[发明专利]发光二极管封装结构及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及发光二极管封装结构，更特别地，涉及一种发光二极管封装结构及其应用。

背景技术

近年来，由于发光二极管的发光效率不断提升，使得发光二极管在某些领域已渐渐取代日光灯与白炽灯泡，例如需要高速反应的扫描器灯源、液晶显示装置的背光源或前光源汽车的仪表板照明、交通标志灯，以及一般的照明装置等。

一般常见的发光二极管属于一种半导体元件，其材料通常使用III-V族元素如磷化镓(GaP)、砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)等。发光二极管的发光原理是将电能转换为光，也就是对上述化合物半导体施加电流，通过电子、空穴的复合而将过剩的能量以光的形式释放出来，进而达到发光的效果。

由于发光二极管的发光现象不是藉由加热发光或放电发光，而是属于冷性发光，因此发光二极管的寿命可长达十万小时以上，且无须暖灯时间(idling time)。此外，发光二极管还具有反应速度快(约为10^-9秒)、体积小、低用电量、低污染、高可靠度、适合量产等优点，所以发光二极管所能应用的领域十分广泛。

在所有的发光二极管中，由于白光发光二极管的可应用领域广泛，如扫描器的灯源、液晶屏幕的背光源，或一般照明设备等，因此白光发光二极管已有逐渐取代传统日光灯与白炽灯泡的趋势。

目前市面上的白光发光二极管中包括利用蓝光芯片激发黄色萤光粉以产生白光，或利用红光、蓝光及绿光发光二极管芯片以分别发出红光、蓝光及绿光，通过这三种颜色的光线混色后即可产生三波长的白光。此白光发光二极管是将红光、蓝光及绿光发光二极管芯片置放于同一承载座上后，再进行封装。然而，由于发光二极管的磊晶工艺繁复，因此同一晶片制作出来的芯片并无法表现出一致的光电特性，使得芯片依照其规格范围而有良率及等级之分。

图1A及图1B为绿光发光二极管芯片的产出分布图，其中图1A示出绿光发光二极管芯片各波长的产出比例，图1B示出绿光发光二极管芯片各亮度的产出比例。如图1A及图1B所示，在特定波长如525～530纳米(nm)或特定亮度如550～560毫烛光(mcd)的规格下，绿光发光二极管芯片的产出占整体产出的比例极低，因此在此规格范围下的绿光发光二极管芯片的价格昂贵。而红光发光二极管芯片及蓝光发光二极管芯片也有相同的问题。

因此，为了让显示器具有良好的显示品质而选用规格范围小的发光二极管芯片作为背光模组的光源，随之而来的便是昂贵的显示器制作成本。

此外，图2为已知的白光发光二极管的封装结构示意图。请参考图2，在已知的白光发光二极管封装结构10中，为了有效缩短混光距离，因此会将红光、蓝光及绿光发光芯片12、13、14以三角型排列并封装于同一承载座11上。然而，由于这种发光芯片的配置方式，会造成白光发光二极管封装结构10的光场不对称。

图3A、3B及3C分别为图2芯片封装方式的红光、绿光及蓝光发光芯片的光场图。请同时参考图3A、3B及3C，应用此种白光发光二极管封装结构10的背光模组及液晶显示装置，会有不同视角的色偏问题。举例而言，绿色光场的最强光轴偏离中心轴右侧，而红色与蓝色的最强光轴偏左。当正视角的白色色度定义完成后，右视角将会偏绿色色调，而左视角则偏红蓝相加的紫色色调。这种视角的色偏问题，严重地影响液晶显示装置的显示品质。

发明内容

本发明提供一种可增加芯片的选用规格范围的发光二极管封装结构。

本发明提供一种制作成本较低的背光模组。

本发明提供一种液晶显示装置，其制作成本较低，但仍能维持良好的显示品质。

本发明提出一种发光二极管封装结构，其包括承载座以及同色系的第一发光芯片与第二发光芯片，第一发光芯片及第二发光芯片皆配置于承载座上，其中第一发光芯片及第二发光芯片的波长范围不同。

在本发明一实施例中，上述承载座具有对称中心，第一发光芯片及第二发光芯片以对称中心为中心，对称地排列于承载座上。

在本发明一实施例中，上述承载座有凹部，对称中心位于凹部内，且第一发光芯片及第二发光芯片配置于凹部内。

在本发明一实施例中，上述承载座为封装基板。

本发明提出一种背光模组，其包括框架以及配置于框架内的光源，光源包括承载座以及同色系的第一发光芯片与第二发光芯片，第一发光芯片及第二发光芯片皆配置于承载座上，其中第一发光芯片及第二发光芯片的波长范围不同。

在本发明一实施例中，上述承载座具有对称中心，第一发光芯片及第二发光芯片以对称中心为中心，对称地排列于承载座上。