視頻控制的動態發光二極體背光組件的製作方法

2023-12-07 19:31:41

專利名稱：視頻控制的動態發光二極體背光組件的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種發光二極體背光組件，特別涉及一種由白光或者多基 色發光二極體組成的、具有區域視頻控制系統的超薄發光二極體背光組件。
背景技術：
液晶顯示器(LCD)廣泛地應用於計算機液晶顯示屏、液晶電視、戶外廣告 等十分廣闊的領域。但LCD顯示板本身不發光，而靠設置於LCD顯示屏下方的 背光組件提供光源，通過控制液晶顯示屏上的像素電極來形成不同亮度、不同 色彩和不同灰度的彩色圖像。所以背光組件是LCD顯示系統的關鍵組件之一。 背光組件根據光源所在位置分為直下式背光組件(光源置於背光組件下方)和 側光式背光組件(光源置於背光組件側邊)；按光源部件則分為發光二極體(LED ) 和冷陰極射線管(CCFL)等多種光源的背光組件。
如圖1所示為公知的LCD背光模塊示意圖。其包括一電路板l、所述電路板 l上具有多個發光二極體(LED) 2、 一導光板3、多個導光板網點4、 一光學膜 片組5,所述的光學膜片組5由擴散膜、稜鏡片等組成、一LCD面板6，所述的 LCD面板6置於所述的光學膜片組5的上方，所述的導光板3置於所述的光學膜 片組5的下方，所述的電路板1置於所述導光板3的側方。當白光發光二極體2 或者多基色混合白光發光二極體2置於電路板1上，其發光二極體出光面21正 對導光板3側面，從發光二極體2發出的光進入導光板3後，經由導光板3的 多次反射，入射到導光板網點4上的光被漫反射，從上表面出射，經過光學膜 片組5,最後進入LCD面板6。
上述現有側光式背光組件是將光源置於背光組件的側面，並通過導光板3 將光源的出光導出，然而，隨著背光組件面積的增大，相應的導光板3面積增 大、厚度增大、背光組件重量增加，不符合薄型化、輕型化的特點。
傳統的白光或多基色混合發光二極體背光組件，均通過恆壓或者恆流使背 光組件發出恆定的白光。對於傳統白光發光二極體背光來說，視頻信號強度不斷改變，長時間的白色視頻畫面出現的機率是較少的，可見白光發光二極體背 光組件發出的白光在大多數時間內只有 一部分被利用，另 一部分的光被截止掉； 同樣，傳統多基色發光二極體背光所發出的白光是由多基色發光二極體混色而 成的，當視頻信號為非白光時，背光模塊發出的白色光中一部分或絕大部分光 截止掉了。由此可見，傳統發光二極體背光組件發出的白光在大多數時間內只 有一部分被利用，另一部分的光被截止掉，造成了能源浪費，而這些被浪費的
光能轉化成熱能，對背光模塊及LCD上的電子器件造成溫升，使其壽命縮短。
另外，由於LCD的液晶分子排列有序參數不可能達到1,且偏振片的垂直遮 光率也不可能達到100%,所以，白色光中應該被截止的顏色還是有一部分通過 LCD顯現出來，使黑色信號不黑，即出現混色現象。使彩色的色飽和度降低，公 知發光二極體背光模塊的LCD色飽和度只有80°/。左右，造成亮度和色彩的失真； 因為黑色信號顯示屏不黑，也使對比度下降。
因此，如何解決上述現有技術的問題，即為本領域技術人員所欲研究的方 向所在。
發明內容
本實用新型的主要目的是提供一種視頻控制的動態發光二極體背光組件， 該背光組件各單元區域的亮度和色度由視頻信號通過視頻信號控制電路和動態 驅動電路控制。 一方面通過多個發光二極體背光單元拼接或在整個導光板上分 區而製成側光區域式背光組件，這樣能有效降低整個背光的厚度及重量；另一 方面，通過視頻信號動態控制每個發光二極體背光單元，從而有效降低背光的 功耗。
為了達到上述目的，本實用新型提供一種視頻控制的動態發光二極體背光 組件，其由多組背光單元拼接而成，所述的每一背光單元包括
一導光板，所述的導光板至少一側具有一缺口 ，所述導光板下面具有多個 導光+反網點；
至少一電路板，所述電路板上設有多個發光二極體，所述的電路板及所述 的發光二極體置於所述導光板的缺口內；
一控制單元，其與所述的電路板連接，並控制所述電路板 發光二極體的 色度及亮度。
還包括兩導熱散熱元件，其一導熱散熱元件設置在所述電路板上方，覆蓋所述多個發光二極體，另一導熱散熱元件設置在所述導光板網點下方。 所述發光二極體的出光方式為頂面出光方式。 所述發光二極體的出光方式為側面出光方式。
所述控制單元包括一視頻信號控制電路和多個動態驅動電路，所述的視頻 信號控制電路與所述的多個動態驅動電路相連，所述的動態驅動電路與所述的 電路板相連，用於控制所述電路板上的發光二極體。
所述發光二極體由單色發光二極體或多基色發光二極體，或誘髮式白光發 光二極體組成。
還包括兩光反射元件，所述一光反射元件設置於所述電路板下部，所述另 一光反射元件設置於導光板下部並與所述導光板網點相接觸。
還包括一散熱元件，所述的散熱元件設置於所述光反射元件下部。 本實用新型所具有的優點是通過側光式背光單元拼接成更大尺寸的區域 式側光LED背光組件，或者通過結構設計劃分一整塊導光板將其在控制邏輯上 分成數個控制區域，這樣可減少背光組件的厚度以及減輕背光組件的重量。在 控制方面，所述的背光組件的控制系統從視頻信號中提取的輸入信號，經動態 控制電路進行信號轉換，並受同步信號控制，輸出的動態控制信號送至動態驅 動電路，動態驅動電路對動態控制信號進行功率放大後，控制背光模塊中各背 光單元發光二極體LED的亮度和色度(對於白光LED背光僅改變亮度)，並使 之與相對應區域的視頻信號的亮度和色度保持動態同步變化，以達到節省能源， 降低背光模塊溫度、延長LED背光模塊使用壽命，提高LCD彩色圖像色飽和度 的目的。綜上，通過本實用新型能夠從整體上使動態發光二極體背光薄型化、 輕型化、節能化。


圖1為現有的側光式背光源和LCD結構圖2為拼接型視頻控制的動態發光二極體背光組件背光單元結構(採用單 排側面出光型發光二極體)；
圖3為拼接型視頻控制的動態發光二極體背光組件背光單元結構(採用雙 排側面出光型發光二極體)；
圖4為拼接型視頻控制的動態發光二極體背光組件背光單元結構(採用單 排頂面出光型發光二極體)；圖5為拼接型視頻控制的動態發光二極體背光組件背光單元結構(採用雙
排頂面出光型發光二極體)；
圖6為視頻控制的動態發光二極體背光組件的拼接方式(採用單排側面出
光型發光二極體)；
圖7為視頻控制的動態發光二極體背光組件的拼接方式(採用雙排側面出
光型發光二極體)；
圖8為視頻控制的動態發光二極體背光組件的拼接方式(採用單排頂面出
光型發光二極體)；
圖9為視頻控制的動態發光二極體背光組件的拼接方式(採用雙排頂面出
光型發光二極體)；
圖10為視頻控制的動態發光二極體背光組件結構一示意圖； 圖11為視頻控制的動態發光二極體背光組件結構二示意圖； 圖12為發光二極體及動態驅動電路在電路板上排版示意圖。 附圖標記說明1、 lO-電路板；2、 20發光二極體(LED) ; 21-發光二極體
出光面；3、 30-導光板；31-缺口； 4、 40-導光板網點；5、 50-光學膜片組；6、
60-LCD面板；70-控制單元；71-視頻信號控制電路；72-動態驅動電路；80-散
熱模塊；9-光反射元件。
具體實施方式
以下結合附圖，對本實用新型上述的和另外的技術特徵和優點作更詳細的 說明。
如圖2至圖5所示，為本實用新型提供的幾種背光組件的結構，其放置於 LCD面板60及光學膜片組50的下方，所述的背光單元包括至少一電路板10、 多個發光二極體20、 一導光板30及一控制單元70;所述電路板上10放置多個 發光二極體20,發光二極體20在電路板10上按照一定規則排列，所述發光二 極管20可以是誘發白光發光二極體也可以是多基色混合發光二極體(例如R、 G、 B三基色混合白光)，發光二極體20之間通過導線相連接。所述的導光板30至 少具有一缺口 31,所述的發光二極體20置於所述導光板30的缺口 31中，圖2 及圖4中的所述導光板30 —側具有缺口 31,圖3及圖5中的所述導光板30兩 側均具有缺口 31。所述電路板IO及發光二極體20被所述導光板30覆蓋後，所 述導光板30將發光二極體20發出的光導入其內部，直至與所述導光板30連接的導光板網點40將其導出。所述的導光板30也可採用具有高熱導的透明材料， 以幫助發光二極體20散熱。所述的光學膜片組50設置在所述導光板30的上方， 接收來自導光板30的光，並將其導入LCD面板60。
所述的發光二極體20按其發光面可分為頂出光型發光二極體與側面出光型 發光二極體，此兩種發光二極體2 0與導光板30之間的組合可以形成多種背光 單元組合結構，如圖2及圖3所示，為側面出光型發光二極體，其發光二極體 的出光面21為側面，如圖4及圖5所示，所述的發光二極體為頂面出光型發光 二極體，所述的發光二極體出光面21為頂面。
如圖2至圖5所示，為背光單元的4種單元結構，分別為單側側出光發光 二極體背光單元、雙側側出光發光二極體背光單元、單側頂出光發光二極體背 光單元以及雙側頂出光發光二極體背光單元。進一步也可形成三側或四側背光 單元。
所述的背光單元還可包括一導熱散熱元件，其設置在所述電路板10上，覆 蓋所述發光二極體20，起到良好的散熱作用；還包括光發射元件，設置在所述 導熱散熱元件上方，其可將發光二極體20所發出的光散發出去；
所述的控制單元70,該控制單元70接收視頻信號和同步信號，並輸出動 態控制信號，控制所述白光發光二極體背光組件中各背光單元的亮度或者控制 所述多基色發光二極體背光組件中各背光單元的亮度及色度。
所述控制單元70包括由分立電子元件或集成電路組成的視頻信號控制電 路71和多個動態驅動電路72,所述視頻信號控制電路71接收視頻信號和同步 信號，並對該視頻信號進行轉換處理，然後輸出多路動態控制信號，上述過程 受同步信號控制；所述多個動態驅動電路72接收視頻信號控制電路71傳來的 多路動態控制信號，將其進行功率放大，然後輸出信號，控制所述光源中各發 光二極體20的亮度，並通過發光二極體20中各種顏色的配比來控制背光組件 發光的色坐標。
如圖6至圖9所示，所述多個背光單元通過拼接，可以形成更大尺寸的背 光組件，如圖6所示，為多個單側側出光發光二極體背光單元拼接而成；如圖7 所示，為多個雙側側出光發光二極體背光單元拼接而成；如圖8所示，由為多 個單側頂出光發光二極體背光單元拼接而成；如圖9所示，由多個雙側頂出光 發光二極體背光單元拼接而成。
繼續參閱圖6至圖9，還可包括一光反射元件9，所述的光反射元件9設置於導光板30下部並與所述導光板網點40相接觸；還可包括一散熱模塊80,所 示的散熱模塊80置於所述的光反射元件9的下方，散熱模塊80將發光二極體 20發出的熱量導出，並將其散掉；所述的散熱模塊80與導光板網點40接觸的 表面上也可放置一層反射膜片或者將散熱模塊80與導光板30接觸的表面製作 為具有高反射率的表面，進一步提高光的利用效率。
如圖10所示，所述背光組件的導光板30通過前述的拼接結構將發光二極 管20及電路板10覆蓋在其下方，通過電路板10的走線將發光二極體20分組 4妄在其相對應的驅動IC上，而動態驅動電3各72位於導光+反30以外，圖10所 示動態驅動電路72位於導光板30 —側，信號轉換電路通過將視頻信號處理後 將信號傳入動態驅動電路72,之後控制每一區塊的發光二極體20的亮度及色度 (對於誘髮式白光發光二極體僅控制其亮度，對於多基色混合發光二極體控制 其亮度及色度)，進一步通過同樣的方式可將動態驅動電路72同時置於導光板 30的其〗也側面
如圖ll所示，所述發光二極體背光單元也可通過此種方式製造及排布，在 背光組件橫向或縱向僅排布一個背光，通過電路板上發光二極體的分區使該方 向上在邏輯上分成幾個小區域，再利用電路板走線將動態驅動電路置於背光組 件一側或多側，控制電路如前所示。
所述背光組件也可通過在整塊導光板製成，在所述整塊導光板上通過工藝 手段製成凹槽，將發光二極體及電路板置於凹槽之內，通過電路板將發光二極 管的動態驅動電路引出，置於導光板其他側面，控制電路如前所示。
所述電路板上發光二極體20及動態驅動電路72排布如圖12所示，發光二 極管20按照需要遵循一定規則排列在電路板上，通過電路板上的布線將動態驅 動電路72引出至導光板30外部，動態驅動電路72的排布可以是規則的也可以 是不規則的，從而能夠根據實際設計的需要排布動態驅動電路72。
本實用新型還可設置一外殼，所述背光組件包圍在該外殼中，同時外殼可 以採用金屬材料製成，充當散熱材料。
所述電路板10上每個發光二極體20周邊設置有至少一個過孔，在所述過 孔內設置有銅箔，從而有利於對光源進行散熱。
在所述的電路板周圍設置反射元件，以減少光源的漏光，進一步提高LED 發出光的利用率
本實用新型的進一步優選方案是所述導光板上部依次設置有增亮膜和散射元件，可以進一步增強背光模塊的效果。
本實用新型的又一優選方案是利用電路板的布線，讓多個背光單元共用
一塊電路板，並利用電路板將發光二極體的動態驅動電路引出至背光組件導光
板之外， 一方面能進一步使背光系統薄型化；另一方面不用在導光板發光區域 內以及與導光板發光區域對應的背光組件底板上對應動態驅動電路設計散熱模 塊，動態驅動電路的散熱模塊可在背光組件底板上單獨設計，這樣，整個背光 組件系統的散熱設計更加簡單、有效。
綜上所述，本實用新型所具有的優點是通過側光式背光單元拼接成更大 尺寸的區域式側光發光二極體背光組件，或者通過結構設計劃分一整塊導光板 將其在控制邏輯上分成數個控制區域，這樣可減少背光組件的厚度以及減輕背 光組件的重量。在控制方面，所述的背光組件的控制系統從視頻信號中提取的 輸入信號，經動態控制電路進行信號轉換，並受同步信號控制，輸出的動態控 制信號送至動態驅動電路，動態驅動電路對動態控制信號進行功率放大後，控 制背光模塊中各背光單元發光二極體的亮度和色度(對於白光光二極體背光僅 改變亮度)，並使之與相對應區域的視頻信號的亮度和色度保持動態同步變化， 以達到節省能源，降低背光模塊溫度、延長光二極體背光模塊使用壽命，提高 LCD彩色圖像色飽和度的目的。
以上說明對本實用新型而言只是說明性的，而非限制性的，本領域普通技 術人員理解，在不脫離所附權利要求所限定的精神和範圍的情況下，可做出許 多修改、變化或等效，但都落入本實用新型的保護範圍內。
權利要求1、一種視頻控制的動態發光二極體背光組件，其特徵在於，其由多組背光單元拼接而成，所述的每一背光單元包括一導光板，所述的導光板至少一側具有一缺口，所述導光板下面具有多個導光板網點；至少一電路板，所述電路板上設有多個發光二極體，所述的電路板及所述的發光二極體置於所述導光板的缺口內；一控制單元，其與所述的電路板連接，並控制所述電路板上發光二極體的色度及亮度。
2、 根據權利要求1所述的視頻控制的動態發光二極體背光組件，其特徵在 於，還包括兩導熱散熱元件，其一導熱散熱元件設置在所述電路板上方，覆蓋 所述多個發光二極體，另 一導熱散熱元件設置在所述導光板網點下方。
3、 根據權利要求1所述的視頻控制的動態發光二極體背光組件，其特徵在 於，所述發光二極體的出光方式為頂面出光方式。
4、 根據權利要求1所述的視頻控制的動態發光二極體背光組件，其特徵在 於，所述發光二極體的出光方式為側面出光方式。
5、 根據權利要求1所述的視頻控制的動態發光二極體背光組件，其特徵在 於，所述控制單元包括一視頻信號控制電路和多個動態驅動電路，所述的視頻 信號控制電路與所述的多個動態驅動電路相連，所述的動態驅動電路與所述的 電路板相連，用於控制所述電路板上的發光二極體。
6、 根據權利要求1所述的視頻控制的動態發光二極體背光組件，其特徵在 於，所述發光二極體由單色發光二極體或多基色發光二極體，或誘髮式白光發 光二極體組成。
7、 根據權利要求1所述的視頻控制的動態發光二極體背光組件，其特徵在 於，還包括兩光反射元件，所述一光反射元件設置於所述電路板下部，所述另 一光反射元件設置於導光板下部並與所述導光板網點相接觸。
8、 根據權利要求7所述的視頻控制的動態發光二極體背光組件，其特徵在 於，還包括一散熱元件，所述的散熱元件設置於所述光反射元件下部。
專利摘要本實用新型是一種視頻控制的動態發光二極體背光組件，其由多組背光單元拼接而成，所述的每一背光單元包括一導光板，所述的導光板至少一側具有一缺口，所述導光板下面具有多個導光板網點；至少一電路板，所述電路板上設有多個發光二極體，所述的電路板及所述的發光二極體置於所述導光板的缺口內；一控制單元，其與所述的電路板連接，並控制所述電路板上發光二極體的色度及亮度。實現了發光二極體背光組件的輕型化、薄型化以及可控性。
文檔編號H05B37/02GK201382341SQ20092014930
公開日2010年1月13日 申請日期2009年4月8日 優先權日2009年4月8日
發明者義 宋, 易業文, 蘇遵惠 申請人:深圳帝光電子有限公司