高性能的led背光高亮液晶屏模組關(guān)鍵技術(shù)研究

　　首先,在之前的基于Sparrow判據(jù)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(chǔ)上,判據(jù)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(xiàn)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(diào)變化。結(jié)合發(fā)現(xiàn)的反常均勻照明條件,本論文給出了基于Sparrow判據(jù)的均勻照明LED陣列照明系統(tǒng)的一般性設(shè)計方法。然后,本論文應(yīng)用人眼視覺中的對比度敏感函數(shù)研究了LED陣列照明系統(tǒng)的均勻照明條件,重新推導(dǎo)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(xiàn)所得結(jié)構(gòu)參數(shù)比基于Sparrow判據(jù)得到的結(jié)果更準(zhǔn)確、更實用,然后基于對比度敏感函數(shù)更系統(tǒng)的論述了正常和反常均勻照明條件。本論文又基于人眼視覺效應(yīng)給出了均勻LED陣列照明系統(tǒng)的設(shè)計方法。

　　 目前,液晶顯示器在平板顯示器市場中占據(jù)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(shù)。LED模組按光源的位置可以分為側(cè)下式和直下式兩大類?？紤]到兩種背光模組的特點,本論文將全陣列直下式led背光高亮液晶屏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(guān)鍵技術(shù)問題展開了研究。

　　背光用增亮膜在減小視角提高軸向亮度的同時會產(chǎn)生很高的光損耗,限制了背光模組亮度的進(jìn)一步提升。為此,本論文實際加工制作了一款19英寸直下式led背光高亮液晶屏模組,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,本論文設(shè)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(jié)果表明,在有擴(kuò)散膜劣化光學(xué)效果的情況下,軸向亮度提升幅度達(dá)到了22.8%,視角只有非常輕微的下降。局部調(diào)光動態(tài)背光技術(shù)是高性能大尺寸全陣列直下led背光高亮液晶屏的另一項關(guān)鍵技術(shù),它可以提高輸出畫面的對比度并降低功耗。研究了背光源亮度確定、真實背光模擬、灰階補(bǔ)償這三個主要步驟在局部調(diào)光動態(tài)背光處理中的作用和相應(yīng)的計算復(fù)雜度,分析了不同的調(diào)光算法和調(diào)光塊數(shù)目對失真率和節(jié)能性能的影響,指出增大調(diào)光塊數(shù)目是從本質(zhì)上同時提高失真率和節(jié)能性能的唯一手段。

　　本論文提出了一種使用網(wǎng)格反光板的技術(shù)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(fù)雜度降低數(shù)倍并減弱了其與調(diào)光塊數(shù)目的關(guān)聯(lián)。借助網(wǎng)格反光板,本論文使用了更多的調(diào)光塊,且使用了一種與網(wǎng)格反光板技術(shù)方案相配套的臨界溢出調(diào)光算法,失真率和節(jié)能性能都獲得了顯著提升。