CN106647041A - 一种实现大尺寸液晶屏矩阵式led背光的显示器 - Google Patents

一种实现大尺寸液晶屏矩阵式led背光的显示器 Download PDF

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孔霄
朱孟利
王振刚
郭秋明
万修余
何芳
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YANTAI NORTHERN STARRY SKY AUTOMATIC CONTROL TECHNOLOGY Co Ltd
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    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
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Abstract

本发明公开了一种实现大尺寸液晶屏矩阵式LED背光的显示器，所述显示器中设有矩阵式背光系统，所述矩阵式背光系统包括：背光灯板矩阵以及与其电连接并提供电力的升压恒流源，其中，所述背光灯板矩阵采用多块矩阵灯板构成背光源，每块矩阵灯板包含多个相互独立的发光矩阵，每个发光矩阵由多个SMT封装的LED灯珠串联组成；所述背光灯板矩阵是在铝基板上进行PCB蚀刻，然后将LED灯珠焊接至所述铝基板上而制成。由此，本发明的显示器亮度高、亮度均匀、散热效果好。

Description

一种实现大尺寸液晶屏矩阵式LED背光的显示器
技术领域
本发明涉及显示器、显控终端和图像显示领域，尤其涉及一种实现大尺寸液晶屏矩阵式LED背光的显示器；应用于将CCF背光的工业液晶屏改制为高亮度LED背光、室外大尺寸液晶屏。
背景技术
目前陆军方舱、装甲承载平台加固大屏幕显示设备一般围绕CCFL背光或背部底光式、上下侧光式LED背光的工业液晶屏进行加固。
然而，现有技术存在如下缺陷：
1、传统CCF灯管寿命较低，只有3～6万小时，且功耗较大，亮度低；
2、背部底光式LED背光具有以下缺点：
a)背部底光式，灯管数量较多，导致成本升高；
b)液晶屏均匀性设计的好坏主要依赖于LED铝基板和结构设计的好坏；
c)发热量较大，散热设计是关键(虽然发热量大，但是可以靠结构散热进行解决)；
d)LED铝基板电路设计较复杂；
e)LED铝基板尺寸较大，在结构安装方面要进行精确的设计。
3、上下侧光式LED背光具有以下缺点：
a)安装LED灯的数量有限，亮度做不到很高，若亮度提高(加大驱动电流)，则灯板热量非常大，且热量集中在上下两块长条形的面积非常窄的区域内，将导致散热非常难处理，通过结构设计进行散热很难解决，除非找到发光效率非常高的LED灯；
b)两侧灯板距离液晶屏内部背光膜上下两侧非常近，LED灯板的发热量将导致液晶膜起皱；
c)提供的光量经导光板、扩散膜、偏光膜、液晶层、彩色滤光片等多层元件后，效率相当低；
d)结构安装困难。
发明内容
针对大尺寸液晶屏背光高亮、亮度均匀的需求，本发明提供一种实现大尺寸液晶屏矩阵式LED背光的显示器，所述显示器中设有矩阵式背光系统，所述矩阵式背光系统包括：背光灯板矩阵以及与其电连接并提供电力的升压恒流源，其中，所述背光灯板矩阵采用多块矩阵灯板构成背光源，每块矩阵灯板包含多个相互独立的发光矩阵，每个发光矩阵由多个SMT封装的LED灯珠串联组成。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
优选地，所述背光灯板矩阵是在铝基板上进行PCB蚀刻，然后将LED灯珠焊接至所述铝基板上而制成。
优选地，所述矩阵灯板的数量为4，4块矩阵灯板呈田字形排列。
优选地，每块矩阵灯板包含3个相互独立的发光矩阵。
优选地，每个发光矩阵由175个SMT封装的LED灯珠串联组成。
本发明的实现大尺寸液晶屏矩阵式LED背光的显示器具有宽温、高亮等性能，以满足使用要求；LED使用寿命超过10万小时高低温性能稳定，亮度调节范围大，抗震性能好等优点；灯管多，每个LED灯的驱动电流小，灯的可靠性和寿命好。
附图说明
图1为本发明的背光灯板矩阵的结构示意图；
图2为本发明的升压恒流源的电路图；
在附图中，各标号所表示的部件名称列表如下：
1 铝基板
2 LED灯珠
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本发明的实现大尺寸液晶屏矩阵式LED背光的显示器中设有矩阵式背光系统，所述矩阵式背光系统包括：背光灯板矩阵以及与其电连接并提供电力的升压恒流源，其中，
请参照图1所示，其为本发明的背光灯板矩阵的结构示意图；所述背光灯板矩阵采用4块矩阵灯板呈田字形排列、构成背光源，每块矩阵灯板包含3个相互独立的发光矩阵，每个发光矩阵由175个SMT封装的LED灯珠串联组成，即整个背光矩阵由2100个LED灯珠组成，在铝基板1上进行PCB蚀刻，然后将LED灯珠2焊接至所述铝基板1。
选用LED灯进行矩阵设计，每个SMT封装内并联设计有3个相互独立的LED灯珠，即使有1个灯珠出现故障，其它两个灯珠依然能够正常工作，不影响矩阵内其它LED灯的工作。
在本发明的实现大尺寸液晶屏矩阵式LED背光的显示器中，背光灯板矩阵采用4块矩阵灯板拼接构成，每个灯板包含3个LED发光矩阵，每个矩阵使用175个SMT封装的LED灯珠串联，由于每个LED灯珠的电压是2.8V，那么总电压应为：2.8V/个×175个＝490V；请参照图2所示，其为本发明的升压恒流源的电路图；升压恒流源的输入额定电压24V，输出最大为577V(单个LED灯珠最大电压是3.3V，175个LED灯芯串联后电压为3.3V/个×175个＝577V)，由于输入电压和输出电压相差比较大，采用隔离方案，通过变压器的占空比来实现输出电压差的调节。
本发明的实现大尺寸液晶屏矩阵式LED背光的显示器在实际运行时，LED的失效模式一般有输出短路失效模式和输出断路模式两种，下面分别进行说明：
输出短路失效模式预防：175个LED灯芯串联形成矩阵后，若有N个LED灯芯短路，恒流源输出电流随之变化，仍然保证矩阵内正常工作的LED灯芯流经的电流不变；也就是LED的亮度不变，实现单个或者多个LED失效，也可以确保显示屏的显示状态不受太大影响(人的视觉基本感知不到)；
输出断路模式失效预防：由于单个LED矩阵灯板内封装有3个LED灯芯，因此单个LED灯芯断路后，其他2个灯珠依然能够正常工作，不会对矩阵内其他LED灯芯产生影响，而3个LED灯珠同时发生断路的情况很小，为其使用寿命的倒数，即为1/(100000×3)。
本发明的实现大尺寸液晶屏矩阵式LED背光的显示器的积极效果在于：
1、具有宽温、高亮等性能，以满足使用要求；LED使用寿命超过10万小时(传统CCF灯管3～6万小时)，LED背光具有高低温性能稳定，亮度调节范围大，抗震性能好等优点；
2、亮度可以做地非常高，发热量大可以通过结构的散热设计进行处理；
3、灯管多，每个LED灯的驱动电流小(与侧光达到相同的亮度)，灯的可靠性和寿命好。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种实现大尺寸液晶屏矩阵式LED背光的显示器，其特征在于，所述显示器中设有矩阵式背光系统，所述矩阵式背光系统包括：背光灯板矩阵以及与其电连接并提供电力的升压恒流源，其中，
所述背光灯板矩阵采用多块矩阵灯板构成背光源，每块矩阵灯板包含多个相互独立的发光矩阵，每个发光矩阵由多个SMT封装的LED灯珠串联组成。
2.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于，所述背光灯板矩阵是在铝基板上进行PCB蚀刻，然后将LED灯珠焊接至所述铝基板上而制成。
3.根据权利要求1或2所述的显示器，其特征在于，所述矩阵灯板的数量为4，4块矩阵灯板呈田字形排列。
4.根据权利要求1或2所述的显示器，其特征在于，每块矩阵灯板包含3个相互独立的发光矩阵。
5.根据权利要求1或2所述的显示器，其特征在于，每个发光矩阵由175个SMT封装的LED灯珠串联组成。
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