發(fā)光二極管光源及其制造方法、具有其的背光源的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種發(fā)光二極管光源及其制造方法、具其的背光源，屬于液晶顯示裝置背光源的【技術領域】，其可解決現(xiàn)有的發(fā)光二極管光源發(fā)光均勻性差的問題。本發(fā)明的發(fā)光二極管光源，包括出光杯、熒光顆粒和設置在所述出光杯中的發(fā)光二極管發(fā)光芯片，所述發(fā)光二極管光源還包括：光均勻結構，位于高于所述發(fā)光二極管發(fā)光芯片的位置處；所述光均勻結構包括：兩個分別位于所述發(fā)光二極管發(fā)光芯片上方沿所述發(fā)光二極管光源長度方向的兩側部的光均勻面；所述光均勻面從中部向沿所述發(fā)光二極管光源長度方向的側部傾斜向下地延伸。
【專利說明】發(fā)光二極管光源及其制造方法、具有其的背光源
[0001]本申請要求于2010年09月27日提交中國專利局、申請?zhí)枮?01010294536.0、發(fā)明名稱為“發(fā)光二極管光源及其制造方法、具有其的背光源”的中國專利申請的分案申請，其全部內(nèi)容通過引用結合在本申請中。

【技術領域】
[0002]本發(fā)明涉及液晶顯示裝置背光源的【技術領域】，尤其涉及發(fā)光二極管光源及其制造方法、具其的背光源。

【背景技術】
[0003]發(fā)光二極管(LED)光源因其耗電低、壽命長、相應速度快等優(yōu)點獲得了越來越廣泛的應用。例如，在液晶顯示裝置的發(fā)光二極管背光源中，如圖1所示，在導光板11 一邊有多個位于電路板12上的發(fā)光二極管光源13,每個發(fā)光二極管光源13主要照射導光板11邊上的一段距離。其中，每個發(fā)光二極管光源13如圖2、圖3所不,包括出光杯16,出光杯16底部設有發(fā)光二極管發(fā)光芯片15，出光杯16中有用于將發(fā)光二極管發(fā)光芯片15封裝起來的長形的封裝件14，該封裝件14通常為環(huán)氧樹脂，其中還可摻雜有不同顏色的熒光顆粒，用于將發(fā)光二極管發(fā)光芯片15發(fā)出的單色光混合為白光。
[0004]發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術中至少存在如下問題:如圖3所示，由于封裝件14的折射率高于空氣，故從發(fā)光二極管發(fā)光芯片15發(fā)出的光9從封裝件14的上表面出射時會向兩側分散，且越靠側部的光9分散程度越大；同時，由于反射率隨著入射角的增大而增大，因此越靠側部(即入射角越大)的光9被反射回封裝件14內(nèi)的比例就越大，出射的比例就越小，直到入射角大于臨界角時，光9被全部反射；另外，從側部出射的光9的光程長，能量損失較大。由于上述原因，從封裝件14上表面發(fā)出的光9的相對強度如圖4所示，隨出光角(指從封裝件14射出的光線與豎直方向的夾角)的增大而減小，即發(fā)光二極管光源13發(fā)出的光9中間強度高而兩側強度低，均勻性差；從而還會導致背光源的發(fā)光均勻性差(雖然導光板11上對應發(fā)光二極管光源13側部的位置同時受到兩個發(fā)光二極管光源13的照射，但如圖4所示，在出射角為60度時相對光強已降低到0.4，即使疊加也不能達中部的光強)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的實施例提供一種發(fā)光二極管光源，其發(fā)光均勻性好。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明的實施例采用如下技術方案:
[0007]—種發(fā)光二極管光源，包括發(fā)光二極管發(fā)光芯片，以及:
[0008]光均勻結構，位于高于所述發(fā)光二極管發(fā)光芯片的位置處；
[0009]所述光均勻結構包括:
[0010]兩個分別位于所述發(fā)光二極管發(fā)光芯片上方沿所述發(fā)光二極管光源長度方向的兩側部的光均勻面；所述光均勻面從中部向沿所述發(fā)光二極管光源長度方向的側部傾斜向下地延伸。
[0011]由于本發(fā)明的實施例的發(fā)光二極管光源上具有光均勻結構，因此其發(fā)光均勻性好。
[0012]本發(fā)明的實施例還提供一種背光源，其發(fā)光均勻性好。
[0013]為達到上述目的，本發(fā)明的實施例采用如下技術方案:
[0014]一種背光源，包括光源，所述光源包括至少一個上述的發(fā)光二極管光源。
[0015]由于本發(fā)明的實施例的背光源中具有上述的發(fā)光二極管光源，因此其發(fā)光均勻性好。
[0016]本發(fā)明的實施例還提供一種制造發(fā)光二極管光源的方法，其所制造的發(fā)光二極管光源發(fā)光均勻性好。
[0017]為達到上述目的，本發(fā)明的實施例采用如下技術方案:
[0018]一種制造發(fā)光二極管光源的方法，包括:
[0019]固定發(fā)光二極管發(fā)光芯片；
[0020]用封裝材料封裝所述發(fā)光二極管發(fā)光芯片；
[0021]在高于所述發(fā)光二極管發(fā)光芯片的位置處形成光均勻結構；
[0022]所述光均勻結構包括:
[0023]兩個分別位于所述發(fā)光二極管發(fā)光芯片上方沿所述發(fā)光二極管光源長度方向的兩側部的光均勻面；所述光均勻面從中部向沿所述發(fā)光二極管光源長度方向的側部傾斜向下地延伸。
[0024]由于本發(fā)明的實施例的制造發(fā)光二極管光源的方法中包括制造上述光均勻結構的步驟，因此其所制的發(fā)光二極管光源發(fā)光均勻性好。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。
[0026]圖1為現(xiàn)有的背光源的結構式意圖；
[0027]圖2為現(xiàn)有的發(fā)光二極管光源的結構式意圖；
[0028]圖3為現(xiàn)有的發(fā)光二極管光源的剖面結構式意圖；
[0029]圖4為現(xiàn)有的發(fā)光二極管光源的出光角與相對光強的關系曲線；
[0030]圖5為本發(fā)明實施例一的發(fā)光二極管光源的結構式意圖；
[0031]圖6為本發(fā)明實施例一的發(fā)光二極管光源的剖面結構式意圖；
[0032]圖7為本發(fā)明實施例一的發(fā)光二極管光源的三棱鏡結構使光線均勻的原理示意圖；
[0033]圖8為本發(fā)明實施例二的發(fā)光二極管光源的剖面結構式意圖；
[0034]圖9為本發(fā)明實施例三的發(fā)光二極管光源的剖面結構式意圖；
[0035]圖10為本發(fā)明實施例的另一種發(fā)光二極管光源的剖面結構式意圖；
[0036]圖11為本發(fā)明實施例的另一種發(fā)光二極管光源的剖面結構式意圖；
[0037]圖12為本發(fā)明實施例四的一種發(fā)光二極管光源的剖面結構式意圖；
[0038]圖13為本發(fā)明實施例五的一種發(fā)光二極管光源的剖面結構式意圖；
[0039]圖14為本發(fā)明實施例的另一種發(fā)光二極管光源的剖面結構式意圖；
[0040]圖15為本發(fā)明實施例六的一種背光源的結構式意圖；
[0041]圖16為本發(fā)明實施例的一種制造背光源的方法流程圖。
[0042]其中附圖標記為:11、導光板；12、電路板；13、發(fā)光二極管光源；14、封裝件；15、發(fā)光二極管發(fā)光芯片；16、出光杯；17、光均勻片；81、三棱鏡結構；82、光均勻面；83、三棱鏡結構；84、三棱鏡結構間的空隙。

【具體實施方式】
[0043]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0044]本發(fā)明實施例提供一種發(fā)光二極管光源，包括發(fā)光二極管發(fā)光芯片，以及:
[0045]光均勻結構，位于高于所述發(fā)光二極管發(fā)光芯片的位置處。
[0046]由于本發(fā)明的實施例的發(fā)光二極管光源上具有光均勻結構，因此其發(fā)光均勻性好。
[0047]實施例一
[0048]本發(fā)明實施例提供一種發(fā)光二極管光源，如圖5和圖6所示，其包括:長形的出光杯16 ;設在出光杯16底部的發(fā)光二極管發(fā)光芯片15 ;位于出光杯16中的由環(huán)氧樹脂構成(其中還可含有熒光顆粒)的長形的封裝件14 ;位于封裝件14上表面上的由聚乙烯構成的光均勻片17。
[0049]該光均勻片17厚度在0.1?0.2mm，其上表面沿其長度方向(也就是發(fā)光二極管光源的長度方向)的兩側部各有多個三棱鏡結構(光均勻結構)81，這些三棱鏡結構81垂直于長度方向且并排地排列，各三棱鏡結構81的底面向下并連在光均勻片17的上表面上，而與底面相對的頂角向上。
[0050]優(yōu)選地，在光均勻片17—側的各三棱鏡結構81中，最內(nèi)側的(即最接近發(fā)光二極管發(fā)光芯片15的)三棱鏡結構81的頂角角度為(180-C)度，其中C為光均勻片17的臨界角的角度，最外側的(即最遠離發(fā)光二極管發(fā)光芯片15的)三棱鏡結構81的頂角角度為90度,且各三棱鏡結構81的頂角角度在遠離發(fā)光二極管發(fā)光芯片15的方向(即從內(nèi)側向外側的方向)上等差地減小(即相鄰的三棱鏡結構81的頂角角度的差值均一樣)。例如，對聚乙烯的光均勻片17，其C = 43度，若其一側有4個三棱鏡結構81，則在從內(nèi)側到外側的方向上，4個三棱鏡結構81的頂角角度依次為137度、121.4度、105.7度、90度(即相鄰三棱鏡結構81的頂角角度的差值均為15.7度)。
[0051]如圖7所不，以位于發(fā)光二極管發(fā)光芯片15右側的三棱鏡結構81為例，與光線9從水平面上出射時相比，其右側面可使光線9的入射角減小，從而一方面使出射的光線9向發(fā)光二極管光源的中部(即發(fā)光二極管發(fā)光芯片15的位置)集中，另一方面減少了發(fā)生反射的光線9的比例，同時還可使部分在沒有三棱鏡結構81時會發(fā)生全反射的光線9變得可以出射；因此，該三棱鏡結構81可以提高發(fā)光二極管光源的出光均勻性，同時在整體上提高其出光亮度(當然，三棱鏡結構81的左側面也會使部分光線9分散，但由于其左側面迎著光線的面積比右側面迎著光線的面積小得多，故該左側面對光的分散作用遠遠小于右側面對光的集中作用)。
[0052]實施例二
[0053]本發(fā)明實施例提供一種發(fā)光二極管光源，如圖8所75,其具有與實施例一的發(fā)光二極管光源類似的結構。區(qū)別在于，其沒有光均勻片17，而上述三棱鏡結構81直接位于封裝件14的上表面上沿長度方向的兩側部。
[0054]實施例三
[0055]本發(fā)明實施例提供一種發(fā)光二極管光源，如圖9、圖10、圖11所示，其具有與實施例一的發(fā)光二極管光源類似的結構。區(qū)別在于，其光均勻片的上表面沿長度方向的兩側部沒有三棱鏡結構，而具有光均勻面(光均勻結構)82，該光均勻面82從中部向沿長度方向的側部傾斜向下地延伸；具體地，該光均勻面82可為平面(如圖9所示)、凸面(如圖10所示)、凹面(如圖11所示)等多種形式(如多種面的組合)。
[0056]該光均勻面82起到了實施例一中的右側三棱鏡結構81的右側面的作用，從而可提高發(fā)光二極管光源的出光均勻性和整體亮度。但為了防止其產(chǎn)生分光作用，故其傾斜的角度不可過大。
[0057]實施例四
[0058]本發(fā)明實施例提供一種發(fā)光二極管光源，如圖12所示，其具有與實施例三的發(fā)光二極管光源類似的結構。區(qū)別在于，其沒有光均勻片17，而上述光均勻面82位于封裝件14的上表面沿長度方向的兩側部。
[0059]由于發(fā)光二極管光源的中部本身光強較高且均勻，因此，為了保證其整體的出光均勻，故在靠近其中部的位置不必設置上述的光均勻結構。優(yōu)選地，上述各實施例中光均勻結構最內(nèi)側的位置(即最靠近發(fā)光二極管發(fā)光芯片15的位置)處的出光角度(指沒有光均勻結構時的出光角度)為50?55度，即圖4中相對光強約為0.5的位置，或者說該位置與發(fā)光二極管發(fā)光芯片15間的連線與豎直方向(即垂直于封裝件14或光均勻片17的上表面的方向)的夾角為30?35度。
[0060]實施例五
[0061]本發(fā)明實施例提供一種發(fā)光二極管光源，如圖13、圖14所示，其包括出光杯16、發(fā)光二極管發(fā)光芯片15、封裝件14、光均勻片17。光均勻片17的下表面的中部設有多個三棱鏡結構83,各三棱鏡結構83垂直于光均勻片17的長度方向并排地排列。各三棱鏡結構83的底面向上并連在光均勻片17的下表面上，而頂角向下。各三棱鏡結構83間的空隙84中可如圖13所示為封裝件14上的凸起，此時封裝件14的折射率優(yōu)選小于光均勻片17的折射率，因為封裝件14上的凸起也相當于三棱鏡，其會減弱三棱鏡結構83的效果；或各三棱鏡結構83間的空隙84也可如圖14所示為空氣。
[0062]與實施例一相對，該三棱鏡結構83的一側面可將中部的光分散向側部，從而使發(fā)光二極管光源的整體出光均勻(與實施例一類似，三棱鏡結構83的另一側面起到集中光的效果，但其作用較小)。
[0063]顯然，上述各實施例的發(fā)光二極管光源可進行許多的變化，例如:三棱鏡結構的排列方向可有變化(如可傾斜于長度方向設置)；光均勻結構在光均勻片或封裝件表面的相對位置可變化，可如圖6等所示低于中部表面，也可如圖8等所示高于中部表面；若發(fā)光二極管整體為其它形狀，則光均勻結構的形式也可隨之變化(例如，對于采用圓柱體封裝件的發(fā)光二極管光源，光均勻結構可圍繞其圓心環(huán)形分布；對于發(fā)光二極管發(fā)光芯片不在中部的發(fā)光二極管光源，光均勻結構可不對稱地分布)；三棱鏡結構的側面可為曲面；在光均勻面或三棱鏡結構的側面上還可設置更小的光均勻結構(例如小三棱鏡結構)；將兩側光線向中間集中的光均勻結構和將中間光線向兩側分散的光均勻結構可同時使用；各部件可使用不同的材料制造等。
[0064]實施例六
[0065]本發(fā)明實施例提供一種背光源，包括光源，所述光源包括至少一個上述的發(fā)光二極管光源13。
[0066]可選地，如圖15所示，所述背光源還包括導光板11，所述光源包括至少兩個沿導光板11的一邊分布的發(fā)光二極管光源13,所述發(fā)光二極管光源13中有至少一個為上述的發(fā)光二極管光源13。
[0067]當然，本實施例的背光源中還可包括電路板12、燈罩、框架、偏振片、增亮片、反射層等背光源中的常見部件；或本實施例的背光源也可為使用擴散板的直下式背光源。
[0068]由于本實施例的背光源中使用了上述的發(fā)光二極管光源，因此其出光均勻，并可由此改善使用該背光源的液晶顯示裝置的顯示質量；同時，由于背光源中的發(fā)光二極管光源的出光強度整體增加，因此，各發(fā)光二極管光源間的距離可較大，從而能夠減少發(fā)光二極管光源的數(shù)量，降低成本，節(jié)約能源。
[0069]顯然，本發(fā)明的發(fā)光二極管光源除用于液晶顯示裝置的背光源中之外，也可用于很多其它領域，例如用于燈具、儀表板、指示燈、投影機等。
[0070]本發(fā)明實施例提供一種制造發(fā)光二極管光源的方法，如圖16所示，包括:
[0071]S01、固定發(fā)光二極管發(fā)光芯片；
[0072]S02、用封裝材料封裝所述發(fā)光二極管發(fā)光芯片；
[0073]S03、在高于所述發(fā)光二極管發(fā)光芯片的位置處形成光均勻結構。
[0074]由于本發(fā)明的實施例的制造發(fā)光二極管光源的方法中包括制造上述光均勻結構的步驟，因此其所制的發(fā)光二極管光源發(fā)光均勻性好。
[0075]實施例七
[0076]本發(fā)明實施例提供一種制造發(fā)光二極管光源的方法，包括:
[0077]S11、對發(fā)光二極管發(fā)光芯片進行擴晶。
[0078]S12、將發(fā)光二極管發(fā)光芯片固定在出光杯底部。
[0079]S13、向出光杯中點入封裝材料從而封裝發(fā)光二極管發(fā)光芯片，該封裝材料可為含有熒光顆粒的環(huán)氧樹脂。
[0080]S14、在封裝材料降低到尚未固化的適當溫度(可通過溫度傳感器測量)時，用機械手將具有上述實施例一或三或五的光均勻結構的光均勻片放在封裝材料上；其中光均勻片可由聚乙烯構成，其上的光均勻結構可以是在光均勻片固化時利用模具直接形成的，也可以是在光均勻片成形后再加工的。
[0081]S15、用紫外線照射(UV照射)使封裝材料固化并將光均勻片粘結在封裝材料(即封裝件)上。
[0082]顯然，本實施例的制造發(fā)光二極管光源的方法可進行許多變化，例如可在封裝材料固化后，再用膠水將光均勻片粘結在封裝材料上；或可先將表面平整的光均勻片連接在封裝材料上，再通過機械加工等方法在光均勻片上形成光均勻結構。
[0083]實施例八
[0084]本發(fā)明實施例提供一種制造發(fā)光二極管光源的方法，包括:
[0085]S21、對發(fā)光二極管發(fā)光芯片進行擴晶；
[0086]S22、將發(fā)光二極管發(fā)光芯片固定在出光杯底部；
[0087]S23、向出光杯中點入封裝材料從而封裝發(fā)光二極管發(fā)光芯片，該封裝材料可為含有突光顆粒的環(huán)氧樹脂；
[0088]S24、在封裝材料的上表面上形成如上述實施例二或四所示的光均勻結構；該光均勻結構可采用多種方法形成，例如可在封裝材料固化前在其上表面上設置模具，從而在其固化后形成光均勻結構，或也可先使封裝材料固化，之后再通過機械加工等方法在其表面形成光均勻結構。
[0089]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。
【權利要求】
1.一種發(fā)光二極管光源，包括出光杯、突光顆粒和設置在所述出光杯中的發(fā)光二極管發(fā)光芯片，其特征在于，所述發(fā)光二極管光源還包括: 光均勻結構，位于高于所述發(fā)光二極管發(fā)光芯片的位置處； 所述光均勻結構包括: 兩個分別位于所述發(fā)光二極管發(fā)光芯片上方沿所述發(fā)光二極管光源長度方向的兩側部的光均勻面；所述光均勻面從中部向沿所述發(fā)光二極管光源長度方向的側部傾斜向下地延伸。
2.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)光二極管光源，其特征在于，還包括位于所述發(fā)光二極管發(fā)光芯片上方并封裝發(fā)光二極管發(fā)光芯片的封裝件，所述光均勻結構位于所述封裝件的上表面上，所述熒光顆粒位于所述封裝件中。
3.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)光二極管光源，其特征在于，還包括位于所述發(fā)光二極管發(fā)光芯片上方并封裝發(fā)光二極管發(fā)光芯片的封裝件，所述封裝件上覆蓋有光均勻片，所述光均勻結構位于所述光均勻片上的表面上，所述熒光顆粒位于所述封裝件中。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的發(fā)光二極管光源，其特征在于，所述光均勻結構的最靠近所述發(fā)光二極管發(fā)光芯片的位置與所述發(fā)光二極管發(fā)光芯片間的連線與豎直方向的夾角在30度至35度之間。
5.根據(jù)權利要求2或3所述的發(fā)光二極管光源，其特征在于，所述封裝件中含有環(huán)氧樹脂。
6.根據(jù)權利要求3所述的發(fā)光二極管光源，其特征在于，所述光均勻片由聚乙烯構成。
7.一種背光源，包括光源，其特征在于，所述光源包括至少一個如權利要求1至6中任意一項所述的發(fā)光二極管光源。
8.一種制造發(fā)光二極管光源的方法，其特征在于，包括: 固定發(fā)光二極管發(fā)光芯片； 用封裝材料封裝所述發(fā)光二極管發(fā)光芯片； 在高于所述發(fā)光二極管發(fā)光芯片的位置處形成光均勻結構； 所述光均勻結構包括: 兩個分別位于所述發(fā)光二極管發(fā)光芯片上方沿所述發(fā)光二極管光源長度方向的兩側部的光均勻面；所述光均勻面從中部向沿所述發(fā)光二極管光源長度方向的側部傾斜向下地延伸。
9.根據(jù)權利要求8所述的制造發(fā)光二極管光源的方法，其特征在于，所述在高于所述發(fā)光二極管發(fā)光芯片的位置處形成光均勻結構包括: 在所述封裝材料固化前，將光均勻片放在所述封裝材料上，所述光均勻片上具有如權利要求I至4中任意一項所述的發(fā)光二極管光源的光均勻結構； 使所述封裝材料固化，從而將所述光均勻片粘結在所述封裝材料上。
10.根據(jù)權利要求8所述的制造發(fā)光二極管光源的方法，其特征在于，所述在高于所述發(fā)光二極管發(fā)光芯片的位置處形成光均勻結構包括: 在所述封裝材料的上表面形成如權利要求1-2或權利要求4中任意一項所述的發(fā)光二極管光源的光均勻結構。
【文檔編號】G02F1/13357GK104154463SQ201410364763
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2010年9月27日 優(yōu)先權日:2010年9月27日
【發(fā)明者】孫海威, 劉佳, 蔡斯特 申請人:北京京東方光電科技有限公司