侧光式LED液晶电视背光模组设计原理_何胜斌(精)
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Keywords
backlight ; LED light ; LED guide plate ; optical films
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
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．
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,
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,
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
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
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
作5%。那么,灯管出射的X 1m的光在通过整个光路后的光通量为X ˑ 80%ˑ 95%ˑ 5%=0. 038X 1m。将此光通量除以屏幕的面积,再除以π,可以得出这个屏幕的法向亮度,
关键词LED背光模组; LED灯珠;导光板;膜片
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
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、画质等均百度文库合设计要求。
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
7
9
电子·电路
何胜斌:侧光式LED液晶电视背光模组设计原理
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。
3
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,
backlight ; LED light ; LED guide plate ; optical films
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
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．
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,
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,
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
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
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
作5%。那么,灯管出射的X 1m的光在通过整个光路后的光通量为X ˑ 80%ˑ 95%ˑ 5%=0. 038X 1m。将此光通量除以屏幕的面积,再除以π,可以得出这个屏幕的法向亮度,
关键词LED背光模组; LED灯珠;导光板;膜片
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
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、画质等均百度文库合设计要求。
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
7
9
电子·电路
何胜斌:侧光式LED液晶电视背光模组设计原理
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。
3
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,