CN103925516A - Led背光光源和背光模组 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种LED背光光源和背光模组。所述LED背光光源包括框体，所述框体具有开口空腔，所述开口空腔具有开口，所述开口的高度小于所述开口空腔的最大高度；LED芯片，位于所述开口空腔内；荧光体，填充满所述开口空腔且具有出光面，所述出光面位于所述开口所在平面。本发明所提供的LED背光光源由于所述开口的高度小于所述开口空腔的最大高度，并且所述荧光体在所述开口所在平面形成出光面，因此所述出光面的高度小于所述开口空腔的最大高度，而LED背光光源的出光面与导光板的入光面正对，因此所述出光面的高度减小可使得在不需要减小LED背光光源整体高度的情况下，使所述LED背光光源与对应的导光板匹配。

Description

LED背光光源和背光模组

技术领域

本发明涉及显示领域，特别涉及一种LED背光光源和背光模组。

背景技术

背光模组(backlight module)的作用是为相应显示面板提供亮度充分且分布均匀的面光源。现有背光模组通常包括背光光源和导光板。背光光源的作用是发光，导光板的作用是将背光光源发出的光线均匀分散成面光源。现有技术中，通常采用LED背光光源作为背光模组的背光光源，因为LED背光光源为固体发光装置，具有耐用性高、发光电压小、发光效率高、发光明亮、发光颜色丰富等优点。

随着市场对显示装置薄型化的需求，背光模组向薄型化方向不断发展，导光板越来越薄。然而由于LED背光光源必须包括LED芯片和承载LED芯片的框体等原因，LED背光光源的整体厚度无法减小至与导光板的厚度相匹配。

因此，需要一种新的LED背光光源，以配合越来越薄的导光板，同时，需要一种具有上述LED背光光源的背光模组，以使得背光模组厚度较小。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种LED背光光源和背光模组，以使得LED背光光源能够配合越来越薄的导光板，从而使背光模组厚度较小。

为解决上述问题，本发明提供一种LED背光光源，包括：

框体，所述框体具有开口空腔，所述开口空腔具有开口，所述开口的高度小于所述开口空腔的最大高度；

LED芯片，位于所述开口空腔内；

荧光体，填充满所述开口空腔且具有出光面，所述出光面位于所述开口所在平面。

可选的，所述上顶面呈逐级下降的多个直角台阶或曲面向所述下底面倾斜，所述下底面呈逐级上升的多个直角台阶或曲面向所述上顶面倾斜。

为解决上述问题，本发明还提供了另外一种LED背光光源，包括：

框体，所述框体具有开口空腔，所述开口空腔具有开口；

LED芯片，位于所述开口空腔内；

荧光体，具有填充满所述开口空腔的第一部分和露出所述开口空腔的第二部分，所述第二部分具有出光面，所述出光面与所述开口所在平面平行，并且所述出光面的高度小于所述开口的高度。

为解决上述问题，本发明还提供了一种背光模组，包括：

如上所述的LED背光光源；

导光板，具有入光面，所述入光面正对所述LED背光光源的所述出光面。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明提供一种LED背光光源，包括框体、LED芯片和荧光体，所述LED芯片位于所述框体所具有的开口空腔内，所述荧光体填充满所述开口空腔，所述开口空腔具有开口，所述荧光体在所述开口所在平面形成出光面，其中，所述开口的高度小于所述开口空腔的最大高度。本发明所提供的LED背光光源中，由于所述开口的高度小于所述开口空腔的最大高度，并且所述荧光体在所述开口所在平面形成出光面，因此所述出光面的高度小于所述开口空腔的最大高度，即LED背光光源出光面的高度减小，而LED背光光源的出光面与导光板的入光面正对，因此所述出光面的高度减小可使得在不需要减小LED背光光源整体高度的情况下，使所述LED背光光源与对应的导光板匹配。

进一步，通过设置所述开口空腔上顶面呈逐级下降的多个直角台阶（或者曲面）向所述开口空腔下底面倾斜，并设置所述下底面呈逐级上升的多个直角台阶（或者曲面）向所述开口空腔上顶面倾斜，不仅使得所述开口空腔的开口高度小于所述开口空腔的最大高度，使所述LED背光光源与相应的导光板匹配，而且所述直角台阶（或者曲面）能够使绝大多数的光线避免发生重复反射，而是使绝缘多数的光线最多经过三次反射就进入导光板，提高LED背光光源的光线利用率。

本发明提供另一种LED背光光源，所述LED背光光源同样包括框体、LED芯片和荧光体，所述LED芯片同样位于所述框体所具有的开口空腔内，不同的是，所述荧光体具有填充满所述开口空腔的第一部分和露出所述开口空腔的第二部分，所述第二部分具有出光面，所述出光面与所述开口所在平面平行，并且所述出光面的高度小于所述开口的高度。本发明所提供的LED背光光源中，由于所述出光面的高度小于所述开口的高度，因此所述出光面的高度小于整个LED背光光源的高度，由于所述出光面的高度减小，因此在不需要减小LED背光光源整体高度的情况下，就可以使所述LED背光光源与对应的导光板匹配。

本发明提供一种背光模组，所述背光模组包括如上所述的LED背光光源和导光板，所述导光板具有入光面，所述入光面正对所述LED背光光源的所述出光面。由于所述LED背光光源中，出光面的高度减小，因此，所述LED背光光源可以和较薄的导光板匹配，使得背光模组相应部分的厚度减小。

附图说明

图1为现有技术LED背光光源立体结构示意图；

图2为图1所示LED背光光源沿A-A线切割得到的切面图；

图3为本发明实施例一LED背光光源立体结构示意图；

图4为图3所示LED背光光源中框体沿B-B线切割得到的切面图；

图5为图3所示LED背光光源中框体沿C-C线切割得到的切面图；

图6为图3所示LED背光光源沿B-B线切割得到的切面图；

图7为图3所示LED背光光源沿C-C线切割得到的切面图；

图8为本发明实施例二LED背光光源切面示意图；

图9为本发明实施例三LED背光光源立体结构示意图；

图10为图9所示LED背光光源中框体沿D-D线切割得到的切面图；

图11为图9所示LED背光光源沿D-D线切割得到的切面图；

图12为本发明实施例四背光模组的示意图。

具体实施方式

正如背景技术所述，随着导光板越做越薄，现有LED背光光源无法与导光板匹配。请结合参考图1至图2，图1显示了现有技术LED背光光源1的立体结构，图2为图1所示LED背光光源沿A-A线切割得到的切面图。从图1中可以看到，现有LED背光光源1具有框体11和荧光体12，从图2中可以看到，LED背光光源1还具有LED芯片13，而荧光体12包括荧光粉121和胶体122。结合参考图1和图2可知，框体11需具有一开口空腔（未示出），LED芯片13位于所述开口空腔内，而荧光体12填充满所述开口空腔，并且荧光体12在开口空腔110的开口端面处形成出光面123。

由于需要用于设置LED芯片13等原因，LED背光光源1中框体的总高度H1不可能制作得很小，而出光面123的高度与LED背光光源1的最大高度H1基本相等，因此LED背光光源1无法与日益薄型化的导光板匹配。

发明人研究发现，LED背光光源的出光面才是真正与导光板匹配的端面，因此，只要使得出光面的高度与导光板入光面的高度（亦即导光板的厚度）相匹配，就能够使得LED背光光源与导光板相匹配，为此本发明提供一种LED背光光源，所述LED背光光源中出光面的高度被减小，从而使得所述LED背光光源与薄型化的导光板匹配。同时由于不必改变LED背光光源的最大高度，因此，可以采用现有工艺水平制作所述LED背光光源，即可实现量产。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

实施例一

本发明实施例一提供一种LED背光光源2，请结合参考图3至图7。

请参考图3，图3为本发明实施例一LED背光光源2立体结构示意图。从图3可以看到本实施例所提供的LED背光光源2具有框体21和荧光体22。

框体21和荧光体22组成一种长方体和楔形体的组合结构。其中框体21的表面构成所述长方体的其中五个表面，具体的，图3中显示了框体21的表面构成所述长方体的上表面211和前侧表面212，除此之外，框体21的表面还构成所述长方体的后侧表面、左侧表面和下表面。长方体的右侧表面连接所述楔形体的左侧表面，其中框体21的表面还构成所述楔形体的其中四个表面，具体的，图3中显示了框体21的表面构成所述楔形体的上顶面2101和前侧面2103，除此之外，框体21的表面还构成所述楔形体的后侧面和下底面。而荧光体22的表面构成所述楔形体的右侧面。

请参考图4，图4为图3所示LED背光光源2中框体21沿B-B线切割得到的切面图，从中可以看到，框体21具有开口空腔210，开口空腔210具有开口（未标注）。

结合参考图3和图4可知，所述楔形体的上顶面2101和下底面2102即分别对应开口空腔21的上顶面和下底面。

本实施例中，上顶面2101沿出光方向呈逐级下降的多个直角台阶（未标注）向下底面2102倾斜，下底面2102沿出光方向呈逐级上升的多个直角台阶（未标注）向上顶面2101倾斜，以使得所述开口的高度H3小于开口空腔210的最大高度H2。

需要说明的是，所述出光方向与光线的传播方向不相同，光线的传播方向根据每道光线具体方向而定，而出光方向为一确定方向，本实施例中，所述出光方向指从开口空腔210内部向外垂直所述开口所在平面（即出光面223）的方向，亦即图4中实心箭头LD所示方向。

为满足工艺制作的要求和保证所述开口的高度H3满足要求，本实施例中上顶面2101的倾斜角度θ的范围设置为30°～60°，具体的，上顶面2101的倾斜角度θ可以为30°、40°、45°、50°或者60°，同理下底面2102的倾斜角度（未标注）的范围同样设定在为30°～60°，同样的，下底面2102的倾斜角度可以为30°、40°、45°、50°或者60°。并且本实施例中，上顶面2101和下底面2102以相同角度相互倾斜。

需要说明的是，本实施例中上顶面2101和下底面2102以相同角度倾斜，可以相应的模具设计简化，并且由于具有对称性，因此所述结构较为规整，便于实际运用。但是在本发明的其它实施例中，上顶面2101和下底面2102也可以以不同角度相互倾斜，或者上顶面2101和下底面2102中仅有一个面向对方倾斜。

请继续参考图4，下底面2102在所述出光方向上的投影长度L1的范围为0.2mm～0.3mm，投影长度L1与上述倾斜角度结合，即可以得到下底面2102的倾斜高度（未示出），同理上顶面2101在所述出光方向上的投影长度（未标注）的范围也为0.2mm～0.3mm，同样的，将所述投影长度与上述倾斜角度结合，即可以得到上顶面2101倾斜高度（未标注）。

需要说明的是，在本发明的其它实施例中，上顶面2101在所述出光方向上的投影长度与下底面2102在所述出光方向上的投影长度L1也可以不相等，本发明对比不作限定。

请继续参考图4，开口空腔210的最大高度H2位于靠近底部的位置（底部指与所述开口相对的内表面，未标注），最大高度H2扣除上顶面2101和下底面2102的所述倾斜高度之和，即为所述开口的高度H3。

需要说明的是，在本发明的其它实施例中，所述开口空腔的最大高度也可以位于其它位置，例如位于所述开口和所述底部的中间位置，具体可设置所述开口空腔的上顶面沿出光方向先向上倾斜，再向下倾斜，并对应地设置所述开口空腔的下底面沿出光方向先向下倾斜，再向上倾斜，此时仍有所述开口空腔的最大高度大于所述开口的高度。

请参考图5，图5为图3所示LED背光光源2中框体沿C-C线切割得到的切面图。从图5中看到，开口空腔210的前侧面和后侧面与所述楔形体的前侧面2103和后侧面2104分别对应，并且开口空腔210沿C-C线切割的切面呈梯形槽状。

请参考图6，图6为图3所示LED背光光源沿B-B线切割得到的切面图，参考图6可知，上述楔形体为开口空腔210和荧光体22组合在一起的结构。

荧光体包括荧光粉221和胶体222，其中荧光粉221的材料可以为硅酸盐或者钇铝石榴石，也可以是红色氮化物或绿色氮化物。胶体222的材料可以是环氧树脂。荧光体22在所述楔形体的右侧面形成出光面223，本实施例中，出光面223的高度H4的范围为0.1mm～0.4mm，光面223的高度与所述开口的高度H3基本相等，可知所述开口的高度H3的范围也为0.1mm～0.4mm。

从图6还可以看到，LED背光光源2还包括LED芯片23，本实施例中，LED芯片23发射出多道光线3，LED芯片23为点光源，各光线3呈发散状传播。由于LED背光光源2中，上顶面2101沿出光方向呈逐级下降的多个直角台阶向所述下底面倾斜，所述下底面沿出光方向呈逐级上升的多个直角台阶向所述上顶面倾斜，一方面，各直角台阶的反射作用使得照射到直角台阶的绝大多数的光线3最多经过三次反射即可以从出光面223传播出去（需要说明的是，大量的光线是不经任何反射而直接经出光面223射出），如图6所示，从而减小光线3因重复反射造成的损耗，另一方面，出光面223的高度H4减小，因此LED背光光源2可以与较薄的导光板匹配，由出光面223的高度H4范围为0.1mm～0.4mm可知，本实施例所提供的LED背光光源2可以与厚度范围同样为0.1mm～0.4mm的导光板匹配。

请参考图7，图7为图3所示LED背光光源2沿C-C线切割得到的切面图。结合参考图5和图7可知，LED芯片23设置在开口空腔210的梯形槽槽底，将LED芯片23设置在梯形槽槽底可使LED芯片23发出的光线按所需范围传播。但是，在本发明的其它实施例中，也可以根据需要将开口空腔210设计成其它形状。

需要说明的是，图中虽未显示，但本实施例中，LED背光光源2电连接在电路板（未图示）上，并且可以是多个LED背光光源2沿同一直线排列在同一电路板上。此外，本实施例中，一个框体21内设置一个LED芯片23，但在本发明的其它实施例中，也可以在一个框体内设置多个LED芯片。

本实施例所提供的LED背光光源2中，由于所述开口的高度H3小于开口空腔210的最大高度H2，并且荧光体22在所述开口所在平面形成出光面223，因此出光面223的高度H4小于开口空腔210的最大高度H2，即出光面223的高度H4减小。而在背光模组中出光面223与导光板的入光面正对，因此出光面223的高度H4减小可使得在不需要减小LED背光光源2整体高度的情况下，使LED背光光源2与对应的导光板匹配。

实施例二

本发明实施例二提供另外一种LED背光光源，请参考图8，所述LED背光光源具有框体41、荧光体（未示出）和LED芯片（未示出）。与实施例一相同的，本实施例中框体41具有开口空腔410，所述LED芯片位于所述开口空腔410的底部，所述荧光体填充满开口空腔410，并且所述荧光体在开口空腔410中的开口处形成出光面，可参考实施例一相应内容。

与实施例一不同的是，本实施例中，开口空腔410的上顶面4101呈逐级下降的曲面（未标注），而开口空腔410的下底面4102呈逐级上升的曲面。

需要说明的是，在本发明的其它实施例中，可根据所述LED芯片的发光角度的不同设计不同曲率的曲面，并可进一步将所述曲面设计成规则的半圆柱面，本发明对此不作限定。

本实施例所提供的LED背光光源中，开口空腔410的上顶面4101和下底面4102均为曲面，所述曲面能够使所述LED芯片所发出的绝大多数光线经过更少次数的反射就从出光面射出，进一步减小光线因重复反射造成的损耗，因此实施例所提供的LED背光光源可以进一步提高光线利用率。

实施例三

本发明实施例三提供另外一种LED背光光源5，请参考图9至图11。

请参考图9，图9为本发明实施例三LED背光光源立体结构示意图，本实施例所提供的LED背光光源5具有框体51和荧光体52。

框体51和荧光体52组成一种长方体和楔形体的组合结构。其中框体51的表面构成所述长方体的其中五个表面：上表面（未标注）、下表面（未示出）、前侧表面（未标注）、后侧表面（未示出）和左侧表面（未示出）。所述长方体的右侧表面（未示出）连接所述楔形体的左表面（未示出）。可参考实施例一相应内容。

本实施例中，所述楔形体除左侧面与所述长方体的右侧表面连接之外，其余的五个表面均由荧光体52的表面构成，即荧光体52的表面构成所述楔形体的上顶面5201、下底面5202、前侧面5203、后侧面（未示出）和出光面（亦即右侧面）523。

图10为图9所示LED背光光源5中框体51沿D-D线切割得到的切面图，从图10可以看到，框体51具有开口空腔510，开口空腔510具有开口（未标注）。本实施例中，所述开口的高度为H5。

需要说明的是，本实施例中，开口空腔510各个位置的高度相同，因此所述开口的高度H5同时也是开口空腔510的最大高度，但是在本发明的其它实施例中，开口空腔510各个位置的高度可以不同。

图11为图9所示LED背光光源沿D-D线切割得到的切面图。参考图11可知，本实施例所提供的LED背光光源5还包括LED芯片53，而荧光体52包括荧光粉（未标注）和胶体（未标注），可参考实施例一相关内容。

请继续参考图11，实施例一不同的是，本实施例中，荧光体52具有填充满所述开口空腔的第一部分53A和露出所述开口空腔的第二部分52B。

第二部分52B即构成了上述的楔形体，因此第二部分52B具有所述楔形体的右侧面，亦即出光面523。结合参考图9、图10和图11可知，出光面523与开口空腔510的所述开口所在平面（未示出）平行。

第二部分52B还具有所述楔形体的上顶面5201和下底面5202，其中上顶面5201和下底面5202沿出光方向（所述出光方向如图11中实心箭头LD所示方向，可参考实施例一相应内容）以相同角度相互倾斜，并且上顶面5201呈逐级下降的多个直角台阶（未标注）向下底面5202倾斜，下底面5202呈逐级上升的多个直角台阶（未标注）向上顶面5201倾斜，从而使得出光面523的高度H6小于所述开口的高度H5（请参考图10）。

需要说明的是，本实例中，第二部分52B的上顶面5201、下底面5202、前侧面5203和后侧面都设置有直角台阶结构，将各表面设置成具有直角台阶结构可使得光线在这些直角台阶内壁发生全反射，从而防止光线从所述四个表面透射出来。所述四个表面也可以设置成其它可以防止光线透射的结构，例如曲面结构。在制作LED背光光源5的过程中，可采用注塑成型工艺，将荧光粉和胶体形成的混合物一部分注塑在开口空腔510内，填充满开口空腔510，另一部分暴露在外形成所述楔形体，并且利用注塑工艺使得所述楔形体的上顶面5201、下底面5202、前侧面5203和后侧面都具有直角台阶结构或者曲面结构。

上顶面5201和下表面5201的倾斜角度（未示出）范围均为30°～60°，具体可以为30°、40°、45°、50°或者60°。上表面5021在所述出光方向上的投影长度L2的范围为0.2mm～0.3mm，下表面5022在所述出光方向上的投影长度（未示出）的范围也为0.2mm～0.3mm，可参考实施例一相应内容。

本实施例中出光面523的高度H6的范围可以为0.1mm～0.4mm，而通常LED背光光源5的整体高度比现有所述开口的高度H6还大，因此，相比于LED背光光源5的整体高度而言，出光面523的高度H6较小。

需要说明的是，在本发明的其它实施例中，上顶面5201和下底面5202相互倾斜的角度可以不同，或者上顶面5201和下底面5202仅其中一个面沿出光方向向对方倾斜。其它实施例中，上顶面5201也可以呈逐级下降的多个曲面向下底面5202倾斜，下底面5202也可以呈逐级上升的多个曲面向上顶面5201倾斜。其它实施例中，上顶面5201在所述出光方向上的投影长度L2与下底面5202在所述出光方向上的投影长度也可以不相等，可参考实施例一相应内容。

本实施例所提供的LED背光光源5中，荧光体52具有暴露在外的第二部分52B，第二部分52B中上顶面5201沿出光方向呈逐级下降的多个直角台阶向下倾斜，下底面5202沿出光方向呈逐级上升的多个直角台阶向上倾斜，从而使得出光面223的高度H6小于开口空腔510的高度H5。由于出光面223的高度H6减小，因此在不需要减小LED背光光源整体高度的情况下，就可以使所述LED背光光源与对应的导光板匹配。

实施例四

本发明实施例四提供一种背光模组，请参考图12，图12，为本发明实施例四背光模组的示意图，本实施例所提供的背光模组包括如以上实施例一所提供的LED背光光源2，因此可参考实施例一相应内容。本实施例所提供的背光模组还包括导光板6，导光板6具有入光面61，入光面61正对LED背光光源2的出光面223，，此时从LED芯片23发出的光线3能够从出光面223射出，并从入光面61射入导光板6中。

需要说明的是，在本发明的其它实施例中，背光模组也可以采用本发明其它实施例所提供的LED背光光源。

本实施例所提供的背光模组中，由于LED背光光源2中，所述楔形体的上顶面2101沿出光方向呈逐级下降的多个直角台阶（未标注）向下底面2102倾斜，下底面2102沿出光方向呈逐级上升的多个直角台阶（未标注）向上顶面2101倾斜，因此开口空腔210的开口的高度H3（请参考图4）比开口空腔210的最大高度H2（请参考图4）小，因此，形成在所述开口的出光面223的高度H4（请参考图6）亦减小，从而使得出光面223的高度H4与入光面61的高度（未标注）相等，因此，实现了在不需要减小LED背光光源2整体厚度的情况下，使LED背光光源2可以与较薄的导光板6相匹配，从而使背光模组的厚度可以减小。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (11)

1.一种LED背光光源，其特征在于，包括：

框体，所述框体具有开口空腔，所述开口空腔具有开口，所述开口的高度小于所述开口空腔的最大高度；

LED芯片，位于所述开口空腔内；

荧光体，填充所述开口空腔且具有出光面，所述出光面位于或平行于所述开口所在平面。

2.如权利要求1所述的LED背光光源，其特征在于，所述开口空腔的上顶面和下底面的至少一面沿出光方向向对方倾斜，以使得所述开口的高度小于所述开口空腔的最大高度。

3.如权利要求2所述的LED背光光源，其特征在于，所述上顶面和所述下底面以相同的角度向对方倾斜。

4.如权利要求3所述的LED背光光源，其特征在于，所述上顶面呈逐级下降的多个直角台阶或曲面向所述下底面倾斜，所述下底面呈逐级上升的多个直角台阶或曲面向所述上顶面倾斜。

5.如权利要求2、3或4所述的LED背光光源，其特征在于，所述出光面的高度范围为0.1mm～0.4mm；所述上顶面的倾斜角度范围为30°～60°；所述下底面的倾斜角度范围为30°～60°；所述上顶面在所述出光方向上的投影长度范围为0.2mm～0.3mm。

6.一种LED背光光源，其特征在于，包括：

框体，所述框体具有开口空腔，所述开口空腔具有开口；

LED芯片，位于所述开口空腔内；

荧光体，具有填充满所述开口空腔的第一部分和露出所述开口空腔的第二部分，所述第二部分具有出光面，所述出光面与所述开口所在平面平行，并且所述出光面的高度小于或等于所述开口的高度。

7.如权利要求6所述的LED背光光源，其特征在于，所述第二部分的上顶面和下底面至少一面沿出光方向向对方倾斜，以使得所述出光面的高度小于所述开口的高度，所述出光方向指从所述开口空腔内部向外垂直所述出光面的方向。

8.如权利要求7所述的LED背光光源，其特征在于，所述第二部分的上顶面和所述下底面以相同的角度向对方倾斜。

9.如权利要求7所述的LED背光光源，其特征在于，所述上顶面呈逐级下降的多个直角台阶或者曲面向所述下底面倾斜，所述下底面呈逐级上升的多个直角台阶或者曲面向所述上顶面倾斜。

10.如权利要求7或9所述的LED背光光源，其特征在于，所述出光面的高度范围为0.1mm～0.4mm，所述上顶面的倾斜角度范围为30°～60°，所述下底面的倾斜角度范围为30°～60°，所述上顶面在所述出光方向上的投影长度范围为0.2mm～0.3mm。

11.一种背光模组，其特征在于，包括：

如权利要求1至9任一项所述的LED背光光源；

导光板，具有入光面，所述入光面正对所述LED背光光源的所述出光面。