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半户外液晶显示用高亮直下式LED背光设计[4]

2012-4-16  来源:北京大学物理学院 彩虹集团上海蓝光科技有限公司  作者:  范曼宁 张国义 郝茂盛 陈云峰  有6577人阅读

  开发了一款用于半户外液晶显示的117cm(46in)直下式背光结构,采用中功率、高显色指数的LED光源,在不使用发散透镜的情况下,使得光源阵列的混光距离在25mm以内,中心亮度可达到20 000cd/m2以上。通过对LED阵列的光学以及驱动和散热设计,实现了一种具有高亮度、高显色画质、散热好、低成本的直下式背光源的方案设计,为户外和半户外液晶展示屏应用提供了支持。

     在LED阵列表面设置一层对应LED排布位置的反射膜,可以正面反射光源出光,使得亮度和出光效率大幅提高。LED阵列出光经过反射膜向上反射后,再经过一层反射板和反射膜的散射作用,可以得到均匀性较好的光源。如果再加一层双层增亮膜(DBEF),则可以获得更好的增亮效果。

  此外,为实现高亮度背光,采用的LED数量较多,功率高达450W 以上,容易产生高温,影响LED光源和液晶屏的正常工作,因此需要较高要求的散热设计。采用的LED光源为陶瓷基座封装,有利于芯片的有效快速散热,电路板选用散热性较好的PCB板材,并在背光源的背板后外加散热片和散热风扇。另外,可以降额使用,在保证亮度前提下,尽量减小LED的工作电流和电压,在不满额的情况下工作,也可以有效缓解其热量过高的问题。

  如表1所示,在有效发光区域内,LED阵列的4个驱动部分,在电流1.1A电压68V的条件下,采用9点测量方式的测试结果(没有外加棱镜膜、DBEF等增亮膜材)。

  采用直下式结构的另一个优势在于,随着新型LED背光在中大尺寸液晶显示领域的广泛应用,传统的CCFL背光的LCD产品面临淘汰,因此在本项目的高亮度直下式LED背光结构的研发中,可以直接使用市场现有的同类型尺寸的背光框架结构。一方面减少了产品开发所需时间,缩短了生产周期,同时可以降低结构设计和加工的成本。

  4 结  论

  采用中功率高显色指数的LED光源,在不使用透镜发散出光的情况下,通过设计LED阵列的排布方式,以及驱动和散热设计,获得高亮度、高显色画质、均匀性好、低成本、散热好的直下式背光结构。随着LED发光效率和背光技术的不断提升,直下式背光结构在大尺寸液晶显示,特别是具有高显色画质和高亮度要求的液晶显示领域,具有明显的优势和应用前景。

编辑:李杰

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