四顶角led光源之3吋液晶背光系统设计研究

《四顶角led光源之3吋液晶背光系统设计研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、四顶角LED光源之3吋液晶背光系统设计研究AStudyoftheDesignofCornerLEDLightSourcefor3-inchLCDBacklightSystems黄显川叶志庭黄国胜清云科技大学电机工程所中坜市健行路229号m9312006@cyu.edu.tw摘要发光二极管背光系统由于LED为点光源的特性容易造成面板亮度不均的问题，本文以3吋的液晶面板背光源为设计对象，将四颗LED放置于导光板四顶角，利用旋转LED的摆放角度及本文提出的区块细划网点的设计概念来改善一般网状式网点的导光板使用LED为光源时造成亮度不均的问题。模拟结果得知导光板

2、出光均齐度可达82.8%以上。关键词发光二极管、导光板、区块细划网点DuetothecharacteristicofthepointsourceoftheLEDofthebacklightsystemthatitoftencausesunevennessofbrightnessonthepaneloftheLCD,thestudyaimstodesignasmallLCDinthesizeof3inches,whichplaces4LEDsatthecornersofthelightguideplateasbacklightsources.Thedesi

3、gnmakesuseofthedifferentanglesoftherotatingLEDandtheconceptofa“blockdivisiondot”toimprovethetraditionaldesignofgrateddots,whichusuallyhasthedefectofunevenbrightnesswhileusingthelightguideplate.Theresultofsimulationinthisstudyshowsobviouslyabettereffectofover82.8%ofevennessoflight

4、emissiononthelightguideplate.Keyword:LED,LightGuidePlate,blockdivisiondots1.前言小尺寸液晶显示器的背光模块受限于空间及避免使用高压等因素而选用发光二极管（LED）为光源。当发光二极管所放射的光直接导入背光模块时，由于发光二极管的发光有一定的扩散角度使得背光模块容易出现出光不均匀的现象。其中以发光二极管扩散角度区内越靠近发光二极管光源处越亮而边缘处越暗为最明显。目前文献上提出解决的方式有：将扩散网点设计成以发光二极管为中心呈同心圆方式[1]，或者利用光学透镜扩大发光二极管的发光角度

5、以分散出光角度[2]，或者使用多颗发光二极管排成一列让发光二极管发光重迭，使得光源如一般大型液晶显示器所采取的冷阴极管(CCFL)呈线光源[3]。同心圆方式扩散网点设计是个不错的方式，但是同心圆式的扩散网点设计增加了设计及制造的困难。除此之外以实用经济的考虑，加了光学透镜或光学组件均会增加成本。有鉴于此，如何以传统网状式网点为基础设计以发光二极管为光源的背光模块引起我们的研究兴趣。本文提出藉由区块细划法来改善传统网状式网点的纵向及横向密度，依发光二极管光能量的分布来设定不同密度以调整靠近光源处的光亮度及补偿边缘区光度不足的现象，设计出光均匀度良好的导光板

6、。另外，以目前手机使用最普遍的2.2吋液晶显示器面板而言，两颗发光二极管发光亮度已足够，然而未来小型面板逐渐走向3吋的趋势，以3吋的面积为2吋的2.25倍而言，所须的亮度需要四颗发光二极管发光才足够。我们将发光二极管安排于背光板四角落，如图1所示，以多角度光源方式来分散光度及减少边缘暗带，利用旋转LED摆放的角度及传统网状式配以区块细划方法来进行设计。2.LED旋转角度设计首先我们将LED放置于导光板四角落，LED光轴与边角呈±450，仿真结果显示面板亮度虽然呈现上下对称左右也对称，但因面板为长方型使得长边暗区又深又长，如图2所示。长边的区带其光能量分布

7、因距离关系而更微弱，此时光能量的差距为182W/m2。于是我们设计旋转LED的角度来补强两LED之间所形成的暗带，我们试着改变LED的偏角以弥补距离的差异。经模拟后LED旋转至±63.5°及±26.5°有最佳效果，LED旋转后所放射的光能量如图3所示。本文以Tracepro针对3吋面板为仿真对象进行仿真，导光板材质为PMMA折射率约为1.49，光源采用Nichia公司型号为NSCW020T的发光二极管四颗，瓦特数为120mW，光源与导光板表面的间距为0.15mm，四颗发光二极管各置于导光板的四顶角，其中两斜对角之LED各旋转至±63.5°及±26.5°。

8、采用固定网点的设计方式以均匀网点来模拟分析以了解光分布的情形，首先以网点半径为0