display Apparatus, LCD)的背光模块的光源，并 有逐渐取代传统冷阴极萤光灯管作为光源的趋势。
请参照图l所示，其为现有液晶显示装置中的一侧向式发光单元 的一示意图。侧向式发光单元1包含一发光二极管模块11、 一框体12、 一光源罩13、 一导光板14以及一反射膜片15。
发光二极管模块11包含多个封装发光二极管111以及一基板112, 所述的封装发光二极管111设置于基板112上。框体12为一中空矩形 框体，基板112的一部分穿出框体11而与一驱动电路板(图中未示) 电性连结，而光源罩13连结于框体12的一侧。
请参照图2所示，其为组装后的侧向式发光单元1沿图1的直线 A-A的一剖面示意图。封装发光二极管111具有一芯片llla、 一导线 架lllb、 一塑料壳体lllc以及一封胶体llld。芯片llla设置于导线 架lllb，封胶体llld包覆着芯片llla并容置于塑料壳体lllc中，塑 料壳体lllc包覆导线架lllb的一部分而露出导线(lead) L。封装发 光二极管111表面黏着于基板112，然后再利用一胶体P来将基板112平贴于光源罩13，芯片llla所发出的光经由塑料壳体lllc内壁的反 射层反射，而射出塑料壳体lllc。
所述的封装发光二极管111面对导光板14的一入光面141设置成 一列，.当封装发光二极管111所发出的光线经由入光面141进入导光 板14时，光线会在导光板14内进行全反射并达到混光的效果，且当 光线经过导光板14底面的印刷网点时，会产生散射而破坏光线的全反 射现象，造成部分光线折射出导光板14的出光面142，而形成一面光 源。另外，设置于导光板14底面的反射膜片15则可提高侧向式发光 单元l的光线利用率。
然而，各个芯片llla于磊晶的制造过程中，无法制作出发光频谱 完全相同的成品，因此各个芯片llla的波峰波长通常不会相同。故对 于一个发光二极管模块ll来说，其所具有的所述的封装发光二极管lll 所发出的光线经常不够均匀，进而使侧向式发光单元1的品质受到影 响。
因此，如何提供一种能够更均匀发光的发光单元，正是当前的重 要课题之一。

发明内容
有鉴于上述课题，本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺陷， 提出一种能够更均匀发光的发光单元。
为达上述目的，本发明提供一种发光单元，包含一壳体、 一导光 板以及一发光二极管模块。导光板的一侧具有一入光面，导光板设置 于壳体，发光二极管模块邻设于导光板的入光面，且发光二极管模块 具有一基板、 一第一封装发光二极管、 一第二封装发光二极管以及一 二次封胶体，第一封装发光二极管及第二封装发光二极管设置于基板， 且二次封胶体由第一封装发光二极管的一第一出光面，延设至第二封装发光-二极管的一第二出光面。
承上所述，本发明具有以下有益技术效果发光单元中的发光二 极管模块具有二次封胶体，至少包覆第一封装发光二极管的第一出光 面及第二封装发光二极管的第二出光面，以协助多个封装发光二极管 先行混光。与现有技术相比，本发明的发光单元通过发光二极管模块 内的二次封胶体来协助混光，故使得发光单元的发光更为均匀。因此， 对于所述的封装发光二极管中的芯片，可以放宽挑选的波峰波长规格， 进而降低材料成本。


图1为现有液晶显示装置中的一侧向式发光单元的一示意图2为组装后的侧向式发光单元沿图1的直线A-A的一剖面示意
图3A为依据本发明第一实施例的发光单元的一示意图； 图3B为图3A中发光二极管模块的一俯视示意图； 图3C为图3B中二次封胶体的另一态样；
图4A及图4B为不同态样的二次封胶体分别对应多个个封装发光 二极管设置的示意图5A为依据本发明第一实施例图3C中的发光单元，其发光二极 管模块与壳体及导光板的结合示意图5B为依据本发明第一实施例图3C中的发光单元，其中封装发 光二极管为一顶部出光型封装发光二极管；
图6A及图6B为依据本发明第二实施例的发光单元的一组示意图。
图中符号说明
1 侧向式发光单元
II、 30、 30a、 30b、 30C、 50、 50，发光二极管模块
III、 31、 32、 51、 52 封装发光二极管llla芯片
lllb导线架
lllc塑料壳体
llld封胶体
112、 34、 34，、54基板
12框体
13、 24、 44光源罩
14、 22、 42导光板
141、 221、 421入光面
142、 223、 423出光面
15、 23、 43反射膜片
2、 2a、 2b、 4、4，发光单元
21、 41壳体
221a微结构
222、 422底面
33、 33a、 33b、33c、 53二次封胶体
311、 321、 331、331b、 331c出光面
55、 55，光学膜片组
551第一混光膜片
552、 552，第二混光膜片
A-A直线
导线
P胶体
R反射图案
S扩散粒子
具体实施例方式
以下将参照相关附图，说明依本发明多个实施例的一种发光单元。 第一实施例请同时参照图3A及图3B所示，其中图3B为图3A中发光二极管 模块的一俯视示意图。本发明第一实施例的一种发光单元2包含一壳 体21、 一导光板22以及一发光二极管模块30。其中，发光单元2以 应用于一液晶显示装置的背光模块为例，但不以此为限，发光单元2 还可应用于扫描仪等电子装置的光源、日常照明设备、大型户外看板、 各式显示装置以及医疗仪器等领域。
壳体21可视应用的产品尺寸而定，为一中空框体或一背板(back plate)，本实施例的壳体21以一中空框体为例，其中，壳体21的材 质可为塑料、金属或合金。
导光板22的一侧具有一入光面221，导光板22设置于壳体21， 导光板22的材质可例如为聚碳酸酯(Polycarbonate, PC)、聚苯乙烯 (Polystyrene,PS)、 甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯 (Methly-methacrylate-Styrene, MS)或聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethly Methacrylate, PMMA)。
一般而言，发光二极管模块30又可称为一发光条(Light Bar)， 发光二极管模块30邻设于导光板22的入光面221，且具有一第一封装 发光二极管31、 一第二封装发光二极管32、 一二次封胶体33以及一 基板34。当然，发光二极管模块30可具有三个以上的封装发光二极管 (如图3A及图3B所示)，其中，第一封装发光二极管31及第二封装 发光二极管32所发出的光线颜色可为相同或不相同，例如可分别发出 白光、紫外光、红光、绿光或蓝光，甚至第一封装发光二极管31及第 二封装发光二极管32所发出的光线可混合成白光。另外，第一封装发 光二极管31及第二封装发光二极管32设置于基板34上，基板34可 为一导线架或一电路板，本实施例的基板34以一印刷电路板为例，且 第一封装发光二极管31及第二封装发光二极管32可呈一维或二维排 列，设置在长条型的基板34上。于实施上，可利用点胶、网印或涂布等制程，而将二次封胶体33 由第一封装发光二极管31的一第一出光面311延设至第二封装发光二 极管32的一第二出光面321,上述利用树脂再进行二次封胶(double molding)的制程，可使得二次封胶体33覆盖于所述的封装发光二极管 31、 32的出光面311、 321。除此之外，二次封胶体33还能保护所述 的封装发光二极管31、 32与基板34的电性接点不受水气及氧气的危 害。再者，由于二次封胶体33包覆住所述的封装发光二极管31、 32， 因此，所述的封装发光二极管31、 32所发出的光线可先在二次封胶体 33中先进行混光，再由二次封胶体33的出光侧射出。再者，二次封胶 体33的材质可选用折射率小于等于该些封装发光二极管31、 32的封 装体的材质，使得二次封胶体33可增加封装发光二极管31、 32的出 光效率。
请参照图3C所示，其显示二次封胶体的另一态样。二次封胶体 33a完全覆盖第一封装发光二极管31及第二封装发光二极管32并具有 一出光面331。所述的封装发光二极管31、 32所发出的光线可先在二 次封胶体33a中先进行混光，再由二次封胶体33a的出光面331射出。 而且二次封胶体33a的厚度比二次封胶体33的厚度来得厚，因此混光 的均匀性也会比较好。另外，当基板34为一软性电路板时，二次封胶 体33a还可强化发光二极管模块30a的机构强度，对于后续的组装及定 位，具有提升组装效率的作用。
请同时参照图4A及图4B，其为不同态样的二次封胶体33b、 33c 分别对应多个封装发光二极管31、 32设置的示意图。本实施例中，二 次封胶体的形状除了可为一长方柱状之外，还可以有许多不同的形状 变化态样。如图4A中，二次封胶体33b的出光面331b可具有一微结 构或一几何结构(图4B)，以提升光线出射二次封胶体33b的效率， 其中微结构或几何结构的截面形状选自弧形、三角形、多边形与不规 则形的其中之一，图4A中以微结构的截面形状为多个三角形所组成的 棱镜结构为例，而图4B中的二次封胶体33c的出光面331c则以微结构的截面形状为多个弧形所组成的微透镜结构(microlens structure)为例。
再请参照图4A，本实施例中，二次封胶体33b尚可具有多个扩散 粒子S，扩散粒子S可混入二次封胶体33b中，以让所述的封装发光二 极管31、 32所发出的光线可经由扩散粒子S散射后再由出光面331b 射出，可提高发光二极管模块30b的混光效果。当然，除了扩散粒子S 之外，其它例如气泡或印刷网点等扩散结构，也可形成于二次封胶体 33b的表面或是其内部。另外，二次封胶体33b的出光面也可具有多个 萤光体或波长调变材料(图中未显示)，以转换所述的封装发光二极 管31、 32所发出光线的波长，例如封装发光二极管31、 32发出紫外 光，经由掺杂于二次封胶体33b的萤光体而转换成白光。
接着，请参照图5A，其为图3C的发光二极管模块30a与壳体21 及导光板22的结合示意图。所述的封装发光二极管31、 32可分别为 一顶部出光型(Top View Type)封装发光二极管。本实施例中，入光 面221具有一微结构221a，微结构221a的截面形状选自弧形、线形、 三角形、多边形与不规则形的其中之一，图5A中以微结构221a为一 不规则的粗化表面为例，以提升光线入射导光板22的入射率。
如图5B所示，所述的封装发光二极管31、 32也可分别为一侧面 出光型(Side View Type)封装发光二极管，而基板34，也由图5A的立 设，而改成平行于导光板22的出光面223。除此之外，图5B中的封装 发光二极管31、 32的出光面被多个二次封胶体33、 33a所包覆。其中， 二次封胶体33、 33a的折射系数可逐步递减，以增加封装发光二极管 31、 32的出光效率。
由所述的封装发光二极管31、 32所射出的光线由二次封胶体33、 33a射出后，再由导光板22的入光面221射入导光板22。光线入射后 会进行全反射并达到进一步混光的效果，当光线射至导光板22的一底面222时，底面222可设置有印刷网点(图中未显示)以使光线散射 而破坏光线的全反射现象，造成部分光线折射出导光板22的出光面 223，形成一面光源。由于所述的封装发光二极管31、 32所发出的光 线先经由二次封胶体33a混光后才射出，再经由导光板22作进一步混 光，故可提升发光单元2a、 2b的混光均匀性。
请再参照图5A及图5B,本实施例中，发光单元2a、 2b更可包含 一反射膜片23以及一光源罩24，反射膜片23邻设于导光板22的底面 222，以提升发光单元2a、 2b的光线利用率，光源罩24则设置于壳体 21的一侧且覆设发光二极管模块30a、 30b。其中，光源罩24的内壁可 具有反射层，以使封装发光二极管31、 32所发出的光线中未入射导光 板22的光线，经由光源罩24反射而入射导光板22，进而提高光线利 用率。其中，光源罩24可以锁附、黏附、卡合或焊接的方式结合于壳 体21上。本实施例中，光源罩24的截面形成一凹部，可容置发光二 极管模块30a、 30b，并可协助将发光二极管模块30a、 30b固定于壳体 21。
第二实施例
请参考图6A，其为本发明第二实施例的发光单元4的一示意图。 发光单元4包含一壳体41、 一导光板42以及一发光二极管模块50。 其中，发光单元4与第一实施例的发光单元2不同之处在于，发光单 元4更包含一第一混光膜片551以及一第二混光膜片552，第一混光膜 片551及第二混光膜片552形成一光学膜片组55，且可分别选自一扩 散膜片(diffusion sheet)、 一扩散板材(diffiision plate)、 一棱镜膜片 (prism sheet)、一逆棱镜膜片(down type prism sheet)及其组合所构 成的群组其中之一。本实施例中，第一混光膜片551为一扩散膜片， 而第二混光膜片552则为一棱镜膜片，且第一混光膜片551及第二混 光膜片552可相互叠合或黏合。其中，第二混光膜片552的棱镜面对 导光板42，以增加发光二极管模块50出光的方向性。通过第一混光膜 片551及第二混光膜片552也能协助所述的封装发光二极管51、 52的
11混光。另外，第一混光膜片551的一入光侧，更可具有至少一反射图
案R，反射图案R对应各封装发光二极管51、 52设置，以反射部分直 接入射第一混光膜片551的光线，可使光线强度较为均匀。
如图6B所示，其揭示本实施例另一态样的发光单元4'。与图6A 不同之处在于，光学膜片组55'包含二个第二混光膜片552'及一第一混 光膜片551 ，且第一混光膜片551设置于所述的第二混光膜片552'之间， 第一混光膜片551为一扩散膜片，而第二混光膜片552'分别为一逆棱 镜膜片，第二混光膜片552'与第一混光膜片551相互黏合，且所述的 第二混光膜片552'的棱镜以朝向所述的封装发光二极管51、 52为例。 如此一来，可牺牲光学膜片聚光的特性，而使通过光学膜片组55'的光 线更为扩散，进而提升发光二极管模块50'的混光均匀性。
另外，本实施例中，发光二极管模块50、 50'的封装发光二极管 51、 52为二排并排设置于基板54上，以增加封装发光二极管模块50、 50'的出光强度。
综上所述，依本发明的一种发光单元中的发光二极管模块具有二 次封胶体，至少包覆第一封装发光二极管的第一出光面及第二封装发 光二极管的第二出光面，以协助多个封装发光二极管先行混光。与现 有技术相比，本发明的发光单元通过发光二极管模块内的二次封胶体 来协助混光，故使得发光单元的发光更为均匀。因此，对于所述的封 装发光二极管中的芯片，可以放宽挑选的波峰波长规格，进而降低材 料成本。
以上所述仅为举例性，而非为限制性。任何未脱离本发明的精神 与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于权利要求书的范 围中。
权利要求
1. 一种发光单元，其特征在于，包含一壳体；一导光板，其一侧具有一入光面，该导光板设置于该壳体；以及一发光二极管模块，邻设于该导光板的该入光面，且该发光二极管模块具有一基板、一第一封装发光二极管、一第二封装发光二极管以及一二次封胶体，该第一封装发光二极管及该第二封装发光二极管设置于该基板，且该二次封胶体由该第一封装发光二极管的一第一出光面，延设至该第二封装发光二极管的一第二出光面。
2. 如权利要求l所述的发光单元，其中，更包含-一第一混光膜片，该第一混光膜片设置于该发光二极管模块与该导光板之间。
3. 如权利要求2所述的发光单元，其中，该第一混光膜片选自于 一棱镜膜片、 一扩散膜片、 一扩散板材、 一逆棱镜膜片及其组合所构 成的群组至少其中之一。
4. 如权利要求2所述的发光单元，其中，该第一混光膜片的一入 光侧，更具有至少一反射图案，该反射图案对应各该封装发光二极管 设置。
5. 如权利要求2所述的发光单元，其中，更包含 一第二混光膜片，与该第一混光膜片相互叠合或相互贴合。
6. 如权利要求5所述的发光单元，其中，该第二混光膜片选自一 棱镜膜片、 一扩散膜片、 一扩散板、 一逆棱镜膜片及其组合所构成的 群组至少其中之一。
7. 如权利要求l所述的发光单元，其中，该二次封胶体具有多个 扩散粒子、多个气泡或多个印刷网点。
8. 如权利要求l所述的发光单元，其中，该二次封胶体内掺杂有 多个萤光体或波长调变材料。
9. 如权利要求l所述的发光单元，其中，该二次封胶体的一出光 面具有一萤光层或一波长调变层。
10. 如权利要求1所述的发光单元，其中，该二次封胶体的折射 系数小于等于该第一封装发光二极管或该第二封装发光二极管的封装 体的折射系数。
11. 如权利要求1所述的发光单元，其中，该二次封胶体完全覆 盖该第一封装发光二极管及该第二封装发光二极管。
全文摘要
本发明涉及一种发光单元，包含一壳体、一导光板以及一发光二极管模块。导光板的一侧具有一入光面，导光板设置于壳体，发光二极管模块邻设于导光板的入光面，且发光二极管模块具有一基板、一第一封装发光二极管、一第二封装发光二极管以及一二次封胶体，第一封装发光二极管及第二封装发光二极管设置于基板，且二次封胶体由第一封装发光二极管的一第一出光面，延设至第二封装发光二极管的一第二出光面。
文档编号F21V8/00GK101457905SQ200710199888
公开日2009年6月17日 申请日期2007年12月14日 优先权日2007年12月14日
发明者萨文志 申请人:启萌科技有限公司