專利名稱:表面貼裝型發(fā)光二極管組件及發(fā)光二極管背光模組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種表面貼裝型發(fā)光二極管組件及采用該表面貼裝型發(fā)光二極管組件的發(fā)光 二極管背光模組。
背景技術(shù):
發(fā)光二極管(LED, Light Emitting Diode)以其亮度高、工作電壓低、功耗小、易與集 成電路匹配、驅(qū)動(dòng)簡單、壽命長等優(yōu)點(diǎn),從而可廣泛應(yīng)用于液晶顯示器的背光源,可參見 Chien-Chih Chen等人在文獻(xiàn)IEEE Transactions on power electronics, Vol. 22, No. 3 May 2007中的Sequential Color LED Backlight Driving System for 1XD Panels^^文。
常見的LED的背光源包括具有光入射面的導(dǎo)光板,以及與該入射面相對(duì)設(shè)置的表面貼裝 型LED(Surface Mount LED)。該表面貼裝型LED包括基底、設(shè)置在基底上的LED芯片,以及設(shè) 置在基底上并覆蓋該LED芯片的封裝體,該封裝體的遠(yuǎn)離所述基底的一側(cè)的表面為出光面, 且該出光面為平面。當(dāng)LED芯片發(fā)出的光透射過封裝體并從出光面出射至封裝體外部的空氣 中時(shí),光是從光密介質(zhì)傳向光疏介質(zhì)的,因此部分到達(dá)出光面的光會(huì)產(chǎn)生全反射現(xiàn)象,使得 LED芯片發(fā)出的光無法完全出射至導(dǎo)光板內(nèi)部,從而造成光能量的損失。
有鑒于此,有必要提供一種可減少全反射現(xiàn)象以盡量減少光能量損失的表面貼裝型發(fā)光 二極管組件及發(fā)光二極管背光模組。
發(fā)明內(nèi)容
下面將以具體實(shí)施例說明一種可減少全反射現(xiàn)象以盡量減少光能量損失的表面貼裝型發(fā) 光二極管組件及發(fā)光二極管背光模組。
一種表面貼裝型發(fā)光二極管組件,其包括基底,焊盤,發(fā)光二極管芯片以及封裝透鏡, 該焊盤、發(fā)光二極管芯片及封裝透鏡均設(shè)置在該基底上,該焊盤與所述發(fā)光二極管芯片電連 接,該封裝透鏡覆蓋所述發(fā)光二極管芯片,其中,所述封裝透鏡包括遠(yuǎn)離所述發(fā)光二極管芯 片的出光面,該出光面包括一第一出光部,且該第一出光部沿一遠(yuǎn)離基底的方向凸起而形成 曲面。
一種發(fā)光二極管背光模組,包括表面貼裝型發(fā)光二極管組件及導(dǎo)光板,所述導(dǎo)光板包括 一第一表面,該表面貼裝型發(fā)光二極管組件包括基底,焊盤,發(fā)光二極管芯片以及封裝透鏡 ,該焊盤、發(fā)光二極管芯片及封裝透鏡均設(shè)置在該基底上,該焊盤與所述發(fā)光二極管芯片電
連接,該封裝透鏡覆蓋所述發(fā)光二極管芯片,其中所述封裝透鏡包括遠(yuǎn)離所述發(fā)光二極管芯 片的出光面,該出光面包括一第一出光部,且該第一出光部沿一遠(yuǎn)離基底的方向凸起而形成 曲面,所述第一表面上向內(nèi)四設(shè)有收容部,所述封裝透鏡收容在該收容部內(nèi)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,所述表面貼裝型發(fā)光二極管組件,其出光面包括一第一出光部且該第 一出光部為曲面,從而可使來自發(fā)光二極管芯片的光線經(jīng)由封裝透鏡以盡可能小的入射角度 入射至該出光面,以減少全反射現(xiàn)象的發(fā)生,該種表面貼裝型發(fā)光二極管組件及采用該種表 面貼裝型發(fā)光二極管組件的發(fā)光二極管背光模組可具有出光效率高的特點(diǎn)。
圖l是本發(fā)明第一實(shí)施例所提供的表面貼裝型發(fā)光二極管組件的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1所示表面貼裝型發(fā)光二極管組件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明第二實(shí)施例所提供的背光模組的截面示意圖。
圖4是本發(fā)明第三實(shí)施例所提供的表面貼裝型發(fā)光二極管組件的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是圖4所示表面貼裝型發(fā)光二極管組件的俯視圖。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
參見圖1及圖2,本發(fā)明第一實(shí)施例所提供的表面貼裝型發(fā)光二極管組件10包括基底 11,發(fā)光二極管芯片12以及封裝透鏡13。
該基底11用于承載所述發(fā)光二極管芯片12,其材質(zhì)可為氮化鎵等半導(dǎo)體材料。該基底 11上還設(shè)置有用于向發(fā)光二極管芯片12供電的第一電極110、第二電極112,該第一電極IIO 、第二電極112分別與發(fā)光二極管芯片12電連接并在基底11上形成焊盤結(jié)構(gòu)。
該發(fā)光二極管芯片12設(shè)置在基底11上,其可為氮化鎵(GaN)發(fā)光二極管芯片、氮化銦鎵 (InGaN)發(fā)光二極管芯片或磷化鋁銦鎵(AlInGaP)發(fā)光二極管芯片等。
該封裝透鏡13設(shè)置在基底11上,并覆蓋所述發(fā)光二極管芯片12。該封裝透鏡13的材質(zhì)可 為樹脂、玻璃或硅膠等透明材料。本實(shí)施例中,該封裝透鏡13的材質(zhì)為樹脂,如環(huán)氧樹脂或 聚甲基丙烯酸甲酯等。該封裝透鏡13包括出光面132,所述發(fā)光二極管芯片12發(fā)出的光線可 到達(dá)出光面132并出射至封裝透鏡13外部。該出光面132為沿遠(yuǎn)離基底11的方向凸起的半圓球 面,且該出光面132的球心與設(shè)置在基底11上的發(fā)光二極管芯片12基本重合,從而發(fā)光二極 管芯片12發(fā)出的光線可經(jīng)由封裝透鏡13內(nèi)部以近似于0度入射角入射至出光面132的各個(gè)區(qū)域 ,進(jìn)而最大限度的減少全反射現(xiàn)象的發(fā)生而具有較高的出光效率。
可以理解的是,該出光面132并不局限于所述半圓球面,其也可為l/3圓球面、1/4圓球
面或拋物面等。從而經(jīng)由封裝透鏡13內(nèi)部入射至出光面132的光線可具有盡量小的入射角, 以減少全反射現(xiàn)象的發(fā)生,確保表面貼裝型發(fā)光二極管組件10擁有盡可能高的出光效率。
由此可見,本實(shí)施例提供的表面貼裝型發(fā)光二極管組件IO,其出光面132沿一遠(yuǎn)離基底 ll的方向凸起而形成曲面,從而可使來自發(fā)光二極管芯片12的光線經(jīng)由封裝透鏡13以盡可能 小的入射角度入射至該出光面132,以減少在出光面132處的全反射現(xiàn)象的發(fā)生,其具有出光 效率高的特點(diǎn)。
參見圖3,本發(fā)明第二實(shí)施例提供一種采用該種表面貼裝型發(fā)光二極管組件10的背光模 組20。該背光模組20包括表面貼裝型發(fā)光二極管組件10以及導(dǎo)光板22。
該導(dǎo)光板22的材質(zhì)可為塑膠、樹脂、玻璃或硅膠等透明材料,其包括一第一表面220。 該第一表面220上向內(nèi)凹設(shè)有收容部222,所述表面貼裝型發(fā)光二極管組件10設(shè)置在導(dǎo)光板 22的第一表面220—側(cè),且該表面貼裝型發(fā)光二極管組件10的封裝透鏡13收容在所述導(dǎo)光板 22的收容部222內(nèi)。
該收容部222的內(nèi)表面為曲面,用于接收表面貼裝型發(fā)光二極管組件10發(fā)出的光線,并 且該內(nèi)表面的曲率半徑大于或等于所述出光面132的曲率半徑。優(yōu)選的,該收容部222的內(nèi)表 面的曲率半徑大于出光面132的曲率半徑。該收容部222的內(nèi)表面與封裝透鏡13的出光面132 之間的間隙通過填充材料24填充。該填充材料24可以在稍微施加壓力之下通過加溫烘烤工藝 而固化,從而將表面貼裝型發(fā)光二極管組件10與導(dǎo)光板22固定。
為保證填充材料24、封裝透鏡13以及導(dǎo)光板22的材質(zhì)折射率無明顯的差異,從而避免界 面間的光干涉現(xiàn)象,該填充材料24的材質(zhì)折射率優(yōu)選為介于所述封裝透鏡13及導(dǎo)光板22的材 質(zhì)折射率之間。由于本實(shí)施例中封裝透鏡13以及導(dǎo)光板22的折射率位于1.4 1.5之間,故該 填充材料24的材質(zhì)的折射率優(yōu)選為1.4 1.5之間。更優(yōu)選的,所述填充材料24、封裝透鏡13 以及導(dǎo)光板22三者的材質(zhì)折射率均相同。
基于上述填充材料的折射率的考量,本實(shí)施例中選用硅膠作為填充材料24。另外,由于 硅膠為質(zhì)地柔軟的透光材質(zhì),使用硅膠作為填充材料24可使封裝透鏡13與導(dǎo)光板22之間形成 良好接觸、無間隙的接合面,并且硅膠本身易于清除,更有利于后續(xù)的維修和重工工藝。當(dāng) 然,該填充材料24也可采用粘滯系數(shù)較高的液體,從而可使得背光模組的加工及維修工藝極 為便利。所述填充材料24的材質(zhì)可為膠體、凝膠、環(huán)氧樹脂、玻璃或硅膠等,并且該填充材 料24內(nèi)還可摻雜有熒光粉,或該填充材料24表面形成有一熒光粉層。
可以理解的是,所述表面貼裝型發(fā)光二極管組件的封裝透鏡并不局限于如上所述的半圓 球面、拋物面等規(guī)則的曲面。如圖4及圖5所示,本發(fā)明第三實(shí)施例還提供一種表面貼裝型發(fā) 光二極管組件30。該表面貼裝型發(fā)光二極管組件30與表面貼裝型發(fā)光二極管組件10的結(jié)構(gòu)基 本相同,其包括基底31以及設(shè)置在基底31上的發(fā)光二極管芯片32及封裝透鏡33,不同之處在 于,該封裝透鏡33的出光面包括第一出光部3321、第二出光部3322以及第三出光部3323。該 第三出光部3323分別與第一出光部3321、第二出光部3322相鄰,且該第一出光部3321與第二 出光部3322相對(duì)設(shè)置在第三出光部3323的兩側(cè),所述第一出光部3321及第二出光部3322為曲 率相同的兩個(gè)曲面,所述第三出光部3323為曲率大于第一出光部3321及第二出光部3322的曲 面。
由于第三出光部3323的曲率比第一出光部3321及第二出光部3322大,相較而言入射至 第三出光部3323上的與第一出光部3321或第二出光部3322相鄰的區(qū)域的光線,其入射角相對(duì) 較小而不容易發(fā)生全反射現(xiàn)象;入射至第一出光部3321或第二出光部3322上的與第三出光部 3323相鄰的區(qū)域的光線,其入射角相對(duì)較大而容易發(fā)生全反射現(xiàn)象。因此入射至第三出光部 3323的光線出光效率較高,而入射至第一出光部3321及第二出光部3322的光線將因全反射而 被導(dǎo)向第三出光部3323出射,以增強(qiáng)第三出光部3323的出光強(qiáng)度。
從而,通過適當(dāng)控制封裝透鏡33的各部分出光面曲率的大小,便可選擇性地控制封裝透 鏡33各個(gè)局部出光區(qū)域的出光強(qiáng)度,以滿足背光模組20的各種光學(xué)需求。當(dāng)然,所述第一出 光部3321及第二出光部3322并不局限為曲率相同的兩個(gè)曲面,該二者還可為曲率不同的兩個(gè) 曲面,或一者為曲面而另一者為平面,或二者均為平面等。
另外,本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化,如適當(dāng)變更封裝透鏡的形狀, 出光面的曲率半徑,發(fā)光二極管芯片的種類以及導(dǎo)光板的類型等,只要其不偏離本發(fā)明的技 術(shù)效果均可。這些依據(jù)本發(fā)明精神所做的變化,都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種表面貼裝型發(fā)光二極管組件,其包括基底,焊盤,發(fā)光二極管芯片以及封裝透鏡,該焊盤、發(fā)光二極管芯片及封裝透鏡均設(shè)置在該基底上,該焊盤與所述發(fā)光二極管芯片電連接,該封裝透鏡覆蓋所述發(fā)光二極管芯片,其特征在于所述封裝透鏡包括遠(yuǎn)離所述發(fā)光二極管芯片的出光面,該出光面包括一第一出光部,且該第一出光部沿一遠(yuǎn)離基底的方向凸起而形成曲面。
2.如權(quán)利要求l所述的表面貼裝型發(fā)光二極管組件,其特征在于,所 述曲面為圓球面或拋物面。
3.如權(quán)利要求2所述的表面貼裝型發(fā)光二極管組件,其特征在于,所 述圓球面為半圓球面。
4.如權(quán)利要求l所述的表面貼裝型發(fā)光二極管組件,其特征在于,所 述出光面還包括與第一出光部相鄰且相對(duì)設(shè)置在第一出光部兩側(cè)的第二出光部及第三出光部 ,該第二出光部及第三出光部可分別為一平面和一曲率半徑與第一出光部不同的曲面,或均 為曲率半徑與第一出光部不同的曲面,或均為平面。
5.如權(quán)利要求l所述的表面貼裝型發(fā)光二極管組件,其特征在于,所 述封裝透鏡的材質(zhì)選自樹脂、玻璃及硅膠。
6. 一種發(fā)光二極管背光模組,包括表面貼裝型發(fā)光二極管組件及導(dǎo) 光板,所述導(dǎo)光板包括一第一表面,該表面貼裝型發(fā)光二極管組件包括基底,焊盤,發(fā)光二 極管芯片以及封裝透鏡,該焊盤、發(fā)光二極管芯片及封裝透鏡均設(shè)置在該基底上,該焊盤與 所述發(fā)光二極管芯片電連接,該封裝透鏡覆蓋所述發(fā)光二極管芯片,其特征在于所述封裝 透鏡包括遠(yuǎn)離所述發(fā)光二極管芯片的出光面,該出光面包括一第一出光部,且該第一出光部 沿一遠(yuǎn)離基底的方向凸起而形成曲面,所述第一表面上向內(nèi)凹設(shè)有收容部,所述封裝透鏡收 容在該收容部內(nèi)。
7.如權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管背光模組,其特征在于,所述曲面 為圓球面或拋物面。
8.如權(quán)利要求7所述的發(fā)光二極管背光模組,其特征在于,所述圓球 面為半圓球面。
9.如權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管背光模組,其特征在于,所述出光 面還包括與第一出光部相鄰且相對(duì)設(shè)置在第一出光部兩側(cè)的第二出光部及第三出光部,該第 二出光部及第三出光部可分別為一平面和一曲率半徑與第一出光部不同的曲面,或均為曲率 半徑與第一出光部不同的曲面,或均為平面。
10.如權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管背光模組,其特征在于,所述封 裝透鏡的材質(zhì)選自樹脂、玻璃及硅膠。
11.如權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管背光模組,其特征在于,所述收 容部的內(nèi)表面為曲面且其曲率半徑大于或等于所述封裝透鏡的出光面的第一出光部的曲率半 徑。
12.如權(quán)利要求ll所述的發(fā)光二極管背光模組,其特征在于,所述導(dǎo) 光板的收容部的內(nèi)表面與封裝透鏡之間的間隙填充有填充材料。
13.如權(quán)利要求12所述的發(fā)光二極管背光模組,其特征在于,所述填 充材料的材質(zhì)選自膠體、凝膠、環(huán)氧樹脂、玻璃及硅膠。
14.如權(quán)利要求12所述的發(fā)光二極管背光模組,其特征在于,所述填 充材料的折射率與所述導(dǎo)光板的折射率及封裝透鏡的折射率相同。
15.如權(quán)利要求12所述的發(fā)光二極管背光模組,其特征在于,所述填 充材料的折射率介于所述導(dǎo)光板與封裝透鏡的折射率之間。
16.如權(quán)利要求12所述的發(fā)光二極管背光模組,其特征在于,所述填 充材料的折射率位于l. 4 1. 5之間。
17.如權(quán)利要求12所述的發(fā)光二極管背光模組,其特征在于,所述填 充材料內(nèi)摻雜有熒光粉,或表面形成一熒光粉層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種表面貼裝型發(fā)光二極管組件,其包括基底,焊盤,發(fā)光二極管芯片以及封裝透鏡,該焊盤、發(fā)光二極管芯片及封裝透鏡均設(shè)置在該基底上,該焊盤與所述發(fā)光二極管芯片電連接,該封裝透鏡覆蓋所述發(fā)光二極管芯片,所述封裝透鏡包括遠(yuǎn)離所述發(fā)光二極管芯片的出光面,該出光面包括一第一出光部,且該第一出光部沿一遠(yuǎn)離基底的方向凸起而形成曲面。該種表面貼裝型發(fā)光二極管組件可具有出光效率高的特點(diǎn)。本發(fā)明還提供一種采用該表面貼裝型發(fā)光二極管組件的發(fā)光二極管背光模組。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK101369619SQ200710201358
公開日2009年2月18日 申請(qǐng)日期2007年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月14日
發(fā)明者徐弘光, 賴志銘 申請(qǐng)人:富士邁半導(dǎo)體精密工業(yè)(上海)有限公司;沛鑫半導(dǎo)體工業(yè)股份有限公司