CN101435947A - 一种led背光模组的排布方式及led液晶背光屏 - Google Patents

Abstract

本发明适用于液晶显示领域，提供了一种LED背光模组的排布方式及LED液晶背光屏，所述的背光模组由多个LED发光族组成，任何一个LED发光族周围有六个与之等距的LED发光族，所述六个LED发光族组成一个六边形，一个LED发光族由至少一个LED组成。所述LED发光族的排布方式克服了正方形排布方式亮度分布不均匀的缺点，通过对LED发光族间距的调节，可实现对光线亮度的精确调节。该排布方式以及利用该排布方式的LED液晶背光屏具有结构更稳定、LED数目更少、成本更低、亮度更均匀、显示效果更佳等优点。

Description

一种LED背光模组的排布方式及LED液晶背光屏

技术领域

本发明属于液晶显示领域，尤其涉及一种LED背光模组的排布方式及LED液晶背光屏。

背景技术

采用发光二极管(Light Emitting Diode，LED)作为背光源的显示屏具有高亮度、视觉远大、图像清晰、色彩鲜艳、稳定性好、功耗低、光效高、寿命长等优点，被广泛应用于电视机、手机、摄像机、笔记本电脑等领域。目前液晶电视中液晶背光屏(Liquid Crystal Display，LCD)多采用冷阴极荧光灯(ColdCathode Fluorescent Lamps，CCFL)和LED作为背光源。LED背光源视角大、亮度高、色彩艳丽，拥有诸多优点，随着LED背光技术的成熟，将成为LCD显示屏的主流背光源。

作为背光源，一个或者多个LED组合起来形成一个LED发光族，若干个LED发光族组成背光模组，按照某种几何规律均匀地排布在二维平面基板上，从而形成产生均匀光线的背光屏。背光源显示性能的优劣从亮度、色度、均匀性、热量等方面来衡量。现有技术中的LED背光模组多采用方形矩阵的排布方式，图2示出了LED背光模组呈正方形的排布方式。四个LED发光族作为正方形的四个顶点，围成一个正方形，整个背光屏幕由多个LED发光族组成的LED背光模组按照正方形规则均匀排布而成。

图3示出了LED背光模组呈正方形排布的二维亮度分布图。四个LED发光族围成的正方形顶点处的亮度最高，正方形对角线处亮度最低。

可以看出背光屏上最亮点和最暗点的亮度差别很大，这种正方形或长方形的排布方式并不利于光线的均匀分布。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种LED背光模组的排布方式，旨在解决现有排布方式下背光亮度不均匀的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种LED背光模组的排布方式，其特征在于：所述的背光模组由多个LED发光族组成，任何一个LED发光族周围有六个与之等距的LED发光族，所述六个LED发光族组成一个六边形，一个LED发光族由至少一个LED组成。

所述的LED发光族可以是单色的LED发光族，也可以是非单色的LED发光族。

所述的单色LED发光族可以是由红、绿、蓝以及白色的LED组成。

所述的非单色LED发光族可以是三色三个或者至少三种不同颜色的多个LED组成，并达到白平衡。

所述的六边形排布方式可以是正六边形的排布方式。

本发明实施例的另一目的在于提供一种LED液晶背光屏，其特征在于，所述LED液晶背光屏的LED背光模组按照上述六边形阵列排布。

由于将现有技术中的LED背光模组呈正方形的排布方式改进为六边形的排布方式，本发明提供的LED背光模组的排布方式以及使用该排布方式的LED液晶背光屏具有结构稳定、等面积下LED数目少、亮度更均匀、成本更低、显示效果更佳等优点。

附图说明

图1是单颗单色LED亮度分布图；

图2是LED背光模组呈正方形排布的示意图；

图3是LED背光模组呈正方形排布的二维亮度分布图；

图4是本发明实施例提供的LED背光模组呈正六边形排布的示意图；

图5是本发明实施例提供的LED背光模组呈正六边形排布的二维亮度分布图；

图6是LED背光模组呈正方形排布的三维亮度分布图；

图7是本发明实施例提供的LED背光模组呈正六边形排布的三维亮度分布图；

图8是本发明实施例提供的单色LED背光模组呈正六边形排布示意图；

图9是本发明实施例提供的三色三颗LED背光模组呈正六边形排布示意图；

图10是本发明实施例提供的三色四颗LED背光模组呈正六边形排布示意图；

图11是本发明实施例提供的三色五颗LED背光模组呈正六边形排布示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种LED背光模组的排布方式以及采用该排布方式的LED液晶背光屏，背光模组由多个LED发光族组成，任何一个LED发光族周围有六个与之距离相等的LED发光族，且该六个LED发光族组成一个六边形，一个LED发光族由至少一个LED组成。本发明采用六边形的排布方式代替现有技术的正方形排布，使得背光源的亮度分布更加均匀，并且采用较少的LED发光族数目即可达到目前市场上背光源的亮度要求。

图1示出了单颗单色LED的亮度分布。图中圆形亮斑的圆心处亮度最大，离圆心越远，亮度依次减弱，圆形亮斑的***亮度最低。

图4示出了本发明实施例提供的LED背光模组呈正六边形排布的示意图。本发明实施例由六个LED组成的LED发光族围成一个正六边形排布，整个背光屏幕由这样的正六边形阵列规则排布，取其中两个相临的LED和六边形中心的LED(e，f，g)围成一个正三角形，三个LED作为正三角形的三个顶点。

为了证明正六边形比正方形的排布方式具有更均匀的亮度分布，假设无论是采用哪种排布方式，单位面积上所需要的LED发光族的数目是相同的。如果没有此前提，即使采用正方形的排布方式，如果单位面积上有更多的LED发光族数量，各个LED发光族的距离足够近，而采用正六边形的排布方式，单位面积上用更少的LED发光族数目，这样就可能造成正方形排布方式亮度的均匀性更好。

对比图2和图4，设图4中的三个LED发光族e、f、g呈正三角形的分布，其边长的一半为h，图2中的四个LED发光族a、b、c、d围成的正方形的边长为L。

图4中LED发光族的数目/面积的计算可以通过三个LED发光族e、f、g围成的正三角形来计算。首先计算LED发光族的数目，因为LED发光族在正三角形的顶点上，显然不能把顶点上的LED发光族作为一个完整的数目来计算，可以按照夹角的度数所占的比例确定。一个正三角形所围的LED发光族的个数为

正三角形的面积为

$\frac{1}{2}2h*\sqrt{4h^2-h^2}=\sqrt{3}{h}^2.$

图2中四个LED发光族a、b、c、d围成的正方形内的LED发光族数目为

四边形的面积为

                   L²。

保证两种排布方式的单位面积内LED发光族个数相同，必须使得

$\frac{\frac{1}{2}\left(\mathrm{led}\right)}{\sqrt{3}{h}^2}=\frac{1\left(\mathrm{led}\right)}{L^2}\⇒L=\sqrt[4]{12}\mathrm{hB}1.861h.$

从上述分析可以看出，等面积下正方形排布的正方形边长是正六边形排布的正三角形边长的

倍，即正六边形排布方式使用的LED发光族数目更少。

图5是本发明实施例提供的LED背光模组呈正六边形排布的二维亮度分布图。LED围成的正六边形六个顶点处的亮度最高，正六边形的中心亮度最低。比较图3和图5，图5的正六边形的排布方式明显比图3的正方形的排布方式产生的光线更亮。图5正六边形排列的亮区更大，暗区更小，光线亮度更加均匀。

图6示出了LED背光模组呈正方形排布的三维亮度分布图，图7示出了本发明实施例提供的LED背光模组呈正六边形排布的三维亮度分布图。比较两图，图6的最高点与最低点差值较大，图7所示最高点与最低点差值更小，亮度分布更均匀。

 

	正方形布局方式	正三角形布局方式
			最大值	265	262
最小值	98	127
			差值	167	135

表1

对比两种分布方式的亮度分布，表1具体示出了两种分布方式的最大值和最小值，以及两者的差值。从表格数据可以看出正六边形的排布方式最大值和最小值的差值仅为135，光线有着更好的均匀性。同时这也意味着如果对两种方式的均匀性要求是一致的话，正六边形的排布方式可以采用较少的LED发光族数量，这显然对行业的发展有着更深远的意义。

 

	正方形布局方式	正三角形布局方式
			最大值	265	256
最小值	98	87
			差值	167	169

表2

假设要获得与正方形排布方式相同的最大、最小值差值的话，只需增加正六边形排布方式的LED发光族的间距。假设正方形排布方式的正方形边长仍然为L，使用Matlab软件模拟可以得到在正六边形排布方式下的如图4所示三个LED发光族的间距(ab、ac、bc)增大到2.2h的时候获得与167相差不远的差值169，如表2所示。

此时一个正三角形面积为：

$\frac{1}{2}2\×\left(1.1h\right)\×\sqrt{4{\left(1.1h\right)}^2-{\left(1.1h\right)}^2}=\sqrt{3}{\left(1.1h\right)}^2=1.21\sqrt{3}{h}^2,$

单位面积内的LED发光族的个数为：

$\frac{\frac{1}{2}\left(\mathrm{led}\right)}{1.21\×\sqrt{3}{h}^2},$

而正方形排布方式的单位面积内的LED个数为：

$\frac{\frac{1}{2}\left(\mathrm{led}\right)}{\sqrt{3}{h}^2},$

那么，正六边形排布方式与正方形排布方式相比节省的LED个数百分比为：

$\left(\frac{\frac{\frac{1}{2}\left(\mathrm{led}\right)}{\sqrt{3}{h}^2}-\frac{\frac{1}{2}\left(\mathrm{led}\right)}{1.21\×\sqrt{3}{h}^2}}{\frac{\frac{1}{2}\left(\mathrm{led}\right)}{\sqrt{3}{h}^2}}\right)\×100\%=\left(\frac{1-\frac{1}{1.21}}{1}\right)\×100\%B17\%.$

从上述数据可以看出，如果正六边形排布方式的亮度差值采用同正方形排布方式相近的差值时，正六边形排布方式的LED个数可以节省17％。我们可以通过对LED发光族间距的调节，实现对光线亮度的精确调节，以满足实际需要。

本发明事实例用于背光显示的LED发光族可以是单色的LED发光族，也可以是非单色的LED发光族，其中单色LED发光族可以是由红、绿、蓝以及白色的LED组成，非单色LED发光族可以是三色三个或者至少三种不同颜色的多个LED组成，并达到白平衡。作为本发明的几个实施例，图8、图9、图10、图11分别示出了单色LED发光族、三色三颗LED发光族、三色四颗LED发光族以及三色五颗LED发光族呈正六边形排布的示意图。三角形、方形、圆形图案分别代表三种颜色(R、G、B)的LED，LED密集排列在一起组成一个LED发光族，再按正六边形排布分布在整个背光屏上。根据不同的需要，可选择不同的LED背光模组来制作LED背光背光屏。

在实际生产中LED发光族的分布方式可以采用近似正六边形的六边形排布方式，即六边形可以不是一个标准的正六边形，任何的六边形排布方式均包含在本发明专利的保护范围内。

LED背光模组的排布方式克服了正方形排布方式亮度分布不均匀的缺点，通过对LED发光族间距的调节，实现了对光线亮度的精确调节。该排布方式以及利用该排布方式的LED液晶背光屏具有结构更稳定、LED数目更少、成本更低、亮度更均匀、显示效果更佳等优点。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1、一种LED背光模组的排布方式，其特征在于，所述的背光模组由多个LED发光族组成，任何一个LED发光族周围有六个与之等距的LED发光族，所述六个LED发光族组成一个六边形，一个LED发光族由至少一个LED组成。

2、如权利要求1所述的排布方式，其特征在于，所述的LED发光族为单色的LED发光族，或者非单色的LED发光族。

3、如权利要求2所述的排布方式，其特征在于，所述的单色LED发光族由红、绿、蓝或者白色的LED组成。

4、如权利要求2所述的排布方式，其特征在于，所述的非单色LED发光族为三色三个或者至少三种不同颜色的多个LED组成，并达到白平衡。

5、如权利要求1所述的排布方式，其特征在于，所述的六边形排布方式为正六边形的排布方式。

6、如权利要求1或2所述的排布方式，其特征在于，所述LED发光族为单色LED发光族。

7、如权利要求1或2所述的排布方式，其特征在于，所述LED发光族为三色三颗LED发光族。

8、如权利要求1或2所述的排布方式，其特征在于，所述LED发光族为三色四颗LED发光族。

9、如权利要求1或2所述的排布方式，其特征在于，所述LED发光族为三色五颗LED发光族。

10、一种LED液晶背光屏，其特征在于，所述LED液晶背光屏的LED发光族采用权利要求1所述的排布方式。

Images