TW202232208A - 發光二極體裝置、背光模組和液晶顯示裝置 - Google Patents
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Abstract
一種發光二極體裝置，包括：基板，基板上設置有反射杯，反射杯具有腔體；至少一顆發光晶片，設置在基板上且位於腔體中，發光晶片被反射杯所圍繞；螢光膠，螢光膠填滿所述反射杯的腔體且包覆所述發光晶片，包括螢光粉和透明的膠體；位於反射杯遠離基板一側的螢光粉薄膜。本申請還提供應用上述發光二極體裝置的背光模組和液晶顯示裝置。發藍光的發光晶片通過所述螢光膠和所述螢光粉薄膜，得到三色頻普的白光，發光二極體裝置的整體封裝效率不低於90%；所述螢光薄膜貼在所述螢光膠上表面，因遠離發光晶片，可增加封裝壽命。
Description
本發明涉及一種發光二極體裝置及應用其的背光模組和液晶顯示裝置。
液晶顯示裝置通常包括顯示模組以及為所述顯示模組提供背光的背光模組。背光模組通常使用發光二極體作為光源。習知的一種發光二極體封裝結構包括藍光晶片，藍光晶片上設置有灌封膠，灌封膠的上表面貼有紅-綠螢光粉薄膜。然而該發光二極體封裝結構的封裝效率僅有80%，且紅-綠螢光粉薄膜的濃度約一般封裝元件的3倍以上，成本極高。
鑒於此，本發明第一方面提供一種發光二極體裝置，包括：
基板，所述基板上設置有反射杯，所述反射杯具有腔體；
至少一顆發光晶片，設置在所述基板上且位於所述腔體中，所述發光晶片被所述反射杯所圍繞；
螢光膠，所述螢光膠填滿所述反射杯的腔體且包覆所述發光晶片，所述螢光膠包括螢光粉和透明的膠體；
螢光粉薄膜，位於所述反射杯遠離所述基板的一側。
本發明第二方面提供一種背光模組，其包括上述的發光二極體裝置以及層疊在所述發光二極體裝置具有螢光粉薄膜一側的光學膜片。
本發明第三方面提供一種液晶顯示裝置，其包括背光模組以及層疊在背光模組一側的液晶顯示面板，所述背光模組包括上述的發光二極體裝置以及層疊在所述發光二極體裝置具有螢光粉薄膜一側的光學膜片。
本發明中，發藍光的發光晶片通過所述螢光膠和所述螢光粉薄膜，得到三色頻普的白光，發光二極體裝置的整體封裝效率不低於90%；所述螢光薄膜貼在所述螢光膠上表面，因遠離發光晶片，可有效增加封裝壽命。
附圖中示出了本發明的實施例，本發明可以藉由多種不同形式實現，而並不應解釋為僅局限於這裡所闡述的實施例。相反，提供這些實施例是為了使本發明更為全面和完整的公開，並使本領域的技術人員更充分地瞭解本發明的範圍。
請參閱圖1，本發明實施例的發光二極體裝置100包括基板10、設置在所述基板10同一表面的反射杯20、至少一顆發光晶片30、螢光膠40。所述反射杯20具有腔體21，所述腔體21具有靠近所述基板10的下開口211和遠離所述基板10的上開口213。所述下開口211與所述上開口213相對且間隔。所述上開口213的面積大於所述下開口211的面積。沿所述下開口211指向所述上開口213的方向，所述腔體21逐漸變粗。
所述發光晶片30位於所述基板10上且位於所述反射杯20的腔體21中，所述發光晶片30被所述反射杯20所圍繞。所述發光晶片30大致位於所述下開口211的中央。所述發光晶片30用以發光。本實施例中，所述發光晶片30為用以發藍光的晶片。所述反射杯20的腔體21的內壁為反射面，如此所述發光晶片30發出的光線被所述反射杯20的內壁反射以使光線從所述上開口213射出，而無法穿透所述反射杯20。
所述基板10設置所述發光晶片30的表面設置有電路圖案（圖未示），對應該發光晶片30具有導電部（圖未示），所述基板10的電路圖案與所述導電部電性連接，以為所述發光晶片30提供驅動電源。
所述反射杯20的材質可包含金屬材質或非金屬材質。金屬材質可包含如鈦、金、鋁、銀、鉑、鈀或前述金屬的複合金屬等。非金屬材質可選自聚鄰苯二甲醯胺、陶瓷、聚碳酸酯。非金屬材質也可為摻雜具反射效果的材料的高分子材料，其中該摻雜的材料包含具反射效果的非金屬材料或金屬材料。可以理解的，其他實施例中，所述反射杯20的材料也可選擇沒有反射功能的材料，但在所述反射杯20的腔體21的壁上形成反射材料。
所述螢光膠40填滿所述反射杯20的腔體21且包覆所述發光晶片30。所述螢光膠40包括螢光粉和透明的膠體，透明的膠體優選透明矽膠。該透明矽膠具有良好的導熱性能，不僅為發光晶片30提供良好的散熱效果，還可以起到保護發光晶片30的作用，減少光的損耗。
所述螢光膠40中還添加有光擴散粒子41，用以使通過的光線均勻擴散。所述光擴散粒子41的材料可為BN、TiO
2、ZrO。所述光擴散粒子41可使發光效率增加至少10%。
一般而言，若使用粒徑較小的光擴散粒子41，混入的光擴散粒子41的重量比需較高，如此才可具較好的混光效果。於本案實施例中，所述螢光膠40中可嵌置重量比為0.1％至20％的光擴散粒子41。較佳地，當使用粒徑為1至30微米的光擴散粒子41時，混入的重量比為0.2％至10％。
所述螢光膠40具有半高寬為25nm~90nm。半高寬，又稱為半峰寬，指的是吸收譜帶高度最大處高度為一半時譜帶的全寬，也即峰值高度一半時的透射峰寬度。所述螢光膠40經藍光激發後放射波長為600nm~660nm的光。
如圖1所示，所述發光二極體裝置100還包括位於所述反射杯20遠離所述基板10一側的螢光粉薄膜50。所述螢光粉薄膜50完全覆蓋所述反射杯20的上開口213。所述螢光粉薄膜50的面積大於所述上開口213的開口面積。所述螢光粉薄膜50與所述發光晶片30之間有螢光膠40，因此發光晶片30的發熱不易影響到螢光粉薄膜50，而使其可維持穩定的發光效率。
所述螢光粉薄膜50可包括鈣鈦礦、有機染料、無機發光體、硫化物SrGa
2S
4：Eu/r-AlON材料中的至少一種。
所述螢光粉薄膜50具有半高寬為25nm~55nm，經藍光激發後放射波長為520nm~550nm。
所述基板10的材質可選自玻璃、陶瓷、電木、環氧樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚亞醯胺、氰酯、雙順丁烯二酸醯亞胺/三氮阱、玻璃纖維的耐燃性積層板材第四級材質(FR4)及玻璃纖維的耐燃性積層板材第五級材質(FR5)所組群組的其中一者。
一實施例中，所述螢光膠40含有紅色螢光粉，所述螢光粉薄膜50含有綠色螢光粉。
本發明實施例中，發藍光的發光晶片30通過所述螢光膠40和所述螢光粉薄膜50，得到三色頻普的白光，在所述螢光膠40添加光擴散粒子41可使發光效率增加10%，其發光二極體裝置100的整體封裝效率不低於90%；所述螢光薄膜貼在所述螢光膠40上表面，因遠離發光晶片30，可增加封裝壽命。
請參閱圖2，本發明較佳實施方式發光二極體裝置100的製備方法包括如下步驟。
步驟S1：提供基板10，所述基板10的一表面上設置反射杯20。
步驟S2：將發光晶片30安裝在所述基板10上且被所述反射杯20圍繞。
步驟S3：在反射杯20中填充螢光膠40包覆所述發光晶片30。
步驟S4：在所述反射杯20遠離所述基板10的一側形成螢光粉薄膜50。
如圖3所示，本申請還提供應用上述發光二極體裝置100的背光模組200。所述背光模組200包括上述發光二極體裝置100以及層疊在所述發光二極體裝置100具有螢光粉薄膜50一側的光學膜片110，所述光學膜片110可包括層疊設置的光學擴散片111以及增亮膜113等。上述發光二極體裝置100的基板10上設置有複數反射杯20和複數發光晶片30。
如圖4所示的背光模組200與圖3所示的背光模組200基本相同，區別在於：位於複數反射杯20遠離所述基板10一側的螢光粉薄膜50為連續的整層。
如圖5所示，本發明實施例還提供應用上述發光二極體裝置100的液晶顯示裝置300。所述液晶顯示裝置300包括上述的背光模組200以及層疊在背光模組200一側的液晶顯示面板310。所述液晶顯示面板310包括相對設置的對向基板312和薄膜電晶體陣列基板314以及層疊在對向基板312和薄膜電晶體陣列基板314之間的液晶層316。其中，薄膜電晶體陣列基板314相對靠近所述背光模組200，且背光模組200的光學膜片110位於薄膜電晶體陣列基板314與發光二極體裝置100之間。
下面藉由具體實驗例對本申請實施例的技術方案進行進一步的說明。
實驗例
實驗例的發光二極體裝置：基板10上設置複數反射杯20和複數藍光晶片，螢光膠40填充反射杯20並包覆藍光晶片，所述螢光膠40含有紅色螢光粉，所述反射杯20上設置有覆蓋所述螢光膠40的綠色螢光粉薄膜50。
對比例1
對比例1的發光二極體裝置：基板10上設置複數反射杯20和複數藍光晶片，所述反射杯20上設置有覆蓋所述反射杯20的紅-綠螢光粉薄膜50。
對比例2
對比例2的發光二極體裝置：基板10上設置複數反射杯20和複數藍光晶片，螢光膠40填充反射杯20並包覆藍光晶片，所述螢光膠40包括綠色螢光粉(β -SiAlon：540nm)及KSF螢光粉的混合物。
以實驗例和對比例1-2的發光二級管裝置分別作為直下式背光模組的光源，且分別在三種發光二極體裝置的一側依次層疊擴散膜、增亮膜以及反射式增亮膜，形成三種不同的背光模組，三種背光模組的測試結果如下表所示。
依據測試結果可知：與對比例1和對比例2相比，實驗例的發光二極體裝置在螢光粉濃度適中的情況下，其發光亮度高，且可達到較高的色域。
| 實驗組 | 模組亮度 | NTSC色域 | 螢光粉濃度 |
| 對比例1 | 80% | 115% | 300% |
| 對比例2 | 100% | 100% | 100% |
| 實驗例 | 90% | 115% | 150% |
以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，圖示中出現的上、下、左及右方向僅為了方便理解，儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和範圍。
100:發光二極體裝置
10:基板
20:反射杯
30:發光晶片
40:螢光膠
21:腔體
211:下開口
213:上開口
41:光擴散粒子
50:螢光粉薄膜
200:背光模組
110:光學膜片
111:光學擴散片
113:增亮膜
300:液晶顯示裝置
310:液晶顯示面板
312:對向基板
314:薄膜電晶體陣列基板
316:液晶層
圖1是本發明實施例的發光二極體裝置的剖面示意圖。
圖2是本發明實施例的發光二極體裝置的製備方法的流程圖。
圖3是本發明實施例的發光二極體裝置的背光模組的剖面示意圖。
圖4是本發明實施例的發光二極體裝置的背光模組的剖面示意圖。
圖5是應用本發明實施例的背光模組的液晶顯示裝置的剖面示意圖。
100:發光二極體裝置
10:基板
20:反射杯
30:發光晶片
40:螢光膠
21:腔體
211:下開口
213:上開口
41:光擴散粒子
50:螢光粉薄膜
Claims (10)
- 一種發光二極體裝置，其改良在於，包括： 基板，所述基板上設置有反射杯，所述反射杯具有腔體； 至少一顆發光晶片，設置在所述基板上且位於所述腔體中，所述發光晶片被所述反射杯所圍繞； 螢光膠，所述螢光膠填滿所述反射杯的腔體且包覆所述發光晶片，所述螢光膠包括螢光粉和透明的膠體； 螢光粉薄膜，位於所述反射杯遠離所述基板的一側。
- 如請求項1所述的發光二極體裝置，其中，所述反射杯的腔體的內壁為反射面，以使所述發光晶片發出的光線被所述反射杯的內壁反射。
- 如請求項1所述的發光二極體裝置，其中，所述腔體具有靠近所述基板的下開口和遠離所述基板的上開口，所述下開口與所述上開口相對且間隔，沿所述下開口指向所述上開口的方向，所述腔體逐漸變粗。
- 如請求項1所述的發光二極體裝置，其中，所述螢光膠中還添加有光擴散粒子。
- 如請求項1所述的發光二極體裝置，其中，所述螢光膠具有半高寬為25nm~90nm；所述螢光膠經藍光激發後放射波長為600nm~660nm。
- 如請求項1所述的發光二極體裝置，其中，所述螢光粉薄膜具有半高寬為25nm~55nm，所述螢光粉薄膜經藍光激發後放射波長為520nm~550nm。
- 如請求項1所述的發光二極體裝置，其中，所述發光晶片用以發藍光。
- 如請求項7所述的發光二極體裝置，其中，所述螢光膠含有紅色螢光粉，所述螢光粉薄膜含有綠色螢光粉。
- 一種背光模組，其改良在於：包括請求項1至8中任一項所述的發光二極體裝置以及層疊在所述發光二極體裝置具有螢光粉薄膜一側的光學膜片。
- 一種液晶顯示裝置，其包括背光模組以及層疊在背光模組一側的液晶顯示面板，其改良在於：所述背光模組包括請求項1至8中任一項所述的發光二極體裝置以及層疊在所述發光二極體裝置具有所述螢光粉薄膜一側的光學膜片。
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