背光源-朱仁美 Seminar課件

BackLight

BOEOTQA-QE2009.05.15Backlight定義與分類Backlight的結構Backlight的發(fā)光原理

Backlight的發(fā)展趨勢BacklightContentBacklight—背光源，是一個向Panel提供適合的(要求規(guī)格)光的組件.Backlight的定義與分類Backlight定義Backlight的定義與分類Backlight分類★按光源類型冷陰極管熒光燈（CCFL）發(fā)光二極管（LED）電致發(fā)光（EL）★按光源分布位置直下式背光源（底背光式）

側燈式背光源Backlight的發(fā)光原理CCFL的構造電子電極(Ni,W)Glass可視光線熒光劑水銀紫外線惰性氣體CCFL的原理加高壓高頻電場(放出電子)電子和惰性氣體沖撞2次電子和水銀蒸汽沖撞放出紫外線與熒光劑沖撞放出可視光線CCFL發(fā)光原理Backlight的發(fā)光原理LED發(fā)光原理LED（LightingEmittingDiode）即發(fā)光二極管，是一種半導體固體發(fā)光器件。它是利用固體半導體芯片作為發(fā)光材料，在半導體中通過載流子發(fā)生復合放出過剩的能量而引起光子發(fā)射，直接發(fā)出紅、黃、藍、綠、青、橙、紫、白色的光。

發(fā)光二極管的核心部分是由P型半導體和N型半導體組成的晶片，在p型半導體和n型半導體之間有一個過渡層，稱為PN結。在某些半導體材料的PN結中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉換為光能。PN結加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光?？梢姽釲ED（450~680nm）不可見光LED（850~1550nm）按發(fā)光波長分類三元化合物LED（如AlxGa1-xAs、AlxGa1-xP）四元化合物LED（如AlInGaP、InAlGaAs、AlxGa1-xAsyP1-y）二元化合物LED（如GaAs、GaSb、GaN）按組成元素分類LED的分類Backlight的發(fā)光原理優(yōu)點：不需外部混光,B/L結構緊湊缺點：受電流與散熱影響大,與好性能芯片封裝存在問題R-LEDG-LEDB-LEDR-LEDG-LEDB-LED3RGB三色LED一體化封裝的白色LED4單個RGB三色LED經混色產生白光優(yōu)點：單獨散熱設計，高輸出光效缺點：需要借助專門混光設計EL:即電致發(fā)光，是靠熒光粉在交變電場激發(fā)下的本征發(fā)光而發(fā)光的冷光源。其發(fā)光原理是發(fā)光材料中的電子在電場作用下碰撞發(fā)光中心，出現(xiàn)電離并發(fā)生能級躍遷而導致發(fā)光。場致發(fā)光片是將發(fā)光粉（熒光粉）置于兩個平板電極之間而構成的，當交流電壓加在兩個電極上時，電場使得發(fā)光片急速地充放電，從而在每一個充放電循環(huán)中發(fā)光。優(yōu)點:薄，可以做到0.2~0.6mm的厚度。缺點:亮度低，壽命短（一般為3000~5000小時），需逆變驅動，還會受電路的干擾而出現(xiàn)閃爍、噪聲等不良。EL發(fā)光原理Backlight的發(fā)光原理Backlight的結構Backlight結構組成：燈管（Lamp）、導光板（LightGuide

Pipe）、反射片（Reflector）、擴散片（DiffuserSheet）、棱鏡片（PrismSheet）、塑料邊框（Modeframe）、金屬背板（backcover）、其它部件（cable線、connector）LGP(導光板)CCFL(燈)Lampreflector(燈反射板)Backcover(后金屬蓋)Reflectorsheet(反射板)DotPatternProtectionsheet(保護板)上Prismsheet

(上棱鏡片)下Prismsheet(下棱鏡片)Diffusersheet(擴散板)ItemCCFLBackLightLEDBackLight色彩飽和度（NTSC）72%〉105%工作壽命2~5萬h10萬h環(huán)保性能輻射無含汞不含重金屬不可回收可回收驅動高壓常規(guī)直流環(huán)境適應性低溫啟動差全天候價格低高(前者的3~5倍)散熱好差(需加散熱設備)發(fā)光效率好一般(前者的1/2,約30~35lm/w)響應時間響應速度1s-2sns級Backlight的結構CCFLBacklight與LEDBacklight比較液晶的色彩飽和度,又名液晶開口率。它代表液晶顯示器色彩的鮮艷程度。色彩飽和度是以顯示器三原色色彩范圍為分子，NTSC所規(guī)定的三原色色彩范圍為分母，求百分比。

由于液晶每個象素由紅、綠、藍（RGB）子象素組成，背光通過液晶分子后依靠RGB象素組合成任意顏色光。如果RGB三原色越鮮艷,那么顯示器可以表示的顏色范圍就越廣。如果顯示器三原色不鮮艷，那這臺顯示器所能顯示的顏色范圍就比較窄，因為其無法顯示比三原色更鮮艷的顏色。提高色彩飽和度的方法是提高背光亮度和背光模塊的透光度。背光光源必須使用反射膜、擴散膜等等的光學薄膜，來達到光源平均投射的目的，但是往往光耗損的現(xiàn)象就會因此而產生，根據(jù)研究，從傳統(tǒng)背光光源所發(fā)射出來的光是100％的話，經過反射膜、擴散膜等等的光學薄膜之后，只會有約60％的光通過背光模塊進入到偏光膜，最后經過LC、Surface出來只剩下4％的光。

Backlight的結構（2）燈反射罩—將燈管的燈光反射到導光板中，以提高燈光的使用率。

注意項目：變形,錯位,開口部齒數(shù)等。漏光就是因為燈罩變形造成的。Backlight的結構(4)反射板—將光反射進導光板,反射方式為鏡面反射,以提高光的利用率。擴散片—擴散片內有很多顆粒狀的物體，可以將導光板收到的光進行擴散，使光能夠向棱鏡片及panel正面方向傳播，起到拓寬視角，隱蔽形成在導光板上的Pattern的作用.Backlight的結構Backlight的結構(6)棱鏡片—將擴散的光在一定角度內聚光的作用，以達到提高Panel亮度的目的。注意項目：棱鏡表面很脆弱，容易被磨損。Backlight的發(fā)展趨勢1.尺寸多元化及輕便化2．射出成型形導光板成為主流3．產品的高亮度化背光源模組中最核心技術為導光板的光學技術，目前主要有印刷形和射出成型形二種形式，其它如射出成型加印刷，激光打點，腐蝕等占很少比例，不適合批量生產原則。印刷形因為其成本低在過去較長時間內成為主流技術，但合格品不高一直是其主要缺點，而目前ＬＣＤ產品要求更精密的導光板結構，射出成型形導光板必然成為背光源發(fā)展主流,相應的模具技術難題有待解決.

ＬＣＤ一直對背光源的發(fā)光亮度要求很高，但高亮度也使得ＬＣＤ耗電量居高不下，背光源作為ＬＣＤ模組中最費電的配件，已不適應可攜式資訊產品的要求，因此在不增加耗電的情況下提高背光源亮度進而增加LCD亮度也是主要發(fā)展趨勢之一。4.大尺寸CCFL將被LED取代傳統(tǒng)的液晶顯示器通常都是通過加法混色法來實現(xiàn)彩色，就是通過空間上有序排列的紅（R）、綠（G）、藍（B）三色濾光片（彩膜）實現(xiàn)彩色。缺點：（1）彩膜的最大透過率為33%，損失的能量一方面增加總的能量消耗,另一方面損失的能量變?yōu)闊崮?，增加了系統(tǒng)的散熱要求；（2）采用這種方式色域較??；（3）依靠三濾色片空間上相當于三個像元，占據(jù)更多的空間，影響空間分辨率的提高；（4）彩膜價格昂貴；（5）彩膜貼附工藝要求高，很容易導致良品率下降。LED背光源－場序技術的大尺寸液晶顯示器。LED背光源的采用使顯示亮度、色域、色彩品質等都有較大的提高；與場序技術結合將具有能耗大幅減少、空間分辨率大幅提高的特點。LED背光源即以RGB三色LED形成背光源系統(tǒng)，場序技術即將一幀（frame）彩色圖像依次分解為R、G、B三色的三基色子場（field），通過按時間次序高速依次切換RGB子場，利用人眼的視覺暫留特性，來獲得彩色顯示。優(yōu)點：（1）不需要彩膜，節(jié)省成本，以15英寸TFT