專利名稱：色溫可調(diào)的高亮度led背光模塊的制作方法
色溫可調(diào)的高亮度LED背光模塊 技術(shù)領(lǐng)域 本發(fā)明涉及液晶顯示背光模塊，更具體地說是一種使用LED的直下型背光模塊。
背景技術(shù)：
液晶顯示器LCD作為一種被動顯示器件，本身并不發(fā)光，需要有背光模塊為LCD提供 光源。背光模塊的性能直接決定了顯示器的亮度、顏色，以及功耗等主要指標(biāo)。目前的 背光模塊一般是以冷陰極熒光燈CCFL為光源。
隨著發(fā)光二極管LED亮度的改善，LED背光模塊顯示出CCFL無法比擬的優(yōu)點，比如 色彩還原性好、壽命長、體積小、環(huán)保等，這些都使LED背光模塊越來越多地應(yīng)用在LCD 中。
LCD背光按耦合方式的不同分為側(cè)入式和直下式。側(cè)入式結(jié)構(gòu)的光線從側(cè)面入射到導(dǎo) 光板擴散成面；直下式結(jié)構(gòu)的光線從底部入射，通過擴散板(膜)擴散成面。側(cè)入式光線 通過導(dǎo)光板時會被吸收,大尺寸導(dǎo)光板制造困難、價格高。
目前的LED背光模塊在光源的采用上有兩種形式， 一種是單獨使用白光LED，白光 LED通過芯片發(fā)出的藍(lán)光激發(fā)熒光粉產(chǎn)生黃光，藍(lán)光和黃光混合產(chǎn)生白光；另一種是使用 RGB，即紅、綠、藍(lán)三基色LED，三基色LED通過混合紅、綠、藍(lán)三種顏色光而產(chǎn)生白光。 這其中，白光LED背光源可以通過采用發(fā)光強度大于401m的大功率白光LED獲得高亮度， 三基色LED背光源可以通過對三種基色光的單獨控制來實現(xiàn)色溫調(diào)整。但是，白光LED 和三基色LED都存在各自的問題，比如白光LED在長期工作的過程中，亮度和溫度的變 化都會引起色溫變化，但白光LED背光源的色溫不可調(diào)；對于三基色LED背光源來說， 若是要達(dá)到與白光LED背光源同樣的亮度，則需要更多的LED燈，這顯然增加了功耗和 成本。
中國專利200410048713. 3公開了一種背光組合及具有該背光組合體的液晶顯示器， 采用了側(cè)光式結(jié)構(gòu)，并非以LED作為光源；
中國專利200610052785. 2公開了一種輕薄型大功率LED背光源，采用了大功率白光 LED，側(cè)光式結(jié)構(gòu)，色溫不可調(diào)；
中國專利200510034629. 9公開了一種使用LED的LCD背光系統(tǒng)，該系統(tǒng)需要將三基 色LED封裝在單元器件內(nèi)，由該單元器件排列形成光源；
中國專利200510034645. 8和200510034629. 9類似，不同之處在于單元器件內(nèi)封裝 了具有不同峰值波長范圍的6色LED;
中國專利200610052785. 2公開了一種使用LED的背光模塊，采用了白光LED配合紅、 綠LED以達(dá)到穩(wěn)定色溫的目的，采用側(cè)光式結(jié)構(gòu)，只能穩(wěn)定色溫，不能大范圍改變背光 模塊的色溫。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種色溫可調(diào)的高亮度LED 背光模塊，以期使LED背光模塊既能達(dá)到高亮度，又能獲得可調(diào)和控制的色溫。 本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案-
本發(fā)明采用直下式混合型結(jié)構(gòu)，包括用于固定設(shè)置LED發(fā)光單元的反射腔底板，及 依次設(shè)置的反射腔、擴散板、擴散膜和增量膜；
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特點是所述LED發(fā)光單元是由白光LED和單個或多個各自獨立可控的 三基色LED組成，所述發(fā)光單元中的各LED在反射腔底板上成族布置。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特點也在于
所述LED發(fā)光單元由白光LED和一個單色LED組成，所述一個單色LED為紅色、綠 色或藍(lán)色LED。
所述LED發(fā)光單元由白光LED和三個三基色LED組成，所述三個三基色LED分別為 紅色、綠色和藍(lán)色。
所述LED發(fā)光單元由白光LED和三個以上三基色LED組成，各三基色LED以白色LED 為中心，在白色LED的外周均勻分布，相同顏色的三基色LED間隔分布。 與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在
1、 本發(fā)明采用直下式結(jié)構(gòu)，避免了使用導(dǎo)光板，提高了背光模塊的功效，降低了成
本；
2、 本發(fā)明通過采用大功率白光LED，相對于使用三基色LED混色的背光模塊，在同
等功效的情況下，可以獲得更高的亮度；
3、 本發(fā)明由于采用白光和單個或多個三基色LED的混合結(jié)構(gòu)，因此所提供的背光模
塊能夠工作在兩個或多個色溫下。
4、 本發(fā)明通過配置單個或多個三基色LED,可以實現(xiàn)背光模塊的大范圍內(nèi)的色溫調(diào) 整，比如從6500K調(diào)整到9300K。


圖1為本發(fā)明中由白光LED與多個三基色LED構(gòu)成發(fā)光單元結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2a、圖2b、圖2c和圖2d為本發(fā)明中由白光LED與單個或多個三基色LED構(gòu)成
發(fā)光單元的不同實施方式結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明直下式混合型結(jié)構(gòu)背光模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4為本發(fā)明白光LED的光譜曲線。
圖中標(biāo)號1反射腔、2反射腔底板、3發(fā)光單元、30白光LED、 31單色LED、 32 紅光LED、 33綠光LED、 34藍(lán)光LED、 4擴散板、5擴散膜、6增量膜、7液晶面板。 以下通過具體實施方式
，結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
具體實施例方式
參見圖3，采用直下式混合型結(jié)構(gòu)，包括用于固定設(shè)置LED發(fā)光單元3的反射腔底板 2，及依次設(shè)置的反射腔l、擴散板4、擴散膜5和增量膜6; LED發(fā)光單元發(fā)出的光線通 過反射腔1經(jīng)過擴散板4和擴散膜5形成均勻面光源，并照射在液晶面板7上。使用增 量膜6可以有效提高LCD屏前亮度。
參見圖1，本實施例中，設(shè)置在反射腔底板2上的LED發(fā)光單元3是由白光LED和單 個或多個各自獨立可控的三基色LED組成，發(fā)光單元3中的各LED在反射腔底板上成族 布置。
具體實施中包括
如圖2a所示，LED發(fā)光單元3由白光LED30和一個單色LED31組成， 一個單色LED 31為紅色、綠色或藍(lán)色LED。
如圖2b所示，LED發(fā)光單元3由白光LED 30和三個三基色LED組成，三個三基色 LED分別為紅色LED 32、綠色LED 33和藍(lán)色LED 34。
LED發(fā)光單元3還可以由白光LED 30和三個以上三基色LED組成，各三基色LED以 白色LED 30為中心，并在白色LED 30的外周均勻分布，相同顏色的三基色LED間隔分 布。
圖2c所示，包括了一個白光LED30， 一個紅光LED32， 一個藍(lán)光LED34，兩個綠 光LED 33。
圖2d所示，包括了一個白光LED30， 一個紅光LED32， 一個綠光LED33，兩個藍(lán) 光LED 34。
三基色LED的具體配置形式需要考慮將要調(diào)整達(dá)到的色溫和所選白光LED的色溫。 為了在白光中添加紅、綠、藍(lán)光線以實現(xiàn)色溫調(diào)節(jié)，需要知道不同色溫下紅、綠、 藍(lán)三色所需比例。色溫和色坐標(biāo)的關(guān)系見式l。得到某色溫下參考白光的色坐標(biāo)后，代入 式2得到相應(yīng)的三基色的光通量。根據(jù)對白光LED光譜曲線的分析，得到需要補償?shù)腞GB
三原色的光通量。根據(jù)選用的三基色LED的光譜曲線和電光曲線，改變紅、綠、藍(lán)三基
色LED的驅(qū)動電流即可達(dá)到要求的色溫。
<formula>formula see original document page 6</formula>具體實施中，單個或多個三基色LED可以根據(jù)實際情況進行組合。三基色LED的 光譜范圍分別是藍(lán)色LED: 425nm 525nm;綠色LED: 450nm 600nm;紅色LED: 580nm 700nm。
圖4所示為本發(fā)明所采用的白光LED的光譜曲線。該白光LED能夠達(dá)到6500K的 色溫。通過式1和式2，可以分析得出9300K色溫下白光包括的紅光、綠光強度和6500K 色溫下白光包括的紅光、綠光強度基本相同。但9300K色溫下的白光比6500K下的白光 包括更多的藍(lán)光。故本實例只需要補充適當(dāng)?shù)乃{(lán)光即可。圖2a所示為一個白光LED 30 配合一個藍(lán)光LED31，其中，白光LED30采用菲利普公司的冷白光LED，在350mA、 3.5V的驅(qū)動下，發(fā)光強度是401m,光譜曲線如圖4所示。對圖4的光譜曲線進行分析， 得知當(dāng)背光源需要工作在9300K色溫時，需要補充4.441m的藍(lán)光，故配置一個菲利普公 司的藍(lán)光LED即可。
實際工作時，如果背光源要求工作在6500K,則只打開白光LED。如果要求改變背 光源的色溫到9300K，接通藍(lán)光LED的電源，調(diào)整藍(lán)光LED的電流在190 mA。
權(quán)利要求
1、色溫可調(diào)的高亮度LED背光模塊，采用直下式混合型結(jié)構(gòu)，包括用于固定設(shè)置LED發(fā)光單元(3)的反射腔底板(2)，及依次設(shè)置的反射腔(1)、擴散板(4)、擴散膜(5)和增量膜(6)；其特征是所述LED發(fā)光單元(3)是由白光LED和單個或多個各自獨立可控的三基色LED組成，所述發(fā)光單元(3)中的各LED在反射腔底板上成族布置。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的色溫可調(diào)的高亮度LED背光模塊，其特征是所述LED發(fā) 光單元(3)由白光LED和一個單色LED組成，所述一個單色LED為紅色、綠色或藍(lán)色 LED。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的色溫可調(diào)的高亮度LED背光模塊，其特征是所述LED發(fā) 光單元(3)由白光LED和三個三基色LED組成，所述三個三基色LED分別為紅色、綠 色和藍(lán)色。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的色溫可調(diào)的高亮度LED背光模塊，其特征是所述LED發(fā) 光單元(3)由白光LED和三個以上三基色LED組成，各三基色LED以白色LED為中心， 在白色LED的外周均勻分布，相同顏色的三基色LED間隔分布。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的色溫可調(diào)的高亮度LED背光模塊，其特征是所述白光LED (30)是發(fā)光強度為不低于401m的大功率白光LED (30)。
全文摘要
色溫可調(diào)的高亮度LED背光模塊，采用直下式混合型結(jié)構(gòu)，包括用于固定設(shè)置LED發(fā)光單元的反射腔底板，及依次設(shè)置的反射腔、擴散板、擴散膜和增量膜；其特征是所述LED發(fā)光單元是由白光LED和單個或多個各自獨立可控的三基色LED組成，所述發(fā)光單元中的各LED在反射腔底板上成族布置。本發(fā)明能夠使LED背光模塊既能達(dá)到高亮度，又能獲得可調(diào)和控制的色溫。
文檔編號F21V7/00GK101338878SQ20081002151
公開日2009年1月7日 申請日期2008年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月30日
發(fā)明者馮奇斌, 呂國強, 胡躍輝 申請人:合肥工業(yè)大學(xué)