CN100468165C - 发光二极管及采用该发光二极管的背光模组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种背光模组，包括一导光板、一反射板及一发光二极管，该导光板包括一入光面，一与入光面相连的出光面，及一与该出光面相对的底面，该发光二极管与该导光板的入光面相对设置，该发光二极管包括一基板、一第一电极、一第二电极、一金属线、一发光芯片及一封装树脂，该封装树脂覆盖该发光芯片，该发光芯片设置在该第一电极上且包括多个微孔和沿远离该第一电极表面的方向依次层叠设置的一基底层、一膜层、一保护层、一有机层，该多个微孔由有机层贯穿至基底层表面，该有机层通过该金属线与该第二电极电连接。

Description

发光二极管及采用该发光二极管的背光模组
【技术领域】
本发明是关于一种发光二极管和一种采用该发光二极管的背光模组。
【背景技术】
由于液晶显示器具轻、薄、耗电小等优点，广泛应用于笔记本计算机、移动电话、个人数字助理等现代化信息设备。又因为液晶本身不具有发光特性，其作用主要是控制光线的通过或不通过，所以需要为其提供背光模组作为光源系统以实现其显示功能，背光模组需要较强的亮度。背光模组所采用的光源一般以冷阴极射线管(Cold Cathode Fluorescent Lighting，缩写为CCFL)与发光二极管(Light Emitting Diode，缩写为LED)为主。
请参阅图1，是一种现有技术发光二极管的结构示意图。该发光二极管110包括一基板111、一第一电极112、一第二电极115、一金属线116、一发光芯片113及一封装树脂114。该发光芯片113包括一基底层1131与一膜层1132，该发光芯片113通过导电胶固定在该第一电极112之上，该发光芯片113通过金属线116与该第二电极115导通，该封装树脂114覆盖该发光芯片113，由于发光芯片113存在多种发光模式，其发射角度及方向均不相同，造成发光芯片113内部光反射及散射散失，使得发光芯片113整体发光效率降低，进而降低出射光的亮度。
请参阅图2，是一种现有技术背光模组的结构示意图。该背光模组10包括两光源110、一导光板120、一反射板130、一扩散板140、一增亮片150和两光源罩160。该两光源110分别被该两光源罩160部份包围；该导光板120包括两入光面121、一与入光面121相连的出光面122及与出光面122相对的底面123，该导光板120的底面123上设置有微棱镜结构(未标示)。该光源110是相对导光板120的入光面121设置，该光源110是发光二极管。
光源110发出的光线直接或经光源罩160反射后，经导光板120的入光面121进入导光板120，部分光线直接经出光面122出射再照射到扩散板140，另外一部分从底面123出射的光线被反射板130反射回导光板120中，再经出光面122出射到扩散板140。从光源110发出的大部分光都会转换成均匀分布的面光源入射到扩散板140中，经扩散板140扩散后由增亮片150射出。该光源110发出的光线经背光模组10后可转换为面光源后射出。因为发光二极管本身效率低，亮度不高，使得整个背光模组10不能很好满足液晶显示装置(图未示)对背光模组10的亮度要求，从而影响液晶显示装置(图未示)的显示效果。而且，扩散板140及增亮片150的应用使得背光模组10的结构及其组装制程复杂。
【发明内容】
为克服现有技术的发光二极管亮度较低的问题，本发明提供一种具有高亮度的发光二极管。
本发明还提供一采用该发光二极管的背光模组。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：提供一种发光二极管，其包括一基板、一第一电极、一第二电极、一金属线、一发光芯片及一封装树脂，该发光芯片通过导电胶固定在该第一电极之上，该发光芯片通过金属线与该第二电极导通，该封装树脂覆盖该发光芯片，该发光芯片包括多个微孔和沿远离该第一电极表面的方向依次层叠设置的一基底层、一膜层、一保护层、一有机层及，该多个微孔由有机层贯穿至基底层表面，该有机层通过该金属线与该第二电极电连接。
本发明还提供一种背光模组，其包括一导光板、一反射板及一发光二极管，该导光板包括一入光面，一与入光面相连的出光面，及一与该出光面相对的底面，该发光二极管与该导光板的入光面相对设置，该发光二极管包括一基板、一第一电极、一第二电极、一金属线、一发光芯片及一封装树脂，该封装树脂覆盖该发光芯片，该发光芯片设置在该第一电极上且包括多个微孔和沿远离该第一电极表面的方向依次层叠设置的一基底层、一膜层、一保护层、一有机层，该多个微孔由有机层贯穿至基底层表面，该有机层通过该金属线与该第二电极电连接。
相较于现有技术，由于本发明发光二极管的发光芯片包括由有机层贯穿至基底层表面的多个微孔，形成具有周期性排列的多个微孔的光子晶体结构，能够有效地抑制发光二极管发出光线发生内部反射，使原来被内部反射禁固的部分光线发射出来，使得大部分光线经低损耗的发光芯片从发光二极管发射出去；同时其在可见光光谱内，大部分波长范围内的可见光通过该发光芯片并不发生散射，所以能提高发光二极管发光效率，从而增加发光二极管的亮度。另外，采用该发光芯片的发光二极管的背光模组的亮度增强，而无需使用扩散板与增光片，使得背光模组结构简化，组装制程简单。
【附图说明】
图1是一种现有技术发光二极管的结构示意图。
图2是一种现有技术背光模组的结构示意图。
图3是本发明发光二极管的结构示意图。
图4是本发明发光二极管的发光芯片立体结构示意图。
图5是本发明发光二极管的发光芯片沿图4中V-V线的剖面示意图。
图6是本发明发光二极管与现有技术发光二极管的亮度比较示意图。
图7是本发明背光模组第一实施方式的结构示意图。
图8是本发明背光模组第二实施方式的结构示意图。
【具体实施方式】
请参阅图3，是本发明发光二极管的结构示意图。本发明的发光二极管210包括一基板211、一第一电极212、一第二电极215、一金属线216、一发光芯片213及一封装树脂214。该基板211是用来承载该第一电极212、第二电极215、金属线216、发光芯片213及封装树脂214。该封装树脂214覆盖该发光芯片213，是用来保护该发光芯片213，防止静电及水汽侵蚀，该发光芯片213通过导体胶(图未示)固定在该第一电极212之上，该发光芯片213通过金属线216与该第二电极215导通。
请参阅图4与图5，是本发明发光二极管的发光芯片结构示意图。该发光芯片213包括一基底层2131、一膜层2132、一保护层2133、一有机层2134及多个微孔2135。
该基底层2131材料是磷化铟(InP)；该膜层2132材料是磷铟镓砷(InGaAsP)；该保护层2133与该有机层2134是通过金属有机化学气相沉积(Metal Organic Chemical Vapor Deposition，缩写是MOCVD)形成；该保护层2133是保护该发光芯片213的发光层，材料是二氧化硅(SiO2)，厚度是100～300nm；该有机层2134材料是聚甲基丙烯酸甲脂(Polymethyl Methacrylate，PMMA)；厚度是100～500nm；该多个微孔2135是经过光阻技术(Photolithography)与反应离子蚀刻技术(Reactive Ion Etching)加工形成，是周期性排列的由有机层2134贯穿至基底层2131表面的结构，该微孔2135的直径是100～300nm，高度是500～800nm。
该膜层2132，保护层2133，有机层2134及周期性排列的多个微孔2135，构成具有光子能隙的光子晶体结构，光子能隙是指在一定频率范围内的光子在光子晶体的某些方向上被严格禁止传播的，而产生高效率的反射，几乎没有能量损失，从而有效地控制光波的传输。
由于本发明的发光二极管210包括由有机层贯穿至基底层表面的多个微孔2135，形成具有周期性排列的多个微孔2135的光子晶体结构，能够有效地抑制发光二极管210发出光线发生内部反射，使原来被内部反射禁固的部分光线发射出来，使得大部分光线从发光二极管210发射出去。同时其在可见光光谱内，大部分波长范围内可见光通过发光芯片213时并不发生散射，所以能提高发光二极管210发光效率，从而增加发光二极管210的亮度。
请参阅图6，是本发明发光二极管与现有技术发光二极管亮度比较示意图，a是现有技术发光二极管110在不同波长范围内的亮度，b是本发明发光二极管210在不同波长范围内的亮度。在450nm-700nm的波长范围内，本发明发光二极管210发光效率较现有技术发光二极管110发光效率增加，从而使得在这一波长范围内，发光二极管210以有效光形式发出的可见光线亮度较之现有技术发光二极管110的亮度增加。
本发明亦有其它变更设计，如：该基底层2131材料是砷化镓(GaAs)、磷化镓(GaP)、三氧化二铝(Al2O3)或碳化硅(SiC)；该膜层2132材料是砷化铝镓(AlGaAs)、磷铝铟镓(AlInGaP)、氮化镓(GaN)、氮化铟镓(InGaN)、p型的氮化镓(P-GaN)或n型的氮化镓(N-GaN)；该微孔2135的直径是50～600nm，高度是100～1000nm；该保护层2133可以通过热氧化(Thermal Oxide)形成；该有机层2134可以通过等离子辅助化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition，缩写为PECVD)形成。
请参阅图7，是本发明背光模组第一实施方式的结构示意图。该背光模组20包括两发光二极管210、一导光板220、一反射板230及两光源罩260。该导光板包括两入光面221、一与入光面221相连的出光面222及一与该出光面222相对的底面223，该导光板220的出光面222与底面223设有V形槽结构，该两发光二极管210与该导光板220的两入光面221相对设置。
请参阅图8，是本发明背光模组第二实施方式的结构示意图。该背光模组30包括一发光二极管210、一导光板320、一反射板330及一光源罩360。该导光板320包括一入光面321、一与入光面321相连的出光面322及一与该出光面322相对的底面323，该导光板320的出光面322与底面323设有V形槽结构，该发光二极管210与该导光板220的入光面221相对设置。
由于本发明的背光模组采用该高亮度的发光二极管，背光模组的发光效率增强，而无需使用扩散板与增光片，使得背光模组结构简化，组立制程简单。

Claims (10)

1.一种发光二极管，包括一基板、一第一电极、一第二电极、一金属线、一发光芯片和一封装树脂，该封装树脂覆盖该发光芯片，该发光芯片设置在该第一电极上且包括沿远离该第一电极表面的方向依次层叠设置一基底层和一膜层，其特征在于:该发光芯片还包括多个微孔及依次层叠设置在该膜层表面上的一保护层、一有机层，该多个微孔由该有机层贯穿至该基底层表面，该有机层通过该金属线与该第二电极电连接。
2.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于:该多个微孔是周期性排列。
3.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于:该保护层厚度是100～300nm。
4.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于:该有机层厚度是100～500nm。
5.如权利要求2所述的发光二极管，其特征在于:该多个微孔的直径是100～300nm。
6.如权利要求3所述的发光二极管，其特征在于:该保护层材料是二氧化硅。
7.如权利要求4所述的发光二极管，其特征在于:该有机层材料是聚甲基丙烯酸甲脂。
8.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于:该基底层材料是磷化铟、砷化镓、磷化镓、三氧化二铝或碳化硅。
9.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于:该膜层材料是磷铟镓砷、砷化铝镓、磷铝铟镓、氮化镓、氮化铟镓、p型的氮化镓或n型的氮化镓。
10.一种背光模组，包括一导光板、一反射板和一发光二极管，该导光板包括一入光面、一与入光面相连的出光面和一与该出光面相对的底面，该发光二极管与该导光板的入光面相对设置，该发光二极管包括一基板、一第一电极、一第二电极、一金属线、一发光芯片和一封装树脂，该封装树脂覆盖该发光芯片，该发光芯片设置在该第一电极上且包括沿远离该第一电极表面的方向依次层叠设置一基底层和一膜层，其特征在于:该发光芯片还包括多个微孔及依次层叠设置在该膜层表面上的一保护层、一有机层，该多个微孔由该有机层贯穿至该基底层表面，该有机层通过该金属线与该第二电极电连接。
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