[发明专利]一种背光源的光源结构及其直下式和侧入式背光源结构

说明书

技术领域

本发明涉及液晶显示领域，具体涉及一种背光源的光源结构及其直下式和侧入式背光源结构。

背景技术

随着LED光效的不断提高，LED背光源所占的市场份额也日益增大。目前LED背光源采用的光源通常为封装完毕的贴片式白光LED。这种光源的特点是最强出光方向垂直于PCB电路基板，即有源层平行于封装基板平面，如图1-3所示，将蓝光LED芯片5贴装于PCB基本6上。在直下式背光源中，为了获得较均匀的出光，在光源和光学膜片之间需要留出比较大的匀光距离，这使得直下式背光源的厚度难以进一步减小；而在侧入式背光源中，在入光口处会导致出现明显的亮暗交替现象，即所谓的“萤火虫”效应。

申请号为201010518427.2的中国专利中，提到一种新型的侧入式背光源结构，这种结构采用蓝光芯片作为光源，通过在导光板上涂布荧光粉来实现匀光，从而获得白光。这种方法具有操作方便和可提高光出射率的优点。但由于依然采用芯片底面接触PCB板的方式，即有源层平行于封装基板平面，难以避免出现“萤火虫”效应。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于，提供一种背光源的光源结构及其直下式和侧入式背光源结构，无需在芯片底部制作反射层，不会出现“萤火虫”效应。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种背光源的光源结构，适用于侧入式背光源和直下式背光源，包括LED芯片和PCB基板，所述LED芯片垂直竖立排布于PCB基板上，在LED芯片与PCB基板接触处布有线路完成LED芯片的电气连接，所述LED芯片不设置反射层。改变LED芯片与PCB基板平行，即芯片贴装于基板这种传统的使用方式，把LED芯片竖立起来用，使LED芯片有源层与基板平面垂直，从而只有一个侧面与PCB基板接触，这种办法要求LED芯片自身不含有反射层，因而芯片的顶面、底面均发光，一方面可以提高光的萃取效率，另一方面，可以把传统芯片的朗伯光强分布改变为几乎平顶的光强分布。

应用于直下式背光源时，作为一种优选方案，若干LED芯片均匀交错排列于PCB基板上。

应用于侧入式背光源时，作为一种优选方案，若干LED芯片等距均匀排列于PCB基板上。

进一步的，所述LED芯片垂直竖立排布于PCB基板上后，LED芯片暴露于空气中，或者封装于透明介质中，透明介质固定于PCB基板上。透明介质起到保护LED芯片和优化光线传播方向的作用。

更进一步的，所述透明介质为一透明梯体块，设于LED芯片的侧面，更好的固定LED芯片。

更进一步的，在PCB基板对应于LED芯片的位置上开设有固定芯片和电气连接作用的槽位。

更进一步的，所述LED芯片周围设有反光杯，提高了光源的利用效率。

本发明还提供了一种直下式背光源结构，包括蓝光LED芯片、PCB基板和荧光粉薄膜，蓝光LED芯片垂直竖立排布于PCB基板上，所述蓝光LED芯片不设置反射层，蓝光LED芯片和PCB基板上覆盖有在蓝光激发下发射黄光的荧光粉薄膜。在直下式背光源的光源板上方放置荧光粉薄膜，荧光粉薄膜在蓝光的激发下发出黄光，从而混合得到白光。

还提供了一种侧入式背光源结构，包括蓝光LED芯片、PCB基板、导光板和荧光粉，其特征在于，蓝光LED芯片垂直竖立排布于PCB基板上，所述蓝光LED芯片不设置反射层，在带蓝光LED芯片的PCB基板一侧放置导光板，在导光板上分布有在蓝光激发下发出黄光的荧光粉。导光板上分布的荧光粉或覆盖的荧光粉薄膜，在蓝光的激发下发出黄光，从而混合得白光。

本发明的工作原理在于，把蓝光LED芯片的其中一个侧面竖立封装于基板上，这种封装方式要求在制作芯片时不再在芯片底部制作反射层，这样可以使得芯片的底面和顶面同时成为光出射面，从而把传统芯片的正向朗伯分布改变为两个侧向的朗伯分布，而PCB基板和反光杯的反射作用，可以把两个侧向的朗伯分布中原来向下传播的那部分光线反射向上，获得比较均匀的出射光。为了获得白光背光源，需要在获得较均匀出射蓝光的基础上作进一步处理，对于侧入式背光源，需要在导光板上涂布荧光粉或覆盖荧光粉薄膜，对于直下式背光源，需要在距离光源一定距离处放置荧光粉薄膜，蓝光激发荧光粉后发出黄光，从而混合得到白光。

与现有技术相比较，本发明具有以下优点：一是芯片底部没有原来的反射层，提高了光萃取效率，即外量子效率；二是可以在较短的距离内不借助任何光学膜片，就获得较均匀的光分布，这样使得背光源最终可以变得更薄；三是通过取适当的芯片排布组合，既可以使光源适用于侧入式背光源，也可以适用于直下式背光源。

附图说明