基于LED的直下式动态LCD背光源

对液晶显示来说,与静态背光源相比, 直下式动态背光源具有多种优点.提出了一种基于LED的直下式动态背光源结构,将单个LED发出的光投射区域限制在散光膜的单一区域,即每个LED只负责液晶部分区域的背光照明.基于该结构,对240 mm×180 mm尺寸的背光源仿真结果进行了理论分析,结果表明其亮度均匀度达到93.1%,ΔU′V′小至0.003 545,完全满足背光源应用要求.     

圆锥反光面与抛物面反光面组成的边发射型LED及其在LCD背光源中的应用

设计了一种边发射型的白光LED封装结构,通过全反射和反光镜的反射使LED发出的光由两侧出射,并且可以通过调节锥形反光镜的锥顶角来控制光强角分布中峰值的位置.利用光路追迹软件对所设计的结构进行模拟,并将所设计的边发射型LED用于直下式背光源中.通过对模拟结果的分析,当背光源灯箱大小为228 mm×150 mm,灯箱厚度在20～30 mm时,均匀度可以达到85%以上.利用具有表面布点的导光板结构,使侧向出射的光线经过导光板底面的锥形网点时,经历一次折射和一次全反射.这样将侧向出射的光线导向正向出射,提高了背光源正向的亮度.     

直下式LED背光源模组第二扩散导光板光学特性分析

针对直下式发光二极管(LED)背光源模组均匀度低且模组厚度大的缺点,提出了加入第2扩散导光板的直下式LED背光源模组,并采用九点取值法及TRACEPRO软件,模拟了第2扩散导光板入光面及出光面、高度和厚度对背光源模组光特性的影响。结果表明,第2扩散导光板的入光面及出光面对背光源模组均匀度的提升影响较大。当入光面采用凹陷结构、出光面采用弯曲结构时,有利于增大模组均匀度;且模组的均匀度分别随凹陷结构半径的减小和弯曲结构半径的增大而增大。而其高度和厚度主要影响背光源模组的光斑显示效果,随着高度的增加,光斑范围增大,暗区团逐渐减小;随着厚度的增加,照度最大值增大但亮点增多,产生亮暗不均的现象,从而影响了背光的主观效果。     

LED波长一致性和温度均匀性对背光源色差的影响

直下式动态三基色LED背光源具有色域广、寿命长、节能环保、对比度高等优势,但许多因素限制了其颜色的表现力。研究了LED波长一致性、背光温度均匀度两个因素对色差的影响,指出为使色差小于人眼所能分辨范围(CIE1976色坐标体系Δu′v′小于0.005),LED的主波长波动范围应低于5nm,背光源不同位置的最大温差应低于8℃。     

一种带有曲面底板的直下式LED平板灯设计

针对直下式LED平板灯均匀度低且厚度大的缺点,提出了一种带有曲面底板的直下式LED平板灯,采用Taguchi方法设计,并通过TracePro软件进行仿真模拟,对影响直下式LED平板灯照度均匀度和平均照度的参数因子进行分析,并运用ANOVA理论分析出各因子对品质的影响程度,优化各项结构参数,以设计出符合要求的产品,并通过实验对模拟结果进行验证。结果表明:LED芯片排布方式对照度均匀度和平均照度的影响程度都最大,分别有47.4%和50.2%的贡献度。当芯片选择正六边形排布,倾斜角度为30,平板灯无微结构,混光距离为25 mm,得到最优化照明效果。扩散板照度均匀度达到88.3%,与实验结果基本一致,厚度相对于目前直下式平板灯减少37.5%以上。模拟得到的会议室照明效果满足国家建筑照明设计标准,所得结果为设计直下式平板灯提供理论依据。     

基于无缝平凹透镜阵列的LCD背光模组设计

针对大尺寸LCD直下式背光模组的均匀性问题提出了一种无缝平凹透镜阵列,用以代替常用的扩散膜。模拟了106.68mm(42in)LED背光源的光学分布,得到了合适的透镜半径、结构以及LED阵列间距,分析了平凹透镜阵列半径和平凹透镜阵列与光源的相对位置对匀光作用的影响。结果表明:半径为1mm、厚度为2mm的无缝平凹透镜阵列较好地起到了匀光的效果,接收面的照度均匀性为88.61%。     

直下式LED平板灯的均匀照明设计

针对超薄LED 平板灯导光板价格昂贵以及传统直下 式LED 平板灯厚度厚和LED 数量多等 问题,设 计了新型直下式LED 平板灯。基于边缘光线理论,对光源和目标面进行网格划分并形成映射 关系,由Snell 公式推导出内外自由曲面的微分方程,采用迭代法计算出内外自由曲面数据,设计实现适用 于直下式LED 平板灯的大角度二次光学透镜。研究表明:双自由曲面大角度透镜可实现对LED 150°的大角度配光,其照 度均匀度为0.86,且能量利用率为99.5%。在 不同厚度下,利用大角度二次光学透镜的LED单元阵列距高 比(D/H)约等于3时,目标面上的照度均匀度均达到0.88以上。通过对新型直下式LED平板灯照明效果 进行模拟,结果完全满足国家建筑照明设计标准,且LED的使用数量为相同功率下传统直下 式LED平板灯的30%,减小了20mm的厚度,大 大降低了LED平板灯的生产成本。     

关于LED背光源及其驱动方法的研究

LCD制造商们已经减缓了将传统灯箱式LED背光源应用于高性能、高可靠性的彩色液晶显示器的步伐,特别是对于较大尺寸的显示屏。目前,在市面上背光源解决方案花样繁多,例如,边光式和直下式背光源。本文将介绍几种主要的LED背光方案。     

基于照度分割反馈法的扩展光源背光源设计

以LED为扩展光源,提出一种基于照度分布分割与反馈的方法为LED设计非常紧凑的光学自由曲面透镜,进而设计实现了大距高比(DHR)的直下式背光源.与子光学面联接构成光学面的过程相对应,总照度分布被分割为子照度分布.通过修正子光学面来调整子照度分布,使得总照度分布足够接近于目标照度分布,所需光学面就被构建出来了.该设计过程不依赖于仿真,简便易行,适用广泛.作为实例,一个非常紧凑(透镜的中心高度与LED尺寸相等)的自由曲面透镜被设计出来,作为直下式背光源的配光透镜.仿真结果表明,背光源照度分布的均匀度达到了0.91,相对标准差(RSD)低至0.020 2,总的光能利用率达到了85.5％.     

大尺寸液晶电视用LED背光源的设计与制作

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LED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LED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/m2,均匀度为84.1%,色彩还原性达到NTSC标准102%,远远超过CCFL背光源的70%。