CN101937911B - 发光二极管封装构造及背光模块 - Google Patents

发光二极管封装构造及背光模块 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种发光二极管封装构造及背光模块，所述发光二极管封装构造组装在一液晶显示器的一背光模块内，以做为所述背光模块的背光源，所述发光二极管封装构造提供三个相互邻接但各自独立的LED封装构造，用以分别产生红光、绿光及蓝光，其可相互混合成为白光。上述设计可确保各种色光不会被其它颜色的荧光粉所吸收或散射，因此有利于进行单色调控、增进各色光的发光效率与增广白光的色域。

Description

发光二极管封装构造及背光模块
【技术领域】
本发明是有关于一种发光二极管封装构造及背光模块，特别是有关于一种可进行单色调控及增进各色光的发光效率的发光二极管封装构造及具有所述发光二极管封装构造的背光模块。
【背景技术】
液晶显示器(liquid crystal display，LCD)已被广泛应用于各种电子产品中，液晶显示器大部分为背光型液晶显示器，其是由液晶显示面板及背光模块(backlight module)所组成。背光模块可依照光源入射位置的不同分成侧向式入光(side-light type)与直下式入光(direct-light type)两种，藉以提供背光源至液晶显示面板，其中直下式入光的背光模块结构的背光源可选用冷阴极萤光管(cold cathode fluorescent lamp，CCFL)、发光二极管(light emitting diode，LED)及电激发光片(EL)等。虽然目前直下式入光的背光模块结构大多仍以使用冷阴极灯管来做为背光源，但考虑到节能、广色域与薄型化等新兴需求，因此有愈来愈多的液晶显示器新产品进一步选用发光二极管来做为背光源。
请参照图1A所示，其揭示一种现有的发光二极管(LED)封装构造，其中一LED封装构造10包含：一蓝光LED芯片B，可在通电后发出蓝光；以及，一黄色封装体Y，其包含透明封胶材料与混掺其中的黄色荧光粉，所述黄色封装体Y包覆保护所述蓝光LED芯片B。在所述蓝光LED芯片B发出的蓝光穿透所述黄色封装体Y的期间，一部分的蓝光激发了黄色荧光粉而产生黄光。结果，使得剩余的蓝光与激发产生的黄光在共同射出所述黄色封装体Y之后相互混合成为白光。
请参照图1B所示，其揭示另一种现有的发光二极管(LED)封装构造，其中一LED封装构造11包含：一蓝光LED芯片B，可在通电后发出蓝光；一红色封装体R，其包含透明封胶材料与混掺其中的红色荧光粉，所述红色封装体R包覆保护所述蓝光LED芯片B；以及，一绿色封装体G，其包含透明封胶材料与混掺其中的绿色荧光粉，所述绿色封装体G堆栈在所述红色封装体R上方。在所述蓝光LED芯片B发出的蓝光穿透所述红色封装体R的期间，一部分的蓝光激发了红色荧光粉而产生红光，使得剩余的蓝光与激发产生的红光再共同射入所述绿色封装体G内。此时，又一部分的蓝光激发了绿色荧光粉而产生绿光。结果，使得剩余的蓝光与激发产生的红光及绿光在共同射出所述绿色封装体G之后相互混合成为白光。
请参照图1C所示，其揭示又一种现有的发光二极管(LED)封装构造，其中一LED封装构造12包含：一蓝光LED芯片B，可在通电后发出蓝光；一红绿混色封装体R+G，其包含透明封胶材料与混掺其中的红色及绿色荧光粉，所述红绿混色封装体R+G包覆保护所述蓝光LED芯片B。在所述蓝光LED芯片B发出的蓝光穿透所述红绿混色封装体R+G的期间，一部分的蓝光激发了红色荧光粉而产生红光，又一部分的蓝光激发了绿色荧光粉而产生绿光。结果，使得剩余的蓝光与激发产生的红光及绿光在共同射出所述红绿混色封装体R+G之后相互混合成为白光。
然而，图1A的LED封装构造10的缺点在于：由蓝光与激发黄光相混产生的白光仅能呈现出约70%的色域，无法达到更广色域的需求。再者，图1B及1C的LED封装构造11、12的缺点在于：一部分红光会被绿光荧光粉所吸收或散射，而导致红光部分的发光效率不足。
故，有必要提供一种发光二极管封装构造，以解决现有技术所存在的问题。
【发明内容】
本发明的主要目的在于提供一种发光二极管封装构造及背光模块，其中发光二极管封装构造提供三个相互邻接但各自独立的LED封装构造，用以分别产生红光、绿光及蓝光，其可相互混合成为白光，上述设计可确保各种色光不会被其它颜色的荧光粉所吸收或散射，因此有利于进行单色调控、增进各色光的发光效率与增广白光的色域。
为达成本发明的前述目的，本发明提供一种发光二极管(LED)封装构造，其中所述LED封装构造组装在一液晶显示器的一背光模块内，以做为所述背光模块的背光源，所述LED封装构造包含︰一第一LED封装构造，具有一蓝光LED芯片及一红色封装体，所述蓝光LED芯片产生的蓝光的一部分激发所述红色封装体混掺有的红色荧光粉而发出红光，及剩余部分蓝光经过红色封装体后出射；一第二LED封装构造，具有一蓝光LED芯片及一绿色封装体，所述蓝光LED芯片产生的蓝光的一部分激发所述绿色封装体混掺有的绿色荧光粉而发出绿光，及剩余部分蓝光经过绿色封装体后出射；以及，一第三LED封装构造，具有一蓝光LED芯片及一无色封装体，所述蓝光LED芯片产生蓝光，该蓝光经过无色封装体后出射，其中所述第一、第二及第三LED封装构造是彼此独立的邻接设置，且所述第一、第二及第三LED封装构造的相邻接壁面上分别涂布有一反射层，上述红光、绿光及经过红色封装体、绿色封装体和无色封装体后出射的蓝光相互混合成为白光。
再者，本发明提供另一种发光二极管(LED)封装构造，其中所述LED封装构造组装在一液晶显示器的一背光模块内，以做为所述背光模块的背光源，所述LED封装构造包含︰一第一LED封装构造，具有一紫外光LED芯片及一红色封装体，所述紫外光LED芯片产生的紫外光的一部分激发所述红色封装体混掺有的红色荧光粉而发出红光；一第二LED封装构造，具有一紫外光LED芯片及一绿色封装体，所述紫外光LED芯片产生的紫外光的一部分激发所述绿色封装体混掺有的绿色荧光粉而发出绿光；以及，一第三LED封装构造，具有一紫外光LED芯片及一蓝色封装体，所述紫外光LED芯片产生的紫外光的一部分激发所述蓝色封装体混掺有的蓝色荧光粉而发出蓝光；其中所述第一、第二及第三LED封装构造是彼此独立的邻接设置，且所述第一、第二及第三LED封装构造的相邻接壁面上分别涂布有一反射层，上述红光、绿光及蓝光相互混合成为白光。
另外，本发明提供另一种发光二极管(LED)封装构造，其中所述LED封装构造组装在一液晶显示器的一背光模块内，以做为所述背光模块的背光源，所述LED封装构造包含︰一第一LED封装构造，具有一紫外光LED芯片及一红色封装体，所述紫外光LED芯片产生的紫外光的一部分激发所述红色封装体混掺有的红色荧光粉而发出红光；一第二LED封装构造，具有一紫外光LED芯片及一绿色封装体，所述紫外光LED芯片产生的紫外光的一部分激发所述绿色封装体混掺有的绿色荧光粉而发出绿光；以及，一第三LED封装构造，具有一蓝光LED芯片及一无色封装体，所述蓝光LED芯片产生蓝光，其中所述第一、第二及第三LED封装构造是彼此独立的邻接设置，且所述第一、第二及第三LED封装构造的相邻接壁面上分别涂布有一反射层，上述红光、绿光及蓝光相互混合成为白光。
在本发明的一实施例中，一种背光模块组装在一液晶显示器内，并以上述任一所述的LED封装构造作为所述背光模块的背光源。
在本发明的一实施例中，所述红色封装体、绿色封装体、无色封装体或蓝色封装体的材料为透明的硅胶或环氧树脂。
在本发明的一实施例中，所述蓝光的波长介于440至460纳米(nm)之间；所述红光的波长介于620至660nm之间；以及，所述绿光的波长介于520至570nm之间。
在本发明的一实施例中，所述第三LED封装构造位于所述第一及第二LED封装构造之间。
在本发明的一实施例中，所述第三LED封装构造位于所述第一或第二LED封装构造的一侧。
【附图说明】
图1A是一现有的发光二极管封装构造的示意图；
图1B是另一现有的发光二极管封装构造的示意图；
图1C是又一现有的发光二极管封装构造的示意图；
图2是本发明第一实施例发光二极管封装构造的示意图；
图3是本发明第二实施例发光二极管封装构造的示意图；
图4是本发明第三实施例发光二极管封装构造的示意图。
【具体实施方式】
为让本发明上述目的、特征及优点更明显易懂，下文特举本发明较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。再者，本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以辅助说明及理解本发明，而非用以限制本发明。
请参照图2所示，其揭示本发明第一实施例的发光二极管(LED)封装构造的示意图，其中一LED封装构造20主要应用于组装在一背光模块(未绘示)内，以做为所述背光模块的背光源，所述背光模块特别是指液晶显示器的背光模块。再者，本发明的LED封装构造20在所述背光模块内的排列方式及数量则不加以限制。在本发明第一实施例中，所述LED封装构造20包含一第一LED封装构造21、一第二LED封装构造22及一第三LED封装构造23，其中所述第三LED封装构造23可位于所述第一或第二LED封装构造21、22的一侧，但根据本发明，所述第三LED封装构造23亦可以位于所述第一及第二LED封装构造21、22之间。所述第一LED封装构造21主要用以产生红光(及部分蓝光)，所述第二LED封装构造22主要用以产生绿光(及部分蓝光)，及所述第三LED封装构造23主要用以产生蓝光，上述红光、绿光及蓝光可相互混合成为白光。
请再参照图2所示，本发明第一实施例的第一LED封装构造21具有一蓝光LED芯片B及一红色封装体R，其中所述蓝光LED芯片B可在通入电流后产生蓝光，所述红色封装体R的材料优选为透明的硅胶或环氧树脂，且其均匀的混掺有红色荧光粉，所述蓝光LED芯片B产生的蓝光的一部分激发所述红色荧光粉而产生红光。再者，所述第二LED封装构造22具有一蓝光LED芯片B及一绿色封装体G，其中所述蓝光LED芯片B可在通入电流后产生蓝光，所述绿色封装体G的材料优选为透明的硅胶或环氧树脂，且其均匀的混掺有绿色荧光粉，所述蓝光LED芯片产生的蓝光的一部分激发所述绿色荧光粉而产生绿光。另外，所述第三LED封装构造23具有一蓝光LED芯片B及一无色封装体X，所述蓝光LED芯片B可在通入电流后产生蓝光，所述无色封装体X的材料优选为透明的硅胶或环氧树脂，且其内部基本上不具有任何荧光粉。在本发明中，上述第一、第二及第三LED封装构造21、22、23通常可以选择建构在一导线架(leadframe)或一电路基板(substrate)上，且所述蓝光LED芯片B可以是正规型或倒装芯片(flip-chip)型的LED设置型态。再者，本发明并不限制三个所述蓝光LED芯片B的种类，只要LED芯片能发出波长介于440至460纳米(nm)之间的蓝光，其皆可做为本发明的蓝光LED芯片B。另外，本发明也不限制所述红色荧光粉或绿色荧光粉的种类，只要荧光粉能发明波长介于620至660nm之间的红光或介于520至570nm之间的绿光，其皆可做为本发明的红色荧光粉或绿色荧光粉。
请参照图2所示，当本发明第一实施例的LED封装构造20的三个所述蓝光LED芯片B分别通入电流而产生蓝光时，所述第一LED封装构造21的所述蓝光LED芯片B产生的蓝光的一部分激发所述红色封装体R的红色荧光粉而产生红光，及剩余部分蓝光；所述第二LED封装构造22的所述蓝光LED芯片B产生的蓝光的一部分激发所述绿色封装体G的绿色荧光粉而产生绿光，及剩余部分蓝光；而所述第三LED封装构造23的蓝光LED芯片B主要用以产生蓝光，上述红光、绿光及蓝光即可相互混合成为白光。特别是，由于发出三种原色的第一、第二及第三LED封装构造21、22、23是彼此独立的邻接设置，因此各自产生的红光、绿光及蓝光的发光效率不会相互影响。也就是，所述第一LED封装构造21产生的红光不会受到绿光荧光粉或其它荧光粉的吸收或散射，所述第二LED封装构造22产生的绿光也不会受到红光荧光粉或其它荧光粉的吸收或散射，同时所述第三LED封装构造23的蓝光也不会受到红光、绿光荧光粉或其它荧光粉的吸收或散射。因此不但有利于增进各色光的发光效率，而且也方便进行各原色的单色调控，并能增广白光的色域。另外，本发明也可以在所述第一、第二及第三LED封装构造21、22、23的相邻接壁面上分别预先涂布一反射层，以确实避免各封装构造自身的色光射入邻接的封装构造中而被相邻封装构造的荧光粉所吸收或散射。
请参照图3所示，本发明第二实施例的发光二极管封装构造相似于本发明第一实施例，但第二实施例的差异特征在于：所述第二实施例的发光二极管封装构造30包含︰一第一LED封装构造31、一第二LED封装构造32及一第三LED封装构造33，其中所述第一LED封装构造31具有一紫外光LED芯片UV及一红色封装体R，所述红色封装体R混掺有红色荧光粉，所述紫外光LED芯片产生的紫外光的一部分可以激发所述红色荧光粉而产生红光。所述第二LED封装构造32具有一紫外光LED芯片UV及一绿色封装体G，所述绿色封装体G混掺有绿色荧光粉，所述紫外光LED芯片UV产生的紫外光的一部分可以激发所述绿色荧光粉而产生绿光。所述第三LED封装构造33具有一紫外光LED芯片UV及一蓝色封装体B，所述蓝色封装体B混掺有蓝色荧光粉，所述紫外光LED芯片UV产生的紫外光的一部分可以激发所述蓝色荧光粉而产生蓝光，其中上述红光、绿光及蓝光相互混合成为白光。同样的，由于发出三种原色的第一、第二及第三LED封装构造31、32、33是彼此独立的邻接设置，因此各自产生的红光、绿光及蓝光的发光效率不会相互影响。也就是，所述第一LED封装构造31的红光不会受到绿光、蓝光荧光粉或其它荧光粉的吸收或散射，所述第二LED封装构造32的绿光也不会受到红光、蓝光荧光粉或其它荧光粉的吸收或散射，同时所述第三LED封装构造33的蓝光也不会受到红光、绿光荧光粉或其它荧光粉的吸收或散射。因此不但有利于增进各色光的发光效率，而且也方便进行各原色的单色调控，并能增广白光的色域。在本实施例中，所述第三LED封装构造33可位于所述第一或第二LED封装构造31、32的一侧，但根据本发明，所述第三LED封装构造33也可以位于所述第一及第二LED封装构造31、32之间。
请参照图4所示，本发明第三实施例的发光二极管封装构造相似于本发明第一及第二实施例，但第三实施例的差异特征在于：所述第三实施例的发光二极管封装构造40包含︰一第一LED封装构造41、一第二LED封装构造42及一第三LED封装构造43，其中所述第一LED封装构造41具有一紫外光LED芯片UV及一红色封装体R，所述红色封装体R混掺有红色荧光粉，所述紫外光LED芯片产生的紫外光的一部分可以激发所述红色荧光粉产生红光。所述第二LED封装构造42具有一紫外光LED芯片UV及一绿色封装体G，所述绿色封装体G混掺有绿色荧光粉，所述紫外光LED芯片UV产生的紫外光的一部分可以激发所述绿色荧光粉产生绿光。所述第三LED封装构造43具有一蓝光LED芯片B及一无色封装体X，所述蓝光LED芯片B用以产生蓝光，其中上述红光、绿光及蓝光相互混合成为白光。同样的，由于发出三种原色的第一、第二及第三LED封装构造41、42、43是彼此独立的邻接设置，因此各自产生的红光、绿光及蓝光的发光效率不会相互影响。也就是，所述第一LED封装构造41的红光不会受到绿光荧光粉或其它荧光粉的吸收或散射，所述第二LED封装构造42的绿光也不会受到红光荧光粉或其它荧光粉的吸收或散射，同时所述第三LED封装构造43的蓝光也不会受到红光、绿光荧光粉或其它荧光粉的吸收或散射。因此不但有利于增进各色光的发光效率，而且也方便进行各原色的单色调控，并能增广白光的色域。在本实施例中，所述第三LED封装构造43可位于所述第一及第二LED封装构造41、42之间，但根据本发明，所述第三LED封装构造43也可以位于所述第一或第二LED封装构造41、42的一侧。
如上所述，相较于现有白光发光二极管封装构造无法达到更广色域的需求或其部分色光的发光效率不足等缺点，图2至4的本发明发光二极管封装构造20、30、40皆可提供三个相互邻接但各自独立的LED封装构造21-23、31-33、41-43，用以分别产生红光、绿光及蓝光，其可相互混合成为白光，且可确保各种色光不会被其它颜色的荧光粉所吸收或散射，因此确实有利于进行单色调控、增进各色光的发光效率与增广白光的色域。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已公开的实施例并未限制本发明的范围。相反地，包含于权利要求书的精神及范围的修改及均等设置均包括于本发明的范围内。

Claims (7)

1.一种发光二极管封装构造，其包含一第一LED封装构造、一第二LED封装构造及一第三LED封装构造，其特征在于：所述发光二极管封装构造组装在一液晶显示器的一背光模块内，以作为所述背光模块的背光源； 
所述第一LED封装构造具有一蓝光LED芯片及一红色封装体，所述蓝光LED芯片产生的蓝光的一部分激发所述红色封装体混掺有的红色荧光粉而产生红光，及剩余部分蓝光经过红色封装体后出射； 
所述第二LED封装构造具有一蓝光LED芯片及一绿色封装体，所述蓝光LED芯片产生的蓝光的一部分激发所述绿色封装体混掺有的绿色荧光粉而产生绿光，及剩余部分蓝光经过绿色封装体后出射；以及 
所述第三LED封装构造具有一蓝光LED芯片及一无色封装体，所述蓝光LED芯片产生蓝光，该蓝光经过无色封装体后出射； 
其中所述第一、第二及第三LED封装构造是彼此独立的邻接设置，且所述第一、第二及第三LED封装构造的相邻接壁面上分别涂布有一反射层，上述红光、绿光及经过红色封装体、绿色封装体和无色封装体后出射的蓝光相互混合成为白光。 
2.如权利要求1所述的发光二极管封装构造，其特征在于：所述第三LED封装构造位于所述第一或第二LED封装构造的一侧；或是，所述第三LED封装构造位于所述第一及第二LED封装构造之间。 
3.一种发光二极管封装构造，其包含一第一LED封装构造、一第二 LED封装构造及一第三LED封装构造，其特征在于：所述发光二极管封装构造组装在一液晶显示器的一背光模块内，以作为所述背光模块的背光源； 
所述第一LED封装构造具有一紫外光LED芯片及一红色封装体，所述紫外光LED芯片产生的紫外光的一部分激发所述红色封装体混掺有的红色荧光粉而产生红光； 
所述第二LED封装构造具有一紫外光LED芯片及一绿色封装体，所述紫外光LED芯片产生的紫外光的一部分激发所述绿色封装体混掺有的绿色荧光粉而产生绿光；以及 
所述第三LED封装构造具有一紫外光LED芯片及一蓝色封装体，所述紫外光LED芯片产生的紫外光的一部分激发所述蓝色封装体混掺有的蓝色荧光粉而产生蓝光； 
其中所述第一、第二及第三LED封装构造是彼此独立的邻接设置，且所述第一、第二及第三LED封装构造的相邻接壁面上分别涂布有一反射层，上述红光、绿光及蓝光相互混合成为白光。 
4.如权利要求3所述的发光二极管封装构造，其特征在于：所述第三LED封装构造位于所述第一或第二LED封装构造的一侧；或是，所述第三LED封装构造位于所述第一及第二LED封装构造之间。 
5.一种发光二极管封装构造，其包含一第一LED封装构造、一第二LED封装构造及一第三LED封装构造，其特征在于：所述发光二极管封装构造组装在一液晶显示器的一背光模块内，以作为所述背光模块的背光源； 
所述第一LED封装构造具有一紫外光LED芯片及一红色封装体， 所述紫外光LED芯片产生的紫外光的一部分激发所述红色封装体混掺有的红色荧光粉而产生红光； 
所述第二LED封装构造具有一紫外光LED芯片及一绿色封装体，所述紫外光LED芯片产生的紫外光的一部分激发所述绿色封装体混掺有的绿色荧光粉而产生绿光；以及 
所述第三LED封装构造具有一蓝光LED芯片及一无色封装体，所述蓝光LED芯片产生蓝光； 
其中所述第一、第二及第三LED封装构造是彼此独立的邻接设置，且所述第一、第二及第三LED封装构造的相邻接壁面上分别涂布有一反射层，上述红光、绿光及蓝光相互混合成为白光。 
6.如权利要求5所述的发光二极管封装构造，其特征在于：所述第三LED封装构造位于所述第一或第二LED封装构造的一侧；或是，所述第三LED封装构造位于所述第一及第二LED封装构造之间。 
7.一种背光模块，其特征在于：所述背光模块是组装在一液晶显示器内，并以如权利要求1至6任一权利要求所述的发光二极管封装构造作为所述背光模块的背光源。 
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