CN105047794B - 防漏光的led封装结构、侧光式背光模组及液晶电视 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防漏光的LED封装结构、侧光式背光模组及液晶电视，所述防漏光的LED封装结构包括：支架，所述支架具有凹槽；在所述凹槽的底面上设置有LED芯片；所述第一长侧壁与底面的夹角为锐角，所述第二长侧壁与底面的夹角为锐角；在所述凹槽内填充有用于封装所述LED芯片、且混有荧光粉的硅胶；使得LED在长侧壁上的光会被反射到中心或者短侧壁，减少了LED的在长侧壁的出光，从而改善了传统LED上下侧发光引起的漏光现象。
Description
技术领域
本发明涉及LED封装技术领域，尤其涉及一种防漏光的LED封装结构、侧光式背光模组及液晶电视。
背景技术
由于LED具有节能、环保、结构稳定等优点，被广泛得用于背光模组中。侧发光LED电视可以做到比直下式LED电视更轻薄，且具有一定的成本优势，因此，侧发光LED超薄液晶电视成为市场的主流产品。当LED使用于侧光式背光模组中时，由于LED是类朗伯发光源，当导光板入光侧宽度较窄时，光线会超出导光板的入光面宽度，从而会有一部分光从导光板上方漏出，没有进入到导光板中，这种现象会严重影响背光显示模组的主观效果。
目前由于成本因素的限制，导光板越来越趋向于薄型化，电视机中的背光模组中大部分都已使用2mm宽的导光板，而受限于LED的问题，现有的LED在搭配薄型导光板时很容易出现漏光现象。如图1所示，图1为现有LED封装结构剖面立体示意图。传统的LED封装结构的上第一长侧壁11和第二长侧壁（图1未示出）都向外倾斜，第一长侧壁和第二长侧壁即为LED封装结构中对应的上下侧，当LED芯片10发出的光线入射到上下两侧面时会发生反射从而从上下两侧出射。再请参阅图2，在侧光式背光模组中，当导光板2较薄时，LED1上下侧发出的光会从中框3下方漏出。导光板2较薄或LED1距离导光板2入光面距离过大情况下，就会出现漏光现象。
有鉴于此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的缺陷，提供一种防漏光的LED封装结构、侧光式背光模组及液晶电视，以解决现有侧光式背光模组的LED在搭配薄型导光板时容易出现漏光现象的问题。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
一种防漏光的LED封装结构，其中，包括：用于支撑LED芯片的支架，所述支架具有凹槽；所述凹槽包括相对设置的第一长侧壁和第二长侧壁、及相对设置的第一短侧壁和第二短侧壁；所述第一长侧壁、第一短侧壁、第二长侧壁和第二短侧壁依次连接；在所述凹槽的底面上设置有LED芯片；
所述第一长侧壁与底面的夹角为锐角，所述第二长侧壁与底面的夹角为锐角；在所述凹槽内填充有用于封装所述LED芯片、且混有荧光粉的硅胶。
所述的防漏光的LED封装结构，其中，所述LED芯片通过固晶胶水固定在所述凹槽的底面。
所述的防漏光的LED封装结构，其中，所述第一长侧壁和第二长侧壁朝着凹槽中心的方向向内凸起，使所述第一长侧壁和第二长侧壁为弯折面，该弯折面的夹角为150°。
所述的防漏光的LED封装结构，其中，所述LED芯片为GaN蓝光芯片。
所述的防漏光的LED封装结构，其中，所述LED芯片为倒装LED芯片；所述倒装LED芯片包括基板，在所述基板上间隔设置有N极和P极，在所述P极上设置有P型半导体；在所述N极和P型半导体上设置有活性发光层；所述N极和P型半导体之间具有间隙；在所述活性发光层上设置有N型半导体；在所述N型半导体上设置有衬底。
所述的防漏光的LED封装结构，其中，所述衬底的上表面为具有曲率的曲面。
所述的防漏光的LED封装结构，其中，在所述衬底的上表面上镀有氧化镁薄膜层。
所述的防漏光的LED封装结构，其中，所述衬底为蓝宝石、硅或氮化硅。
一种侧光式背光模组，其中，包括上述的防漏光的LED封装结构。
一种液晶电视，其中，采用上述的侧光式背光模组。
有益效果：
本发明所提供的一种防漏光的LED封装结构、侧光式背光模组及液晶电视，有效解决了现有侧光式背光模组的LED在搭配薄型导光板时容易出现漏光现象的问题，通过改变LED支架内表面上下两侧的形状，相对的长侧壁倾斜设置，使得LED在长侧壁上的光会被反射到中心或者短侧壁，这样就可减少LED的在长侧壁的出光，从而改善传统LED上下侧发光引起的漏光现象，还可以提升LED的光效，十分简易，同时不增加成本。
附图说明
图1为现有LED封装结构的剖面立体示意图。
图2为现有侧光式背光模组的剖面示意图。
图3为本发明提供的防漏光的LED封装结构的立体结构示意图。
图4为本发明提供的防漏光的LED封装结构的截面示意图。
图5为本发明提供的防漏光的LED封装结构的剖面立体示意图。
图6为本发明提供的防漏光的LED封装结构的俯视图。
图7为本发明提供的倒装LED芯片的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请一并参阅图3和图4，图3为本发明提供的防漏光的LED封装结构的立体结构示意图，图4为本发明提供的防漏光的LED封装结构的截面示意图。所述防漏光的LED封装结构，包括：用于支撑LED芯片120的支架100，所述支架100具有凹槽110；所述凹槽110包括相对设置的第一长侧壁101和第二长侧壁102、及相对设置的第一短侧壁103和第二短侧壁104；所述第一长侧壁101、第一短侧壁103、第二长侧壁102和第二短侧壁104依次连接；在所述凹槽110的底面105上设置有LED芯片120；
所述第一长侧壁101与底面105的夹角为锐角，所述第二长侧壁102与底面105的夹角为锐角；在所述凹槽110内填充有用于封装所述LED芯片120、且混有荧光粉的硅胶130。
具体来说，所述支架100为SMD支架，本发明是对现有的支架的结构进行了改进，改变了LED支架形状，就可以改善LED应用于侧光式背光模组中的漏光现象，十分简易，同时不增加成本。所述LED芯片120通过固晶胶水固定在所述凹槽110的底面105。相对的第一长侧壁101和第二长侧壁102，对应于侧光式背光模组的上下侧，采用狭长的封装结构来出光，对应发光给导光板。相对设置的第一长侧壁101和第二长侧壁102倾斜地设置在地面105上，成锐角，也就是向内倾斜。而所述第一短侧壁103与底面105的夹角为钝角，所述第二短侧壁104与底面105的夹角为钝角。
优选地，为了进一步减少侧光式背光模组的上下侧的出射光，第一长侧壁101和第二长侧壁102朝着凹槽中心的方向向内凸起，也就是说第一长侧壁101和第二长侧壁102的表面不为平面，而是朝着凹槽110中间的LED芯片120凸起的曲面。优选地，所述第一长侧壁101和第二长侧壁102朝着凹槽中心的方向向内凸起，使所述第一长侧壁101和第二长侧壁102为斜角面，该斜角面的夹角α为150°，具体如图3所示，也就是说，第一长侧壁101和第二长侧壁102为弯折面，弯折的角度α为150°，第一长侧壁101和第二长侧壁102是朝着凹槽中心弯折，形成弯折面。在实际应用时，弯折面的两面分别连接第一短侧壁103和第二短侧壁104，且夹角为75°，也就是说原来两个面是相互垂直的，现在长侧壁朝着凹槽中心的方向向内倾斜15°。
也就是说，优选实施例为，凹槽110的第一长侧壁101和第二长侧壁102为朝着凹槽中心弯折形成弯折面，且该弯折面向内倾斜，从而大大减少从凹槽110的两侧出去的光，即从第一长侧壁101和第二长侧壁102出去的光。所述凹槽110的第一长侧壁101和第二长侧壁102向内倾斜，拥有固定的角度。所述支架100的第一长侧壁101和第二长侧壁102的弯折面夹角为150°为固定值，上下侧壁的倾斜角度为Φ，也就是第一长侧壁101、第二长侧壁102与底面105形成的锐角，倾斜角Φ大小取决于LED封装结构与导光板之间的距离，距离导光板越远倾斜角Φ小。
在实际应用时，请参阅图5，如图5所示，这是LED芯片的光线入射到第一长侧壁101和第二长侧壁102的情况，LED芯片120发出的光入射到第一长侧壁101时，第一长侧壁101会将光线反射到支架100的左右两侧，也就是第一短侧壁103和第二短侧壁104，还会发射到支架100的中间位置，从而出光至导光板。同理，第二长侧壁102也一样。
请参阅图6，如图6所示，这是LED芯片的内部光线反射到第一短侧壁103和第二短侧壁104的情况，LED芯片入射到第一长侧壁101和第二长侧壁102的光会被反射到中心或者两侧，即第一短侧壁103和第二短侧壁104，这样就可减少LED封装结构的上下侧出光。本发明通过将LED芯片入射到上下侧壁的光反射到左右两侧，改变了LED上下侧（即第一长侧壁101和第二长侧壁102）的发光角度，从而将减少LED上下侧的出光量，还提升了LED的光效。
优选地，所述LED芯片为GaN（氮化镓）蓝光芯片。进一步地，所述LED芯片为倒装LED芯片，可以激发荧光粉和量子点材料产生白光，为倒装结构的芯片。
请参阅图7，优选地，所述倒装LED芯片包括基板121，在所述基板上间隔设置有N极122和P极123，在所述P极123上设置有P型半导体124；在所述N极122和P型半导体124上设置有活性发光层125；所述N极122和P型半导体124之间具有间隙；在所述活性发光层125上设置有N型半导体126；在所述N型半导体126上设置有衬底127。
具体来说，所述基板121为硅基板。所述N极122和P极123为电极，且两者具有间隙，也就是相互不接触。在所述P极123上设置有P型半导体124，P型半导体124与N极122也相互不接触。在所述N极122和P型半导体124上设置有活性发光层125，也就是说活性发光层125分别接触N极122和P型半导体124。优选地，活性发光层125为MQW（Multiple Quantum Well，多量子阱）活性发光层，即多量子阱活性发光层，此乃现有材料，此处不再详述。所述衬底127为蓝宝石、硅或氮化硅。
优选地，所述的倒装LED芯片，所述衬底127的上表面为具有曲率的曲面。也就是说，衬底127部分的上表面具有曲率的结构，具有提升芯片内部出光量的效果。所述曲率为选择使衬底上表面出射的光线不发生全反射的曲率。根据衬底厚度和初始条件，计算出曲面的曲率，以使光线从衬底表面出射不发生全反射为优。具体计算过程不再详述。
优选地，所述衬底127的上表面上镀有氧化镁薄膜层128。所述的倒装芯片的衬底部分上方镀有一层氧化镁薄膜，该薄膜的厚度为芯片发出的蓝光（452nm）波长的1/4。该薄膜的折射率为n1，衬底可以为蓝宝石或者硅等折射率为n2，其中n1<n2。该层薄膜具有增透的效果，可以提升蓝光从芯片中射出的效率。芯片的提升光效的原理为：衬底造型和衬底镀膜两部分，造型部分可以通过改变其出光面的形状，减少光线的全反射。而衬底镀膜技术，利用的是氧化镁薄膜透光的原理，使其厚度为蓝光波长的1/4，这样利用光的波粒二相性可以这样使得芯片发出的452nm蓝光可以有效的穿过薄膜进入到硅胶中。
该倒装芯片的生产过程与普通倒装芯片核心的差别在于衬底部分的加工，首先选取合适的衬底材质，然后对衬底部分进行外形加工生长。然后利用真空蒸镀或者化学气相沉积发在其具有曲率的一面镀上一层氧化镁薄膜。然后在反面制作芯片其他部分，余下的制程与普通倒装芯片一致，包括蒸镀P/N半导体和活性层，蚀刻电极等。封装步骤如下：1、初期针对于此款LED支架开模时进行外形的设计，在LED支架的侧壁做如图3所示的结构。2、利用冲压设备制作LED的内部铜片结构。3、然后将制作好的铜片结构进行注塑成型，形成外部的塑料结构，再此过程中塑料部分注塑形成斜面角和倾斜角。4、完成SMD支架的制作后，在封装过程中使用固晶机（例ASM固晶机）中的AD860M-三芯片固晶台来固晶LED芯片。4、然后进行打线（若为倒装芯片则通过回流焊或者固晶的方式固定芯片）、点胶、分光和包装的步骤。
本发明提供的防漏光的LED封装结构，通过改变SMD支架碗杯内表面上下侧面的形状，利用光的反射原理，同时搭配特殊的倒装芯片，从而实现减少LED上下两侧出光，改善漏光现象，同时因搭配特殊的倒装芯片可以提升这种LED的光效，从而抵消了当光线被上下两侧反射时被吸收的部分光线，提升了LED的出光量。优选地，衬底的曲面造型选择使衬底上表面出射的光线不发生全反射的曲率，及镀膜技术可以有效提升LED光效。
基于上述选择使衬底上表面出射的光线不发生全反射的曲率，本发明还提供了一种侧光式背光模组，包括上述的防漏光的LED封装结构。
基于上述侧光式背光模组，本发明还提供了一种液晶电视，采用上述的侧光式背光模组。
综上所述，本发明的一种防漏光的LED封装结构、侧光式背光模组及液晶电视，所述防漏光的LED封装结构包括：用于支撑LED芯片的支架，所述支架具有凹槽；所述凹槽包括相对设置的第一长侧壁和第二长侧壁、及相对设置的第一短侧壁和第二短侧壁；所述第一长侧壁、第一短侧壁、第二长侧壁和第二短侧壁依次连接；在所述凹槽的底面上设置有LED芯片；所述第一长侧壁与底面的夹角为锐角，所述第二长侧壁与底面的夹角为锐角；在所述凹槽内填充有用于封装所述LED芯片、且混有荧光粉的硅胶；通过改变LED支架内表面上下两侧的形状，相对的长侧壁倾斜设置，使得LED在长侧壁上的出射光会被反射到中心或者短侧壁，减少了LED的在长侧壁的出光，从而改善了传统LED上下侧发光引起的漏光现象，提升了LED的光效。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种防漏光的LED封装结构，其特征在于，包括：用于支撑LED芯片的支架，所述支架具有凹槽；所述凹槽包括相对设置的第一长侧壁和第二长侧壁、及相对设置的第一短侧壁和第二短侧壁；所述第一长侧壁、第一短侧壁、第二长侧壁和第二短侧壁依次连接；在所述凹槽的底面上设置有LED芯片；
所述第一长侧壁与底面的夹角为锐角，所述第二长侧壁与底面的夹角为锐角；在所述凹槽内填充有用于封装所述LED芯片、且混有荧光粉的硅胶。
2.根据权利要求1所述的防漏光的LED封装结构，其特征在于，所述LED芯片通过固晶胶水固定在所述凹槽的底面。
3.根据权利要求1所述的防漏光的LED封装结构，其特征在于，所述第一长侧壁和第二长侧壁朝着凹槽中心的方向向内凸起，使所述第一长侧壁和第二长侧壁为弯折面，组成弯折面的两平面所呈角度为150°。
4.根据权利要求1所述的防漏光的LED封装结构，其特征在于，所述LED芯片为GaN蓝光芯片。
5.根据权利要求1所述的防漏光的LED封装结构，其特征在于，所述LED芯片为倒装LED芯片；所述倒装LED芯片包括基板，在所述基板上间隔设置有N极和P极，在所述P极上设置有P型半导体；在所述N极和P型半导体上设置有活性发光层；所述N极和P型半导体之间具有间隙；在所述活性发光层上设置有N型半导体；在所述N型半导体上设置有衬底。
6.根据权利要求5所述的防漏光的LED封装结构，其特征在于，所述衬底的上表面为具有曲率的曲面。
7.根据权利要求5所述的防漏光的LED封装结构，其特征在于，所述衬底的上表面上镀有氧化镁薄膜层。
8.根据权利要求5所述的防漏光的LED封装结构，其特征在于，所述衬底为蓝宝石、硅或氮化硅。
9.一种侧光式背光模组，其特征在于，包括如权利要求1~8任一项所述的防漏光的LED封装结构。
10.一种液晶电视，其特征在于，采用如权利要求9所述的侧光式背光模组。
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