CN106895278A - 一种led、背光模组、显示装置以及背光模组的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种LED、背光模组、显示装置以及背光模组的制作方法，涉及显示技术领域，能够解决现有的LED发出的光线由于与导光板之间界面间反射产生的光损失较大的问题。包括LED晶片、支架、线路板，LED晶片通过支架设置在线路板上，在LED晶片上覆盖有荧光层。其中，荧光层的折射率在1.4‑1.6之间。通过将荧光层的折射率设置在1.4‑1.6之间，使得荧光层的折射率与导光板的折射率接近，从而降低LED发出的光线在由导光板入光面入射至导光板内部时在荧光层与导光板入光面之间发生界面反射导致的光损失，提高LED的光入射效率，降低LED的功耗。

Description

一种LED、背光模组、显示装置以及背光模组的制作方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种LED、背光模组、显示装置以及背光模组的制作方法。

背景技术

LED(Light Emitting Diode，发光二极管)属于半导体二极管的一种，是一种依靠半导体PN结的单向导电性发光的光电元件，当给发光二极管施加正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米范围内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同，电子和空穴复合时释放出的能量多少也不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短，从而可以选择LED的发光颜色。

背光模组中常用的白光LED，是通过蓝光单晶片(LED晶片)施加电压发出蓝光后照射YAG黄色荧光粉产生555nm波长的黄光，黄光与蓝光互补混合后即得到肉眼可见的白光。现有技术中，通常首先将LED进行封装后再使用在背光模组中。如图1所示，对白光LED进行封装是将固定在支架20上的LED晶片10与线路板30连接，在LED晶片10上覆盖掺杂YAG黄色荧光粉的透明材料01，在透明材料01外侧设置塑料反射杯02后对其进行整体封装，将封装后的LED设置在导光板的入光侧。封装LED通过线路板30供电发出的白光由入光侧入射至导光板内部，经过导光板的网点散射后由出光面出射，为液晶显示装置提供背光源。

由于光线在两个折射率不同的界面之间传播，不可避免的会产生光的反射现象，由LED发出的一部分光线由于发生了反射而无法入射至导光板内，从而造成了这一部分反射光线的光损失。

发明内容

本发明实施例提供一种LED、背光模组、显示装置以及背光模组的制作方法，能够解决现有的LED发出的光线由于与导光板之间界面间反射产生的光损失较大的问题。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

本发明实施例的一方面，提供一种LED，包括LED晶片、支架、线路板，LED晶片通过支架设置在线路板上，在LED晶片上覆盖有荧光层。其中，荧光层的折射率在1.4-1.6之间。

进一步的，荧光层通过在透光基底中掺杂荧光粉颗粒制备而成，透光基底包括硅酸凝胶或丙烯酸类树酯材料。

优选的，线路板的底面为齿状结构。

本发明实施例的另一方面，提供一种背光模组，包括导光板，还包括如上述任一项的LED，LED贴附设置在导光板的入光侧。

优选的，荧光层的折射率与导光板的折射率相同。

进一步的，导光板的入光侧设置有置灯槽，LED设置在置灯槽内。

优选的，置灯槽的槽壁均与LED的荧光层贴合。

进一步的，LED的荧光层通过胶层粘贴在置灯槽内，胶层的折射率与导光板的折射率相同。

本发明实施例的再一方面，提供一种显示装置，包括如上述任一项的背光模组。

本发明实施例的又一方面，提供一种背光模组的制作方法，在导光板的入光侧设置有置灯槽，背光模组的制作方法包括：向置灯槽内灌注荧光层，荧光层为胶状；将LED晶片置入胶状荧光层内，其中，所述LED晶片通过支架设置在线路板上，LED晶片的发光面朝向胶状荧光层；对胶状荧光层进行固化处理，固定LED和导光板之间的组合形态。

本发明实施例提供一种LED、背光模组、显示装置以及背光模组的制作方法，包括LED晶片、支架、线路板，LED晶片通过支架设置在线路板上，在LED晶片上覆盖有荧光层。其中，荧光层的折射率在1.4-1.6之间。通过将荧光层的折射率设置在1.4-1.6之间，使得荧光层的折射率与导光板的折射率接近，从而降低LED发出的光线在由导光板入光面入射至导光板内部时在荧光层与导光板入光面之间发生界面反射导致的光损失，提高LED的光入射效率，降低LED的功耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术的白光LED封装结构的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种LED的结构示意图之一；

图3为本发明实施例提供的一种LED的结构示意图之二；

图4为本发明实施例提供的一种背光模组的结构示意图；

图5为光在折射率不同的两界面之间传播的光路原理图；

图6为本发明实施例提供的一种背光模组中设置有置灯槽的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种背光模组中置灯槽的一种设置方式示意图；

图8为本发明实施例提供的一种背光模组中通过胶层将LED粘贴在置灯槽内的结构示意图之一；

图9为本发明实施例提供的一种背光模组中通过胶层将LED粘贴在置灯槽内的结构示意图之二；

图10为本发明实施例提供的一种背光模组的制作方法流程图。

附图标记：

00-LED；01-透明材料；02-塑料反射杯；10-LED晶片；20-支架；30-献礼版；40-荧光层；41-透光基底；42-荧光粉颗粒；50-导光板；51-置灯槽；60-胶层；a-导光板入光侧；b-导光板底面；c-导光板出光面；d1-入射光线；d1＇-反射光线；d2-折射光线；e-法线；X-第一界面；Y-第二界面；θ1-入射光线与法线的夹角；θ1＇-反射光线与法线的夹角；θ2-折射光线与法线的夹角。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种LED，如图2所示，包括LED晶片10、支架20、线路板30，LED晶片10通过支架20设置在线路板30上，在LED晶片10上覆盖有荧光层40。其中，荧光层40的折射率在1.4-1.6之间。

白光LED发光的原理是通过激发LED晶片10产生蓝光，并在LED晶片10发光面外覆盖荧光层40，蓝光照射在荧光层40上的黄色荧光粉形成黄光，蓝光与黄光相互混合后最终发出白光。LED晶片10通常较薄，需要通过支架20设置在线路板30上，以通过线路板30通电对LED晶片10进行激发。覆盖在LED晶片10上的荧光层40，通过材料选取以及掺杂荧光粉的比例将其折射率设置在1.4-1.6之间。

本发明实施例提供一种LED，包括LED晶片、支架、线路板，LED晶片通过支架设置在线路板上，在LED晶片上覆盖有荧光层。其中，荧光层的折射率在1.4-1.6之间。通过将荧光层的折射率设置在1.4-1.6之间，使得荧光层的折射率与导光板的折射率接近，从而降低LED发出的光线在由导光板入光面入射至导光板内部时在荧光层与导光板入光面之间发生界面反射导致的光损失，提高LED的光入射效率，降低LED的功耗。

进一步的，如图2所示，荧光层40通过在透光基底41中掺杂荧光粉颗粒42制备而成，透光基底41包括硅酸凝胶或丙烯酸类树酯材料。

硅酸凝胶或丙烯酸类树酯材料本身为可透光材质，且硅酸凝胶或丙烯酸类树酯材料自身的折射率即在1.4-1.6之间，在透光基底41中掺杂荧光粉颗粒42后，仍可调节荧光层40的折射率在1.4-1.6之间。而且，硅酸凝胶和丙烯酸类树酯材料造价低，使用方便，且自身具有一定粘性，便于与LED晶片10之间进行固定。

优选的，如图3所示，线路板30的底面为齿状结构。

这样一来，能够通过线路板30底面的齿状结构增加LED的底面面积，提高LED在发光时的表面散热能力，避免LED由于局部热量过高造成损坏。

此外，还可以通过在线路板30底面设置散热片等方式进一步加强LED的散热能力。

本发明实施例的另一方面，提供一种背光模组，如图4所示，包括导光板50，还包括如上述任一项的LED00，LED00贴附设置在导光板50的入光侧a。

如图4所示，由LED00发出的光线通过导光板50的入光侧a入射至导光板50内，光线在导光板50内经过导光板50底面b导光网点的散射作用破坏全反射，从而使得光线由导光板50的出光面c向外出射(如图4中箭头所示的光线走向)。

如图5所示，入射光线d1从第一界面X向第二界面Y照射，在第一界面X和第二界面Y的交界位置处会分成一部分反射光线d1＇，和另一部分折射光线d2，θ1为入射光线与法线之间的夹角，θ1＇为反射光线与法线之间的夹角，θ2为折射光线与法线之间的夹角，其中θ1与θ1＇的角度相同，当光线由光疏介质射入光密介质时，如图5中所示，θ2的角度小于θ1的角度，反之则相反。

LED00中发出的光线，在由荧光层40向导光板50中传播的过程中，由于荧光层40与导光板50的折射率不相同，光线由一个界面射向另一界面，必然会在界面交界处发生一部分反射。反射光线无法入射导光板50内部，从而导致这部分反射光线的光损失。本发明实施例的LED00中荧光层40的折射率设置在1.4-1.6之间，这样一来，由于通常导光板50的材质为聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA，Polymethyl Methacrylate，俗称：亚克力)，该材料的折射率为1.49，荧光层40与导光板50之间的折射率较为接近，由LED00中发出的光线在由荧光层40向导光板50中传播时，能够降低界面之间的反射损耗，从而提高背光模组的光源利用效率。其中，荧光层40的折射率越接近导光板50的折射率，界面之间的反射损耗越低。

需要说明的是，本发明实施例的背光模组中，还包括有其他膜层，如扩散片、偏光片以及背光模组前框、背板等的设置，上述其他膜层和结构对于本发明的作用与现有技术相同，因此未进行详细说明，本发明实施例的背光模组中对于上述的其他膜层和结构均不做具体限定。

优选的，荧光层40的折射率与导光板50的折射率相同。

这样一来，光线在由荧光层40向导光板50中传播时，由于荧光层40的折射率与导光板50的折射率相同，相当于荧光层40与导光板50属于相同材质，例如使用折射率为1.49的亚克力材料，则二者之间就不存在界面间的光线传播，光线在二者之间相当于在同一个界面内传播，亦即消除了光线在不同的界面之间传播会产生的反射损失。

进一步的，如图6所示，在导光板50的入光侧a设置有置灯槽51，LED00设置在置灯槽51内。

如图4所示，图4中虚线箭头所示的光线，由于出射方向的关系，无法入射至导光板50内，而是直接射入外界空气中，造成了这部分光线的漏光损失。如图6所示，在导光板50的入光侧a设置置灯槽51，将LED00设置在置灯槽51内，这样一来，LED00中通过荧光层40后向各个方向发出的光线都能够入射至导光板50内部，进而通过导光网点的散射作用从导光板50的出光面c出射，从而消除了LED00中向其他方向发射的光线射向外界空气中的漏光损失，提高了LED00的光源利用率。

需要说明的是，本发明实施例的背光模组中，LED00为侧入式光源，而且，对于导光板50的入光侧a上设置的置灯槽51的形状不做具体限定，只要置灯槽51能够将LED00置入其中，LED00向各个方向发出的光线均通过置灯槽51射入导光板50内部即可。例如，如图7所示，置灯槽51还可以与LED00的设置数量一一对应，每一个LED00置入一个置灯槽51中。

优选的，如图6所示，置灯槽51的槽壁均与LED00的荧光层40贴合。

这样一来，如图6所示，荧光层40的前表面以及上、下、左、右侧面均与置灯槽51的槽壁贴合，从而降低由荧光层40的各个表面发射的光线与导光板50的置灯槽51的各个槽壁之间的光线界面损失。

此外，置灯槽51的槽壁均与LED00的荧光层40贴合，LED00置入置灯槽51内后，LED00能够与导光板50之间稳固固定，降低了本发明实施例的背光模组在使用过程中，LED00与导光板50之间由于外界震动或其他原因可能造成的相互之间位置错位或产生偏差的问题，从而降低由包括本发明实施例的背光模组制作的显示装置上出现明暗相间的不良的风险，提高显示装置的显示效果。

进一步的，如图8和图9所示，LED00的荧光层40通过胶层60粘贴在置灯槽51内壁，其中，胶层60的折射率与导光板50的折射率相同。

需要说明的是，本发明实施例的背光模组中，对于胶层60的材质不作具体限制，只要胶层60能够满足对导光板50与荧光层40之间进行粘贴，同时胶层60的折射率与导光板50的折射率相同，避免在导光板50与荧光层40之间增设其他界面导致光线在界面间的反射损失即可。此外，例如，胶层60可以如图8所示，设置在荧光层40的前表面以及上、下、左、右侧面，使得荧光层40的各个侧面均与置灯槽51的侧壁之间粘贴固定，又例如，也可以如图9所示，仅设置在荧光层40的前表面，将荧光层40的前表面与置灯槽51的侧壁之间贴合，胶层60的设置区域范围不限于上述图5和图6的方式，可以根据实际使用需要进行具体设计选择。

本发明实施例的再一方面，提供一种显示装置，包括如上述任一项的背光模组。

本发明实施例的显示装置，通过将LED00上荧光层40的折射率设置的与导光板50的折射率接近，从而降低LED00发出的光线入射导光板50时在界面之间产生的反射损失，当设置荧光层40的折射率设置的与导光板50的折射率相同时，即理论上消除了LED00的光线入射导光板50时的反射损失。而且，在导光板50的入光侧a设置置灯槽51，将LED00置入置灯槽51内，能够进一步降低LED00侧面发出的光线的漏光损失，进一步提高LED00的光源利用率，并且降低了显示装置发生漏光不良问题的几率。同时，相对于现有的LED00，还可以省去塑料反射杯02，简化LED00的结构。置灯槽51的形状可以与LED00的尺寸相匹配，LED00插入置灯槽51内即可固定位置，或者进一步通过折射率与导光板50的折射率相同的胶层60进一步固定，以降低外界震动时LED00对导光板50之间的相对位置的影响，进而减轻对显示装置显示效果的影响。由于LED00置入导光板50的置灯槽51内部可能对LED00散热造成的影响，LED00可以通过线路板30底面设置齿状结构增加散热面积，或在线路板30底面设置散热片等方式加强LED00的散热效果。

本发明实施例的又一方面，提供一种背光模组的制作方法，在导光板50的入光侧a设置有置灯槽51，如图10所示，背光模组的制作方法包括：S101、向置灯槽51内灌注荧光层40，荧光层40为胶状；S102、将LED晶片10置入胶状荧光层40内，其中，LED晶片10通过支架20设置在线路板30上，LED晶片10的发光面朝向胶状荧光层40；S103、对胶状荧光层40进行固化处理，固定LED00和导光板50之间的组合形态。

首先向置灯槽51内灌注荧光层40，然后将LED晶片10置入胶状荧光层40内，由于荧光层40为胶状，置入的LED晶片10能够根据需要调整位置，LED晶片10通过支架20设置在线路板30上，且置入时将LED晶片10的发光面朝向胶状荧光层40，这样一来，就相当于将整个LED00伸入置灯槽51内部且LED00朝向导光板50内部发光。在确定LED00伸入置灯槽51内部的具体位置后，对胶状荧光层40进行固化处理，从而使得LED00和导光板50之间的组合形态得到固定，进一步降低了LED00和导光板50之间发生相对移动的可能性。

需要说明的是，第一，为了保证关注荧光层40后能够将LED00放入置灯槽51内，在加工与LED00相匹配的置灯槽51时，需要将置灯槽51的尺寸制作的略大于LED00的尺寸，预留的尺寸余量作为灌注荧光层40的预留空间。

第二，例如，还可以预先将折射率与导光板50折射率接近的荧光层40与LED晶片10之间固定制作为完整的LED00，然后将该LED00置入灌注有胶层60的置灯槽51内，确定置入位置后对胶层60进行固化。在这种情况下，置灯槽51内预留的尺寸余量作为关注胶层60的预留空间。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种LED，其特征在于，包括LED晶片、支架、线路板，所述LED晶片通过所述支架设置在所述线路板上，在所述LED晶片上覆盖有荧光层；

其中，所述荧光层的折射率在1.4-1.6之间。

2.根据权利要求1所述的LED，其特征在于，所述荧光层通过在透光基底中掺杂荧光粉颗粒制备而成，所述透光基底包括硅酸凝胶或丙烯酸类树酯材料。

3.根据权利要求1或2所述的LED，其特征在于，所述线路板的底面为齿状结构。

4.一种背光模组，其特征在于，包括导光板，还包括如权利要求1-3任一项所述的LED，所述LED贴附设置在所述导光板的入光侧。

5.根据权利要求4所述的背光模组，其特征在于，所述荧光层的折射率与所述导光板的折射率相同。

6.根据权利要求4所述的背光模组，其特征在于，所述导光板的入光侧设置有置灯槽，所述LED设置在所述置灯槽内。

7.根据权利要求6所述的背光模组，其特征在于，所述置灯槽的槽壁均与所述LED的荧光层贴合。

8.根据权利要求6所述的背光模组，其特征在于，所述LED的荧光层通过胶层粘贴在所述置灯槽内，所述胶层的折射率与所述导光板的折射率相同。

9.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求4-8任一项所述的背光模组。

10.一种背光模组的制作方法，其特征在于，所述导光板的入光侧设置有置灯槽，所述方法包括：

向所述置灯槽内灌注荧光层，所述荧光层为胶状；

将LED晶片置入所述胶状荧光层内，其中，所述LED晶片通过支架设置在线路板上，所述LED晶片的发光面朝向所述胶状荧光层；

对所述胶状荧光层进行固化处理，固定LED和导光板之间的组合形态。