低功耗液晶电视LED背光源设计

　　由于LED是端面发光，图4所示为LED端面发光示意图，整个LED　Bar是不连续的光源，因此，当LED之间的距离过大时，亮度会下降，并且可能产生明暗相间的Hot　Spot现象;当LED之间的距离过近时，虽然亮度得到较大的提高，但需要LED的数量也会增加，导致LED的低利用效率和背光的高功耗。图5是试验得到的LED亮度分布曲线，从图中可以看到，随着LED距离的增大，亮度下降;在LED之间的距离d>4.35 mm时，还会出现Hot　Spot现象，曲线波动越大说明Hot　Spot越明显。同时LED　Bar的总长度应该小于LGP(1067×604.)，所以为了保证LED的亮度以及避免Hot　Spot现象，取LED之间的距离d=3.35mm。

　　图4　LED端面发光示意图

　　图5　LED之间距离与亮度分布曲线

　　2.2.2 LED发光面到LGP入光面的距离

　　理论上LED的发光面到LGP的入光面之间的距离越小越好，这样可以充分利用LED所发出的光;但在实际情况中，由于加工精度、不易组装等问题，不可能达到零间距。对LED 发光面到LGP入光面的距离进行试验，得到LED-LGP之间距离与入射效率的拟合曲线，如图6所示。可以看出，入射效率随LED和LGP之间的距离增大而减小，在距离小于0.8 mm时，入射效率降低比较缓慢且在95%以上。因此，考虑到实际加工精度和装配因素，取LED发光面到LGP入光面的距离为0.8 mm。

　　图6　LEDLGP距离的入射效率分布曲线

　　2.2.3 LED发光面和LGP入光面的垂直距离

　　LED发光面和LGP入光面两者之间的垂直距离通常会被忽略，但如果两者之间的距离过大，也会严重影响入射效率。通过试验发现，两者之间的距离在±0.2mm范围内时，入射效率变化缓慢，且保持在95%左右，所以控制LED发光面和LGP入光面的垂直距离在±0.2mm范围内即可。

　　图7所示为两者之间的距离与入射效率的关系。

　　图7　LEDLGP垂直距离的入射效率分布曲线

　　3　LED样品测试结果

　　根据上述关键设计参数和膜材的选取进行样品制作。图8所示为118cm(47in)LED背光源的实物图将样品与同类产品进行了比较，具体测试结果如表2所示。

　　本文中设计的样品在保证了光学性能的前提下，实现了低功耗的目标，达到了《平板电视能效限定值及能效等级》中规定的一级能耗，产品的厚度和色域也具有一定的优势。

　　图8　 118cm(47in)LED背光源

　　表2　样品测试结果

　　4　结论:

　　设计了一款118cm(47in)LED背光，选用1层扩散膜、2层棱镜膜和1层DBEF组成背光模组。

根据试验对影响LED利用效率的相关尺寸进行了优化：LED与LED之间的距离d=3.35mm，LED发光面到LGP入光面的距离为0.8mm，控制LED发光面和LGP入光面水平中心的距离为±0.2mm。在保证背光光学特性的前提下，尽可能减少了LED的数量，实现了背光的低功耗。