CN103761924A - 发光二极管封装及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例的发光二极管封装包括：用于使用颜色混合发出白光的多个红LED、绿LED以及蓝LED，发出白光的至少一个白LED，以及具有用于驱动多个红LED、绿LED、蓝LED以及白LED的电路图案的印刷电路板。

Description

发光二极管封装及其驱动方法

技术领域

本发明涉及发光二极管封装及其驱动方法。

背景技术

根据各种电器小型化和轻型化的最近趋势，液晶显示设备已成为A，：frj关注的中心。因此，在薄型液晶面板中也开发了被用作显示屏幕的液晶面板。

此液晶面板被广泛地用作移动终端，太空船，飞机和笔记本电脑的显示设备。液晶显示设备包括用于将光发射到液晶面板的辅助光源。

冷阴极荧光灯(CCFL)一般用作相关技术的光源。然而，近来，具有低电耗、高功率，快速响应性和环境友好特性的发光二极管(以下简称为“LED”)被广泛用作光源。

为了使用LED作为照明源，实现了白光。使用LED实现白光的方法主要分成三种方法。

第一种方法，通过混合发出三原色光(红、绿、蓝)的三个LED的光来实现白光。这三个LED用于形成一个白光源。

第二种方法，通过使用蓝LED作为光源来激励黄荧光粉，实现白光。

第三种方法，通过使用发射紫外线光的LED作为光源来激励三原色荧光粉，实现白光。

一般而言，考虑到长时间使用情况下光输出的可靠性，通过混合发出红光、绿光和蓝光的三个LED的光来实现白光。

例如，如图1所示，在液晶面板10的一个侧表面上设置了安装有发出红光、绿光、蓝光的LED 32R，32G和32B的发光二极管封装，并且使用光导板40等引导从LED32R、32G和32B发出的光以提供光。

此外，如图2所示，光导板40可以邻近LED安装，使得混合从LED32R-1、32G-1、32B-1、32R-2、32G-2和32B-2发出的红光、绿光和蓝光。并提供给液晶显示设备。

从红、绿和蓝LED 32R-1、32G-1，32B-1、32R-2、32G-2和32B-2发出的光在光导板40内混合，然后入射到液晶面板以实现图像。

也就是说，从具有不同的延迟时间的每一个LED发出的光在邻近LED的光导板区域40a内均匀混合，并被其余光导板区域40b中形成的图案所散射。因此，从LED发出的光被提供给液晶面板。

红、绿和蓝LED32R-1、32G-1和32B-1必须同时打开，以便通过以上方法发出白光。因此，红、绿和蓝LED32R-1，32G-1和32B-1被安装在印刷电路板31上，在该印刷电路板31上，形成了电路图案以形成发光二极管封装30，使得根据均匀驱动电流施加信号，同时驱动红、绿和蓝LED32R-1、32G-1和32B-1。

为了根据液晶面板的大小和面积增大光的量，将另一红、绿和蓝LED32R-2、32G-2和32B-2安装在印刷电路板31上，在该印刷电路板31上，形成了电路图案，并根据图3所示的控制电路驱动该电路图案，使得均匀驱动电流施加信号同时驱动红、绿和蓝LED32R-2、32G-2和32B-2。

然而，虽然红、绿和蓝LED32R-1、32G-1和32B-1连接到一个电路，以通过均匀驱动电流值(即流入每一个LED的均匀电流)同时发光，但是，因为红、绿和蓝LED32R-1、32G-1和32B-1具有彼此不同的器件特性，所以发出具有不同亮度的光。

因此，必须单独控制红、绿和蓝LED32R-1、32G-1和32B-1以调节驱动电流，以便发出具有所需白平衡的白光。

通常，分别对应于红LED32R-1、绿LED32G-1和蓝LED32B-1地形成红LED电压发生器、绿LED电压发生器和蓝LED电压发生器，以单独控制各LED。然而，由于要制造单独的电压发生器，因此，此方法增加了制造成本。

虽然可以制造一种LED芯片，在该LED芯片中，调节输出光，使得施加均匀的驱动电流并提供均匀的亮度，但是，此方法由于需要辅助工艺而使制造成本增加。

此外，因为红色、绿色和蓝色的、发射单色光的LED中的每一个LED与其它光源相比一般具有较低的亮度，所以入射到液晶面板的光强度和亮度较低，从而使显示质量变差在增加驱动电流以便获得从红LED 32R-1和32R-2、绿LED 32G-1和32G-2以及蓝LED32B-1和32B-2输出的高电压的光的情况下，温度上升，因为在LED中产生了高温，使电阻增大，从而使发光效率下降。

此外，在光导板中，还需要用于从三原色(红、绿、蓝)获得多色图像的光混合区40a混合。因此，光导板40中发出实际光的光导区域40b变窄，而液晶面板的体积增大。

发明内容

本发明的实施例提供一种能够实现高色彩还原并提供具有极好亮度的白光的发光二极管封装，以及其驱动方法。

本发明的实施例提供一种发光二极管封装，包括：用于使用颜色混合发出白光的多个红LED、绿LED以及蓝LED；发出白光的至少一个白LED；以及具有用于驱动上述多个红LED、绿LED、蓝LED和白LED的电路图案的印刷电路板。

本发明的实施例提供一种发光二极管封装的驱动方法，该发光二极管封装具有形成有用于驱动LED的电路图案的印刷电路板，以及形成在该印刷电路板上的多个红LED，绿LED、蓝LED以及白LED，该方法包括：通过向所述多个红LED、绿LED和蓝LED施加不同的驱动电流，根据LED颜色单独驱动所述多个LED，以便通过颜色混合形成白光；以及通过向白LED施加电流来发出白光。

本发明的实施例提供一种液晶显示设备，包括：显示图像的液晶面板；发光二极管封装，包括用于使用颜色混合发出白光的多个红LED、绿LED以及蓝LED，发出白光的多个白LED，以及具有用于驱动所述多个红LED、绿LED、蓝LED以及白LED的电路图案的印刷电路板；以及将从发光二极管封装发出的光提供给液晶面板的光导板。

有益的效果根据本发明的实施例，白LED与用于混合颜色的三原色LED被设置在一起，以形成发光二极管封装，从而能够提供具有极好的色彩还原和亮度的光。

根据本发明的实施例，可以使用白LED改善亮度，无需增加用于混合颜色的三原色LED的光输出。因此，可以防止发光二极管封装的LED退化。此外，因为防止了液晶显示设备的退化，也可以防止显示屏幕在色坐标、峰值波长和半峰全宽(fullwidthathalfmaximum)方面的变化。

根据本发明的实施例，安装在发光二极管封装中的多个LED根据发出的颜色被进行操作，从而发出具有极好的颜色混合特性的白光。

根据本发明的实施例，根据要发出的白光的颜色纯度偏离，控制每一个颜色光的单独LED的发光强度，从而能够改善色彩还原。

附图说明

图1是具有装有相关技术发射二极管封装的液晶面板的电气没备的平面图。

图2是示出了相关技术发射二极管封装的颜色混合的透视图。

图3是示出了相关技术发射射二极管封装的驱动方法的电路图。

图4是具有装有根据本发明实施例的发射二极管封装的液晶面板的电气没备的平面图。

图5是示出了根据本发明实施例的发射二极管封装的颜色混合的透视图。

图6是示出了根据本发明实施例的发射二极管封装的驱动方法的电路图。

具体实施方式

下面，将参考附图，描述根据本发明的实施例的发射二极管封装及其驱动方法。

参考图4，根据本发明的实施例的发射二极管封装安装在液晶面板

100的侧表面，使得发射二极管封装被用作装在移动终端中的液晶面板100的侧光型表面光源。在发射二极管封装中安装了多个红LED320R、绿LED320G，蓝LED320B和白LED320W，使得发出具有均匀的高亮度的白光。

参考图5，根据本发明的实施例的发光二极管封装300包括三原色(红LED320R-1和320R-2、绿LED320G-1和320G-2，以及蓝LED320B-1和320B-2)以及白LED320w-1和320Vw-2。

根据液晶面板的面积，设置了多个红lED320R-1和320R-2、绿LED320C-亚和320G-2、蓝LED 320B-1和320B-2以及白LED 320w-1和320W-2，并且其数量可以是可变的。

这里，LED的顺序排列是本发明的一个实施例，并且能够变成各种形式.例如，可以按顺序设置蓝LED，红LED，绿LED和白LED，或者，可以首先设置白LED。当然，至少一个LED可以顺序且同时地与多个LED设置在一起。

因此，当三原色如红LED，绿LED和蓝LED同时混合时，可以通过混合这三种颜色而发出白光。在本发明的实施例中，还设置了白LED320W-1和320W-2，使得发出具有更高亮度的白光。白LED的数量可以是可变的，并且可以用至少一个形成。

这里，发光二极管封装300包括安装有LED的印刷电路板(PCB)3II 0。PCB 310包括绝缘层和对应于用于操作所安装的发光二极管的电源线、控制线和输出线的驱动电路。在PCB 310的表面上形成了感光阻焊剂(photosolderresist，PSR)层311，以便保护电路图案。

此外，驱动电路被形成为使得同时操作每一个发光颜色的LED。向红LED 320R-1和320R-2施加的驱动电流AR、向绿LED 320C-1和320G-2施加的驱动电流AG，向蓝LED320B-1和320B-2施加的驱动电流AB以及向白320W-II和320W-2施加的驱动电流AW可以彼此不同。

当流过均匀电流时，因为红LED320R-亚和320R-2、绿LED320G-1和320G-2和蓝LED320B-1和320B-2彼此具有不同的器件特性，所以生成具有不同亮度的光。

因此，相互单独地控制施加到红LED 320R-1和320R-2、绿LED320C-直和320G-2和蓝LED 320B-1和320B-2的电流，使得发出具有均匀亮度的光，以满足颜色混合所要求的白平衡。

可以以颜色为单位顺序操作所述多个红LED 320R-1和320R-2、绿lED 320G-1和320C-2、蓝LED 320B-1和320B-2和白LED 320W-1和320W-2。或者，可以同时操作所述多个红LED320R-1和320R-2、绿LED320G-1和320G-2、蓝LED320B-1和320B-2和白LED320W-1和320W-2。

可以根据红LED320R-1和320R-2、绿LED320G-1和320G-2和蓝LED 320B-1和320B-2的发射峰值，控制所述多个白LED 320W-1和320W-2的发射峰值。

在包括根据本发明的实施例的发光二极管封装的液晶显示设备中，邻近发光二极管封装安装了光导板400，使得从LED发出的光入射到液晶面板上。

在根据本发明的实施例的液晶显示设备中，可以形成设置在光导板400的下部以将发射到光导板400的下部的光反射到液晶显示设备的正面的反射片500。此外，可以在反射片500和液晶面板之间安装多个棱镜片和扩散片600。

这里，在光导板400中存在混合红光、绿光和蓝光的光混合区400a以及用于将光发射到液晶面板的光散射区400b。

同时，在安装在根据本发明的实施例的发光二极管封装上的LED中，可以使用GaAsP化合物半导体形成红320R-1和320R-2。此外，可以使用GaP:N型化合物半导体形成绿LED320G-1和320G-2。可以使用GaN化合物半导体形成蓝LED320B-1和320B-2。

例如，白LED 320W-1和320W-2可以使用通过使用蓝LED作为光源来激励黄荧光粉而实现白光的LED。此外，白LED 320W-1和320W-2还可以通过使用紫外LED作为光源来激励三原色荧光粉而形成。

例如，在将能够发出蓝光的半导体芯片安装在衬底上之后，可以形成白LED320W-1和320W-2，包括在封装芯片的环氧树脂内均匀混合的至少一种发光荧光粉的颗粒。

荧光粉颗粒将从发光二极管芯片发出的一部分光转换为不同谱波长的光。

通过将使用蓝LED的上部上的至少一个的各种发光荧光粉颗粒所发出的一部分蓝光转换为波长长得多的光，基于荧光粉LED的发光系统可以生成白光。

通过按比例混合绿荧光粉、红荧光粉和黄荧光粉可以形成荧光粉。发射绿光的荧光粉表示通过吸收蓝色发出绿光的所有荧光粉。对应于该组的荧光粉的示例为SrGa2S4:Eu、ZnS:CuAI、ZnS:CuAuAI，SrGa2S4:Eu、ZnGa2S4:Eu和SrS:Ce。

此外，发射红光的荧光粉表示通过吸收蓝色发出红光的所有荧光粉。

对应于该组的荧光粉的示例为(2nCd)S:AgCI、(2nCd)S:AgAuCI、(2nCd)S:AgAuA！、ZnGa2S4:Mn，SrY2S4:Mn和SrS:Eu。

下面，将描述作为液晶显示设备的光源的根据本发明实施例的发光二极管封装的驱动方法。

参考图6，从发光二极管驱动集成电路(1C)向每一种颜色的发光二极管提供不同的电流，使得对于每一种颜色都实现具有均匀亮度的光发射。发光二极管驱动IC可以形成在液晶显示设备的模块中。例如，发光二极管驱动IIC可以被设计成使得通过接收从电池输入的电压，向每一个发光二极管提供恒定电流。

向红LED320R-1和320R-2施加的驱动电流AR，向绿LED320G-1和320G-2施加的驱动电流AG，向蓝LED320B-1和320B-2施加的驱动电流AB以及向白LED320W-1和320W-2施加的驱动电流AW可以被进行单独控制，使得可以从每一个LED发出具有均匀亮度的光。

关于向白LED 320W-1和320W-2施加的驱动电流，在由红LED、绿LED和蓝LED发出的白光的亮度较低的情况下，可以施加驱动电流，使得白LED单独打开。因此，可以改善亮度。

此外，关于白LED 320W-1和320W-2的色彩还原，在预定波长的光的量不足的情况下，可以调节红LED、绿LED以及蓝LED的驱动电流，从而能够改善色彩还原。

可以选择每一个LED中发出的光的波长带，使得通过根据本发明的实施例的LED排列，获得良好的色平衡。红LED可以发出具有大约610纳米(am)的谱波长的光，绿LED可以发出具有大约530am的谱波长的光，而蓝LED可以发出具有大约450nm到470nm的谱波长的光。

电阻比根据每一种颜色是可变的，以根据每一种颜色同时控制LED，使得根据每一种颜色，从LED发出具有均匀亮度的光，同时调节根据每一种颜色流过LED的电流，以调节要发出的光的强度和亮度。

通过上述方法而从根据本发明的实施例的发光二极管封装300发出的光被传输到如图5所述的光导板400。通过发出三原色的LED如红LED、绿LED和蓝LED，在光导板400的光混合区400a中发出混合光-白光。此外，混合从白LED发出的白光，以生成亮度改善很多的白光。

入射到光导板400的光混合区400a的光被混合以生成白光。混合的白光从光导板400的光散射区400b发射到扩射片600。因此，可以向液晶面板提供均匀的平面光。

如上所述，根据本发明的实施例，通过进一步添加白LED，可以形成具有改善的亮度的发光二极管封装。

此外，通过红LED、绿LED以及蓝LED，实现具有高色彩还原的白光，并且通过白LED，改进了亮度，从而能够进行色彩还原并轻松地实现彩色的活动图像。

此外，还有一个优点在于，因为通过使用白LED改善亮度，红LED、绿LED以及蓝LED的光输出不会过度增加，所以，可以减小光效率的降低、液晶显示设备的退化以及功耗。

根据本发明的实施例，白LED与用于混合颜色的三原色LED设置在一起，以形成发光二极管封装，从而能够提供具有极好的色彩还原和亮度的光。

根据本发明的实施例，可以使用白LED改善亮度，无需增加用于混合颜色的三原色LED的光输出。因此，可以防止发光二极管封装的LED的退化。此外，因为防止了液晶显示设备的退化，所以，也可以防止显示屏幕在色坐标，峰值波长和半峰全宽方面的变化。

根据本发明的实施例，安装在发光二极管封装中的多个LED根据发出的颜色操作，从而发出具有极好的颜色混合特性的白光。

根据本发明的实施例，根据要发出的白光的色纯度偏离，控制每一颜色光的单独LED的发光强度，从而能够改善色彩还原。

Claims (9)

1.一种发光二极管封装，包括：

用于使用颜色混合发出白光的多个红LED、绿LED和蓝LED；

发出白光的至少一个白LED；以及

具有用于驱动所述多个红LED、绿LED、蓝LED以及白LED的电路图案的印刷电路板。

2.根据权利要求1所述的发光二极管封装，其中，所述多个红LED、绿LED、蓝LED以及白LED重复按照所列顺序排列。

3.根据权利要求1所述的发光二极管封装，其中，所述多个蓝LED、红LED、绿LED以及白LED重复按照所列顺序排列。

4.根据权利要求1所述的发光二极管封装，其中，所述多个红LED、绿LED、蓝LED以及白LED由所述印刷电路板的电路图案分开和连接，使得根据LED颜色单独驱动所述各LED。

5.根据权利要求1所述的发光二极管封装，其中，根据用于颜色混合的红LED、绿LED和蓝LED的发光峰值，调节所述至少一个白LED的发光峰值。

6.根据权利要求1所述的发光二极管封装，其中，根据每一个LED发光颜色，调节向所述多个红LED、绿LED和蓝LED施加的电流。

7.一种发光二极管封装的驱动方法，该发光二极管封装包括形成有用于驱动LED的电路图案的印刷电路板，以及形成在所述印刷电路板上的多个LED、绿LED、蓝LED以及白LED，所述方法包括：

通过向所述多个红LED、绿LED和蓝LED施加不同的驱动电流来根据LED颜色单独驱动所述多个LED，以便通过颜色混合形成白光；以及通过向所述白LED施加电流，发出白光。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述多个红LED，绿LED，蓝LED以及白LED被所述印刷电路板的电路图案分开和连接，并且每一个彩色LED被单独驱动。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，根据用于颜色混合的红LED、绿LED和蓝LED的发光峰值，调节所述多个白LED的发光峰值。

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