CN103016972B - 线性光源器件和平面光源器件 - Google Patents

Abstract

一种线性光源器件包括：布线衬底，其是矩形形状的，并且具有形成在其上的布线图案；多个发光元件，其以布线衬底的长度方向布置在布线衬底上，并且与布线衬底上的布线图案相连接；以及封装树脂，其封装了发光元件；其中，线性光源器件布置在光导板的侧表面上以形成平面发光器件，并且外部连接端子布置在布线衬底的、与布线衬底的布置有发光元件的表面相反的表面上，并且布置在布线衬底的长度方向上的中部，并且与布线图案相连接。

Description

线性光源器件和平面光源器件

技术领域

本发明涉及如下的光源器件，该光源器件具有以线性配置来布置的多个发光元件，并且布置在光导板的侧表面上用于制作平面光源器件。

背景技术

存在具有光导板和布置在光导板的侧表面上的线性光源器件的平面光源器件（例如，参见专利参考文件1）作为用于在蜂窝电话或者数码相机等中使用的液晶显示面板。

线性光源器件包括：印刷电路板，其具有形成在其上的细长矩形形状的布线图案；发光元件，其以多个发光元件沿着印刷电路板的长度方向彼此分离的方式布置在印刷电路板上，并且与印刷电路板的布线图案相连接；反射器，其分别布置在各个发光元件的长度方向上的一侧和另一侧上，并且具有倾斜表面；以及封装树脂，其用于封装各个发光元件。

对于线性光源器件，当针对封装树脂进行热硬化（thermosetting）时，线性光源器件向下（在指向印刷电路板的组装有发光元件的表面的相反侧上的表面的方向上）凸出地卷曲。作为结果，线性光源器件在光导板上的附着属性劣化，并且到光导板的光入射率下降。

根据专利参考文件2，针对发光元件布置的反射器以及针对相邻发光元件布置的反射器不是连续布置的，以便防止线性光源器件的卷曲。相反，通过布置有槽，这些反射器彼此分离。该槽可以缓解由于封装树脂的冲突（contradiction）而生成的应力，并且其可以防止卷曲。

此外，对于常规的线性光源器件，附接了带状柔性衬底用于将线性光源器件与电源相连接（专利参考文件3）。

专利参考文件1：JP-A-2004-235139

专利参考文件2：JP-A-2006-120691

专利参考文件3：JP-A-2009-32479

然而，专利参考文件2中描述的方法具有的效果不足以防止卷曲。其具有低的与所卷曲的光导板的接触属性、低的到光导板的光入射率、以及低的背光光源亮度。

如在专利参考文件3中可见的，当使用柔性衬底来与电源相连接并且通过线性光源器件和光导板来配置平面光源器件时，平面光源器件变得庞大，因为存在不想要的柔性衬底部分。

发明内容

本发明的目的是通过提供可以用来形成小尺寸的平面光源器件的线性光源器件来解决现有技术的前述问题，并且有可能充分抑制线性光源器件的卷曲。作为另一目的，本发明提供了一种具有布置在光导板的侧表面上的线性光源器件的平面光源器件，使得其可以抑制线性光源器件的卷曲，让其能够实现高亮度。

第一方面涉及一种将被布置在光导板的侧表面上以形成平面光源器件的线性光源器件，其包括：布线衬底，其是矩形形状的，并且具有形成在其上的布线图案；多个发光元件，其以布线衬底的长度方向布置在布线衬底上，并且与布线衬底上的布线图案相连接；以及封装树脂，其封装了发光元件；其中，外部连接端子布置在布线衬底的、与布线衬底的布置有发光元件的表面相反的表面上，并且布置在布线衬底的长度方向上的中部，并且与布线图案相连接。

线性光源器件也可以具有反射器，反射器被提供在布置有发光元件的一侧上的布线衬底上，并且被形成为两个部分，两个部分具有分别在布线衬底的长度方向上的一侧和另一侧上彼此面对的倾斜表面，并且反射器彼此分离地布置在布线衬底上，使得单个发光元件或者多个发光元件中的每个夹在两个倾斜表面中间。有可能借助于反射器的帮助，高效率地将以布线衬底的水平方向发出的多束光向上输出。当布置反射器时，封装树脂被形成为使得其掩埋了围绕着两个倾斜表面的凹入部以及布线衬底的布置有发光元件的一侧上的后表面。

可以通过在布线衬底上布置通孔并且用金属来涂覆每个通孔的内壁或者用电传导金属掩埋整个通孔来执行布线图案与外部连接端子的连接。同样优选的是外部连接端子具有没有弹簧弹性的结构。

第二方面涉及根据第一方面的线性光源器件，其中：还存在反射器，反射器被形成为两个部分，两个部分具有分别在布线衬底的长度方向上的一侧和另一侧上彼此面对的倾斜表面，并且反射器彼此分离地布置在布线衬底上，使得单个发光元件或者多个发光元件中的每个夹在两个倾斜表面中间；并且封装树脂被形成为使得其掩埋了围绕着两个倾斜表面的凹入部以及布线衬底的布置有发光元件的一侧的外表面。

第三方面涉及一种平面光源器件，其包括：光导板；在第一和第二方面中描述的、布置在光导板的侧表面上的线性光源器件；以及连接器，其与线性光源器件的外部连接端子相接触；连接器以将线性光源器件的长度方向上的中部挤压到光导板侧部的方式来固定（anchor），并且外部连接端子和连接器彼此相接触。

连接器可以具有任何结构，只要其可以使得与外部连接端子相接触即可。尤其地，弹簧状端子是优选的。在使得与外部连接端子相接触的同时，连接器挤压外部连接端子，使得连接器可以直接挤压发光器件10的长度方向上的中部。因此，有可能校正线性光源器件的卷曲。对于弹簧状端子的形状没有具体的限制，只要其具有弹簧弹性并且随之可以在挤压外部连接端子的同时与外部连接端子相接触即可。例如，连接器可以具有分别在正电极侧和负电极侧上的两个部分。每个部分可以由具有以下形状中的任何形状的线性或者板状金属构件制成：<形状、^形状、L形状、半弧形状、螺旋形状等。对于外部连接端子和连接器在正电极侧和负电极侧上的两个部分的配置没有具体的限制。然而，考虑到了布置空间并且为了便于制造，优选的是两个部分以发光器件10的长度方向并排布置。

第四方面涉及根据第三方面的平面光源器件，其中连接器是弹簧状端子。

根据本发明，不需要使用柔性衬底来将线性光源器件与电源相连接，并且有可能减小平面光源器件的尺寸。此外，由于线性光源器件的长度方向上的中部被朝向光导板挤压使得外部连接端子和连接器变得彼此相接触，所以有可能校正线性光源器件的卷曲，并且有可能增加光从线性光源器件入射到光导板时的光入射率，并且有可能增加平面光源器件的亮度。

附图说明

图1是图示了实施例1中的平面光源器件的组成的图。

图2是图示了线性光源器件1的组成的截面视图。

图3是图示了从后侧观看到的线性光源器件1的图。

图4是图示了弹簧状端子31的形状的示例的图。

具体实施方式

以下部分将参考图来说明本发明的实施例。然而，本发明不限于这些实施例。

（实施例1）

图1是图示了实施例1中的平面光源器件的配置的图。如图1中所示，平面光源器件包括线性光源器件1、光导板2和框架3。此处，线性光源器件1布置为使得线性光源器件1使其发光方向朝向光导板2，并且线性光源器件1与光导板2的侧表面相接触。框架3具有使光导板2和线性光源器件1插入其中的结构，使得线性光源器件1的位置相对于光导板2固定。

下文将更详细地说明线性光源器件1的配置。图2是图示了线性光源器件1的配置的截面视图。图3是图示了从后侧（与发光方向相反的一侧）以倾斜方向来观看到的线性光源器件1的图。如图2和3中所示，实施例1中的线性光源器件1包括细长的矩形形状的布线衬底10、以线性配置布置在布线衬底10上的发光元件11、针对每个发光元件布置在布线衬底10上的反射器12、以及封装了发光元件11的封装树脂13。

布线衬底10是由玻璃布基材料和双马来酰亚胺三嗪树脂制成的FR-5衬底。人们也可以使用由玻璃布基材料和环氧树脂制成的FR-4衬底等。布线图案形成在布线衬底10的表面上，并且布线图案和发光元件11经由接合线（图中未示出）彼此相连接。此处，布线衬底10具有细长的矩形形状。

两个通孔14布置为在布线衬底10的长度方向上的中部处穿过并且垂直于布线衬底10的主面。在布线衬底10的后表面10a（与形成有布线图案的一侧相反的侧，该侧与布置有发光元件11的一侧相反）上，并且在布线衬底10的长度方向上的中部中，布置有外部连接端子17（包括分别在正电极侧和负电极侧上的两个部分17a、b），并且布线衬底10的表面上的布线图案和外部连接端子17经由通孔14彼此相连接。

外部连接端子17的两个部分17a、b布置为并排的并且彼此在布线衬底10的长度方向上分离。此外，在实施例1中，人们也可以采用外部连接端子117从布线衬底10的后表面突出与金属板的厚度相对应的高度的方案。人们也可以采用在布线衬底10中掩埋金属板的方案。在该情况下，金属板的表面可以从布线衬底10的后表面10a向上突出，或者与后表面10a共平面，或者低于后表面10a。尤其地，有可能形成低于后表面10a的凹入部。与外部连接端子17相接触的弹簧状端子通过该凹入部来固定，使得有可能防止弹簧状端子移动到脱离与外部连接端子17的接触。此外，可以使用用于掩埋弹簧状端子的金属本身作为外部连接端子17。此外，外部连接端子17的两个部分17a、b可以不需要在布线衬底10的长度方向上并排布置。它们也可以在侧向方向上并排布置。然而，为了便于制造，优选的是它们在长度方向上并排布置。

发光元件11是由具有蓝色发光性的III族氮化物半导体制成的面朝上类型（face-up-type）的LED（发光二极管）。发光元件11以多个发光元件11呈沿布线衬底10的长度方向的直线的方式布置在布线衬底10上。此外，布线衬底10的布线图案和发光元件11的n（正）电极、p（负）电极（均未在图中示出）通过接合线（图中未示出）来连接。

尽管在实施例1中发光元件11作为面朝上类型以有线方式接合（wired-bonding）到布线衬底10，但是发光元件11可以使用倒装芯片（flipchip）类型的配置或者采用在竖直方向上导通的配置。

反射器12布置在布线衬底10上并且通过用于每个发光元件11的槽15来彼此分离。反射器12可以由以下类型的树脂材料制成：聚邻苯二甲酰胺、液晶聚合物、环氧树脂、硅树脂等。每个反射器12包括彼此面对的两个部分12a、b，其中发光元件11以线性光源器件1的长度方向夹在两个部分12a、b中间。部分12a、b在发光元件11的侧上具有相对应布线衬底10的主面倾斜的倾斜表面16a、b。倾斜表面16a、b具有倾斜角度，使得来自发光元件11的光从上面看具有V形状。作为发光元件11的光由倾斜表面16a、b向上反射的结果，增加了线性光源器件1的亮度，并且同时有可能减少亮度的不均匀。反射器12a、b的顶部（在垂直于布线衬底10的主面的方向上最远离布线衬底10的部分）是与布线衬底10的主面平行的平面（以下称为反射器12的顶表面）。如图1中所示，反射器12的两个部分12a、b在布线衬底10的长度方向上，并且以垂直于布线衬底10的主面的方向得到的截面是由以下边缘限定的不规则四边形：作为剪切了与布线衬底10相接触的表面的边缘的下边缘，与下边缘平行的、作为剪切了反射器12上表面的边缘的上边缘，作为剪切了倾斜表面16a、b的边缘的倾斜边缘，以及垂直于下边缘和上边缘的边缘。

在实施例1中，每个反射器12针对一个发光元件11来布置。然而，人们也可以采用针对多个发光元件（例如，2个或3个发光元件）来布置反射器的方案。当针对每个反射器布置多个发光元件时，多个发光元件可以沿布线衬底的长度方向并排布置。然而，也可以采用其他配置方案。

封装树脂13是在其中混合有黄色磷光体的硅树脂。其封装了发光元件11。然而，人们也可以使用环氧树脂等作为封装树脂13。在封装树脂13可以保护发光元件11和接合线的同时，其可以将从发光元件11发出的蓝光转换为黄光，使得蓝光和黄光彼此混合成为白光。而且，封装树脂13被形成为填满围绕反射器12的倾斜表面16a、b的凹入部和布置有发光元件11的布线衬底。在封装树脂13接合（bond）了具有粘性的硅树脂之后，其经受热处理来固化。在热处理期间，硅树脂收缩，使得在布线衬底10中产生应力，导致布线衬底10的卷曲，该卷曲从布线衬底10的发光元件11的组装侧朝向后侧弯曲为凸出的形状。通过该应力，线性光源器件1朝向布线衬底10后侧的侧（与布置有发光元件11的一侧相反的侧上的表面的侧）卷曲为凸出的形状。

封装树脂13也可以通过混合用于扩散（diffuse）来自发光元件11的光的的反射性材料来制备。此处，例如，反射性材料可以由石英粉等来制成。

当电压被施加在线性光源器件1的外部连接端子17时进行以下操作。在施加电压时，电流流经布线衬底10的布线图案前往发光元件11。从发光元件11以辐射状发出蓝光。一部分光经由封装树脂13向上照射，而另一部分通过封装树脂13到达反射器12的倾斜表面16a、b，并且光通过倾斜表面16a、b向上反射。此处，一部分蓝光通过封装树脂13中混合的黄色磷光体转换为黄光。因此，蓝光和黄光混合以生成白光。以这种方式，来自发光元件11的蓝光被转换为向上扩散的白光。光还以线性形状扩散，因为发光元件11以线性配置来布置。作为结果，线性光源器件1发出线性形状的白光。

以下部分将详细说明线性光源器件1。

下文将说明光导板2。光导板2是矩形板，并且由丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂等制成。线性光源器件1被定位在光导板2的侧表面上与侧表面相接触，其中发光方向朝向光导板2的侧表面。入射到导光板2的光从内部反射，并且其以垂直于光导板2的主面的方向输出。因此，有可能发出平面形状的光。

下文将说明框架3。框架3具有中空部分用于插入线性光源器件1和光导板2。线性光源器件1和光导板2被插入中空部分，并且线性光源器件1接触光导板2的侧表面。线性光源器件1的朝向使得发光方向朝向光导板2的侧表面。而且，框架3具有延伸到线性光源器件1的后表面10a侧（与光导板2的侧相反的侧）的部分3a，并且在该部分3a中，弹簧状端子31布置为挤压接触布置在线性光源器件1的布线衬底10的后表面10a上的外部连接端子17。

弹簧状端子31具有分别对应于正电极侧和负电极侧的部分31a、31b。弹簧状端子31的两个部分31a、31b布置为分别面对外部连接端子17的两个部分17a、b。弹簧状端子31的两个部分31a、31b分别与外部连接端子17的两个部分17a、b相接触，并且它们通过弹簧弹性来挤压。对于弹簧状端子31的部分31a、31b的结构没有限制，只要该结构具有弹簧弹性即可。例如，其可以由<形状、^形状、L形状、半弧形状、螺旋形状等的线状或者片状金属材料来制成。图4是图示了弹簧状端子31的示例的图。如图4（a）中所示，弹簧状端子31由以<形状折叠的线状金属材料制成。图4（b）中所示的弹簧状端子31由折叠为^线状的线状金属材料制成。图4（c）中所示的弹簧状端子31由折叠为L形状的线状金属材料制成。

对于以上说明的实施例1中的平面光源器件，在线性光源器件1通过框架3固定在光导板2的侧表面上的同时，使得其通过布置在框架3上的弹簧状端子31来与线性光源器件1的外部连接端子相接触，并且布线衬底10的长度方向上的中部被挤压。作为结果，校正了线性光源器件1的卷曲，并且增加了针对从线性光源器件1入射到光导板2的光的光入射率，使得有可能增加实施例1中的平面光源器件的亮度。还有可能减小平面光源器件的尺寸，因为不使用像现有技术中所要采用的柔性衬底来将线性光源器件连接到电源。

实施例1中的线性光源器件1有四个反射器12。针对每个反射器12布置发光元件。然而，反射器12的数目不限于四个。此处，优选的是反射器12的数目是偶数。如果数目是奇数，则外部连接端子17会定位为面向发光元件11。因此，对于相反位置处的发光元件11，由于弹簧状端子的挤压而提高了压力，使得可能出现接合线的切断以及其他问题。另一方面，当反射器12的数目是偶数是，槽15形成在面对外部连接端子17的位置处，使得发光元件11上的压力不因为弹簧状端子的挤压而提高。

在实施例1中，使用蓝光LED作为线性光源器件1的发光元件，使用黄色磷光体作为混合在封装树脂13中的磷光体，并且从线性光源器件1发出白光。然而，发光元件11的光颜色和磷光体的颜色不限于前述类型。例如，人们也可以采用使用蓝光LED作为发光元件并且使用两种磷光体（即，红色磷光体和绿色磷光体）作为混合在封装树脂13中的磷光体的方案，使得从线性光源器件1发出白光。作为其他也可以采用的方案，在每个反射器12中布置有两种发光元件（即，蓝光LED和绿光LED），并且使用红色磷光体作为混合在封装树脂13中的磷光体；或者在每个反射器12中布置有两种LED（即蓝光LED和红光LED），并且使用绿色磷光体作为混合在封装树脂13中的磷光体；或者在每个反射器12中布置有三种LED（即蓝光LED、绿光LED和红光LED），使得从线性光源器件1发出的光是白光。

在实施例1中线性光源器件1布置在光导板2的一个侧表面上。然而，人们也可以采用两个或更多个侧表面具有布置在其上的线性光源器件以形成平面光源器件的方案。

在实施例1中使用了反射器12。然而，人们也可以采用没有布置反射器12的方案，并且该结构只具有由封装树脂13所封装的发光元件11。

本发明的线性光源器件与光导板相组合以形成平面光源器件，可以采用该平面光源器件作为用于蜂窝电话、数码相机和其他小尺寸液晶显示面板的背光光源。

Claims (3)

1.一种将被布置在光导板的侧表面上以形成平面光源器件的线性光源器件，其包括：

布线衬底，其是矩形形状的，并且具有形成在其上的布线图案；

多个发光元件，其以布线衬底的长度方向布置在布线衬底上，并且与布线衬底上的布线图案相连接；

反射器，其被配置为两个部分，所述两个部分具有分别在布线衬底的长度方向上的一侧和另一侧上彼此面对的倾斜表面，并且所述反射器通过槽彼此分离地布置在布线衬底上，使得单个发光元件或者多个发光元件中的每个夹在两个倾斜表面中间；以及

封装树脂，其封装了发光元件，并且被形成为使得其掩埋了围绕着两个倾斜表面的凹入部以及布线衬底的布置有发光元件的表面；

其中，外部连接端子布置在布线衬底的、与布线衬底的布置有发光元件的表面相反的表面上，并且布置在布线衬底的长度方向上的中部，并且与布线图案相连接，

其中，所述反射器被布置为使得所述槽之一设置在与所述外部连接端子的位置对应的布线衬底的中部，以及

其中，所述外部连接端子被连接器挤压，使得所述布线衬底的长度方向上的所述中部被挤压，从而校正在封装所述发光元件期间产生的所述布线衬底的卷曲。

2.一种平面光源器件，其包括：

光导板；

根据权利要求1所述的、布置在光导板的侧表面上的线性光源器件；以及

连接器，其与线性光源器件的外部连接端子相接触；

其中，连接器以将线性光源器件的长度方向上的中部挤压到光导板侧部的方式来固定，并且外部连接端子和连接器彼此相接触。

3.根据权利要求2所述的平面光源器件，其中，连接器包括弹簧状端子。