本發明屬于led液晶顯示器技術領域，涉及一種led液晶顯示器的背光模組。

背景技術：

led液晶顯示器，其全稱是led背光源液晶顯示器。根據液晶顯示器的原理，它是由液晶分子折射背光源的光線來呈現出不同的顏色，液晶分子自身是無法發光的，主要通過背光源的照射來實現。絕大部分液晶顯示器的背光源都是ccfl(也就是我們常說的冷陰極射線管)，它的原理近似于我們的日光燈管。而led背光則是用于替代ccfl的一個新型背光源。既然是ccfl背光的替代者，led背光源到底比ccfl背光好在什么地方？第一條便是發光更均勻。由于ccfl背光的燈管通常為條形或者u型，很容易出現發光不均勻的問題，而led背光由于原理的不同，其發光體分布均勻，根本不用擔心發光不均勻的問題。其次，壽命更長。普通ccfl背光源的使用壽命為50000小時，而led的使用壽命則大于100000小時。因此使用led背光源的液晶顯示器或液晶電視在使用時間較長后，背光源的亮度衰減情況要好于ccfl背光。第三，環保性更好。采用ccfl背光，永遠無法解決"汞"這個有毒物質，這是由其發光原理所決定的。看一看我們日常的白光燈管就可知一二。我們平日使用的日光燈管均含有"汞"元素，和日光燈管原理相似的ccfl背光自然也無法解決這個問題。但是，led就沒有這一個問題。還有一點，led背光的顯示器比ccfl背光的顯示器更節能，以21.6寸的顯示器為例，led背光源液晶顯示器功耗約為ccfl背光源顯示器的六成。背光模組為液晶顯示器面板的關鍵零組件之一。功能在于供應充足的亮度與分布均勻的光源，使其能正常顯示影像。現有的led背光模組包括底板和側板，以及依次設置于底板上的反光膜、導光板和擴散板，所述導光板的側邊設置有led光源組件，所述側板、底板、擴散板形成一個容置空間，所述反光膜、導光板和led光源組件位于容置空間內。這種設計的led背光模組的出光效果比較均勻，但是led光源組件的散熱較差，長時間的使用會影響led光源組件的壽命。目前，現有技術中和液晶顯示器的顏色主要取決于led和lcd中的彩色濾光片，led提供白光光源，彩色濾光片提供rgb三基色進行混光。led目前主要使用的為藍光晶片和黃色熒光粉進行混光，而產生白光，導致根本上液晶顯示器使用的白光光源主要是藍光和黃光的波段，因此，經過彩色濾光片還原rgb三基色后，顯色效果下降，導致顯示器的色飽和度降低。由于藍光晶片和黃色熒光粉的led只有藍色和黃色，存在缺陷，針對如何提供具有rgb三光譜波段的白光光源供液晶顯示器使用，真實還原彩色濾光片的顏色效果，提升色彩飽和度是急需解決的問題。在現有技術中led器件所發出的白光，藍色光譜(高頻光譜)的能量很高，高比例藍光能量對人的眼睛，尤其是青少年的眼睛傷害非常大；而且藍光會抑制人體褪黑素的分泌，過高比例的藍光會擾亂人體正常生物鐘；因此，如何提供健康的光源是顯示器件目前需要解決的又一重要問題。

技術實現要素：

針對上述現有技術，本發明要解決的技術問題在于提供一種led液晶顯示器的背光模組。它具有設計合理、結構簡單、工作安全可靠等特點。能有效解決把光能量集中到有效的光譜內、現有光譜太寬、提升電視景深、降低背光的功耗和提升色彩對比度等問題。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種led液晶顯示器的背光模組，它包括背板、安裝于背板內的led光源組件，led光源組件包括若干條led燈條，每條led燈條包括基板和均布設置在基板上的多個led發光體，每個led發光體均包括支架、安裝于支架內的紅光led發光芯片、綠光led發光芯片、藍光led發光芯片、兩個或多個焊盤及將各led發光芯片封裝于支架內的封裝膠，所述封裝膠優選為環氧樹脂，紅光led發光芯片設在一個獨立分開的焊盤上，綠光led發光芯片和藍光led發光芯片并聯連接并設在另一個焊盤或各自焊盤上，且上述三種led發光芯片所發出的光的主波長優選分別預設為：紅光為630－640nm，綠光為500－535nm，藍光為430－470nm，上述三種led發光芯片分別電連接于各自焊盤，封裝膠將三種led發光芯片封裝于支架內；每個led發光體電連接于各自燈帶的基板上。

所述紅光led發光芯片與綠光led發光芯片、藍光led發光芯片分別焊接在不同焊盤上的貼片led或制成cob形式的led封裝體。

所述紅光led發光芯片還可以直接用高導熱銀膠貼至焊盤上。

所述背板包括底板及垂直于底板的側板。

所述背光模組還可以包括設于底板上的擴散板、設于底板與擴散板之間的反射片、設于擴散板上的光學膜片及安裝于背板上的膠框，所述led光源組件安裝于底板上，并位于擴散板的下方。

所述背光模組可以包括設于底板上的導光板、設于底板與導光板之間的反射片、設于導光板上的光學膜片及安裝于背板上的膠框，所述led光源組件安裝于側板上。

本發明還提供一種led光源組件的制作方法，包括如下步驟：

(1)提供不同尺寸的紅光led發光芯片、綠光led發光芯片、藍光led發光芯片、焊盤；

(2)測量上述三種led發光芯片并選出上述三種led發光芯片所發出的光的主波長分別為：紅光為630－640nm、綠光為500－535nm、藍光為430－470nm的led發光芯片；

(3)將選出的上述三種發光芯片及兩個焊盤分別封裝而成一個led發光體，各led發光體均具有相同的封裝尺寸；

(4)將各led發光體安裝并電性連接于基板上，制成led燈條，進而組合成led光源組件。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：由于采用了上述結構，該led液晶顯示器使用時，當led液晶顯示器驅動電路提供適應的電流通過3種led發光芯片時，每個led發光芯片會發出led液晶顯示器背光所需要的三個基本光譜。由于紅光led發光芯片設置在一個焊盤上，可以降低其他led發光芯片(綠光led發光芯片、藍光led發光芯片)發出的熱量的干擾，還可以直接用高導熱銀膠貼至焊盤上。本發明紅光led發光芯片發出的熱能通過獨立的、最短的路徑傳導至散熱鋁片上。這可以大幅降低紅光led發光芯片p-n結的溫度升高速度，更進一步的提升紅光led發光芯片的可靠性，減少受溫度升高導致的光衰減或光譜漂移的問題。本發明還可以通過3種led發光芯片設在不同的焊盤上，并對其進行合理布局及對透鏡的特殊設計，這樣，可以有效的混合好3種led發光芯片(紅光led發光芯片、綠光led發光芯片、藍光led發光芯片)的光譜以達到均勻的白光，從而解決光在面板分布不均勻的問題。本發明能有效把光能量集中到有效的光譜內，同時，能解決現有光譜太寬、提升電視景深、降低背光的功耗和提升色彩對比度等問題。它能有效的發出適應液晶電視面板所需要的光譜結構、提供led電視廣色域的背光能量供給，提升led液晶電視的整體透光率、提高液晶電視景深、降低背光的功耗和提升色彩對比度等技術問題。

附圖說明

圖1為本發明第一種實施方式的結構示意圖；

圖2為本發明led發光體三種led芯片基本光譜示意圖；

圖3為本發明led發光體的結構放大示意圖；

圖4為本發明led發光體的電路連接示意圖；

圖5為本發明led光源組件的實物示意圖；

圖6為現有技有的led頻譜示意圖；

圖7為本發明的匹配彩色濾光片的穿透頻譜示意圖；

圖8為本發明第二種實施方式的結構示意圖；

圖9為現有技中液晶顯示器的led色域示意圖；

圖10為含有本發明的led液晶顯示器的spd技術提供的色域提示圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步詳細說明。

如圖1－圖8示出了本發明的各種示意圖。本發明提供了一種led液晶顯示器的背光模組，它包括背板、安裝于背板內的led光源組件，所述led光源組件包括若干條led燈條(燈帶)，至少有一條led燈條(燈帶)，所述燈帶是指把led燈用特殊的加工工藝焊接在銅線或者帶狀柔性線路板上面，再連接上電源發光，因其發光時形狀如一條光帶而得名。如圖5所示，每條led燈條包括基板9和均布設置在基板9上的多個led發光體1，所述基板9是制造pcb的基本材料，一般情況下，基板就是覆銅箔層壓板，單、雙面印制板在制造中是在基板材料-覆銅箔層壓板(copper-2ladi。aminates，cci。)上，有選擇地進行孔加工、化學鍍銅、電鍍銅、蝕刻等加工，得到所需電路圖形。另一類多層印制板的制造，也是以內芯薄型覆銅箔板為底基，將導電圖形層與半固化片(pregpr'eg)交替地經一次性層壓黏合在一起，形成3層以上導電圖形層間互連。它具有導電、絕緣和支撐三個方面的功能。印制板的性能、質量、制造中的加工性、制造成本、制造水平等，在很大程度上取決于基板材料。每個led發光體1均包括支架105、安裝于支架105內的紅光led發光芯片101、綠光led發光芯片102、藍光led發光芯片103、兩個或多個焊盤104及將各led發光芯片封裝于支架內的封裝膠，所述封裝膠優選為環氧樹脂，紅光led芯片101設在一個獨立分開的焊盤104上，該led液晶顯示器使用時，當led液晶顯示器驅動電路提供適應的電流通過3種led發光芯片(紅光led發光芯片101、綠光led發光芯片102、藍光led發光芯片103)時，每個led發光芯片會發出led液晶顯示器背光所需要的三個基本光譜。由于紅光led發光芯片101設置在一個焊盤104上，可以降低其他led芯片(綠光led發光芯片102、藍光led發光芯片103)發出的熱量的干擾，還可以直接用高導熱銀膠貼至焊盤上。所述綠光芯片102和藍光芯片103并聯連接并設在另一個焊盤104或各自焊盤上，且上述三種led發光芯片(紅光led發光芯片101、綠光led發光芯片102、藍光led發光芯片103)所發出的光的主波長優選分別預設為：紅光r為630－640nm，綠光g為500－535nm，藍光b為430－470nm；對于制作rgb三基色合成的白光led，要想達到最佳光效，可在這三種光的主波長范圍內經過實驗選擇最佳的主波長配比。如果為了提高顯色指數，可采用藍光b(460nm)、綠光g(525nm)、紅光r(635nm)組合，這種光的主波長配比可得到最佳的顯色指數(達95以上)，光效可達35－40lm/w，最低色溫可做到2700k。為了兼顧出光效率和顯色指數，三種led發光芯片(led發光芯片101、綠光led發光芯片102、藍光led發光芯片103)發出的光的主波長和發光強度需要進行優化組合?？刹捎盟{光b(430nm)、綠光g(500nm)、紅光r(630nm)組合，可以達到較佳效果，或者是采用藍光b(470nm)、綠光g(535nm)、紅光r(640nm)組合，也可以達到理想效果，根據所用的模式和材料進行反復多次實驗，可得到最佳效果。最終，經實驗表明三種led發光芯片(紅光led發光芯片101、綠光led發光芯片102、藍光led發光芯片103)所發出的光的主波長優選分別為：紅光r為630－640nm，綠光g為500－535nm，藍光b為430－470nm。上述三種led發光芯片(紅光led發光芯片101、綠光led發光芯片102、藍光led發光芯片103)分別電性連接于各自焊盤，封裝膠將三種led發光芯片(led發光芯片101、綠光led發光芯片102、藍光led發光芯片103)封裝于支架105內；所述多個led發光體1還可以具有相同或不同的封裝尺寸；每個led發光體1電連接于各自燈帶的基板9上，每個led發光體1上均還可以罩設有光學透鏡8。所述紅光芯片101、綠光芯片102、藍光芯片103分別焊接在不同焊盤104上的貼片led或制成cob形式的led封裝體。所述貼片led，也叫做smdled，它的發光原理就是將電流通過化合物半導體，通過電子與空穴的結合，過剩的能量將以光的形式釋出，達到發光的效果。易小型、薄型、輕量化，無形狀限制，容易制成各式應用。所述cob即chiponboard，就是將裸芯片用導電或非導電膠粘附在互連基板上，然后進行引線鍵合實現其電連接，cobled又叫cobledsource,cobledmodule。有長條型/方形/圓形三種封裝形式。所述紅光led芯片101還可以直接用高導熱銀膠貼至焊盤104上。這樣，可以大幅降低紅光led發光芯片p-n結的溫度升高速度，同時，紅光led發光芯片發出的熱能可以通過獨立的、最短的路徑傳導至散熱鋁片上，從而更進一步的提升紅光led發光芯片的可靠性，進而減少受溫度升高導致的光衰減或光譜漂移的問題。

如圖1和圖8所示，所述背板包括底板2、22及垂直于底板2、22的側板7、27。

如圖1所示示出了本發明的第一實施例，所述背光模組可以包括設于底板2上的擴散板4、設于底板2與擴散板4之間的反射片3、設于擴散板4上的光學膜片5及安裝于背板上的膠框6，所述led光源組件安裝于所述底板2上，并位于所述擴散板4的下方。其中led光源組件作為背光源，通過反射片3進一步的混光，再經過擴散板4和光學膜片5的均勻化，將led光源組件的類似點光源轉換為面光源。

如圖8所示示出了本發明的第二實施方式，第二種實施方式和第一種實施方式的結構基本相同，其不同之處在于：所述背光模組還可以包括設于底板22上的導光板24、設于底板22與導光板24之間的反射片23、設于導光板24上的光學膜片25及安裝于背板上的膠框26，所述led光源組件安裝于側板27上。其中led光源組件作為背光源，而導光板24的作用在于傳導光，并將led光源組件的類似點光源轉換成為面光源。

為了更好地降低led發光體1的發熱溫度，可以通過在led發光體1表面或連接led發光體1的基板9或基板9的散熱板上增設散熱材料，其增設的方式包括電鍍、蒸鍍、噴涂、印刷、粘接等，所述散熱材料包括納米碳管、石墨烯、金屬等導熱材料。

本發明還可以通過3種led芯片(紅光led發光芯片101與綠光led發光芯片102、藍光led發光芯片)分別設在不同的焊盤104上，并對其進行合理的布局，再加上對光學透鏡8的特殊設計，這樣，可以很好而且有效的混合好3種led芯片的光譜以達到均勻的白光，從而解決光在面板分布不均勻的問題。

圖6為現有led頻譜示意圖，其需要使用較高的藍光能量用于激發熒光粉及本身混光使用，本發明使用三種led發光芯片(紅光led發光芯片101、綠光led發光芯片102、藍光led發光芯片)分別獨立各自發光，只需提供混光使用的能量，降低藍光的使用能量，對人眼起到保護的作用。同時，可以增加505－555nm波段的能量值，保證符合人眼在暗視覺和明視覺之間達到最佳的視覺效果。

圖7本發明匹配彩色濾光片的穿透頻譜示意圖，可以通過調整光源的發光波峰位于彩色濾光片的波峰或波峰附近，去除無需使用的波段能量，提升光能量的使用效率；并結合彩色濾光片的rgb三色的穿透特性，調整led發光頻段的能量及波長，從而降低led在三種顏色穿透頻譜交叉區域的發光能量，降低三種顏色在顯示過程中相互干擾，達到最好的顯示顯色效果，從而提高液晶顯示器的色彩飽和度。本發明還可以經過調整綠色g光譜波峰值，降低藍光b能量后，透過光譜的調整來調整色溫，確保本發明達到產品需求的色溫值。

本發明還提供一種led光源組件的制作方法，包括如下步驟：

(1)提供不同尺寸的紅光led發光芯片101、綠光led發光芯片102、藍光led發光芯片103、焊盤104；

(2)測量上述三種led發光芯片101，102，103，并選出上述三種led發光芯片101，102，103所發出的光的主波長分別為：紅光r為630－640nm、綠光g為500－535nm、藍光b為430－470nm的led發光芯片；

(3)將選出的上述三種發光芯片101，102，103及兩個焊盤104分別封裝而成一個led發光體1，各led發光體1均具有相同的封裝尺寸；

(4)將各led發光體1安裝并電性連接于基板9上，制成led燈條(燈帶)，進而組合成led光源組件。

由現有技術存在的問題(如何提供健康的光源)可知：人眼只有2％左右的明視細胞(視錐細胞)，對波長555nm左右的光線最敏感；98％左右的暗視細胞(視柱細胞)，對波長505nm左右的光線最敏感；在大部分光環境下，都是明視與暗視細胞同時工作；在確保外界物體顏色不失真的情況下，s/p比值(暗視光與明視光比值)越高，人眼對外界光線的接受能力越好，不產生疲勞感。對于顯示器件，一直以來定義r/g/b(紅red、綠green、藍blue)為色彩的三基色，通過三基色不同比例的混光達到不同的色彩效果；如圖9所示中三角形框內的顏色為顯示器件可以表現的顏色。目前對于顯示領域，高亮度，廣色域是重要的產品規格；而目前不論是傳統led領域，還是電視機領域，所用量子點等系列產品，都是通過高能的藍光來激發紅綠光，所以高亮度，廣色域等性能的提高，對于藍光能量的要求也高；這樣就忽視了對消費者的健康；而人眼暗視細胞最敏感的505nm波段，應該是青光(cyan)；在不改變人眼所見的真實顏色的條件下，提高cyan波段的光能量能夠使人眼睛感覺舒適，而且可以降低藍光成分比例。

本發明所提供的spd技術與方案，所述spd技術為光譜功率分布(spectralpowerdistribution,spd)技術，即通過調整光譜來達到所需要的光能量最大化，這種調節光能量的方法，我們公司已申報相關專利，這里不再詳述。當波的頻譜密度乘以一個適當的系數后將得到每單位頻率波攜帶的功率，這被稱為信號的功率譜密度(powerspectraldensity,psd)或者譜功率分布(spectralpowerdistribution,spd)。功率譜密度的單位通常用每赫茲的瓦特數(w/hz)表示，或者使用波長而不是頻率，即每納米的瓦特數(w/nm)來表示。這樣，可以解決上述降低藍光成分的問題；另外，本發明的spd技術提供的光源，可以發出人眼更容易接受與識別的光譜即高s/p比值的光譜，這樣就可以用較低的功耗、較低的亮度達到同樣的視覺效果；本發明提供的spd技術提供的色域提示圖如圖10所示：三角形框內的顏色是顯示器件可以實現的顏色，不過將三基色中綠色(g)光譜向低波段移動，使原本r(red)/g(green)/b(blue)三基色更接近于r(red)/c(cyan)/b(blue)三個顏色，這樣就可以解決上述問題。

在含有本發明一種led液晶顯示器的背光模組的led液晶顯示器所提供光源的方法為：

(1)液晶顯示器件所發出的光經處理達到適應于人眼視覺識別的光譜結構。液晶顯示器件所發出的光由本發明的led光源組件發出，經過彩色濾光片(colorfilter)再到消費者眼中，所述彩色濾光片(colorfilter)是一種表現顏色的光學濾光片，它可以精確選擇欲通過的小范圍波段光波，而反射掉其他不希望通過的波段。彩色濾光片通常安裝在光源的前方，使人眼可以接收到飽和的某個顏色光線。有紅外濾光片，綠色，藍色等。與uv濾光片，vd濾光片相比，凡是帶色的濾光片之總稱。如反差濾光片、分色用濾光片、lb濾光片等。經過彩色濾光片(colorfilter)會將led光源的光譜過濾，基本上能達到人眼的光譜；基本上能達到人眼的光譜是與彩色濾光片(colorfilter)匹配的光譜。

(2)將led光源制作成高s/p比值(人眼更容易接受與識別的光譜)的光源，用于提高人眼暗視覺細胞的視覺識別能力。將led光源采用本發明所擁有的spd技術，制作成高s/p比值的光源，led光源經過彩色濾光片(colorfilter)雖然仍會被過濾掉一部分，但是光譜中各頻段的成分比例有變化，在一定時間范圍內，消費者在普通光源的液晶顯示器下觀看視頻，和在本發明spd光源的液晶顯示器下觀看視頻，采用本發明spd技術發出的光譜藍光能量一定會比普通產品少很多，這樣，對于消費者的眼睛有很好的保護作用；而且在相同的人眼感受下，spd技術所需要的能量較低。

(3)改變彩色濾光片(colorfilter)的光阻成分，使其與spd技術的光源光譜進行搭配設計，用于實現在廣色域條件下的高透光率液晶顯示效果。在液晶顯示器的tft面板中，所述tft(thinfilmtransistor)是薄膜晶體管的縮寫。tft式顯示屏是各類筆記本電腦和臺式機上的主流顯示設備，該類顯示屏上的每個液晶像素點都是由集成在像素點后面的薄膜晶體管來驅動，因此tft式顯示屏也是一類有源矩陣液晶顯示設備。是最好的lcd彩色顯示器之一，tft式顯示器具有高響應度、高亮度、高對比度等優點，其顯示效果接近crt式顯示器。同時，tft式屏幕也普遍應用于中高端彩屏手機中，分65536色、16萬色，1600萬色三種，其顯示效果非常出色。tft是指液晶顯示器上的每一液晶像素點都是由集成在其后的薄膜晶體管來驅動。從而可以做到高速度高亮度高對比度顯示屏幕信息，tft-lcd(薄膜晶體管液晶顯示器)是多數液晶顯示器的一種。更改colorfilter的光阻成分，使其與spd技術的光源光譜進行搭配設計，這樣，可以將高s/p比值的led光線更完美的提供給消費者，以達到發出健康光源的目的。

本發明還能有效把光能量集中到有效的光譜內，同時，能解決現有光譜太寬、提升電視景深、降低背光的功耗和提升色彩對比度等問題。

上面結合附圖對本發明的具體實施方式作了詳細說明，但是本發明并不限于上述實施方式，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以對其做出種種變化。