CN206022420U - 一种倒装led芯片的封装器件和直下式背光模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种倒装LED芯片的封装器件和直下式背光模组，所述倒装LED芯片的封装器件包括：具有凸台的基板，倒装设置在所述凸台上的LED芯片和设置在LED芯片的非焊线区上的荧光粉层；所述凸台四周的表面设置有用于反射LED芯片发出的光线的第一反射层；所述封装器件还包括用于反射LED芯片发出的部分光线使所述封装器件出光均匀的第二反射层，所述第二反射层位于LED芯片上部的荧光粉层上。本实用新型通过第二反射层不完全遮挡荧光粉层，从而实现均匀照射，无需二次透镜，减小了背光模组的厚度，并降低了成本。

Description

一种倒装LED芯片的封装器件和直下式背光模组

技术领域

本实用新型涉及LED显示技术，特别涉及一种倒装LED芯片的封装器件和直下式背光模组。

背景技术

现有液晶显示屏采用侧入式和直下式两种入光方式，相比侧入式，直下式入光方式光源的成本低，光效利用率高，所以被广泛应用于中低端低成本液晶显示屏。其中LED直下式液晶电视背光源通过二次透镜对LED出来的光进行二次配光，减少背光模组厚度，提高LED光源的利用率，同时满足背光源照射均匀的要求。

然而，由于现有使用二次透镜的方式需要SMT标贴，并且LED和二次透镜要求对位精准，导致其贴片精度要求高，装有二次透镜的LED封装器件，所需PCB较宽，这些导致增加直下式背光方式成本，此外，二次透镜本身仅约有89%的透光率，会使其损失约10%的光。由此可知，利用二次透镜的方式，进一步降低成本的空间很小，并且光效效果有限，很难满足市场对于中低端机要求。

因而现有技术还有待改进和提高。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种倒装LED芯片的封装器件和直下式背光模组，无需使用二次透镜，通过在荧光粉层上设置第二反射层，实现均匀照射，降低成本。

一种倒装LED芯片的封装器件，包括：具有凸台的基板，倒装设置在所述凸台上的LED芯片和设置在LED芯片的非焊线区上的荧光粉层；所述凸台四周的表面设置有用于反射LED芯片发出的光线的第一反射层；所述封装器件还包括用于反射LED芯片发出的部分光线使所述封装器件出光均匀的第二反射层，所述第二反射层位于LED芯片上部的荧光粉层上。

所述的倒装LED芯片的封装器件中，所述第二反射层遮挡部分荧光粉层，且从荧光粉层中间到四边遮挡的面积越来越小。

所述的倒装LED芯片的封装器件中，所述第二反射层的面积与LED芯片上部的荧光粉层的面积成预定比例。

所述的倒装LED芯片的封装器件中，所述凸台四周为斜面。

所述的倒装LED芯片的封装器件中，所述预定比例大于或等于，其中，Io为LED芯片正上方的光强，所述ɵ为偏离LED芯片正上方的角度。

所述的倒装LED芯片的封装器件中，所述基板的上表面设置有第一反射层。

所述的倒装LED芯片的封装器件中，所述凸台为矩形凸台，所述矩形凸台前后左右四个侧边为斜面。

所述的倒装LED芯片的封装器件中，所述基板上设置有电极，所述基板上的电极与LED芯片焊线区的焊盘电极对应连接。

所述的倒装LED芯片的封装器件中，所述基板为GaN基板、Si基板、SiN基板和陶瓷基板中的一种。

一种直下式背光模组中，包括ＰＣＢ板，所述ＰＣＢ板上设置有多个如上所述的倒装LED芯片的封装器件。

相较于现有技术，本实用新型提供一种倒装LED芯片的封装器件和直下式背光模组，所述倒装LED芯片的封装器件包括：具有凸台的基板，倒装设置在所述凸台上的LED芯片和设置在LED芯片的非焊线区上的荧光粉层；所述凸台四周的表面设置有用于反射LED芯片发出的光线的第一反射层；所述封装器件还包括用于反射LED芯片发出的部分光线使所述封装器件出光均匀的第二反射层，所述第二反射层位于LED芯片上部的荧光粉层上。本实用新型通过第二反射层不完全遮挡荧光粉层，从而实现均匀照射，无需二次透镜，减小了背光模组的厚度，并降低了成本。

附图说明

图1为本实用新型提供的倒装LED芯片的封装器件的截面示意图；

图2为本实用新型提供的倒装LED芯片的封装器件的立体图；

图3为本实用新型提供的倒装LED芯片的封装器件中，LED芯片、荧光粉层和第二反射层的立体图；

图4为普通LED芯片发出的光斑的示意图；

图5为本实用新型提供的倒装LED芯片的封装器件发出的光斑的示意图；

图6为本实用新型提供的直下式背光模组中，LED灯条的示意图。

具体实施方式

本实用新型提供一种倒装LED芯片的封装器件和直下式背光模组。为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参考图1和图2，本实用新型公开了一种倒装LED芯片的封装器件，包括：具有凸台４的基板，倒装设置在所述凸台４上的LED芯片３和设置在LED芯片３的非焊线区上的荧光粉层２；所述凸台４四周的表面设置有用于反射LED芯片３发出的光线的第一反射层４１０；所述封装器件还包括用于反射LED芯片３发出的部分光线使所述封装器件出光均匀的第二反射层1，所述第二反射层1位于LED芯片３上部的荧光粉层上。

图1的实线箭头反应了所述封装器件左侧光线的示意图，LED芯片３侧面发出的光线经第一反射层４１０反射后向斜上方出射；LED芯片３正面发出的光较侧面集中，一部分经过没有第二反射层１覆盖的区域直接往正上方出射，另一部分则被第二反射层１反射后沿各个方向出射；由此分散了ＬＥＤ芯片３中心部分的光，不会出现中心过亮现象，可以使光线更加均匀一致，并且无需使用二次透镜，减小了背光模组的厚度，并降低了成本。

所述凸台４四周为斜面，斜面用于将LED芯片3侧面发出的光线以较大的角度反射出去。LED芯片３侧面发出的光经过凸台４的斜面后反射，增大了封装器件出光的面积。所述凸台4的斜面倾斜角度根据应用的背光模组厚度以及所用LED间距来确定，可大于等于０°，小于等于３０°。需要大的出光面积时，可选择大于等于２０°，小于等于２５°。进一步的，所述凸台４为矩形凸台，所述矩形凸台前后左右四个侧边为斜面。矩形凸台便于加工和附着第一反射层４１０。

所述基板上设置有电极４２０， 所述基板上的电极４２０与LED芯片3焊线区的焊盘电极对应连接；换而言之，基板上沉积有线路，LED芯片３通过焊锡固定在基板上并实现电气连接。具体的，所述电极４２０设置在所述凸台4的顶部。

进一步的，所述第二反射层１为白色反射层，优选为TiO₂反射层，用于将正面出射的光部分反射回ＬＥＤ芯片内部。如图2和图3所示，所述第二反射层１将正上方一部分荧光粉裸露出来，一部分遮挡住。即，第二反射层1遮挡部分所述荧光粉层，且从荧光粉层中间到四边遮挡的面积越来越小，能够实现二次透镜的效果，并且通过第二反射层1的不完全遮挡，可以使光线更加均匀一致。

其中，所述的倒装LED芯片的封装器件中，所述第二反射层１的面积与LED芯片３上部的荧光粉层的面积成预定比例ｂ。所述预定比例ｂ大于或等于，其中，Io为LED芯片３正上方的光强，所述ɵ为偏离LED芯片３正上方的角度，换而言之，所述LED芯片３的顶部水平，所述ɵ为偏离LED芯片３的顶部法线的角度。由于普通的LED为近朗伯光源，其光强空间分布满足I=Io*COSθ。所以普通LED正中心亮度较高，所以需要搭配二次透镜使用。如图4所示，普通倒装LED芯片的出射光光斑较为集中，光强峰值大部分集中在ɵ角小于35度的范围内，即中心光强高，四周光强低，其照射不均匀，出现中心过亮情况，必须通过二次透镜，才能使实现照射均匀。而如图5所示，本实用新型通过对第二反射层１的反射面积进行设计，使得光强峰值不会集中在ɵ角为３５°的范围内，使得出光均匀化；即使不使用二次透镜也能使其达到二次透镜照射均匀的效果，不会出现中心过亮的情况，甚至其光效效果更为均匀一致。

进一步的，所述基板的上表面设置有第一反射层４１０，即第一反射层４１０不仅覆盖在凸台四周，还覆盖在凸台上表面，以增大反射面积，提高光的利用率。所述第一反射层４１０镀在基板上或者通过双面胶贴在基板上。优选的，镀在基板上的第一反射层４１０为白漆或银。贴在基板上的第一反射层（反射片）４１０为白反或者底反。所述第一反射层４１０的反射率>98%，近镜面反射。

所述LED芯片非焊线区上通过喷涂方式，或者贴覆荧光粉膜，或MOCVD等方式，附有一层荧光粉，所述荧光粉用于将蓝光转化为白光，包括黄色、红色、绿色等常用荧光粉或量子点材料中的一种或多种。

所述基板为GaN基板、Si基板、SiN基板和陶瓷基板中的一种。

综上所述，本实用新型提供的倒装LED芯片的封装器件，通过重新设计LED的封装结构和基板的结构，可以在不使用二次透镜的情况下在直下式背光中实现均匀照射。其优点为节省了PCB宽度，节省了二次透镜以及二次透镜标贴费用。同时因为不使用二次透镜，光效也有部分提升，从而减少了灯条的整体成本。

基于上述实施例提供的倒装LED芯片的封装器件，请参考图6，本实用新型提供了一种直下式背光模组。所述直下式背光模组包括ＰＣＢ板Ｂ，所述ＰＣＢ板Ｂ上设置有多个上述实施例中的倒装LED芯片的封装器件Ａ。所述封装器件Ａ等间距排布。所述封装器件Ａ与ＰＣＢ板Ｂ构成ＬＥＤ灯条，为直下式背光模组提供光源。当然，所述直下式背光模组还包括扩散片、棱镜片等光学膜层，此为现有技术，不赘述。

由于不需使用二次透镜，ＰＣＢ板Ｂ上无需预留二次透镜的安装位置，故本实用新型的直下式背光模组中，明显减小了PCB板的宽度，能节约PCB板的成本和减少背光模组的厚度。此外，省去二次透镜以及二次透镜标贴费用，减少了背光模组的制作成本。同时不使用二次透镜，通过第二反射层的不完全遮挡，可以使光线更加均匀一致，照射更加均匀。

本实用新型还提供一种LED灯条的制作方法，包括以下步骤：

S1、制作倒装LED芯片外延（MOCVD）。

对芯片进行荧光粉层涂覆（蒸镀、moulding、喷涂、贴膜等方式）。计算反射面积比，然后通过在荧光粉层上涂覆TiO2反射层。

具体的，通过计算，得出荧光反射面积，其中所述第二反射层的面积与所述LED芯片上部的荧光粉层的面积成预定比例。所述预定比例大于或等于，其中，Io为LED芯片正上方的光强，所述ɵ为偏离LED芯片正上方的角度。荧光粉层通过蒸镀、moulding、喷涂、贴膜等方式涂覆在倒装LED芯片3非焊线区上。

S2、制作与LED芯片所处位置相对应电极和表面上沉积有电路层的基板。

选择相应的基板材料（PCB），再通过裁切、涂胶、曝光、光刻和腐蚀制作出基板的斜面结构和基础层，进一步通过绝缘层镀铜、蚀刻电路、表面处理等方法对基板的表面进行电路层的沉积，较佳使其基板表面裸露有正负电极，并能与LED芯片所处位置的电极相对应。

S3、将所述LED芯片的电极连接到所述基板的电极上，通过所述焊锡接入基板的电路层。

将所述LED芯片的电极连接到所述凹槽内填充的焊锡上之前还包括：根据所述凹槽的结构制作出钢网，将锡膏通过钢网刷到基板的凸台表面，即利用钢网将锡膏填充到凹槽内，形成焊锡。进行回流焊过程，固定LED芯片在焊锡上并连通电路。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种倒装LED芯片的封装器件，其特征在于，包括：具有凸台的基板，倒装设置在所述凸台上的LED芯片和设置在LED芯片的非焊线区上的荧光粉层；所述凸台四周的表面设置有用于反射LED芯片发出的光线的第一反射层；所述封装器件还包括用于反射LED芯片发出的部分光线使所述封装器件出光均匀的第二反射层，所述第二反射层位于LED芯片上部的荧光粉层上。

2.根据权利要求1所述的倒装LED芯片的封装器件，其特征在于，所述第二反射层遮挡部分所述荧光粉层，且从荧光粉层中间到四边遮挡的面积越来越小。

3.根据权利要求1所述的倒装LED芯片的封装器件，其特征在于，所述第二反射层的面积与LED芯片上部的荧光粉层的面积成预定比例。

4.根据权利要求1所述的倒装LED芯片的封装器件，其特征在于，所述凸台四周为斜面。

5.根据权利要求3所述的倒装LED芯片的封装器件，其特征在于，所述预定比例大于或等于，其中，Io为LED芯片正上方的光强，所述ɵ为偏离LED芯片正上方的角度。

6.根据权利要求2、3或4所述的倒装LED芯片的封装器件，其特征在于，所述基板的上表面设置有第一反射层。

7.根据权利要求2或3所述的倒装LED芯片的封装器件，其特征在于，所述凸台为矩形凸台，所述矩形凸台前后左右四个侧边为斜面。

8.根据权利要求2、3或4所述的倒装LED芯片的封装器件，其特征在于，所述基板上设置有电极，所述基板上的电极与LED芯片焊线区的焊盘电极对应连接。

9.根据权利要求2、3或4所述的倒装LED芯片的封装器件，其特征在于，所述基板为GaN基板、Si基板、SiN基板和陶瓷基板中的一种。

10.一种直下式背光模组，其特征在于，包括ＰＣＢ板，所述ＰＣＢ板上设置有多个如权利要求1 至9中任一项所述的倒装LED芯片的封装器件。