CN113741093B - 混光封装器件、背光模组及显示装置 - Google Patents

混光封装器件、背光模组及显示装置 Download PDF

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Abstract

本申请实施例提供一种混光封装器件、背光模组及显示装置。本申请实施例的混光封装器件通过在封装壳体的外表面设置一层或多层光学膜片，并设置光学膜片的折射率小于封装壳体的折射率，能够大幅缩小混光封装器件边缘出射单色光的区域，或者，使混光封装器件边缘出射单色光的区域消失，从而提升混光封装器件发光时的视觉效果。

Description

混光封装器件、背光模组及显示装置
技术领域
本申请涉及电子技术领域，特别涉及一种混光封装器件、背光模组及显示装置。
背景技术
现有的双色混光封装器件的工作原理是两个芯片分别发出不同波长的光，在封装器件内部混合成白光后直接出射。但是在实际的应用中，双色混光封装器件的边缘区域会出现两个芯片各自的单色光，和双色混光封装器件的中心区域的白光形成明显的对比，极大的破环了视觉效果。
发明内容
本申请实施例提供一种混光封装器件、背光模组及显示装置，混光封装器件可以应用于背光模组中进而应用于显示装置中，混光封装器件边缘出射单色光的区域较小或者不存在，从而能够实现较好的视觉效果。
第一方面，本申请实施例提供一种混光封装器件，包括：
第一发光器件；
第二发光器件，所述第一发光器件发出的光线的波长与所述第二发光器件发出的光线的波长不同；
封装壳体，所述封装壳体的外表面设有一层或多层光学膜片，所述光学膜片的折射率小于所述封装壳体的折射率。
在一些实施例中，所述混光封装器件还包括安装基板，所述第一发光器件与所述第二发光器件均安装于所述安装基板上；
所述封装壳体与所述安装基板连接，以使所述第一发光器件与所述第二发光器件被封装在所述封装壳体与所述安装基板之间；
所述封装壳体的内表面与外表面均为球面，并且所述内表面的球心与所述外表面的球心重合，将所述内表面的球心与所述外表面的球心均定义为第一球心；
所述封装壳体包括第一透光区域与第二透光区域，所述第二透光区域设于所述第一透光区域的外围，所述第二透光区域的内侧与所述第一透光区域交接，外侧与所述安装基板交接，所述第二透光区域与所述第一透光区域交接于第一分界线，所述第一分界线呈闭合的圆形，所述第一分界线在所述安装基板上的正投影的圆心与所述第一球心重合；
所述第一发光器件的底部中心位点、所述第二发光器件的底部中心位点以及所述第一球心均位于所述封装壳体的第一截面内，所述第一截面呈圆形，所述第一截面的圆心与所述第一球心重合；
所述第一分界线上的任意位点与所述第一球心之间的连线与所述第一截面之间的夹角为θ5，θ5＝180°-θ2-θ4；
θ2＝180°-θ1-θ3，
n1为封装壳体的折射率；
BF为所述封装壳体的外表面所在球面的半径；
所述第一发光器件的厚度与所述第二发光器件的厚度均为a；
所述第一发光器件的底部中心位点与所述第一球心之间的距离为第一距离，所述第二发光器件的底部中心位点与所述第一球心之间的距离为第二距离，所述第一距离的大小与所述第二距离的大小均为b；
所述光学膜片覆盖所述第二透光区域。
在一些实施例中，所述封装壳体的外表面设有多层光学膜片，从靠近所述封装壳体至远离所述封装壳体的方向，多层所述光学膜片的折射率逐渐降低。
在一些实施例中，所述封装壳体呈半圆球形。
在一些实施例中，所述光学膜片通过透明粘合胶固定于所述封装壳体的外表面。
在一些实施例中，所述第一发光器件包括第一LED芯片以及包覆于所述第一LED芯片外表面的第一荧光粉，所述第二发光器件包括第二LED芯片以及包覆于所述第二LED芯片外表面的第二荧光粉，所述第一荧光粉与所述第二荧光粉均为KSF荧光粉；
所述第一LED芯片发出的第一光线、所述第一光线激发所述第一荧光粉后发出的第二光线、所述第二LED芯片发出的第三光线、所述第三光线激发所述第二荧光粉后发出的第四光线混合后形成白光。
在一些实施例中，所述光学膜片通过贴附的方式设置于所述封装壳体的外表面，或者
所述光学膜片通过将透明材料涂敷于所述封装壳体的外表面之后进行干燥的方式形成于所述封装壳体的外表面。
第二方面，本申请实施例提供一种背光模组，包括光源和导光组件，所述光源包括如上所述的混光封装器件。
第三方面，本申请实施例提供一种显示装置，包括相对设置的背光模组与显示面板，所述背光模组为如上所述的背光模组。
在一些实施例中，所述显示面板为液晶显示面板。
本申请实施例的混光封装器件，通过在封装壳体的外表面设置一层或多层光学膜片，并设置光学膜片的折射率小于封装壳体的折射率，能够大幅缩小混光封装器件边缘出射单色光的区域，或者，使混光封装器件边缘出射单色光的区域消失，从而提升混光封装器件发光时的视觉效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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为现有的混光封装器件的结构示意图。
图2为本申请实施例提供的混光封装器件的第一种结构示意图。
图3为本申请实施例提供的混光封装器件的第二种结构示意图。
图4为本申请实施例提供的混光封装器件的第三种结构示意图。
图5为本申请实施例提供的背光模组的结构示意图。
图6为本申请实施例提供的显示装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。
请参阅图1，图1为现有的混光封装器件的结构示意图。混光封装器件110中，第一发光器件111和第二发光器件112分别发出不同颜色的光(即光线的波长不同)，它们经过封装壳体113和空气的界面，会发生折射，可以看到，第一发光器件111在点F发生全反射，第二发光器件112在点G发生全反射。封装壳体113的区域II中，第一发光器件111和第二发光器件112分别发出的光进行混合后出光；封装壳体113的区域I中，第一发光器件111发出的单色光占主导；封装壳体113的区域III中，第二发光器件112发出的单色光占主导；因此，可以观察到区域I、区域II和区域III之间存在明显的分色现象，从而影响视觉效果。
请参阅图2，图2为本申请实施例提供的混光封装器件的第一种结构示意图。本申请实施例提供一种混光封装器件110，包括第一发光器件111、第二发光器件112、安装基板115以及封装壳体113。
第一发光器件111发出的光线的波长与第二发光器件112发出的光线的波长不同。在一些实施例中，第一发光器件111发出的光与第二发光器件112发出的光混合后为白光，即区域II出射的混合光为白光。
示例性地，第一发光器件111包括第一LED芯片以及包覆于第一LED芯片外表面的第一荧光粉，第二发光器件112包括第二LED芯片以及包覆于第二LED芯片外表面的第二荧光粉，第一荧光粉与第二荧光粉均为KSF荧光粉；
第一LED芯片发出的第一光线、第一光线激发第一荧光粉后发出的第二光线、第二LED芯片发出的第三光线、第三光线激发第二荧光粉后发出的第四光线混合后形成白光。
除了发出的光线的波长不同之外，第一发光器件111与第二发光器件112的其它参数(例如大小、形状、结构等)可以设置为完全相同。
第一发光器件111与第二发光器件112均安装于安装基板115上。示例性地，安装基板115为电路板，如PCB板(Printed Circuit Board，印刷线路板)。
封装壳体113与安装基板115连接，以使第一发光器件111与第二发光器件112被封装在封装壳体113与安装基板115之间。
封装壳体113的内表面与外表面均为球面，并且内表面的球心与外表面的球心重合，将内表面的球心与外表面的球心均定义为第一球心。
封装壳体113包括第一透光区域与第二透光区域，第二透光区域设于第一透光区域的外围，第二透光区域的内侧与第一透光区域交接，外侧与安装基板115交接，第二透光区域与第一透光区域交接于第一分界线，第一分界线呈闭合的圆形，第一分界线在安装基板115上的正投影的圆心与第一球心重合。
第一发光器件111的底部中心位点、第二发光器件112的底部中心位点以及第一球心均位于封装壳体113的第一截面内，第一截面呈圆形，第一截面的圆心与第一球心重合。示例性地，安装基板115的上表面为平面，第一截面与安装基板115的上表面重合。
第一分界线上的任意位点与第一球心之间的连线与第一截面之间的夹角为θ5，θ5＝180°-θ2-θ4；
θ2＝180°-θ1-θ3，
n1为封装壳体113的折射率；
BF为封装壳体113的外表面所在球面的半径；
第一发光器件111的厚度与第二发光器件112的厚度均为a；
第一发光器件111的底部中心位点与第一球心之间的距离为第一距离，第二发光器件112的底部中心位点与第一球心之间的距离为第二距离，第一距离的大小与第二距离的大小均为b；
封装壳体113的外表面设有一层光学膜片114，光学膜片114的折射率小于封装壳体113的折射率；光学膜片114覆盖第二透光区域。
可以理解的是，θ5限定了第一透光区域与第二透光区域的分界位置，即第一分界线在封装壳体113上的位置，从而限定了第二透光区域在封装壳体113上的分布区域，进而限定了光学膜片114的覆盖区域。
第一发光器件111的底部中心位点指的是第一发光器件111的底面的几何中心，例如当第一发光器件111的底面为矩形时，第一发光器件111的底部中心位点指的是该矩形的两条对角线的交点。同理，第二发光器件112的底部中心位点指的是第二发光器件112的底面的几何中心，例如当第二发光器件112的底面为矩形时，第二发光器件112的底部中心位点指的是该矩形的两条对角线的交点。
可以理解的是，封装壳体113为透明壳体。
下面对θ5的计算公式的推导过程进行描述。
请参阅图1，封装壳体113呈半圆球形，点A为第一发光器件111的底部中心位点，点B(第一球心)为封装壳体113的内表面所在球面的球心以及封装壳体113的外表面所在球面的球心，点C为第二发光器件112的底部中心位点，点E为封装壳体113的外表面与安装基板115的交接位点，点F为第一发光器件111发出的光线在封装壳体113的外表面的全反射位点，点H为从点F做垂直于BE线的垂线与BE线的相交位点。可以看出，点A、点B、点C、点H和点E均位于同一平面内。
封装壳体113的外表面所在球面的半径为r，BF＝BE＝r，第一发光器件111和第二发光器件112沿着中心点B(第一球心)对称分布，AB＝BC＝b，第一发光器件111的厚度AD＝a，第一发光器件111发出的光线在点F发生全反射的入射角(临界角)为θ1，由于n1 sinθ1＝n2 sinθm，而且θm＝90°，n2＝1，因此，θm是第一发光器件111发出的光线在点F处的折射角，θm的大小为90°，n1为封装壳体113的折射率，n2为空气的折射率。
在三角形ΔDAB中，DA⊥AB，已知DA＝a，AB＝b，因此可以得到在三角形ΔDBF中，已知/>BF＝r，以及/>因此根据正弦定理，得到/>计算出θ3，从而得到θ2＝180°-θ1-θ3，θ5＝180°-θ2-θ4。
从图2可以看出，第一发光器件111的底部中心位点(点A)、点B(第一球心)、第二发光器件112的底部中心位点(点C)位于封装壳体113的外表面所在球面的同一条直径上，点E为该直径靠近第二发光器件112一侧的端点，已知FH⊥BE以及BH＝r·cosθ5，因此EH＝BE-BH＝r-BH。
请结合图1，点G为第二发光器件112发出的光线在封装壳体113的外表面的全反射位点，已知第一发光器件111和第二发光器件112相对于点B对称设置，因此点F和点G也是对称设置，可以理解的是，点F和点G位于同一个圆(即第一分界线)上，第一透光区域为图1中封装壳体113上被第一分界线所围出的区域(区域II)，第二透光区域为图1中封装壳体113上位于第一分界线和封装壳体113与安装基板115的交接线之间的区域(包括区域I和区域III)。可以看出，第一透光区域(区域II)即为第一发光器件111发出的光和第二发光器件112发出的光混和后出光的区域，第二透光区域中的区域I即为第一发光器件111发出的单色光在封装壳体113上单独出射的区域，第二透光区域中的区域III即为第二发光器件112发出的单色光在封装壳体113上单独出射的区域。
请结合图2，当采用光学膜片114覆盖第二透光区域后，由于光学膜片114的折射率小于封装壳体113的折射率，即封装壳体113为光密介质，光学膜片114为光疏介质，当光线从光密介质进入光疏介质中时，折射角大于入射角，相当于使入射至光学膜片114与空气的分界面的光线的入射角增大，从而使图1的区域I和区域III中靠近区域II的位置(即边缘位置)的入射光线能够实现全反射，进而使第一发光器件111发出的单色光在封装壳体113上单独出射的区域(区域I)和第二发光器件112发出的单色光在封装壳体113上单独出射的区域(区域III)的面积均缩小。
将图2与图1进行对比可以看出，图2中区域I的面积小于图1中区域I的面积，图2中区域III的面积小于图1中区域III的面积。
上述实施例的混光封装器件110，通过在封装壳体113的外表面设置一层光学膜片114，光学膜片114覆盖第二透光区域，并设置光学膜片114的折射率小于封装壳体113的折射率，能够大幅缩小混光封装器件110边缘出射单色光的区域，进而改善视觉效果。
请参阅图3，图3为本申请实施例提供的混光封装器件的第二种结构示意图。可以看出，图3与图2的区别在于，图2的封装壳体113的外表面仅设置了一层光学膜片114，而图3的封装壳体113的外表面则设置有两层光学膜片114，从靠近封装壳体113至远离封装壳体113的方向，两层光学膜片114的折射率逐渐降低，即外层光学膜片114的折射率小于内层光学膜片114的折射率，且内层光学膜片114的折射率小于封装壳体113的折射率。
将图3与图2进行对比可以看出，与图2相比，图3中的区域I(第一发光器件111发出的单色光在封装壳体113上单独出射的区域)和区域III(第二发光器件112发出的单色光在封装壳体113上单独出射的区域)的面积均进一步缩小。图3中区域I的面积小于图2中区域I的面积，图3中区域III的面积小于图2中区域III的面积。
请参阅图4，图4为本申请实施例提供的混光封装器件110的第三种结构示意图。可以看出，图4与图2的区别在于，图2的封装壳体113的外表面仅设置了一层光学膜片114，而图4的封装壳体113的外表面则设有三层光学膜片114，从靠近封装壳体113至远离封装壳体113的方向，三层光学膜片114的折射率依次降低。
将图4与图3进行对比可以看出，与图3相比，图4中的区域I(第一发光器件111发出的单色光在封装壳体113上单独出射的区域)和区域III(第二发光器件112发出的单色光在封装壳体113上单独出射的区域)的面积均进一步缩小。图4中区域I的面积小于图3中区域I的面积，图4中区域III的面积小于图3中区域III的面积。
可以理解的是，除了图3中设置两层光学膜片114的技术方案和图4中设置的三层光学膜片114的技术方案以外，还可以在封装壳体113的外表面设置更多层光学膜片114(例如可以四层、五层、六层、七层、八层、九层、十层等)，并且，从靠近封装壳体113至远离封装壳体113的方向，多层光学膜片114的折射率依次降低。随着封装壳体113的外表面设置的光学膜片114的层数的增加，混光封装器件110边缘出射单色光的区域I和区域III会变的越来越小，直至消失，混光封装器件110呈现出的是区域II射出的混合光(白光)，由于区域II周围没有了单色光的干扰，从而能够显著改善混光封装器件110发光时的视觉效果。
在一些实施例中，光学膜片114可以通过贴附的方式设置于封装壳体113的外表面，光学膜片114可以通过透明粘合胶固定于封装壳体113的外表面。当封装壳体113的外表面设置有多层光学膜片114时，多层光学膜片114之间也可以通过透明粘合胶固定连接。
在一些实施例中，光学膜片114可以通过将透明材料涂敷于封装壳体113的外表面之后进行干燥的方式形成于封装壳体113的外表面。
请参阅图5，图5为本申请实施例提供的背光模组的结构示意图。本申请实施例还提供一种背光模组10，包括光源11和导光组件12，光源11包括上述任一实施例中的混光封装器件110。
可以看出，图5展示的是一种直下式背光模组，可以理解的是，本申请实施例提供的背光模组10也可以为侧入式背光模组。
请参阅图6，图6为本申请实施例提供的显示装置的结构示意图。本申请实施例还提供一种显示装置100，包括相对设置的背光模组10与显示面板20，背光模组10可以为上述任一实施例中的背光模组10。
示例性地，显示面板20可以为液晶显示面板，即显示装置100为液晶显示装置。
以上对本申请实施例提供的混光封装器件、背光模组及显示装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请。同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (8)

1.一种混光封装器件，其特征在于，包括：
第一发光器件；
第二发光器件，所述第一发光器件发出的光线的波长与所述第二发光器件发出的光线的波长不同；
封装壳体，所述封装壳体的外表面设有一层或多层光学膜片，所述光学膜片的折射率小于所述封装壳体的折射率；
所述第一发光器件包括第一LED芯片以及包覆于所述第一LED芯片外表面的第一荧光粉，所述第二发光器件包括第二LED芯片以及包覆于所述第二LED芯片外表面的第二荧光粉，所述第一荧光粉与所述第二荧光粉均为KSF荧光粉；
所述第一LED芯片发出的第一光线、所述第一光线激发所述第一荧光粉后发出的第二光线、所述第二LED芯片发出的第三光线、所述第三光线激发所述第二荧光粉后发出的第四光线混合后形成白光；
所述混光封装器件还包括安装基板，所述第一发光器件与所述第二发光器件均安装于所述安装基板上；
所述封装壳体与所述安装基板连接，以使所述第一发光器件与所述第二发光器件被封装在所述封装壳体与所述安装基板之间；
所述封装壳体的内表面与外表面均为球面，并且所述内表面的球心与所述外表面的球心重合，将所述内表面的球心与所述外表面的球心均定义为第一球心；
所述封装壳体包括第一透光区域与第二透光区域，所述第二透光区域设于所述第一透光区域的外围，所述第二透光区域的内侧与所述第一透光区域交接，外侧与所述安装基板交接，所述第二透光区域与所述第一透光区域交接于第一分界线，所述第一分界线呈闭合的圆形，所述第一分界线在所述安装基板上的正投影的圆心与所述第一球心重合；
所述第一发光器件的底部中心位点、所述第二发光器件的底部中心位点以及所述第一球心均位于所述封装壳体的第一截面内，所述第一截面呈圆形，所述第一截面的圆心与所述第一球心重合；
所述第一分界线上的任意位点与所述第一球心之间的连线与所述第一截面之间的夹角为θ5，θ5＝180°-θ2-θ4；
θ2＝180°-θ1-θ3，
n1为封装壳体的折射率；
BF为所述封装壳体的外表面所在球面的半径；
所述第一发光器件的厚度与所述第二发光器件的厚度均为a；
所述第一发光器件的底部中心位点与所述第一球心之间的距离为第一距离，所述第二发光器件的底部中心位点与所述第一球心之间的距离为第二距离，所述第一距离的大小与所述第二距离的大小均为b；
所述光学膜片覆盖所述第二透光区域。
2.根据权利要求1所述的混光封装器件，其特征在于，所述封装壳体的外表面设有多层光学膜片，从靠近所述封装壳体至远离所述封装壳体的方向，多层所述光学膜片的折射率逐渐降低。
3.根据权利要求1所述的混光封装器件，其特征在于，所述封装壳体呈半圆球形。
4.根据权利要求1所述的混光封装器件，其特征在于，所述光学膜片通过透明粘合胶固定于所述封装壳体的外表面。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的混光封装器件，其特征在于，所述光学膜片通过贴附的方式设置于所述封装壳体的外表面，或者
所述光学膜片通过将透明材料涂敷于所述封装壳体的外表面之后进行干燥的方式形成于所述封装壳体的外表面。
6.一种背光模组，其特征在于，包括光源和导光组件，所述光源包括如权利要求1-5中任一项所述的混光封装器件。
7.一种显示装置，其特征在于，包括相对设置的背光模组与显示面板，所述背光模组为如权利要求6所述的背光模组。
8.根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于，所述显示面板为液晶显示面板。
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