CN201382341Y - 视频控制的动态发光二极管背光组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种视频控制的动态发光二极管背光组件，其由多组背光单元拼接而成，所述的每一背光单元包括：一导光板，所述的导光板至少一侧具有一缺口，所述导光板下面具有多个导光板网点；至少一电路板，所述电路板上设有多个发光二极管，所述的电路板及所述的发光二极管置于所述导光板的缺口内；一控制单元，其与所述的电路板连接，并控制所述电路板上发光二极管的色度及亮度。实现了发光二极管背光组件的轻型化、薄型化以及可控性。

Description

视频控制的动态发光二极管背光组件

技术领域

本实用新型涉及一种发光二极管背光组件，特别涉及一种由白光或者多基色发光二极管组成的、具有区域视频控制系统的超薄发光二极管背光组件。

背景技术

液晶显示器(LCD)广泛地应用于计算机液晶显示屏、液晶电视、户外广告等十分广阔的领域。但LCD显示板本身不发光，而靠设置于LCD显示屏下方的背光组件提供光源，通过控制液晶显示屏上的像素电极来形成不同亮度、不同色彩和不同灰度的彩色图像。所以背光组件是LCD显示系统的关键组件之一。背光组件根据光源所在位置分为直下式背光组件(光源置于背光组件下方)和侧光式背光组件(光源置于背光组件侧边)；按光源部件则分为发光二极管(LED)和冷阴极射线管(CCFL)等多种光源的背光组件。

如图1所示为公知的LCD背光模块示意图。其包括一电路板1、所述电路板1上具有多个发光二极管(LED)2、一导光板3、多个导光板网点4、一光学膜片组5，所述的光学膜片组5由扩散膜、棱镜片等组成、一LCD面板6，所述的LCD面板6置于所述的光学膜片组5的上方，所述的导光板3置于所述的光学膜片组5的下方，所述的电路板1置于所述导光板3的侧方。当白光发光二极管2或者多基色混合白光发光二极管2置于电路板1上，其发光二极管出光面21正对导光板3侧面，从发光二极管2发出的光进入导光板3后，经由导光板3的多次反射，入射到导光板网点4上的光被漫反射，从上表面出射，经过光学膜片组5，最后进入LCD面板6。

上述现有侧光式背光组件是将光源置于背光组件的侧面，并通过导光板3将光源的出光导出，然而，随着背光组件面积的增大，相应的导光板3面积增大、厚度增大、背光组件重量增加，不符合薄型化、轻型化的特点。

传统的白光或多基色混合发光二极管背光组件，均通过恒压或者恒流使背光组件发出恒定的白光。对于传统白光发光二极管背光来说，视频信号强度不断改变，长时间的白色视频画面出现的几率是较少的，可见白光发光二极管背光组件发出的白光在大多数时间内只有一部分被利用，另一部分的光被截止掉；同样，传统多基色发光二极管背光所发出的白光是由多基色发光二极管混色而成的，当视频信号为非白光时，背光模块发出的白色光中一部分或绝大部分光截止掉了。由此可见，传统发光二极管背光组件发出的白光在大多数时间内只有一部分被利用，另一部分的光被截止掉，造成了能源浪费，而这些被浪费的光能转化成热能，对背光模块及LCD上的电子器件造成温升，使其寿命缩短。

另外，由于LCD的液晶分子排列有序参数不可能达到1，且偏振片的垂直遮光率也不可能达到100％，所以，白色光中应该被截止的颜色还是有一部分通过LCD显现出来，使黑色信号不黑，即出现混色现象。使彩色的色饱和度降低，公知发光二极管背光模块的LCD色饱和度只有80％左右，造成亮度和色彩的失真；因为黑色信号显示屏不黑，也使对比度下降。

因此，如何解决上述现有技术的问题，即为本领域技术人员所欲研究的方向所在。

发明内容

本实用新型的主要目的是提供一种视频控制的动态发光二极管背光组件，该背光组件各单元区域的亮度和色度由视频信号通过视频信号控制电路和动态驱动电路控制。一方面通过多个发光二极管背光单元拼接或在整个导光板上分区而制成侧光区域式背光组件，这样能有效降低整个背光的厚度及重量；另一方面，通过视频信号动态控制每个发光二极管背光单元，从而有效降低背光的功耗。

为了达到上述目的，本实用新型提供一种视频控制的动态发光二极管背光组件，其由多组背光单元拼接而成，所述的每一背光单元包括：

一导光板，所述的导光板至少一侧具有一缺口，所述导光板下面具有多个导光板网点；

至少一电路板，所述电路板上设有多个发光二极管，所述的电路板及所述的发光二极管置于所述导光板的缺口内；

一控制单元，其与所述的电路板连接，并控制所述电路板上发光二极管的色度及亮度。

还包括两导热散热元件，其一导热散热元件设置在所述电路板上方，覆盖所述多个发光二极管，另一导热散热元件设置在所述导光板网点下方。

所述发光二极管的出光方式为顶面出光方式。

所述发光二极管的出光方式为侧面出光方式。

所述控制单元包括一视频信号控制电路和多个动态驱动电路，所述的视频信号控制电路与所述的多个动态驱动电路相连，所述的动态驱动电路与所述的电路板相连，用于控制所述电路板上的发光二极管。

所述发光二极管由单色发光二极管或多基色发光二极管，或诱发式白光发光二极管组成。

还包括两光反射元件，所述一光反射元件设置于所述电路板下部，所述另一光反射元件设置于导光板下部并与所述导光板网点相接触。

还包括一散热元件，所述的散热元件设置于所述光反射元件下部。

本实用新型所具有的优点是：通过侧光式背光单元拼接成更大尺寸的区域式侧光LED背光组件，或者通过结构设计划分一整块导光板将其在控制逻辑上分成数个控制区域，这样可减少背光组件的厚度以及减轻背光组件的重量。在控制方面，所述的背光组件的控制系统从视频信号中提取的输入信号，经动态控制电路进行信号转换，并受同步信号控制，输出的动态控制信号送至动态驱动电路，动态驱动电路对动态控制信号进行功率放大后，控制背光模块中各背光单元发光二极管LED的亮度和色度(对于白光LED背光仅改变亮度)，并使之与相对应区域的视频信号的亮度和色度保持动态同步变化，以达到节省能源，降低背光模块温度、延长LED背光模块使用寿命，提高LCD彩色图像色饱和度的目的。综上，通过本实用新型能够从整体上使动态发光二极管背光薄型化、轻型化、节能化。

附图说明

图1为现有的侧光式背光源和LCD结构图；

图2为拼接型视频控制的动态发光二极管背光组件背光单元结构(采用单排侧面出光型发光二极管)；

图3为拼接型视频控制的动态发光二极管背光组件背光单元结构(采用双排侧面出光型发光二极管)；

图4为拼接型视频控制的动态发光二极管背光组件背光单元结构(采用单排顶面出光型发光二极管)；

图5为拼接型视频控制的动态发光二极管背光组件背光单元结构(采用双排顶面出光型发光二极管)；

图6为视频控制的动态发光二极管背光组件的拼接方式(采用单排侧面出光型发光二极管)；

图7为视频控制的动态发光二极管背光组件的拼接方式(采用双排侧面出光型发光二极管)；

图8为视频控制的动态发光二极管背光组件的拼接方式(采用单排顶面出光型发光二极管)；

图9为视频控制的动态发光二极管背光组件的拼接方式(采用双排顶面出光型发光二极管)；

图10为视频控制的动态发光二极管背光组件结构一示意图；

图11为视频控制的动态发光二极管背光组件结构二示意图；

图12为发光二极管及动态驱动电路在电路板上排版示意图。

附图标记说明：1、10-电路板；2、20发光二极管(LED)；21-发光二极管出光面；3、30-导光板；31-缺口；4、40-导光板网点；5、50-光学膜片组；6、60-LCD面板；70-控制单元；71-视频信号控制电路；72-动态驱动电路；80-散热模块；9-光反射元件。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

如图2至图5所示，为本实用新型提供的几种背光组件的结构，其放置于LCD面板60及光学膜片组50的下方，所述的背光单元包括至少一电路板10、多个发光二极管20、一导光板30及一控制单元70；所述电路板上10放置多个发光二极管20，发光二极管20在电路板10上按照一定规则排列，所述发光二极管20可以是诱发白光发光二极管也可以是多基色混合发光二极管(例如R、G、B三基色混合白光)，发光二极管20之间通过导线相连接。所述的导光板30至少具有一缺口31，所述的发光二极管20置于所述导光板30的缺口31中，图2及图4中的所述导光板30一侧具有缺口31，图3及图5中的所述导光板30两侧均具有缺口31。所述电路板10及发光二极管20被所述导光板30覆盖后，所述导光板30将发光二极管20发出的光导入其内部，直至与所述导光板30连接的导光板网点40将其导出。所述的导光板30也可采用具有高热导的透明材料，以帮助发光二极管20散热。所述的光学膜片组50设置在所述导光板30的上方，接收来自导光板30的光，并将其导入LCD面板60。

所述的发光二极管20按其发光面可分为顶出光型发光二极管与侧面出光型发光二极管，此两种发光二极管20与导光板30之间的组合可以形成多种背光单元组合结构，如图2及图3所示，为侧面出光型发光二极管，其发光二极管的出光面21为侧面，如图4及图5所示，所述的发光二极管为顶面出光型发光二极管，所述的发光二极管出光面21为顶面。

如图2至图5所示，为背光单元的4种单元结构，分别为单侧侧出光发光二极管背光单元、双侧侧出光发光二极管背光单元、单侧顶出光发光二极管背光单元以及双侧顶出光发光二极管背光单元。进一步也可形成三侧或四侧背光单元。

所述的背光单元还可包括一导热散热元件，其设置在所述电路板10上，覆盖所述发光二极管20，起到良好的散热作用；还包括光发射元件，设置在所述导热散热元件上方，其可将发光二极管20所发出的光散发出去；

所述的控制单元70，该控制单元70接收视频信号和同步信号，并输出动态控制信号，控制所述白光发光二极管背光组件中各背光单元的亮度或者控制所述多基色发光二极管背光组件中各背光单元的亮度及色度。

所述控制单元70包括由分立电子元件或集成电路组成的视频信号控制电路71和多个动态驱动电路72，所述视频信号控制电路71接收视频信号和同步信号，并对该视频信号进行转换处理，然后输出多路动态控制信号，上述过程受同步信号控制；所述多个动态驱动电路72接收视频信号控制电路71传来的多路动态控制信号，将其进行功率放大，然后输出信号，控制所述光源中各发光二极管20的亮度，并通过发光二极管20中各种颜色的配比来控制背光组件发光的色坐标。

如图6至图9所示，所述多个背光单元通过拼接，可以形成更大尺寸的背光组件，如图6所示，为多个单侧侧出光发光二极管背光单元拼接而成；如图7所示，为多个双侧侧出光发光二极管背光单元拼接而成；如图8所示，由为多个单侧顶出光发光二极管背光单元拼接而成；如图9所示，由多个双侧顶出光发光二极管背光单元拼接而成。

继续参阅图6至图9，还可包括一光反射元件9，所述的光反射元件9设置于导光板30下部并与所述导光板网点40相接触；还可包括一散热模块80，所示的散热模块80置于所述的光反射元件9的下方，散热模块80将发光二极管20发出的热量导出，并将其散掉；所述的散热模块80与导光板网点40接触的表面上也可放置一层反射膜片或者将散热模块80与导光板30接触的表面制作为具有高反射率的表面，进一步提高光的利用效率。

如图10所示，所述背光组件的导光板30通过前述的拼接结构将发光二极管20及电路板10覆盖在其下方，通过电路板10的走线将发光二极管20分组接在其相对应的驱动IC上，而动态驱动电路72位于导光板30以外，图10所示动态驱动电路72位于导光板30一侧，信号转换电路通过将视频信号处理后将信号传入动态驱动电路72，之后控制每一区块的发光二极管20的亮度及色度(对于诱发式白光发光二极管仅控制其亮度，对于多基色混合发光二极管控制其亮度及色度)，进一步通过同样的方式可将动态驱动电路72同时置于导光板30的其他侧面

如图11所示，所述发光二极管背光单元也可通过此种方式制造及排布，在背光组件横向或纵向仅排布一个背光，通过电路板上发光二极管的分区使该方向上在逻辑上分成几个小区域，再利用电路板走线将动态驱动电路置于背光组件一侧或多侧，控制电路如前所示。

所述背光组件也可通过在整块导光板制成，在所述整块导光板上通过工艺手段制成凹槽，将发光二极管及电路板置于凹槽之内，通过电路板将发光二极管的动态驱动电路引出，置于导光板其他侧面，控制电路如前所示。

所述电路板上发光二极管20及动态驱动电路72排布如图12所示，发光二极管20按照需要遵循一定规则排列在电路板上，通过电路板上的布线将动态驱动电路72引出至导光板30外部，动态驱动电路72的排布可以是规则的也可以是不规则的，从而能够根据实际设计的需要排布动态驱动电路72。

本实用新型还可设置一外壳，所述背光组件包围在该外壳中，同时外壳可以采用金属材料制成，充当散热材料。

所述电路板10上每个发光二极管20周边设置有至少一个过孔，在所述过孔内设置有铜箔，从而有利于对光源进行散热。

在所述的电路板周围设置反射元件，以减少光源的漏光，进一步提高LED发出光的利用率

本实用新型的进一步优选方案是：所述导光板上部依次设置有增亮膜和散射元件，可以进一步增强背光模块的效果。

本实用新型的又一优选方案是：利用电路板的布线，让多个背光单元共用一块电路板，并利用电路板将发光二极管的动态驱动电路引出至背光组件导光板之外，一方面能进一步使背光系统薄型化；另一方面不用在导光板发光区域内以及与导光板发光区域对应的背光组件底板上对应动态驱动电路设计散热模块，动态驱动电路的散热模块可在背光组件底板上单独设计，这样，整个背光组件系统的散热设计更加简单、有效。

综上所述，本实用新型所具有的优点是：通过侧光式背光单元拼接成更大尺寸的区域式侧光发光二极管背光组件，或者通过结构设计划分一整块导光板将其在控制逻辑上分成数个控制区域，这样可减少背光组件的厚度以及减轻背光组件的重量。在控制方面，所述的背光组件的控制系统从视频信号中提取的输入信号，经动态控制电路进行信号转换，并受同步信号控制，输出的动态控制信号送至动态驱动电路，动态驱动电路对动态控制信号进行功率放大后，控制背光模块中各背光单元发光二极管的亮度和色度(对于白光光二极管背光仅改变亮度)，并使之与相对应区域的视频信号的亮度和色度保持动态同步变化，以达到节省能源，降低背光模块温度、延长光二极管背光模块使用寿命，提高LCD彩色图像色饱和度的目的。

以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改、变化或等效，但都落入本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1、一种视频控制的动态发光二极管背光组件，其特征在于，其由多组背光单元拼接而成，所述的每一背光单元包括：

一导光板，所述的导光板至少一侧具有一缺口，所述导光板下面具有多个导光板网点；

至少一电路板，所述电路板上设有多个发光二极管，所述的电路板及所述的发光二极管置于所述导光板的缺口内；

一控制单元，其与所述的电路板连接，并控制所述电路板上发光二极管的色度及亮度。

2、根据权利要求1所述的视频控制的动态发光二极管背光组件，其特征在于，还包括两导热散热元件，其一导热散热元件设置在所述电路板上方，覆盖所述多个发光二极管，另一导热散热元件设置在所述导光板网点下方。

3、根据权利要求1所述的视频控制的动态发光二极管背光组件，其特征在于，所述发光二极管的出光方式为顶面出光方式。

4、根据权利要求1所述的视频控制的动态发光二极管背光组件，其特征在于，所述发光二极管的出光方式为侧面出光方式。

5、根据权利要求1所述的视频控制的动态发光二极管背光组件，其特征在于，所述控制单元包括一视频信号控制电路和多个动态驱动电路，所述的视频信号控制电路与所述的多个动态驱动电路相连，所述的动态驱动电路与所述的电路板相连，用于控制所述电路板上的发光二极管。

6、根据权利要求1所述的视频控制的动态发光二极管背光组件，其特征在于，所述发光二极管由单色发光二极管或多基色发光二极管，或诱发式白光发光二极管组成。

7、根据权利要求1所述的视频控制的动态发光二极管背光组件，其特征在于，还包括两光反射元件，所述一光反射元件设置于所述电路板下部，所述另一光反射元件设置于导光板下部并与所述导光板网点相接触。

8、根据权利要求7所述的视频控制的动态发光二极管背光组件，其特征在于，还包括一散热元件，所述的散热元件设置于所述光反射元件下部。

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