一种免二次透镜的led背光源及led背光源模组的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种免二次透镜的LED背光源及背光源模组，所述LED背光源包括基板、及至少一个与所述基板电性连接的LED倒装芯片单元，所述LED倒装芯片单元包括一LED倒装芯片及一透镜，所述LED倒装芯片的出光面表面包覆有厚度为100～400μm的光学转换材料层，所述透镜其入光面内凹形成一容纳槽，所述透镜通过其容纳槽罩设于所述LED倒装芯片，且所述容纳槽其内表面和包覆于LED倒装芯片出光面表面的光学转换材料层相对。本实用新型提供的直下式LED背光源具有结构相对简单、封装所需空间相对较小的特点，可实现背光模组超薄化。
【专利说明】—种免二次透镜的LED背光源及LED背光源模组
【技术领域】
[0001]本实用新型属于LED【技术领域】，具体涉及一种免二次透镜的直下式LED背光源及含有该LED背光源的LED背光源模组。
【背景技术】
[0002]目前，LED作为背光源在液晶面板显示领域的应用渗透率已经超过90%。背光源模组架构主要有侧入式和直下式两种，侧入式LED背光是将LED光源设置在导光板的侧面，LED发出的光通过耦合进入导光板，通过反射片、网点的反射和散射将光导出，这样做的缺点在于所形成的画面对比度相对较差，不可进行局部调光。直下式LED背光则以更准确地呈现图像，并展现出优秀的色彩和明暗对比效果而逐渐成为市场的主流趋势。
[0003]直下式LED背光模组一般包括IXD显示屏、扩散膜及PCB板，PCB板上设有若干封装后的LED光源，LED光源发出光线后，经扩散膜后光线变得均匀、一致，然后均匀地照射到LCD显示屏上，从而实现对液晶显示装置进行照亮的作用。现有直下式背光源的LED分布密度小，LED光源之间的交叉光线的距离大，为了利用LED发出的光线，就会导致背光模组的厚度较大，难以实现超薄化。在LED数量和排布间距不变的前提下，LED光源配上二次透镜以缩短混光距离可以减薄背光模组厚度。但是使用二次透镜存在设计复杂及成本增加等问题。
[0004]美国专利US7352011B2，就是使用二次透镜的结构。其通过将一次透镜安装到chip上方，该透镜可以维持LED chip偏离中心轴发光70-80°范围内的发光强度是中心发光强度的5% -30%之间，且在二次透镜上进行特殊形状的设计，以便实现各方向出光更加均匀，通过在一次透镜和二次透镜上进行设计改造以达到出光均匀的目的的方案。但其存在一次透镜和二次透镜光学设计复杂问题，二次透镜成本增加问题，二次透镜的加入难以实现超薄化，以及二次透镜用高分子胶粘剂粘贴，存在使用中容易脱落进而导致整个光源无法工作的弊端。
实用新型内容
[0005]本实用新型为了克服现有技术中存在的缺陷，提供一种结构相对简单、封装所需空间相对较小，可实现背光模组超薄化的免二次透镜的直下式LED背光源。
[0006]本实用新型为达到其目的采用的技术方案如下:
[0007]一种免二次透镜的LED背光源，包括基板、及至少一个与所述基板电性连接的LED倒装芯片单元，所述LED倒装芯片单元包括一 LED倒装芯片及一透镜，所述LED倒装芯片的出光面表面包覆有厚度为100?400 μ m的光学转换材料层，所述透镜其入光面内凹形成一容纳槽，所述透镜通过其容纳槽罩设于所述LED倒装芯片，且所述容纳槽其内表面和包覆于LED倒装芯片出光面表面的光学转换材料层相对。
[0008]进一步的，所述透镜其出光角度为140°?160°。
[0009]优选的，所述透镜其出光面呈矩形或花生壳形，或呈两个相连的圆拱形，且每个圆拱的顶部向外凸伸形成锥形顶部。
[0010]优选的，所述透镜为通过印刷或模制方式制作于LED倒装芯片的光学转换材料层的外表面。
[0011 ] 进一步的，所述LED倒装芯片单元其数量为多个，且多个LED倒装芯片单元呈阵列形式分布于所述基板上。
[0012]具体的，所述阵列形式为8*4排列、9*4排列或3*6排列。
[0013]具体的，所述透镜其材质可为玻璃、硅胶、高分子透明塑料、或环氧树脂。
[0014]本实用新型第二方面提供一种LED背光源模组，所述LED背光源模组具有如上文所述的LED背光源。
[0015]本实用新型提供的技术方案具有如下有益效果:
[0016]本实用新型提供的LED背光源具有结构相对简单、制造相对容易、封装所需空间相对较小的特点，有助于实现背光模组的超薄化。
[0017]本实用新型的LED背光源，其透镜出光面的形状优选采用花生壳状、矩形、或呈两个相连的圆拱形，且每个圆拱的顶部向外凸伸形成锥形顶部，可实现140° -160°的大角度出光。
[0018]优选用透镜模具通过印刷或模制的方式在LED倒装芯片出光面表面的光学转换材料层上制作形成罩设于LED倒装芯片上的透镜，和直接用胶粘剂将透镜粘贴于LED倒装芯片相比，本实用新型的透镜和LED倒装芯片之间连接更为牢固，提高了可靠性。
[0019]本实用新型提供的LED背光源，不存在不同类型的二次透镜匹配的问题，可提高生产效率和质量，同时可有效缩短产品面市周期，加快对市场的反应能力。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是LED背光源结构示意图；
[0021]图2是在LED倒装芯片出光面制备光学转换材料层的示意图；
[0022]图3是将图2中的蓝膜去掉的示意图；
[0023]图4是切割成单个的出光面表面覆盖有光学转换材料层的LED倒装芯片示意图；
[0024]图5是LED倒装芯片单元的一种结构示意图；
[0025]图6是LED倒装芯片单元的另一种结构示意图；
[0026]图7是LED倒装芯片单元的另一种结构示意图；
[0027]图8是LED背光灯条的示意图；
[0028]图9是LED背光源模组结构示意图；
[0029]图10是图9的俯视示意图。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步说明:
[0031]实施例1
[0032]见图1，本实用新型提供一种免二次透镜的LED背光源，其包括基板300、和LED倒装芯片单元800，LED倒装芯片单元800包括LED倒装芯片100、和透镜200。其中，LED倒装芯片100其出光面的表面包覆有光学转换材料层400，该光学转换材料层400的厚度为100?400 μ m之间。光学转换材料层400不仅包覆于LED倒装芯片100位于顶部的出光面，还包覆于位于侧面的出光面，从而，可以将LED倒装芯片100侧壁发出的蓝光转换为白光，使整个光源的光线在空间色温分布均匀。
[0033]透镜200其具有入光面和出光面，入光面向内凹陷形成一容纳槽202，透镜200通过其容纳槽202罩设在LED倒装芯片100上，且透镜容纳槽202的内表面和LED倒装芯片100表面的光学转换材料层400相对，透镜容纳槽202内表面和光学转换材料层400相贴，可以采用现有的印刷或模制方式在LED倒装芯片100表面制备形成所述透镜200。透镜200的出光面201其形状优选为呈矩形(见图5)或花生壳型(见图6)，或者呈两个相连的圆拱形(见图7)，且每个圆拱的顶部向外凸伸形成锥形顶部，采用优选的透镜，其可实现140°?160°的大角度出光。透镜200的材质可以为玻璃、硅胶、高分子透明塑料、或环氧树脂。透镜200出光面201形状为矩形时，可以获得较为均匀的平面光。透镜200出光面201形状为花生壳型或者呈两个相连的圆拱形时，可使光更加发散，光辐射区域增大，空间各角度光更加均匀。
[0034]将LED倒装芯片单元800进一步安装于基板300上，和基板300电性连接。具体的，可将LED倒装芯片单元800中的LED倒装芯片100贴装焊接到基板300上。基板300可以是招基板、PCB电路板、MPCB电路板或者电视机外壳等材料中的一种，在基板300表面至少包含一层以上的金属布线，基板300在其与LED倒装芯片100相结合的区域设有电极凸点301。本实用新型所用的LED倒装芯片100采用现有产品即可，LED倒装芯片100通过其金属电极101和基板表面的电极凸点301配合。
[0035]本实用新型提供的LED背光源，在LED倒装芯片100出光面包覆光转换材料时，可以按照如下方法进行:如图2所示，将LED倒装芯片100均匀排布于具有一定粘性的蓝膜500上，LED倒装芯片的出光面即其外延衬底朝上；使用喷涂、旋涂或模制的方式将光学转换材料400制备到LED倒装芯片上；利用研磨、抛光、切削等方法减薄光学转换材料，光学转换材料400厚度控制在100-400 μ m之间；通过低温烘烤使光学转换材料固化，如图3所示，去掉蓝膜500 ;通过切割使带光学转换材料的LED倒装芯片分离成单个，如图4所示。
[0036]基板300上可以连接多个LED倒装芯片单元800，多个LED倒装芯片单元800优选呈阵列形式分布在基板300上，阵列形式例如8*4排列、9*4排列、3*6排列中。此处所述的8*4排列可以是8排4列或4排8列，9*4排列和3*6排列也可这样理解。
[0037]实施例2
[0038]本实施例为LED背光模组实施例。
[0039]见图8?9，将多个实施例1中的LED倒装芯片单元800电性连接于基板300上，形成LED背光灯条(Light Bar) 600，将LED背光灯条600安装在电视机背板701上，由光源往上依次组装扩散板702、增光膜703、扩散片704、IXD显示屏705，最终制成免二次透镜的直下式LED背光源模组。图10所示为一种具体的LED背光源模组的俯视示意图，其中的LED倒装芯片单元800呈3*6的阵列方式排布。
[0040]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，故凡未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种免二次透镜的LED背光源，其特征在于，包括基板、及至少一个与所述基板电性连接的LED倒装芯片单元，所述LED倒装芯片单元包括一 LED倒装芯片及一透镜，所述LED倒装芯片的出光面表面包覆有厚度为100?400 μ m的光学转换材料层，所述透镜其入光面内凹形成一容纳槽，所述透镜通过其容纳槽罩设于所述LED倒装芯片，且所述容纳槽其内表面和包覆于LED倒装芯片出光面表面的光学转换材料层相对。
2.根据权利要求1所述的LED背光源，其特征在于，所述透镜其出光角度为140°?160。。
3.根据权利要求1所述的LED背光源，其特征在于，所述透镜其出光面呈矩形或花生壳形，或呈两个相连的圆拱形，且每个圆拱的顶部向外凸伸形成锥形顶部。
4.根据权利要求1所述的LED背光源，其特征在于，所述透镜为通过印刷或模制方式制作于LED倒装芯片的光学转换材料层的外表面。
5.根据权利要求1所述的LED背光源，其特征在于，所述LED倒装芯片单元其数量为多个，且多个LED倒装芯片单元呈阵列形式分布于所述基板上。
6.根据权利要求5所述的LED背光源，其特征在于，所述阵列形式为8*4排列、9*4排列或3*6排列。
7.根据权利要求1所述的LED背光源，其特征在于，所述透镜其材质为玻璃、硅胶、高分子透明塑料、或环氧树脂。
8.—种LED背光源模组，其特征在于，所述LED背光源模组具有如权利要求1?7任意一项所述的LED背光源。
【文档编号】G02F1/13357GK204178089SQ201420618418
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年10月23日 优先权日:2014年10月23日
【发明者】邵晓娟, 万垂铭, 姜志荣, 曾照明, 区伟能, 肖国伟 申请人:晶科电子（广州）有限公司