CN112068350B - 一种提升led显示器使用寿命的背光结构及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种提升LED显示器使用寿命的背光结构及方法，包括液晶屏、以及相应的背光模组，所述背光模组的背光源由双排交叉走线的两个LED灯条组成，两个所述LED灯条之间由各自对应连接的驱动器独立驱动上下交叉点亮，使得单独使用一个LED灯条时，对显示器亮度画面影响最小。本发明随着LED灯条发光的衰减，通过背光模组内的光感检测数据，调整灯条的电流，使得屏幕亮度保持稳定，具有背光寿命长、画面亮度稳定、高效节能的优点，并大大增加LCD屏的背光寿命。

Description

一种提升LED显示器使用寿命的背光结构及方法
技术领域
本发明涉及车载多媒体视频播放系统领域，具体涉及一种提升LED显示器使用寿命的背光结构及方法。
背景技术
高寿命的车载显示屏在站点信息、3D多媒体视频、广告视频、宣传视频和3D站点视频方面有着广阔的应用前景，可以给乘客提供更好的视听服务体验，也可以增加设备的整体使用寿命，是未来的发展趋势之一。
本发明提供一种独立的新型背光设计，其具有高度集成化、高效节能等特点，以此增加设备使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种提升LED显示器使用寿命的背光结构及方法。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种提升LED显示器使用寿命的背光结构，该显示器包括液晶屏、以及相应的背光模组，所述背光模组的背光源由双排交叉走线的两个LED灯条组成，两个所述LED灯条之间由各自对应连接的驱动器独立驱动上下交叉点亮，使得单独使用一个LED灯条时，对显示器亮度画面影响最小。
进一步的，所述背光模组还包括有：
第一LED升压板和第二LED升压板，用于作为驱动器，分别对应连接并PWM驱动两个LED灯条；
光感，用于监测背光模组内亮度的变化；
控制器，所述控制器分别连接第一LED升压板、第二LED升压板和光感，控制器根据光感信号及使用时间调整第一LED升压板和第二LED升压板的PWM占空比，从而实时调节两个LED灯条的独立亮度。
进一步的，该显示器还包括保护玻璃，所述保护玻璃设置于液晶屏的前端，所述液晶屏的后端设有导光板，所述导光板的一侧设有双排交叉走线的两个LED灯条，所述液晶屏、导光板和LED灯条安装在模组结构件上，在所述保护玻璃和模组结构件边缘设有固定框。
进一步的，所述液晶屏为标准的液晶屏或是切割形成的异形屏。
进一步的，所述导光板采用具有一定厚度的亚克力导光板，其厚度以能完整的覆盖双排LED灯条为宜，避免出现漏灯点、暗点。
一种提升LED显示器使用寿命的背光调节方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1）起初，将第一LED升压板的输出调整为50%PWM，驱动对应的一排LED灯条，第二LED升压板不工作，使得LED显示器亮度为设计要求亮度，通过光感测量到背光模组内部亮度并记录到控制器中；
步骤2）经过一段时间的使用，光感若监测到背光模组内部亮度降低10%，控制器调整第一LED升压板的PWM占空比，使得光感监测到的背光模组内部亮度达到最初记录值，此时LED显示器显示亮度与初始亮度无大差别，显示效果与初始一致；
步骤3）随着使用时间的继续增加，LED显示器亮度再次衰减，衰减后继续调整第一LED升压板的PWM占空比，使得屏幕亮度保持与初始一致，当第一LED升压板的PWM占空比调整到100%后，若背光模组亮度再次下降原本亮度10%，此时调整控制器，控制第一LED升压板及对应的一排LED灯条停止工作，并控制第二LED升压板及对应的另一排LED灯条以50%PWM的输出开始工作；
步骤4）随着使用时间的不断增加，LED显示器亮度再次衰减，衰减后继续调整第二LED升压板的PWM占空比，同之前工作方式一致，使得LED显示器亮度保持与初始一致。
本发明的有益效果是:
1、设备寿命增加：由于LCD液晶屏的主要寿命元件为LED背光（5万小时），本发明极大延长了LED背光的寿命（20万小时），等于延长了整体设备的寿命。
2、节能：通过整体设计，设备大部分工作时间都没有处于最大功率，只有第一组灯条在衰减到最低时，此时PWM调整到100%的时候功率为最大，而整体的平均功率为最大功率的75%，降低了能耗。
附图说明
图1为本发明的LED显示器结构示意图；
图2为本发明的LED灯条控制电路示意图；
图3为本发明的双排交叉走线的LED灯条结构图；
图4为本发明的不同亮度下灯条寿命周期图；
图5为本发明的不同功率下灯条寿命周期图。
图中标号说明：1、保护玻璃，2、LED灯条，3、导光板LGP，4、液晶屏，5、模组结构件，6、固定框，7、第一LED升压板，8、第二LED升压板，9、光感，10、控制器。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
如图1至图3所示，一种提升LED显示器使用寿命的背光结构，该显示器包括液晶屏4、以及相应的背光模组，所述背光模组的背光源由双排交叉走线的两个LED灯条2组成，继续参照图3所示，设置双排LED灯条2，每个LED灯条2上设置若干个LED灯珠，LED灯珠的走线布局为上下交叉走线，两边各有一个连接器，分别连接一个LED灯条2，这样更好的避免单排灯造成的画面亮度均匀度不一的问题，两个所述LED灯条2之间由各自对应连接的驱动器独立驱动上下交叉点亮，使得单独使用一个LED灯条2时，即光源为一半LED灯时，对显示器亮度画面影响最小。
所述背光模组还包括有：
第一LED升压板7和第二LED升压板8，用于作为驱动器，分别对应连接并PWM驱动两个LED灯条2，第一LED升压板7通过连接器连接并驱动其中一个LED灯条2，第二LED升压板8通过连接器连接并驱动另一个LED灯条2；
光感9，用于监测背光模组内亮度的变化；
控制器10，所述控制器10分别连接第一LED升压板7、第二LED升压板8和光感9，控制器10根据光感9信号及使用时间调整第一LED升压板7和第二LED升压板8的PWM占空比，从而实时调节两个LED灯条2的独立亮度。
该显示器还包括保护玻璃1，所述保护玻璃1设置于液晶屏4的前端，所述液晶屏4的后端设有导光板3，所述导光板3的一侧设有双排交叉走线的两个LED灯条2，所述液晶屏4、导光板3和LED灯条2安装在模组结构件5上，在本实施例中，在导光板3处还设有若干光学膜片，使得双排交叉式背光LED灯条2发出的光先由导光板3均匀打散，再由一部分光学膜片聚拢至一定角度后射至液晶屏4上使得屏幕亮度均匀，在所述保护玻璃1和模组结构件5边缘设有固定框6。
所述液晶屏4为标准的液晶屏或是切割形成的异形屏。
所述导光板3采用具有一定厚度的亚克力导光板，其厚度以能完整的覆盖双排LED灯条2为宜，避免出现漏灯点、暗点，在本实施例中，采用4mm厚亚克力导光板。
一种提升LED显示器使用寿命的背光调节方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1）起初，将第一LED升压板7的输出调整为50%PWM，驱动对应的一排LED灯条2，第二LED升压板8不工作，使得LED显示器亮度为设计要求亮度，通过光感9测量到背光模组内部亮度并记录到控制器10中；
步骤2）经过一段时间的使用，光感9若监测到背光模组内部亮度降低10%，控制器10调整第一LED升压板7的PWM占空比，使得光感9监测到的背光模组内部亮度达到最初记录值，此时LED显示器显示亮度与初始亮度无大差别，显示效果与初始一致；
步骤3）随着使用时间的继续增加，LED显示器亮度再次衰减，衰减后继续调整第一LED升压板7的PWM占空比，使得屏幕亮度保持与初始一致，当第一LED升压板7的PWM占空比调整到100%后，若背光模组亮度再次下降原本亮度10%，此时调整控制器10，控制第一LED升压板7及对应的一排LED灯条2停止工作，并控制第二LED升压板8及对应的另一排LED灯条2以50%PWM的输出开始工作；
步骤4）随着使用时间的不断增加，LED显示器亮度再次衰减，衰减后继续调整第二LED升压板8的PWM占空比，同之前工作方式一致，使得LED显示器亮度保持与初始一致。
在本实施例中，如图4和图5所示，经过占空比调节单根灯条寿命由50000小时提高到11万小时，两组灯条的设置使得LED背光的整体寿命延长到20万小时，到达理论寿命的4倍。
在本实施例中，主要通过以下几步进行本LED显示器的制作：
步骤a：制作双排LED灯条，根据设计所需尺寸，设计双排LED灯条，为上下交叉走线，两边各有一个接口（连接器），分别连接一组LED灯珠，并制版打版焊接相关器件；
步骤b：制作导光板，按照模组设计尺寸制作4mm厚亚克力导光板，并调整导光板上网点密度以及网点大小以达到最佳导光效果；
步骤c：制作显示模组；
步骤c1：将制作好的双排LED灯条装在模组结构件上；
步骤c2：将导光板以及对应的各光学膜片依次装入模组结构件上；
步骤c3：贴好缓冲胶条以及定位胶块；
步骤c4：将液晶屏安装到模组结构件上；
步骤c5：将固定框扣到模组结构件上并上紧螺丝；
步骤c6：通过全贴合将保护玻璃与液晶屏进行贴合；
步骤d：组装控制部分：控制器、第一LED升压板、第二LED升压板、光感、及对应线材的组装连接；
步骤e：组装整机外壳；
步骤f：背光控制程序设置。
此外，需要说明的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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)

1.一种提升LED显示器使用寿命的背光结构，该显示器包括液晶屏（4）、以及相应的背光模组，其特征在于，所述背光模组的背光源由双排交叉走线的两个LED灯条（2）组成，两个所述LED灯条（2）之间由各自对应连接的驱动器独立驱动上下交叉点亮，使得单独使用一个LED灯条（2）时，对显示器亮度画面影响最小；
所述背光模组还包括有：
第一LED升压板（7）和第二LED升压板（8），用于作为驱动器，分别对应连接并PWM驱动两个LED灯条（2）；
光感（9），用于监测背光模组内亮度的变化；
控制器（10），所述控制器（10）分别连接第一LED升压板（7）、第二LED升压板（8）和光感（9），控制器（10）根据光感（9）信号及使用时间调整第一LED升压板（7）和第二LED升压板（8）的PWM占空比，从而实时调节两个LED灯条（2）的独立亮度。
2.根据权利要求1所述的提升LED显示器使用寿命的背光结构，其特征在于，该显示器还包括保护玻璃（1），所述保护玻璃（1）设置于液晶屏（4）的前端，所述液晶屏（4）的后端设有导光板（3），所述导光板（3）的一侧设有双排交叉走线的两个LED灯条（2），所述液晶屏（4）、导光板（3）和LED灯条（2）安装在模组结构件（5）上，在所述保护玻璃（1）和模组结构件（5）边缘设有固定框（6）。
3.根据权利要求2所述的提升LED显示器使用寿命的背光结构，其特征在于，所述液晶屏（4）为标准的液晶屏或是切割形成的异形屏。
4.根据权利要求2所述的提升LED显示器使用寿命的背光结构，其特征在于，所述导光板（3）采用具有一定厚度的亚克力导光板，其厚度以能完整的覆盖双排LED灯条（2）为宜，避免出现漏灯点、暗点。
5.一种提升LED显示器使用寿命的背光调节方法，其特征在于，该方法根据权利要求1-4中任一项所述的结构，包括以下步骤：
步骤1）起初，将第一LED升压板（7）的输出调整为50%PWM，驱动对应的一排LED灯条（2），第二LED升压板（8）不工作，使得LED显示器亮度为设计要求亮度，通过光感（9）测量到背光模组内部亮度并记录到控制器（10）中；
步骤2）经过一段时间的使用，光感（9）若监测到背光模组内部亮度降低10%，控制器（10）调整第一LED升压板（7）的PWM占空比，使得光感（9）监测到的背光模组内部亮度达到最初记录值，此时LED显示器显示亮度与初始亮度无大差别，显示效果与初始一致；
步骤3）随着使用时间的继续增加，LED显示器亮度再次衰减，衰减后继续调整第一LED升压板（7）的PWM占空比，使得屏幕亮度保持与初始一致，当第一LED升压板（7）的PWM占空比调整到100%后，若背光模组亮度再次下降原本亮度10%，此时调整控制器（10），控制第一LED升压板（7）及对应的一排LED灯条（2）停止工作，并控制第二LED升压板（8）及对应的另一排LED灯条（2）以50%PWM的输出开始工作；
步骤4）随着使用时间的不断增加，LED显示器亮度再次衰减，衰减后继续调整第二LED升压板（8）的PWM占空比，同之前工作方式一致，使得LED显示器亮度保持与初始一致。
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