專利名稱：Led照明的lcd背光源結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LCD光源裝置，尤其是一種LED照明的LCD背光源結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前液晶顯示器朝著大尺寸，高清晰度發(fā)展，對其光源要求進一步提高。由于LED背光源具有亮度高、色純度高、壽命長、適應(yīng)性強、可靠性好、成本低、易于產(chǎn)業(yè)化等多種優(yōu)點，已逐漸取代傳統(tǒng)的CCFL光源。隨著技術(shù)的發(fā)展，LED將成為LCD理想的背光源，占據(jù)大尺寸LCD背光源的主導(dǎo)地位。
現(xiàn)有的LCD背光源，特別是大尺寸LCD背光源，一般采用直下式。如圖1所示，它包括一支架11，一以紅、藍、綠三色LED燈組合為單元的二維陣列13，一擴散板14以及一光學(xué)膜組15。通過增加支架11盒體的高度，LED發(fā)出的紅、藍、綠三色光，經(jīng)過側(cè)壁和底面反射面12的反射，再經(jīng)過擴散板的作用，實現(xiàn)光顏色和強度的均勻，得到較一致的白光。接著白光經(jīng)過濾色膜17后進入液晶18，最后通過液晶的調(diào)制實現(xiàn)彩色圖像的顯示。但是，由于要求紅、藍、綠三基色的混光均勻，同單元內(nèi)的大功率紅、藍、綠LED勢必要挨的很近，如圖2所示，LED單元22由1個紅色LED、兩個綠色LED、1個藍色LED組成，這使散熱難度增加。同時也需增加支架盒體高度來進一步提高光的顏色和強度均勻度，使液晶顯示器的厚度增加；更為重要的是，濾色膜使經(jīng)過它的光損失66％，大大降低了光利用率，嚴重影響LCD顯示器的亮度，尤其是對大尺寸LCD顯示器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種LED照明的LCD背光源結(jié)構(gòu)，它能為LCD顯示器提供更高的亮度，而且有利于減小顯示器的厚度和LED燈的散熱。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種LED照明的LCD背光源結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括一支架，該支架是一個底面連著散熱板的頂端具開口的盒體，盒體內(nèi)側(cè)壁和內(nèi)底面均為反射面；一二維排布的單色LED陣列，該單色LED陣列制作在支架上，排布在支架內(nèi)底面上；一擴散板，該擴散板制作在二維排布的單色LED陣列上方；一光學(xué)膜組，該光學(xué)膜組是棱鏡膜和擴散膜的組合，該光學(xué)膜組制作在擴散板上；以及一熒光粉薄層，該熒光粉薄層制作在光學(xué)膜組上。
其中的二維排布的單色LED陣列所用的LED燈是單色的。
其中二維排布的單色LED陣列所用的LED燈是大功率的紫外LED燈或者是藍色LED燈。
其中熒光粉薄層包括一襯底，在襯底上刻有柵槽，該柵槽是條狀的或者是點陣的，并且對應(yīng)于LCD象素。
其中所用的LED燈是大功率的紫外LED時，該柵槽中依次填充有藍、綠、紅三種顏色的熒光粉。
其中所用的LED燈是大功率的藍光LED時，該柵槽中間隔依次填充有綠、紅兩種顏色的熒光粉。
其中所用藍色LED燈的波長為440nm-480nm。
本發(fā)明一種LED照明的LCD背光源結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括一支架，該支架是一個底面連著散熱板的頂端具開口的盒體，盒體內(nèi)側(cè)壁和內(nèi)底面均為反射面；一個二維排布的單色LED陣列，該二維排布的單色LED陣列制作在支架上，排布在支架內(nèi)底面上；
一擴散板，該擴散板制作在二維排布的單色LED陣列上方；一光學(xué)膜組，該光學(xué)膜組是棱鏡膜和擴散膜的組合，該光學(xué)膜組制作在擴散板上；一熒光粉薄層，該熒光粉薄層制作在光學(xué)膜組上； 以及一濾色膜，該濾色膜制作在熒光粉薄層上。
其中的LED陣列所用的LED燈是單色的。
其中二維排布的LED陣列所用的LED燈是大功率的紫外LED燈或者是藍色LED燈。
其中熒光粉薄層包括一襯底，在襯底上刻有柵槽，該柵槽是條狀的或者是點陣的，并且對應(yīng)于LCD象素。
其中所用的LED燈是大功率的紫外LED時，該柵槽中依次填充有藍、綠、紅三種顏色的熒光粉。
其中所用的LED燈是大功率的藍光LED時，該柵槽中間隔依次填充有綠、紅兩種顏色的熒光粉。
其中所用藍色LED燈的波長為440nm-480nm。
本發(fā)明的有益效果是由于采用的是單色LED，所以LED在支架內(nèi)底面上可以均勻排列，有利于LED的散熱，提高光強均勻度，使得顯示器的厚度可以設(shè)計的更??；由于使用了熒光粉薄層，單色光經(jīng)過它時激發(fā)出紅、藍、綠三基色，再經(jīng)過相應(yīng)濾色膜時，就可以獲得很高的透過率，或者不設(shè)濾色膜，三基色直接進入液晶，使顯示器獲得更高的亮度。


為進一步說明本發(fā)明的具體技術(shù)內(nèi)容，以下結(jié)合實施例及附圖詳細說明如后，其中圖1是傳統(tǒng)LED照明的LCD背光源結(jié)構(gòu)簡圖。
圖2是傳統(tǒng)LED照明的LCD背光源中LED燈在支架內(nèi)底面的排布簡圖。
圖3是本發(fā)明LED照明的LCD背光源中ED燈在支架內(nèi)底面的排布簡圖。
圖4是使用三種顏色熒光粉的局部放大結(jié)構(gòu)圖。
圖5是使用兩種顏色熒光粉的局部放大結(jié)構(gòu)圖。
圖6是本發(fā)明第一實施例LED照明的LCD背光源結(jié)構(gòu)無濾色膜時的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7是本發(fā)明第二實施例LED照明的LCD背光源結(jié)構(gòu)有濾色膜時的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
首先請參閱圖6，為本發(fā)明的第一實施例，本發(fā)明一種LED照明的LCD背光源結(jié)構(gòu)，包括
一支架61，該支架61是一個底面連著散熱板的頂端具開口的盒體，盒體內(nèi)側(cè)壁和內(nèi)底面均為反射面62；一二維排布的單色LED陣列63，該單色LED陣列63制作在支架61上，排布在支架6內(nèi)底面上；其中的二維排布的單色LED陣列63所用的LED燈是單色的，該二維排布的單色LED陣列63所用的LED燈是大功率的紫外LED燈或者是藍色LED燈；其中所用藍色LED燈的波長為440nm-480nm；一擴散板64，該擴散板64制作在二維排布的單色LED陣列63上方；一光學(xué)膜組65，該光學(xué)膜組65是棱鏡膜和擴散膜的組合，該光學(xué)膜組65制作在擴散板64上；以及一熒光粉薄層66，該熒光粉薄層66制作在光學(xué)膜組65上，該熒光粉薄層66包括(請參閱圖4及圖5)一襯底41，在襯底41上刻有柵槽411，該柵槽411是條狀的或者是點陣的，并且對應(yīng)于LCD象素，其中所用的LED燈是大功率的紫外LED時，該柵槽411中依次填充有藍42、綠43、紅44三種顏色的熒光粉；其中所用的LED燈是大功率的藍光LED時，該柵槽411中間隔依次填充有綠43、紅44兩種顏色的熒光粉。
請參閱圖7，為本發(fā)明的第二實施例，本發(fā)明一種LED照明的LCD背光源結(jié)構(gòu)，包括一支架61，該支架61是一個底面連著散熱板的頂端具開口的盒體，盒體內(nèi)側(cè)壁和內(nèi)底面均為反射面62；一個二維排布的單色LED陣列63，該二維排布的單色LED陣列63制作在支架61上，排布在支架61內(nèi)底面上；一擴散板64，該擴散板64制作在二維排布的單色LED陣列63上方；其中的LED陣列63所用的LED燈是單色的；其中二維排布的LED陣列63所用的LED燈是大功率的紫外LED燈或者是藍色LED燈；其中所用藍色LED燈的波長為440nm-480nm；一光學(xué)膜組65，該光學(xué)膜組65是棱鏡膜和擴散膜的組合，該光學(xué)膜組65制作在擴散板64上；一熒光粉薄層66，該熒光粉薄層66制作在光學(xué)膜組65上，其中熒光粉薄層66包括(請參閱圖4及圖5)一襯底41，在襯底41上刻有柵槽411，該柵槽411是條狀的或者是點陣的，并且對應(yīng)于LCD象素；其中所用的LED燈是大功率的紫外LED時，該柵槽411中依次填充有藍42、綠43、紅44三種顏色的熒光粉；其中所用的LED燈是大功率的藍光LED時，該柵槽411中間隔依次填充有綠43、紅44兩種顏色的熒光粉；以及一濾色膜70，該濾色膜70制作在熒光粉薄層66上。
也就是說本發(fā)明的第一實施例及第二實施例的區(qū)別為，第二實施例比第一實施例僅僅增加了一層濾色膜70。
請再參閱圖6所示，為本發(fā)明的第一實施例，本發(fā)明提供一種LED照明的LCD背光源結(jié)構(gòu)。它包括一支架61，一個二維排布的單色LED陣列63，一擴散板64，一光學(xué)膜組65以及一熒光粉薄層66。其中，該支架61是一個底面連著散熱結(jié)構(gòu)的頂端開口的盒體，散熱結(jié)構(gòu)是幾個散熱鋁基板的拼裝而成，它能夠及時有效地把由大功率LED組成的LED陣列63在工作中所產(chǎn)生的熱量消散掉；支架內(nèi)壁及底面62均為反射面，其藍光波段或近紫外波段的反射率很高，能夠把LED陣列63所發(fā)的藍光或紫外光在支架61盒體中有效的來回反射，是單色光得到初步勻光，最后絕大部分能入射到擴散板中。一個二維單色LED陣列63均勻排布在支架61內(nèi)底面上，每個LED燈的散熱底座可以通過導(dǎo)熱膠緊密的粘貼在支架61的散熱散熱底面上，二維單色LED陣列63使用的LED燈產(chǎn)生的熱量能有效的通過底面散熱結(jié)構(gòu)消散，使溫度維持在LED燈正常工作溫度以下。根據(jù)LED燈的光強分布曲線類型，可以采用朗伯型LED燈，也可以采用邊發(fā)射型LED燈以達到更好勻光效果。其發(fā)出來的單色光經(jīng)過支架61的反射面62反射后，絕大部分光較均勻地入射到擴散板64，擴散板64對入射光進一步勻光；光學(xué)膜組65位于擴散板64上，是一組或幾組擴散膜和棱鏡膜的組合，對擴散板64的出射光進一步勻光和增大在垂直擴散板64方向上的光強；從光學(xué)膜組65出射的光均勻地入射到熒光粉薄層66，熒光粉薄層66的熒光粉圖形或條形或點陣，且對應(yīng)于液晶顯示屏68上的象素，激發(fā)熒光粉得到紅、藍、綠三基色光。三基色熒光粉的發(fā)射峰經(jīng)過選擇優(yōu)化，由其激發(fā)出來的紅、藍、綠三基色光入射到液晶顯示屏68，完成對液晶顯示屏68的照明，使LCD得到較好的色彩飽和度與很高的亮度，色彩飽和度達NTSC的110％以上，亮度則達到500Nit以上。其中所用藍色LED燈的波長為440nm-480nm，最佳為460nm。
請參閱圖7所示，為本發(fā)明的第二實施例，該第二實施例與第一實施例基本相同，只是由于熒光粉薄層66出射的光混有少量雜光，或者光譜不夠窄，為了得到更好的色彩飽和度，可以在熒光粉薄層66加上濾色膜70，如圖7所示，同時也能夠獲得很好的亮度。
而本發(fā)明為避免傳統(tǒng)的背光源的缺點，如采用紅、藍、綠三色LED燈，以一個紅的、一個藍的和兩個綠的LED燈組成一LED單元22，為保證混光均勻，單元內(nèi)的LED必須挨得很近以及LED單元間隔很大，單元內(nèi)LED燈的小間隔不利于散熱，而單元間的大間隔則勻光的難度增加。本發(fā)明的LED燈采用的是單色LED燈32(如圖3所示)，不存在混光的問題，LED燈32均勻地分布在支架31底面上，散熱效果和光的均勻性明顯改善。
本發(fā)明LED照明的LCD背光源用的單色LED燈可以用紫外LED燈，其對應(yīng)的熒光粉薄層66如圖4、圖5所示，襯底41上有柵槽411，柵槽411的寬約50um，周期約300um，再在襯底41的光入射面及槽壁上蒸鍍反射膜，然后再依次往柵槽411內(nèi)注入溶有藍42、綠43、紅44熒光粉的環(huán)氧樹脂；或也可以用藍色LED燈，其對應(yīng)的熒光粉薄層66(如圖5所示)，在襯底41上有柵槽411，寬約50um，周期約300um，再在襯底41的光入射面及槽壁上蒸鍍反射膜，然后再依次往柵槽411內(nèi)注入溶有綠43、紅44熒光粉和透明的環(huán)氧樹脂。
以上是本發(fā)明的舉例，依照本發(fā)明原理所作的等效的結(jié)構(gòu)變化均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種LED照明的LCD背光源結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括一支架，該支架是一個底面連著散熱板的頂端具開口的盒體，盒體內(nèi)側(cè)壁和內(nèi)底面均為反射面；一二維排布的單色LED陣列，該單色LED陣列制作在支架上，排布在支架內(nèi)底面上；一擴散板，該擴散板制作在二維排布的單色LED陣列上方；一光學(xué)膜組，該光學(xué)膜組是棱鏡膜和擴散膜的組合，該光學(xué)膜組制作在擴散板上；以及一熒光粉薄層，該熒光粉薄層制作在光學(xué)膜組上。
2.如權(quán)利要求1所述的LED照明的LCD背光源結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中的二維排布的單色LED陣列所用的LED燈是單色的。
3.如權(quán)利要求2所述的LED照明的LCD背光源結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中二維排布的單色LED陣列所用的LED燈是大功率的紫外LED燈或者是藍色LED燈。
4.如權(quán)利要求1所述的LED照明的LCD背光源結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中熒光粉薄層包括一襯底，在襯底上刻有柵槽，該柵槽是條狀的或者是點陣的，并且對應(yīng)于LCD象素。
5.如權(quán)利要求3所述的LED照明的LCD背光源結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中所用的LED燈是大功率的紫外LED時，該柵槽中依次填充有藍、綠、紅三種顏色的熒光粉。
6.如權(quán)利要求3所述的LED照明的LCD背光源結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中所用的LED燈是大功率的藍光LED時，該柵槽中間隔依次填充有綠、紅兩種顏色的熒光粉。
7.如權(quán)利要求3所述的LED照明的LCD背光源結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中所用藍色LED燈的波長為440nm-480nm。
8.一種LED照明的LCD背光源結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括一支架，該支架是一個底面連著散熱板的頂端具開口的盒體，盒體內(nèi)側(cè)壁和內(nèi)底面均為反射面；一個二維排布的單色LED陣列，該二維排布的單色LED陣列制作在支架上，排布在支架內(nèi)底面上；一擴散板，該擴散板制作在二維排布的單色LED陣列上方；一光學(xué)膜組，該光學(xué)膜組是棱鏡膜和擴散膜的組合，該光學(xué)膜組制作在擴散板上；一熒光粉薄層，該熒光粉薄層制作在光學(xué)膜組上；以及一濾色膜，該濾色膜制作在熒光粉薄層上。
9.如權(quán)利要求8所述的LED照明的LCD背光源結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中的LED陣列所用的LED燈是單色的。
10.如權(quán)利要求2所述的LED照明的LCD背光源結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中二維排布的LED陣列所用的LED燈是大功率的紫外LED燈或者是藍色LED燈。
11.如權(quán)利要求8所述的LED照明的LCD背光源結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中熒光粉薄層包括一襯底，在襯底上刻有柵槽，該柵槽是條狀的或者是點陣的，并且對應(yīng)于LCD象素。
12.如權(quán)利要求10所述的LED照明的LCD背光源結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中所用的LED燈是大功率的紫外LED時，該柵槽中依次填充有藍、綠、紅三種顏色的熒光粉。
13.如權(quán)利要求10所述的LED照明的LCD背光源結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中所用的LED燈是大功率的藍光LED時，該柵槽中間隔依次填充有綠、紅兩種顏色的熒光粉。
14.如權(quán)利要求10所述的LED照明的LCD背光源結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中所用藍色LED燈的波長為440nm-480nm。
全文摘要
本發(fā)明一種LED照明的LCD背光源結(jié)構(gòu)，包括一支架，該支架是一個底面連著散熱板的頂端具開口的盒體，盒體內(nèi)側(cè)壁和內(nèi)底面均為反射面；一二維排布的單色LED陣列，該單色LED陣列制作在支架上，排布在支架內(nèi)底面上；一擴散板，該擴散板制作在二維排布的單色LED陣列上方；一光學(xué)膜組，該光學(xué)膜組是棱鏡膜和擴散膜的組合，該光學(xué)膜組制作在擴散板上；以及一熒光粉薄層，該熒光粉薄層制作在光學(xué)膜組 上。
文檔編號G02F1/1335GK101086577SQ200610012128
公開日2007年12月12日 申請日期2006年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月7日
發(fā)明者梁萌, 王國宏, 范曼寧, 郭德博 申請人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所