CN108257948B - 白光发光二极管及背光模组 - Google Patents

白光发光二极管及背光模组 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种白光发光二极管，包括至少一LED蓝光芯片或紫光芯片、荧光转换层及设置在所述荧光转换层的表面的光学膜片；所述的荧光转换层包括硅胶，在所述硅胶内分散设置有绿色荧光粉、红色荧光粉；所述绿色荧光粉的半波宽小于55nm，红色荧光粉半波宽小于50nm。通过设置肾功能疏膜片，蓝光激发光仅在特定的角度透过膜片，其它角度被膜片反射，增加蓝光在LED荧光转换层中的路径，绿色荧光粉及红色荧光粉多次被激发，从而提高绿光及红光的出光，使色点达到背光源的要求。

Description

白光发光二极管及背光模组
技术领域
本发明涉及一种二极管技术领域，特别涉及一种白光发光二极管及背光模组。
背景技术
广色域已成为背光领域的新热点，消费者对色域的要求也越来越高。传统的氮化物红粉由于其半波宽比较宽，NTSC到一定程度上很难再进一步提升，NTSC基本局限在90％左右。
近年，Mn离子参杂的非稀土荧光粉(γ-AlON：M，M2AX6:Mn4+)及SrLiSi3N4：Eu新型荧光粉半波宽远小于传统LED用荧光粉，具有更高的色纯度，逐渐成为研究热点。γ-AlON：M搭配M2AX6:Mn4+或SrLiSi3N4：Eu新型荧光粉，色域几乎可以与量子点媲美(大于100％)。但γ-AlON：M荧光粉的效率极低，现有LED封装后色点达不到正常背光源产品需求色点(蓝光激发出的绿光及红光比例少)，无法实现背光源的应用。
发明内容
本发明目的是为了克服现有技术的不足，提供一种白光发光二极，其可极大提高被蓝光激发的绿光及红光，从而解决γ-AlON：M搭配M2AX6:Mn4+)及SrLiSi3N4：Eu新型荧光粉不能在背光源应用的缺陷。
本发明的另一发明目为提供一种背光模组。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种白光发光二极管，包括至少一LED蓝光芯片或紫光芯片、荧光转换层及设置在所述荧光转换层的表面的光学膜片；
所述的荧光转换层包括硅胶，在所述硅胶内分散设置有绿色荧光粉、红色荧光粉；所述绿色荧光粉的半波宽小于55nm，红色荧光粉半波宽小于50nm。
作为优选，所述绿色荧光粉由γ-AlON：M结构的中的一种或多种组成，M为Mn，Mg或二者共参杂。
作为优选，所述红色荧光粉由M2AX6:Mn4+或SrLiSi3N4：Eu结构的一种或多种组成，其中M为Li、Na、K、Rb、Cs；A为Ti、Si、Ge、Zr；X为F、Cl、Br；
作为优选，所述蓝光芯片波长为440-465nm，所述紫光芯片波长为400-430nm。
作为优选，所述膜片在特定的角度范围透过400-500nm的蓝/紫光，其它角度将蓝/紫光反射回荧光转换层。
作为优选，所述膜片具有至少两个透过蓝光且相互交叉的角度。
作为优选，所述膜片全角度透过500-700nm光。
作为优选，所述膜片由光子晶体组成；所述膜片在25°-75°范围透过400-500nm的蓝 /紫光，其它角度将蓝/紫光反射回荧光转换层。
一种背光模组，包括权利要求所述的白光发光二极管。
作为优选，还包括导光模块；所述导光模块包括导光板、位于导光板上的增亮膜、扩散膜及位于导光板下的反光片；所述白光发光二极管设置在一PCB板上且位于所述导光模块的旁侧；
或还包括透镜、背板、扩散板、扩散片、棱镜片及PCB板；所述白光发光二极管设置在所述PCB板上，所述透镜设置在所述白光发光二极管上；在所述PCB板的外围设置背板；在背板的上方由下而上设置扩散板、棱镜板及扩散片。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
通过设置肾功能疏膜片，蓝光激发光仅在特定的角度透过膜片，其它角度被膜片反射，增加蓝光在LED荧光转换层中的路径，绿色荧光粉及红色荧光粉多次被激发，从而提高绿光及红光的出光，使色点达到背光源的要求。
附图说明
图1本发明白光发光二极管的一种结构示意图；
图2是本发明实施例3的直下式高色域模组示意图；
图3是本发明实施例3的侧入式高色域模组示意图。
图中：
101—芯片；102—荧光转换成层；103—膜片；
201—透镜；202—PCB板；203—背板；204—扩散板；205—棱镜片；206—扩散片；
301—PCB板；302—反光片；303—导光板；304—增亮膜；305—扩散膜。
具体实施方式
现结合附图与具体实施例对本发明作进一步说明。
一种白光发光二极管，包括至少一LED蓝光芯片或紫光芯片、荧光转换层及设置在所述荧光转换层的表面的光学膜片。所述的荧光转换层包括硅胶，在所述硅胶内分散设置有绿色荧光粉、红色荧光粉。
所述绿色荧光粉的半波宽小于55nm，红色荧光粉半波宽小于50nm。所述绿色荧光粉由γ -AlON：M结构的中的一种或多种组成,M为Mn，Mg或二者共参杂。所述红色荧光粉由M2AX6:Mn4+或SrLiSi3N4：Eu结构的一种或多种组成，其中M为Li、Na、K、Rb、Cs；A为 Ti、Si、Ge、Zr；X为F、Cl、Br；所述蓝光芯片波长为440-465nm。
光学膜片为光子晶体膜片，光学膜片在特定的角度(光子晶体膜片的角度范围为25°- 75°)范围透过400-500nm的蓝/紫光，其它角度将蓝/紫光反射回荧光转换层，全角度透过 500-700nm光。光学膜片具有至少两个透过蓝光且相互交叉的角度(白光是由蓝光加上蓝光激发的绿光+红光或单黄光混合而成，如果只有一个角度出蓝光将会产生光色不均匀的情况，所以要求交叉)。
LED蓝光芯片的发射光被光学膜片反射回来增加在荧光转换层中的荧光粉的激发路径，极大提高了荧光转换层的出光效率。交叉出光的蓝光与绿光、红光混合成白光，解决γ-AlON： M因效率低不能在背光源中应用的问题。
实施例1
本实施例提供了一种白光发光二极管，由一450nm的LED蓝光芯片、荧光转换层及在所述荧光转换层的表面的光学膜片组成。荧光转换层由γ-AlON:Mn2+与K2SiF6:Mn4+与硅胶组成。γ-AlON:Mn2+的半波宽为35nm，K2SiF6:Mn4+的半波宽4nm。
光学膜片由光子晶体组成，在25°-55°范围透过400-500nm的蓝/紫光，其它角度将蓝/紫光反射回荧光转换层，全角度透过500-700nm的光。所述光学膜片至少包括两个可以交叉的角度透过蓝光。
本实施例的白光发光二极管的NTSC可达104％,LED色点最高可达(0.30,0.30)。
实施例2
本实施例提供了一种白光发光二极管，其和实施例1基本相同，对于相同之处不再赘述，下面对不同之处进行说明：
荧光转换层由γ-AlON:Mg2+与K2GeF6:Mn4+与硅胶组成。γ-AlON:Mg2+的半波宽为 40nm，K2GeF6:Mn4+的半波宽4nm。
光学膜片由光子晶体组成，在45°-75°范围透过400-500nm的蓝/紫光，其它角度将蓝/紫光反射回荧光转换层，全角度透过500-700nm的光。所述光学膜片包括至少两个可以交叉的角度透过蓝光。
本实施例的白光发光二极管的NTSC可达100％,LED色点最高可达(0.30,0.30)。
实施例3
本实施例提供了一种白光发光二极管，其和实施例1基本相同，对于相同之处不再赘述，下面对不同之处进行说明：
荧光转换层由γ-AlON:Mg2+/Mn2+与SrLiSi3N4：Eu与硅胶组成。γ-AlON:Mg2+的半波宽为45nm，SrLiSi3N4：Eu的半波宽45nm。
光学膜片由光子晶体组成，在30°-60°范围透过400-500nm的蓝/紫光，其它角度将蓝/紫光反射回荧光转换层，全角度透过500-700nm的光。所述光学膜片包括至少两个可以交叉的角度透过蓝光。
本实施例的白光发光二极管的NTSC可达100％,LED色点最高可达(0.33,0.33)。
本发明所述的背光模组，包括直下式背光模组及侧入式背光模组。
实施例4
本实施例所述为一种LED直下式背光模组，该背光模组结构采用现有的LED直下式背光模组结构。LED直下式背光模组采用的LED发光器件是本发明所述的白色发光二极管。
如图3所示，LED直下式背光模组包括PCB板202、光学透镜201、扩散板204、棱镜片205、扩散片206、背板203。LED发光器件100设于PCB板202上，光学透镜201设于 LED发光器件100顶部，设有LED发光器件100的PCB板202固设于背板203底部，背板 203位于PCB板的外围，扩散板204设于背板203顶部，棱镜片205设于扩散板204上表面，扩散片206设于棱镜片205上表面。
实施例5
本实施例所述为一种LED侧入式背光模组300，该背光模组结构采用现有的LED侧入式背光模组结构。侧入式背光模组采用的LED发光器件是本发明所述的发光二极管。
如图3所示，LED侧入式背光模组包括导光板303、反光片302、增亮膜304、扩散膜305。 LED发光器件100和PCB板301连接并设于导光板303一侧，反光片302和增亮膜304分别设于导光板303的下表面和上表面，扩散膜305设于增亮膜304上表面。
本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变动。

Claims (6)

1.一种白光发光二极管，其特征在于，包括至少一LED蓝光芯片或紫光芯片、荧光转换层及设置在所述荧光转换层的表面的光学膜片；
所述的荧光转换层包括硅胶，在所述硅胶内分散设置有绿色荧光粉、红色荧光粉；所述绿色荧光粉的半波宽小于55nm，红色荧光粉半波宽小于50nm；所述绿色荧光粉由γ-AlON：M结构的中的一种或多种组成， M为Mn，Mg或二者共参杂；所述红色荧光粉由M2AX6:Mn4+或SrLiSi3N4：Eu结构的一种或多种组成，其中M为Li、Na、K、Rb、Cs；A为Ti、Si、Ge、Zr；X为F、Cl、Br；所述蓝光芯片波长为440-465nm，所述紫光芯片波长为400-430nm；所述膜片在特定的角度范围透过400-500nm的蓝/紫光，其它角度将蓝/紫光反射回荧光转换层。
2.根据权利要求1所述的白光发光二极管，其特征在于，所述膜片具有至少两个透过蓝光且相互交叉的角度。
3.根据权利要求1所述的白光发光二极管，其特征在于，所述膜片全角度透过500-700nm光。
4.根据权利要求1所述的白光发光二极管，其特征在于，所述膜片由光子晶体组成；所述膜片在25°- 75°范围透过400-500nm的蓝/紫光，其它角度将蓝/紫光反射回荧光转换层。
5.一种背光模组，其特征在于，包括权利要求1至4任一权利要求所述的白光发光二极管。
6.根据权利要求5所述的背光模组，其特征在于，
还包括导光模块；所述导光模块包括导光板、位于导光板上的增亮膜、扩散膜及位于导光板下的反光片；所述白光发光二极管设置在一PCB板上且位于所述导光模块的旁侧；
或还包括透镜、背板、扩散板、扩散片、棱镜片及PCB板；所述白光发光二极管设置在所述PCB板上，所述透镜设置在所述白光发光二极管上；在所述PCB板的外围设置背板；在背板的上方由下而上设置扩散板、棱镜板及扩散片。
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