[發明專利]一次光學透鏡的直下式背光LED結構及封裝方法

在審

• 申請號: 201410750285.0
• 申請日: 2014-12-10
• 公開（公告）號: CN104409619A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 李春峰;許巖;邊盾;洪建明;謝斌;朱永明
• 申請（專利權）人: 天津中環電子照明科技有限公司
• 主分類號: H01L33/62
• 分類號: H01L33/62;H01L33/48
• 代理公司: 天津中環專利商標代理有限公司 12105
• 代理人: 胡京生

技術領域

本發明涉及一種直下式背光LED結構，特別涉及一種一次光學透鏡的直下式背光LED結構及封裝方法。

技術背景

目前，LED背光模組按光源的位置可以分為側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、二次光學透鏡、擴散膜、增亮膜，其中二次光學透鏡按一定的距高比設計，安裝在LED光源基板上，能夠對LED光源的光能分布進行二次調整，使輸出的光能量在擴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，同時有效減少LED數量。但這種結構依然是在傳統LED光源基礎上進行二次光學透鏡設計，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生一部分全反射，光通過增亮膜時引起部分光的全反射，導致整個背光模組發光效率低。

發明內容

鑒于現有技術存在的問題，本發明提供一種一次光學透鏡的直下式背光LED結構，具體技術方案是，一種一次光學透鏡的直下式背光LED結構，包括陶瓷基板、金屬導電層、LED芯片、金線、熒光粉混合物層、透鏡、絕緣層，其特征在于：金屬導電層分為兩部分并按LED芯片正負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通，LED芯片安裝在金屬導電層上，使LED芯片直接與一金屬導電層導通，LED芯片另一電極用金線將與金屬導電層連接導通，熒光粉混合物層覆蓋LED芯片表面，透鏡包裹整個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域的陶瓷基板與金屬導電層上。

所述的透鏡外形由數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。

封裝方法包括以下步驟，

、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電層，接觸LED芯片表面部分淀積銀銅復合層、另一部分淀積金銅復合層；

、分別對陶瓷基板上下表面的金屬導電層刻蝕，上表面形成安裝LED芯片所需的圖形，下表面形成器件正負電極所需的圖形?；

、在與安裝透鏡相鄰的金屬導電層表面絲網印刷對300-800nm波長光具有高反射性的材料絕緣層；

、在金屬導電層安裝LED芯片位置處涂覆粘性導電材料，將鍍有電極的LED芯片一面放置在該材料上，經高溫回流工藝將LED芯片粘結在金屬導電層；

、采用純度99.99%以上的金線，通過打線機將LED芯片另一電極與金屬導電層連接；

、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；

、將預先根據使用需求設計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，經高溫固化后脫模成模形透鏡包裹整個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℃、時間1～3小時。

本發明的有益效果是提高了背光模組的發光效率，結構簡單、成本降低。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖。

圖2為本發明透鏡結構示意圖。

具體實施方式

下面根據附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明。如圖1、2所示，本發明包括陶瓷基板1、金屬導電層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，金屬導電層2分為兩部分并按LED芯片3正負極走線及元件走線圖形化的分別覆蓋在陶瓷基板1的表面并且互不導通，LED芯片3安裝在金屬導電層2上，使LED芯片3直接與金屬導電層2導通，LED芯片3另一電極用金線4將與金屬導電層2連接導通，熒光粉混合物層5覆蓋LED芯片3表面，透鏡6包裹整個熒光粉混合物層2并固化在陶瓷基板上，絕緣層7覆蓋在透鏡6相鄰區域的陶瓷基板1與金屬導電層2上。

所述的透鏡6由四部分構成，每部分外邊面為花瓣形曲面，曲面各點計算方法根據以下公式得出，朗伯型LED光源原始的光線出射角度范圍緯度角θ=0°~90°，經度角φ=0°~360°，每一條從朗伯LED光源出射的光線都偏折向新的方向θ^，，φ^，，出射光線與偏折光線的關系如下式：

其中θ1~θ2和φ1~φ2指在每一個部分中所需的高透過率角度范圍。