DE102006026936A1 - Lumineszenzdiode, Verfahren zur Herstellung derselben und die Lumineszenzdiode aufweisende Hintergrundbeleuchtungsanordnung - Google Patents

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Abstract

Lumineszenzdiode (LED), die in der Lage ist, die Gleichmäßigkeit der Helligkeit zu verbessern, ein Verfahren zur Herstellung derselben und eine Lumineszenzdiode aufweisende Hintergrundbeleuchtungsanordnung, wobei die LED einen LED-Chip zum Emittieren von Licht und ein an dem LED-Chip ausgebildetes Lichtleitelement zum Vergrößern eines Abstrahlungswinkels des Lichts aufweist. Somit der der Abstrahlungswinkel des Lichts maximal vergrößert, um dadurch das Phänomen eines Lichtflecks infolge der Ungleichmäßigkeit der Helligkeit zu vermeiden, was zu einer Verbesserung der Bildqualität führt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Hintergrundbeleuchtungsanordnung und insbesondere eine Lumineszenzdiode (LED), die in der Lage ist, eine Ungleichmäßigkeit in der Helligkeit zu verbessern, ein Verfahren zur Herstellung derselben und eine die Lumineszenzdiode aufweisende Hintergrundbeleuchtungsanordnung.
  • In den letzten Jahren haben sich Datenverarbeitungsanlagen schnell entwickelt, so dass sie verschiedene Formen, verschiedene Funktionen und eine höhere Datenverarbeitungsgeschwindigkeit aufweisen. Allgemein braucht ein Benutzer, da die in der Datenverarbeitungsanlage verarbeiteten Signale in Form eines elektrischen Signals vorliegen, eine Anzeigevorrichtung, um die in der Datenverarbeitungsanlage verarbeiteten Daten mit bloßem Auge zu überprüfen.
  • Unter zahlreichen Anzeigevorrichtungen ist ein Flüssigkristalldisplay (liquid crystal display, LCD) eines der Flachbildschirmgeräte, die ein Bild unter Verwendung eines Flüssigkristalls anzeigen. Das LCD weist viele Vorzüge auf, wie zum Beispiel Dünnheit, Leichtgewichtigkeit, niedriger Energieverbrauch und niedrige Betriebsspannung, so dass das LCD für eine Vielfalt industrieller Bereiche weithin verwendet wird.
  • Typischerweise ist das LCD mit einem Flüssigkristallpanel zum Anzeigen eines Bildes und einer Hintergrundbeleuchtungsanordnung zum Bereitstellen von Licht an das Flüssigkristallpanel aufgebaut.
  • Als Lichtquelle der Hintergrundbeleuchtungsanordnung kann Elektrolumineszenz (EL), eine Kaltkathoden-Fluoreszenzlampe (cold cathode fluorescent lamp, CCFL), eine Warmkathoden-Fluoreszenzlampe (hot cathode fluorescent lamp, HCFL), eine Lumineszenzdiode (LED) oder dergleichen verwendet werden.
  • Bei der Hintergrundbeleuchtungsanordnung vom CCFL-Typ besteht ein Problem darin, dass die Lebensdauer der Lampe verkürzt ist, weil sich in der Fluoreszenzlampe enthaltenes Quecksilber leicht mit Metall zur Bildung von Amalgam verbindet. Außerdem weist die Hintergrundbeleuchtungsanordnung vom CCFL-Typ Schwächen auf, wie zum Beispiel eine schwerwiegende Helligkeitsschwankung gemäß der Temperaturschwankung und die Entsorgung infolge der Verwendung des Quecksilbers, das ein giftiges Schwermetall ist.
  • Um diese Probleme zu lösen, wurde eine andere Hintergrundbeleuchtungsanordnung unter Verwendung der LED entwickelt.
  • Die LED ist eine Punktlichtquelle, welche mit einer Mehrzahl von roten, grünen und blauen LED's oder einer Mehrzahl von weißen LED's konfiguriert ist. Da es im Falle der Verwendung der LED möglich ist, die Hintergrundbeleuchtungsanordnung zu verkleinern und die Gleichmäßigkeit des Lichts aufrechtzuerhalten, kann eine Hintergrundbeleuchtungsanordnung mit großer Helligkeit realisiert werden.
  • Das LCD kann in zwei Bauarten gemäß der Art der Anordnung der Lichtquelle unterteilt werden, von denen eine Bauart ein Kantentyp-LCD und die andere Bauart ein Direkttyp-LCD ist. Die Hintergrundbeleuchtungsanordnung vom Kantentyp weist eine Lichtquelle an einer Seitenfläche des LCD und eine Lichtleitplatte zum Leiten des von der LED emittierten Lichts nach vorne auf, wobei die Lichtleitplatte hinter einem Flüssigkristallpanel angeordnet ist. Die Hintergrundbeleuchtungsanordnung vom Direkttyp weist eine Mehrzahl von Lichtquellen hinter dem Flüssigkristallpanel auf, so dass das von der Mehrzahl von Lichtquellen emittierte Licht direkt auf das Flüssigkristallpanel ausgestrahlt wird, welches vor der Mehrzahl von Lichtquellen angeordnet ist.
  • Nachstehend wird ein LCD nach dem Stand der Technik unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung dargestellt.
  • 1 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Kantentyp-LCD nach dem Stand der Technik.
  • Mit Bezug auf 1 weist die Hintergrundbeleuchtungsanordnung 20 ein unteres Gehäuse 90, eine Mehrzahl von LED's 60, eine Leiterplatte (printed circuit board, PCB) 61 zum Liefern von Energie zu den LED's 60, ein Gehäuse 62 zum Schutz der LED's 60, eine Lichtleitplatte 50 zum Umwandeln des von den LED's 60 erzeugten Lichts in eine Flächenlichtquelle und optische Folien 30. Hierbei sind die Mehrzahl von LED's 60 an einer Seitenfläche des unteren Gehäuses 90 derart angeordnet, dass sie einen vorbestimmten Abstand entfernt voneinander sind und Licht emittieren. Weiterhin sind die optischen Folien 30 über der Lichtleitplatte 50 angeordnet und spielen beim Ausbreiten und Verdichten des Lichts eine Rolle.
  • Die Hintergrundbeleuchtungsanordnung 20 kann ferner eine Reflexionsplatte 70 aufweisen, welche an dem unteren Gehäuse 90 befestigt oder mit welcher das untere Gehäuse 90 beschichtet ist.
  • Die LED 60 emittiert Licht, wenn von der PCB 61 Energie zugeführt wird. Das von der LED 60 emittierte Licht wird in die Lichtleitplatte 50 eingeleitet und durch die Lichtleitplatte 50 geleitet, so dass das Flächenlicht nach vorne auf das Flüssigkristallpanel 10 ausgestrahlt wird, welches vor der Lichtleitplatte 50 angeordnet ist.
  • 2 ist eine vergrößerte perspektivische Darstellung der LED 60 des Kantentyp-LCD nach dem Stand der Technik.
  • Mit Bezug auf 2 weist die LED 60 nach dem Stand der Technik, welche eine Art Punktlichtquelle mit einer emittierenden Fläche kleiner als die der CCFL ist, vorbestimmte Abstrahlungswinkel bezüglich der X-X'-Achse und der Y-Y'-Achse basierend auf einem Bezugspunkt auf.
  • Die LED 60 ist eine schlanke LED, welche bei einem kleinen Kantentyp-LCD einfach angewendet werden kann, wobei die schlanke LED 60 vorbestimmte Abstrahlungswinkel von etwa 110° bezüglich der X-X'-Achse und der Y-Y'-Achse basierend auf dem Bezugspunkt aufweist.
  • Hierin bedeutet der Abstrahlungswinkel einen maximalen Winkel des emittierten Lichts bezüglich der X-X'-Achse und der Y-Y'-Achse basierend auf dem Bezugspunkt in der LED 60.
  • 3 ist eine schematische Darstellung, die einen Randzonen-Mangel des Kantentyp-LCD nach dem Stand der Technik darstellt.
  • Mit Bezug auf 3 wiest das LCD nach dem Stand der Technik ein Flüssigkristallpanel 10, ein oberes Gehäuse 11 zum Schutz des Flüssigkristallpanels 10 und eine Mehrzahl von LED's 60 auf, die an einer Seitenfläche des LCD zum Liefern des Lichts an das Flüssigkristallpanel 10 angeordnet sind.
  • Wie oben erwähnt, stellt der Abstrahlungswinkel den Winkel des von der LED 60 emittierten Lichts dar, wobei die LED 60 einen Abstrahlungswinkel von etwa 110° aufweist.
  • Bei dem LCD nach dem Stand der Technik muss sich, da der Abstrahlungswinkel der LED 60 etwa 110° beträgt, ein heller Abschnitt A und ein dunkler Abschnitt B in einem Bereich an. einer Seite des Flüssigkristallpanels 10 korrespondierend mit dem Bereich bilden, in dem die LED's 60 angeordnet sind.
  • Da sich der helle Abschnitt A und der dunkle Abschnitt B in einem vorbestimmten Bereich des Flüssigkristallpanels 10 alternierend wiederholen, wird die Helligkeit ungleichmäßig, was man als einen Lichtfleck bezeichnet. Hierin entspricht der helle Abschnitt A einem Bereich, der innerhalb des Abstrahlungswinkels (etwa 110°) des von der LED 60 emittierten Lichts existiert, wohingegen der dunkle Abschnitt B einem Bereich entspricht, der außerhalb des Abstrahlungswinkels (etwa 110°) des von der LED 60 emittierten Lichts existiert. Dieser Lichtfleck ist eine Ursache für den Randzonen-Mangel des LCD, was letzten Endes zu einer Reduzierung der Produktionsgewinne führt.
  • Dementsprechend ist die vorliegende Erfindung gerichtet auf eine Lumineszenzdiode (LED), ein Verfahren zur Herstellung dieser und eine Hintergrundbeleuchtungsanordnung, die diese Lumineszenzdiode aufweist, die ein oder mehrere Probleme aufgrund der Beschränkungen und Nachteile im Stand der Technik im wesentlichen vermeiden.
    •
  • Es ist ein Ziel der Erfindung, eine LED, die in der Lage ist, Randzonen-Mängel aufgrund einer Ungleichmäßigkeit der Helligkeit durch Anordnen einer Mehrzahl von Lichtleitfasern darin zur Änderung eines Lichtweges, ein verfahren zur Herstellung dieser LED und eine Hintergrundbeleuchtungsanordnung, welche diese LED aufweist, bereitzustellen.
  • Weitere Vorteile, Ziele und Merkmale der Erfindung sind zum Teil in der folgenden Beschreibung dargelegt, und zum Teil sind sie beim Studium des Folgenden jenen ersichtlich, die eine durchschnittliche technische Qualifikation haben, oder können aus dem Gebrauch der Erfindung gelernt werden. Die Ziele und anderen Vorteile der Erfindung können durch die Struktur realisiert und erreicht werden, auf die in der Beschreibung und den Ansprüchen hiervon sowie in der beigefügten Zeichnung besonders hingewiesen wird.
  • Um diese Ziele und andere Vorteile zu erreichen und gemäß dem Zweck der Erfindung, wie sie hierin realisiert und breit beschrieben ist, ist eine LED vorgesehen, welche aufweist: einen LED-Chip zum Emittieren von Licht; und ein über dem LED-Chip ausgebildetes Lichtleitelement zum Vergrößern eines Abstrahlungswinkels des Lichts.
  • In einem anderen Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer Lumineszenzdiode vorgesehen, wobei das Verfahren aufweist: Montieren eines LED-Chips auf einem Substrat; Elektrisches Anschließen des LED-Chips durch Drahtbonden; Ausbilden einer Trennwand über Kanten des Substrats; Formen eines ersten Isolationsmaterials in einen Innenbereich, der durch die Trennwand umgeben wird; Befestigen eines Lichtleitelements in dem ersten Isolationsmaterial; und Formen eines zweiten Isolationsmaterials auf dem ersten Isolationsmaterial.
  • In einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Hintergrundbeleuchtungsanordnung vorgesehen, welche aufweist: eine Lichtquelle mit einem Lichtleitelement, wobei das Lichtleitelement einen Abstrahlungswinkel des Lichts vergrößert; eine Lichtleitplatte planparallel zu der Lichtquelle zum Umwandeln des von der Lichtquelle erzeugten Lichts in eine Flächenlichtquelle und zum Abstrahlen des Lichts nach vorne; und eine optische Folie zum Steuern des von der Lichtquelle emittierten Lichts.
  • Die Erfindung setzt die Mehrzahl von Lichtleitfasern in der LED ein, um den Abstrahlungswinkel des Lichts zu vergrößern, wodurch eine Verbesserung der Bildqualität ermöglicht wird, weil der Lichtfleck infolge der Ungleichförmigkeit der Helligkeit kraft des vergrößerten Abstrahlungswinkels des Lichts verhindert wird.
    •
  • Die Erfindung wird im folgenden mit Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
  • 1 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Kantentyp-Flüssigkristalldisplays (LCD) gemäß dem Stand der Technik;
  • 2 eine vergrößerte perspektivische Darstellung einer Lumineszenzdiode (LED) des Kantentyp-LCD gemäß dem Stand der Technik;
  • 3 eine schematische Darstellung, die einen Randzonen-Mangel eines Kantentyp-LCD gemäß dem Stand der Technik darstellt;
  • 4 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Kantentyp-LCD gemäß der Erfindung;
  • 5 eine schematische Darstellung, die eine Lichtleitfaser der Erfindung darstellt;
  • 6 eine schematische Darstellung, die das verbesserte Merkmal von Randzonen-Mängeln bei dem Kantentyp-LCD der Erfindung darstellt; und
  • 7A bis 7E Schnittdarstellungen, die ein Verfahren zum Herstellen einer weißen LED gemäß der Erfindung darstellen.
  • Es wird nun ausführlich auf die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen, von denen Beispiele in der beigefügten Zeichnung dargestellt sind. Wo immer es möglich ist, werden gleiche Bezugszeichen überall in der Zeichnung verwendet, um gleiche oder ähnliche Teile zu bezeichnen.
  • 4 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Kantentyp-LCD gemäß der Erfindung.
  • Mit Bezug auf 4 weist das erfindungsgemäße LCD ein Flüssigkristallpanel 110 zum Anzeigen eines Bildes und eine Hintergrundbeleuchtungsanordnung 120 zum Liefern von Licht auf.
  • Die Hintergrundbeleuchtungsanordnung 120 weist eine Mehrzahl von LED's 160 als Lichtquellen zum Emittieren von Licht, eine Leiterplatte (printed circuit board, PCB) 161 zum Zuführen einer Spannung zu den LED's 160, ein Gehäuse 162 zum Schutz der LED's 160, eine Lichtleitplatte 150 zum Umwandeln eines einfallenden Lichts von der LED 160 in eine Flächenlichtquelle, eine Reflexionsplatte 170 zum Reflektieren des unter der Lichtleitplatte 150 abgestrahlten Lichts und optische Folien 130 zum Ausbreiten und Verdichten des einfallenden Lichts von der Lichtleitplatte 150 auf.
  • Die Hintergrundbeleuchtungsanordnung 120 kann ferner einen Kühlkörper (nicht gezeigt) zum Abstrahlen der von der LED 160 erzeugten Wärme aufweisen.
  • Die LED 160 ist mit einer Mehrzahl von weißen LED's 160 konfiguriert, die weißes Licht emittieren.
  • Die erfindungsgemäße LED 160 ist nicht auf die weiße (W) LED 160 beschränkt, so dass die LED 160 mit roten (R), grünen (G) und blauen (B) LED's konfiguriert sein kann. Außerdem kann die LED 160 mit einer Kombination aus roten (R), grünen (G), blauen (B) und weißen (W) LED's konfiguriert sein.
  • Die LED 160 weist eine Mehrzahl von Lichtleitfasern 200 auf, welche den Lichtweg zur Ausbreitung des Lichts verändern.
  • Die Lichtleitfaser 200 kann eine Glas-Lichtleitfaser aus Glasmaterial oder eine Kunststoff-Lichtleitfaser aus Kunststoffmaterial sein. Bei der Lichtleitfaser 200 der Erfindung wird die Kunststoff-Lichtleitfaser mit einer holen Festigkeit verwendet.
  • Obwohl es in der Zeichnung nicht dargestellt ist, ist die Lichtleitfaser 200 mittels eines Epoxydharzes an einem LED-Chip in der LED 160 befestigt. Insbesondere ist die Lichtleitfaser 200 derart befestigt, dass sie in einem vorbestimmten Winkel im Bereich von 20° bis 60° bezüglich des LED-Chips geneigt ist.
  • Im Vergleich der vorliegenden Erfindung mit dem Stand der Technik emittiert die LED nach dem Stand der Technik das Licht in dem Abstrahlungswinkel von etwa 110°, wohingegen die erfindungsgemäße LED 160 aufgrund der Lichtleitfaser 200 das Licht bei einem vorbestimmten Abstrahlungswinkel, der größer als zumindest 110° ist, emittieren kann. Deshalb spielt die Lichtleitfaser 200 eine Rolle beim Erzeugen eines vergrößerten Abstrahlungswinkels.
  • Das heißt, die LED 160 ist eine der dünnen Bauart und weist im allgemeinen den Abstrahlungswinkel von 110° auf. Jedoch kann die LED 160 durch Einbauen der Lichtleitfaser 200 darin einen großen Abstrahlungswinkel größer als 110° aufweisen. Folglich kann das LCD mit der LED 160 mit dem Abstrahlungswinkel von 110° oder größer Mängel verbessern, die durch die Helligkeits-Ungleichmäßigkeit des Lichtflecken-Phänomens beim Anzeigen eines Bildes hervorgerufen werden.
  • 5 zeigt eine Seitenansicht und eine Schnittdarstellung, die die Lichtleitfaser 200 der Erfindung darstellen, und eine schematische Darstellung, die veranschaulicht, wie sich das Licht in der Lichtleitfaser 200 fortpflanzt.
  • Mit Bezug auf 5 weist die Lichtleitfaser 200 ein Eingangsende 221, durch welches das Licht eingeleitet wird, ein Ausgangsende 222, durch welches das Licht ausgegeben wird, einen Kern 223, in welchem sich das Licht fortpflanzt, eine auf dem Kern 223 ausgebildete Überzugsschicht 224 zum Reflektieren des Lichts und eine auf der Überzugsschicht 224 ausgebildete Ummantelungsschicht 225 zum Erhöhen der Festigkeit auf.
  • Der Abstand zwischen dem Eingangsende 221 und dem Ausgangsende 222 beträgt etwa 750 μm, und der Durchmesser der Ummantelungsschicht 225 beträgt etwa 250 μm.
  • Das durch das Eingangsende 221 eingeleitete Licht pflanzt sich in dem Kern 223 fort, wobei es durch die Überzugsschicht 224 reflektiert wird, und wird durch das Ausgangsende 222 ausgegeben.
  • Die Lichtleitfaser kann in eine Glas-Lichtleitfaser und eine Kunststoff-Lichtleitfaser gemäß den Materialien unterteilt werden.
  • Im Detail kann die Glas-Lichtleitfaser in eine quarzbasierte Lichtleitfaser, eine fluorbasierte Lichtleitfaser und eine Seltene-Erden-basierte Lichtleitfaser u.s.w. unterteilt werden.
  • Die quarzbasierte Lichtleitfaser, die allgemein für Daten verarbeitet wird, besteht aus Quarz. Um den Brechungsindex des Lichts zu differenzieren, wird eine Dotiersubstanz wie beispielsweise F, B2O3, P2O3 oder dergleichen in das Siliziumoxid dotiert. Wenn die Dotiersubstanz dotiert wird, kann sich der Brechungsindex vergrößern oder verkleinern.
  • Hierbei sollte der Brechungsindex der Überzugsschicht 224 kleiner als derjenige des Kerns 223 sein.
  • Die quarzbasierte Lichtleitfaser hat solch eine vorteilhafte Charakteristik, dass sie trotz eines abrupten Temperaturwechsels nicht zerbrechlich ist, weil sie bei einer hohen Temperatur, d.h. etwa 1000 °C, nicht deformiert wird und einen niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist.
  • Seit 1975 ein Fluorglas entwickelt wurde, wird die fluorbasierte Lichtleitfaser mannigfaltig verwendet, weil sie einen Vorzug dahingehend aufweist, dass der Transmissionsverlust im Wellenlängenbereich von 0,2 μm bis 8 μm, insbesondere zum Beispiel 2,55 μm, sehr niedrig ist.
  • Die Seltene-Erden-basierte Lichtleitfaser kann eine aktive Lichtleitfaser mit neuen optischen und magnetischen Eigenschaften im Falle des Dotierens eines Seltene-Erden-Elements in eine passive Lichtleitfaser werden, die nur das Licht überträgt. Das Seltene-Erden-Element kann Niob (Nb), Erbium (Er), Dysprosium (Dy), Terbium (Tb), Cer (Ce), Europium (Eu), Thulium (Tm), Ytterbium (Yb), Praseodym (Pr) u.s.w. aufweisen. Eine der Seltene-Erden-basierten Lichtleitfasern, die am allgemeinsten verwendet wird, ist die Er-dotierte Lichtleitfaser, bei welcher Er in den Kern der quarzbasierten Lichtleitfaser dotiert wird.
  • Mittlerweile ersetzt die Kunststoff-Lichtleitfaser schrittweise die vorhandenen Glas-Lichtleitfasern durch Verwendung eines optisch transparenten Polymermaterials, weil das Glas Nachteile wie zum Beispiel Zerbrechlichkeit, schlechte Formbarkeit, geringe Produktivität beim Formen des Glases, bei dem die Gestalt größer als eine vorbestimmte Größe ist.
  • Die Kunststoff-Lichtleitfaser verwendet ein acrylbasiertes Polymer als das Kernmaterial und ein fluorbasiertes Polymer als das Überzugsmaterial.
  • Da die Kunststoff-Lichtleitfaser eine Charakteristik aufweist, die stabil gegenüber Schwingung oder Biegung ist, wird sie in einem engen Bereich, einem Schnellzug, einem Fahrzeug oder dergleichen verwendet. Außerdem erzeugt die Kunststoff-Lichtleitfaser keine Wärme, so dass sie bei der Beleuchtung für ein Display oder der Beleuchtung für eine Vorrichtung eines Halbleiterprozesses, der wärmeempfindlich ist, breite Verwendung findet.
  • Beispielsweise kann die Lichtleitfaser 200 der Erfindung die Kunststoff-Lichtleitfaser einsetzen, die die hohe Festigkeit aufweist und stabil gegenüber Wärme ist.
  • 6 ist eine schematische Darstellung, die das verbesserte Merkmal der Randzonen-Mängel bei dem Kantentyp-LCD der Erfindung darstellt.
  • Mit Bezug auf 6 weist das LCD der Erfindung das Flüssigkristallpanel 110, ein oberes Gehäuse 111 zum Schutz des Flüssigkristallpanels 110 und eine Mehrzahl von LED's 160 auf, die an einer Seite des LCD zum Liefern des Lichts an das Flüssigkristallpanel 110 angeordnet sind.
  • Die LED 160 umfasst die Lichtleitfaser (siehe Bezugszahl 200 der 4 und 5) darin, welche den Abstrahlungswinkel vergrößert.
  • Die Lichtleitfaser ist an dem LED-Chip (nicht gezeigt) der LED 160 derart befestigt, dass sie in einem vorbestimmtem Winkel im Bereich von 20° bis 60° geneigt ist und so den Abstrahlungswinkel der LED 160 auf mehr als 110° vergrößert.
  • In dem LCD werden unvermeidlich ein heller Abschnitt C und ein dunkler Abschnitt D gebildet, wenn der LCD in Betrieb ist. Jedoch wird im Vergleich zum Stand der Technik, da die Lichtleitfaser in der LED 160 derart gebildet ist, dass sie in einem Neigungswinkel von 20°~60° geneigt ist, um zu bewirken, dass der Abstrahlungswinkel des Lichts auf mehr als 110° vergrößert wird, der dunkle Abschnitt D nur in einem Bereich ungeachtet eines Bildanzeigebereichs an einer Seite eines Anzeigebildschirms gebildet, auf welchem das Bild des Flüssigkristallpanels 110 angezeigt wird. Dementsprechend ist es möglich, die Randzonen-Mängel infolge der Ungleichmäßigkeit der Helligkeit zu verbessern.
  • Die 7A bis 7E sind Schnittdarstellungen, die ein Verfahren zur Herstellung einer weißen LED gemäß der Erfindung darstellen.
  • Mit Bezug auf 7A wird ein Anschlussrahmen für die Hintergrundbeleuchtung an einer äußeren Peripherie eines Siliziumsubstrats 301 gebildet, und ein LED-Chip 303 wird an dem Anschlussrahmen für die Hintergrundbeleuchtung montiert.
  • Danach werden mit Bezug auf 7B eine P-Elektrode und eine N-Elektrode des montierten Blaue-LED-Chips 303 nach außen gezogen und dann mit einer Verbindungsleitungsstruktur an dem Anschlussrahmen 302 durch einen Bondprozess der Drähte 304 und 304' elektrisch kontaktiert.
  • Mit Bezug auf 7C wird nach dem Beenden des Bondens der Drähte 304 und 304' an den Blaue-LED-Chip 303 eine Trennwand 305 an einer Außenkante über dem Siliziumsubstrat 301 gebildet. Danach wird ein fluoreszierender Formkörper 306 in das Innere, das durch die Trennwand 305 umgeben wird, so eingeformt, dass der Blaue-LED-Chip 303 darin vergraben wird, wobei ein fluoreszierendes Material in den fluoreszierenden Formkörper 306 gemischt wird.
  • Mit Bezug auf 7D wird ein erstes Epoxydharz 307 auf dem fluoreszierenden Formkörper 306 geformt. Danach werden eine Mehrzahl von Lichtleitfasern 400 an dem ersten Epoxydharz 307 befestigt, bevor das erste Epoxydharz ausgehärtet ist.
  • Die Lichtleitfaser 400 wird derart befestigt, dass sie entlang einer Peripherie über einem Bereich, in dem der Blaue-LED-Chip 303 ausgebildet ist, so angeordnet ist, dass sie einen vorbestimmten Neigungswinkel α aufweist.
  • Der Neigungswinkel α der Lichtleitfaser 400 liegt im Bereich von 20° bis 60°, und ihre Länge und ihr Durchmesser betragen etwa 750 μm beziehungsweise 250 μm.
  • Mit Bezug auf 7E wird, nachdem das erste Epoxydharz 307 ausgehärtet ist und die Mehrzahl von Lichtleitfasern 400 befestigt sind, ein zweites Epoxydharz 308 über dem ersten Epoxydharz 307 und der Mehrzahl von Lichtleitfasern 400 geformt.
  • Das von dem Blaue-LED-Chip 303 erzeugte blaue Licht wird mittels des fluoreszierenden Materials des fluoreszierenden Formkörpers 306 in ein weißes Licht umgewandelt, so dass das weiße Licht ausgegeben wird.
  • Ein Lichtweg eines Teils des weißen Lichts wird wegen der Lichtleitfaser 400 in die Anordnungsrichtung der Lichtleitfaser 400 geändert.
  • Obwohl dargestellt ist, dass das LCD das Kantentyp-LCL ist, bei welchem die LED 160 an der Seitenfläche des LCD angeordnet ist, ist die Erfindung nicht auf ein solches beschränkt. Daher kann die Erfindung auch auf ein Direkttyp-LCD angewendet werden, bei welchem die LED's 160 an einer Bodenfläche von diesem und mit einen vorbestimmten Abstand voneinander angeordnet sind. Bei dem Direkttyp-LCD gibt es in gleicher Weise eine Ungleichmäßigkeit der Helligkeit, weil es ein Gebiet gibt, in welchem die LED ausgebildet ist und ein Gebiet, in welchem die LED nicht ausgebildet ist, jedoch kann die Ungleichmäßigkeit der Helligkeit durch Anordnen der Lichtleitfaser in der LED überwunden werden, weil die Lichtleitfaser eine Rolle beim Ausbreiten und Vermischen des Lichts spielt.
  • Dementsprechend wird gemäß dem Kantentyp-LCD der Erfindung der Lichtweg des von der LED 106 erzeugten Lichts durch Anordnen der Mehrzahl von Lichtleitfasern 200 und 400 in der LED 106 geändert, was es ermöglicht, dass der Abstrahlungswinkel (etwa 110°), d.h. der maximale Winkel des emittierten Lichts, auf mehr als 110° vergrößert wird. Somit wird das Licht mit gleichmäßiger Helligkeit auf das Flüssigkristallpanel abgestrahlt, um dadurch das Phänomen der Ungleichförmigkeit der Helligkeit, wie zum Beispiel einen Lichtfleck, zu verbessern.
  • Mit anderen Worten, die Erfindung setzt die Mehrzahl von Lichtleitfasern in der LED ein, um den Abstrahlungswinkel des Lichts zu vergrößern, wodurch eine Verbesserung der Bildqualität ermöglicht wird, weil der Lichtfleck infolge der Ungleichförmigkeit der Helligkeit kraft des vergrößerten Abstrahlungswinkels des Lichts verhindert wird.

Claims (20)

  1. Lumineszenzdiode (LED), welche aufweist: einen LED-Chip zum Emittieren von Licht; und ein über dem LED-Chip ausgebildetes Lichtleitelement zum Vergrößern eines Abstrahlungswinkels des Lichts.
  2. Lumineszenzdiode gemäß Anspruch 1, wobei das Lichtleitelement mit einer Mehrzahl von Lichtleitfasern konfiguriert ist.
  3. Lumineszenzdiode gemäß Anspruch 2, wobei die Lichtleitfaser entweder aus einem Glasmaterial oder aus einem Kunststoffmaterial gebildet ist.
  4. Lumineszenzdiode gemäß Anspruch 1, wobei das Lichtleitelement um den LED-Chip herum angeordnet ist.
  5. Lumineszenzdiode gemäß Anspruch 5, wobei das Lichtleitelement derart angeordnet ist, dass es in einem vorbestimmten Winkel im Bereich von 20° bis 60° bezüglich einer Grundfläche geneigt ist.
  6. Lumineszenzdiode gemäß Anspruch 1, wobei das Lichtleitelement an einem ersten Epoxydharz und einem zweiten Epoxydharz befestigt ist.
  7. Lumineszenzdiode gemäß Anspruch 1, wobei das Lichtleitelement ein Eingangsende, durch welches das Licht eingeleitet wird, ein Ausgangsende, durch welches das Licht ausgegeben wird, einen Kern, in welchem sich das Licht fortpflanzt, eine auf dem Kern ausgebildete Überzugsschicht zum Reflektieren des Lichts und eine auf der Überzugsschicht ausgebildete Ummantelungsschicht zum Erhöhen der Festigkeit aufweist.
  8. Lumineszenzdiode gemäß Anspruch 7, wobei die Länge des Lichtleitelements etwa 750 μm beträgt und der Durchmesser der Überzugsschicht etwa 250 μm beträgt.
  9. Verfahren zur Herstellung einer Lumineszenzdiode, wobei das Verfahren aufweist Montieren eines LED-Chips auf einem Substrat; Elektrisches Anschließen des LED-Chips durch Drahtbonden; Ausbilden einer Trennwand über Kanten des Substrats; Formen eines ersten Isolationsmaterials in einen Innenbereich, der durch die Trennwand umgeben wird; Befestigen eines Lichtleitelements in dem ersten Isolationsmaterial; und Formen eines zweiten Isolationsmaterials auf dem ersten Isolationsmaterial.
  10. Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei das Lichtleitelement befestigt wird, bevor das erste Isolationsmaterial ausgehärtet ist.
  11. Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei das Lichtleitelement an dem ersten Isolationsmaterial derart befestigt wird, dass es einen vorbestimmen Neigungswinkel aufweist.
  12. Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei der Neigungswinkel im Bereich von 20° bis 60° bezüglich einer Grundfläche liegt.
  13. Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei das erste und das zweite Isolationsmaterial aus einem Epoxydharz gebildet werden.
  14. Verfahren gemäß Anspruch 9, welches vor dem Formen des ersten Isolationsmaterials ferner das Formen eines fluoreszierenden Formkörpers aufweist, in welchen ein vorbestimmtes fluoreszierendes Material gemischt wird.
  15. Hintergrundbeleuchtungsanordnung, welche aufweist: eine Lichtquelle mit einem Lichtleitelement, wobei das Lichtleitelement einen Abstrahlungswinkel des Lichts vergrößert; und eine optische Folie zum Steuern des von der Lichtquelle emittierten Lichts.
  16. Hintergrundbeleuchtungsanordnung gemäß Anspruch 15, die ferner eine Lichtleitplatte planparallel zu der Lichtquelle zum Umwandeln des von der Lichtquelle erzeugten Lichts in eine Flächenlichtquelle und zum Abstrahlen des Lichts nach vorne aufweist.
  17. Hintergrundbeleuchtungsanordnung gemäß Anspruch 15, wobei das Lichtleitelement mit einer Mehrzahl von Lichtleitfasern konfiguriert ist.
  18. Hintergrundbeleuchtungsanordnung gemäß Anspruch 15, wobei das Lichtleitelement einen vorbestimmten Neigungswinkel im Bereich von 20° bis 60° in Bezug auf eine Grundfläche aufweist.
  19. Hintergrundbeleuchtungsanordnung gemäß Anspruch 15, wobei das Lichtleitelement um einen LED-Chip herum angeordnet ist.
  20. Hintergrundbeleuchtungsanordnung gemäß Anspruch 15, wobei die Lichtquelle aufweist: einen LED-Chip zum Emittieren des Lichts; und ein an dem LED-Chip ausgebildetes Lichtleitelement zum Vergrößern eines Abstrahlungswinkels des Lichts.
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