摘要：近年来，随着经济的快速发展，社会水平不断提升，进一步促进了科(kē)學(xué)技术的飞速发展。其中当前半导體(tǐ)激光技术逐渐呈现體(tǐ)较小(xiǎo)，重量更轻，光電(diàn)转化效率更高的优点，从而进一步促进了当前激光显示技术的長(cháng)遠(yuǎn)发展。為(wèi)了进一步分(fēn)析与研究液晶显示激光背光模组中的关键技术，因此在本文(wén)中，分(fēn)析了当前液晶显示器的主要结构和激光散斑效应，同时还提出了相对应的具體(tǐ)实验内容，从而来进一步掌握影响液晶抑制散斑效果的具體(tǐ)因素，从而来提升激光显示技术的水平。

　　关键词：液晶显示，激光背光模组，关键技术

　　1. 液晶显示器的主要结构以及激光散斑效应的简要概述

　　1.1液晶显示器的主要结构及原理(lǐ)

　　在当前液晶显示器的主要结构中，主要包括了两大部分(fēn)。一部分(fēn)是液晶玻璃面板，另一部分(fēn)是背光模组。对于液晶玻璃面板发挥的主要功能(néng)是显色，能(néng)够使得液晶显示器显示出相应的颜色。而背光模组的主要功能(néng)是為(wèi)液晶玻璃面板提供所需要的光源，从而能(néng)够促使整个液晶显示器显示出画面。下图是当前新(xīn)型的液晶显示器。

　　图一 液晶显示器

　　1.1.1液晶玻璃面板的重要组成结构

　　在当前液晶玻璃面板的重要组成结构中，主要包括了上下偏光板、玻璃基板、彩色滤光片(CF)、导向模、液晶、光學(xué)薄膜、ITO透明電(diàn)极等组成。对于玻璃基板来说，是属于一种表面平整度较高的薄玻璃片。对于彩色滤光片来说，发挥的主要功能(néng)是当背光模组中所提供的白色光在经过该滤光片时能(néng)够调制出相对应的颜色，从而来使得液晶玻璃片显色。导向模又(yòu)叫做配向膜，主要是可(kě)以使得沟槽中的一些液晶分(fēn)子按照一定的方向排列，从而发挥出配向的相应功能(néng)。而上下偏关板主要是偏振方向相互垂直的两个偏振片[1]。液晶材料，发挥的主要功能(néng)是当上下偏光板中间液晶产生電(diàn)场时，此时高槽中的液晶分(fēn)子会按照一定方向来再次排列，此时通过调制后的光自身的偏振性可(kě)以使得光能(néng)从上下偏光板中按照一定规律漏出。对于ITO電(diàn)极，主要功能(néng)是為(wèi)液晶层来提供所需要的電(diàn)场。光學(xué)薄膜，的主要功能(néng)是明显提高光能(néng)的利用(yòng)率。

　　1.1.2背光模组的概述与分(fēn)析

　　简单来说，在背光模组中相对应的液晶玻璃基板本身不会发出光源，而是需要相应的背光模组来為(wèi)玻璃机板提供所需要的光源，从而使得液晶玻璃机板能(néng)够显色。在此过程中，背光模组的总體(tǐ)體(tǐ)积也直接影响着整个LCD整體(tǐ)的體(tǐ)积大小(xiǎo)。而当前背光源的种类，数量相对较多(duō)，其中可(kě)以根据光源的具體(tǐ)位置来分(fēn)為(wèi)直下式背光源和侧光式背光源[2]。在当前直下式背光源结构中，是不需要导光板，光源自身发射出的光在经过反射片的反射以及扩散片和眼镜片的云光处理(lǐ)后，就会均匀照射在液晶玻璃面板上，并使得液晶玻璃面板来发挥相对应的功能(néng)。但是该种结构具有(yǒu)一定的缺点，进一步增加了背光模组的厚度尺寸，增加了LCD的體(tǐ)积。而测光式背光源结构中，主要是在两侧區(qū)域中放置光源和导光板，导光板的主要功能(néng)是将侧边发射出的線(xiàn)光源转变為(wèi)垂直入射的面光源。

　　1.1.3背光模组中的光源概述与分(fēn)析

　　液晶玻璃基板本身不会发出光，所以就需要背光模组来提供光源。而当前被光源主要采用(yòng)了冷阴极荧光灯和发光二极管技术。其中，对于線(xiàn)光源来说，光學(xué)特性较為(wèi)良好，点亮温度相对较低，而相对应的发光效率较高，价格相对便宜实惠，整體(tǐ)技术水平较高，可(kě)以根据所需要的具體(tǐ)要求来制作成相对应的形状。但是同样也包含一些缺点。对能(néng)源的消耗力度较高，含有(yǒu)汞，因而会的招标环境造成影响。在开启过程中对電(diàn)压要求较高，进而具有(yǒu)一定的危险性。因此所以線(xiàn)光源不是当前背光模组中的重要选择光源种类。第二种是LED光源。其中在该LED光源中，主要包括了PN结芯片、電(diàn)极以及相应的光學(xué)系统。在此过程中，如果向PN施加電(diàn)压时，会导致新(xīn)加入的载流子会与多(duō)数载流子进行复合，从而其中一部分(fēn)能(néng)量以光的形式释放出来。而需要根据掺杂的材料种类来决定释放出光的颜色。在于線(xiàn)光源进行对比分(fēn)析中，可(kě)以看出LED光源对周边环境造成的影响相对较小(xiǎo)，对能(néng)源的消耗较少，體(tǐ)积小(xiǎo)，使用(yòng)周期较長(cháng)，但是不能(néng)制作成功率较大的器件。更关键的是LED光源所发射出的是荧光，因而无法实现全彩显示的相应要求。

　　1.2激光散斑效应

　　激光散斑效应指的是当相应的激光照射到粗糙度较高的墙面时，就会形成一些我按照相关规则分(fēn)布和对比度较高的斑纹图案。激光自身的相干性较高，因而当自散射體(tǐ)表面出现反射时，会在散射體(tǐ)的周边區(qū)域中产生无规则的亮暗斑点，而该种情况就叫做激光散斑。激光散斑上映的存在会严重影响显示的整體(tǐ)质量水平。此外，散斑抑制效果也同样影响职位激光显示的市场化。在显示器中，如果出现了散斑就相当于人體(tǐ)表面長(cháng)出疹子，严重影响了显示器的显示质量水平，因而就需要严格抑制散斑的出现。

　　在当前激光显示过程中造成散斑出现的主要原因是激光光源自身的相干性较高以及散色體(tǐ)粗糙度较高原因造成的。同时因為(wèi)三班效应的存在，会导致激光广场出现一些无规则的图样，从而降低了整體(tǐ)显示的质量水平。根据三班大小(xiǎo)不同，又(yòu)可(kě)以划分(fēn)為(wèi)粗糙和细微散斑。细微散斑主要是由显示屏自身产生的。而在使用(yòng)显示器中一般都是间隔一段距离才可(kě)以看到显示内容。因此在当前激光显示器大多(duō)数是遠(yuǎn)场散斑，其中混合了粗糙和细微散斑。如果不对上班效益进行一直处理(lǐ)，将会增加人眼的疲惫度，在经过長(cháng)时间观察，显示器后会对人眼造成一定的损伤。

　　2.机载环境下对背光模组的具體(tǐ)设计以及相应的实验研究

　　2.1在机载环境的适应性设计

　　在相关机载环境下，相对应的液晶显示模块需要符合國(guó)家相关标准，才可(kě)以运用(yòng)在各种环境中。其中对于背光模组来说，在设计时要充分(fēn)考虑在环境中的适应性，因為(wèi)在实际应用(yòng)环境中需要保证背光模板稳定性较高，能(néng)够通过各种震动和冲击性试验，并能(néng)够稳定运行。此外还是要保证背光模组的亮度，满足在强光下可(kě)视性的要求，一般是需要对背光模组进行专业设计，以节选择出相对应的光學(xué)膜的搭配。与此同时还需要保证背光模组具有(yǒu)非常宽广的色域，从而使得使用(yòng)人员能(néng)够准确了解显示屏中的信息。

　　2.2夜视兼容的设计与研究

　　背光模组继续要提高在环境中的适应性，同时还需要满足在夜视兼容的相关要求。夜视兼容，指的是当显示器应用(yòng)在汽車(chē)内部中，不会与其他(tā)夜视成像系统产生相互干扰，即使在黑暗环境下也可(kě)以调整亮度，从而来使得驾驶人员能(néng)够准确掌握显示器中的内容。如果不经过处理(lǐ)，将会导致接收内的显示器发射出一些接近于红外光線(xiàn)的光，进而对驾驶人员造成干扰，是的，驾驶人员无法接收到相关的信息。因此需要保证背光模组能(néng)够满足也是兼容的相关要求，高中驾驶人员的运行安全。

　　3.液晶显示激光背光模组的相关实验的分(fēn)析与研究

　　3.1背光模组的专业设计与仿真实验研究分(fēn)析

　　3.1.1背光模组的专业设计研究

　　背光模组与液晶显示模块中的相关性能(néng)有(yǒu)着非常重要的关系，因此需要对整體(tǐ)背光模组进行专业合理(lǐ)的光學(xué)设计，从而来进一步提升当前液晶显示模块的亮度和兼容性能(néng)。根据当前背光模组在设计方面的相关要求，本文(wén)提出了一种相对应的背光模组设计方案。并以10.1寸机载液晶显示模块作為(wèi)实例，分(fēn)别从背光板，导光板以及光學(xué)膜三个方面来研究该背光模组的具體(tǐ)设计内容。

　　3.1.2背光模组的建模与仿真

　　当前在对背光模组设计过程中，其中光學(xué)设计的软件数量较多(duō)。但是使用(yòng)最為(wèi)频繁、设计效果最佳的软件是Light Tools、Tracepro。在使用(yòng)Light Tools软件时，设计人员确定出背光模组的参数数据后，能(néng)够在极短时间内根据参数树立来进行仿真实验，能(néng)够通过绘制图形来进一步确定出相对应的光學(xué)系统，还可(kě)以对该光學(xué)系统进行实时观察与调整，保证该光學(xué)系统中参数数据的准确合理(lǐ)性。更关键的是通过该软件还可(kě)以对背光系统进行分(fēn)析处理(lǐ)，根据设计人员的设计方案进行验证和预测处理(lǐ)，从而使得能(néng)够对背光系统中的参数数据进行适当调整，进一步降低了整體(tǐ)设计的成本，缩短了设计的时间，提升了整體(tǐ)效率。

　　之后在使用(yòng)该软件对光纤测端微加工的模拟分(fēn)析中，孔洞的深度為(wèi)d，半径為(wèi)r。在经过相关处理(lǐ)分(fēn)析后可(kě)以看出，虽然该孔(如下图二所示)仅仅是位于光線(xiàn)的一侧區(qū)域中[4]，但是在该孔的周边區(qū)域中均会出现溢光情况，而且d的大小(xiǎo)会影响开孔近光源溢出光的比重。如果半径数据逐渐增大，进一步会增加露出光场光强的数值大小(xiǎo)。其中将半径数值规定為(wèi)30μm，调节深度d的数值来得到相对应的广场大小(xiǎo)。其中当d為(wèi)50μm时，光场為(wèi)6.53*105W/m3。而当d為(wèi)100μm时，光场為(wèi)10.6*105W/m3。其中当d為(wèi)150μm时，光场為(wèi)11.8*105W/m3。在经过大量分(fēn)析可(kě)以看出，当d和r的数值逐渐增大时，会导致漏光场照度的数值在逐渐增大。因此外有(yǒu)求就该问题需要选用(yòng)漏光与主漏光相结合的技术来进行处理(lǐ)，从而使得尾部光源中多(duō)余出的光能(néng)够均匀分(fēn)散在整體(tǐ)发光區(qū)域中。此时通过调整d和r的数值来进一步降低尾光较强的问题。因此，可(kě)以得出，通过使用(yòng)该光纤侧端开孔技术来使得LCD背光模组中的光场分(fēn)布均匀。

　　图二 侧端开孔的具體(tǐ)模型

　　3.2液晶抑制激光散斑技术的实验分(fēn)析与研究处理(lǐ)

　　3.2.1实验分(fēn)析处理(lǐ)

　　為(wèi)了验证液晶分(fēn)子会对激光散斑造成一定的抑制影响，本文(wén)对该技术进行了实验分(fēn)析与处理(lǐ)，从而来进一步掌握实际效果，改进当前激光散斑存在对显示器的影响。在整个实验装置中，主要涉及激光光源、液晶抑制激光散斑装置、导光板以及相应的CCD相机。下图是液晶分(fēn)子的工作原理(lǐ)图。

　　其中激光光源的波長(cháng)為(wèi)450纳米的二极管，额定功率数值為(wèi)200毫瓦。液晶是选用(yòng)了E7型TN液晶，電(diàn)压数值為(wèi)9V左右。对于散射體(tǐ)来说，是使用(yòng)了导光板[5]，并且还使用(yòng)了雾化片，来模拟实际情况。在此过程中，并使用(yòng)了CCD相机，来真实模拟人眼的实际情况，相应时间按照0.02s。其中半导體(tǐ)发射出的光通过抑制激光散斑装置从侧端角度入射到导光板中，并使用(yòng)CCD相机来实时拍照通電(diàn)和未通電(diàn)状态下的导光板图像。此外，还需要使用(yòng)相关软件来对图像进行灰度处理(lǐ)。在经过一系列处理(lǐ)后，如果液晶片没有(yǒu)接通電(diàn)场则激光散斑的对比度可(kě)以达到6.52%。而在施加電(diàn)场后，对比度為(wèi)2.80%，小(xiǎo)于4%，从而不会对人眼造成影响。

　　图三 液晶分(fēn)子的工作原理(lǐ)

　　3.2.2造成液晶散斑抑制的原因分(fēn)析以及处理(lǐ)效果分(fēn)析

　　其中造成液晶抑制激光散斑的主要原因是液晶在进行旋转和极化的过程中，如果时间遠(yuǎn)遠(yuǎn)小(xiǎo)于電(diàn)场在同一方向中所连续的时间时，将会导致液晶分(fēn)子处于静止状态，无法调控激光，最终无法抑制激光散斑。而如果频率大于闯值时，此时就会明显提高液晶分(fēn)子的旋转速度，最终无法提高对激光散斑的抑制效率。在此过程中，電(diàn)压数值增加，能(néng)够明显提高对激光散斑的处理(lǐ)效果。随着電(diàn)场强度的数值真的会明显降低，液晶分(fēn)子的极化时间进一步提高对激光散斑的处理(lǐ)效果。

　　而在本文(wén)中，通过控制施加液晶的電(diàn)场，可(kě)以明显降低对激光散斑的对比度数值。其中主要是降低了激光的相干性数值，从而能(néng)够明显提高对激光散斑的抑制效率[6]。只有(yǒu)当液晶存在闯值電(diàn)压，并且到電(diàn)商(shāng)中的電(diàn)压超过该数值时才会发挥液晶的抑制效果。電(diàn)压数值越高，明显提高对激光散斑的抑制效果。与此同时，只有(yǒu)当電(diàn)场的频率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于闯值时，才可(kě)以抑制激光散斑。

　　4. 结语

　　总而言之，在当前液晶显示激光背光模组的关键技术研究分(fēn)析中可(kě)以看出，通过使用(yòng)该光纤侧端开孔技术来使得LCD背光模组中的光场分(fēn)布均匀，需要调整d和r的数值大小(xiǎo)来进一步减少尾光强度过高的影响。而可(kě)以控制施加液晶電(diàn)场中的電(diàn)压和频率数值大小(xiǎo)来抑制激光散斑效应，提升显示器的显示效率，使得使用(yòng)者能(néng)够准确获取显示器中的内容。

　　5. 参考文(wén)献

　　[1]焦森，机就液晶显示模块的背光模组设计与研究[D].芜湖(hú)：安徽师范大學(xué).2017.

　　[2]激光显示中散斑抑制技术的研究[J].吉林大學(xué)學(xué)报理(lǐ)學(xué)版2016，54(6):1418-1421.

　　[3]沈凯锋,吴章强.液晶显示直下式激光背光源微结构光纤的设计与研究[J].激光与光電(diàn)子學(xué)进展,2021,58(11):315-321.

　　[4]赵致童.液晶显示激光背光模组关键技术研究[D].長(cháng)春理(lǐ)工大學(xué),2017.

　　[5]液晶显示器激光背光光源侧體(tǐ)发光光纤设计与研究[J].中國(guó)激光，2017,44(03)：0301004.

　　[6]王新(xīn)宁.浅谈液晶显示激光背光模组的应用(yòng)[J].计算机产品与流通,2020(05):147.