CN110176448B - 面光源模组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种面光源模组，其特征在于：所述面光源模组包括基板、高折射率透明波导层和大角度出光光源，所述基板上表面设置有若干大角度出光光源，在基板上表面设置覆盖住所有大角度出光光源的高折射率透明波导层，所述高折射率透明波导层的高度等于或高于大角度出光光源的顶面高度。本发明优点在于：大角度出光光源发出的白光在高折射率透明波导层内或基板内形成波导，使得点光源向面光源转变，增加了白光的横向传播，再结合扩散膜层结构对白光进行进一步的散射扩散，提高混光效果、避免亮度不均，并降低面光源厚度。

Description

面光源模组

技术领域

本发明涉及一种LED光源，特别涉及一种面光源模组。

背景技术

传统带反射镜结构的正装LED，如图1所示，包括自下而上依次设置的反射层11、衬底12、N-GaN层13和P-GaN层14；传统带反射镜结构的倒装LED，如图2所示，包括自下而上依次设置的反射层21、P-GaN层22、发光层23、N-GaN层24和衬底25；传统正装与倒装LED芯片如果应用反射层，其均为5面出光，且反射层均是设置在靠近基板一侧的，即LED芯片的底面上。

目前带反射镜结构的LED芯片封装后形成的光源结构中，其出光角度只有120°左右，在背光显示和照明行业的面光源应用中，使用受到一定的限制。

例如：在传统直下式面出光模组主要有3种方式：

(1)采用常规LED芯片组成的光源阵列，在LED光源阵列的上方一定距离设置扩散板，利用扩散板来将点光源变成面光源；

(2)采用常规LED芯片组成的光源阵列，在各LED芯片上紧贴安装透镜，使LED灯珠发出的光经透镜后，光经过透镜与扩散板之间的空气层传导，进行一定程度上的光强叠加后再照射到扩散板上，进而将点光源变成面光源；

(3)采用常规LED芯片光源阵列，在LED光源阵列的表面直接涂覆硅胶加荧光粉形成导光介质层，使得点光源向面光源转变。

上述方式均存在一定的缺点或局限性：

(1)对于第一种方式：如图3、4所示，常规LED光源的出光角度最大达到120°左右，LED光源91与扩散板92之间必须间隔较大的距离才能达到较为均匀的混光效果，整个面出光模组通常很厚，一般只能应用于照明行业，例如面板灯，应用非常局限。

(2)对于第二种方式：如图5、6所示，常规LED光源91上叠加透镜3后的出光角度能够达到135°，其虽然增加了发光角度，且顶面出光大为减少，能够在相对更短的距离内达到较均匀的混光效果，由于需要使用二次光学透镜，扩散板92与二次光学透镜93之间也必须间隔一定的距离，虽然相较第一种方式厚度有所减小，但面出光模组无法达到超薄的效果。

(3)对于第三种方式，如图8所示，其在若干LED芯片91，构成的光源阵列表面涂覆了荧光粉层94，略微增加了白光的横向传播与混光；但由光学理论，我们可以发现，当蓝光在含有荧光粉的波导中传输时，作为激发光的蓝光强度会因为荧光粉的吸收及不规则散射而快速降低。如图9所示，以点光源为例，其光强在含有荧光粉的波导中传输时，强度在数值上与距离的立方成反比；如图10所示，线光源，其光强在含有荧光粉的波导中传输时，强度在数值上与距离的平方成反比；如图11所示，面光源，其光强在含有荧光粉的波导中传输时，强度在数值上与距离成反比。

采用第一、二种方式的面光源，由于LED芯片出光角度的限制，不仅易形成暗区、混光均匀性差，整个直下式面出光模组还较厚，若要减小整个面出光模组的厚度，只能通过缩小相邻LED芯片间距来实现(参见图7)，但是所需LED芯片数量成平方的增加，成本大幅提高。

采用第三种方式的面光源，虽然解决模组厚度的问题，但

一来，LED芯片的出光角度限制，使得LED芯片发出的光不利于在荧光粉层内的横向传播，横向传播效果有限；

二来，由于蓝光激发荧光粉混合得到的白光在导光介质传播过程中衰减严重，激发荧光粉的蓝光衰减，因此，蓝光强度降低，沿波导方向的横向传播强度降低；芯片出光亮度不均匀，混光效果差，导致面光源中整面亮度的也不太均匀。因此，芯片排列比较密集，整体限制了更大间距的LED芯片排布方式。

综上所述，我们需要研发一种增大出光角度的光源芯片，以及能够提高混光效果、避免亮度不均且可降低整体厚度的面光源模组。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够提高混光效果、避免亮度不均且可降低整体厚度的面光源模组。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种面光源模组，其特征在于：所述面光源模组包括基板、高折射率透明波导层和大角度出光光源，所述基板上表面设置有若干大角度出光光源，在基板上表面设置覆盖住所有大角度出光光源的高折射率透明波导层，所述高折射率透明波导层的高度等于或高于大角度出光光源的顶面高度；所述高折射率透明波导层同时满足以下条件：

(1)所述高折射率透明波导层为单一介质且均匀分布的介质层，高折射率透明波导层的折射率记作n₂；所述基板为透明或半透明基板，基板的折射率记作n₄；所述基板与高折射率透明波导层共同形成复合波导层，且|n₄-n₂|≤0.2；

(2)限定复合波导层的上表面为上波导分界面，复合波导层的下表面为下波导分界面；限定位于上波导分界面上方的媒质为第一外媒质层，位于下波导分界面下方的媒质为第二外媒质层，第一外媒质层的折射率记作n₃₁，第二外媒质层的折射率记作n₃₂，n₃₁＜n₂，n₃₁＜n₄，n₃₂＜n₂，n₃₂＜n₄。

进一步的，所述复合波导层上方或/和下方还设置有扩散膜层，且扩散膜层与复合波导层之间存在空气层或空气隙，所述空气层或空气隙在复合波导层上方时作为第一外媒质层，所述空气层或空气隙在复合波导层下方时作为第二外媒质层。

进一步的，所述扩散膜层与复合波导层之间存在空气隙时，所述扩散膜层中靠近复合波导层的一侧表面具有凹凸不平的微结构，且所述微结构占所述扩散膜层总面积的10～100％；所述扩散膜层的微结构紧贴复合波导层表面形成空气隙。

进一步的，所述基板与高折射率透明波导层之间或者高折射率透明波导层与扩散膜层之间或者基板与扩散膜层之间增设局部散射微结构。

进一步的，所述基板为多个间隔设置的非连续式条状基板，且所述大角度出光光源对应设置在条状基板上。

进一步的，所述大角度出光光源包括LED芯片，所述LED芯片为倒装结构，LED芯片包括自下而上依次设置的P-GaN层、发光层、N-GaN层和衬底，且在LED芯片的底面设置下反射层，在LED芯片的顶面及侧面设置有蓝光复激发层，蓝光复激发层的顶面设置上反射层，所述蓝光复激发层的四个侧面为全出光区，上反射层顶面为全反射或部分反射区。

进一步的，所述LED芯片的顶面设置中反射层，且所述中反射层为部分出光部分反射结构。

进一步的，所述蓝光复激发层的顶面和侧面设置有一层第一介质透明层，所述上反射层位于第一介质透明层的上表面。

进一步的，所述大角度出光光源的制备方法包括如下步骤：

步骤S1:选取合格的LED芯片，LED芯片具有自下而上依次设置有下反射层、P-GaN层、发光层、N-GaN层和衬底；

步骤S2:将若干LED芯片等距排列，使得相邻LED芯片之间形成一可填充间隙，再整体在整个LED芯片表面以及可填充间隙内设置蓝光复激发层，并进行烘烤固化得到半成品；

步骤S3:在步骤S2得到的半成品顶面形成界面清晰的镜面状上反射层；

步骤S4：对顶面具有上反射层的半成品再次烘烤固化，而后进行切割、裂片，裂片后进行芯片测试、分选、重排，得到大角度出光光源。

进一步的，所述步骤S1中，LED芯片具有自下而上依次设置有下反射层、P-GaN层、发光层、N-GaN层、衬底和中反射层，在步骤S1前，选取LED晶圆片，LED晶圆片具有自下而上依次设置有下反射层、P-GaN层、发光层、N-GaN层和衬底，对LED晶圆片进行检测是否合格；并在检测合格的晶圆片顶面衬底表面上设置一层中反射层，对顶面具有中反射层的LED晶圆片烘烤固化，而后进行切割、裂片，得到自下而上依次设置有下反射层、P-GaN层、发光层、N-GaN层、衬底和中反射层的LED芯片。

进一步的，在步骤S2与S3之间，先对半成品进行切割、裂片，得到具有蓝光复激发层的半成品，然后将具有蓝光复激发层的半成品重新等距排列，使得相邻半成品之间形成一可填充间隙，再整体在整个半成品表面以及可填充间隙内设置第一介质透明层，并进行烘烤固化得到具有蓝光复激发层和第一介质透明层的半成品。

进一步的，所述步骤S3中，在具有第一介质透明层和蓝光复激发层的半成品顶面依次形成界面清晰的第二介质透明层和镜面状上反射层。

本发明的优点在于：

(1)本发明的面光源模组结构中，大角度出光光源发出的白光在高折射率透明波导层内或基板内形成波导，使得点光源向面光源转变，增加了白光的横向传播，再结合扩散膜层结构对白光进行进一步的散射扩散，提高混光效果、避免亮度不均，并降低面光源厚度。

此外，利用扩散膜层表面的微结构存在空隙，即占扩散膜层面积中大部分面积的空气隙作为低折射率层，有利于在提升混光效果的同时，进一步降低面光源模组的整体厚度。

(2)本发明中，为了改善光强不均的情况，提升混光效果，可根据情况在基板的上表面或高折射率透明波导层的下表面设有局部散射微结构区域，又或在高折射率透明波导层的上表面设有局部散射微结构区域。该局部散射微结构区域一般设置呈阵列分布的LED光源的暗区。

(3)为了实现芯片的大角度出光，理论上只需要在LED芯片上表面再增加一层反射层，即可通过该反射层将部分向上的光反射至芯片的侧部，但是，如图12所示的蓝光LED激发的荧光发光光谱，绿光、黄光、红光等长波段的光在LED芯片内的吸收率较低，而LED芯片本身发出的蓝光波长较短，吸收率最高，其吸收是最严重的，因此，若采用该种方式，其蓝光会在上、下反射层之间多次反射、吸收，能够顺利从四面射出的光大幅度减少。

本发明中，将反射层直接设置在倒装LED芯片的顶部和底部，当LED芯片发出的光在被上反射层和下反射层不断反射时，由于蓝光复激发层的存在，对于常规蓝光LED芯片，可以将反射回来的蓝光，再经过蓝光复激发层(即荧光粉层)，进一步激发，再进一步混合得到白光；蓝光LED激发的荧光发光光谱中，绿光、黄光、红光等长波段的光在LED芯片内的吸收率较低，而LED芯片本身发出的蓝光波长较短，吸收率最高，其吸收是最严重的；而本发明中，创造性的在LED芯片上方同时设置上反射层和蓝光复激发层，利用被上反射层反射的蓝光被蓝光复激发层再次激发，再进一步混合得到白光，而白光相对于蓝光被吸收的部分就少多了；在实现大角度出光的基础上避免光的衰减。本发明的大角度出光光源为单独的单体，而非整体在基板上制作反射层，因此，可以便捷的贴用于不同的基板。

在制备工艺上，部分出光区种，我们可以控制半透明的反射层的厚度以及透明度，来实现控制反射光的多少，从而实现对芯片侧面出光的调控；此外，在半透明的反射层中设置有反射颗粒填充物，通过控制半透明的反射层的厚度，有助于提高边缘和侧面的出光量。

(4)第一、二介质透明层的设置，增加了LED芯片的出光角度，有利于将光导向高折射率透明波导层，增加其出光角度，进一步提升混光效果。

附图说明

图1为传统带反射镜结构的正装LED的结构示意图。

图2为传统的带反射镜结构的倒装LED的结构示意图。

图3为传统LED光源的出光角度测试图。

图4为传统直下式面出光模组中第一种方式的光强叠加原理图。

图5为传统LED光源加上透镜后的出光角度测试图。

图6为传统直下式面出光模组中采用LED光源加透镜方式的光强叠加原理图。

图7为传统直下式面出光模组中采用紧密排列LED光源加透镜方式的另一种光强叠加原理图。

图8为传统直下式面出光模组中采用LED光源阵列加荧光粉方式的示意图。

图9为含有荧光粉波导对于点光源的光强度的损耗示意图。

图10为含有荧光粉波导对于线光源的光强度的损耗示意图。

图11为含有荧光粉波导对于面光源的光强度的损耗示意图。

图12为蓝光LED激发的荧光发光光谱图。

图13为实施例1的大角度出光光源的结构示意图。

图14为本发明第一实施例的大角度出光光源的出光角度测试图。

图15为实施例2的大角度出光光源的结构示意图。

图16为本发明中LED芯片的另一种结构示意图。

图17～图19分别为实施例3面光源模组的结构示意图。

图20为图18的局部图。

图21～图22分别为实施例4面光源模组的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

本实施例的大角度出光光源，如图13所示，包括LED芯片1，LED芯片1采用带反射镜的倒装结构：LED芯片1包括自下而上依次设置的P-GaN层、发光层、N-GaN层和衬底，且在LED芯片1的底面设置下反射层，在LED芯片1的顶面及侧面设置有蓝光复激发层2，蓝光复激发层2的顶面设置上反射层3，蓝光复激发层2的四个侧面为全出光区，上反射层3顶面为全反射或部分反射区。

具体实施时，上反射层3含有用于折射、反射的颗粒状填充物。

以采用半透明半反射的顶面反射结构的大角度出光光源为例，如图14所示，该结构成功的将正常朗伯光型结构的LED光源的主发光方向的主能量角从正上方0°转变成为四周的正负30°。其次，从光强分布上可见也成功的将其发光光强在整个发光角度内呈均匀化分布，即使在正负85°大角度范围下其出光光强仍是光强峰值的64％左右。而在正常朗伯光型结构的LED光源中如果其出光角度为120°，也就是说，当其在正负60°时其出光光强仅为峰值的一半(参见图3)。而本专利中采用半透明半反射的顶面反射结构大角度出光光源结构中光强即使在正负85°大角度范围内其光强仍为光强峰值的64％。

本实施例大角度出光光源，其是通过以下步骤制备而成的：

步骤S1:选取合格的LED芯片1，LED芯片1具有自下而上依次设置有下反射层、P-GaN层、发光层、N-GaN层和衬底；

步骤S2:将若干LED芯片1等距排列，使得相邻LED芯片1之间形成一可填充间隙，再整体在整个LED芯片1表面以及可填充间隙内设置荧光粉层，进而形成蓝光复激发层2，并进行烘烤固化得到半成品；

步骤S3:在步骤S2得到的半成品顶面形成界面清晰的镜面状上反射层3；具体地，上反射层3即为在蓝光复激发层2顶面设置一层金属层或在蓝光复激发层2顶面设置有用于折射、反射的颗粒状填充物；

步骤S4：对顶面具有上反射层的半成品再次烘烤固化，而后进行切割、裂片，裂片后进行芯片测试、分选、重排，得到大角度出光光源。

本实施例大角度出光光源中采用的LED芯片，更具体的实施方式，如图16所示，LED芯片1的顶面设有中反射层8，且中反射层8为部分出光部分反射结构；对于采用该结构LED芯片的大角度出光光源的制备方法，将步骤S1修改为：选取LED晶圆片，LED晶圆片具有自下而上依次设置有下反射层、P-GaN层、发光层、N-GaN层和衬底，对LED晶圆片进行检测是否合格；并在检测合格的晶圆片顶面衬底表面上设置一层中反射层8，对顶面具有中反射层的LED晶圆片烘烤固化，而后进行切割、裂片，得到自下而上依次设置有下反射层、P-GaN层、发光层、N-GaN层、衬底和中反射层8的LED芯片，选取合格的具有中反射层8的LED芯片1；其余步骤不变。

下面以某规格面板灯为例，本实施例的大角度出光光源与常规光源的对比参数如下表：

600*600mm面板灯应用案例

结论：

从上表可以看出，在发光区域面积相同、面板灯厚度相同的前提下，本实施例中，由于采用了大角度四面出光光源将主发光能量方向从正上方偏移至侧面，同时，发光角度高达170°以上，与常规LED加扩散板结合的面板灯相比，在保证相同混光效果的前提下，有效的提高了相邻光源的间距，大幅降低光源颗粒数；而与带透镜的常规LED光源加扩散板结合的面板灯相比，不仅颗粒数减少了，同时也节省了透镜的成本。

实施例2

本实施例中，如图15所示，包括LED芯片1，LED芯片1的底面自带下反射层，LED芯片1的顶面及侧面设置有蓝光复激发层2，并在蓝光复激发层2的顶面和侧面设置有一层第一介质透明层4，在第一介质透明层4的上表面设置上反射层3。

蓝光复激发层2的四个侧面为全出光区，上反射层3顶面为全反射或部分反射区。

本实施例大角度出光光源，其是通过以下步骤制备而成的：

步骤S1:选取合格的LED芯片1，LED芯片1具有自下而上依次设置有下反射层、P-GaN层、发光层、N-GaN层和衬底；

步骤S2:将若干LED芯片1等距排列，使得相邻LED芯片1之间形成一可填充间隙，再整体在整个LED芯片1表面以及可填充间隙内设置荧光粉层，进而形成蓝光复激发层2，并进行烘烤固化得到半成品；再对半成品进行切割、裂片，得到具有蓝光复激发层2的半成品，然后将具有蓝光复激发层2的半成品重新等距排列，使得相邻半成品之间形成一可填充间隙，再整体在整个半成品表面以及可填充间隙内设置第一介质透明层4，并进行烘烤固化得到具有蓝光复激发层2和第一介质透明层4的半成品；

步骤S3:在步骤S2得到的半成品顶面形成界面清晰的镜面状上反射层3；具体地，上反射层3即为在蓝光复激发层2顶面设置一层金属层或在蓝光复激发层2顶面设置有用于折射、反射的颗粒状填充物；

步骤S4：对顶面具有上反射层的半成品再次烘烤固化，而后进行切割、裂片，裂片后进行芯片测试、分选、重排，得到大角度出光光源。

本实施例大角度出光光源中采用的LED芯片，可选择采用具有中反射层的LED芯片，其实施方式，如图16所示，LED芯片1的顶面设有中反射层8，且中反射层8为部分出光部分反射结构；对于采用该结构LED芯片的大角度出光光源的制备方法，将步骤S1修改为：选取LED晶圆片，LED晶圆片具有自下而上依次设置有下反射层、P-GaN层、发光层、N-GaN层和衬底，对LED晶圆片进行检测是否合格；并在检测合格的晶圆片顶面衬底表面上设置一层中反射层8，对顶面具有中反射层的LED晶圆片烘烤固化，而后进行切割、裂片，得到自下而上依次设置有下反射层、P-GaN层、发光层、N-GaN层、衬底和中反射层8的LED芯片，选取合格的具有中反射层8的LED芯片1；其余步骤不变。

第一介质透明层与反射层之间还设置有第二介质透明层，且第一介质透明层折射率高于在第二介质透明层折射率。

针对该结构的大角度出光光源，其制备步骤将步骤S3进一步优化为：在具有第一介质透明层4和蓝光复激发层2的半成品顶面依次形成界面清晰的第二介质透明层和镜面状上反射层3；这样，能够在图15的第一介质透明层4与镜面状上反射层3之间多形成一层第二介质透明层，进一步增加了LED芯片的出光角度，有利于将光导向高折射率透明波导层，增加其出光角度，进一步提升混光效果。

实施例3

本实施例面光源模组包括基板5、高折射率透明波导层6、扩散膜层7及大角度出光光源，本实施例大角度出光光源采用实施例1的大角度出光光源或实施例2的大角度出光光源，如图17和图18所示，基板5上设置有若干大角度出光光源，在基板5上还设置有覆盖大角度出光光源的高折射率透明波导层6，且高折射率透明波导层6的高度等于或高于大角度出光光源的高度。

本实施例中，高折射率透明波导层同时满足以下条件：

高折射率透明波导层6为单一介质且均匀分布的介质层，高折射率透明波导层6的折射率记作n₂；基板5为透明或半透明基板，基板5的折射率记作n₄；基板5与高折射率透明波导层6共同形成复合波导层，且|n₄-n₂|≤0.2；

限定复合波导层的上表面为上波导分界面，复合波导层的下表面为下波导分界面；限定位于上波导分界面上方的媒质为第一外媒质层，位于下波导分界面下方的媒质为第二外媒质层，第一外媒质层的折射率记作n₃₁，第二外媒质层的折射率记作n₃₂，n₃₁＜n₂，n₃₁＜n₄，n₃₂＜n₂，n₃₂＜n₄。

本实施例中，复合波导层上方和下方还设置有扩散膜层7，且扩散膜层7与复合波导层之间存在空气隙，空气隙在复合波导层上方时作为第一外媒质层，空气隙在复合波导层下方时作为第二外媒质层。具体为：扩散膜层7中靠近复合波导层的一侧表面具有凹凸不平的微结构，且微结构占扩散膜层7总面积的10～100％；扩散膜层7的微结构紧贴复合波导层表面形成空气隙。当然，扩散膜层7也可以选择复合波导层上方或下方选择设置。

作为本实施例的优选或可选，在采用实施例2中具有第一介质透明层4的大角度出光光源制作面光源模组时，

如图20所示，第一介质透明层4侧面的厚度记为a，第一介质透明层4的高度记为h，第一介质透明层4的折射率记为n₁，高折射率透明波导层6的折射率记为n₂，第一外媒质层的折射率记为n₃₁，为了实现一侧光的全反射，需满足：

本实施例中，基板5为透明或半透明柔性基板，具体可选用PI板、PET板、PEV板，或基板5为金属刚性板，具体可选用铝板、薄铜板、陶瓷板。

如图19所示，基板5为多个间隔设置的非连续式条状基板，且大角度出光光源对应设置在条状基板上。

本实施例中，以基板5为多个间隔设置的非连续式条状基板的面光源模组为例，具体阐述其制备方法，该制备方法包括如下步骤：

(1)选用一连续基板，在基板上整体固晶，即在基板上贴装大角度出光光源，然后分切形成宽度为0.2-3mm的条状基板5，各条状基板5的一端或两端通过电极板或电极装置连接形成一整体结构；

(2)将(1)中整体结构置于可重复使用的模具或背光板上，再在整个背光板上整体涂覆高折射透明材料(硅胶或亚克力材料)，使得高折射透明材料覆盖整个条状基板表面及相邻条状基板之间的区域，最后整体模压成型，形成覆盖大角度出光光源的高折射率透明波导层6；

(3)依次在高折射率透明波导层6的上表面以及高折射率透明波导层6与基板5的下表面设置扩散膜层7，形成背光模组，最后将背光模组从背光板上剥离。

本实施例产品可应用于超薄显示器、面板灯(有边框和无边框)、球泡灯、灯丝灯、日光灯、路灯。

作为本实施例更具体的实施方式：

基板5与高折射率透明波导层6之间或者高折射率透明波导层6与扩散膜层7之间或者基板5与扩散膜层7之间增设局部散射微结构。

局部散射微结构的扩散粒子可采用球型结构，其功能和微透镜类似。微结构包括全息、柱面透镜、微透镜阵列和可拉伸衍射光栅。可以通过采用挤压辊压印法、扩散光刻法、热压印、自组装法和各向同性刻蚀的方法，在扩散膜表面实现局部散射微结构。光线在透过这些粒子时被聚焦再散射到一定的出射角度范围内，具有增强出射光亮度的功能。此外，扩散粒子直径、与成膜树脂的折射率差异也保证了光线不会从扩散膜中直射出去，提供了均匀的混光效果和均匀的亮度。本发明所涉及的具有散射微结构的扩散膜，利用表面周期或随机分布的微结构对光的折反射作用来调制入射光的光学状态。采用这类具有局部散射微结构的光扩散膜所得到的面光源模组结构具有视角宽、透过率高、混光均匀等优点。

采用本实施例1大角度出光光源制得的面光源模组与传统方式直下式背光模组的各项参数对比如下：

6英寸手机背光应用案例

结论：从上表可以看出，在发光区域面积相同、背光模组厚度相同的前提下，本实施例中，由于采用了大角度四面出光光源将主发光能量方向从正上方偏移至侧面，同时，发光角度高达170°以上，在保证相同混光效果的前提下，有效的提高了相邻光源的间距，大幅降低光源颗粒数。

实施例4

本实施例面光源模组的结构与实施例3基本相同，包括基板5、高折射率透明波导层6、扩散膜层7及大角度出光光源，本实施例大角度出光光源采用实施例1的大角度出光光源或实施例2的大角度出光光源，如图21和图22所示，基板5上设置有若干大角度出光光源，在基板5上还设置有覆盖大角度出光光源的高折射率透明波导层6，且高折射率透明波导层6的高度等于或高于大角度出光光源的高度，复合波导层上方和下方还设置有扩散膜层7。

不同之处在于：扩散膜层7与复合波导层之间存在的空气隙变为空气层10。具体为：

高折射率透明波导层6为单一介质且均匀分布的介质层，高折射率透明波导层6的折射率记作n₂；基板5为透明或半透明基板，基板5的折射率记作n₄；基板5与高折射率透明波导层6共同形成复合波导层，且|n₄-n₂|≤0.2；

限定复合波导层的上表面为上波导分界面，复合波导层的下表面为下波导分界面；限定位于上波导分界面上方的媒质为第一外媒质层，位于下波导分界面下方的媒质为第二外媒质层，第一外媒质层的折射率记作n₃₁，第二外媒质层的折射率记作n₃₂，n₃₁＜n₂，n₃₁＜n₄，n₃₂＜n₂，n₃₂＜n₄。

扩散膜层7与复合波导层之间存在空气层10，空气层10在复合波导层上方时作为第一外媒质层，空气层10在复合波导层下方时作为第二外媒质层。

实施例3和实施例4利用基板上设置有若干大角度出光光源，及高折射率透明波导层，使得点光源向面光源转变，增加了白光的横向传播；同时特殊设计的波导层结构还有利于白光在透明或半透明基板上的均匀分布而出射。实施例3和实施例4的面光源模组适合应用于电子照明纸领域。

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 (5)

1.一种面光源模组，其特征在于：所述面光源模组包括基板、高折射率透明波导层和大角度出光光源，

所述基板上表面设置有若干大角度出光光源，在基板上表面设置覆盖住所有大角度出光光源的高折射率透明波导层，所述高折射率透明波导层的高度等于或高于大角度出光光源的顶面高度；

所述高折射率透明波导层同时满足以下条件：

（1）所述高折射率透明波导层为单一介质且均匀分布的介质层，高折射率透明波导层的折射率记作n₂；所述基板为透明或半透明基板，基板的折射率记作n₄；所述基板与高折射率透明波导层共同形成复合波导层，且|n₄-n₂|≤0.2；

（2）限定复合波导层的上表面为上波导分界面，复合波导层的下表面为下波导分界面；限定位于上波导分界面上方的媒质为第一外媒质层，位于下波导分界面下方的媒质为第二外媒质层，第一外媒质层的折射率记作n₃₁，第二外媒质层的折射率记作n₃₂，n₃₁＜n₂，n₃₁＜n₄，n₃₂＜n₂，n₃₂＜n_4；

所述大角度出光光源包括LED芯片，所述LED芯片为倒装结构，LED芯片包括自下而上依次设置的P-GaN层 、发光层、N-GaN层和衬底，且在LED芯片的底面设置下反射层，在LED芯片的顶面及侧面设置有蓝光复激发层，蓝光复激发层的顶面设置上反射层，所述蓝光复激发层的四个侧面为全出光区，上反射层顶面为全反射或部分反射区，所述LED芯片的顶面设置中反射层，且所述中反射层为部分出光部分反射结构；

所述蓝光复激发层的顶面和侧面设置有一层第一介质透明层，所述上反射层位于第一介质透明层的上表面；第一介质透明层侧面的厚度记为a，第一介质透明层的高度记为h，第一介质透明层的折射率记为n₁，高折射率透明波导层的折射率记为n₂，第一外媒质层的折射率记为n₃₁，为了实现一侧光的全反射，需满足：

。

2.根据权利要求1所述的面光源模组，其特征在于：所述复合波导层上方或/和下方还设置有扩散膜层，且扩散膜层与复合波导层之间存在空气层或空气隙，所述空气层或空气隙在复合波导层上方时作为第一外媒质层，所述空气层或空气隙在复合波导层下方时作为第二外媒质层。

3.根据权利要求2所述的面光源模组，其特征在于：所述扩散膜层与复合波导层之间存在空气隙时，所述扩散膜层中靠近复合波导层的一侧表面具有凹凸不平的微结构，且所述微结构占所述扩散膜层总面积的10～100%；所述扩散膜层的微结构紧贴复合波导层表面形成空气隙。

4.根据权利要求2所述的面光源模组，其特征在于：所述基板与高折射率透明波导层之间或者高折射率透明波导层与扩散膜层之间或者基板与扩散膜层之间增设局部散射微结构。

5.根据权利要求1所述的面光源模组，其特征在于：所述基板为多个间隔设置的非连续式条状基板，且所述大角度出光光源对应设置在条状基板上。