用于背光模组的侧发光微细导光管的理论分析与设计

摘要

液晶显示产品因具有零辐射、低耗能、纤薄轻巧、精确还原图像等优点而受到人们的欢迎,液晶显示技术的发展带动了背光源技术的进步。光源是背光系统中的重要组成部分,它决定了背光源的亮度和色彩表现能力。常用的光源有CCFL和LED两种:传统的CCFL线光源因为功耗高、不环保、寿命短等缺点必将被市场所淘汰；LED光源节能环保、色彩表现能力强且发展迅速,将成为下一代背光源产品的主流光源。
　　 本文简单的介绍了背光源系统的各组成部分的工作原理及其功能,分析了现有LED背光源的优缺点。重点在于创新性的提出一种侧发光微细导光管结构,该结构的优点主要有:能够将少数几颗高亮度的LED光引入并转化成出射方式与CCFL相同的线光源,在取代CCFL的同时能够保留其导光板设计成熟的优点；能够结合偏振分光重利用系统,提高光能利用率；结合三基色LED实现色序法显示,色域范围提高到150％以上,同时省去彩色滤光片将光能利用率提高三倍,空间分辨率提高两倍。
　　 本文详细阐述了侧发光微细导光管的设计理念,通过理论计算与推导给出了侧发光微细导光管的网点半径变化规律,并结合模拟结果与实际情况进行参数修正得到最佳的网点半径变化规律。
　　 本文将时间混色技术与侧发光微细导光管技术相结合,模拟分析表明侧发光微细导光管的光能利用率达66％以上,出光亮度均匀性在95％以上。该新型背光源系统的光透过率约为12％,比传统的CCFL背光源系统的光透过率5％提高了100％以上。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 课题背景

1.2 研究侧发光微细导光管的意义

1.3 国内外发展状况

1.3.1 国外发展状况

1.3.2 国内发展状况

1.4 课题主要研究内容

第二章 背光源系统的基本概述及特性研究

2.1 背光源系统的基本组成

2.1.1 光源及灯管反射膜

2.1.2 导光板

2.1.3 棱镜膜与扩散膜

2.2 常用的背光源

2.2.1 CCFL(冷阴极荧光灯管)背光源

2.2.2 LED(发光二极管)背光源

2.2.3 EL(电致发光)背光源

2.3 现有LED背光源的种类

2.3.1 直下式LED背光源

2.3.2 侧光式LED背光源

2.4 本课题中提出的LED背光源设计方式

2.4.1 侧发光微细导光管的设计理念

2.4.2 侧发光微细导光管的优势

2.5 本章小结

第三章 侧发光微细导光管的设计方案

3.1 侧发光微细导光管的基本工作原理

3.2 几种侧发光微细导光管的设计方案

3.2.1 横向微棱侧发光微细导光管

3.2.2 纵向空心微棱侧发光微细导光管

3.2.3 具有网点结构的侧发光微细导光管

3.3 三种侧发光微细导光管设计方案的分析对比

3.3.1 LightTools光学模拟软件的介绍

3.3.2 TracePro光学模拟软件的介绍

3.3.3 三种设计方案的对比

3.4 本章小结

第四章 侧发光微细导光管的网点半径变化规律及仿真模拟分析

4.1 导光管网点半径变化规律的确定

4.2 网点半径变化方式对导光管性能的影响

4.2.1 网点半径为固定常数时的导光管模拟仿真结果

4.2.2 网点半径按线性规律变化时的导光管模拟仿真结果

4.2.3 网点半径按幂指数规律变化时的导光管模拟仿真结果

4.2.4 网点半径按理论推导给出的规律变化时的导光管模拟仿真结果

4.3 导光管的网点半径变化规律的修正

4.4 本章小结

第五章 基于三基色LED光源的导光管设计

5.1 传统空间混色的原理及其缺陷

5.2 时间混色的基本原理

5.3 侧发光微细导光管的色序法显示

5.4 基于三基色LED的侧发光微细导光管的设计

5.5 本章小结

第六章 全文总结与展望

6.1 全文总结

6.2 论文创新点

6.3 课题展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢