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筆記本用LED背光源設(shè)計方案

作者: 時間:2012-04-19 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

引言

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/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)計開發(fā),分別從光學、電路、結(jié)構(gòu)角度闡述了開發(fā)的過程。光學方面,采用STAMPER 技術(shù),一體成型射出導光板,減少印刷環(huán)節(jié),無印刷污染;電路方面,根據(jù)LED 的規(guī)格及顆數(shù)設(shè)計LED 發(fā)光條,驅(qū)動整個;結(jié)構(gòu)方面,采用無背板的結(jié)構(gòu)設(shè)計,達到超薄效果。本文設(shè)計的電腦用LED 超薄、高亮、低功耗,達業(yè)界領(lǐng)先水平。

1 光學設(shè)計

1.1 LED 光源

背光模組的作用是把點光源發(fā)出的光通過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,通常應用到筆記本電腦背光組件的LED 的規(guī)格為3014.通過預設(shè)白場光度指標,結(jié)合對液晶屏、光學膜等影響因素的研究分析,完成對整個所需光通量的計算。根據(jù)計算的光通量,結(jié)合LED 的光學特性計算出所需LED 的顆數(shù)。

1.2 LGP 設(shè)計加工

采用STAMPER 技術(shù),一體成型射出導光板,減少印刷環(huán)節(jié),較少印刷污染。以模具射出形成網(wǎng)點,入射面設(shè)計能破壞光源的全反射,并控制光源射出導光板面角度的分布,網(wǎng)點數(shù)量的多少對光源做有效的控制。網(wǎng)點可隨模具任意設(shè)計形狀,若網(wǎng)點為極小的平滑鏡面,可使光在網(wǎng)點及導光板內(nèi)部的損失減至最小,應用光學設(shè)計軟件進行網(wǎng)點設(shè)計。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

在側(cè)光式背光組件中, 應用長條式的LEDlight- bar 作為整個組件的光源,LED light- bar 采用白光頂發(fā)光LED.以某機種產(chǎn)品為例,單顆功耗:3.2V×0.02A=0.064W.整個light- bar 功耗:0.064W×42=2.69W.LED 背光源電路設(shè)計主要包括發(fā)光條設(shè)計和驅(qū)動控制電路設(shè)計,驅(qū)動電路采用一款DC/DC 恒流驅(qū)動芯片,對發(fā)光條進行恒流驅(qū)動。圖2 所示為LED light- bar 的驅(qū)動原理圖。

LED驅(qū)動電路原理圖

3 結(jié)構(gòu)設(shè)計

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、導光板、驅(qū)動板、膠框。背光組件采用白光LED,整個結(jié)構(gòu)設(shè)計以Active Area 的中心點為所有部件的設(shè)計中心,以筆記本電腦所用液晶屏的尺寸為前提,設(shè)計其它尺寸。綜合考慮電路設(shè)計及光學設(shè)計的要求,對結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。結(jié)構(gòu)設(shè)計先從LAYOUT 布局圖著手,表達整體機構(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。某機種背光源產(chǎn)品厚度可達2.35mm.所設(shè)計的筆記本電腦用LED 背光源的結(jié)構(gòu)特點:(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LGP 網(wǎng)點技術(shù)要求較高;(3) 膠框結(jié)構(gòu),無背板,無燈罩結(jié)構(gòu),采用高反射率反射片遮光,使用鋁箔散熱;(4) 組裝時對LED 發(fā)光面和LGP 入光部對位要求較高。

圖3 背光源剖視圖
圖3 背光源剖視圖

4 測試

本文所設(shè)計的筆記本電腦用LED 背光組件光源采用白光LED,組裝后的LED 背光源利用BM- 7 進行13 點測試,5 點平均輝度為4,019nit ,亮度均齊性為85.33% ,色彩還原性達到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)動電路簡單,電流一致性良好。表1 所示為背光源的光學測試數(shù)據(jù)。

表1 LED 背光源的光學測試數(shù)據(jù)
表1 LED 背光源的光學測試數(shù)據(jù)

5 結(jié)論

本文設(shè)計開發(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LED 發(fā)光條,驅(qū)動整個背光源;結(jié)構(gòu)方面,采用無背板的結(jié)構(gòu)設(shè)計,達到超薄效果。本文設(shè)計的筆記本用LED 背光組件超薄、高亮、低功耗,達業(yè)界領(lǐng)先水平。



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