CN101728467B - 发光装置、背光模块及液晶显示器 - Google Patents

Abstract

一种发光装置、背光模块以及液晶显示器。背光模块包括一框架以及一光源，且光源配置于框架内。光源包括一基板以及多个发光装置，其中每一发光装置包括至少一发光芯片、多个散射粒子以及一封胶。发光芯片、散射粒子及封胶皆配置于基板上，其中散射粒子位于发光芯片旁，而封胶包覆发光芯片及至少部分散射粒子。

Description

发光装置、背光模块及液晶显示器

技术领域

本发明是有关于一种发光装置、背光模块及液晶显示器，且特别是有关于具有均匀发光光形的发光装置以及使用此发光装置的背光模块及液晶显示器。

背景技术

液晶显示器可大致分为液晶显示面板以及背光模块两大组成，其中背光模块用以提供足够的亮度给液晶显示面板，液晶显示面板才能够显示图像。此外，由于发光装置具有体积小、寿命长、低电压/电流驱动、不易破裂、不含水银(没有污染问题)以及发光效率佳(省电)等特性，因此背光模块中也开始使用发光装置取代传统冷阴极荧光灯管。

图1A为已知一种发光装置的示意图。如图1A示，此种发光装置100是将多个发光芯片110直接设置在基板120上(Chip on Board)(图1A仅示意地绘示一个发光芯片)，然后再使封胶130覆盖每一个发光芯片110，以形成光条(Light Bar)或是面光源。这种类型的发光装置100可以降低光条的散热问题。但是，与封装成一颗颗单体的发光装置相比，将这种发光芯片110设置在基板120上的发光装置100应用于背光模块内，发光装置100的发光效率远低于单颗的发光装置。详究其原因，是因为当发光芯片110发光时，仅会有部分的光线离开封胶130而被使用者看到，而其余的光线会因为封胶130与空气的折射率不同，发生全反射的现象，所以降低了发光装置100的发光效率，进而降低了背光模块的亮度，影响液晶显示器的显示品质。

此外，图1A的发光装置100中的发光芯片110为白光发光芯片，而也有发光装置100’是利用红光发光芯片110a、蓝光发光芯片110b以及绿光发光芯片110c混光成均匀的白光。图1B为使用红、蓝、绿光发光芯片混光的发光装置及其光形的示意图。由图1B可知，红、蓝、绿光发光芯片110a、110b、110c的设置位置会使发光装置100’有明显的亮、暗交错的光形，所以需要增加这三个发光芯片的混光距离，或是在背光模块中配置适当的光学膜片来增加其均齐度。

发明内容

本发明提供一种发光装置，其具有均匀的光形。

本发明提供一种背光模块，其具有良好的光均齐度。

本发明提供一种液晶显示器，其具有良好的显示品质。

本发明提出一种发光装置，其包括一基板、至少一发光芯片、多个散射粒子以及一封胶。发光芯片、散射粒子及封胶皆配置于基板上，其中散射粒子位于发光芯片旁，而封胶包覆发光芯片及散射粒子。

在本发明的发光装置的一实施例中，每一散射粒子的尺寸不完全相同。其中，越相对靠近发光芯片的散射粒子的尺寸越小。

在本发明的发光装置的一实施例中，越远离发光芯片的散射粒子的尺寸越大。

在本发明的发光装置的一实施例中，越远离发光芯片且越靠近封胶边缘的散射粒子的尺寸越小。

在本发明的发光装置的一实施例中，越靠近发光芯片的散射粒子的尺寸越小，越远离发光芯片的散射粒子的尺寸越大且越靠近封胶边缘的散射粒子的尺寸越小。

在本发明的发光装置的一实施例中，越靠近两相邻的发光芯片中间的散射粒子的尺寸越大。

在本发明的发光装置的一实施例中，越靠近发光芯片的散射粒子的间距越大。

在本发明的发光装置的一实施例中，越远离发光芯片的散射粒子的间距越小。

在本发明的发光装置的一实施例中，越远离发光芯片且越靠近封胶边缘的散射粒子的间距越大。

在本发明的发光装置的一实施例中，越靠近发光芯片的散射粒子的间距越大，越远离发光芯片的散射粒子的间距越小且越靠近封胶边缘的散射粒子的间距越大。

在本发明的发光装置的一实施例中，越靠近两相邻的发光芯片中间的散射粒子的间距越小。

在本发明的发光装置的一实施例中，发光芯片为蓝光发光芯片且封胶中具有可发出黄光的荧光颗粒。

在本发明的发光装置的一实施例中，发光芯片包括一红光发光芯片、一蓝光发光芯片以及一绿光发光芯片。

在本发明的发光装置的一实施例中，散射粒子的材料为具有高反射性的材料。此材料可为氧化钛(TiO₂)或白色油墨。

本发明另提出一种背光模块，包括一框架以及一光源，且光源配置于框架内。光源包括一基板以及多个上述的发光装置。

在本发明的背光模块的一实施例中，光源为一条状光源或一面状光源。

在本发明的背光模块的一实施例中，还包括一配置于框架的底部上的反射片。

在本发明的背光模块的一实施例中，还包括一配置于框架内的导光板，且导光板位于光源旁。

在本发明的背光模块的一实施例中，还包括一配置于框架的顶部上的光学膜片。其中，光学膜片为增光片、棱镜片或漫射片。

本发明再提出一种液晶显示器，其包括一液晶显示面板以及一上述的背光模块，且背光模块配置于液晶显示面板下。

在本发明的液晶显示器的一实施例中，光学膜片配置于框架与液晶显示面板之间。

于本发明的发光装置中，散射粒子配置于基板上且位于发光芯片旁，因此可以减少发光芯片发出的光因为封胶而产生全反射的情形，提高发光装置的发光效率，且发光装置具有均匀的光形。所以，使用此发光装置作为光源的背光模块具有良好的光均齐度，可进而提升液晶显示器的显示品质。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图示，作详细说明如下。

附图说明

图1A为已知一种发光装置的示意图。

图1B为使用红、蓝、绿光发光芯片混光的发光装置及其光形的示意图。

图2A为本发明一实施例的发光装置的示意图。

图2B为应用一版模于基板上形成散射粒子的示意图。

图2C为图2A的发光装置的发光示意图。

图2D为图2A的发光装置的俯视图。

图2E为图2A的散射粒子的排列疏密的示意图。

图3为具有图2A的发光装置的液晶显示器的示意图。

图4A为本发明的第二实施例的发光装置的示意图。

图4B为图4A的发光装置的局部俯视图。

图4C为散射粒子的另一种排列样态图。

图4D为发光芯片二维排列时，散射粒子的一种排列样态图。

图4E为发光芯片二维排列时，散射粒子的一种排列样态图。

附图标记说明

100、100’、200、1400：发光装置

110、220、1420：发光芯片

110a、1420a：红光发光芯片

110b、1420b：蓝光发光芯片

110c、1420c：绿光发光芯片

120、210：基板

130、240：封胶

212：铜箔线路

214：反射层

230：散射粒子

242：荧光颗粒

300：版模

302：孔洞

400：液晶显示面板

500：背光模块

510：框架

520：光源

530：导光板

540：反射片

550：光学膜片

1000：液晶显示器

具体实施方式

[第一实施例]

图2A为本发明一实施例的发光装置的示意图。请参考图2A，发光装置200包括一基板210、一发光芯片220、多个散射粒子230以及一封胶240。发光芯片220、散射粒子230以及封胶240皆配置于基板210上，其中散射粒子230分布于基板210上，且位于发光芯片220旁。封胶240包覆发光芯片220以及至少部分的散射粒子230。当发光芯片220发光时，因为封胶240的折射率大于空气的折射率而发生全反射的光会射至散射粒子230，之后再被散射粒子230反射至封胶240之外。所以，本实施例的发光装置200具有优选的发光效率。

请继续参考图2A，在制作本实施例的发光装置200时，是先将发光芯片220配置在基板210上，其中此发光芯片220可以是蓝光发光芯片并且封胶240中具有可发出黄光的荧光颗粒242。然后，将发光芯片220与配置于基板210上的铜箔线路212做电性连接。图2B为应用一版模于基板上形成散射粒子的示意图。接着如图2B示，应用一刻好网点的版模300，然后于版模300上刷上含有高反射成份的染料，如氧化钛(TiO₂)或白色油墨，而染料会从版模300的孔洞302滴到基板210上以形成散射粒子230。之后，再将封胶240涂布于基板210上，以覆盖基板210、发光芯片220及位于发光芯片220附近的散射粒子230。或者，也可以是利用网版印刷的方式在基板210上形成散射粒子230。

接着请继续参考图2A，在基板210上形成散射粒子230之前，更可以先在基板上210形成一层反射层214，且反射层214覆盖于部分的铜箔线路212。此反射层214的材料可为白漆，以提高发光装置200的光利用率。

图2C为图2A的发光装置的发光示意图。为了图示简洁，因此图2C中并未绘示铜箔线路212及反射层214。请参考图2C，当发光芯片220发光时，以近乎垂直于封胶240的界面的入射光可以射出于封胶240之外。此外，一部分的入射光会因为与封胶240的界面的夹角恰好落在全反射角的范围中，而产生全反射的现象，且被反射回来。被反射的光在射至散射粒子240之后，会被散射出封胶240外，所以可以提升发光装置200的发光效率。

图2D为图2A的发光装置的俯视图。请参考图2D，配置在基板210上的每一个散射粒子230的尺寸可以是不完全相同。其中，越相对靠近发光芯片220的散射粒子230的尺寸可以越小，而越相对远离发光芯片220的散射粒子230的尺寸可以越大。而在其他的实施例中，散射粒子230的尺寸也可以是完全相同。

图2E为图2A的散射粒子的排列疏密的示意图。请参考图2E，越相对靠近发光芯片220的散射粒子230之间的间距可越大，而越相对远离发光芯片220的散射粒子230之间的间距可越小。换言之，相对靠近发光芯片220的散射粒子230的排列越疏，反之则越密。请同时参考图2A及图2C，由于封胶240在基板210边缘处的曲率变大，所以由发光芯片220所发出的朝向外部空气方向行进的入射光在封胶与空气的交界的入射角度较小，因此入射光在封胶240与基板210交界的边缘处较容易穿出于封胶240之外，比较不会造成全反射。所以，对应位于封胶240与基板210交界的边缘处的散射粒子230的排列可相对地越疏或者散射粒子230的尺寸可设计为相对地越小。当然，以上叙述仅为举例之用，本发明并不以此为限，设计者也可依照实际的设计需求来改变散射粒子230之间的间距大小以及散射粒子230的尺寸大小。

图3为具有图2A的发光装置的液晶显示器的示意图。请参考图3，本实施例的液晶显示器1000包括一液晶显示面板400以及一背光模块500，其中背光模块500例如是侧边入光式背光模块，且其配置于液晶显示面板400下。

背光模块500包括一框架510以及一光源520，且光源520配置在框架510内，其中光源520为一条状光源，可称为光条(Light Bar)。值得留意的是，同一基板210上配置有多个发光芯片220，而散射粒子230设置于基板210上并位于发光芯片220旁，因此是利用封胶240包覆发光芯片220以及发光芯片220周围的散射粒子230以区隔出每一个发光装置200。

此外，背光模块500还包括一导光板530，配置于框架510内，并位于光源520旁。导光板530用以将发光芯片220的光导向朝着液晶显示面板400的方向出射。另外，背光模块500还包括一反射片540，配置于该框架510的底部上，用以帮助将光导向朝着液晶显示面板400的方向出射以及避免光源520的光从框架510的底部漏出于框架510之外。再者，背光模块500还包括一配置于液晶显示面板400以及框架510之间的光学膜片550，此光学膜片550可以提升背光模块500的出光效果，进而提升液晶显示器1000的显示品质。

虽然本实施例的背光模块500是以侧边入光式为例说明，但本技术领域具通常知识者也可将发光装置200应用于直下式背光模块。

[第二实施例]

本实施例与第一实施例大致相同，且相同或相似的元件标号代表相同或相似的元件。

图4A为本发明的第二实施例的发光装置的示意图。请参考图4A，本实施例与第一实施例的不同之处在于：本实施例的发光装置1400包括三个发光芯片1420，其分别为红光发光芯片1420a、蓝光发光芯片1420b以及绿光发光芯片1420c。通过散射粒子230的设置，可以使红光发光芯片420a、蓝光发光芯片420b以及绿光发光芯片420c个别发出的光，在被全反射之后可以于封胶240中更为均匀地混光后被散射出封胶240之外。另外，也可以使本实施例的发光装置1400的光形均匀。所以，将本实施例的发光装置应用于液晶显示器的背光模块中，可以提升背光模块的光均齐度以及白光的均匀度，进而增加液晶显示器的显示品质。

图4B为图4A的发光装置的局部俯视图。请同时参考图4A及4B，朝向发光芯片1420上方射出的光，因为入射光以近乎垂直的角度入射至封胶240外，所以比较不会有全反射的问题存在，散射粒子230的数量可较少。因此，越相对靠近发光芯片220的散射粒子230之间的间距可越大。并未正对于发光芯片1420上方的封胶240，入射光便是以一较大的入射角入射至封胶240，而此入射角可能会造成全反射，散射粒子230的数量需要较多，所以越相对远离发光芯片220的散射粒子230之间的间距可越小。换言之，相对靠近发光芯片220的散射粒子230的排列越疏，反的则越密。特别的是，封胶240在基板210边缘处因为曲率变大，所以由发光芯片220所发出的朝向外部空气方向行进的入射光在封胶与空气的交界的入射角度较小，因此入射光在封胶240与基板210交界的边缘处较容易穿出于封胶240之外，比较不会造成全反射。所以，对应位于封胶240与基板210交界的边缘处的散射粒子230的排列可越疏。

当然，以上叙述仅为举例之用，本发明并不以此为限，设计者也可依照实际的设计需求来改变散射粒子230之间的间距大小以及散射粒子230的尺寸大小。图4C为散射粒子的另一种排列样态图。由图4C可知，在两个发光芯片1420的中间处的散射粒子230的颗粒尺寸较大，而越邻近发光芯片1420的散射粒子230的颗粒尺寸越小。此外，越接近封胶240与基板210交界的边缘处的散射粒子230的颗粒尺寸也会越小。

图4D为发光芯片二维排列时，散射粒子的一种排列样态图。图4E为发光芯片二维排列时，散射粒子的一种排列样态图。请同时参考图4D及图4E，散射粒子230也可应用在发光芯片1420为二维排列的发光装置(未标示)中。详细而言，散射粒子230也可应用于多个发光芯片1420同时封装于一个发光装置内，其中发光芯片1420的排列可依照设计者的需求有不同的应用颗数以及排列方式，例如环状排列、多边形排列等，或者是环状排列及多边形排列的发光芯片1420中间还包围了至少一个以上的发光芯片1420，其中图4D及图4E示的发光芯片1420的排列形状呈矩形。另外，散射粒子230的排列形状也可以依照实际需求加以变化。有关于发光芯片1420及散射粒子230的排列方式及尺寸小为本技术领域具通常知识者可以依照实际需求加以变化，因此不再多作描述。

综上所述，于本发明的发光装置中，利用散射粒子的设置，可以增加发光装置的发光效率，并且调整发光装置的光形，使发光装置具有良好的光均齐度。所以，使用此发光装置的背光模块具有良好的发光效果，进而提升液晶显示器的显示品质。

虽然本发明已以优选实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种发光装置，包括：

一基板；

至少一发光芯片，配置于该基板上；

多个散射粒子，配置于该基板上，并位于该些发光芯片旁，其中越靠近该些发光芯片的该些散射粒子的尺寸越小，越远离该些发光芯片的该些散射粒子的尺寸越大；以及

一封胶，配置于该基板上并包覆该些发光芯片及该些散射粒子，其中越靠近该封胶边缘的该些散射粒子的尺寸越小。

2.一种背光模块，包括：

一框架；

一光源，配置于该框架内，包括一基板以及多个发光装置，其中每一发光装置包括：

至少一发光芯片，配置于该基板上；

多个散射粒子，配置于该基板上，并位于该些发光芯片旁，其中越靠近该些发光芯片的该些散射粒子的尺寸越小，越远离该些发光芯片的该些散射粒子的尺寸越大；以及

一封胶，配置于该基板上并包覆该些发光芯片及至少部分该些散射粒子，其中越靠近该封胶边缘的该些散射粒子的尺寸越小。

3.一种液晶显示器，包括：

一液晶显示面板；

一背光模块，配置于该液晶显示面板下，该背光模块包括一框架以及一光源，其中该光源配置于该框架内，且该光源包括一基板以及多个发光装置，其中每一发光装置包括：

至少一发光芯片，配置于该基板上；

多个散射粒子，配置于该基板上，并位于该些发光芯片旁，其中越靠近该些发光芯片的该些散射粒子的尺寸越小，越远离该些发光芯片的该些散射粒子的尺寸越大；以及

一封胶，配置于该基板上并包覆该些发光芯片及至少部分该些散射粒子，其中越靠近该封胶边缘的该些散射粒子的尺寸越小。

4.一种发光装置，包括：

一基板；

至少一发光芯片，配置于该基板上；

多个散射粒子，配置于该基板上，并位于该些发光芯片旁；以及

一封胶，配置于该基板上并包覆该些发光芯片及该些散射粒子，其中越靠近该些发光芯片的该些散射粒子的间距越大，越远离该些发光芯片的该些散射粒子的间距越小且越靠近该封胶边缘的该些散射粒子的间距越大。

5.如权利要求4所述的发光装置，其中越靠近该些发光芯片的该些散射粒子的尺寸越小，越远离该些发光芯片的该些散射粒子的尺寸越大。

6.如权利要求4所述的发光装置，其中越靠近该些发光芯片的该些散射粒子的尺寸越小，越远离该些发光芯片的该些散射粒子的尺寸越大且越靠近该封胶边缘的该些散射粒子的尺寸越小。

7.一种背光模块，包括：

一框架；

一光源，配置于该框架内，包括一基板以及多个发光装置，其中每一发光装置包括：

至少一发光芯片，配置于该基板上；

多个散射粒子，配置于该基板上，并位于该些发光芯片旁；以及

一封胶，配置于该基板上并包覆该些发光芯片及至少部分该些散射粒子，其中越靠近该些发光芯片的该些散射粒子的间距越大，越远离该些发光芯片的该些散射粒子的间距越小且越靠近该封胶边缘的该些散射粒子的间距越大。

8.如权利要求7所述的背光模块，其中越靠近该些发光芯片的该些散射粒子的尺寸越小，越远离该些发光芯片的该些散射粒子的尺寸越大且越靠近该封胶边缘的该些散射粒子的尺寸越小。

9.一种液晶显示器，包括：

一液晶显示面板；

一背光模块，配置于该液晶显示面板下，该背光模块包括一框架以及一光源，其中该光源配置于该框架内，且该光源包括一基板以及多个发光装置，其中每一发光装置包括：

至少一发光芯片，配置于该基板上；

多个散射粒子，配置于该基板上，并位于该些发光芯片旁；以及

一封胶，配置于该基板上并包覆该些发光芯片及至少部分该些散射粒子，其中越靠近该些发光芯片的该些散射粒子的间距越大，越远离该些发光芯片的该些散射粒子的间距越小且越靠近该封胶边缘的该些散射粒子的间距越大。

10.如权利要求9所述的液晶显示器，其中越靠近该些发光芯片的该些散射粒子的尺寸越小，越远离该些发光芯片的该些散射粒子的尺寸越大且越靠近该封胶边缘的该些散射粒子的尺寸越小。