超薄液晶电视用LED背光模组的设计
超薄液晶电视用LED背光模组的设计
摘 要 ：大尺寸 Ｌ Ｄ 背光源是平板 电视 产 业发展 的新趋 势。文章设 计 了一款 大尺寸超 薄侧 光式 Ｅ Ｌ Ｄ 背光 源。 研 了Ｌ Ｄ 厂 家 ， 光效 、 Ｅ 调 Ｅ 从 功耗 、 结构设计 等方 面考 虑选择 Ｌ Ｄ。 过光 学设 计软 件 Ｅ 通
设计 了导光板 网点 ； 据 Ｌ Ｄ 的规格及 颗数设计 双层铝基板 灯条 ， 动控制 电路 采 用 高压驱 动方 根 Ｅ 驱 案 ， 支持 Ｐ ＷＭ 调 光 。经测 试 ．文 中设 计 的液 晶 电视 用侧 光 式 Ｌ Ｄ 背光 源厚 度 ９ ｍｍ，功 耗 Ｅ ． ９
李 秀 真 ： 薄 液 晶 电视 用 Ｌ Ｄ 背 光模 组 的设 计 超 Ｅ
文章编号 ：０ ６ ６ ６ （ ０ ０ １－ ０ ０ ０ １０ —２ ８２ １ ） ０ ４ — ４ １
超薄液 晶 电视 用 Ｌ 光 Ｅ Ｄ背 模 组 的设计
李秀 真 （ 北京 京东 方茶谷 电子有 限公 司研发 所 。 京 １ ０ ７ ） 北 ０ １ ６
ｕ ＿ ｒ ｉ ２％ ｂ ｓ ｉｇ Ｉｒ ａ ｈ ｓｔ ｅｌａ ｉｇｌｖ ｌ ｆ ｈ ｄ ｓ ｒ ． ｎｆ ｍ ｔ ｉ ８ Ｏ ｖｓ ｙｔ ｔ ． ｃ ｅ ｈ ｄｎ ｅ ｅｉ ｕ ｔ ｅ ｎ ｔｅ ｅ ｅ ｏｔ ｎ ｙ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ： Ｅ ａ ｋｉｈ ； ｉｈｖ ｌ ｇ ｒ ｅ； ｌ ａ ｔ ｉ ｔｕ ｔ ｒ ｙ ｒ ｓ Ｌ Ｄ ｂ ｃ ｌ ｔ ｈｇ ｏｔ ｅ ｄ ｉ ｕｔ － ｈｎｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ｇ ａ ｖ ｒ
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超薄LED背光模组设计
工 业 技 术122科技资讯 SC I EN C E & TE C HN O LO G Y I NF O R MA T IO N1 传统背光模组设计分析电视从CR T时代走入液晶时代,也带来了背光模组技术。
因液晶玻璃无法自发光,背光模组便成为了液晶电视必不可少的零件之一。
背光模组大体结构是由前框、中框、光学膜片、导光板(扩散板)、光源、后框组成,根据光源的位置不同分为直下式(图1)和侧光式(图2)。
直下式背光模组的光源位于出光面的下方,线(点)光源通过反射片的反射和扩散板及光学膜片的扩散,转化为均匀的面光源,光源与扩散板间存在一定的混光距离。
与之不同,侧光式背光模的光源则位于发光面的侧边,线(点)光源通过导光板的网点和光学膜片的扩散,转化为均匀的面光源,侧光式背光模组在薄型化上比直下式更有优势。
随着液晶电视的发展,人们对液晶电视的外观追求越来越高,特别是OLED惊艳问世,给液晶行业带来了极大的震撼。
面对OLED的超薄挑战,液晶电视的超薄化设计是当务之急,而这也是背光模组急切需要解决的问题。
2 超薄LED背光模组结构设计液晶电视的超薄设计实际上是背光模组的超薄化设计,优化背其结构设计则是解决问题的根本。
鉴于直下式背光模组需要一定厚度的混光距离来解决视效问题,该研究者主要从侧光式背光模组结构上来阐述超薄化背光模组的设计。
在传统侧光式背光模组中,液晶模组通常当作液晶电视的一个独立的零件,整机结构还需要面壳、后壳、主板支架等,即使是目前流行的一体化设计,多是将整机面壳和背光模组的前框合二为一,依旧存在着整机后壳和背光模组的背板。
目前主流液晶模组厚度都在1.4cm左右,加上后壳整机厚度最薄处也有1.7cm,那么如何设计将整厚度降到1.0cm以下呢？可否将整机后壳和背光模组的背板合二为一呢？背光的结构如何突破才使整机更薄,提升与OLED 电视的竞争力呢？为了解决整机后壳和背光模组背板合二为一的问题,我们需要了解背光模组背板的作用。
大尺寸液晶电视用LED背光源的设计与制作
第21卷 第5期2006年10月液 晶 与 显 示Chinese Jour nal of L iquid Cry st als and DisplaysVol 121,No 15Oct.,2006文章编号:1007-2780(2006)05-0539-06大尺寸液晶电视用LED 背光源的设计与制作刘敬伟,王 刚,马 丽,张凯亮,张丽蕾,王庆江,万丽芳(京东方科技集团股份有限公司中央研究院,北京 100016,E -mail:liu jingw ei@ )摘 要:设计和制作了一款66cm(26in)液晶电视用LED 背光源。
模拟出LED 的光学分布,以此为基础模拟出L ED 阵列的光强和颜色分布,得到适合的背光源厚度尺寸。
在实际制作中,采用高效的驱动电路对L ED 阵列进行驱动,利用铝制散热片为背光源提供必须的散热。
测试的结果,在整体背光源功耗为150W 时,中心亮度达到13390cd/m 2,均匀度为84.1%,色彩还原性达到N T SC 标准102%,远远超过CCFL 背光源的70%。
关 键 词:LED;背光源;液晶电视中图分类号:T N 312.8;T M 923.01 文献标识码:A收稿日期:2006-07-19;修订日期:2006-07-31基金项目:北京市科委科技计划资助项目(No.D0306006000091)1 引 言由于液晶显示屏本身并不发光,所以为液晶显示器件提供所有光源的背光源扮演着十分重要的角色[1~2]。
虽然,由于成本低廉、技术成熟等原因,冷阴极灯管(CCFL )仍将是未来几年内液晶显示器件(LCD)背光源绝对主要的光源。
但人们也逐渐认识到CCFL 本身存在的若干致命弱点,比如含有对人体有害的汞蒸汽,色彩还原性差等。
因此,随着环保意识的提高以及用户对画面质量越来越高的要求,出现了CCFL 灯管被其他光源所取代的趋势,这些替代者包括发光二极管(LED)、电极外置荧光灯(EEFL)、场致发光平面光源(EL Flat Lam p)和有机电致发光(OLED)[3]等。
液晶电视用低功耗LED背光模组设计
Ｃ Ｆ Ｃ Ｌ的理想替 代产 品 。
低碳经济是 以低能耗 、 低污染 、 低排放为基础 的发展模 式 ， 展低 碳 经 济 已经是 全 球最 大 的共 发
ｔｒｂｉｈ ｎ ｓ ａ ｅｃ ３ ｄ ｃ ，ｈ ｎｆｒ ｔ ｖ ｒ７ ｅ ｒ ｔ ｅｓｃｎ ｒａ ｈ６９ ０ｃ／ ｍ２ ｔｅｕ ｉ ｍｉ ｉ ｏ ｅ ９ ｇ ｏ ｙｓ
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同话题 。２ １ ００年 １ ２月 １日发 布 的《 板 电视 能 平 效 限定值 及能效 等 级 》 定 了平 板 电视 的能 效 等 规 级、 能效 限定值 、 节能 评 价值 ， 以及 能源 效率 和被 动 待机功 率 的测 量 方 法 和检 验 规 则 。标 准 规 定 ， 平 板 电视 能效 被分 为 ３个 等级 ： 级代 表 最佳 节 一 能 效果 ， 级 为节能 产 品评 价等 级 ， 级为市 场准 二 三 入 等级 。所 以低 功耗 已经 成为 液晶 电视必须 追求 的 目标之 一 。本 文 使 用 较少 数 量 的 Ｌ Ｄ设 计 了 Ｅ
键问题 出发进 行分 析设 计 ， 采用 ８ ８颗 ５３ Ｌ Ｄ灯 制作 了背光 模组 ， ６０ Ｅ 验证 结果 表 明， 光模组 的功 耗 只有 背 ３ ． ５Ｗ ， ４ ８ 中心亮度可达到 ６９０ｃ／ｍ２ ３ ｄ ｃ 以上 ， 均齐度在 ７ ％以上 。 ９ 关 键 词： 背光模组 ； 功耗 ；Ｌ Ｄ 低 Ｅ 文献标识码 ： Ａ Ｄ ：１． ７ ８ Ｙ Ｙ Ｓ ０ １ ６４ ０ ５ ＯＩ ０ ３８ ／ Ｊ Ｘ ２ １２ ０ ． ４５ 中图分类号 ： ＴＮ１ １９ ４ ．
关于超薄LED背光模组优化设计的几点探讨
关于超薄LED背光模组优化设计的几点探讨
黄开军
【期刊名称】《今日自动化》
【年(卷),期】2022()6
【摘要】社会经济、科技不断发展过程中,人们对于生活品质的要求越来越高。
在此情况下,液晶电视逐渐向智能化、超薄化方向发展,因此液晶电视背光模组、电视面板也应相应做出优化。
LED屏幕传统背光模组主要运用CCFL技术,技术存在一定缺点,色彩还原率缺少稳定性,使用时形成的汞蒸气会威胁人身体健康,这就需要注重超薄LED背光模组设计的优化。
【总页数】3页(P28-30)
【作者】黄开军
【作者单位】深圳市多思迈实业有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】G306
【相关文献】
1.对侧入式LED背光模组结构优化设计的几点探讨
2.关于超薄LED背光模组设计探讨
3.直下式 LED 背光模组的超薄设计
4.超薄LED背光模组设计
5.关于超薄LED背光模组设计探讨
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关于超薄LED背光模组设计探讨
１５５关于超薄LED 背光模组设计探讨刘丽梅（郴州市晶讯光电有限公司广州分公司，广东广州510000）摘要：文章主要针对超薄LED 背光模组进行研究分析，首先介绍LED 背光模组，然后分析当前超薄LED 背光模组设计中存在的缺点和不足，针对当前的缺陷提出改进创新设计要点，并以实际案例进行改进设计分析。
关键词：超薄；LED ；背光模组；改进设计中图分类号：TN873.93文献标识码：A 文章编号：1673-1131（2019）04-0155-02互联网技术和智能技术不断发展完善，人们对生活水平和生活质量的要求越来越高。
液晶电视逐渐普及，超薄化、智能化也成为液晶电视的必然发展趋势。
液晶电视的发展对液晶电视面板、背光模组等部分的技术要求越来越高。
2017年我国液晶电视面板产量达到6951.5万平方米，产量位居全球第二，以背光模组为代表的自主核心技术快速增长。
传统LED 屏幕背光模组主要通过CCFL （冷阴极荧光灯）技术实现，这一技术具有一定缺点，不仅仅色彩还原率不稳定，而且使用过程中产生的的汞蒸气会对人体身体健康造成威胁。
在这样的前提下必须要发展新的LED 背光模组技术，提高色彩质量，解决汞蒸气问题，并尽可能降低损耗，提高LED 屏幕使用寿命。
1LED背光模组概述图1LED 背光模组图对于平板电视以及液晶电视而言，大尺寸超薄LED 背光源成为一种新的发展趋势。
在LED 电视机市场的数据统计中发现，这一市场虽然不断发展但是仍然存在很多问题和缺点。
传统LED 采用CCFL 管实现背光照明，屏幕的对比度为450-650cd/m 2，这种技术下制造的LED 面板不能实现局部调光，在关机的时候屏幕还存在不能完全关断的问题。
因此，CCFL （冷阴极荧光灯）往往仅用作大型平板显示器的背光照明。
为进一步提高LED 质量，LED 背光照明技术被提出，采用这一技术的LED 面板进行背光照明的亮度更高，能够很好实现面板局部调光。
解决方案：大尺寸超薄侧光式LED背光源设计
解决方案：大尺寸超薄侧光式LED背光源设计引言液晶屏自身并不发光，为了可以清楚地看到LED显示屏的内容，需要一定的白光背光源。
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组件构成。
传统的背光源采用的是冷阴极荧光灯（CCFL），色彩还原性差，含有对人体有害的汞蒸气。
LED背光源色彩还原性好、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，利用专门的逆变器才能驱动起来。
而LED可以低电压工作，响应速度快，控制较为方便。
近年来LED被逐渐引入到现有的液晶显示技术中，背光源非常有可能成为下一个被LED垄断的产业。
LED背光源如果通过增加对比度、区域控制等手段，性能要远远优于CCFL背光源。
目前，LED背光源已经在中小尺寸面板中普及，如手机、数码相框等，随着LED技术的发展和LED芯片的不断成熟，LED液晶电视将可能逐步取代传统的CCFL液晶电视。
背光源根据光源的位置不同分为直下式背光源和侧光式背光源。
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和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。
而侧光式背光结构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。
1 结构设计本文所设计的LED背光源是侧光式超薄结构，整个结构包括：LED灯条、驱动板、膜材、导光板、散热块、上框架、背板。
背光源采用白光LED，整个结构设计以Active Area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，设计其它尺寸。
综合考虑电路设计及光学设计的要求，对结构进行设计。
结构设计先从UⅣOUT布局图着手，表达整体机构以及各部件相互之间的装配关系，然后着手零件图结构设计。
上框架采用分段式设计，在长度方向上分段，避免长度过长。
一个超薄直下式电视背光源方案
一个超薄直下式电视背光源方案发表时间：2019-11-26T14:54:40.477Z 来源：《中国西部科技》2019年第22期作者：龚丹雷[导读] 本文运用非成像光学原理对3030LED进行二次光学设计，并采用该器件开发一款混光距离为5mm的直下式灯条背光源，实现了电视显示模组的轻薄化和背光区域调节。
龚丹雷佛山市国星光电股份有限公司摘要：本文运用非成像光学原理对3030LED进行二次光学设计，并采用该器件开发一款混光距离为5mm的直下式灯条背光源，实现了电视显示模组的轻薄化和背光区域调节。
关键词：一个超薄直下式电视背光源方案1. 前言LCD液晶显示屏为非自发光的显示设备，必须外接背光源才能显示内容。
背光源模组通常由光源、反射膜、扩散板、棱镜片等组成。
光源的质量直接影响电视的显示品质，目前常用光源分为LED直下式灯条和侧入式灯条。
直下式灯条背光源的结构如图1所示，透镜将LED 出光进一步发散，光学膜片和扩散板将光均匀分布，然后将光导向液晶显示屏。
高端电视的发展趋势之一是轻薄化和带背光区域控制。
通常直下式灯条所用透镜的高度大于5mm，而且需要一定的混光距离（OD）才能在目标照射面上形成均匀的光斑。
混光距离10mm对于带透镜的直下式灯条背光源已经要求很高，所以开发混光距离为5mm的直下式灯条背光源存在很大的技术难度。
2. 不用透镜的直下式电视背光源方案设计对于直下式灯条背光源，去掉透镜能有效减少背光模组的厚度，而且可以省掉透镜开发和贴装等工作。
但一般3030 LED的发光角度大约为110~120°，光强分布如图2所示，如果采用这些LED开发不带透镜的OD 5mm背光源，LED点阵的间距会很小，背光模组需要采用很多的灯条和LED，导致产品成本很高。
不带透镜的超薄直下式电视背光源方案的设计思路是运用非成像光学原理对LED发光面进行二次光学设计，改变LED的光强分布，使LED正上方的亮度减弱，光斑亮度逐步向外提升；在混光距离为5mm时，LED的亮度既满足电视机的亮度要求，光斑又最大化，使背光源具有优良的性价比。
液晶电视背光模组设计与测试
液晶电视背光模组设计与测试液晶电视作为现代化家庭电器，在家庭中扮演着越来越重要的角色。
在液晶电视的核心技术中，背光模组是其重要的组成部分之一。
背光模组在电视中的作用就是让电视显示出色的画面，减少白白发光的情况，为人们的观影提供更佳的体验。
本文将详细讲解液晶电视背光模组设计与测试的相关知识与技术。
一、液晶电视背光模组基础知识1.1 背光源类型对于液晶屏幕而言，有两种背光源类型可供选择，一种是CCFL冷阴极灯管，一种是LED(大功率)。
在液晶电视行业中，CCFL灯组的等价性性价比较高，在当前市场中占据了绝大多数份额，而LED大功率灯组则是一种比较新的背光源类型，其优势在于能通过控制每一个像素点的亮度来实现更细腻的画面表现，而且消耗的电能更少。
1.2 背光模组的特点背光模组是一种固定在液晶屏幕后面的组件，其具有日常照明灯的特性，但主要是为显示时间创造光照效果的。
不同的背光模组数量和安装方式会影响电视显示性能，例如视野角度、颜色表现、对比度、亮度等。
1.3 背光模组的优缺点背光模组的优点是优化了视觉效果，可以使电视显示出更加明亮、更加细腻的画面，提高视觉舒适度和体验感。
缺点是背光模组消耗的电能非常大，并且会影响到电视画面的亮度、对比度等方面，同时在使用过程中也很容易出现灯管寿命问题。
二、液晶电视背光模组设计2.1 背光模组的结构液晶电视背光模组主要由五个部分组成：冷阴极灯管或LED背光源、灯罩、反射板、光学片和PCB板。
各个部分之间的互动影响着电视的显示质量。
2.2 背光模组的设计原则在液晶电视背光模组设计中，有一些需要注意的原则。
首先是应该根据电视尺寸和背光源的类型来设计合适的模组尺寸。
其次，应该选择合适的反射板以使其能够反射足够的光线。
其次，要保证光线的均匀分布，避免通过反射板透入的光线在液晶屏幕上形成影响。
2.3 背光模组材料背光模组的材料非常重要，会直接影响着电视的显示效果。
在材料的选择上，应该考虑到其反射率、漫反射系数、折射率等因素。
关于超薄LED背光模组优化设计的几点探讨
关于超薄LED背光模组优化设计的几点探讨摘要：随着人们生活水平的不断提高，人们对液晶电视有了更高的追求，对超薄LED电视更为钟爱。
但是，由于LED液晶电视的液晶玻璃本身不会发光，这就对背光模组的设计提出了更高的要求。
因此，本文主要通过分析传统液晶电视结构的设计，着眼未来电视造型的薄化趋势，针对背光模组结构，提出了可实现的新颖的结构设计解决方案，为设计师在超薄液晶电视中LED背光模组结构设计方面提供一定的参考，以更好应对市场对超薄液晶电视的发展需求。
关键词：超薄LED；背光模组；优化设计引言：随着互联网技术和智能技术的不断发展完善，人们对生活质量的要求越来越高。
而液晶电视的普及，使得超薄化、智能化成为了液晶电视发展的必然发展趋势。
液晶电视的发展对液晶电视面板、背光模组等部分的技术要求也就越来越高，尤其是对超薄LED的追求上，在传统LED屏幕背光模组主要是通过CCFL （冷阴极荧光灯）技术实现，这一技术具有一定缺点，不仅仅色彩还原率不稳定，而且使用过程中产生的的汞蒸气会对人体身体健康造成威胁。
1.传统背光模组设计分析电视从CRT时代走入液晶时代，也带来了背光模组技术。
因液晶玻璃无法自己发光，背光模组便成为了液晶电视必不可少的零件之一。
背光模组作为液晶显示器的主要零组件之一，它的结构主要是由前框、中框、导光板（扩散板）、光源、光学用膜片、后框等组件构成。
根据光源的类型分为以下三种EL、CCFL和LED背光源，根据光源的位置可以分为直下式（也可叫做底背光式）和侧光式（图 1），其中，背光模组直下式主要指把光源位置放于正下方的结构模式，光源由灯管、LED 等自发性光源照射到反射板经过折射后，均匀的扩散为面板光源。
这种模式的自发性光源可以根据显示器的面积进行增加，但是对背光模组的重量和厚度都会加大。
图一背光模组侧光式指的是发光源位于显示器面板的侧面，发射的光线通过导光板和光学膜片的折射形成分散均匀的液晶显示器光源，侧光式背光模组具有轻便、窄薄、电耗低的优点，传统的侧光式CCFL背光源已经成为液晶电视中使用最高的光源模式。
超薄双面背光模组及其框架结构的制作方法
一种超薄双面背光模组及其框架结构，包括主框架、支撑框、散热板、灯带、导光板、光学膜片，所述的主框架为两个，主框架上设有多个固定孔，两个主框架通过穿过固定孔的螺栓固定连接，主框架上对称设有两个散热槽，主框架上还设有第一安装槽和第二安装槽，两个主框架上的第二安装槽共同夹持支撑框，支撑框中部设有限位槽，支撑框上设有第三安装槽和第四安装槽，限位槽中设置有散热板，散热板上设有多组灯带，第三安装槽内设有导光板，第四安装槽内设有光学膜片。
采用上述结构，实现了取消背板的支撑，采用框架支撑结构，减小双面背光模组的整体厚度，降低成本，提升产品的市场竞争力；整个装置结构简单，方便安装使用，实用性强。
权利要求书1.一种超薄双面背光模组及其框架结构，包括主框架（1）、支撑框（2）、散热板（3）、灯带（4）、导光板（5）、光学膜片（6），其特征在于：所述的主框架（1）为两个，主框架（1）上设有多个固定孔（102），两个主框架（1）通过穿过固定孔（102）的螺栓（9）固定连接，主框架（1）上对称设有两个散热槽（103），主框架（1）上还设有第一安装槽（104）和第二安装槽（105），两个主框架（1）上的第二安装槽（105）共同夹持支撑框（2），支撑框（2）中部设有限位槽（201），支撑框（2）上设有第三安装槽（202）和第四安装槽（203），限位槽（201）中设置有散热板（3），散热板（3）上设有多组灯带（4），第三安装槽（202）内设有导光板（5），第四安装槽（203）内设有光学膜片（6）。
2.根据权利要求1所述的一种超薄双面背光模组及其框架结构，其特征在于：所述的第一安装槽（104）内设有安全玻璃（8）。
3.根据权利要求1所述的一种超薄双面背光模组及其框架结构，其特征在于：所述的主框架（1）上设有多个限位卡板（101），限位卡板（101）位于主框架（1）上靠近第一安装槽（104）的边缘。
4.根据权利要求1所述的一种超薄双面背光模组及其框架结构，其特征在于：所述的散热板（3）靠近散热槽（103）的两个侧边上设有多个散热片（301），散热片（301）位于散热槽（103）内。
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１ 结构设计
本文所设计的ＬＥＤ背光源是侧光式超薄结构， 整个结构包括：ＬＥＤ灯条、驱动板、膜材、导光板、散 热块、上框架、背板。背光源采用白光ＬＥＤ，整个结 构设计以Ａｃｔｉｖｅ Ａｒｅａ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 它尺寸。综合考虑电路设计及光学设计的要求，对结 构进行设计。结构设计先从ＵⅣＯＵＴ布局图着手， 表达整体机构以及各部件相互之间的装配关系，然 后着手零件图结构设计。上框架采用分段式设计，在 长度方向上分段，避免长度过长。灯条的出线端设置 在背板的四个角处，减少绕线长度。
ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｉｔｓ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｉｓ ９．９ｍｍ．ｉｔｓ ｐｏｗｅｒ ｉＳ １ ５０Ｗ，ｉｔｓ ｃｅｎｔｅｒ ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ ｉｓ ５，７００ｎｉｔ，ａｎｄ ｔｈｅ
ｕｎ．ｆｏｒｍｉｔｙ ｉＳ ８２％ｂｙ ｔｅｓｔｉｎｇ．Ｉｔ ｒｅａｃｈｅｓ ｔｈｅ Ｉｅａｄｉｎｇ ＩｅｖｅＩ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｄｕｓｔｒｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＬＥＤ ｂａｃｋｌｉｇｈｔ；ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ｄｒｉｖｅ；ｕｌｔｒａ－ｔｈｉｎ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
李秀真：超薄液晶电视用ＬＥＤ背光模组的设计 文章编号：１００６－６２６８（２０１０）１１－００４０－０４
技 术
超薄液晶电视用ＬＥ Ｄ背光
宓
瑰
模组的设计
李秀真 （北京京东方茶谷电子有限公司研发所。北京１００１７６）
摘 要：大尺寸ＬＥＤ背光源是平板电视产业发展的新趋势。文章设计了一款大尺寸超薄侧光式
ＬＥＤ背光源。调研了ＬＥＤ厂家，从光效、功耗、结构设计等方面考虑选择ＬＥＤ，通过光学设计软件
ＬＥＤ的电学及光学特性。
表１ ＬＥＤ电学及光学特性
材料
正向电压，ｖ 最小 最大
光通虽／ｌｍ 最小 最大
出射 ／ｄｅｇ
条件
ＧａＮ
３．２
３．６
２２
２８．５
１２０
ＩＦｌ２０ｍＡ
为了提高背光源的亮度，膜材结构搭配为：一层 扩散片＋一层ＢＥＦ＋一层ＤＢＥＦ。其中，扩散片的作 用是借扩散物质的折射与反射将光雾化，让射晶模块以提高辉度：ＤＢＥＦ是利用原先被传统 吸收型偏光片吸收的５０％的光线来增加亮度。导光 板网点直径为０．５４～１．５５ｍｍｏ图１所示为导光板 的部分网点分布图。
（下转第４９页）
Ｄｅｃ．２０１０，总第１１９期
范伟等：反射型硅基液晶显示模式
比度以及工艺制作的难易程度是衡量的标准。
参考文献 １１】代永平．ＬＣＯＳ微显示技术【Ｊ１．液晶与显示，２００９，２４（４），
Ｐ．４７１—４７７． 【２】Ｙｕ Ｆｅｉｈｏｎｇ，Ｗａｎｇ Ｑｉａｎ．Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ
背光模组的作用是把点光源发出的光通过漫反
射使之成为面光源。为了得到合格的面光源，首先要
选择合适的ＬＥＤ，本设计采用的是白光双芯片
芨 术
ＬＥＤ。通过预设白场光度指标，结合对液晶屏、光学 交 膜等影响因素的研究分析，完成对整个背光源所需 施
光通量的计算。根据计算的光通量，结合ＬＥＤ的光
学特性计算出所需ＬＥＤ的颗数。表１所示为所选
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｐｐｌｙｉｎｇ ｌａｒｇｅ－ｓｉｚｅ ＬＥＤ ｂａｃｋｌｉｇｈｔ ｉｓ ｔｈｅ ｎｅｗ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ｆｌａｔ－ｐａｎｅｌ ＴＶ ｉｎｄｕｓｔｒｙ．Ａ ｌａｒｇｅ＇－ｓｉｚｅｄ ｕｌｔｒａ—ｔｈｉｎ ｅｄｇｅ－ｌｉｇｈｔ ｔｙｐｅ ＬＥＤ ｂａｃｋｌｉｇｈｔ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ． Ｄｅｐｅｎｄｉｎｇ ｏｎ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｔｈｅ ＬＥＤ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒｓ，ＬＥＤ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｃｈｏｓｅｎ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｕｍｉｎｏｕｓ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｄｅｓｉｇｎ，ｅｔｃ．Ｔｈｅ ｌｉｇｈｔ ｇｕｉｄｅ ｐｌａｔｅ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｏｐｔｉｃａＩ ｄｅｓｉｇｎ ｓｏｆｔｗａｒｅ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ＬＥＤ，ｔｈｅ ｌｉｇｈｔ—ｂａｒ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｔｏ ｂｅ ｄｏｕｂｌｅ－ｌａｙｅｒ ＭＣＰＣＢ，ａｎｄ ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ｄｅｓｉｇｎ
４０现代显示Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ
万方数据
Ｄｅｃ．２０１０，总第１１９期
收稿日期：２０１０—１０—２９
李秀真：超薄液晶电视用ＬＥＤ背光模组的设计
引言
２ 光学设计
液晶屏自身并不发光，为了可以清楚地看到显 示屏的内容，需要一定的白光背光源。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 必要的光学辅助组件构成。传统的背光源采用的 是冷阴极荧光灯（ＣＣＦＬ），色彩还原性差，含有对 人体有害的汞蒸气。ＬＥＤ背光源色彩还原性好、 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，利用专门的逆变器才能驱动 起来。而ＬＥＤ可以低电压工作，响应速度快，控制 较为方便。近年来ＬＥＤ被逐渐引入到现有的液晶 显示技术中，背光源非常有可能成为下一个被ＬＥＤ 垄断的产业。ＬＥＤ背光源如果通过增加对比度、区域 控制等手段，性能要远远优于ＣＣＦＬ背光源。目前， ＬＥＤ背光源已经在中小尺寸面板中普及，如手机、数 码相框等，随着ＬＥＤ技术的发展和ＬＥＤ芯片的不 断成熟，ＬＥＤ液晶电视将可能逐步取代传统的 ＣＣＦＬ液晶电视¨’２１。
ｊＳ ａｄｏｐｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｄｒｉｖｅｒ ｃｏｎｔｒｏＩ ｃｉｒｃｕｉｔ ｗｈｉｃｈ ｓｕｐｐｏｒｔｓ ｔｈｅ ＰＷＭ ｄｉｍｍｉｎｇ．Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ａ
ｂｅｔｔｅｒ ｃｏｏｌｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ，ｔｈｅｒｍａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｉｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ．Ｔｈｅ ｅｄｇｅ ｌｉｇｈｔ ｔｙｐｅ ＬＥＤ ｂａｃｋｌｉｇｈｔ ｄｅｓｉｇｎｅｄ
文献标识码：Ｂ
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ＬＥＤ Ｂａｃｋｌｉｇｈｔ Ｍｏｄｕｌｅ Ｕｓｅｄ ｆｏｒ Ｕｌｔｒａ－ｔｈｉｎ ＬＣＤ ＴＶ
Ｌｌ Ｘｉｕ－ｚｈｅｎ
（Ｂｅｉｊｉｎｇ ＢＯＥ ＣＨＡＴＡＮＩ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ。，Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １ ００１ ７６，Ｃｈｉｎａ）
设计了导光板网点：根据ＬＥＤ的规格及颗数设计双层铝基板灯条，驱动控制电路采用高压驱动方
案。支持ＰＷＭ调光。经测试，文中设计的液晶电视用侧光式ＬＥＤ背光源厚度９．９ｍｍ，功耗
１５０Ｗ，中心亮度５，５００ｎｉｔ，均齐度８２％，达业界领先水平。
关键词：ＬＥＤ背光；高压驱动；超薄结构
中图分类号：ＴＮ３１２＋．８
万方数据
参考文献 【１１张成功．ＬＥＤ背光源驱动及光学设计技术研究【Ｄ１．中国
海洋大学学位论文，２００９年６月． 【２】黄启智．ＬＣＤ显示器的背光技术分析及应用ｌＮ】．漳州职
业技术学院学报，２００８年１月． 【３ｌ王大巍，王刚，李俊峰，刘敬伟。薄膜晶体管液晶显示器
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ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ ｎｅｍａｔｉｃ ｄｉｓｐｌａｙｓ ｗｉｔｈ ｏｎｌｙ ｏｎｅ ｐｏｌａｒｉｚｅｒ［Ｊ］．光 子学报，２０００．８，ｖ０１．２９ Ｎｏ．８，Ｐ．６９２—７００． 【３】ＷＵ Ｓ－Ｔ．Ｙａｎｇ Ｄ－Ｋ．Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙｓ 【Ｊ１．Ｊｏｈｎ ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ，２００１． 【４】Ｋ．Ｈ．Ｙａｎｇ．Ａ Ｓｅｌｆ—Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ Ｍｏｄｅ ｆｏｒ．Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ Ｌｉｇｈｔ Ｖａｌｖｅｓ【Ｊ１．Ｅｕｒｏ－Ｄｉｓｐｌａｙ。９６， １ ９９６，Ｐ．４９９． ｆ５】Ｓｏｎｅｈａｍ Ｔ．Ｏｋｕｍｕｒａ Ｏ．Ａ Ｎｅｗ ｔｗｉｓｔｅｄ ｎｅｍａｔｉｃ ＥＣＢ （ＴＮ—ＥＣＢ）ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ａ ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ ｌｉｇｈｔ ｖａｌｖｅ ｌＪ】．Ｊａｐａｎ Ｄｉｓｐｌａｙ。８９．１ ９８９，Ｐ．１ ９２－１ ９５． 【６】Ｊ．Ｃｈｅｎ，Ｆ．Ｈ．Ｙｕ，Ｓ．Ｔ．Ｔａｎｇ，Ｈ．Ｃ．Ｈｕａｎｇ，Ｈ．Ｓ．Ｋｗｏｋ． Ｎｅｗ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ ＬＣＤ ｍｏｄｅｓ ｆｏｒ ｄｉｒｅｃｔ－ｖｉｅｗ ａｎｄ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ｄｉｓｐｌａｙｓ ｌＪ】．ＳＩＤ９７ ＤＩＧＥＳＴ．１ ９９７，Ｐ．
３．３散热设计 由于ＬＥＤ的光效较低，工作时会产生大量的热
量，如果不解决散热问题，会导致ＬＥＤ发光亮度的 衰减和使用寿命的缩短。为了抑制ＬＥＤ产生的热量 影响背光模组的辉度和色度，就要对ＬＥＤ进行散热 设计。
为了达到更好的散热效果，将ＬＥＤ阵列焊接在 铝基板上（ＭＣＰＣＢ），铝基板比普通的ＰＣＢ（ＦＲ４材 质的ＰＣＢ）散热效果要好很多倍。在铝基板下面，设 计了长条形的散热块。在散热块和灯条之间贴敷导 热双面胶，并用螺钉固定铝基板和散热块。在背光源 的四周热量聚积地带，贴敷带保护膜的导热片。为了 降低热阻，在ＬＥＤ焊盘上加导热过孔。这样，减少了 ＰＣＢ板垂直于热流方向的截面积，从而减少了顶层 和底层之间的热阻而加强了ＬＥＤ灯热量的传导。最 后，依靠电视机壳里的空气对流将热量散掉。
背光源根据光源的位置不同分为直下式背光源 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 和扩散板的扩散和混合后，成为面光源发射出来㈣， 直下式背光源需要一定的混光距离。而侧光式背光 结构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。
４测试结果及结论
本文所设计的液晶电视用超薄ＬＥＤ背光源为 侧光式结构，光源采用白光ＬＥＤ。图４所示为组装 后的ＬＥＤ背光源，厚度为９．９ｍｍ。利用ＢＭ一７进行 九点测试，中心辉度为５，５００ｎｉｔ，亮度均齐性为 ８２％，色彩还原性达到９５％＠ＣＩＥ １９７６。背光源整 体功率为１５０Ｗ，其中ＬＥＤ功耗为１３５Ｗ，驱动电路 效率达９０％。背光系统的驱动电路属于高压驱动， 电路简单，电流一致性良好。