專利名稱:發(fā)光二極管、其制造方法和具有該發(fā)光二極管的背光組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種背光組件，更具體地，涉及一種能夠改進亮度不均勻性的發(fā)光二極管(LED)、其制造方法以及具有該發(fā)光二極管的背光組件。
背景技術(shù)：
近年來，數(shù)據(jù)處理器已經(jīng)得到快速的發(fā)展，從而其具有各種形狀、各種功能以及更高的數(shù)據(jù)處理速度。通常，由于在數(shù)據(jù)處理器中處理的數(shù)據(jù)是電信號的類型，因此用戶需要顯示裝置以用肉眼檢查在數(shù)據(jù)處理器中處理的數(shù)據(jù)。
在各種顯示裝置中，液晶顯示裝置(LCD)是一種平板顯示裝置，其使用液晶來顯示圖像。LCD具有許多優(yōu)點，如薄、輕、功耗低且工作電壓低，從而LCD廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)領(lǐng)域。
通常，LCD由用于顯示圖像的液晶板和用于向該液晶板提供光的背光組件構(gòu)成。
背光組件的光源可以使用電致發(fā)光(EL)、冷陰極熒光燈(CCFL)、熱陰極熒光燈(HCFL)、發(fā)光二極管(LCD)等。
CCFL型背光組件的問題在于由于在熒光燈中包含的水銀容易與金屬結(jié)合以形成汞齊，因此縮短了燈的使用壽命。此外，CCFL型背光組件具有多個缺點，如隨著溫度變化的劇烈亮度變化、以及由于使用了作為劇毒重金屬的水銀而帶來的廢物處理問題。
為了解決這些問題，已開發(fā)出使用LED的另一背光組件。
LED是點光源，其可以由多個紅、綠和藍LED或者多個白LED構(gòu)成。由于在使用LED的情況下可以縮小背光組件的尺寸并保持光的均勻性，因此可以實現(xiàn)高亮度背光組件。
根據(jù)光源的設(shè)置類型，可以將LCD分類成兩種類型，其中一種是邊緣型LCD，另一種是直接型LCD。邊緣型背光組件包括位于LCD的側(cè)面上的光源、以及用于將從LED發(fā)出的光向前引導(dǎo)的導(dǎo)光板，其中導(dǎo)光板位于液晶板的背部。直接型背光組件包括位于液晶板背部的多個光源，使得從所述多個光源發(fā)出的光直接照射在位于所述多個光源的前面的液晶板上。
以下，參照附圖對現(xiàn)有技術(shù)的LCD進行說明。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)的邊緣型LCD的分解立體圖。
參照圖1，背光組件20包括底殼90、多個LED 60、用于向LED 60供電的印刷電路板(PCB)61、用于保護LED 60的殼體62、用于將從LED 60產(chǎn)生的光轉(zhuǎn)換為面光源的導(dǎo)光板50、以及光片30。其中，所述多個LED 60按間隔開預(yù)定距離的方式設(shè)置在底殼90的側(cè)面上，并發(fā)出光。此外，光片30設(shè)置在導(dǎo)光板50的上方，并起到使光散射和會聚的作用。
背光組件20還可以包括接合或涂敷在底殼90上的反射板70。
當(dāng)從PCB 61供電時，LED 60發(fā)光。從LED 60發(fā)出的光輸入到導(dǎo)光板50，通過導(dǎo)光板50對其進行引導(dǎo)，使得面光向前照射在置于導(dǎo)光板50的前面的液晶板10上。
圖2是現(xiàn)有技術(shù)的邊緣型LCD的LED 60的放大立體圖。
參照圖2，現(xiàn)有技術(shù)的LED 60(其為一種發(fā)射面積比CCFL的發(fā)射面積小的點光源)相對于基于基準(zhǔn)點的X-X’和Y-Y’軸具有預(yù)定的輻射角。
LED 60是細長的LED，其容易應(yīng)用于小尺寸的邊緣型LCD，其中，該細長LED 60相對于基于基準(zhǔn)點的X-X’和Y-Y’軸具有約110°的預(yù)定輻射角。
其中，輻射角是指在LED 60中發(fā)出的光相對于基于基準(zhǔn)點的X-X’和Y-Y’軸的最大角度。
圖3是例示出現(xiàn)有技術(shù)的邊緣型LCD的外部缺陷的示意圖。
參照圖3，現(xiàn)有技術(shù)的LCD包括液晶板10；用于保護液晶板10的頂殼11；以及置于LCD的一個側(cè)面上的多個LED 60，用于向液晶板10提供光。
如前所述，輻射角表示從LED 60發(fā)出的光的角度，其中LED 60具有約110°的輻射角。
在現(xiàn)有技術(shù)的LCD中，由于LED 60的輻射角約為110°，所以在液晶板10的一側(cè)的與其中設(shè)置有LED 60的區(qū)域相對應(yīng)的區(qū)域中必然形成有亮部A和暗部B。
由于亮部A和暗部B在液晶板10的預(yù)定區(qū)域中交替重復(fù)，因此亮度變得不均勻，這稱為亮斑(hot spot)。這里，亮部A對應(yīng)于位于從LED60發(fā)出的光的輻射角(約110°)之內(nèi)的區(qū)域，而暗部B對應(yīng)于位于從LED60發(fā)出的光的輻射角(約110°)之外的區(qū)域。該亮斑是LCD的外部缺陷的原因，這最終導(dǎo)致降低產(chǎn)品合格率。

發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明旨在提供一種發(fā)光二極管(LED)、其制造方法以及具有該發(fā)光二極管的背光組件，其基本上消除了由于現(xiàn)有技術(shù)的局限和缺點而導(dǎo)致的一個或更多個問題。
本發(fā)明的目的是提供一種LED、其制造方法以及具有該LED的背光組件，該LED能夠通過在其中設(shè)置多個光纖以改變光路從而改進由于亮度不均勻而導(dǎo)致的外部缺陷。
本發(fā)明的附加優(yōu)點、目的和特征部分地將在下面的說明中得到闡述，部分地對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在查看以下內(nèi)容時將顯見，或者可以從對本發(fā)明的實踐而獲知。通過文字說明及其權(quán)利要求
以及附圖中具體指出的結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)并獲得本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點。
為了實現(xiàn)這些目的和其他優(yōu)點并且根據(jù)本發(fā)明的目的，如在此具體實現(xiàn)和廣義描述的，提供了一種LED，其包括LED芯片，用于發(fā)出光；以及形成在所述LED芯片上方的導(dǎo)光元件，用于擴大光的輻射角。
在本發(fā)明的另一方面，提供了一種制造發(fā)光二極管的方法，該方法包括以下步驟將LED芯片安裝在基板上；通過引線接合電連接所述LED芯片；在所述基板的邊緣上形成分隔壁；將第一絕緣材料模制在由所述分隔壁包圍的內(nèi)部；將導(dǎo)光元件固定在所述第一絕緣材料中；以及在所述第一絕緣材料上模制第二絕緣材料。
在本發(fā)明的又一方面，提供了一種背光組件，其包括具有導(dǎo)光元件的光源，其中所述導(dǎo)光元件使光的輻射角擴大；與所述光源共面的導(dǎo)光板，用于將從所述光源產(chǎn)生的光轉(zhuǎn)換成面光源并使該面光源向前照射；以及用于對從所述光源發(fā)出的光進行控制的光片。
本發(fā)明在LED中使用多個光纖來使光的輻射角擴大，這使得可以改進圖像質(zhì)量，因為由于光的輻射角擴大而防止了由亮度不均勻而導(dǎo)致的亮斑。
應(yīng)當(dāng)明白，本發(fā)明的以上一般性描述和以下詳細描述都是示例性和說明性的，旨在提供對如權(quán)利要求
所述的本發(fā)明的進一步說明。
附圖被包括進來以提供對本發(fā)明的進一步的理解，其被并入且構(gòu)成本申請的一部分，附圖例示出本發(fā)明的實施例，并且與說明書一起用于說明本發(fā)明的原理。在附圖中圖1是現(xiàn)有技術(shù)的邊緣型液晶顯示裝置(LCD)的分解立體圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)的邊緣型LCD的發(fā)光二極管(LED)的放大立體圖；圖3是例示出現(xiàn)有技術(shù)的邊緣型LCD的外部缺陷的示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的邊緣型LCD的分解立體圖；圖5是例示出本發(fā)明的光纖的示意圖；圖6是例示出在本發(fā)明的邊緣型LCD中的外部缺陷的改進特征的示意圖；以及圖7A到7E是例示出根據(jù)本發(fā)明的制造白LED的方法的剖面圖。
具體實施方式下面將詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其示例示出在附圖中。只要有可能，就在全部的附圖中使用相同的標(biāo)號來表示相同或相似的部件。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的邊緣型LCD的分解立體圖。
參照圖4，本發(fā)明的LCD包括用于顯示圖像的液晶板110和用于提供光的背光組件120。
背光組件120包括多個LED 160，作為用于發(fā)光的光源；印刷電路板(PCB)161，用于向LED 160施加電壓；殼體162，用于保護LED160；導(dǎo)光板150，用于將來自LED 160的入射光轉(zhuǎn)換成面光源；反射板170，用于反射在導(dǎo)光板150下方照射的光；以及光片130，用于使來自導(dǎo)光板150的入射光發(fā)散和會聚。
背光組件120還可以包括用于輻射從LED 160產(chǎn)生的熱的熱沉(未示出)。
LED 160由發(fā)出白光的多個白LED 160構(gòu)成。
本發(fā)明的LED 160并不限于白(W)LED 160，從而可以由紅(R)、綠(G)和藍(B)LED來構(gòu)成LED 160。此外，可以由紅(R)、綠(G)、藍(B)和白(W)LED的組合來構(gòu)成LED 160。
LED 160包括改變光路以使光散射的多個光纖200。
光纖200可以是由玻璃材料制成的玻璃光纖，或由塑料材料制成的塑料光纖。本發(fā)明的光纖200使用具有高強度的塑料光纖。
盡管圖中未示出，但是光纖200通過環(huán)氧樹脂固定在LED 160中的LED芯片上。具體地，光纖200被固定為使其相對于LED芯片按范圍在20°到60°的預(yù)定角度傾斜。
將本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，現(xiàn)有技術(shù)的LED按約110°的輻射角發(fā)出光，而本發(fā)明的LED 160由于光纖200而可以按大于至少110°的預(yù)定輻射角發(fā)光。因此，光纖200起到使輻射角擴大的作用。
即，LED 160是細長型的LED，并且其通常具有110°的輻射角。然而，通過在其中并入光纖200，LED 160可以具有大于110°的大輻射角。因此，具有輻射角為110°或更大的LED 160的LCD在顯示圖像時可以改進由于亮斑現(xiàn)象的亮度不均勻而導(dǎo)致的缺陷。
圖5是例示出本發(fā)明的光纖200的側(cè)面圖和剖面圖，以及例示出光在光纖200中如何傳播的示意圖。
參照圖5，光纖200包括輸入端221，光通過該輸入端221輸入；輸出端222，光通過該輸出端222輸出；芯223，光在其中傳播；形成在芯223上的包層224，用于反射光；以及形成在包層224上的涂層225，用于提高強度。
在輸入端221與輸出端222之間的距離約750μm，涂層225的直徑約為250μm。
通過輸入端221輸入的光在芯223中傳播，同時被包層224反射，并通過輸出端222輸出。
根據(jù)材料可以將光纖分類成玻璃光纖和塑料光纖。
具體地，可以將玻璃材料分類成硅石型光纖、氟型光纖、稀土型光纖等等。
最近廣泛使用的硅石型光纖由硅石制成。為了使對光的折射率不同，向硅石氧化物中摻雜諸如F、B2O3、P2O3等的摻雜劑。如果摻入摻雜劑，則折射率可能增大或減小。這里，包層224的折射率應(yīng)當(dāng)小于芯223的折射率。
硅石型光纖具有如下的有利特征因為它在高溫(即，約1000℃)下不變形并且具有低熱膨脹系數(shù)，所以，盡管溫度劇烈變化，它都不易碎。
自從1975年研制出氟化物玻璃以來，氟型光纖得到了多種應(yīng)用，這是因為它具有如下優(yōu)點在0.2μm到8μm的波長范圍內(nèi)(例如，特別是在2.55μm)傳輸損耗非常小。
在將稀土元素?fù)饺雰H僅傳輸光的無源光纖中的情況下，稀土型光纖可以成為具有新的光特性和磁特性的有源光纖。稀土元素可以包括鈮(Nb)、鉺(Er)、鏑(Dy)、鋱(Tb)、鈰(Ce)、銪(Eu)、銩(Tm)、鐿(Yb)、鐠(Pr)等。最廣泛使用的一種稀土型光纖是摻鉺光纖，其中在硅石型光纖的芯中摻雜有鉺。
同時，塑料光纖逐漸取代使用光學(xué)透明聚合物材料的現(xiàn)有的玻璃光纖，這是因為玻璃具有多個缺點，如易碎、可成形性差、當(dāng)形成形狀大于預(yù)定尺寸的玻璃時生產(chǎn)率低。
塑料光纖使用丙烯型聚合物作為芯材料，使用氟型聚合物作為包層材料。
由于塑料光纖具有善于抵抗振動或彎曲的特性，因此它用于窄區(qū)域、特快列車、交通工具等。此外，塑料光纖不會產(chǎn)生熱，從而其廣泛用于顯示器的照明或者對熱敏感的半導(dǎo)體工藝的裝置的照明。
例如，本發(fā)明的光纖200可以使用具有高強度和強耐熱性的塑料光纖。
圖6是例示出在本發(fā)明的邊緣型LCD中的外部缺陷的改進特征的示意圖。
參照圖6，本發(fā)明的LCD包括液晶板110；用于保護液晶板110的頂殼111；以及設(shè)置在LCD的一側(cè)的多個LED 160，用于向液晶板110提供光。
LED 160在其中并入有光纖(見圖4和5的標(biāo)號200)，該光纖使輻射角擴大。
光纖按使其以范圍在20°到60°的預(yù)定角度傾斜的方式固定在LED160的LED芯片(未示出)上，由此，它將LED 160的輻射角擴大為大于110°。
在LCD中，當(dāng)LCD工作時，不可避免地形成亮部C和暗部D。然而，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，由于在LED 160中按使其以20°至60°的傾角傾斜的方式形成有光纖以使得將光的輻射角擴大為大于110°，因此只在與位于顯示屏幕的一側(cè)的其上顯示有液晶板110的圖像的圖像顯示區(qū)域無關(guān)的區(qū)域形成有暗部D。因此，可以改進由于亮度不均勻而導(dǎo)致的外部缺陷。
圖7A到7E是例示出根據(jù)本發(fā)明的制造白LED的方法的剖面圖。
參照7A，在硅基板301的外周緣上形成背光的引線框，并在該背光的引線框上安裝LED芯片303。
之后，參照圖7B，引出所安裝的藍LED芯片303的P電極和N電極，然后通過導(dǎo)線304和304’的接合工藝使其與引線框302上的引線圖案電接觸。
參照圖7C，在完成了將導(dǎo)線304和304’接合到藍LED芯片303之后，在硅基板301上方的邊周緣上形成分隔壁305。然后，按使得藍LED芯片303埋在其間的方式將熒光模306模制在分隔壁305包圍的內(nèi)部，其中在熒光模306中混和有熒光材料。
參照7D，在熒光模306上模制第一環(huán)氧樹脂307。然后，在第一環(huán)氧樹脂307硬化之前在第一環(huán)氧樹脂307上安裝多個光纖400。
將光纖400固定為使得其沿著其中形成有藍LED芯片303的區(qū)域的上方的周緣設(shè)置，具有預(yù)定的傾角α。
光纖400的傾角α在20°到60°的范圍內(nèi)，其長度和直徑分別約為750μm和250μm。
參照7E，在第一環(huán)氧樹脂307硬化并且固定了所述多個光纖400之后，在第一環(huán)氧樹脂307和所述多個光纖400的上方模制第二環(huán)氧樹脂308。
通過熒光模306的熒光材料將從藍LED芯片303產(chǎn)生的藍光轉(zhuǎn)換成白光，從而輸出白光。
因為光纖400，所以一部分白光的光路改變?yōu)楣饫w400的排列方向。
盡管例示出LCD是其中LED 160設(shè)置在LCD側(cè)面上的邊緣型LCD，但是本發(fā)明并不限于上述情況。因此，還可以將本發(fā)明應(yīng)用于其中多個LED 160設(shè)置在其底面上并且按預(yù)定距離間隔開的直接型LCD。類似地，由于存在其中形成有LED的區(qū)域和其中沒有形成LED的區(qū)域，因此在直接型LCD中存在亮度的不均勻，但是通過在LED中設(shè)置光纖可以克服亮度的不均勻，這是因為光纖起到了使光散射并混和的作用。
因此，根據(jù)本發(fā)明的邊緣型LCD，通過在LED 106中設(shè)置多個光纖200和400，改變了從LED 106產(chǎn)生的光的光路，這使得可以將輻射角(約110°)(即，發(fā)出光的最大角度)擴大為大于110°。由此，具有均勻亮度的光照射在液晶板上，從而改進了諸如亮斑的亮度不均勻現(xiàn)象。
換句話說，本發(fā)明在LED中使用多個光纖以使光的輻射角擴大，這使得能夠改進圖像質(zhì)量，因為由于光的輻射角擴大而防止了由亮度不均勻引起的亮斑。
對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，很明顯，可以對本發(fā)明進行各種修改和變化。由此，本發(fā)明旨在覆蓋對本發(fā)明的修改和變化，只要它們落在所附權(quán)利要求
書及其等同物的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管，其包括發(fā)光二極管芯片，用于發(fā)出光；以及形成在所述發(fā)光二極管芯片的上方的導(dǎo)光元件，用于使光的輻射角擴大。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的發(fā)光二極管，其中，所述導(dǎo)光元件由多個光纖構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的發(fā)光二極管，其中，所述光纖由玻璃材料和塑料材料中的一種形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的發(fā)光二極管，其中，所述導(dǎo)光元件設(shè)置在所述發(fā)光二極管芯片的周圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的發(fā)光二極管，其中，所述導(dǎo)光元件被設(shè)置為使得其按基于底面范圍在20°到60°的預(yù)定角度傾斜。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的發(fā)光二極管，其中，所述導(dǎo)光元件固定于第一環(huán)氧樹脂和第二環(huán)氧樹脂。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的發(fā)光二極管，其中，所述導(dǎo)光元件包括輸入端，光通過該輸入端輸入；輸出端，光通過該輸出端輸出；芯，光在其中傳播；形成在所述芯上的包層，用于反射光；以及形成在所述包層上的涂層，用于提高強度。
8.根據(jù)權(quán)利要求
7所述的發(fā)光二極管，其中，所述導(dǎo)光元件的長度約為750μm，所述涂層的直徑約為250μm。
9.一種制造發(fā)光二極管的方法，該方法包括以下步驟在基板上安裝發(fā)光二極管芯片；通過引線接合來電連接所述發(fā)光二極管芯片；在所述基板的邊緣上形成分隔壁；將第一絕緣材料模制在由所述分隔壁包圍的內(nèi)部；將導(dǎo)光元件固定在所述第一絕緣材料中；以及在所述第一絕緣材料上模制第二絕緣材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求
9所述的方法，其中，在所述第一絕緣材料硬化之前固定所述導(dǎo)光元件。
11.根據(jù)權(quán)利要求
9所述的方法，其中，將所述導(dǎo)光元件按使其具有預(yù)定的傾角的方式固定于所述第一絕緣材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求
11所述的方法，其中，所述傾角基于底面在20°到60°的范圍內(nèi)。
13.根據(jù)權(quán)利要求
9所述的方法，其中，所述第一絕緣材料和第二絕緣材料由環(huán)氧樹脂形成。
14.根據(jù)權(quán)利要求
9所述的方法，進一步包括以下步驟在模制所述第一絕緣材料之前，模制其中混和有預(yù)定的熒光材料的熒光模。
15.一種背光組件，其包括具有導(dǎo)光元件的光源，其中所述導(dǎo)光元件使光的輻射角擴大；以及用于對從所述光源發(fā)出的光進行控制的光片。
16.根據(jù)權(quán)利要求
15所述的背光組件，進一步包括與所述光源共面的導(dǎo)光板，所述導(dǎo)光板用于將從所述光源產(chǎn)生的光轉(zhuǎn)換為面光源并使該面光源向前照射。
17.根據(jù)權(quán)利要求
15所述的背光組件，其中，所述導(dǎo)光元件由多個光纖構(gòu)成。
18.根據(jù)權(quán)利要求
15所述的背光組件，其中，所述導(dǎo)光元件具有基于底面范圍在20°到60°的預(yù)定傾角。
19.根據(jù)權(quán)利要求
15所述的背光組件，其中，所述導(dǎo)光元件設(shè)置在發(fā)光二極管芯片的周圍。
20.根據(jù)權(quán)利要求
15所述的背光組件，其中，所述光源包括用于發(fā)出光的發(fā)光二極管芯片；以及形成在所述發(fā)光二極管芯片上的導(dǎo)光元件，用于使光的輻射角擴大。
專利摘要
提供了一種能夠改進亮度不均勻性的發(fā)光二極管、其制造方法和具有該發(fā)光二極管的背光組件。發(fā)光二極管包括用于發(fā)出光的發(fā)光二極管芯片、以及形成在發(fā)光二極管芯片上的用于使光的輻射角擴大的導(dǎo)光元件。因此，最大地擴大了光的輻射角，從而防止了由于亮度不均勻而導(dǎo)致的亮斑現(xiàn)象，這使得提高了圖像質(zhì)量。
文檔編號G02F1/1335GK1992360SQ200610091900
公開日2007年7月4日 申請日期2006年6月14日
發(fā)明者李在暎 申請人:Lg.菲利浦Lcd株式會社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan