專利名稱：用于液晶顯示器的一維側(cè)光式動態(tài)背光光源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種液晶顯示器技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體是一種用于液晶顯示器的 一維側(cè)光式動態(tài)背光光源。
背景技術(shù)：
薄膜晶體管_液晶顯示(TFT-IXD)的原理是利用液晶來控制偏振光的通過與否來 實現(xiàn)顯示功能。傳統(tǒng)的TFT-IXD面板的主要結(jié)構(gòu)，通常由液晶面板，背光模組及光源組成， 液晶面板包括兩個正交的偏振片P偏振片和s偏振片，玻璃導(dǎo)光板，配向膜，液晶層，彩色濾 光片。其原理是通過在ITO導(dǎo)電單元上施加電壓，進(jìn)而在液晶層上形成電場來控制液晶的 取向，從而控制從P偏振片出射的出射光的偏振態(tài)，繼而控制從s偏振片的出光量大小，形 成控制光通量的光閥；然后通過彩色濾光片進(jìn)行紅、綠、藍(lán)三色濾光以形成彩色像素，達(dá)到 顯示功能。由于液晶本身不具有發(fā)光特性，背光模組的作用是向液晶顯示面板提供高亮度 且分布均勻的面光源，背光模組由反射板，導(dǎo)光板，光學(xué)擴(kuò)散膜以及棱鏡增透膜或DBEF膜 組成。經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，背光模組部分是整體液晶顯示器功耗的主要消耗部 分，占70%左右。為了適應(yīng)當(dāng)前全社會節(jié)能減排的主題，有必要拿出有效的方法來降低背光 模組部分所消耗的功耗。對于如圖1、圖2所示的基于LED顆粒的直下式背光模組而言，可 以采用二維動態(tài)背光技術(shù)以匹配面板顯示的圖像，達(dá)到節(jié)能同時增強(qiáng)顯示的效果。但是直 下式的二維動態(tài)背光技術(shù)，由于固有的混光距離，難以實現(xiàn)薄型化設(shè)計。但是，對于中小尺寸液晶顯示器而言，為了降低背光模組的厚度，所用的背光模組 一般是采用側(cè)入光技術(shù)。就是說，背光模組的光源LED或冷陰極熒光燈線光源分布于導(dǎo)光 板的側(cè)面，然后導(dǎo)光板的正面為出光面，導(dǎo)光板底部分布散射網(wǎng)點，將線光源轉(zhuǎn)換為面光 源。但是，傳統(tǒng)的側(cè)入光式背光模組無法實現(xiàn)動態(tài)背光，最多只可以整體調(diào)節(jié)背光模組出光 面亮度，沒有辦法實現(xiàn)類似于二維動態(tài)背光那樣的調(diào)節(jié)效果，從而無法匹配前面板所需的 顯示效果，達(dá)不到更好的節(jié)能與提高顯示效果的作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種用于液晶顯示器的一維側(cè)光式動 態(tài)背光光源，實現(xiàn)類似于直下式LED背光模組二維動態(tài)背光特點的一維側(cè)光式動態(tài)背光技 術(shù)方案。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括LED燈條、導(dǎo)光板、反射罩和PWM 控制器，其中LED燈條位于導(dǎo)光板的入光面的外側(cè)，所述的導(dǎo)光板為扁平形長方體，包括 出光面、入光面、其它四個面，所述反射罩緊貼導(dǎo)光板除出光面、入光面的四個面，根據(jù)工作 方式的不同，PWM控制器與LED燈條直接連接或反饋連接。所述的導(dǎo)光板底部分布有散射網(wǎng)點，散射網(wǎng)點的最大尺寸小于等于1000 μ m，散射 網(wǎng)點可以凹入導(dǎo)光板底部平面，也可以突出于導(dǎo)光板底部平面；導(dǎo)光板底部單位面積中散射網(wǎng)點的總面積所占的比例，隨著與燈條的距離由小變大而逐漸變大。所述的反射罩由反射膜或反射板組成，可見光波段的反射率要高于80%。所述的LED燈條包括若干個均勻排列的LED顆粒組成，每個LED顆粒的出光面正 對著導(dǎo)光板的入光面。所述的LED顆粒的出光面為長條形，該LED顆粒的厚度為0. 2mm-5mm。所述的LED顆粒的光強(qiáng)度的半高寬角小于等于120度。所述的直接連接是指PWM控制器輸出端口直接與LED燈條的每一個LED顆粒相 連，通過脈沖寬度調(diào)節(jié)實現(xiàn)LED顆粒亮度的單獨控制，即在一個周期內(nèi)使用特定占空比的 信號脈沖波形來驅(qū)動LED，驅(qū)動LED顆粒的平均電流取決于驅(qū)動信號的占空比和額定的LED 驅(qū)動電流。所述的反饋連接是指在所述LED燈條上每一個LED顆粒對應(yīng)串聯(lián)一個與PWM控 制器的反饋端口相連接的電阻，電阻上的電壓信號反映了流過LED顆粒的電流，PWM控制器 根據(jù)電壓信號輸出具有占空比的脈沖信號以驅(qū)動LED顆粒。與現(xiàn)有技術(shù)對比，本發(fā)明綜合了側(cè)光式背光模組薄型化的優(yōu)點和直下式LED背光 模組動態(tài)背光的優(yōu)點，實現(xiàn)了一維側(cè)光式動態(tài)背光功能，一定程度上降低了側(cè)光式LED背 光模組的功耗，同時也增強(qiáng)了顯示的效果。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)側(cè)視2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)正視圖。圖3為通過控制工作電流實現(xiàn)的LED顆粒亮度單獨控制電路4為通過調(diào)節(jié)脈沖寬度實現(xiàn)的LED顆粒亮度單獨控制電路5為僅第10顆LED顆粒發(fā)光時背光模組的照度分布圖。圖6為所有LED顆粒同等亮度時背光模組的照度分布圖。圖7為測試圖形1側(cè)光式動態(tài)背光的結(jié)果圖。圖8為測試圖形2側(cè)光式動態(tài)背光的結(jié)果圖。圖9為實際要顯示的灰度圖像。圖10為對應(yīng)于圖7的側(cè)光式動態(tài)背光結(jié)果圖。
具體實施例方式下面對本發(fā)明的實施例作詳細(xì)說明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行 實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實施 例。如圖1-圖2所示，本實施例包括LED燈條1、導(dǎo)光板2、反射罩3和PWM控制器4， 其中LED燈條1位于導(dǎo)光板2入光面6的外側(cè)，所述的導(dǎo)光板2為扁平形長方體，包括出 光面5、入光面6以及四個側(cè)面7，所述反射罩3設(shè)置于導(dǎo)光板2的四個側(cè)面7，PWM控制器 4與LED燈條1直接連接或反饋連接。所述的LED燈條1由42個均勻排成一列的LED顆粒8組成，該LED顆粒8正對著 導(dǎo)光板2的入光面6。
所述的導(dǎo)光板2的尺寸是0. 9_X184_X318mm，材質(zhì)是PMMA。所述的導(dǎo)光板2底部分布有散射網(wǎng)點9，這是為了實現(xiàn)更均勻的出光效果，散射網(wǎng) 點9的最大尺寸小于等于100 μ m，其單位面積上的分布密度在靠近LED燈條1的區(qū)域較小， 在遠(yuǎn)離LED燈條1的區(qū)域較大，散射網(wǎng)點9具體為凹入導(dǎo)光板2底面，每個散射網(wǎng)點9的形 狀為半球形，直徑在30 μ m。所述的相鄰散射網(wǎng)點9的中心間隔相同且為100 μ m，相鄰行在與行平行的方面相 錯此間隔的一半，即50 μ m。而散射網(wǎng)點9的行間距則是根據(jù)與LED燈條5的遠(yuǎn)近來確定， 距離燈條近的行間距大些，距離燈條遠(yuǎn)的行間距小些。所述的LED顆粒8的出光面5為長條形，該LED顆粒8的厚度為0. 2mm-5mm ；所述的導(dǎo)光板2的入光面6的厚度為0. 2mm-5mm ；所述的LED顆粒8的光強(qiáng)度的半高寬角小于等于120度。通過程序設(shè)計得到的背光模組最好的出光均勻度是96. 8%。如圖3所示，所述的反饋連接是指在所述LED燈條1上每一個LED顆粒8對應(yīng)串 聯(lián)一個與PWM控制器的反饋端口相連接的電阻R2，電阻R2上的電壓信號反映了流過LED顆 粒8的電流，PWM控制器4根據(jù)電壓信號輸出具有占空比的脈沖信號，經(jīng)過Rl和Cl組成的 低通濾波器濾波后驅(qū)動LED顆粒8。如圖4所示，所述的直接連接是指PWM控制器4輸出端口直接與LED燈條1的每 一個LED顆粒8相連，通過脈沖寬度調(diào)節(jié)實現(xiàn)LED顆粒8亮度的單獨控制，即在一個周期內(nèi) 使用特定占空比的信號脈沖波形來驅(qū)動LED，驅(qū)動LED顆粒的平均電流取決于驅(qū)動信號的 占空比和額定的LED驅(qū)動電流，決定PWM控制器4輸出驅(qū)動信號占空比的信息是通過端口 FB來輸入的。本裝置中的PWM控制器4中顯示了核心芯片，本實施例采用的是SG6840，其端口功 能為GND，接地腳；VDD，電源輸入；GATE，驅(qū)動器輸出；SENSE，電流取樣；FB，反饋腳；Ri，基 準(zhǔn)設(shè)定；RT，過熱保護(hù)；VIN，起動電流輸入腳。如圖5所示，在背光模組已經(jīng)達(dá)到很高的整體出光均勻度基礎(chǔ)上(如圖6所示)， 得到了單個LED顆粒8點亮?xí)r背光模組的出光分布。圖5顯示的是第10顆LED顆粒8點 亮?xí)r背光模組的出光分布，可以說離此LED顆粒8越近的區(qū)域，光強(qiáng)越強(qiáng)。整個背光模組出 光面接近一半的區(qū)域光強(qiáng)很接近，約為整個背光模組出光面最強(qiáng)光強(qiáng)的四分之一到五分之 一。這樣的不均勻光強(qiáng)分布表明可以通過調(diào)節(jié)LED燈條1上各個LED顆粒8的亮度來實現(xiàn) 側(cè)光式動態(tài)背光。為此對兩個測試圖形進(jìn)行了驗證，如圖7，圖8所示。黑區(qū)域的灰度值是0，灰色區(qū) 域的灰度值是128，最高的灰度值設(shè)定為256。圖7的歸一化功耗為0. 43855，圖8的歸一化 功率是0.49131。在這兩個測試圖形下，側(cè)光式動態(tài)背光節(jié)能的效果很明顯。從圖7，圖8 中可以看出側(cè)光式動態(tài)背光對于前板要顯示的灰度的匹配效果，按照特定的側(cè)光式動態(tài)背 光算法得到的燈條1亮度分布，不是每個LED都達(dá)到最高的發(fā)光功率。圖9、圖10顯示的是 對一個實際灰度圖像的側(cè)光式動態(tài)背光的調(diào)節(jié)效果，歸一化功率為0. 8385。圖9是要顯示 的灰度信息，圖10是對應(yīng)于圖9的背光亮度分布，越黑的地方亮度越低。這些節(jié)省功耗的效果都是側(cè)光式LED燈條1中LED顆粒8的亮度可以單獨控制所 帶來的結(jié)果。達(dá)到了前文所述的優(yōu)點，綜合了側(cè)光式背光模組薄型化和直下式LED背光模組動態(tài)背光的特點，實現(xiàn)了一維側(cè)光式動態(tài)背光功能，降低了側(cè)光式LED背光模組的功耗。
權(quán)利要求
一種用于液晶顯示器的一維側(cè)光式動態(tài)背光光源，包括LED燈條、導(dǎo)光板、反射罩和PWM控制器，其特征在于LED燈條位于導(dǎo)光板的入光面的外側(cè)，所述的導(dǎo)光板為扁平形長方體，包括出光面、入光面、其它四個面，所述反射罩緊貼導(dǎo)光板除出光面、入光面的四個面，根據(jù)工作方式的不同，PWM控制器與LED燈條直接連接或反饋連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于液晶顯示器的一維側(cè)光式動態(tài)背光光源，其特征是，所 述的導(dǎo)光板底部分布有散射網(wǎng)點，散射網(wǎng)點的最大尺寸小于等于1000 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的導(dǎo)光板底部分布的散射網(wǎng)點，其特征是，可以凹入導(dǎo)光板底 部平面，也可以突出于導(dǎo)光板底部平面。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的導(dǎo)光板底部分布的散射網(wǎng)點，其特征是，導(dǎo)光板底部單位 面積中散射網(wǎng)點的總面積所占的比例，隨著與燈條的距離由小變大而逐漸變大。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于液晶顯示器的一維側(cè)光式動態(tài)背光光源，其特征是，所 述的LED燈條包括若干個均勻排成列的LED顆粒組成，每個LED顆粒的出光面正對著導(dǎo)光 板的入光面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于液晶顯示器的一維側(cè)光式動態(tài)背光光源，其特征是，所 述的LED顆粒的亮度可單獨調(diào)節(jié)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于液晶顯示器的一維側(cè)光式動態(tài)背光光源，其特征是，所 述的直接連接是指PWM控制器輸出端口直接與LED燈條的每一個LED顆粒相連，通過脈沖 寬度調(diào)節(jié)實現(xiàn)LED顆粒亮度的單獨控制，即在一個周期內(nèi)使用特定占空比的信號脈沖波形 來驅(qū)動LED，驅(qū)動LED顆粒的平均電流取決于驅(qū)動信號的占空比和額定的LED驅(qū)動電流。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于液晶顯示器的一維側(cè)光式動態(tài)背光光源，其特征是，所 述的反饋連接是指在所述LED燈條上每一個LED顆粒對應(yīng)串聯(lián)一個與PWM控制器的反饋 端口相連接的電阻，電阻上的電壓信號反映了流過LED顆粒的電流，PWM控制器根據(jù)電壓信 號輸出具有占空比的脈沖信號以驅(qū)動LED顆粒。
9.根據(jù)權(quán)利要求5至8中任一所述的用于液晶顯示器的一維側(cè)光式動態(tài)背光光源，其 特征是，所述的LED顆粒的出光面為長條形，該LED顆粒的厚度為0. 2mm-5mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求5至8中任一所述的用于液晶顯示器的一維側(cè)光式動態(tài)背光光源，其 特征是，所述的LED顆粒的光強(qiáng)度的半高寬角小于等于120度。
全文摘要
一種液晶顯示技術(shù)領(lǐng)域的用于液晶顯示器的一維側(cè)光式動態(tài)背光光源，LED燈條、導(dǎo)光板、反射罩和PWM控制器，LED燈條位于導(dǎo)光板的入光面的外側(cè)，所述的導(dǎo)光板為扁平形長方體，包括出光面、入光面、其它四個面，所述反射罩緊貼導(dǎo)光板除出光面、入光面的四個面，根據(jù)工作方式的不同，PWM控制器與LED燈條直接連接或反饋連接。本裝置實現(xiàn)類似于直下式LED背光模組二維動態(tài)背光特點的一維側(cè)光式動態(tài)背光技術(shù)方案。
文檔編號G09G3/36GK101963313SQ201010266829
公開日2011年2月2日 申請日期2010年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月30日
發(fā)明者崔晴宇, 曹太鑫, 李奇典, 郭小軍 申請人:上海交通大學(xué);昆山龍騰光電有限公司