CN112666757A - 一种多层结构的发光器件及背光模组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多层结构的发光器件及背光模组，其中多层结构的发光器件包括框架、芯片、反射层和封装体；所述芯片安装于框架内底部，所述反射层设置于框架内并位于芯片上方，所述封装体填充于框架内并将芯片和反射层封装固定，所述框架底部铺设有底板，所述底板的顶面设置有反射涂层，所述反射层与反射涂层的反射面均朝向芯片，将芯片发出的光线进行漫反射以增大出光角。背光模组包括LED灯板和光学膜片；所述LED灯板由若干发光器件、若干连接器和基板构成，任一发光器件均为上述多层结构的发光器件，若干发光器件通过若干连接器安装于基板，光学膜片架设于基板上方用于对LED灯板发出的光线进行配光处理。无需光学透镜进行二次配光并可降低成本。

Description

一种多层结构的发光器件及背光模组

技术领域

本发明属于背光显示技术领域，尤其涉及一种多层结构的发光器件及背光模组。

背景技术

随着科技的进步，液晶电视也在向着尺寸更薄的方向发展。现有的液晶电视主要采用直下式背光模组或无光学透镜的背光模组作为液晶面板的背光源

直下式背光模组由基板(印制电路板)、发光器件、光学透镜以及扩散板自下至上地叠层组合构成。其以光学透镜对发光器件发出的光线进行二次配光处理来增大光线的出光角，使液晶电视的各背光模组发光均匀提升整体显示效果。光学透镜的形状、尺寸等参数根据背光模组的型号标准而定，使得每种型号的背光模组都需要专配定制的光学透镜。造成光学透镜的适配性差、生产成本高等问题，限制了光学透镜乃至背光模组的市场和发展。

并且，发光器件与光学透镜之间匹配精度的要求极高，需要高精度设备来装配，使装配成本居高不下难以控制。

而现有的无光学透镜的背光模组则需要增加单位面积内的发光器件数量来补足光线的均匀度，同样造成制作成本居高不下难以控制的问题。

综上所述，亟需一种发光器件，可在无需光学透镜二次配光的前提下增大出光角。使应用了该种发光器件的背光模组的装配成本和制造成本显著降低，提升市场竞争力。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种多层结构的发光器件，通过多层结构对光线进行扩散处理，无需光学透镜二次配光也能增大出光角。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种多层结构的发光器件，包括框架、芯片、反射层和封装体；所述芯片安装于框架内底部，所述反射层设置于框架内并位于芯片上方，所述封装体填充于框架内并将芯片和反射层封装固定，所述框架底部铺设有底板，所述底板的顶面设置有反射涂层，所述反射层与反射涂层的反射面均朝向芯片，将芯片发出的光线进行漫反射以增大出光角。

通过上述方案，本发明至少得到以下技术效果：

现有的直下式背光模组中的发光器件其自身未对芯片发出的光线进行扩散处理，因此需要光学透镜进行二次配光。本发明的多层发光器件在其自身内部增加多层折射、漫反射和反射结构，将芯片发出的光进行扩散处理后再向外输出，实现该种多层结构发光器件无需光学透镜二次配光仍然具有大出光角的效果。

本发明的多层结构发光器件对芯片发出的光线进行扩散处理。主要结构为反射层与反射涂层构成的漫反射组合，光线发出的光线经反射层的漫反射后再投射在反射涂层上，根据成像原理，此时反射涂层上形成的光斑面积大于作为光源的芯片面积，起到放大光源尺寸的效果。反射涂层上镜面成像的光斑继续将光线反射向封装体再穿过封装体输出至外界，相比于由芯片发出的光线直接穿过封装体输出至外界，出光角显著增加。

优选的，所述封装体由定位层和折射层组合构成；所述折射层的底面与定位层的顶面连接，其顶部凸出于框架顶面。

优选的，所述折射层的底面与定位层的顶面互相贴合构成凹向芯片的弧形介质分界面。

优选的，所述反射层设置于定位层与折射层之间；所述反射层的反射面为朝向芯片凸起的弧形面并与定位层表面贴合设置。

优选的，所述反射层与芯片均为中心对称结构，二者的中心线线重合；且所述反射层的正投影面积大于或等于芯片的正投影面积。

优选的，所述反射层贴合于芯片设置；所述反射层与芯片的形状和面积相同。

优选的，所述折射层中可选择添加荧光粉或扩散粒子。

本发明的目的还在于，提供一种背光模组，应用上述方案中的多层结构发光器件，降低装配成本和制造成本，提升市场竞争力。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种背光模组，包括LED灯板和光学膜片；所述LED灯板由若干发光器件、若干连接器和基板构成，任一发光器件均为上述方案中所述多层结构的发光器件，若干发光器件通过若干连接器安装于基板，所述光学膜片架设于基板上方用于对LED灯板发出的光线进行配光处理。

通过上述方案，本发明至少得到以下技术效果：

相比于现有的直下式背光模组，本发明的背光模组无需光学透镜进行二次配光，节省了将背光模组与光学透镜进行装配的工艺和设备，降低了装配成本。

而相比于现有的无光学透镜的背光模组，本发明的背光模组中每个发光器件均可在自身内部进行光线扩散处理，使得该种背光模组单位面积内设置的发光器件数量更少，制造成本更低。

优选的，所述光学膜片包括扩散膜片、白光转换膜片或增光膜片中的一种或叠层组合。

优选的，所述LED灯板表面至光学膜片下表面之间的距离为1-20mm。

本发明的有益效果为：

通过在发光器件内部设置反射层与反射涂层，使芯片发出的光线经多次反射、折射后，以更开阔的角度射出，增大发光器件的出光角，无需光学透镜进行二次配光，节省了装配光学透镜的成本；特别是还通过在封装体内形成弧形介质分界面来增加光线穿过封装体时的折射次数，进一步增大了发光器件的出光角。而采用了该种发光器件的背光模组，单位面积内设置该种发光器件的数量更少，成本更低。

附图说明

图1为本发明在一实施例中提供的一种多层结构的发光器件剖面结构示意图。

图2为本发明在一实施例中提供的反射层贴合与芯片的发光器件剖面结构示意图。

图3为本发明在一实施例中提供的增加荧光粉或扩散粒子的发光器件剖面结构示意图。

图4为本发明在一实施例中提供的背光模组剖面结构示意图。

图5为本发明在一实施例中提供的背光模组中LED灯板的俯视结构示意图。

图例：

1框架；2芯片；3反射层；4封装体；5LED灯板；6光学膜片；

11底板；12反射涂层；

41定位层；42折射层；

51发光器件；52连接器；53基板；

61扩散膜片；62白光转换膜片；63增光膜片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

如图1所示，本实施例提供一种多层结构的发光器件由框架1、芯片2、反射层3和封装体4构成。

框架1整体呈凹槽结构，其底部铺设底板11，底板11的顶面涂覆有反射涂层12，芯片2作为光源安装在反射涂层12上，在芯片2的上方设置反射层3，反射层3的反射面朝向芯片2，此时反射层3的反射面与反射涂层12的反射面相对。再将封装胶注入框架1的凹槽结构中固化形成封装体4，将芯片2、反射层3和框架1封装固定。

值得一提的是，反射层3采用半反射膜或含有反射性填充例子TiO2的硅胶层，使芯片2发出的光线一部分可直接穿过反射层3，另一部分被反射层3反射。避免出现暗影。

芯片2发出的光线被反射层3反射的部分照射在底板11顶面的反射涂层12上，此时反射涂层12的反射面成像光斑面积大于芯片2的面积，起到放大光源面积的效果。光线继续由反射涂层12的反射面反射，照射至封装体4上。封装体4为透光的封装胶材料构成，光线可从其中穿过，在穿过的过程中遇到空气与封装体4之间的介质分界面发生折射，进一步扩大出光角。替代光学透镜二次配光的效果。

本实施例中，底板为铜制成，反射涂层为在铜制底板表面的镀银层。且反射涂层也可以替换为同样具有反射光功能的薄片结构或膜结构。

实施例2：

如图1所示，本实施例在实施例1的基础上，进一步优化了封装体4和反射层3的结构，使封装体4能够提供更多的折射光线次数，同时增强反射层3的漫反射效果，增大反射涂层12的反射面上成像的光斑面积。

封装体4由两主要部分构成，分别为定位层41和折射层42。定位层41由纯封装胶固化而成，其主要作用为将芯片2、反射层3和框架1封装固定，同时可使光线穿过并折射光线；折射层42侧由硅胶支撑，其顶部呈半球状凸出于框架1的顶面，使折射层42与空气之间的介质分界面呈球面，增大光线折射角度。且凸出于框架1顶面的部分还可以扩展光线射出的角度，进一步增强光线的扩散效果。折射层42的顶部形状可根据产品需求进行替换，包括棱柱状、锥状、台状等形态。

定位层41与折射层42的结合部位为不同介质的介质分界面，光线在穿过该介质分界面时也会发生折射。为使经过该处介质分界面的光线能够汇聚至凸出于框架1顶面的半球状部分射出，获得更宽泛的射出角度，将该定位层41与折射层42之间的介质分界面设置为朝向芯片2凹陷的弧形面。

而在此基础上，将反射层3贴合于定位层41顶面设置于凹陷的弧形面内，使反射层3的反射面呈朝向芯片2凸起的弧形面，可增大照射在凸起的弧形面上光线的反射角度，增强反射面对芯片2射出光线的漫反射效果，并使反射涂层12的反射面上成像的光斑面积进一步增大。扩大光斑面积即增加最终输出光线的面积和扩散角度。

为使反射层3均匀地反射芯片2发出的光线，避免出现一侧更亮，一侧暗影的现象，需将芯片2与反射层3均设置为中心对称结构，且二者的中心线重合，使反射层3漫反射的光线周向均匀。

而为了确保反射层3与反射涂层12的两次反射可实现放大光源面积的效果，需保障反射层3的面积大于或等于芯片2的面积，如此可在反射涂层12的反射面上呈现完整的芯片2光源光斑。

如图3所示，值得一提的是，为了进一步增强光线扩散效果，可在折射层42内增加荧光粉或扩散粒子等光处理成分，形成更多介质分界面增加光线折射次数优化光线扩散效果。可根据产品要求增减添加的荧光粉、扩散粒子等光处理成分的比例。

实施例3：

反射层3可根据产品型号的标准不同而调整在发光器件中的封装位置，本实施例在保留实施例2其他结构不变的基础上，提供一种将反射层3直接贴合芯片2进行封装的方案，并对反射层3的形状进行了适应性调整，来增强该种发光器件的适配性能。

如图2所示，反射层3的形状和面积与芯片2顶面的形状和面积相同，并直接贴合芯片2的顶面上，再由定位层41将二者封装固定于框架1内。该种封装结构的反射层3产生的漫反射效果减弱，反射涂层12的反射面成像放大效果同步减弱。但会显著提升发光器件发出光线的均匀度，提升整体显示质量。

实施例4：

如图4和图5所示，本实施例提供一种背光模组，由LED灯板5和光学膜片6两部分构成。

其中LED灯板5主要包括基板53、多个连接器52和多个发光器件51，该发光器件51为实施例1、实施例2或实施例3的多层结构的发光器件51。每个发光器件51匹配一个连接器52用于与基板53建立电连接。

光学膜片6起到对发光器件51发出的光线进行再次处理的作用。光学膜片6可选用扩散膜片61、白光转换膜片62或者增光膜片63中的任意一种，也可以同时选取多种膜片叠层搭配使用。光学膜片6架设于基板53上方，从光学膜片6的底面到达LED灯板5的基板53顶面的距离为混光距离，本实施例中，混光距离可在1-20mm之间调节，用于调整光学膜片6对发光器件51发出的扩散光线的处理效果，使背光模组输出的光线更加均匀。

以上实施方式中的各种技术特征可以任意进行组合，只要特征之间的组合不存在冲突或矛盾即可，但是限于篇幅，未进行一一描述。

本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变动。

Claims (10)

1.一种多层结构的发光器件，其特征在于：包括框架、芯片、反射层和封装体；所述芯片安装于框架内底部，所述反射层设置于框架内并位于芯片上方，所述封装体填充于框架内并将芯片和反射层封装固定，所述框架底部铺设有底板，所述底板的顶面设置有反射涂层，所述反射层与反射涂层的反射面均朝向芯片，将芯片发出的光线进行漫反射以增大出光角。

2.根据权利要求1所述多层结构的发光器件，其特征在于，所述封装体由定位层和折射层组合构成；所述折射层的底面与定位层的顶面连接，其顶部凸出于框架顶面。

3.根据权利要求2所述多层结构的发光器件，其特征在于，所述折射层的底面与定位层的顶面互相贴合构成凹向芯片的弧形介质分界面。

4.根据权利要求3所述多层结构的发光器件，其特征在于，所述反射层设置于定位层与折射层之间；所述反射层的反射面为朝向芯片凸起的弧形面并与定位层表面贴合设置。

5.根据权利要求4所述多层结构的发光器件，其特征在于，所述反射层与芯片均为中心对称结构，二者的中心线线重合；且所述反射层的正投影面积大于或等于芯片的正投影面积。

6.根据权利要求3所述多层结构的发光器件，其特征在于，所述反射层贴合于芯片设置；所述反射层与芯片的形状和面积相同。

7.根据权利要求2所述多层结构的发光器件，其特征在于，所述折射层中可选择添加荧光粉或扩散粒子。

8.一种背光模组，其特征在于，包括LED灯板和光学膜片；所述LED灯板由若干发光器件、若干连接器和基板构成，任一发光器件均为权利要求1-7任意一项所述多层结构的发光器件，若干发光器件通过若干连接器安装于基板，所述光学膜片架设于基板上方用于对LED灯板发出的光线进行配光处理。

9.根据权利要求8所述背光模组，其特征在于，所述光学膜片包括扩散膜片、白光转换膜片或增光膜片中的一种或叠层组合。

10.根据权利要求8所述背光模组，其特征在于，所述LED灯板表面至光学膜片下表面之间的距离为1-20mm。

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