液晶模组AOI

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导光板在液晶电视中的设计应用

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导光板在液晶电视中的设计应用

发布日期:2021-10-08 作者:放空 点击:

摘要:导光板最初产生是用在LCD(液晶显示器)上。导光板主要材料为亚克力(PMMA)化学名为甲基丙烯酸甲脂。透明亚克力板透光率高,扩冲击能力强。随着液晶电视的推广及液晶背光模组技术的快速发展,液晶电视整机厚度越来越薄、边框越来越窄,超薄电视逐渐从10mm级厚度减薄到5mm、4mm级;同时液晶电视的可视显示区域尺寸越来越大,目前家庭用75英寸及以上电视,在消费市场的占有率也在逐年提升。从技术角度来分析,超薄和超大液晶电视都面对同一个技术问题:如何保证电视有足够的刚性强度,从而避免失效或者损坏。




关键词:导光板;设计;制作方法


中图分类号:TM923   文献标识码:A



随着液晶电视的推广及液晶背光模组技术的快速发展,液晶电视整机厚度越来越薄、边框越来越窄,超薄电视逐渐从 15 级厚度减薄到 10mm乃至4.9mm 级;同时液晶电视的可视显示区域尺寸越来越大,目前家庭用 55 英寸液晶电视在家用电视中占接近半数的市场份额,65 英寸、75 英寸及更大尺寸的市场份额正在逐年增加。从技术角度来分析 ,超薄、超窄的液晶电视都面对同一个技术问题:即如何在保证电视有足够的刚性强度的前提下,实现超薄、超窄。


本文介绍了液晶电视背光模组的基本构成和导光板的工作原理,重点讨论了光学级 MS 导光板在液晶电视中的一些简单设计应用,结合应用实例对比分析和阐述了 MS 导光板的优势;同时给出了新的应用思路,可供实际工程应用 参考。液晶模组AOI


导光板


1液晶电视背光模组基本构成和工作原理




液晶电视采用了液晶显示技术,但液晶分子结构自身不发光,只是在外电压的驱动下,做不同状态的调整来控制像素点的光线通过量,光线通过彩膜配色来显示图像和呈现颜色。液晶电视除液晶显示模块外,还有一个重要模块:背光模组;背光模组提供足够亮度的背光供液晶面板显示使用,典型的侧入式背光模组参见图1:由液晶显示面板1、膜片组合2(扩散膜、棱镜片等)、导光板3、反射片4、光源5等组成。




背光工作原理:光源5发出光,光线通过导光板3上的网点结构,将光变为漫反射,通过反射片4的反射作用,将侧入的点光源转换为与显示面平行的面光源,再通过膜片组合2的匀化、遮蔽、聚合等光学作用,使得显示面出光均匀,获得良好的光学主观效果。导光板作为重要的光传播器件,要求极高的光透过率,使用光学级塑料:如PMMA、MS等。




2 玻璃导光板的特性分析及对比测试




塑料导光板在超大尺寸、超薄液晶电视应用时,其系统强度差、热变形大是大不足,同时塑料热膨胀系数大,尺寸受环境温度变化大,要求结构预留安全间隙大,不利于窄边框设计。光学级玻璃导光板具有良好的光透过率,强度好,可解决塑料导光板的一些应用不足。

导光板



3设计要点




3.1整体设计考虑




在设计之初,需要确定整个液晶模组的设计指标,如屏幕的亮度、显色性、均匀度等,并根据这些指标进行各个部位的设计。对于亮度这个最重要指标,要考虑液晶屏的透过率,一般为5%~7%之间,其分解各层透过率。




LED等组成的LIGHTBAR发出的光线,在经过导光板和底反射片这套光路中约会损失20%,在扩散片中会损失5%,液晶面板的透光率是5%~7%,这里算作5%。那么,灯管出射的X1m的光在通过整个光路后的光通量为X×80%×95%×5%=0.038X1m。将此光通量除以屏幕的面积,再除以π,可以得出这个屏幕的法向亮度,一般较低,因此需要考虑并合理的增加棱镜膜和增亮膜和LED灯珠的数量以达到设计要求的亮度指标。背光源模组AOI




3.2驱动控制电路设计




一般采用专用的PWM控制器驱动芯片。这类芯片通过闭环控制输出电流,可以提供高精度LED电流。输出电流可通过线性或PWM调光方法进行单独调光,各路电流输出值的误差偏移可以保证在±1%以内。




3.3散热设计




由于LED工作时会产生大量的热量,LED在使用时有推荐的温度。如果不解决散热问题,会导致LED发光亮度的衰减和使用寿命的缩短。为了抑制LED产生的热量影响背光模组的灰度和色度,就要对LED进行散热设计。为了达到更好的散热效果,将LED阵列焊接在铝基板上(MCPCB),铝基板比普通的PCB散热效果要好很多倍。在铝基板下面,设计了长条形的散热铝条。在散热铝条和灯条之间贴敷导热双面胶,并用螺钉固定铝基板和散热铝条。




3.4玻璃导光板设计应用




针对玻璃导光板的优势和不足,经过大量样品、样机测试,玻璃导光。综合MS导光板的优点和缺点,MS导光板适合一些超窄边框机型的应用。




(1)超窄液晶电视:因MS导光板物理特性,




所需安全间隙较PMMA小,有利于窄边设计;




(2)超大液晶电视:减小侧边安全间隙,利于窄边框设计,利用自身强度提升系统强度;




(3)超薄样机:通过光学胶贴合技术:将导光板与光学膜片、反射片、背板等两个或多个物料粘合在一起,进一步减少结构装配空间和厚度,达到超薄、超窄的展示效果。




本文介绍了液晶电视背光模组的基本构成和导光板的工作原理,重点讨论了光学级 MS 导光板在液晶电视中的一些简单设计应用,结合应用实例对比分析和阐述了 MS 导光板的优势;同时给出了新的应用思路,可供实际工程应用 参考。


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相关标签:液晶模组AOI,背光源模组AOI,导光板

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