一次光學(xué)透鏡的直下式背光led結(jié)構(gòu)及封裝方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種一次光學(xué)透鏡的直下式背光LED結(jié)構(gòu)及封裝方法，其結(jié)構(gòu)包括陶瓷基板、金屬導(dǎo)電層、LED芯片、金線、熒光粉混合物層、透鏡、絕緣層，以陶瓷基板作為LED芯片封裝的支撐支架和散熱通道，以一次成型的花瓣形透鏡作為器件的密封結(jié)構(gòu)并實(shí)現(xiàn)直下式背光所需的配光，同時(shí)光學(xué)結(jié)構(gòu)與背光模組中的光學(xué)膜層進(jìn)行了耦合設(shè)計(jì)，技術(shù)效果是LED二次光學(xué)結(jié)構(gòu)與一次光學(xué)結(jié)構(gòu)同步完成，與傳統(tǒng)LED半導(dǎo)體工藝相兼容，提高了背光模組的發(fā)光效率，及空間亮度分布均勻、結(jié)構(gòu)簡單、成本低，易于大規(guī)模生產(chǎn)。
【專利說明】一次光學(xué)透鏡的直下式背光LED結(jié)構(gòu)及封裝方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種直下式背光LED結(jié)構(gòu)，特別涉及一種一次光學(xué)透鏡的直下式背光 LED結(jié)構(gòu)及封裝方法。 技術(shù)背景
[0002] 目前，LED背光模組按光源的位置可以分為側(cè)下式和直下式兩大類，其中，直下式 背光LED模組主要包括LED光源基板、LED光源、二次光學(xué)透鏡、擴(kuò)散膜、增亮膜，其中二次 光學(xué)透鏡按一定的距高比設(shè)計(jì)，安裝在LED光源基板上，能夠?qū)ED光源的光能分布進(jìn)行二 次調(diào)整，使輸出的光能量在擴(kuò)散膜作用下分布均勻，再通過增亮膜后，得到均勻高亮度的光 能分布，同時(shí)有效減少LED數(shù)量。但這種結(jié)構(gòu)依然是在傳統(tǒng)LED光源基礎(chǔ)上進(jìn)行二次光學(xué) 透鏡設(shè)計(jì)，成本較高，透鏡材料會吸收部分光能，光在透鏡表面光也會發(fā)生一部分全反射， 光通過增亮膜時(shí)引起部分光的全反射，導(dǎo)致整個(gè)背光模組發(fā)光效率低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種一次光學(xué)透鏡的直下式背光LED結(jié) 構(gòu)，具體技術(shù)方案是，一種一次光學(xué)透鏡的直下式背光LED結(jié)構(gòu)，包括陶瓷基板、金屬導(dǎo)電 層、LED芯片、金線、熒光粉混合物層、透鏡、絕緣層，其特征在于：金屬導(dǎo)電層分為兩部分并 按LED芯片正負(fù)極走線及元件走線圖形化的分別覆蓋在陶瓷基板的表面并且互不導(dǎo)通， LED芯片安裝在金屬導(dǎo)電層上，使LED芯片直接與一金屬導(dǎo)電層導(dǎo)通，LED芯片另一電極用 金線將與金屬導(dǎo)電層連接導(dǎo)通，熒光粉混合物層覆蓋LED芯片表面，透鏡包裹整個(gè)熒光粉 混合物層并固化在陶瓷基板上，絕緣層覆蓋在透鏡相鄰區(qū)域的陶瓷基板與金屬導(dǎo)電層上。
[0004] 所述的透鏡外形由數(shù)塊外邊面為花瓣形曲面組成，用具有良好透射性的液體材料 灌入透鏡模具腔體，與LED芯片固化為一體。
[0005] 封裝方法包括以下步驟， X、在陶瓷基板上下、左右表面采用真空鍍膜工藝分兩部分淀積金屬導(dǎo)電層，接觸led 芯片表面部分淀積銀銅復(fù)合層、另一部分淀積金銅復(fù)合層； 1、分別對陶瓷基板上下表面的金屬導(dǎo)電層刻蝕，上表面形成安裝LED芯片所需的圖 形，下表面形成器件正負(fù)電極所需的圖形； f.、在與安裝透鏡相鄰的金屬導(dǎo)電層表面絲網(wǎng)印刷對300-800nm波長光具有高反射性 的材料絕緣層； 1、在金屬導(dǎo)電層安裝LED芯片位置處涂覆粘性導(dǎo)電材料，將鍍有電極的LED芯片一面 放置在該材料上，經(jīng)高溫回流工藝將LED芯片粘結(jié)在金屬導(dǎo)電層； i:、采用純度99. 99%以上的金線，通過打線機(jī)將LED芯片另一電極與金屬導(dǎo)電層連 接； f、將熒光粉同透明液體按比例混合均勻，置于真空容器中排出混合液中的氣體，然后 均勻的涂覆在LED芯片表面，然后通過紫外線照射或高溫烘烤固化，形成熒光粉混合物層； 5、將預(yù)先根據(jù)使用需求設(shè)計(jì)制造出的透鏡模具腔體朝上，水平放置，在腔體表面吸附 脫模薄膜，將對300-800nm波長光具有良好透射性的液體材料灌入透鏡模具腔體，將安裝 有LED芯片的陶瓷基板水平向下放置，使LED芯片置于透光液體中心，然后壓合陶瓷基板與 模具，經(jīng)高溫固化后脫模成模形透鏡包裹整個(gè)LED芯片與熒光粉混合物層并固化在陶瓷基 板上，固化溫度在110-150°C、時(shí)間1?3小時(shí)。
[0006] 本發(fā)明的有益效果是提高了背光模組的發(fā)光效率，結(jié)構(gòu)簡單、成本降低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007] 圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008] 圖2為本發(fā)明透鏡結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0009] 下面根據(jù)附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1、2所示，本發(fā)明包括 陶瓷基板1、金屬導(dǎo)電層2、LED芯片3、金線4、熒光粉混合物層5、透鏡6、絕緣層7,所述陶 瓷基板1材料為氮化鋁、形狀正方體，金屬導(dǎo)電層2分為兩部分并按LED芯片3正負(fù)極走線 及元件走線圖形化的分別覆蓋在陶瓷基板1的表面并且互不導(dǎo)通，LED芯片3安裝在金屬 導(dǎo)電層2上，使LED芯片3直接與金屬導(dǎo)電層2導(dǎo)通，LED芯片3另一電極用金線4將與金 屬導(dǎo)電層2連接導(dǎo)通，熒光粉混合物層5覆蓋LED芯片3表面，透鏡6包裹整個(gè)熒光粉混合 物層2并固化在陶瓷基板上，絕緣層7覆蓋在透鏡6相鄰區(qū)域的陶瓷基板1與金屬導(dǎo)電層 2上。
[0010] 所述的透鏡6由四部分構(gòu)成，每部分外邊面為花瓣形曲面，曲面各點(diǎn)計(jì)算方法根 據(jù)以下公式得出，朗伯型LED光源原始的光線出射角度范圍緯度角0=0° ~90°，經(jīng)度角 ￠=0°?360°，每一條從朗伯LED光源出射的光線都偏折向新的方向0'，$'，出射光線與 偏折光線的關(guān)系如下式：

【權(quán)利要求】
1. 一種一次光學(xué)透鏡的直下式背光LED結(jié)構(gòu)，包括陶瓷基板（1)、金屬導(dǎo)電層（2)、LED 芯片（3)、金線（4)、熒光粉混合物層（5)、透鏡（6)、絕緣層（7)，其特征在于：金屬導(dǎo)電層 (2)分為兩部分并按LED芯片（3)正負(fù)極走線及元件走線圖形化的分別覆蓋在陶瓷基板（1) 的表面并且互不導(dǎo)通，LED芯片（3)安裝在金屬導(dǎo)電層（2)上，使LED芯片（3)直接與金屬 導(dǎo)電層（2)導(dǎo)通，LED芯片（3)另一電極用金線（4)將與金屬導(dǎo)電層（2)連接導(dǎo)通，熒光粉 混合物層（5 )覆蓋LED芯片（3 )表面，透鏡（6 )包裹整個(gè)熒光粉混合物層（2 )并固化在陶瓷 基板上，絕緣層（7)覆蓋在透鏡（6)相鄰區(qū)域的陶瓷基板（1)與金屬導(dǎo)電層（2)上。
2. 如權(quán)利要求1所述的一次光學(xué)透鏡的直下式背光LED結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的透 鏡（6)外形由數(shù)塊外邊面為花瓣形曲面組成，用具有良好透射性的液體材料灌入透鏡（6) 模具腔體，與LED芯片（3)固化為一體。
3. -種一次光學(xué)透鏡的直下式背光LED結(jié)構(gòu)的封裝方法，其特征在于：封裝方法包括 以下步驟， 2:、在陶瓷基板（1)上下、左右表面采用真空鍍膜工藝分兩部分淀積金屬導(dǎo)電層（2)， 接觸LED芯片（3)表面部分淀積銀銅復(fù)合層、另一部分淀積金銅復(fù)合層； 2、分別對陶瓷基板（1)上下表面的金屬導(dǎo)電層（2)刻蝕，上表面形成安裝LED芯片所 需的圖形，下表面形成器件正負(fù)電極所需的圖形； S、在與安裝透鏡（6)相鄰的金屬導(dǎo)電層（2)表面絲網(wǎng)印刷對300-800nm波長光具有 高反射性的材料絕緣層（7); I、在金屬導(dǎo)電層（2)安裝LED芯片（3)位置處涂覆粘性導(dǎo)電材料，將鍍有電極的LED芯片（3) -面放置在該材料上，經(jīng)高溫回流工藝將LED芯片（3)粘結(jié)在金屬導(dǎo)電層（2); S、采用純度99. 99%以上的金線，通過打線機(jī)將LED芯片（3)另一電極與金屬導(dǎo)電層 (2)連接； 1、將熒光粉同透明液體按比例混合均勻，置于真空容器中排出混合液中的氣體，然后 均勻的涂覆在LED芯片（3)表面，然后通過紫外線照射或高溫烘烤固化，形成熒光粉混合物 層(5); 3；、將預(yù)先根據(jù)使用需求設(shè)計(jì)制造出的透鏡（6)模具腔體朝上，水平放置，在腔體表面 吸附脫模薄膜，將對300-800nm波長光具有良好透射性的液體材料灌入透鏡模具腔體，將 安裝有LED芯片（3)的陶瓷基板（1)水平向下放置，使LED芯片（3)置于透光液體中心，然 后壓合陶瓷基板（1)與模具，經(jīng)高溫固化后脫模成模形透鏡（6)包裹整個(gè)LED芯片（3)與熒 光粉混合物層（5)并固化在陶瓷基板上，固化溫度在110-150°C、時(shí)間1?3小時(shí)。
【文檔編號】H01L33/62GK104409619SQ201410750285
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月10日
【發(fā)明者】李春峰, 許巖, 邊盾, 洪建明, 謝斌, 朱永明 申請人:天津中環(huán)電子照明科技有限公司