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摘要：随着信息技术的不断发展，显示技术成为了现代科技产品不可或缺的一种技术。LED背光源技术也是在此背景下不断发展的，现阶段该技术存在能耗高、利用率低、色域不是非常大等较多缺陷，是当今显示技术一个迫在眉睫的问题。本文通过对LED背光源技术的发展的研究，对液晶电视LED背光源进行设计，通过对膜材的选择，LED间距的设计及对依据上述相关研究参数的实验样品进行测试，测试结果表明该LED背光源各项性能良好，具有较大的优势。
关键词：大尺寸；液晶电视；LED背光源；研制
1导言
目前，整个平板显示（FPD）行业在全球范围内快速增长，其中液晶显示屏（LCD）在各类平板显示中占据了主导地位[1]。常用的LCD背光源有冷阴极管（CCFL）和发光二极管（LED），由于LED背光源具有节能、寿命长、体积小、低压驱动、无污染、响应速度快等优点，业界一直乐观认为其取代冷阴极管已成为必然的趋势。但LED由于受限于成本过高，在大尺寸液晶电视的广泛应用还需时日，目前仅有索尼、三星推出LED背光源的商用液晶电视，其他公司还在进行技术研发阶段。随着近年来LED器件技术的快速进步，发光效率不断提高，成本不断下降，预计未来两年，LED背光源将逐渐成为大尺寸液晶电视背光源的主流，市场前景巨大。
2液晶电视LED背光源设计
就现阶段的LED背光大体可分为直下式和侧光式两种。直下式LED背光主要是在其背光的整个背面设计较多的LED灯，实现背光LED显示，其均有亮度高，均匀性好的特点，但是也有缺陷之处，主要表现为设计的LED灯的数量一般较多，产生的热量较高，温度较高。侧光式的是在其边缘之处设计较多的LED灯，这种模式的一般是应用于较小的背光，这样设计的有点在于可以较少LED灯的数量，同时灯的散热性能也就更好。随着相关技术的发展，LED背光灯朝着高亮度、背光、大尺寸等方向的发展，最后也逐渐演变成了一种一边侧光式的形式。侧光式的与直下式的相比，侧光式的更节能，而直下式的也更亮。文中设计的LED背光为上下两边都是侧光式，LED灯的发光率的升高，随之功耗也就降低。
2.1膜材筛选
决定LED灯的背光性能最主要的影响因素为膜材的选择，一般而言，希望设计的LED灯是LED光学性能良好的同时尽量少用LED。在本文的设计中，采用1层扩散膜、2层棱镜膜、1层双层增量膜。其中扩散膜的作用为改变LGP出射光路，保证了出射光的均匀性，同时可隐藏LGP上的dot，无法从正面观测到散射点的影子，增大了视野范围，提升相关辉度。棱镜膜的主要功能为依据全反射及折射定律，集中分散光在一定范围内出射，依次增强灯光的亮度。本文LED背光模组的关键膜材为DBEF，这可提升模组的亮度等先关问题，工作原理如图1所示。DBEF是一种可不通过下偏光的光线反射，经过光的二次反射，其中又有一部分是可通过EBEF和下偏光出射，经过多次的回收和利用，光透过率得以大幅提升。
图1DBEF工作原理示意图
2.2与LED相关间距的设计
在LED背光源的背光合理设计，可相应的提升LED的的效能，起到节能的目的。根据LED背光相关技术可知，对LED利用效率影响较大的主要参数为：LED之间的距离，LED发光面到LGP入光面之间距离，LED发光面到LGP入光面之间垂直距离等。LED背光相关技术的示意图如图2所示。
图2LED相关间距示意图
1）LED间距
根据LED背光相关技术可知，LED是端面发光的，整个LEDbar是不连续的光源，所以，LED之间的距离比较大时，其相应的亮度也会随之下降，出现一种明暗相间特点的现象，若LED支架的距离太近时，其亮度是可增加，但另一方面LED的数量势必也会相应的增多，这样造成一个不良的效果为LED等的能源利用率下降，背光功耗增大。LED端面发光示意图如图3所示。
图3LED端面发光面示意图
（2）LED发光面到LGP入光面的距离
根据相关的技术可了解，LED的发光面与LGP入光面之间的距离越小越好，如此是可提高LED背光发光率，但由于现实各种因素（如加工精度问题、组装问题等）的影响，一般是达不到绝对的零间距的。根据相关实验数据可知，入射效率随LE发光面与LGP入光面之间的距离的增大而减小，一般按照实际情况，取其较小的距离。
（3）LED发光面和LGP入光面的垂直距离
在实际设计时LED发光面与LGP入光面之间的垂直距离常是忽略的，但两者距离非常之大时，是对入射效率有显著影响的。一般取两者之间距离在某个特定值域时，其入射效率较高即可。
2.3LED样品测试结果
在上述研究基础上，依据相关的设计参数及其膜材等，进行样品的制作与测试。根据对实验制作的背光源实验样品相关测试结果显示，该样品在保证了其光学性能的前提下，同时达到了降低功耗等相关设计目标，达到《平板电视能效限定值及能效等级》中的一级能耗标准，其色域和厚度与其他产品相比也是非常有竞争的优势。
3结语
大尺寸LED背光源是当前研究的热点，国外众多技术领先的公司都看好这一市场，纷纷投入大量的人力进行研究，但目前RGB三基色混光技术还没有完全成熟，主要技术难点包括混色、散热及驱动电路。采用RGB三基色技术在色彩表现上可获得比CCFL高50%的水平。但采用RGB三种不同颜色的光进行混色，不同颜色的LED的波长随温度的升高会有不同程度的漂移，因此在波长和亮度方面都需要进行严格的控制才能得到较好的白平衡。同时由于各种LED在使用的过程中存在不同程度衰减，因此工作一段时间后，需要对工作电流重新进行调整来维持白平衡，这需要采用色彩传感器与控制电路进行密切的配合，这样会导致技术难度的增大和成本的增加。
参考文献：
[1]龚国友.液晶电视动态LED背光源技术及其应用[J].价值工程，2011，30（28）：135-136.
[2]华广胜，布占场，郑效盼，李智，孙彦军，王贺陶，王伯长，王飞，颜凯，鹿堃.低功耗液晶电视LED背光源设计[J].液晶与显示，2011，26（04）：460-463.
[3]张挺燕.LED背光液晶屏标准化内容及影响[J].电视技术，2011，35（10）：86-87.
[4]李秀真.超薄液晶电视用LED背光模组的设计[J].现代显示，2010，（12）：40-42+49.
论文作者:方利刚
论文发表刊物:《基层建设》2017年第35期
论文发表时间:2018/3/23
标签：光面论文; 三星论文; 背光源论文; 技术论文; 距离论文; 液晶电视论文; 亮度论文; 《基层建设》2017年第35期论文;