CN108878622A - 一种led封装结构、背光模组及显示设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LED封装结构、背光模组及显示设备。该LED封装结构包括支架和至少两个LED芯片，所述支架内凹形成碗杯，所述碗杯的底面中部凸设有挡墙，至少两个所述LED芯片设置于所述碗杯中，并相对所述挡墙对称分布，所述碗杯内填充有封装层。该LED封装结构中，在封装LED芯片的碗杯中部设置有凸出的挡墙，LED芯片发出的光线将在挡墙的作用下向碗杯的侧部反射，从而控制LED封装结构由中部射出的光线，增加支架四周的光线，从而增加光线对支架四周的封装层的激发效率，改善LED封装结构色度的均匀性，从而改善背光模组的发光效果。
Description
技术领域
本发明涉及显示设备技术领域，尤其涉及一种LED封装结构、背光模组及显示设备。
背景技术
随着LED的功率及发光效率的提升，LED产品因其具有节能环保、响应快、体积小、光效高等特征被广泛应用于显示产品的背光模组和通用照明等领域。在应用于直下式背光模组中时，LED需要搭配二次透镜进行使用。二次透镜可以使得亮度和色度分布变的更加的均匀。目前，大多数常用的LED产品是蓝光LED芯片激发黄色荧光粉，所以产生的白光中主要的组成色光是蓝光和黄光。
传统的LED封装结构包括LED芯片、支架、荧光粉、硅胶和金线等，LED芯片通常在封装的时候放入支架内的碗杯中心处，然后在碗杯中填充进硅胶和荧光粉等封装材料进行封装。这种封装结构导致靠近LED芯片部分和远离LED芯片部分的荧光粉的量不同，LED芯片周围的荧光粉层较薄，而远离LED芯片靠近支架边缘的荧光粉层比较厚。因此，LED芯片发光状态下色度在空间上分布十分不均匀，LED芯片的上方偏蓝而芯片周围地方偏黄。当LED封装结构搭配透镜时，由于LED封装结构自身发光的色度不均匀，导致透镜产生的光斑会出现黄色光斑或者黄色光圈等现象，严重影响了直下式背光模组的发光效果。
发明内容
本发明的一个目的在于提出一种发光的色度分布均匀的LED封装结构。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种LED封装结构，包括支架和至少两个LED芯片，所述支架内凹形成碗杯，所述碗杯的底面中部凸设有挡墙，至少两个所述LED芯片设置于所述碗杯中，并相对所述挡墙对称分布，所述碗杯内填充有封装层。
其中，所述挡墙为由所述碗杯的底面的中心凸设的半球体，至少两个所述LED芯片环绕所述半球体均匀分布。
其中，所述挡墙为沿所述碗杯的中心轴线延伸的长条形凸起。
其中，所述长条形凸起的外表面为圆弧面。
其中，所述LED芯片为三角形。
其中，所述碗杯的底面的边缘凸设有环形的凸缘。
其中，所述挡墙凸出所述碗杯的底面的高度为所述碗杯深度的1/4-1/2；
所述凸缘凸出所述底面的高度为所述挡墙高度的1/4-1/2。
其中，所述凸缘的表面为圆弧面。
本发明的另一个目的在于提出一种背光模组，该背光模组中LED封装结构发光的色度均匀，有利于提高背光模组的发光效果。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种背光模组，包括如上述所述的LED封装结构。
本发明的再一个目的在于提出一种显示设备，该显示设备中LED封装结构发光的色度均匀，有利于提高背光模组的发光效果及显示设备的显示效果。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种显示设备，包括显示面板，还包括如上述所述的背光模组。
有益效果：本发明提供了一种LED封装结构、背光模组及显示设备。该LED封装结构中，在封装LED芯片的碗杯中部设置有凸出的挡墙，LED芯片发出的光线将在挡墙的作用下向碗杯的侧部反射，从而控制LED封装结构由中部射出的光线，增加支架四周的光线，从而增加光线对支架四周的封装层的激发效率，改善LED封装结构色度的均匀性，从而改善背光模组的发光效果。
附图说明
图1是本发明实施例1提供的LED封装结构的剖视图；
图2是本发明实施例1提供的LED封装结构内部光线的传播路径图；
图3是本发明实施例1提供的LED封装结构的一种结构示意图；
图4为图3的俯视图；
图5是本发明实施例1提供的LED封装结构的另一种结构示意图；
图6为图5的俯视图；
图7是本发明实施例1提供的支架的剖视图；
图8是本发明实施例2提供的LED封装结构的结构示意图；
图9为图8的俯视图。
其中：
1、支架；11、碗杯；12、挡墙；13、凸缘；2、LED芯片；3、封装层；4、金线。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
本实施例提供了一种显示设备，显示设备可以为电视机、显示器、广告机等。显示设备包括显示屏和背光模组，背光模组为显示面板供应充足的亮度与分布均匀的光源，使其能正常显示影像。
本实施例中，背光模组为直下式背光模组。背光模组主要包括背板、反射片、灯条及光学膜片，光学膜片包括扩散板。扩散板设置于背板上方，反射片环绕扩散板设置，并分别连接扩散板和背板。灯条可以通过双面胶、螺钉或卡扣的方式设置于背板上，灯条包括PCB板、LED封装结构以及扣设于LED封装结构外的透镜。具体地，PCB板为长条形，PCB板上沿长度方向排列有多个LED封装结构，每个LED封装结构外扣设有一个透镜，LED封装结构发出的光线经透镜调整到合适范围的出光角度后，入射至扩散板，经扩散板扩散后，在显示面板上形成均匀的光照区域。
如图1所示，LED封装结构包括支架1、LED芯片2及封装层3。支架1的顶面内凹形成碗杯11，碗杯11用于容置LED芯片2及封装层3。可选地，碗杯11的截面形状可以为矩形、三角形等多边形，也可以为圆形或椭圆形。LED芯片2可以通过胶粘接在碗杯11的底面，其中，胶可以为固晶胶。封装层3由混有荧光粉的硅胶组成，封装层3填充在碗杯11内，LED芯片2发出的光线激发封装层3产生白光，白光经扩散板等光学膜片作用后，在显示面板上形成均匀的光照区域。
可选地，LED芯片2可以为蓝光LED芯片或紫外光芯片。当LED芯片2为倒装结构时，LED芯片2可以通过焊锡与支架1底部的PCB板电路连接。当LED芯片2为正装结构时，LED芯片2可以通过金线4与PCB板电路连接。荧光粉可以为黄色荧光粉、红色荧光粉、绿色荧光粉或量子点材料，可以被LED芯片2发出的光线激发出不同颜色的光线。
可选地，支架1可以由多聚磷酸(Polyphosphoricacid，PPA)、聚对苯二甲酸环己撑二亚甲基酯树脂、环氧树脂模塑料(Epoxy Molding Compound，EMC)或SMC(Sheet MoldingCompound)复合材料注塑成型，支架1也可以由陶瓷材料烧制而成。
由于LED芯片2的正上方以及碗杯11四周的封装层3的厚度不同，导致LED封装结构发光的色度不均匀。本实施例，以LED芯片2为蓝色LED芯片，荧光粉为黄色荧光粉为例介绍。由于LED芯片2正上方，即靠近LED芯片2的位置处封装层3较薄，光线激发黄色荧光粉产生的黄光较少，而LED芯片2产生的蓝光相对较多，从而导致靠近LED芯片2的位置处的光线偏蓝。相反地，碗杯11四周，即远离LED芯片2的位置封装层3较厚，光线激发黄色荧光粉产生的黄光较多，而LED芯片2透出封装层3的蓝光相对较少，导致远离LED芯片2的位置处的光线偏黄。LED封装结构搭配透镜后，会导致透镜产生的光斑出现黄色黄斑或黄色光圈现象，影响背光模组光线的均匀性以及显示设备的显示效果。
通过上述分析，为改善LED封装结构发光的色度均匀性，碗杯11底面的中部凸设有挡墙12，碗杯11内设置有两个LED芯片2，且两个LED芯片2相对挡墙12对称设置。
如图2所示，通过设置挡墙12，LED芯片2发出的光线将在挡墙12的作用下向碗杯11的侧部反射，从而控制LED封装结构由中部射出的光线量，增加支架1四周的光线，从而减少中部透出的蓝光，增加光线对支架1四周的封装层3的激发效率，改善LED封装结构色度的均匀性，从而改善背光模组的发光效果。
如图3所示，挡墙12为沿碗杯11的中心轴线延伸的长条形凸起，两个LED芯片2对称设置于长条形凸起的两侧。在其他实施例中，LED芯片2的数量也可以为两个以上，具体数量可以根据实际需要进行调整。
可选地，LED芯片2的形状可以为长方形、正方形或三角形。为了方便调整和控制LED封装结构中部发出的蓝光量，本实施例中LED芯片2的形状选取为三角形，通过调整三角形的LED芯片2在碗杯11中的角度和方位，可以有效控制蓝光从LED封装结构中部出射的量，从而满足多种LED产品的需求。
如图3和图4所示，三角形的LED芯片2可以顶角朝向挡墙12设置，此时，LED封装结构的中部出射的蓝光的量相对较小；如图5和图6所示，三角形的LED芯片2可以是一侧边朝向挡墙12设置，此时，LED封装结构的中部出射的蓝光的量相对较多。
可选地，挡墙12与支架1可以通过注塑或烧结一体成型，也可以是通过粘接等方式与支架1固定的独立结构。为了方便生产、降低成本，本实施例中挡墙12与支架1一体成型。
如图7所示，长条形凸起的外表面可以为圆弧面，可以加强挡墙12将光线反射至支架1四周的效果，从而改善LED封装结构的色度均匀性。为保证经长条形凸起反射的光线是上下传播的，圆弧面的圆心角应不大于180°。在其他实施例中，长条形凸起的截面也可以为其他形状，例如三角形等，只要能够将中部的光线向支架1的两侧发射即可。
为了避免碗杯11侧壁底部的光线反射角度过小，碗杯11的底面的边缘还可以凸设有环形的凸缘13，环形的凸缘13能够增大底部光线的反射角，使得光线分散更加均匀，有利于消除黄色光斑或黄色光圈的现象。环形凸缘13的外表面也可以为圆弧面。
本实施例中，碗杯11的侧壁可以倾斜设置，使得碗杯11的截面面积由下至上逐渐增大，有利于扩大LED封装结构的出光角度。此外，倾斜设置的碗杯11侧壁与挡墙12和凸缘13配合，还可以进一步提高光线对碗杯11四周的荧光粉的激发效率，有利于改善色度均匀性。
为了保证挡墙12上方的封装层3能够在一定程度上被激发，挡墙12的高度可以为碗杯11深度的1/4-1/2，本实施例中，挡墙12的高度可以为碗杯11深度的1/3。同样地，为了保证碗杯11的边缘的封装层3同样能够在一定程度上被激发，凸缘13的高度可以为挡墙12高度的1/4-1/2，本实施例中，凸缘13的高度可以为挡墙12高度的1/3。
本实施例中，支架1可以为长方体，碗杯11为截面形状为圆形。其中，支架1的长度和宽度可以为3.0mm*3.0mm、3.5mm*2.8mm、3.5mm*3.5mm或3.2mm*2.8mm。对应地，碗杯11的杯口的直径可以为1.8mm、2.1mm、2.5mm、2.6mm。
实施例2
本实施例提供了一种显示设备，其结构与实施例1中的结构大致相同，与实施例1不同的是挡墙12的结构。
如图8和图9所示，本实施例中，挡墙12为由碗杯11的底面中心凸设的半球体，至少两个LED芯片2环绕半球体均匀分布，有利于提高光线的均匀性，从而更好地改善色度均匀性。
本实施例中，LED芯片2的数量为四个，且四个LED芯片2的顶角均朝向碗杯11的中心设置。在其他实施例中，LED芯片2的数量、方位和角度均可以根据实际需要进行调整。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种LED封装结构，其特征在于，包括支架(1)和至少两个LED芯片(2)，所述支架(1)内凹形成碗杯(11)，所述碗杯(11)的底面中部凸设有挡墙(12)，至少两个所述LED芯片(2)设置于所述碗杯(11)中，并相对所述挡墙(12)对称分布，所述碗杯(11)内填充有封装层(3)。
2.如权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于，所述挡墙(12)为由所述碗杯(11)的底面的中心凸设的半球体，至少两个所述LED芯片(2)环绕所述半球体均匀分布。
3.如权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于，所述挡墙(12)为沿所述碗杯(11)的中心轴线延伸的长条形凸起。
4.如权利要求3所述的LED封装结构，其特征在于，所述长条形凸起的外表面为圆弧面。
5.如权利要求1-4中任一项所述的LED封装结构，其特征在于，所述LED芯片(2)为三角形。
6.如权利要求1-4中任一项所述的LED封装结构，其特征在于，所述碗杯(11)的底面的边缘凸设有环形的凸缘(13)。
7.如权利要求6所述的LED封装结构，其特征在于，所述挡墙(12)凸出所述碗杯(11)的底面的高度为所述碗杯(11)深度的1/4-1/2；
所述凸缘(13)凸出所述底面的高度为所述挡墙(12)高度的1/4-1/2。
8.如权利要求6所述的LED封装结构，其特征在于，所述凸缘(13)的表面为圆弧面。
9.一种背光模组，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的LED封装结构。
10.一种显示设备，包括显示面板，其特征在于，还包括如权利要求9所述的背光模组。
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