比较常用的两种架构类型下的直下式背光设计

目前在车载显示领域，为了实现HDR(High-Dynamic Range)和高对比度的显示效果，普通的LCD和侧入式背光已经不能满足；直下式背光因此成为目前比较主流的发展趋势。

因LED的封装方式的不同，不同的LED灯板，直下式背光需要搭配不同的背光架构才可，也是目前市场上面比较常用的两种架构类型。

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常规白光LED直下式背光

通常侧入式背光的白光LED如下图所示，采用的3014封装的LED：

而直下式背光所用的白光LED在尺寸上面要小一些，更趋近与正方形，如下图所示：

其背光架构如下图所示：

相比于传统的侧入式背光多了：LED灯板、反射杯、扩散板部件，因此在重量方面也显著增加。

其灯板的打件方式采用的是传统的SMD技术，主要优点包括：LED 器件的方案更为成熟，可靠性更高，成本也相对可控，且容易维护；同时，能够降低 PCB 板的精度要求，从而降低 PCB 板的成本，在大尺寸、大 OD 值上具备一定的成本优势。

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蓝光LED直下式背光

常规白光LED，虽然在尺寸上面小一些，不过还是将芯片封装的产品，而发蓝光的LED，是去除了封装的支架，直接封装芯片，所以在尺寸上面要小的多，因为是直接发出蓝光，所以在模组架构上，要搭配QD膜或者荧光膜才能发出白光，其结构如下：

荧光膜 VS QD膜:

相对来说QD膜的效果要更好一些，其基本原理是背光模组中的蓝光LED发出蓝光，蓝光经过量子点薄膜时，部分蓝光被量子点转换成绿光和红光，未被转换的蓝光和量子点发出的绿光、红光一起组成白光，成为液晶显示屏的光源。

此种架构背光灯板的打件方式一般采用的是COB，COB/COG 封装具有高效率、低热阻、更优观看效果、防撞抗压高可靠等优点。COB/COG进行集成化封装，使用环氧树脂将若干灯珠直接封装在 PCB 板或玻璃基板上，因此无需支架和回流焊，在高密度 LED 密布下具有显著优势，可应用于背光及直显两大领域。

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直下式背光的分时设计

随着LED尺寸的大幅减小，直下式背光的LED需求数量急剧上升；

一般10.25 inch 产品需要600颗左右LED，18 ihch 产品需要800颗左右LED，根据所以LED型号的大小差异会略有不同。

LED的增多相应控制LED亮暗的IC也要增加，因为IC所能控制的LED的数量也是有上限的（例如：Himax最大支持控制94颗LED的点亮），两者数量的增加对成本方面就会产生一定压力，尤其是近来芯片的市场需求供不应求。

问题显而易见，自然需要方案解决；分时设计便是为了解决此问题，也就是我们行业内常说的三分区、四分区，其含义是一个周期内每次点亮三分之一或者四分之一的LED，然后在高频率下切换点亮另外的三分之二或者四分之三的LED；因为切换的频率很快，人眼无法识别，看起来就像整面背光的LED同时点亮一样，有些类似于PMW调光。

这样就用三分之一的IC控制点亮整面背光，极大的减少IC的数量，同时也可以降低模组的功耗。

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直下式背光的分区设计

其实侧入和直下都是可以分区的，侧入--侧面灯珠排布要么是垂直，要么水平，所以，控制灯光的方式只能水平或者垂直方向，整条灯带区域来解决开光灯；

直下背光可以独立控制每个灯珠开和关，所以，直下可以控制的的灯的数量更多，区域更小，理论上区域越小越精细。控光效果越好，当然控光最好的是OLED电视，你可以理解为他每一个像素点都可以独立开关，达到完全精准的控制明暗。甚至单背光也可以显示一线画面和文字。

分区的设计往往是根据产品的AA区大小平均分布，尽量确保每颗LED在每个分区的正中心。要实现其功能，还是要搭配对应算法才可。

那为什么要分区？

因为需要控制明暗和开关，比如一个场景，左边有画面，右边没画面，是黑色的夜空，这个时候，就需要关闭右侧没有画面的部分背光，这样，可以让有画面的地方和没画面的地方产生很大的对比色差，让画面更纯粹一些且更有层次感。

单分区内LED的数量可以为1个，也可以为多个，当LED为多个时，需根据LED Driver可以支持的电流电压信息，设计串并联。

控光很简单么？

控光其实不难，但是难的是精准控光，精准的方法无非是加灯和加隔断，让每个灯能控制的区域尽可能的小，但是难就难在如何来判断这个区域是否该不该关灯，这就涉及到了算法。算法差可能导致本该这个区域有画面，你却关灯了，另外一个地方没画面，你却开着灯，当然还有如果每个控光区域做的不够密封，那么就会有很大的一个光韵，效果还不如不控。如同一团雾在动。

比如这样：

所以，不要盲目的看分区的数量，和有没有直下控光分区，而要看算法和品牌的品控和实力，如果一个品牌连漏光问题都多年都解决不了，就别说分区控光了。

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总结语                       

Local dimming 背光是当前 LCD 升级的重要创新方向，通过更小的背光 LED 尺寸、点间距 实现区域控光能力。

OLED 相较于 LCD 而言是显示技 术的替代创新，Local dimming 则是 LCD 的升级创新，用于对标竞品 OLED。相较于 OLED 主 打优势诸如对比度、色彩等，Local dimming 背光产品表现并不逊色，并且具有资本开支低（成 本低）、规格灵活（应用广）、适应于面板/LED 两大光电板块产业链发展的需求（供给推动），同时具备使用寿命长（尤其适用 TV 场景）的重要优势。

Local dimming 技术可以满足汽车制造商对于高对比度、高亮度、 耐久性以及对曲面的适应性等需求，很好地适应车内复杂的光线环境，未来发展前景广 阔。

审核编辑：刘清