一種超高利用率的背光模組光學系統(tǒng)方案

石德福

摘 要：隨著電視向超薄輕方向發(fā)展，同時用戶對高畫質的強烈需求，背光模組設計也面臨重大挑戰(zhàn)，背光模組設計時需在有限空間內解決主觀視效及LED散熱問題，需提高光學利用率滿足高畫質及可靠性要求。該論文介紹一種超高利用率的背光模組光學系統(tǒng)，可極大限度提高光學利用率，改善主觀視效，滿足電視超薄輕及高畫質發(fā)展趨勢。

關鍵詞：利用率 背光模組 光學

中圖分類號：TN3 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）06（b）-0034-03

1 傳統(tǒng)背光模組光學系統(tǒng)方案分析

目前背光模組光學系統(tǒng)方案是將LED發(fā)出的白光射入導光板，經過導光板光學效應形成面光源，再通過膜片擴散形成滿足需求的均勻面光源。背光模組光學組件主要包括散熱條、LED燈條、導光板及光學膜片。現(xiàn)有傳統(tǒng)背光模組光學系統(tǒng)方案如圖1所示。

現(xiàn)有設計方案中，為支撐導光板及防止LED損壞，LED表面與導光板之間預留0.4 mm間隙，無法使LED所發(fā)的光全部進入導光板中，導致部分光能損失，降低光學使用率，未進入導光板的光經過燈條及散熱條反射形成亮帶，影響入光側主觀視效。現(xiàn)有設計方案對結構件要求較高，若背板、散熱條平面度稍有偏差，會使LED與導光板入光面間隙不一致引起燈影或亮帶不良，影響主觀視效。

現(xiàn)有設計方案中因光學利用率相對較低，背光模組需使用較多數(shù)量或較大功率LED才能滿足亮度要求，這樣會導致LED溫度升高，影響LED壽命，為改善此問題，目前通過增加散熱條鋁條散熱，組裝時先用導熱膠將LED燈條貼于散熱條側面，但此方式操作繁瑣，且還會因散熱條影響混光及入光側面框寬度。以現(xiàn)有主流機型為例，入光側主要集中在地側，為改善視效加大混光和LED燈條散熱問題，地側邊框比其他三側寬5 mm左右，某機型地側邊框為12.9 mm，其他三側邊框寬度僅7.9 mm，圖2為面框寬度對比示意圖。

2 超高利用率背光模組光學系統(tǒng)方案介紹

該文介紹一種全新的光學系統(tǒng)設計方案，該系統(tǒng)中主要包括導光板、LED組件和連接端置，該系統(tǒng)將LED置于導光板內，與導光板一體成型，在兩端設有供電接口，為保證主觀視效，LED可采用小功率燈，盡量增加LED數(shù)量，減小相鄰LED之間的間隙。因取消傳統(tǒng)設計中的燈條PCB，導光板可直接支撐在背板折邊上。

圖3為該光學系統(tǒng)中光學組件示意圖，LED與導光板一體成型，LED采用小功率、小封裝規(guī)格，LED置于導光板內部，LED所發(fā)的光全部進入導光板，使系統(tǒng)光學利用率真正達到100%，在相同亮度要求下可大大降低整機功率；同時小封裝規(guī)格可以減小相鄰LED之間PITCH值，大大改善視效均勻性。

圖4為該光學系統(tǒng)總成示意圖，包含LED與導光板一體成型組件，LED連接器單元，與LED相連的導電線置于LGP內部，和LED導光板一體成型組件相連，兩端設有連接端置與外部供電系統(tǒng)相連。因該系統(tǒng)徹底改變了傳統(tǒng)LED與導光板之間有間距的設計方案，LED置于導光板內部，不會出現(xiàn)傳統(tǒng)設計中的亮帶、燈影等不良，主觀視效更均勻，更不會因結構件平面度問題影響主觀視效。

該光學系統(tǒng)取消了傳統(tǒng)設計中的散熱條和燈條PCB，導光板底面直接與背板接觸支撐，組裝方便、可靠，系統(tǒng)成本大大降低，另因取消散熱條和燈條PCB，大大節(jié)約地側設計空間，地側面框邊框寬度比傳統(tǒng)設計減小5 mm左右，真正實現(xiàn)四周邊框超窄化設計。傳統(tǒng)系統(tǒng)與該系統(tǒng)面框寬度對比如圖5所示。

3 結語

該論文介紹的一種超高利用率背光模組光學系統(tǒng)一改傳統(tǒng)設計方案，將LED置于導光板內部，采用一體成型，取消傳統(tǒng)設計中的散熱條及燈條PCB，可使LED所發(fā)的光全部進入導光板內，光學利用率真正達到100%。該系統(tǒng)中采用小功率、小封裝LED，主觀視效更均勻，因LED完全置于導光板內部，避免了傳統(tǒng)方案中因結構件平面度問題引起的亮帶、燈影等視效不良。該系統(tǒng)取消傳統(tǒng)設計的散熱條和燈條PCB，極大降低系統(tǒng)成本的同時還可真正實現(xiàn)面框四側超薄化設計。

參考文獻

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