基于V型反射槽的直下式LED背光模组设计

摘 要：文章提出了一种新型的适用于直下式LED的V型反射槽，使直下式LED背光模组设计突破LED间距的限制，通过反射槽的光学设计消除由LED间距增大所造成MURA光学不良现象。

关键词： V型反射槽；直下式LED；MURA

中图分类号：TN312+.8 文献标识码：B

The Design of the Direct Type LED Back Light Unit Based on

the V Type Reflection Slot

XIA Yu-hao1， JI Guang-rong1，2

（1. College of Information Science and Engineering， Ocean University of China， Qingdao Shandong 266100， China； 2. Hisense Electric Appliance Limited company， Qingdao Shandong 266071， China）

Abstract： The paper presents a new type of applicable to direct the type of LED V reflection slot， so that the design of the direct type LED back light unit breakthrough the limit of LED space. Through the reflection slot optical design eliminates caused by increasing the distance between LED optical MURA unhealthy phenomenon.

Keywords： V reflection slot； direct type LED； MURA

引 言

直下式LED液晶模组已经在液晶电视中得到广泛应用，与侧光型LED背光相比，直下型LED背光不采用导光板，依靠空间混光实现光的均匀，厚度较厚。在传统直下式LED背光模组中，一般认为模组的混光距离与LED的间距存在一定的比例关系。在一定的混光距离下，为保证直下式背光模组呈现良好的光学效果，不产生MURA等不良的光学现象，通常采用排列大量的LED，确保LED间距不超过产生MURA的极限间距，从而达到良好的光学效果。本文提出的V型反射槽结构可以大大减少直下式LED的使用数量，在达到要求的光学效果下，大大降低成本。

1 MURA现象的产生

MURA是指在显示图像时，所产生的画面局部或全面的不均匀现象。最简单的判断方法就是在暗室中切换到黑色画面以及其它低灰阶画面，然后从各种不同的角度去看，随着这时各样的制作过程瑕疵，就有各式各样的MURA，可能是横向条纹或者45°条纹，可能是切得很直的方块，可能是某个角度出现的一块，还有可能是花花的完全没有规则可言的东一块西一块的痕迹。

下面是4种在背光模组中最常见的MURA现象。

2 传统的直下式LED背光源解决MURA的方法

直下式是把LED晶粒均匀地配置在液晶面板的后方当作发光源，使背光可以均匀传达到整个屏幕，画面细节更细腻逼真。与侧光型LED背光相比，直下式不采用导光板，依靠空间混光实现光的均匀，优点为高辉度、宽色域、出光角好、可进行背光动态控制，颜色表现力十分突出（图5所示为直下式结构图），但是由于技术的原因经常会产生MURA等不良光学现象，影响整个画面的效果。

传统直下式LED背光模组中，一般认为模组的混光距离与LED的间距存在一定的比例关系，在一定的混光距离下，为保证直下式背光模组呈现良好的光学效果，通常有两种手段解决以上问题：

（1）采用排列大量的LED，在确定混光距离下确保LED间距不超过产生MURA的极限间距，如图6所示。但是这种解决方案需使用大量LED，从而使LED数量过多造成亮度过高，大量光通量被浪费，成本居高不下。

（2）通过对LED进行二次光学设计，在LED上增加LENS等光学辅助器件从而达到增大LED的出光角度，避免达到产生MURA的极限间距。同样在增加了LENS后，对于以价格优势取胜的直下式背光模组，整体成本会大大增加。

3 基于V型反射槽的直下式背光模组

一般反射片的作用是令光源两侧的光线透过反射片适当的反射及透射作用后朝向扩散板均匀的散出，借以消除各光源之间的昏暗带区，有效解决液晶模组明显呈现明、暗带区的问题。而本文所提出的新型方案就是对反射片进行特殊的结构和光学设计，在直下式LED背光模组反射腔内形成特殊的V型反射槽，平视图如图8所示。

这样设计的V型反射片在保证LED 出光角度为120°的情况下，最大限度地利用每行和每列LED发出的光通量，使之经过反射片反射后能充分聚光，避免因光通量不足而引起MURA现象。

此外，在背光模组中，模组的混光距离和LED的间距存在一定的比例关系，即H/P的值，如图9所示。传统的直下式背光模组H/P的值一般为1，使用特殊的V型反射片后，LED间距变大，H/P的值可以达到0.7，突破了传统的混光距离与LED间距的比例限制，大大减少了LED的使用数量，在保证良好的光学效果的同时，极大地减少了直下式的成本，能极大地提高产品的市场竞争力。

以42英寸直下式为例，原有的技术是采用8排，每排15颗LED，LED之间的间距P值为74mm，混光距离为74mm，这样的设计可以达到很好的光学效果。在采用了新型的V型反射片后，LED间距P值为92.5mm，这样每排所用的LED可以减少为12颗，混光距离依旧为74mm，这样设计H/P值可以达到0.8。

4 结 论

本文提出的新型的基于直下式背光模组的V型反射槽，能很好地解决MURA现象，在保证良好的光学效果下，减少LED的使用颗数，大大降低成本。

参考文献

[1] 季旭东. LCD背光源产品的新进展[J]. 液晶与显示，2002，2：119-127.

[2] 汪 敏，夏咸军. 新型LED背光源技术及应用光电子技术[J]. 光电子技术，2005，4.

[3] 梁 萌，王国宏，范曼宁. 直下式LED背光源的光学设计[J]. 液晶与显示，2009，11：24-49.

[4] 刘敬伟，王 刚等. 大尺寸液晶电视用LED背光的设计和制作[J]. 液晶与显示，2010， 2：35-39.

作者简介：夏宇昊（1987-），男，硕士，E-mail：。姬光荣，男，教授，博士生导师。