TW202529600A - Led封裝結構及顯示設備 - Google Patents

Abstract

一種LED封裝結構及顯示設備。LED封裝結構包括依次鋪設的發光層、第一介質層、第二介質層、第三介質層和反射層。第一介質層的第一表面與發光層貼合，第一介質層的第二表面與第二介質層的第一表面貼合，第二介質層的第二表面與第三介質層的第一表面貼合；第一介質層的第二表面的折射率大於第二介質層的第一表面的折射率，第二介質層的第二表面的折射率大於第三介質層的第一表面的折射率。

Description

LED封裝結構及顯示設備

本申請涉及半導體照明技術領域，尤其涉及一種LED封裝結構及顯示設備。

LED晶片發光後到達空氣時會在頂層的高反射材料發生全反射導致其出光效率較低。目前LED封裝結構中，通常在LED晶片和高反射材料之間設置封裝螢光膠來提高出光效率，但提高程度有限。

有鑑於此，有必要提供一種LED封裝結構及顯示設備，可提高LED晶片的出光效率。

本發明一實施方式提供一種LED封裝結構，所述LED封裝結構包括依次鋪設的發光層、第一介質層、第二介質層、第三介質層和反射層。所述第一介質層的第一表面與所述發光層貼合，所述第一介質層的第二表面與所述第二介質層的第一表面貼合，所述第二介質層的第二表面與所述第三介質層的第一表面貼合；所述第一介質層的第二表面的折射率大於所述第二介質層的第一表面的折射率，所述第二介質層的第二表面的折射率大於所述第三介質層的第一表面的折射率。

本發明一實施方式提供一種顯示設備，包括上述的LED封裝結構。

與習知技術相比，上述LED封裝結構藉由在發光層的出光方向設置第一介質層、第二介質層和第三介質層之間具有由高到低的折射率差，使光線可以在第二介質層和第三介質層分別實現全反射或折射，進而增加光線的出光路徑，提高出光效率。

請參閱圖1，目前，LED封裝結構通常採用發光層、封裝螢光膠、高反射材料層依次鋪設來實現LED在四個側面發光。其中，路徑1~4為假設發光路徑。可以看出，路徑1和路徑4經封裝螢光膠到達高反射材料層後可以從封裝螢光膠的側面反射出光。而路徑3和4經高反射材料層和封裝螢光膠反射後被LED吸收，無法出光，導致出光效率不高。

請參閱圖2，本申請提出一種LED封裝結構100，所述LED封裝結構100包括依次鋪設的發光層110、第一介質層120、第二介質層130、第三介質層140和反射層150。所述第一介質層120的第一表面與所述發光層110貼合，所述第一介質層120的第二表面與所述第二介質層130的第一表面貼合，所述第二介質層130的第二表面與所述第三介質層140的第一表面貼合；所述第一介質層120的第二表面的折射率大於所述第二介質層130的第一表面的折射率，所述第二介質層130的第二表面的折射率大於所述第三介質層140的第一表面的折射率。

本實施例中，所述發光層110可以選用LED晶片實現。反射層150可以選用高反射率的白膠或金屬材料實現。根據光的全反射原理可知，光由折射係數高的材料至低的材料，入射角大於或等於臨界角的時候，則會產生全反射。本實施例中，發光層110發出的光經第一介質層120折射後到達第二介質層130時，入射角小於臨界角的光線經第二介質層130折射後從第二介質層130的側面出光，或者經第二介質層130到達第三介質層140。入射角大於或等於臨界角的光線則會在第二介質層130的第一表面產生全反射，從第一介質層120的側面出光。同理，由第二介質層130的第二表面到達第三介質層140的第一表面的光線，入射角小於臨界角的光線經第三介質層140折射後從第三介質層140的側面出光，或者經第三介質層140到達反射層150，經過反射層150反射後從第三介質層140的側面出光。入射角大於或等於臨界角的光線則會在第三介質層140的第一表面產生全反射，從第二介質層130的側面出光。如此，可以增加光線的出光路徑，使光線從各個介質層的四個側面均勻出光。其中，第一介質層120、第二介質層130和第三介質層140可以包括一層透明折射材料或多層透明折射材料。例如，第一介質層120、第二介質層130和第三介質層140可以分別選用折射率依次遞減的一層透明折射材料實現。或者，第一介質層120可以包括折射率不同的多層透明折射材料實現，本申請對此不作限制。

請參閱圖3，在一實施例中，所述第一介質層120包括第一折射層121和第二折射層122，所述第二介質層130包括第三折射層131和第四折射層132。所述第一折射層121、所述第二折射層122、所述第三折射層131和所述第四折射層132沿所述發光層110的發光方向依次鋪設；所述第二折射層122的折射率大於所述第三折射層131的折射率。

本實施例中，所述第一折射層121、所述第二折射層122、所述第三折射層131和所述第四折射層132可以選用透明的膠材、介電質材料等實現。所述第一折射層121、所述第二折射層122、所述第三折射層131和所述第四折射層132的折射率可以設置為依次減小，或者按照高低交替設置。

在一實施例中，所述第一折射層121的折射率小於所述第二折射層122的折射率，所述第三折射層131的折射率小於所述第四折射層132的折射率。或者，所述第一折射層121的折射率小於所述第二折射層122的折射率，所述第三折射層131的折射率大於所述第四折射層132的折射率。如此，既能實現光線在第一介質層120和第二介質層130之間的全反射出光，也可以藉由多層折射材料的設計產生角度差異出光，增加出光效率。

在一實施例中，所述第一折射層121的折射率大於所述第二折射層122的折射率，所述第三折射層131的折射率小於所述第四折射層132的折射率。如此，既能實現光線在第一介質層120和第二介質層130之間的全反射出光，也可以藉由多層折射材料的設計產生角度差異出光，增加出光效率。

請參閱圖4，在一實施例中，所述第一介質層120還包括第五折射層123。所述第五折射層123設於所述第二折射層122與所述第三折射層131之間。所述第一折射層121的折射率大於所述第二折射層122的折射率，所述第二折射層122的折射率小於所述第五折射層123的折射率，所述第五折射層123的折射率大於所述第三折射層131的折射率。

本實施例中，光線自出光層射出後，可以先在第一介質層120中的第一折射層121和第二折射層122之間產生全反射或折射，折射後的光線經第五折射層123和第三折射層131再次產生全反射或折射。如此，可以進一步增加光線的出光路徑，提高出光效率。除此之外，第一介質層120和/或第二介質層130中的折射材料層數還可以根據實際需求調整，在此不作限制。第三介質層140包括多層透明材料層時，第三介質層140的結構可以參照第一介質層120或第二介質層130設置。

本申請藉由在發光層110的出光方向設置第一介質層120、第二介質層130和第三介質層140之間具有由高到低的折射率差，使光線可以在第二介質層130和第三介質層140分別實現全反射或折射。增加光線的出光路徑，提高出光效率。

請參閱圖5，本申請還提出一種顯示設備10，包括上述的LED封裝結構100。

該LED封裝結構100的詳細結構可參照上述實施例，此處不再贅述；可以理解的是，由於在本申請顯示設備10中使用了上述LED封裝結構100，因此，本申請顯示設備10的實施例包括上述LED封裝結構100的全部實施例的全部技術方案，且所達到的技術效果也完全相同，在此不再贅述。

在一實施例中，所述顯示設備10還包括驅動電路200和擴散板300。所述驅動電路200與所述LED封裝結構100電連接，所述驅動電路200用於驅動所述LED封裝結構100發光。所述擴散板300設於所述LED封裝結構100的上方，所述擴散板300用於調整光線的傳播方向。

本實施例中，顯示設備10還可以包括電路板。驅動電路200和LED封裝結構100可以設於電路板上。驅動電路200藉由輸出驅動信號來驅動LED封裝結構100中的發光層110發光。擴散板300可以將LED封裝結構100發出的光線進行干涉處理，使光線發生不同方向的折射、反射、與散射，從而改變光的行進路線，實現入射光充分散色以此產生光學擴散的效果，提高顯示裝備的俊光性。由於LED封裝結構100可以增加出光路徑，提高出光效率，且同樣具有均光效果，因此可以減小擴散板300的厚度或數量，進而減小顯示設備10的厚度。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，本發明之範圍並不以上述實施方式為限，舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

100:LED封裝結構 110:發光層 120:第一介質層 130:第二介質層 140:第三介質層 150:反射層 121:第一折射層 122:第二折射層 131:第三折射層 132:第四折射層 123:第五折射層 200:驅動電路 300:擴散板 10:顯示設備 1:發光路徑1 2:發光路徑2 3:發光路徑3 4:發光路徑4

圖1是先前技術中LED封裝結構的結構示意圖。

圖2是本發明一實施方式之LED封裝結構之結構示意圖。

圖3是本發明一實施方式之LED封裝結構之結構示意圖。

圖4是本發明另一實施方式之LED封裝結構之結構示意圖。

圖5是本發明一實施方式之顯示設備之結構示意圖。

100:LED封裝結構

110:發光層

120:第一介質層

130:第二介質層

140:第三介質層

150:反射層

1:發光路徑1

2:發光路徑2

3:發光路徑3

4:發光路徑4

Claims (10)

1. 一種LED封裝結構，其中所述LED封裝結構包括依次鋪設的發光層、第一介質層、第二介質層、第三介質層和反射層； 所述第一介質層的第一表面與所述發光層貼合，所述第一介質層的第二表面與所述第二介質層的第一表面貼合，所述第二介質層的第二表面與所述第三介質層的第一表面貼合；所述第一介質層的第二表面的折射率大於所述第二介質層的第一表面的折射率，所述第二介質層的第二表面的折射率大於所述第三介質層的第一表面的折射率。
2. 如請求項1所述之LED封裝結構，其中所述第一介質層包括第一折射層和第二折射層，所述第二介質層包括第三折射層和第四折射層； 所述第一折射層、所述第二折射層、所述第三折射層和所述第四折射層沿所述發光層的發光方向依次鋪設；所述第二折射層的折射率大於所述第三折射層的折射率。
3. 如請求項2所述之LED封裝結構，其中所述第一折射層的折射率小於所述第二折射層的折射率。
4. 如請求項3所述之LED封裝結構，其中所述第三折射層的折射率小於所述第四折射層的折射率。
5. 如請求項3所述之LED封裝結構，其中所述第三折射層的折射率大於所述第四折射層的折射率。
6. 如請求項2所述之LED封裝結構，其中所述第一折射層的折射率大於所述第二折射層的折射率，所述第三折射層的折射率小於所述第四折射層的折射率。
7. 如請求項2所述之LED封裝結構，其中所述第一介質層還包括第五折射層； 所述第五折射層設於所述第二折射層與所述第三折射層之間； 所述第一折射層的折射率大於所述第二折射層的折射率，所述第二折射層的折射率小於所述第五折射層的折射率，所述第五折射層的折射率大於所述第三折射層的折射率。
8. 如請求項1所述之LED封裝結構，其中所述發光層包括LED晶片。
9. 一種顯示設備，其中所述顯示設備包括如請求項1至8中任一項所述之LED封裝結構。
10. 如請求項9所述之顯示設備，其中所述顯示設備還包括驅動電路和擴散板； 所述驅動電路與所述LED封裝結構電連接，所述驅動電路用於驅動所述LED封裝結構發光； 所述擴散板設於所述LED封裝結構的上方，所述擴散板用於調整光線的傳播方向。