[实用新型]一种使用LED光源的LCD背光系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种使用半导体光源的背光系统，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。

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-Cathode Florescent 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，但这种方案的背光系统驱动 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。

现有专利的背光系统中，均未提到蓝色LED加绿色荧光粉的光源混合 单色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混色LED光源结合红色LED光 源的LCD背光系统。本实用新型的背光系统使用两种LED光源：混色LED 光源和红色LED光源。

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。

上述的混色LED光源所使用的荧光粉包含绿色荧光粉，因此其发射光 谱的成分中有蓝、黄两个颜色的峰值，比普通混色形成的白色LED光源增 加了绿色光谱成分。关于绿色的荧光粉的成品、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。

LCD屏幕的色坐标(白点)取决于几种颜色光的比例，根据显示屏幕 的需要，混色LED光源的色温可选范围一般是：3500K～9000K，其中蓝光 LED芯片的主波长可选范围一般是：440nm～480nm，激发的绿色光的峰值 波长的可选范围一般是：490nm～540nm；红色LED光源的主波长可选范围 一般是：580nm～635nm。

如图1、图2所示，在所述的背光系统中，在印刷线路板(PCB)(2) 上同时安装多个混色LED光源(11)和多个红色LED光源(12)，两种LED光 源互相交错着均匀排列。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)。