背光源-朱仁美 Seminar课件

BackLight

BOEOTQA-QE2009.05.15Backlight定义与分类Backlight的结构Backlight的发光原理

Backlight的发展趋势BacklightContentBacklight—背光源，是一个向Panel提供适合的(要求规格)光的组件.Backlight的定义与分类Backlight定义Backlight的定义与分类Backlight分类★按光源类型冷阴极管荧光灯（CCFL）发光二极管（LED）电致发光（EL）★按光源分布位置直下式背光源（底背光式）

侧灯式背光源Backlight的发光原理CCFL的构造电子电极(Ni,W)Glass可视光线荧光剂水银紫外线惰性气体CCFL的原理加高压高频电场(放出电子)电子和惰性气体冲撞2次电子和水银蒸汽冲撞放出紫外线与荧光剂冲撞放出可视光线CCFL发光原理Backlight的发光原理LED发光原理LED（LightingEmittingDiode）即发光二极管，是一种半导体固体发光器件。它是利用固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射，直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。

发光二极管的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片，在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层，称为PN结。在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。可见光LED（450~680nm）不可见光LED（850~1550nm）按发光波长分类三元化合物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）按组成元素分类LED的分类Backlight的发光原理优点：不需外部混光,B/L结构紧凑缺点：受电流与散热影响大,与好性能芯片封装存在问题R-LEDG-LEDB-LEDR-LEDG-LEDB-LED3RGB三色LED一体化封装的白色LED4单个RGB三色LED经混色产生白光优点：单独散热设计，高输出光效缺点：需要借助专门混光设计EL:即电致发光，是靠荧光粉在交变电场激发下的本征发光而发光的冷光源。其发光原理是发光材料中的电子在电场作用下碰撞发光中心，出现电离并发生能级跃迁而导致发光。场致发光片是将发光粉（荧光粉）置于两个平板电极之间而构成的，当交流电压加在两个电极上时，电场使得发光片急速地充放电，从而在每一个充放电循环中发光。优点:薄，可以做到0.2~0.6mm的厚度。缺点:亮度低，寿命短（一般为3000~5000小时），需逆变驱动，还会受电路的干扰而出现闪烁、噪声等不良。EL发光原理Backlight的发光原理Backlight的结构Backlight结构组成：灯管（Lamp）、导光板（LightGuide

Pipe）、反射片（Reflector）、扩散片（DiffuserSheet）、棱镜片（PrismSheet）、塑料边框（Modeframe）、金属背板（backcover）、其它部件（cable线、connector）LGP(导光板)CCFL(灯)Lampreflector(灯反射板)Backcover(后金属盖)Reflectorsheet(反射板)DotPatternProtectionsheet(保护板)上Prismsheet

(上棱镜片)下Prismsheet(下棱镜片)Diffusersheet(扩散板)ItemCCFLBackLightLEDBackLight色彩饱和度（NTSC）72%〉105%工作寿命2~5万h10万h环保性能辐射无含汞不含重金属不可回收可回收驱动高压常规直流环境适应性低温启动差全天候价格低高(前者的3~5倍)散热好差(需加散热设备)发光效率好一般(前者的1/2,约30~35lm/w)响应时间响应速度1s-2sns级Backlight的结构CCFLBacklight与LEDBacklight比较液晶的色彩饱和度,又名液晶开口率。它代表液晶显示器色彩的鲜艳程度。色彩饱和度是以显示器三原色色彩范围为分子，NTSC所规定的三原色色彩范围为分母，求百分比。

由于液晶每个象素由红、绿、蓝（RGB）子象素组成，背光通过液晶分子后依靠RGB象素组合成任意颜色光。如果RGB三原色越鲜艳,那么显示器可以表示的颜色范围就越广。如果显示器三原色不鲜艳，那这台显示器所能显示的颜色范围就比较窄，因为其无法显示比三原色更鲜艳的颜色。提高色彩饱和度的方法是提高背光亮度和背光模块的透光度。背光光源必须使用反射膜、扩散膜等等的光学薄膜，来达到光源平均投射的目的，但是往往光耗损的现象就会因此而产生，根据研究，从传统背光光源所发射出来的光是100％的话，经过反射膜、扩散膜等等的光学薄膜之后，只会有约60％的光通过背光模块进入到偏光膜，最后经过LC、Surface出来只剩下4％的光。

Backlight的结构（2）灯反射罩—将灯管的灯光反射到导光板中，以提高灯光的使用率。

注意项目：变形,错位,开口部齿数等。漏光就是因为灯罩变形造成的。Backlight的结构(4)反射板—将光反射进导光板,反射方式为镜面反射,以提高光的利用率。扩散片—扩散片内有很多颗粒状的物体，可以将导光板收到的光进行扩散，使光能够向棱镜片及panel正面方向传播，起到拓宽视角，隐蔽形成在导光板上的Pattern的作用.Backlight的结构Backlight的结构(6)棱镜片—将扩散的光在一定角度内聚光的作用，以达到提高Panel亮度的目的。注意项目：棱镜表面很脆弱，容易被磨损。Backlight的发展趋势1.尺寸多元化及轻便化2．射出成型形导光板成为主流3．产品的高亮度化背光源模组中最核心技术为导光板的光学技术，目前主要有印刷形和射出成型形二种形式，其它如射出成型加印刷，激光打点，腐蚀等占很少比例，不适合批量生产原则。印刷形因为其成本低在过去较长时间内成为主流技术，但合格品不高一直是其主要缺点，而目前ＬＣＤ产品要求更精密的导光板结构，射出成型形导光板必然成为背光源发展主流,相应的模具技术难题有待解决.

ＬＣＤ一直对背光源的发光亮度要求很高，但高亮度也使得ＬＣＤ耗电量居高不下，背光源作为ＬＣＤ模组中最费电的配件，已不适应可携式资讯产品的要求，因此在不增加耗电的情况下提高背光源亮度进而增加LCD亮度也是主要发展趋势之一。4.大尺寸CCFL将被LED取代传统的液晶显示器通常都是通过加法混色法来实现彩色，就是通过空间上有序排列的红（R）、绿（G）、蓝（B）三色滤光片（彩膜）实现彩色。缺点：（1）彩膜的最大透过率为33%，损失的能量一方面增加总的能量消耗,另一方面损失的能量变为热能，增加了系统的散热要求；（2）采用这种方式色域较小；（3）依靠三滤色片空间上相当于三个像元，占据更多的空间，影响空间分辨率的提高；（4）彩膜价格昂贵；（5）彩膜贴附工艺要求高，很容易导致良品率下降。LED背光源－场序技术的大尺寸液晶显示器。LED背光源的采用使显示亮度、色域、色彩品质等都有较大的提高；与场序技术结合将具有能耗大幅减少、空间分辨率大幅提高的特点。LED背光源即以RGB三色LED形成背光源系统，场序技术即将一帧（frame）彩色图像依次分解为R、G、B三色的三基色子场（field），通过按时间次序高速依次切换RGB子场，利用人眼的视觉暂留特性，来获得彩色显示。优点：（1）不需要彩膜，节省成本，以15英寸TFT