CN101089699A - 改善液晶显示器色彩再现性的方法及其led背光模组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改善液晶显示器色彩再现性的方法及其LED背光模组，在液晶显示器LED背光模组的LED光源板中增设红光LED芯片、绿光LED芯片，穿插排列于白光LED芯片之间，可对衰减的颜色进行适当的补偿，通过有效的混光极大提高了最终输出的色域范围；通过选择不同数量的红、绿光LED，采用不同的排列，可使得色彩能够进行精确控制。本发明方法及背光模组应用于液晶显示器或液晶电视时，可大幅度的提高其色纯度，增加色彩饱和度，完善视图效果。

Description

改善液晶显示器色彩再现性的方法及其LED背光模组

【技术领域】

本发明涉及一种以LED为光源的液晶显示器背光照明的方法、背光模组。

【背景技术】

目前，由于高亮度的要求，一般的民用液晶显示器，都是采用一种叫做冷阴极荧光灯(CCFL)的光源。虽然冷阴极荧光灯在液晶显示领域已经很成熟，但是它的缺点也十分明显。因为其自身发光范围的限制，典型的CCFL背光使LCD显示器只能再现不到50％的NTSC信号所能传输的色彩，而这样的性能，距离工业级的NTSC标准还有相当的距离，CCFL背光的液晶显示器也最多能显示NTSC色域范围70％的颜色而已。再次，CCFL的使用寿命并不长，使用几年之后就会出现亮度降低、色彩发黄的问题，寿命介于15000小时到25000小时之间。

针对以上情况，LED作为新一代的背光源逐渐取代CCFL。LED背光源可以将对NTSC信号色谱的覆盖率提高到超过100％；另外从实用性角度来讲，LED长时间亮度维持性相当出色，寿命也远远高于CCFL——有效使用寿命达到5至6万小时，与LCD显示屏的要求相匹配；而且不含水银，十分环保。

由于电路、结构等多方面的优势，白光LED用于液晶显示器比较广泛。但在白光LED应用于液晶显示器的过程中，也有其不可忽视的弱点。

请参考图1所示，显示了白光LED的结构示意图。该白光LED包括一荧光粉层1、一树脂壳体2、一蓝光LED芯片3、及一外部电极4。

该荧光粉层1主要成分是YAG荧光体，其覆盖在蓝光LED芯片3上，利用LED产生蓝色光线，其中部份蓝光会激发YAG荧光体变成黄色发光，剩余的蓝光则直在外部进行蓝光与黄光混色进而变成白光。该树脂壳体2用以承载该蓝光LED芯片3和荧光粉层1。该外部电极4是电气连接该蓝光芯片3及一外部电源。

请参考图2所示，为该白光LED用于背光模块的结构示意图。该背光模块是侧投式发光。包括白光LED光源板5、背光板6，该光源板5包括LED芯片51插接排列于PCB板52上。该背光模组的上方安置液晶显示器中的液晶板。

请参考图3所示，是该背光模组的侧面剖视图；该背光模组6是由一反射片61、白光LED光源板5、一导光板100、一下扩散片64、一棱镜片组合65、一上扩散片66所构成。该导光板100包括两个入光面101、104；一与入光面101和104相连的出光面102和一与出光面102相对的底面103。

该背光模块的LED光源板5是由两组LED分别串连在两个PCB板上，用外电源驱动发光。LED的发光方向和入光面的方向101垂直。

请参考图4，为LED光源板5采用白光LED的LED阵列发光光谱分布图，是由N(N为自然数，理论上不限制具体数目)个LED串连在一个PCB板上，经过驱动发光扫描而来。由该图可知，由蓝色芯片发光混合荧光粉所发黄光得到的白光，在蓝光波段的色纯度很高，而在红光和绿光波段9的色纯度则很低，这样在液晶显示器里的显色效果里，红绿光就明显达不到要求。

也就是说，这种利用芯片和被芯片激发的荧光粉发出的黄光混合而成的白光，它的色坐标取决于黄光和白光的比例。会导致显示屏的色阶受到限制，并且白场色温固定，显色过程中会出现缺绿及缺红的现象，即色纯度不够。

【发明内容】

本发明的目的就是为了克服以上现有技术中的不足之处，提供一种色彩输出范围更广、色彩重现性更好、使液晶显示效果更佳的改善液晶显示器色彩再现性的方法以及其LED背光模组。

为实现上述目的，本发明提出一种改善液晶显示器色彩再现性的方法，其特征是：在液晶显示器LED背光模组的LED光源板中增设红光LED、绿光LED，穿插排列于白光LED之间，提高LED背光模组的红、绿光强度。

上述的改善液晶显示器色彩再现性的方法，所述白光LED、红光LED、绿光LED按照特定顺序交替排列或混合排列。所述LED芯片按一颗红光LED、一颗绿光LED、三颗白光LED的顺序交替排列。

上述的改善液晶显示器色彩再现性的方法，分别设置于背光板的二平行相对的入光面侧的二组LED光源板，其红光LED、绿光LED交叉相对设置。

同时本发明提出了一种可改善色彩再现性的LED背光模组，包括背光板、LED光源板；所述LED光源板至少为二组，分别设置于所述背光板的二平行相对的入光面侧；所述LED光源板包括白光LED和PCB板，白光LED芯片安装于所述PCB板上；所述LED光源板还包括红光LED、绿光LED，穿插排列于所述白光LED之间。

上述的LED背光模组，所述白光LED、红光LED、绿光LED按顺序交替排列或混合排列。所述LED芯片按一颗红光LED、一颗绿光LED、三颗白光LED的顺序交替排列。

上述的LED背光模组，所述分别设置于背光板的二平行相对的入光面侧的二组LED光源板，其红光LED、绿光LED交叉相对设置。

由于采用了以上的方案，在白色LED里加红、绿光LED，对衰减的颜色进行适当的补偿，通过有效的混光极大提高了最终输出的色域范围；通过选择不同数量的红、绿光LED，采用不同的排列，可使得色彩能够进行精确控制。本发明方法及背光模组应用于液晶显示器或液晶电视时，可大幅度的提高其色纯度，增加色彩饱和度，完善视图效果。

【附图说明】

图1是白光LED的结构示意图；

图2是白光LED用于背光模组的结构示意图；

图3是白光LED用于背光模组的侧面剖视图；

图4是白光LED用于背光模组中阵列发光的光谱分布图；

图5是本发明所增加的绿光芯片的结构示意图；

图6是本发明所采用的红光芯片结构示意图；

图7是本发明实施例的背光模组结构示意图；

图8是本发明实施例的LED排列方式的阵列发光光谱分布图。

【具体实施方式】

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明作进一步详细的描述。

请参考图5，为本发明所增加的绿光LED的结构示意图，包括封胶树脂10，封装在绿光LED芯片12上，而树脂壳体11则用以承载该绿光LED芯片12和封胶树脂10，为不改变芯片的发光颜色，封装树脂为透明胶体。

请参考图6，为本发明所增加的红光LED的结构示意图，包括封胶树脂14，树脂壳体15，红光LED芯片16和外部电极17。各部件的作用和绿光芯片相同，但是鉴于红光芯片是单电极，所以只需用一根引线与外部电极相连。

由图4光谱图可知，单独用白光LED作为光源的背光源，光谱分布在红色可见光和绿色可见光范围较少，为了改善这个缺点，本例采用在白光LED中穿插一些红、绿光LED的方法。本例的LED背光模组的结构请参考图3所示，与现有技术的LEI)背光模组基本相同。其中LED光源板的具体结构请参考图7，在焊有白光LED20的PCB板上按特定顺序加入绿光LED53、红光LED52。因为红光LED和绿光LED的亮度较白光低，PCB板上LED的排列为单颗绿光、单颗红光、三颗白光LED，接着还是单颗红、绿光LED和三颗白光LED交替排列。LED的发光方向与出光面的方向21相垂直。上下两列的排列不是完全对称的，而是红、绿光LED的位置是交叉相对，可以使红绿光的补偿混光更为理想。通过这种排列后，三种颜色的LED的光线经过导光板充分的混合，其发光光谱分析图可参考图8，对比图4，图8中蓝光波段22并没有衰减，而绿光波段23和红光波段24的光强则明显升高，分布在红、绿色可见光的范围明显增多，色纯度提高，因此这种方法可改善液晶显示器中出现的缺绿缺红现象，增加色彩饱和度。

上述实施例为说明本发明的原理和技术效果，并非限制本发明。在实际应用中，红光、绿光LED的选用数量、排列方式根据LED本身的光学特性而定，再根据试验进行修正，红光、绿光和白光LED的可交错排列或混合排列。

Claims (8)

1、一种改善液晶显示器色彩再现性的方法，其特征是：在液晶显示器LED背光模组的LED光源板中增设红光LED、绿光LED，所述红光LED、绿光LED穿插排列于白光LED之间，提高LED背光模组的红、绿光强度。

2、如权利要求1所述的改善液晶显示器色彩再现性的方法，其特征是：所述LED芯片按一颗红光LED、一颗绿光LED、三颗白光LED的顺序交替排列。

3、如权利要求1所述的改善液晶显示器色彩再现性的方法，其特征是：所述白光LED、红光LED、绿光LED按顺序交替排列或混合排列。

4、如权利要求2或3所述的改善液晶显示器色彩再现性的方法，其特征是：分别设置于背光板的二平行相对的入光面侧的二组LED光源板，其红光LED、绿光LED交叉相对设置。

5、一种可改善色彩再现性的LED背光模组，包括背光板(6)、LED光源板(5)；所述LED光源板至少为二组，分别设置于所述背光板的二平行相对的入光面侧；所述LED光源板包括白光LED(51)和PCB板(50)，白光LED芯片安装于所述PCB板(50)上；其特征是：所述LED光源板还包括红光LED(52)、绿光LED(53)，所述红光LED(52)、绿光LED(53)穿插排列于所述白光LED(51)之间。

6、如权利要求5所述的LED背光模组，其特征是：所述LED芯片按三颗白光LED、一颗红光LED、一颗绿光LED、三颗白光LED的顺序交替排列。

7、如权利要求5所述的LED背光模组，其特征是：所述白光LED、红光LED、绿光LED按顺序交替排列或混合排列。

8、如权利要求6或7所述的LED背光模组，其特征是：所述分别设置于背光板的二平行相对的入光面侧的二组LED光源板，其红光LED、绿光LED交叉相对设置。

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