[发明专利]用于液晶显示器背光的白色LED

说明书

技术领域

本发明总地涉及白色LED，它在通过彩色滤光器使用于液晶显示器(LCD)时提供最优的光学特性。

背景技术

LCD包含若干层，这些层组合工作以产生可见的图像。背光用于生成通过被称为LCD叠层(stack)的光线，LCD叠层通常包括执行基本或增强功能的若干层。在LCD叠层中最基本的层是液晶材料，其可以响应于应用的电压而被激活配置，从而通过或阻隔源于背光的一定量的光。液晶材料层被划分为许多小的区域，这些区域通常被称为像素。对于全色显示器，这些像素进一步被划分为独立受控的红色、绿色和蓝色子像素区域。红色子像素具有红色滤光器，蓝色子像素具有蓝色滤光器，并且绿色子像素具有绿色滤光器。这三个颜色通常被称为原色。例如，当激活被应用到一个红色子像素的电压时，那么允许入射到该子像素的背光光谱的相关红色部分通过，并且由此变成了在显示器上观看的图像的一部分。

通过每个子像素的光从背光产生为“白色”(或宽带)光，尽管该光在可见光谱并不是均匀的。子像素彩色滤光器允许每个子像素发送一定量每种颜色(红、绿或蓝)。当从远距离观看时，三个子像素看起来是一个复合像素，并且通过电子控制每个子像素颜色通过的光量，该复合像素可以通过有效地混合来自红色、绿色和蓝色子像素的光而产生非常广范围的不同颜色。

当前，用于LCD背光组件的公共照明源是荧光灯管，但是工业上逐渐应用发光二极管(LED)。环境问题(例如荧光灯管中的水银)、小空间需求、低能耗和长的使用寿命是LCD产业开始广泛使用LED作为背光的一些原因。如上所述，背光通常产生广谱的光，其在颜色上大多数呈现为白色。当使用LED时，通常实现为下面的两种方式之一：1)红色、绿色和蓝色LED的单个串(这里称为“RGB背光”)；或者2)白光发射LED(这里称为“白光LED背光”)。

每个LED具有它自己的一组对其限定的光学属性。这些属性可以包括颜色温度、效力和光谱响应。但从提供商购买这些LED时，它们的光学属性有时被很好地限定和控制。然而，在LCD应用中，来自这些LED的光将通过液晶层的彩色滤光器，由此改变其光学属性。由于上述原因，RGB背光有时提供一些优势，因为每个颜色的水平可以增加/减小，从而对于整个背光产生期望的“白色阴影”。

然而，与白色LED背光相比，RGB背光也存在一些缺点。RGB背光具有较高的制造成本并且需要更昂贵和复杂的控制系统。此外，尽管RGB背光可以产生大的色域，如果色域延伸地超过必须，则因为使得显示器呈现不正确的颜色而导致图像质量可能恶化。因此，需要一种白色LED背光，当光通过一组彩色滤光器时该白色LED背光提供最优光学属性。

发明内容

示例实施例包括白色LED，其对于LCD彩色滤光器的光谱透射率进行优化并且最大化由LCD显示的所得到的光学属性。实施例提供了二极管芯片，其固有地发射具有主要位于蓝色可见光谱内的波长的光(“蓝色芯片”)。一种类型的二极管芯片是具有基于InGaN的活性层的芯片。围绕该芯片的是第一层荧光体(phosphor)(黄-绿色荧光体)，第一层荧光体通过具有从二极管芯片发射的蓝色光的荧光发射具有主要处于可见光谱的黄-绿色区域内的波长的光。还存在第二层荧光体(红色荧光体)，第二层荧光体通过具有从二极管芯片发射的蓝色光的荧光发射具有主要处于可见光谱中红色区域内的波长的光。当考虑LCD彩色滤光器的光谱透射率时，可以放置蓝色芯片、黄绿色荧光体和红色荧光体的峰值波长和相对量值，使得在彩色滤光器之间存在最小的带外光泄露。从LCD得到的颜色可以同时提供高水平的颜色饱和度，显示国家电视系统委员会(NTSC)色域的相对大的百分比，并且显示理想白色点相关色温(CCT)。

如附图所示，本发明的前述和其他特征和优点将从下面的特定实施例的具体实施方式中变得显而易见。

附图说明

通过读取下面的具体实施方式和附图可以更好地理解示例实施例，其中相同的附图标记指的是相同的部件，其中：

图1是典型的蓝色、绿色和红色LCD彩色滤光器的光谱透射率的图形表示。

图2是彩色滤光器的光谱透射率以及示例LED的光谱响应的图形表示。

图3是使用具有示例LED的典型彩色滤光器的LCD显示器的仿真得到的色域的图形表示。

具体实施方式