1. 引言
由于液晶顯示屏本身并不發(fā)光,所以為液晶顯示器件提供所有光源的背光源扮演著十分重要的角色。雖然,由于成本低廉、技術(shù)成熟等原因,冷陰極燈管(CCFL)仍將是未來幾年內(nèi)液晶顯示器件(LCD)背光源絕對主要的光源。但人們也逐漸認(rèn)識到CCFL本身存在的若干致命弱點,比如含有對人體有害的汞蒸汽,色彩還原性差等。
因此,隨著環(huán)保意識的提高以及用戶對畫面質(zhì)量越來越高的要求,出現(xiàn)了CCFL 燈管被其他光源所取代的趨勢,這些替代者包括發(fā)光二極管(LED)、電極外置熒光燈(EEFL)、場致發(fā)光平面光源(EL Flat Lamp)和有機電致發(fā)光(OLED)等。其中具有環(huán)保、色彩還原性好、壽命長等優(yōu)點的固體光源LED是最被看好的下一代綠色背光光源,被普遍認(rèn)同為大勢所趨。
與其他光源相比,LED背光源最顯著的優(yōu)點是可以提供前所未有的色彩還原性。通過選擇適當(dāng)波長的LED和與之相匹配的彩膜,LED背光源的色彩還原范圍可以達(dá)到美國國家電視系統(tǒng)委員會(NTSC)標(biāo)準(zhǔn)的105%甚至120%以上。相比較而言,傳統(tǒng)的陰極射線管(CRT)電視只有85%左右,CCFL背光源的液晶電視更是只有65%-75%.在畫質(zhì)就是生命的顯示行業(yè),具有更加鮮艷的色彩將是壓倒性的優(yōu)勢。依傳統(tǒng)觀念而言,液晶顯示器尤其是液晶電視,由于色彩和響應(yīng)速度不如CRT甚至PDP而屢遭詬病,液晶顯示器件可以通過瞬間背光閃爍和掃描技術(shù),消除普通液晶顯示在顯示快速移動物體時出現(xiàn)的拖尾模糊現(xiàn)象,畫面質(zhì)量將顯著提升,LED納秒量級的響應(yīng)速度為上述技術(shù)的實現(xiàn)提供了堅實的保證。點陣式的LED背光源可以將整個屏幕分成若干區(qū)域,根據(jù)顯示的影像信號,單獨控制每個區(qū)域的亮度和顏色,所以影像暗的部分能夠做到更暗,亮的部分能夠更亮,可以獲得超過10000:1的動態(tài)對比度,同時,這種LED背光源比通常用的背光源省電48%左右。在使用壽命上,LED可以達(dá)到10萬小時以上,相當(dāng)于每天看電視8h,可以看30多年。與CCFL內(nèi)含有致命的汞蒸汽不同,LED是半導(dǎo)體固體光源,完全是一種理想的綠色光源。
綜上所述,具有諸多不可比擬之優(yōu)勢的LED背光源必將在不久的將來,成為LCD重要,甚至是主要的背光光源。
雖然LED背光源已然成為國際研究的熱點,但是在中國內(nèi)地的研究才剛剛開始。在與背光源結(jié)合最為緊密的液晶面板廠家中,京東方成為中國內(nèi)地第一個研究和開發(fā)出LED背光樣品的液晶面板廠家。研發(fā)的目標(biāo),就是希望在不久的將來能夠為業(yè)界提供帶LED背光源的液晶模組產(chǎn)品。本文設(shè)計和制作了一款66cm(26in)液晶電視用,LED背光源。模擬出LED的光學(xué)分布,以此為基礎(chǔ)模擬出LED陣列的光強和顏色分布,得到適合的背光源厚度尺寸。在實際制作中,采用高效的驅(qū)動電路對,LED陣列進(jìn)行驅(qū)動,利用鋁制散熱片為背光源提供良好的散熱。在整體背光源功耗為150W時,中心亮度達(dá)到13390cm/m2,均勻度為84.1%色彩還原性達(dá)到NTSC標(biāo)準(zhǔn)102%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過CCFL背光源的70%.
2. 設(shè) 計
本文以一款66cm LED背光源為目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計??紤]到背光源所需要的亮度較大,使用LED的數(shù)目較多,而且需要大的散熱面積,所以采用直下式背光結(jié)構(gòu)。圖1是直下式LED 背光源示意圖,包括一個光學(xué)反射腔作為整體結(jié)構(gòu)的支撐、和散熱片結(jié)合的LED陣列、由擴散板和光學(xué)膜組成的背光源出光面,最后和液晶面板構(gòu)成液晶面板模組。
圖1 直下式LED背光示意圖
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