CN102128392B - 光源模块及背光模块 - Google Patents

光源模块及背光模块 Download PDF

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Abstract

本发明揭露一种光源模块及其背光模块。该光源模块包含一电路板及设置于该电路板上的一发光二极管。该发光二极管包含一封装单元及一导电支架。该封装单元包含一绝缘体、嵌入该绝缘体的一散热支架、以及设置于该散热支架上且被该绝缘体包覆的一发光二极管芯片，该发光二极管芯片包含二电极，该散热支架与该二电极绝缘，该绝缘体其上定义一出光面。该导电支架设置于该绝缘体的外侧面，且与该散热支架连接并突出于该出光面。藉此，该突出的导电支架亦与该二电极绝缘，故能发挥静电放电防护的功能，进而避免该发光二极管意外损毁且延长其寿命。

Description

光源模块及背光模块
【技术领域】
本发明关于一种光源模块及具有该光源模块的背光模块，尤指一种具有抗静电放电(anti-electrostatic discharge)结构的光源模块及背光模块。
【背景技术】
由于发光二极管(Light Emitting Diode，LED)具有体积小及寿命长等优点，因此目前已广泛应用于各种有光源需求的电子装置中，例如照明灯具、具有光学指示功能的家电用品、计算机及通信产品等等，并且随着发光二极管发光技术发展，其发光功率及发光稳定性大幅提升，发光二极管已成为未来光源的主流。
目前市面上已有许多液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)的背光模块采用发光二极管作为其光源，然而发光二极管的运作亦与一般半导体电子组件一样，易受到静电放电的影响，甚至损毁。针对此问题，已有现有光源模块利用齐纳二极管(Zener diode)与发光二极管并联，使得突发的静电流能经由此旁路通过，以达到保护发光二极管的功效。然而，利用齐纳二极管的解决方案仍有其局限，除了整个发光组件需留有齐纳二极管的配置空间外，所使用的齐纳二极管其容通能力也限制了发光二极管受保护的程度。
因此，目前的静电放电保护措施的保护能力仍有限制，且增加发光组件的制造成本及制程困难度，故有需要提出一种发光二极管结构，能在不过度增加发光二极管制程负担下，突破现有齐纳二极管的组件规格限制，以有效解决上述问题。
【发明内容】
本发明的目的的一在于提供一种光源模块，利用发光二极管的散热支架延伸出导电支架，突出于发光二极管的绝缘体，用以导引外来静电，避免发光二极管内的发光二极管芯片受到影响。
本发明的光源模块包含一电路板及一发光二极管。该发光二极管设置于该电路板上并包含一封装单元及一导电支架。该封装单元包含一绝缘体、嵌入该绝缘体的一散热支架、以及设置于该散热支架上且被该绝缘体包覆的一发光二极管芯片。该发光二极管芯片包含二电极，该散热支架与该二电极绝缘，该绝缘体其上定义一出光面，其中该发光二极管芯片发射的光线自该出光面射出该封装单元。该导电支架设置于该绝缘体的外侧面，且与该散热支架连接并突出于该出光面。
藉此，放电至该发光二极管的外部静电将经由该导电支架被导引出，使得该发光二极管芯片不会被该外部静电电击而造成损坏。此外，于实作上，该导电支架与该散热支架可一体成形，故相对于现有一般的发光二极管而言，本发明的发光二极管的制程负担及成本实质上均未增加；相对于现有附有齐纳二极管的发光二极管而言，本发明的发光二极管无需齐纳二极管，故其制程更是能相对稳定且其成本更是相对低廉。明显地，本发明的光源模块除具有成本降低、制程简化的优点之外，尚能突破现有齐纳二极管的组件规格限制而提供静电放电防护，有效解决现有技术上的问题。
本发明的另一目的在于提供一种背光模块，其采用本发明的光源模块，故亦能避免该光源模块内的发光二极管芯片受到电击，进而提供稳定的背光。
本发明的背光模块包含一电路板、一导光构件及一发光二极管。该导光构件具有一入光面及一第一出光面。该发光二极管，设置于该电路板上并包含一封装单元及一导电支架。该封装单元包含一绝缘体、嵌入该绝缘体的一散热支架、以及设置于该散热支架上且被该绝缘体包覆的一发光二极管芯片。该发光二极管芯片包含二电极，该散热支架与该二电极绝缘，该绝缘体其上定义一第二出光面，该第二出光面朝向该入光面，其中该发光二极管芯片发射的光线自该第二出光面射出该封装单元并穿过该入光面进入该导光构件。该导电支架设置于该绝缘体邻近该导光构件的外侧面，且与该散热支架连接并突出于该第二出光面。同样地，放电至该发光二极管的外部静电将经由该导电支架被导引出，使得该发光二极管芯片不会被该外部静电电击而造成损坏。本发明的背光模块的其它优点亦如前述，不另赘述。
简言之，相对于该发光二极管的外部静电可能来自与该背光模块组装的其它电子组件，亦可能来自该导光构件，此外部静电可能于产品组装时产生或是于运作时产生，但此外部静电皆能被本发明的光源模块或背光模块的导电支架导引，使得该发光二极管芯片免于电击，而仍能保持正常运作，进而提供稳定的发光及延长使用寿命。因此，相对现有技术而言，本发明的光源模块及背光模块均有成本降低、制程简化的优点，且能突破现有齐纳二极管的组件规格限制而提供静电放电防护，有效解决现有技术上的问题。
关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。
【附图说明】
图1为根据本发明的一较佳具体实施例的一光源模块的示意图。
图2为图1光源模块的俯视图。
图3为图1光源模块沿X-X线的剖面图。
图4为图1光源模块沿Y-Y线的剖面图。
图5为根据本发明的另一实施例的一光源模块的剖面图。
图6为根据本发明的另一较佳具体实施例的一光源模块的剖面图。
图7为根据本发明的一实施例的一光源模块的剖面图。
图8为根据本发明的另一实施例的一光源模块的剖面图。
图9为根据本发明的一较佳具体实施例的一背光模块的剖面图。
图10为根据本发明的另一实施例的一背光模块的剖面图。
图11为根据本发明的又一实施例的一背光模块的剖面图。
【主要组件符号说明】
1、3  光源模块                5、7、9     背光模块
12    电路板                  14          发光二极管
16    散热体                  18          金属壳体
20    导线                    22          导光构件
24    多层光学膜              26          反光构件
122   第一表面                124         第二表面
126   导电通孔                127         导电柱
128   电路                    130         接地电极
142   封装单元                144         第一导电支架
146   第二导电支架            202、204    端
222   入光面                  224         出光面
1282  焊垫                    1422        绝缘体
1424  散热支架                1426        电极支架
1428  发光二极管芯片          1430        胶体
1432  封胶                    1434        出光面
1436  方向                    1438、1440  高度
【具体实施方式】
请参第1至图4，图1为根据本发明的一较佳具体实施例的一光源模块1的示意图，图2为图1光源模块1的俯视图，图3为图1光源模块1沿X-X线的剖面图，图4为图1光源模块1沿Y-Y线的剖面图。光源模块1包含一电路板12及设置于电路板12上的多个发光二极管14。每一个发光二极管14包含一封装单元142、一第一导电支架144及一第二导电支架146。封装单元142包含一绝缘体1422、嵌入绝缘体1422的一散热支架1424及二电极支架1426、以及一发光二极管芯片1428，其中绝缘体1422包含一胶体1430及一封胶1432，胶体1430系与散热支架1424及电极支架1426射出成形，胶体1430形成杯状容置空间，散热支架1424与该二电极绝缘且与电极支架1426隔离，发光二极管芯片1428设置于散热支架1424上，发光二极管芯片1428包含二电极(未标示于图中)分别与该二电极支架1426以打线的方式电连接，透明的封胶1432被填入杯状胶体1430内，使得发光二极管芯片1428被绝缘体1422包覆。绝缘体1422其上定义一出光面1434，此出光面1434相当于封装单元142之外表面，若封胶1432填满胶体1430，则出光面1434相当于封胶1432表面；若胶体1430仍相对封胶1432突出，则出光面1434相当于胶体1430突出部分形成的假想面。发光二极管芯片1428发射的光线(以带箭头虚线表示于图3及图4中)自出光面1434射出封装单元142。第一导电支架144及第二导电支架146相对设置于绝缘体1422的外侧面，且与散热支架1424连接并突出于出光面1434。
补充说明的是，于本实施例中，第一导电支架144及第二导电支架146系与散热支架1424一次成形，于实作上，多以冲压制程制作。因此，第一导电支架144及第二导电支架146亦与散热支架1424一同参与胶体1430的射出成形制程；但本发明不以此为限，例如于封装单元142完成后，第一导电支架144及第二导电支架146再与散热支架1424以焊接或其它结合方式连接。
进一步来说，电路板12具有一第一表面122、相对于第一表面122的一第二表面124及贯穿第一表面122与第二表面124的一导电通孔126，电路板12于第一表面122上形成有一电路128，电路128包含多个焊垫1282，对应封装单元142的电极支架1426，发光二极管14设置于第一表面122且封装单元142的电极支架1426焊接至对应的焊垫1282，藉以获得电源供应以使发光二极管芯片1428发光。电路板12于第二表面124上形成有一接地电极130，导电通孔126系以一通孔内壁涂布导电材质来实现，并与接地电极130电连接。于本实施例中，散热支架1424与导电通孔126直接接触，故与散热支架1424连接的第一导电支架144及第二导电支架146即经由散热支架1424、导电通孔126以与接地电极130电连接。
请参阅图3。当有外部静电(以闪电图形表示)电击发光二极管14时，突出于出光面1434的第一导电支架144及第二导电支架146将首当其冲，故第一导电支架144及第二导电支架146可经由散热支架1424、导电通孔126及接地电极130以导引该静电，避免封装单元142内的发光二极管芯片1428受到电击而损坏，解决了先前技术中发光二极管一旦遭受电击极易造成损坏的问题。补充说明的是，第一导电支架144及第二导电支架146突出于出光面1434的高度不足时，会抑制导引静电放电的效果；而当第一导电支架144及第二导电支架146突出于出光面1434的高度过大时，会引起不必要的静电放电。于本实施例中，第一导电支架144及第二导电支架146沿垂直出光面1434的一方向1436突出于出光面1434的高度1438约为0.2至1mm；但本发明不以此为限，于实作上，宜以光源模块的实际配置而定，尤其是与其它组件的相对位置。另外，于本实施例中，与散热支架1424连接的第一导电支架144及第二导电支架146亦兼具有散热功能，以将散热支架1424所吸收发光二极管芯片1428于运作中产生的热散逸。
请参阅图5，其为根据本发明的另一实施例的光源模块的剖面图，其剖面位置与图3相同。与图3的光源模块1不同之处主要在于图5中的光源模块使用一导电柱127取代图3中的导电通孔126，贯穿第一表面122与第二表面124并连接接地电极130与散热支架1424。同样地，第一导电支架144及第二导电支架146亦能经由散热支架1424、导电柱127以与接地电极130电连接，以导引静电放电。此外，于本实施例中，此导电柱127亦作为热的良导体，可传导散热支架1424所吸收发光二极管芯片1428于运作中产生的热。
前述各实施例的发光二极管14于实作上多以串联连接，形成一棒状光源，但本发明不以此为限。无论串联或并联，多个发光二极管14于运作中产生的热相当可观，故实作上多有散热机制。请参阅图6，其为根据本发明的另一较佳具体实施例的一光源模块3的剖面图，其剖面位置与图3相同。与图5中的光源模块不同之处主要在于光源模块3更包含一散热体(heatsink)16及一金属壳体18，散热体16设置于发光二极管14的外部并与发光二极管14的散热支架1424及金属壳体18连接，用以散逸发光二极管芯片1428于运作中产生的热。于本实施例中，电路板12设置于散热体16上，使得接地电极130能接触到散热体16，进而实现散热体16与散热支架1424间的连接。藉此，散热体16将自导电柱127传导的热再传导至金属壳体18散逸。于实作上，散热体16固可为现有的散热金属块或连接有鳍片的散热片等，但亦可为其它导热壳体，例如光源模块3的外壳。请参阅图7，其为根据本发明的一实施例的一光源模块的剖面图。与图6中的光源模块不同之处主要在于图7的光源模块直接利用金属壳体18作为散热体，同样能达到散热的效用。
另外，于实作上，若第一导电支架144及第二导电支架146的接地不经由电路板12的接地电极130实现，则接地电极130可予以省略。请参阅图8，其为根据本发明的另一实施例的一光源模块的剖面图。于本实施例中，电路板12不具有接地电极130，导电柱127直接接触金属壳体18，藉此经导电柱127传导的热可直接传导至金属壳体18。此外，图8中的光源模块包含二导线20，导线20的一端202连接于金属壳体18，导线20的另一端204则分别连接至第一导电支架144及第二导电支架146，藉此实现第一导电支架144及第二导电支架146的接地。
如前说明，本发明的光源模块具有抗静电放电的特性，故可应用于需稳定光源的装置中。请参阅图9，其为根据本发明的一较佳具体实施例的一背光模块5的剖面图。背光模块5包含本发明的光源模块3、一导光构件22及多层光学膜24，其中导光构件22具有一入光面222及一出光面224，绝缘体1422其上定义的出光面1434朝向导光构件22的入光面222，多层光学膜24设置于导光构件22的出光面224上，可包含扩散片、棱镜片及偏光片等等，其它构件的说明可直接参阅前述实施例的说明，不再赘述。藉此，当有外部静电(以闪电图形表示)电击发光二极管14时，尤其是多层光学膜24上所积存的静电，突出于出光面1434的第一导电支架144将首当其冲，故第一导电支架144可经由散热支架1424、导电柱127及接地电极130以导引该静电，避免封装单元142内的发光二极管芯片1428受到电击而损坏，解决了先前技术中发光二极管一旦遭受电击极易造成损坏的问题。第一导电支架144的导引静电放电功能除于背光模块5运作中可发挥功效，于背光模块5组装过程中亦有导引静电放电功能。另外，第二导电支架146虽相对于第一导电支架144远离多层光学膜24，但第二导电支架146于背光模块5组装过程中仍有导引静电放电功能，并且于运作中仍可导引其它部分可能的静电放电。
请参阅图10，其为根据本发明的另一实施例的一背光模块7的剖面图。与图9的背光模块5不同之处在于背光模块7的电路板12直接设置于金属壳体18上并且发光二极管14的出光面1434未直接正对导光构件22的入光面222，故背光模块7另包含一反光构件26，用以反射发光二极管14发射的光线(以带箭头虚线表示)至导光构件22的入光面222，其它构件说明可参阅前述各实施例中相关说明，不另赘述。另外，请参阅图11，其为根据本发明的又一实施例的一背光模块9的剖面图。与图10的背光模块7不同之处在于背光模块9的第一导电支架144及第二导电支架146系另以导线20接地，故电路板12无需包含接地电极130，其它构件说明可参阅前述各实施例中相关说明，不另赘述。另外补充说明的是，前述关于背光模块的实施例均以导电柱127为例，但本发明不以此为限；于前述光源模块以导电通孔126为例者，亦可适用于前述背光模块的实施例，不待赘述。
综上所述，本发明的光源模块具有突出的导电支架，可导引静电放电，故于光源模块运作中或组装过程中，若有静电放电发生时，即可通过该突出的导电支架导引静电放电，避免光源模块中发光二极管芯片受到损伤。同理，本发明的背光模块使用本发明的光源模块，故于背光模块运作中或组装过程中，若有静电放电发生时，即可通过该突出的导电支架导引静电放电而仍能提供稳定的背光。此外，本发明的光源模块及背光模块系直接利用现有制程设计出突出的导电支架，以实现静电放电防护的目的，故相对于先前技术使用齐纳二极管的技术手段，本发明的光源模块及背光模块具有成本降低、制程简化的优点，且能突破现有齐纳二极管的组件规格限制而提供更有效、防护范围更广的静电放电防护。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (15)

1.一种光源模块，其包含：
一电路板；以及
一发光二极管，设置于该电路板上，该发光二极管包含：
一封装单元，包含一绝缘体、嵌入该绝缘体的一散热支架、以及设置于该散热支架上且被该绝缘体包覆的一发光二极管芯片，该发光二极管芯片包含二电极，该散热支架与该二电极绝缘，该绝缘体其上定义一出光面；以及
一第一导电支架，设置于该绝缘体的外侧面，且与该散热支架连接并突出于该出光面；其中，
该电路板具有一接地电极，该第一导电支架电连接至该接地电极。
2.一种光源模块，其包含：
一电路板；以及
一发光二极管，设置于该电路板上，该发光二极管包含：
一封装单元，包含一绝缘体、嵌入该绝缘体的一散热支架、以及设置于该散热支架上且被该绝缘体包覆的一发光二极管芯片，该发光二极管芯片包含二电极，该散热支架与该二电极绝缘，该绝缘体其上定义一出光面；以及
一第一导电支架，设置于该绝缘体的外侧面，且与该散热支架连接并突出于该出光面；
一金属壳体，设置于该发光二极管的外部并与该发光二极管的该散热支架连接，用以散逸该发光二极管芯片于运作中产生的热；
一导线，该导线的一端连接于该第一导电支架，该导线的另一端连接于该金属壳体。
3.根据权利要求1所述的光源模块，其特征在于，该电路板具有一第一表面、相对于该第一表面的一第二表面及贯穿该第一表面与该第二表面的一导电通孔，该发光二极管设置于该第一表面，该接地电极位于该第二表面，该第一导电支架经由该导电通孔电连接至该接地电极。
4.根据权利要求1所述的光源模块，其特征在于，该电路板具有一第一表面、相对于该第一表面的一第二表面及贯穿该第一表面与该第二表面的一导电柱，该发光二极管设置于该第一表面，该接地电极位于该第二表面，该第一导电支架经由该导电柱电连接至该接地电极。
5.根据权利要求1所述的光源模块，其特征在于，更包含一散热体，设置于该发光二极管的外部并与该发光二极管的该散热支架连接，用以散逸该发光二极管芯片于运作中产生的热。
6.根据权利要求1所述的光源模块，其特征在于，该发光二极管更包含一第二导电支架，相对该第一导电支架设置于该绝缘体的外侧面，且与该散热支架连接并突出于该出光面。
7.根据权利要求1所述的光源模块，其特征在于，该第一导电支架沿垂直该出光面的一方向突出于该出光面的高度为0.2至1mm。
8.一种背光模块，其包含：
一电路板；
一导光构件，具有一入光面及一第一出光面；以及
一发光二极管，设置于该电路板上，该发光二极管包含：
一封装单元，包含一绝缘体、嵌入该绝缘体的一散热支架、以及设置于该散热支架上且被该绝缘体包覆的一发光二极管芯片，该发光二极管芯片包含二电极，该散热支架与该二电极绝缘，该绝缘体其上定义一第二出光面，该第二出光面大致朝向该入光面；以及
一第一导电支架，设置于该绝缘体邻近该导光构件的外侧面，且与该散热支架连接并突出于该第二出光面；其中，
该电路板具有一接地电极，该第一导电支架电连接至该接地电极。
9.一种背光模块，其包含：
一电路板；
一导光构件，具有一入光面及一第一出光面；以及
一发光二极管，设置于该电路板上，该发光二极管包含：
一封装单元，包含一绝缘体、嵌入该绝缘体的一散热支架、以及设置于该散热支架上且被该绝缘体包覆的一发光二极管芯片，该发光二极管芯片包含二电极，该散热支架与该二电极绝缘，该绝缘体其上定义一第二出光面，该第二出光面大致朝向该入光面；以及
一第一导电支架，设置于该绝缘体邻近该导光构件的外侧面，且与该散热支架连接并突出于该第二出光面；
一金属壳体，设置于该发光二极管的外部并与该发光二极管的该散热支架连接，用以散逸该发光二极管芯片于运作中产生的热；
一导线，该导线的一端连接于其中该第一导电支架，该导线的另一端连接于该金属壳体。
10.根据权利要求8所述的背光模块，其特征在于，更包含至少一光学膜，设置于该第一出光面上。
11.根据权利要求8所述的背光模块，其特征在于，该电路板具有一第一表面、相对于该第一表面的一第二表面及贯穿该第一表面与该第二表面的一导电通孔，该发光二极管设置于该第一表面，该接地电极位于该第二表面，该第一导电支架经由该导电通孔电连接至该接地电极。
12.根据权利要求8所述的背光模块，其特征在于，该电路板具有一第一表面、相对于该第一表面的一第二表面及贯穿该第一表面与该第二表面的一导电柱，该发光二极管设置于该第一表面，该接地电极位于该第二表面，该第一导电支架经由该导电柱电连接至该接地电极。
13.根据权利要求8所述的背光模块，其特征在于，更包含一散热体，设置于该发光二极管的外部并与该发光二极管的该散热支架连接，用以散逸该发光二极管芯片于运作中产生的热。
14.根据权利要求8所述的背光模块，其特征在于，该发光二极管更包含一第二导电支架，相对该第一导电支架设置于该绝缘体的外侧面，且与该散热支架连接并突出于该第二出光面。
15.根据权利要求8所述的背光模块，其特征在于，该第一导电支架沿自该发光二极管朝向该导光构件的一方向突出于该第二出光面的高度为0.2至1mm。
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