CN102509759A - 发光装置以及光源模块 - Google Patents
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Abstract
一种发光装置以及光源模块，该发光装置包含基座、发光二极管芯片、波长转换物质以及封装胶材。基座具有第一凹槽与第二凹槽，且第二凹槽位于第一凹槽之上。发光二极管芯片位于基座的第一凹槽内，而波长转换物质则位于基座的第二凹槽内。封装胶材覆盖发光二极管芯片。波长转换物质与第二凹槽的一侧壁之间具有空隙，可容纳多余的封装胶材，避免胶材溢出。
Description
技术领域
本发明是有关于一种发光装置，特别是关于一种具有波长转换物质的发光装置。
背景技术
量子点(Quantum Dots)是一些肉眼无法看到的、极其微小的半导体纳米晶体，是一种粒径不足10纳米的颗粒。通常说来，量子点是由锌、镉、硒和硫原子组合而成。其特性是，每当受到光的刺激，量子点便会发出有色光线，光线的颜色由量子点的组成材料和大小形状决定，这一特性使得量子点能够改变光源发出的光线颜色，因此可被归类为波长转换物质(Wavelength ConversionMaterial)的一种。
从工作原理而言，量子点与YAG荧光体类似，通过发光二极管(LightEmitting Diode，LED)的光线刺激让量子点发散出几种颜色的组合，最终让LED发散出白色的灯光。在同样的亮度下，量子点LED灯所需的蓝光更少，在电光转化中需要的电力自然更少，更高效的表现令其在节能方面更胜一筹。
量子点通常封装于玻璃毛细管内。目前含有量子点的玻璃毛细管的固定方式是利用封装胶材将玻璃毛细管贴附在LED灯的基座上方。由于封装胶材在涂布时为液状，具有流动性，若封装胶材的量过多，会产生溢胶的问题，进而影响光学品味及组装性。
量子点(Quantum Dots)是一些肉眼无法看到的、极其微小的半导体纳米晶体，是一种粒径不足10纳米的颗粒。通常说来，量子点是由锌、镉、硒和硫原子组合而成。其特性是，每当受到光的刺激，量子点便会发出有色光线，光线的颜色由量子点的组成材料和大小形状决定，这一特性使得量子点能够改变光源发出的光线颜色，因此可被归类为波长转换物质(Wavelength ConversionMaterial)的一种。
从工作原理而言，量子点与YAG荧光体类似，通过发光二极管(LightEmitting Diode，LED)的光线刺激让量子点发散出几种颜色的组合，最终让LED发散出白色的灯光。在同样的亮度下，量子点LED灯所需的蓝光更少，在电光转化中需要的电力自然更少，更高效的表现令其在节能方面更胜一筹。
量子点通常封装于玻璃毛细管内。目前含有量子点的玻璃毛细管的固定方式是利用封装胶材将玻璃毛细管贴附在LED灯的基座上方。由于封装胶材在涂布时为液状，具有流动性，若封装胶材的量过多，会产生溢胶的问题，进而影响光学品味及组装性。
发明内容
本发明提出一种发光装置以及光源模块，以解决传统应用于量子点LED的封装结构所遭遇到的上述问题。
本发明提供一种发光装置，包含基座、发光二极管芯片、波长转换物质以及封装胶材。基座具有第一凹槽与第二凹槽，且第二凹槽位于第一凹槽的上。发光二极管芯片位于基座的第一凹槽内，而波长转换物质则位于基座的第二凹槽内。封装胶材覆盖发光二极管芯片。波长转换物质与第二凹槽的一侧壁之间具有空隙，可容纳多余的封装胶材，避免胶材溢出。
在本发明的一实施例中，所述第二凹槽的开口面积大于第一凹槽的开口面积。
在本发明的一实施例中，所述封装胶材覆盖发光二极管芯片并且填满第一凹槽。
在本发明的一实施例中，所述封装胶材更填入该波长转换物质与该第二凹槽的该侧壁之间的该空隙中。
在本发明的一实施例中，所述波长转换物质位于一玻璃毛细管内。
在本发明的一实施例中，所述玻璃毛细管与第二凹槽的底部表面接触。
在本发明的一实施例中，所述第二凹槽的侧壁顶部更包括一导角结构。
本发明提供一种光源模块，包含导光板、至少一光学膜片、以及发光装置。导光板具有入光面与出光面。光学膜片位于导光板的出光面上，而发光装置则位于导光板的入光面上。发光装置包含基座、发光二极管芯片、波长转换物质以及封装胶材。基座具有第一凹槽与第二凹槽，且第二凹槽位于第一凹槽的上。发光二极管芯片位于基座的第一凹槽内，而波长转换物质则位于基座的第二凹槽内。封装胶材覆盖发光二极管芯片。波长转换物质与第二凹槽的一侧壁之间具有空隙，可容纳多余的封装胶材，避免胶材溢出。
在本发明的一实施例中，所述导光板具有一下表面、一上表面以及多个侧表面。导光板的至少一侧表面为入光面，且上表面为出光面。
在本发明的一实施例中，所述光源模块更包括反射片，位于导光板的下表面。
在本发明的一实施例中，所述光源模块更包括支撑结构。所述发光装置位于支撑结构内，且支撑结构固定在导光板的上表面以及下表面上。
在本发明的一实施例中，所述导光板具有下表面、上表面以及多个侧表面。导光板的下表面为入光面，且上表面为出光面。
在本发明的一实施例中，所述光源模块更包括框架。所述发光装置位于框架内，且框架固定在导光板的侧表面上。
本发明通过波长转换物质与第二凹槽的一侧壁之间具有空隙，可容纳多余的封装胶材，避免胶材溢出.
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1A为根据本发明一实施例的发光装置的剖面示意图。
图1B为根据本发明一实施例的发光装置的剖面示意图。
图2A至图2C为根据本发明一实施例的发光装置的制作流程示意图。
图3为根据本发明一实施例的光源模块的剖面示意图。
图4为根据本发明一实施例的光源模块的剖面示意图。
其中，附图标记：
100：发光装置
110：基座
111：第一凹槽
112：第二凹槽
120：发光二极管芯片
130：波长转换物质
131：玻璃毛细管
140：封装胶材
200：光源模块
300：光源模块
400：导光板
400a：导光板的上表面
400b：导光板的下表面
400c：导光板的侧表面
410：光学膜片
420：反射片
500：支撑结构
600：框架
具体实施方式
图1A为本发明第一实施例的一种发光装置的剖面示意图。请参考图1A，本实施例的发光装置100包含基座110、发光二极管芯片120、波长转换物质130以及封装胶材140。
基座110具有第一凹槽111与第二凹槽112，且第二凹槽112位于第一凹槽的上111。根据本实施例，基座110的材质例如是有机材料(例如是高分子聚合物)或是无机材料(例如是玻璃、石英等等)。在基座110中形成第一凹槽111与第二凹槽112的方法可以采用模制方式、微影以及蚀刻工艺或是其它合适的工艺。另外，基座110可为长条状基座，且第一凹槽111与第二凹槽112分别为沟槽结构，如此一来可使发光装置100为长条状发光装置。
根据本实施例，上述的第二凹槽112的开口面积大于第一凹槽111的开口面积。因此，由图1A的剖面图示来看，第二凹槽112的开口宽度大于第一凹槽111的开口宽度。
发光二极管芯片120位于基座110的第一凹槽111内。发光二极管芯片120可为蓝色发光二极管芯片、红色发光二极管芯片、绿色发光二极管芯片或是其它颜色的发光二极管芯片。另外，设置在基座110的第一凹槽111内发光二极管芯片120可为一个或是多个，其主要是根据基座110的长度、发光二极管芯片120的大小等等因素有关。本发明不限制基座110的第一凹槽111内所设置的发光二极管芯片120的数目。
波长转换物质130位于基座110的第二凹槽112内。根据本实施例，波长转换物质130与第二凹槽112的侧壁之间具有空隙114。另外，在本实施例，上述的波长转换物质130是位于玻璃毛细管131内，因此玻璃毛细管131与第二凹槽112的侧壁之间具有空隙114。换言之，玻璃毛细管131的宽度尺寸略小于第二凹槽112的开口尺寸，以使得玻璃毛细管131与第二凹槽112的侧壁之间保留有空隙114。
在此，波长转换物质130为可将特定波长光线转换为另一特定波长的光线的物质。举例来说，若上述的发光二极管芯片120为蓝色发光二极管芯片，那么波长转换物质130可为可将发光二极管芯片120的蓝光转换为高色纯度红光、高色纯度绿色或是高色纯度蓝光。所述波长转换物质130的材料可包括荧光材料、有机错合物材料、发光颜料、量子点为底材料、量子线为底材料、量子井为底材料或是上述材料的组合。
另外，在本实施例中，波长转换物质130是密封于玻璃毛细管131内，且玻璃毛细管131的宽度尺寸略大于第一凹槽111的开口尺寸，因此所述玻璃毛细管131会与位于第二凹槽112底部的基座110的表面112b接触。换言之，第二凹槽112底部的基座110的表面112b可支撑玻璃毛细管131，以使得玻璃毛细管131稳固定装设于基座110的第二凹槽112内，并可同时作为玻璃毛细管131与发光二极管芯片120间的定位。
封装胶材140填于基座110的第一凹槽111内以覆盖发光二极管芯片120。根据本实施例，封装胶材140是覆盖发光二极管芯片120并且填满第一凹槽111。在此，封装胶材140可为加热可固化的封装胶材或是照光可固化的封装胶材。
值得一提的是，封装胶材140于填满第一凹槽111后，也可进一步填入波长转换物质130(玻璃毛细管131)与第二凹槽112的侧壁之间的空隙114中。换言之，此空隙114可容纳多余的封装胶材140，避免胶材溢出。
图1B为本发明第一实施例的一种发光装置的剖面示意图。请参考图1B，本实施例的发光装置100与上述图1A的发光装置100相似，因此相同的组件以相同的标号表示，且不再重复说明。图1B的实施例与上述图1A的实施例不同之处在于，基座110的第二凹槽112的侧壁顶部更包括设置有导角结构112a。由于第二凹槽112的侧壁顶部更包括设置有导角结构112a，因此，可使得第二凹槽112的顶部宽度较大，进而使得间隙114于其顶部的宽度较宽。如此一来，可使得间隙114的容积越大，以提供更多空间给多余的封装胶材140。
为了详细说本发明的基座的设计可以防止胶材溢出，以下以图2A至图2C的流程图来说明本发明的发光装置的封装流程。
首先，请参照图2A，提供基座110，基座110中具有第一凹槽111以及第二凹槽112。接着，将发光二极管芯片120置放于基座110的第一凹槽111内。
之后，请参照图2B，利用胶材注入设备200将液状封装胶材140注入于基座110的第一凹槽111内，直到封装胶材140完全覆盖发光二极管芯片120。此时，因液状封装胶材140注入量不易精准控制，因此可能注入过多的封装胶材140。因此，当封装胶材140填满第一凹槽111后，多余的液状封装胶材140会填入基座110的第二凹槽112内。
接着，请参照图2C，将含有波长转换物质130的玻璃毛细管131放入基座110的第二凹槽112内。此时，先前注入的多余的液状封装胶材140会被挤压至玻璃毛细管131与第二凹槽112的侧壁之间的空隙114内。在此，由于空隙114可容纳多余的液状封装胶材140，因而可达到防止液状封装胶材140溢流至基座110的外部。
最后，再进行固化处理300，以使封装胶材140完全固化。上述的固化处理300可为紫外光(UV)照射处理，或是加热处理。如此，即完成发光装置100的制作流程。
上述的发光装置110可以应用于各种光源模块的中，例如液晶显示器的背光模块、照明设备或是其它光源模块。以下是将发光装置110应用于液晶显示器的背光模块为例来说明，但其并非用以限定本发明。
图3为根据本发明一实施例的光源模块的剖面示意图。请参考图3，本实施例的光源模块200为侧边入光式光源模块，其包含导光板400、至少一光学膜片410以及发光装置100。
导光板400具有上表面400a、下表面400b以及多个侧表面400c。在本实施例中，导光板400的其中一侧表面400c是作为入光面，且上表面400a是作为出光面。然，本发明不限于此。根据其它实施例，导光板400的其中两个侧表面400c是作为入光面或是四个侧表面400c都是作为入光面。导光板400的材质为具有高导光性质的透明材料，且导光板400的表面或是内部也可包括设置有光学微结构。
光学膜片410位于导光板400的出光面400a上，且发光装置100则位于导光板400的入光面400c上。光学膜片410包括扩散膜、增亮膜等等光学膜片。而发光装置100可为图1A所示的发光装置100或是如图1B所示的发光装置100。
承上所述，发光装置100所发出的光线经由导光板400的入光面400c进入导光板400内部之后，会于导光板400内部经多次反射，并接着由导光板400的上表面400a离开导光板400。最后，光线再穿透位于导光板400的上表面400a的光学膜片410即可形成面光源。
根据本实施例，所述光源模块200更包括反射片420，位于导光板400的下表面400c，以使导光板400内部的光线通过反射片420的反射而使光线导向至导光板400的上表面400a，进而提升光源模块200的亮度。
另外，所述光源模块200可进一步包括支撑结构500。发光装置100位于支撑结构500内，且支撑结构500固定在导光板400的上表面400a以及下表面400b上，以使得发光装置100固定于导光板400的入光面400c上。换言之，通过支撑结构500的固定，可使得发光装置100紧邻导光板400的侧表面400c，以利于发光装置100所发出的光线进入导光板400的内部。
图4为根据本发明一实施例的光源模块的剖面示意图。请参考图4，本实施例的光源模块300为直下式光源模块，其包含导光板400、至少一光学膜片410以及多个发光装置100。
类似地，导光板400具有上表面400a、下表面400b以及多个侧表面400c。在本实施例中，导光板400的下表面400b是作为入光面，且上表面400a是作为出光面。而侧表面400c可作反射处理或是贴附反射膜片。
光学膜片410位于导光板400的出光面400a上，且发光装置100则排列于导光板400的入光面400b的下方。光学膜片410包括扩散膜、增亮膜等等光学膜片。而每一发光装置100可为图1A所示的发光装置100或是如图1B所示的发光装置100。
承上所述，发光装置100所发出的光线经由导光板400的入表面400b进入导光板400内部，并于导光板400内部经多次反射后，会经由导光板400的上表面400a离开导光板400。最后，光线再穿透位于导光板400的上表面400a的光学膜片410即可形成面光源。
在本实施例中，所述光源模块300更包括框架600。发光装置100位于框架600内，且框架600固定在导光板400的侧表面400c上。更详细来说，发光装置100与导光板400之间可通过框架600的固定，而使得发光装置100固定设置于导光板400的下表面400b下方，以利于发光装置100所发出的光线进入导光板400的内部。
本发明提出的发光装置是通过基座内的第一凹槽以及第二凹槽来分别容纳发光二极管芯片与波长转换物质。当封装胶材覆盖发光二极管芯片且填满第一凹槽时，第二凹槽与波长转换物质之间的空隙可容纳多余的封装胶材。如此一来，多余的封装胶材不会溢出基座之外，以实现封装过程的稳定性与表面平整度，大幅提升其应用于光源模块的组装性与便利性。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (19)
1.一种发光装置，其特征在于，包含：
一基座，具有一第一凹槽与一第二凹槽，该第二凹槽位于该第一凹槽的上；
一发光二极管芯片，位于该基座的该第一凹槽内；
一波长转换物质，位于该基座的该第二凹槽内，其中该波长转换物质与该第二凹槽的一侧壁之间具有一空隙；以及
一封装胶材，覆盖该发光二极管芯片。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该第二凹槽的开口面积大于该第一凹槽的开口面积。
3.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该封装胶材覆盖该发光二极管芯片并且填满该第一凹槽。
4.根据权利要求3所述的发光装置，其特征在于，该封装胶材更填入该波长转换物质与该第二凹槽的该侧壁之间的该空隙中。
5.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该波长转换物质位于一玻璃毛细管内。
6.根据权利要求5所述的发光装置，其特征在于，该玻璃毛细管与该第二凹槽的底部表面接触。
7.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该第二凹槽的侧壁顶部更包括一导角结构。
8.一种光源模块，其特征在于，包含：
一导光板，具有一入光面与一出光面；
至少一光学膜片，位于该导光板的出光面上；
一发光装置，位于该导光板的该入光面上，该发光装置包括：
一基座，具有一第一凹槽与一第二凹槽，该第二凹槽位于该第一凹槽的上；
一发光二极管芯片，位于该基座的该第一凹槽内；
一波长转换物质，位于该基座的该第二凹槽内，其中该波长转换物质与该第二凹槽的一侧壁之间具有一空隙；以及
一封装胶材，覆盖该发光二极管芯片。
9.根据权利要求8所述的光源模块，其特征在于，该第二凹槽的开口面积大于该第一凹槽的开口面积。
10.根据权利要求8所述的光源模块，其特征在于，该封装胶材覆盖该发光二极管芯片并且填满该第一凹槽。
11.根据权利要求10所述的光源模块，其特征在于，该封装胶材更填入该波长转换物质与该第二凹槽的该侧壁之间的该空隙中。
12.根据权利要求8所述的光源模块，其特征在于，该波长转换物质位于一玻璃毛细管内。
13.根据权利要求12所述的光源模块，其特征在于，该玻璃毛细管与该第二凹槽的底部表面接触。
14.根据权利要求8所述的光源模块，其特征在于，该第二凹槽的侧壁顶部更包括一导角结构。
15.根据权利要求8所述的光源模块，其特征在于，该导光板具有一下表面、一上表面以及多个侧表面，该导光板的至少一侧表面为该入光面，且该上表面为该出光面。
16.根据权利要求15所述的光源模块，其特征在于，更包括一反射片，位于该导光板的该下表面。
17.根据权利要求15所述的光源模块，其特征在于，更包括一支撑结构，该发光装置位于该支撑结构内，且该支撑结构固定在该导光板的该上表面以及该下表面上。
18.根据权利要求8所述的光源模块，其特征在于，该导光板具有一下表面、一上表面以及多个侧表面，该导光板的该下表面为该入光面，且该上表面为该出光面。
19.根据权利要求18所述的光源模块，其特征在于，更包括一框架，该发光装置位于该框架内，且该框架固定在该导光板的该些侧表面上。
Applications Claiming Priority (2)
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