CN107195752A - 一种led、背光模组和显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种LED、背光模组和显示装置，属于显示技术领域，所提供的LED包括：封装支架、反光杯、发光芯片、透光胶料和荧光粉层。所述封装支架设有中空结构的凹槽，所述反光杯设置在所述凹槽中，所述发光芯片设置在所述反光杯底部，所述荧光粉层设置在所述反光杯内，且所述荧光粉层包括红色荧光粉与绿色荧光粉，所述红色荧光粉与所述透光胶料均匀混合形成红色胶体，所述绿色荧光粉与所述透光胶料均匀混合形成绿色胶体，所述相同数量的多个红色胶体与绿色胶体依次交替成列布置。不会再被红色荧光粉二次吸收激发出红光，从而降低了能量损失，进而提高了LED的出光效率。
Description
技术领域
本发明涉及高色域显示领域，特别涉及一种LED、背光模组和显示装置。
背景技术
在现有技术中，普通背光采用蓝光芯片激发黄色荧光粉产生，背光光谱只在蓝光和黄光波段有波峰，经过面板的彩色滤光片后蓝光和红光光谱半波较宽，蓝光与绿光及绿光与红光的光谱重叠部分较多；而高色域背光一般采用蓝光芯片激发两种物质产生，背光光谱在红绿蓝三种光的波段均有波峰，经过面板的彩色滤光片后，蓝光与绿光及绿光与红光的光谱重叠部分正好位于背光光谱的波谷位置，因而输出的红绿蓝三种光的光谱重叠范围较少。
随着显示技术的不断发展，消费者对画质的要求不断提高，高色域背光技术已成为行业内技术人员研究的重点。
高色域LED示意图如图1a所示，红色荧光粉102与绿色荧光103粉均匀混合在硅胶中，且设置在反光杯内。其中，红色荧光粉102受发光芯片101激发后会产生红光，绿色荧光粉103受发光芯片101激发后会产生绿光。
由于红色荧光粉的吸收光谱较宽，进而绿色荧光粉受激发后产生的一部分绿光会被红色荧光粉二次吸收且二次激发出红光，该过程具体可参照图1b所示，但是二次吸收与激发都会导致能量的损失，从而造成LED的出光效率降低。
因此，如何减少红色荧光粉与绿色荧光粉之间的影响，降低能量损失，提高LED的出光效率成为目前技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
为克服现有技术中存在的问题，提高LED的出光效率，本发明提供一种LED、背光模组和液晶显示装置。
本发明第一方面提供一种LED，包括：
封装支架，所述封装支架设有呈中空结构的凹槽；
反光杯，所述反光杯设置在所述凹槽中；
发光芯片，所述发光芯片设置在所述反光杯底部；
荧光粉层，所述荧光粉层设置在所述反光杯内，所述荧光粉层包括红色荧光粉与绿色荧光粉，所述红色荧光粉与所述透光胶料混合形成红色胶体，所述绿色荧光粉与所述透光胶料混合形成绿色胶体，所述红色胶体与所述绿色胶体依次交替成列布置。
具体地，所述透光胶料为硅胶、环氧树脂或硅树脂。
具体地，所述红色胶体的数量为多个，所述绿色胶体的数量为多个。
进一步地，所述红色胶体数量与所述绿色胶体数量相同。
可选地，所述LED还包括反射层，所述反射层设置在所述发光芯片与所述荧光粉层之间，所述反射层与所述发光芯片间为空腔或填充环氧树脂。
可选地，所述LED还包括封装在所述透光胶料中的黄色荧光粉。
可选地，所述荧光粉层可替换为量子点层，所述量子点层包括红色量子点与绿色量子点。
本发明第二方面提供一种背光模组，包括：
背板；
背光光源，所述背光光源设置在所述背板上，所述背光光源包括多个点光源，每个点光源包括上述的LED；
光学膜片组，所述光学膜片组设置在所述背光光源出光方向上。
本发明第三方面提供一种显示装置，包括上述的背光模组，还包括设置在所述背光模组上方的显示面板。
与现有技术相比，本发明提供的一种LED、背光模组和显示装置，通过红色荧光粉与透光胶料均匀混合形成红色胶体，绿色荧光粉与透光胶料均匀混合形成绿色胶体，且多个红色荧光粉胶体与多个绿色荧光粉胶体依次交替成列布置，实现了绿色荧光粉受激发后产生的绿光大部分正向射出，从而降低了绿光被红色荧光粉二次吸收激发出红光的能量损失，进而提高了LED的整体出光效率。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图来获得其他的附图。
图1a为现有技术中LED结构示意图；
图1b为现有技术中绿光被红色荧光粉二次吸收并二次激发出红光的过程示意图；
图2a为实施例一中所提供的LED结构示意图；
图2b为实施例一中绿色荧光粉受蓝光激发后光强分布示意图；
图2c为实施例一中光路示意图；
图3a为实施例二中所提供的LED结构示意图；
图3b为实施例二中反射层反射光谱示意图；
图3c为实施例二中光路示意图；
图4a为实施例三所提供的LED结构示意图；
图4b为实施例三中混光充分示意图
图4c为实施例三中混光不充分示意图；
图5a为实施例四提供的背光模组示意图；
图5b为实施例四提供的背光模组示意图；
图6a为实施例五提供的显示装置示意图；
图6b为实施例五提供的显示装置示意图；
附图标记：
101-发光芯片 102-红色荧光粉 103-绿色荧光粉
201-封装支架 202-反光杯 203-发光芯片
210-荧光粉层 211-绿色胶体 212-红色胶体 213-黄色胶体
310-反射层 410-空腔或环氧树脂
510-背光模组 511-背板 512-背光光源 513-光学膜片组
610-显示面板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的，“上”、“下”、“内”、“外”、“底部”等指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了方便描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位，以特定的方位进行构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一方面”、“第二方面” 、“第三方面”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明或者隐含的包括一个或者更多个该技术特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上。
本发明实施例涉及的LED，可以适用于任一的具有显示装置的终端设备中，本发明实施例对所适用终端设备的形式并不做限制。
实施例一
本发明实施例提供一种LED，如图2a所示，主要包括：透光胶料、封装支架201、反光杯202、发光芯片203和荧光粉层210。
透光胶料可以是硅胶、环氧树脂或者硅树脂，主要用于与荧光粉混合。
封装支架201一般采用高反射、抗光照老化及可塑性强的材料组成，如EMC材质，其作用是可以将发光芯片203以及其他各组件封装保护起来。
反光杯202，主要原理为光源发出的光线照射到反光杯的反射面上经过反射后，沿着反射的方向传播，反射面实际上是改变光原来的传播方向，使光源发出的光线经反射后能按需求的方向传播，主要是为了有效利用光能。
发光芯片203是一种固态的半导体器件，芯片的主要材料为单晶硅，主要用于将电能转化为光能，本实施例中发光芯片203为能够发射蓝光的蓝光芯片。
荧光粉层210主要包括绿色荧光粉与红色荧光粉，其中，绿色荧光粉受发光芯片203发出的蓝光激发产生绿光，红色荧光粉受发光芯片203发出的蓝光激发产生红光。需要说明的是，荧光粉层210 可以替换为量子点层，量子点层包括绿色量子点与红色量子点，作用原理及功能与荧光粉层一样。
LED各组件间的位置关系具体可参照图2a所示，封装支架201上开设有呈中空结构的凹槽，反光杯202为一凹杯结构，设置在封装支架201的凹槽内，发光芯片203设置在反光杯202的底部，荧光粉层210设置在反光杯202内，位于发光芯片203上方。
荧光粉层的绿色荧光粉与透光胶料均匀混合形成绿色胶体211，红色荧光粉与透光胶料均匀混合形成红色胶体212，进一步地，绿色胶体211与红色胶体212依次交替成列布置，两者先后顺序无强制限定，具体地，绿色胶体211与红色胶体212均为两个以上，且绿色胶体211的数量与红色胶体212的数量保持相同，以保证LED与LED之间拼接的时候，可以更好的混色。
出射蓝光的发光芯片203发射出蓝光，绿色荧光粉受蓝光激发后光强分布如图2b所示，出射光呈现朗伯分布，光能量更多的集中在小角度出射方向，所以绿色荧光粉受蓝光激发的光路图如图2c所示。蓝光激发绿色荧光粉后小角度出射的绿光，不会照射在红色荧光粉上，从而避免了二次激发带来的能量损失，进而提高了LED的出光效率。
与现有技术相比，本实施例提供了一种LED，通过红色荧光粉与透光胶料均匀混合形成红色胶体，绿色荧光粉与透光胶料均匀混合形成绿色胶体，且多个红色荧光粉胶体与多个绿色荧光粉胶体依次交替成列布置，使绿色荧光粉受激发后产生的绿光大部分正向射出，从而降低了绿光被红色荧光粉二次吸收激发出红光的能量损失，进而提高了LED的整体出光效率。
实施例二
本发明实施例提供一种LED，如图3a所示，主要包括：透光胶料、封装支架201、反光杯202、发光芯片203、荧光粉层210和反射层310。
透光胶料可以是硅胶、环氧树脂或者硅树脂，主要用于与荧光粉混合。
封装支架201一般采用高反射、抗光照老化及可塑性强的材料组成，如EMC材质，其作用是可以将发光芯片203以及其他各组件封装保护起来。
反光杯202，主要原理为光源发出的光线照射到反光杯的反射面上经过反射后，沿着反射的方向传播，反射面实际上是改变光原来的传播方向，使光源发出的光线经反射后能按需求的方向传播，主要是为了有效利用光能。
发光芯片203是一种固态的半导体器件，芯片的主要材料为单晶硅，主要用于将电能转化为光能，本实施例中发光芯片203为能够发射蓝光的蓝光芯片。
荧光粉层210主要包括绿色荧光粉与红色荧光粉，其中，绿色荧光粉受发光芯片203发出的蓝光激发产生绿光，红色荧光粉受发光芯片203发出的蓝光激发产生红光。需要说明的是，荧光粉层210 可以替换为量子点层，量子点层包括绿色量子点与红色量子点，作用原理及功能与荧光粉层一样。
LED各组件间的位置关系具体可参照图3a所示，封装支架201上开设有呈中空结构的凹槽，反光杯202为一凹杯结构，设置在封装支架201的凹槽内，发光芯片203设置在反光杯202的底部，荧光粉层210设置在反光杯202内，位于发光芯片203上方。其中，荧光粉层的绿色荧光粉与透光胶料均匀混合形成绿色胶体211，红色荧光粉与透光胶料均匀混合形成红色胶体212，进一步地，绿色胶体211与红色胶体212依次交替成列布置，两者先后顺序无强制限定，具体地，绿色胶体211与红色胶体212均为两个以上，且绿色胶体211的数量与红色胶体212的数量保持相同，以保证LED与LED之间拼接的时候，可以更好的混色。反射层310设置在发光芯片203与荧光粉层210之间，反射层310与发光芯片203之间为空腔或填充环氧树脂410。
反射层310为透过蓝光反射红绿光的反射层，其反射光谱如图3b所示，反射层310在蓝光波段具有高透过性，在红绿光波段具有较高的反射率，所以绿色荧光粉与红色荧光粉受蓝光激发后出射的绿光光线与红光光线到达反射层后被反射，实现正向出射。具体光路图可参照图3c所示。
本实施例通过红色荧光粉与透光胶料均匀混合形成的红色胶体，绿色荧光粉与透光胶料均匀混合形成的绿色胶体依次交替成列布置，且在荧光粉层与发光芯片间设置透蓝光反红绿光的反射层，实现了红绿荧光粉受蓝光激发产生的大部分红光绿光正向出射，减少了红绿荧光粉受激发产生的红光与绿光间的相互影响，降低了能量损失。
实施例三
本发明实施例提供一种LED，如图4a所示，主要包括：透光胶料、封装支架201、反光杯202、发光芯片203、荧光粉层210和反射层310。
透光胶料可以是硅胶、环氧树脂或者硅树脂，主要用于与荧光粉混合。
封装支架201一般采用高反射、抗光照老化及可塑性强的材料组成，如EMC材质，其作用是可以将发光芯片203以及其他各组件封装保护起来。
反光杯202，主要原理为光源发出的光线照射到反光杯的反射面上经过反射后，沿着反射的方向传播，反射面实际上是改变光原来的传播方向，使光源发出的光线经反射后能按需求的方向传播，主要是为了有效利用光能。
发光芯片203是一种固态的半导体器件，芯片的主要材料为单晶硅，主要用于将电能转化为光能，本实施例中发光芯片203为能够发射蓝光的蓝光芯片。
荧光粉层210主要包括绿色荧光粉与红色荧光粉，还包括黄色荧光粉，其中，绿色荧光粉受发光芯片203发出的蓝光激发产生绿光，红色荧光粉受发光芯片203发出的蓝光激发产生红光。需要说明的是，荧光粉层210 可以替换为量子点层，量子点层包括绿色量子点与红色量子点，还包括黄色量子点，作用原理及功能与荧光粉层一样。
LED各组件间的位置关系具体可参照图4a所示，封装支架201上开设有呈中空结构的凹槽，反光杯202为一凹杯结构，设置在封装支架201的凹槽内，发光芯片203设置在反光杯202的底部，荧光粉层210设置在反光杯202内，位于发光芯片203上方。反射层310设置在发光芯片203与荧光粉层210之间，反射层310与发光芯片203之间为空腔或填充环氧树脂410。
荧光粉层的绿色荧光粉与透光胶料均匀混合形成绿色胶体211，红色荧光粉与透光胶料均匀混合形成红色胶体212，黄色荧光粉与透光胶料均匀混合形成黄色胶体213，进一步地，绿色胶体211与红色胶体212依次交替成列布置，两者先后顺序无强制限定，黄色胶体设置在红、绿胶体依次交替形成的阵列两端，具体地，绿色胶体211与红色胶体212均为两个以上，且绿色胶体211的数量与红色胶体212的数量保持相同，黄色胶体213的数量为两个。
LED与LED拼接时混光充分如图4b所示，红光与绿光相互交叠，不会出现偏色问题。但当间距太远时容易出现如图4c所示的混光不充分现象，在红、绿胶体依次交替形成的阵列两端设置黄色胶体，使LED边缘出射的光为白光，可以解决混光不充分问题。
反射层310为透过蓝光反射红绿光的反射层，其反射光谱如实施例二中图3b所示，反射层310在蓝光波段具有高透过性，在红绿光波段具有较高的反射率，所以绿色荧光粉与红色荧光粉受蓝光激发后出射的绿光光线与红光光线到达反射层后被反射，实现正向出射。
本实施例一方面通过红色荧光粉与透光胶料均匀混合形成的红色胶体，绿色荧光粉与透光胶料均匀混合形成的绿色胶体依次交替成列布置，且在荧光粉层与发光芯片间设置透蓝光反红绿光的反射层，实现了红绿荧光粉受蓝光激发产生的大部分红光与绿光正向出射；另外，绿色荧光受激发后小角度出射的绿光也不会照射在红色荧光粉上，减少了红绿荧光粉受激发产生的红光与绿光间的相互影响，降低了能量损失；另一方面在红、绿胶体依次交替形成的阵列两端设置黄色胶体可解决LED与LED拼接时混光不充分问题。
实施例四
本实施例提供一种背光模组，如图5a、5b所示，背光模组510包括背板511、背光光源512和光学膜片组513，背光光源512设置在背板511上，背光光源512包括多个任一上述实施例提供的LED，光学膜片组513设置在背光光源的出光方向上。
实施例五
本实施例提供一种显示装置，如图6a、6b所示，包括上述的背光模组510，还包括显示面板610，显示面板610设置在背光模组上方。
综上所述，本发明提供的一种LED、背光模组和显示装置，通过红色荧光粉与透光胶料均匀混合形成红色胶体，绿色荧光粉与透光胶料均匀混合形成绿色胶体，且多个红色荧光粉胶体与多个绿色荧光粉胶体依次交替成列布置，实现了绿色荧光粉受激发后产生的绿光大部分正向射出，从而降低了绿光被红色荧光粉二次吸收且激发出红光的能量损失，进而提高了LED的整体出光效率。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明汇总的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同的替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种LED，其特征在于，包括：
封装支架，所述封装支架设有呈中空结构的凹槽；
反光杯，所述反光杯设置在所述凹槽中；
发光芯片，所述发光芯片设置在所述反光杯底部；
荧光粉层，所述荧光粉层设置在所述反光杯内，所述荧光粉层包括红色荧光粉与绿色荧光粉，所述红色荧光粉与透光胶料混合形成红色胶体，所述绿色荧光粉与透光胶料混合形成绿色胶体，所述红色胶体与所述绿色胶体依次交替成列布置。
2.根据权利要求1所述的LED，其特征在于，所述透光胶料为硅胶、环氧树脂或硅树脂。
3.根据权利要求1所述的LED，其特征在于，所述红色胶体的数量为多个，所述绿色胶体的数量为多个。
4.根据权利要求3所述的LED，其特征在于，所述红色胶体数量与所述绿色胶体数量相同。
5.根据权利要求1所述的LED，其特征在于，还包括反射层，所述反射层设置在所述发光芯片与所述荧光粉层之间。
6.根据权利要求5所述的LED，其特征在于，所述反射层与所述发光芯片间为空腔或填充环氧树脂。
7.根据权利要求1所述的LED，其特征在于，还包括封装在所述透光胶料中的黄色荧光粉。
8.根据权利要求1所述的LED，其特征在于，所述荧光粉层可替换为量子点层，所述量子点层包括红色量子点与绿色量子点。
9.一种背光模组，其特征在于，包括：
背板；
背光光源，所述背光光源设置在所述背板上，所述背光光源包括多个如权利要求1-8所述的LED；
光学膜片组，所述光学膜片组设置在所述背光光源出光方向上。
10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求9所述的背光模组，还包括设置在所述背光模组上方的显示面板。
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