首先,在之前的基于Sparrow判據(jù)的廣義朗伯型LED陣列照明系統(tǒng)的均勻照明條件研究的基礎(chǔ)上,判據(jù)研究了任意光型LED組成的陣列照明系統(tǒng)的均勻照明條件,首次發(fā)現(xiàn)對于某些寬出光角LED,陣列照明系統(tǒng)的照明均勻度隨著LED間距或系統(tǒng)厚度做非單調(diào)變化。結(jié)合發(fā)現(xiàn)的反常均勻照明條件,本論文給出了基于Sparrow判據(jù)的均勻照明LED陣列照明系統(tǒng)的一般性設(shè)計(jì)方法。然后,本論文應(yīng)用人眼視覺中的對比度敏感函數(shù)研究了LED陣列照明系統(tǒng)的均勻照明條件,重新推導(dǎo)了廣義朗伯型與寬出光角LED陣列照明系統(tǒng)的均勻照明條件,發(fā)現(xiàn)所得結(jié)構(gòu)參數(shù)比基于Sparrow判據(jù)得到的結(jié)果更準(zhǔn)確、更實(shí)用,然后基于對比度敏感函數(shù)更系統(tǒng)的論述了正常和反常均勻照明條件。本論文又基于人眼視覺效應(yīng)給出了均勻LED陣列照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。

　　 目前,液晶顯示器在平板顯示器市場中占據(jù)統(tǒng)治性地位,其中,背光模組是液晶顯示的重要組成部分。自2008年起,發(fā)光二極管(LED)背光以高光效、使用壽命長、顯色性能良好、體積緊湊、不含汞等優(yōu)勢迅速取代傳統(tǒng)的冷陰極管(CCFL)背光成為主流技術(shù)。LED模組按光源的位置可以分為側(cè)下式和直下式兩大類。考慮到兩種背光模組的特點(diǎn),本論文將全陣列直下式led背光高亮液晶屏用于大尺寸液晶顯示器的背光模組,并對大尺寸高性能全陣列直下式LED背光模組的若干關(guān)鍵技術(shù)問題展開了研究。

　　背光用增亮膜在減小視角提高軸向亮度的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生很高的光損耗,限制了背光模組亮度的進(jìn)一步提升。為此,本論文實(shí)際加工制作了一款19英寸直下式led背光高亮液晶屏模組,并通過模擬仿真逐角度的研究了不同空間方向的光線穿過增亮膜時(shí)的透過率,得到了增亮膜“花瓣形”的空間透過率特性。然后,本論文設(shè)計(jì)了一款自由曲面透鏡,使得光源出光的角度范圍與增亮膜的透過率特性相匹配,在不改變視角的前提下可以提高背光模組的軸向亮度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在有擴(kuò)散膜劣化光學(xué)效果的情況下,軸向亮度提升幅度達(dá)到了22.8%,視角只有非常輕微的下降。局部調(diào)光動(dòng)態(tài)背光技術(shù)是高性能大尺寸全陣列直下led背光高亮液晶屏的另一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),它可以提高輸出畫面的對比度并降低功耗。研究了背光源亮度確定、真實(shí)背光模擬、灰階補(bǔ)償這三個(gè)主要步驟在局部調(diào)光動(dòng)態(tài)背光處理中的作用和相應(yīng)的計(jì)算復(fù)雜度,分析了不同的調(diào)光算法和調(diào)光塊數(shù)目對失真率和節(jié)能性能的影響,指出增大調(diào)光塊數(shù)目是從本質(zhì)上同時(shí)提高失真率和節(jié)能性能的唯一手段。

　　本論文提出了一種使用網(wǎng)格反光板的技術(shù)方案,使得真實(shí)背光模擬步驟可以被完全省略,從而降低了整體復(fù)雜度降低數(shù)倍并減弱了其與調(diào)光塊數(shù)目的關(guān)聯(lián)。借助網(wǎng)格反光板,本論文使用了更多的調(diào)光塊,且使用了一種與網(wǎng)格反光板技術(shù)方案相配套的臨界溢出調(diào)光算法,失真率和節(jié)能性能都獲得了顯著提升。