TFT-LCD工業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液晶屏最大的區別之一，就是工業液晶屏的亮度（Brightness）是可定制的。在工業設備、醫療儀器、車載終端等顯示系統中，液晶屏的亮度是決定可視性能的重要指標之一，不同應用場景對亮度的需求差異極大：

室內工控終端通常需要300–500cd/m²；

戶外充電樁或車輛儀表可能需要1000–2000cd/m²；

船舶、軍工設備甚至要求2500cd/m²以上。

因此，工業液晶屏的亮度并非固定參數，而是可以根據使用環境和結構要求定制。

亮度的定義與測量標準

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出的光通量。

測量方法遵循國際標準：

VESAFPDM2.0

IEC61747-5-5

測量點通常分布在屏幕的九個區域，取平均值。

例如：當報告中寫明“亮度=1000cd/m²(Typ.)”，表示該液晶模組在中心區域的典型亮度為1000坎德拉每平方米。

工業液晶屏亮度定制的原理

液晶屏自身并不發光，其亮度取決于背光系統（BacklightUnit,BLU），通過調整背光模組的光強與光學設計，即可定制整體亮度。

1.背光結構原理

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

亮度定制的主要實現方式

調整LED背光光源

最直接的方法是增加LED光通量。

提升LED數量：例如由20顆改為40顆；

使用高亮LED芯片：如Osram、Nichia、Samsung工業級封裝；

提高驅動電流：增加發光功率（需控制熱量）。

注意：亮度提高1倍，功耗通常會增加1.5~2倍，因此需要優化散熱設計。

優化光學膜片組合

光學膜片的堆疊順序和透光率直接影響亮度輸出。

常見配置：

光學膜片	功能	優化方式
擴散片 (Diffuser)	均勻光線	調整厚度與霧度
棱鏡片 (Prism Sheet)	聚光增強亮度	增加數量或改進棱角角度
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

光學結構優化可提升亮度20–40%，同時改善光均勻性。

改進導光板結構

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

調整背光電源與PWM調光

高亮液晶屏通常采用可編程背光驅動電源，支持：

PWM調光（脈寬調制）

Analog調光（模擬電壓控制）

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

應用高透過率液晶與偏光材料

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液晶透過率約6%，而AAS/IPS可達9%，在同等背光下亮度提升約30%。

亮度定制的常見范圍

應用類型	推薦亮度	特征說明
室內工控機 / PLC	300–500 cd/m²	基本可讀性
醫療儀器 / 實驗設備	500–700 cd/m²	高精度顯示環境
車載導航 / 監控終端	800–1000 cd/m²	日光可視
戶外自助終端 / 充電樁	1000–1500 cd/m²	強光可讀
船舶/礦業設備	1500–2000 cd/m²	防眩光、防結霧
特種軍用 / 航顯	2000–3000 cd/m²	極端亮度與寬溫環境

工業屏的亮度可根據項目需求，從300cd/m²到2500cd/m²進行分檔定制。

亮度定制的工程約束

亮度提升雖然能改善可讀性，但在工程設計上必須考慮以下因素：

散熱問題

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

石墨導熱膜

導熱硅膠墊片

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，亮度會逐年降低。

工程上需設計：

亮度補償曲線；

自動亮度調節系統（光敏電阻反饋）；

定期標定維護策略。

一般經驗：高亮屏在連續運行50,000小時后，亮度保持率約為初始值的80%。

電源功耗與系統負載

高亮屏功耗增加會影響整機電源設計。

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

因此，電源板需具備：

更高輸出電流；

EMI濾波；

過流/過溫保護。

亮度與對比度平衡

過高亮度可能導致對比度下降或色偏，特別是在IPS面板中，過強背光會使黑階偏灰。因此，定制時應在實驗室中通過色度計調試，保持理想的亮度與對比度平衡（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
AUO（友達光電）	400–2000 cd/m²	寬溫高亮系列，支持自動調光
Tianma（天馬）	300–1500 cd/m²	工業與車載高亮模組
BOE（京東方）	400–1000 cd/m²	醫療顯示屏系列
Innolux（奇美）	300–1200 cd/m²	成熟穩定，成本優勢
Leehon（立煌科技）	300–2500 cd/m²	工業定制級，支持防水、防震全貼合

其中，立煌科技（Leehon）專注工業顯示定制，可根據應用場景靈活調整亮度等級與背光結構，并提供配套電源驅動板與散熱設計方案。

亮度定制流程

亮度定制通常需經過以下階段：

需求確認：確定應用場景、亮度目標值、功耗限制；

結構評估：分析屏幕尺寸、LED布局、導光板方案；

樣品開發：調整LED電流、膜片組合、光學仿真；

實測與驗證：依據VESAFPDM標準檢測亮度均勻度、色溫穩定性；

量產與一致性控制：通過色溫分檔與亮度分級校準，保證批次一致。

亮度定制不僅是提升可視效果，更是系統環境適配性的關鍵手段。在礦山、車載、戶外終端、醫療儀器、能源監控等應用中，定制亮度能顯著提高設備的使用體驗與安全可靠性。不過，亮度的提升必須與散熱、電源、壽命等多項指標協同優化。成熟的工業屏廠商（如AUO、Tianma、Leehon等）通常會提供一站式定制方案——包括背光模塊、電源驅動、光學膜片匹配與結構設計驗證，確保液晶面板屏幕在不同環境下始終保持穩定、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