大尺寸高性能LED背光模組關鍵技術研究.pdf

1、目前,液晶顯示器在平板顯示器市場中占據統(tǒng)治性地位,其中,背光模組是液晶顯示的重要組成部分。自2008年起,發(fā)光二極管(LED)背光以高光效、使用壽命長、顯色性能良好、體積緊湊、不含汞等優(yōu)勢迅速取代傳統(tǒng)的冷陰極管(CCFL)背光成為主流技術。LED背光模組按光源的位置可以分為側下式和直下式兩大類。考慮到兩種背光模組的特點,本文將全陣列直下式LED背光用于大尺寸液晶顯示器的背光模組,并對大尺寸高性能全陣列直下式LED背光模組的若干關鍵技術問

2、題展開了研究。
　　首先,在之前的基于Sparrow判據的廣義朗伯型LED陣列照明系統(tǒng)的均勻照明條件研究的基礎上,本文基于Sparrow判據研究了任意光型LED組成的陣列照明系統(tǒng)的均勻照明條件,首次發(fā)現對于某些寬出光角LED,陣列照明系統(tǒng)的照明均勻度隨著LED間距或系統(tǒng)厚度做非單調變化。結合發(fā)現的反常均勻照明條件,本文給出了基于Sparrow判據的均勻照明LED陣列照明系統(tǒng)的一般性設計方法。
　　然后,本文應用人眼視覺中的對

3、比度敏感函數研究了LED陣列照明系統(tǒng)的均勻照明條件,重新推導了廣義朗伯型與寬出光角LED陣列照明系統(tǒng)的均勻照明條件,發(fā)現所得最優(yōu)結構參數比基于Sparrow判據得到的結果更準確、更實用,然后基于對比度敏感函數更系統(tǒng)的論述了正常和反常均勻照明條件。最后,本文又基于人眼視覺效應給出了均勻LED陣列照明系統(tǒng)的設計方法。
　　背光用增亮膜在減小視角提高軸向亮度的同時會產生很高的光損耗,限制了背光模組亮度的進一步提升。為此,本文實際加工制作

4、了一款19英寸直下式LED背光模組,并通過模擬仿真逐角度的研究了不同空間方向的光線穿過增亮膜時的透過率,得到了增亮膜“花瓣形”的空間透過率特性。然后,本文設計了一款自由曲面透鏡,使得光源出光的角度范圍與增亮膜的透過率特性相匹配,在不改變視角的前提下可以提高背光模組的軸向亮度。實驗結果表明,在有擴散膜劣化光學效果的情況下,軸向亮度提升幅度達到了22.8％,視角只有非常輕微的下降。
　　局部調光動態(tài)背光技術是高性能大尺寸全陣列直下LE

5、D背光的另一項關鍵技術,它可以提高輸出畫面的對比度并降低功耗。本文研究了背光源亮度確定、真實背光模擬、灰階補償這三個主要步驟在局部調光動態(tài)背光處理中的作用和相應的計算復雜度,分析了不同的調光算法和調光塊數目對失真率和節(jié)能性能的影響,指出增大調光塊數目是從本質上同時提高失真率和節(jié)能性能的唯一手段。本文提出了一種使用網格反光板的技術方案,使得真實背光模擬步驟可以被完全省略,從而降低了整體復雜度降低數倍并減弱了其與調光塊數目的關聯。借助網格反