白光发射装置以及使用该白光发射装置的白光源模块的制作方法

专利名称：白光发射装置以及使用该白光发射装置的白光源模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种白光发射装置以及使用该白光发射装置的白光源模块，并且更 具体地，涉及一种可有利地适用于液晶显示器的背光单元以确保高颜色再现性(color reproducibility)的白光发射装置以及使用该白光发射装置的白光源模块。
背景技术：
近来，发光二极管(LED)作为用于液晶显示器如膝上型计算机、监控器、移动电话 以及TV中的背光单元(BLU)的光源是很突出的。冷阴极荧光灯(CCFL)已经用作BLU的白 光源，但最近，使用LED的白光源模块由于它的优势如更好的颜色显示、环境友好性、更高 的性能以及更低的功率消耗而已经引起注意。在传统的用于BLU的白光源模块中，蓝色LED、绿色LED以及红色LED被设置在电 路板上。图1示出了这样的设置的一个实例。参照图1，用于BLU的白光源模块10包括设 置在如印刷电路板的电路板11上的红色R LED 12、绿色G LED 14以及蓝色B LED16。R LED 12、G LED 14、以及B LED 16可以以每个包括对应颜色的LED芯片的封装(封装件，组 件，package)或照明器(灯，lamp)的结构设置(安装)在板11上。这些R LED、G LED、以 及B LED封装或照明器可以重复地设置在板上以形成总的(总体，overall)白色面光源或 线光源。如上所述，使用R LED, G LED、以及B LED的白光源模块10在颜色再现性方面相 当优异，并且通过调节R LED, G LED、以及B LED的光量(light amount)可以控制总的输 出光。然而，在上述白光源模块10中，R LED 12、G LED 14、以及B LED 16彼此隔开，从 而潜在地引起颜色均勻性的问题。而且，由于三色LED芯片构成白光发射装置，因此为了产 生单位面积的白光，需要至少一组R LED、G LED、以及B LED芯片。这需要复杂的电路结构 用于驱动和控制每种颜色的LED，由此导致对电路的更高的成本。这也增加了对于封装的制 造成本和需要的LED的数量。可替换地，为了实现白光源模块，已经使用了具有蓝色LED和黄色磷光体的白光 发射装置。利用蓝色LED和黄色磷光体的结合的白光源模块电路结构简单并且价格较低。 然而，白光源模块由于在长波长处相对低的光强度而在颜色再现性方面较差。因此，更高质 量和更低成本的LCD需要能够保证更好的颜色再现性的白光发射装置、以及使用该白光发 射装置的白光源模块。因此，已经存在对于最大的颜色再现性和稳定的颜色均勻性的采用LED和磷光体 的白光发射装置、以及使用该白光发射装置的白光源模块的需要
发明内容
本发明的一个方面提供了一种具有高颜色再现性和优良的颜色均勻性的白光发
射装置。本发明的一个方面还提供了一种以更低成本制造的具有高颜色再现性和优良的 颜色均勻性的白光源模块。根据本发明的一个方面，提供了一种白光发射装置，包括具有443至455nm的主 波长的蓝色发光二极管(LED)芯片；设置在蓝色LED芯片周围的红色磷光体，该红色磷光体 由蓝色LED芯片激发以发射红光；以及设置在蓝色LED芯片周围的绿色磷光体，该绿色磷光 体由蓝色LED芯片激发以发射绿光，其中由红色磷光体发射的红光具有的色坐标落在由基 于 CIE 1931 色度图的四个坐标点(0. 5448，0. 4544)、(0. 7079，0. 2920)、(0. 6427,0. 2905) 和(0.4794,0.4633)所限定的空间内，以及由绿色磷光体发射的绿光具有的色坐标落在 由基于 CIE 1931 色度图的四个坐标点(0. 1270，0.8037)、(0. 4117，0. 5861)、(0.4197， 0. 5316)和(0. 2555,0. 5030)所限定的空间内。该蓝色LED芯片可以具有10至30nm的半宽度(半峰全宽或极大值一半处的全宽 度，full width at half-maximum) (FWHM)，绿色磷光体可以具有 30 至 IOOnm 的 FWHM，以及 红色磷光体可以具有50至200nm的FWHM。红色磷光体可以包括CaAlSiN3 = Eu和(Ca，Sr) S:Eu中的至少一种。绿色磷光体可以包括A2Si04:Eu、SrGa2S4I:Eu以及β_SiA10N(硅铝氧 氮材料)中的至少一种，其中A2SiO4 : Eu中的A是Ba、Sr以及Ca中的至少一种。白光发射装置可以进一步包括密封蓝色LED芯片的树脂密封剂，其中绿色磷光体 和红色磷光体分散在树脂密封剂中。白光发射装置可以进一步包括密封蓝色LED芯片的树脂密封剂，其中包括绿色磷 光体和红色磷光体中的一种的第一磷光体膜沿着蓝色LED芯片的表面形成在蓝色LED芯片 与树脂密封剂之间，以及包括绿色磷光体和红色磷光体中的另一种的第二磷光体膜形成在 树脂密封剂上。根据本发明的另一个方面，提供了一种白光源模块，包括电路板；设置在电路板 上并具有443至455nm的主波长的蓝色LED芯片；设置在蓝色LED芯片周围的红色磷光体， 该红色磷光体由蓝色LED芯片激发以发射红光；以及设置在蓝色LED芯片周围的绿色磷光 体，该绿色磷光体由蓝色LED芯片激发以发射绿光，其中由红色磷光体发射的红光具有的 色坐标落在由基于CIE 1931色度图的四个坐标点(0. 5448,0.4544)、(0.7079,0.2920)、 (0. 6427,0. 2905)和(0. 4794,0. 4633)所限定的空间内，以及由绿色磷光体发射的绿光 具有的色坐标落在由基于CIE 1931色度图的四个坐标点(0.1270,0.8037)、(0.4117， 0. 5861)、(0. 4197,0. 5316)和(0. 2555,0. 5030)所限定的空间内。该蓝色LED芯片可以具有10至30nm的FWHM，绿色磷光体可以具有30至IOOnm的 FffHM,以及红色磷光体可以具有50至200nm的FWHM。红色磷光体可以包括CaAlSiN3: Eu和 (Ca，Sr) S:Eu中的至少一种。绿色磷光体可以包括A2Si04:Eu、SrGa2S4:Eu以及β -SiAlON 中的至少一种，其中A2SiO4Eu中的A是Ba、Sr以及Ca中的至少一种。白光源模块可以进一步包括密封蓝色LED芯片的树脂密封剂，其中蓝色LED芯片 直接安装在电路板上。白光源模块可以进一步包括安装在电路板上的封装体(packagebody)，该封装体 限定反射杯(reflective cup)，其中蓝色LED芯片安装在由封装体限定的反射杯中。
白光源模块可以进一步包括形成在由封装体限定的反射杯内的树脂密封剂，该密 封剂密封蓝色LED芯片。白光源模块可以进一步包括密封蓝色LED芯片的树脂密封剂，其中绿色磷光体和 红色磷光体分散在树脂密封剂中。 白光源模块可以进一步包括密封蓝光发射装置芯片的树脂密封剂，其中包括绿色 磷光体和红色磷光体中的一种的第一磷光体膜沿着蓝色LED芯片的表面形成在蓝色发光 二极管芯片与树脂密封剂之间，以及包括绿色磷光体和红色磷光体中的另一种的第二磷光 体膜形成在树脂密封剂上。根据本发明的又一个方面，提供了一种白光发射装置，包括蓝色LED芯片；设置 在蓝色LED芯片周围的红色磷光体，该红色磷光体由蓝色LED芯片激发以发射红光；以及 设置在蓝色LED芯片周围的绿色磷光体，该绿色磷光体由蓝色LED芯片激发以发射绿光， 其中由红色磷光体发射的红光具有的色坐标落在由基于CIE1931色度图的四个坐标点 (0. 5448,0. 4544)、(0. 7079,0. 2920)、(0. 6427,0. 2905)和(0. 4794,0. 4633)所限定的空间 内，以及由绿色磷光体发射的绿光具有的色坐标落在由基于CIE 1931色度图的四个坐标 点(0. 1270,0. 8037)、(0. 4117,0. 5861)、(0. 4197,0. 5316)和(0. 2555,0. 5030)所限定的空 间内。根据本发明的又一个方面，提供了一种白光源模块，包括电路板；设置在电路板 上的蓝色LED芯片；设置在蓝色LED芯片周围的红色磷光体，该红色磷光体由蓝色LED芯 片激发以发射红光；以及设置在蓝色LED芯片周围的绿色磷光体，该绿色磷光体由蓝色LED 芯片激发以发射绿光，其中由红色磷光体发射的红光具有的色坐标落在由基于CIE 1931 色度图的四个坐标点(0. 5448,0.4544)、(0. 7079，0. 2920)、(0. 6427,0. 2905)和(0.4794， 0. 4633)所限定的空间内，以及由绿色磷光体发射的绿光具有的色坐标落在由基于CIE 1931 色度图的四个坐标点(0. 1270，0. 8037)、(0. 4117，0. 5861)、(0. 4197,0. 5316)和 (0. 2555,0. 5030)所限定的空间内。根据本发明的进一步的方面，提供了一种白光发射装置，包括具有10至30nm 的半宽度的蓝色LED芯片；设置在蓝色LED芯片周围的红色磷光体，该红色磷光体由蓝色 LED芯片激发以发射红光；以及设置在蓝色LED芯片周围的绿色磷光体，该绿色磷光体由 蓝色LED芯片激发以发射绿光，其中由红色磷光体发射的红光具有的色坐标落在由基于 CIE 1931 色度图的四个坐标点(0. 5448，0. 4544)、(0. 7079，0. 2920)、(0. 6427,0. 2905)和 (0. 4794,0. 4633)所限定的空间内，以及由绿色磷光体发射的绿光具有的色坐标落在由基 于 CIE 1931 色度图的四个坐标点(0. 1270，0. 8037)、(0. 4117，0. 5861)、(0. 4197,0. 5316) 和(0. 2555,0. 5030)所限定的空间内。


通过以下结合附图的详细描述，本发明的上述和其它方面、特征以及其它优点将 被更清楚地理解，在附图中图1是示出了用于背光单元的传统的白光源模块的剖视图；图2是示出了根据本发明一个示例性具体实施方式
的白光发射装置和白光源模 块的剖视图3是示出了根据本发明一个示例性具体实施方式
的白光发射装置和白光源模 块的剖视图；图4是示出了根据本发明一个示例性具体实施方式
的白光发射装置和白光源模 块的剖视图；图5是示出了根据本发明一个示例性具体实施方式
的白光发射装置和白光源模 块的剖视图；
图6示出了根据本发明一个示例性具体实施方式
的用于白光发射装置的磷光体 的色坐标空间；以及图7示出了在其中本发明实施例和比较例的白光源模块用于液晶显示器(IXD)的 背光单元中的情况下所获得的色坐标范围。
具体实施例方式现在，将参照附图详细地描述本发明的示例性具体实施方式
。然而，本发明可以以 许多不同形式来具体实现，并且不应该被解释为限于本文陈述的具体实施方式
。更确切地， 提供这些具体实施方式
以使本披露内容详尽和完整，并充分将本发明的范围传达给本领域 技术人员。在附图中，为了清楚，形状和尺寸可能被放大，并且在全文中使用相同的参考标 号来表示相同或类似的部件。图2是示出了根据本发明一个示例性具体实施方式
的白光发射装置和使用该白 光发射装置的白光源模块的示意性剖视图。参照图2，白光源模块510包括诸如印刷电路板 的电路板101、以及设置在电路板101上的至少一个白光发射装置100。白光发射装置100 包括蓝色B发光二极管(LED)芯片103、绿色G磷光体105以及红色R磷光体107。绿色磷 光体105以及红色磷光体107由蓝色LED芯片103激发以分别发射绿光和红光。使绿光和 红光与来自蓝色LED芯片103的部分蓝光混合而产生白光。特别地，根据本具体实施方式
，蓝色LED芯片103直接安装在电路板101上，而磷 光体105和107均勻地分散并混合在密封蓝色LED芯片103的树脂密封剂130中。树脂密 封剂130可以形成为例如用作一种透镜的半圆形(半圆，semi-circular)。可替换地，树脂 密封剂130可以由环氧树脂、硅酮树脂(有机硅树脂)以及混合树脂(hybrid resin)中的 一种形成。如上所述，蓝色LED芯片103通过板上芯片技术直接安装在电路板101上，从而 使白光发射装置100容易地获得更大的视角。在电路板101上形成电极图案和电路图案中的一种(未示出)，并且电路图案通过 例如引线接合(wire bonding)或倒装接合(flip-chip bonding)而连接至蓝色LED芯片 103的电极。这种白光源模块510可以包括多个白光发射装置100以形成具有期望面积的 面光源或线光源，从而有利地用作LCD装置的背光单元的光源。本发明的发明人已经将蓝色LED芯片103的主波长限定在具体的范围内，并且将 绿色磷光体105和红色磷光体107的色坐标限定在基于CIE 1931色度图的具体空间内。这 使发明人能够从绿色和红色磷光体以及蓝色LED芯片的结合来实现最大量的颜色再现性。具体地，为了从蓝色LED芯片-绿色磷光体-红色磷光体的结合来获得最大量的 颜色再现性，蓝色LED芯片103具有443至455nm的主波长。而且，从由蓝色LED芯片103 激发的红色磷光体107发射的红光具有的色坐标落在由基于CIE 1931 (x, y)色度图的四个坐标点(ο. 5448,0. 4544)、(0· 7079,0. 2920)、(0· 6427,0. 2905)和(0. 4794,0. 4633)限定的 空间内。此外，从由蓝色LED芯片103激发的绿色磷光体发射的绿光具有的色坐标落在由基 于 CIE 1931 色度图的(0. 1270,0. 8037)、(0. 4117,0. 5861)、(0. 4197,0. 5316)和(0. 2555， 0.5030)限定的空间内。 图6示出了上述红色和绿色磷光体的色坐标空间。参照图6，CIE 1931色度图 标记有由四个坐标点(0. 5448，0. 4544)、(0. 7079，0. 2920)、(0. 6427,0. 2905)和(0.4794， 0.4633)构成的四边形形状的空间r以及由四个坐标点(0. 1270,0.8037)、(0.4117， 0. 5861), (0.4197,0. 5316)和(0. 2555,0. 5030)构成的四边形形状的空间g。如上所述，选 择红色磷光体和绿色磷光体使得其色坐标分别落在四边形形状的空间r和g内。这里，主波长是由通过将蓝色LED芯片的输出光的实际测量的光谱曲线 (spectrum graph)和发光度(亮度)曲线结合获得的曲线而得到的波长值。主波长是考虑 人的可见度的数值。这种主波长对应于其中将CIE 1976色度图的中心点(0.333,0.333) 连接至实际测量的色坐标的线与CIE 1976色度图的等高线(contour line)相交的点处的 波长值。应当注意到，峰值波长与主波长不同。峰值波长具有最高的能量强度。峰值波长 是显示实际测量的输出光的光谱曲线中最高强度的波长值，与发光度无关。这里，蓝色LED芯片103具有443至455nm的主波长。红色磷光体107具有的 色坐标落在由基于CIE 1931色度图的四个坐标点(0. 5448,0.4544)、(0.7079,0.2920)、 (0. 6427,0. 2905)和(0. 4794，0. 4633)限定的四边形空间内。绿色磷光体105具有的色坐 标落在由四个坐标点(0. 1270，0. 8037)、(0. 4117，0. 5861)、(0. 4197,0. 5316)和(0.2555， 0.5030)限定的四边形空间内。因此，使用用于背光单元的白光源模块510的液晶显示器 (IXD)装置跨过覆盖CIE 1976色度图上基本上整个s-RGB空间的很大的色坐标空间可以表 现出高颜色再现性(参见图7)。这种高颜色再现性通过传统的蓝色LED芯片与红色和绿色 磷光体的结合几乎不能得到。落在如上所述的主波长范围和色坐标空间外的蓝色LED芯片以及红色和绿色磷 光体可能降低LCD的颜色再现性或颜色质量。通常，与红色和绿色磷光体一起使用以获得 白光的蓝色LED芯片具有典型的460nm以上的主波长。然而，根据本具体实施方式
，蓝光具 有比传统的蓝光更短的主波长，而红色和绿色磷光体具有的色坐标落在如上所述的四边形 空间内，从而产生通过现有技术几乎不能获得的更高的颜色再现性。蓝色LED芯片103可以采用通常使用的III族氮化物半导体LED装置。而且，红 色磷光体107可以使用如CaAlSiN3 = Eu的氮化物磷光体。这种氮化物红色磷光体比黄色磷 光体更不易受外部环境如热和湿度的影响，并且不可能变色。特别地，氮化物红色磷光体相 对于具有的主波长设定在443至455nm的具体范围内以获得高颜色再现性的蓝色LED芯片 表现出高激发效率。其它如Ca2Si5N8 = Eu的氮化物磷光体或如(Ca，Sr) S:Eu的黄色磷光体 可以用作红色磷光体107。绿色磷光体105可以采用如A2SiO4 = Eu的硅酸盐磷光体，其中A 是Ba、Sr以及Ca中的至少一种。例如，绿色磷光体105可以采用(Ba，Sr)2Si04:Eu。硅酸 盐磷光体相对于具有443至455nm主波长的蓝色LED芯片表现出了高激发效率。可替换地， 可以使用SrGa2S4 = Eu和β _SiA10N( β -硅铝氧氮材料)中的一种作为绿色磷光体105。特别地，蓝色LED芯片103具有10至30nm的半宽度(FWHM)，绿色磷光体105具有 30至IOOnm的FWHM，而红色磷光体107具有50至200nm的FWHM。具有如上所述范围的FWHM的光源103、105以及107产生更好的颜色均勻性和更高的颜色质量的白光。尤其是，具有 443至455nm的主波长和10至30nm的FWHM的蓝色LED芯片103显著提高了 CaAlSiN3 = Eu 或(Ca，Sr) S:Eu红色磷光体以及A2SiO4:Eu、SrGa2S4:Eu、或β -SiAlON绿色磷光体的激发效 率。这里，A2SiO4 = Eu中的A是Ba、Sr、以及Ca中的至少一种。 根据本具体实施方式
，蓝色LED芯片具有预定范围的主波长，而绿色和红色磷光 体具有在预定的空间内的色坐标。这使得分别比传统的蓝色LED芯片和黄色磷光体的结合 以及比传统的蓝色LED芯片与绿色和红色磷光体的结合具有优异的颜色再现性。这同样也 改善了激发效率和总的光效率。而且，根据本具体实施方式
，与使用红色、绿色以及蓝色LED芯片的传统的白光源 模块不同，需要更少数量的LED芯片，并且仅需要一种类型的LED芯片，即蓝色LED芯片。这 相应地减少了用于封装的制造成本并且简化了驱动电路。特别地，可以配置相对简单的附 加电路以增加对比度或防止模糊不清(模糊，blurring)。而且，仅一个LED芯片103和密 封LED芯片103的树脂密封剂使得发射单位面积的白光，从而对其中使用红色、绿色以及蓝 色LED芯片的情况保证了优异的颜色均勻性。图3是示出了白光发射装置200和使用该白光发射装置200的白光源模块520的 示意性剖视图。在图3的具体实施方式
中，蓝色LED芯片103通过板上芯片技术直接安装 在电路板101上。蓝色LED芯片103与由该蓝色LED芯片103激发的红色磷光体和绿色 磷光体一起构成单位面积的白光发射装置200。而且，为了获得最大量的颜色再现性，蓝色 LED芯片103具有主波长范围，而红色磷光体和绿色磷光体分别具有如上所述的色坐标空 间。即，蓝色LED芯片103具有443至455nm的主波长。红色磷光体具有的色坐标落在由 CIE 1931 色度图上的四个坐标点(0. 5448，0. 4544)、(0. 7079，0. 2920)、(0. 6427,0. 2905) 和(0.4794,0.4633)限定的四边形空间内。绿色磷光体具有的色坐标落在由四个坐标点 (0. 1270,0. 8037)、(0. 4117,0. 5861)、(0. 4197,0. 5316)和(0. 2555,0. 5030)限定的四边形 空间内。然而，根据本具体实施方式
，红色和绿色磷光体并没有分散和混合在树脂密封剂 中而是设置作为磷光体膜。具体地，如图3所示，包含绿色磷光体的绿色磷光体膜205沿着 蓝色LED芯片103的表面薄薄地施加，而半圆形的透明树脂密封剂230形成在绿色磷光体 膜205上。而且，包含红色磷光体的红色磷光体膜207施加在透明的树脂密封剂230的表 面上。绿色磷光体膜205和红色磷光体膜207可以彼此相反(互换)地设置。S卩，红色磷 光体膜207可以施加在蓝色LED芯片103上，而绿色磷光体膜205可以施加在树脂密封剂 230上。绿色磷光体膜205和红色磷光体膜207可以分别由含绿色磷光体颗粒和红色磷光 体颗粒的树脂形成。包含在磷光体膜207和205中的磷光体可以使用如上所述的氮化物、 黄色磷光体以及硅酸盐磷光体中的一种。如上所述，在白光发射装置200中，形成绿色磷光体膜205、透明的树脂密封剂 230、以及红色磷光体膜207以进一步提高输出的白光的颜色均勻性。当绿色和红色磷光 体(粉末混合物)仅仅分散在树脂密封剂中时，由于在树脂固化过程中磷光体之间重量上 的差异引起磷光体不均勻地分布，因此遭受分层(layering)问题的危险。这可能降低单个 (single)白光发射装置中的颜色均勻性。然而，在其中采用通过树脂密封剂230分开的绿 色磷光体膜205和红色磷光体膜207的情况下，从蓝色LED芯片103在不同角度下发射的蓝光相对均勻地被吸收或传播穿过磷光体膜205和207，从而产生总体上更均勻的白光。艮口， 另外提高了颜色均勻性。而且，如图3所示，通过透明的树脂密封剂230彼此分开的磷光体膜205和207可 以降低磷光体引起的光损失。在其中磷光体粉末混合物分散在树脂密封剂中的情况下，由 磷光体波长转换(wavelength-convert)的次级光(绿光或红光)通过存在于光路上的磷 光体颗粒而散射，从而引起光损失。然而，在图3的具体实施方式
中，由薄绿色磷光体膜205 或红色磷光体膜207波长转换的次级光穿过透明的树脂密封剂230，或者在发光装置200的 外部发射，从而降低由磷光体颗粒产生的光损失。
在图3的具体实施方式
中，蓝色LED芯片具有主波长范围，而绿色和红色磷光体分 别具有如上所述的色坐标空间。因此，用于LCD的BLU的白光源模块520跨过覆盖基本上 整个s-RGB空间的很大的空间表现出高颜色再现性。这也降低了 LED芯片的数量，以及用 于驱动电路和封装的制造成本，从而实现更低的单位成本。当然，蓝光、绿光以及红光可以 具有如上所述范围的FWHM。 在上述的本具体实施方式
中，每个LED芯片通过COB技术直接安装在电路板上。然 而，本发明并不限于此。例如，LED芯片可以安装在安装于电路板上的封装体内。图4和图 5分别示出了根据本发明一个示例性具体实施方式
使用的另外的封装体。图4是示出了根据本发明一个示例性具体实施方式
的白光发射装置300以及使用 该白光发射装置300的白光源模块530的剖视图。参照图4，限定反射杯的封装体310安装 在电路板101上。蓝色BLED芯片103设置在由封装体310限定的反射杯的底部，而具有分 散在其中的绿色G磷光体105和红色R磷光体107的树脂密封剂330密封LED芯片103。 为了获得具有期望面积的面光源或线光源，多个白光发射装置300，S卩，多个LED封装可以 设置在板101上。同样在图4的具体实施方式
中，蓝色LED芯片具有一个主波长范围，而红色和绿色 磷光体分别具有如上所述的色坐标空间，从而保证了高颜色再现性。而且，降低了 LED芯片 的数量，以及用于驱动电路和封装的制造成本以实现更低的单位成本。图5是示出了根据本发明一个示例性具体实施方式
的白光发射装置400以及使用 该白光发射装置400的白光源模块540的示意性剖视图。参照图5，如在图4的具体实施方 式中，白光发射装置400包括限定反射杯的封装体410以及安装在反射杯上的蓝色LED芯 片 103。然而，根据本具体实施方式
，红色和绿色磷光体并没有分散和混合在树脂密封剂 中，而是设置作为磷光体膜。即，沿着蓝色LED芯片103的表面施加绿色磷光体405和红色 磷光体407中的一种，并且在其上形成透明的树脂密封剂430。同样，沿着透明的树脂密封 剂430的表面施加绿色磷光体405和红色磷光体407中的另一种。如在图3的具体实施方式
中，在图5的具体实施方式
中，使用通过树脂密封剂430 彼此分开的绿色磷光体膜405和红色磷光体膜407以保证优异的颜色均勻性。同样，以与 上述具体实施方式
相同的方式，蓝色LED芯片具有主波长范围，而红色和绿色磷光体具有 如上所述的色坐标空间，从而跨过覆盖基本上整个s-RGB空间的很大的空间产生高颜色再 现性。图7示出了显示在其中本发明实施例和比较例的白光源模块分别用于IXD的BLU中的情况下获得的色坐标范围的CIE 1976色度图。参照图7，通过蓝色LED芯片、红色磷光体以及绿色磷光体的结合(参见图4)，本 发明实施例的白光源模块发射白光。在本发明实施例的白光源中，蓝色LED芯片具有443 至455nm，特别地451nm的主波长。而且，红色磷光体发射的红光具有的色坐标落在由基于 CIE 1931 色度图的四个坐标点(0. 5448，0. 4544)、(0. 7079，0. 2920)、(0. 6427,0. 2905)和 (0. 4794,0. 4633)限定的四边形空间内。绿色磷光体发射的绿光具有的色坐标落在由基于 CIE 1931 色度图的(0. 1270，0. 8037)、(0. 4117，0. 5861)、(0. 4197，0. 5316)和(0.2555， 0.5030)限定的四边形空间内。同时，通过红色、绿色以及蓝色LED芯片的结合，比较例1的白光源模块发射白光。 同样，使用传统的冷阴极荧光灯，比较例2的白光源模块发射白光。
图7的色度图表明使用本发明实施例的光源模块作为BLU的LCD的色坐标空间、 以及分别使用比较例1和比较例2的光源作为BLU的IXD的色坐标空间。如图7所示，采 用根据本发明实施例的BLU的LCD表现出覆盖基本上整个s-RGB空间的非常宽的色坐标空 间。这种高颜色再现性通过传统的蓝色LED芯片、红色和绿色磷光体的结合不能得到。
利用根据比较例1的BLU (RGB LED BLU)的IXD仅使用LED芯片作为红色、绿色以 及蓝色光源，由此表明了宽的色坐标空间。然而，如图7所示，采用根据比较例1的RGB LED BLU的IXD不利地没有表现出s-RGB空间中的蓝色。而且，在没有磷光体的情况下仅使用三 色LED芯片降低了颜色均勻性，同时增加了需要的LED芯片的数量和制造成本。特别地，这 需要用于对比度增加或局部变暗的附加电路的复杂结构、以及用于电路结构的成本的急剧 增加。如图7所示，使用比较例2的BLU(CCFL BLU)的IXD表现出相对窄的色坐标空间， 由此分别降低了关于本发明实施例和比较例1的BLU的颜色再现性。此外，CCFL BLU并不 是环境友好的，并且几乎不能配置为用于改善其性能如局部变暗和对比度调整的电路。如上陈述，根据本发明的示例性具体实施方式
，使用具有具体范围主波长的蓝色 LED芯片，以及分别具有具体空间色坐标的红色和绿色磷光体。这保证了通过传统的蓝色 LED芯片、红色和绿色磷光体的结合几乎不能实现的高颜色再现性。这也导致了优异的颜色 均勻性，并且降低了对用于BLU的光源模块必需的LED的数量、以及用于封装和电路结构的 成本。因此，这很容易生产更高质量和更低成本的白光源模块以及使用该白光源模块的背 光单元。尽管已结合示例性具体实施方式
示出和描述了本发明，但对于本领域技术人员来 说显而易见的是，在不背离如由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可 以进行各种更改和变化。
权利要求
一种白光发射装置，包括蓝色发光二极管芯片、绿色磷光体和红色磷光体，其中所述绿色磷光体和红色磷光体分散并混合在密封所述蓝色发光二极管芯片的树脂密封剂中。
2.根据权利要求1所述的白光发射装置，其中，所述树脂密封剂形成为用作一种透镜 的半圆形，或者其中，所述装置进一步包括限定反射杯的封装体，所述蓝色发光二极管芯片 安装在所述反射杯中。
3.根据权利要求1或2所述的白光发射装置，其中，所述蓝色发光二极管芯片具有10 至30nm的半宽度。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的白光发射装置，其中，所述绿色磷光体具有30至 lOOnm的半宽度。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的白光发射装置，其中，所述红色磷光体具有50至 200nm的半宽度。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的白光发射装置，其中，所述红色磷光体包括 CaAlSiN3:Eu 禾口(Ca，Sr)S:Eu 中的至少一种。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的白光发射装置，其中，所述绿色磷光体包括 A2Si04:Eu、SrGa2S4:Eu 以及 3-SiAlON 中的至少一种，其中，A2Si04:Eu中的A包括Ba、Sr以及Ca中的至少一种。
8.一种白光发射装置，包括蓝色发光二极管芯片、绿色磷光体和红色磷光体，其中，所述白光发射装置进一步包括 密封所述蓝色发光二极管芯片的树脂密封剂，包括所述绿色磷光体和红色磷光体中的一种的第一磷光体膜沿着所述蓝色发光二极 管芯片的表面形成在所述蓝色发光二极管芯片与所述树脂密封剂之间，以及包括所述绿色磷光体和红色磷光体中的另一种的第二磷光体膜形成在所述树脂密封 剂上。
9.根据权利要求8所述的白光发射装置，其中，所述树脂密封剂形成为用作一种透镜 的半圆形，或者其中，所述装置进一步包括限定反射杯的封装体，所述蓝色发光二极管芯片 安装在所述反射杯中。
10.根据权利要求8或9所述的白光发射装置，其中，所述蓝色发光二极管芯片具有10 至30nm的半宽度。
11.根据权利要求8-10中任一项所述的白光发射装置，其中，所述绿色磷光体具有30 至lOOnm的半宽度。
12.根据权利要求8-11中任一项所述的白光发射装置，其中，所述红色磷光体具有50 至200nm的半宽度。
13.一种白光发射装置，包括发光二极管芯片；设置在所述发光二极管芯片周围的红色磷光体，所述红色磷光体由所述发光二极管芯 片激发以发射红光；以及设置在所述发光二极管芯片周围的绿色磷光体，所述绿色磷光体由所述发光二极管芯 片激发以发射绿光，其中，由所述红色磷光体发射的所述红光具有的色坐标落在由基于CIE 1931色度图 的四个坐标点(0. 5448,0. 4544)、(0. 7079,0. 2920)、(0. 6427,0. 2905)和(0. 4794,0. 4633) 所限定的空间内。
14.一种白光发射装置，包括发光二极管芯片；设置在所述发光二极管芯片周围的红色磷光体，所述红色磷光体由所述发光二极管芯 片激发以发射红光；以及设置在所述发光二极管芯片周围的绿色磷光体，所述绿色磷光体由所述发光二极管芯 片激发以发射绿光，其中，由所述绿色磷光体发射的所述绿光具有的色坐标落在由基于所述CIE 1931色 度图的四个坐标点(0. 1270，0. 8037)、(0. 4117，0. 5861)、(0. 4197,0. 5316)和(0.2555， 0. 5030)所限定的空间内。
15.一种白光发射装置，包括具有443至455nm的主波长的发光二极管芯片；设置在所述发光二极管芯片周围的红色磷光体，所述红色磷光体由所述发光二极管芯 片激发以发射红光；以及设置在所述发光二极管芯片周围的绿色磷光体，所述绿色磷光体由所述发光二极管芯 片激发以发射绿光，其中，由所述红色磷光体发射的所述红光具有的色坐标落在由基于CIE 1931色度图 的四个坐标点(0. 5448,0. 4544)、(0. 7079,0. 2920)、(0. 6427,0. 2905)和(0. 4794,0. 4633) 所限定的空间内，以及由所述绿色磷光体发射的所述绿光具有的色坐标落在由基于所述CIE 1931色度图的 四个坐标点(0. 1270,0. 8037)、(0. 4117,0. 5861)、(0. 4197,0. 5316)和(0. 2555,0. 5030)所 限定的空间内。
16.根据权利要求15所述的白光发射装置，其中，所述发光二极管芯片发射蓝光并具 有443至455nm的主波长。
17.根据权利要求13-15中任一项所述的白光发射装置，其中，所述发光二极管芯片具 有10至30nm的半宽度。
18.根据权利要求13-15中任一项所述的白光发射装置，其中，所述绿色磷光体具有30 至lOOnm的半宽度。
19.根据权利要求13-15中任一项所述的白光发射装置，其中，所述红色磷光体具有50 至200nm的半宽度。
20.根据权利要求13-15和19中任一项所述的白光发射装置，其中，所述红色磷光体包 括氮化物磷光体或硫化物磷光体中的至少一种。
21.根据权利要求20所述的白光发射装置，其中，所述氮化物磷光体包括CaAlSiN3:Eu 或Ca2Si5N8:Eu中的至少一种。
22.根据权利要求20所述的白光发射装置，其中，所述硫化物磷光体包括(Ca，Sr) S:Euo
23.根据权利要求13-15和18中任一项所述的白光发射装置，其中，所述绿色磷光体包CN 101840987 A权利要求书3/3页括硅酸盐磷光体、SrGa2S4:Eu以及0 -SiAlON中的至少一种。
24.根据权利要求23所述的白光发射装置，其中，所述硅酸盐磷光体包括A2Si04:Eu，其 中A2Si04:Eu中的A包括Ba、Sr以及Ca中的至少一种。
25.根据权利要求13-15中任一项所述的白光发射装置，进一步包括密封所述发光二 极管芯片的树脂密封剂，其中，所述绿色磷光体和所述红色磷光体分散在所述树脂密封剂中。
26.根据权利要求13-15中任一项所述的白光发射装置，进一步包括密封所述发光二 极管芯片的树脂密封剂，其中，包括所述绿色磷光体和红色磷光体中的一种的第一磷光体膜沿着所述发光二极 管芯片的表面形成在所述发光二极管芯片与所述树脂密封剂之间，以及包括所述绿色磷光体和红色磷光体中的另一种的第二磷光体膜形成在所述树脂密封 剂上。
27.根据权利要求25或26所述的白光发射装置，其中，所述树脂密封剂形成为用作一 种透镜的半圆形，或者其中，所述装置进一步包括限定反射杯的封装体，所述发光二极管芯 片安装在所述反射杯中。
28.一种白光源模块，包括电路板以及根据权利要求1-27中任一项所述的至少一个白 光发射装置，其中，所述白光发射装置设置在所述电路板上。
29.一种背光单元，包括根据权利要求1-27中任一项所述的白光发射装置。
30.一种包括背光单元的液晶显示器，其中，所述背光单元包括根据权利要求1-27中 任一项所述的白光发射装置。全文摘要
本发明提供了一种白光发射装置以及使用该白光发射装置的白光源模块。该白光发射装置包括具有443至455nm的主波长的蓝色发光二极管芯片；设置在蓝色发光二极管芯片周围的红色磷光体，该红色磷光体由蓝色发光二极管芯片激发以发射红光；以及设置在蓝色发光二极管芯片周围的绿色磷光体，该绿色磷光体由蓝色发光二极管芯片激发以发射绿光，其中由红色磷光体发射的红光具有的色坐标落在由基于CIE 1931色度图的四个坐标点(0.5448，0.4544)、(0.7079，0.2920)、(0.6427，0.2905)和(0.4794，0.4633)所限定的空间内，以及由绿色磷光体发射的绿光具有的色坐标落在由基于CIE 1931色度图的四个坐标点(0.1270，0.8037)、(0.4117，0.5861)、(0.4197，0.5316)和(0.2555，0.5030)所限定的空间内。
文档编号G02F1/13357GK101840987SQ20101018034
公开日2010年9月22日 申请日期2008年3月25日 优先权日2008年3月25日
发明者咸宪柱, 朴英衫, 柳哲熙, 郑宁俊, 金浩渊, 金炯锡, 韩盛渊 申请人:三星电机株式会社