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          筆記本用LED背光源設(shè)計(jì)方案

          作者: 時(shí)間:2012-04-19 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          引言

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/200477.htm

          目前全球大廠都在積極發(fā)展 背光產(chǎn)品,目前市場(chǎng)的主流電腦幾乎全部采用 背光技術(shù)。本文介紹了電腦用 背光組件的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā),分別從光學(xué)、電路、結(jié)構(gòu)角度闡述了開(kāi)發(fā)的過(guò)程。光學(xué)方面,采用STAMPER 技術(shù),一體成型射出導(dǎo)光板,減少印刷環(huán)節(jié),無(wú)印刷污染;電路方面,根據(jù)LED 的規(guī)格及顆數(shù)設(shè)計(jì)LED 發(fā)光條,驅(qū)動(dòng)整個(gè);結(jié)構(gòu)方面,采用無(wú)背板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),達(dá)到超薄效果。本文設(shè)計(jì)的電腦用LED 超薄、高亮、低功耗,達(dá)業(yè)界領(lǐng)先水平。

          1 光學(xué)設(shè)計(jì)

          1.1 LED 光源

          背光模組的作用是把點(diǎn)光源發(fā)出的光通過(guò)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,通常應(yīng)用到筆記本電腦背光組件的LED 的規(guī)格為3014.通過(guò)預(yù)設(shè)白場(chǎng)光度指標(biāo),結(jié)合對(duì)液晶屏、光學(xué)膜等影響因素的研究分析,完成對(duì)整個(gè)所需光通量的計(jì)算。根據(jù)計(jì)算的光通量,結(jié)合LED 的光學(xué)特性計(jì)算出所需LED 的顆數(shù)。

          1.2 LGP 設(shè)計(jì)加工

          采用STAMPER 技術(shù),一體成型射出導(dǎo)光板,減少印刷環(huán)節(jié),較少印刷污染。以模具射出形成網(wǎng)點(diǎn),入射面設(shè)計(jì)能破壞光源的全反射,并控制光源射出導(dǎo)光板面角度的分布,網(wǎng)點(diǎn)數(shù)量的多少對(duì)光源做有效的控制。網(wǎng)點(diǎn)可隨模具任意設(shè)計(jì)形狀,若網(wǎng)點(diǎn)為極小的平滑鏡面,可使光在網(wǎng)點(diǎn)及導(dǎo)光板內(nèi)部的損失減至最小,應(yīng)用光學(xué)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行網(wǎng)點(diǎn)設(shè)計(jì)。圖1 所示為模擬的背光組件的亮度均一性。

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          2 電路設(shè)計(jì)

          在側(cè)光式背光組件中, 應(yīng)用長(zhǎng)條式的LEDlight- bar 作為整個(gè)組件的光源,LED light- bar 采用白光頂發(fā)光LED.以某機(jī)種產(chǎn)品為例,單顆功耗:3.2V×0.02A=0.064W.整個(gè)light- bar 功耗:0.064W×42=2.69W.LED 背光源電路設(shè)計(jì)主要包括發(fā)光條設(shè)計(jì)和驅(qū)動(dòng)控制電路設(shè)計(jì),驅(qū)動(dòng)電路采用一款DC/DC 恒流驅(qū)動(dòng)芯片,對(duì)發(fā)光條進(jìn)行恒流驅(qū)動(dòng)。圖2 所示為L(zhǎng)ED light- bar 的驅(qū)動(dòng)原理圖。

          LED驅(qū)動(dòng)電路原理圖

          3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

          筆記本電腦用LED 背光組件通常采用側(cè)光式結(jié)構(gòu),背光組件結(jié)構(gòu)包括:LED 發(fā)光條、膜材、導(dǎo)光板、驅(qū)動(dòng)板、膠框。背光組件采用白光LED,整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以Active Area 的中心點(diǎn)為所有部件的設(shè)計(jì)中心,以筆記本電腦所用液晶屏的尺寸為前提,設(shè)計(jì)其它尺寸。綜合考慮電路設(shè)計(jì)及光學(xué)設(shè)計(jì)的要求,對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)先從LAYOUT 布局圖著手,表達(dá)整體機(jī)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(shè)計(jì)。某機(jī)種背光源產(chǎn)品厚度可達(dá)2.35mm.所設(shè)計(jì)的筆記本電腦用LED 背光源的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):(1) 背光源單短邊入光,入光方式為短邊入光,發(fā)光條尺寸減小,成本降低;(2) 使用薄型平板LGP,對(duì)LGP 網(wǎng)點(diǎn)技術(shù)要求較高;(3) 膠框結(jié)構(gòu),無(wú)背板,無(wú)燈罩結(jié)構(gòu),采用高反射率反射片遮光,使用鋁箔散熱;(4) 組裝時(shí)對(duì)LED 發(fā)光面和LGP 入光部對(duì)位要求較高。

          圖3 背光源剖視圖
          圖3 背光源剖視圖

          4 測(cè)試

          本文所設(shè)計(jì)的筆記本電腦用LED 背光組件光源采用白光LED,組裝后的LED 背光源利用BM- 7 進(jìn)行13 點(diǎn)測(cè)試,5 點(diǎn)平均輝度為4,019nit ,亮度均齊性為85.33% ,色彩還原性達(dá)到95% @CIE 1976.背光源整體功率為3.2W,其中LED 功耗為2.69W.背光系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單,電流一致性良好。表1 所示為背光源的光學(xué)測(cè)試數(shù)據(jù)。

          表1 LED 背光源的光學(xué)測(cè)試數(shù)據(jù)
          表1 LED 背光源的光學(xué)測(cè)試數(shù)據(jù)

          5 結(jié)論

          本文設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了筆記本電腦用LED 背光源,采用STAMPER 技術(shù),一體成型射出導(dǎo)光板,減少印刷環(huán)節(jié),較少印刷污染;根據(jù)LED 的規(guī)格及顆數(shù)設(shè)計(jì)LED 發(fā)光條,驅(qū)動(dòng)整個(gè)背光源;結(jié)構(gòu)方面,采用無(wú)背板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),達(dá)到超薄效果。本文設(shè)計(jì)的筆記本用LED 背光組件超薄、高亮、低功耗,達(dá)業(yè)界領(lǐng)先水平。



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