[实用新型]使用混色LED光源结合绿色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-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加红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。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种使用混色LED光源结合绿色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光源和绿色LED光源。

所述的混色LED光源是由蓝光LED芯片激发红色荧光粉发出红光，使蓝、红光混合形成混色光。

所述绿色LED光源是单色绿光LED芯片发出绿光。

上述的混色LED光源所使用的荧光粉包含红色荧光粉，因此其发射光谱的成分中有蓝、红两个颜色的峰值，比普通混色形成的白色LED光源增加了红色光谱成分。关于红色的荧光粉的成品、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～12000K，其中蓝光LED芯片的主波长可选范围一般是：380nm～480nm，激发的红色光的峰值波长的可选范围一般是：580nm～645nm；绿色LED光源的主波长可选范围一般是：490nm～540nm。

在背光源的光成分中，各种颜色的光所占的比例根据屏幕色彩的显示需要而定。两种LED光源中，绿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，如绿光占5％～20％，或30％～40％，或其他任意比例。

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)和多个绿色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。