CN108134003B - 一种防蓝光封装led发光器件及其背光模组 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防蓝光封装LED发光器件及其背光模组，包括至少一个LED蓝光芯片，所述LED蓝光芯片上覆有荧光转换层，所述荧光转换层包括白光转换荧光粉及热固性胶体，所述荧光转换层还包括能吸收峰值波长在435‑475nm波段范围内的蓝光使蓝光的峰值波长红移的荧光转换材料；所述背光模组内设有该防蓝光封装LED发光器件。本发明旨在提供一种防蓝光封装LED发光器件及其背光模组，使LED发光器件及具有该LED发光器件的背光模组既可以减少蓝光的危害，又能够保持原有的封装色点和亮度。
Description
技术领域
本发明涉及LED技术领域，具体说是一种防蓝光封装LED发光器件及其背光模组。
背景技术
防蓝光已成为LED领域的新热点，市场对防蓝光产品的需求也越来越大。传统蓝光大量存在于电脑显示器、荧光灯、手机、数码产品、显示屏、LED等发出的光线中，该波长内的蓝光会使眼睛内的黄斑区毒素量增高，严重威胁人眼睛健康。在400nm-450nm之间的有害蓝光，能量最大，对人眼危害最大。
目前，LED防蓝光技术主要分为两种：一种方法为模组结构，在模组结构增加特定波长滤过的材料，使其过滤特定蓝光波长部分，可有效减少有害蓝光能量，但减少蓝光能量会使模组RGB比例变化，导致模组色点发生改变；另一种方法是LED封装时使用波长长的蓝光芯片，错开对人眼伤害最大的435nm部分，有效减少短波蓝光部分，但使用长波芯片会使LED封装亮度降低。
因此，在现有的LED封装技术的基础上，研制出一种既可减少蓝光危害的LED发光器件，又能使得其可以保持原有的封装色点和亮度、并实现量产，显然是本技术领域亟需解决的技术问题。
发明内容
为解决现有技术上的不足，本发明的目的在于提供一种防蓝光封装LED发光器件及其背光模组，使LED发光器件及具有该LED发光器件的背光模组既可以减少蓝光的危害，又能够保持原有的封装色点和亮度。
为解决上述问题，本发明提供一种防蓝光封装LED发光器件，包括至少一个LED蓝光芯片，所述LED蓝光芯片上覆有荧光转换层，所述荧光转换层包括白光转换荧光粉及热固性胶体，其特征在于，所述荧光转换层还包括能吸收峰值波长在435-475nm波段范围内的蓝光使蓝光的峰值波长红移的荧光转换材料。
作为优选，所述荧光转换材料在所述荧光转换层中的重量百分比为2％-30％。
作为优选，所述荧光转换材料在465-500nm波段范围内有发射。
作为优选，所述荧光转换材料选自LuAG、LuGaAG、GaYAG、γ-ALON中的一种或多种。
作为优选，所述荧光转换材料的吸收峰值在410-445nm波段范围内，吸收峰值的半波宽小于60nm。
作为优选，所述荧光转换材料在455nm波长时，对蓝光的吸收能力要低于所述荧光转换材料吸收蓝光的最大峰值时的20％。
作为优选，所述荧光转换材料在波长大于455nm的波段范围内对蓝光的吸收能力要小于波长小于455nm的波段范围。
作为优选，所述热固性胶体选自硅胶、硅树脂或环氧树脂中的一种或多种。
一种防蓝光封装LED背光模组，包括LED发光器件，所述LED发光器件为基于以上所述的防蓝光封装LED发光器件。
采用上述优选方案，与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、采用本发明的LED发光器件，其在荧光转换层中添加能吸收峰值波长在435-475nm波段范围内的蓝光使蓝光的峰值波长红移的荧光转换材料，由于有害的短波蓝光峰值波长红移，避开了对人眼伤害作用较大的435nm波长的短波蓝光，从而起到很好的保护眼睛的作用。
2、该荧光转换材料在410-445nm波段范围内有强吸收，在455nm波长之上的波段范围内对蓝光部分的吸收很少，使得封装后LED发光器件的有害短波蓝光大大减少，并且该荧光转换材料在465-500nm波段范围内具有发射增强，可补充激发原LED白光部分所需的蓝光，使LED发光器件中的RGB三色平衡，维持LED未添加特殊荧光粉前的色点不变。
3、采用本发明的LED发光器件，使用波长较短波段范围内的蓝光芯片便可以达到与使用波长较长波段范围内的蓝光芯片一样的防蓝光效果，同时避免了在使用波长较长波段范围内的蓝光芯片时，LED发光器件发光亮度降低的问题，便于推广应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例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获得其他的附图。
图1是本发明LED发光器件的一种结构示意图；
图2是本发明典型光谱对比示意图；
图3是本发明峰值红移对比示意图；
图4是本发明荧光转换材料的激发光谱示意图；
图5是本发明实施例5的直下式LED背光模组结构示意图；
图6是本发明实施例6的侧入式LED背光模组结构示意图。
其中：
100-LED发光器件，101-支架，102-LED蓝光芯片，103-荧光转换层，104-杯碗；
200-直下式背光模组，201-光学透镜，202-第一PCB板，203-背板，204-扩散板，205-棱镜片，206-扩散片；
300-侧入式背光模组，301-第二PCB板，302-反光片，303-导光板，304-增亮膜，305-扩散膜。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
本发明提供的一种防蓝光封装LED发光器件，包括至少一个LED蓝光芯片，所述LED蓝光芯片上覆有荧光转换层，所述荧光转换层包括白光转换荧光粉及热固性胶体。本发明的LED发光器件与现有技术的LED发光器件相比，其主要改进在于，所述荧光转换层还包括能吸收峰值波长在435-475nm波段范围内的蓝光使蓝光的峰值波长红移的荧光转换材料。
作为一种优选的方案，所述荧光转换材料在所述荧光转换层中的重量百分比为2％-30％。所述荧光转换材料可选自LuAG、LuGaAG、GaYAG、γ-ALON中的一种或多种。并且所述荧光转换材料在465-500nm波段范围内有发射，如图4所示。
更进一步地，所述荧光转换材料的吸收峰值在410-445nm波段范围内，吸收峰值的半波宽小于60nm。所述荧光转换材料在455nm波长时，对蓝光的吸收能力要低于所述荧光转换材料吸收蓝光的最大峰值时的20％。所述荧光转换材料在波长大于455nm的波段范围内对蓝光的吸收能力要小于波长小于455nm的波段范围。
作为一种优选的方案，所述热固性胶体可选自硅胶、硅树脂或环氧树脂中的一种或多种。
下面结合具体实施例和附图对本发明的技术方案进一步进行详细说明：
实施例1
本实施例提供一种防蓝光封装LED发光器件，由一峰值波长为445nm的LED蓝光芯片及荧光转换层组成。所述荧光转换层由白光转换荧光粉、荧光转换材料及硅胶组成。
本实施例中，白光转换荧光粉吸收由LED蓝光芯片发射的500-600nm波段范围内的黄光，LED蓝光芯片发射的蓝光与白光转换荧光粉发射的黄光混合成白光。为了降低400-450nm波段范围内的高能短波蓝光的危害，避免单纯的由于蓝光的含量降低，而导致色坐标偏移出背光源需求的范围，从而加入本发明所述的荧光转换材料，本实施例中的荧光转换材料为LuAG，其吸收峰值波长位于430nm，对455nm波长蓝光的吸收为最大吸收峰值时的20％，而对大于455nm波长的波段范围内的蓝光的吸收能力要低于小于455nm波长的波段范围时。本实施例中的荧光转换材料的吸收峰值的半波宽为60nm，其发射峰值为510nm，并在465-500nm波段范围内有发射。本实施例中的荧光转换材料的重量百分比为10％。通过加入荧光转换材料，LED蓝光芯片的峰值波长红移了3nm。本实施例中可实现(0.27±0.08，0.27±0.08)的背光源需求色坐标。
实施例2
本实施例提供一种防蓝光封装LED发光器件，与实施例1中的相同之处不作赘述。
本实施例中的LED蓝光芯片的峰值波长为455nm，白光转换荧光粉吸收由LED蓝光芯片发射的绿光与红光，LED蓝光芯片发射的蓝光与白光转换荧光粉发射的绿光与红光混合成白光。本实施例中的荧光转换材料为LuGaAG，其吸收峰值波长位于410nm，对455nm波长蓝光的吸收为最大吸收峰值时的15％。本实施例中的荧光转换材料的吸收峰值的半波宽为50nm，其发射峰值为500nm，并在465-500nm波段范围内有发射。本实施例中的荧光转换材料的重量百分比为20％。通过加入荧光转换材料，LED蓝光芯片的峰值波长红移了5nm。
实施例3
本实施例提供一种防蓝光封装LED发光器件，与实施例1中的相同之处不作赘述。
本实施例中的LED蓝光芯片的峰值波长为435nm，白光转换荧光粉吸收由LED蓝光芯片发射的绿光与红光，LED蓝光芯片发射的蓝光与白光转换荧光粉发射的绿光与红光混合成白光。本实施例中的荧光转换材料为GaYAG，其吸收峰值波长位于430nm，对455nm波长蓝光的吸收为最大吸收峰值时的5％。本实施例中的荧光转换材料的吸收峰值的半波宽为60nm，其发射峰为520nm，并在465-500nm波段范围内有发射。本实施例中的荧光转换材料的重量百分比为2％。通过加入荧光转换材料，LED蓝光芯片的峰值波长红移了1nm。
实施例4
本实施例提供了一种防蓝光封装LED发光器件，与实施例1中的相同之处不作赘述。
本实施例中的LED蓝光芯片的峰值波长为475nm，白光转换荧光粉吸收由LED蓝光芯片发射的绿光与红光，LED蓝光芯片发射的蓝光与白光转换荧光粉发射的绿光与红光混合成白光。本实施例中的荧光转换材料为γ-ALON，其吸收峰值波长位于430nm，对455nm波长蓝光的吸收为最大吸收峰值时的15％。本实施例中的荧光转换材料的吸收峰值的半波宽为60nm，其发射峰值为521nm，并在465-500nm波段范围内有发射。本实施例中的荧光转换材料的重量百分比为30％。通过加入荧光转换材料，LED蓝光芯片的峰值波长红移了5nm。
蓝光峰值波长红移示意参见图3，显然，根据实施例1-4所述，具体的蓝光峰值波长红移的波段长度与本发明的荧光转换材料有关。本发明实施例1-4中所制得的LED发光器件，其结构示意图均可参见图1，图1所示的LED发光器件100，其具有一个LED支架101，该支架顶部向内凹陷形成一个杯碗104，LED蓝光芯片102设在杯碗104底部，荧光转换层103填充在杯碗104内并覆盖在LED蓝光芯片102出光面的表面。当然，在实际应用中，还存在不含有LED支架的LED发光器件，此时本领域技术人员可以根据实际需要而制备具有本发明特点的不含有LED支架的LED发光器件，只要在其LED芯片出光面的表面包覆有具有本发明特点的荧光转换层即可。
本发明提供的防蓝光封装LED发光器件可以应用于LED背光模组中，例如直下式或侧入式的背光模组。下面通过实施例5、6做进一步介绍：
实施例5
本实施例提供一种防蓝光封装LED直下式背光模组200，该背光模组200其结构采用现有的LED直下式背光模组结构即可，其和现有的LED直下式背光模组的主要不同在于该背光模组其LED发光器件采用的是实施例1-4中任意一种所提供的防蓝光封装LED发光器件100。图5示出的为一种采用了实施例1的防蓝光封装LED发光器件100的LED直下式背光模组200。图5所示的背光模组200其具有第一PCB板202、光学透镜201、扩散板204、棱镜片205、扩散片206、背板203。LED发光器件100设于第一PCB板202上，光学透镜201设于LED发光器件100顶部，设有LED发光器件100的第一PCB板202固设于背板203底部，扩散板204设于背板203顶部，棱镜片205设于扩散板204上表面，扩散片206设于棱镜片205上表面。
实施例6
本实施例提供一种防蓝光封装LED侧入式背光模组300，该背光模组300其结构采用现有的LED侧入式背光模组结构即可，其和现有的LED侧入式背光模组的主要不同在于该背光模组其LED发光器件采用的是实施例1-4中任意一种所提供的防蓝光封装LED发光器件100。图6示出的为一种采用了实施例1的防蓝光封装LED发光器件100的LED侧入式背光模组300。图6所示的背光模组300其具有导光板303、反光片302、增亮膜304、扩散膜305。LED发光器件100和第二PCB板301连接并设于导光板303一侧，反光片302和增亮膜304分别设于导光板303的下表面和上表面，扩散膜305设于增亮膜304上表面。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种防蓝光封装LED发光器件，包括至少一个LED蓝光芯片，所述LED蓝光芯片上覆有荧光转换层，所述荧光转换层包括白光转换荧光粉及热固性胶体，其特征在于，所述荧光转换层还包括能吸收峰值波长在435-475nm波段范围内的蓝光使蓝光的峰值波长红移的荧光转换材料。
2.根据权利要求1所述的一种防蓝光封装LED发光器件，其特征在于，所述荧光转换材料在所述荧光转换层中的重量百分比为2％-30％。
3.根据权利要求1所述的一种防蓝光封装LED发光器件，其特征在于，所述荧光转换材料在465-500nm波段范围内有发射。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种防蓝光封装LED发光器件，其特征在于，所述荧光转换材料选自LuAG、LuGaAG、GaYAG、γ-ALON中的一种或多种。
5.根据权利要求1-3任一项所述的一种防蓝光封装LED发光器件，其特征在于，所述荧光转换材料的吸收峰值在410-445nm波段范围内，吸收峰值的半波宽小于60nm。
6.根据权利要求5所述的一种防蓝光封装LED发光器件，其特征在于，所述荧光转换材料在455nm波长时，对蓝光的吸收能力要低于所述荧光转换材料吸收蓝光的最大峰值时的20％。
7.根据权利要求5所述的一种防蓝光封装LED发光器件，其特征在于，所述荧光转换材料在波长大于455nm的波段范围内对蓝光的吸收能力要小于波长小于455nm内的波段范围。
8.根据权利要求1所述的一种防蓝光封装LED发光器件，其特征在于，所述热固性胶体选自硅胶、硅树脂或环氧树脂中的一种或多种。
9.一种防蓝光封装LED背光模组，包括LED发光器件，其特征在于，所述LED发光器件为权利要求1～8任一项所述的防蓝光封装LED发光器件。
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