CN107275462A - Led、背光模组以及液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种LED、背光模组及液晶显示装置，其中，所述LED包括支架、蓝光芯片以及光转换层，所述支架具有朝上开口的腔体，所述蓝光芯片位于所述支架的腔体内，且安装在所述支架的底壁，所述光转换层封装于所述支架的腔体内，所述光转换层包括红色量子点、绿色量子点和阻隔层，所述阻隔层包裹所述红色量子点和所述绿色量子点设置。本发明提供的技术方案中，通过制作封装有量子点的LED的方式，极大的降低量子点技术应用于背光显示领域的成本。

Description

LED、背光模组以及液晶显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，特别涉及一种LED、背光模组以及液晶显示装置。
背景技术
量子点由于其发光波长可调，能覆盖380—780nm所有可见光波段，以及新一代量子点半波宽更窄的特点，量子点技术被视为下一代照明和显示技术的有力竞争者。现有的量子点技术应用于背光显示领域，是通过将量子点制作成量子膜和量子管的方式来实现的，其都能有效利用量子点的优点来实现背光***的高色域显示。但由于制作成量子膜方式，需要使用大量的量子点材料，实现此种方式的成本较高，而制作成量子管方式，需要额外的装置来对量子管进行加持和定位，且存在断管和碎裂的风险，故这两种方式成本都过高，都不是将量子点应用于背光显示领域的最好方式。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种LED以及液晶显示装置，旨在解决现有的将量子点技术运用于背光显示领域成本过高的问题。
为实现上述目的，本发明提出的LED，包括：
支架，具有朝上开口的腔体；
蓝光芯片，位于所述支架的腔体内，且安装在所述支架的底壁；以及，
光转换层，封装于所述支架的腔体内，所述光转换层包括红色量子点、绿色量子点和阻隔层，所述阻隔层包裹所述红色量子点和所述绿色量子点设置。
优选地，每一所述红色量子点和所述绿色量子点的外侧包裹设置有所述阻隔层。
优选地，所述红色量子点和所述绿色量子点在上下向上分层设置，以形成红色量子点层和绿色量子点层；
所述红色量子点层和绿色量子点层的***分别包裹设置有所述阻隔层。
优选地，所述绿色量子点与所述红色量子点的质量比大于3:1。
优选地，所述蓝光芯片包括外延发光层，组成所述外延发光层的材料包括InxGa1-xN合金和GaN，且所述外延发光层的厚度为1μm到15μm，所述蓝光芯片的峰值波长为430nm到470nm。
优选地，所述绿色量子点的直径为2nm到4nm，所述绿色量子点被激发的绿光峰值波长为520nm到550nm；和/或，
所述红色量子点的直径为8nm到10nm，所述红色量子点被激发的红光峰值波长为630nm到670nm。
优选地，所述红色量子点和绿色量子点的材料为GaN、GaP、GaAs、InN、InP、InAs、CdSe、CdTe、MgS、MgSe、MgTe、CaS、CaSe、CaTe、SrS、SrSe、SrTe、BaS、BaSe、BaTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CH3NH3PbX3(X＝Cl，Br，I)和CsPbX3(X＝Cl，Br，I)中的至少一种。
优选地，所述阻隔层的材料为SiO2、TiO2、Al2O3、CaCO3、BaSO4、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和有机硅聚合物的至少一种。
本发明还提供一种背光模组，包括LED，所述LED包括：
支架，具有朝上开口的腔体；
蓝光芯片，位于所述支架的腔体内，且安装在所述支架的底壁；以及，
光转换层，封装于所述支架的腔体内，所述光转换层包括红色量子点、绿色量子点和阻隔层，所述阻隔层包裹所述红色量子点和所述绿色量子点设置。
本发明还提供一种液晶显示装置，包括背光模组，所述背光模组包括LED，所述LED包括：
支架，具有朝上开口的腔体；
蓝光芯片，位于所述支架的腔体内，且安装在所述支架的底壁；以及，
光转换层，封装于所述支架的腔体内，所述光转换层包括红色量子点、绿色量子点和阻隔层，所述阻隔层包裹所述红色量子点和所述绿色量子点设置。
本发明提供的技术方案中，所述LED包括支架以及位于支架内的蓝光芯片，通过将红色量子点和绿色量子点封装于所述支架内，形成光转换层，最终得到发白光的LED发光单元，且设有阻隔层包裹所述红色量子点和所述绿色量子点，避免了外部的氧和水对所述红色量子点和所述绿色量子点的性能造成影响，相对于现有技术，通过制作所述LED的方式，极大的降低量子点技术应用于背光显示领域的成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明提供的LED的一实施例的结构示意图；
图2为本发明提供的LED的另一实施例的结构示意图；
图3为与图1中LED搭配使用的一种液晶玻璃的透过率；
图4为图1中LED经过光学膜及图3中的液晶玻璃所得到的光谱；
图5本发明提供的背光模组的一实施例的结构示意图；
图6本发明提供的背光模组的另一实施例的结构示意图。
附图标号说明：
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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作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。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种液晶显示装置，包括背光模组，所述背光模组包括LED，图1为本发明提供的LED的一实施例。
请参阅图1，所述LED100包括支架1、蓝光芯片2以及光转换层，所述支架1具有朝上开口的腔体，所述蓝光芯片2位于所述支架1的腔体内，且安装在所述支架1的底壁，所述光转换层封装于所述支架1的腔体内，所述光转换层包括红色量子点3、绿色量子点4和阻隔层5，所述阻隔层5包裹所述红色量子点3和所述绿色量子点4设置。需要说明的是，在这里采用的是所述蓝光芯片2与所述红绿量子点封装制成所述LED100，当然也可以，采用蓝光芯片和红光芯片安装在支架内与绿色量子点来封装，或者蓝光芯片和绿光芯片安装在支架内与红色量子点来封装。
本发明提供的技术方案中，所述LED100包括支架1以及位于所述支架1内的蓝光芯片2，通过将红色量子点3和绿色量子点4封装于所述支架1内，形成光转换层，最终得到发白光的所述LED100发光单元，且设有阻隔层5包裹所述红色量子点3和所述绿色量子点4，避免了外部的氧和水对所述红色量子点3和所述绿色量子点4的性能造成影响，相对于现有技术，通过制作所述LED100的方式，极大的降低量子点技术应用于背光显示领域的成本。
由于所述红色量子点3和所述绿色量子点4对氧和水较为敏感，如果直接与氧和水接触的话，会影响所述红色量子点3和所述绿色量子点4的性能，故需设置所述阻隔层5，将所述红色量子点3和所述绿色量子点4与外部隔离开，请参阅图1，在本实施例中，是将所述红色量子点3和所述绿色量子点4混合封装于所述支架1内，且每一所述红色量子点3和所述绿色量子点4的外侧包裹设置有所述阻隔层5，包裹阻隔层的红色量子点31和包裹阻隔层的绿色量子点41封装形成了所述光转换层。
每一所述红色量子点3和所述绿色量子点4的外侧包裹所述阻隔层5的这种方式，在实际生产中，并不能保证每个所述红色量子点3和所述绿色量子点4都能被所述阻隔层5所包裹，为了完全将红色量子点3和所述绿色量子点4与外界的氧和水隔离，请参阅图2，在本发明提供的LED100的另一实施例中，所述红色量子点3和所述绿色量子点4在上下向上分层设置，以形成红色量子点层和绿色量子点层，如此，也能避免所述红色量子点3和所述绿色量子点4之间相互产生影响，所述支架1(包括所述蓝光芯片2)的底部以及内壁都包裹有所述阻隔层5，形成容纳腔，在所述容纳腔的下部封装所述绿色量子点4，以形成所述绿色量子点层，所述绿色量子点层上表面包裹设有所述阻隔层5，然后接着封装所述红色量子点3，以形成所述红色量子点层，最后所述红色量子点层上表面包裹设有所述阻隔层5，以形成所述LED100，在本实施例中，上层为所述红色量子点层，下层为所述绿色量子点层，当然也可以是，下层为所述红色量子点层，上层为所述绿色量子点层。
为了让所述蓝光芯片2更容易激发所述红色量子点3和所述绿色量子点4发光，并出于对人眼视力保护的考虑，在本实施例中，所述蓝光芯片2包括外延发光层，组成所述外延发光层的材料包括InxGa1-xN合金和GaN，且所述外延发光层的厚度为1μm到15μm，所述蓝光芯片2的峰值波长为430nm到470nm。
为了得到最终所述需要的可见光波段，在本实施例中，所述绿色量子点4的直径为2nm到4nm，所述绿色量子点4被激发的绿光峰值波长为520nm到550nm和/或所述红色量子点3的直径为8nm到10nm，所述红色量子点3被激发的红光峰值波长为630nm到670nm。
考虑的所述红色量子点3和绿色量子点4的成本和性能稳定性等因素，在本实施例中，所述红色量子点3和绿色量子点4的材料为GaN、GaP、GaAs、InN、InP、InAs、CdSe、CdTe、MgS、MgSe、MgTe、CaS、CaSe、CaTe、SrS、SrSe、SrTe、BaS、BaSe、BaTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CH3NH3PbX3(X＝Cl，Br，I)和CsPbX3(X＝Cl，Br，I)中的至少一种。
所述LED100选用了所述蓝光芯片2，来激发所述红色量子点3和所述绿色量子点4发光，最后得到的是白光，为了更容易得到白光，且得到白光更加纯正，所述绿色量子点4与所述红色量子点3的质量比大于3:1。
具体地，在一实施中，选用CdSe材质的两种颜色的量子点，所述绿色量子点4的直径为4nm，所述红色量子点3的直径为9nm，且所述绿色量子点4和所述红色量子点3比例为3:1～4:1的情况下，与峰值波长为448nm的所述蓝光芯片2进行封装制成所述LED100，在所述蓝光芯片2激发后，得到的绿光主波长在535nm，红光主波长在634nm。所述Led100在经过光学膜片及如图3所示的透过率的液晶玻璃后，最终得到如图4所示的光谱，其白场色点坐标为0.274/0.2765，且最终实现超过102％NTSC色域的显示效果。
考虑到所述阻隔层5的阻隔性能，且对所述红色量子点3和绿色量子点4的性能不能造成影响，在本实施例中，所述阻隔层5的材料为SiO2、TiO2、Al2O3、CaCO3、BaSO4、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和有机硅聚合物的至少一种。
一般地，多个所述LED100是以做成灯条的方式，运用于所述液晶显示装置的背光模组中的，请参阅图5在本发明提供的背光模组的一实施例中，所述背光模组200为侧入式背光模组，所述背光模组200包括反射片300、导光板400以及膜片组500，所述导光板400设于所述反射片300上侧，多个所述LED100成排(一排或多排)设于所述导光板400的入光侧，所述膜片组500设于所述导光板400上侧，所述膜片组500包括扩散片、增亮片、DBEF和复合膜中的至少一种。
所述LED100运用于所述背光模组200中的方式不局限于上述实施例，也可以是，请参阅图6在本发明提供的背光模组的另一实施例中，所述背光模组200为直下式背光模组，所述背光模组200包括反射组件600以及膜片组500，所述反射组件600包括主反射片610和环绕所述主反射片610设置的辅助反射片620，以使反射组件600形成朝上开口的容纳腔，多个所述LED100成排(一排或多排)设于所述容纳腔内，且位于所述主反射片610上，所述膜片组500设于所述反射组件上侧，所述膜片组500包括扩散板、扩散片、增亮片、DBEF和复合膜中的至少一种。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种LED，其特征在于，包括：
支架，具有朝上开口的腔体；
蓝光芯片，位于所述支架的腔体内，且安装在所述支架的底壁；以及，
光转换层，封装于所述支架的腔体内，所述光转换层包括红色量子点、绿色量子点和阻隔层，所述阻隔层包裹所述红色量子点和所述绿色量子点设置。
2.如权利要求1所述的LED，其特征在于，每一所述红色量子点和所述绿色量子点的外侧包裹设置有所述阻隔层。
3.如权利要求1所述的LED，其特征在于，所述红色量子点和所述绿色量子点在上下向上分层设置，以形成红色量子点层和绿色量子点层；
所述红色量子点层和绿色量子点层的***分别包裹设置有所述阻隔层。
4.如权利要求1所述的LED，其特征在于，所述绿色量子点与所述红色量子点的质量比大于3:1。
5.如权利要求1所述的LED，其特征在于，所述蓝光芯片包括外延发光层，组成所述外延发光层的材料包括InxGa1-xN合金和GaN，且所述外延发光层的厚度为1μm到15μm，所述蓝光芯片的峰值波长为430nm到470nm。
6.如权利要求1所述的LED，其特征在于，所述绿色量子点的直径为2nm到4nm，所述绿色量子点被激发的绿光峰值波长为520nm到550nm；和/或，
所述红色量子点的直径为8nm到10nm，所述红色量子点被激发的红光峰值波长为630nm到670nm。
7.如权利要求1所述的LED，其特征在于，所述红色量子点和绿色量子点的材料为GaN、GaP、GaAs、InN、InP、InAs、CdSe、CdTe、MgS、MgSe、MgTe、CaS、CaSe、CaTe、SrS、SrSe、SrTe、BaS、BaSe、BaTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CH3NH3PbX3(X＝Cl，Br，I)和CsPbX3(X＝Cl，Br，I)中的至少一种。
8.如权利要求1所述的LED，其特征在于，所述阻隔层的材料为SiO2、TiO2、Al2O3、CaCO3、BaSO4、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和有机硅聚合物的至少一种。
9.一种背光模组，其特征在于，包括如权利要求1至8任意一项所述的LED。
10.一种液晶显示装置，其特征在于，包括如权利要求9所述的背光模组。
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