專利名稱：側(cè)光型的擴展照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及側(cè)光型的擴展照明裝置(spread illuminating apparatus)，更為具體地，涉及用作液晶顯示設(shè)備的照亮裝置的側(cè)光型擴展照明裝置。
背景技術(shù)：
目前，液晶顯示器(LCD)廣泛地用作用于各種電子裝備的顯示裝置。由于LCD的液晶本身不發(fā)光，當LCD在晚上或在黑暗地方中使用時，需要照亮裝置來達到可見性。傳統(tǒng)地將擴展照明裝置用作這種照亮裝置，并且特別地，側(cè)光型擴展照明裝置得到廣泛地使用，其具有透明的光導板，和設(shè)置在光導板側(cè)表面的線光源或者一個或多個點光源。最近，實現(xiàn)驅(qū)動電路的簡化的結(jié)合點光源的擴展照明裝置在諸如移動信息終端的小尺寸電子裝備中的使用增加，并且白光發(fā)射二極管(此后簡單稱作“LED”)經(jīng)常用作這種點光源。
為了增強這種側(cè)光型擴展照明裝置的亮度(brightness)，需要增加作為主要光源的LED的照度(luminance)，還需要有效地利用從LED發(fā)出的光。為增加LED的照度，提高了驅(qū)動LED的電流以增加從LED芯片發(fā)出的光的量，但是這樣使LED芯片產(chǎn)生增加的熱，使得提高了周圍溫度，因此降低了LED芯片的發(fā)光效率并縮短了LED芯片的壽命，并需要散熱的設(shè)施。另一方面，關(guān)于有效利用從LED發(fā)出的光，傳統(tǒng)地涉及下列問題。
圖4是傳統(tǒng)側(cè)光型擴展照明裝置的頂視圖。參考圖4，側(cè)光型擴展照明裝置100包括光導板101，以及布置在光導板101的側(cè)表面102(此后適當?shù)胤Q作“光入口表面”)的LED 105。在擴展照明裝置100中，從LED 105發(fā)出的光通過光入口表面102引入光導板101中，并在從光入口表面102向與光入口表面102相對的側(cè)表面103傳播時，適于均勻地從主表面104離開，由此提供了作為用于液晶面板等的照亮裝置的功能。但是，在側(cè)表面103反射并返回到光入口表面102(這種光稱作“內(nèi)反射光”)的一些光，從光入口表面102泄露以占用光路P1，由此造成了損失光。
為處理上述問題，公開了一種使用LED的擴展照明裝置(例如，參考日本專利申請公開No.H9-298008；附于其中的圖1和圖2)。圖5是在這種擴展照明裝置中使用的LED結(jié)構(gòu)200的正視圖。LED結(jié)構(gòu)200包括反射殼201，其由樹脂形成并具有后端封閉、前端打開的矩形固體配置；以及兩個LED芯片202，其布置在反射殼201的封閉后端。LED結(jié)構(gòu)200進一步包括端子板203、204和205，它們與各個外部引線端子(未表示)整體地形成，兩個LED芯片202通過接合方法安裝到端子板204，并通過線接合方法分別連接到端子板203和205。上面提到的日本專利申請公開No.H9-298008描述了一擴展照明裝置，其包括分別布置在基本成矩形的光導板的兩個較短側(cè)表面處的兩個LED結(jié)構(gòu)200，其中根據(jù)光導板的較短側(cè)表面的尺度來最優(yōu)地確定反射殼201的尺度。
由于上述擴展照明裝置包括端子板203、204和205，相對于LED芯片202的尺寸，它們具有大的面積；并包括反射殼201，其縱向尺度最優(yōu)地測量達光導板的較短側(cè)表面(作為光入口表面)的縱向尺度，預(yù)期對于由LED芯片產(chǎn)生增加的熱量和由內(nèi)反射光從光入口表面泄露引起的上述問題有某種程度的有利效果。
但是，在圖5中所示的LED結(jié)構(gòu)200中，因為LED芯片202布置在由樹脂形成的反射殼201的封閉后端以便于封裝端子板203、204和205，雖然端子板203、204、205相對于LED202的尺寸具有相對大的面積，但由于反射殼201的熱阻，由LED芯片202產(chǎn)生并從其傳輸?shù)蕉俗影?03、204、205的熱不能充分地釋放到外部。另外，從LED芯片202發(fā)出的光和內(nèi)反射光有可能被反射殼201吸收，引起損失光，從而無法實現(xiàn)對從LED芯片202發(fā)出的光的有效利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述情形完成的，且本發(fā)明的一個目的是提供一種擴展照明裝置，其中增加了由LED芯片發(fā)出的光的照度，并有效地利用了來自LED芯片的光，因此實現(xiàn)了增加的和均勻的亮度，并且還實現(xiàn)了較低的輪廓。
為達到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種擴展照明裝置，包括光導板以及布置在光導板的側(cè)表面的光發(fā)射二極管(LED)結(jié)構(gòu)，且該結(jié)構(gòu)包括襯底，具有形成在其上的電極圖案；LED芯片，布置在電極圖案上；以及透光樹脂，適于密封LED芯片，并且不具有提供在其周圍的燈罩從而被曝光，其中LED結(jié)構(gòu)的縱向尺度基本上等于面對LED結(jié)構(gòu)的光導板的側(cè)表面的縱向尺度。
由于沒有在透光樹脂周圍提供燈罩，所以能減小擴展照明裝置的厚度，并且由于從LED芯片發(fā)出的光可得到有效的利用，所以能提高用于擴展照明裝置的亮度。此外，由于LED結(jié)構(gòu)的縱向尺度基本上等于面對LED結(jié)構(gòu)的光導板的側(cè)表面的縱向尺度，能防止引入光導板、并在光導板的與面對LED結(jié)構(gòu)的側(cè)表面相對的側(cè)表面反射回的光從面對LED結(jié)構(gòu)的側(cè)表面泄露，從而有效地利用來自LED芯片的光，以便于進一步提高用于擴展照明裝置的亮度。并且也沒有帶來由諸如燈罩的外部元件的吸收引起的損失光，由此進一步有效地利用來自LED芯片的光。
在本發(fā)明的一個方面，可以形成LED結(jié)構(gòu)的電極圖案以便于基本上覆蓋襯底表面的整個面積。從而，由LED芯片產(chǎn)生并從其輻射的熱被傳輸?shù)较鄬τ贚ED芯片的尺寸具有大面積的電極圖案，且因此能有效地被耗散。并且，由于密封LED芯片的透光樹脂是暴露的，所以傳輸?shù)诫姌O圖案的熱可以自由地釋放到外部。
在本發(fā)明的一個方面，在沒有提供透光樹脂的地方電極圖案可以被部分地暴露。從而，傳輸?shù)诫姌O圖案的熱可以進一步有效地釋放到外部。
在本發(fā)明的一個方面中，透光樹脂可以包括在從LED芯片發(fā)出的光的行進方向上突出的具有半圓柱配置的部分，并且可在光導板的側(cè)表面形成成形為與突出的配置互補的凹陷。從而，LED結(jié)構(gòu)的光發(fā)射表面和光導板的光入口表面可彼此進行緊密接觸，并且由LED結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的光發(fā)射角能夠維持通過光導板，由此為擴展照明裝置提供均勻的照明。
由此，根據(jù)本發(fā)明的擴展照明裝置中可成功地實現(xiàn)LED芯片的更高照度以及對來自LED芯片的光的更好利用效率，從而實現(xiàn)亮度的增加和增強的照明均勻性，以及輪廓的減小。


圖1A是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的擴展照明裝置的示意性頂視圖；圖1B是在圖1A的擴展照明裝置中使用的LED結(jié)構(gòu)的正視圖；圖2是結(jié)合在根據(jù)本發(fā)明第二實施例的擴展照明裝置中的LED結(jié)構(gòu)的透視圖；圖3是結(jié)合在根據(jù)本發(fā)明第三實施例的擴展照明裝置中的LED結(jié)構(gòu)的透視圖；圖4是傳統(tǒng)擴展照明裝置的示意性頂視圖，解釋光泄露的問題；以及圖5是在傳統(tǒng)擴展照明裝置中使用的LED結(jié)構(gòu)的正視圖。
具體實施例方式
此后，將參考附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。注意到，為了解釋的目的而提供了圖1A至3，但其可能無需反映實際配置和尺度。
參考圖1A，根據(jù)本發(fā)明第一實施例的擴展照明裝置10包括光導板2，以及布置在光導板2的側(cè)表面(光入口表面)3的LED結(jié)構(gòu)15。光導板2優(yōu)選地由例如丙烯酸樹脂(acrylic resin)、聚碳酸酯樹脂(polycarbonateresin)以及無定形聚烯烴樹脂(amorphous polyolefin resin)的透光樹脂通過注射成型而形成，并且在光導板2的光入口表面3形成成形為與LED結(jié)構(gòu)15中的突出17a(將在后面描述)互補的凹陷3a。
參考圖1B以及圖1A，LED結(jié)構(gòu)15包括具有形成在其上的電極圖案22、23的襯底16，安裝在襯底16上的LED芯片21，以及用來密封LED芯片21的透光樹脂17。透光樹脂17包括基座部分17b，具有沿襯底16的基本矩形固體配置，并限定面對光導板2的光發(fā)射表面18；以及上述的突出17a，具有半圓柱配置，該配置在從LED芯片21發(fā)出的光的前進方向上從基座部分17b突出。沒有在透光樹脂17周圍提供例如燈罩的外部元件，從而允許將透光樹脂17暴露。
在LED結(jié)構(gòu)15中，電極圖案22和23由例如銅箔的導電金屬材料以這種方式形成，以便于幾乎覆蓋除需要電絕緣的面積之外的襯底16表面的整個面積。電極圖案22和23與待連接到用于LED結(jié)構(gòu)15的驅(qū)動電路的端子(未表示)整體地形成，或與端子(未表示)分開形成，然后通過適當?shù)姆椒詈系蕉俗?，由此能適當?shù)毓?yīng)電功率以驅(qū)動LED芯片21。為了方便解釋，圖1B示出了提供在襯底16內(nèi)電極圖案22和23之外的一些余量，但只要布線適當實施，這些余量并非必須提供。
本發(fā)明不限于LED芯片21和電極圖案22、23之間的任何特定連接方式。例如，可以粘附地將LED芯片21安裝在電極圖案22上，提供在LED芯片21的頂面的陽極電極和陰極電極可并通過由金等制成的細金屬線(例如，φ＝20μm，未表示)電連接到電極圖案22和23。可選地，提供在LED芯片21的底面的陽極電極(或陰極電極)可以通過導電樹脂附著到電極圖案22，由此產(chǎn)生電連接，而提供在LED芯片21的頂面的陰極電極(或陽極電極)經(jīng)由細金屬線連接到電極圖案23，或者可以借助于所謂的倒裝芯片安裝將LED芯片21附著到電極圖案22和23。
優(yōu)選地通過白LED構(gòu)成LED結(jié)構(gòu)15，以便于以偽-方式(pseudo-manner)發(fā)出白光，使得從LED芯片發(fā)出的藍光和從熒光物質(zhì)發(fā)出的黃光混合，以吸收藍光并轉(zhuǎn)變?yōu)殚L波長的光，并且透光樹脂17以如此方式構(gòu)造，使得包含透明硬有機硅樹脂的層布置在包含混合有釔鋁石榴石(YAG)分子的硬有機硅樹脂的層的周圍，釔鋁石榴石(YAG)分子是發(fā)出黃光的熒光物質(zhì)，且其由鈰激發(fā)。
LED結(jié)構(gòu)15的縱向尺度基本上等于光導板2的光入口表面3的縱向尺度，優(yōu)選地具有基本上等于光導板2厚度的高度，且通過嚙合地配合到凹陷3a中的突出17a而布置在光入口表面3，使得LED結(jié)構(gòu)15的光發(fā)射表面18完全覆蓋光導板2的光入口表面3。利用上述結(jié)構(gòu)，在相對于光入口表面3的光導板2的側(cè)表面5反射、并入射在光入口表面3上的內(nèi)反射光，在LED結(jié)構(gòu)15的光發(fā)射表面18或者在電極圖案22和23反射，并回到光導板2中以占用圖1A中所示的光路P2和P3。因此，作為用于擴展照明裝置10的照明光，內(nèi)反射光可得到有效地利用而沒有損失光。另外，由于LED結(jié)構(gòu)15不包括吸收導致?lián)p失光的光的諸如燈罩的任何外部元件，內(nèi)反射光可進一步有效地回到光導板2中。
此外，如上所述，由于形成電極圖案22和23以便于幾乎覆蓋襯底16表面的整個面積，由此限定用于LED芯片21的相對大的面積，由LED芯片21產(chǎn)生并從其輻射的熱有效地傳輸?shù)诫姌O圖案22和23。并且，由于密封LED芯片21的透光樹脂17沒有用例如具有熱阻的燈罩的任何外部元件封裝，并因此被暴露，所以從LED芯片21傳輸?shù)诫姌O圖案22和23的熱能自由地釋放到外部。在此連接中，為了熱從LED結(jié)構(gòu)15有效耗散，透光樹脂17的基座部分17b優(yōu)選地盡可能地薄。
現(xiàn)在參考涉及本發(fā)明第二實施例的圖2，構(gòu)成根據(jù)第二實施例的擴展照明裝置的LED結(jié)構(gòu)15A包括透光樹脂17的基座部分17b，其中其縱向尺度減小以便于露出除LED芯片21(未表示)的附近之外的電極圖案22和23。利用此結(jié)構(gòu)，從LED芯片21傳輸?shù)诫姌O圖案22和23的熱可進一步有效地釋放到外部。
可以將LED結(jié)構(gòu)15A布置在光導板2的光入口表面3，使得在光入口表面3與電極圖案22和23之間提供等于基座部分17b厚度的空氣隙?？蛇x地，或者光導板2的光入口表面3可以具有成形為與圖2中所示透光樹脂17互補的凹陷3a，或者透光樹脂17可以只由突出17a組成，使得LED結(jié)構(gòu)15A布置在光導板2的光入口表面3，而沒有在光入口表面3與電極圖案22和23之間提供空氣隙?？紤]到熱耗散效率和對電極圖案22及23的保護，可以選擇性地以上述設(shè)置模式中的任意一種來布置LED結(jié)構(gòu)15A。
在LED結(jié)構(gòu)15/15A中，通過適當?shù)卮_定透光樹脂17的突出17a的高度(突出尺度)和圓柱半徑之間的比例，能調(diào)整并較好地平衡向前行進的光的量和光發(fā)射角，且通過將突出17a嚙合地配合到成形為與突出17a互補的凹陷3a中，由此在LED結(jié)構(gòu)15/15A獲得的光發(fā)射角可保持通過光導板2。
另外，在LED結(jié)構(gòu)15/15A中，從LED芯片21發(fā)出的光可能從除光發(fā)射表面18a以外的其他表面離開。為了完全地利用來自LED芯片21的光，可以將反射板布置在LED結(jié)構(gòu)15/15A的頂表面和/或底表面上。作為這樣一種反射板，就厚度尺度和反射性質(zhì)而言，在其上有鋁、銀等薄金屬膜的薄樹脂板是合適的?？蛇x地，反射板還可以由涂有白或不透明白涂料的薄樹脂板、由混合有白顏料的樹脂形成的薄樹脂板、或高反射金屬諸如鋁和銀的薄金屬板構(gòu)成。
參考涉及本發(fā)明第三實施例的圖3，構(gòu)成根據(jù)第三實施例的擴展照明裝置的LED結(jié)構(gòu)15B包括布置在襯底16上的多個(圖中為六個)LED芯片21，而在上述LED結(jié)構(gòu)15或15A中只包括一個LED芯片21。根據(jù)用于LED結(jié)構(gòu)15B的驅(qū)動電路的規(guī)格和其他條件，所述多個LED芯片21可以串聯(lián)連接、并聯(lián)連接或它們的組合；并且根據(jù)LED芯片的連接模式，可以適當?shù)匦纬呻姌O圖案。
盡管參考其特定實施例已示出和解釋了本發(fā)明，但應(yīng)理解到，本發(fā)明決不限于此，而是包括所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有可能的變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種擴展照明裝置，包括光導板；以及光發(fā)射二極管(LED)結(jié)構(gòu)，其布置在所述光導板的側(cè)表面，且其包括襯底，具有形成在其上的電極圖案；布置在所述電極圖案上的LED芯片；以及透光樹脂，以密封所述LED芯片，該透光樹脂省略了其周圍燈罩的提供以便被暴露，其中所述LED結(jié)構(gòu)的縱向尺度基本上等于面對所述LED結(jié)構(gòu)的光導板的側(cè)表面的縱向尺度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的擴展照明裝置，其中形成所述LED結(jié)構(gòu)的電極圖案以便于基本上覆蓋所述襯底表面的整個面積。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的擴展照明裝置，其中所述電極圖案在沒有提供所述透光樹脂的地方部分地暴露。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任何一個的擴展照明裝置，其中所述透光樹脂包括具有在從所述LED芯片發(fā)出的光的行進方向上突出的半圓柱配置的部分，并且在所述光導板的側(cè)表面處形成成形為與所述突出的配置互補的凹陷。
全文摘要
提供了一種擴展照明裝置，包括光導板和布置在光導板側(cè)表面的LED結(jié)構(gòu)，所述LED結(jié)構(gòu)包括襯底，具有形成在其上的電極圖案；LED芯片，布置在電極圖案上；以及透光樹脂，適于密封LED芯片并由于沒有在其周圍提供燈罩而暴露，其具有基本上等于光導板側(cè)表面縱向尺度的縱向尺度。形成電極圖案以便于基本上覆蓋襯底表面的整個面積。從而，由LED芯片產(chǎn)生的熱可有效地傳輸并釋放到外部，而且抑制了引入光導板中的光從光導板的側(cè)表面泄漏。
文檔編號H01L25/00GK1840960SQ200610067499
公開日2006年10月4日 申請日期2006年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月31日
發(fā)明者水谷仁 申請人:美蓓亞株式會社