CN111796458A - 一种led发光器件及其直下式背光模组 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种LED发光器件，包括：LED发光芯片1、支架2、透镜5，LED发光芯片1位于支架2的底部，LED发光芯片1与支架2之间为腔体3，LED发光芯片1为蓝光LED发光芯片，腔体3之中填充胶体，所述透镜5包括凹部51,凹部51位于透镜5的下方及中间位置，变光膜片6设置在凹部51的内部，透镜5还包括透镜主体52和支撑柱53,支撑柱53位于透镜5的下方及非中间的位置，透镜5与支架2之间有间隙4。本发明还提供一种直下式背光模组，从下到上包括：背板、扩散板、其他光学膜片，在背板朝向扩散板的表面设置有多个所述LED发光器件。
Description
技术领域
本发明涉及显示装置技术领域，更具体地，涉及一种LED发光器件及其直下式背光模组。
背景技术
电视机或电脑显示装置的背光模组，分为侧入式背光模组和直下式背光模组，而侧入式背光模组与直下式背光模组的最大区别在于，直下式背光模组相比于侧入式背光模组不需要设置导光板，具有物美价廉的优势；同时，直下式背光模组采用LED背光源做成密集的点阵，放置在屏幕的背后，直接照射屏幕，画质清晰、画面效果好，因此直下式背光模组得到广泛的应用。
常见的直下式背光模组，从下到上包括：背板7、蓝光LED光源、扩散板8、量子膜片9、其他光学膜片10，量子膜片一般包括：基质、红色量子点、绿色量子点、扩散粒子，量子膜片的作用是将蓝光光源变为白光面光源，具体为，蓝光LED发出的蓝光，激发量子膜片中的红色量子点和绿色量子点分别发出红光和绿光，蓝、红、绿三原色在量子膜片内混合后变成白光。
但是，量子膜片的成本很高，并且大多数量子膜片中含有对人以及环境有毒有害的重金属。另外，量子膜片容易受潮，受潮后极大的降低量子膜片中量子点的激发成功率，导致激发产生的红光和绿光变少，而直接透过量子膜片的蓝光成分增多，直下式背光模组整体主观发蓝，因此量子膜片还设置了水氧阻隔层、保护层等结构，工艺复杂且成本高。
在现有技术中，为了减少量子膜片的用量，第一，将量子膜片设置在LED发光芯片上，此方案量子膜片的用量很少，但是LED发光芯片工作后的温度很高，导致量子膜片的寿命短，未得到实际推广应用；第二，在LED发光芯片上的透镜内部，改变透镜的结构，在透镜内部设置量子膜材料，此方案也减少了量子膜材料的用量，但是该透镜在生产工艺中难以实现，并且不能完全覆盖蓝光LED发出的蓝光，导致直下式背光模组整体主观发蓝。
有鉴于此，本发明提供一种LED发光器件及其直下式背光模组，极大的降低量子膜片的用量，寿命长，并且可使用现有的通用的透镜、工艺简单。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种LED发光器件及其直下式背光模组，能够极大的降低量子膜片的用量，寿命长，并且能够使用现有的通用的透镜、工艺简单。
一种LED发光器件，包括：LED发光芯片1、支架2、透镜5，LED发光芯片1位于支架2的底部，LED发光芯片1与支架2之间为腔体3，LED发光芯片1为蓝光LED发光芯片，腔体3之中填充胶体，其特征在于，所述透镜5包括凹部51,凹部51位于透镜5的下方及中间位置，变光膜片6设置在凹部51的内部，透镜5还包括透镜主体52和支撑柱53,支撑柱53位于透镜5的下方及非中间的位置，透镜5与支架2之间有间隙4。
在一些实施方式中，变光膜片6为量子膜片、或荧光膜片中的一种。
进一步的，变光膜片6为量子膜片，量子膜片的厚度为10um～500um，优选的，量子膜片的厚度为20um～200um。
进一步的，量子膜片包括：基质、红色量子点、绿色量子点、扩散粒子。
进一步的，基质为丙烯酸酯类树脂、有机硅氧烷树脂、丙烯酸酯改性聚氨酯、丙烯酸酯改性有机硅树脂、或环氧树脂中的一种；扩散粒子为无机粒子、或/和有机高分子粒子，无机粒子包括：SiO2、TiO2、Al2O3、CaCO3、BaSO4中的一种或多种，有机高分子粒子包括：聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚苯乙烯PS、烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS、聚氨酯PU、有机硅聚合物中的一种或多种。
进一步的，扩散粒子的直径为0.1um～20um，扩散粒子在基质中含量为0.1％～10％，优选的，扩散粒子的直径为1um～15um，扩散粒子在基质中含量为1％～5％。
进一步的，量子膜片还包括：保护层、隔水汽层。
进一步的，变光膜片6为荧光膜片，荧光膜片的厚度为0.05mm～1.0mm，优选的，荧光膜片的厚度为0.1mm～0.8mm。
进一步的，荧光膜片包括：透明胶体和荧光粉原料，其中，透明胶体包括：环氧树脂、硅树脂、或油墨中的一种或多种，荧光粉原料为黄色YAG荧光粉、黄色TAG荧光粉、绿色铝酸盐荧光粉、红色硅酸盐荧光粉或红色氮化物荧光粉的其中一种或多种。
进一步的，变光膜片6通过左右两个边部61与凹部51胶黏固定，或者变光膜片6通过左右两个侧部62与凹部51胶黏固定，或者光膜片6通过填充物固定在凹部51的内部。
在一些实施方式中，凹部51的厚度大于或者等于变光膜片6的厚度，变光膜片6位于凹部51的顶部、中部、或者底部。
进一步优选的，凹部51的厚度大于变光膜片6的厚度，变光膜片6与凹部51之间具有中空部位511。
进一步的，中空部位511不填充或者填充透明的隔热层、或/和隔水汽层。
进一步的，透明的隔热层为玻璃层、高透隔热层、氧化铟锡/银/氧化铟锡膜系结构的隔热层、或纳米ATO隔热层中的一种。
进一步的，透明的隔水汽层为高分子聚合物、或/和无机氧化物。
在一些实施方式中，间隙4不填充或者填充透明的隔热层，透明的隔热层为玻璃层、高透隔热层、氧化铟锡/银/氧化铟锡膜系结构的隔热层、或纳米ATO隔热层中的一种。
在一些实施方式中，LED发光芯片1的主波长范围为380～470nm。
在一些实施方式中，LED发光芯片1与支架腔体3之间填充的胶体为纯硅胶、硅树脂、环氧树脂中的一种或多种。
在一些实施方式中，支架2包括底部的内表面22和侧壁的内表面21，具有反光的作用，底部的内表面22和侧壁的内表面21的反射率＞90％。
进一步的，底部的内表面22的厚度为0.2-0.3mm，底部的内表面22为铜箔，侧壁的内表面21为白色塑料。
在一些实施方式中，支撑柱53为圆柱体、正方体、长方体、圆锥体中的一种。
一种直下式背光模组，从下到上包括：背板7、扩散板8、其他光学膜片10，在背板7朝向扩散板8的表面设置有多个所述LED发光器件。
对本发明的LED发光器件进行光学检测，LED发光芯片1发光，经过变光膜片6和透镜5之后，向两边发出的光为主，向其中一边最大的角度接近80度，向两边发出的光的最大的夹角接近160度，由此可见，所述LED发光器件的发光型与现有技术中发白光的LED，再加透镜的发光型相同，混光效果好。
本发明一种LED发光器件及其直下式背光模组，将变光膜片6设置透镜5的凹部51的内部，变光膜片6为量子膜片或荧光膜片,可将蓝光LED发光芯片发出的蓝光变为白光，量子膜片的用量减少了90％以上，即使用量子膜片的成本降低了90％以上，具有巨大的经济效益；同时，透镜5还包括支撑柱53,支撑柱53使得透镜5与支架2之间有间隙4，间隙4利于LED发光芯片1散热，变光膜片吸收的热量大幅降低，变光膜片的寿命长；进一步的，中空部位511不填充材料，则增加间隙，更利于散热，或者中空部位511和间隙4填充透明的隔热层、或/和隔水汽层，实现可见光透过、隔绝热辐射或/和水汽的作用，降低热影响和水汽的影响，进一步延长变光膜片的寿命；此外，未改变透镜的主体结构，可使用现有的通用的透镜、工艺简单；并且，所述LED发光器件的发光型与现有技术中发白光的LED，再加透镜的发光型相同，混光效果好。
附图说明
图1为现有技术的直下式背光模组的结构示意图。
图2为本发明实施例1的LED发光器件的结构示意图。
图3为本发明实施例2的LED发光器件的结构示意图。
图4为本发明实施例3的LED发光器件的结构示意图。
图5为本发明的LED发光器件的发光型。
主要元件符号说明：
具体实施方式
描述以下实施例以辅助对本发明的理解，实施例不是也不应当以任何方式解释为限制本发明的保护范围。
在以下描述中，本领域的技术人员将认识到，在本论述的全文中，组件可描述为单独的功能单元(可包括子单元)，但是本领域的技术人员将认识到，各种组件或其部分可划分成单独组件，或者可整合在一起(包括整合在单个的系统或组件内)。
此外，附图内的组件或系统之间的连接并不旨在限于直接连接。相反，在这些组件之间的数据可由中间组件修改、重格式化、或以其它方式改变。另外，可使用另外或更少的连接。还应注意，术语“联接”、“连接”、或“输入”“固定”应理解为包括直接连接、通过一个或多个中间设备来进行的间接连接或固定。
实施例1：
一种LED发光器件，如图2所示，包括：LED发光芯片1、支架2、透镜5，LED发光芯片1位于支架2的底部，LED发光芯片1与支架2之间为腔体3，LED发光芯片1为蓝光LED发光芯片，腔体3之中填充胶体，其特征在于，所述透镜5包括凹部51,凹部51位于透镜5的下方及中间位置，变光膜片6设置在凹部51的内部，透镜5还包括透镜主体52和支撑柱53,支撑柱53位于透镜5的下方及非中间的位置，透镜5与支架2之间有间隙4。
变光膜片6为量子膜片，量子膜片的厚度为100um，量子膜片包括：基质、红色量子点、绿色量子点、扩散粒子。基质为丙烯酸酯类树脂，扩散粒子为无机粒子、和有机高分子粒子，无机粒子为：SiO2、TiO2、Al2O3，有机高分子粒子为：聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚苯乙烯PS，扩散粒子的直径为10um，扩散粒子在基质中含量为3％，量子膜片还包括：保护层、隔水汽层。
变光膜片6通过左右两个边部61与凹部51胶黏固定，凹部51的厚度大于变光膜片6的厚度，变光膜片6与凹部51之间具有中空部位511，变光膜片6位于凹部51的顶部，中空部位511填充透明的隔水汽层，透明的隔水汽层为高分子聚合物、或/和无机氧化物，间隙4不填充透明的隔热层。
LED发光芯片1的主波长范围为380～470nm，LED发光芯片1与支架腔体3之间填充的胶体为纯硅胶、硅树脂，支架2包括底部的内表面22和侧壁的内表面21，具有反光的作用，底部的内表面22和侧壁的内表面21的反射率＞90％，底部的内表面22的厚度为0.3mm，底部的内表面22为铜箔，侧壁的内表面21为白色塑料，支撑柱53为圆柱体。
一种直下式背光模组，从下到上包括：背板、扩散板、其他光学膜片，在背板朝向扩散板的表面设置有多个所述LED发光器件。
如图5所示，对本发明的LED发光器件进行光学检测，LED发光芯片1发光，经过变光膜片6和透镜5之后，向两边发出的光为主，向其中一边最大的角度接近80度，向两边发出的光的最大的夹角接近160度，由此可见，所述LED发光器件的发光型与现有技术中发白光的LED，再加透镜的发光型相同，混光效果好。
实施例2：
一种LED发光器件，如图3所示，包括：LED发光芯片1、支架2、透镜5，LED发光芯片1位于支架2的底部，LED发光芯片1与支架2之间为腔体3，LED发光芯片1为蓝光LED发光芯片，腔体3之中填充胶体，其特征在于，所述透镜5包括凹部51,凹部51位于透镜5的下方及中间位置，变光膜片6设置在凹部51的内部，透镜5还包括透镜主体52和支撑柱53,支撑柱53位于透镜5的下方及非中间的位置，透镜5与支架2之间有间隙4。
变光膜片6为荧光膜片，荧光膜片的厚度为0.3mm，荧光膜片为：环氧树脂、硅树脂与荧光粉原料，荧光粉原料为黄色YAG荧光粉，变光膜片6固定在凹部51的内部，光膜片6通过填充物固定在凹部51的内部，凹部51的厚度大于或者等于变光膜片6的厚度，变光膜片6位于凹部51的中部。
中空部位511填充透明的隔热层、和隔水汽层，变光膜片6的上部填充透明的隔水汽层，侧边和下部填充透明的隔热层，透明的隔热层为高透隔热层，透明的隔水汽层为高分子聚合物、和无机氧化物，间隙4不填充透明的隔热层。
LED发光芯片1的主波长范围为380～470nm，LED发光芯片1与支架腔体3之间填充的胶体为纯硅胶、硅树脂，支架2包括底部的内表面22和侧壁的内表面21，具有反光的作用，底部的内表面22和侧壁的内表面21的反射率＞90％，底部的内表面22的厚度为0.3mm，底部的内表面22为铜箔，侧壁的内表面21为白色塑料，支撑柱53为圆柱体。
一种直下式背光模组，从下到上包括：背板、扩散板、其他光学膜片，在背板朝向扩散板的表面设置有多个所述LED发光器件。
如图5所示，对本发明的LED发光器件进行光学检测，LED发光芯片1发光，经过变光膜片6和透镜5之后，向两边发出的光为主，向其中一边最大的角度接近80度，向两边发出的光的最大的夹角接近160度，由此可见，所述LED发光器件的发光型与现有技术中发白光的LED，再加透镜的发光型相同，混光效果好。
实施例3：
一种LED发光器件，如图4所示，包括：LED发光芯片1、支架2、透镜5，LED发光芯片1位于支架2的底部，LED发光芯片1与支架2之间为腔体3，LED发光芯片1为蓝光LED发光芯片，腔体3之中填充胶体，其特征在于，所述透镜5包括凹部51,凹部51位于透镜5的下方及中间位置，变光膜片6设置在凹部51的内部，透镜5还包括透镜主体52和支撑柱53,支撑柱53位于透镜5的下方及非中间的位置，透镜5与支架2之间有间隙4。
变光膜片6为量子膜片，量子膜片的厚度为80um，，量子膜片包括：基质、红色量子点、绿色量子点、扩散粒子、保护层、隔水汽层，基质为有机硅氧烷树脂，扩散粒子为无机粒子、和有机高分子粒子，无机粒子：SiO2、CaCO3、BaSO4，有机高分子粒子：聚苯乙烯PS、烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS、有机硅聚合物，扩散粒子的直径为6um，扩散粒子在基质中含量为4％。
变光膜片6通过左右两个侧部62与凹部51胶黏固定，凹部51的厚度大于变光膜片6的厚度，变光膜片6与凹部51之间具有中空部位511，变光膜片6位于凹部51的底部，中空部位511填充透明的隔水汽层，透明的隔水汽层为高分子聚合物和无机氧化物，间隙4填充透明的隔热层，透明的隔热层为玻璃层。
LED发光芯片1的主波长范围为380～470nm，LED发光芯片1与支架腔体3之间填充的胶体为纯硅胶、硅树脂，支架2包括底部的内表面22和侧壁的内表面21，具有反光的作用，底部的内表面22和侧壁的内表面21的反射率＞90％，底部的内表面22的厚度为0.3mm，底部的内表面22为铜箔，侧壁的内表面21为白色塑料，支撑柱53为圆柱体。
一种直下式背光模组，从下到上包括：背板、扩散板、其他光学膜片，在背板朝向扩散板的表面设置有多个所述LED发光器件。
如图5所示，对本发明的LED发光器件进行光学检测，LED发光芯片1发光，经过变光膜片6和透镜5之后，向两边发出的光为主，向其中一边最大的角度接近80度，向两边发出的光的最大的夹角接近160度，由此可见，所述LED发光器件的发光型与现有技术中发白光的LED，再加透镜的发光型相同，混光效果好。
尽管本申请已公开了多个方面和实施方式，但是其它方面和实施方式对本领域技术人员而言将是显而易见的，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。本申请公开的多个方面和实施方式仅用于举例说明，其并非旨在限制本申请，本申请的实际保护范围以权利要求为准。
Claims (10)
1.一种LED发光器件，包括：LED发光芯片1、支架2、透镜5，LED发光芯片1位于支架2的底部，LED发光芯片1与支架2之间为腔体3，LED发光芯片1为蓝光LED发光芯片，腔体3之中填充胶体，其特征在于，所述透镜5包括凹部51,凹部51位于透镜5的下方及中间位置，变光膜片6设置在凹部51的内部，透镜5还包括透镜主体52和支撑柱53,支撑柱53位于透镜5的下方及非中间的位置，透镜5与支架2之间有间隙4。
2.如权利要求1所述的LED发光器件，其特征在于，所述变光膜片6为量子膜片、或荧光膜片。
3.如权利要求2所述的LED发光器件，其特征在于，所述变光膜片6为量子膜片，所述量子膜片包括选自下组一个或多个特征：
(1)量子膜片的厚度为10um～500um；
(2)量子膜片包括：基质、红色量子点、绿色量子点、扩散粒子；
(3)量子膜片的基质为丙烯酸酯类树脂、有机硅氧烷树脂、丙烯酸酯改性聚氨酯、丙烯酸酯改性有机硅树脂、或环氧树脂中的一种；
(4)量子膜片的扩散粒子为无机粒子、或/和有机高分子粒子，无机粒子包括：SiO2、TiO2、Al2O3、CaCO3、BaSO4中的一种或多种，有机高分子粒子包括：聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚苯乙烯PS、烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS、聚氨酯PU、有机硅聚合物中的一种或多种；
(5)量子膜片的扩散粒子的直径为0.1um～20um，扩散粒子在基质中含量为0.1％～10％；
(6)量子膜片还包括：保护层、隔水汽层。
4.如权利要求2所述的LED发光器件，其特征在于，变光膜片6为荧光膜片，荧光膜片的厚度为0.05mm～1.0mm，荧光膜片包括：透明胶体和荧光粉原料，其中，透明胶体包括：环氧树脂、硅树脂、或油墨中的一种或多种，荧光粉原料为黄色YAG荧光粉、黄色TAG荧光粉、绿色铝酸盐荧光粉、红色硅酸盐荧光粉或红色氮化物荧光粉的其中一种或多种。
5.如权利要求1所述的LED发光器件，其特征在于，变光膜片6通过左右两个边部61与凹部51胶黏固定，或者变光膜片6通过左右两个侧部62与凹部51胶黏固定，或者光膜片6通过填充物固定在凹部51的内部。
6.如权利要求1所述的LED发光器件，其特征在于，凹部51的厚度大于或者等于变光膜片6的厚度，变光膜片6位于凹部51的顶部、中部、或者底部。
7.如权利要求6所述的LED发光器件，其特征在于，凹部51的厚度大于变光膜片6的厚度，变光膜片6与凹部51之间具有中空部位511，中空部位511不填充或者填充透明的隔热层、或/和隔水汽层。
8.如权利要求7所述的LED发光器件，其特征在于，透明的隔热层为玻璃层、高透隔热层、氧化铟锡/银/氧化铟锡膜系结构的隔热层、或纳米ATO隔热层中的一种；透明的隔水汽层为高分子聚合物、或/和无机氧化物。
9.如权利要求1所述的LED发光器件，其特征在于，间隙4不填充或者填充透明的隔热层，透明的隔热层为玻璃层、高透隔热层、氧化铟锡/银/氧化铟锡膜系结构的隔热层、或纳米ATO隔热层中的一种。
10.一种直下式背光模组，从下到上包括：背板、扩散板、其他光学膜片，其特征在于，在背板朝向扩散板的表面设置有多个权利要求1-9中任一项所述的LED发光器件。
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