專利名稱：發(fā)光單元及其形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種發(fā)光單元，更特別關(guān)于該發(fā)光單元的形成方法，及其于背光單元、顯示元件、可攜式電子元件的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
在歐洲專利申請?zhí)柕贓P-0751340-A2號中，其發(fā)光單元包括一個以上的光源將光射入導(dǎo)光器。舉例來說，導(dǎo)光器是一個具有橫向?qū)挾燃翱v向長度的矩形平板。一般選擇縱向作為導(dǎo)光方向，而將光源設(shè)置于橫向的凹孔、狹縫、或開口。導(dǎo)光器與光源的連結(jié)方式包括黏接(bonding)、膠埋(potting)、膠黏(gluing)、或模造(molding)。上述配置可使光源發(fā)出的光沿著縱軸射入并穿過導(dǎo)光器。
上述的發(fā)光單元具有數(shù)個構(gòu)件，由于這些構(gòu)件很脆弱，因此在制程中難以組合。此外，組合后的發(fā)光單元仍是脆弱的元件，在后續(xù)制程如背光單元的組立仍需小心處理。

發(fā)明內(nèi)容為解決上述問題，本發(fā)明提供一種發(fā)光單元，包括固態(tài)光源；導(dǎo)光器，用以導(dǎo)向接收自該固態(tài)光源的光；其中固態(tài)光源發(fā)出的光導(dǎo)入導(dǎo)光器的導(dǎo)光方向；其中發(fā)光單元更包括導(dǎo)線架；固態(tài)光源固定于導(dǎo)線架上；以及固態(tài)光源與至少部份導(dǎo)線架以模造材料一起模造，且模造材料構(gòu)成至少部份的導(dǎo)光器。
本發(fā)明也提供一種背光單元，包括上述的發(fā)光單元。
本發(fā)明也提供一種可攜式電子元件，包括上述的背光單元。
本發(fā)明更提供一種顯示元件，包括上述的背光單元。

第1A圖是本發(fā)明的發(fā)光單元的示意圖，其包括固定于導(dǎo)線架上的固態(tài)光源陣列，兩者以模造材料進(jìn)行模造；第1B圖是本發(fā)明的示意圖，其固態(tài)光源固定于導(dǎo)線架上，且模造材料構(gòu)成部份的導(dǎo)光器；第1C圖是本發(fā)明的示意圖，其含有一固態(tài)光源，以及固定于導(dǎo)線架上的固態(tài)光源；
第1D圖是本發(fā)明的示意圖，其固態(tài)光源陣列固定于導(dǎo)線架上；第1E圖是本發(fā)明的示意圖，其反射盒緊貼導(dǎo)線架以形成單一單元；第1F圖是本發(fā)明的示意圖，其反射盒緊貼導(dǎo)線架，并以模造材料進(jìn)行模造；第2圖是本發(fā)明的示意圖，其固態(tài)光源與固態(tài)光源周圍的部份導(dǎo)線架以順應(yīng)層模造；第3A圖是本發(fā)明的固態(tài)光源其縱向剖面圖，其固態(tài)光源固定于導(dǎo)線架，與主體形成導(dǎo)光器的核心部份，上述構(gòu)件均以模造材料進(jìn)行模造；第3B圖是本發(fā)明的主體與導(dǎo)線架(以模造材料進(jìn)行模造)的橫向剖面圖；第3C圖是本發(fā)明的示意圖，其主體具有反射層；第3D圖是本發(fā)明的示意圖，其主體具有順應(yīng)層；第4A圖是本發(fā)明的示意圖，其導(dǎo)光器的第一部份為高抗熱材料，導(dǎo)光器的第二部份為高透光材料；以及第4B圖是本發(fā)明的示意圖，其導(dǎo)光器的第一部份與第二部份使用不同材料，且以模造材料進(jìn)行模造。
具體實施方式
本發(fā)明提供一種發(fā)光單元，具有固態(tài)光源；導(dǎo)光器，用以導(dǎo)向接收自固態(tài)光源的光；其中固態(tài)光源發(fā)出的光導(dǎo)入導(dǎo)光器的導(dǎo)光方向；導(dǎo)光器更包括導(dǎo)線架，固態(tài)光源固定于導(dǎo)線架上；以及固態(tài)光源與至少部份導(dǎo)線架以模造材料一起進(jìn)行模造，且模造材料構(gòu)成至少部份的導(dǎo)光器。
固態(tài)光源可為發(fā)光二極體(LED)、LED晶粒、LED晶片、雷射、雷射二極體、或類似物，固定于導(dǎo)線架上。上述固定方式可堅固及安全的固定固態(tài)光源于此部份的導(dǎo)光器。上述作法的好處在于導(dǎo)線架比導(dǎo)線引腳(lead pins)或?qū)Ь€膜(lead film)的機械穩(wěn)定性或支撐力強，因此不會彎曲或斷裂。另一好處在于導(dǎo)線架周圍的固態(tài)光源及部份導(dǎo)光器的機械穩(wěn)定度都因?qū)Ь€架而提高。
上述設(shè)置可使固態(tài)光源發(fā)出的光導(dǎo)入導(dǎo)光器的導(dǎo)光方向(如上述矩形平板的縱軸)，可避免導(dǎo)光器表面的多重反射及吸收所造成的光逸失。此種側(cè)邊導(dǎo)光的模式能使光高效率地導(dǎo)入導(dǎo)光器。
固態(tài)光源與至少部份導(dǎo)線架以模造材料一起進(jìn)行模造，且模造材料構(gòu)成至少部份的導(dǎo)光器。舉例來說，模造材料為熱固性材料。熱固性材料在加熱及硬化的化學(xué)反應(yīng)后即永久塑形，一般為高分子、樹脂、或上述的衍生物。不過本發(fā)明的模造材料也可為熱塑性材料，其在高溫下融熔或軟化，回到低溫后可再次硬化。熱塑性材料可多次重復(fù)熱融及冷固的過程，而不會產(chǎn)生明顯的化學(xué)變化。
值得注意的是，導(dǎo)光器可模造為多種形狀，如矩形平板、瓦狀、矩形棒、或任何其他所需的形狀。
由于導(dǎo)線架給予模造材料的高穩(wěn)定性，本發(fā)明的發(fā)光單元在制程中的處理及組裝變得容易多了，且不易產(chǎn)生破損或碎裂的情形。
在另一實施例中，導(dǎo)線架包括第一部份與第二部份，兩者互相垂直。此90°彎曲的導(dǎo)線架在將固態(tài)光源固定于第一部份以作為上光發(fā)光(top-firing)的同時，固態(tài)光源的方向與導(dǎo)光器的相對位置仍可隨設(shè)計變化。彎曲導(dǎo)線架提供發(fā)光單元緊密且平面化的設(shè)置，其中導(dǎo)線架的第二部份將電性連接至外部驅(qū)動電路。
在另一較佳實施例，導(dǎo)線架還包含了一反射盒(reflector casing)作為導(dǎo)線架的添加部份，兩者緊密接觸以形成單一單元。反射盒以匣狀物為佳，可具有或不具有底部表面。反射盒的側(cè)邊及底部可作為反射表面，其材質(zhì)較佳為金屬。
在另一實施例中，導(dǎo)光器可整合至反射盒。將導(dǎo)線架與反射盒形成上述的單一單元的好處在于，導(dǎo)線架與反射盒以模造材料進(jìn)行模造時，可同時將導(dǎo)光器整合至反射盒。由于導(dǎo)光器與反射盒間不存在空氣，可避免光逸失。
在另一實施例中，反射盒為鏡像反射器(specular reflector)。導(dǎo)線架也作為模內(nèi)模造的鏡像反射器。反射盒較佳為金屬材質(zhì)，或其他高反射性質(zhì)的材料。與白色塑膠相較，金屬的好處在于使光產(chǎn)生鏡像反射而非擴散。鏡像反射器的好處在于其光的反射角度或改向角度適合內(nèi)部全反射，而擴散反射器則將光重新分布為不同角度，因此前者可減少光逸失。
在另一實例中，導(dǎo)光器具有基材形成的主體。
在另一實施例中，主體是以模造材料進(jìn)行模造。主體作為導(dǎo)光器的核心部份，由基材組成。舉例來說，基材為玻璃。主體、部份導(dǎo)線架、與固定其上的固態(tài)光源是以模造材料進(jìn)行模造。將玻璃板、導(dǎo)線架、及反射盒進(jìn)行模造則需較少的模造材料。上述構(gòu)件組裝時形成的間隙將被模造材料填滿，而構(gòu)成固態(tài)光源與核心部份主體之間的光學(xué)連結(jié)。主體位于可將光導(dǎo)入導(dǎo)光器的導(dǎo)光方向的位置，如前所述，光將自橫向?qū)刖匦纹桨?，并由縱向穿越。以玻璃作為主體的好處在于便宜且易于取得。此外，玻璃的光學(xué)性質(zhì)優(yōu)于大部份的熱固性或熱塑性模造材料。
在另一實施例中，導(dǎo)光器中鄰接固態(tài)光源與導(dǎo)線架的第一部份，其組成為抗熱及/或抗UV材料。導(dǎo)光器中遠(yuǎn)離固態(tài)光源的第二部份，其組成的透光率高于上述抗熱及/或抗UV的材料。第一部份使用高抗熱及/或抗UV材料的的優(yōu)點在于，可避免第一部份因固態(tài)光源發(fā)出的熱及或UV光而變色或碎裂。第二部份使用透光材料可提高導(dǎo)光器的透光度，減少導(dǎo)光器吸收光所造成的光逸失。
在另一實施例中，本發(fā)明以順應(yīng)層模造固態(tài)光源與位于固態(tài)光源周圍的部份導(dǎo)線架，用以分隔上述構(gòu)件與模造材料。順應(yīng)層可吸收固態(tài)光源所造成的熱應(yīng)力。由于不同材料間的熱膨脹系數(shù)不同，熱應(yīng)力會使模造材料產(chǎn)生分層或碎裂，而順應(yīng)層可避免這些問題。較佳的順應(yīng)層可為硅膠。
在另一實施例中，發(fā)光單元更包括另一固態(tài)光源固定于導(dǎo)線架上，且以模造材料進(jìn)行模造。在此實施例中，固定于導(dǎo)線架上的固態(tài)光源可為一或多個，形成固態(tài)光源陣列。這些固態(tài)光源與至少部份的導(dǎo)線架是以模造材料模造，且模造材料構(gòu)成至少部份的導(dǎo)光器。采用多個固態(tài)光源的好處在于光輸出(output)顯著地增加。另一個好處在于，固態(tài)光源陣列中單一固態(tài)光源的強度可由其他固態(tài)光源分擔(dān)，可有效降低單一固態(tài)光源的熱負(fù)載。
在另一實施例中，發(fā)光單元具有另一固態(tài)光源與另一導(dǎo)線架，另一固態(tài)光源固定于另一導(dǎo)線架上，且另一固態(tài)光源與至少部份的另一導(dǎo)線架以模造材料進(jìn)行模造。在此實施例中，每一固態(tài)光源均分別固定于對應(yīng)的導(dǎo)線架上。位于導(dǎo)線架上的線形固態(tài)光源可組合成固態(tài)光源陣列，將此陣列置于模具中并以模造材料進(jìn)行模造，且模造材料形成部份導(dǎo)光器。
在此實施例中，單一導(dǎo)線架上的單一固態(tài)光源陣列可排列成光源陣列。在其他實施例中，位于一導(dǎo)線架上的一固態(tài)光源陣列，與位于對應(yīng)導(dǎo)線架上的單一固態(tài)光源陣列可組合排列成光源陣列。上述組合的方式使設(shè)計發(fā)光單元更具有彈性。另外，固態(tài)光源陣列可包含RGB三原色光源或單色光源。
可以理解的是，本發(fā)明的發(fā)光單元可應(yīng)用作為背光單元。本發(fā)明的發(fā)光單元的機械性質(zhì)穩(wěn)定，適于作為背光單元。此外，背光單元可更包括增光膜(brightness enhancement film)及擴散膜。其他好處如上述。
可以理解的是，本發(fā)明的發(fā)光單元可應(yīng)用作為可攜式電子元件，特別是行動電話、PDA、手提電腦(pocket personal computer，PPC)、或筆記型電腦等。
可以理解的是，上述的背光單元可應(yīng)用作為顯示器，如熒幕、投影裝置、或電視等。
本發(fā)明也提供形成上述發(fā)光單元的方法，如下述步驟。
首先，固定固態(tài)光源至導(dǎo)線架上。接著在模具中對準(zhǔn)導(dǎo)線架與固態(tài)光源，再以模造材料將固態(tài)光源及部份導(dǎo)線架進(jìn)行模造，上述模造材料構(gòu)成部份的導(dǎo)光器。此種作法的好處已詳述于前。
在另一實施例中，本發(fā)明形成發(fā)光單元的方法包括兩個模造步驟，而非單一模造步驟。如前述的模造步驟，首先以抗熱及/或抗UV的模造材料構(gòu)成導(dǎo)光器的第一部份。接著進(jìn)行另一模造步驟，以透光度高于第一部份的模造材料的模造材料構(gòu)成導(dǎo)光器的第二部份。兩個模造步驟的好處已詳述于前，另一個好處在于經(jīng)第一模造步驟后的半成品易于運輸至第二模造步驟的機臺。此外，在同樣的第一模造步驟后，可依不同的產(chǎn)品需要來選擇不同的第二模造步驟，以完成不同尺寸的發(fā)光單元。
在另一形成發(fā)光單元的方法中，在模造步驟前，先于模具中對準(zhǔn)主體與固態(tài)光源。主體由基材組成，如玻璃等高透光材料。此種作法的優(yōu)點已詳述于前。在上述對準(zhǔn)步驟后，以模造材料將上述組件進(jìn)行模造以形成發(fā)光單元。
在另一形成發(fā)光單元的方法中，在模具中對準(zhǔn)固態(tài)光源與導(dǎo)線架前，以順應(yīng)層模造固態(tài)光源與固態(tài)光源周圍的部份導(dǎo)線架。較佳的順應(yīng)層可為硅膠。形成此順應(yīng)層的方法包括浸漬(dipping)、膠埋(potting)、印刷或其他可用于硅膠等點膠材料的方法。順應(yīng)層的好處已詳述于前。
接下來將配合圖式進(jìn)一步說明本發(fā)明的優(yōu)點及特徵。
如1A圖所示，本發(fā)明的發(fā)光單元100具有固態(tài)光源110陣列，其固定于導(dǎo)線架130上并以模造材料進(jìn)行模造。上述的模造材料構(gòu)成至少部份的導(dǎo)光器120。第1A圖中的局部放大圖顯示固態(tài)光源110的陣列內(nèi)單一單元，清楚顯示固態(tài)光源110與導(dǎo)線130以模造材料進(jìn)行模造，且模造材料構(gòu)成至少部份的導(dǎo)光器120。
較佳的固態(tài)光源110可為發(fā)光二極體(LED)、LED晶粒、LED晶片、雷射、雷射二極體、或其他合適的光源。發(fā)光單元100的固態(tài)光源110可為模造或無模造。固態(tài)光源110可為單色光源、RGB三原色光源、或白光光源。
導(dǎo)線架130含有第一部份131與第二部份132，兩者互相垂直。固態(tài)光源110是固定于導(dǎo)線架130的第一部份131，其設(shè)置可電性連接導(dǎo)線架130。上述的固定方式使固態(tài)光源110上光發(fā)光，其發(fā)光方向與導(dǎo)線架130的電性連接表面的方向平行，且固態(tài)光源110的方向與導(dǎo)光器120的相對位置仍可隨設(shè)計變化。導(dǎo)線架130的第二部份132具有連接器或連接圖案，用以電性連接外部電路(未圖示)。舉例來說，外部電路可為印刷電路板(printed circuit board，PCB)。由于導(dǎo)線架130的第二部份132具有連接器或連接圖案，固態(tài)光源110不需額外連接器電性連接外部電路。固態(tài)光源110與PCB上的構(gòu)件之間的連線可由適當(dāng)?shù)貓D案化導(dǎo)線架130完成。由于不需額外連接器，上述作法可降低發(fā)光單元100的生產(chǎn)成本。此外，導(dǎo)線架130與模造材料的機械強度可降低連接器斷裂或損傷的風(fēng)險。
首先將固態(tài)光源110與固態(tài)光源110周圍的部份導(dǎo)線架130固定于模具中。接著以熱固性或熱塑性材料進(jìn)行模造或包覆模造(overmold)固態(tài)光源與至少部份導(dǎo)線架130，上述的模造材料構(gòu)成至少部份導(dǎo)光器120。上述模造方法使固態(tài)光源110與導(dǎo)線架130兩者間具有更佳的對準(zhǔn)與機械固定。此外，模造也去除了固態(tài)光源110與導(dǎo)光器120之間的空氣，可減少反射造成的光逸失。
如第1B圖所示，固態(tài)光源110固定于導(dǎo)線架130的第一部份131，兩者以模造材料進(jìn)行模造，且模造材料構(gòu)成至少部份導(dǎo)光器120。鄰接固態(tài)光源110的導(dǎo)光器120為光重新導(dǎo)向部份121。由于固態(tài)光源110發(fā)出的光朝半球形的所有方向平均發(fā)射，這些不同入射角度的光并非全部適用于內(nèi)部全反射。然而光必需以合適的入射角平均分布的射入導(dǎo)光器，才能產(chǎn)生內(nèi)部全反射。光重新導(dǎo)向部份121可將大入射角度的光重新導(dǎo)向為導(dǎo)光方向的光，使其適于內(nèi)部全反射。熟悉此技藝人士自可依需要調(diào)整上述配置，比如調(diào)整固態(tài)光源110的發(fā)光方向。
此外，單一的固態(tài)光源110可固定于對應(yīng)的導(dǎo)線架130上。復(fù)數(shù)個固態(tài)光源可線性排列以構(gòu)成光源陣列。在此實施例中，位于導(dǎo)線架130上的固態(tài)光源110陣列，與位于對應(yīng)導(dǎo)線架130上的單一固態(tài)光源110陣列可組合排列成光源陣列。上述構(gòu)件可模造為發(fā)光單元100。
如第1C圖所示，為固態(tài)光源110與其固定于導(dǎo)線架130上的示意圖。如前所述，此種設(shè)計可使固態(tài)光源110上光發(fā)光。與導(dǎo)線引腳與導(dǎo)線膜相較，導(dǎo)線架130具有較佳的機械穩(wěn)定性。當(dāng)固態(tài)光源110置于模具時，導(dǎo)線架130改善其機械對準(zhǔn)并提供較佳固定性。
如第1D圖所示，固態(tài)光源110的陣列固定于導(dǎo)線架130上。如此則可應(yīng)用不同光譜分布的固態(tài)光源。導(dǎo)線架130的另一個好處在于可使固態(tài)光源110彼此排列緊密，且可提高固態(tài)光源110對導(dǎo)光器120的光輸出。此外，光源矩陣中的單一固態(tài)光源110的熱負(fù)載可大幅降低，并可藉由變阻器調(diào)整任一固態(tài)光源110的光輸出。
如第1E圖所示，發(fā)光單元具有導(dǎo)線架130與反射盒140，兩者緊貼以構(gòu)成單一單元。反射盒140可為匣狀，可具有或不具有底部表面。反射盒140的材質(zhì)較佳為金屬。反射盒的側(cè)部及底部可作為反射表面。此外，金屬反射盒140本身性質(zhì)較傾向作為鏡像反射器而非光擴散器。擴散反射器永遠(yuǎn)將部份光重新導(dǎo)向為不適于內(nèi)部全反射的光，并造成光逸失的問題。鏡像反射器維持了入射光的分布角度，使入射光適于作為內(nèi)部全反射的光并減少光逸失。
如第1F圖所示，是至少部份的導(dǎo)線架130、固態(tài)光源(未圖示)、與反射盒140，上述構(gòu)件以模造材料進(jìn)行模造。模造材料構(gòu)成導(dǎo)光器120，并將固態(tài)光源、部份導(dǎo)線架130與反射盒140整合。整合制程可去除反射盒140與導(dǎo)光器120之間的氣隙，同時去除導(dǎo)光器120與固態(tài)光源之間的氣隙。此外，導(dǎo)線架130與反射盒140也可以單一模造步驟進(jìn)行模造。
如第2圖所示，本發(fā)明以順應(yīng)層235模造固態(tài)光源210與固態(tài)光源210周圍的部份導(dǎo)線架230。在以模造材料將固態(tài)光源210與固態(tài)光源210周圍的部份導(dǎo)線架進(jìn)行模造前，先形成順應(yīng)層235。由于固態(tài)光源210會產(chǎn)生熱，這將使固態(tài)光源210附近的材料因熱擴散系數(shù)不同產(chǎn)生熱應(yīng)力，并隨之造成分層與碎裂等情況。而順應(yīng)層235(一般為透明材質(zhì))可作為應(yīng)力緩沖層以吸收熱應(yīng)力。順應(yīng)層235較佳由硅膠等常見的應(yīng)力緩沖材料所組成。除了優(yōu)異的熱性質(zhì)外，硅膠也具有優(yōu)秀的光學(xué)性質(zhì)如透光度與折射率。就算與熱塑性材料比較，硅膠的抗熱及/或抗UV性質(zhì)也相當(dāng)好。綜上所述，順應(yīng)層235可改善導(dǎo)光器220的光學(xué)與機械性質(zhì)，并提高導(dǎo)光器220的使用壽命。順應(yīng)材料可由浸漬(dipping)、膠埋(potting)、印刷、或其他可用于硅膠等點膠材料的方法來形成。
第3A圖是本發(fā)明的固態(tài)光源310的縱向剖面圖，其固態(tài)光源310固定于導(dǎo)線架330，與主體325(如玻璃板)形成導(dǎo)光器320的核心部份。固態(tài)光源310、部份導(dǎo)線架330、與主體325對準(zhǔn)于一模具中，并以模造材料模造為單一單元。以玻璃作為導(dǎo)光器核心的好處在于玻璃很堅固，且形成發(fā)光單元100只需較少的模造材料即可聯(lián)結(jié)主體325、導(dǎo)線架330與固態(tài)光源310。與熱固性材料相較，玻璃的透光度較高也較便宜。由于導(dǎo)光器320的主要部份由主體325如玻璃構(gòu)成，可簡化發(fā)光單元100的制程與降低成本。
第3B圖是本發(fā)明的主體325、導(dǎo)線架330、與固態(tài)光源(未圖示)的橫向剖面圖，上述構(gòu)件以模造材料模造為發(fā)光單元100，且導(dǎo)線架330是反射器。
此實施例若新增反射盒140，則模造材料也可連結(jié)主體325、導(dǎo)線架330與反射盒140。模造材料將填滿主體325下面與上面的孔洞，完成固態(tài)光源310與主體325之間的光學(xué)連結(jié)。
如第3C圖所示，在另一實施例中，主體325如玻璃的邊緣可涂布一反射層345。涂布后的主體可作為內(nèi)部鏡像反射器。將主體325模造時，模造材料將延伸至邊緣的涂布層345外，以作為涂布層345的機械及環(huán)境保護(hù)層。
如第3D圖所示，在另一實施例中，可提供順應(yīng)層335至主體325。順應(yīng)層335的折射率與玻璃主體325及模造材料的折射率相同，避免主體325邊緣的內(nèi)部全反射所造成的吸收及光逸失。
如第4A-4B圖所示，固態(tài)光源固定于導(dǎo)線架上。在以高抗熱性的模造材料進(jìn)行模造固態(tài)光源與至少部份導(dǎo)線架時，此模造材料構(gòu)成導(dǎo)光器的第一部份422。接著將導(dǎo)光器的第一部份置于模具中，并以透光度高于高抗熱性的模造材料的材料模造，并形成導(dǎo)光器的第二部份424。
在另一實施例中，導(dǎo)光器具有第一部份422及第二部份424，其中第一部份422包圍固態(tài)光源與至少部份導(dǎo)線架。上述導(dǎo)光器可由另一模造材料426如熱固性材料進(jìn)行模造，如第4B圖所示。
對應(yīng)第1A-1F圖，該些圖示所述的模造模造模造步驟是一步模造。此一步模造步驟中，先將固態(tài)光源110、至少部份的導(dǎo)線架130置于模具中，接著以聚合物模造。經(jīng)上述模造步驟后，固態(tài)光源110發(fā)出的光可被導(dǎo)入導(dǎo)光器的導(dǎo)光方向。以矩形平板的導(dǎo)光器為例，光自橫向側(cè)導(dǎo)入并穿過綜向側(cè)。這種使用單一模造材料的概念限制了許多參數(shù)如模造性、透光性、對導(dǎo)線架的附著力等。此種作法的缺點還包括產(chǎn)品只有在模造完成后才能進(jìn)行測試。為了避免上述一步模造制程會造成的缺點，本發(fā)明采用兩步模造制程。
兩步模造制程在使用不同的模造材料上具有更多彈性及可能性，可針對導(dǎo)光器120不同部份的功能選擇合適的模造材料。舉例來說，導(dǎo)光器的第一部份422鄰接固態(tài)光源，其模造材料的抗熱性及/或抗UV性較高。而導(dǎo)光器的第二部份424可在第一部份422模造后進(jìn)行另一模造步驟，選用的模造材料的透光性比前述的抗熱性及/或抗UV性材料的透光性高。
將模造步驟分為兩獨立的步驟，可在兩步驟間插入品管測試。舉例來說，在第一模造步驟中，將導(dǎo)線架130、固態(tài)光源110、與連接器置入模具中并以模造材料進(jìn)行模造。在進(jìn)行第二模造步驟前，可先檢查導(dǎo)光器的第一部份422的功能，如光輸出或色點(color point)等。在品管檢測后，將導(dǎo)光器的第一部份422置入另一模具并以具有高透光性的另一模造材料進(jìn)行模造，以形成導(dǎo)光器的第二部份424。上述作法的好處在于，形成導(dǎo)光器的第一部份422后，此中間產(chǎn)品可輕易運送至同一條生產(chǎn)線或另外一間工廠，以進(jìn)行第二模造步驟。
上述連續(xù)的兩步模造步驟也可應(yīng)用于類似設(shè)計的不同產(chǎn)品。舉例來說，大量的固態(tài)光源110固定于對應(yīng)的導(dǎo)線架130可模造于一模具中，形成導(dǎo)光器的第一部份。稍后在與具有不同尺寸的導(dǎo)光器連結(jié)，形成發(fā)光單元100。
模造材料可模造為各種體積，并具有不同功能如按鍵、扣環(huán)、彈簧、或占位符號(placeholder)等。模造方法可為現(xiàn)有制程如UV轉(zhuǎn)印制程(UV replica process)，此制程可用目前的半導(dǎo)體模造設(shè)備進(jìn)行，且具有較佳的制程控制。UV轉(zhuǎn)印制程以毛細(xì)管作用力填滿模具，可形成輪廓控制較佳的光學(xué)結(jié)構(gòu)。此種制程可顯著地減少制程周期(cycle time)，并改善產(chǎn)品的尺寸控制。
本發(fā)明可由下列幾點總結(jié)發(fā)光單元具有固態(tài)光源固定于導(dǎo)線架與導(dǎo)光器上，用以將固態(tài)光源發(fā)出的光導(dǎo)入導(dǎo)光器的導(dǎo)光方向。固態(tài)光源與至少部份的導(dǎo)線架以模造材料進(jìn)行模造，且模造材料構(gòu)成至少部份的導(dǎo)光器。
雖然本發(fā)明已以數(shù)個較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作任意的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
主要元件符號說明100～發(fā)光單元；110、210、310～固態(tài)光源；120、220、320～導(dǎo)光器；121～光重新導(dǎo)向部份；130、230、330～導(dǎo)線架；131～導(dǎo)線架的第一部份；132～導(dǎo)線架的第二部份；140～反射盒；235、335～順應(yīng)層；325～主體；345～反射層；422～導(dǎo)光器的第一部份；424～導(dǎo)光器的第二部份。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光單元，包括一固態(tài)光源；一導(dǎo)光器，用以導(dǎo)向接收自該固態(tài)光源的光；其中該固態(tài)光源發(fā)出的光導(dǎo)入該導(dǎo)光器的導(dǎo)光方向；其中該發(fā)光單元更包括一導(dǎo)線架；該固態(tài)光源固定于該導(dǎo)線架上；以及該固態(tài)光源與至少部份該導(dǎo)線架以一模造材料一起進(jìn)行模造，且該模造材料構(gòu)成至少部份的該導(dǎo)光器。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光單元，其中該導(dǎo)線架包括一第一部份與一第二部份，其中該第一部份與該第二部份互相垂直。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光單元，其中該導(dǎo)線架包括一反射盒。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光單元，其中該導(dǎo)光器包括一主體，其組成為一基材，其中該主體是以該模造材料進(jìn)行模造。
5.如權(quán)利要求2所述的發(fā)光單元，其中該導(dǎo)光器具有一第一部份及一第二部份，該第一部份鄰接該固態(tài)光源且由一抗熱及/或抗UV的材料組成，該第二部份遠(yuǎn)離該固態(tài)光源且由透光率高于該抗熱及/或抗UV的材料的材料組成。
6.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光單元，更包括一順應(yīng)層模造該固態(tài)光源以及該固態(tài)光源周圍的部份該導(dǎo)線架。
7.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光單元，更包括另一固態(tài)光源與另一導(dǎo)線架，且該另一固態(tài)光源是固定于該另一導(dǎo)線架，且該另一固態(tài)光源與部份該另一導(dǎo)線架以模造材料進(jìn)行模造。
8.一種形成如權(quán)利要求1所述的發(fā)光單元的方法，包括固定該固態(tài)光源至該導(dǎo)線架上；在一模具中對準(zhǔn)該導(dǎo)線架與該固態(tài)光源；以及以該模造材料將該固態(tài)光源及部份該導(dǎo)線架模造，該模造材料構(gòu)成部份的該導(dǎo)光器。
9.如權(quán)利要求8所述的形成發(fā)光單元的方法，其中以一抗熱及/或抗UV的模造材料進(jìn)行模造之后更進(jìn)行一步驟包括以一透光率高于該抗熱及/或抗UV的模造材料的材料對部份該導(dǎo)光器進(jìn)行模造以形成遠(yuǎn)離該固態(tài)光源的第二部份。
10.如權(quán)利要求8所述的形成發(fā)光單元的方法，其中于一模具中對準(zhǔn)該導(dǎo)線架與該固態(tài)光源的步驟前，更包括以一順應(yīng)層封裝該固態(tài)光源與該固態(tài)光源周圍的部份該導(dǎo)線架。
全文摘要
本發(fā)明的發(fā)光單元包括固定于導(dǎo)線架上的固態(tài)光源，一導(dǎo)光器，用以導(dǎo)向接收自該固態(tài)光源的光。固態(tài)光源與至少部份的導(dǎo)線架以一模造材料進(jìn)行模造，而模造材料構(gòu)成至少部份的導(dǎo)光器。
文檔編號G02F1/1335GK1971320SQ20061016045
公開日2007年5月30日 申請日期2006年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月24日
發(fā)明者法蘭斯·福維格, 彼德·汎德威, V·J·J·蒙特福, 何德?！さ虏? 威爾·安斯姆 申請人:統(tǒng)寶香港控股有限公司