TFT-LCD工业液晶屏模组面板亮度可以定制修改吗？

普通商用液晶屏与工业液晶屏最大的区别之一，就是工业液晶屏的亮度（Brightness）是可定制的。在工业设备、医疗仪器、车载终端等显示系统中，液晶屏的亮度是决定可视性能的重要指标之一，不同应用场景对亮度的需求差异极大：

室内工控终端通常需要300–500cd/m²；

户外充电桩或车辆仪表可能需要1000–2000cd/m²；

船舶、军工设备甚至要求2500cd/m²以上。

因此，工业液晶屏的亮度并非固定参数，而是可以根据使用环境和结构要求定制。

亮度的定义与测量标准

液晶屏亮度以cd/m²（坎德拉每平方米）为单位，表示显示面板表面单位面积发出的光通量。

测量方法遵循国际标准：

VESAFPDM2.0

IEC61747-5-5

测量点通常分布在屏幕的九个区域，取平均值。

例如：当报告中写明“亮度=1000cd/m²(Typ.)”，表示该液晶模组在中心区域的典型亮度为1000坎德拉每平方米。

工业液晶屏亮度定制的原理

液晶屏自身并不发光，其亮度取决于背光系统（BacklightUnit,BLU），通过调整背光模组的光强与光学设计，即可定制整体亮度。

1.背光结构原理

典型的TFT-LCD背光模组由以下部分组成：LED光源导光板反射膜扩散片棱镜片偏光片。亮度提升的核心手段主要在LED光源与光学膜片堆栈。

亮度定制的主要实现方式

调整LED背光光源

最直接的方法是增加LED光通量。

提升LED数量：例如由20颗改为40颗；

使用高亮LED芯片：如Osram、Nichia、Samsung工业级封装；

提高驱动电流：增加发光功率（需控制热量）。

注意：亮度提高1倍，功耗通常会增加1.5~2倍，因此需要优化散热设计。

优化光学膜片组合

光学膜片的堆叠顺序和透光率直接影响亮度输出。

常见配置：

光学膜片	功能	优化方式
扩散片 (Diffuser)	均匀光线	调整厚度与雾度
棱镜片 (Prism Sheet)	聚光增强亮度	增加数量或改进棱角角度
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	选用高透光率材料

光学结构优化可提升亮度20–40%，同时改善光均匀性。

改进导光板结构

导光板决定光线分布效率，采用激光微结构导光板（LGP）能提升亮度均匀性；而改进入光角与微棱结构，可在不增加功耗的前提下提升亮度约10–15%。

调整背光电源与PWM调光

高亮液晶屏通常采用可编程背光驱动电源，支持：

PWM调光（脉宽调制）

Analog调光（模拟电压控制）

这使得同一型号液晶屏可输出不同亮度等级，例如：500/800/1000/1500cd/m²四种配置。

应用高透过率液晶与偏光材料

液晶层的透光率一般在5–10%之间。选用高透液晶（High-TransmittanceLC）与低吸收偏光片，可显著提高亮度效率。例如：普通TN液晶透过率约6%，而AAS/IPS可达9%，在同等背光下亮度提升约30%。

亮度定制的常见范围

应用类型	推荐亮度	特征说明
室内工控机 / PLC	300–500 cd/m²	基本可读性
医疗仪器 / 实验设备	500–700 cd/m²	高精度显示环境
车载导航 / 监控终端	800–1000 cd/m²	日光可视
户外自助终端 / 充电桩	1000–1500 cd/m²	强光可读
船舶/矿业设备	1500–2000 cd/m²	防眩光、防结雾
特种军用 / 航显	2000–3000 cd/m²	极端亮度与宽温环境

工业屏的亮度可根据项目需求，从300cd/m²到2500cd/m²进行分档定制。

亮度定制的工程约束

亮度提升虽然能改善可读性，但在工程设计上必须考虑以下因素：

散热问题

LED功率增大，热量成倍增加。

需在模组背部加装：

铝合金散热板

石墨导热膜

导热硅胶垫片

并保持温升<15°C，否则背光寿命显著缩短。

背光寿命与衰减

背光LED受热衰减，亮度会逐年降低。

工程上需设计：

亮度补偿曲线；

自动亮度调节系统（光敏电阻反馈）；

定期标定维护策略。

一般经验：高亮屏在连续运行50,000小时后，亮度保持率约为初始值的80%。

电源功耗与系统负载

高亮屏功耗增加会影响整机电源设计。

例如：普通10.4英寸屏功耗约5W；提升到1000cd/m²后，功耗可达10–12W。

因此，电源板需具备：

更高输出电流；

EMI滤波；

过流/过温保护。

亮度与对比度平衡

过高亮度可能导致对比度下降或色偏，特别是在IPS面板中，过强背光会使黑阶偏灰。因此，定制时应在实验室中通过色度计调试，保持理想的亮度与对比度平衡（一般约1000:1）。

亮度定制的典型厂商与解决方案

厂商	亮度定制范围	特点
AUO（友达光电）	400–2000 cd/m²	宽温高亮系列，支持自动调光
Tianma（天马）	300–1500 cd/m²	工业与车载高亮模组
BOE（京东方）	400–1000 cd/m²	医疗显示屏系列
Innolux（奇美）	300–1200 cd/m²	成熟稳定，成本优势
Leehon（立煌科技）	300–2500 cd/m²	工业定制级，支持防水、防震全贴合

其中，立煌科技（Leehon）专注工业显示定制，可根据应用场景灵活调整亮度等级与背光结构，并提供配套电源驱动板与散热设计方案。

亮度定制流程

亮度定制通常需经过以下阶段：

需求确认：确定应用场景、亮度目标值、功耗限制；

结构评估：分析屏幕尺寸、LED布局、导光板方案；

样品开发：调整LED电流、膜片组合、光学仿真；

实测与验证：依据VESAFPDM标准检测亮度均匀度、色温稳定性；

量产与一致性控制：通过色温分档与亮度分级校准，保证批次一致。

亮度定制不仅是提升可视效果，更是系统环境适配性的关键手段。在矿山、车载、户外终端、医疗仪器、能源监控等应用中，定制亮度能显著提高设备的使用体验与安全可靠性。不过，亮度的提升必须与散热、电源、寿命等多项指标协同优化。成熟的工业屏厂商（如AUO、Tianma、Leehon等）通常会提供一站式定制方案——包括背光模块、电源驱动、光学膜片匹配与结构设计验证，确保液晶面板屏幕在不同环境下始终保持稳定、清晰、耐用的显示效果。

参考资料

1.VESAFPDM2.0:

2.IEC61747-5-5

3.AUOIndustrial

4.TianmaHigh

5.BOEIndustrial

6.Leehon