发光二极管封装及其驱动方法

专利名称：发光二极管封装及其驱动方法
技术领域：
本发明涉;SJL光二极管封装5L其驱动方法。
背景技术：
根据各种电器小型化和轻型化的最i^势，液晶显示设备已成为人们 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;J^射到液晶面板的辅助光源。
冷阴极荧光灯(CCFL) —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l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LED32R、 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LED 32R-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"l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國1和32B國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LED 32R-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5M区动该电路图案，使得根据 均匀驱动电i^加信号同时驱动红、绿和蓝LED 32R-2、 32G-2和32B-2,
然而，虽然红、绿和蓝LED 32R-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LED 32R-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LED 32G-1和蓝LED 32B-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。
此夕卜，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LED 32B-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
技术问题
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。
技术解决方案
本发明的实施例提供一种发光二改管封装，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 ^UL光二极管封fel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(full widtii at half maximum)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。


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设备的 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i殳备的平面图。
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。
具体实施例方式
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M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LED 320R、绿LED 320G、蓝LED 320B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 LED 320R-1和320R-2、绿LED 320G-1和320G-2,以及蓝LED 320B-1 和320B-2 )以及白LED 320W-1和320W-2。
根据液晶面板的面积，设置了多个红LED 320R-1和320R-2、绿LED 320G~1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 i殳置在一起，
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LED 320W-l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) 310。 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(photo solder resist, PSR)层311，以俊_保护电路图案。
此外，驱动电M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 320G>1和 320G-2施加的驱动电流AG、向蓝LED 320B-1和320B-2施加的驱动电 流AB以及向白320W-1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-l和320R-2、绿LED320CM 和320G-2和蓝LED 320B-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國2、绿LED 320G-1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;U5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320G^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LED 320R-1和320R-2、绿LED 320G>1和320O2 、蓝LED 320B-1和320B-2和白LED 320W-1和320W-2 。
可以根据红LED 320R-1和320R-2、绿LED 320G-1和320O2和蓝 LED 320B-1和320B-2的发射J^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统管封装的液晶显示设备中，邻 i^L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ife^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iUL射到液晶面板的光散射区400b。同时，在安^4^iL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4吏 用GaP:N型化合物半导体形成绿LED 320G-1和320&2。可以使用GaN 化合物半导体形成蓝LED 320B-1和320B-2。
例如，白LED 320W-1和320W-2可以4吏用通过4吏用蓝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^fr村底上之后，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镨波长 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:CuAl、 ZnS:CuAuAl、 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(ZnCd)S:AgCl、 (ZnCd)S:AgAuCl、 (ZnCd)S:AgAuAl、 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(IC)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IC可以被设计成使得通过接^电^入的电压，向每一个 发光二极管提供恒定电流。
向红LED 320R-1和320R-2施加的驱动电流AR、向绿LED 320O1 和320G-2施加的驱动电流AG、向蓝LED 320B-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(nm)的镨波长的光，绿LED可以发出具有大约530 nm的谱波长 的光，而蓝LED可以发出具有大约450nm到470nm的镨波长的光。
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。此夕卜，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^1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欧管封装。
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。
工业实用性
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、"^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^Mt，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。
权利要求
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. —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。
10. 根据权利要求7所述的方法，其中，施加到所述多个红LED、 绿LED和蓝LED的电流才艮据每一个彩色LED进行调节。
11. 根据权利要求7所述的方法，其中，才艮据每一种颜色，顺序地 驱动所述多个红LED、绿LED、蓝LED以及白LED。
12. 根据权利要求7所述的方法，其中，同时驱动所述多个红LED、 绿LED、蓝LED以及白LED。
13. —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M光二极管封^iL出的光提供给液晶面板的光导板。
14. 根据权利要求13所述的液晶显示设备，其中，所述发光二极管 封装形成在所述光导板的侧表面上。
15. 根据权利要求13所述的液晶显示设备，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。
16. 根据权利要求13所述的液晶显示设备，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。
17. 根据权利要求13所述的液晶显示设备，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， 使得根据LED颜色单独驱动所迷各LED。
18. 根据权利要求13所述的液晶显示设备，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。
19. 根据权利要求13所述的液晶显示设备，其中，根据每个彩色 LED调节被施加到所述多个红LED、绿LED和蓝LED的电流。
全文摘要
根据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。
文档编号G02F1/133GK101313243SQ200680043905
公开日2008年11月26日 申请日期2006年11月22日 优先权日2005年11月24日
发明者赵龙九, 黄炫夏 申请人:Lg伊诺特有限公司