LED背光模組方案設計及其實現(xiàn)

引言

　　液晶屏自身并不發(fā)光，為了可以清楚地看到LED顯示屏的內(nèi)容，需要一定的白光背光源。背光源是存在于液晶顯示器內(nèi)部的一個光學組件，由光源和必要的光學輔助組件構(gòu)成。LED背光源如果通過增加對比度、區(qū)域控制等手段，性能要遠遠優(yōu)于CCFL背光源。目前，LED背光源已經(jīng)在中小尺寸面板中普及，如手機、數(shù)碼相框等，隨著LED技術(shù)的發(fā)展和LED芯片的不斷成熟，LED液晶電視將可能逐步取代傳統(tǒng)的CCFL液晶電視。

　　背光源根據(jù)光源的位置不同分為直下式背光源和側(cè)光式背光源。直下式背光源，直接把LED光源放在出光面下面，光源發(fā)出的光經(jīng)過一段空間距離和擴散板的擴散和混合后，成為面光源發(fā)射出來，直下式背光源需要一定的混光距離。而側(cè)光式背光結(jié)構(gòu)對超薄化的模塊設計則更具優(yōu)越性，隨著“超薄風”的刮起，大尺寸超薄側(cè)光式LED背光源成為各大電視廠商及上游企業(yè)的研究熱點。

　　1 結(jié)構(gòu)設計

　　本文所設計的LED背光源是側(cè)光式超薄結(jié)構(gòu)，整個結(jié)構(gòu)包括：LED燈條、驅(qū)動板、膜材、導光板、散熱塊、上框架、背板。背光源采用白光LED，整個結(jié)構(gòu)設計以Active Area的中心點為所有部件的設計中心，以液晶電視所用液晶屏的尺寸為前提，設計其它尺寸。綜合考慮電路設計及光學設計的要求，對結(jié)構(gòu)進行設計。結(jié)構(gòu)設計先從UⅣOUT布局圖著手，表達整體機構(gòu)以及各部件相互之間的裝配關(guān)系，然后著手零件圖結(jié)構(gòu)設計。上框架采用分段式設計，在長度方向上分段，避免長度過長。燈條的出線端設置在背板的四個角處，減少繞線長度。

　　2 光學設計

　　背光模組的作用是把點光源發(fā)出的光通過漫反射使之成為面光源。為了得到合格的面光源，首先要選擇合適的LED，本設計采用的是白光雙芯片LED。通過預設白場光度指標，結(jié)合對液晶屏、光學膜等影響因素的研究分析，完成對整個背光源所需光通量的計算。根據(jù)計算的光通量，結(jié)合LED的光學特性計算出所需LED的顆數(shù)。表1所示為所選LED的電學及光學特性。

　　表1 LED電學及光學特性

　　為了提高背光源的亮度，膜材結(jié)構(gòu)搭配為：一層擴散片+一層BEF+一層DBEF。其中，擴散片的作用是借擴散物質(zhì)的折射與反射將光霧化，讓射出的光更加均勻：BEF的作用是將光線聚攏，使其垂直進入液晶模塊以提高輝度：DBEF是利用原先被傳統(tǒng)吸收型偏光片吸收的50%的光線來增加亮度。導光板網(wǎng)點直徑為0.54～1.55mm.圖1所示為導光板的部分網(wǎng)點分布圖。

　　圖1 導光板網(wǎng)點分布圖

　　3 電路設計

　　LED背光源電路設計主要包括燈條設計和驅(qū)動控制電路設計，圖2所示為整個電路部分的結(jié)構(gòu)框圖。

　　圖2 電路結(jié)構(gòu)框圖