CN1991496A - 发光二极管芯片的背光组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种发光二极管芯片背光组件，其背光组件包含上导光板、下导光板，具有倾斜侧面的芯片载具以及发光二极管芯片。其中，上、下导光板的一端具有反射镜，发光二极管芯片位于芯片载具的倾斜侧面上，此发光二极管芯片嵌入于下导光板内。当发光二极管芯片产生入射光源，入射光源会根据此倾斜侧面与水平面的夹角，在下导光板内产生反射，且借助位于下导光板侧边的反射镜反射至上导光板，然后光源再由上导光板穿透出去。

Description

发光二极管芯片的背光组件

技术领域

本发明有关发光二极管背光组件结构，具体说有关一种具有发光二极管芯片的背光组件结构。

背景技术

随着显示器制造技术的提升与改良，具备体积小、低幅射等特点的液晶显示器(LCD；liquid crystal display)，在近年来已经逐渐取代传统的阴极射线管(CRT；cathode ray tube)显示器。一般而言，现有的液晶显示器的背光组件(backlighting module)大多采用冷阴极灯管(CCFL；cold cathode fluorescent lamp)作为发光光源，然而由于冷阴极管具有低温启动不易的问题，因此，在寒冷的地方需要另外装设加热器，且使用前必须有足够的暖灯时间。有鉴于此，利用发光二极管(LED；light emitting diode)作为发光光源的背光组件日渐受到重视。

发光二极管是一种小型，且具有高发光效率的发射光源。发光二极管可以广泛的应用在指示器(indicator)，以及做为各种颜色的光源。在最近，具有超高亮度以及高效率而用于RGB(红光、绿色以及蓝色)的发光二极管已经被发展出来，且这些发光二极管已经可以在大型显示屏幕中使用。发光二极管显示屏幕可以在低能源，以及具有较轻的重量及长的使用寿命下操作。

图1A所示是一种现有的发光二极管背光组件结构。如图1A所示，现有的芯片载具1100包含具有第一反射片1110A及网点1114的上导光板1110、下导光板1112、第一反射镜1116、第二反射片1118、第三反射片1120、平板状金属基板1122、发光二极管芯片1124以及一第二反射镜1126。其中，发光二极管芯片1124做为发光光源，且是以条状式的方式安置于平板状金属基板1122上。上、下导光板1110及1112结合在一起，第一反射镜1116位在上、下导光板1110及1112的一侧。其中，第二反射片1118位于下导光板1112与上导光板1110之间，第三反射片1120位于下导光板1112的下方。具有平板状金属基板1122位于下导光板1112的下方，且承载发光二极管芯片1124，用以散失由发光二极管芯片1124因产生光源而造成的热量。在具有发光二极管芯片1124的部份，则是与第二反射镜1126结合，使得具有发光二极管芯片1124的部份被第二反射镜1126包覆。其中，在第二反射镜1126，与具有发光二极管芯片1124的金属基板1122的部份，可以利用树脂1128填满，此树脂1128与下导光板1112具有相同的折射率。

当发光二极管芯片1124发出的光源1130透过下导光板1112，并经由第二反射片1118、第三反射片1120产生反射，并且经由第一反射镜1116反射至上导光板1110。然后借助位于上导光板1110内的第一反射片1110A反射该光源1130，当光源1130反射至网点1114时，网点1114会破坏光源1130的全反射行进路线，光源1130会经由上导光板1110反射出去。

然而，上述现有的背光组件，由于发光光源设置于与芯片载具平行的方向(如图1B所示)，因此，在使用时，容易因为光源入射角度不佳，而造成背光组件的亮度不均匀的现象；又或者其光源所射出的角度无法均匀的散布出整个上导光板，而降低发光二极管芯片的发光效率。

因此，为克服现有技术的缺点，申请人提出一种具有发光二极管芯片的背光组件，用以改善现有技术中发光二极管背光组件所产生的的种种问题。

发明内容

鉴于上述的发明背景中，传统的发光二极管背光组件所产生的诸多缺点，本发明提出一种具有发光二极管芯片的背光组件，使得发光二极管芯片所产生的光源具有高效率以及高亮度。

本发明的目的在于提供一种具有发光二极管芯片的背光组件，此背光组件具有芯片载具，此芯片载具为具有弯折状金属基板，将发光二极管芯片放置在具有弯折状金属基板的倾斜侧面上，使得发光二极管发射出光源，且光源在下导光板内产生全反射，并且借助位于上导光板内的网点破坏全反射，因而使得发光二极管芯片所发射的光源，可以由上导光板发射出去。

本发明的目的在于芯片载具为具有倾斜角度的弯折状金属基板，将具有发光二极管芯片、且具有倾斜角度的弯折状金属基板，放置于具有中空凹洞的下导光板的四个侧边，借助上、下导光板合并之后，产生具有高发光效率以及高亮度的背光光源。

本发明的目的在于将芯片载具具有发光二极管芯片的部份，嵌入下导光板的侧面，借助发光二极管芯片产生光源，且在下导光板内产生全反射，然后再经由上导光板将光源发射出去。

本发明的目的在于芯片载具具有发光二极管芯片的部份，嵌入下导光板的侧面，再将上、下导光板结合，并借助在下导光板内产生反射，然后光源透过四个侧边的反射镜产生反射，然后再由上导光板将光源发射出去。

根据以上所述的目的，本发明提供一种具有发光二极管芯片的背光组件，其背光组件包含上导光板、下导光板，其中，上导光板与下导光板的一端具有反射镜，金属基板，作为发光二极管芯片的芯片载具，发光二极管芯片位于金属基板的倾斜面上，其中，在芯片载具上具有发光二极管芯片的部份，嵌入下导光板内，芯片载具的平板部份，位于下导光板下方。当发光二极管芯片发射出光源，光源会在下导光板内产生反射，并借助位于下导光板另一端的反射镜将此光源反射至上导光板，最后光源再由上导光板发射出去。

附图说明

图1A是根据传统的平面发光二极管背光组件结构的截面示意图；

图1B是表示现有的具有发光二极管芯片的截面示意图；

图2是根据本发明所揭示的发光二极管芯片的背光组件，发光二极管芯片位于芯片载具的倾斜面上的结构截面示意图；

图3A是根据本发明所揭示的发光二极管芯片的背光组件，具有RGB发光二极管芯片、芯片载具与下导光板结合，以单边入射的方式发射光源的结构截面示意图；

图3B是根据本发明所揭示的发光二极管芯片载具的背光组件结构，具有RGB发光二极管芯片、芯片载具与具有倾斜面的下导光板结合，以单边入射的方式发射光源的结构截面示意图；

图4是根据本发明所揭示的发光二极管芯片的背光组件，具有RGB发光二极管芯片、芯片载具与位于上导光板下方两侧，具有倾斜面的下导光板结合，以双边入射的方式发射光源的结构截面示意图；

图5A及图5B是根据本发明所揭示的具有发光二极管芯片的背光组件，具有RGB发光二极管芯片、芯片载具与位于上导光板下方两侧，具有倾斜面之下导光板结合，以四边入射的方式发射光源的结构截面示意图；

图6是根据本发明所揭示的发光二极管芯片的背光组件，发光二极管芯片位于金属基板的侧面的结构截面示意图；

图7是根据本发明所揭示的发光二极管芯片的背光组件，以单边入射光源的方式，具有RGB发光二极管芯片的芯片载具，位于上导光板下方之下导光板的一侧，且其发光二极管芯片嵌入至下导光板内的结构截面示意图；

图8是根据本发明所揭示的具有发光二极管芯片的背光组件，以双边入射光源的方式，在下导光板的一侧面，将具有RGB发光二极管芯片的芯片载具嵌入至下导光的侧面内的结构截面示意图；

图9A是根据本发明所揭示的具有发光二极管芯片的背光组件，以四边入射的方式，将四个具有RGB发光二极管芯片的芯片载具，放置在具有空穴之下导光板垂直侧面的结构截面示意图；以及

图9B是根据本发明所揭示的根据图9A，以四边入射的方式，表示发光二极管芯片的背光组件的完整结构侧视图。

具体实施方式

本发明的一些实施例会详细描述如下。然而，除了详细描述外，本发明还可以广泛地施行于其他的实施例，且本发明的范围不受具体实施例的限定，而是以所附的权利要求的范围为准。

再者，半导体元件的不同部份并没有依照尺寸绘图。某些尺度与其他相关尺度相比已经被夸张，以提供更清楚的描述和本发明的理解。

如图2所示，是为本发明的特征的一。是利用具有倾斜角度x的金属基板10做为发光二极管芯片12的芯片载具。其中，金属基板10的倾斜面与平面16之间具有夹角(如图2所示)，且发光二极管芯片12是设置于倾斜面14上。此夹角角度大于90度小于180度。此角度，乃是为了让发光二极管芯片12所发射出的光源，具有适当的角度，而能够在透射出上导光板时，具有高亮度以及高发光效率。而金属基板具有平面的部份16以及倾斜面14，均可以移除由发光二极管芯片12在发光时所产生的热量。

如图3A所示，是以单边入射的方式，具有发光二极管芯片的背光组件的较佳实施例。此背光组件包括具有若干个网点26以及第一反射片22A的上导光板22、下导光板24、反射镜28、第二反射片30、第三反射片32、芯片载具34且此芯片载具34的平面及倾斜面34A之间有一夹角以及发光二极管芯片36。其中，发光二极管芯片36设置于芯片载具34的倾斜面34A上，此发光二极管芯片36可以是RGB发光二极管芯片组、或者是白光发光二极管芯片，或者是由RGB与白光混合而构成的发光二极管芯片。

在图3A中则是以RGB发光二极管芯片作为实施例。上导光板22与下导光板24之间具有第二反射片30，在下导光板24的下方具有第三反射片32，在此第二反射片30以及第三反射片32是用来将发光二极管芯片36所发射出的光源40，在下导光板24内产生全反射，并借助全反射产生混光。在上导光板22及下导光板24的一侧具有反射镜28，此反射镜28的形状是与下导光板24的折射率有关，因此，不一定是圆形，也有可是椭圆形、或是其它相对应于下导光板的折射率的形状。因此，芯片载具34的平面34B位于下导光板24下方，具有倾斜面34A则是位于下导光板24的另一侧；在下导光板24与具有倾斜面34A之间的空隙，可以不填入任何物质，或者是可以填入与下导光板24具有相同折射率的树脂38，如环氧树脂(epoxy)，使得光源40由发光二极管芯片36发射出来时，减少因为不同的折射率而造成入射光效率降低的问题。

因此，当RGB发光二极管芯片36发射出RGB光源40时，此RGB光源40会借助第一反射片30及第二反射片32，在下导光板24之间产生全反射。然后，此RGB光源40反射至反射镜28之后，再反射至上导光板22。借助上导光板22内的第一反射片22A产生全反射，当此光源反射至网点26时，网点26会破坏RGB光源40的全反射路径，使得RGB光源40可以由上导光板22发射出去，而做为背光光源使用。

参照图3B，其发光二极管背光组件结构与图3A相同，然而其差异性是在于，将具有发光二极管芯片的芯片载具34嵌入下导光板24内，而下导光板24的一侧具有倾斜侧面。此倾斜面相对于芯片载具34的倾斜面34A，使得两个倾斜面可以相互卡合，让发光二极管芯片34嵌入。因此，在下导光板24与具有倾斜角度的芯片载具34之间的空隙，不须要填入树脂，而节省发光二极管背光模的空间。

因此，当发光二极管芯片发射出光源40时，此光源40会借助第二反射片30及第三反射片32，在下导光板24之间产生全反射。然后，此光源40反射至反射镜28之后，再反射至上导光板22。借助上导光板22内的第一反射片22A产生全反射，然后此光源40会反射至网点26，此网点26会破坏光线40的全反射路径，使得光源40可以由上导光板22发射出去，而作为背光光源使用。

参照图4，是揭示以双边入射的方式具有发光二极管芯片的背光组件的较佳实施例。参照图四，是以RGB发光二极管芯片作为发光二极管芯片的背光组件。其背光组件包含具有若干个网点56以及第一反射片52A的上导光板52、至少两个下导光板54、两个反射镜58、至少四个反射片60A、60B、60C及60D、至少两个具有朝向导光板一侧边的平面，且此平面与下导光板54的底面夹一角度、芯片载具62、以及至少两个发光二极管芯片64。其中，两个发光二极管芯片64分别设置于芯片载具62的倾斜面62A上。两个下导光板54分别放置在上导光板52之下方两侧。

在上导光板52及下导光板54的一侧具有反射镜58，此反射镜58的形状是与下导光板54的折射率有关，因此不一定是圆形，也有可是椭圆形或是其它相对应于下导光板54的折射率的形状。因此，两个芯片载具62位于上导光板52及下导光板54下方，芯片载具62的倾斜面62A则是位于上导光板52及下导光板54的另一侧；在上导光板52及下导光板54与芯片载具的倾斜面62A之间的空隙，可以填满与第一及第二下导光板54具有相同折射率的树脂，如环氧树脂(epoxy)，使得光源66发射出来时，不会因为不同的折射率，而造成发光效率降低的问题。

借助双边入射光源的方式，当RGB发光二极管芯片由两侧发射出RGB光源66时，此RGB光源66会分别借助第二反射片60A、第三反射片60B及第四反射片60C以及第五反射片60D，分别在两个下导光板54之间产生全反射。然后，两边的光源66会反射至第一反射镜以及第二反射镜58，再反射至上导光板52。借助上导光板52内的第一反射片52A产生全反射，使得光源66反射至网点56时，网点56会破坏光源66的全反射路径，使得两边的光源66可以由上导光板52发射出去，而做为背光光源使用。因此，由双边的发光二极管背光光源产生光源，借助适当的倾斜角度产生全反射，使得光源66由上导光板52穿透出去时，具有最佳的发光效率以及发光亮度。

另外，参照图5A，是揭示以四边入射的方式，具有RGB发光二极管作为发光二极管芯片的背光组件的较佳实施例。其背光组件包含具有若干个网点76以及第一反射片72A的实心的上导光板72、具有空穴78的下导光板74，其中，空穴78为矩形结构，且空穴78的侧边具有角度y，此角度y对应具有芯片载具80的倾斜面80A与平面之间的夹角，使得两者在后续结合时可以相互接合。

具有发光二极管芯片的背光组件还包含至少八个上反射片及下反射片(未在图中表示)、至少四个反射镜(未在图中表示)，以及至少四个发光二极管芯片82。其中，至少四个发光二极管芯片82，分别安置在四个具有倾斜角度x的芯片载具80的倾斜面80A上。然后，在下导光板74的上下方，分别放置八个上、下反射片(未在图中表示)。接着，将四个具有发光二极管芯片82的芯片载具80安置在下导光板74的中空凹洞78的四个侧边上，使得芯片载具80的倾斜面82A与下导光板74之间可以相互接合。在此，由于下导光板74的倾斜面，与芯片载具80的倾斜面82A可以结合，因此，如图5B所示，发光二极管芯片82会嵌入下导光板74内，不须要借助树脂填满发光二极管芯片82与下导光板74之间的空隙。

另外，参照图6，图中所示是本发明所揭示的具有发光二极管芯片的背光组件的另一较佳实施例。以金属基板90作为发光二极管芯片的芯片载具，其中，发光二极管芯片92设置于此金属基板90的一侧，此侧面与金属基板90的平面具有一夹角，此夹角是为了让发光二极管芯片92所发射出的光源，具有适当的发射角度，而能够在透射出上导光板时，具有高亮度以及高的发光效率。而其余金属基板90的部份，则是用来散失由发光二极管芯片92在发光时所产生的热量。此外，发光二极管芯片92可以是RGB发光二极管芯片(RGBLED chip)，或是白光发光二极管芯片(white LED chip)。

参照图7，是以双边入射的方式，以RGB发光二极管作为发光二极管芯片载具的背光组件的较佳实施例。此背光组件包括，具有若干个网点96以及第一反射片94A的上导光板94、下导光板98、反射镜100、第一反射片102、第二反射片104、芯片载具90以及发光二极管芯片组92。其中，发光二极管芯片92设置于具有倾斜角度x的芯片载具90的倾斜面90A上。

具有发光二极管芯片92的芯片载具90，是将具有发光二极管芯片92嵌入至下导光板98内，而下导光板98同时也具有倾斜面98A相对应于芯片载具90的倾斜面90A，因此芯片载具90与下导光板98可以相互接合。

此外，在上导光板94及下导光板98之间具有第一反射片102，而在下导光板98的下方具有第二反射片104，此第一反射片102以及第二反射片104的功能，是用来将发光二极管芯片92所发射出的光源106，在下导光板98内产生全反射，使得光源106可以借助全反射产生混光。在上导光板94及下导光板98的一侧具有反射镜100，此反射镜100的形状是与下导光板98的折射率有关，因此，其形状不一定是圆形，也有可是椭圆形、或是其它相对应于下导光板98的折射率的形状。

因此，当发光二极管芯片92发射出光源106时，此光源92会借助第一反射片102及第二反射片104，在下导光板98之间产生全反射。然后，此光源106反射至反射镜100之后，再反射至上导光板94。借助上导光板94内的网点96破坏光源106的全反射路径，使得光源106可以由上导光板94发射出去，而做为背光光源使用。

参照图8，是根据双边入射的方式、以RGB发光二极管以及白光发光二极管，作为发光二极管芯片的背光组件的较佳实施例。此背光组件有部份结构与先前所述的结构相似，因此，相似的结构以及其连结关系在此不再描述。参照图8，其结构包含，具有若干个网点114以及反射片110A的上导光板110、至少两个下导光板112、至少四个第一及第二反射片118及120、至少两个反射镜116、两组芯片载具122以及发光二极管芯片124。其中，两组具有发光二极管芯片124的芯片载具122，是将具有发光二极管芯片124分别嵌入位于上导光板110下方两侧的下导光板112的倾斜面内。

在此，发光二极管芯片124可以在芯片载具122的倾斜面与平面之间的夹角发射光源126，而达到最佳的发光效率以及发光亮度。此角度大于90度角小于180度角。而在上导光板110及下导光板112之间还包含第一反射片118，在下导光板112下方也具有第二反射片120，此第一反射片118及第二反射片120是用来将发光二极管芯片124所发射出的光源126，在下导光板112内产生全反射，进而达到混光的目的。

因此，当发光二极管芯片124发射出光源126时，此光源126会借助第一反射片118及第二反射片120，在下导光板112之间产生全反射。然后，光源126反射至反射镜116之后，再反射至上导光板110。借助上导光板110内的网点114破坏光源126的全反射路径，使得光源126可以由上导光板110发射出去，而做为背光光源使用。

参照图9A，是根据四边入射的方式、揭示发光二极管背光组件的芯片载具的结构的另一较佳实施例。其结构包含具有若干个网点136以及第一反射片130A，且为具实心的上导光板130、具有空穴134之下导光板132，其中，空穴134为一矩形结构，其空穴134的侧边具有一倾斜角度，此倾斜角度则须配合具有芯片载具138的倾斜面138A，使得两者在后续结合时可以相互接合。其结构还包含，至少八个第二反射片144及第二反射片146(如图9B所示)、至少四个反射镜142(如图9B及图9C所示)、芯片载具138，以及至少四个发光二极管芯片140。其中，至少四个发光二极管芯片140分别安置在芯片载具138的倾斜面138A上。然后，在下导光板132的上下方，分别放置四个第二反射片(未在图中表示)。

再参照图9A，将四周为倾斜角度，且具有发光二极管芯片140的芯片载具138，安置在下导光板132的空穴134的四个侧边上，使得具有芯片载具138的发光二极管芯片140，可以与下导光板132之间可以相互结合。其结合之后的具有发光二极管背光组件如图9B所表示。要说明的是，若发光二极管芯片为RGB发光二极管芯片，则须要反射片以使得发光二极管芯片140所发射的RGB光源，可以借助反射片所造成的全反射，而产生混光，并借助上导光板130及下导光板132四侧的反射镜(未在图中表示)，将RGB光源反射至上导光板130。同样地，借助上导光板130内的网点136破坏全反射路径的进行，使得RGB光源会由上导光板130射出。

而图9B所示，是根据图9A的实施例，以四边入射的方式，表示发光二极管背光组件的芯片载具的完整结构侧视图。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的申请专利范围；凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在下述的本申请权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种发光二极管芯片背光组件，该发光二极管背光组件包含：

具有若干个网点的一上导光板；

一下导光板，位在该上导光板下方；

一第一反射片、一第二反射片及一第三反射片，该第一反射片位于该上导光板与该下导光板之间，该第二反射片位于该第一反射片与该下导光板之间，而该第三反射片位于该下导光板下方；

一发光二极管芯片；

一芯片载具，具有朝向该下导光板一侧边的一平面，且该平面与该下导光板的底面夹一角度，该发光二极管芯片设置在该平面上；以及

一反射镜，设置在该下导光板及该上导光板的一侧边。

2.如权利要求1所述的发光二极管背光组件，其特征在于该芯片载具包括一金属基板。

3.如权利要求1所述的发光二极管背光组件，其特征在于该发光二极管芯片由一红、绿及蓝发光二极管芯片及一白光发光二极管芯片组成的族群中选出。

4.如权利要求1所述的发光二极管背光组件，其特征在于该夹角范围大于90度角小于180度角。

5.如权利要求1所述的发光二极管背光组件，其特征在于该发光二极管芯片被包覆有树脂。

6.如权利要求1所述的发光二极管背光组件，其特征在于该发光二极管芯片嵌设于该下导光板内。

7.一种发光二极管背光组件，该发光二极管背光组件包含：

具有若干个网点的一上导光板；

一下导光板，具有一开孔且该下导光板位在该上导光板下方；

一第一反射片、一第二反射片及一第三反射片，该第一反射片位于该上导光板与该下导光板之间、该第二反射片位于该第一反射片与该下导光之间，而该第三反射片位于该下导光板下方；

一发光二极管芯片；

一芯片载具，设置在该下导光板的该开孔的侧壁，该芯片载具具有朝向该侧壁的平面，且该平面与该下导光板的底面夹一范围大于90度且小于180度的一角度，该发光二极管芯片设置在该平面上，；及

一反射镜，设置在该下导光板之外侧及该上导光板的一侧边。

8.如权利要求7所述的发光二极管背光组件，其特征在于该芯片载具包括一金属基板。

9.如权利要求7所述的发光二极管背光组件，其特征在于该发光二极管芯片嵌入该下导光板内。

10.如权利要求7所述的发光二极管背光组件，其特征在于该发光二极管芯片由一红、绿及蓝发光二极管芯片及一白光发光二极管芯片所组成的族群中选出。

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