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　　2 背光模组的设计
　　液晶屏本身不发光，它的亮度、均匀性等光学指标都依赖于后部的背光模组。一般背光模组的光学功能，除了发光源外，还包含导光、反射、匀光（扩散）、集光、光回收等功能[5]。为了满足产品的高亮度要求，提高背光模组的发光效率，同时满足背光的均匀性要求，我们设计了双侧LED背光模组，包括双侧LED背光源、反射片、导光板、扩散片、棱镜片、偏光增量片等。图3是双面侧背光背光模组的结构示意图。
　　LED背光源发出的光线从导光板入光面进入导光板内部，大部分光线在导光板内部以全反射传输。导光板下侧与反射片接触面设计一些凹凸网点，当全反射光线射到凹凸网点时，反射光会往各个角度散射，破坏全反射条件，使光线从导光板正面射出。从导光板四周及下侧折射出来的光经过反射片又重新反射回导光板，提高了光源利用效率。导光板正面射出的光线经过扩散片后，由点光源变为亮度均匀的面光源，防止在液晶屏前端看到LED的影子。棱镜片是一种集光装置，主要利用全反射和折射，将从扩散片出来的光，集中在一定角度里出射，从而提高该视角范围内的亮度，但视角会相对变窄。通常使用两张棱镜片，上下两张棱镜片采用正交方式排列，分别处理水平及垂直方向的集光需求。偏光增亮片不像棱镜片那样通过集光来提高亮度，而是不改变光的分布，将各个方向上的出光量都提高。偏光增亮片将无法通过液晶屏下偏光片的光反射回背光系统重新消偏振后再次被它过滤，从而使能够通过液晶屏下偏光片的出光量增加。
　　导光板是背光模组中的重要部件，我们选用的是亚克力材料，它具有较低的表面粗糙度和良好的光学特性。通过设计优化导光板的网点参数可以提高导光板性能。
　　网点参数设计主要利用软件进行模拟，使用LightTools软件进行导光板的设计，以几何光学为基础，根据网点的不同类型设置恰当的光学参数，模拟出接近实际的光学效果，通过优化导光板的网点结构参数，可以得到较好的导光效果。
网点参数是大小或密度变化的二维或三维网点，通过显示网点的密度变化，可以提高背光的均匀性，同时为为避免产生莫尔条纹，每个区域网点的密度是不一样。通过软件计算和模拟可以得到在一个区域内变化网点的数量，得到想要的网点密度。不同区域网点的密度是不一样，结合人眼对突变是很敏感的，对渐变却不敏感的特点，网点密度的变化应该缓慢而平滑的。
　　生成网点后，利用激光机在亚克力板表面刻蚀线槽，制作样品，测量其光效、均匀性等指标，进而调整激光机参数，优化控制网点的大小、深度及分布，使得最终制作的导光板达到较理想的光效和均匀性，图4为双面LED侧背光和导光板系统结构示意图。
　　3 控制电路设计
　　液晶显示模块的控制电路设计主要包括背光控制设计和低温加热设计，控制电路原理图见图5。
　　背光组件透过液晶屏的亮度I与LED的单管数量N、单管亮度i、背光模组透过率T1及液晶屏的透过率T2都成正比，即：
　　I=N×i×s×T1×T2/（W×L）
　　其中，s为LED电流降额系数，背光模组透过率T1，液晶屏的透过率T2可以检测到，W×L为液晶屏长宽尺寸。实际设计中通过简化推导亮度与LED排布的关系，结合经验和实测数据确定LED的排布。单面侧背光由于面积的限制，往往LED管数目是一定的，这样为了达到要求的亮度，就需要提高LED管的电流，电流越大，光效就越低，管子的发热量就越高，极大地降低了LED管的可靠性，为此我们可以通过双面侧背光方式增加LED管的数目，适当降低LED管的电流，提高可靠性。此外，双面侧背光是分两路控制的，当其中一路出现故障时，另一路还可以正常工作，亮度虽然降为原来的一半，但不影响显示质量。

双面侧背光机载液晶显示模块技术研究

2014-09-16 14:56　来源: 互联网作者：杨斌浏览次数 2632

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