A nagyméretű, közvetlen megvilágítású háttérvilágítás felépítése és fejlődési iránya

A folyadékkristályos kijelző egyfajta nem önvilágító megjelenítési technológia, amelynek háttérvilágítást kell használnia a képek megjelenítéséhez. Ezért a háttérvilágítás fejlesztése nagyon fontos a folyadékkristályos kijelző teljesítményéhez. Mivel azonban a nagyméretű folyadékkristályos kijelző iránti kereslet tovább növekszik, a hagyományos háttérvilágítás költségeinek aránya is növekszik. A háttérvilágítások erőfeszítéseket tesznek világosságuk, vékonyságuk, alacsony energiafogyasztásuk, nagy fényerejük és alacsony költségük javítására.

1 Bevezetés a nagyméretű LCD panelbe és a háttérvilágításba

A folyadékkristályos kijelzők a fény folyadékkristályok általi modulálásával jelenítik meg az információkat. A fejlesztési lehetőségek és a technológiai újítások szorosan kapcsolódnak a háttérvilágítások javításához, beleértve a hideg katódos fénycsövek (CCFL), a külső elektródák fénycsövei (EEFL) és a sík fénycsövek dinamikus vezérlését. Az FFL (FlatFluorescent Lamp), a Light Emitting Diode (Light Emitting Diode) háttérvilágítások stb.

1.1 LCD panel

Az LCD panel főleg színszűrőből (ColorFilter), háttérvilágítási modulból (háttérvilágítás), meghajtó chipből (IC), kompenzációs fóliából és polarizátorból (retardációs fólia és polarizátor), ITO üveg hordozóból (ITO szubsztrátum), orientációs fóliából (PI film) áll, Vezérlő áramkör és egyéb alkatrészek.

1.2 Háttérvilágítás modul

A háttérvilágítási modult a fényforrás, a lámpaernyő, a reflektor, az LGP (fényvezető lemez), a diffúzor, a BEF (fényerőnövelő fólia) és a külső keret szereli össze. Ezek közé tartozik a fényforrás hideg katódos fluoreszkáló cső CCFL, forró katód fénycső, HCFL (HotCathode Fluorescent Lamp) külső elektróda fénycső EEFL, fénykibocsátó dióda LED, lapos fluoreszkáló FFL, terepi emissziós háttérvilágítás FE (Field Emission Backlight), stb.

A háttérvilágítású fényforrás fényt bocsát ki, és belép a fényvezető lapba. Szórás után elölről egy bizonyos szögben bocsát ki, és egyenletesen oszlik el a fénykibocsátó területen, majd áthalad a diffúzorlemezen és a fényerő-növelő fólián, hogy összegyűjtse a fényt a folyadékkristályos kijelző látószögtartományán belül .

2 A háttérvilágítás fő szerkezete

Az LCD -alkalmazások eltérőek, ami eltéréseket eredményez a kapcsolódó termékjellemzőkben, mint például a méret, a fényerő, a válaszsebesség, a felbontás és a színtelítettség. Általánosságban elmondható, hogy a lámpa helyzetétől függően a következő szerkezeteket fogadják el nagyjából:

2.1 Szélvilágítás

Az LGP (Light Guide Plate) irányítja a fény irányát, javítja a panel fényerejét és egyenletesen szabályozza a fényerőt.

Az Edge Backlight fényforrása általában a fényvezető lemez oldalán található. A fényforrás egyenes, L alakú és U alakú CCFL csövekkel rendelkezik a fényvezető lemez formájának és az optikai követelményeknek megfelelően. A CCFL oldalán nincs hőelvezetési probléma, de a CCFL által biztosított fénymennyiség áthalad a fényvezető lemezen, a diffúzorfólián, a polarizáló fólián, a folyadékkristályos rétegen, a színszűrőn és más többrétegű alkatrészeken, a hatékonyság meglehetősen alacsony.

2.2 Alsó világítás

Ha nagyméretű kijelzőkben használják, az élvilágítású szerkezetnek nem lehetnek előnyei a súly, az energiafogyasztás és a fényerő tekintetében. Ezért kifejlesztettek egy közvetlen megvilágítású szerkezetet fényvezető lemez és közvetlenül alatta elhelyezett fényforrás nélkül. A közvetlen típusú háttérvilágítás kevesebb alkatrészt tartalmaz, és az általános fényhatás magasabb, mint az él típusé. Fényessége, egyenletessége, színtelítettsége stb. Alapvetően megfelel a követelményeknek. Minél nagyobb a panel, annál hosszabb a cső, és minél magasabbak a cső egyenletességi követelményei, növelnünk kellett a diffúzorlemezt, de a fényerő nem volt elegendő, ezért tovább növeltük a csövet. Ezért minél nagyobb a méret, annál magasabb a háttérvilágítás költsége, ami szinte lineáris. A lámpák számának növekedésével azonban az energiafogyasztás is a folyadékkristályos kijelző 90% -ára nőtt, és a hőelvezetési probléma egyre komolyabbá vált.

3 A közvetlen háttérvilágítás fényforrás besorolása

A fényforrás -rendszer határozza meg a kijelző fényerejét és egyenletességét. Az LCD -kben használt fényforrások közé tartozik a CCFL, HCFL, EEFL, FFL, LED, FE, stb. Ezek közül a CCFL nagy fényerejű, nagy hatékonyságú, hosszú élettartamú, magas színvisszaadású, stb. Jellemzői, és hengeres szerkezete könnyű kombinálni fényvisszaverő elemekkel, hogy vékony lemez alakú világítóberendezést alkossanak, így a CCFL jelenleg is a mainstream, de általánosan úgy vélik, hogy a fehér fényű LED-ek lesznek az alkalmazás trendje.

3.1 CCFL

Fényforrásként hideg katódcsövek alakultak ki a fényvezető lemezek gyors fejlődésével. A fényvezető lemezek egyre vékonyabbak lettek, és a körülbelül 2,6 mm átmérőjű hideg katódcsövek váltak a főáramúvá.

A CCFL nagyfeszültségű elektródája gerjeszti az elektronokat, az elektronok ütköznek a Ne és Ar atomokkal, elnyelik az energiát, felmelegszenek, nagy energiájú Ne és Ar felszabadítják az energiát, eltalálják a Hg-ot (Xe is használható) az energia elnyeléséhez, a H g ultraibolyát bocsát ki fény λ=2 5 3,7nm, eléri a foszfort és látható fényt bocsát ki. Az elektródából származó elektronkibocsátás nem termionikus emisszió, ezért hideg katódcsőnek nevezik. Mivel az elektróda nem rendelkezik izzószállal, az elektróda vékonyítható, amelynek előnyei a nagy hatékonyság, stabilitás és megbízhatóság, de reflektorral, diffúziós fóliával stb. Együtt kell használni, és a szerkezet bonyolult. 32&"; 12 csövet használ. Amikor eléri a 37&"-t, a csövek száma körülbelül 20 -ra nő. A költségek túl gyorsan nőnek, megközelítve a teljes rendszer több mint 40% -át. Ezenkívül minden csövet külön kell meghajtani, és a válaszsebesség lassú. A telítettség csak körülbelül 72%, ugyanakkor a higany használata potenciális környezeti problémákat okoz.

3.2 LED

Előnyei az alacsony feszültség, a könnyűség, a higanymentes, a hosszú élettartam, stb., És a fényforrás spektruma tisztább, mint a lámpák által lumineszcens anyagként termelt fény. Jelenleg ez az egyetlen lehetőség, amely eléri és meghaladja az NTSC 100% -os színtelítettségét. Energiafogyasztási egysége nagyobb fényerőt érhet el, és válaszsebessége háromszor gyorsabb, mint a CCFL -é, ami nagy hozzáadott értéket adhat a folyadékkristályos panelnek. Háromféle RGB LED -et használnak fényforrásként, amelyek egymás után kapcsolhatók és világíthatnak, ami helyettesítheti a drága CF színszűrőt. Az ár azonban viszonylag drága, és az energiafogyasztás viszonylag nagy.

3.3 Hibrid

A LED -es hibrid háttérvilágítási technológia nagymértékben javíthatja az LCD TV -k megjelenítési minőségét. Az AFLC területközpontú Luminance Controllable technológiát alkalmazza, amely képes elemezni a képadatokat, és automatikusan beállítja az egyes részek fényerejét, hogy a világos részek világosabbak és sötétebbek legyenek. A rész sötétebb.

Hibrid LED háttérvilágítású folyadékkristályos kijelző, színtelítettség elérheti a 110%-ot, a kontrasztarány elérheti a 10000 -at: a válaszsebesség 1,8 ms alatt, az IPS széles látószögű technológia használatával, fel és le, bal és jobb látószög akár 178 fokig. A LED -et és fluoreszkáló fényt használó hibrid háttérvilágítású kijelző 105% -os színtelítettséget érhet el, ami 45% -kal magasabb, mint a fluoreszkáló háttérvilágítást használó kijelzőé, és ennek költsége csak körülbelül 60% -a a LED -es háttérvilágításnak.

A terepi emissziós háttérvilágítás megjelenítési jellemzőinek és költségelőnyeinek a FE FE háttérvilágításnak is helye lesz a jövőben.

Organikus LED OLED Ez egy jövőbeli kijelző, de háttérvilágításként is használható. Egyszerűsíti a háttérvilágítás optikai szerkezetét, és alacsony a hajtási feszültsége. A jelenlegi problémák azonban a rövid élettartam, az alacsony hatékonyság, az alacsony hőmérséklet -érzékenység és a magas ár. .

4 Háttérvilágítás és egyéb alkatrészek

4.1 Fényvezető lemez (csak oldalsó megvilágítású háttérvilágításra vonatkozik)

A fényvezető lemez alakja és anyaga határozza meg a kibocsátott fényforrás fényerejét és eloszlását.

A leggyakoribb a nyomtatott fényvezető lemez, a fényforrástól való távolság alapján, erősen fényvisszaverő fényforrások felhasználásával, mint például SiO2 és TiO2, amelyek a fényvezető lemez alsó felületén vannak elosztva, a nyomtatási anyag jellegének felhasználásával. elnyeli és diffundálja, megsemmisítve a teljes visszaverődés okozta belső terjedést. Ossza el egyenletesen a fényt elölről.

A nem nyomtatható típus magában foglalja a fröccsöntött fényvezető lapot, amely maratást, vágási módszert, homokfúvási módszert használ az újrafeldolgozáshoz és diffúziós típusú.

A rézkarc típus a nyomtatási pontokat tervezi a formán, a vágás pedig hosszú hornyokat vág a csatornalemez elején. A homokfúvás szintén durva felületi eloszlást képez a forma magján. A diffúziós módszer közvetlenül injektálja a PMMA -t a csatornalemezbe. Fényességét tekintve a maratott fényvezető lemez nem olyan jó, mint a nyomtatott fényvezető lemez.

4.2 Reflektor

Az élvilágítású háttérvilágító modul fényvisszaverő lapja a fényvezető lemez aljára kerül, hogy tükrözze a fényt, amely az alsó felületről szivárog vissza a fényvezető lapba, hogy megakadályozza a fényforrás kiömlését, hogy növelje a fényhasználat hatékonyságát ; míg a közvetlen típusú háttérvilágítás modul a fényvisszaverő lemezt a fényvezető lapra helyezi. A fénydoboz alsó felülete ráilleszthető, és a diffúzorlap által visszavert fénysugár a fénydoboz aljáról visszaverődik a használathoz.

Az általánosan használt fém fényvisszaverő fólia, minél jobb a fém vezetőképessége, annál kisebb a behatolási mélység, annál nagyobb a fényvisszaverő képesség, ezért a fém fényvisszaverő fólia nagy vezetőképességű aranyból, ezüstből és rézből készül.

4.3 Diffúzor

Általában a hagyományos diffúziós fólia kémiai részecskéket ad a diffúziós fólia alapanyagához szóródó részecskékként. A meglévő diffúziós lemez részecskéi szétszóródnak a gyanta rétegek között, így a fény továbbra is megtörik a két réteg között, amikor áthalad a diffúziós rétegen. Különböző sebességű közegeken való áthaladáskor a fény sok fénytörést, visszaverődést és szóródást is szenved, hogy elérje az optikai diffúzió hatását. A diffúzor/lap egységes felületi fényforrást biztosít, miközben más membránokat is támogat.

Az anyag kémiai részecskéinek jellege miatt elkerülhetetlenül fényelnyelést és fényszórási káoszt okoz. Egy rögzített távolságú megfigyelő számára a fényintenzitás egy része kárba veszik. Ezenkívül a kémiai folyamat időigényes, és a szükséges előállítási költségek viszonylag magasak. Ezenkívül számos diffúzor található más anyagokból és eljárásokból.

4.4 BEF Bright Enhanced Film (Prism Film) Bright Enhanced Film

A diffúzió után a fény irányíthatósága gyenge, és a fényerő -növelő fóliát kell használni a fény irányának korrigálására. Célja a fény sűrítése és az elülső fényerő javítása a fénytörés és -visszaverődés révén. Anyagként poliésztert vagy polikarbonátot használnak, és a felület szerkezete általános. Ez egy prizmatikus henger vagy félhenger, amely nagy fényszöget pozitív szögbe hajlíthat, csökkentheti a fényeloszlást, pozitív koncentrációt érhet el, és 60%-100%-kal növelheti a teljes háttérvilágítási modul fényerejét. Általában egy A háttérvilágítás két fényerő-növelő filmet használ, amelyek merőlegesek egymásra a fényerő növelése érdekében.

A függőlegeshez közeli fény teljesen visszaverődik, miután belépett a fényerősítő fóliába, és ismét visszatér az alsó reflektorhoz, majd vissza. Egy bizonyos út után bizonyos mértékű csillapításnak kell lennie. Ezért az eredeti, kis szögű fénynél ez lesz Nem lesz jelentős segítség.

4.5 Polarizációs konverziós film (PS konverter)

A meglévő LCD panel kialakításban a fényforrás modul kiszűri az S-ray párhuzamos fényt, lehetővé teszi a P-ray fényforrás áthaladását, és egyetlen polarizált fényt használ az LCD panel meghajtásához vagy megvilágításához, így a fény áthalad a polarizált fény az LCD panelbe való belépés előtt A polarizáló lemez egy bizonyos polarizációs irányban veszi fel az energiát, és a hideg katódcső által generált fény nem polarizált fény. Amikor áthalad az első polarizáló lemezen, a fényenergia több mint fele elnyelik, így a fény A használat hatékonysága nagyon gyenge. A polarizációs átalakító fóliát használják, és funkciója a fényforrás polarizációs állapotának átalakítása. A fényvisszaverő polarizátort arra használják, hogy elválasszák az áthatoló és az LCD -polarizátoron át nem jutó fényt, majd a reflektor által visszavert fény használható polarizált fénnyé alakul, hogy elérje a fényerő javításának célját.

DBEF (Dual BEF) fényvisszaverő polarizációs konverziós fóliával, amely integrálja a fénygyűjtés és a polarizáció átalakítás funkcióit. Az elülső fényerő javítása mellett a nagy betekintési szög fényereje is javul.

A DBEF felépítési elve A fentiek az általánosan használt összetevők. A membránok elrendezése is kissé eltér az él típusú háttérvilágításban és a közvetlen típusú háttérvilágításban.

5 Következtetés

Az élvilágítású háttérvilágításokat főként asztali számítógépekben és notebook számítógép-monitorokban használják. Az LCD TV-k közvetlen megvilágítású háttérvilágítást használnak. Jelenleg a CCFL továbbra is a fő forrás. A panelek növekedésével azonban annak költsége és fényhasznosítási hatékonysága nem ideális. Rövid távon egyszerűbb alternatíva az EEFL háttérvilágítás.

A LED -ek színtelítettsége és fényhatékonysága még javul, és megoldottá válnak.