LED面光源及显示装置的制作方法

本发明涉及led封装及显示技术领域，特别涉及一种led面光源及显示装置。

背景技术：

对于传统的结构背光源，例如，蓝光芯片转换为白光的csp(chipscalepackage，芯片级封装)模组架构或者蓝光架构，如图1所示，led芯片设置在led灯板上，led芯片的上方依次设置有光学膜和液晶面板，led芯片发光形成结构背光源。在实际检测或者使用中发现，led灯板的四周亮度平均比中央亮度下降30％-40％，此造成背光源整体亮度下降20％，进而影响显示效果。

技术实现要素：

基于此，有必要针对传统的结构背光源四周亮度低的问题，提供一种led面光源及显示装置。

本发明的led面光源，包括led灯板、发光层和反射围墙，led灯板包括发光区；发光层包括led芯片，led芯片设置于所述led灯板的发光区；反射围墙包括反射粒子和第一透明塑胶基材，所述反射粒子分布于第一透明塑胶基材中，所述反射围墙紧密环绕设置于所述发光层的外围，用于对背离发光区射出的光进行反射。

在一个实施例中，反射围墙的宽度大于或等于100nm。

在一个实施例中，所述第一透明塑胶基材的透明度范围为95％-99％,所述反射粒子的粒径范围为0-200μm，所述反射粒子与第一透明塑胶基材的质量比为5:100-100:100。

在一个实施例中，所述反射粒子为金属光学粒子或非金属光学粒子；所述金属光学粒子包括ag、al、rh、cr、pt、cu、au、ti粒子中的任意一种或者组合；所述非金属光学粒子包括纳米级tio2、zno、baso4、al2o3粒子中的任意一种或者组合。

在一个实施例中，所述反射围墙与led灯板之间设置有助粘剂，用于使得所述反射围墙紧密环绕设置于所述发光层的外围。

在一个实施例中，所述led芯片的数量为两个以上，所述led芯片之间填充有光学胶体，所述光学胶体包括光学粒子和第二透明塑胶基材，所述光学粒子分布于第二透明塑胶基材中，用于对led芯片发出的光进行折射和/或反射，使得所述发光层的亮度均匀。

在一个实施例中，所述反射围墙的高度大于或等于所述光学胶体的高度。

在一个实施例中，所述led芯片呈阵列状分布于所述led灯板的发光区。

在一个实施例中，所述光学粒子为塑胶粒子，所述第二透明塑胶基材的透明度范围为95％-99％,所述光学粒子的粒径范围为5-20μm，所述反射粒子与第一透明塑胶基材的质量比为25％-35％。

本发明还提出一种显示装置，包括液晶面板、光学膜和上面任一所述的led面光源，所述光学膜和液晶面板依次设置于所述led面光源的上方。

本发明的led面光源及显示装置，其有益效果为：

本发明的led面光源及显示装置，通过在发光层的外围紧密环绕设置反射围墙，反射围墙包括反射粒子和第一透明塑胶基材，反射围墙能够对背离发光区射出的光进行反射回收，改变射出光线的路径，防止发光区周围的led光往外跑，保证整个led面光源的亮度均匀性，能够解决led灯板的四周亮度比中央亮度低的问题。

附图说明

图1为本发明一个实施例提出的显示装置的结构示意图。

图2为本发明一个实施例提出的led面光源的俯视结构示意图。

图3为本发明一个实施例提出的led面光源的纵向截面剖视图。

图4为不同反射粒子的反射率与入射光波长的关系示意图。

图5为本发明一个实施例提出的发光层设置于led灯板发光区后的结构示意图。

图6为本发明一个实施例提出的发光层设置于led灯板发光区后的结构示意图。

图7为本发明一个实施例提出的反射粒子和第一透明塑胶基材进行混合时的结构示意图。

附图标记：

led面光源100，led灯板110，发光区111，边缘区112；发光层120，led芯片121，光学胶体122,光学粒子123，第二透明塑胶基材124；反射围墙130，反射粒子131，第一透明塑胶基材132,第一边框133，第二边框134，第三边框135，第四边框136：

光学膜200；液晶面板300；反射围墙的宽度为w,反射围墙的高度h1,光学胶体的高度h2。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“内”、“外”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

本发明提出一种led面光源及显示装置，在一个实施例中，显示装置的结构如图1所示，包括led面光源100、光学膜200和液晶面板300，光学膜200和液晶面板300依次位于led面光源100的上方，led面光源100作为背光源，为显示装置提供光线；液晶面板300起到光阀的作用，通过与光学膜200的配合控制背光源光线的出射。

在一个实施例中，led面光源100的结构如图2和图3所示，其中，图2为led面光源100的俯视结构示意图，图3为led面光源100的纵向截面剖视图，如图2和图3所示，led面光源100包括led灯板110、发光层120和反射围墙130，其中，led灯板110包括发光区111和边缘区112，边缘区112包围发光区111；发光层120位于led灯板110的发光区111，发光层120包括led芯片121，led芯片121呈阵列状分布于led灯板110的发光区111；反射围墙130紧密环绕设置于发光层120的外围，反射围墙130包括反射粒子131和第一透明塑胶基材132，反射粒子131分布于第一透明塑胶基材132中，反射围墙130紧密环绕设置于发光层120的外围，用于对背离发光区111射出的光进行反射回收，改变射出光线的路径，背离发光区111射出的光被反射围墙130反射后，射回发光区111，从而反射围墙130能够防止发光区111周围的led光往外跑，保证整个led面光源100的亮度均匀性，解决发光层120周边亮度较低的问题。

另外，如图2所示，发光层还包括光学胶体122，光学胶体122填充在led芯片121之间，光学胶体122包括光学粒子123和第二透明塑胶基材124，光学粒子123分布于第二透明塑胶基材124中，光学粒子123用于对led芯片121发出的光进行扩散、折射和/或反射，用于解决led芯片121发光点局部亮度过高所引起的发光不均匀的问题。如图3中的虚线线头所示，位于发光区111非边缘区域的两led芯片121之间发出的光相互重叠，位于发光区111外缘区域的led芯片121发出的背离发光区111的光被反射围墙130反射，出射光和反射光相互重叠，从而使得整个发光层120，无论是位于led灯板110发光区111的发光层120，还是位于led灯板110边缘区112的发光层120，均有光线重叠，亮度均较高，并且整个发光层120亮度均匀，不存在led芯片121发光点局部亮度过高或者发光层120周边亮度较低的问题。

在一个实施例中，第一透明塑胶基材132的透明度范围为95％-99％,第一透明塑胶基材132可以为pmma(聚甲基丙烯酸甲酯)、pc(聚碳酸酯)、silicon(硅系树脂)或者epoxy(环氧基树脂)，反射粒子131的粒径范围为0-200μm，反射粒子131与第一透明塑胶基材132的质量比为5:100-100:100。在优选的实施例中，反射粒子131的粒径范围为5μm-20μm，反射粒子131为金属光学粒子或非金属光学粒子，金属光学粒子包括ag、al、rh、cr、pt、cu、au、ti粒子中的任意一种或者组合；非金属光学粒子包括纳米级tio2、zno、baso4、al2o3粒子中的任意一种或者组合。另外，金属光学粒子的反射率与入射光的波长以及金属光学粒子自身的排列密度有关，排列密度越大，接收入射光的面积也越大，相应的反射率越高。当排列密度相同时，不同金属光学粒子的反射率与入射光波长的关系如图4所示，由于蓝光led的波长范围为460-470nm，因此，对于蓝光芯片转换为白光的csp模组架构或者蓝光架构的led面光源100，不同金属光学粒子的反射率从高到低依次为ag、al、rh、cr、pt、cu、au，其中，ag的反射率高达92％-97％，而一般常用白色pc胶框的反射率大约为40％-60％。

在一个实施例中，光学粒子123为塑胶粒子，第二透明塑胶基材124的透明度范围为95％-99％,光学粒子123的粒径范围为5-20μm，反射粒子131与第一透明塑胶基材132的质量比为25％-35％。在一个具体的实施例中，光学胶体122的制备方法为，将silicon或epoxy等材质的微小塑胶粒子，例如,塑胶粒子的粒径为5-10um，放入silicon或pmma等材质的透明塑胶基材中，透明塑胶基材的光穿透率为95％-99％中，调整适合的混合比例，塑胶粒子与透明塑胶基材的质量比为25％-35％，通过上述方法制备的光学胶体122具有光扩散功能。

另外，如图3所示，反射围墙130的宽度为w，在一个实施例中，反射围墙130的宽度大于或等于100nm，以提高反射围墙130的反射效果。另外，反射围墙130的高度h1大于或等于光学胶体122的高度h2，从而反射围墙130对背离发光区111射出的所有光线均能够进行有效的反射回收，防止发光区111周围的led光往外跑，保证整个led面光源100的亮度均匀性，解决发光层120周边亮度较低的问题。

另外，在一个实施例中，反射围墙130与发光层120的外围之间设置有助粘剂，用于使得反射围墙130紧密贴合在发光层120的外围，避免反射围墙130与发光层120脱离或者剥离。在另一个实施例中，反射围墙130与led灯板110之间也设置有助粘剂，用于使得反射围墙130更加紧密地贴合在发光层120的外围，避免反射围墙130与发光层120和led灯板110脱离或者剥离。在一个具体的实施例中，助粘剂为primer助粘剂，主要成分包括乙酸甲酯和醯柠檬酸三丁酯。

在一个实施例中，led面光源100的加工过程如图5所示，首先将发光层120设置于led灯板110的发光区111，发光层120包括阵列分布的led芯片121和光学胶体122，光学胶体122分布在相邻两led芯片121之间，光学胶体122包括光学粒子123和第二透明塑胶基材124，光学粒子123分布于第二透明塑胶基材124中。然后如图6所示，将反射粒子131和第一透明塑胶基材132进行混合，混合好以后涂布在发光层120的外围涂布在发光层120的外围形成反射围墙130，涂布后的结构如图2所示。

在一个实施例中，反射围墙130的反射粒子131为ag，粒径为200μm，第一透明塑胶基材132为pmma。改进前的对照例采用白色pc胶框，如图2所示，反射围墙130呈矩形，包括四个边框，分别为第一边框133、第二边框134、第三边框135和第四边框136，分别检测四个边框改进前后不同位置处的亮度值，改进前的对照例在发光层120的外围采用白色pc胶框，改进后的方案在发光层120的外围采用上述反射围墙130，结果如下表1所示，从表1中的结果可以看出，改进后的方案，相比改进前的方案，边框处亮度值平均增加了22.75％。

表1四个边框改进前后不同位置处的亮度值

在另一个实施例中，反射围墙实质上也是一种光学胶体，即led面光源包括led灯板、led芯片、第一光学胶体和第二光学胶体，其中led灯板包括发光区与边缘区，边缘区包围发光区；led芯片设置于发光区；第一光学胶体涂布于发光区并填充于led芯片之间；第二光学胶体包括反射粒子和第一透明塑胶基材，反射粒子分布于第一透明塑胶基材中，第二光学胶体涂布于边缘区并包围led芯片，用于对背离发光区射出的光进行反射。第一光学胶体和第二光学胶体之间存在反射率差，第二光学胶体的反射率大于第一光学胶体。

在一个实施例中，本发明还提出一种显示装置，显示装置的结构如图7所示，包括led面光源100、光学膜200和液晶面板300，光学膜200和液晶面板300依次位于led面光源100的上方，led面光源100作为背光源，为显示装置提供光线；液晶面板300起到光阀的作用，通过与光学膜200的配合控制背光源光线的出射。led面光源100包括发光层120和led灯板110，发光层120位于led灯板110上，发光层120包括led芯片121，led芯片121呈阵列状分布于led灯板110的发光区111；反射围墙130包括反射粒子131和第一透明塑胶基材132，反射粒子131分布于第一透明塑胶基材132中，反射围墙130紧密环绕设置于发光层120的外围，用于对背离发光区111射出的光进行反射回收，改变射出光线的路径，防止发光区111周围的led光往外跑，保证整个led面光源100的亮度均匀性。

本发明的led面光源100及显示装置，通过在发光层120的外围紧密环绕设置反射围墙130，反射围墙130包括反射粒子131和第一透明塑胶基材132，反射围墙130能够对背离发光区111射出的光进行反射回收，改变射出光线的路径，防止发光区111周围的led光往外跑，保证整个led面光源100的亮度均匀性，能够解决led灯板110的四周亮度比中央亮度低的问题。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。