一款大尺寸电视用LED背光源设计与开发

发布时间：2017-07-08 20:27

  本文关键词：一款大尺寸电视用LED背光源设计与开发

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【摘要】：目前液晶显示己发展成为主流的平板显示技术。面对日益激烈的竞争局面，平板显示产品必须满足：低成本、高画质、节能环保、外观轻薄、尺寸更大、画面更清晰等要求企业才能更好的生存下去。LED因为其自多方面的优点：寿命长、节能、发光具有指向性以及体积小等，正陆续取代各种各样的传统光源运用于液晶显示产品。在小尺寸平板显示产品不断被OLED产品侵蚀的情况下，加快研发步伐尽早占领大尺寸LED液晶电视市场，延长液晶显示产业生命周期，成为各家显示企业产品研发的当务之急。本课题的目的是研制大尺寸液晶电视用背光源，对于提高企业核心技术竞争力，具有十分重要的意义。本课题主要内容是开发一款大尺寸LED液晶显示背光源，并保证其光学热学性能。 首先，完成了背光源的光学设计工作。使用Light Tools软件，根据所选择的LED尺寸规格，在软件中建立LED单灯三维模型。并模拟计算了LED单灯光学分布图，并且对照厂家规格书，表明LED单灯模拟结果基本符合实际情况。建立了背光源设计模型，将厂家给出或实际测试的参数输入到模型里，求解及光学效果优化，确定了合理的混光距离，确定选取合理的低反射板边缘角度。根据光学模拟给出的参数，，进行了背光源结构设计，并组装测试了背光源样品。结果表明，光学模拟预测的结果与测试结果基本相符合。 接着，根据背光源结构设计图纸建立了热学模型，并进行了求解过程。并经行了运算，累计迭代计算后，各监测点LED结温曲线趋于水平，收敛较好。但第一次计算结果表明LED灯板表面温度超过了设计值存在比较大的安全隐患。于是，在LED与背光源后壳板之间增加散热片，并再次进行模拟运算，运算结果表明条件散热片以后，ＬＥＤ表面最高温度能够满足设计要求。最后，利用红外热像仪对组装完成的样品经行了热学测试，表明本背光源能够稳定工作，并满足项目起初设定的设计要求。 本课题比较圆满的完成了各项设计任务，并且最终整机样品在展会上经行了展览，取得了良好的社会效果。随着产品量产化的推进相信该产品能为企业创造更好的经济效益。
【关键词】：设计理论 光学设计 热学设计 背光源
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TN949.192
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 技术背景9-10
• 1.2 LED 背光源的发展趋势10-12
• 1.3 课题开发内容12-15
• 第2章 背光源理论基础15-27
• 2.1 背光源结构及其工作原理16-18
• 2.1.1 直下式背光源17-18
• 2.1.2 侧光式背光源18
• 2.1.3 本课题采用的背光类型18
• 2.2 光学膜材18-21
• 2.2.1 反射膜19
• 2.2.2 扩散膜19
• 2.2.3 增亮膜19-21
• 2.3 光源21-26
• 2.3.1 冷阴极荧光灯管21-23
• 2.3.2 发光二极管23-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第3章 直下式背光源的设计理论27-33
• 3.1 直下式 LED 背光源及相关结构分析27-28
• 3.2 底反光板结构设计理论28-32
• 3.2.1 光学因素决定的底反光板的结构28-31
• 3.2.2 热学因素对底反光板结构的影响31
• 3.2.3 特殊结构因素对底反光板结构的影响31-32
• 3.3 本章小结32-33
• 第4章 背光源光学设计33-51
• 4.1 光学理论基础33-38
• 4.1.1 反射和折射定律33-35
• 4.1.2 散射理论35-36
• 4.1.3 光度学36-38
• 4.2 光学建模与计算38-46
• 4.2.1 光学模拟软件介绍38-40
• 4.2.2 光建模与计算40-46
• 4.3 样品测试与对比分析46-50
• 4.3.1 样品制作46-47
• 4.3.2 样品测试47-49
• 4.3.3 测试结果对比表分析49-50
• 4.4 本章小结50-51
• 第5章 背光源热学设计51-59
• 5.1 三种基本传热方式51
• 5.2 热学模拟51-57
• 5.2.1 热光学模拟软件介绍51-52
• 5.2.2 热学建模与计算52-55
• 5.2.3 样品测试与对比分析55-57
• 5.3 本章小结57-59
• 结论59-61
• 参考文献61-63
• 致谢63

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：536194