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大尺寸超薄側(cè)光式LED背光源設(shè)計(jì)

作者: 時(shí)間:2012-01-25 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

引言

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/178009.htm

  液晶屏自身并不發(fā)光,為了可以清楚地看到示屏的內(nèi)容,需要一定的白光背。背是存在于液晶顯示器內(nèi)部的一個(gè)光學(xué)組件,由和必要的光學(xué)輔助組件構(gòu)成。傳統(tǒng)的背光源采用的是冷陰極熒光燈(CCFL),色彩還原性差,含有對(duì)人體有害的汞蒸氣。背光源色彩還原性好、壽命長(zhǎng)、不含汞、有利于環(huán)境保護(hù)。就驅(qū)動(dòng)電路而言,傳統(tǒng)的CCFL背光驅(qū)動(dòng)線路十分復(fù)雜,要求上千伏特的驅(qū)動(dòng)電壓,利用專門的逆變器才能驅(qū)動(dòng)起來。而可以低電壓工作,響應(yīng)速度快,控制較為方便。近年來LED被逐漸引入到現(xiàn)有的液晶顯示技術(shù)中,背光源非常有可能成為下一個(gè)被LED壟斷的產(chǎn)業(yè)。LED背光源如果通過增加對(duì)比度、區(qū)域控制等手段,性能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于CCFL背光源。目前,LED背光源已經(jīng)在中小面板中普及,如手機(jī)、數(shù)碼相框等,隨著LED技術(shù)的發(fā)展和LED芯片的不斷成熟,LED液晶電視將可能逐步取代傳統(tǒng)的CCFL液晶電視。

  背光源根據(jù)光源的位置不同分為直下式背光源和側(cè)光式背光源。直下式背光源,直接把LED光源放在出光面下面,光源發(fā)出的光經(jīng)過一段空間距離和擴(kuò)散板的擴(kuò)散和混合后,成為面光源發(fā)射出來,直下式背光源需要一定的混光距離。而側(cè)光式背光結(jié)構(gòu)對(duì)化的模塊則更具優(yōu)越性,隨著“風(fēng)”的刮起,大側(cè)光式LED背光源成為各大電視廠商及上游企業(yè)的研究熱點(diǎn)。

  1 結(jié)構(gòu)

  本文所的LED背光源是側(cè)光式超薄結(jié)構(gòu),整個(gè)結(jié)構(gòu)包括:LED燈條、驅(qū)動(dòng)板、膜材、導(dǎo)光板、散熱塊、上框架、背板。背光源采用白光LED,整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以Active Area的中心點(diǎn)為所有部件的設(shè)計(jì)中心,以液晶電視所用液晶屏的為前提,設(shè)計(jì)其它尺寸。綜合考慮電路設(shè)計(jì)及光學(xué)設(shè)計(jì)的要求,對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)先從UⅣOUT布局圖著手,表達(dá)整體機(jī)構(gòu)以及各部件相互之間的裝配關(guān)系,然后著手零件圖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。上框架采用分段式設(shè)計(jì),在長(zhǎng)度方向上分段,避免長(zhǎng)度過長(zhǎng)。燈條的出線端設(shè)置在背板的四個(gè)角處,減少繞線長(zhǎng)度。

  2 光學(xué)設(shè)計(jì)

  背光模組的作用是把點(diǎn)光源發(fā)出的光通過漫反射使之成為面光源。為了得到合格的面光源,首先要選擇合適的LED,本設(shè)計(jì)采用的是白光雙芯片LED。通過預(yù)設(shè)白場(chǎng)光度指標(biāo),結(jié)合對(duì)液晶屏、光學(xué)膜等影響因素的研究分析,完成對(duì)整個(gè)背光源所需光通量的計(jì)算。根據(jù)計(jì)算的光通量,結(jié)合LED的光學(xué)特性計(jì)算出所需LED的顆數(shù)。表1所示為所選LED的電學(xué)及光學(xué)特性。

  表1 LED電學(xué)及光學(xué)特性

  LED電學(xué)及光學(xué)特性

  為了提高背光源的亮度,膜材結(jié)構(gòu)搭配為:一層擴(kuò)散片+一層BEF+一層DBEF。其中,擴(kuò)散片的作用是借擴(kuò)散物質(zhì)的折射與反射將光霧化,讓射出的光更加均勻:BEF的作用是將光線聚攏,使其垂直進(jìn)入液晶模塊以提高輝度:DBEF是利用原先被傳統(tǒng)吸收型偏光片吸收的50%的光線來增加亮度。導(dǎo)光板網(wǎng)點(diǎn)直徑為0.54~1.55mm.圖1所示為導(dǎo)光板的部分網(wǎng)點(diǎn)分布圖。

  導(dǎo)光板網(wǎng)點(diǎn)分布圖

  圖1 導(dǎo)光板網(wǎng)點(diǎn)分布圖

  3 電路設(shè)計(jì)

  LED背光源電路設(shè)計(jì)主要包括燈條設(shè)計(jì)和驅(qū)動(dòng)控制電路設(shè)計(jì),圖2所示為整個(gè)電路部分的結(jié)構(gòu)框圖。

  電路結(jié)構(gòu)框圖

  圖2 電路結(jié)構(gòu)框圖


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