發光元件、背光源模組及電子設備的製作方法

2023-05-03 16:34:01 2

本實用新型涉及顯示技術領域，具體涉及一種發光元件、背光源模組及電子設備。

背景技術：

在顯示模塊中，背光源為顯示模塊提供光，由背光源發出的光線透過所述顯示模塊，從而使所述顯示模塊顯像。背光源被廣泛用在電子設備中，如手機、平板電腦、電腦、電視等產品。

現有的背光源包括導光板、反射板及位於導光板一側的發光元件，發光元件發出的光經導光板形成面光源，再經反射板將光反射，為顯示模塊提供光。其中，發光元件由多個獨立封裝的光源(LED晶片加螢光粉)組成，每個LED晶片呈角度發光，會在相鄰LED晶片之間存在「暗區」，從而影響背光源出光區域亮度的均一性，進而使得電子設備的顯示效果。

為提供背光源出光區域亮度的均一性，導光板的改進成為研究重點。然而通過改進導光板的方式，達到的效果有限，仍然無法滿足需求。

技術實現要素：

為克服現有背光源出光區域亮度的均一性差的技術問題，本實用新型提供了一種發光元件、背光源模組及電子設備。

本實用新型解決技術問題的方案是提供一種發光元件，呈長條形，所述發光元件包括發光單元，所述發光單元包括多個LED晶片、螢光層和基板；所述LED晶片設於所述基板上，多個所述LED晶片間隔設置，所述螢光層覆蓋多個LED晶片以及LED晶片之間的間隔區域，發光元件的長寬比為(80-140)：1。

優選地，所述螢光層的厚度比所述LED晶片的厚度大0.05-0.2mm。

優選地，所述螢光層11的厚度D1為0.15-1mm，所述基板的厚度為0.1-1.2mm。

優選地，所述發光元件包括一個發光單元，所述發光單元中多個所述LED晶片沿螢光層長度方向排布，所述LED晶片長度為0.8-1.6mm，位於兩端的LED晶片與螢光層的端面之間的距離為0.5-2.5mm。

優選地，多個所述LED晶片等間距設置，相鄰兩個LED晶片之間的距離為1.5-3.5mm。

優選地，所述LED晶片包括電極面，所述電極面設有第一電極和第二電極，所述基板上設有多個相間的導電塊；所述第一電極和第二電極與基板上的導電塊相連，且第一電極和第二電極所連接的導電塊不同。

優選地，所述發光元件還包括柔性電路板，所述基板遠離螢光層的一側焊接在所述柔性電路板上。

本實用新型還提供一種背光源模組，包括上述的發光元件。

優選地，所述背光源模組還包括導光板，所述發光元件位於導光板一側，所述發光元件的長度與該發光元件所在導光板一側的長度之間的比例為1:(1-1.2)；所述發光元件與所述導光板相接觸。

本實用新型還提供一種電子設備，包括上述的發光元件。

與現有技術相比，本實用新型所提供的發光元件為整面發光，從光源的根本問題出發，解決了傳統光源存在「暗區」的問題，從而保證出光亮度的均一性；並且該發光元件出光均勻，亮度高，發光單元的光效和光通率均能得到大幅提升；具體的，該發光元件的光通量能達到90-100lm，光效提升了1/3-1/2。此外，由於該發光元件在其發光區域整體發光強度均一性好，也就是在邊緣部分也無暗區，利用所述發光元件能得到窄邊框甚至無邊框的電子設備。

本實用新型還提供一種背光源模組，包括上述的發光元件，該背光源模組亮度均勻且強度高。

本實用新型還提供一種電子設備，包括上述的發光元件，顯示效果好，且能有效降低所述電子設備中顯示裝置的邊框寬度，甚至達到無邊框的效果。

【附圖說明】

圖1是本實用新型發光元件的主視示意圖。

圖2是圖1中A處的放大示意圖。

圖3是本實用新型發光元件與光接受體的結構示意圖。

圖4是本實用新型發光元件的俯視示意圖。

圖5是圖1中B處的放大示意圖。

圖6是圖4中C-C剖視示意圖。

圖7是圖6中E處的放大示意圖。

圖8是本實用新型優選實施例中發光元件的結構示意圖。

圖9是本實用新型變形實施例中發光元件的結構示意圖。

圖10是本實用新型發光元件的製備方法的流程圖。

圖11是本實用新型發光元件的製備方法中步驟S 2的流程圖。

圖12是本實用新型背光源模組的結構示意圖。

【具體實施方式】

為了使本實用新型的目的，技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施實例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。

如圖1所示，一種發光元件1，該發光元件1呈長條形。所述發光元件1包括發光單元10，所述發光單元10包括至少二LED晶片12、螢光層11和基板13。所述LED晶片12設於所述基板13上，所述螢光層11覆蓋至少二LED晶片12及所述基板13設有LED晶片12的表面，也就是說所述螢光層11覆蓋至少二LED晶片12及LED晶片之間的間隔區域，該基板13為所述螢光層11和LED晶片12提供基層載體。所述LED晶片12發出的光經所述螢光層11轉換後整體發光。請一併參閱圖2，所述螢光層11遠離所述基板13的表面為所述發光元件1的主發光面101，可以理解，在其側面形成側發光面102。也就是發光元件1主發光面101所發出的光沿圖中y軸方向射出。

請一併參閱圖3，所述發光元件1主發光面101的面積與光接受體4入光面401的面積之間的比例為(0.8-1):1。並且使用本實用新型的發光元件1，該比例最佳可以達到1:1。一般來說，當該發光元件1用在邊側式的背光源模組中時，所述發光元件1主發光面101與所述光接受體4入光面401相接觸。在圖3中是為清楚的展示發光元件1主發光面101和所述光接受體4入光面401，也就是在實際設置中，所述光接受體4沿箭頭P所述方向移動，使得所述發光元件1主發光面101與所述光接受體4入光面401相接觸。也就是所述發光元件1主發光面101與所述光接受體4入光面401相對應，因此前文所述的所述發光元件1主發光面101的面積與光接受體4入光面401的面積之間的比例為(0.8-1):1，可以理解為，當所述發光元件1主發光面101與所述光接受體4入光面401相對應時，所述發光元件1主發光面101的面積可以佔到所述光接受體4入光面401的面積的80-100％。需要說明的是，在實際應用時，由於製造過程會產生誤差，因此在10％的誤差範圍內，即所述發光元件1主發光面101的面積與光接受體4入光面401的面積之間的比例處於(0.72-1.1):1的範圍內時，也應在本實用新型的保護範圍內。

與現有技術相比，即多個獨立封裝的光源，由於其之間有間隔，其發光面與光接受體4的入光面無法完全匹配，從而形成「暗區」。而本實用新型所提供的發光元件1為整面發光，從光源的根本問題出發，解決了傳統光源存在「暗區」的問題，從而保證出光亮度的均一性；並且該發光元件1出光均勻，亮度高，發光元件1的光效和光通率均能得到大幅提升；具體的，該發光元件1的光通量能達到90-100lm，光效提升了1/3-1/2。此外，由於該發光元件1在其發光區域整體發光強度均一性好，也就是在邊緣部分也無暗區，利用所述發光元件能得到窄邊框甚至無邊框的電子設備。

由於本發光元件1呈長條形，即發出的為條形光源。而顯示屏或電子設備等產品均需要為其提供面光源，因而所述發光元件1位於光接受體4一側，發光元件1所發出的條形光源經光接受體4導光後以形成面光源。優選地，所述發光元件1的長度與該發光元件1所在光接受體4一側的長度之間的比例為1:(1-1.2)。在該比例範圍內，能保證得到發光強度均勻的面光源。進一步的是，所述發光元件1的長度與該發光元件1所在光接受體4一側的長度之間的比例為1.1:1。並且，更好的是，所述發光元件1的主發光面101與光接受體4的入光面401相接觸。

請一併參閱圖4，所述螢光層11的覆蓋區域與所述基板13設有LED晶片12的表面的尺寸相一致。也就是圖1中所示，沿x軸方向上，所述螢光層11的兩端面與所述基板13的兩端面共面。如圖4所示，在該發光元件1的俯視圖中，所述螢光層11完全覆蓋了所述基板13。

一般來說，利用發光元件1為電子設備提供光源時，需要發出白光。因此，優選地，所述LED晶片12為藍光LED晶片，所述螢光層11為黃色螢光層，即能發出白光。當然也可以是LED晶片12為藍光LED晶片，所述螢光層11為紅綠螢光層或者是紅綠黃螢光層，也能發出白光。

優選地，螢光層11優選為螢光粉與膠體混合製成的預製螢光膜。所述預製螢光膜為一薄膜，其通過熱壓或真空吸附等覆蓋於LED晶片12所在的基板13表面上。螢光粉均勻分布於螢光層11中。作為另一種選擇，螢光層11也可以是螢光粉與膠體混合後通過點膠工藝覆蓋於LED晶片12所在的基板13表面上。優選地，所述螢光粉的質量佔螢光粉與矽膠總質量的30％～50％。螢光層11優選為混合螢光粉與膠體混合製成的預製螢光膜。混合螢光粉為紅光螢光粉、綠光螢光粉及黃光螢光粉混合而成，優選質量比為(1～4)：(0.5～2)：(0.5～2)的紅光螢光粉、綠光螢光粉及黃光螢光粉。優選地，所述紅光螢光粉為氟矽酸鉀，黃光螢光粉為釔鋁石榴石。混合螢光粉質量比進一步為(1～3)：(0.5～1.5)：(0.5～1.5)。最優選為2：(0.8-1)：(0.8-1)。優選地，所述綠光螢光粉為滷矽酸鹽、硫化物、矽酸鹽及氮氧化物中的一種或幾種的混合物。所述綠光螢光粉可進一步為塞隆綠光螢光粉。優選地，所述紅光螢光粉、綠光螢光粉及黃光螢光粉的平均粒徑均為5um～30um。膠體優選為矽膠。

在一些優選的實施例中，所述LED晶片12設有多個，兩個相鄰的LED晶片12之間可以設有間隔，也可以沒有間隔。優選地，多個所述LED晶片12間隔設置，那麼所述螢光層11覆蓋多個LED晶片12以及LED晶片12之間的間隔區域，多個LED晶片12間隔設置能提高發光效果。如圖1和圖4所示，圖中x軸為該發光單元10的長度方向，y軸為該發光單元10的厚度方向，z軸為該發光單元10的寬度方向。並且，所述發光單元10和基板13均呈長條形，且長度和寬度相同。

所述發光元件1的長寬比為(40-140)：1，優選地，發光元件1的長寬比為(80-140)：1，進一步優選長寬比為(110-130)：1。優選長寬高比值為：(80-140)：1：(0.8-2.5)，進一步優選為(110-130)：1：(1.2-1.6)。

請一併參閱圖5，所述螢光層11的厚度為D1，所述LED晶片12的厚度為D2，所述基板13的厚度為D3，所述發光單元10的厚度也為D1，所述發光元件1的厚度為D，且D＝D2+D3。優選地，D1:D2的範圍為(1.2-3):1，該比例範圍太小時，發光元件1的發光效果較差，以藍光LED晶片和黃色螢光粉層為例，當該比例範圍太小時，藍光LED晶片所發出的藍光不能完全經由黃色螢光粉層轉換為白光，因此發光元件1所發出的光會出現漏藍光的現象。當該比例範圍太大時，會直接增加該發光元件1的厚度，從而直接影響具有該發光元件1的背光源模組或電子設備的厚度，無法滿足現有市場需求。因此，該優選的比例範圍既能保證發光元件1的發光效果，又能保證該發光元件1的厚度在一較小的範圍內。

為進一步提高所述發光元件1的發光效果及穩定性，優選地，D3:D1的範圍為(1-3):1。

具體的，在一些優選的實施例中，所述發光元件1的厚度D為0.3-1.5mm，也就是發光元件1厚度D的具體可取值為0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm或1.5mm。或，在另一些優選的實施例中，所述螢光層11的厚度D1比所述LED晶片12的厚度D2大0.05-0.2mm，具體可取值為0.05mm、0.08mm、0.1mm、0.12mm、0.14mm、0.15mm、0.18mm或0.2mm。或，在其他優選的實施例中，所述螢光層11的厚度D1為0.15-1mm，也就是所述螢光層11厚度D1具體可取值為0.15mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.35mm、0.4mm、0.45mm、0.5mm、0.55mm、0.6mm、0.65mm、0.7mm、0.75mm、0.8mm、0.85mm、0.9mm、0.95mm或1mm，並且進一步的是，所述基板13的厚度D3為0.1-1.2mm，也就是所述基板13厚度D3具體可取值為0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、1.1mm或1.2mm。通過這些具體尺寸的優化，均能進一步提高所述發光元件1的發光效果及穩定性。

優選地，如圖1和圖4中所示，多個所述LED晶片12沿螢光層11長度方向排布，也就是在發光元件1包括多個呈直線形排布的LED晶片12，保證發光均一性。如圖3中所示，所述LED晶片12長度為L1，相鄰兩個LED晶片12之間的距離為L2，位於兩端的LED晶片12與螢光層11的端面之間的距離為L3，可以理解該螢光層11的端面指的是螢光層11上垂直於其長度方向的端面。在一些優選的實施例中，多個所述LED晶片12等間距設置，進一步優選地，L1:L2:L3的範圍為1:(0.6-2):(1.5-3.5)，通過確定該範圍從而得到較優的LED晶片12的排布，保證發光元件1的發光效果。在其他一些實施例中，相鄰兩個所述LED晶片12之間的間距不相同。

具體的，無論是多個所述LED晶片12等間距設置，還是非等間距設置，優選地，所述LED晶片12長度L1為0.8-1.6mm，具體可取值為0.8mm、0.9mm、1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm或1.6mm；位於兩端的LED晶片12與螢光層11的端面之間的距離為L3，也就是位於兩端的LED晶片12與螢光層11上垂直於其長度方向的端面之間的距離L3為0.5-2.5mm，具體可取值為0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2mm、2.1mm、2.2mm、2.3mm、2.4mm或2.5mm；這樣能避免出現發光區域邊緣處的發光強度與中央區域的發光強度不一致，提高整個發光區域發光強度的均一性。進一步的是，當多個所述LED晶片12等間距設置時，相鄰兩個LED晶片12之間的距離L2為1.5-3.5mm，具體可取值為1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2mm、2.1mm、2.2mm、2.3mm、2.4mm、2.5mm、2.6mm、2.7mm、2.8mm、2.9mm、3mm、3.1mm、3.2mm、3.3mm、3.4mm或3.5mm；這樣在保證發光元件1的發光強度和光效的同時，減少相同長度的發光元件1中LED晶片12數量，降低成本。

請一併參閱圖6和圖7，所述LED晶片12包括電極面121，所述電極面121設有第一電極1211和第二電極1212，所述基板13上設有多個相間的導電塊131；所述第一電極1211和第二電極1212與基板13上的導電塊131相連，且第一電極1211和第二電極1212所連接的導電塊131不同。在基板13上設置導電塊與LED晶片12的第一電極1211和第二電極1212相連，進而可通過基板13與外部電源相連，這是因為本實用新型所提供的發光元件1呈長條形且尺寸較小，通過設置的基板13進行走線更為方便且穩定性好。

進一步的是，請一併參閱圖8，所述發光元件1還包括柔性電路板14，所述基板13遠離螢光層11的一側焊接在所述柔性電路板14上。從而在基板13一側形成固定部15，這樣在保證連接穩定的同時，降低加工難度，提高工作效率。當然也可以採用背面錫焊的方式進行固定。

在一些優選的實施例中，即如圖8中所示，所述發光元件1包括一個發光單元10，即發光元件1使用一個整條的光源即可，設置簡單。作為變形實施例，如圖9中所示，所述發光元件1包括多個發光單元10，這樣較適合大尺寸的背光源模組或電子設備使用，其需要長度較長的光源，因此如圖中所示提供多段式的發光元件1即可。

本實用新型還提供一種發光元件的製備方法，如圖10所示，包括以下步驟：

步驟S1：提供一基體板材，將至少二LED晶片固定至所述基體板材上；

步驟S2：提供一螢光膜，使螢光膜覆蓋至少二LED晶片及所述基體板材設有LED晶片的表面，得到發光基片；及

步驟S3：對所述發光基片進行切割，得到發光元件；該發光元件，用於為一光接受體的入光面提供光源，所述發光元件呈長條形，其包括發光單元，所述發光單元包括至少二LED晶片、螢光層和基板；所述LED晶片設於所述基板上，所述螢光層覆蓋至少二LED晶片及LED晶片之間的間隔區域，所述螢光層遠離所述基板的表面為所述發光元件的主發光面，所述發光元件主發光面的面積與光接受體入光面的面積之間的比例為(0.8-1):1。

該方法工作效率高，即能避免現有方法中，獨立LED晶片封裝時需要進行單顆點膠、工作效率低的問題。而且能可根據實際應用的需要，製備獲得不同尺寸的發光元件。最後所製得的發光元件具有以下優點：(1)能保證發光區域的邊緣無暗區；(2)可以保證整個發光區域亮度的均一性；(3)有效的提高光效和光通率；(4)利用所述發光元件能得到窄邊框甚至無邊框的電子設備。

優選地，步驟S1具體為：提供一基體板材，在基體板材上設置導電塊，將至少二LED晶片固定至設有導電塊的基體板材上，所述LED晶片與導電塊電性相連。更好的是，所述導電塊是通過印刷的方式形成在所述基體板材上的。

優選地，所述步驟S2採用熱壓的方式進行螢光膜的覆蓋。進一步的是，請一併參閱圖11，所述步驟S2包括：

步驟S21：進行一次熱壓固化，熱壓溫度為50-80℃，熱壓時間為10-15min；及

步驟S22：進行二次熱壓固化，熱壓溫度為100-200℃，熱壓時間為15-60min。

這樣分兩步進行固化，保證所得到的發光元件結構穩定，提高產品質量和使用壽命。

優選地，所述步驟S2過程處於真空度小於7torr的環境下進行。避免螢光膜覆蓋過程中產生氣泡，提高產品質量。

如圖12所示，本實用新型還提供一種背光源模組3，包括上述的發光元件1，該背光源模組3亮度均勻且強度高。進一步的是，所述背光源模組3還包括導光板2，由於發光元件1發光均勻，因此可採用結構簡單的導光板2即可，降低成本。可以理解，在背光源模組3中，所述導光板2即為前文中所述的光接受體4。

優選地，所述發光元件1位於導光板2一側，所述發光元件1的長度與該發光元件1所在導光板2一側的長度之間的比例為1:(1-1.2)。可以理解，也就是當發光元件1呈長條形時，發光元件1沿圖中y軸正方向發光，在該比例範圍內，能保證得到發光強度均勻的面光源。進一步的是，所述導光板2尺寸與所述發光元件1的發光區域的比例為1.1:1。更好的是，導光板2與發光元件1相接觸。

本實用新型還提供一種電子設備，包括上述的發光元件或上述的背光源模組，顯示效果好，且能有效減小所述電子設備中顯示裝置的邊框寬度，甚至達到無邊框的效果。

與現有技術相比，本實用新型所提供的發光元件為整面發光，從光源的根本問題出發，解決了傳統光源存在「暗區」的問題，從而保證出光亮度的均一性；並且該發光元件出光均勻，亮度高，發光元件的光效和光通率均能得到大幅提升；具體的，該發光元件的光通量能達到90-100lm，光效提升了1/3-1/2。此外，由於該發光元件在其發光區域整體發光強度均一性好，也就是在邊緣部分也無暗區，利用所述發光元件能得到窄邊框甚至無邊框的電子設備。

進一步的是，所述螢光層的厚度比所述LED晶片的厚度大0.05-0.2mm。進一步的是，所述螢光層的厚度為0.15-1mm，所述基板的厚度為0.1-1.2mm。通過具體尺寸的優化，能有效提高所述發光元件的發光效果及穩定性。

進一步的是，所述發光元件包括一個發光單元，所述發光單元中多個所述LED晶片沿螢光層長度方向排布，所述LED晶片長度為0.8-1.6mm，位於兩端的LED晶片與螢光層的端面之間的距離為0.5-2.5mm。這樣能避免出現發光區域邊緣處的發光強度與中央區域的發光強度不一致，提高整個發光區域發光強度的均一性。

進一步的是，多個所述LED晶片等間距設置，相鄰兩個LED晶片之間的距離為1.5-3.5mm。這樣在保證發光元件的發光強度和光效的同時，減少相同長度的發光元件中LED晶片數量，降低成本。

進一步的是，所述LED晶片包括電極面，所述電極面設有第一電極和第二電極，所述基板上設有多個相間的導電塊；所述第一電極和第二電極與基板上的導電塊相連，且第一電極和第二電極所連接的導電塊不同。在基板上設置導電塊與LED晶片的第一電極和第二電極相連，進而可通過基板與外部電源相連，這是因為本實用新型所提供的發光元件呈長條形且尺寸較小，通過設置的基板進行走線更為方便且穩定性好。

進一步的是，所述發光元件還包括柔性電路板，所述基板遠離螢光層的一側焊接在所述柔性電路板上。這樣在保證連接穩定的同時，降低加工難度，提高工作效率。

本實用新型還提供一種背光源模組，包括上述的發光元件，該背光源模組亮度均勻且強度高。

進一步的是，所述背光源模組還包括導光板，所述發光元件位於導光板一側，所述發光元件的長度與該發光元件所在導光板一側的長度之間的比例為1:(1-1.2)。在該比例範圍內，能保證得到發光強度均勻的面光源。更好的是，所述發光元件與導光板相接觸，發光元件所發出的光源直接進入導光板，提高所述背光源模組的整體亮度。

本實用新型還提供一種電子設備，包括上述的發光元件，顯示效果好，且能有效降低所述電子設備中顯示裝置的邊框寬度，甚至達到無邊框的效果。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的原則之內所作的任何修改，等同替換和改進等均應包含本實用新型的保護範圍之內。