* 大尺寸LCD 面板及背光源简介 .`N&,&H
* 概述目前较常用的大尺寸背光源结构 8F`799[p
* 介绍直下型背光源的结构和发展趋势 U[l{cRT
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大尺寸液晶显示器正在广泛应用,背光源作为主要的零部件不断革新,以适应这一发展趋势。本文主要概述了目前较常用的大尺寸背光源结构,着重于直下型背光源的结构和发展趋势,并介绍各个组成零部件。 P0szY"}
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液晶显示器轻,薄,高清晰显示,无辐射,正广泛应用于监视器,笔记本电脑,数码相机,投影仪,液晶电视等。 WG*S:_?
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液晶显示器是一种非自发光显示器技术,必须借助于背光源显示影像,因而背光的发展对液晶显示的性能非常重要,但随着液晶显示尺寸大型化的需求不断增长,传统背光源的成本比重也在不断增加。背光源正在轻、薄、低功耗、高亮度、低成本上努力改善。 /SYzo4(
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1 大尺寸LCD 面板及背光源简介 rexy*Xv`2p
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液晶显示器通过液晶对光的调制显示信息,发展机遇和技术革新与背光源的改善息息相关,包括冷阴极荧光管CCFL( ColdCathode Fluorescent Lamp)的动态控制,外部电极荧光灯EEFL(Exterior ElectrodeFluorescent Lamp)、平面荧光FFL(FlatFluorescent Lamp)、发光二极管LED(LightEmitting Diode)背光源的发展等。 ]a=Bc~g91
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1.1 LCD 面板 $P~Tt 4068
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L C D 面板主要是由彩色滤光片( ColorFilter),背光模块(Backlight),驱动芯片(IC),补偿膜及偏光片(Retardation film andPolarizer),ITO玻璃基板(ITO Substrate),取向膜(PI film),控制电路等组成。 r*s)T`T}}
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1.2 背光模块 <)9E .h
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背光模块由光源,灯罩 Lampshade,反射板Reflector,导光板LGP(light guidePlate),扩散板(Diffuser),增亮膜 BEF(Brightness Enhancement Film)以及外框等组装而成。其中光源有冷阴极荧光管CCFL,热阴极荧光管,HCFL ( HotCathode Fluorescent Lamp)外部电极荧光灯EEFL,发光二极管LED,平面荧光FFL,场发射背光源FE(Field EmissionBacklight)等多种。 0Fm,F&12
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背光光源发光,进入导光板,经过传播之后,由正面以一定角度射出后,均匀分布于发光区域内,再经扩散板,增亮膜,使光线聚集在液晶显示器的视角范围内。 .1& F p
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2 背光源的主要结构 mq~L1<f
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LCD 应用有所不同,导致其相关的产品特性,如尺寸,亮度,响应速度, 分辨率,色饱和度等也有所区别。就一般而言,按照灯管的位置类,大致采用以下几种结构: p=U5qM.O
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2.1 侧光式结构(Edge Backlight) %
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导光板LGP(Light Guide Plate)引导光线方向,提高面板的辉度并控制亮度均匀。 wNm~H
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Edge Backlight 的发光源一般在导光板侧,光源按照导光板的形式和光学上的要求有直型,L 型,U 型CCFL灯管。CCFL在侧边,没有散热问题,但CCFL提供的光量,经过导光板、扩散膜、偏光膜、液晶层、彩色滤光片等多层元件后,效率相当低。 /SZg34%
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2.2 直下型结构(Bottom Lighting) Nt'u;0
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用于大尺寸显示器时,侧光式结构无法在重量、消耗电量以及亮度上占有优势,因此不含导光板且光源放置于正下方的直下型结构便被开发出来。直下型背光源,零件少,整体的发光效率也较侧光式高。它的亮度、均匀性、色饱和度等基本满足要求。面板越大,灯管越长,灯管本身的均匀性要求更高,只好增加扩散板,却又造成亮度不足,继续增加灯管。因而尺寸越大,背光源所占成本越高,几成线性关系。但灯管的增加,耗电量也增加到液晶显示器的9 0 % ,散热问题也日益严重。 gcfEJN4'
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3 直下型背光的光源分类 WH^rM`9
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光源系统决定了显示器的影响亮度,均匀性,LCD 所采用的发光源有CCFL,HCFL,EEFL,FFL,LED,FE 等,其中CCFL 具有高辉度、高效率、寿命长、高演色性等特性,而且其圆柱形结构很容易与光反射元件组合成薄板状照明装置,所以目前仍以CCFL为主流,但是一般认为将以白光LED 为应用趋势 #r_&Q`!eU
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3.1 CCFL ^d2bl,1
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作为光源的冷阴极管随着导光板的快速发展而发展,导光板越来越薄,冷阴极管也越来越细,直径约2.6mm 的成为主流。 w oS I
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CCFL的高压电极激发电子,电子撞击N e 和A r 原子,吸收能量,升温,高能量的Ne 和A r 释放能量,撞击Hg(也可使用Xe )吸收能量,H g 释放紫外线λ = 2 5 3 .7nm ,撞击荧光粉,发出可见光。电极的电子发射不是热电子发射,故称为冷阴极管。由于电极没有灯丝,所以电极可做细,优点是高效率,稳定可靠,但要与反射板,扩散膜等一起使用,结构复杂。32" 使用12根灯管,到37" 左右灯管数增加到2 0 根左右,成本增加太快,接近整个系统的40 %多,而且每个灯管需要单独驱动,响应速度较慢,色饱和度只有约72%,同时由于汞的使用带来环境问题的隐患。 x GHS
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3.2 LED 4h[^!up.7
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其优势在于低电压,轻,无汞,长寿命等,而且其光源光谱比以荧光粉为发光材料产生的光纯正,也是目前唯一达到和超过NTSC100% 色彩饱和度的选择。其单位耗电量能获得的辉度较高,其反应速度也比CCFL快3 倍,能够赋予液晶面板高的附加值。以RGB 三种LED为光源,按序切换点亮,可取代昂贵的彩色滤光片CF .但是价格相对较贵,耗电量相对较大。 "~lGSWcU
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3.3 混合型 &ii3V