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导光板在液晶电视中的设计应用

2020.09.18

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。


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、热变形大是最大不足,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。


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。


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)极致超薄样机: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,达到极致超薄、超窄的展示效果。

 

LCD导光板组装


导光板在LCD应用领域较为广泛,于液晶面板行业而言是不可或缺的重要组成之一。


LCD时代发展起,novo沃格装备便致力于研发背光模组组装设备,并为国内面板一线大厂提供服务,积累了良好的市场口碑,推动了国内LCD产业的快速发展,可以说目前的novo沃格装备已经成为金沙官网js80806国国内前沿的光模组组装设备本土化企业。


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背光模组导光板贴合设备

对背板自动输送、定位,对LGP自动上料、吸取、定位、组装、压合、撕膜,采用视觉定位,具有扫码功能,可将视觉信息与产品绑定,具有一键换型功能。


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