專利名稱：背光模塊的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光元件及其制造方法，以及使用此發(fā)光元件的背光模塊。
背景技術：
液晶顯示器(LCD)是一種非自發(fā)光顯示器，因此必須通過一背光模塊提供其所需 的光源。傳統(tǒng)的背光模塊中設置有冷陰極管為其發(fā)光源，根據冷陰極管設置的位置可區(qū)分 為側向式背光模塊與直下式背光模塊兩種。隨著顯示面板尺寸愈來愈大，冷陰極管的長度 也必須隨著增長。然而當冷陰極管的長度增加到某一長度時，會造成冷陰極管安裝上的不 方便，同時在相關連接及固定機構也變得很復雜。再者，長度過長的冷陰極管在組裝及運送 過程中容易發(fā)生破裂，并不利于生產及組裝。另外，冷陰極管中包含有重金屬(水銀)，因此 大量地使用也不符合環(huán)保的要求?；谏鲜鲈?，原本使用冷陰極管的背光模塊已漸漸無 法滿足大尺寸面板的需求。 近年來，發(fā)光二極管因為具有高亮度、高色彩飽和度、高發(fā)光效率以及不含水銀等
優(yōu)點而備受重視。因此有許多研究嘗試將發(fā)光二極管應用于液晶顯示器的背光模塊中。有
人曾公開一種發(fā)光二極管混光封裝元件，如圖1A、1B及1C所示，其包括有一封裝基底、至少
一紅光LED芯片54、至少一綠光LED芯片58、至少一藍光LED芯片56以及設于一封裝基底
上的封膠層60，其封膠層60中散布有多個擴散粒子62，以提供混光的效果。 上述本發(fā)明的發(fā)光二極管混光封裝元件，欲達到較佳的光線混光效果，必須在封
膠層中配置較多擴散粒子62。如此一來便會導致亮度明顯下降，實非良策。 另一方面，LED為一種點光源形式，因此在背光模塊中必須將點光源轉換成一均勻
的平面光源，才能應用于平面顯示器。 一般公知的解決方法是增加LED與光學膜片之間的
混光距離，以獲得一均勻性較佳的平面光源。但是這樣的設計方式會導致背光模塊的厚度
增加，也不是較佳的解決方法。因此，目前極需一種能夠改善上述問題的LED背光模塊。
發(fā)明內容
本發(fā)明的主要目的是提供
本發(fā)明的另一 目的是提供 效果的發(fā)光元件。 本發(fā)明的又一 目的是提供 距離，以及降低背光模塊的厚度。
本發(fā)明的再一 目的是提供 模塊的亮度。 為達成上述目的，本發(fā)明的技術解決方案是 —種發(fā)光元件，包括一基底；一發(fā)光二極管芯片，設置于基底上；一封膠層，覆蓋 發(fā)光二極管芯片；以及一擴散膜，該擴散膜由配置于封膠層上多個內含有擴散粒子的液滴 經硬化而成。
種發(fā)光元件，能具有極佳的光線擴散效果。 -種發(fā)光元件的制造方法，能制造出具有極佳光線擴散
-種發(fā)光二極管背光模塊，能減少背光模塊所需的混光
-種發(fā)光二極管背光模塊，能提高整體發(fā)光二極管背光
所述的發(fā)光元件，其所述液滴包含有不吸光且具有高反射率的擴散粒子，該擴散 粒子較佳為二氧化硅或二氧化鈦粒子。 所述的發(fā)光元件，其所述液滴與封膠層具有一接觸角，介于5至60度。
所述的發(fā)光元件，其所述液滴的排列方式為放射狀或同心圓。 —種發(fā)光元件的制造方法，包括以下步驟(a)提供一基底以及一發(fā)光二極管芯 片，其中，發(fā)光二極管芯片配置于基底上；(b)提供一封膠層于基底上，且覆蓋其發(fā)光二極 管芯片，于封膠層上形成多個液滴，每一液滴中包含有多個擴散粒子；以及(c)將液滴硬化 以形成一擴散膜。 所述的發(fā)光元件的制造方法，其所述步驟(b)較佳可使用噴墨法形成液滴。
所述的發(fā)光元件的制造方法，其所述步驟(b)中的多個擴散粒子較佳可為二氧化 硅或二氧化鈦的顆粒。 所述的發(fā)光元件的制造方法，其所述步驟(b)所形成的液滴，與封膠層所形成的 接觸角較佳為介于5至60度。 所述的發(fā)光元件的制造方法，其所述液滴的排列方式為放射狀或同心圓。
所述的發(fā)光元件的制造方法，其所述步驟(c)的硬化較佳可為一 UV照射硬化。
所述的發(fā)光元件的制造方法，其所述步驟(c)的硬化較佳可為一加熱硬化。
—種背光模塊包括一框體；以及設置于該框體上的多個發(fā)光元件。每一發(fā)光元 件包括一基底；一發(fā)光二極管芯片，設置于基底上；一封膠層，覆蓋發(fā)光二極管芯片；以及 一擴散膜，該擴散膜由配置于封膠層上多個內含有擴散粒子的液滴經硬化而成。
所述的背光模塊，還包括有一擴散板，組設于此框體上，并配置于該等發(fā)光元件 上。 所述的背光模塊，其所述液滴與封膠層具有一接觸角，較佳為介于5至60度。 所述的背光模塊，其所述液滴的排列方式為放射狀或同心圓。 所述的背光模塊，其所述液滴較佳包含有二氧化硅或二氧化鈦的擴散粒子。 所述的背光模塊，其所述每一發(fā)光元件可還包括一白光發(fā)光元件。 本發(fā)明的優(yōu)點不但可以有效的將光線分散到不同的方向上，縮短原本光學膜片
與發(fā)光元件之間所需的混光距離，達成背光模塊輕薄化的目的。也可以獲得比較高的光線
利用率，提高整體背光模塊的亮度。
圖1A、圖1B及圖1C是公知發(fā)光元件示意圖； 圖2是本發(fā)明實施例1的分解圖； 圖3是本發(fā)明實施例1的發(fā)光元件的上視圖； 圖4是本發(fā)明實施例1的發(fā)光元件的立體圖； 圖5是本發(fā)明實施例2的發(fā)光元件的立體圖； 圖6是本發(fā)明實施例2的光線強度分布圖。 主要元件符號說明 1框體 2發(fā)光元件 21底板 22基底
23發(fā)光二極管芯片24封膠層25反射周壁26擴散膜27擴散粒子4光學膜片41擴散板42增亮片43極性增亮片54紅光LED芯片56藍光LED芯片58綠光LED芯片60封膠層62擴散粒子7發(fā)光元件72封膠層73擴散膜
具體實施例方式
實施例1 圖2為本實施例1的示意圖，本實施例的背光模塊包括有一框體1、多個發(fā)光元件 2以及多個光學膜片4。發(fā)光元件2組設于框體1中。框體1上方設置有多個光學膜片4。 在本實施例中，光學膜片4可包括有一擴散板41、一增亮片42以及一極性增亮片43。
圖3為本實施例1的上視圖，圖4為本實施例1發(fā)光元件2的局部立體圖。如圖 3，發(fā)光元件2組設于背光模塊的底板21上。在本實施例中，底板21上可配置有8x15個發(fā) 光元件2。另如圖4所示，其中每一個發(fā)光元件2包括有一基底22、一發(fā)光二極管芯片23、 一封膠層24、一反射周壁25以及一擴散膜26。擴散膜26配置封膠層24之上，并且封膠層 24覆蓋發(fā)光二極管芯片23，如圖4所示。 在本實施例中，發(fā)光元件2內的封膠層24可為一高透明度的環(huán)氧樹酯材料(印oxy resin)，其目的為降低發(fā)光元件2內的光線損失，以獲得最大的光線利用率。同時發(fā)光元件 2的反射周壁25具有很好的光線反射功能，可使發(fā)光二極管芯片23所產生的光線向發(fā)光元 件2的出光面反射。為了在發(fā)光元件2的出光面獲得最高的亮度，通常反射周壁25與水平 的夾角設計在40 70度之間。 承接上述，擴散膜26具有一底面及一曲面，且擴散膜26的底面固設于封膠層24 上。擴散膜26的曲面邊緣與擴散膜底面所形成的夾角約為45度，并且擴散膜26中包含有 多個擴散粒子27。在本實施例中，擴散膜26的材料可為具有高穿透率的聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)，而擴散粒子27的材料可為二氧化硅或二氧化鈦的粉末顆粒，其粒徑分布大約介于 5 500nm之間。值得注意的是，擴散膜26中的擴散粒子27必須排除太大粒徑的顆粒，以 避免大粒徑的顆粒造成光線的遮蔽效應而使光線利用率下降。 當光線通過擴散膜26時，其中的擴散粒子27能使光線產生散射的現(xiàn)象，借此將發(fā) 光元件2內所產生的光線導引到不同的方向上，達成光線擴散的目的。另一方面，當光線通 過擴散膜26的曲面時，因為擴散膜26與空氣具有不同的折射率，在其接口處會發(fā)生光線折 射的現(xiàn)象，可以更進一步將光線分散到不同的方向上。 更明確的說，本實施例將擴散粒子設置于封膠層24外的擴散膜26中，具有下列優(yōu) 點。其一，封膠層24內只有高穿透率的材料，且封膠層24中不包含其它擴散粒子。發(fā)光元 件2內所產生的光線經由反射周壁25向上反射，可以獲得較高的出光亮度。反之，如果將 擴散粒子設置于封膠層24中，將會增加光線在封膠層24內部的反射次數(shù)，然而每一次的反射都會造成光線能量衰減，也因此導致出光亮度下降。其二，若將擴散粒子設置于封膠層24 中，其中擴散粒子堆積的位置是很難控制的。很容易在不同發(fā)光元件2的封膠層24內發(fā)生 不同的堆積狀況，如此將會導致不同發(fā)光元件2中的光學路徑發(fā)生很大的變異。也正因為 上述的原因，利用光學仿真很難準確地得到反射周壁25的最佳角度。其三，利用封膠層24 外側的擴散膜26中擴散粒子進行光線散射，可以得到較佳的光線分散效果。
因此，實施例1中在擴散膜26中配置有多數(shù)的擴散粒子，不但可以有效的將光線 分散到不同的方向上，縮短原本光學膜片與發(fā)光元件2之間所需的混光距離，達成背光模 塊輕薄化的目的。也可以因為這樣的設計而獲得比較高的光線利用率，提高整體背光模塊 的亮度。 實施例2 在本實施例2的背光模塊中，除了發(fā)光元件7 (如圖5)上的擴散膜73的設計方式 與實施例1不同外，其它構成元件與實施例1均相同。 圖5為本實施例2的立體圖。其中，每一個發(fā)光元件7的封膠層72上配置有多個 的擴散膜73，并且擴散膜73是以發(fā)光元件7為中心呈現(xiàn)放射狀(或是同心圓狀)的排列方 式。擴散膜73中同樣包含有多個擴散粒子。擴散膜73的排列方式會影響到光線分散的效 果，通常較緊密的排列可以獲得較佳的光線分散效果。因此，可以很容易的通過改變擴散膜 73的排列方式與密度來調整發(fā)光元件7的光線分散效果。同時，在本實施例中，擴散膜73
與擴散粒子的材料組成均與實施例1中相同，此處便不再贅述。 在本實施例中，光線利用率可高達77 87%之間(依據擴散膜73的排列方式略 有不同)。反之，如果將擴散粒子設置于封膠層72中，光線利用率則只有45 60%。光線 利用率是以下列方程式1計算 光線利用率=[由發(fā)光單元(包含擴散粒子)所發(fā)出的流明數(shù)(lm)/發(fā)光二極管 芯片所發(fā)射出的流明數(shù)(lm)]X100% [方程式l] 圖6為本實施例2的發(fā)光元件7在空間中不同角度上的光線強度分布圖。圖6為 一極坐標圖，原點位置表示發(fā)光元件7的位置，發(fā)光元件7的出光面的法線方向定義為180 度，縱坐標上的數(shù)值表示相對光強度。由圖6的結果可知，本實施例的發(fā)光單元在角度為 140度時具有最大的相對光強度9. 3，而在角度125度時的相對光強度約為4。也就是說本 實施例的發(fā)光元件7具有非常良好的光線分散效果。 上述實施例僅是為了方便說明而舉例而已，本發(fā)明所主張的權利范圍自應以權利 要求的保護范圍所述為準，而非僅限于上述實施例。
權利要求
一種發(fā)光元件，其特征在于包括一基底；一發(fā)光二極管芯片，設置于該基底上；一封膠層，覆蓋該發(fā)光二極管芯片；以及一擴散膜，該擴散膜由配置于該封膠層上多個內含有擴散粒子的液滴經硬化而成。
2. 如權利要求1所述的發(fā)光元件，其特征在于，所述液滴包括含有二氧化硅或二氧化 鈦的擴散粒子。
3. 如權利要求1所述的發(fā)光元件，其特征在于，所述液滴與該封膠層具有一接觸角，該 接觸角介于5至60度。
4. 如權利要求1所述的發(fā)光元件，其特征在于，所述該些液滴呈現(xiàn)放射狀或同心圓的 排列方式。
5. —種發(fā)光元件的制造方法，其特征在于，包括以下步驟(a) 提供一發(fā)光二極管芯片以及一基底，其中該發(fā)光二極管芯片配置于該基底上；(b) 提供一封膠層于該基底上，且覆蓋該發(fā)光二極管芯片，于該封膠層上形成多個液 滴，其中每一液滴具有多個擴散粒子；以及(c) 將該些液滴硬化以形成一擴散膜。
6. 如權利要求5所述的制造方法，其特征在于，步驟(b)是使用噴墨法以形成該些液滴。
7. 如權利要求5所述的制造方法，其特征在于，步驟(b)的該些液滴包括有二氧化硅或 二氧化鈦的顆粒。
8. 如權利要求5所述的制造方法，其特征在于，步驟(b)所形成的該些液滴，其與該封 膠層所形成的接觸角是介于5至60度。
9. 如權利要求5所述的制造方法，其特征在于，所述該些液滴呈現(xiàn)放射狀或同心圓的 排列方式。
10. 如權利要求5所述的制造方法，其特征在于，步驟(c)的硬化為一UV照射硬化。
11. 如權利要求5所述的制造方法，其特征在于，步驟(c)的硬化為一加熱硬化。
12. —種背光模塊，其特征在于包括 一框體；以及多個發(fā)光元件，設置于該框體上，每一發(fā)光元件包括"~~"基底；一發(fā)光二極管芯片，設置于該基底上； 一封膠層，覆蓋該發(fā)光二極管芯片；以及一擴散膜，該擴散膜由配置于該封膠層上多個內含有擴散粒子的液滴經硬化而成。
13. 如權利要求12所述的背光模塊，其特征在于，還包括有一擴散板，組設于該框體 上，并配置于該些發(fā)光元件上。
14. 如權利要求12所述的背光模塊，其特征在于，所述液滴與該封膠層具有一接觸角， 該接觸角介于5至60度。
15. 如權利要求12所述的背光模塊，其特征在于，所述該些液滴呈現(xiàn)放射狀或同心圓 的排列方式。
16. 如權利要求12所述的背光模塊，其特征在于，所述液滴包括含有二氧化硅或二氧 化鈦的擴散粒子。
17. 如權利要求12所述的背光模塊，其特征在于，所述每一發(fā)光元件包括一白光發(fā)光 元件。
全文摘要
本發(fā)明公開一種發(fā)光元件，每一個發(fā)光元件包括一基底；一發(fā)光二極管芯片；一封膠層，覆蓋發(fā)光二極管芯片；以及一擴散膜，該擴散膜由配置于封膠層上多個內含有擴散粒子的液滴經硬化而成。
文檔編號G02F1/13GK101740669SQ20081017349
公開日2010年6月16日 申請日期2008年11月14日 優(yōu)先權日2008年11月14日
發(fā)明者劉光華, 李懷安, 羅宇城, 陳宏緯, 陳晏佐 申請人:中華映管股份有限公司