CN112255838A - 一种高效、高可靠的液晶显示器led侧背光方法 - Google Patents

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Abstract

一种高效、高可靠的液晶显示器LED侧背光方法，其特征是采用集成控制电路系统（5）控制LED背光条（1）的强度实现图像灰度的调节；LED背光条（1）由LED耦合系统（2）耦合进入光学组件（3）中的导光板，减少LED光源的逃逸光数量，获得了高效的光能利用率。耦合后的LED光源由光学组件（3）进行匀光和反射获得高均匀、高效的背光照明，实现LCD背光的高效照明；LED背光条（1）由LED散热组件（4）进行散热。本发明具有效率高、可靠性高的优点，相较于无耦合系统的侧背光方法光效更高。

Description

一种高效、高可靠的液晶显示器LED侧背光方法
技术领域
本发明涉及一种液晶显示技术，尤其是一种液晶显示器的背光技术，具体地说是一种高效、高可靠的液晶显示器LED侧背光方法。
背景技术
液晶显示技术是背光光源照明液晶面板实现显示功能的显示器。由于液晶显示器不能够自发光，其背光光源提供液晶面板的照明，从而实现显示的功能。随着半导体产业的发展，带动了背光光源的发展，也带来了液晶显示器件的革新。液晶显示器经过了CCFL照明到LED照明的发展。其中LED具有光效高、体积小的特点，特别应用在侧背光方法中能够带来显示器的薄型化。
其中LED的光能利用率是一个重要的指标，同时决定了整个系统的功耗，对节能环保和产品的性能提升具有重要意义。然而侧背光方法中，LED需要与导光板之间的有一段间隙，这是为了避免导光板移动和形变对LED的损坏。同时LED的电光转换效率仅为30%多，有大量的热产生，会导致LED使用过程中光效下降。因此，需要在侧背光设计方法中，同时考虑LED的散热问题。
有鉴于此，需要提供一种高效、高可靠的液晶显示器LED侧背光的方法。
发明内容
本发明目的是针对现有的显示器的因LED与导光板之间耦合效率不足，降低LCD显示器的功耗的问题，提供一种高效率、高可靠具有极大商业化潜力并易于实现批量化生产的液晶显示器LED侧背光的方法。
本发明采用如下的技术方案是：
一种高效、高可靠的液晶显示器LED侧背光方法，其特征是采用集成控制电路系统5控制LED背光条1的强度实现图像灰度的调节；LED背光条1由LED耦合系统2耦合进入光学组件3中的导光板，减少LED光源的逃逸光数量，获得了高效的光能利用率。耦合后的LED光源由光学组件3进行匀光和反射获得高均匀、高效的背光照明，实现LCD背光的高效照明；LED背光条1由LED散热组件4进行散热。LED背光条1、LED耦合系统2、光学组件3、LED散热组件4、集成控制电路系统5，构成了高效、高可靠的液晶显示器LED侧背光的方法；该方法效率高、可靠性高，相较于无耦合系统的侧背光方法光效更高。
所述的LED背光条1是实现LCD显示的背光光源。所述的LED背光条1为根据最终亮度和LED最佳工作区域设计的一定间隔的LED阵列。所述的LED背光条1包括为表贴式封装的LED，引脚式封装LED，CSP封装的LED。所述的LED背光条1中的LED包括白色、黄色、绿色、红色、蓝色LED光源。所述的LED背光条1中的LED为白色LED，白红蓝绿色四合一LED组合，红绿蓝三合一LED组合，红绿蓝黄四合一LED组合。
所述的LED耦合系统2将LED背光条1发射的光源耦合进入光学组件3中的导光板，减少了LED光源的逃逸光数量，获得了高效的光能利用率。所述的LED耦合系统2可以为透明光学胶黏剂粘接LED背光条1与光学组件3中的导光板的方法。所述的高透光胶黏剂可以为树脂型胶黏剂，橡胶型胶黏剂，混合型胶黏剂。所述的LED耦合系统2也可以为阵列透镜耦合系统。所述的LED耦合系统2也可以为波导耦合系统。所述的波导耦合系统可以为实心波导耦合系统和空心波导耦合系统，所述的实心波导耦合系统中材料为有机玻璃和无机玻璃等可见光透明材料，所述的空心波导耦合系统可以为机械加工的空心波导，可以为反光纸围成的空心波导，也可以为粘合高反射膜层的空心波导。
所述的光学组件3是高效率的匀光关键，在该设计中采用的光学结构如图所示。其中包括反光纸、第一扩散膜、导光板、第二扩散膜、第一棱镜膜、第二棱镜膜和偏光增亮膜等。
所述的LED散热组件4将LED非辐射跃迁产生的热量进行散热，使LED背光条1中LED的节温控制在LED能够承受的节温范围。所述的LED散热组件4可以是散热结构件，包括散热组件或者为散热翅片。所述的LED散热组件4也可以是TEC主动散热器件，TEC主动散热器件的冷端对LED背光条1进行散热，TEC主动散热器的热端由结构件散热。所述的LED散热组件4也可以为散热结构件与风扇的组合或者是TEC主动散热器、散热结构件与风扇的组合。
本发明有益效果：
与已有技术相比，1）本发明采用光学耦合系统减少LED溢出能量，较大的提高了LED背光光源的光能利用率，减少了产品同样亮度的功耗。2）本发明首次采用LED耦合系统，包括光学胶合的耦合系统、波导耦合系统，极大的提高了LED的光能利用率。3）本发明首次将LED耦合系统和LED耦合系统应用于侧背光方法中，能够实现更高的高发光效率和高可靠性。本发明效率高、可靠性高，相较于无耦合系统的侧背光方法光效更高。
附图说明
图1为LED侧背光的方法示意图。
图2为LED耦合系统示意图。
图中：1：LED背光条；1-1：LED背光条的电路板；1-2：LED背光条的LED；2：LED耦合系统；3：光学组件；3-1：光学组件中导光板；4：LED散热组件；5：波导耦合系统；6：阵列透镜组合系统。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1-2所示。
本发明提供一种低成本、易于批量生产、高效率、高可靠的液晶显示器LED侧背光的方法，将LED光源经过耦合系统（如图2所示）耦合进入光学组件的导光板中，实现高的光收集效率，高效率的远侧背光方法。
如图1所示，LED背光条1、LED耦合系统2、光学组件3、LED散热组件4、集成控制电路系统5（可采用现有技术加以实现，或自行设计制备），构成了高效、高可靠的液晶显示器LED侧背光的方法；集成控制电路系统5驱动LED背光条1的强度实现图像灰度的调节，所述的LED背光条1是实现LCD显示的背光光源，LED背光条1由LED耦合系统2耦合进入光学组件3中的导光板，减少了LED光源的逃逸光数量，获得了高效的光能利用率。耦合后的LED光源由光学组件3进行匀光和反射获得高均匀、高效的背光照明，实现LCD背光的高效照明。LED背光条1由LED散热组件4进行散热。该方法效率高、可靠性高，相较于无耦合系统的侧背光方法光效更高。
具体实施时，所述的LED背光条1为根据最终亮度和LED最佳工作区域设计的一定间隔的LED阵列。所述的LED背光条1包括为表贴式封装的LED，引脚式封装LED，CSP封装的LED。所述的LED背光条1中的LED包括白色、黄色、绿色、红色、蓝色LED光源。所述的LED背光条1中的LED为白色LED，白红蓝绿色四合一LED组合，红绿蓝三合一LED组合，红绿蓝黄四合一LED组合。所述的LED耦合系统2（可采用现有技术加以实现）将LED背光条1发射的光源耦合进入光学组件3中的导光板，减少了LED光源的逃逸光数量，获得了高效的光能利用率。所述的LED耦合系统2可以采用透明光学胶黏剂粘接LED背光条1与光学组件3中的导光板的方法加以实现。所述的高透光胶黏剂可以为树脂型胶黏剂，橡胶型胶黏剂，混合型胶黏剂。所述的LED耦合系统2也可以为阵列透镜耦合系统6（如图2，与现有技术相同）。所述的LED耦合系统2也可以为波导耦合系统5（如图2，与现有技术相同或采用现有技术加以实现）。所述的波导耦合系统5可以为实心波导耦合系统和空心波导耦合系统，所述的实心波导耦合系统中材料为有机玻璃和无机玻璃等可见光透明材料，所述的空心波导耦合系统可以为机械加工的空心波导，可以为反光纸围成的空心波导，也可以为粘合高反射膜层的空心波导。所述的光学组件3是高效率的匀光关键，在该设计中采用的光学结构如图所示。其中包括反光纸、第一扩散膜、导光板、第二扩散膜、第一棱镜膜、第二棱镜膜和偏光增亮膜等。所述的LED散热组件4将LED非辐射跃迁产生的热量进行散热，使LED背光条1中LED的节温控制在LED能够承受的节温范围。所述的LED散热组件4可以是散热结构件，包括散热组件或者为散热翅片。所述的LED散热组件4也可以是TEC主动散热器件，TEC主动散热器件的冷端对LED背光条1进行散热，TEC主动散热器的热端由结构件散热。所述的LED散热组件4也可以为散热结构件与风扇的组合或者是TEC主动散热器、散热结构件与风扇的组合。
本发明未涉及部分与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (6)

1.一种高效、高可靠的液晶显示器LED侧背光方法，其特征是采用集成控制电路系统（5）控制LED背光条（1）的强度实现图像灰度的调节；LED背光条（1）由LED耦合系统（2）耦合进入光学组件（3）中的导光板，减少LED光源的逃逸光数量，获得了高效的光能利用率；耦合后的LED光源由光学组件（3）进行匀光和反射获得高均匀、高效的背光照明，实现LCD背光的高效照明；LED背光条（1）由LED散热组件（4）进行散热。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的LED背光条（1）是实现LCD显示的背光光源；所述的LED背光条（1）由能根据最终亮度和LED最佳工作区域设计的一定间隔的LED阵列组成，所述的LED背光条（1）包括为表贴式封装的LED，引脚式封装LED，CSP封装的LED；所述的LED背光条（1）中的LED包括白色、黄色、绿色、红色、蓝色LED光源。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征是所述的LED背光条（1）中的LED为白色LED，白红蓝绿色四合一LED组合、红绿蓝三合一LED组合或红绿蓝黄四合一LED组合。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的LED耦合系统（2）是将LED背光条（1）发射的光源耦合进入光学组件（3）中的导光板，以减少LED光源的逃逸光数量，获得了高效的光能利用率；所述的LED耦合系统（2）为透明光学胶黏剂粘接LED背光条（1）与光学组件（3）中的导光板结构；所述的透明光学胶黏剂为树脂型胶黏剂，橡胶型胶黏剂或混合型胶黏剂；所述的LED耦合系统（2）也可以为阵列透镜耦合系统；所述的LED耦合系统（2）也可以为波导耦合系统；所述的波导耦合系统为实心波导耦合系统和空心波导耦合系统，所述的实心波导耦合系统中材料为有机玻璃和无机玻璃，所述的空心波导耦合系统为机械加工的空心波导、反光纸围成的空心波导或粘合高反射膜层的空心波导。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的光学组件（3）包括反光纸、第一扩散膜、导光板、第二扩散膜、第一棱镜膜、第二棱镜膜和偏光增亮膜。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的LED散热组件（4）将LED非辐射跃迁产生的热量进行散热，使LED背光条（1）中LED的节温控制在LED能够承受的节温范围；所述的LED散热组件（4）可以是包括散热组件或者为散热翅片的散热结构件，也可以是TEC主动散热器件，TEC主动散热器件的冷端对LED背光条（1）进行散热，TEC主动散热器的热端由结构件散热，还可以为散热结构件与风扇的组合或者是TEC主动散热器、散热结构件与风扇的组合。
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