一种超高利用率的背光模组光学系统方案

石德福

摘 要：随着电视向超薄轻方向发展，同时用户对高画质的强烈需求，背光模组设计也面临重大挑战，背光模组设计时需在有限空间内解决主观视效及LED散热问题，需提高光学利用率满足高画质及可靠性要求。该论文介绍一种超高利用率的背光模组光学系统，可极大限度提高光学利用率，改善主观视效，满足电视超薄轻及高画质发展趋势。

关键词：利用率 背光模组 光学

中图分类号：TN3 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）06（b）-0034-03

1 传统背光模组光学系统方案分析

目前背光模组光学系统方案是将LED发出的白光射入导光板，经过导光板光学效应形成面光源，再通过膜片扩散形成满足需求的均匀面光源。背光模组光学组件主要包括散热条、LED灯条、导光板及光学膜片。现有传统背光模组光学系统方案如图1所示。

现有设计方案中，为支撑导光板及防止LED损坏，LED表面与导光板之间预留0.4 mm间隙，无法使LED所发的光全部进入导光板中，导致部分光能损失，降低光学使用率，未进入导光板的光经过灯条及散热条反射形成亮带，影响入光侧主观视效。现有设计方案对结构件要求较高，若背板、散热条平面度稍有偏差，会使LED与导光板入光面间隙不一致引起灯影或亮带不良，影响主观视效。

现有设计方案中因光学利用率相对较低，背光模组需使用较多数量或较大功率LED才能满足亮度要求，这样会导致LED温度升高，影响LED寿命，为改善此问题，目前通过增加散热条铝条散热，组装时先用导热胶将LED灯条贴于散热条侧面，但此方式操作繁琐，且还会因散热条影响混光及入光侧面框宽度。以现有主流机型为例，入光侧主要集中在地侧，为改善视效加大混光和LED灯条散热问题，地侧边框比其他三侧宽5 mm左右，某机型地侧边框为12.9 mm，其他三侧边框宽度仅7.9 mm，图2为面框宽度对比示意图。

2 超高利用率背光模组光学系统方案介绍

该文介绍一种全新的光学系统设计方案，该系统中主要包括导光板、LED组件和连接端置，该系统将LED置于导光板内，与导光板一体成型，在两端设有供电接口，为保证主观视效，LED可采用小功率灯，尽量增加LED数量，减小相邻LED之间的间隙。因取消传统设计中的灯条PCB，导光板可直接支撑在背板折边上。

图3为该光学系统中光学组件示意图，LED与导光板一体成型，LED采用小功率、小封装规格，LED置于导光板内部，LED所发的光全部进入导光板，使系统光学利用率真正达到100%，在相同亮度要求下可大大降低整机功率；同时小封装规格可以减小相邻LED之间PITCH值，大大改善视效均匀性。

图4为该光学系统总成示意图，包含LED与导光板一体成型组件，LED连接器单元，与LED相连的导电线置于LGP内部，和LED导光板一体成型组件相连，两端设有连接端置与外部供电系统相连。因该系统彻底改变了传统LED与导光板之间有间距的设计方案，LED置于导光板内部，不会出现传统设计中的亮带、灯影等不良，主观视效更均匀，更不会因结构件平面度问题影响主观视效。

该光学系统取消了传统设计中的散热条和灯条PCB，导光板底面直接与背板接触支撑，组装方便、可靠，系统成本大大降低，另因取消散热条和灯条PCB，大大节约地侧设计空间，地侧面框边框宽度比传统设计减小5 mm左右，真正实现四周边框超窄化设计。传统系统与该系统面框宽度对比如图5所示。

3 结语

该论文介绍的一种超高利用率背光模组光学系统一改传统设计方案，将LED置于导光板内部，采用一体成型，取消传统设计中的散热条及灯条PCB，可使LED所发的光全部进入导光板内，光学利用率真正达到100%。该系统中采用小功率、小封装LED，主观视效更均匀，因LED完全置于导光板内部，避免了传统方案中因结构件平面度问题引起的亮带、灯影等视效不良。该系统取消传统设计的散热条和灯条PCB，极大降低系统成本的同时还可真正实现面框四侧超薄化设计。

参考文献

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