LED背光源亮度均匀性改善方法(2)

2010-02-21 刘钱飞 西安交通大学电子物理与器件教育部重点实验室

  综合可知LED 背光源均匀排列时,位于中心区域的亮度相对较大,亮度的差别也比较小;但在周边区域的亮度就下降的很快,从而导致了边缘区域偏暗,影响了全屏亮度的均匀性。因此我们有必要对L ED 的排列进行适当的改进,以提高周围的亮度,从而达到更好的亮度均匀性。

3、LED 非均匀排列的亮度均匀性

  由前面的结果可知,当LED 均匀排列时,L ED背光源周边区域的亮度相对于中心位置会很小,从而影响了全屏的亮度均匀性。为了提高全屏亮度的均匀性,可以采用LED 的非均匀排列。这样可以降低中心区域的亮度,提高边缘区域的亮度,进而达到很好的全屏亮度均匀性

  目前所用32 英寸液晶电视背光源的长度l =70171 cm ,宽w = 39178 cm ,所需的LED 数目横向为na = 45 个,纵向为nb = 20 个,已知单颗L ED 的尺寸为la (长) ×lb (宽) ,相邻两颗LED 中心的间距可能为la ( lb ) 和l/ 2 之间的任意值,根据实际应用要求,LED 排列间距变化的步长取△l , 即任意两颗L ED 排列间距的可能值为la , la + △l , la + 2 △l , la +3 △l ⋯,直到l/ 2 结束。以水平方向间距计算为例,采用MA TLAB 对非均匀性排列间距进行仿真计算,流程图如图6 所示。

LED 非均匀排列间距计算流程图

图6  LED 非均匀排列间距计算流程图

  其中Di 为第i 颗L ED 和第i + 1 颗LED 的间距, f i ( j) 表示第j 个L ED 在i 点的亮度值。垂直方向的间距计算公式与水平方向类似,只是任意两颗LED 排列间距的可能值为lb , lb + △l , lb + 2 △l , lb+ 3 △l ⋯,直到l/ 2 结束。

  对均匀性排列LED 进行非均匀调整之后的亮度分布如图7 所示,可以看出LED 的间距调整后亮度的均匀性有了很大的提高。纵向的相对亮度达到了90 %以上,横向的相对亮度达到了95 %以上。由此可见不等间距的排列对于提高亮度均匀性是非常有效的。在仿真计算的基础上,根据水平和垂直两个方向的计算间距对均匀性排列进行调整,从而得到亮度均匀一致的LED 背光源。

LED 间距调整后的亮度分布 

图7  LED 间距调整后的亮度分布

4、结论

  本文主要研究了LED 非均匀排列方法。在等间距排列的基础上,通过LED 的亮度分布函数可以从理论上计算出在现有的等距离排列下的亮度分布,并与实际测得的亮度分布进行对比,从而证明我们可以从理论上计算出LED 的排列。通过仿真计算得出非均匀性LED 排列方案,在这种排列方式下,LED 的亮度均匀性可以达到90 %以上,从而说明LED 的非均匀排列对于改善全屏的亮度均匀性是很有效的,也是可行的。