低功耗液晶電視LED背光源設(shè)計及分析

　　由于LED是端面發(fā)光，圖4所示為LED端面發(fā)光示意圖，整個LED　Bar是不連續(xù)的光源，因此，當(dāng)LED之間的距離過大時，亮度會下降，并且可能產(chǎn)生明暗相間的Hot　Spot現(xiàn)象;當(dāng)LED之間的距離過近時，雖然亮度得到較大的提高，但需要LED的數(shù)量也會增加，導(dǎo)致LED的低利用效率和背光的高功耗。圖5是試驗得到的LED亮度分布曲線，從圖中可以看到，隨著LED距離的增大，亮度下降;在LED之間的距離d>4.35 mm時，還會出現(xiàn)Hot　Spot現(xiàn)象，曲線波動越大說明Hot　Spot越明顯。同時LED　Bar的總長度應(yīng)該小于LGP(1067×604.)，所以為了保證LED的亮度以及避免Hot　Spot現(xiàn)象，取LED之間的距離d=3.35mm。

　　圖4　LED端面發(fā)光示意圖

　　圖5　LED之間距離與亮度分布曲線

　　2.2.2 LED發(fā)光面到LGP入光面的距離

　　理論上LED的發(fā)光面到LGP的入光面之間的距離越小越好，這樣可以充分利用LED所發(fā)出的光;但在實際情況中，由于加工精度、不易組裝等問題，不可能達到零間距。對LED 發(fā)光面到LGP入光面的距離進行試驗，得到LED-LGP之間距離與入射效率的擬合曲線，如圖6所示?？梢钥闯?，入射效率隨LED和LGP之間的距離增大而減小，在距離小于0.8 mm時，入射效率降低比較緩慢且在95%以上。因此，考慮到實際加工精度和裝配因素，取LED發(fā)光面到LGP入光面的距離為0.8 mm。

　　圖6　LEDLGP距離的入射效率分布曲線

　　2.2.3 LED發(fā)光面和LGP入光面的垂直距離

　　LED發(fā)光面和LGP入光面兩者之間的垂直距離通常會被忽略，但如果兩者之間的距離過大，也會嚴重影響入射效率。通過試驗發(fā)現(xiàn)，兩者之間的距離在±0.2mm范圍內(nèi)時，入射效率變化緩慢，且保持在95%左右，所以控制LED發(fā)光面和LGP入光面的垂直距離在±0.2mm范圍內(nèi)即可。

　　圖7所示為兩者之間的距離與入射效率的關(guān)系。

　　圖7　LEDLGP垂直距離的入射效率分布曲線

　　3　LED樣品測試結(jié)果

　　根據(jù)上述關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)和膜材的選取進行樣品制作。圖8所示為118cm(47in)LED背光源的實物圖將樣品與同類產(chǎn)品進行了比較，具體測試結(jié)果如表2所示。

　　本文中設(shè)計的樣品在保證了光學(xué)性能的前提下，實現(xiàn)了低功耗的目標(biāo)，達到了《平板電視能效限定值及能效等級》中規(guī)定的一級能耗，產(chǎn)品的厚度和色域也具有一定的優(yōu)勢。

　　圖8　 118cm(47in)LED背光源

　　表2　樣品測試結(jié)果

　　4　結(jié)論:

　　設(shè)計了一款118cm(47in)LED背光，選用1層擴散膜、2層棱鏡膜和1層DBEF組成背光模組。

根據(jù)試驗對影響LED利用效率的相關(guān)尺寸進行了優(yōu)化：LED與LED之間的距離d=3.35mm，LED發(fā)光面到LGP入光面的距離為0.8mm，控制LED發(fā)光面和LGP入光面水平中心的距離為±0.2mm。在保證背光光學(xué)特性的前提下，盡可能減少了LED的數(shù)量，實現(xiàn)了背光的低功耗。