TWI383487B - 發光二極體模組 - Google Patents

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Chun Liang Lin
Ya Ling Hsu
Chien Kai Chen
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發光二極體模組
本發明係有關一種發光二極體模組，特別是一種色彩飽和之發光二極體模組。
隨著發光二極體(light emitting diodes，LED)晶片(chip)的發展，其於液晶顯示器(liquid crystal display，LCD)的背光模組上之應用也日益受到重視。目前廣泛應用於LCD顯示器的LED為白光LED。其中，白光LED通常是由藍光LED晶片搭配黃色螢光粉，或是由藍光LED晶片搭配紅綠(RG)螢光粉而產生白光。
由於顯示器色彩的呈現將會直接影響觀眾的感受，因此色度規格必須非常精確，如此顯示器的色彩才能正確的呈現。相對的，做為提供背光源的LED之挑選，便會對整體色彩造成非常大的影響。
傳統上，藍光LED經由磊晶的製造過程，並搭配上螢光粉摻雜，而形成白光LED成品後，會經過LED分光分色機的篩選，以分選出LED的色度(Bin)區。為了讓顯示器的色彩呈現能維持一定的品質，最後可挑選的LED色彩之色度區只剩下少數的1到2個區域，而其他剩餘的色度區之LED將無法被使用於背光源。如此，將大幅增加原料的浪費而使成本升高。
再者，當多顆不同藍光LED組成發光二極體模組時，由於各顆藍光LED於製程中的各種條件不一定完全相同，將使得藍光LED頻譜(spectrum)之波峰值(peak)不盡相同。如此，將造成發光二極體模組的藍光區域整體之頻譜 寬度變寬，此現象將造成顯示器的色彩飽和度變差。因此，為了維持顯示器的色彩呈現品質，在挑選藍光LED晶片而組成發光二極體模組時，同樣只剩下少數色度的區域可供選擇，剩餘色度區域的LED晶片將無法被使用於發光二極體模組之中。
有鑑於此本發明提出一種發光二極體模組。藉由本發明所提出的模組，可調整複數個發光二極體晶片之頻譜分布，使發光二極體的色彩純化，以克服多顆不同色度區的發光二極體晶片組成發光二極體模組時的色彩偏差問題。
本發明提出一種發光二極體模組，包含：基板、發光二極體及多層膜。複數個發光二極體設置於基板上，每一個發光二極體分別具有第一光頻譜。多層膜設置於發光二極體之上方，將發光二極體之第一光頻譜過濾並窄化為第二光頻譜。
依照本發明一較佳實施例，多層膜由具有不同折射係數之第一介電材料與第二介電材料交錯組合而成，其中，第一介電材料可為銦錫氧化物(ITO)，而第二介電材料可為二氧化矽(SiO2 )。
有關本發明的較佳實施例及其功效，茲配合圖式說明如後。
請參照第1圖，該圖所示為本發明之發光二極體模組的第一實施例示意圖。本發明所提出之發光二極體模組1包含：基板10、發光二極體20及多層膜30。
複數個發光二極體20設置於基板10上，每一個發光二極體20分別具有各自的第一光頻譜。多層膜30設置於發光二極體20之上方，多層膜30可將多個發光二極體20之各第一光頻譜過濾並窄化為第二光頻譜。其中，第二光頻譜即為色彩純化後之光頻譜，因此若將第二光頻譜使用於顯示器(如：液晶顯示器)的背光模組，將可使顯示器的顯示色彩更為飽和。其中，多層膜30可由多種不同折射係數的材料所組成，例如，由具有不同折射係數之第一介電材料與第二介電材料交錯組合而成。其中，構成多層膜30的第一介電材料可為銦錫氧化物(ITO)，而第二介電材料可為二氧化矽(SiO2 )。舉一實際例作為說明，但不以此為限，多層膜30可由16層的銦錫氧化物與二氧化矽交錯組合而成，分別為ITO/SiO2 /ITO/SiO2 /ITO/SiO2 /ITO/SiO2 /ITO/SiO2 /ITO/SiO2 /ITO/SiO2 /ITO/SiO2 ，且每一層的介電材料之厚度分別為50(nm)/75(nm)/52(nm)/72(nm)/52(nm)/72(nm)/52(nm)/207(nm)/52(nm)/25(nm)/70(nm)/72(nm)/52(nm)/72(nm)/52(nm)/72(nm)。
請參照第2圖，其為發光二極體模組之第二實施例示意圖。於第二實施例中更包含：螢光粉層40。於此，螢光粉層40設置於發光二極體20與多層膜30之間。其中，發光二極體20可為藍光二極體，螢光粉層40之螢光物質可為黃色(YAG)螢光物質、紅綠(RG)螢光物質或矽酸鹽燐光體(silicate phosphor)等。藍光二極體所發射之藍光在經過上層的螢光粉層40後，即可產生所需的白光。
螢光粉層40尚有多種配置方式，如第3圖所示為發光二極體模組之第三實施例示意圖。於第三實施例中，螢光粉層40設置於多層膜30之上方。 同樣以發光二極體20為藍光二極體為例作說明，發光二極體20所發射的第一光頻譜，先經過多層膜30的過濾並窄化後產生第二光頻譜，於此第二光頻譜其頻譜寬度較窄，亦即屬於純化後之藍光頻譜，再經過同樣由黃色(YAG)螢光物質、紅綠(RG)螢光物質或矽酸鹽燐光體(silicate phosphor)等螢光物質所組成的螢光粉層40後，同樣可產生純化的白光頻譜。
請參照第4圖為發光二極體模組之第四實施例示意圖。於第四實施例中，螢光粉層40為複數個且分別塗佈於每一個發光二極體20之上。第四實施例與第2圖的第二實施例之配置方式類似，同樣為發光二極體20所發散的光源先經過螢光粉層40後，再經過多層膜30的過濾並窄化，而產生所需的第二光頻譜。差異之處在於第四實施例中的螢光粉層40分別塗佈在每一個發光二極體20之上，如此所需的螢光粉層40之面積與螢光材質可比第二實施例來的少，因此可降低成本的支出。另外，螢光粉層40之配置不限於此，例如，各個發光二極體20亦可分別被螢光粉層40完全包覆。
底下舉例以詳細說明上述之第一光頻譜與第二光頻譜，請同時參照第5A圖與第5B圖，其分別為第一光頻譜之示意圖與第二光頻譜之示意圖，於此以藍光二極體為例作說明。
由第5A圖所示可知，由於發光二極體模組1具有多個發光二極體20，由於各顆發光二極體20於製程中的各種條件不一定完全相同，因此使得每一顆發光二極體20的第一光頻譜之波峰值(peak)不盡相同。由於藍光波長在光譜上的分布為380~500(nm)，也就是說光頻譜分布在這個範圍之內皆可稱之為藍光。因此，由第5A圖中所舉例的5個發光二極體20(LED 1~LED 5)可看出，每一個發光二極體20的光頻譜之波峰值皆位於380~500(nm)的範圍之內，但每一個發光二極體20的波峰值卻都不相同。也就是因為每一個發光二極體的波峰值都不相同，造成這些發光二極體所組成的發光二極體模組之藍光區域整體的頻譜變寬，如此將使得利用該發光二極體模組而做為背光源的顯示器之色彩飽和度變差。
因此，本發明提出將發光二極體模組1中設置多層膜30，藉由多層膜30過濾並窄化每一個發光二極體20之第一光頻譜，而將第一光頻譜限制在一預設範圍之內，如此將使得經由多層膜30後的第二光頻譜之波峰值變窄，如此以本發明所提出之發光二極體模組1作為顯示器之背光模組時，將可獲得高色彩飽和度，進而提升顯示器的色彩呈現品質。
請續參照第5B圖，圖中所示為第一光頻譜經過多層膜30後所產生的第二光頻譜，第二光頻譜之頻譜寬度因多層膜30的濾波效果而窄化，而被限定在一預設範圍之內。其中，第二光頻譜之波峰值可介於450±20nm之區間內，且第二光頻譜之半高寬值可介於22±5nm之區間內，但不限於此。
此外，經由實驗數據證實，於xy色度座標圖中，單一顆發光二極體的藍光Y值為0.047，而多顆發光二極體所組成的發光二極體模組的藍光Y值為0.063，若加上本發明所提出之多層膜30後，發光二極體模組的藍光Y值將變為0.044。由此可知，經過多層膜30的調整後，發光二極體模組的藍光Y值可由偏差至0.063的位置而調整回0.044，可使藍光區色彩純化，以克服多顆不同色度區(bin)的藍光二極體組成發光二極體模組時的色彩偏差問題。
雖然本發明的技術內容已經以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神所作些許之更動與潤飾，皆應涵蓋於本發明的範疇內，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1‧‧‧發光二極體模組
10‧‧‧基板
20‧‧‧發光二極體
30‧‧‧多層膜
40‧‧‧螢光粉層
第1圖：發光二極體模組之第一實施例示意圖第2圖：發光二極體模組之第二實施例示意圖第3圖：發光二極體模組之第三實施例示意圖第4圖：發光二極體模組之第四實施例示意圖第5A圖：第一光頻譜之示意圖第5B圖：第二光頻譜之示意圖
1‧‧‧發光二極體模組
10‧‧‧基板
20‧‧‧發光二極體
30‧‧‧多層膜

Claims (10)

  1. 一種發光二極體模組，包含：一基板；複數個發光二極體，設置於該基板上，每一該發光二極體分別具有一第一光頻譜；及一多層膜，設置於該些發光二極體之上方，將該些發光二極體之該些第一光頻譜過濾並窄化為一第二光頻譜，其中該第二光頻譜之波峰值介於450±20nm。
  2. 如請求項1之發光二極體模組，其中該發光二極體係為藍光二極體。
  3. 如請求項1之發光二極體模組，其中該多層膜由具有不同折射係數之一第一介電材料與一第二介電材料交錯組合而成。
  4. 如請求項3之發光二極體模組，其中該第一介電材料係為銦錫氧化物(ITO)。
  5. 如請求項3之發光二極體模組，其中該第二介電材料係為二氧化矽(SiO2 )。
  6. 如請求項1之發光二極體模組，其中該第二光頻譜之半高寬值介於22±5nm。
  7. 如請求項1之發光二極體模組，更包含：一螢光粉層，設置於該些發光二極體與該多層膜之間。
  8. 如請求項1之發光二極體模組，更包含：一螢光粉層，設置於該多層膜之上方。
  9. 如請求項1之發光二極體模組，更包含：複數個螢光粉層，分別塗佈於該些發光二極體之上。
  10. 8或9之發光二極體模組，其中該螢光粉層之螢光物質係選自一黃色(YAG)螢光物質、一紅綠(RG)螢光物質、一矽酸鹽燐光體(silicate phosphor)及其組合所構成的群組。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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TW200604657A (en) * 2004-07-16 2006-02-01 Chi Lin Technology Co Ltd Light emitting diode and backlight module having light emitting diode
TWM327038U (en) * 2007-07-31 2008-02-11 Chunghwa Picture Tubes Ltd Light-emitting diode chip, side emitting backlight module, direct type backlight module

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