專(zhuān)利名稱(chēng)：使用混色led光源結(jié)合綠色led光源的lcd背光系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種使用半導(dǎo)體光源的背光系統(tǒng)，具體涉及使用LED (Light-Emitting Diode,發(fā)光二才及管)光源的LCD (Liquid Crystal Display,液晶顯示)背光光源。
背景技術(shù)：
隨著超高亮LED的技術(shù)逐漸成熟，價(jià)格不斷下降，因其具有壽命長(zhǎng)、 耐震動(dòng)、發(fā)光效率高、無(wú)干擾、不怕低溫、無(wú)汞污染問(wèn)題和性?xún)r(jià)比高等優(yōu) 勢(shì)，LED在各種信號(hào)顯示和照明光源領(lǐng)域中的應(yīng)用得到了很大的擴(kuò)展，尤 其在液晶顯示器背光源的應(yīng)用方面，它已逐漸:取代CCFL (Cold-Cathode Florescent Lamps,冷陰極焚光管)背光源，在液晶顯示領(lǐng)域顯示出了巨大 的潛力。由于亮度低,以往的LED作為背光源的使用只能限制在小型顯示器上。 隨著半導(dǎo)體技術(shù)的快速發(fā)展,加上封裝設(shè)計(jì)的新概念,LED的亮度和效率得 以顯著提高,LED背光源的應(yīng)用范圍更加廣泛。作為背光源，LED可大致分為三類(lèi)白色、單色和多色。使用白色LED 背光時(shí)，電路相對(duì)筒單，其發(fā)出白光的原理是芯片發(fā)出的藍(lán)光一部分通 過(guò)媒介轉(zhuǎn)變?yōu)辄S光；藍(lán)光和黃光混和就產(chǎn)生了白光，色坐標(biāo)(白點(diǎn))取決于藍(lán) 光和黃光的比例，白場(chǎng)的色溫固定，色域4交小。在以紅、綠、藍(lán)LED構(gòu)成 白色時(shí)，能夠改進(jìn)LCD顯示屏前的顏色與亮度性能，擴(kuò)大色域的同時(shí)，還 能實(shí)現(xiàn)高亮度，因而在這方面比CCFL更優(yōu)越。使用單色LED的RGB背 光，由于各顏色交互排列，就需要附加混色所需的空間，產(chǎn)生均勻的混和 光，該混色區(qū)的大小取決于兩個(gè)同色LED之間的距離和它們的發(fā)射角。相 比之下，多色LED和白色LED的混色是發(fā)生在其封裝結(jié)構(gòu)中，因此，對(duì) 光的發(fā)射特性進(jìn)行補(bǔ)償所需的空間就小得多，但這種方案的背光系統(tǒng)驅(qū)動(dòng) 和控制電路比較復(fù)雜。為了進(jìn)一步擴(kuò)大色彩表現(xiàn)范圍,不局限于以往的R(紅)、綠(G)、 B (藍(lán))三原色,通過(guò)追加新的色彩可以實(shí)現(xiàn)多色化,使LCD屏幕具有更寬廣 的色域。由于LED是點(diǎn)光源，輻射圖樣是圓錐形，因此LED背光的關(guān)鍵是獲得一個(gè)均勻照亮的表面。導(dǎo)光板是提高顏色均勻性的有效方法。為了得到高亮度，用LED在LCD屏幕后直接照明的方案優(yōu)于使用側(cè)光源的方案。中國(guó)專(zhuān)利200410048713.3提供一種背光源組合及具有該背光源組合體 的液晶顯示器，是側(cè)光式背光源,且未指定所使用的光源；專(zhuān)利03106671.2 所述的背光源設(shè)置在被照射體的背面?zhèn)龋涔庠从删G色、藍(lán)綠色、藍(lán)色、橙 色、紅色、黃綠色中的任一種顏色的發(fā)光二極管構(gòu)成,并且其液晶顯示裝置 是黑白顯示型；中國(guó)專(zhuān)利02152111.5所述的背光源是使用多個(gè)發(fā)光二極管 的側(cè)光式背光源?，F(xiàn)有專(zhuān)利的背光系統(tǒng)中，均未提到藍(lán)色LED加紅色熒光粉的光源混合 單色LED光源做為背光源，以改善顯示設(shè)備的色彩表現(xiàn)力和色域范圍。本實(shí)用新型的目的在于提供一種使用混色LED光源結(jié)合綠色LED光 源的LCD背光系統(tǒng)。本實(shí)用新型的背光系統(tǒng)使用兩種LED光源混色LED 光源和綠色LED光源。所述的混色LED光源是由藍(lán)光LED芯片激發(fā)紅色熒光粉發(fā)出紅光， 使藍(lán)、紅光混合形成混色光。所述綠色LED光源是單色綠光LED芯片發(fā)出綠光。上述的混色LED光源所使用的熒光粉包含紅色熒光粉，因此其發(fā)射光 譜的成分中有藍(lán)、紅兩個(gè)顏色的峰值，比普通混色形成的白色LED光源增 加了紅色光鐠成分。關(guān)于紅色的熒光粉的成品、制造以及熒光粉的配比、 混合是已有技術(shù)和工藝，并且相關(guān)產(chǎn)品可購(gòu)買(mǎi)或定制。LCD屏幕的色坐標(biāo)(白點(diǎn))取決于幾種顏色光的比例，根據(jù)顯示屏幕 的需要，混色LED光源的色溫可選范圍一般是3500K 12000K,其中藍(lán) 光LED芯片的主波長(zhǎng)可選范圍 一般是380nm 480nm，激發(fā)的紅色光的峰 值波長(zhǎng)的可選范圍一般是580nm 645nm;綠色LED光源的主波長(zhǎng)可選范 圍一般是490nm 540nm。在背光源的光成分中，各種顏色的光所占的比例根據(jù)屏幕色彩的顯示 需要而定。兩種LED光源中，綠光一般在總光強(qiáng)或總光通量中占有大于百 分之一比例，具體根據(jù)使用需要而定，如綠光占5%~20%,或30%~40%， 或其他任意比例。如圖1、圖2所示，在所述的背光系統(tǒng)中，在印刷線路板(PCB) (2) 上同時(shí)安裝多個(gè)混色LED光源(ll)和多個(gè)綠色LED光源(12)，兩種LED光發(fā)明內(nèi)容源互相交錯(cuò)著均勻排列。所有的LED光源的出光方向面對(duì)導(dǎo)光板，按一定規(guī)律、 一定間距排列，形成一個(gè)光軸方向相互平行的發(fā)光點(diǎn)陣。在LED光源的出光方向，依次排列著導(dǎo)光板(3)和一 系列光學(xué)膜(4)。 工作時(shí)，混色LED光源和綠色LED光源所發(fā)出的光都進(jìn)入導(dǎo)光板(3)，經(jīng)過(guò)充分反射混合，再通過(guò)光學(xué)膜(4)等器件，照射到液晶面板的后表面，形成背光照明。在上述結(jié)構(gòu)中，所述LED光源排列的一定規(guī)律和間距沒(méi)有嚴(yán)格限制， 是以液晶屏幕上的亮度、色彩的均勻分布為最終目標(biāo)?？梢苑謩e調(diào)節(jié)所述背光系統(tǒng)中兩種LED光源的亮度，以改變整個(gè)光源 的光語(yǔ)成分，得到合適的屏幕色彩。背光系統(tǒng)中LED光源的選擇根據(jù)使用需要而定，LED光源的封裝結(jié) 構(gòu)(包括電氣結(jié)構(gòu)、光學(xué)結(jié)構(gòu)、機(jī)械結(jié)構(gòu))也根據(jù)不同的設(shè)計(jì)方案和使用需要 來(lái)確定。本實(shí)用新型的有益效果是普通白色LED光源光譜成分僅集中在藍(lán)、 黃兩色，本實(shí)用新型的方案對(duì)背光系統(tǒng)的LED光源的光譜成分進(jìn)行彌補(bǔ)和 改善，增加了紅、綠光的成分，可以提高顯示設(shè)備的色域范圍；并且避免 了使用RGB三基色LED光源的背光系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜、成本高的缺點(diǎn)。下面參照附圖結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步詳述本實(shí)用新型。


圖1是本實(shí)用新型LCD背光系統(tǒng)的剖面示意圖；圖2是本實(shí)用新型LCD背光系統(tǒng)中安裝了兩套光源的PCB的俯視圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一請(qǐng)參閱圖1和圖2,多個(gè)混色LED光源(ll)和多個(gè)綠色LED光源(12) 同時(shí)安裝在PCB(2)上，兩種LED光源分別互相交錯(cuò)著均勻排列。根據(jù)背 光源的光成分所需的配比，確定混色LED光源(ll)和綠色LED光源(12)的數(shù)量。其中混色LED光源的色溫選擇6500K 7500K,綠色LED光源的主波 長(zhǎng)選擇525nm 535跳LED光源采用貼片安裝(SMT)的形式,光的出射角度(FWMH)為120° 。 所用的混色LED光源和綠色LED光源均選用工作電流為150mA,功率0.5W的大功率高亮度LED。PCB(2)上已制作好相應(yīng)的電路，使兩種LED光源可以正常工作并分別控制。如圖1所示，在LED光源的出光方向，依次排列著導(dǎo)光板(3)和一系列 光學(xué)膜(4)。工作時(shí)，混色LED光源和綠色LED光源所發(fā)出的光都進(jìn)入導(dǎo)光板(3), 經(jīng)過(guò)充分反射混合，再通過(guò)光學(xué)膜(4),其作用是對(duì)光線的方向進(jìn)行整理。 最后光線照射到液晶面板的后表面，形成背光照明。實(shí)施例二基本與實(shí)施例一相同，不同的是其中逸色LED光源(ll)選用工作電流 為150mA,功率0.5W的大功率高亮度LED,而綠色LED光源(12)選用工 作電流為20mA的小功率LED,做比4交密集的排列。實(shí)施例三基本與實(shí)施例一相同，不同的是其中混色LED光源(ll)和綠色LED光 源(12)均選用工作電流為20mA的小功率LED, #支比較密集的排列。以上只是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員 在本實(shí)用新型技術(shù)的方案范圍內(nèi)，進(jìn)行的通常變化和替換，都應(yīng)包含在本 實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種使用混色LED光源結(jié)合綠色LED光源的LCD背光系統(tǒng)，其特征在于所述的混色LED光源是由藍(lán)光LED芯片激發(fā)紅色熒光粉發(fā)出紅光，藍(lán)、紅光混合形成混色光；所述綠色LED光源是單色綠光LED芯片發(fā)出綠光。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的背光系統(tǒng)，其特征在于所述的混色LED光源所使 用的熒光粉包含紅色熒光粉，其發(fā)射光譜的成分中有藍(lán)、紅兩個(gè)顏色的峰值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的背光系統(tǒng)，其特征在于所述的混色LED光源的色 溫可選范圍是3500K-12000K,其中藍(lán)光LED芯片的主波長(zhǎng)可選范圍是 380nm 480nm,激發(fā)的紅色光的峰值波長(zhǎng)的可選范圍是580nm 645nm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的背光系統(tǒng)，其特征在于所述的綠色LED光源的主 波長(zhǎng)可選范圍是490nm 540nm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的背光系統(tǒng)，所述的兩種LED光源中，綠光在總光 強(qiáng)或總光通量中占有大于百分之一的比例。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1的背光系統(tǒng)，其特征在于在印刷線路板上同時(shí)安裝多 個(gè)混色LED光源和多個(gè)綠色LED光源，兩種LED光源互相交錯(cuò)著均勻排列。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的背光系統(tǒng)，其特征在于所述的所有LED光源的出 光方向面對(duì)導(dǎo)光板，排列形成一個(gè)光軸方向相互平行的發(fā)光點(diǎn)陣。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1的背光系統(tǒng)，其特征在于在LED光源的出光方向， 依次排列著導(dǎo)光板和一 系列光學(xué)膜。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供一種使用混色LED光源結(jié)合綠色LED光源的LCD背光系統(tǒng)。背光系統(tǒng)使用兩種LED光源混色LED光源和綠色LED光源。所述的混色LED光源是由藍(lán)光LED芯片激發(fā)紅色熒光粉發(fā)出紅光，使藍(lán)、紅光混合形成混色光。所述綠色LED光源是單色綠光LED芯片發(fā)出綠光。上述的混色LED光源所使用的熒光粉包含紅色熒光粉，因此其發(fā)射光譜的成分中有藍(lán)、紅兩個(gè)顏色的峰值，比普通混色形成的白色LED光源增加了紅色光譜成分。本實(shí)用新型的方案對(duì)背光系統(tǒng)的LED光源的光譜成分進(jìn)行彌補(bǔ)和改善，增加了紅、綠光的成分，可以提高顯示設(shè)備的色域范圍。
文檔編號(hào)G02F1/13GK201166314SQ20082009218
公開(kāi)日2008年12月17日 申請(qǐng)日期2008年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月18日
發(fā)明者李明遠(yuǎn), 俊 肖, 陳盈君 申請(qǐng)人:深圳市中電淼浩固體光源有限公司