Конструкция боковой светодиодной подсветки

По мере того как человеческое общество вступает в эру экономики знаний, распространение информации и знаний осуществляется в режиме реального времени, а технология отображения оконечного оборудования для обмена информацией быстро развивается. Жидкокристаллический дисплей как одна из технологий отображения быстро развивается. Поскольку сам ЖК-дисплей не излучает свет, большинству приложений требуется поддерживающая подсветка.

Используемые источники задней подсветки включают лампы накаливания, люминесцентные лампы с холодным катодом, электролюминесцентные пластины и светодиодные лампы. Каждая технология подсветки имеет свои превосходные характеристики в конкретной среде применения. Среди них люди отдают предпочтение преимуществам светодиодной технологии.

Преимущества: долгий срок службы, высокая эффективность, низкие эксплуатационные расходы и низкое энергопотребление; небольшой размер, что делает модуль подсветки ЖК-дисплея более тонким, что снижает стоимость подключения ЖК-дисплея к схеме привода; низковольтный привод, прямой привод 5-12 В постоянного тока, быстрое переключение, разрешение широтно-импульсной модуляции яркости, возможность индивидуального импульсного управления яркостью красного, зеленого и синего светодиодных индикаторов, удаление красного, зеленого и синего трехцветных фильтров за полноцветный ЖК-дисплей.

1. Введение

Светодиодная подсветка быстро развивалась в последние годы, от режима раннего излучения снизу до режима бокового световода. По сравнению со светодиодной подсветкой с нижним излучением, светодиодная подсветка с боковым направлением света имеет преимущества более низкой стоимости, меньшего энергопотребления и меньшей толщины.

В частности, с развитием светодиодной технологии появились четвертичные материалы AIInGaP и материалы на основе GaN, которые реализовали сверхвысокую яркость и полный цвет светодиодов, так что боковая светодиодная подсветка может достигать требуемой яркости с небольшим количеством Светодиоды. И по цвету, и добился удовлетворительных результатов. Развитие светодиодной технологии способствовало быстрому развитию светодиодной подсветки с боковым направлением света. Принципы и особенности конструкции этой недавно разработанной боковой светодиодной подсветки представлены ниже.

2. Боковая световодная светодиодная подсветка.

Он состоит из светодиодного модуля, световодной пластины, рассеивающей пленки, светоотражающей бумаги, краевой световозвращающей ленты и т. Д.

В модуле задней подсветки световодная пластина является ключевым оптическим элементом, она представляет собой прозрачный пластиковый полиметилметакрилатный (ПММА) материал, нижняя поверхность покрыта белыми отражающими точками или отлита под давлением в небольшие выпуклости, а края покрыты белым Светоотражающий материал или покрытый отражающей металлической лентой.

Рассеивающая пленка представляет собой полупрозрачный ПК-материал, который может снизить яркость и улучшить однородность. Светоотражающая бумага - это гладкая белая бумага, которая может отражать свет и уменьшать утечку света.

В-третьих, основной принцип боковой светодиодной подсветки

Основной принцип боковой светодиодной подсветки заключается в использовании принципа полного отражения света для эффективного пропускания света и преобразования линейного источника света в поверхностный источник света. Принцип полного отражения света: когда свет преломляется от среды с высоким показателем преломления к среде с низким показателем преломления (например, от пластика к воздуху), преломленный свет излучается под более наклонным углом, чем луч света человека. Когда угол освещения человеческого тела больше определенного угла, явление, при котором свет не может преломляться в воздухе человеческого тела, но все внутреннее отражается, называется полным отражением или внутренним отражением. Когда угол преломления равен 90 °, угол света человеческого тела называется критическим углом.

Согласно закону преломления света и формуле n-1, Sinθ,=n2Sinθ2, можно определить критический угол θc=Sin-1 (n2, sin90 ° / n2)=Sin-1 (n2 / n1). Учитывая, что n2=1 (воздух), n1=1,491 (материал PMMA пластиковой световодной пластины), θc=Sin -10,6707=41,8 °, то есть когда свет внутри световодной пластины больше 41,8 °, всего произойдет отражение, и тогда свет будет передаваться с одной стороны на другую по направлению световодной пластины. Для световодной пластины из ПММА коэффициент пропускания света достигает 92%, мутность очень мала, поглощение света очень мало, и свет может передаваться на большие расстояния вдоль платы с очень небольшим затуханием.

Назначение световодной пластины - преломлять свет от поверхности для формирования яркого и однородного поверхностного источника света. Следовательно, технический принцип световодной пластины заключается в использовании принципа полного отражения света для передачи света, с другой стороны, он используется в противоположном направлении, что разрушает условие полного отражения света, мешает оптические элементы полного внутреннего отражения света и изменения оптического пути света. Свет выходит с поверхности световодной пластины, образуя поверхностный источник света в качестве пластины задней подсветки.

Конкретный дизайн состоит в том, чтобы напечатать белые точки на нижней поверхности световодной пластины или посредством литья под давлением небольших выпуклостей, так что свет диффузно отражается в точке, часть света проецируется на световодную пластину под меньшим углом. чем критический угол и преломляется, и часть света полностью отражается и возвращается в световодную пластину, эти лучи полностью отражаются от верхнего края световодной пластины, а затем возвращаются в точку на нижней поверхности.

Повторяйте этот процесс до тех пор, пока часть света не будет преломляться от поверхности, часть поглощается световодной пластиной, а часть не теряется на границе раздела. Свет, преломленный от поверхности, виден человеческому глазу. Эта часть света помогает световодной пластине стать фоновой подсветкой. То есть яркость источника задней подсветки, измеренная прибором.

В-четвертых, ключевые моменты дизайна боковой светодиодной подсветки

Конструкция и выбор материала боковой светодиодной подсветки напрямую влияют на яркость и однородность подсветки. При проектировании мы должны учитывать не только фактор стоимости, но также учитывать яркость и однородность подсветки, чтобы удовлетворить требования пользователя. Вот краткое введение в метод дизайна подсветки.

1. Дизайн размера и распределения точек астигматизма

Большинство используемых в настоящее время световодных пластин изготавливается методом литья под давлением в открытой форме, а размер и распределение точек астигматизма в основном разрабатываются производителем формы, а структура формы определяется после многих экспериментов и корректировок. Дизайн и расчет размера и распределения астигматических световых пятен относительно сложны, и полная и зрелая теория еще не сформирована. Согласно фотометрической формуле:

E=dφ / ds=Icosθ / I² (1)

dφ=Isinθcosθπr² / I² (2)

I=D / (2cosθ) (3)

Среди них: E - освещенность; φ - световой поток; S —— зона приема; I - интенсивность излучаемого света; θ - угол между направлением излучаемого света и нормалью к принимающей поверхности; I - принимающая поверхность и расстояние между светодиодными источниками света; Ио - нормальная яркость светодиода; r - радиус приемной площадки; D - толщина световодной пластины.

Согласно формуле (1) - закону обратных квадратов расстояния освещенности, чем ближе к концу человек, тем сильнее освещенность, получаемая точкой астигматизма. Свет, принимаемый точкой астигматизма, имеет не только один прямой свет, но и несколько отраженных световых лучей. Точно так же, чем ближе точка астигматизма находится к излучающему концу человека, тем сильнее отраженная освещенность воспринимается точкой астигматизма, поэтому освещенность каждой точки астигматизма также различается.

Для простой конструкции распределение точек астигматизма расположено вдоль направления света, излучаемого людьми, а радиус точек астигматизма равномерно увеличивается вдоль направления света, излучаемого людьми. Согласно введению радиус r большой точки определяется в соответствии с расстоянием между точками. Чем меньше расстояние между точками, тем меньше r. Чем больше расстояние между точками, тем больше rmax. Радиус r малой точки рассчитывается следующим образом: в идеальном состоянии для задней подсветки требуется равномерная поверхностная яркость, то есть падение светового потока при отражении каждой точки рассеяния вперед равно, то есть DCP=l / n, если n - направление света человека Число точек астигматизма, то n=W / C, где W - ширина световодной пластины, C - расстояние между точками астигматизма, а минимальный радиус Rmin рассчитывается по формулам (2) и (3).

2. Конструкция вогнутой падающей поверхности световодной пластины.

Население световодной пластины выполнено в виде вогнутой поверхности, что позволяет лучше комбинировать световой поток. Для большинства светодиодных фонарей свет, излучаемый поверхностью, расходится. Вогнутый свет входит в световодную пластину с минимальным показателем преломления, а затем изогнутая поверхность на краю световодной пластины отражает свет в узкий луч.

Таким образом, больше света полностью отражается обратно в световод, а не преломляется на границе раздела между пластиком и воздухом. Тем самым уменьшаются потери света светодиодами и повышается яркость подсветки.

3. Конструкция конической световодной пластины.

Маленькие светодиодные дисплеи (менее 50 мм X 100 мм) должны использовать плоские световодные пластины. Для светодиодных дисплеев большого размера используется коническая световодная пластина. Сужающийся край изменяет угол полного отражения света световой пластины в световодной пластине и уменьшает угол отраженного света на нижней поверхности. С одной стороны, это уменьшает угол падения отраженного света на поверхность световодной пластины и приближает преломленный свет к нормальному направлению. ; С другой стороны, он заставляет эту часть света, которая не может быть преломлена от поверхности световодной пластины, преломляться на поверхности световодной пластины из-за чрезмерно большого угла отраженного света, тем самым улучшая коэффициент использования света. светодиода и яркости подсветки.

4. Выберите правильную структуру формы светодиода.

Внешний вид светодиода определяет характеристики распределения оптических параметров светодиода. В частности, это влияет на силу света светодиода. Вообще говоря, сила света светодиода с выпуклой светоизлучающей поверхностью высока, угол полуинтенсивности мал, а свет сконцентрирован. Плоская светоизлучающая поверхность светодиода имеет низкую силу света, большой угол полуинтенсивности и большее количество рассеянного света.

Для светодиодной подсветки малогабаритной светодиодной подсветки следует подбирать плоскопанельные светодиоды так, чтобы свет попадал в световодную пластину равномерно; для светодиодов большого размера следует выбирать выпуклые светодиоды с высокой силой света, чтобы обеспечить яркость подсветки. При этом следует учитывать размер светодиода. Толщина светодиода должна быть меньше толщины световодной пластины, чтобы свет, излучаемый светодиодом, мог максимально проникать в световодную пластину.

5. Устранение ярких линий в зоне падения светодиода.

Когда светодиод и световодная пластина собраны сбоку, яркая линия вдоль направления светодиода появится после того, как свет попадет на световодную пластину, что повлияет на равномерность яркости источника задней подсветки. Есть два способа устранить это явление: один - использовать черную краску или покрыть слой затеняющей бумаги для поглощения света.

Другой метод - это пустой переход, то есть на нижней поверхности не печатаются белые точки и не появляются небольшие выпуклости. Используя принцип полного отражения, свет отражается обратно к световодной пластине в пустой переходной области. Эта пустая переходная зона должна быть определена экспериментально.

6. Выберите подходящую рассеивающую пленку и светоотражающую бумагу.

Рассеивающая пленка улучшает однородность, но снижает яркость. Светоотражающая бумага может улучшить коэффициент использования световой энергии светодиодов, уменьшить утечку световой энергии и повысить яркость. Поэтому к отражательной способности и пропусканию этих двух оптических пленок предъявляются высокие требования. Следует выбрать соответствующий коэффициент отражения и пропускания, чтобы сбалансировать яркость и однородность и получить удовлетворительные результаты.

V. Заключение

Благодаря разнообразию требований пользователи предъявляют множество требований к размеру, форме, цвету свечения и равномерности яркости боковой светодиодной подсветки, что выдвигает более высокие требования к дизайну материалов. В реальном дизайне необходимо комбинировать оптические принципы, проводить больше экспериментов и накапливать опыт, чтобы создать подсветку с отличными экономическими характеристиками.