CN201265818Y - 一种使用白色led光源的lcd背光*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种使用白色LED光源的LCD背光***。所述的白色LED光源是使用红光LED芯片和蓝光LED芯片共同封装在同一个器件中,并用含有能由蓝光激发出绿光的荧光粉的灌封材料覆盖,形成LED光源。LED光源中的蓝光LED芯片发出的蓝光先通过含有荧光粉的灌封材料,部分转变成绿色光,部分仍为蓝色光,红、蓝、绿三色光混和后形成白光。可通过配置两种芯片的数量和荧光粉的浓度,或者通过分别调节LED芯片的工作电流,以改变整个光源的光谱成分。所有的LED光源的出光方向面对导光板,形成一个光轴方向相互平行的发光点阵。在LED光源的出光方向,依次排列着导光板和一系列光学膜。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种使用半导体光源的背光***,具体涉及使用LED(Light-Emitting Diode,发光二极管)光源的LCD(Liquid Crystal Display,液晶显示)背光光源,特别是涉及发光转换和混合的LED光源。
背景技术
随着超高亮LED的技术逐渐成熟,价格不断下降,因其具有寿命长、耐震动、发光效率高、无干扰、不怕低温、无汞污染问题和性价比高等优势,LED在各种信号显示和照明光源领域中的应用得到了很大的扩展,尤其在液晶显示器背光源的应用方面,它已逐渐取代CCFL(Cold-CathodeFlorescent Lamps,冷阴极荧光管)背光源,在液晶显示领域显示出了巨大的潜力。
由于亮度低,以往的LED作为背光源的使用只能限制在小型显示器上。随着半导体技术的快速发展,加上封装设计的新概念,LED的亮度和效率得以显著提高,LED背光源的应用范围更加广泛。
作为背光源,LED可大致分为三类:白色、单色和多色。使用白色LED背光时,电路相对简单,其发出白光的原理是:芯片发出的蓝光一部分通过媒介转变为黄光;蓝光和黄光混和就产生了白光,色坐标(白点)取决于蓝光和黄光的比例,白场的色温固定,色域较小。在以红、绿、蓝LED构成白色时,能够改进LCD显示屏前的颜色与亮度性能,扩大色域的同时,还能实现高亮度,因而在这方面比CCFL更优越。使用单色LED的RGB背光,由于各颜色交互排列,就需要附加混色所需的空间,产生均匀的混和光,该混色区的大小取决于两个同色LED之间的距离和它们的发射角。相比之下,多色LED和白色LED的混色是发生在其封装结构中,因此,对光的发射特性进行补偿所需的空间就小得多,但这种方案的背光***驱动和控制电路比较复杂。
为了进一步扩大色彩表现范围,不局限于以往的R(红)、绿(G)、B(蓝)三原色,通过追加新的色彩可以实现多色化,使LCD屏幕具有更宽广的色域。
由于LED是点光源,辐射图样是圆锥形,因此LED背光的关键是获得一个均匀照亮的表面。导光板是提高颜色均匀性的有效方法。为了得到高亮度,用LED在LCD屏幕后直接照明的方案优于使用侧光源的方案。
中国专利200410048713.3提供一种背光源组合及具有该背光源组合体的液晶显示器,是侧光式背光源,且未指定所使用的光源;专利03106671.2所述的背光源设置在被照射体的背面侧,其光源由绿色、蓝绿色、蓝色、橙色、红色、黄绿色中的任一种颜色的发光二极管构成,并且其液晶显示装置是黑白显示型;中国专利02152111.5所述的背光源是使用多个发光二极管的侧光式背光源。
本发明人的另一个专利申请“一种使用LED光源的LCD背光***”,申请号为20082009632.3,申请日为2008年2月18日,该专利提供一种使用混色LED光源结合红色LED光源的LCD背光***,所述的混色LED光源是由蓝光LED芯片激发绿色荧光粉发出绿光,使蓝、绿光混合形成混色光,所述红色LED光源是单色红光LED芯片发出红光。
现有专利中,未有背光***使用由红、蓝LED芯片加绿色荧光粉共同封装成的白光LED光源做为背光源,以改善显示设备的色彩表现力和色域范围。
内容
本实用新型的目的在于提供一种使用白色LED光源的LCD背光***。
所述的白色LED光源是使用红光LED芯片和蓝光LED芯片共同封装在同一个器件中,并用含有能由蓝光激发出绿光的荧光粉的灌封材料覆盖,形成LED光源。
所述的蓝光LED芯片的发射主波长范围一般是380nm~480nm;红光LED芯片的发射主波长范围一般是580nm~700nm;由蓝光激发荧光粉所发射的绿色光的主波长范围一般是:490nm~570nm。
所述的荧光粉按合适的比例,与环氧树脂或硅胶等灌封材料混合,然后覆盖LED芯片。
LED光源中的蓝光LED芯片发出的蓝光先通过含有荧光粉的灌封材料,部分转变成绿色光,部分仍为蓝色光,红、蓝、绿三色光混和后形成白光,发射到LED光源的外部。
关于荧光粉的成品、制造以及荧光粉的配比、混合是已有技术和工艺,并且相关产品可购买或定制。
在LED光源中,主波长580nm~700nm的红光不会由上述荧光粉吸收或转换。
所述的LED光源中,两种LED芯片发出的蓝色、红色光以及荧光粉激发的绿色光混合后,形成白光。这三种光成分理想地在光谱中形成互补,可在高光效下实现高的显色性能。
LCD屏幕的色坐标(白点)取决于LCD背光***中光源的几种颜色光的比例。在LED光源的光成分中,各种颜色的光所占的比例根据屏幕色彩的显示需要而定。可通过配置两种芯片的数量和荧光粉的浓度,或者通过分别调节LED芯片的工作电流来改变两种芯片的发光亮度,以改变整个光源的光谱成分。背光***的LED光源中,红光一般在总光强或总光通量中占有大于百分之一比例,具体根据使用需要而定,如红光占5%~20%,或30%~40%,或其他任意比例。
如图3、图4所示,在所述的背光***中,在印刷线路板(PCB)(2)上安装多个白色LED光源(1),所有的LED光源的出光方向面对导光板,按一定规律、一定间距排列,形成一个光轴方向相互平行的发光点阵。
在LED光源的出光方向,依次排列着导光板(3)和一系列光学膜(4)。
工作时,白色LED光源所发出的光都进入导光板(3),经过充分反射混合,再通过光学膜(4)等器件,照射到液晶面板的后表面,形成背光照明。
在上述结构中,所述LED光源排列的一定规律和间距没有严格限制,是以液晶屏幕上的亮度、色彩的均匀分布为最终目标。
可以分别调节所述背光***中LED光源各芯片的亮度,以改变整个光源的光谱成分,得到合适的屏幕色彩。
背光***中LED光源的选择根据使用需要而定,LED光源中LED芯片的选择(包括工作电流、发光亮度、主波长等)根据使用需要而定,LED光源的封装结构(包括电气结构、光学结构、机械结构)也根据不同的设计方案和使用需要来确定。
本实用新型的有益效果是:普通白色LED光源光谱成分仅集中在蓝、黄两色,本实用新型的方案对背光***的LED光源的光谱成分进行弥补和改善,LED光源的发射光谱的成分中有红、蓝、绿三个颜色的峰值,可以提高显示设备的色域范围,接近或达到使用RGB三基色LED光源的背光***的水平;并且避免了使用RGB三基色LED光源的背光***驱动电路复杂、成本高的缺点。
下面参照附图结合实施例进一步详述。
附图说明
图1和图2分别是本实用新型中白色LED光源的剖面图和结构示意图;
图3是本实用新型LCD背光***的剖面示意图;
图4是本实用新型LCD背光***中安装了LED光源的PCB的俯视图。
具体实施方式
实施例一
请参阅图1和图2,白色LED光源(1)包含两个LED芯片:红光LED芯片(11)和蓝光LED芯片(12),以及:灌封材料硅胶(13)和混合在灌封材料中的荧光粉(14)。含有荧光粉的灌封材料覆盖两个LED芯片。LED光源(1)还包括外壳(15)、导线(16)等必需的封装材料。该LED光源具有连接外部的引线,使两种LED芯片可独立控制调节。
本实施例中,红光LED芯片的主波长选择615nm~625nm,蓝光LED芯片的主波长选择450nm~455nm,荧光粉由蓝光激发所发射的绿色光的主波长在555nm~565nm。
请参阅图3和图4,多个白色LED光源(1)安装在PCB(2)上,LED光源均匀排列。在此背光源的光成分中,红光占总光强或总光通量的5%~20%。
LED光源采用贴片安装(SMT)的形式,光的出射角度(FWMH)为120°。所用的红光LED芯片和蓝光LED芯片均选用工作电流为150mA,功率0.5W的大功率高亮度LED芯片。
PCB(2)上已制作好相应的电路,使LED光源可以正常工作并分别控制两种颜色的LED芯片。
如图3所示,在LED光源的出光方向,依次排列着导光板(3)和一系列光学膜(4)。
工作时,白色LED光源所发出的光都进入导光板(3),经过充分反射混合,再通过光学膜(4),其作用是对光线的方向进行整理。最后光线照射到液晶面板的后表面,形成背光照明。
实施例三
基本与实施例一相同,不同的是LED光源(1)中红光LED芯片(11)和蓝光LED芯片(12)均选用工作电流为20mA的小功率LED芯片,LED光源做比较密集的排列。
以上只是本实用新型的优选实施方式进行了描述,本领域的技术人员在本实用新型技术的方案范围内,进行的通常变化和替换,都应包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (5)
1.一种使用白色LED光源的LCD背光***,其特征在于所述的白色LED光源是使用红光LED芯片和蓝光LED芯片共同封装在同一个器件中,并用含有能由蓝光激发出绿光的荧光粉的灌封材料覆盖,形成LED光源。
2.根据权利要求1的背光***,其特征在于所述的LED光源中蓝光LED芯片的发射主波长范围是380nm~480nm;红光LED芯片的发射主波长范围是580nm~700nm;由蓝光激发荧光粉所发射的绿色光的主波长范围是:490nm~570nm。
3.根据权利要求2的LED光源,其特征在于所述的荧光粉与灌封材料混合,然后覆盖LED芯片。
4.根据权利要求1的背光***,其特征在于在印刷线路板上安装多个白色LED光源,所有的LED光源的出光方向面对导光板,形成一个光轴方向相互平行的发光点阵。
5.根据权利要求1的背光***,其特征在于在LED光源的出光方向,依次排列着导光板和一系列光学膜。
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CNU2008201472669U CN201265818Y (zh) | 2008-09-10 | 2008-09-10 | 一种使用白色led光源的lcd背光*** |
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Cited By (2)
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CN102136470A (zh) * | 2010-12-16 | 2011-07-27 | 河北立德电子有限公司 | 一种低热阻、高显色指数的功率型led光源 |
CN108332108A (zh) * | 2017-11-03 | 2018-07-27 | 佛山市国星光电股份有限公司 | Led器件、背光灯条及背光模组 |
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DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Shenzhen Zhongdian Miaohao Solid Light Source Co., Ltd. Document name: Review of business letter |
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