针对薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display, TFT-LCD)边缘亮度偏低、出现暗带的不良现象，对不良机理及影响因子进行研究，并总结较优工艺条件。实验结果表明: 从液晶面板设计角度，均匀的边缘盒厚有助于提升边缘亮度均一性，故适中的液晶量、硅球尺寸、硅球掺杂比及较硬的封框胶其性能更优，同时贴附偏光片后的液晶面板越平坦其暗带程度越轻; 从背光源角度，模组成品的边缘暗带不良与背光源批次存在强相关性，但主要受背光源的平坦度等尺寸参数影响而非背光源自身的暗带程度。此外，老化工艺释放了背光源与液晶屏组装时产生的内应力，缓和边缘位置的形变，适当延长老化时间有利于降低边缘暗带不良发生率。通过以上较优条件的导入，成功改善了TFT-LCD显示器边缘暗带不良，有效地提升了产品竞争力。

在液晶显示产品中，透过率是一个重要的光学特性指标。为了满足视角等光学指标要求，液晶显示产品会设计改变其偏光片透过轴的方向。在屏内部设计不变的条件下，不同偏光片方向对产品的透过率具有显著的影响。偏光片与背光存在匹配性问题。本文通过实验及理论研究，表明对于仅改变偏光片方向的产品而言，背光的偏振特性是影响相对透过率差异的主要因素，棱镜片是引起背光偏振特性的主要因素，背光主偏振方向与棱镜片方向近似垂直。在3°棱镜片背光架构下，相对透过率差异与背光偏振度呈线性关系，线性度达0.99以上。

研究了激光在背光源中的散斑现象。设计了红色、绿色和蓝色激光模块, 搭建了一个背光源系统, 且把分别把红色、绿色和蓝色激光耦合到导光板中, 对散斑进行观测, 其结果是以红色和蓝色半导体激光器作为灯源的背光源无明显散斑, 而以绿色固体激光器作为灯源的背光源有轻微散斑。且提出一种蓝色半导体激光激发量子点膜的新型背光源结构, 发现这种结构的背光源无明显散斑。

为减少混光距离进而获得超薄直下式LED背光模组，提出一种具有逆棱微结构的扩散板。对这种逆棱微结构进行了光学理论分析，证明了该结构在降低混光距离方面具有可行性。对逆棱微结构扩散板的光学效果进行了实验验证，并用于813 cm(32 in)LED背光模组。实验结果表明: 该结构扩散板可有效增大灯影光圈，相对无结构扩散板，光圈直径增大约10%[在达到相同混光效果时，具有该结构扩散板的混光高度降低[采用该逆棱微结构的扩散板的背光模组混光高度由13 mm降低至118 mm。采用具有逆棱微结构的扩散板有助于实现LED背光模组的超薄设计。

为了实现液晶显示器的广视角显示, 论文详细阐述了一款54.6 cm(21.5 in)液晶显示器的广对比度视角液晶面板及广亮度视角背光源的设计原理和方法。介绍了边缘场开关模式液晶面板的设计方法及结构, 从原理上阐释了此液晶面板具有广对比度视角的原因; 介绍了背光源亮度视角的设计方法, 通过对背光源中多组光学膜层架构的测试和数据对比, 得到了具有最广亮度视角的膜层架构。根据上述原理进行实际模组样品的制作并进行实测, 数据结果显示此款液晶显示器的对比度视角可达90°/90°/90°/90°, 且在水平方向的1/2亮度视角可达60°, 相应的亮度视角均一性为1.20。通过对比其他同类产品的实测数据, 表明此款液晶显示器无论在对比度视角还是亮度视角方面都远优于同类产品。

为了给液晶显示器亮度视角的设计提供依据，论文针对侧入式背光源的亮度视角进行了详细研究，考虑可能对其影响的3个因素，即灯源入光方式、导光板类型和光学膜层组配。首先，对2种不同入光方式，即短边入光和长边入光进行了研究; 接着，对3种不同类型导光板，即油墨印刷、射出成型和热滚压导光板进行了研究; 最后，对不同组配光学膜层进行了研究。测试数据显示在相同导光板和膜层组配的情况下，2种不同入光方式的二分之一亮度视角都为50°左右，但是短边入光方式在水平方向的亮度分布具有不对称性; 在相同入光方式和膜层组配的情况下，不同类型导光板的二分之一亮度视角都为50°左右，且亮度分布很一致; 在相同入光方式和导光板的情况下，不同膜层组配的二分之一亮度视角最小为27°，最大可达82°，数据变化较大。数据显示对亮度视角影响最大的因素为膜层组配，接着是入光方式，而导光板的类型对其基本没有影响。

随着技术的进步, 图像传感器可以轻松地获得高动态范围图像, 而传统显示设备的显示范围只有100∶1。目前采用投影仪、发光二极管阵列等双屏结构的高动态范围显示系统存在体积庞大、局部对比度低等缺点。据此提出采用场致发射背光源, 利用图像分割算法, 完成高动态范围图像的显示。文章提出的系统具有提高高动态范围液晶显示器的局部对比度与减淡光晕的优点, 实验结果表明, 文中的场致发射背光结构的局部对比度提高到近65 025∶1, 具有较高的实用价值。

文章以32英寸液晶电视为载体，设计了一款高亮LED背光组件。调研了多个厂家的LED光源，进行了大量光学测试，应用高光效的LED光源并采用膜材匹配技术，实现了背光组件的高亮显示效果，通过优化结构设计，实现了背光组件的超薄效果。本项目中LED背光组件经中国电子标准化研究所测试，过屏辉度达到517.8cd/m2，典型厚度值为10.2mm。

基于白光LED侧入式背光结构，设计了多光源四边入射、导光板厚度为4 mm、对角线为1.066 8 m的液晶背光模组，采用导光板底面印刷网点的方法导出光线。针对大尺寸导光板网点设计复杂、计算机辅助设计中光线模拟耗时的缺点，采用简化的光源仿真模型，减少了仿真计算时间，网点在实际模型下依然有效；同时采取了网点自动优化技术，通过优化使导光板的效率和均匀度达到最理想的状态，亮度均匀度达到了90%，光能利用效率在50%左右。采用相同方式设计了对角线为1.422 4 m的液晶背光模组，亮度均匀度可达90%，光能利用率在50%左右，总耗时1 h， 较普通方法减少了优化时间。