CN107816665B - 一种高色域蓝绿led背光模组及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高色域蓝绿LED背光模组及其制作方法，背光模组包括蓝红LED灯珠、绿光LED灯珠、PCB板、金属背板、反射纸、下导光板、上导光板、膜片、OPEN CELL；所述PCB板为矩形条状电路板，其上焊接有两排LED灯珠；所述蓝红LED灯珠、所述绿光LED灯珠分别位于上下两排；PCB板一侧设置有垂直于短边四个条型的PCB焊点；所述PCB板背面贴于L型的金属背板的短边内侧，金属背板长边内层放置有反射纸，反射纸上方依次放置有下导光板、上导光板、膜片、OPEN CELL。本发明提升色域值的同时，解决了蓝光芯片和红光芯片混光不均匀的技术问题，此外，可以增加设有上下反射层的上聚光透镜、下聚光透镜，使红蓝光、绿光进入下导光板、上导光板之前不混光干扰。
Description
技术领域
本发明涉及LED背光领域，具体为一种高色域蓝绿LED背光模组及其制作方法。
背景技术
LED作为一种新兴固体照明光源，具有体积小、寿命长、可靠性好、节能环保等特点，已在照明和显示领域广泛应用，而随着LED背光技术的迅猛发展，消费者对LED电视高色域等方面的需求日渐增强，要求其颜色更加丰富，层次感更好，色彩还原度更高。目前主流的方法是采用蓝光芯片激发红色和绿色荧光粉，色域最高仅能达到90％-93％。绿光芯片比现有绿色荧光粉具有更窄的半波宽和更短的波长。此外，荧光粉激发效率低，要想得到高色域的白光，就得增加荧光粉的浓度，这无疑会使封装业成本增加、不良率提高，另一种实现LED电视高色域的主流技术是使用蓝光LED光源搭配量子管、量子膜，但是量子点材料本身存在热稳定差性、有毒、成本高且量子点管在使用过程中容易破裂等致命缺陷。
无论是传统方法中将红、绿荧光粉或者黄色荧光粉与封装胶混合，然后点涂在蓝光芯片上，通过光色复合形成白光LED，还是红、绿、蓝三芯片混合成白光，又或者量子点膜、量子点管均存在以下各种缺陷：首先目前商用的荧光粉大都为YAG粉或硅酸盐、氮化物荧光粉、KSF荧光粉、β-SiAlON，色域仅能达到72％-93％；荧光粉的激发效率低，提高色域只能通过增加用量来实现，远远不能满足当今社会对更低能耗、更高能效以及更高色域的要求；红、绿、蓝三色LED芯片混光困难，且散热也存在问题，同时驱动控制系统更复杂；当前商业的量子点材料很容易受温度、湿度的影响而导致失效，同时由于量子点制备工艺复杂，产量低，稳定性差，价格较高，未能完全普及。
申请公布号CN 201710537225.4公开了一种蓝绿双芯片搭配红色荧光粉的高色域LED灯珠及其背光源，其中制作出一种蓝绿双色LED灯珠，LED灯珠在LED支架的内部分布蓝光芯片和绿光芯片，蓝光芯片和绿光芯片通过红色荧光粉与封装胶之间的相互混合并烘烤固化后封装在所述LED支架的内部，形成LED灯珠，多个灯珠本体均匀分布在侧入式PCB板上，再制作成侧入式背光模组，采用短波段和窄半波宽绿光芯片，弥补绿色荧光粉无法到达高色域效果。
上述现有方案的引入短波段和窄半波宽绿光芯片，有效提升背光显示的色域，但因为侧入式LED灯珠的细长，蓝光芯片发出的蓝光，蓝光激发红色荧光粉发出的红光和绿光芯片发出的绿光在LED灯珠中的初次混光，在侧入式导光板中二次混光，仍然无法混合均匀，导致背光模组的光源附近导光板出现明显的花斑纹(即，红绿三色光未混合均匀产生的多色光带)。为了克服现有技术的不足，现提供一种方案。
发明内容
本发明的目的在于客服现有技术的不足，提供了一种高色域蓝绿LED背光模组及其制作方法，提升色域值的同时，解决了蓝光芯片和红光芯片混光不均匀的技术问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种高色域蓝绿LED背光模组，包括蓝红LED灯珠、绿光LED灯珠、PCB板、金属背板、反射纸、下导光板、上导光板、膜片、OPEN CELL；
所述PCB板为矩形条状电路板，其上焊接有两排LED灯珠；所述蓝红LED灯珠、所述绿光LED灯珠分别位于上下两排；PCB板一侧设置有垂直于短边四个条型的PCB焊点；所述PCB板背面贴于L型的金属背板的短边内侧，金属背板长边内层放置有反射纸，反射纸上方依次放置有下导光板、上导光板、膜片、OPEN CELL；
所述LED灯珠包括支架、LED芯片、金线、封装胶水、白条、小焊盘、大焊盘；其中支架为内侧壁倾斜的矩形槽；支架底部中间镶嵌一段白条，白条两边分别设置有贯穿支架底部的小焊盘、大焊盘；小焊盘、大焊盘分别从支架底部两侧伸出；支架底部内侧固定有LED芯片，LED芯片顶部左右设置有P电极和N电极，P电极和N电极分别通过金线连接到底部的小焊盘、大焊盘；支架槽内填充有封装胶水；
所述PCB板内部设置有上下两排串联电路，上排为蓝红LED灯珠串联电路，蓝红LED灯珠串联电路两端连接两个所述PCB焊点上，下排为绿光LED灯珠串联电路，绿光LED灯珠串联电路两端连接到另外两个所述PCB焊点上；所述两排串联电路的PCB焊点分别用导线连接两个控制电源；
所述下导光板、上导光板左侧分别增加对应蓝红LED灯珠、绿光LED灯珠的上聚光透镜、下聚光透镜；上聚光透镜、下聚光透镜上下两面分别设置有上聚光透镜反射层、下聚光透镜反射层；
所述蓝红LED灯珠、绿光LED灯珠内将灯珠替换成倒装LED灯珠，即LED倒装芯片搭配倒装支架；
所述蓝红LED灯珠中，蓝光芯片的激发波长为440nm-470nm，红色荧光粉激发波长为620nm-650nm，所述绿光LED灯珠中，绿光芯片的波长为500nm-545nm，红色荧光粉材质为氮化物荧光粉、氟化物荧光粉、KSF荧光粉或硅酸盐荧光粉中的一种或几种；
所述支架中的材质由陶瓷、PCT、EMC、SMC中的一种或几种构成，支架的尺寸规格为4010、4014、7020、7016中的一种；
所述蓝红LED灯珠、绿光LED灯珠中设置有一个或多个LED芯片；
一种高色域蓝绿LED背光模组的制作方法：
步骤一、LED灯珠制备：所述蓝光芯片固晶到支架底部，蓝光芯片通过金线分别连接P电极、N电极和小焊盘、大焊盘，向支架槽内加入红色荧光粉混合的封装胶水，烘烤固化封装胶水，形成蓝红LED灯珠；所述绿光芯片固晶到支架底部，绿光芯片通过金线分别连接P电极、N电极和小焊盘、大焊盘，向支架槽内加入封装胶水，烘烤固化封装胶水，形成绿光LED灯珠；
步骤二、双路电路板制备：所述PCB板上通过锡膏将蓝红LED灯珠、绿光LED灯珠分别固焊在PCB板上下两排；四个所述PCB焊点上四根导线，并连接两个控制电源；
步骤三、背光模组组装：所述PCB板背部通过背胶贴于金属背板的L型短板内侧，金属背板L型长板上依次放置下导光板、上导光板、膜片、OPEN CELL。
本发明提供了一种高色域蓝绿LED背光模组及其制作方法，提升色域值的同时，解决了蓝光芯片和红光芯片混光不均匀的技术问题，此外，增加上聚光透镜、下聚光透镜，并在上下透镜面设置反射层，使红蓝光、绿光进入下导光板、上导光板之前不混光干扰，避免传统蓝绿高色域背光模光源附近导光板出现明显的花斑纹。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明一种高色域蓝绿LED背光模组结构示意图；
图2为本发明一种高色域蓝绿LED背光模组的LED灯珠结构示意图；
图3为本发明一种高色域蓝绿LED背光模组的光源结构示意图；
图4为本发明一种高色域蓝绿LED背光模组增加聚光透镜的背光模组结构示意图；
图5为本发明一种高色域蓝绿LED背光模组的制作方法流程图。
具体实施方式
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种高色域蓝绿LED背光模组，参见图1-4，包括蓝红LED灯珠11、绿光LED灯珠12、PCB板2、金属背板3、反射纸4、下导光板5、上导光板6、膜片7、OPEN CELL 8；
所述PCB板2为矩形条状电路板，其上焊接有两排LED灯珠；所述蓝红LED灯珠11、所述绿光LED灯珠12分别位于上下两排；PCB板2一侧设置有垂直于短边四个条型的PCB焊点21；所述PCB板2背面贴于L型的金属背板3的短边内侧，金属背板3长边内层放置有反射纸4，反射纸4上方依次放置有下导光板5、上导光板6、膜片7、OPEN CELL 8；
所述LED灯珠包括支架101、LED芯片102、金线103、封装胶水104、白条105、小焊盘106、大焊盘107；其中支架101为内侧壁倾斜的矩形槽；支架101底部中间镶嵌一段白条105，白条105两边分别设置有贯穿支架底部的小焊盘106、大焊盘107；小焊盘106、大焊盘107分别从支架101底部两侧伸出；支架101底部内侧固定有LED芯片102，LED芯片102顶部左右设置有P电极和N电极，P电极和N电极分别通过金线103连接到底部的小焊盘106、大焊盘107；支架101槽内填充有封装胶水104；
所述PCB板2内部设置有上下两排串联电路，上排为蓝红LED灯珠11串联电路，蓝红LED灯珠11串联电路两端连接两个所述PCB焊点21上，下排为绿光LED灯珠12串联电路，绿光LED灯珠12串联电路两端连接到另外两个所述PCB焊点21上；所述两条PCB电路的PCB焊点21分别用导线连接两个控制电源；
所述蓝红LED灯珠11串联电路、绿光LED灯珠12串联电路可以相互对调，形成上排绿光LED灯珠12串联电路，下排蓝红LED灯珠11串联电路；
所述下导光板5、上导光板6左侧可以分别增加对应蓝红LED灯珠11、绿光LED灯珠12的上聚光透镜13、下聚光透镜14；上聚光透镜13、下聚光透镜14上下两面分别设置有上聚光透镜反射层131、下聚光透镜反射层141；上聚光透镜13、下聚光透镜14更好将蓝红LED灯珠11、绿光LED灯珠12发出的蓝红光、绿光汇聚到下导光板5、上导光板6中，且上聚光透镜反射层131、下聚光透镜反射层141的设置，避免红蓝光和绿光在进入下导光板5、上导光板6前相互混光干扰；
所述蓝红LED灯珠11、绿光LED灯珠12内可以将灯珠替换成倒装LED灯珠，即LED倒装芯片搭配倒装支架；
所述蓝红LED灯珠中，蓝光芯片的激发波长为440nm-470nm，红色荧光粉激发波长为620nm-650nm，所述绿光LED灯珠中，绿光芯片的波长为500nm-545nm，红色荧光粉材质为氮化物荧光粉、氟化物荧光粉、KSF荧光粉或硅酸盐荧光粉中的一种或几种；
所述支架101中的材质由陶瓷、PCT、EMC、SMC中的一种或几种构成，支架101的尺寸规格可以为4010、4014、7020、7016中的一种；
所述蓝红LED灯珠11、绿光LED灯珠12中设置有一个或多个LED芯片102；
如图5所示，一种高色域蓝绿LED背光模组的制作方法：
步骤一、LED灯珠制备：所述蓝光芯片固晶到支架101底部，蓝光芯片通过金线103分别连接P电极、N电极和小焊盘106、大焊盘107，向支架101槽内加入红色荧光粉混合的封装胶水104，烘烤固化封装胶水104，形成蓝红LED灯珠11；所述绿光芯片固晶到支架101底部，绿光芯片通过金线103分别连接P电极、N电极和小焊盘106、大焊盘107，向支架101槽内加入封装胶水104，烘烤固化封装胶水104，形成绿光LED灯珠12；
步骤二、双路电路板制备：所述PCB板2上通过锡膏将蓝红LED灯珠11、绿光LED灯珠12分别固焊在PCB板2上下两排；四个所述PCB焊点21上四根导线，并连接两个控制电源；
步骤三、背光模组组装：所述PCB板2背部通过背胶贴于金属背板3的L型短板内侧，金属背板3L型长版上依次放置下导光板5、上导光板6、膜片7、OPEN CELL 8。
工作原理：
所述PCB板2通过两个控制电源，独立控制蓝红LED灯珠11、绿光LED灯珠12的发光强度；蓝红LED灯珠11发出红蓝光，红蓝光进入上导光板6中，绿光LED灯珠12发出绿光，绿光进入下导光板5中；下导光板5中绿光在反射纸面上端面折射后，经过下导光板5上表面穿出，进入上导光板6中；上导光板6中的红蓝光和从下导光板5进入的绿光混合后，从上导光板6穿出；混合光通过膜片7再次混光，最后混合光照到OPEN CELL 8上。
本发明提供了一种高色域蓝绿LED背光模组及其制作方法，提升色域值的同时，解决了蓝光芯片和红光芯片混光不均匀的技术问题，此外，可以增加上聚光透镜、下聚光透镜，并在上下透镜面设置反射层，使红蓝光、绿光进入下导光板、上导光板之前不混光干扰，避免传统蓝绿高色域背光模光源附近导光板出现明显的花斑纹。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种蓝绿LED背光模组，包括蓝红LED灯珠（11）、绿光LED灯珠（12）、PCB板（2）、金属背板（3）、反射纸（4）、下导光板（5）、上导光板（6）、膜片（7）、OPEN CELL （8），其特征在于：
所述PCB板（2）为矩形条状电路板，其上焊接有两排LED灯珠；所述蓝红LED灯珠（11）、所述绿光LED灯珠（12）分别位于上下两排；PCB板（2）一侧设置有垂直于短边四个条型的PCB焊点（21）；所述PCB板（2）背面贴于L型的金属背板（3）的短边内侧，金属背板（3）长边内层放置有反射纸（4），反射纸（4）上方依次放置有下导光板（5）、上导光板（6）、膜片（7）、OPEN CELL（8）；
所述LED灯珠包括支架（101）、LED芯片（102）、金线（103）、封装胶水（104）、白条（105）、小焊盘（106）、大焊盘（107）；其中支架（101）为内侧壁倾斜的矩形槽；支架（101）底部中间镶嵌一段白条（105），白条（105）两边分别设置有贯穿支架底部的小焊盘（106）、大焊盘（107）；小焊盘（106）、大焊盘（107）分别从支架（101）底部两侧伸出；支架（101）底部内侧固定有LED芯片（102），LED芯片（102）顶部左右设置有P电极和N电极，P电极和N电极分别通过金线（103）连接到底部的小焊盘（106）、大焊盘（107）；支架（101）槽内填充有封装胶水（104）；
所述PCB板（2）内部设置有上下两排串联电路，上排为蓝红LED灯珠（11）串联电路，蓝红LED灯珠（11）串联电路两端连接两个所述PCB焊点（21）上，下排为绿光LED灯珠（12）串联电路，绿光LED灯珠（12）串联电路两端连接到另外两个所述PCB焊点（21）上；所述两排串联电路的PCB焊点（21）分别用导线连接两个控制电源；
所述下导光板（5）、上导光板（6）左侧分别设置对应蓝红LED灯珠（11）、绿光LED灯珠（12）的上聚光透镜（13）、下聚光透镜（14），上聚光透镜（13）、下聚光透镜（14）上下两面分别设置有上聚光透镜反射层（131）、下聚光透镜反射层（141）；
所述蓝红LED灯珠中，蓝光芯片的激发波长为440nm-470nm，红色荧光粉激发波长为620nm-650nm，所述绿光LED灯珠中，绿光芯片的波长为500nm-545nm，红色荧光粉材质为氮化物荧光粉、氟化物荧光粉、KSF荧光粉或硅酸盐荧光粉中的一种或几种；
所述支架（101）中的材质由陶瓷、PCT、EMC、SMC中的一种或几种构成，支架（101）的尺寸规格为4010、4014、7020、7016中的一种；
所述蓝红LED灯珠（11）、绿光LED灯珠（12）中设置有一个或多个LED芯片（102）；
所述PCB板（2）通过两个控制电源，独立控制蓝红LED灯珠（11）、绿光LED灯珠（12）的发光强度；蓝红LED灯珠（11）发出红蓝光，红蓝光进入上导光板（6）中，绿光LED灯珠（12）发出绿光，绿光进入下导光板（5）中；下导光板（5）中绿光在反射纸面上端面折射后，经过下导光板（5）上表面穿出，进入上导光板（6）中；上导光板（6）中的红蓝光和从下导光板（5）进入的绿光混合后，从上导光板（6）穿出；混合光通过膜片（7）再次混光，最后混合光照到OPENCELL（8）上；
该蓝绿LED背光模组由如下步骤制作而成：
步骤一、LED灯珠制备：所述蓝光芯片固晶到支架（101）底部，蓝光芯片通过金线（103）分别连接P电极、N电极和小焊盘（106）、大焊盘（107），向支架（101）槽内加入红色荧光粉混合的封装胶水（104），烘烤固化封装胶水（104），形成蓝红LED灯珠（11）；所述绿光芯片固晶到支架（101）底部，绿光芯片通过金线（103）分别连接P电极、N电极和小焊盘（106）、大焊盘（107），向支架（101）槽内加入封装胶水（104），烘烤固化封装胶水（104），形成绿光LED灯珠（12）；
步骤二、双路电路板制备：所述PCB板（2）上通过锡膏将蓝红LED灯珠（11）、绿光LED灯珠（12）分别固焊在PCB板（2）上下两排；四个所述PCB焊点（21）上四根导线，并连接两个控制电源；
步骤三、背光模组组装：所述PCB板（2）背部通过背胶贴于金属背板（3）的L型短板内侧，金属背板（3）L型长板上依次放置下导光板（5）、上导光板（6）、膜片（7）、OPEN CELL （8）。
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