[实用新型]一种使用LED光源的具有夜视兼容性的LCD背光系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种使用半导体光源的背光系统，具体涉及使用LED(Light-Emitting Diode，发光二极管)光源并具有夜视兼容性的LCD(LiquidCrystal Display，液晶显示)背光光源。

背景技术

随着超高亮LED的技术逐渐成熟，价格不断下降，因其具有寿命长、耐震动、发光效率高、无干扰、不怕低温、无汞污染问题和性价比高等优势，LED在各种信号显示和照明光源领域中的应用得到了很大的扩展，尤其在液晶显示器背光源的应用方面，它已逐渐取代CCFL(Cold-CathodeFlorescent Lamps，冷阴极荧光管)背光源，在液晶显示领域显示出了巨大的潜力。

作为背光源，LED可大致分为三类：白色、单色和多色。使用白色LED背光时，电路相对简单，其发出白光的原理是：芯片发出的蓝光一部分通过媒介转变为黄光；蓝光和黄光混和就产生了白光，色坐标(白点)取决于蓝光和黄光的比例，白场的色温固定。在以红、绿、蓝LED构成白色时，能够改进LCD显示屏前的颜色与亮度性能，扩大色再现率的同时，还能实现高亮度，因而在这方面比CCFL更优越。使用单色LED的RGB背光，由于各颜色交互排列，就需要附加混色所需的空间，产生均匀的混和光，该混色区的大小取决于两个同色LED之间的距离和它们的发射角。相比之下，多色LED和白色LED的混色是发生在其封装结构中，因此，对光的发射特性进行补偿所需的空间就小得多。

由于LED是点光源，辐射图样是圆锥形，因此LED背光的关键是获得一个均匀照亮的表面。导光板是提高颜色均匀性的有效方法，但是由于光在板中传播的过程中有损失，它对光的利用率比较低。为了得到高亮度，用LED在LCD屏幕后直接照明的方案优于使用导光板的方案。

与白炽灯、卤素灯、荧光灯等光源相比之下，LED光源是一种半导体固体光源，具有相当高的机械稳定性。另外，LED的寿命可达数万小时，并且它的驱动控制电路简单的多，工作于低电压。LED还有一个优点是开关时间短，位于几纳秒的范围。由于上述优点，在一些特殊领域，如军用领域，正在逐渐开始广泛使用LED光源。

在现代军事领域，夜视技术具有重要的地位，装备夜视器材的武器装备遍及海陆空作战平台，应用于大中小型武器装备；同时，在具有夜视成象系统(Night Vision Imaging System)的装备上，各发光体必须满足夜视兼容性，所谓夜视兼容性是指发光体不会与夜视成象系统相干涉，并保持裸眼可视。同时，  夜视兼容也意味着敌方的夜视成象系统系统很难或不可能在远处发现具备夜视兼容性能的发光体。普通的白炽光、电致光、显示器和LED等光源会因发射的IR(Infra-Red，红外)光，包括少量红光在其夜视成象系统可接收的范围内干扰夜视成象系统，并导致以下现象的发生：(1)IR会导致夜视仪的目镜产生光晕现象，降低夜视成象系统图像的可读性；(2)超量IR会激励夜视成象系统的自动调光装置，并进一步降低夜视成象系统的敏感度和分辨率；(3)舱内光源通过显示面反射产生的IR会导致夜视成象系统重影。

一个未经夜视兼容性设计或设计不良的发光体，会产生裸视环境下的镁光灯效应，导致飞行员失视，甚至导致夜视成象系统不能正常工作或破坏。因此，要确保夜视成象系统在飞行器上的成功应用，夜视兼容性的实现至关重要。一个好的夜视兼容性系统，可以保证飞行员在夜间飞行中，既能通过直接目视获取飞机内部信息，又不降低夜视成象系统图像增强能力，保证夜视成象系统的正常工作。

衡量一个发光体是否满足夜视兼容性的两个主要指标是辐亮度(NR)和色度，其标准可参照国军标1394-92《与夜视成像系统兼容的飞机内部照明》以及美国军用标准MIL-STD-3009。针对不同的分类，其夜视兼容要求也不同，具体指标可参照相关标准。机载液晶显示器也是发光体，因此同样必须遵循此标准，满足夜视兼容性。

传统的设计思想是在显示器内安装夜视兼容滤光片。此种方式的优点是设计容易、周期较短。设计的关键在于夜视兼容滤光片的选择和安装方式的确定。缺点是在安装滤光片后显示器的亮度大幅下降。显示器在白天工作，  特别是阳光直射下工作时，为满足亮度要求，须将滤光片取下，而夜间又得重新安装上，使用起来极其不方便。频繁拆装容易导致漏光，安装过程中对工艺的要求也较高。

现有专利的背光系统中，没有提到使用过滤了红色光及红外光的LED光源。

实用新型内容