CN107305887A - Led器件与包含其的显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种LED器件与包含其的显示装置。该LED器件包括PCB板和设置在PCB板表面上的若干个LED，其中，各LED包括LED芯片、滤光片与透镜，其中，LED芯片设置在PCB板的表面上；滤光片设置在LED芯片的远离PCB板的一侧，滤光片包括基材层与滤光膜，基材层靠近LED芯片设置，滤光膜设置在基材层的远离LED芯片的一侧；透镜设置在滤光片的远离LED芯片的一侧。将滤光片设置在LED内部，提高了显示装置的背光模块的整体集成度，符合显示装置尺寸微小化的发展趋势。
Description
技术领域
本发明涉及薄膜领域，具体而言，涉及一种LED器件与包含其的显示装置。
背景技术
现有技术中，显示装置的背光模块通常采用LED作为背光源，为了提高显示装置的色域，在背光模块中会加入滤光片，滤光片通常与背光模块中的其他光学膜片(如扩散片、棱镜片等)同样设置于LED的上方，这样的背光模块集成度不高，不符合业界对背光模块高集成度的要求。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种LED器件与包含其的显示装置，以解决现有技术中显示装置的背光模块的集成度较低的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种LED器件，该器件包括PCB板和设置在上述PCB板表面上的若干个LED，其中，各上述LED包括LED芯片、滤光片与透镜，其中，LED芯片设置在上述PCB板的表面上；滤光片设置在上述LED芯片的远离上述PCB板的一侧，上述滤光片包括基材层与滤光膜，上述基材层靠近上述LED芯片设置，上述滤光膜设置在上述基材层的远离上述LED芯片的一侧；透镜设置在上述滤光片的远离上述LED芯片的一侧。
进一步地，上述滤光片与上述LED芯片之间的最短距离在0.1～0.2mm之间。
进一步地，上述滤光片与上述透镜之间的最短距离在0～0.1mm之间。
进一步地，上述LED芯片的几何中心在上述滤光片上的投影与上述滤光片的几何中心重合。
进一步地，上述LED器件还包括第一胶体与第二胶体，其中，第一胶体设置在上述PCB板上且围绕上述LED芯片设置，并支撑上述滤光片；第二胶体设置在上述PCB板上且围绕上述滤光片设置，并支撑上述透镜。
进一步地，上述第二胶体为不透明胶体。
进一步地，上述滤光膜包括多个第一滤光层与多个第二滤光层，其中，第一滤光层的折射率n1≤1.6；多个第二滤光层与上述第一滤光层交替设置，上述第二滤光层的折射率n2≥1.9。
进一步地，0.3≤n2-n1≤1.4。
进一步地，各上述第一滤光层与各上述第二滤光层的厚度均在10～500nm之间。
进一步地，上述第一滤光层的个数为N≥20；上述第二滤光层的个数为M≥20。
进一步地，上述滤光膜与上述基材层接触设置的为上述第二滤光层。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种显示装置，该显示装置包括LED器件，该LED器件为上述的LED器件。
应用本发明的技术方案，将滤光片设置在LED内部，提高了显示装置的背光模块的整体集成度，符合显示装置尺寸微小化的发展趋势。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本发明一种典型的实施方式提供的LED器件的结构示意图；
图2示出了图1中01部分的放大图；以及
图3示出了一种优选的实施例中的滤光膜的结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
1、PCB板；10、LED芯片；20、第一胶体；30、滤光片；40、第二胶体；50、透镜；31、基材层；32、第一滤光层；33、第二滤光层。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术所介绍的，现有技术中的LED器件中的背光模块集成度较低，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种LED器件与包括其的显示装置。
本申请的一种典型的实施方式提供了一种LED器件，如图1所示，该LED器件包括PCB板1和若干LED，图2为图1中01部分的放大图，其中，LED包括LED芯片10、滤光片30与透镜50，其中，LED芯片10设置在上述PCB板1的表面上，滤光片30设置在上述LED芯片10的远离上述PCB板1的一侧，可以与LED芯片10直接接触设置，也可以不接触设置；上述滤光片30设置在上述LED芯片10的远离上述PCB板1的一侧，上述滤光片30包括基材层31与滤光膜，上述基材层31靠近上述LED芯片10设置，上述滤光膜设置在上述基材层31远离上述LED芯片的一侧；透镜50设置在上述滤光片30的远离上述LED芯片10的一侧。
PCB板1控制LED芯片10的发光，LED芯片10发出的白光进入滤光片30，滤光片30可以同时高透红、绿、蓝三种颜色的光，低透除了该三色光之外的其它光，例如紫、青、黄、橙光，进而对白光进行提纯，透过的光进入透镜50，透镜50用于将入射光发散。
上述的LED器件可广泛应用在各种显示装置中，由于该LED中包括滤光片30，也就是说将滤光片30设置在LED内部，提高了显示装置的背光模块的整体集成度，符合显示装置尺寸微小化的发展趋势。
本申请的另一种实施例中，上述滤光片30与上述LED芯片10不接触设置，并且二者之间的最短距离在0.1～0.2mm之间。将二者接触设置可能在操作时会对二者带来不必要的损伤，而不接触设置可以避免这样的损伤，并且将二者的距离设置在该范围内，一方面可以较好地避免器件制作时对二者表面的损伤，另一方面，还可以使得LED器件的尺寸较小。
为了进一步保证LED器件的尺寸较小，本申请优选上述滤光片30与上述透镜50之间的最短距离在0～0.1mm之间。
为了使得LED芯片10发出的光更多地入射到滤光片30中，本申请优选LED芯片10的几何中心在上述滤光片30上的投影与上述滤光片30的几何中心重合。
本申请的另一种实施例中，上述LED器件还包括第一胶体20与第二胶体40，第一胶体20设置在上述PCB板1上且围绕上述LED芯片10设置，并支撑上述滤光片30；第二胶体40设置在上述PCB板1上且围绕上述滤光片30设置，并支撑上述透镜50。
第一胶体20与第二胶体40可以选用本领域中的常规胶体，例如热固胶、UV胶等。
第一胶体20与第二胶体40可以采用点胶的方式设置在PCB上，也可以采用环胶的方式设置在PCB上。
本申请的一种优选的实施例中，采用环胶的方式将第二胶体40设置在PCB上，这样透镜50、第二胶体40与PCB板1形成密封的空间，保证了更多由LED芯片10发出的光经由透镜50射出，降低漏光现象的发生，保证了LED器件良好的发光效率。
为了进一步降低漏光的可能，本申请优选第二胶体40为不透明胶体。一般选用热固胶。
本申请的再一种实施例中，如图3所示(省略号表示省略的滤光层)，上述滤光膜包括：多个第一滤光层32与多个第二滤光层33，其中，各个上述第一滤光层32的折射率n1≤1.6；各第二滤光层33与各第一滤光层32交替设置，各个上述第二滤光层33的折射率n2≥1.9。
该滤光膜中折射率不同的第一滤光层32与第二滤光层33形成干涉薄膜，使得不同波长的光波经过该滤光膜时，透射率不同，进而实现了滤除杂散光，保留有用光的目的。并且，第一滤光层32的折射率n1≤1.6，第二滤光层33的折射率n2≥1.9，使得该滤光片30可以同时高透红、绿、蓝三种颜色的光，低透除了该三色光之外的其它光，例如紫、青、黄、橙光，进而对白光进行提纯，提高入射光的色域。相比现有的滤光片30，本申请的滤光片30中的红、绿、蓝的透过率较大。
为了使得滤光片30获得更好的色域效果，本申请优选0.3≤n2～n1≤1.4，通过将第一滤光层32与第二滤光层33的折射率差设置在此范围内，折射率差值越大，从高透射区域过渡到低透射区域经过的波段越窄，消除的杂光越多，滤光片30获得的色域效果越好。
本申请的另一种实施例中，上述第一滤光层32与各上述第二滤光层33的厚度均在10～500nm之间。第一滤光层32与第二滤光层33的厚度与其折射率相互配合，使得滤光片30能够在447～467nm(对应蓝光)、520～554nm(对应绿光)、615～660nm(对应红光)波段平均透光率更高，在426～436nm、475～504nm、570～600nm波段平均透光率较低。
为了获得更好的干涉效果，进一步降低滤光片30对除了红光、蓝光与绿光之外的其它光的透过率，同时，提高对红光、蓝光与绿光的透过率，进而，提高滤光片30的色域效果，本申请优选上述第一滤光层32的个数N≥20；上述第二滤光层33的个数M≥20。
本申请的一种实施例中，上述第一滤光层32为冰晶石层、SiO2层或MgF2层，上述第二滤光层33为ZnS层，TiO2层，Nb2O5层、Ta2O5层或ZnO层。
上述第一滤光层32和上述第二滤光层33均设置在上述基材层31上，且与上述基材层31接触设置的可以为第一滤光层32，也可以是第二滤光层33。
本申请的一种优选实施例中，为了利于生产制造过程中进行光学监控，优选与基材层31接触设置的为第二滤光层33。基材层31可以是玻璃层，石英层、PET层、PI层、COP层、COC层与PE层中的一种。本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的材料。基材层31的厚度在20～150μm之间，基材层31的全光透光率在89％～92％之间。
本申请中的滤光膜可以采用现有技术中的可实现的任何制备方法，例如，可采用物理和化学沉积的方法，调整好工艺，交替沉积一定厚度的第一滤光层32与第二滤光层33。本申请中的一种优选实施例中，在制备过程中使用光学在线监控，以精确控制各层的光学厚度，辅助以晶控控制物理厚度。
本申请的另一种典型的实施方式中，提供了一种显示装置，该显示装置中包括LED器件，该LED器件为上述的LED器件。
该显示装置的背光模块的集成度较高，使得显示装置具有较好的应用前景。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例与对比例进行详细地说明。
实施例1
如图1所示的LED器件中，LED选用的是夏普3535LED，在LED芯片的上方设置有滤光片，第一胶体为热固胶，将滤光片支撑在PCB板上，第一胶体的设置方式为环胶，第二胶体为热固胶，将透镜支撑在PCB板上，第二胶体的设置方式为环胶。LED芯片与滤光片的最短距离为0.1mm，滤光片与上述透镜的最短距离为0.1mm。上述LED芯片的几何中心与上述滤光片的几何中心重合。
采用物理沉积法，在厚度为50μm、全光透过率为90％的PET基材层的表面上依次沉积ZnS层、冰晶石层、TiO2层、MgF2层、Nb2O5层、冰晶石层、Ta2O5层、SiO2层、ZnO层、MgF2层与ZnS层，形成具有5个第一滤光层与6个第二滤光层的滤光片。其中，ZnS层的折射率为2.35，厚度为214nm；冰晶石层的折射率为1.34，厚度为167nm；TiO2层的折射率为2.35，厚度为137nm；MgF2层的折射率为1.38，厚度为116nm；Nb2O5层的折射率为2.3，厚度为67nm；冰晶石层的折射率为1.34，厚度为89nm；Ta2O5层的折射率为2.1，厚度为78nm；SiO2层的折射率为1.46，厚度为23nm；ZnO层的折射率为2，厚度为47nm；MgF2层的折射率为1.38，厚度为74nm；ZnS层的折射率为2.35，厚度为18nm。
实施例2
采用与实施例1相同的方法，在厚度为50μm、全光透过率为90％的PET基材层上依次设置ZnS层、冰晶石层、TiO2层、MgF2层、Nb2O5层、冰晶石层、Ta2O5层、SiO2层、ZnO层、MgF2层，ZnS层、冰晶石层、TiO2层、MgF2层、Nb2O5层、冰晶石层、Ta2O5层、SiO2层、ZnO层与MgF2层，10个第一滤光层与10个第二滤光层，形成滤光片。按照沉积顺序设置的前10层的滤光层与后10层滤光层完全相同(包括材料与厚度)，并且，前10层滤光层与实施例1的前10层滤光层完全相同。
实施例3
滤光片的制备方法同实施例2，与实施例2的区别在于，增加了5个第一滤光层与5个第二滤光层，并且，增加的这10层滤光层与实施例2的前10层滤光层的设置顺序与材料完全相同。
实施例4
与实施例2区别在于，滤光片中增加了10个第一滤光层与10个第二滤光层，并且，增加的10个第一滤光层与增加的10个第二滤光层与实施例2的设置顺序、材料及厚度完全相同。
实施例5
与实施例4的区别在于：滤光片中的冰晶石层均被Al2O3层代替，该层的折射率为1.76。
实施例6
实施例4的区别在于：滤光片中的ZnS层均被Al2O3层代替，该层的折射率为1.76。
实施例7
与实施例4的区别在于：滤光片中的各MgF2层的厚度为600nm，各冰晶石层的厚度为600nm。
实施例8
与实施例4的区别在于：滤光片中的各TiO2层的厚度为600nm，各Nb2O5层的厚度为600nm。
实施例9
与实施例4的区别在于：滤光片中的ZnS层均被锑化钙层代替，该层的折射率为3.8，冰晶石层与锑化钙层的折射率差为2.46。
对比例1
与实施例1的区别在于：滤光片设置在透镜的外侧。
采用分光光度计对上述各实施例与对比例中的LED器件的滤光性能进行测试，分别对其在426～436nm、447～467nm、475～504nm、520～554nm、570～600nm与615～660nm波段的透光率进行测试，测试结果见表1。
同时，将各个实施例与对比例中的LED器件设置在显示装置，形成多个显示装置，各显示装置除了LED器件不同，其它均相同。采用辉度计对各个显示装置的色域值进行测试，测试结果见表1。
表1
由表1中的数据可知，当将滤光片设置在LED中，滤光片包括折射率n1≤1.6的第一滤光层与折射率n2≥1.9的第二滤光层，0.3≤n2-n1≤1.4，各上述第一滤光层与各上述第二滤光层的厚度均在10～500nm之间，上述滤光膜中与上述基材层接触设置的为上述第二滤光层时，LED器件的色阈值较高，且具有较好的集成度。
从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：
1)、本申请中的LED器件中包括滤光片，也就是说将滤光片设置在LED器件的内部，提高了显示装置的背光模块的整体集成度，符合显示装置尺寸微小化的发展趋势。
2)、本申请中的显示装置中的背光模块的集成度较高，使得显示装置具有较好的应用前景。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种LED器件，包括PCB板(1)和设置在所述PCB板(1)表面上的若干个LED，其特征在于，各所述LED包括：
LED芯片(10)，设置在所述PCB板(1)的表面上；
滤光片(30)，设置在所述LED芯片(10)的远离所述PCB板(1)的一侧，所述滤光片(30)包括基材层(31)与滤光膜，所述基材层靠近所述LED芯片(10)设置，所述滤光膜设置在所述基材层(31)的远离所述LED芯片(10)的一侧；以及
透镜(50)，设置在所述滤光片(30)的远离所述LED芯片(10)的一侧。
2.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于，所述滤光片(30)与所述LED芯片(10)之间的最短距离在0.1～0.2mm之间。
3.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于，所述滤光片(30)与所述透镜(50)之间的最短距离在0～0.1mm之间。
4.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于，所述LED芯片(10)的几何中心在所述滤光片(30)上的投影与所述滤光片(30)的几何中心重合。
5.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于，所述LED器件还包括：
第一胶体(20)，设置在所述PCB板(1)上且围绕所述LED芯片(10)设置，并支撑所述滤光片(30)；以及
第二胶体(40)，设置在所述PCB板(1)上且围绕所述滤光片(30)设置，并支撑所述透镜(50)。
6.根据权利要求5所述的LED器件，其特征在于，所述第二胶体(40)为不透明胶体。
7.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于，所述滤光膜包括：
多个第一滤光层(32)，所述第一滤光层(32)的折射率n1≤1.6；以及
多个第二滤光层(33)，与所述第一滤光层(32)交替设置，所述第二滤光层(33)的折射率n2≥1.9。
8.根据权利要求7所述的LED器件，其特征在于，0.3≤n2-n1≤1.4。
9.根据权利要求7所述的LED器件，其特征在于，各所述第一滤光层(32)与各所述第二滤光层(33)的厚度均在10～500nm之间。
10.根据权利要求7所述的LED器件，其特征在于，所述第一滤光层(32)的个数为N≥20；所述第二滤光层(33)的个数为M≥20。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的LED器件，其特征在于，所述滤光膜中与所述基材层(31)接触设置的为所述第二滤光层(33)。
12.一种显示装置，包括LED器件，其特征在于，所述LED器件为权利要求1至11中任一项所述的LED器件。
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