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CN104977756A - 一种改善直下式led背光液晶电视叉影现象的方法 - Google Patents

一种改善直下式led背光液晶电视叉影现象的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种改善直下式LED背光液晶电视叉影现象的方法，将在直下式LED背光液晶电视内部用于支撑液晶面板的支撑杆的形状设计为方体结构，材料选用透明材料，并将支撑杆放置于水平方向或垂直方向的2颗LED灯珠的直线间距的中心位置上；如果是水平方向的灯珠间距小，支撑杆就摆在垂直方向的2颗灯珠中间位置；如果是垂直方向的灯珠间距小，支撑杆就摆在水平方向的2颗灯珠中间位置；且支撑杆表面以平面相对两侧的2颗灯珠。一旦确定支撑杆摆放在水平或垂直方向的位置后，由于支撑杆相距另外一对方向的2颗灯珠位置较远，该支撑杆对光线遮挡作用较弱，即便是有遮挡，遮挡的面积较小，产生叉影的影响很小。

Description

一种改善直下式LED背光液晶电视叉影现象的方法
技术领域
本发明涉及到液晶显示技术，具体涉及一种改善直下式LED背光液晶电视叉影现象的方法。
背景技术
当前，采用液晶显示技术的电视机或显示器已经占据平板显示产品的主导地位。液晶显示屏幕属于被动发光期间，需要依靠背光源才能显示图像内容。液晶背光的提供方式分为直下式和侧入式两种。由于LED存在节能、环保、寿命长等方面的优点，现在的液晶显示产品已经全部使用LED做为背光源。直下式和侧入式两种LED背光方式相比，除了在屏幕厚度上直下式不如侧入式更薄以外，直下式具有材料成本低和散热快的优点。因此，使用直下式LED背光是液晶显示产品未来的发展趋势。
直下式LED背光组件显示原理如附图1所示。包括液晶面板1、光学膜片2、扩散片3、反射片4、LED灯珠5、背光组件外壳6。附图2是某型号产品直下式灯条分布图。在直下式背光结构中，LED光源位于背光腔体的底部，和反射片的反射作用一起向上出光，再经过一定空间距离进行混光，最后由扩散板等光学膜片调制后出光，因此各光学组件的厚度及LED所需的空间混光距离决定了背光腔体的整体厚度。通常该腔体越厚，背光源的光均匀性就能做得越好。这就是直下式背光腔体不如侧入式薄的主要原因。
为了保证达到一定的混光距离，直下式背光腔体大部分是空的。当在该腔体的最上层加上厚度很薄的玻璃基材的液晶面板后，需要在背光腔体内部的扩散板和背光组件底部外壳之间增加若干个支撑杆以防止在运输过程中产生震动造成液晶面板破裂。特别是在32吋以上尺寸的中大屏幕液晶显示器或电视机中，若不采用支撑措施，由于液晶面板自身重量和厚度等原因，屏幕也容易发生翘曲变形，因此必须使用支撑杆。支撑杆现在一般采用上下等直径的圆柱体或上细下粗的圆锥体形状。但是，当在直下式LED背光腔体中增加支撑杆后，由于支撑杆对光路的影响，就会出现叉影现象。这种现象会使用户对图像画质产生不满。
解决直下式LED背光液晶电视或显示器的叉影问题，首先要分析产生叉影现象的原因。我们知道，光源是以直射的方式向四周进行辐射，遇到不透明的物体就会被遮挡。那么，在直下式LED背光腔体中，产生叉影的原因可以通过附图3表示出来。在背光腔体底部的LED灯珠发出的光有部分被支撑杆的上半段遮挡住，被遮挡住的部分在扩散板上会产生投影。附图3中，由于每个支撑杆会遮挡住来自4个方向的LED灯珠(a,b,c,d)发射光线，在扩散板上产生4段投影(o’a’、o’b’、o’c’、o’d’)，于是，就会在扩散板上出现了叉形灯影。
如果把支撑杆换成光学级透明的材料，比如透明亚克力(PMMA,俗称有机玻璃)是否可以消除叉影现象？答案是否定的。前面我们已经提到过，目前支撑杆采用的是圆柱体或圆锥体。当光线射入这些支撑杆后，由于支撑杆的入射面和射出面可以近似看作是外凸形的透镜，由附图4显示的凸透镜光路原理示意图我们可知，经过透明圆柱体或圆锥体支撑杆后光路方向会发生改变，在扩散板上仍然会有投影出现。所以，简单的将支撑杆换成透明材料不能解决叉影问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种改善直下式LED背光液晶电视叉影现象的方法，从光学原理的角度对直下式LED背光液晶电视背光腔体内部的支撑杆外形及其摆放位置进行优化，以改善目前图象画面中存在的叉影现象，达到人眼主观察觉不到叉影现象的水平。
本发明的技术方案是：一种改善直下式LED背光液晶电视叉影现象的方法，将在直下式LED背光液晶电视内部用于支撑液晶面板的支撑杆的形状设计为方体结构，材料选用透明材料，并将支撑杆放置于水平方向或垂直方向的2颗LED灯珠的直线间距的中心位置上；如果是水平方向的灯珠间距小，支撑杆就摆在垂直方向的2颗灯珠中间位置；如果是垂直方向的灯珠间距小，支撑杆就摆在水平方向的2颗灯珠中间位置；且支撑杆表面以平面相对两侧的2颗灯珠。
进一步的，所述支撑杆的形状为长方体结构，且相对两侧2颗灯珠的方形平面为面积最大的面。
进一步的，所述支撑杆与上方的扩散板之间间隔，间隔距离小于液晶面板受外力后最大变形翘曲所能承受的范围。
进一步的，所述支撑杆的材料为光学级有机玻璃。
本发明还提供一种改善直下式LED背光液晶电视叉影现象的方法，将在直下式LED背光液晶电视内部用于支撑液晶面板的支撑杆的形状设计为6面体的锥台结构，顶面和底面为方形，4个侧面为两两对称的上小下大的梯形，材料选用透明材料；将所述支撑杆放置于水平方向或垂直方向的2颗LED灯珠的直线间距的中心位置上；如果是水平方向的灯珠间距小，支撑杆就摆在垂直方向的2颗灯珠中间位置；如果是垂直方向的灯珠间距小，支撑杆就摆在水平方向的2颗灯珠中间位置；且支撑杆表面以平面相对两侧的2颗灯珠。
进一步的，所述支撑杆的顶面和底面为长方体，且相对两侧2颗灯珠的梯形平面为面积最大的面。
进一步的，所述支撑杆与上方的扩散板之间间隔，间隔距离小于液晶面板受外力后最大变形翘曲所能承受的范围。
进一步的，所述支撑杆的材料为光学级有机玻璃。
本发明的有益效果是：本发明中，支撑杆摆放在水平或垂直方向2颗LED灯珠直线间距的中心位置，需依据灯珠分布状态决定。如果是水平方向的灯珠间距小，支撑杆就摆在垂直方向的2颗灯珠中间位置；如果是垂直方向的灯珠间距小，支撑杆就摆在水平方向的2颗灯珠中间位置。一旦确定支撑杆摆放在水平或垂直方向的位置后，由于支撑杆相距另外一对方向的2颗灯珠位置较远，该支撑杆对光线遮挡作用较弱，即便是有遮挡，遮挡的面积较小，产生叉影的影响很小。用这样摆放方式就能消除4条棱角边遮挡光线的影响，改善叉影现象问题。
同时，本发明支撑杆选用透明材料(比如有机玻璃)；适当降低支撑杆的高度；支撑杆的外形改用6面体的锥台结构，并在保证支撑强度的前提下尽量减少支撑杆正面的宽度和侧面的厚度。进一步改善支撑杆对光线的遮挡作用，减少立方体支撑杆对光线遮挡的面积方式。
附图说明
图1：直下式LED背光组件显示原理示意图；
图2：某型号产品直下式灯条分布图；
图3：直下式LED背光源产生叉影原因的示意图；
图4：凸透镜光路原理示意图；
图5：光线在玻璃体内的折射原理示意图；
图6：立方体支撑干摆放位置示意图；
图7：改良过的支撑杆外形示意图。
其中：1、液晶面板；2、光学膜片；3、扩散片；4、反射片；5、LED灯珠；6、背光组件外壳、7、支持杆；8、空气；9、玻璃。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
由图5(光线在平面透明玻璃体内的折射原理示意图)可知，当光线从空气中入射到平面玻璃9时，会产生光线折射现象，其入射角i大于折射角r；而光线从平面玻璃内射出到空气8中会再次产生折射，其入射角i’小于折射角r’。射入平面透明玻璃体的光线将会保持入射前的光路角度射出透明体,但到达的终点位置会有偏差,如图5中A点和A’点的距离。如果降低平面透明玻璃体的厚度，可以缩短A点和A’点的距离，减少投射位置偏差。所以，将透明圆柱(锥)体形状的支撑杆7的改为表面平整的方体结构，是可以改善叉影现象的。关键是如何实现让光线经过透明支撑杆的表面是平整的。所以本发明将支撑杆7的外形改为方体结构。
如果将方体结构的支撑杆7按照目前的位置(见图3)进行摆放，将支撑杆7放在4颗LED灯珠的几何位置中间，由于方体结构存在4条棱角边，它们不能很好的透光，对光线有遮挡作用，所以仅仅改变支撑杆的外形改为方体结构也是不能很好的消除叉影现象。
LED灯珠5向四周发射光的角度是固定的，支撑杆和灯珠距离越近，其遮挡光线的部位就越多，产生叉影就越明显。所以将支撑杆的摆放位置重新调整一下，将它摆在水平方向或垂直方向的2颗LED灯珠的直线间距的中心位置上，支撑杆表面以平面相对这2颗LED灯珠。从图2所示的LED背光灯珠分布图上可知，水平方向和垂直方向的LED灯珠的间距是不一样的。所以，支撑杆到底摆在水平方向还是垂直方向的2颗LED直线间距中心，需要依据每种直下式LED背光灯珠的分布状态来定。如果是水平方向的灯珠间距小，支撑杆就摆在垂直方向的2颗灯珠中间位置；如果是垂直方向的灯珠间距小，支撑杆就摆在水平方向的2颗灯珠中间位置。方体支撑杆的摆放位置示意图如图6所示。
一旦确定支撑杆摆放在水平或垂直方向的位置后，由于支撑杆相距另外一对方向的2颗灯珠位置较远，该支撑杆对光线遮挡作用较弱，即便是有遮挡，遮挡的面积较小，产生叉影的影响很小。用这样摆放方式就能消除4条棱角边遮挡光线的影响，改善叉影现象问题。
为了进一步改善支撑杆对光线的遮挡作用，可以通过减少立方体支撑杆对光线遮挡的面积方式。因此，还需对支撑杆的外形进行优化。
减少支撑杆对光路遮挡面积的措施主要有以下几种：
1、适当降低支撑杆的高度。将支撑杆的最顶端与扩散板之间保留一定的间隙，一般以液晶面板受外力后最大变形翘曲所能承受的范围为限；
2、减少支撑杆正面的宽度，同时将支撑杆正面的矩形改为上小下大的梯形；
3、减少支撑杆侧面的厚度，同时将支撑杆侧面的矩形改为上小下大的梯形。
其中第2点和第3点将支撑杆的外形改用6面体的锥台结构，并在保证支撑强度的前提下尽量减少支撑杆正面的宽度和侧面的厚度。不仅可以减少遮挡面积，还可以减少因光线经过透明物质发生折射产生的位置偏差。改良过的支撑杆外形示意图见图7。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种改善直下式LED背光液晶电视叉影现象的方法，其特征在于：将在直下式LED背光液晶电视内部用于支撑液晶面板的支撑杆的形状设计为方体结构，材料选用透明材料，并将支撑杆放置于水平方向或垂直方向的2颗LED灯珠的直线间距的中心位置上；如果是水平方向的灯珠间距小，支撑杆就摆在垂直方向的2颗灯珠中间位置；如果是垂直方向的灯珠间距小，支撑杆就摆在水平方向的2颗灯珠中间位置；且支撑杆表面以平面相对两侧的2颗灯珠。
2.根据权利要求1所述的一种改善直下式LED背光液晶电视叉影现象的方法，其特征在于：所述支撑杆的形状为长方体结构，且相对两侧2颗灯珠的方形平面为面积最大的面。
3.根据权利要求1所述的一种改善直下式LED背光液晶电视叉影现象的方法，其特征在于：所述支撑杆与上方的扩散板之间间隔，间隔距离小于液晶面板受外力后最大变形翘曲所能承受的范围。
4.根据权利要求1所述的一种改善直下式LED背光液晶电视叉影现象的方法，其特征在于：所述支撑杆的材料为光学级有机玻璃。
5.一种改善直下式LED背光液晶电视叉影现象的方法，其特征在于：将在直下式LED背光液晶电视内部用于支撑液晶面板的支撑杆的形状设计为6面体的锥台结构，顶面和底面为方形，4个侧面为两两对称的上小下大的梯形，材料选用透明材料；将所述支撑杆放置于水平方向或垂直方向的2颗LED灯珠的直线间距的中心位置上；如果是水平方向的灯珠间距小，支撑杆就摆在垂直方向的2颗灯珠中间位置；如果是垂直方向的灯珠间距小，支撑杆就摆在水平方向的2颗灯珠中间位置；且支撑杆表面以平面相对两侧的2颗灯珠。
6.根据权利要求5所述的一种改善直下式LED背光液晶电视叉影现象的方法，其特征在于：所述支撑杆的顶面和底面为长方体，且相对两侧2颗灯珠的梯形平面为面积最大的面。
7.根据权利要求5所述的一种改善直下式LED背光液晶电视叉影现象的方法，其特征在于：所述支撑杆与上方的扩散板之间间隔，间隔距离小于液晶面板受外力后最大变形翘曲所能承受的范围。
8.根据权利要求5所述的一种改善直下式LED背光液晶电视叉影现象的方法，其特征在于：所述支撑杆的材料为光学级有机玻璃。
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