CN114911093A - 发光二极管装置、背光模组和液晶显示装置 - Google Patents
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Abstract
一种发光二极管装置，包括：基板，所述基板上设置有反射杯，所述反射杯具有腔体；至少一颗发光芯片，设置在所述基板上且位于所述腔体中，所述发光芯片被所述反射杯所围绕；荧光胶，所述荧光胶填满所述反射杯的腔体且包覆所述发光芯片，所述荧光胶包括荧光粉和透明的胶体；位于所述反射杯远离所述基板一侧的荧光粉薄膜。本申请还提供应用上述发光二极管装置的背光模组和液晶显示装置。发蓝光的发光芯片通过所述荧光胶和所述荧光粉薄膜，得到三色频普的白光，发光二极管装置的整体封装效率不低于90％；所述荧光薄膜贴在所述荧光胶上表面，因远离发光芯片，可增加封装寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种发光二极管装置及应用其的背光模组和液晶显示装置。
背景技术
液晶显示装置通常包括显示模组以及为所述显示模组提供背光的背光模组。背光模组通常使用发光二极管作为光源。现有的一种发光二极管封装结构包括蓝光芯片，蓝光芯片上设置有灌封胶，灌封胶的上表面贴有红-绿荧光粉薄膜。然而该发光二极管封装结构的封装效率仅有80％，且红-绿荧光粉薄膜的浓度约一般封装组件的3倍以上，成本极高。
发明内容
鉴于此，本发明第一方面提供一种发光二极管装置，包括：
基板，所述基板上设置有反射杯，所述反射杯具有腔体；
至少一颗发光芯片，设置在所述基板上且位于所述腔体中，所述发光芯片被所述反射杯所围绕；
荧光胶，所述荧光胶填满所述反射杯的腔体且包覆所述发光芯片，所述荧光胶包括荧光粉和透明的胶体；
荧光粉薄膜，位于所述反射杯远离所述基板的一侧。
本发明第二方面提供一种背光模组，其包括上述的发光二极管装置以及层叠在所述发光二极管装置具有荧光粉薄膜一侧的光学膜片。
本发明第三方面提供一种液晶显示装置，其包括背光模组以及层叠在背光模组一侧的液晶显示面板，所述背光模组包括上述的发光二极管装置以及层叠在所述发光二极管装置具有荧光粉薄膜一侧的光学膜片。
本发明中，发蓝光的发光芯片通过所述荧光胶和所述荧光粉薄膜，得到三色频普的白光，发光二极管装置的整体封装效率不低于90％；所述荧光薄膜贴在所述荧光胶上表面，因远离发光芯片，可有效增加封装寿命。
附图说明
图1是本发明实施例的发光二极管装置的剖面示意图。
图2是本发明实施例的发光二极管装置的制备方法的流程图。
图3是本发明实施例的发光二极管装置的背光模组的剖面示意图。
图4是本发明实施例的发光二极管装置的背光模组的剖面示意图。
图5是应用本发明实施例的背光模组的液晶显示装置的剖面示意图。
主要元件符号说明
发光二极管装置 100
基板 10
反射杯 20
发光芯片 30
荧光胶 40
腔体 21
下开口 211
上开口 213
光扩散粒子 41
荧光粉薄膜 50
背光模组 200
光学膜片 110
光学扩散片 111
增亮膜 113
液晶显示装置 300
液晶显示面板 310
对向基板 312
薄膜晶体管阵列基板 314
液晶层 316
具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
附图中示出了本发明的实施例，本发明可以通过多种不同形式实现，而并不应解释为仅局限于这里所阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了使本发明更为全面和完整的公开，并使本领域的技术人员更充分地了解本发明的范围。为了清晰可见，在图中，层和区域的尺寸被放大了。
除非另外定义，这里所使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所述领域的普通技术人员所通常理解的含义相同的含义。还应当理解，比如在通用的辞典中所定义的那些的术语，应解释为具有与它们在相关领域的环境中的含义相一致的含义，而不应以过度理想化或过度正式的含义来解释，除非在本文中明确地定义。
请参阅图1，本发明实施例的发光二极管装置100包括基板10、设置在所述基板10同一表面的反射杯20、至少一颗发光芯片30、荧光胶40。所述反射杯20具有腔体21，所述腔体21具有靠近所述基板10的下开口211和远离所述基板10的上开口213。所述下开口211与所述上开口213相对且间隔。所述上开口213的面积大于所述下开口211的面积。沿所述下开口211指向所述上开口213的方向，所述腔体21逐渐变粗。
所述发光芯片30位于所述基板10上且位于所述反射杯20的腔体21中，所述发光芯片30被所述反射杯20所围绕。所述发光芯片30大致位于所述下开口211的中央。所述发光芯片30用以发光。本实施例中，所述发光芯片30为用以发蓝光的芯片。所述反射杯20的腔体21的内壁为反射面，如此所述发光芯片30发出的光线被所述反射杯20的内壁反射以使光线从所述上开口213射出，而无法穿透所述反射杯20。
所述基板10设置所述发光芯片30的表面设置有电路图案(图未示)，对应该发光芯片30具有导电部(图未示)，所述基板10的电路图案与所述导电部电性连接，以为所述发光芯片30提供驱动电源。
所述反射杯20的材质可包含金属材质或非金属材质。金属材质可包含如钛、金、铝、银、铂、钯或前述金属的复合金属等。非金属材质可选自聚邻苯二甲酰胺、陶瓷、聚碳酸酯。非金属材质也可为掺杂具反射效果的材料的高分子材料，其中该掺杂的材料包含具反射效果的非金属材料或金属材料。可以理解的，其他实施例中，所述反射杯20的材料也可选择没有反射功能的材料，但在所述反射杯20的腔体21的壁上形成反射材料。
所述荧光胶40填满所述反射杯20的腔体21且包覆所述发光芯片30。所述荧光胶40包括荧光粉和透明的胶体，透明的胶体优选透明硅胶。该透明硅胶具有良好的导热性能，不仅为发光芯片30提供良好的散热效果，还可以起到保护发光芯片30的作用，减少光的损耗。
所述荧光胶40中还添加有光扩散粒子41，用以使通过的光线均匀扩散。所述光扩散粒子41的材料可为BN、TiO2、ZrO。所述光扩散粒子41可使发光效率增加至少10％。
一般而言，若使用粒径较小的光扩散粒子41，混入的光扩散粒子41的重量比需较高，如此才可具较好的混光效果。于本案实施例中，所述荧光胶40中可嵌置重量比为0.1％至20％的光扩散粒子41。较佳地，当使用粒径为1至30微米的光扩散粒子41时，混入的重量比为0.2％至10％。
所述荧光胶40具有半高宽为25nm～90nm。半高宽，又称为半峰宽，指的是吸收谱带高度最大处高度为一半时谱带的全宽，也即峰值高度一半时的透射峰宽度。所述荧光胶40经蓝光激发后放射波长为600nm～660nm的光。
如图1所示，所述发光二极管装置100还包括位于所述反射杯20远离所述基板10一侧的荧光粉薄膜50。所述荧光粉薄膜50完全覆盖所述反射杯20的上开口213。所述荧光粉薄膜50的面积大于所述上开口213的开口面积。所述荧光粉薄膜50与所述发光芯片30之间有荧光胶40，因此发光芯片30的发热不易影响到荧光粉薄膜50，而使其可维持稳定的发光效率。
所述荧光粉薄膜50可包括钙钛矿、有机染料、无机发光体、硫化物SrGa2S4：Eu/r-AlON材料中的至少一种。
所述荧光粉薄膜50具有半高宽为25nm～55nm，经蓝光激发后放射波长为520nm～550nm。
所述基板10的材质可选自玻璃、陶瓷、电木、环氧树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚亚酰胺、氰酯、双顺丁烯二酸酰亚胺/三氮阱、玻璃纤维的耐燃性积层板材第四级材质(FR4)及玻璃纤维的耐燃性积层板材第五级材质(FR5)所组群组的其中一者。
一实施例中，所述荧光胶40含有红色荧光粉，所述荧光粉薄膜50含有绿色荧光粉。
本发明实施例中，发蓝光的发光芯片30通过所述荧光胶40和所述荧光粉薄膜50，得到三色频普的白光，在所述荧光胶40添加光扩散粒子41可使发光效率增加10％，其发光二极管装置100的整体封装效率不低于90％；所述荧光薄膜贴在所述荧光胶40上表面，因远离发光芯片30，可增加封装寿命。
请参阅图2，本发明较佳实施方式发光二极管装置100的制备方法包括如下步骤。
步骤S1：提供基板10，所述基板10的一表面上设置反射杯20。
步骤S2：将发光芯片30安装在所述基板10上且被所述反射杯20围绕。
步骤S3：在反射杯20中填充荧光胶40包覆所述发光芯片30。
步骤S4：在所述反射杯20远离所述基板10的一侧形成荧光粉薄膜50。
如图3所示，本申请还提供应用上述发光二极管装置100的背光模组200。所述背光模组200包括上述发光二极管装置100以及层叠在所述发光二极管装置100具有荧光粉薄膜50一侧的光学膜片110，所述光学膜片110可包括层叠设置的光学扩散片111以及增亮膜113等。上述发光二极管装置100的基板10上设置有多个反射杯20和多个发光芯片30。
如图4所示的背光模组200与图3所示的背光模组200基本相同，区别在于：位于多个反射杯20远离所述基板10一侧的荧光粉薄膜50为连续的整层。
如图5所示，本发明实施例还提供应用上述发光二极管装置100的液晶显示装置300。所述液晶显示装置300包括上述的背光模组200以及层叠在背光模组200一侧的液晶显示面板310。所述液晶显示面板310包括相对设置的对向基板312和薄膜晶体管阵列基板314以及层叠在对向基板312和薄膜晶体管阵列基板314之间的液晶层316。其中，薄膜晶体管阵列基板314相对靠近所述背光模组200，且背光模组200的光学膜片110位于薄膜晶体管阵列基板314与发光二极管装置100之间。
下面通过具体实验例对本申请实施例的技术方案进行进一步的说明。
实验例
实验例的发光二极管装置：基板10上设置多个反射杯20和多个蓝光芯片，荧光胶40填充反射杯20并包覆蓝光芯片，所述荧光胶40含有红色荧光粉，所述反射杯20上设置有覆盖所述荧光胶40的绿色荧光粉薄膜50。
对比例1
对比例1的发光二极管装置：基板10上设置多个反射杯20和多个蓝光芯片，所述反射杯20上设置有覆盖所述反射杯20的红-绿荧光粉薄膜50。
对比例2
对比例2的发光二极管装置：基板10上设置多个反射杯20和多个蓝光芯片，荧光胶40填充反射杯20并包覆蓝光芯片，所述荧光胶40包括绿色荧光粉(β-SiAlon：540nm)及KSF荧光粉的混合物。
以实验例和对比例1-2的发光二级管装置分别作为直下式背光模组的光源，且分别在三种发光二极管装置的一侧依次层叠扩散膜、增亮膜以及反射式增亮膜，形成三种不同的背光模组，三种背光模组的测试结果如下表所示。
依据测试结果可知：与对比例1和对比例2相比，实验例的发光二极管装置在荧光粉浓度适中的情况下，其发光亮度高，且可达到较高的色域。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，图示中出现的上、下、左及右方向仅为了方便理解，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种发光二极管装置，其特征在于，包括：
基板，所述基板上设置有反射杯，所述反射杯具有腔体；
至少一颗发光芯片，设置在所述基板上且位于所述腔体中，所述发光芯片被所述反射杯所围绕；
荧光胶，所述荧光胶填满所述反射杯的腔体且包覆所述发光芯片，所述荧光胶包括荧光粉和透明的胶体；
荧光粉薄膜，位于所述反射杯远离所述基板的一侧。
2.如权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于，所述反射杯的腔体的内壁为反射面，以使所述发光芯片发出的光线被所述反射杯的内壁反射。
3.如权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于，所述腔体具有靠近所述基板的下开口和远离所述基板的上开口，所述下开口与所述上开口相对且间隔，沿所述下开口指向所述上开口的方向，所述腔体逐渐变粗。
4.如权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于，所述荧光胶中还添加有光扩散粒子。
5.如权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于，所述荧光胶具有半高宽为25nm～90nm；所述荧光胶经蓝光激发后放射波长为600nm～660nm。
6.如权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于，所述荧光粉薄膜具有半高宽为25nm～55nm，所述荧光粉薄膜经蓝光激发后放射波长为520nm～550nm。
7.如权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于，所述发光芯片用以发蓝光。
8.如权利要求7所述的发光二极管装置，其特征在于，所述荧光胶含有红色荧光粉，所述荧光粉薄膜含有绿色荧光粉。
9.一种背光模组，其特征在于，包括权利要求1至8中任一项所述的发光二极管装置以及层叠在所述发光二极管装置具有荧光粉薄膜一侧的光学膜片。
10.一种液晶显示装置，其包括背光模组以及层叠在背光模组一侧的液晶显示面板，其特征在于，所述背光模组包括权利要求1至8中任一项所述的发光二极管装置以及层叠在所述发光二极管装置具有所述荧光粉薄膜一侧的光学膜片。
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