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背光�
閱讀�17484時間�2010-09-07 11:13:39

  背光源(BackLight)是位于液晶顯示�(LCD)背后的一種光源,它的�(fā)光效果將直接影響到液�顯示模塊(LCM)視覺效�。液晶顯示器本身并不�(fā)�,它顯示圖形或字符是它對光線�(diào)制的�(jié)果�

分類

  背光源目前按光源類型主要有EL、CCFL及LED三種背光源類�,依光源分布位置不同則分為側(cè)光式和直下式(底背光式)。以下是它們的簡單介紹�

  1、邊光式。即將線形或點狀光源�(shè)置在�(jīng)過特殊設(shè)計的�(dǎo)光板的側(cè)邊做成的背光�。根�(jù)實際使用的需要,又可做成雙邊�,甚至三邊式。邊光式背光一般可做的很薄,但光源的光利用率較�,且越薄利用率越小,�50[[[%]]]。其技�(shù)核心是導(dǎo)光板的設(shè)計和制作。邊光式最常用的有LED燈背光和CCFL背光。隨著LCD模組不斷向更亮、更�、更薄方向發(fā)�,側(cè)光式CCFL式背光源成為目前背光源發(fā)展的主流�

  1)、LED燈背光。LED燈又稱發(fā)光二極管,比起其它光�,單個LED燈的功耗是最小的。從藍到�,LED燈有很多種顏色,另外還有一種特殊的顏色是白�。在各種顏色�,可大致分為高亮和低亮的兩種� 由于白色是混合色,無可標識的波長�,因此,以其在色度圖上的坐標值來表示� 我們自定義為“冷白色”和“暖白色”兩�。在各種顏色�,都存在顏色偏差的問�,其中藍色和白色表現(xiàn)的較為明�,尤其是白色,現(xiàn)在LED的供�(yīng)商也無法對其進行有效的控��

  2)、CCFL背光。此種背光的�(yōu)點是亮度�,所以面積較大的黑白負相、藍模負相和彩色液晶顯示器件基本上都采用�。理論上,它可以根據(jù)三基色的配色原理做出各種顏色。其缺點是功耗較�,還需逆變電路�(qū)�,而且工作溫度較窄,為0~60度之�,而LED等其它的背光源都可達�-20~70之間�

  2、底背光式。是一個有一定結(jié)�(gòu)的平板式的面光源,可以是一個連續(xù)均勻的面光源,如EL或平板熒光燈;也可以是一個由較多的點光源�(gòu)成,如點陣LED或白熾燈背光源等。常用的是LED點陣和EL背光�

  1) EL背光。即電致�(fā)�,是靠熒光粉在交變電場激�(fā)下的本征�(fā)光而發(fā)光的冷光�。其的優(yōu)點是�,可以做�0.2~0.6mm的厚度。缺點是亮度�,壽命短(一般為3000~5000小時),需逆變�(qū)�,還會受電路的干擾而出�(xiàn)閃爍、噪聲等不良。EL的驅(qū)動有逆變�、Driver IC�(qū)動兩�。因為目前Driver IC的頻率和負載輸出電壓達不到EL的典型條件(400Hz、AC100V),所以亮度較逆變器驅(qū)動更為低。最近也陸續(xù)有白�(全色)EL和LCD背光源出�。但由于亮度較暗其基本上用于4英寸以下小尺寸液晶顯示。如:手機、PDA、游戲機等。全�(白光)、大尺寸亮度背光源,�(xiàn)在主流仍然是用CCFL做光��

  2)LED底背�。優(yōu)點是亮度�,均勻性好。缺點是厚度較大(大�4.0mm�,使用的LED�(shù)量較�,發(fā)熱現(xiàn)象明顯。一般采用低亮的顏色進行�(shè)�,而高亮的顏色由于成本高基本上不考慮�

�(jié)�(gòu)

  A.入光光源
  一、螢光燈
  冷陰極管:中、大型背光模��
  熱陰極管:超大尺寸中空型�(jié)�(gòu)背光模組�
  �、有機EL面狀�(fā)光源
  一種能配合背光模組面光源型�(tài)的光源型�,由於其� 度低,適用於小型、全彩等使用的背光模組�
  �� LED光源
  近年來成功發(fā)展出青色光源的LED,經(jīng)過導(dǎo)光板反射板等作用形成白色光源顯示,由於其輝度�,漸成為具有實用性的�(dǎo)光板光源�
  B.�(dǎo)光板

  C.擴散片與棱鏡�
  擴散板:修正光進行的角�� 對於破壞全反射面的光�(xué)�(jié)�(gòu)亦具有覆蓋的作用,擴散板的光�(xué)參數(shù)包含了透過率及霧面程度,視�(dǎo)光板的外觀作有利的選擇�
  棱鏡片: 棱鏡片是提升正面輝度的重要元�,最有效且常用的為BEF系列。BEFII 90/50 1~2枚應(yīng)用於�(dǎo)光板上可使輝度提升約1.4~1.8�,DBEF一枚甚至可使輝度提升達1.5倍之��

  D.燈管反射�
  作用� 包住燈管�(fā)出的光源� 盡量送入�(dǎo)光板�(nèi)�
  反射罩的形狀對導(dǎo)光板的入光效率有相當(dāng)大的影響�
  中小型尺寸常用包含銀烝鍍膜及PET的軟性材�(zhì),約�80[[[[%]]]]的入光效��
  大尺寸多以外型特殊及固定的銅材質(zhì)作為燈管反射�� 以增加入光效率,可達90[[[[%]]]]以上�
  在機�(gòu)�(shè)計時,需注意漏電流現(xiàn)��

  E.外框架組�
  外框架組合: 固定整個背光模組, 防止不當(dāng)碰撞臟污等對功能的損害及影響�
  F.反射�
  反射板:將未被散射的光源反射再進入光傳�(dǎo)區(qū)�(nèi),其本身對光源亦稍有散射的效�(yīng)�

  G.偏光�(zhuǎn)�
  由導(dǎo)光板出射的光包含兩種極化方向� P偏光和S偏光
  P偏光能通過LCD,S偏光則否� 造成近一半的光源無法被應(yīng)��
  偏光�(zhuǎn)換的技�(shù)為利用多層膜�(jié)�(gòu)將光分成P偏光及S偏光,S偏光�(jīng)反射後轉(zhuǎn)換成P偏光,即可通過LCD �
  偏光�(zhuǎn)換技�(shù)提高了LCD的亮�,也降低了棱鏡片的使用數(shù)量及電力耗費�

  H.變換�(Inverter)
  變換器是�(qū)動燈管點燈的高壓脈沖 提供��
  它將由電源供�(yīng)�(Power Supply) 的直流電壓訊號轉(zhuǎn)換成高頻的高壓脈�, 使燈管能持續(xù)點燈�
  背光模組的結(jié)�(gòu)分類
  �(cè)光式�(jié)�(gòu):常用於14寸以下的背光模組� 其側(cè)邊入射的光源�(shè)�� 擁有注重輕量� 薄型� 窄框�� 低消費電力的特色�
  直下型結(jié)�(gòu):超大尺寸的背光模組,不含導(dǎo)光板。光源經(jīng)反射�,向上經(jīng)擴散板均勻分散後由正面射�。其�(yōu)點為輕量�,高輝度� 出光角良好�
  中空型結(jié)�(gòu):超大尺寸的背光模組,以空氣作為光源傳遞的媒� ,導(dǎo)光板的形狀為楔型結(jié)�(gòu),其目的在求均一化的效果�

光源模組

  光源模組中最核心技�(shù)為導(dǎo)光板的光�(xué)技�(shù),目前主要有印刷形和射出成型形二種導(dǎo)光板形式,其它如射出成型加印�,激光打�,腐蝕等占很少比例,不適合批量生�(chǎn)原則。印刷形因為其成本低在過去較長時間內(nèi)成為主流技�(shù),但合格品不高一直是其主要缺�,而目前LCD�(chǎn)品要求更精密的導(dǎo)光板�(jié)�(gòu),射出成型形�(dǎo)光板必然成為背光源發(fā)展主�,但相應(yīng)的模具技�(shù)難題只有少數(shù)大廠能夠克服�

用于光源

  在背光源的設(shè)計中,所用光源的選用是很重要的。所用的光源決定了背光源的功�、亮度、顏色等光電參數(shù),也決定了其使用條件和使用壽命等特性� 下表為可用于液晶顯示器背光源的光源及其特點簡單對比介�:光源形狀 光源種類 顏色 功�(W)(瓦特) 壽命(h)(小時)特點

  點狀光源 Lamp(燈泡) 2800K左右 1.0以上 2,000 簡單、小型、價� 體積�、發(fā)熱嚴�

  LED(發(fā)光二極管� 藍~�430~700nm 0.038以上 100,000 壽命長、低�(fā)� 亮度稍低

  線狀光源 CCFL(冷陰極熒光管) �、綠、藍及其混合� 1.0~10.0 25,000 亮度�、壽命長 逆變器驅(qū)動電壓高

  HCFL(熱陰極熒光管) 4.0~220 5~7,000 �(fā)熱嚴�

  面狀光源 VFD(扁平熒光燈� 200mW/cm2以下 5,000 亮度高、均勻性好 雙電源驅(qū)�

  EL(電致發(fā)光片� 20mW/cm2以下 5,000 �、均勻性好 壽命短、亮度低

  OELD(有機電致發(fā)光片� 1,000以上 �、均勻性好、亮度高 壽命�

  FED(平板場�(fā)射) 10,000以上 亮度� 開發(fā)�

�(fā)展趨�

  1.尺寸多元化及輕便化

  隨著國際IT行業(yè)迅速發(fā)�,使得相�(guān)LCD行業(yè)不斷推陳出新,LCD�(chǎn)品尺寸朝多元化和輕便化方高發(fā)展,背光源作為LCD�(chǎn)品的核心組件之一勢必配合此發(fā)展趨�,致力于�(chǎn)品的多元化和輕便化�

  2.射出成型形�(dǎo)光板成為主流

  背光源模組中最核心技�(shù)為導(dǎo)光板的光�(xué)技�(shù),目前主要有印刷形和射出成型形二種導(dǎo)光板形式,其它如射出成型加印�,激光打�,腐蝕等占很少比�,不適合批量生產(chǎn)原則。印刷形因為其成本低在過去較長時間內(nèi)成為主流技�(shù),但合格品不高一直是其主要缺�,而目前LCD�(chǎn)品要求更精密的導(dǎo)光板�(jié)�(gòu),射出成型形�(dǎo)光板必然成為背光源發(fā)展主�,但相應(yīng)的模具技�(shù)難題只有日本少數(shù)大廠能夠克服�

  3.產(chǎn)品的高亮度化

  LCD一直對背光源的�(fā)光亮度要求很�,但高亮度也使得LCD耗電量居高不�,背光源作為LCD模組中最費電的配件,已不適應(yīng)可攜式資訊產(chǎn)品的要求,因此在不增加耗電量情況下提高背光源亮度進而增加L最費電的配件,已不適應(yīng)便攜式產(chǎn)品的要求,因此在不增加耗電的情況下提高背光源亮度進而增加LCD亮度也是主要�(fā)展趨勢之一。當(dāng)前的目標是達�500-700cd/平方米亮度,壽命達�10萬小時的平板熒光燈�

�(fā)展預(yù)�

  全球LCD及背光源�(chǎn)�(yè)以亞洲為生產(chǎn)重心�2000年LCD生產(chǎn)值地區(qū)分布比例是:日本�61[%])、韓國(24[%]�、臺灣(9[%])三地幾乎包辦全球產(chǎn)�。其次是大陸�3[%])、歐洲(2%)北美�1[%]�。不同的LCD?產(chǎn)品主要生�(chǎn)地區(qū)不相�,但明顯看出日本主導(dǎo)整個市場走�,尤其是在高價產(chǎn)品市場上。號稱液晶顯示器王國的日�,不僅發(fā)展歷史完整悠�,能夠提供各項材料及�(shè)�,加上每家廠商擁有下游應(yīng)用產(chǎn)品品牌、開�(fā)、生�(chǎn)能力,產(chǎn)�(yè)�(jié)�(gòu)完整是優(yōu)�。韓國廠商規(guī)模夠大且集中力量在大尺寸面板,短時間�(chuàng)造TFT-LCD世界前兩大廠地位。后起之秀臺灣,以世界最重要下游�(yīng)用產(chǎn)品生�(chǎn)王國,龐大內(nèi)需市場,加上資金全力支援,快速搶占市��1999�,臺灣LCD銷售額約�4.36億美��2000年產(chǎn)值則達到25.57美元;預(yù)估到2005�,臺灣TFT-LCD�(chǎn)值可�116.29億美元,占全球TFT-LCD市場份額的三分之一�

  背光源市場主要根�(jù)LCD�(chǎn)品市場的變化而變�,根�(jù)臺灣資策會統(tǒng)計:全球LCD市場在整體數(shù)量上每年將以15%以上的速度成長,消費大眾對�(chǎn)品高畫質(zhì)、高解析度及視角的要求,必將使得CCFL背光源發(fā)展迅�。另根據(jù)日本富士總研對全球背光源模組市場的統(tǒng)計資料顯示:1999年全球背光源模組的銷售額已達590億日�,雖然背光模組的價格會隨LCD價格的不斷下�(diào)會有所降低,預(yù)計仍會以12[%]以上的比例快速成�,到2003年銷售金額會達到1130億日��

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