侧光式LED液晶电视背光模组设计原理_何胜斌(精)

侧光式LED液晶电视背光模组设计原理_何胜斌(精)

2012年第 25卷第 3期

Electronic Sci. ＆Tech. /Mar.15, 2012

电子 ·电路

收稿日期 :2011-10-13

作者简介 :何胜斌 (1972— , 男 , 工程师。研究方向 :电子技术。

侧光式 LED 液晶电视背光模组设计原理

何胜斌

(深圳市兆驰股份有限公司总经室 , 广东深圳 518026

摘

要

液晶电视背光模组作为设计的关键 , 正从 LCD 向 LED 模组、从小尺寸 LED 向大尺寸 LED 模组转变。在

LED 模组设计中如何将 LED 点光源转化成均匀的面光源 , 同时保证必要的光能量利用率 , 是背光源设计所面临的两大议题。尤其在大尺寸背光模组中 , 为降低成本 , 需在设计之初 , 对背光模组的各个器件进行整体考虑和计算。仿真实

验结果证明 , 中心辉度为≥ 420cd /m2

; 亮度均匀性≥ 76%; 色坐标、视角、画质等均符合设计要求。

关键词 LED 背光模组 ; LED 灯珠 ; 导光板 ; 膜片

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中图分类号

TN949. 192

文献标识码

A

文章编号 1007－7820(2012 03－097－04

Design of the LED Edge-lit LCD TV Backlight Module

HE Shengbin

(Managers Office , Shenzhen Mtc Co. , Ltd , Shenzhen 518026, China

Abstract

As a key factor in the design , the LCD TV backlight module is experiencing a transformation from

the LCD module to the LED module and from small size LED module to large size LED module．What is important in backlight design is how to transform the LED light source into uniform surface light source while ensuring the necessa-ry light energy utilization．Especially in the large-size backlight module , each component of the backlight module must be considered and computed in the early design to reduce costs．Simulation results show that the central scale ≥ 420cd /m2, the light uniformity ≥ 76%, and other indexes such as color coordinator , visual angle and painting quality meet the design requirement．

Keywords

backlight ; LED light ; LED guide plate ; optical films

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液晶屏

[1]

并不能自身显示图像 , 需要在其背后放

置一定的发光器件 , 才能清楚地看到 LED 显示屏的内

容。背光源是存在于液晶显示器内部的一个光学组件 , 由光源和必要的光学辅助器件构成。传统的背光源采用的是冷阴极荧光灯 (CCFL , 色彩还原性差、只能达到 NTSC 色域的 72%, 并含有对人体有害的汞蒸气。新兴的 LED 背光源色彩还原性好 , 可以达到 NTSC 色域的 104%、寿命长、不含汞、有利于环境保护。就驱动电路而言 , 传统的 CCFL 背光驱动线路十分复杂 , 要求上千伏特的驱动电压 , 需利用专门的逆变器才能驱动。而 LED 可以在低电压环境中工作 , 响应速度快、控制较为方便。 LED 背光源如果通过增加对比度、区域控制等手段 , 性能远优于 CCFL 背光源。随

着 LED 技术的发展和 LED 芯片的不断成熟 , LED 液晶电视在市场占有的份额不断扩大。根据专业调查机构 DisplaySearch 2010年发布的分析报告 ,

LED 液晶电视在 2012年将会超过 CCFL 液晶电视 , 并最终取代传

统的 CCFL 液晶电视。

1LED 液晶电视的背光方式

背光源根据光源位置的不同分为直下式背光源

[2]

和侧光式背光源。直下式背光源 :直接把 LED 光源放在出光面下面 , 光源发出的光经过一段空间距离到达扩散板 , 经过扩散板的扩散和混合后 , 成为面光源发射出来。直下式背光源需要一定的混光距离 , 因此整个模组比较厚。侧光式背

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光源 LED 光源放在侧边 , 发出的光经过导光板导为面光源 , 侧光式背光结构相对超薄化的模块设计则更具优越性 ,

随着“ 超薄风” 的刮起 , 大尺寸超薄侧光式 LED 背光源成为各大电视厂商及上游企业的研究热点。

2侧光式背光模组的结构形式

侧光式超薄结构 , 整个结构包括 :驱动板、

LED 灯条、膜材、导光板、散热铝条、前框、中框和后背板 , 如图 1所示。

背光源采用白光 LED , 整个结构设计以 ActiveArea 的中心点为所有部件的设计中心 , 以液晶电视所用液晶屏的尺寸为前提 ,

设计其他尺寸。综合考虑电路设计及光学设计的要求 , 对结构进行设计。中框采用分

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何胜斌 :侧光式 LED 液晶电视背光模组设计原理

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图 1侧光式背光模组的结构示意图

段式设计 , 避免长度过长。灯条的出线端设置在背板的下面的两个角处 , 减少绕线长度。

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侧光式背光模组的设计要点

3. 1

整体设计考虑

在设计之初 , 需要确定整个液晶模组的设计指标 ,

如屏幕的亮度、显色性、均匀度等 , 并根据这些指标进行各个部位的设计。对于亮度这个最重要指标 , 要考

虑液晶屏的透过率 [3], 一般为 5% 7%之间 , 其分解各层透过率 , 如图 2所示。

图 2液晶屏的透过率示意图

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LED 等组成的 LIGHTBAR 发出的光线 , 在经过导

光板和底反射片这套光路中约会损失 20%, 在扩散片中会损失 5%, 液晶面板的透光率是 5% 7%, 这里算

作 5%。那么 , 灯管出射的 X 1m 的光在通过整 …… 此处隐藏：5159字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……