專利名稱：Led封裝和用于包括該led封裝的lcd的背光組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用作LCD的背光組件的光源的LED(發(fā)光二極管)封裝以及用于包括該LED封裝的LCD的背光組件。更具體地說，本發(fā)明涉及一種改善了光的亮度和顏色的均勻性，以便用作背光組件的光源的LED封裝以及用于包括該LED封裝的LCD的背光組件。
背景技術(shù)：
通常，LCD(液晶顯示器)是有源光學(xué)元件，它自身不能發(fā)光，因此利用安裝在LCD板背面的背光組件顯示圖像。為了滿足小型化和重量輕的趨勢(shì)以確保獲得的產(chǎn)品具有競(jìng)爭(zhēng)力，最近已經(jīng)開發(fā)了具有各種結(jié)構(gòu)的背光組件。特別是，LCD主要用于筆記本計(jì)算機(jī)和壁裝式大型電視，因此需要滿足小型化和重量輕的趨勢(shì)。
冷陰極熒光燈(下面稱為“CCFL”)用作用于對(duì)上述背光組件產(chǎn)生光的傳統(tǒng)光源，但是，現(xiàn)在，為了滿足小型化和重量輕的趨勢(shì)，利用具有高亮度的LED代替它。盡管傳統(tǒng)CCFL是發(fā)出指定長(zhǎng)度的大致均勻白光的線光源，而LED是是發(fā)出一個(gè)彩色光的點(diǎn)光源。因此，當(dāng)前正在對(duì)以均勻亮度發(fā)出指定長(zhǎng)度或指定尺寸的白光投入大量研究。
圖1是用于采用LED的LCD的傳統(tǒng)背光光源的原理圖。參考圖1，傳統(tǒng)背光光源10包括LED封裝11，互相分離開指定間隔；光波導(dǎo)板12，對(duì)其設(shè)置在其上形成的指定圖形121，而且與LED封裝11分離開指定距離(d)。
上述傳統(tǒng)背光光源10的每個(gè)LED封裝11可以是包括RGB(紅、綠和藍(lán))LED的一個(gè)封裝，或者是上述彩色LED之一。為了獲得均勻亮度的光，最優(yōu)選地緊密排列多個(gè)LED封裝。然而，緊密排列LED封裝提高了光源的成本和電功率的消耗率，因此實(shí)際上不能采用。
因此，如圖1所示，LED封裝11互相分離開指定間隔。在這種情況下，因?yàn)長(zhǎng)ED封裝11發(fā)出的光的發(fā)光角度，而產(chǎn)生暗區(qū)(D)。為了減小暗區(qū)(D)的作用，光波導(dǎo)板12必須與LED封裝11分離開足夠距離(d)。光波導(dǎo)板12與LED封裝11之間的距離(d)增加了LCD的體積，因此對(duì)小型化和重量輕的趨勢(shì)具有不利影響。
為了通過混合LED封裝11產(chǎn)生的紅光、綠光和藍(lán)光，產(chǎn)生白光，需要光波導(dǎo)板12。對(duì)光波導(dǎo)板12設(shè)置在其上形成的指定圖形121，從而在限制區(qū)域上延伸光路，而且有助于使彩色光混合。
然而，與LED封裝11分離開指定距離(d)的光波導(dǎo)板12增大了LCD的尺寸，而且LED封裝11發(fā)出的光的光強(qiáng)集中在中心區(qū)域，因此對(duì)LCD的小型化過程具有不利影響并惡化了亮度的均勻性。
因此，需要一種新穎的LED封裝，該LED封裝可以用作采用LED的LCD的背光組件的光源，而且需要一種使用該LED封裝的光源，該光源可以提供具有均勻亮度的、指定長(zhǎng)度和指定尺寸的白光。

發(fā)明內(nèi)容
因此，鑒于上述問題，提出本發(fā)明，而且本發(fā)明的目的是提供一種LED封裝，該LED封裝用作LCD的背光組件的光源，它提供足夠光路，因此使一個(gè)或者多個(gè)LED產(chǎn)生的光線充分混合，以產(chǎn)生具有均勻亮度和顏色的白光。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于包括上述LED封裝的LCD的背光組件。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，通過提供LED封裝可以實(shí)現(xiàn)上述以及其它目的，該LED封裝包括襯底；一個(gè)LED或者多個(gè)LED，互相分離開指定間隔，而且以直線排列在襯底上；以及模制部分，用于密封包括LED的襯底的上表面，對(duì)其設(shè)置包括兩個(gè)曲面的上表面，這兩個(gè)曲面具有環(huán)狀面形，其中每個(gè)曲面分別具有用于完全反射LED發(fā)出的光的曲率。
LED至少優(yōu)選地是一對(duì)用于分別發(fā)出互補(bǔ)彩色光的LED。
LED優(yōu)選地剛好以直線排列在兩個(gè)曲面相交的交叉線的下方。
模制部分優(yōu)選地由其折射率比空氣的折射率高的透明環(huán)氧樹脂構(gòu)成。
優(yōu)選地對(duì)襯底的上表面涂布不吸收光的材料，多個(gè)光散射裝置從襯底的上表面凸出。光散射裝置更優(yōu)選地具有點(diǎn)形或條形，可以使光散射裝置對(duì)準(zhǔn)，以致遠(yuǎn)離光源的光散射裝置之間的間隔比靠近光源的光散射裝置之間的間隔小。
根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供了一種用于LCD、安裝在LCD板的背面的背光組件，該背光組件包括光源，通過在垂直于一個(gè)或者多個(gè)LED的排列線的方向連接多個(gè)上述LED封裝，制造其；光波導(dǎo)板，安裝在光源的一側(cè)，用于使光源產(chǎn)生的光均勻入射到LCD板；擴(kuò)散板，向著LCD板，設(shè)置在光波導(dǎo)板的一個(gè)表面上，以便均勻擴(kuò)散從光波導(dǎo)板入射的光；以及至少一個(gè)會(huì)聚板，向著LCD板，設(shè)置在擴(kuò)散板的一個(gè)表面上，用于在垂直于LCD板面的方向，會(huì)聚擴(kuò)散板擴(kuò)散的光。
如果光源的長(zhǎng)度和寬度接近相同，則該光源可以用作用于直接對(duì)LCD板的背面照射光的面光源。在這種情況下，背光組件包括光源，通過垂直于一個(gè)或者多個(gè)LED的排列線的方向，連接多個(gè)上述LED封裝，制造其；擴(kuò)散板，向著LCD板，設(shè)置在光源的一個(gè)表面上，以便均勻擴(kuò)散從光波導(dǎo)板入射的光；以及至少一個(gè)會(huì)聚板，向著LCD板，設(shè)置在擴(kuò)散板的一個(gè)表面上，用于在垂直于LCD板面的方向，會(huì)聚擴(kuò)散板擴(kuò)散的光。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種LED封裝，該LED封裝包括襯底；LED組，包括一個(gè)或者多個(gè)設(shè)置在襯底上的某個(gè)點(diǎn)的LED；以及模制部分，用于密封包括LED組的襯底的上表面，對(duì)其設(shè)置包括四個(gè)曲面的上表面，這四個(gè)曲面具有半球形形狀，而且在一個(gè)交叉點(diǎn)相交，其中每個(gè)曲面分別具有用于完全反射LED發(fā)出的光的曲率。
LED優(yōu)選地至少是一對(duì)用于分別發(fā)出互補(bǔ)彩色光的LED。
LED優(yōu)選地剛好排列在四個(gè)曲面相交的交叉點(diǎn)的下方。
LED封裝優(yōu)選地進(jìn)一步包括設(shè)置在襯底的上表面上、用于容納LED組的罩。
模制部分優(yōu)選地由其折射率比空氣的折射率高的透明環(huán)氧樹脂構(gòu)成。
優(yōu)選地對(duì)襯底的上表面涂布不吸收光的材料，多個(gè)光散射裝置優(yōu)選地從襯底的上表面凸出。光散射裝置更優(yōu)選地具有點(diǎn)形或以LED組為中心的同心環(huán)形，使光散射裝置對(duì)準(zhǔn)，以致遠(yuǎn)離光源的光散射裝置之間的間隔比靠近光源的光散射裝置之間的間隔小。
根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供了一種用于LCD、安裝在LCD板的背面的背光組件，該背光組件包括光源，通過在縱向和/或橫向連接多個(gè)上述LED封裝，制造其；擴(kuò)散板，向著LCD板，設(shè)置在光波導(dǎo)板的一個(gè)表面上，以便均勻擴(kuò)散從光源入射的光；以及至少一個(gè)會(huì)聚板，向著LCD板，設(shè)置在擴(kuò)散板的一個(gè)表面上，用于在垂直于LCD板面的方向，會(huì)聚擴(kuò)散板擴(kuò)散的光。
如果光源是條形的，以便具有窄寬度，則該光源可以用作用于LCD的制造的側(cè)面式面光源。該背光組件包括光源，通過在縱向和/或橫向連接多個(gè)上述LED封裝制造其；光波導(dǎo)板，安裝在光源的一側(cè)，用于使光源產(chǎn)生的光均勻入射到LCD板；擴(kuò)散板，向著LCD板，設(shè)置在光波導(dǎo)板的一個(gè)表面上，以便均勻擴(kuò)散從光波導(dǎo)板入射的光；以及至少一個(gè)會(huì)聚板，向著LCD板，設(shè)置在擴(kuò)散板的一個(gè)表面上，用于在垂直于LCD板面的方向，會(huì)聚擴(kuò)散板擴(kuò)散的光。


根據(jù)以下結(jié)合附圖所做的詳細(xì)說明，可以更清楚地理解本發(fā)明的上述以及其他目的、特征以及其他優(yōu)點(diǎn)，附圖包括圖1是用于使用LED的LCD的傳統(tǒng)背光光源的原理圖；圖2a是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的LED封裝的透視圖；圖2b是圖2a所示LED封裝的俯視圖；圖2c是圖2a所示LED封裝的正視圖；圖3a是包括圖2a所示LED封裝的光源的透視圖；圖3b是包括圖2a所示LED封裝的光源的俯視圖；圖4a和4b是示出包括圖2a所示LED封裝的光源的光路的原理圖；圖5a是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的LED封裝的透視圖；圖5b是圖5a所示LED封裝的俯視圖；圖5c是圖5a所示LED封裝的正視圖；
圖6是包括圖5a所示LED封裝的光源的透視圖；圖7是用于包括圖3a所示光源的LCD的背光組件的分解透視圖；以及圖8是包括圖6所示光源的LCD的背光組件的分解透視圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在，將參考附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖2a是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的LED封裝的透視圖。圖2b是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的LED封裝的俯視圖。圖2c是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的LED封裝的正視圖。參考圖2a至2c，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的LED封裝20包括襯底21；LED(R、G和B)，互相分離開指定間隔并在襯底21上以直線方式排列；以及模制部分22，用于密封包括LED(R、G和B)的襯底21的上表面，對(duì)其設(shè)置包括兩個(gè)柱面形狀的曲面的上表面。
盡管根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施例的LED封裝20采用分別發(fā)出3種顏色，即，紅光、綠光和藍(lán)光的LED，但是LED封裝還可以采用其它類型的LED。例如，由于為了產(chǎn)生白光而使互補(bǔ)(complementary)彩色光混合，所以LED封裝至少可以采用分別發(fā)出互補(bǔ)彩色光的一對(duì)LED。否則，LED封裝至少可以采用利用熒光材料發(fā)出白光的一個(gè)LED。本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的熟練技術(shù)人員明白，LED的數(shù)量和該LED發(fā)出的光的顏色的數(shù)量不受限制。
襯底21可以是由陶瓷等構(gòu)成的通用絕緣襯底。對(duì)襯底21的上表面涂布不吸收光的磁路，光散射裝置211從襯底21的上表面凸出。
盡管形成圖2a至2c所示的光散射裝置211以具有點(diǎn)形，但是可以形成該光散射裝置211以具有與LED(R、G和B)排列線平行的條形。優(yōu)選地使光散射裝置211對(duì)準(zhǔn)，以使遠(yuǎn)離LED(R、G和B)的光散射裝置211之間的間隔小于靠近LED(R、G和B)的光散射裝置211之間的間隔。利用光散射裝置211的形狀和排列，適當(dāng)調(diào)節(jié)LED(R、G和B)發(fā)出的光的均勻性。
LED(R、G和B)包括紅色LED(R)、綠色LED(G)和藍(lán)色LED，而且它們優(yōu)選地互相分離開指定間隔并以直線排列。
模制部分(molding portion)22密封包括LED(R、G和B)的襯底21的上表面，而且模制部分22的上表面具有兩個(gè)曲面。這兩個(gè)曲面用于完全反射LED(R、G和B)發(fā)出的光，而不產(chǎn)生折射。這兩個(gè)曲面在交叉線22a相交，而且如圖2b所示，剛好在交叉線22a的下面，以直線排列LED(R、G和B)。圖2c更清楚地示出上述排列的LED(R、G和B)。
模制部分22由其折射率比空氣的折射率高的透明環(huán)氧樹脂構(gòu)成。如果光從光密度高的介質(zhì)(即，具有高折射率的材料)入射到光密度低的介質(zhì)(即，具有低折射率的材料)，則在入射角大于指定角度(臨界角度)時(shí)，光被它們之間的介質(zhì)全部反射，因此不可能產(chǎn)生折射光。這被稱為“全反射”，并將用于實(shí)現(xiàn)全反射的入射角稱為“臨界角度”。為了在模制部分22的上表面全部反射LED(R、G和B)發(fā)出的光，模制部分22的折射率必須大于位于模制部分22外部的空氣的折射率。
每個(gè)模制部分的曲面具有全部反射LED(R、G和B)發(fā)出的光的曲率。即，以這樣的方式確定模制部分22的曲面的曲率，以致LED(R、G和B)發(fā)出的光在模制部分22的上表面上的入射角大于臨界角度，因此可以使LED(R、G和B)發(fā)出的光不照射到模制部分22的外部，而被再次反射到模制部分22的內(nèi)部。因此，全部反射延長(zhǎng)了光傳播路徑，而且可以使彩色光均勻混合。此外，LED(R、G和B)發(fā)出的光不集中到中心區(qū)域，而是均勻照射模制部分22的整個(gè)上表面。
通過以垂直于LED(R、G和B)的排列線的方向，連接多個(gè)根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例的LED封裝20，制造用于LCD、具有指定寬度和指定長(zhǎng)度的背光組件的線光源。在這種情況下，LED封裝20用作構(gòu)成線光源的單元。
如圖3a和3b所示，根據(jù)上述實(shí)施例，通過連接多個(gè)用作單元的LED封裝20獲得的光源包括襯底31；多個(gè)LED陣列(A)，互相分離開指定間隔，每個(gè)LED陣列分別包括紅色、綠色和藍(lán)色LED(R、G和B)；以及模制部分32，用于密封包括LED陣列(A)的襯底31的上表面，對(duì)其設(shè)置包括多個(gè)曲面的上表面，垂直于LED(R、G和B)的排列線設(shè)置該曲面。
為了將上述光源用作線光源，光源在LED(R、G和B)排列線方向，即，橫向上的長(zhǎng)度較短，而光源在垂直于LED(R、G和B)的排列線方向，即縱向上的長(zhǎng)度較長(zhǎng)。上述線光源用作采用側(cè)面光源的LCD的背光組件的光源。
包括LED封裝的光源并不局限于線光源。如果光源的橫向長(zhǎng)度和縱向長(zhǎng)度接近相同，則該光源可以用作面光源。采用根據(jù)該實(shí)施例的LED封裝的面光源可以用作LCD背光組件的光源，該光源直接對(duì)LCD板照射光。
下面將詳細(xì)說明用作LCD的背光組件的光源、包括根據(jù)該實(shí)施例的LED封裝的光源的例子。
如上所述，外部空氣與由環(huán)氧樹脂構(gòu)成并設(shè)置了包括多個(gè)曲面的上表面的模制部分32之間的界面完全反射LED(R、G和B)產(chǎn)生的光，然后，LED(R、G和B)產(chǎn)生的光再次照射模制部分32的內(nèi)部。反射光被設(shè)置在該襯底31的上表面上的光散射裝置311反射，因此一部分光照射到模制部分32的外部，而另一部分光反射到模制部分32的內(nèi)部。即，LED(R、G和B)發(fā)出的光在模制部分32上在縱向具有延伸的光路，從而使光的顏色均勻混合，并防止光集中到LED(R、G和B)的上表面上，因此對(duì)模制部分32的整個(gè)上表面照射均勻亮度的光。
現(xiàn)在，參考圖4a和4b，詳細(xì)說明本發(fā)明的上述光源的功能。
參考圖4a，LED1發(fā)出的光(L1)不通過模制部分42的上表面，而且被模制部分42全部反射。光(L1)照射模制部分42的彎曲上表面的點(diǎn)的入射角大于臨界角度，所以光(L1)被模制部分42的曲面完全反射。因此，模制部分42的曲面必須具有可以完全反射LED發(fā)出的光的曲率。LED1發(fā)出的光(L1)首先被模制部分42的上表面完全反射，然后，被模制部分42的上表面完全反射，碰撞光散射裝置411，然后，被向上發(fā)出。同樣，LED2發(fā)出的光被模制部分42的上表面反射3次，與在襯底41上形成的光散射裝置411碰撞，然后，被向上發(fā)出。
如上所述，LED發(fā)出的光不直接被向上發(fā)出，而被模制部分42反射幾次，從而具有延伸的光行進(jìn)路徑。如果使用分別發(fā)出3種顏色的光，即紅光、綠光和藍(lán)光的LED，則延伸的光行進(jìn)路徑便于混合紅光、綠光和藍(lán)光，使光色散，從而消除產(chǎn)生暗區(qū)，并使線光源的整個(gè)區(qū)域發(fā)出均勻亮度的光。由于上述線光源發(fā)出均勻亮度的白光，所以該線光源用作LCD的背光組件的光源。
圖4b是詳細(xì)示出模制部分42的全部反射光的原理圖。如圖4b所示，LED3發(fā)出的光(L3)入射到模制部分42上的點(diǎn)(P)。在此，如果曲面上點(diǎn)(P)的斜面的法線與入射光(L3)之間的入射角(θ)大于臨界角度，則光(L3)被模制部分42的曲面全部反射。因此，考慮到用作模制部分42的材料的透明環(huán)氧樹脂的折射率及其臨界角度，適當(dāng)確定模制部分42的曲面的曲率。
圖5a是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的LED封裝的透視圖。圖5b是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的LED封裝的俯視圖。圖5c是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的LED封裝的正視圖。參考圖5a至5c，根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的LED封裝50包括襯底51；LED組(RGB)，包括設(shè)置在襯底51上的某個(gè)點(diǎn)的紅色LED、綠色LED和藍(lán)色LED；以及模制部分52，用于密封包括LED組的襯底51的上表面，對(duì)其設(shè)置包括4個(gè)曲面的上表面，這4個(gè)曲面在交叉點(diǎn)52a相交。根據(jù)該實(shí)施例的LED封裝50進(jìn)一步包括設(shè)置在襯底51的上表面上、用于容納LED(RGB)組的罩53。
盡管根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施例的LED封裝50采用包括3個(gè)分別發(fā)出3種顏色的光，即，紅光、綠光和藍(lán)光的LED的LED組，但是LED封裝也可以采用其它類型的LED產(chǎn)生白光。例如，由于使互補(bǔ)彩色光混合產(chǎn)生白光，所以LED封裝至少可以采用一對(duì)用于分別發(fā)出互補(bǔ)彩色光的LED。另外，LED封裝至少可以采用一個(gè)利用熒光材料發(fā)出白光的LED。本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的熟練技術(shù)人員明白，LED的數(shù)量和LED發(fā)出的光的顏色的數(shù)量不受限制。
在該實(shí)施例中，襯底51可以是由陶瓷等構(gòu)成的通用絕緣襯底。對(duì)襯底51的上表面涂布不吸收光的材料，而且光散射裝置511從襯底51的上表面凸出。
盡管形成圖5a至5c所示的光散射裝置511以具有點(diǎn)形，但是可以形成光散射裝置511以具有以LED組(RGB)或罩53為中心的同心環(huán)形。優(yōu)選地使光散射裝置511對(duì)準(zhǔn)，以致遠(yuǎn)離LED組(RGB)或罩53的光散射裝置511之間的間隔小于靠近LED組(RGB)或罩53的光散射裝置511之間的間隔。利用光散射裝置511的形狀和排列適當(dāng)調(diào)節(jié)LED組(RGB)中的各LED發(fā)出的光的均勻性。
LED組(RGB)包括紅色LED、綠色LED和藍(lán)色LED，以產(chǎn)生白光，而且該LED組設(shè)置在罩53內(nèi)。優(yōu)選地對(duì)罩53的內(nèi)表面涂布高反射率的材料，因此LED的側(cè)面或下表面發(fā)出的光被罩53的內(nèi)表面部分反射。
模制部分52密封包括LED組(RGB)或罩53的襯底51的上表面，而模制部分52的上表面包括4個(gè)在交叉點(diǎn)52a相交的曲面。這4個(gè)曲面用于完全反射LED組(RGB)發(fā)出的光，而不發(fā)生折射。這4個(gè)曲面在交叉點(diǎn)52a相交，而且如圖5b所示，LED組(RGB)剛好排列在交叉點(diǎn)52a的下方。圖5c更清楚地示出上述排列的LED組(RGB)。
模制部分52由其折射率比空氣的折射率高的透明環(huán)氧樹脂構(gòu)成。為了使模制部分52的上表面完全反射LED組(RGB)發(fā)出的光，模制部分52的折射率必須高于位于模制部分52外部的空氣的折射率。
模制部分52的每個(gè)曲面分別具有可以完全反射LED組(RGB)發(fā)出的光的曲率。即，以這樣的方式確定模制部分52的曲面的曲率，以致LED組(RGB)發(fā)出的光在模制部分52的上表面上的入射角大于臨界角度，從而使LED組(RGB)發(fā)出的光不照射到外部，而被再次反射到模制部分52的內(nèi)部。因此，完全反射使光行進(jìn)路徑延長(zhǎng)，從而使各種彩色光被均勻混合。此外，LED組(RGB)發(fā)出的光不集中到LED組(RGB)的上表面上，而是均勻照射模制部分52的整個(gè)上表面。
通過在縱向和橫向連接多個(gè)根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例的LED封裝50，可以制造用于LCD的背光組件的光源。
如果通過連接根據(jù)該實(shí)施例的LED封裝50，制造條形光源，則所制造的光源可以用作被LCD的背光單元使用的線光源，它是側(cè)面光源。如果通過連接根據(jù)該實(shí)施例的LED封裝50，制造板形光源，則所制造的光源用作面光源，它直接使光照射LCD板的背面。在這些情況下，LED封裝50用作構(gòu)成該光源的單元。
如圖6所示，通過在縱向和橫向連接多個(gè)根據(jù)上述實(shí)施例的、用作單元的LED封裝50，獲得的光源包括襯底61；多個(gè)LED組，每個(gè)LED組分別包括以縱向和橫向設(shè)置在襯底61的上表面上的紅色、綠色和藍(lán)色LED，因此紅色、綠色和藍(lán)色LED互相分離開指定間隔；模制部分62，用于密封包括LED組的襯底61的上表面，對(duì)其設(shè)置包括多個(gè)以縱向和橫向排列的曲面的上表面；以及罩63，設(shè)置在襯底61的上表面上，用于容納LED組。
以與參考圖4a和4b說明的原理和功能同樣的方式，上述光源在模制部分具有延伸的光路，從而使紅光、綠光和藍(lán)光混合為具有均勻亮度的白光。然而，盡管如圖4a和4b所示包括根據(jù)第一實(shí)施例的LED封裝的光源的光路延伸到垂直于LED的排列線的方向，但是包括根據(jù)第二實(shí)施例的LED封裝的光源的光路延伸到所有方向。因此，如圖2a所示，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的LED封裝優(yōu)選地應(yīng)用于線光源，而根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的LED封裝優(yōu)選地應(yīng)用于面光源。
現(xiàn)在，將參考圖7和8詳細(xì)說明包括根據(jù)本發(fā)明的上述兩個(gè)實(shí)施例的LED封裝的光源的例子。
圖7是用于LCD的側(cè)面光源型背光組件的分解透視圖。參考圖7，背光組件包括光源71，通過在縱向和/或橫向連接多個(gè)根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的LED封裝制造；光波導(dǎo)板72，安裝在光源71的一側(cè)，用于使光源71產(chǎn)生的光均勻入射到LCD板77上；擴(kuò)散板74，向著LCD板77，設(shè)置在光波導(dǎo)板72的一個(gè)表面上，用于均勻擴(kuò)散從光波導(dǎo)板72入射的光；以及至少一個(gè)會(huì)聚板75，向著LCD板77，設(shè)置在擴(kuò)散板74的一個(gè)表面上，用于在垂直于LCD板77的平面的方向，會(huì)聚擴(kuò)散板74擴(kuò)散的光。
盡管圖7所示的光源71是通過在垂直于LED的排列線的方向連接根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的LED封裝獲得的條形線光源，但是本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的熟練技術(shù)人員明白，通過連接根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的LED封裝獲得的條形線光源可以用作光源71。
采用傳統(tǒng)冷陰極燈的背光組件需要圍繞冷陰極燈的反射裝置，該反射裝置用于反射被照射到面向光波導(dǎo)板、對(duì)著光波導(dǎo)板的側(cè)面的光。然而，對(duì)本發(fā)明的光源的襯底的上表面涂布反射材料，所以本發(fā)明的光源向光波導(dǎo)板發(fā)出具有足夠光強(qiáng)的光而無需使用反射裝置，因此不需要反射裝置。因此，在LCD的重量輕和小型化趨勢(shì)方面，采用本發(fā)明的LED封裝的光源有利。
此外，使用本發(fā)明的LED封裝的上述光源保證在其內(nèi)具有足夠光路，從而使光的顏色和光強(qiáng)的均勻性與傳統(tǒng)冷陰極燈的顏色和光強(qiáng)的均勻性接近相同。
以這樣的方式，利用諸如丙烯的透明塑料材料構(gòu)成光波導(dǎo)板72，以致光波導(dǎo)板72具有傾斜下表面和水平上表面(或者傾斜上表面和水平下表面)。光源71產(chǎn)生的光通過光波導(dǎo)板72的上表面，而且照射位于光波導(dǎo)板72的上方的LCD板77。因此，在光波導(dǎo)板72的下表面上印刷用于改變光源71產(chǎn)生的光的行進(jìn)方向的諸如微細(xì)點(diǎn)圖形的各種圖形。
反射板73設(shè)置在光波導(dǎo)板72的下表面上。反射板73將向著光波導(dǎo)板72的下表面行進(jìn)的、不被微細(xì)點(diǎn)圖形反射的一部分光反射到光波導(dǎo)板72的上表面，從而減少入射到LCD板77上的光的損耗，而提高向光波導(dǎo)板72的上表面?zhèn)鞑サ墓獾木鶆蛐浴Ｈ缟纤?，光波?dǎo)板72和反射板73使光源71產(chǎn)生的光照射光波導(dǎo)板72的上表面。
已經(jīng)通過光波導(dǎo)板72的上表面的光包括以各種角度相對(duì)于光波導(dǎo)板72的上表面傾斜的光線以及垂直于光波導(dǎo)板72的上表面的光線。設(shè)置在光波導(dǎo)板72的上表面上的擴(kuò)散板74用于擴(kuò)散從光波導(dǎo)板72入射的光，從而防止光被部分集中。會(huì)聚板75包括第一會(huì)聚板75a和第二會(huì)聚板75b。此外，擴(kuò)散板74用于減小在第一會(huì)聚板75a上傳播的光的入射角。
第一會(huì)聚板75a和第二會(huì)聚板75b分別包括多個(gè)均勻排列在其上表面上的三棱鏡。第一會(huì)聚板75a的棱鏡的排列與第二會(huì)聚板75b的棱鏡的排列以指定角度互相交叉。第一和第二會(huì)聚板75a和75b用于使擴(kuò)散板74擴(kuò)散的光以垂直于LCD板77的平面的方向會(huì)聚到LCD板77上，從而使通過第一會(huì)聚板75a和第二會(huì)聚板75b的光垂直入射到防護(hù)板76上。因此，由于通過第一會(huì)聚板75a和第二會(huì)聚板75b的光接近垂直傳播，所以防護(hù)板76上的亮度分布是均勻的。盡管圖7所示的光源采用兩個(gè)會(huì)聚板，但是在必要時(shí)，該光源還可以采用一個(gè)會(huì)聚板。
設(shè)置在第二會(huì)聚板75b的上表面上的防護(hù)板76用于擴(kuò)散光，以使光分布均勻，并保護(hù)第二會(huì)聚板75b的上表面。LCD板77設(shè)置在保護(hù)板76上。
圖8是使光直接照射LCD板的背面、用于LCD的面光源型背光組件的分解透視圖。
參考圖8，背光組件包括光源81，通過在縱向和/或橫向連接多個(gè)根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的LED封裝，制造該光源81；擴(kuò)散板84，向著LCD板87，設(shè)置在光源81的一個(gè)表面上，用于均勻擴(kuò)散從光源81入射的光；以及至少一個(gè)會(huì)聚板85，向著LCD板87，設(shè)置在擴(kuò)散板84的一個(gè)表面上，用于在垂直于LCD板77的平面的方向，會(huì)聚擴(kuò)散板84擴(kuò)散的光。
盡管圖8所示的光源81是通過在縱向和橫向連接根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的LED封裝獲得的板式面光源，但是本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的熟練技術(shù)人員明白，通過連接根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的LED封裝獲得的、接近具有同樣的縱向長(zhǎng)度和橫向長(zhǎng)度的板式面光源可以用作光源81。
如圖8所示，用于對(duì)LCD板87的背面直接照射光的面光源必須在其整個(gè)表面上發(fā)出均勻亮度和均勻顏色的光。包括本發(fā)明的LED封裝的光源保證在該封裝內(nèi)均勻足夠光路，因此可以均勻混合光線的顏色并減少光的光強(qiáng)集中。因此，包括本發(fā)明的LED封裝的光源用作用于直接對(duì)LCD板的背面照射光的面光源。特別是，根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的LED封裝均勻以所有方向從各LED發(fā)出的光的延伸光路。因此，板式面光源優(yōu)選地包括多個(gè)根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例、可以在縱向和橫向連接在一起的LED封裝。
特別是，在圖8所示的例子中，由于光源81使光照射LCD板87的整個(gè)背面，而且保證在光源81內(nèi)具有足夠光路，所以背光組件可以使顏色和光強(qiáng)均勻，因此不需要光波導(dǎo)板和設(shè)置在光波導(dǎo)板的下表面上的反射板。因此，包括本發(fā)明的LED封裝的光源足以滿足LCD的重量輕和小型化趨勢(shì)。
擴(kuò)散板84、第一和第二會(huì)聚板85a和85b以及防護(hù)板86順序?qū)盈B在光源81的上表面上。在此，擴(kuò)散板84、第一和第二會(huì)聚板85a和85b以及防護(hù)板86的功能和操作與圖7所示的擴(kuò)散板74、第一和第二會(huì)聚板75a和75b以及防護(hù)板76的功能和操作相同。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的LED封裝用作構(gòu)成條形線光源和板式面光源的單元，并保證在其內(nèi)具有足夠光傳播光路，從而使光的顏色和光強(qiáng)均勻。此外，由于LED封裝用作單元，所以根據(jù)LCD的形狀和大小，可以調(diào)節(jié)LED封裝的數(shù)量。因此，利用簡(jiǎn)單處理過程，可以制造光源，而且容易在需要時(shí)改變光源的設(shè)計(jì)。
從上述說明中可以看出，本發(fā)明提供了一種LED封裝，該LED封裝保證在其內(nèi)具有足夠光傳播光路，因此可以產(chǎn)生改善了亮度和顏色的均勻性的白光。
此外，本發(fā)明提供了一種通過連接多個(gè)用作單元的LED封裝獲得的光源。因此，不需要使用多個(gè)LED，就可以生產(chǎn)用于LCD的背光組件的光源。此外，僅通過根據(jù)LCD的形狀和大小調(diào)節(jié)LED封裝的數(shù)量，就可以生產(chǎn)光源，而且在需要時(shí)，容易改變光源的設(shè)計(jì)。
盡管為了說明問題，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了說明，但是本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的熟練技術(shù)人員明白，在所附權(quán)利要求所述的本發(fā)明實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)，可以對(duì)其進(jìn)行各種修改、附加和替換。
權(quán)利要求
1.一種LED封裝，包括襯底；一個(gè)LED或者多個(gè)LED，互相分離開指定間隔，而且以直線排列在襯底上；以及模制部分，用于密封包括LED的襯底的上表面，對(duì)其設(shè)置包括兩個(gè)曲面的上表面，這兩個(gè)曲面具有環(huán)狀面形，其中每個(gè)曲面分別具有用于完全反射LED發(fā)出的光的曲率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED封裝，其中LED至少是一對(duì)用于分別發(fā)出互補(bǔ)彩色光的LED。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED封裝，其中LED剛好以直線排列在兩個(gè)曲面相交的交叉線的下方。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED封裝，其中模制部分由其折射率比空氣的折射率高的透明環(huán)氧樹脂構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED封裝，其中對(duì)襯底的上表面涂布不吸收光的材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的LED封裝，其中多個(gè)光散射裝置從襯底的上表面凸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的LED封裝，其中光散射裝置具有點(diǎn)形或條形。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的LED封裝，其中使光散射裝置對(duì)準(zhǔn)，以致遠(yuǎn)離光源的光散射裝置之間的間隔比靠近光源的光散射裝置之間的間隔小。
9.一種LED封裝，包括襯底；LED組，包括一個(gè)或者多個(gè)設(shè)置在襯底上的某個(gè)點(diǎn)的LED；以及模制部分，用于密封包括LED組的襯底的上表面，對(duì)其設(shè)置包括四個(gè)曲面的上表面，這四個(gè)曲面具有半球形形狀，而且在一個(gè)交叉點(diǎn)相交，其中每個(gè)曲面分別具有用于完全反射LED發(fā)出的光的曲率。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的LED封裝，其中LED至少是一對(duì)用于分別發(fā)出互補(bǔ)彩色光的LED。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的LED封裝，其中LED剛好排列在四個(gè)曲面相交的交叉點(diǎn)的下方。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11之任一所述的LED封裝，該LED封裝進(jìn)一步包括設(shè)置在襯底的上表面上、用于容納LED組的罩。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的LED封裝，其中模制部分由其折射率比空氣的折射率高的透明環(huán)氧樹脂構(gòu)成。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的LED封裝，其中對(duì)襯底的上表面涂布不吸收光的材料。
15.根據(jù)權(quán)利要求9或14所述的LED封裝，其中多個(gè)光散射裝置從襯底的上表面凸出。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的LED封裝，其中光散射裝置具有點(diǎn)形或以LED組為中心的同心環(huán)形。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的LED封裝，其中使光散射裝置對(duì)準(zhǔn)，以致遠(yuǎn)離光源的光散射裝置之間的間隔比靠近光源的光散射裝置之間的間隔小。
18.一種用于LCD、安裝在LCD板的背面的背光組件，所述背光組件包括光源，通過在縱向和/或橫向連接權(quán)利要求1至17所述的多個(gè)LED封裝制造；光波導(dǎo)板，安裝在光源的一側(cè)，用于使光源產(chǎn)生的光均勻入射到LCD板；擴(kuò)散板，向著LCD板，設(shè)置在光波導(dǎo)板的一個(gè)表面上，以便均勻擴(kuò)散從光波導(dǎo)板入射的光；以及至少一個(gè)會(huì)聚板，向著LCD板，設(shè)置在擴(kuò)散板的一個(gè)表面上，用于在垂直于LCD板面的方向，會(huì)聚擴(kuò)散板擴(kuò)散的光。
19.一種用于LCD、安裝在LCD板的背面的背光組件，所述背光組件包括光源，通過在縱向和/或橫向連接權(quán)利要求1至17所述的多個(gè)LED封裝制造；擴(kuò)散板，向著LCD板，設(shè)置在光波導(dǎo)板的一個(gè)表面上，以便均勻擴(kuò)散從光源入射的光；以及至少一個(gè)會(huì)聚板，向著LCD板，設(shè)置在擴(kuò)散板的一個(gè)表面上，用于在垂直于LCD板面的方向，會(huì)聚擴(kuò)散板擴(kuò)散的光。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用作在LCD的背光組件內(nèi)使用的光源的LED封裝以及用于包括該LED封裝的LCD的背光組件。LED封裝包括襯底；一個(gè)LED或者多個(gè)LED，互相分離開指定間隔，而且以直線排列在襯底上；以及模制部分，用于密封包括LED的襯底的上表面，對(duì)其設(shè)置包括兩個(gè)曲面的上表面，這兩個(gè)曲面具有環(huán)狀面形，其中每個(gè)曲面分別具有用于完全反射LED發(fā)出的光的曲率。LED封裝保證在其內(nèi)具有足夠光傳播光路，而無需單獨(dú)光波導(dǎo)板，因此發(fā)出具有均勻亮度的白光。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK1702507SQ20041008597
公開日2005年11月30日 申請(qǐng)日期2004年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月28日
發(fā)明者金炯錫, 樸英衫, 咸憲柱, 樸正圭, 鄭寧俊 申請(qǐng)人:三星電機(jī)株式會(huì)社