CN101338877B

CN101338877B - 发光二极管阵列及背光模组

Info

Publication number: CN101338877B
Application number: CN2007101275815A
Authority: CN
Inventors: 陈宏纬; 江美昭; 吴世民; 莫启能
Original assignee: Chunghwa Picture Tubes Ltd
Current assignee: CPT DISPLAY TECHNOLOGY (SHENZHEN)CO., LTD.
Priority date: 2007-07-03
Filing date: 2007-07-03
Publication date: 2010-10-13
Anticipated expiration: 2027-07-03
Also published as: CN101338877A

Abstract

本发明是有关于一种发光二极管阵列、光源模组及背光模组。该发光二极管阵列包括：多个第一发光元件，其亮度相同；以及多个第二发光元件，其亮度相同；其中该些第一发光元件与该些第二发光元件呈阵列排列，且亮度不同。本发明由将至少两种不同亮度规格的发光元件，搭配发光元件的阵列设计，使其符合整体的亮度、亮度均匀度与色彩均匀度的要求，且达到降低成本的目的。

Description

发光二极管阵列及背光模组

技术领域

本发明是关于一种发光二极管阵列、光源模组及背光模组，尤指一种采用两种不同亮度规格的发光元件的发光二极管阵列、具有此发光二极管阵列的光源模组及具有此光源模组的背光模组，以提高发光二极管的使用率并降低整体成本。

背景技术

近年来，由于显示器在人们生活中的重要性日益增加，除了使用计算机或网际网络外，电视机、手机、个人数字助理(PDA)、数字相机等，均须通过显示器控制来传递信息。相较于传统映像管显示器，新世代的平面显示器具有重量轻、体积小、及符合人体健康的优点，但其亮度、功率消耗等问题仍有改善的空间。

在众多新兴的平面显示器技术中，目前是以液晶显示器为主要使用潮流。由于液晶显示器为非自发光的显示器，须由外加光源方式方可产生显示功能，因此背光模组在液晶显示器中即扮演光源的角色，且为液晶显示器重要的零元件之一。

传统的显示器背光源中，大多采用冷阴极灯管(Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL)以提供平面显示器照明光源。然而冷阴极灯管具有寿命短、耗电量大、色彩表现不佳、以及灯管含有汞金属对环境造成污染等问题。相较于冷阴极灯管，发光二极管(Light Emitting Diode，LED)具有低功率消耗、高亮度输出、色彩饱和度高且无汞的优点。因此，目前正极力发展以发光二极管作为平面显示器的背光源，来克服上述的问题。

一般发光二极管应用于背光模组时，为了使其色彩饱和度能扩大，大多会搭配彩色滤光片(ColorFilter，CF)进行规格的制定。目前，发光二极管在规格上的设计是波长范围为5nm，亮度都取相同的范围。然而，在生产线上实际生产发光二极管时，每次所生产出的发光二极管规格都不尽相同。举例来说，请参阅图1，其为生产线上所生产出的发光二极管的规格分布图。图1将生产线上所生产出的发光二极管依亮度分为10组，并由亮度小至大依序标示为第1至10组。

请参阅图2，为已知的发光二极管背光模组200的示意图，其主要包括一电路板201与多数发光二极管202。已知发光二极管背光模组200是以该些发光二极管202以阵列(Array)的方式排列而成，作为背光模组的背光源。考量背光源的亮度以及均匀度，已知背光源所采用的发光二极管亮度会订在同一亮度规格，且采用亮度规格最大的。举例来说，也就是以图1中第10组发光二极管作为背光模组的背光源。表1为第10组(亮度最亮)的发光二极管的规格及其良率。

表1

然而，由于亮度规格最高的发光二极管的良率有限(例如29％)。所以，依照目前实作上的规格，发光二极管应用于背光源时，只有单一种规格的发光二极管可以使用。由于同一批生产的发光二极管良率分布不均，故该些发光二极管用于同一背光模组的使用率不高，导致成本居高不下。

因此，如何降低发光二极管背光模组的成本，并可符合其整体的亮度均匀度与色彩均匀度的要求，实为目前亟待解决的课题。

发明内容

本发明的一目的是在于提供一种背光模组，其可增加发光二极管应用于背光源的使用率，且降低发光二极管的成本，以利于发光二极管背光源于液晶显示面板的应用。

本发明的另一目的是在于提供一种光源模组，其可增加发光二极管的使用率，有利于降低光源模组的成本。

因此，本发明提供一种发光二极管阵列，将至少两种不同亮度规格的发光二极管混合使用，同时搭配发光二极管的排版设计，使其整体的亮度、亮度均匀度与色彩均匀度符合要求。

本发明提供一种发光二极管阵列，包括：多个第一发光元件，其亮度相同；以及多个第二发光元件，其亮度相同；其中，该些第一发光元件与该些第二发光元件呈阵列排列，且亮度不同。

在本发明的发光二极管阵列中，该些第一发光元件与该些第二发光元件的排列设计不限定，只要可使该发光二极管阵列符合整体亮度、亮度均匀度与色彩均匀度的要求即可。一较佳实施方式为，该些第一发光元件与该些第二发光元件呈交错排列。另一较佳实施方式为，该些第一发光元件与该些第二发光元件所排列成的阵列中，同一行的亮度相同，且相邻两行的亮度不同。

每一该第一发光元件可由单一个发光二极管或不同色光的多数发光二极管所组成，以得到所需的色光。同样的，每一该第二发光元件可由单一个发光二极管或不同色光的多数发光二极管所组成，以得到所需的色光。在本发明的发光二极管阵列中，该些第一发光元件与该些第二发光元件的发光光色不限定，较佳为白光。

一较佳实施方式为该些第一发光元件与该些第二发光元件均为白光发光元件，且每一该些白光发光元件包含一红光发光二极管、一蓝光发光二极管与一绿光发光二极管组成。

另一较佳实施方式为该些第一发光元件与该些第二发光元件均为白光发光元件，且每一该些白光发光元件为一白光发光二极管。

一更佳实施方式为，每一该第一发光元件是由一亮度介于520烛光至600烛光(Cd)的红光发光二极管、一亮度介于900烛光至1100烛光的绿光发光二极管和一亮度介于160烛光至210烛光的蓝光发光二极管所组成，且每一该第二发光元件是由一亮度介于450烛光至520烛光的红光发光二极管、一亮度介于900烛光至1100烛光的绿光发光二极管和一亮度介于160烛光至210烛光的蓝光发光二极管所组成。但不限于此。

另外，该发光二极管阵列可应用于光源模组。因此，本发明又提供一种光源模组，包括：一电路板；多个第一发光元件，设置于该电路板上，且该些第一发光元件的亮度相同；以及多个第二发光元件，设置于该电路板上，且该些第二发光元件的亮度相同；其中，该些第一发光元件与该些第二发光元件，呈阵列排列，且亮度不同。

同样的，在本发明的光源模组中，该些第一发光元件与该些第二发光元件的排列设计不限定，只要可使该发光二极管阵列符合整体亮度、亮度均匀度与色彩均匀度的要求即可。一较佳实施方式为，该些第一发光元件与该些第二发光元件呈交错排列。另一较佳实施方式为，该些第一发光元件与该些第二发光元件所排列成的阵列中，同一行的亮度相同，且相邻两行的亮度不同。

每一该第一发光元件可由单一个发光二极管或不同色光的多数发光二极管所组成，以得到所需的色光。每一该第二发光元件可由单一个发光二极管或不同色光的多数发光二极管所组成，以得到所需的色光。在本发明的光源模组中，该些第一发光元件与该些第二发光元件的发光光色不限定，较佳为白光。

一更佳实施方式为，每一该第一发光元件是由一亮度介于520烛光至600烛光的红光发光二极管、一亮度介于900烛光至1100烛光的绿光发光二极管和一亮度介于160烛光至210烛光的蓝光发光二极管所组成，且每一该第二发光元件是由一亮度介于450烛光至520烛光的红光发光二极管、一亮度介于900烛光至1100烛光的绿光发光二极管和一亮度介于160烛光至210烛光的蓝光发光二极管所组成。但不限于此。

又，该光源模组亦可应用于背光模组。故本发明提供一种背光模组，包括：一电路板；多个第一发光元件，设置于该电路板上，且该些第一发光元件的亮度相同；多个第二发光元件，设置于该电路板上，且该些第二发光元件的亮度相同；以及一光学膜片组，配置于该电路板的上方；其中，该些第一发光元件与该些第二发光元件，呈阵列排列，且亮度不同。

本发明的该背光模组可适用于任何非自发光显示器或一般平面式照明设备，较佳为应用于液晶显示装置的背光模组。

在本发明的该背光模组中，该光学膜片组的种类不限定，较佳为棱镜片、扩散片或其组合。

同样的，在本发明的背光模组中，该些第一发光元件与该些第二发光元件的排列设计不限定，只要可使该发光二极管阵列符合整体亮度、亮度均匀度与色彩均匀度的要求即可。一较佳实施方式为，该些第一发光元件与该些第二发光元件呈交错排列。另一较佳实施方式为，该些第一发光元件与该些第二发光元件所排列成的阵列中，同一行的亮度相同，且相邻两行的亮度不同。

每一该第一发光元件可由单一个发光二极管或不同色光的多数发光二极管所组成，以得到所需的色光。每一该第二发光元件可由单一个发光二极管或不同色光的多数发光二极管所组成，以得到所需的色光。在本发明的背光模组中，该些第一发光元件与该些第二发光元件的发光光色不限定，较佳为白光。

附图说明

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下，其中：

图1是生产线上所生产出的发光二极管的规格分布图。

图2是已知背光模组的示意图。

图3是本发明一较佳实施例背光模组的示意图。

图4本发明一较佳实施例第一发光元件的示意图。

图5本发明一较佳实施例背光模组的示意图。

图6是已知背光模组与实施例背光模组的亮度均匀度与色彩均匀度分析结果。

具体实施方式

本发明的实施例中该各附图均为简化的示意图。惟该等图标仅显示与本发明有关的元件，其所显示的元件非为实际实施时的态样，其实际实施时的元件数目、形状等比例为一选择性的设计，且其元件布局型态可能更复杂。

实施例一

请参阅图1，其为生产线上所生产出的发光二极管(LED)的规格分布图。图1是将生产线上所生产出的发光二极管依亮度分为10组，并由亮度小至大依序标示为第1至10组。同一组中的发光二极管具有相同的亮度规格，而不同组发光二极管的亮度规格则不相同。表2为第10组(亮度最亮)以及第9组(亮度次亮)的发光二极管的规格及其良率。

表2

请参阅图3，为本实施例背光模组300的示意图。如图3所示，该背光模组300包括一电路板301、多数第一发光元件302以及多数第二发光元件303。该些第一发光元件302以及该些第二发光元件303是以表面粘着技术(SMT)设置于该电路板301上。在本实施例中，该些第一发光元件302采用第10组的发光二极管，该些第二发光元件303采用第9组的发光二极管。换句话说，本实施例采用亮度最亮与亮度次亮此两种不同规格的发光二极管混合使用作为背光模组300的光源。

在本实施例中，每一个第一发光元件302以及第二光二极管303均可由单一色光发光二极管(例如白光发光二极管)或不同色光的多数发光二极管所组成。图4为本实施例第一发光元件302的示意图。如图4所示，本实施例采用的第一发光元件302，是由一红光(R)发光二极管401、一绿光(G)发光二极管402与一蓝光(B)发光二极管403所组成，其规格分别如表2中第10组所示。本实施例第二光二极管303的结构与第一发光元件302相同，也是由一红光发光二极管、一绿光发光二极管与一蓝光发光二极管所组成，其规格分别如表2中第9组所示。

请参阅图3，该些第一发光元件302与该些第二发光元件303排列成一(10×10)阵列。该发光二极管阵列以二行为一循环，其中一行上的该些发光二极管均为第一发光元件302，相邻行上的该些发光二极管均为第二发光元件303。因此，在该(10×10)阵列中，同一行的亮度规格相同，且任何相邻两行的亮度规格不相同。

本实施例采用亮度最亮与亮度次亮此两种不同规格的发光二极管混合使用作为背光模组300的光源。因此，参阅图1，本实施例可采用的发光二极管良率高达50％(第10组加第9组的良率)。因此，相对于已知的背光模组，即使同一批生产的发光二极管良率分布不均，本实施例背光模组的发光二极管使用率大幅提升，进而降低成本。而且，由本实施例发光二极管阵列的设计，将不同亮度规格的发光二极管交错排列，可使整体亮度均匀度与色彩均匀度达到要求。

实施例二

本实施例的背光模组500与实施例1大致相同，且采用的第一发光元件302以及第一发光元件303的规格也与实施例1相同，只有发光二极管阵列的设计不同。

请参阅图5，为本实施例背光模组500的示意图。在本实施例中，该些第一发光元件302与该些第二发光元件303排列成一(10×10)阵列。在本实施例中，该发光二极管阵列以二行为一循环，其中一行上的该些发光二极管依序是以第一发光元件302与第二发光元件303的顺序排列，相邻行的该些发光二极管则依序是以第二发光元件303与第一发光元件302的顺序排列。

也就是说，本实施例的发光二极管阵列中，任何10×1的矩阵与1×10的矩阵是由该些第一发光元件302与该些第二发光元件303交错排列所组成，且任二该第一发光元件302不相邻，任二该第二发光元件303不相邻。

同样的，本实施例采用亮度最亮与亮度次亮此两种不同规格的发光二极管混合使用作为背光模组500的光源。因此，相对于已知的背光模组，本实施例的发光二极管使用率大幅提升，而可大幅降低成本。而且，由本实施例发光二极管阵列的设计，将不同亮度规格的发光二极管交错排列，可使整体亮度均匀度与色彩均匀度达到要求。

测试结果

将已知背光模组200(参阅图2)、实施例1背光模组300(参阅图3)以及实施例二背光模组500(参阅图5)放置于扩散板下进行九点量测，针对其亮度均匀度与色彩均匀度进行分析。在本实施例中，上述三个背光模组的发光二极管阵列均为10×10的阵列。

图6为已知背光模组200、实施例1背光模组300以及实施例2背光模组500的亮度均匀度与色彩均匀度分析结果。由图6可得知，已知背光模组200与实施例1背光模组300的平均亮度差异为1.70％，已知背光模组200与实施例2背光模组500的平均亮度差异为1.57％。已知背光模组200与实施例1背光模组300的平均色差为x＝0.0071与y＝0.0013，已知背光模组200与实施例2背光模组500的平均色差为x＝0.0028与y＝0.0046。由此测试结果可知，实施例1背光模组300以及实施例2背光模组500确实可符合整体的亮度均匀度与色彩均匀度的要求。

上述实施例仅是为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以申请专利范围所述为准，而非仅限于上述实施例。

Claims

1.一种光源模组，其特征在于，包括

一电路板；

多个第一发光元件，设置于该电路板上，且所述第一发光元件的亮度规格相同；以及

多个第二发光元件，设置于该电路板上，且所述第二发光元件的亮度规格相同；

其中，所述第一发光元件与所述第二发光元件，呈阵列彼此交错排列，且亮度规格不同。

2.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于，其中，所述第一发光元件与所述第二发光元件为逐一彼此交错排列。

3.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于，其中，所述第一发光元件与所述第二发光元件所排列成的阵列中，同一行的亮度规格相同，且相邻两行的亮度规格不同。

4.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于，其中，所述第一发光元件为白光发光元件，所述第二发光元件为白光发光元件。

5.一种背光模组，其特征在于，包括：

一电路板；

多个第一发光元件，设置于该电路板上，且所述第一发光元件的亮度规格大致相同；

多个第二发光元件，设置于该电路板上，且所述第二发光元件的亮度规格大致相同；以及

一光学膜片组，配置于该电路板的上方；

6.如权利要求5所述的背光模组，其特征在于，其中，所述第一发光元件与所述第二发光元件为逐一彼此交错排列。

7.如权利要求5所述的背光模组，其特征在于，其中，所述第一发光元件与所述第二发光元件所排列成的阵列中，同一行的亮度规格相同，且相邻两行的亮度规格不同。

8.如权利要求5所述的背光模组，其特征在于，其中，所述第一发光元件为白光发光元件，且所述第二发光元件为白光发光元件。

9.如权利要求8所述的背光模组，其特征在于，其中，每一所述白光发光元件包含一红光发光二极管、一蓝光发光二极管与一绿光发光二极管。

10.如权利要求8所述的背光模组，其特征在于，其中，每一该第一发光元件是由一亮度规格介于520烛光至600烛光的红光发光二极管、一亮度规格介于900烛光至1100烛光的绿光发光二极管和一亮度规格介于160烛光至210烛光的蓝光发光二极管所组成，且每一该第二发光元件是由一亮度规格介于450烛光至520烛光的红光发光二极管、一亮度规格介于900烛光至1100烛光的绿光发光二极管和一亮度规格介于160烛光至210烛光的蓝光发光二极管所组成。