文档介绍：上海交通大学
硕士学位论文
大尺寸TFT—LCD的LED背光源的设计与动态背光的仿真
姓名:梁宝闻
申请学位级别:硕士
专业:电磁场与微波技术
指导教师:李荣玉
20081201
上海交通大学硕士学位论文
大尺寸 TFT-LCD 的 LED 背光源的设计与动态背光的仿真

摘要

大尺寸TFT-LCD的LED背光源是目前研究的热点,而且LED背光源的成
本也越来越低。其色域宽、亮度高、寿命长、功耗低以及环保等优势,
使LED背光的应用也越来越广泛,国家这个产业也正在加大投资力度,在
未来几年内, LED背光源将是大尺寸TFT-LCD研究的热点。本文详细描述
了LED的功能和其实用性,并讨论了LED的选型和背光板的仿真。本文采
用的是新型“直下式”LED背光源设计,不同于以前专利产品。利用OSRAM
,276颗LED成等
间距排列在文中所设计的一层反射膜上,还设计了一层散射膜和两层增
亮膜以使亮度和均匀度都得到有效的提高。
文中选取了28个National-Semiconductor国家半导体公司的
LM3402HV大功率LED专用恒流驱动芯片对LED矩阵进行控制,每个芯片控
制10颗LED。本文的创新之处有两点,第一个是对新型LED背光结构利用
内部PWM进行调光,设计了四种不同占空比的方案来控制LED的亮度,我
们应用了Lighttools软件对几种不同LED间距及不同背光腔结构的背光
系统进行仿真,通过对仿真结果的分析,得到了均匀度和照度的变化规
律,并且选择了在背光腔照度为24mm时的最好的照度与均匀度组合,此
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时LED的间距也为24mm。
本文的第二个创新之处是对背光部分的进行了区域动态的仿真,芯
片所控制的不同区域的LED进行仿真,通过PWM调光所对应的四种不同占
调光所对应的四种不同占空比情况下的仿真得到了不同照度的结果。根
据这种新颖的区域动态仿真结果的分析可以得到,在不同照度下的较好
的均匀度,而且不同占空比所对应的照度成比较好的比例关系。这样可
以对显示器上不同区域的照度进行控制,不仅可以极大幅度的提高显示
器的对比度约1000:1,而且可以达到大幅度高效节能的目的(比静态节
能约30-40%),还可以提高色域。这种区域动态控制也能够对LED的温
度进行有效的控制,以保证LED可靠的工作,体现了其寿命长和使用成本
低的优势。

关键词:LED,背光板,直下式,PWM,区域控制
上海交通大学硕士学位论文

LED BACKLIGHT DESIGN AND SIMULATION OF DYNAMIC IN
TFT-LCD WITH LARGE INCHES

Abstract

Now, Research and development for large inches LED backlight is very
popular, moreover, the cost of LED backlight es lower. On account of
wider color field, higher brightness, longer using time limit, less energy
consumption and environment protection, it is no doubt that LED will replace
CCFL backlight in future. In this paper, after model selection I utilize
“Direct Illumination-type”LED backlight project, make white-light LED
array in rectangle, design a sheet of Reflective Film, a sheet of Diffuser and
two sheets of Brightness Enhancement Film. I select suitable constant current
chip of LM3402HV which is produced by National-Semiconductor to drive
10 LED by each of them. My innovation is that the brightness of backlight
which is controlle