TFT-LCD工業(yè)液晶屏模組面板亮度可以定制修改嗎？

普通商用液晶屏與工業(yè)液晶屏最大的區(qū)別之一，就是工業(yè)液晶屏的亮度（Brightness）是可定制的。在工業(yè)設(shè)備、醫(yī)療儀器、車(chē)載終端等顯示系統(tǒng)中，液晶屏的亮度是決定可視性能的重要指標(biāo)之一，不同應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)亮度的需求差異極大：

室內(nèi)工控終端通常需要300–500cd/m²；

戶外充電樁或車(chē)輛儀表可能需要1000–2000cd/m²；

船舶、軍工設(shè)備甚至要求2500cd/m²以上。

因此，工業(yè)液晶屏的亮度并非固定參數(shù)，而是可以根據(jù)使用環(huán)境和結(jié)構(gòu)要求定制。

亮度的定義與測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)

液晶屏亮度以cd/m²（坎德拉每平方米）為單位，表示顯示面板表面單位面積發(fā)出的光通量。

測(cè)量方法遵循國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：

VESAFPDM2.0

IEC61747-5-5

測(cè)量點(diǎn)通常分布在屏幕的九個(gè)區(qū)域，取平均值。

例如：當(dāng)報(bào)告中寫(xiě)明“亮度=1000cd/m²(Typ.)”，表示該液晶模組在中心區(qū)域的典型亮度為1000坎德拉每平方米。

工業(yè)液晶屏亮度定制的原理

液晶屏自身并不發(fā)光，其亮度取決于背光系統(tǒng)（BacklightUnit,BLU），通過(guò)調(diào)整背光模組的光強(qiáng)與光學(xué)設(shè)計(jì)，即可定制整體亮度。

1.背光結(jié)構(gòu)原理

典型的TFT-LCD背光模組由以下部分組成：LED光源導(dǎo)光板反射膜擴(kuò)散片棱鏡片偏光片。亮度提升的核心手段主要在LED光源與光學(xué)膜片堆棧。

亮度定制的主要實(shí)現(xiàn)方式

調(diào)整LED背光光源

最直接的方法是增加LED光通量。

提升LED數(shù)量：例如由20顆改為40顆；

使用高亮LED芯片：如Osram、Nichia、Samsung工業(yè)級(jí)封裝；

提高驅(qū)動(dòng)電流：增加發(fā)光功率（需控制熱量）。

注意：亮度提高1倍，功耗通常會(huì)增加1.5~2倍，因此需要優(yōu)化散熱設(shè)計(jì)。

優(yōu)化光學(xué)膜片組合

光學(xué)膜片的堆疊順序和透光率直接影響亮度輸出。

常見(jiàn)配置：

光學(xué)膜片	功能	優(yōu)化方式
擴(kuò)散片 (Diffuser)	均勻光線	調(diào)整厚度與霧度
棱鏡片 (Prism Sheet)	聚光增強(qiáng)亮度	增加數(shù)量或改進(jìn)棱角角度
反射片 (Reflector)	反射漏光	使用高反射率PET白膜
偏光片 (Polarizer)	控制偏振光方向	選用高透光率材料

光學(xué)結(jié)構(gòu)優(yōu)化可提升亮度20–40%，同時(shí)改善光均勻性。

改進(jìn)導(dǎo)光板結(jié)構(gòu)

導(dǎo)光板決定光線分布效率，采用激光微結(jié)構(gòu)導(dǎo)光板（LGP）能提升亮度均勻性；而改進(jìn)入光角與微棱結(jié)構(gòu)，可在不增加功耗的前提下提升亮度約10–15%。

調(diào)整背光電源與PWM調(diào)光

高亮液晶屏通常采用可編程背光驅(qū)動(dòng)電源，支持：

PWM調(diào)光（脈寬調(diào)制）

Analog調(diào)光（模擬電壓控制）

這使得同一型號(hào)液晶屏可輸出不同亮度等級(jí)，例如：500/800/1000/1500cd/m²四種配置。

應(yīng)用高透過(guò)率液晶與偏光材料

液晶層的透光率一般在5–10%之間。選用高透液晶（High-TransmittanceLC）與低吸收偏光片，可顯著提高亮度效率。例如：普通TN液晶透過(guò)率約6%，而AAS/IPS可達(dá)9%，在同等背光下亮度提升約30%。

亮度定制的常見(jiàn)范圍

應(yīng)用類(lèi)型	推薦亮度	特征說(shuō)明
室內(nèi)工控機(jī) / PLC	300–500 cd/m²	基本可讀性
醫(yī)療儀器 / 實(shí)驗(yàn)設(shè)備	500–700 cd/m²	高精度顯示環(huán)境
車(chē)載導(dǎo)航 / 監(jiān)控終端	800–1000 cd/m²	日光可視
戶外自助終端 / 充電樁	1000–1500 cd/m²	強(qiáng)光可讀
船舶/礦業(yè)設(shè)備	1500–2000 cd/m²	防眩光、防結(jié)霧
特種軍用 / 航顯	2000–3000 cd/m²	極端亮度與寬溫環(huán)境

工業(yè)屏的亮度可根據(jù)項(xiàng)目需求，從300cd/m²到2500cd/m²進(jìn)行分檔定制。

亮度定制的工程約束

亮度提升雖然能改善可讀性，但在工程設(shè)計(jì)上必須考慮以下因素：

散熱問(wèn)題

LED功率增大，熱量成倍增加。

需在模組背部加裝：

鋁合金散熱板

石墨導(dǎo)熱膜

導(dǎo)熱硅膠墊片

并保持溫升<15°C，否則背光壽命顯著縮短。

背光壽命與衰減

背光LED受熱衰減，亮度會(huì)逐年降低。

工程上需設(shè)計(jì)：

亮度補(bǔ)償曲線；

自動(dòng)亮度調(diào)節(jié)系統(tǒng)（光敏電阻反饋）；

定期標(biāo)定維護(hù)策略。

一般經(jīng)驗(yàn)：高亮屏在連續(xù)運(yùn)行50,000小時(shí)后，亮度保持率約為初始值的80%。

電源功耗與系統(tǒng)負(fù)載

高亮屏功耗增加會(huì)影響整機(jī)電源設(shè)計(jì)。

例如：普通10.4英寸屏功耗約5W；提升到1000cd/m²后，功耗可達(dá)10–12W。

因此，電源板需具備：

更高輸出電流；

EMI濾波；

過(guò)流/過(guò)溫保護(hù)。

亮度與對(duì)比度平衡

過(guò)高亮度可能導(dǎo)致對(duì)比度下降或色偏，特別是在IPS面板中，過(guò)強(qiáng)背光會(huì)使黑階偏灰。因此，定制時(shí)應(yīng)在實(shí)驗(yàn)室中通過(guò)色度計(jì)調(diào)試，保持理想的亮度與對(duì)比度平衡（一般約1000:1）。

亮度定制的典型廠商與解決方案

廠商	亮度定制范圍	特點(diǎn)
AUO（友達(dá)光電）	400–2000 cd/m²	寬溫高亮系列，支持自動(dòng)調(diào)光
Tianma（天馬）	300–1500 cd/m²	工業(yè)與車(chē)載高亮模組
BOE（京東方）	400–1000 cd/m²	醫(yī)療顯示屏系列
Innolux（奇美）	300–1200 cd/m²	成熟穩(wěn)定，成本優(yōu)勢(shì)
Leehon（立煌科技）	300–2500 cd/m²	工業(yè)定制級(jí)，支持防水、防震全貼合

其中，立煌科技（Leehon）專(zhuān)注工業(yè)顯示定制，可根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景靈活調(diào)整亮度等級(jí)與背光結(jié)構(gòu)，并提供配套電源驅(qū)動(dòng)板與散熱設(shè)計(jì)方案。

亮度定制流程

亮度定制通常需經(jīng)過(guò)以下階段：

需求確認(rèn)：確定應(yīng)用場(chǎng)景、亮度目標(biāo)值、功耗限制；

結(jié)構(gòu)評(píng)估：分析屏幕尺寸、LED布局、導(dǎo)光板方案；

樣品開(kāi)發(fā)：調(diào)整LED電流、膜片組合、光學(xué)仿真；

實(shí)測(cè)與驗(yàn)證：依據(jù)VESAFPDM標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)亮度均勻度、色溫穩(wěn)定性；

量產(chǎn)與一致性控制：通過(guò)色溫分檔與亮度分級(jí)校準(zhǔn)，保證批次一致。

亮度定制不僅是提升可視效果，更是系統(tǒng)環(huán)境適配性的關(guān)鍵手段。在礦山、車(chē)載、戶外終端、醫(yī)療儀器、能源監(jiān)控等應(yīng)用中，定制亮度能顯著提高設(shè)備的使用體驗(yàn)與安全可靠性。不過(guò)，亮度的提升必須與散熱、電源、壽命等多項(xiàng)指標(biāo)協(xié)同優(yōu)化。成熟的工業(yè)屏廠商（如AUO、Tianma、Leehon等）通常會(huì)提供一站式定制方案——包括背光模塊、電源驅(qū)動(dòng)、光學(xué)膜片匹配與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)驗(yàn)證，確保液晶面板屏幕在不同環(huán)境下始終保持穩(wěn)定、清晰、耐用的顯示效果。

參考資料

1.VESAFPDM2.0:

2.IEC61747-5-5

3.AUOIndustrial

4.TianmaHigh

5.BOEIndustrial

6.Leehon