CN109148428A - 一种应用于mini和micro背光的直下式背光源结构及其制造方法 - Google Patents

一种应用于mini和micro背光的直下式背光源结构及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种应用于mini和micro背光的直下式背光源结构及其制备方法，包括PCB板、WLP封装形式的LED芯片、第一荧光粉层、PCB板上设置有若干WLP封装形式的LED芯片，WLP封装形式的LED芯片包括LED芯片本体以及覆盖在该芯片本体顶面的单浓度荧光粉层；在PCB板上设置有覆盖WLP封装形式LED芯片的第一荧光粉层，该第一荧光粉层的高度高于WLP封装形式LED芯片的高度，第一荧光粉层的荧光粉浓度记做W1，第一荧光粉层的折射率记做N1；第一荧光粉层上设置混光层，混光层的荧光粉浓度记做W2，且W2＜W1；混光层的折射率记做N2，且N2＜N1。本发明优点在于：确保LED芯片贴装至PCB上的时候准确定位，并能实现更好的混光效果，在达到相同混光效果的同时，有利于降低混光层的厚度。

Description

一种应用于mini和micro背光的直下式背光源结构及其制造 方法
技术领域
本发明涉及一种应用于mini和micro背光的直下式背光源结构，还涉及一种制作直下式背光源的方法。
背景技术
发光二极管（LED）具有体积小、使用寿命长节能环保、响应速度快和坚固耐用等优点，广泛应用于汽车和室内照明、交通信号灯、屏幕显示和液晶背光等邻域，是替代传统光源的理想光源。发光二极管的封装结构通常包括荧光粉。所述荧光粉通常混合在封装胶中，用以改变发光二极管所发出光的颜色。
芯片级封装LED芯片因其具备免基板、无键合线的特点，同时具备其体积小，厚度轻薄，可载高功率，尺寸设计灵活性强等优勢而被广泛应用到背光源领域。现阶段，背光模组可分为侧入式和直下式两种。直下式背光源工艺简单，不需要导光板，LED阵列置于背光模组底部，从LED发出的光经过底面和侧面反射，再通过表面的扩散板和光学模组均匀射出。直下式背光源的厚度主要由背板底部和混光距离决定，混光距离是LED到散射板的距离，通常混光距离越大，背光模组出光的均匀性也就越好。
目前直下式背光中光源为在PCB板上的LED灯珠。PCB板连接驱动电路，驱动电路通过PCB板给LED灯珠供电，使LED灯珠产生背光模组所需的光，但LED灯珠直接发出的光过于集中，照射到扩散板上，出现明显的亮度色差。目前，传统背光模组通常在LED灯珠上方安装透镜，使LED灯珠发出的光经透镜后，均匀的照射到扩散板上。LED灯珠的光型和透镜大小及出光效果，增加了直下式背光模组的厚度，且由于透镜对相邻的LED灯珠发出的光经透镜照射到扩散板上的区域存在重叠，无法实现优秀的混光效果。
目前专利申请公布号CN 108019625 A公开了一种直下式背光模组用矩阵光源，其包括PCB板、LED灯珠、网状白墙、透明硅胶层， 所述PCB板上方设置有矩阵排列的LED灯珠，PCB板上方安装有网状白墙，网状白墙上设置有矩阵排列的矩形通孔，相邻两个矩形通孔之间的网状白墙形成墙壁，PCB板和网状白墙围成的矩形槽中设置有透明硅胶层。
该结构的LED灯珠发出的光分两部分，一部分光经过透明硅胶层直接到达膜片上，另一部分光进入透明硅胶层传播到网状白墙表面，经网状白墙反射后，从透明硅胶层上表面射出，到达膜片上，两部分光在膜片表面重叠后达到均匀的光型。可取消光学透镜，有效减少背光模组的厚度，有利于超薄显示器的制作。但是其仍然存在一些缺陷：
（1）定位问题；LED灯珠在制作时，由于LED芯片包裹有一层荧光粉层，进行切割时，使得LED芯片左右的荧光粉层厚度不一致，使得LED芯片不处在荧光粉层的中心位置，进而使得LED灯珠排列时精度无法掌控。
（2）浓度差异与折射，此外，如果需要实现较好的混光效果，厚度较厚，不利于进一步减少直下式背光模组的厚度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种应用于mini和micro背光的直下式背光源结构，还提供一种制作该背光源结构的方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种应用于mini和micro背光的直下式背光源结构，其创新点在于：包括PCB板、WLP封装形式的LED芯片、第一荧光粉层、
所述PCB板上设置有若干WLP封装形式的LED芯片，所述WLP封装形式的LED芯片包括LED芯片本体以及覆盖在该芯片本体顶面的单浓度荧光粉层；
在PCB板上设置有覆盖WLP封装形式LED芯片的第一荧光粉层，该第一荧光粉层的高度高于WLP封装形式LED芯片的高度，第一荧光粉层的荧光粉浓度记做W1，第一荧光粉层的折射率记做N1；
所述第一荧光粉层上设置混光层，混光层的荧光粉浓度记做W2，且W2＜W1；混光层的折射率记做N2，且N2＜N1。
进一步地，以一个或一个以上WLP封装形式的LED芯片为一个芯片单元，所述芯片单元外侧围设置将芯片单元隔离在内的白墙，所述白墙位于第一荧光粉层内，白墙的高度不大于第一荧光粉层高度。
进一步地，所述混光层的上表面设置反射层区域，该反射层区域为若干位于各LED芯片正上方的反射层。
进一步地，所述混光层上表面的非反射层区域设置增透的纳米结构。
进一步地，所述混光层为含有荧光粉的荧光粉层。
进一步地，所述混光层内含有用于折射、反射的颗粒状填充物，该填充物的折射率不同于混光层的折射率。
一种实现上述直下式背光源结构的制造方法，其创新点在于所述制造方法为：
步骤S1：制作WLP封装形式的LED芯片,LED芯片包括LED芯片本体以及覆盖在该芯片本体顶面的单浓度荧光粉层；
步骤S2：将若干LED芯片置于PCB板上；
步骤S3：在PCB板上喷涂高于LED芯片高度的第一荧光粉层，使得第一荧光粉层完全覆盖各LED芯片，第一荧光粉层的荧光粉浓度记做W1, 第一荧光粉层的折射率记做N1；
步骤S4：在第一荧光粉层上切割向下延伸至PCB板的填充间隙，使得填充间隙围绕在一个或一个以上的LED芯片外围；
步骤S5：在填充间隙内填充高出填充间隙的白墙；
步骤S6：打磨，将第一荧光粉层和白墙上表面整体打磨平整，并使得打磨后的第一荧光粉层和白墙高度相同；
步骤S7：在打磨平整的第一荧光粉层和白墙上表面整体喷涂混光层；混光层的荧光粉浓度记做W2，W2＜W1, 混光层的折射率记做N2， N2＜N1。
进一步地，所述步骤S7之后，所述混光层的上表面制作反射层区域，该反射层区域为若干位于各LED芯片正上方的反射层。
进一步地，所述反射层的顶视投影面积大于或等于LED芯片的顶视投影面积。
进一步地，所述混光层上表面的非反射层区域制作纳米增透结构。
本发明的优点在于：
（1）采用WLP封装形式的LED芯片，该LED芯片包括LED芯片本体以及覆盖在该芯片本体顶面的单浓度荧光粉层，由于LED芯片本体的侧面没有单浓度荧光粉层， LED芯片的轮廓线即LED芯片本体的位置，确保贴装至PCB上的时候准确定位；
（2）第一荧光粉层上设置混光层，且两者的荧光粉浓度不同，且第一荧光粉层浓度大于混光层，使得光源发出的光在从第一荧光粉层进入混光层的时候发生折射，折射角大于入射角，实现更好的混光效果，在达到相同混光效果的同时，有利于降低混光层的厚度；
由于第一荧光粉层与混光层之间折射率的差异性，进而能够顺利实现光在混光层的波导效应，光在混光层内经多次折射、混合后射出，混光效果进一步加强。
附图说明
图1为本发明应用于mini和micro背光的直下式背光源结构示意图。
具体实施方式
实施例
本实施例应用于mini和micro背光的直下式背光源结构，如图1所示，包括PCB板、WLP封装形式的LED芯片1、第一荧光粉层2、
所述PCB板上设置有若干WLP封装形式的LED芯片1，所述WLP封装形式的LED芯片1包括LED芯片本体11以及覆盖在该芯片本体11顶面的单浓度荧光粉层12；在PCB板上设置有覆盖WLP封装形式LED芯片1的第一荧光粉层2，该第一荧光粉层2的高度高于WLP封装形式LED芯片1的高度，第一荧光粉层2的荧光粉浓度记做W1，第一荧光粉层2的折射率记做N1；第一荧光粉层2上设置混光层3，混光层3的荧光粉浓度记做W2，且W2＜W1；混光层3的折射率记做N2，且N2＜N1。
本实施例中，以一个或一个以上WLP封装形式的LED芯片1为一个芯片单元，所述芯片单元外侧围设置将芯片单元隔离在内的白墙4，白墙4位于第一荧光粉层2内，白墙4的高度不大于第一荧光粉层2高度。
实施例中，混光层3的上表面设置反射层区域，该反射层区域为若干位于各LED芯片正上方的反射层，混光层上表面的非反射层区域设置增透的纳米结构。具体实施时，混光层3为含有荧光粉的荧光粉层。混光层3内含有用于折射、反射的颗粒状填充物，该填充物的折射率不同于混光层3的折射率。
一种实现本实施例直下式背光源结构的制造方法，该制造方法为：
步骤S1：制作WLP封装形式的LED芯片1,LED芯片1包括LED芯片本体11以及覆盖在该芯片本体11顶面的单浓度荧光粉层12；
步骤S2：将若干LED芯片1置于PCB板上；
步骤S3：在PCB板上喷涂高于LED芯片1高度的第一荧光粉层2，使得第一荧光粉层2完全覆盖各LED芯片1，第一荧光粉层2的荧光粉浓度记做W1, 第一荧光粉层2的折射率记做N1；
步骤S4：在第一荧光粉层2上切割向下延伸至PCB板的填充间隙，使得填充间隙围绕在一个或一个以上的LED芯片1外围；
步骤S5：在填充间隙内填充高出填充间隙的白墙4；
步骤S6：打磨，将第一荧光粉层2和白墙4上表面整体打磨平整，并使得打磨后的第一荧光粉层2和白墙4高度相同；
步骤S7：在打磨平整的第一荧光粉层2和白墙4上表面整体喷涂混光层3；混光层3的荧光粉浓度记做W2，W2＜W1, 混光层3的折射率记做N2， N2＜N1。
本实施例中，步骤S7之后，混光层3的上表面制作反射层区域，该反射层区域为若干位于各LED芯片正上方的反射层，且反射层的顶视投影面积大于或等于LED芯片的顶视投影面积，并在混光层3上表面的非反射层区域制作纳米增透结构。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种应用于mini和micro背光的直下式背光源结构，其特征在于：包括PCB板、WLP封装形式的LED芯片、第一荧光粉层、
所述PCB板上设置有若干WLP封装形式的LED芯片，所述WLP封装形式的LED芯片包括LED芯片本体以及覆盖在该芯片本体顶面的单浓度荧光粉层；
在PCB板上设置有覆盖WLP封装形式LED芯片的第一荧光粉层，该第一荧光粉层的高度高于WLP封装形式LED芯片的高度，第一荧光粉层的荧光粉浓度记做W1，第一荧光粉层的折射率记做N1；
所述第一荧光粉层上设置混光层，混光层的荧光粉浓度记做W2，且W2＜W1；混光层的折射率记做N2，且N2＜N1。
2.根据权利要求1所述的应用于mini和micro背光的直下式背光源结构，其特征在于：以一个或一个以上WLP封装形式的LED芯片为一个芯片单元，所述芯片单元外侧围设置将芯片单元隔离在内的白墙，所述白墙位于第一荧光粉层内，白墙的高度不大于第一荧光粉层高度。
3.根据权利要求1或2所述的应用于mini和micro背光的直下式背光源结构，其特征在于：所述混光层的上表面设置反射层区域，该反射层区域为若干位于各LED芯片正上方的反射层。
4.根据权利要求3所述的应用于mini和micro背光的直下式背光源结构，其特征在于：所述混光层上表面的非反射层区域设置增透的纳米结构。
5.根据权利要求1所述的应用于mini和micro背光的直下式背光源结构，其特征在于：所述混光层为含有荧光粉的荧光粉层。
6.根据权利要求1所述的应用于mini和micro背光的直下式背光源结构，其特征在于：所述混光层内含有用于折射、反射的颗粒状填充物，该填充物的折射率不同于混光层的折射率。
7.一种实现权利要求1所述直下式背光源结构的制造方法，其特征在于所述制造方法为：
步骤S1：制作WLP封装形式的LED芯片,LED芯片包括LED芯片本体以及覆盖在该芯片本体顶面的单浓度荧光粉层；
步骤S2：将若干LED芯片置于PCB板上；
步骤S3：在PCB板上喷涂高于LED芯片高度的第一荧光粉层，使得第一荧光粉层完全覆盖各LED芯片，第一荧光粉层的荧光粉浓度记做W1, 第一荧光粉层的折射率记做N1；
步骤S4：在第一荧光粉层上切割向下延伸至PCB板的填充间隙，使得填充间隙围绕在一个或一个以上的LED芯片外围；
步骤S5：在填充间隙内填充高出填充间隙的白墙；
步骤S6：打磨，将第一荧光粉层和白墙上表面整体打磨平整，并使得打磨后的第一荧光粉层和白墙高度相同；
步骤S7：在打磨平整的第一荧光粉层和白墙上表面整体喷涂混光层；混光层的荧光粉浓度记做W2，W2＜W1, 混光层的折射率记做N2， N2＜N1。
8.根据权利要求7所述的直下式背光源的制造方法，其特征在于：
所述步骤S7之后，所述混光层的上表面制作反射层区域，该反射层区域为若干位于各LED芯片正上方的反射层。
9.根据权利要求8所述的直下式背光源的制造方法，其特征在于：所述反射层的顶视投影面积大于或等于LED芯片的顶视投影面积。
10.根据权利要求7所述的直下式背光源的制造方法，其特征在于：所述混光层上表面的非反射层区域制作纳米增透结构。
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Denomination of invention: The invention relates to a straight down backlight structure applied to mini and micro backlight and a manufacturing method thereof

Effective date of registration: 20220215

Granted publication date: 20210730

Pledgee: CIC financing guarantee Haian Co.,Ltd.

Pledgor: DURA-CHIP (NANTONG) Ltd.

Registration number: Y2022320010071