CN100511741C - 白色发光二极管、液晶显示背光模块及发光二极管的制法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种白色发光二极管、液晶显示背光模块及发光二极管的制法，该发光二极管包括一双波长发光元件以及一光学薄膜。双波长发光元件产生第一波长光以及第二波长光。光学薄膜设置于双波长发光元件之上，光学薄膜具有量子阱结构，至少接收第一波长光以及第二波长光一，以产生第三波长光，光学薄膜还具有多个穿透窗，使第一波长光、第二波长光穿透此些穿透窗。本发明可利用光学薄膜上穿透窗与量子阱结构的面积比例，用以调整第一波长光、第二波长光以及第三波长光的流明比例，混合成不同色温的白光。

Description

白色发光二极管、液晶显示背光模块及发光二极管的制法

技术领域

本发明涉及一种白色发光二极管，尤其涉及一种具有量子阱结构的白色发光二极管、液晶显示背光模块及发光二极管的制法。

背景技术

为了达到节能的目的，以白色发光二极管取代白炽灯泡等传统光源已成为现今的主流。请参考图4a至图6c，其为有关现有技术白色发光二极管原理的示意图。制作现有白色发光二极管的技术大致上可分为下列几类：

1.双色光源，如图4a至图4c所示，例如：图4a以蓝色、黄色发光元件，混合产生白光。图4b以蓝色发光元件激发黄色荧光粉，混合产生白光。图4c以一蓝、黄色双波长发光元件，混合产生白光。

2.三色光源，如图5a至图5c所示，例如：图5a以红色、蓝色、绿色发光元件，混合产生白光。图5b以红色、蓝色发光元件，蓝光激发绿色荧光粉，混合产生白光。图5c以紫外光激发红、蓝、绿三色荧光粉，混合产生白光。

3.四色光源，如图6a至图6c所示，例如：图6a以红色、蓝色、绿色、墨绿色发光元件，混合产生白光。图6b以红色、蓝色、墨绿色发光元件，蓝光激发绿色荧光粉，混合产生白光，或者，以数量更多的多重光源，混合产生白光。

以双色光源的方法具有构造较简单、发光效能高等优点，但有色域范围较小的缺点。三色光源的方法中以图5c所示的以紫外光激发红、蓝、绿三色荧光粉的方法虽具有色温较稳定、色域范围较大的优点，但有漏光以及黄化现象的缺点。三色光源的方法中以图5a、图5b所示以及三色光源甚至多重光源的方法虽具有色域范围较大、色温可调的优点，但有控制电路复杂、因温度、老化产生色偏的缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种白色发光二极管、液晶显示背光模块及发光二极管的制法，该发光二极管不仅具有色域范围大、可调色温，同时也具有构造简单，发光效能高的特性。

为实现本发明的前述目的，本发明白色发光二极管包含一双波长发光元件以及一光学薄膜。双波长发光元件产生第一波长光以及第二波长光。光学薄膜的设置于双波长发光元件之上，至少接收第一波长光以及第二波长光之一，以产生第三波长光，光学薄膜具有量子阱结构以及多个穿透窗，使第一波长光、第二波长光穿透此些穿透窗。本发明可利用光学薄膜上穿透窗与量子阱结构的面积比例，用以调整第一波长光、第二波长光以及第三波长光的流明比例，混合成不同色温的白光。本发明的第一波长可为蓝光，第二波长光可为绿光。透过量子阱结构薄膜所产生的第三波长光则为红光。前述第一、第二以及第三波长光流明比例较佳为满足下列方程式：

第一波长光：第二波长光：第三波长光＝1∶y∶x；

本发明同时也提供制作白色发光二极管的方法，包含下列步骤：提供一双波长发光元件，该双波长发光元件产生第一波长光以及第二波长光；于双波长发光元件之上设置一光学薄膜，至少接收第一波长光以及第二波长光之一，产生第三波长光，第一波长光、第二波长光以及第三波长光混合成白光。

而且，为实现上述目的，本发明还提供一种液晶显示背光模块，使用权利要求1所述的发光二极管作为背光光源。

本发明所提供的发光二极管不仅色域范围大、可调色温，同时构造简单，发光效能高。

附图说明

图1本发明白色发光二极管的第一实施例发光原理的示意图；

图2本发明白色发光二极管的第二实施例发光原理的示意图；

图3本发明封装白色发光二极管的双波长发光元件以及光学薄膜的简单示意图；

图4a至图6c为现有技术白色发光二极管原理的示意图。

其中，附图标记：

100：双波长发光元件        110：第一电极

120：第一激发区            130：第二电极

140：第二激发区            200：光学薄膜

300：封装元件              1：红光

2：蓝光                    3：绿光

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中，图1及图2中1代表红光，2代表蓝光，3代表绿光。

请参考图1，其本发明白色发光二极管的第一实施例发光原理的示意图。本发明的白色发光二极管包含一双波长发光元件100以及一光学薄膜200。双波长发光元件100具有一第一电极110以及一第二电极130，利用激发的方式产生第一波长光以及第二波长光。于此实施例中双波长发光元件100为一蓝色、绿色的双波长发光元件，产生的第一波长光为蓝光，第二波长光为绿光。光学薄膜200为一具有红光量子阱结构的薄膜(Red Quantum Well Thin Film)，设置于双波长发光元件100的上方，光学薄膜200也具有多个穿透窗，能让第一波长光以及第二波长光直接穿透，而光学薄膜200具有红光量子阱结构的部分则用以接收第一波长光或第二波长光，激发产生第三波长光，也即红光。本发明可预先决定选用的光学薄膜200的穿透窗与量子阱结构所占面积的比例，调整第一波长光、第二波长光与第三波长光间的流明比例。因此，能调整第一波长光、第二波长光以及第三波长光的流明比例，以混合成不同色温的白光。前述三色光的流明比例可视所应用的产品需求，调整之。而经由本发明者的研究经验，第一、第二以及第三波长光流明比例较佳为满足下列方程式：

第一波长光：第二波长光：第三波长光＝1∶y∶x；

另外，第一波长光的波长范围以450nm至460nm为较佳。第二波长光的波长范围以520nm至540nm为较佳。第三波长光的波长范围以620nm至630nm为较佳。

请参考图2，其本发明白色发光二极管的第二实施例发光原理的示意图。本发明的白色发光二极管包含双波长发光元件100以及光学薄膜200。双波长发光元件100具有第一电极110通过第一激发区120，于其上方的第一区域产生第一波长光。双波长发光元件100具有第二电极130通过第二激发区140，于其上方的第二区域产生第二波长光。于此实施例中双波长发光元件100为一蓝色、绿色的双波长发光元件，产生的第一波长光为蓝光，第二波长光为绿光。光学薄膜200为一具有红光量子阱结构的薄膜(Red Quantum Well Thin Film)，设置于第二电极130的上方，其设置范围则如图中所示至少涵盖第二区域，光学薄膜200也具有多个穿透窗，能让第二波长光直接穿透，而光学薄膜200具有红光量子阱结构的部分则用以接收第二波长光，激发产生第三波长光，也即红光。

并且，本发明可预先决定选用的光学薄膜200的穿透窗与量子阱结构所占面积的比例，调整第二波长光与第三波长光间的流明比例。因此，能调整第一波长光、第二波长光以及第三波长光的流明比例，以混合成不同色温的白光。前述三色光的流明比例可视所应用的产品需求，调整之。而经由本发明者的研究经验，第一、第二以及第三波长光流明比例较佳为满足下列方程式：

第一波长光：第二波长光：第三波长光＝1∶y∶x；

请参考图3，本发明封装白色发光二极管的双波长发光元件100以及光学薄膜200的简单示意图。于进行本发明的白色发光二极管的封装时，仅需以一封装元件300对双波长发光元件100进行封装，再将具有量子阱结构、穿透窗的光学薄膜200设置于双波长发光元件100上方，即完成本发明的白色发光二极管的制造，且于封装前即预先决定所使用的光学薄膜200的穿透窗与量子阱结构的范围。因此，本发明的白色发光二极管不仅具有双色光源构造简单，控制电路单纯，发光效能高的优点，同时也具有三色光源色域范围大、可调色温的特性。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的普通技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (16)

1.一种发光二极管，其特征在于，包括：

一双波长发光元件，用以产生第一波长光及第二波长光；

一光学薄膜，设置于该双波长发光元件之上，接收该第一波长光以及该第二波长光之一，产生第三波长光，使该第一波长光、该第二波长光及该第三波长光混合成一单色光，其中，该第一波长光、该第二波长光及该第三波长光的流明比例可调整，以混合成不同色温的白光。

2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，该第一波长光为波长450nm至460nm的蓝光。

3.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，该第二波长光为波长520nm至540nm的绿光。

4.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，该第三波长光为波长620nm至630nm的红光。

5.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，该单色光为白光。

6.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，该流明比例满足下列方程式：

第一波长光：第二波长光：第三波长光＝1:y:x；且

。

7.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，该光学薄膜为一具有量子阱结构的薄膜。

8.根据权利要求7所述的发光二极管，其特征在于，该薄膜具有多个穿透窗，使该第一波长光及该第二波长光穿透该些穿透窗。

9.根据权利要求8所述的发光二极管，其特征在于，该第一波长光、该第二波长光与该第三波长光的流明比例由该些穿透窗与该量子阱结构的面积比例所决定。

10.一种液晶显示背光模块，使用权利要求1所述的发光二极管作为背光光源。

11.一种制作发光二极管的方法，包含下列步骤：

提供一双波长发光元件，该双波长发光元件产生第一波长光及第二波长光；

于该双波长发光元件之上设置一光学薄膜，接收该第一波长光以及该第二波长光之一，产生第三波长光，该第一波长光、该第二波长光以及该第三波长光混合成单色光；

调整该第一波长光、该第二波长光及该第三波长光的流明比例，以混合成不同色温的白光。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，该单色光为白光。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，该流明比例满足下列方程式：

第一波长光：第二波长光：第三波长光＝1:y:x；且

。

14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，该光学薄膜为一具有量子阱结构的薄膜。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，该薄膜具有多个穿透窗，使该第一波长光及该第二波长光穿透该些穿透窗。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，另包含利用该些穿透窗与该量子阱结构的面积比例，调整该第二波长光与该第三波长光的流明比例。

Images