Strukturen og utviklingstrenden til stor direkte opplyst bakgrunnsbelysning

Flytende krystallskjerm er en slags ikke-selvlysende skjermteknologi, som må bruke bakgrunnsbelysning for å vise bilder. Derfor er utviklingen av bakgrunnsbelysning svært viktig for ytelsen til flytende krystalldisplay. Men etter hvert som etterspørselen etter storskala flytende krystalldisplay fortsetter å vokse, øker også andelen av kostnadene ved tradisjonell bakgrunnsbelysning. Bakgrunnsbelysning gjør en innsats for å forbedre lyshet, tynnhet, lavt strømforbruk, høy lysstyrke og lave kostnader.

1 Introduksjon til LCD-panel og bakgrunnsbelysning i stor størrelse

Flytende krystall viser visningsinformasjon gjennom modulering av lys av flytende krystaller. Utviklingsmuligheter og teknologiske innovasjoner er nært knyttet til forbedring av bakgrunnsbelysning, inkludert dynamisk kontroll av kald katodefluorescerende rør (CCFL), eksterne elektrodefluorescerende lamper (EEFL) og planare fluorescerende lamper. Utviklingen av FFL (FlatFluorescent Lamp), Light Emitting Diode (Light Emitting Diode) bakgrunnsbelysning, etc.

1.1 LCD-skjerm

LCD-panelet består hovedsakelig av fargefilter (ColorFilter), bakgrunnsbelysningsmodul (bakgrunnsbelysning), driverbrikke (IC), kompensasjonsfilm og polarisator (retardasjonsfilm og Polarisator), ITO-glassunderlag (ITO Substrat), orienteringsfilm (PI-film) , kontrollkrets og andre komponenter.

1.2 Modul for bakgrunnsbelysning

Bakgrunnsbelysningsmodulen er montert av lyskilden, lampeskjermen, reflektoren, LGP (lysføringsplate), diffusor, BEF (Brightness Enhancement Film) og ytre ramme. Blant dem inkluderer lyskilden kald katode fluorescerende rør CCFL, varm katode fluorescerende rør, HCFL (HotCathode Fluorescent Lampe) ekstern elektrode fluorescerende lampe EEFL, lysdiode LED, flat fluorescerende FFL, feltutslipp bakgrunnsbelysning FE (Field Emission Bakgrunnsbelysning), etc.

Lyskilden for bakgrunnsbelysning avgir lys og kommer inn i lysføringsplaten. Etter spredning avgis den fra forsiden i en viss vinkel og fordeles jevnt i det lysemitterende området, og passerer deretter gjennom diffusorplaten og lysstyrkeforbedringsfilmen for å samle lyset innenfor visningsvinkelområdet til væskekrystallskjermen.

2 Hovedstrukturen til bakgrunnsbelysningen

LCD-programmer er forskjellige, noe som fører til forskjeller i relaterte produktegenskaper, for eksempel størrelse, lysstyrke, responshastighet, oppløsning og fargemetning. Generelt sett, i henhold til lampens posisjon, er følgende strukturer grovt vedtatt:

2.1 Kant bakgrunnsbelysning

LGP (Light Guide Plate) styrer lysretningen, forbedrer lysstyrken på panelet og styrer lysstyrken jevnt.

Lyskilden til Edge Backlight er vanligvis på siden av lysføringsplaten. Lyskilden har rette, L-formede og U-formede CCFL-rør i henhold til formen på lysføringsplaten og optiske krav. CCFL har ingen varmespredningsproblem på siden, men mengden lys levert av CCFL passerer gjennom lysføringsplaten, diffusorfilmen, polariserende film, flytende krystalllag, fargefilter og andre flerlagskomponenter, effektiviteten er ganske lav.

2.2 Bunnbelysning

Når den brukes i skjermer i stor størrelse, kan ikke den kantbelyste strukturen ha fordeler i vekt, strømforbruk og lysstyrke. Derfor er det utviklet en direkte opplyst struktur uten lysføringsplate og en lyskilde plassert rett nedenfor. Bakgrunnsbelysningen av direkte type har færre deler, og den generelle lyseffektiviteten er høyere enn for kanttypen. Lysstyrken, ensartetheten, fargemetningen, etc. oppfyller i utgangspunktet kravene. Jo større panelet, jo lengre røret, og jo høyere ensartethetskravene til røret selv, måtte vi øke diffusorplaten, men lysstyrken var utilstrekkelig, så vi fortsatte å øke røret. Derfor, jo større størrelse, jo høyere er kostnaden for bakgrunnsbelysningen, som er nesten lineær. Men med økningen av lamper har strømforbruket også økt til 90% av væskekrystallskjermen, og varmespredningsproblemet har blitt stadig mer alvorlig.

3 Lyskildeklassifisering av direkte bakgrunnsbelysning

Lyskildesystemet bestemmer lysstyrken og ensartetheten til skjermen. De lysende kildene som brukes i LCDer inkluderer CCFL, HCFL, EEFL, FFL, LED, FE, etc. Blant dem har CCFL egenskapene til høy lysstyrke, høy effektivitet, lang levetid, høy fargegjengivelse, etc. , Og den sylindriske strukturen er lett å kombinere med lysreflekterende elementer for å danne en tynn plateformet belysningsenhet, så CCFL er fortsatt mainstream for tiden, men det antas generelt at hvite lysdioder vil være applikasjonstrenden.

3.1 CCFL

Som lyskilde har kaldkatodrør utviklet seg med den raske utviklingen av lysføringsplater. Lysføringsplatene har blitt tynnere og tynnere, og kaldkatodrør med en diameter på ca. 2,6 mm har blitt mainstream.

Høyspenningselektroden til CCFL begeistrer elektroner, elektroner kolliderer med Ne- og Ar-atomer, absorberer energi, varmer opp, høyenergi Ne og Ar frigjør energi, treffer Hg (Xe kan også brukes) for å absorbere energi, H g frigjør ultrafiolett lys λ = 2 5 3,7 nm, treffer fosforet og avgir synlig lys. Elektronutslipp fra elektroden er ikke detmioniske utslippet, så det kalles kaldt katoderør. Siden elektroden ikke har filament, kan elektroden gjøres tynn, som har fordelene med høy effektivitet, stabilitet og pålitelighet, men den må brukes med reflektor, diffusjonsfilm, etc., og strukturen er komplisert. 32" bruker 12 rør. Når den når 37", øker antall rør til ca 20. Kostnadene øker for fort, og nærmer seg mer enn 40% av hele systemet. Videre må hvert rør kjøres separat, og responshastigheten er langsom. Metningen er bare ca 72%, og samtidig gir bruk av kvikksølv potensielle miljøproblemer.

3.2 LED

Fordelene er lav spenning, lyshet, kvikksølvfri, lang levetid, etc., og lyskildespekteret er renere enn lyset produsert av fosfor som lysende materialer. Det er for øyeblikket det eneste alternativet som når og overskrider NTSC 100% fargemetning. Enheten for strømforbruk kan oppnå høyere lysstyrke, og responshastigheten er 3 ganger raskere enn CCFL, noe som kan gi høy merverdi til væskekrystallpanelet. Tre typer RGB-lysdioder brukes som lyskilde, som kan byttes og tennes i rekkefølge, noe som kan erstatte det dyre fargefilteret CF. Prisen er imidlertid relativt dyr og strømforbruket er relativt stort.

3.3 Hybrid

LED hybrid bakgrunnsbelysningsteknologi kan forbedre skjermkvaliteten til LCD-TVer betydelig. Den vedtar AFLC områdefokusert Luminance Controllable-teknologi, som kan analysere bildedata av seg selv og automatisk justere lysstyrken til bestemte deler for å gjøre de lyse delene lysere og mørkere. Delen er mørkere.

Hybrid LED bakgrunnsbelyst flytende krystallskjerm, fargemetning kan nå 110%, kontrastforholdet kan nå 10000: responshastighet under 1,8 ms, ved hjelp av IPS bred visningsvinkelteknologi, opp og ned, venstre og høyre visningsvinkler opp til 178 grader. Hybrid bakgrunnsbelysningsskjerm ved hjelp av LED og fluorescerende lys kan oppnå 105% fargemetning, som er 45% høyere enn skjermen ved hjelp av fluorescerende lys bakgrunnsbelysning, og kostnaden er bare ca 60% av LED-bakgrunnsbelysningen.

Skjermegenskapene og kostnadsfordelene ved feltutslipps bakgrunnsbelysning FE FE bakgrunnsbelysning vil også ha en plass i fremtiden.

Organisk LED OLED Dette er en fremtidig skjerm, men den kan også brukes som bakgrunnsbelysning. Det forenkler bakgrunnsbelysningens optiske struktur og har lav kjørespenning. Imidlertid er de nåværende problemene kort levetid, lav effektivitet, lav temperaturfølsomhet og høy pris. .

4 Bakgrunnsbelysning og andre komponenter

4.1 Lys føringsplate (gjelder kun bakgrunnsbelysning av sidelystype)

Formen og materialet på lysføringsplaten bestemmer lysstyrken og fordelingen av den avgitte lyskilden.

Den vanligste er den trykte lysføringsplaten, basert på avstanden fra lyskilden, ved hjelp av svært reflekterende lyskildematerialer, for eksempel SiO2 og TiO2 fordelt på den nederste overflaten av lysføringsplaten, ved hjelp av utskriftsmaterialets natur for å absorbere og diffusere, og ødelegge den indre forplantningen forårsaket av total refleksjon. Fordel lyset jevnt fra forsiden.

Ikke-utskriftstype inkluderer sprøytestøpelysføringsplate, ved hjelp av etsning, skjæremetode, sandblåsingsmetode for reprosessering og diffusjonstype.

Etsningstypen designer utskriftspunktene på formen, og skjæretypen kutter lange spor på forsiden av kanalplaten. Sandblåsing danner også en grov overflatefordeling på muggkjernen. Diffusjonsmetoden injiserer PMMA direkte i kanalplaten. Når det gjelder lysstyrke, er den etsede lysføringsplaten ikke så god som den trykte lysføringsplaten.

4.2 Reflektor

Refleksplaten til den kantbelyste bakgrunnsbelysningsmodulen er plassert nederst på lysføringsplaten for å reflektere lyset som lekker fra den nederste overflaten tilbake i lysføringsplaten for å forhindre at lyskilden lekker ut for å øke effektiviteten av lysbruken; mens den direkte bakgrunnsbelysningsmodulen plasserer refleksplaten på lysføringsplaten. Den nederste overflaten av lysboksen kan limes inn på den, og lysstrålen som reflekteres av diffusorplaten reflekteres fra bunnen av lysboksen tilbake til diffusorplaten for bruk.

Vanlig brukt metallreflekteringsfilm, jo bedre metallledningsevne, jo grunnere penetrasjonsdybden, jo høyere reflektivitet, slik at metallreflektktivfilmen er laget av høyledningsevne gull, sølv og kobber.

4.3 Diffusor

Generelt er den tradisjonelle diffusjonsfilmen å legge kjemiske partikler til diffusjonsfilmbasematerialet som spredningspartikler. Partiklene i den eksisterende diffusjonsplaten spres mellom harpikslagene, slik at lyset fortsetter å brytes mellom de to lagene når de passerer gjennom diffusjonslaget. Når du passerer gjennom medier med forskjellige hastigheter, vil lyset også gjennomgå mye brytning, refleksjon og spredning, for å oppnå effekten av optisk diffusjon. Diffusoren/arket gir en jevn overflatelyskilde, samtidig som den støtter andre membraner.

På grunn av arten av materialets kjemiske partikler, vil det uunngåelig forårsake lysabsorpsjon og lett spredningskaos. For en fast avstandsobservatør vil en del av lysintensiteten bli bortkastet. I tillegg er den kjemiske prosessen tidkrevende, og den nødvendige produksjonskostnaden er relativt høy. I tillegg er det mange diffusorer laget av andre materialer og prosesser.

4.4 BEF Bright Enhanced Film (Prism Film) Lys forbedret film

Lysets direkteitet er dårlig etter diffusjon, og lysstyrkeforbedringsfilmen må brukes til å korrigere lysets retning. Det oppnår formålet med å kondensere lys og forbedre lysstyrken foran gjennom lysbrytning og refleksjon. Polyester eller polykarbonat brukes som materiale, og overflatestrukturen er generell. Det er en prismatisk sylinder eller halvsylindret, som kan bøye en stor lysvinkel til en mer positiv vinkel, redusere lysfordelingen, oppnå positiv konsentrasjon og øke lysstyrken til den totale bakgrunnsbelysningsmodulen med 60%~ 100%. Vanligvis en Bakgrunnsbelysningen vil bruke to lysstyrkeforbedrende filmer, som er vinkelrett på hverandre for å øke lysstyrken.

Lyset som er nær vertikalen vil bli fullstendig reflektert etter å ha kommet inn i den lysforbedrende filmen, og gå tilbake til bunnreflektoren igjen, og deretter tilbake igjen. Etter en bestemt bane er det sikkert en viss demping. Derfor, for det opprinnelige lyset med en liten vinkel, vil det være Det vil ikke være noen betydelig hjelp.

4.5 Polariseringskonverteringsfilm (P-S-omformer)

I den eksisterende LCD-panelutformingen filtrerer lyskildemodulen ut S-ray-parallelllyset, lar P-ray-lyskilden passere, og bruker et enkelt polarisert lys til å kjøre eller belyse LCD-panelet, slik at lyset passerer gjennom det polariserte lyset før du går inn i LCD-panelet Polariseringsplaten vil absorbere energien i en viss polariseringsretning, og lyset som genereres av kaldkatodrøret er ikke-polarisert lys. Ved passering gjennom den første polarisasjonsplaten vil mer enn halvparten av lysenergien bli absorbert, noe som gjør lyset Brukseffektiviteten er svært dårlig. Polariseringskonverteringsfilmen brukes, og funksjonen er å konvertere polariseringstilstanden til lyskilden. Den reflekterende polarisatoren brukes til å skille lyset som kan passere gjennom og lyset som ikke kan passere gjennom LCD-polarisatoren, og deretter omdannes lyset som reflekteres av reflektoren til brukbart polarisert lys for å oppnå formålet med å forbedre lysstyrken.

En DBEF (Dual BEF) med en reflekterende polariseringskonverteringsfilm, som integrerer funksjonene til lyssamling og polariseringskonvertering. I tillegg til forbedringen av lysstyrken foran, forbedres også lysstyrken til den store visningsvinkelen.

Strukturprinsippet for DBEF Ovennevnte er de ofte brukte komponentene. Arrangementet av membranene er også litt annerledes i kanttypen bakgrunnsbelysning og direkte type bakgrunnsbelysning.

5 Konklusjon

Kantbelyste bakgrunnsbelysninger brukes hovedsakelig i stasjonære datamaskiner og bærbare dataskjermer. LCD-TVer bruker direktebelyste bakgrunnsbelysninger. For tiden er CCFL fortsatt hovedkilden. Men med økningen av paneler er kostnadene og lysutnyttelseseffektiviteten ikke ideelle. Et enklere alternativ på kort sikt er EEFL-bakgrunnsbelysningen.

Fargemetningen og lyseffektiviteten til lysdioder forbedres fortsatt, og vil bli mainstream hvis den løses.