CN112349822B - Led器件和背光模组 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种LED器件和背光模组，其中，LED器件包括基板、芯片、封装结构和顶部反光遮挡层，其中，芯片设置在基板上；封装结构盖设在基板并覆盖芯片；顶部反光遮挡层设置在封装结构上并位于封装结构的上表面的中心位置处并覆盖一部分封装结构的上表面。本发明解决了现有技术中的LED器件的出光效率较低、出光角度小而导致其出光性能差，进而利用LED器件制造出的背光模组用于显示装置时的显示画面的颜色饱度和明暗对比度均受到了影响，影响了用户的观看体验的问题。

Description

LED器件和背光模组
技术领域
本发明涉及LED显示照明技术领域，具体而言，涉及一种LED器件和背光模组。
背景技术
随着LED技术的快速发展以及LED光效的逐步提高，LED器件被广泛应用于各种显示装置中。
LED器件的核心发光组件是芯片，芯片能够将电能转化为光能，以使LED器件发光，为了避免芯片长期暴露在空气中造成芯片损伤而失效，通常采用具备良好透光性的封装结构对LED器件的芯片进行封装，封装结构的存在则降低了LED器件的出光效率，影响了LED器件的出光角度、发光性能以及出光均匀性，进而利用LED器件制造出的显示装置的显示画面的颜色饱度和明暗对比度均受到了影响，影响了用户对显示装置的观看体验。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种LED器件和背光模组，以解决现有技术中的LED器件的出光效率较低、出光角度小而导致其出光性能差，进而利用LED器件制造出的背光模组用于显示装置时的显示画面的颜色饱度和明暗对比度均受到了影响，影响了用户的观看体验的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供了一种LED器件，包括基板、芯片、封装结构和顶部反光遮挡层，其中，芯片设置在基板上；封装结构盖设在基板并覆盖芯片；顶部反光遮挡层设置在封装结构上并位于封装结构的上表面的中心位置处并覆盖一部分封装结构的上表面。
进一步地，顶部反光遮挡层覆盖封装结构的上表面的部分与封装结构的上表面的面积比值大于等于50％且小于等于90％。
进一步地，顶部反光遮挡层在封装结构的上表面的投影呈矩形或圆形。
进一步地，顶部反光遮挡层包括中央层和与中央层一体连接并位于中央层外周的边沿层，其中，中央层的上表面为平面，边沿层的上表面与中央层的上表面和封装结构的上表面平滑过渡连接。
进一步地，中央层的上表面和封装结构的上表面之间的距离大于等于0.01mm且小于等于0.3mm。
进一步地，封装结构的外周侧面为具有压花结构的粗糙表面，压花结构包括以阵列形式分布的多个棱柱或多个棱柱槽；或压花结构包括以阵列形式分布的多个棱锥或多个棱锥槽。
进一步地，LED器件还包括周边反光遮挡层，周边反光遮挡层覆盖封装结构的外周侧面。
进一步地，周边反光遮挡层的外周侧面为具有压花结构的粗糙表面，压花结构包括以阵列形式分布的多个棱柱或多个棱柱槽；或压花结构包括以阵列形式分布的多个棱锥或多个棱锥槽。
进一步地，顶部反光遮挡层和周边反光遮挡层均由白油、围坝胶或含有TiO2、ZnO、ZnS、锌钡白、银粉中的一种或多种的半透明胶体制成。
进一步地，顶部反光遮挡层和周边反光遮挡层的透光率大于等于50％且小于等于90％；顶部反光遮挡层中含有的TiO2、ZnO、ZnS、锌钡白、银粉中的一种或多种的量在顶部反光遮挡层中的含量大于等于0.1％且小于等于5％；周边反光遮挡层中含有的TiO2、ZnO、ZnS、锌钡白、银粉中的一种或多种的量在周边反光遮挡层中的含量大于等于0.1％且小于等于5％。
进一步地，LED器件在其出光面处的相对光强在50％及以上的平均发光角度范围大于等于170度。
根据本发明的另一方面，提供了一种背光模组，包括基板和LED器件，其中，LED器件为上述的LED器件；LED器件为多个，多个LED器件以矩阵的形式分布在基板上。
应用本发明的技术方案，通过将顶部反光遮挡层设置在封装结构上并位于封装结构的上表面的中心位置处，同时顶部反光遮挡层覆盖一部分封装结构的上表面，以对芯片的正面发出的光进行部分反射，这样，LED器件在兼具五面发光的同时，顶部反光遮挡层的设置能够对芯片发出的光进行再分配，有效地扩大了LED器件在相同发光强度时的发光角度，优化了LED器件的出光特性，提高了LED器件的实用性，进而使用本申请提供的LED器件制造出的显示装置的显示画面的颜色饱度和明暗对比度均能够得到有效地提升，有利于提升用户的观看体验。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明的实施例一的LED器件的剖视结构示意图；
图2示出了根据本发明的实施例二的LED器件的剖视结构示意图；
图3示出了本申请中的LED器件与现有技术中的LED器件在沿其长度方向上并过芯片中心点的切割测试平面内的光谱对比图，其中，S为现有技术中的LED器件的光强分布曲线，S1为本申请中的LED器件的光强分布曲线；
图4示出了本申请中的LED器件与现有技术中的LED器件在沿其宽度方向上并过芯片中心点的切割测试平面内的光谱对比图，其中，S为现有技术中的LED器件的光强分布曲线，S1为本申请中的LED器件的光强分布曲线。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、基板；20、芯片；30、封装结构；40、顶部反光遮挡层；41、中央层；42、边沿层；50、周边反光遮挡层。
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，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
为了解决现有技术中的LED器件的出光效率较低、出光角度小而导致其出光性能差，进而利用LED器件制造出的背光模组用于显示装置时的显示画面的颜色饱度和明暗对比度均受到了影响，影响了用户的观看体验的问题，本发明提供了一种LED器件和背光模组，其中，背光模组包括基板和LED器件，其中，LED器件为上述和下述的LED器件；LED器件为多个，多个LED器件以矩阵的形式分布在基板上。
实施例一
如图1所示，LED器件包括基板10、芯片20、封装结构30和顶部反光遮挡层40，其中，芯片20设置在基板10上；封装结构30盖设在基板10并覆盖芯片20；顶部反光遮挡层40设置在封装结构30上并位于封装结构30的上表面的中心位置处并覆盖一部分封装结构30的上表面。
通过将顶部反光遮挡层40设置在封装结构30上并位于封装结构30的上表面的中心位置处，同时顶部反光遮挡层40覆盖一部分封装结构30的上表面，以对芯片20的正面发出的光进行部分反射，这样，LED器件在兼具五面发光的同时，顶部反光遮挡层40的设置能够对芯片20发出的光进行再分配，有效地扩大了LED器件在相同发光强度时的发光角度，优化了LED器件的出光特性，提高了LED器件的实用性，进而使用本申请提供的LED器件制造出的显示装置的显示画面的颜色饱度和明暗对比度均能够得到有效地提升，有利于提升用户的观看体验。
为了更精确地调整并优化了LED器件的封装结构30的上表面的光线强度分布，可选地，顶部反光遮挡层40覆盖封装结构30的上表面的部分与封装结构30的上表面的面积比值大于等于50％且小于等于90％。这样，对顶部反光遮挡层40覆盖封装结构30的上表面的部分与封装结构30的上表面的面积比值进行了合理地优化，使得顶部反光遮挡层40与封装结构30的上表面具有足够的接触面积，确保顶部反光遮挡层40能够对芯片20的正面发出的光进行有效地反射和透射，保证LED器件的各个发光面的发光强度均匀，提高了LED器件的实用性。
可选地，顶部反光遮挡层40在封装结构30的上表面的投影呈矩形或圆形。这样，确保了顶部反光遮挡层40与封装结构30的上表面之间的接触面的规整性，有利于提高LED器件的正面发出的光线的均匀性，且便于顶部反光遮挡层40的成型。
在本实施例中，如图1所示，顶部反光遮挡层40包括中央层41和与中央层41一体连接并位于中央层41外周的边沿层42，其中，中央层41的上表面为平面，边沿层42的上表面与中央层41的上表面和封装结构30的上表面平滑过渡连接。这样，通过对顶部反光遮挡层40的结构进行具体优化，不仅便于对LED器件的出光特性进行优化，确保顶部反光遮挡层40能够对芯片20的正面发出的光进行有效反射的同时扩大发光角度，而且使得顶部反光遮挡层40能够与封装结构30稳定连接，此外，还有利于LED器件整体外观美感的提升。
可选地，中央层41的上表面和封装结构30的上表面之间的距离大于等于0.01mm且小于等于0.3mm。这样，通过对中央层41的上表面和封装结构30的上表面之间的距离进行合理地优化，有利于控制LED器件的整体厚度，有利于LED器件的小型化设计。
需要说明的是，在本实施例中，封装结构30的外周侧面为具有压花结构的粗糙表面。
可选地，压花结构包括以阵列形式分布的多个棱柱或多个棱柱槽，当压花结构包括多个所述棱柱时，棱柱的横截面为六角棱形，这样，通过对封装结构30进行外型结构设计，促进光线发散，增大了LED器件的发光角度，提升LED器件的出光性能。
可选地，压花结构包括以阵列形式分布的多个棱锥或多个棱锥槽，当压花结构包括多个所述棱锥时，棱锥为三棱锥，这样，通过对封装结构30进行外型结构设计，促进光线发散，增大了LED器件的发光角度，提升LED器件的出光性能。
实施例二
如图2所示，本实施例与实施例一的区别在于，LED器件还包括周边反光遮挡层50，周边反光遮挡层50覆盖封装结构30的外周侧面。这样，通过在LED器件的封装结构30的外周侧面设置周边反光遮挡层50，对LED器件的周向的出光特性进行了优化，确保LED器件能够在水平方向发射出均匀的光，进一步提升LED器件的发光性能。
在本实施例中，可选地，周边反光遮挡层50的外周侧面为具有压花结构的粗糙表面。
可选地，压花结构包括以阵列形式分布的多个棱柱或多个棱柱槽，当压花结构包括多个所述棱柱时，棱柱的横截面为六角棱形，这样，通过对周边反光遮挡层50进行外型结构设计，确保周边反光遮挡层50能够将芯片20发出的不同角度的光线沿水平方向均匀的发射出去，提升LED器件的出光性能。
可选地，压花结构包括以阵列形式分布的多个棱锥或多个棱锥槽，当压花结构包括多个所述棱锥时，棱锥为三棱锥，这样，通过对周边反光遮挡层50进行外型结构设计，确保周边反光遮挡层50能够将芯片20发出的不同角度的光线沿水平方向均匀的发射出去，提升LED器件的出光性能。
在上述两个实施例中，为了确保顶部反光遮挡层40和周边反光遮挡层50能够对芯片20发出的一部分光进行有效地反射，同时还能够使另一部分光透射，顶部反光遮挡层40和周边反光遮挡层50均由白油、围坝胶或含有TiO2、ZnO、ZnS、锌钡白、银粉中的一种或多种的半透明胶体制成。
为了更精确地控制LED器件的在预设光强时的出光均匀性，本申请对芯片20发出的光线穿过封装结构30以及顶部反光遮挡层40和周边反光遮挡层50后的透过率进行了范围优化，可选地，顶部反光遮挡层40和周边反光遮挡层50的透光率大于等于50％且小于等于90％。
可选地，顶部反光遮挡层40中含有的TiO2、ZnO、ZnS、锌钡白、银粉中的一种或多种的量在顶部反光遮挡层40中的含量大于等于0.1％且小于等于5％；周边反光遮挡层50中含有的TiO2、ZnO、ZnS、锌钡白、银粉中的一种或多种的量在周边反光遮挡层50中的含量大于等于0.1％且小于等于5％。这样，确保顶部反光遮挡层40和周边反光遮挡层50具备足够的反射光线的能力，便于对芯片20发出的光进行合理分配，以优化LED器件的出光特性。
需要说明的是，在本申请中，顶部反光遮挡层40中含有的TiO2、ZnO、ZnS、锌钡白、银粉中的一种或多种的量在顶部反光遮挡层40中的含量大于等于0.1％且小于等于5％，以及周边反光遮挡层50中含有的TiO2、ZnO、ZnS、锌钡白、银粉中的一种或多种的量在周边反光遮挡层50中的含量大于等于0.1％且小于等于5％均指质量比。
在本申请中，LED器件在其出光面处的相对光强在50％及以上的平均发光角度范围大于等于170度。这样，较大发光角度范围内LED器件的相对光强均匀分布，且分布区域很大。
需要说明的是，在本申请中，采用倒装芯片封装结构，可以提高倒装芯片的出光效率。
需要说明的是，在本申请中，在切割测试平面内，对LED器件的光强分布的测试角度范围为-90度至90度。
如图3所示为本申请中的LED器件与现有技术中的LED器件在沿其长度方向上并过芯片中心点的切割测试平面内的光谱对比图，其中，S为现有技术中的LED器件(未设置顶部反光遮挡层和周边反光遮挡层)的光强分布曲线，S1为本申请中的LED器件(设置了顶部反光遮挡层，但未设置周边反光遮挡层)的光强分布曲线。
具体而言，由图3可知，横坐标表示发光角度，纵坐标表示发光强度，S为现有技术中的LED器件的光强分布曲线，可见，当现有的LED器件的发光强度为50％时，过该点做横轴的平行线与S相交于两点，其中，左边交点的横坐标为-75度，右边交点的横坐标为75度，也就是说，在沿现有技术中的LED器件长度方向上并过芯片中心点的切割测试平面内，现有技术中的LED器件的发光强度达到50％及以上的光线的分布范围是-75度至75度，分布范围的跨度为150度；S1为本申请中的LED器件的光强分布曲线，可见，当本申请中的LED器件的发光强度为50％时，过该点做横轴的平行线与S1相交于两点，其中，左边交点的横坐标为-78度，右边交点的横坐标为82度，也就是说，在沿本申请中的LED器件长度方向上并过芯片中心点的切割测试平面内，本申请中的LED器件的发光角度达到50％及以上的光线的分布范围-78度至82度，分布范围的跨度为160度；由此可见，在封装结构30的上表面的中心位置处设置顶部反光遮挡层40，并使其覆盖一部分封装结构30的上表面，有效地扩大了LED器件的发光角度，提高了LED器件的实用性。
如图4所示为本申请中的LED器件与现有技术中的LED器件在沿其宽度方向上并过芯片中心点的切割测试平面内的光谱对比图，其中，S为现有技术中的LED器件(未设置顶部反光遮挡层和周边反光遮挡层)的光强分布曲线，S1为本申请中的LED器件(设置了顶部反光遮挡层，但未设置周边反光遮挡层)的光强分布曲线。
具体而言，由图4可知，横坐标表示发光角度，纵坐标表示发光强度，S为现有技术中的LED器件的光强分布曲线，可见，当现有的LED器件的光强分布在发光强度为50％时，过该点做横轴的平行线与S相交于两点，其中，左边交点的横坐标为-80度，右边交点的横坐标为80度，也就是说，在沿现有技术中的LED器件宽度方向上并过芯片中心点的切割测试平面内，现有技术中的LED器件的发光强度达到50％及以上的光线的分布范围是-80度至80度，分布范围的跨度为160度；S1为本申请中的LED器件的光强分布曲线，可见，当本申请中的LED器件的发光强度为50％时，过该点做横轴的平行线，整个S1曲线位于平行线的上方，也就是说，在沿本申请中的LED器件长度方向上并过芯片中心点的切割测试平面内，本申请中的LED器件的发光强度达到50％及以上的光线的分布范围是-90度至90度，分布范围的跨度为180度，由此可见，在封装结构30的上表面的中心位置处设置顶部反光遮挡层40，并使其覆盖一部分封装结构30的上表面，有效地扩大了LED器件的发光角度，提高了LED器件的实用性。
可选地，当LED器件的光源间距相同时，本申请提供的LED器件的混光距离相比于现有的LED器件更小，有利于将采用LED器件制造出的显示装置变薄。
可选地，当混光距离固定时，随LED器件的光源间距变大可减少LED器件单个光源的数量，利于降低成本。
本申请还提供了一种背光模组，采用以上的LED器件，背光模组包括基板，多个LED器件以矩阵的形式分布在基板上。在相同的光源间距时，混光距离可以更小，使得显示装置可以制造的更薄。或者在混光距离固定时，随光源间距变大可减少LED器件单个光源的数量，利于降低成本。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种LED器件，其特征在于，包括：
基板(10)和芯片(20)，所述芯片(20)设置在所述基板(10)上；
封装结构(30)，所述封装结构(30)盖设在所述基板(10)并覆盖所述芯片(20)；
顶部反光遮挡层(40)，所述顶部反光遮挡层(40)设置在所述封装结构(30)上并位于所述封装结构(30)的上表面的中心位置处并覆盖一部分所述封装结构(30)的上表面；
所述顶部反光遮挡层(40)包括中央层(41)和与所述中央层(41)一体连接并位于所述中央层(41)外周的边沿层(42)，其中，所述中央层(41)的上表面为平面，所述边沿层(42)的上表面与所述中央层(41)的上表面和所述封装结构(30)的上表面平滑过渡连接。
2.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于，所述顶部反光遮挡层(40)覆盖所述封装结构(30)的上表面的部分与所述封装结构(30)的上表面的面积比值大于等于50％且小于等于90％。
3.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于，所述顶部反光遮挡层(40)在所述封装结构(30)的上表面的投影呈矩形或圆形。
4.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于，所述中央层(41)的上表面和所述封装结构(30)的上表面之间的距离大于等于0.01mm且小于等于0.3mm。
5.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于，所述封装结构(30)的外周侧面为具有压花结构的粗糙表面，
所述压花结构包括以阵列形式分布的多个棱柱或多个棱柱槽；或
所述压花结构包括以阵列形式分布的多个棱锥或多个棱锥槽。
6.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于，所述LED器件还包括周边反光遮挡层(50)，所述周边反光遮挡层(50)覆盖所述封装结构(30)的外周侧面。
7.根据权利要求6所述的LED器件，其特征在于，所述周边反光遮挡层(50)的外周侧面为具有压花结构的粗糙表面，所述压花结构包括以阵列形式分布的多个棱柱或多个棱柱槽；或所述压花结构包括以阵列形式分布的多个棱锥或多个棱锥槽。
8.根据权利要求6或7所述的LED器件，其特征在于，所述顶部反光遮挡层(40)和所述周边反光遮挡层(50)均由白油、围坝胶或含有TiO2、ZnO、ZnS、锌钡白、银粉中的一种或多种的半透明胶体制成。
9.根据权利要求8所述的LED器件，其特征在于，所述顶部反光遮挡层(40)和所述周边反光遮挡层(50)的透光率大于等于50％且小于等于90％；
所述顶部反光遮挡层(40)中含有的所述TiO2、所述ZnO、所述ZnS、所述锌钡白、所述银粉中的一种或多种的量在所述顶部反光遮挡层(40)中的含量大于等于0.1％且小于等于5％；
所述周边反光遮挡层(50)中含有的所述TiO2、所述ZnO、所述ZnS、所述锌钡白、所述银粉中的一种或多种的量在所述周边反光遮挡层(50)中的含量大于等于0.1％且小于等于5％。
10.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于，所述LED器件在其出光面处的相对光强在50％及以上的平均发光角度范围大于等于170度。
11.一种背光模组，其特征在于，包括：基板和LED器件，所述LED器件为权利要求1至10中任一项所述的LED器件；所述LED器件为多个，所述多个LED器件以矩阵的形式分布在所述基板上。
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