CN103423673A - 一种用于lcd背光源的全光谱led光源模组 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于LCD背光源的全光谱LED光源模组，包括LCD面板和LED背光源两部分；LCD面板的组成部件从上往下依次是偏光片，上玻璃基板，彩色滤光片，配向膜，液晶单元，TFT基板，下玻璃基板，偏光片；LED背光源包括荧光粉转光板，扩散板，导光板，反射片，LED芯片；荧光粉转光板包括基体材料，荧光粉。LED芯片阵列采用侧边的方式，放置在LED背光源侧边；荧光粉为单一氧化锌体系或者硒化锌、硫化镉、硒化镉一种或多种半导体纳米晶荧光粉；荧光粉转换板远离LED芯片阵列；所用LED芯片采用集成封装的方式。本发明公开的一种用于LCD背光源的全光谱LED光源模组，减小芯片的接触热阻，有利于光源的整体散热，有效的降低荧光粉的使用温度，提高长期使用过程中光谱的一致性及色彩饱和度。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于LCD背光源的全光谱LED光源模组，属于发光材料或者半导体照明领域。
背景技术
LCD液晶显示器是Liquid Crystal Display的简称，为平面超薄的显示设备，它由一定数量的彩色或黑白像素组成，放置于光源或者反射面前方。液晶显示器功耗很低，因此倍受工程师青睐，适用于使用电池的电子设备。LCD克服了CRT(传统阴极射线管Cathode RayTube)体积庞大、耗电和闪烁的缺点，现在LCD已经替代CRT成为主流。
LCD用背光源主要由光源、导光板、光学用膜片、结构件组成，其中背光源类型主要有EL、CCFL及LED三种。EL即电致发光，是靠荧光粉在交变电场激发下的本征发光的冷光源。其特点是：薄，可以做到0.2～0.6mm的厚度，但亮度低，寿命短(一般为3000～5000小时)，需逆变驱动，还会受电路的干扰而出现闪烁、噪声等不良。传统LCD主要采用的是CCFL作为背光源，能耗大，同时其中还含有汞。与EL及CCFL背光源相比，白光LED背光源具有亮度高、色纯度好、寿命长、适应性强、可靠性好、成本低、易于产业化等多种优点，目前已经成为了LCD主要的背光源。
在现有的技术领域，LCD用白光LED光源主要存在以下几点问题：
(1)现在常用的白光LED光源主要是通过点胶涂覆的方式得到，即荧光粉直接涂覆于芯片表面的方式，由于芯片的产热量较大，长时间使用后会导致荧光粉受热产生的荧光猝灭效应；同时这种传统方式制备的白光还会存在由于荧光粉沉淀而引起的光色不均匀现象，从而影响了显示器的视觉效果。
(2)目前制备白光LED所用的荧光粉大多为不同体系的红、绿、黄色荧光粉，由于各个体系荧光粉的化学及物理性质存在差异，在长时间使用过程，各体系的老化衰减及稳定性均不一致，容易引起光色失配的不良现象。
(3)LCD装置中所用的多颗白光LED通常是采用单颗白光串并联的组合方式固定在灯条上，这种封装的形式，由于增加了芯片到灯条之间的热阻，而引起芯片温度偏高的不良后果；同时成本也比较高。
发明内容
根据现有技术存在的问题，本发明旨在提出一种用于LCD背光源的全光谱LED光源模组，能够减小LED芯片的热阻；提高光色的均匀性、稳定性、色彩饱和度以及装置的使用寿命。
本发明的一种用于LCD背光源的全光谱LED光源模组，包括LCD面板和LED背光源两部分；LCD面板的组成部件从上往下依次是偏光片，上玻璃基板，彩色滤光片，配向膜，液晶单元，TFT基板，下玻璃基板，偏光片；LED背光源包括荧光粉转光板，扩散板，导光板，反射片，LED芯片；其中荧光粉转光板包括基体材料，荧光粉。
本发明所选的芯片为正装、倒装、垂直类型的蓝光、紫外光、近紫外光芯片。
本发明所选的荧光粉为单一氧化锌体系荧光粉或者是硒化锌、硫化镉、硒化镉一种或多种半导体纳米晶荧光粉。
本发明所选的荧光粉转光板为将荧光粉与高透明的有机或者无机基体材料材料通过注塑、热压、蒸镀、喷涂等方式制备而成。
本发明的有益效果在于：
(1)LED芯片阵列采取侧边式的放置方式，根据显示器尺寸的不同，选取双边式、三边式甚至是四边式。侧边式的放置方式可以减少LED芯片的使用数量，降低成本同时还有利于将显示器做的更薄，符合目前市场上显示器的更亮、更轻、更薄的发展主流方向。
(2)荧光粉转光板采取远离LED芯片的方式放置在扩散板的上层或者扩散板与导光板的中间。荧光粉通过前处理与基体材料混合制备成型荧光粉转光板后可以有效降低传统涂覆方式中由于荧光粉沉淀而产生的光色不均匀的现象；由于芯片发光过程中输入电功率的70％转换成热量，荧光粉转光板远离芯片放置，可以有效的缓解芯片对于荧光粉的加热效应，降低荧光粉由于长期受热而产生的荧光猝灭效应，提高荧光粉的稳定性和使用寿命。
(3)转光板中用于光转换的荧光粉为单一氧化锌体系荧光粉或者是硒化锌、硫化镉、硒化镉一种或多种半导体纳米晶荧光粉。荧光粉类型相同，其化学及物理性质一致，在长时间使用过程，能够保持相同的使用性能，避免光色失配。
(4)采用集成封装的方式将所有LED芯片集中固定在一块基板(或者灯条)上，与市场上存在的单颗蓝光光源集成的方式相比，减少热阻层，有利于将芯片产生的热及时快速的散出；由于采取芯片的集成封装的方式可以减少不必要的组件和工艺，达到降低生产成本的目的。
附图说明
图1是本发明一种用于LCD背光源的全光谱LED光源模组的三维立体图；
图2是本发明一种用于LCD背光源的全光谱LED光源模组的截面示意图；
图3是LED芯片阵列的三维立体图；
图4是荧光粉转光板的截面示意图。
其中，1—偏光片，2—上玻璃基板，3—彩色滤光片，4—配向膜，5—液晶单元，6—TFT基板，7—下玻璃基板，8为—偏光片，9—荧光粉转光板，10—扩散板，11—导光板，12—反射片，13—LED芯片，14—基体材料，15—荧光粉。
具体实施方式
现在结合附图来描述本发明的实施例
本发明的实现方式：如图1和图2所示，LED芯片(13)放置在LCD装置的侧面，芯片以集成封装的方式规则有序的排列在基板上面，荧光粉转光板(9)采取远离LED芯片的方式放置在扩散板的上层或者扩散板与导光板的中间，转光板中用于光转换的荧光粉为单一氧化锌体系荧光粉或者是硒化锌、硫化镉、硒化镉一种或多种半导体纳米晶荧光粉，由此制备出稳定性高、色彩均匀、色彩饱和度高、成本低的全光谱LED光源模组；在此基础上与LCD面板结合即可得到一种LCD装置。
实施例1：
1、选取蓝光芯片(13)作为激发光源，使用固晶胶将其固定于基板上；2、选择氧化锌体系的全光谱荧光粉(15)与基体材料(14)，以热压的方法制备荧光粉转光板(9)；3、荧光粉转光板(9)采取远离LED芯片(13)的方式放置在扩散板(10)的上层，制备出稳定性高、色彩均匀、色彩饱和度高、成本低的全光谱LED光源模组；4、全光谱LED光源模组与LCD面板结合即可得到一种LCD装置。
实施例2：
1、选取紫外光芯片(13)作为激发光源，使用固晶胶将其固定于基板上；2、选择氧化锌体系的全光谱荧光粉(15)与基体材料(14)，以热压的方法制备荧光粉转光板(9)；3、荧光粉转光板(9)采取远离LED芯片(13)的方式放置在扩散板(10)的上层，制备出稳定性高、色彩均匀、色彩饱和度高、成本低的全光谱LED光源模组；4、全光谱LED光源模组与LCD面板结合即可得到一种LCD装置。
实施例3：
1、选取近紫外光芯片(13)作为激发光源，使用固晶胶将其固定于基板上；2、选择氧化锌体系的全光谱荧光粉(15)与基体材料(14)，以热压的方法制备荧光粉转光板(9)；3、荧光粉转光板(9)采取远离LED芯片(13)的方式放置在扩散板(10)的上层，制备出稳定性高、色彩均匀、色彩饱和度高、成本低的全光谱LED光源模组；4、全光谱LED光源模组与LCD面板结合即可得到一种LCD装置。
实施例4：
1、选取蓝光芯片(13)作为激发光源，使用固晶胶将其固定于基板上；2、选择半导体纳米晶的全光谱荧光粉(15)与基体材料(14)，以注塑的方法制备荧光粉转光板(9)；3、荧光粉转光板(9)采取远离LED芯片(13)的方式放置在扩散板(10)的上层，制备出稳定性高、色彩均匀、色彩饱和度高、成本低的全光谱LED光源模组；4、全光谱LED光源模组与LCD面板结合即可得到一种LCD装置。
实施例5：
1、选取紫外芯片(13)作为激发光源，使用固晶胶将其固定于基板上；2、选择半导体纳米晶的全光谱荧光粉(15)与基体材料(14)，以注塑的方法制备荧光粉转光板(9)；3、荧光粉转光板(9)采取远离LED芯片(13)的方式放置在扩散板(10)的上层，制备出稳定性高、色彩均匀、色彩饱和度高、成本低的全光谱LED光源模组；4、全光谱LED光源模组与LCD面板结合即可得到一种LCD装置。
实施例6：
1、选取近紫外芯片(13)作为激发光源，使用固晶胶将其固定于基板上；2、选择半导体纳米晶的全光谱荧光粉(15)与基体材料(14)，以注塑的方法制备荧光粉转光板(9)；3、荧光粉转光板(9)采取远离LED芯片(13)的方式放置在扩散板(10)的上层，制备出稳定性高、色彩均匀、色彩饱和度高、成本低的全光谱LED光源模组；4、全光谱LED光源模组与LCD面板结合即可得到一种LCD装置。
实施例7：
1、选取蓝光芯片(13)作为激发光源，使用固晶胶将其固定于基板上；2、选择氧化锌体系的全光谱荧光粉(15)与基体材料(14)，以热压的方法制备荧光粉转光板(9)；3、荧光粉转光板(9)采取远离LED芯片(13)的方式放置在扩散板(10)与导光板(11)的中间，制备出稳定性高、色彩均匀、色彩饱和度高、成本低的全光谱LED光源模组；4、全光谱LED光源模组与LCD面板结合即可得到一种LCD装置。
以上所述仅为本发明部分的实施例而已，并不限制本发明，对于本领域的技术人员而言，本发明可以进行以上所述的各种条件的变化组合形成新的配方或者结构。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改，皆应仍属本发明所涵盖范围。
Claims (8)
1.一种用于LCD背光源的全光谱LED光源模组，包括LCD面板和LED背光源两部分；LCD面板的组成部件从上往下依次是偏光片(1)，上玻璃基板(2)，彩色滤光片(3)，配向膜(4)，液晶单元(5)，TFT基板(6)，下玻璃基板(7)，偏光片(8)；LED背光源包括荧光粉转光板(9)，扩散板(10)，导光板(11)，反射片(12)，LED芯片(13)；其中荧光粉转光板(9)包括基体材料(14)，荧光粉(15)。
2.根据权利要求1所述的用于LCD背光源的全光谱LED光源模组，其特征在于所述的荧光粉转光板(9)采取远离LED芯片(13)的方式放置在扩散板(10)的上层或者扩散板(10)与导光板(11)的中间。
3.根据权利要求2所述的用于LCD背光源的全光谱LED光源模组，其特征在于所述的荧光粉(15)为全光谱的单一氧化锌体系或者硒化锌、硫化镉、硒化镉中一种或多种半导体纳米晶荧光粉。
4.根据权利要求2所述的用于LCD背光源的全光谱LED光源模组，其特征在于所述的荧光粉转光板(9)为将荧光粉(15)与高透明的有机或者无机基体材料(14)混合制备而成。
5.根据权利要求2所述的用于LCD背光源的全光谱LED光源模组，其特征在于所述的荧光粉转光板(9)通过注塑、热压、蒸镀、喷涂等方式制备而成。
6.根据权利要求1所述的用于LCD背光源的全光谱LED光源模组，其特征在于所述的LED芯片(13)位于LED背光源侧边。
7.根据权利要求6所述的用于LCD背光源的全光谱LED光源模组，其特征在于所述的LED芯片(13)采用集成封装的形式。
8.根据权利要求6所述的用于LCD背光源的全光谱LED光源模组，其特征在于所述的LED芯片(13)为正装、倒装、垂直类型的蓝光、近紫外光或紫外光芯片。
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