一種免二次透鏡的led背光源及l(fā)ed背光源模組的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種免二次透鏡的LED背光源及背光源模組，所述LED背光源包括基板、及至少一個與所述基板電性連接的LED倒裝芯片單元，所述LED倒裝芯片單元包括一LED倒裝芯片及一透鏡，所述LED倒裝芯片的出光面表面包覆有厚度為100～400μm的光學(xué)轉(zhuǎn)換材料層，所述透鏡其入光面內(nèi)凹形成一容納槽，所述透鏡通過其容納槽罩設(shè)于所述LED倒裝芯片，且所述容納槽其內(nèi)表面和包覆于LED倒裝芯片出光面表面的光學(xué)轉(zhuǎn)換材料層相對。本實用新型提供的直下式LED背光源具有結(jié)構(gòu)相對簡單、封裝所需空間相對較小的特點(diǎn)，可實現(xiàn)背光模組超薄化。
【專利說明】—種免二次透鏡的LED背光源及LED背光源模組

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于LED【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種免二次透鏡的直下式LED背光源及含有該LED背光源的LED背光源模組。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，LED作為背光源在液晶面板顯示領(lǐng)域的應(yīng)用滲透率已經(jīng)超過90%。背光源模組架構(gòu)主要有側(cè)入式和直下式兩種，側(cè)入式LED背光是將LED光源設(shè)置在導(dǎo)光板的側(cè)面，LED發(fā)出的光通過耦合進(jìn)入導(dǎo)光板，通過反射片、網(wǎng)點(diǎn)的反射和散射將光導(dǎo)出，這樣做的缺點(diǎn)在于所形成的畫面對比度相對較差，不可進(jìn)行局部調(diào)光。直下式LED背光則以更準(zhǔn)確地呈現(xiàn)圖像，并展現(xiàn)出優(yōu)秀的色彩和明暗對比效果而逐漸成為市場的主流趨勢。
[0003]直下式LED背光模組一般包括IXD顯示屏、擴(kuò)散膜及PCB板，PCB板上設(shè)有若干封裝后的LED光源，LED光源發(fā)出光線后，經(jīng)擴(kuò)散膜后光線變得均勻、一致，然后均勻地照射到LCD顯示屏上，從而實現(xiàn)對液晶顯示裝置進(jìn)行照亮的作用?，F(xiàn)有直下式背光源的LED分布密度小，LED光源之間的交叉光線的距離大，為了利用LED發(fā)出的光線，就會導(dǎo)致背光模組的厚度較大，難以實現(xiàn)超薄化。在LED數(shù)量和排布間距不變的前提下，LED光源配上二次透鏡以縮短混光距離可以減薄背光模組厚度。但是使用二次透鏡存在設(shè)計復(fù)雜及成本增加等問題。
[0004]美國專利US7352011B2，就是使用二次透鏡的結(jié)構(gòu)。其通過將一次透鏡安裝到chip上方，該透鏡可以維持LED chip偏離中心軸發(fā)光70-80°范圍內(nèi)的發(fā)光強(qiáng)度是中心發(fā)光強(qiáng)度的5% -30%之間，且在二次透鏡上進(jìn)行特殊形狀的設(shè)計，以便實現(xiàn)各方向出光更加均勻，通過在一次透鏡和二次透鏡上進(jìn)行設(shè)計改造以達(dá)到出光均勻的目的的方案。但其存在一次透鏡和二次透鏡光學(xué)設(shè)計復(fù)雜問題，二次透鏡成本增加問題，二次透鏡的加入難以實現(xiàn)超薄化，以及二次透鏡用高分子膠粘劑粘貼，存在使用中容易脫落進(jìn)而導(dǎo)致整個光源無法工作的弊端。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)相對簡單、封裝所需空間相對較小，可實現(xiàn)背光模組超薄化的免二次透鏡的直下式LED背光源。
[0006]本實用新型為達(dá)到其目的采用的技術(shù)方案如下:
[0007]一種免二次透鏡的LED背光源，包括基板、及至少一個與所述基板電性連接的LED倒裝芯片單元，所述LED倒裝芯片單元包括一 LED倒裝芯片及一透鏡，所述LED倒裝芯片的出光面表面包覆有厚度為100?400 μ m的光學(xué)轉(zhuǎn)換材料層，所述透鏡其入光面內(nèi)凹形成一容納槽，所述透鏡通過其容納槽罩設(shè)于所述LED倒裝芯片，且所述容納槽其內(nèi)表面和包覆于LED倒裝芯片出光面表面的光學(xué)轉(zhuǎn)換材料層相對。
[0008]進(jìn)一步的，所述透鏡其出光角度為140°?160°。
[0009]優(yōu)選的，所述透鏡其出光面呈矩形或花生殼形，或呈兩個相連的圓拱形，且每個圓拱的頂部向外凸伸形成錐形頂部。
[0010]優(yōu)選的，所述透鏡為通過印刷或模制方式制作于LED倒裝芯片的光學(xué)轉(zhuǎn)換材料層的外表面。
[0011 ] 進(jìn)一步的，所述LED倒裝芯片單元其數(shù)量為多個，且多個LED倒裝芯片單元呈陣列形式分布于所述基板上。
[0012]具體的，所述陣列形式為8*4排列、9*4排列或3*6排列。
[0013]具體的，所述透鏡其材質(zhì)可為玻璃、硅膠、高分子透明塑料、或環(huán)氧樹脂。
[0014]本實用新型第二方面提供一種LED背光源模組，所述LED背光源模組具有如上文所述的LED背光源。
[0015]本實用新型提供的技術(shù)方案具有如下有益效果:
[0016]本實用新型提供的LED背光源具有結(jié)構(gòu)相對簡單、制造相對容易、封裝所需空間相對較小的特點(diǎn)，有助于實現(xiàn)背光模組的超薄化。
[0017]本實用新型的LED背光源，其透鏡出光面的形狀優(yōu)選采用花生殼狀、矩形、或呈兩個相連的圓拱形，且每個圓拱的頂部向外凸伸形成錐形頂部，可實現(xiàn)140° -160°的大角度出光。
[0018]優(yōu)選用透鏡模具通過印刷或模制的方式在LED倒裝芯片出光面表面的光學(xué)轉(zhuǎn)換材料層上制作形成罩設(shè)于LED倒裝芯片上的透鏡，和直接用膠粘劑將透鏡粘貼于LED倒裝芯片相比，本實用新型的透鏡和LED倒裝芯片之間連接更為牢固，提高了可靠性。
[0019]本實用新型提供的LED背光源，不存在不同類型的二次透鏡匹配的問題，可提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量，同時可有效縮短產(chǎn)品面市周期，加快對市場的反應(yīng)能力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是LED背光源結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是在LED倒裝芯片出光面制備光學(xué)轉(zhuǎn)換材料層的示意圖；
[0022]圖3是將圖2中的藍(lán)膜去掉的示意圖；
[0023]圖4是切割成單個的出光面表面覆蓋有光學(xué)轉(zhuǎn)換材料層的LED倒裝芯片示意圖；
[0024]圖5是LED倒裝芯片單元的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖6是LED倒裝芯片單元的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖7是LED倒裝芯片單元的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖8是LED背光燈條的示意圖；
[0028]圖9是LED背光源模組結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖10是圖9的俯視示意圖。

【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步說明:
[0031]實施例1
[0032]見圖1，本實用新型提供一種免二次透鏡的LED背光源，其包括基板300、和LED倒裝芯片單元800，LED倒裝芯片單元800包括LED倒裝芯片100、和透鏡200。其中，LED倒裝芯片100其出光面的表面包覆有光學(xué)轉(zhuǎn)換材料層400，該光學(xué)轉(zhuǎn)換材料層400的厚度為100?400 μ m之間。光學(xué)轉(zhuǎn)換材料層400不僅包覆于LED倒裝芯片100位于頂部的出光面，還包覆于位于側(cè)面的出光面，從而，可以將LED倒裝芯片100側(cè)壁發(fā)出的藍(lán)光轉(zhuǎn)換為白光，使整個光源的光線在空間色溫分布均勻。
[0033]透鏡200其具有入光面和出光面，入光面向內(nèi)凹陷形成一容納槽202，透鏡200通過其容納槽202罩設(shè)在LED倒裝芯片100上，且透鏡容納槽202的內(nèi)表面和LED倒裝芯片100表面的光學(xué)轉(zhuǎn)換材料層400相對，透鏡容納槽202內(nèi)表面和光學(xué)轉(zhuǎn)換材料層400相貼，可以采用現(xiàn)有的印刷或模制方式在LED倒裝芯片100表面制備形成所述透鏡200。透鏡200的出光面201其形狀優(yōu)選為呈矩形(見圖5)或花生殼型(見圖6)，或者呈兩個相連的圓拱形(見圖7)，且每個圓拱的頂部向外凸伸形成錐形頂部，采用優(yōu)選的透鏡，其可實現(xiàn)140°?160°的大角度出光。透鏡200的材質(zhì)可以為玻璃、硅膠、高分子透明塑料、或環(huán)氧樹脂。透鏡200出光面201形狀為矩形時，可以獲得較為均勻的平面光。透鏡200出光面201形狀為花生殼型或者呈兩個相連的圓拱形時，可使光更加發(fā)散，光輻射區(qū)域增大，空間各角度光更加均勻。
[0034]將LED倒裝芯片單元800進(jìn)一步安裝于基板300上，和基板300電性連接。具體的，可將LED倒裝芯片單元800中的LED倒裝芯片100貼裝焊接到基板300上。基板300可以是招基板、PCB電路板、MPCB電路板或者電視機(jī)外殼等材料中的一種，在基板300表面至少包含一層以上的金屬布線，基板300在其與LED倒裝芯片100相結(jié)合的區(qū)域設(shè)有電極凸點(diǎn)301。本實用新型所用的LED倒裝芯片100采用現(xiàn)有產(chǎn)品即可，LED倒裝芯片100通過其金屬電極101和基板表面的電極凸點(diǎn)301配合。
[0035]本實用新型提供的LED背光源，在LED倒裝芯片100出光面包覆光轉(zhuǎn)換材料時，可以按照如下方法進(jìn)行:如圖2所示，將LED倒裝芯片100均勻排布于具有一定粘性的藍(lán)膜500上，LED倒裝芯片的出光面即其外延襯底朝上；使用噴涂、旋涂或模制的方式將光學(xué)轉(zhuǎn)換材料400制備到LED倒裝芯片上；利用研磨、拋光、切削等方法減薄光學(xué)轉(zhuǎn)換材料，光學(xué)轉(zhuǎn)換材料400厚度控制在100-400 μ m之間；通過低溫烘烤使光學(xué)轉(zhuǎn)換材料固化，如圖3所示，去掉藍(lán)膜500 ;通過切割使帶光學(xué)轉(zhuǎn)換材料的LED倒裝芯片分離成單個，如圖4所示。
[0036]基板300上可以連接多個LED倒裝芯片單元800，多個LED倒裝芯片單元800優(yōu)選呈陣列形式分布在基板300上，陣列形式例如8*4排列、9*4排列、3*6排列中。此處所述的8*4排列可以是8排4列或4排8列，9*4排列和3*6排列也可這樣理解。
[0037]實施例2
[0038]本實施例為LED背光模組實施例。
[0039]見圖8?9，將多個實施例1中的LED倒裝芯片單元800電性連接于基板300上，形成LED背光燈條(Light Bar) 600，將LED背光燈條600安裝在電視機(jī)背板701上，由光源往上依次組裝擴(kuò)散板702、增光膜703、擴(kuò)散片704、IXD顯示屏705，最終制成免二次透鏡的直下式LED背光源模組。圖10所示為一種具體的LED背光源模組的俯視示意圖，其中的LED倒裝芯片單元800呈3*6的陣列方式排布。
[0040]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型做任何形式上的限制，故凡未脫離本實用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種免二次透鏡的LED背光源，其特征在于，包括基板、及至少一個與所述基板電性連接的LED倒裝芯片單元，所述LED倒裝芯片單元包括一 LED倒裝芯片及一透鏡，所述LED倒裝芯片的出光面表面包覆有厚度為100?400 μ m的光學(xué)轉(zhuǎn)換材料層，所述透鏡其入光面內(nèi)凹形成一容納槽，所述透鏡通過其容納槽罩設(shè)于所述LED倒裝芯片，且所述容納槽其內(nèi)表面和包覆于LED倒裝芯片出光面表面的光學(xué)轉(zhuǎn)換材料層相對。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED背光源，其特征在于，所述透鏡其出光角度為140°?160。。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED背光源，其特征在于，所述透鏡其出光面呈矩形或花生殼形，或呈兩個相連的圓拱形，且每個圓拱的頂部向外凸伸形成錐形頂部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED背光源，其特征在于，所述透鏡為通過印刷或模制方式制作于LED倒裝芯片的光學(xué)轉(zhuǎn)換材料層的外表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED背光源，其特征在于，所述LED倒裝芯片單元其數(shù)量為多個，且多個LED倒裝芯片單元呈陣列形式分布于所述基板上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的LED背光源，其特征在于，所述陣列形式為8*4排列、9*4排列或3*6排列。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED背光源，其特征在于，所述透鏡其材質(zhì)為玻璃、硅膠、高分子透明塑料、或環(huán)氧樹脂。
8.—種LED背光源模組，其特征在于，所述LED背光源模組具有如權(quán)利要求1?7任意一項所述的LED背光源。
【文檔編號】G02F1/13357GK204178089SQ201420618418
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月23日
【發(fā)明者】邵曉娟, 萬垂銘, 姜志榮, 曾照明, 區(qū)偉能, 肖國偉 申請人:晶科電子（廣州）有限公司