基于TFT-LCD高亮度自动立体显示屏背光模块设计.pdf

第23卷第5期 液晶与显示 Vol-23．NO．5 Chinese and 0ct．，2008 2008年10月 JournalofLiquidCrystalsDisplays 文章编号：1007—2780(2008)05—0599-06 基于TFT—I。CD的高亮度自动立体显示屏背光模块设计 蒋 峰，陈 瑾，朱向冰’ (安徽师范大学物理电信学院，安徽芜湖 241000·E-mail wulijiangfeng(两163．corn) 摘要：使用自动立体显示器，用户不需要立体眼镜，裸眼就能看到立体图像。目前主流的 液晶自动立体显示器的亮度不够，影响使用。为了提高亮度，需要研究新的背光模块设计方 法。采用高亮度发光二极管，用菲涅尔透镜和柱透镜阵列使光线集中在用户眼睛上，大幅度 提高图像亮度，由于左右眼看到的图像不一致，产生视差，形成立体感。结合30era(12in) TFT-LCD研制背光模块，选择二极管，设计光路和透镜，对光路仿真，探索出设计方法。该 方法对自动立体显示器的设计和制造有指导意义。 关键词：液晶显示器；自动立体显示器；视差照明；菲涅尔透镜 中图分类号：TNl41．9；0439文献标识码：A 示器背光系统的光学方案陆81，采用高亮度白光 1 引 言 LED代替传统的CCFL作为背光源，用菲涅尔透 当前主流的立体电影或立体电视都需要使用 镜和柱透镜使光线集中在用户眼睛附近，该方案 立体眼镜，由于使用不方便，限制了立体影视的推 不仅能够降低显示器的功耗，而且能有效地提高 广。目前自动立体显示产品中最成功的、使用最 自动立体显示器的亮度，还可以根据用户的位置， 多的技术路线是对普通液晶显示器的改进[1≈]。 改变光线的方向，适应不同位置观看的需要，为以 在背光模块中，仍然采用冷阴极荧光灯发光，在普 后的立体显示器研发提供参考。 通液晶屏前面或后面添加一排很细的柱透镜或者 2 高亮度背光模块原理 狭缝，控制光线方向，一部分像素的光线只能射到 一只眼睛，这些像素上的图片只能被一只眼睛看 自动立体显示器的光学结构分成两大部分， 到，同样另一只眼睛只能看到另一幅图片，类似于 一部分是背光模块，主要用来产生正确的照明光， 立体眼镜，两幅图片稍有差异，人脑融合两幅不同 本方案中由大功率白光二极管、菲涅尔透镜和柱 的图像，产生立体感和距离感[4’5]。 透镜阵列组成；另一部分是以液晶面板为主的显 受到体积、功耗和散热的限制，不能使用很多 示部分，液晶面板是在两层偏振片中间夹了玻璃， 荧光灯，从而显示器的亮度不够，大多数产品的亮 玻璃内封装了液晶像素，各位置分别加上不同的 度不超过150cd／m2，甚至不到80cd／m2。当户 电压，使面板各位置对偏振光的透过率不一样，得 外环境光比显示器亮得多时，显示效果很差，特别 到明暗程度不同的图像。 是当阳光直接照射显示屏时，根本看不到图像，限 原理图是在水平面内的，由一片大功率白光 制了显示器的使用范围。根据有关标准，室外显 二极管发出的光经过菲涅尔透镜和柱透镜，汇聚 示器亮度要达到680 在柱透镜和液晶面板之间，形成一排像，每个像 cd／m2