CN104979456A - 一种led光源装置及其封装方法及背光模组及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LED光源装置及其封装方法及背光模组及显示装置，所述LED光源装置包括：基板以及设置在所述基板上的至少一个LED器件；覆盖所述LED器件的至少两层均匀混合有荧光粉的硅胶层；其中，在由所述基板指向所述硅胶层的方向上，各硅胶层的折射率逐渐减小。相对于现有的LED光源装置，本发明技术方案采用多层均匀混合有荧光粉的硅胶层对LED器件进行封装，且各硅胶层的折射率逐渐减小，从而减小了全反射问题，提高了LED光源装置的出光效率。本申请技术方案所提供的制作方法可以制作上述出光效率高的LED光源装置，本申请技术方案所提供的背光模组及显示装置采用所述LED光源装置，具有较高的光出射效率，提高了显示亮度。

Description

一种LED光源装置及其封装方法及背光模组及显示装置

技术领域

本发明涉及发光装置技术领域，更具体地说，涉及一种LED光源装置及其封装方法及背光模组及显示装置。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本申请的实施方式提供背景或上下文。此处的描述可包括可以探究的概念，但不一定是之前已经想到或者已经探究的概念。因此，除非在此指出，否则在本部分中描述的内容对于本申请的说明书和权利要求书而言不是现有技术，并且并不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

发光二极管（Light Emitting Diode，简称LED）器件是一种可将电能转换为光能的能量转换器件，具有工作电压低、耗电量少、性能稳定、寿命长、抗冲击、耐震动性强、重量轻、体积小、成本低、发光响应快等优点。因此在显示装置的光源方面有广泛的应用，特别是近年来蓝色、紫色及紫外LED器件的迅速发展，使LED器件在照明领域取代白炽灯和荧光灯成为可能。

蓝色、紫色及紫外LED器件一般不能直接应用在照明领域，尤其在显示设备中，其背光源必须是白光。白光的产生有两种途径：第一种方法就是将发红、绿、蓝三种颜色光的LED器件组合使用产生白光；第二种方法就是用发单色光的LED器件去激发其它发光材料混合形成白光，即用蓝光LED器件激发黄色的荧光粉，或者用紫光或紫外LED器件去激发红、绿、蓝三种荧光粉形成白光。

从目前的发展趋势来看，在可行性、实用性和商品化等方面，第二种方法都远远优于第一种方法，且目前采用蓝色LED器件激发黄色荧光粉产生白光的技术己经相对成熟。

现有的LED光源装置进行封装时，一般是在LED器件的出光表面涂覆一层混合有荧光粉的硅胶。但是，现有的LED光源装置出光效率较低。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种LED光源装置及其封装方法及背光模组，提高了LED光源装置的出光效率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种LED光源装置，该LED光源装置包括：

基板以及设置在所述基板上的至少一个LED器件；

覆盖所述LED器件的至少两层均匀混合有荧光粉的硅胶层；

其中，在由所述基板指向所述硅胶层的方向上，各硅胶层的折射率逐渐减小。

优选的，在上述LED光源装置中，所述LED器件为蓝光LED器件。

优选的，在上述LED光源装置中，所述硅胶层的层数为3。

优选的，在上述LED光源装置中，最内层硅胶层为折射率大于1.5的硅胶与黄色荧光粉形成的第一混合层。

优选的，在上述LED光源装置中，所述第一混合层的厚度范围为0.5mm-2mm，包括端点值。

优选的，在上述LED光源装置中，中间硅胶层为折射率为1.4-1.45的硅胶与绿色荧光粉形成的第二混合层。

优选的，在上述LED光源装置中，所述第二混合层的厚度范围为1mm-3mm，包括端点值。

优选的，在上述LED光源装置中，最外层硅胶层为折射率小于1.4的硅胶与红色荧光粉形成的第三混合层。

优选的，在上述LED光源装置中，所述第三混合层的厚度范围为1mm-3mm，包括端点值。

本发明还提供了一种LED光源装置的封装方法，该封装方法包括：

提供一基板；

在所述基板上形成至少一个LED器件；

在所述LED器件上设置至少两层均匀混合有荧光粉的硅胶层；

其中，在由所述基板指向所述硅胶层的方向上，各硅胶层的折射率逐渐减小。

优选的，在上述封装方法中，在所述LED器件上形成三层均匀混合有荧光粉的硅胶层。

优选的，在上述封装方法中，各硅胶层的形成过程包括：

将折射率大于1.5的硅胶与黄色荧光粉均匀混合后，涂布在所述LED器件上，形成第一混合层；

将折射率为1.4-1.45的硅胶与绿色荧光粉均匀混合后，涂布在所述第一混合层表面，形成第二混合层；

将折射率小于1.4的硅胶与红色荧光粉均匀混合后，涂布在所述第二混合层表面，形成第三混合层。

本发明还提供了一种背光模组，该背光模组包括：上述任一种实施方式所述的LED光源装置。

本发明还提供了一种显示装置，该显示装置包括：上述任一种实施方式所述的背光模组。

从上述技术方案可以看出，本发明所提供的LED光源装置包括：基板以及设置在所述基板上的至少一个LED器件；覆盖所述LED器件的至少两层均匀混合有荧光粉的硅胶层；其中，在由所述基板指向所述硅胶层的方向上，各硅胶层的折射率逐渐减小。相对于现有的LED光源装置，本发明技术方案采用多层均匀混合有荧光粉的硅胶层对LED器件进行封装，且各硅胶层的折射率逐渐减小，从而减小了全反射问题，提高了LED光源装置的出光效率。本申请技术方案所提供的制作方法可以制作上述出光效率高的LED光源装置，本申请技术方案所提供的背光模组及显示装置采用所述LED光源装置，具有较高的光出射效率，提高了显示亮度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种LED光源装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种LED光源装置制作方法的流程示意图。

具体实施方式

现有的LED光源装置进行封装时，一般是在LED器件的出光表面涂覆一层混合有荧光粉的硅胶。硅胶与荧光粉的混合层折射率主要取决于硅胶的折射率，而硅胶相对与空气为光密介质，所以，光线出射时，在所述混合层表面与空气表面易发生全发射，导致LED光源装置出光效率较低。

发明人研究发现，在LED器件表面设置多层均匀混合有荧光粉的硅胶层，采用不同折射率的硅胶，且在由LED光源装置的基板指向所述硅胶层的方向上，各硅胶层的折射率逐渐减小，将会减低出光表面的全反射，提高出光效率。

基于上述研究，本申请实施例提供了一种LED光源装置，该LED光源装置包括：

基板以及设置在所述基板上的至少一个LED器件；

覆盖所述LED器件的至少两层均匀混合有荧光粉的硅胶层；

其中，在由所述基板指向所述硅胶层的方向上，各硅胶层的折射率逐渐减小。

通过设置多层混合有荧光粉的硅胶层，可以降低出光表面的全反射，提高了出光效率。而且还可以设置各个硅胶层内混合的荧光粉种类，通过添加不同颜色的荧光粉，提高出色光线的色域。

以上是本申请的核心思想，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示装置结构的示意图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及高度的三维空间尺寸。

基于上述思想，本申请一个实施例提供了一种LED光源装置，参考图1，所述LED光源装置包括：基板1，所述基板1上设置有多个LED器件2；覆盖在所述LED器件2上的三层均匀混合有荧光粉的硅胶层。在由所述基板1指向所述硅胶层的方向上，各硅胶层的折射率逐渐减小。

其中，所述LED器件2的个数可根据实际需求设定，在此不做具体限定。当采用多个LED器件时，LED器件可根据照射要求相互串联或是并联。

可选的，在本实施例中所述LED器件为蓝光LED器件，在其他实施方式中还可以采用其他颜色的LED器件，如紫光LED器件或是紫外LED器件等。

最内层的硅胶层3为折射率大于1.5的硅胶与黄色荧光粉（发射波长为550nm-565nm，最佳波长为555nm）形成的第一混合层。优选的，所述第一混合层的厚度范围为0.5mm-2mm，包括端点值。

中间的硅胶层4为折射率为1.4-1.45的硅胶与绿色荧光粉（发射波长为520nm-540nm，最佳波长为530nm）形成的第二混合层。优选的，所述第二混合层的厚度范围为1mm-3mm，包括端点值。

最外层的硅胶层5为折射率小于1.4的硅胶与红色荧光粉（发射波长为630nm-650nm，最佳波长为640nm）形成的第三混合层。优选的，所述第三混合层的厚度范围为1mm-3mm，包括端点值。

本实施例所述LED光源装置在采用多层荧光粉与硅胶的混合层对LED器件进行封装，且在由基板指向LED器件的方向上，各个混合层所有硅胶的折射率逐渐减小，使得折射率成线性变化。由于各混合层的折射率主要取决与硅胶的折射率，上述设计可以使得各混合层的折射率在所述方向上逐渐减小，进而可以减少出射光线在与外界空气交界面处的全反射，提高出光效率。

且本实施例所述LED光源装置在与LED器件接触的表面采用高折射率的硅胶，一方面，可以减少LED器件与硅胶层交界面处的全反射，使得较多的光进入硅胶层，进一步提高出射效率。另一方面逐层降低硅胶的折射率，如上述除了可以提高提高光的出射效率，采用低折射率的硅胶，降低了价格昂贵的高折射率硅胶的使用，降低了成本。

同时，本申请各个硅胶层采用不同颜色的荧光粉，可以通过调整各个混合层中荧光粉的种类以及添加含量增大LED光源装置的出射光线的色域。

如本实施例中，采用蓝光LED器件与第一混合层中的黄色荧光粉可以实现白光出射，通过第二混合层中的绿色荧光粉可以使得出射白光中含有较多的绿光，采用该LED光源装置进行图像显示时，可以使得绿色更绿，通过第三混合层中的红色荧光粉可以使得出射白光中含有较多的红光，采用该LED光源装置进行图像显示时，可以使得红色更红。可见，本实施例所述LED光源装置可以提高图像显示中的色纯度，色域更宽。

且由于采用多种荧光粉，不同荧光粉位于不同的硅胶层，一方面，最大限度的利于LED器件发出的光量子，转换为对应光谱中的有效成分，提高出光效率；另一方面，保证了荧光粉的热稳定性，改善了荧光粉的高温老化问题，缓解了荧光粉由于高温导致的老化问题，有效改善了LED光源装置的光衰以及色坐标漂移等问题，延长了装置的使用寿命。

本申请另一个实施例还提供了一种LED光源装置的封装方法，参考图2，该封装方法包括：

步骤S11：提供一基板。

为了保证较好的散热效果，所述基板可以采用热传导性能较好的金属基板，或是采用贴服有散热装置的玻璃或是陶瓷基板。

步骤S12：在所述基板上形成至少一个LED器件。

可以根据需求在所述基板上设一个或是多个LED器件，所述LED器件可以蓝光LED器件，紫光LED器件或是紫外LED器件。

如果要制作上述实施例所述LED光源装置，可在所述基板上形成蓝光LED器件。可通过焊接或是粘接等方式将所述LED器件固定在所述基板上。

步骤S13：在所述LED器件上设置至少两层均匀混合有荧光粉的硅胶层。

其中，在由所述基板指向所述硅胶层的方向上，各硅胶层的折射率逐渐减小。

在制作上述实施例所述LED光源装置时，需要在所述LED器件上形成三层均匀混合有荧光粉的硅胶层。具体的，将折射率大于1.5的硅胶与黄色荧光粉均匀混合后，涂布在所述LED器件上，形成第一混合层；将折射率为1.4-1.45的硅胶与绿色荧光粉均匀混合后，涂布在所述第一混合层表面，形成第二混合层；将折射率小于1.4的硅胶与红色荧光粉均匀混合后，涂布在所述第二混合层表面，形成第三混合层。最终形成的LED光源装置可参见图1所述结构。

需要说明的是，本实施例所述封装方法与上述实施例的LED光源装置的描述各有侧重，相同相似之处可相互补充说明。

通过上述描述可知，本实施例所述封装方法制备的LED光源装置制备的LED光源装置，采用多层硅胶与荧光粉的混合层，且在由基板指向硅胶层的方向上，各硅胶层的折射率逐渐减小，降低了LED器件与硅胶层交界面处全反射，使得更多的光由LED器件出射，降低了光线在硅胶层与外界空气交界面处全反射，使得更多光由LED光源装置出射，提高了光线出射效率。同时。降低了高折射率硅胶的使用，制作成本较低。且可以采用COB（Chip On Bard，板上晶片直接封装）工艺进行所述封装方法，工艺简单，生产效率高。

本申请另一实施例还提供了一种背光模组，所述背光模组采用上述实施例所述的LED光源装置作为背光源。由于采用上述实施例所述LED光源装置作为背光源，因此，本实施例所述背光装置的光出射效率较高，亮度较大，且具有较好的色纯度，颜色更加鲜艳。

本申请另一实施例还提供了一种显示装置，所述显示装置包括：上述实施例所述的背光模组。所述显示装置可以是液晶显示装置，但不局限于液晶显示装置。

本实施例所述显示装置采用上述实施例所述的背光模组，光线出射效率高，具有较高的亮度，且色域较宽，色纯度好，图像显示效果鲜艳，彩色效果较好。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。申请文件中提及的动词“包括”、“包含”及其词形变化的使用不排除除了申请文件中记载的那些元素或步骤之外的元素或步骤的存在。元素前的冠词“一”或“一个”不排除多个这种元素的存在。

虽然已经参考若干具体实施方式描述了本发明的精神和原理，但是应该理解，本发明并不限于所公开的具体实施方式，对各方面的划分也不意味着这些方面中的特征不能组合以进行受益，这种划分仅是为了表述的方便。本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。所附权利要求的范围符合最宽泛的解释，从而包含所有这样的修改及等同结构和功能。

Claims (15)

1.一种LED光源装置，其特征在于，包括：

基板以及设置在所述基板上的至少一个LED器件；

覆盖所述LED器件的至少两层均匀混合有荧光粉的硅胶层；

其中，在由所述基板指向所述硅胶层的方向上，各硅胶层的折射率逐渐减小。

2.根据权利要求1所述的LED光源装置，其特征在于，所述LED器件为蓝光LED器件。

3.根据权利要求2所述的LED光源装置，其特征在于，所述硅胶层的层数为3。

4.根据权利要求3所述的LED光源装置，其特征在于，最内层硅胶层为折射率大于1.5的硅胶与黄色荧光粉形成的第一混合层。

5.根据权利要求4所述的LED光源装置，其特征在于，所述第一混合层的厚度范围为0.5mm-2mm，包括端点值。

6.根据权利要求4所述的LED光源装置，其特征在于，中间硅胶层为折射率为1.4-1.45的硅胶与绿色荧光粉形成的第二混合层。

7.根据权利要求6所述的LED光源装置，其特征在于，所述第二混合层的厚度范围为1mm-3mm，包括端点值。

8.根据权利要求6所述的LED光源装置，其特征在于，最外层硅胶层为折射率小于1.4的硅胶与红色荧光粉形成的第三混合层。

9.根据权利要求7所述的LED光源装置，其特征在于，所述第三混合层的厚度范围为1mm-3mm，包括端点值。

10.一种LED光源装置的封装方法，其特征在于，包括：

提供一基板；

在所述基板上形成至少一个LED器件；

在所述LED器件上设置至少两层均匀混合有荧光粉的硅胶层；

其中，在由所述基板指向所述硅胶层的方向上，各硅胶层的折射率逐渐减小。

11.根据权利要求10所述的封装方法，其特征在于，在所述LED器件上形成三层均匀混合有荧光粉的硅胶层。

12.根据权利要求11所述的封装方法，其特征在于，各硅胶层的形成过程包括：

将折射率大于1.5的硅胶与黄色荧光粉均匀混合后，涂布在所述LED器件上，形成第一混合层；

将折射率为1.4-1.45的硅胶与绿色荧光粉均匀混合后，涂布在所述第一混合层表面，形成第二混合层；

将折射率小于1.4的硅胶与红色荧光粉均匀混合后，涂布在所述第二混合层表面，形成第三混合层。

13.一种背光模组，其特征在于，包括：如权利要求1-9所述的LED光源装置。

14.一种显示装置，其特征在于，包括：如权利要求13所述的背光模组。

15.根据权利要求14所述的显示装置，其特征在与，所述显示装置为液晶显示装置。