CN107706294B - Led灯源及其制作方法、直下式背光模组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种LED灯源，包括衬底以及按照远离衬底方向依次设置在衬底上的LED芯片、荧光粉硅胶层和顶层反射层，荧光粉硅胶层和衬底之间夹设有底层反射层，荧光粉硅胶层和底层反射层将LED芯片包覆封装于衬底上；底层反射层用于反射从LED芯片侧面出射的光，以使LED芯片出射的光传输至荧光粉硅胶层，顶层反射层用于反射从荧光粉硅胶层出射至白光反射层的光。本发明还提供了上述LED灯源的制作方法以及具有该LED灯源的直下式背光模组。根据本发明的LED灯源中荧光粉硅胶层厚度能够得以均匀提升，从而提升了发光效率，并且该LED的制作方法制程时间短，有利于大规模量产。

Description

LED灯源及其制作方法、直下式背光模组
技术领域
本发明属于液晶显示技术领域，具体来讲，涉及一种四面发光的LED灯源及其制作方法，以及包括该LED灯源的直下式背光模组。
背景技术
目前薄型化大尺寸HDR(高动态对比度)电视成为高端电视的重要规格，对于HDR电视，背光分区越多，单个分区的控光区域越接近方形，理论上HDR越好。传统的直下式LED由于只有一个出光面，若不采用二次透镜的情况下，控光区域非常狭窄，所以一般直下式背光LED都具有二次透镜来拓展控光区域，达到减少灯数降低成本的目的；但二次透镜的加入，会增加透镜成本和透镜打件成本，且控光区域近似圆形而非方形。
由于四面发光(Four side emission)型LED具有方形控光的性能，较一般一面发光型LED在直下式背光源应用中能够保证LED的间距更大，从而减少LED数目，节省了LED成本。四面发光型LED是一种在倒装芯片上设置荧光粉层和白光反射层所构成的灯源，但目前四面发光型LED为了保证LED色度的落bin率(即色度集中度)，提升LED的良率，荧光粉层的厚度需要严格的控制，一般采用喷涂的方式成膜，该种制备方式在制备较厚的荧光粉层时制程时间过长，产能受到严重限制。
发明内容
为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种LED灯源及其制作方法，该LED灯源中荧光粉硅胶层厚度能够得以均匀提升，从而提升了发光效率，并且该LED的制作方法制程时间短，有利于大规模量产。
为了达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种LED灯源，包括衬底以及按照远离所述衬底方向依次设置在所述衬底上的LED芯片、荧光粉硅胶层和顶层反射层，所述荧光粉硅胶层和所述衬底之间夹设有底层反射层，所述荧光粉硅胶层和所述底层反射层将所述LED芯片包覆封装于所述衬底上；所述底层反射层用于反射从所述LED芯片侧面出射的光，以使所述LED芯片出射的光传输至所述荧光粉硅胶层，所述顶层反射层用于反射从所述荧光粉硅胶层出射至所述白光反射层的光。
进一步地，所述荧光粉硅胶层的厚度不低于0.4mm。
进一步地，所述顶层反射层和所述底层反射层的材料均为白胶。
进一步地，所述顶层反射层和所述底层反射层的材料均选自聚对苯二甲酰己二胺、聚酰胺9T、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯、EMC、SMC中的任意一种。
进一步地，所述荧光粉硅胶层在所述衬底上的正投影位于所述顶层反射层在所述衬底上的正投影之内。
进一步地，所述LED芯片具有金属电极，所述金属电极朝向所述衬底。
本发明的另一目的在于提供了一种如上任一所述的LED灯源的制作方法，包括步骤：
S1、提供一衬底，并在所述衬底上间隔倒装若干LED芯片；
S2、在所述衬底和所述LED芯片上涂布反射层材料，以在所述衬底上形成底层反射层，所述底层反射层将所述若干LED芯片分隔开；
S3、在所述底层反射层上设置环状掩膜版，所述环状掩膜版在所述衬底上的正投影边界将所述若干LED芯片在所述衬底上的正投影环绕在内部；
S4、通过涂布工艺或点胶工艺在所述LED芯片和所述底层反射层上制作荧光粉硅胶层，所述荧光粉硅胶层不超过所述环状掩膜版的边界；
S5、在所述荧光粉硅胶层上涂布反射层材料，在所述荧光粉硅胶层上形成顶层反射层；
S6、将相邻的LED芯片进行切割分离，并去除所述环状掩膜版，获得LED灯源。
进一步地，在所述步骤S2中，所述底层反射层的制作方法具体包括：在所述衬底和所述LED芯片上涂布所述反射层材料；将所述反射层材料进行研磨，以使所述反射层材料的顶面与所述LED芯片的顶面相平齐，在所述衬底上形成所述底层反射层。
进一步地，在所述步骤S6中，切割分离所述LED芯片并去除所述环状掩膜版的方法具体包括：沿相邻两个LED芯片之间的切割线以及所述环状掩膜版内壁以外对应处进行切割分离，所述若干LED芯片分离；去除与所述LED芯片相邻的环状掩膜版；或沿相邻两个LED芯片之间的切割线以及所述LED芯片与所述环状掩膜版之间的切割线进行切割分离，所述若干LED芯片分离的同时所述环状掩膜版得以去除。
本发明的另一目的还在于提供了一种直下式背光模组，所述直下式背光模组以上述任一所述的LED灯源作为背光源。
本发明通过制作具有高厚度的荧光粉硅胶层的四面发光型LED灯源，并在其中LED芯片周围环绕设置底层反射层，从而一方面提高了该LED灯源的发光效率，另一方面可使LED芯片发出的光最大化地传输至荧光粉硅胶层。根据本发明的LED灯源的制作方法，相比现有技术，能够缩短制程时间，并且有利用大规模量产。
附图说明
通过结合附图进行的以下描述，本发明的实施例的上述和其它方面、特点和优点将变得更加清楚，附图中：
图1是根据本发明的实施例1的LED灯源的结构示意图；
图2-图8是根据本发明的实施例1的LED灯源的制作方法的工艺流程图；
图9是根据本发明的实施例2的LED灯源的结构示意图；
图10是根据本发明的实施例2的LED灯源的制作方法中切割的工艺示意图。
具体实施方式
以下，将参照附图来详细描述本发明的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本发明，并且本发明不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施例是为了解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本发明的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。在附图中，为了清楚起见，可以夸大元件的形状和尺寸，并且相同的标号将始终被用于表示相同或相似的元件。
本发明的实施例提供了一种直下式背光模组，其包括背板，设置在背板上的若干背光源，以及设置在背光源上的扩散板及扩散膜、增亮膜等光学膜片；该直下式背光模组的具体结构此处不再赘述，本领域技术人员参照现有技术中任意一种直下式背光模组的结构即可。
在该直下式背光模组中，要尤为注意的是其中背光源采用了一种具有新型结构及制作方法的四面发光型LED灯源。以下将结合附图来具体说明该LED灯源。
具体参照图1，该LED灯源包括衬底1以及按照远离衬底1方向依次设置在该衬底1上的LED芯片2、荧光粉硅胶层3和顶层反射层41，荧光粉硅胶层3和衬底1之间还夹设有底层反射层42，从而使得荧光粉硅胶层3和底层反射层42能够将LED芯片2包覆封装于衬底1上。
具体来讲，底层反射层42用于反射从LED芯片2侧面出射的光，以使由LED芯片2出射的所有的光都传输至荧光粉硅胶层3，由此与荧光粉硅胶层3发出的光互补形成白光，并且顶层反射层41用于反射从荧光粉硅胶层3出射至白光反射层41的白光。
一般地，LED芯片2为蓝光LED，其出射蓝光至荧光粉硅胶层3，而荧光粉硅胶层3则对应出射黄光，从而与蓝光互补形成白光。
在本实施例中，荧光粉硅胶层3和顶层反射层41的端部相平齐。
值得说明的是，在本实施例中，LED芯片2是一种具有金属电极21的倒装芯片，并且其中金属电极21朝向衬底1的方向。
在本实施例中，荧光粉硅胶层3的厚度不低于0.4mm，如此，本实施例的LED灯源较现有技术中的一般LED灯源具有更厚的荧光粉硅胶层，而荧光粉硅胶层的厚度越大，则其出光效率越高，可大幅提升该LED灯源的光效。
进一步地，为了获得更好的光反射效果，顶层反射层41和底层反射层42的材料优选为白胶，并且材料均选自聚对苯二甲酰己二胺(简称PA6T)、聚酰胺9T(简称PA9T)、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯(简称PCT)、EMC、SMC等中的任意一种。
本实施例的直下式背光模组中，由于采用了上述LED灯源作为背光源，从而具有更好的出光效率，由此即可在背板上设置较少的LED灯源，一方面节省了组装时间，另一方面节约了光源成本。
以下将参照附图对本实施例的LED灯源的制作方法进行详细的描述。
本实施例的LED灯源的制作方法包括下述步骤：
步骤S1、提供一衬底1，并在该衬底1上间隔倒装若干LED芯片2；如图2所示。
具体来讲，衬底1的材料可以是蓝宝石等，此处不再赘述。同时，LED芯片2是一种具有金属电极21的倒装芯片，在将其倒装至衬底1上时，保证金属电极21朝向衬底1。
步骤S2、在衬底1和LED芯片2上涂布反射层材料，以在衬底1上形成底层反射层42，该底层反射层42将若干LED芯片2分隔开。
具体来讲，本实施例中优选采用下述方法来制作底层反射层42，具体包括：(a)在衬底1和LED芯片2上涂布反射层材料42a，如图3所示；(b)将反射层材料42a进行研磨，以使反射层材料42a的顶面与LED芯片2的顶面相平齐，在衬底1上形成底层反射层42，如图4所示。
更为具体地，底层反射层42的材料可为白胶，并具体选自PA6T、PA9T、PCT、EMC、SMC等中的任意一种。
步骤S3、在底层反射层42上设置环状掩膜版5，并使环状掩膜版5在衬底1上的正投影边界将若干LED芯片2在衬底1上的正投影环绕在内部；如图5所示。
步骤S4、通过涂布工艺或点胶工艺在LED芯片2和底层反射层42上制作荧光粉硅胶层3，并使荧光粉硅胶层3不超过环状掩膜版5的边界；如图6所示。
由此获得的荧光粉硅胶层3的厚度即可根据环状掩膜版5的深度来随意设置，并且通过涂布工艺或点胶工艺也在制作高厚度的荧光粉硅胶层3时，可以避免现有技术中喷涂方式无法保证LED色度的落pin率的问题；本实施例优选设置厚度不低于0.4mm的荧光粉硅胶层3，该较大厚度的荧光粉硅胶层3即可获得更高的出光效率，可大幅提升LED光效。
步骤S5、在荧光粉硅胶层3上涂布反射层材料，在荧光粉硅胶层3上形成顶层反射层41；如图7所示。
具体来讲，顶层反射层41的材料可为白胶，并具体选自PA6T、PA9T、PCT、EMC、SMC等中的任意一种。
步骤S6、将相邻的LED芯片2进行切割分离，并去除环状掩膜版5，获得LED灯源。
在本实施例中，切割分离LED芯片2并去除环状掩膜版5的方法具体包括：参照图8中虚线所示，沿相邻两个LED芯片2之间的切割线以及LED芯片2与环状掩膜版5之间的切割线进行切割分离，在若干LED芯片2分离的同时环状掩膜版5也得以去除，由此获得若干如图1所示的LED灯源。
实施例2
在实施例2的描述中，与实施例1的相同之处在此不再赘述，只描述与实施例1的不同之处。实施例2中LED灯源与实施例1中LED灯源的不同之处在于，参照图9所示，为了使顶层反射层41对由荧光粉硅胶层3出射的白光具有更好的反射效果，控制荧光粉硅胶层3在衬底1上的正投影位于顶层反射层41在衬底1上的正投影之内，并且优选荧光粉硅胶层3在衬底1上的正投影位于顶层反射层41在衬底1上的正投影的正中间。由此，当白光从荧光粉硅胶层3出射之后，位于荧光粉硅胶层3的正投影之外的顶层反射层41对白光进行反射，白光经过反射后到达邻近于衬底11设置的扩散板(图中为示出)，并经扩散板等光学元件出射。
在本实施例的LED灯源的制作方法中，为了与上述图9中相对应，对应步骤S6中切割分离LED芯片2并去除环状掩膜版5还可以采用以下方法：(1)参照图10中虚线所示，沿相邻两个LED芯片2之间的切割线以及环状掩膜版5内壁以外对应处进行切割分离，若干LED芯片2分离；(2)去除与LED芯片2相邻的环状掩膜版5；其余参照实施例1中所述，如此即获得如图9所示的LED灯源。
虽然已经参照特定实施例示出并描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解：在不脱离由权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下，可在此进行形式和细节上的各种变化。

Claims (10)

1.一种LED灯源，其特征在于，包括衬底以及按照远离所述衬底方向依次设置在所述衬底上的LED芯片、荧光粉硅胶层和顶层反射层，所述荧光粉硅胶层和所述衬底之间夹设有底层反射层，所述底层反射层环绕于所述LED芯片的四周侧面，所述荧光粉硅胶层和所述底层反射层将所述LED芯片包覆封装于所述衬底上；所述底层反射层用于反射从所述LED芯片侧面出射的光，以使所述LED芯片出射的光传输至所述荧光粉硅胶层，所述顶层反射层用于反射从所述荧光粉硅胶层出射至所述顶层反射层的光，以使光线从所述荧光粉硅胶层四周侧面发射出。
2.根据权利要求1所述的LED灯源，其特征在于，所述荧光粉硅胶层的厚度不低于0.4mm。
3.根据权利要求1所述的LED灯源，其特征在于，所述顶层反射层和所述底层反射层的材料均为白胶。
4.根据权利要求3所述的LED灯源，其特征在于，所述顶层反射层和所述底层反射层的材料均选自聚对苯二甲酰己二胺、聚酰胺9T、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯、环氧塑封料、片状模塑料中的任意一种。
5.根据权利要求1或2所述的LED灯源，其特征在于，所述荧光粉硅胶层在所述衬底上的正投影位于所述顶层反射层在所述衬底上的正投影之内。
6.根据权利要求1所述的LED灯源，其特征在于，所述LED芯片具有金属电极，所述金属电极朝向所述衬底。
7.一种如权利要求1-6任一所述的LED灯源的制作方法，其特征在于，包括步骤：
S1、提供一衬底，并在所述衬底上间隔倒装若干LED芯片；
S2、在所述衬底和所述LED芯片上涂布反射层材料，以在所述衬底上形成底层反射层，所述底层反射层将所述若干LED芯片分隔开；
S3、在所述底层反射层上设置环状掩膜版，所述环状掩膜版在所述衬底上的正投影边界将所述若干LED芯片在所述衬底上的正投影环绕在内部；
S4、通过涂布工艺或点胶工艺在所述LED芯片和所述底层反射层上制作荧光粉硅胶层，所述荧光粉硅胶层不超过所述环状掩膜版的边界；
S5、在所述荧光粉硅胶层上涂布反射层材料，在所述荧光粉硅胶层上形成顶层反射层；
S6、将相邻的LED芯片进行切割分离，并去除所述环状掩膜版，获得LED灯源。
8.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述底层反射层的制作方法具体包括：
在所述衬底和所述LED芯片上涂布所述反射层材料；
将所述反射层材料进行研磨，以使所述反射层材料的顶面与所述LED芯片的顶面相平齐，在所述衬底上形成所述底层反射层。
9.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于，在所述步骤S6中，切割分离所述LED芯片并去除所述环状掩膜版的方法具体包括：
沿相邻两个LED芯片之间的切割线以及所述环状掩膜版内壁以外对应处进行切割分离，所述若干LED芯片分离；
去除与所述LED芯片相邻的环状掩膜版；
或沿相邻两个LED芯片之间的切割线以及所述LED芯片与所述环状掩膜版之间的切割线进行切割分离，所述若干LED芯片分离的同时所述环状掩膜版得以去除。
10.一种直下式背光模组，其特征在于，所述直下式背光模组以权利要求1-6任一所述的LED灯源作为背光源。
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