专利名称：Led背光源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及液晶显示装置，涉及一种液晶显示装置中的LED背光源。
技术背景目前，液晶显示装置的需求呈现一个强劲的增长势头，随着液晶显示装置 的尺寸越来越大，背光源在液晶显示装置中所在成本的比重和对液晶显示装置 画面质量的影响也越来越高。LED背光源技术，做为液晶显示装置高画质技术 发展的主流趋势之一，正在赢得越来越多的关注。LED背光源具有诸多优点不含有毒物质汞、绿色环保；具有极佳的色域 显示；有很好的机械震动稳定性。另外，"动态LED背光源技术"可以大幅度 提高画面对比度(从1000:1突破到大于10,000:1)，还可以有效降低背光源功耗 30-50%,实现节能降耗。"动态LED背光源算法"指利用LED点光源可以瞬 时开关的特点，采用动态图像捕获技术根据画面灰度分布动态控制区域LED光 源的发光强度，并改变前面相应液晶面板的图像信号与之配合，最后形成高画 质图像显示。关于"动态LED背光源算法"的一种实现可参见"SID 07 DIGEST 1343-1346"。其中，极佳的色域显示是LED背光源最引人注目的优点之一。如图l所 示，动态LED背光源液晶电视色域可以达到美国国家电视委员会(NTSC)120n/。 以上，远远超过传统的阴极射线管(CRT) 85%左右的色域和CCFL背光源液 晶电视72。/。左右的色域。更丰富、更鲜艳的颜色是高画质的重要指标之一，LED 背光源的广色域特性将构成液晶电视竞争力的重要一环。为了定量地描述颜色对眼睛的视觉作用，可以选用亮度(brightness)、色 调(hue)、饱和度(saturation)这三个与视觉特征相关的量来计算描述，这三 个量称为颜色的三个基本属性。(1)色调是指光的颜色，不同波长的光呈现不同的颜色，具有不同的色调，发光物体的色调取决于它产生的辐射光谱的分布特征；(2) 饱和度的深浅则与颜色中加入白色的比例有关，反应某种颜色被白 色冲淡的程度；(3) 亮度就是人眼感觉到的光的明暗程度。 颜色的色调和饱和度说明了颜色的深浅，合称为色度。 视觉颜色空间是以人眼的视觉特征为基础，用颜色的色调、饱和度和亮度来表示颜色。如图2A所示为HIS (标准方式)颜色空间，如图2B所示为HLS (双六棱锥体)颜色空间，HIS、 HLS颜色空间是常用的两种视觉颜色空间。 LED背光源虽然具有极佳的色域显示，但由于色彩的饱和度过高，致使显 示的图像画面不够自然真实，需要色彩管理技术来达到更自然真实的颜色表 现。通常图像显示的信号采用RGB颜色空间系统。RGB颜色空间是一种工业 颜色模型，RGB颜色空间用红、绿、蓝三原色的混合比例定义不同的色彩，而 人眼不能直接感觉红、绿、蓝三色的比例，只能通过感知颜色的亮度、色调以 及饱和度来区分物体，而色调和饱和度与红、绿、蓝的关系是非线性的，因此， 在RGB颜色空间中色调和饱和度相关性很高，很难分别调节，进行色彩管理 存在困难。所以进行颜色管理的一个办法是，通过RGB颜色空间与视觉颜色 空间的转换进行，把RGB颜色空间图像信号转换到"色调和饱和度相对独立" 的视觉颜色空间中进行处理，处理完毕后再转回RGB颜色空间中。在RGB三原色LED背光源中，降低色彩饱和度即是在彩色图像信号中加 入一定比例白色比例成分，此白色比例成份可以通过红、绿、蓝三原色混色得 到。但是红、绿、蓝三原色LED器件成本以及对散热的要求相对较高，而使三 原色LED器件额外发出用于混色的比例成分将使LED器件高负荷工作，对LED 器件的寿命和稳定性不利。实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种LED背光源能够延长LED器 件的使用寿命并缓解散热问题。本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种LED背光源，由多个基本发光单元阵列形成，其中每一基本发光单元包括多个原色LED以及一白光LED。在上述的LED背光源，白光LED是设于所述基本发光单元的中央，而所 述多个原色LED围绕所述白光LED。在上述的LED背光源中，这些原色LED包括排列成矩形的红光LED、绿 光LED、蓝光LED以及绿光LED。本实用新型由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比的优势在于，利 用发光效率较高、成本较低、对散热要求低的白光LED器件来实现减小饱和度 的白色比例添加，同时在白色画面、高平均亮度画面时作为亮度比例添加，可 以减小RGB三原色LED器件的负荷，节能、减小成本、延长RGB LED使用 寿命。另外，还可以缓解LED背光源的散热问题。
为让本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，
以下结合附图对 本实用新型的具体实施方式
作详细说明，其中图1是LED与CCFL背光源的NTSC色域比较图。图2A和图2B分别是视觉颜色空间HIS和HLS的示意图。图3是目前的LED背光源LED板结构示意图。图4是本实用新型一个实施例的LED背光源LED板结构示意图。图5是根据本实用新型一个实施例的液晶显示装置结构框图。图6是根据本实用新型的一个实施例的显示控制流程图。
具体实施方式
为便于比较，图3示出目前的LED背光源LED板结构示意图，此LED背 光源IO包括多个基本发光单元11组成的阵列，其中每一基本发光单元11包 括RGGB三原色LED器件。本领域技术人员应知，LED背光源需要色彩管理技术减少颜色的饱和度来 达到更真实自然的颜色表现，减小饱和度即是在彩色图像信号中加入一定比例 白色成分。由于白光LED无论发光效率、成本还是对散热的要求都比RGB三原色LED要低很多，本实用新型的独特之处就是在于LED背光源是用包括RGGB 三原色LED器件和白光LED器件的单元代替目前RGGB三原色LED器件单元。如图4所示，本实用新型一个实施例的一种LED背光源20，由多个基本 发光单元21阵列形成，其中每一基本发光单元包括多个原色LED以及一白光 (W) LED。这些原色LED所发出的光一般地能够能够混成白光，原色LED 的组成方式的一个例子是组成矩形的RGGB三原色LED器件，但本实用新型 并不以此为限。如图4所示，白光LED设置在基本发光单元21的中央，而这 些RGGB三原色LED器件则围绕在白光LED周围。此LED背光源20中的白 光LED在动态控制下，可以在彩色画面作为减小饱和度的白色比例添加，同时 在白色画面时作为亮度比例添加，实现色彩的更真实再现、节能、减小成本、 延长RGB LED使用寿命。图5是根据本实用新型一个实施例的液晶显示装置结构框图。此液晶显示 装置100包括上述实施例的背光源20、 一液晶显示组件30以及一控制管理模 块40。液晶显示组件30进一步包括液晶显示面板31、数据驱动器(即源极驱 动器)32、扫描驱动器(即栅极驱动器)33以及时序控制器(Tcon)34。时序控 制器(Tcon)34会根据输入其中的图像数据信号输出数据信号给数据驱动器32， 并输出扫描信号给扫描驱动器33，扫描驱动器33会经液晶显示面板31上的扫 描线(图未示)输出栅极开启信号至各像素电极上的开关元件，数据驱动器32 会通过液晶显示面板31上的数据线(图未示)将数据电压信号施加至其开关 元件被开启的像素电极，从而完成显示。控制管理模块40电连接LED背光源 20和液晶显示组件30，以分别对此二者提供相应的驱动信号。控制管理模块 40是执行被称为"色彩管理技术和动态LED背光源算法处理"的显示控制流 程，以完成对上述LED背光源20和液晶显示组件30的控制和管理。参照图6 所示，此显示控制流程包括以下步骤在步骤600，控制管理模块40接收一第一图像数据信号Fn输入，此信号 例如是LVDS (Low-voltage differential signaling,低电压差分信号)信号。之 后在控制管理模块40内部作如下处理首先，步骤602将第一图像数据信号 Fn转换到视觉颜色空间，例如是HIS视觉颜色空间或HLS视觉颜色空间。在步骤604，在视觉颜色空间对第一图像数据信号Fn进行处理，在视觉颜色空间 中可以轻易地对图像数据信号Fn增加一定比例的白色成分，以降低图像的饱 和度。之后，进入步骤606，将处理后的第二图像数据信号Fn'转换回RGB颜 色空间。在步骤608，控制管理模块40会根据一种"动态LED背光源算法" 来处理第二图像数据信号Fn，，以计算LED背光源的驱动信号以及和液晶显示 组件的补偿驱动信号，并分别输出LED背光源的驱动信号(TTL信号)至LED 背光源20(步骤610)和液晶显示组件的补偿驱动信号(LVDS信号)至时序控 制器34 (步骤612) 。 LED驱动信号用以控制LED光源的发光强度，其中会 以白光LED来直接发出彩色画面时所需的减小饱和度所需的白色光比例成分 和白色画面时所需的亮度比例成分，从而，从而减少三原色LED器件的负荷。 在LED背光源上会形成低分辨率的背光源图像，而在液晶显示面板31上会形 成高分辨率图像，最终二者形成高画质图像显示。本实用新型在具体实施时，可以通过一个FPGA(field-programmable gate array,现场可编程门阵列)芯片来实现控制管理模块40。本实用新型的上述技术与传统的技术比较来看，优势在于利用发光效率较 高、成本较低、对散热要求低的白光LED器件来实现减小饱和度的白色比例添 加，同时在白色画面、高平均亮度画面时作为亮度比例添加，可以减小RGB 三原色LED器件的负荷，节能、减小成本、延长RGBLED使用寿命。与CCFL背光源相比，LED工作时产生很多热量，如何散热是LED背光 源面临的又一个挑战。静态LED背光源通常使用金属电路印刷板MCPCB(Metal Core PCB) ， MCPCB价格比普通PCB要高很多，会大大提高成本。 动态LED背光源因为可以有效降低背光源功耗30-50%，从而减小了对散热的 要求，所以可以使用比较便宜的普通PCB 。但当图像画面APL (Average Picture Level,平均画面水平)较高时，使用普通PCB板，RGB三原色器件的散热依 然面临很大挑战。本实用新型采用白光(W) LED器件做为高平均亮度画面时 的亮度比例添加，可以大大缓解散热问题。虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本实用新 型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许 的修改和完善，因此本实用新型的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
权利要求1.一种LED背光源，由多个基本发光单元阵列形成，其中每一基本发光单元包括多个原色LED以及一白光LED。
2. 如权利要求1所述的LED背光源，其特征在于，所述白光LED是设于所 述基本发光单元的中央，而所述多个原色LED围绕所述白光LED。
3. 如权利要求1所述的LED背光源，其特征在于，所述多个原色LED包括 排列成矩形的红光LED、绿光LED、蓝光LED以及绿光LED。
专利摘要本实用新型涉及一种LED背光源，由多个基本发光单元阵列形成，其中每一基本发光单元包括多个原色LED以及一白光LED。利用发光效率较高、成本较低、对散热要求低的白光LED器件来实现减小饱和度的白色比例添加，同时在白色画面、高平均亮度画面时作为亮度比例添加，可以减小RGB三原色LED器件的负荷，节能、减小成本、延长RGB LED使用寿命。
文档编号F21Y113/00GK201170460SQ20082005581
公开日2008年12月24日 申请日期2008年2月29日 优先权日2008年2月29日
发明者张克然, 松 李 申请人:上海广电光电子有限公司