CN101345279B - 背面接脚设计发光二极管元件、背光模组及液晶显示器 - Google Patents

背面接脚设计发光二极管元件、背光模组及液晶显示器 Download PDF

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Abstract

本发明是有关于一种背面接脚设计发光二极管元件(Light Emitting Diode；LED)、背光模组及液晶显示器，其中该背面接脚设计发光二极管元件包括一单一出光区以及一截面，其中该单一出光区具有一出光方向以及垂直该出光方向的一第一高度，该截面垂直该出光方向，该截面具有平行于该第一高度的一第二高度，其中该第一高度小于70％的该第二高度，其中该截面包含该单一出光区。本发明还包括一种背光模组及液晶显示器，本发明采用背面接脚设计，以使发光二极管元件维持较大的散热面积，借此达到较佳的散热效果，并防止接脚弯折而造的散热通道缩减成问题。同时，配合导光板的薄形化设计，缩减发光二极管元件出光面相对于导光板的厚度方向的出光口径，使其兼顾发光二极管元件与导光板的光学耦合效果。

Description

背面接脚设计发光二极管元件、背光模组及液晶显示器
技术领域
本发明涉及一种背面接脚设计发光二极管元件(Light Emitting diode；LED)及其应用。
背景技术
发光二极管元件(Light Emitting diode；LED)具有低耗电量、低发热量、操作寿命长、耐撞击、体积小、反应速度快、无汞以及可发出稳定波长的色光等良好光电特性，因此常应用于家电、仪表的指示灯、光电产品的应用。随着光电科技的进步，发光二极管元件在提升发光效率、使用寿命以及亮度等方面已有长足的进步，在不久的将来将成为未来发光元件的主流。
以薄型化液晶显示器的应用为例，采用上述发光二极管元件作为光源，正符合轻薄短小的设计需求。请参阅图1所示，图1是绘示一种传统发光二极管薄型化液晶显示器的背光模组100的部分结构剖面图。背光模组100包括至少一个发光二极管元件101与导光板104偶合，且发光二极管元件101是借由导脚(Lead)102固设并电性连结于位在背板103之上的控制基板106。由发光二极管晶粒109所提供的光线107，是直接经由导光板104进行扩散或先由反光板105反射后，再经由导光板104平均分散，最后由光出射口射出，以提供薄型化液晶显示器(未绘示)一个均匀的面光源。
一般而言，发光二极管元件101是采用表面粘着(Surface Mounting Technology；SMT)技术将导脚102焊接于控制基板106上。以图1所绘示的发光二极管元件101为例，当发光二极管元件101的厚度较大时，尚可以采用背面接脚设计(如图1所绘示)，将设于发光二极管元件101背面(相对于其出光面108的另一侧)的导脚102借由表面粘着方式，连结在控制基板106上，而不至发生倾倒与脱落的现象，其中控制基板106垂直于发光二极管元件100的光出射方向R1。
然而，随着液晶显示器的日亦薄型化，液晶显示器的导光板必须不断地变薄，为了使发光二极管元件与导光板104作更有效的光学偶合，发光二极管元件101的厚度也不断地遭到压缩。当发光二极管元件101为因应液晶显示器薄型化的设计需求而缩小其厚度时，采用背面接脚设计将会使导脚102与控制基板106的接触面积相对缩小，导致散热基座面积相对缩小，而出现发光二极管元件101散热不良，或因粘着力不足而造成倾倒与脱落的问题，进而影响制程良率。
为了解决此一问题，现有习知技术进而采用侧面接脚设计。请参阅图2所示，图2是绘示另一种传统发光二极管薄型化液晶显示器的背光模组200的部分结构剖面图。侧面接脚设计是将导脚202置于发光二极管元件201的出光面208两侧的侧壁上，借由导脚202将发光二极管元件201焊接于平行发光二极管元件201的光出射方向R2的控制基板206上。
然而，当散热基座面积相对缩小，大量热量囤积会影响发光二极管元件201的亮度，由于导脚202是发光二极管元件201主要的散热途径。采用侧面接脚设计，相较于背面接脚设计而言，导脚202必须经过较多次的弯折方能进行焊接，而导脚202在经过多次弯折后，金属组织往往遭到破坏，导致热导通量缩减，导热性下降，严重影响发光二极管元件201的发光品质与制造成本。
因此有需要提供一种发光效率高、制程简易且稳定度高的发光二极管元件及其各种应用。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术存在的缺陷，而提供一种新型结构的发光二极管元件，所要解决的技术问题是使其达到较佳的散热效果，并防止发光二极管元件接脚弯折而造的散热通道缩减成问题，非常适于实用。
本发明的另一目的在于，提供一种新型结构的背光模组，所要解决的技术问题是使其采用背面接脚发光二极管元件来配合导光板的薄形化设计，借由缩减发光二极管元件出光面相对于导光板的厚度方向的出光口径，来兼顾发光二极管元件与导光板的光学耦合效果，从而更加适于实用。
本发明的还一目的在于，提供一种新型结构的液晶显示器，所要解决的技术问题是使其提高薄型化液晶显示器的发光效率及稳定度，并可解决薄型化液晶显示器的制程步骤良率不高的问题，从而更加适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种背面接脚设计发光二极管元件(Light Emitting Diode；LED)，其包括：一单一出光区，其中该单一出光区具有一出光方向以及垂直该出光方向的一第一高度；以及一截面，垂直该出光方向，该截面具有平行于该第一高度的一第二高度，其中该第一高度小于70％的该第二高度，其中该截面包含该单一出光区。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的背面接脚设计发光二极管元件，其特征在于其中该第一高度小于60％该第二高度。
前述的背面接脚设计发光二极管元件，其包括：一发光二极管晶粒，具有第一电极与第二电极；以及一第一导脚，与发光二极管晶粒的第一电极电性连接；以及一第二导脚，与该第一导脚相距有一距离，与发光二极管晶粒的第二电极电性连接。
前述的背面接脚设计发光二极管元件，其中连接该第一导脚与该背面接脚设计发光二极管元件的一控制面板的一第一焊锡面实质平行该截面，连接该第二导脚与该控制面板的一第二焊锡面实质平行该截面。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种背光模组，其包括：一导光板，具有一入光面位于导光板的一侧壁；以及一背面接脚设计发光二极管元件，与该入光面耦合，其中该背面接脚设计发光二极管元件包括：一单一出光区，该单一出光区具有一出光方向以及垂直该出光方向的一第一高度，其中由该单一出光区所出射的光线沿著该出光方向射出且由该入光面所接收；以及一截面，垂直该出光方向，该截面具有平行於该第一高度的一第二高度，其中该第一高度小于70％的该第二高度，其中该截面包含该单一出光区。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的背光模组，其中所述的第一高度小于60％该第二高度。
前述的背光模组，其包括：一发光二极管晶粒，具有第一电极与第二电极；以及一第一导脚，与发光二极管晶粒的第一电极电性连接；以及一第二导脚，与该第一导脚相距有一距离，与发光二极管晶粒的第二电极电性连接；其中连接该第一导脚与该背面接脚设计发光二极管元件的一控制面板的一第一焊锡面实质平行该截面，连接该第二导脚与该控制面板的一第二焊锡面实质平行该截面。
本发明的目的及解决其技术问题另外还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种液晶显示器，其包括：一液晶面板；以及一背光模组，设于该液晶面板的一侧，该背光模组包括：一导光板，具有一入光面位于导光板的一侧壁；以及一背面接脚设计发光二极管元件，与该入光面耦合，其中该背面接脚设计发光二极管元件包括：一单一出光区，该单一出光区具有一出光方向以及垂直该出光方向的一第一高度，其中由该单一出光区所出射的光线沿著该出光方向射出且由该入光面所接收；以及一截面，垂直该出光方向，该截面具有平行於该第一高度的一第二高度，其中该第一高度小于70％的该第二高度，其中该截面包含该单一出光区。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的液晶显示器，其中所述的第一高度小于60％该第二高度。
前述的液晶显示器，其包括：一发光二极管晶粒，具有第一电极与第二电极；以及一第一导脚，与发光二极管晶粒的第一电极电性连接；以及一第二导脚，与该第一导脚相距有一距离，与发光二极管晶粒的第二电极电性连接；其中连接该第一导脚与该背面接脚设计发光二极管元件的一控制面板的一第一焊锡面实质平行该截面，连接该第二导脚与该控制面板的一第二焊锡面实质平行该截面。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本发明的主要技术内容如下：
为了达到上述目的，本发明提供了一种背面接脚设计发光二极管元件(Light Emitting Diode；LED)。此背面接脚设计发光二极管元件元件包括一单一出光区以及一截面，其中该单一出光区具有一出光方向以及垂直该出光方向的一第一高度，该截面垂直该出光方向，该截面具有平行于该第一高度的一第二高度，其中该第一高度小于70％的该第二高度，其中该截面包含该单一出光区。
另外，为了达到上述目的，本发明另提供了一种背光模组。此背光模组包括：背板、导光板以及背面接脚设计发光二极管元件。其中导光板具有一个入光面位于导光板的一侧壁，且背面接脚设计发光二极管元件与入光面耦合。此背面接脚设计发光二极管元件包括一单一出光区以及一截面，其中该单一出光区具有一出光方向以及垂直该出光方向的一第一高度，由该单一出光区所出射的光线沿著该出光方向射出且由该入光面所接收，该截面垂直该出光方向，该截面具有平行于该第一高度的一第二高度，其中该第一高度小于70％的该第二高度，其中该截面包含该单一出光区。
此外，为了达到上述目的，本发明再提供了一种液晶显示器。此液晶显示器包括：液晶面板以及设于液晶面板的一侧的背光模组。其中此背光模组包括：背板、导光板以及背面接脚设计发光二极管元件。其中导光板具有一个入光面位于导光板的一侧，用来与背面接脚设计发光二极管元件耦合。此背面接脚设计发光二极管元件包括一单一出光区以及一截面，其中该单一出光区具有一出光方向以及垂直该出光方向的一第一高度，由该单一出光区所出射的光线沿著该出光方向射出且由该入光面所接收，该截面垂直该出光方向，该截面具有平行于该第一高度的一第二高度，其中该第一高度小于70％的该第二高度，其中该截面包含该单一出光区。
借由上述技术方案，本发明背面接脚设计发光二极管元件、背光模组及液晶显示器至少具有下列优点及有益效果：
本发明的技术特征是在于采用背面接脚设计，以使发光二极管元件维持较大的散热面积，借此达到较佳的散热效果，并防止接脚弯折而造的散热通道缩减成问题。同时，配合导光板的薄形化设计，缩减发光二极管元件出光面相对于导光板的厚度方向的出光口径，使其小于背面接脚与发光二极管元件接合介面的截面高度的70％来兼顾发光二极管元件与导光板的光学耦合效果。
综上所述，本发明具有上述诸多优点及实用价值，其不论在产品结构或功能上皆有较大改进，在技术上有显著的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的发光二极管元件具有增进的突出功效，从而更加适于实用，并具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的详细说明如下：
图1是绘示一种传统发光二极管薄型化液晶显示器的背光模组的部分结构剖面图。
图2是绘示另一种传统发光二极管薄型化液晶显示器的背光模组的部分结构剖面图。
图3A是根据本发明的较佳实施例所绘示的一种薄型化液晶显示器的结构剖面图。
图3B延着图3A的光出射方向所绘示的光源结构主视图。
图3C是绘示垂直图3A的剖面方向的背光模组局部结构剖面图。
100：背光模组              101：发光二极管元件
102：导脚                  103：背板
104：导光板                105：反光板
106：控制基板              107：光线
108：出光面                109：发光二极管晶粒
200：背光模组              201：发光二极管元件
202：导脚                  203：背板
204：导光板                205：反光板
206：控制基板              208：出光面
300：液晶显示器            301：液晶面板
302：背光模组              303：背板
304：导光板                305：反射板
306：发光二极管元件(光源)  307：入光面
308：光出射口              310：导电支架
311：出光方向              312：截面
312a：出光区               313：第一高度
315：第二高度              316：控制面板
317：第一导脚              318：第二导脚
319：第一焊锡面            320：第二焊锡面
321：第一电极              322：第二电极
323：发光二极管晶粒        324：打线
R1：光出射方向    R2：光出射方向
具体实施方式
为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，特提供一种薄型化液晶显示器300作为较佳实施例来进一步说明。
请参阅图3A至图3C所示，图3A是根据本发明的较佳实施例所绘示的一种薄型化液晶显示器300的结构剖面图。图3B面对图3A的光出射方向311所绘示的光源306结构主视图。图3C是绘示垂直图3A的剖面方向的背光模组302局部结构剖面图。
液晶显示器300包括：液晶面板301以及设于液晶面板301一侧的背光模组302。其中背光模组302包括：背板303、导光板304、反射板305、以及光源306。其中导光板304具有一个入光面308位于其侧壁上，用来与光源306耦合。由光源306所出射的光线，以出光方向311经导光板304的入光面307进入导光板304中，再直接经过导光板304散射，或先经由反射板305反射再经过导光板304散射之后，经由背光模组302的光出射口308射出。
在本发明的实施例中，液晶显示器300的光源306是一种与导光板304入光面307耦合的发光二极管元件(以下图号306表之)。其中发光二极管元件306的一端与导光板304的入光面307耦合；发光二极管元件306的另一端则借由导电支架310电性连结并固设于控制基板316上。
请参阅图3C所示，在本发明的较佳实施例之中，发光二极管元件306包括：发光二极管晶粒323、打线324和导电支架310。导电支架310则由第一导脚317和第二导脚318所构成，且第一导脚317和第二导脚318两者相距有一段距离。发光二极管晶粒323则分别借由打线324电性连结晶粒上的第一电极321与第一导脚317和连结第二电极322与第二导脚318。其中连接第一导脚317与控制基板316的第一焊锡面319以及连接第二导脚318与控制基板316的第二焊锡面320是实质平行发光二极管元件306的截面312(出光区312a)。
在本发明的实施例之中，发光二极管元件306具有与出光方向311以及垂直出光方向311的截面312。其中截面312包含一出光区312a，此出光区312a具有垂直于出光方向311的第一高度313，且第一高度313实质小于垂直出光方向311的截面312总高度315的70％(如图3B所绘示)。
根据以上所述的实施例，本发明的技术特征是在采用背面接脚设计，以使发光二极管元件能具有较大的基座，并维持较大的散热面积，借此达到较佳的散热效果，并防止接脚弯折而造成的散热通道缩减成问题。同时，配合导光板的薄形化设计，缩减发光二极管元件的出光口径占发光二极管元件出光面的截面高度的比例，以兼顾发光二极管元件与导光板的光学耦合效果。
因此，借由本发明所提供的技术优势，不仅可以兼顾制造成本与背光模组薄型化的设计需求，更可以解决现有习知发光二极管元件采用侧面接脚设计所产生支援件散热效果和发光效率不佳的问题。
另外，值得注意的是，以上实施例所提供的截面高度有其特定的方向性，其中是以导光板的厚度的方向作为量测基准，例如发光二极管元件的出光方向出光方向即代表垂直导光板的厚度的方向。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种背面接脚设计发光二极管元件，其特征在于其包括：
一单一出光区，其中该单一出光区具有一出光方向以及垂直该出光方向的一第一高度；以及
一截面，垂直该出光方向，该截面具有平行于该第一高度的一第二高度，其中该第一高度小于70％的该第二高度，其中该截面包含该单一出光区。
2.根据权利要求1所述的背面接脚设计发光二极管元件，其特征在于其中该第一高度小于60％该第二高度。
3.根据权利要求1所述的背面接脚设计发光二极管元件，其特征在于其包括：
一发光二极管晶粒，具有第一电极与第二电极；以及
一第一导脚，与发光二极管晶粒的第一电极电性连接；以及
一第二导脚，与该第一导脚相距有一距离，与发光二极管晶粒的第二电极电性连接。
4.根据权利要求3所述的背面接脚设计发光二极管元件，其特征在于其中连接该第一导脚与该背面接脚设计发光二极管元件的一控制面板的一第一焊锡面实质平行该截面，连接该第二导脚与该控制面板的一第二焊锡面实质平行该截面。
5.一种背光模组，其特征在于其包括：
一导光板，具有一入光面位于导光板的一侧壁；以及
一背面接脚设计发光二极管元件，与该入光面耦合，其中该背面接脚设计发光二极管元件包括：
一单一出光区，该单一出光区具有一出光方向以及垂直该出光方向的一第一高度，其中由该单一出光区所出射的光线沿著该出光方向射出且由该入光面所接收；以及
一截面，垂直该出光方向，该截面具有平行於该第一高度的一第二高度，其中该第一高度小于70％的该第二高度，其中该截面包含该单一出光区。
6.根据权利要求5所述的背光模组，其特征在于其中该第一高度小于60％该第二高度。
7.根据权利要求5所述的背光模组，其特征在于其包括：
一发光二极管晶粒，具有第一电极与第二电极；以及
一第一导脚，与发光二极管晶粒的第一电极电性连接；以及
一第二导脚，与该第一导脚相距有一距离，与发光二极管晶粒的第二电极电性连接；
其中连接该第一导脚与该背面接脚设计发光二极管元件的一控制面板的一第一焊锡面实质平行该截面，连接该第二导脚与该控制面板的一第二焊锡面实质平行该截面。
8.一种液晶显示器，其特征在于其包括：
一液晶面板；以及
一背光模组，设于该液晶面板的一侧，该背光模组包括：
一导光板，具有一入光面位于导光板的一侧壁；以及
一背面接脚设计发光二极管元件，与该入光面耦合，其中该背面接脚设计发光二极管元件包括：
一单一出光区，该单一出光区具有一出光方向以及垂直该出光方向的一第一高度，其中由该单一出光区所出射的光线沿著该出光方向射出且由该入光面所接收；以及
一截面，垂直该出光方向，该截面具有平行於该第一高度的一第二高度，其中该第一高度小于70％的该第二高度，其中该截面包含该单一出光区。
9.根据权利要求8所述的液晶显示器，其特征在于其中该第一高度小于60％该第二高度。
10.根据权利要求8所述的液晶显示器，其特征在于其包括：
一发光二极管晶粒，具有第一电极与第二电极；以及
一第一导脚，与发光二极管晶粒的第一电极电性连接；以及
一第二导脚，与该第一导脚相距有一距离，与发光二极管晶粒的第二电极电性连接；
其中连接该第一导脚与该背面接脚设计发光二极管元件的一控制面板的一第一焊锡面实质平行该截面，连接该第二导脚与该控制面板的一第二焊锡面实质平行该截面。
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