[发明专利]具高发光效率的光源装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光源装置及其制造方法；具体而言，本发明关于一种可避免光线过度集中且可增加光线使用效率的光源装置及其制造方法。

背景技术

显示面板及使用显示面板的面板显示装置已渐渐成为各类显示装置的主流。例如各式面板显示屏、家用的平面电视、个人电脑及膝上型电脑的平板型监视器、移动电话及数字相机的显示屏等，均为大量使用显示面板的产品。特别是近年来液晶显示装置的市场需求大幅成长，为配合液晶显示装置在功能上及外观上的要求，液晶显示装置所使用的背光模块设计也日趋多元化。

为追求更轻薄的尺寸及较节省的用电量，发光二极管元件已被大量使用作为提供光线的来源。无论采用侧光式或直下式的背光模块设计，均可使用发光二极管作为光源。如图1A所示，传统的发光二极管元件包含有空心杯座10，其内部设置有发光二极管芯片20。空心杯座10内另有灌入的封装胶材30，以对发光二极管芯片20进行封装。封装胶材30的表面31通常可形成为平面、凹面或凸面。如图1A所示，由于封装胶材的折射率较外部空气的折射率为大，因此当发光二极管芯片20的光线以较大角度射至封装胶材30形成为平面或凹面的表面31时，容易造成全反射。此时光线需在封装胶材30内经多次反射后再行出射，因此使光线的使用效率降低。

在如图1B所示的传统发光二极管元件中，封装胶材30的表面形成为凸面。由于凸面的几何特性，此一设计可使光线产生全反射的机会降低。然而在此传统设计中，容易使光线集中于元件的正向。当与背光模块配合时，此一光线集中的特性易造成背光模块的局部亮点现象，影响显示装置的影像品质。此外，由于封装胶材30的凸面中心点较为突出，易于与导光板或其他元件接触而变形，进而影响光源输出的表现。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种光源装置及其制造方法，可增加光源装置的光线使用效率。

本发明的另一目的在于提供一种光源装置及其制造方法，可避免光线过度集中。

本发明的另一目的在于提供一种光源装置及其制造方法，可对封装体的表面提供保护。

光源装置包含有杯座、发光芯片以及封装体。杯座具有杯壁环绕围成容置空间；而发光芯片则设置于杯壁所围成的容置空间内，并位于杯座内的底部上。封装体充填于容置空间内，并包围发光芯片。在将封装体充填进入容置空间后，其暴露于杯壁开口的部分即形成有外表面。外表面主要包含两个部分：中央凹面及环状凸面。环状凸面包围在中央凹面外侧以围成一环形；中央凹面则形成为连续无奇点的内凹球弧面。中央凹面与环状凸面接合位置即会串连成为环状凸脊。

发光芯片产生的光线经封装体向外射出，因此封装体的外表面形状即为与外部介质间的介面。于封装体外表面的中央位置采用中央凹面可使经此部分射出的光线较为分散，避免产生光线过于集中的状况，进而可增加光线分布的均匀性。而在封装体外表面的周围部分采用环状凸面，则可减少光线在封装体内部产生全反射，增加发光效率。

本发明光源装置的制造方法包含下列步骤：形成杯座，其中杯座的杯壁环绕围成容置空间；于容置空间内设置发光芯片；形成封装体充填于容置空间内，并包围发光芯片；于封装体连接杯壁的外表面上形成中央凹面及环状凸面。环状凸面围绕在中央凹面外，且两者的接合位置形成为环状凸脊，因此，此步骤中亦需决定环状凸脊的位置。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：

图1A及图1B为传统发光二极管元件的示意图；

图2为本发明光源装置的实施例剖面图；

图3A为光源装置的实施例示意图；

图3B为图3A所示实施例的剖面图；

图3C为另一实施例剖面图；

图4为光源装置的实施例光线路径图；

图5为光源装置的另一实施例光线路径图；

图6为中央凹面的几何示意图；

图7为光源装置的另一实施例剖面图；

图8为光源装置制造方法的实施例流程图；

图9为封装体厚度改变时的光线路径示意图。

其中，附图标记

100杯座            110杯壁

111上杯壁          113下杯壁

115底部            117台面

130容置空间        170斜面

200发光芯片        210发光顶面

211中心点          217中心法线

300封装体          310外表面

330中央凹面        331曲率中心