显示技术进展-6Lecture6-背光模组光学系统

显示技术进展

ProgressinDisplayTechnology主讲：刘琳西安邮电学院光电信息工程教研室Email：liulin@2009～2010学年第一学期背光模组光学系统前言(1)FPD可分为自发光型无机二极管显示器等离子面板显示器(PDP)有机电激发光显示器(OLED)非自发光型超扭曲向列型液晶平面显示器(STN-LCD)薄膜电晶体液晶平面显示器(TFT-LCD)显示技术进展3前言(2)非自发光型的LCD必须借重照明光源的辅助，才能表示出静态的数据文字和动态的影像画面等资讯照明光源的明亮度及其光度分布的设计，均随着不同架构而有所变化显示技术进展4資料來源：瑞儀光电显示技术进展5資料來源：瑞儀光电显示技术进展6資料來源：瑞儀光电显示技术进展7显示技术进展8显示技术进展9显示技术进展10显示技术进展11資料來源：瑞儀光电显示技术进展12資料來源：瑞儀光电显示技术进展13資料來源：瑞儀光电显示技术进展14背光板材料及其种类背光模组(BacklightModule)可分类为直视型(DirectView)直下式(DirectType)的汽車导航系统,全面发光方式的影像摄影照相机和数码照相机边侧式的(EdgeSide)导光板方式的笔记本电脑影像摄影照相机中空方式的大型监视器,投射型(Projection)以液晶投射机为代表显示技术进展15背光板光源分类白热型白热电灯管鹵素电灯管一般白热电灯管反射型白热电灯管特殊用电灯管燃烧型闪光电灯管放电型高压放电灯管超高压放电灯管低压放电灯管其他型发光二极管雷射光电子光束显示技术进展16边侧式背光板在边侧式的背光板中，主要发光源有发光二极管(LightEmittingDiode，LED)电激发光元件(Electroluminescence，EL)冷阴极荧光灯(ColdCathodeFluorescenceLamp，CCFL)，为市场的主流产品配置于有效发光面的外侧，经导光而正面投射，种类可分为使用导光板(LightGuidePlate)的方式不使用导光板的方式。显示技术进展17資料來源：帝晶光电显示技术进展18資料來源：帝晶光电显示技术进展19資料來源：帝晶光电显示技术进展20資料來源：鉅虹电子显示技术进展21資料來源：帝晶光电显示技术进展22資料來源：帝晶光电显示技术进展23資料來源：帝晶光电显示技术进展24資料來源：瑞儀光电显示技术进展25資料來源：瑞儀光电显示技术进展2615吋TFT-LCD面板为例冷阴极灯管的管径(外径/內径，mm)有2.2/1.7、2.2/1.8、2.4/1.8、2.4/2.0、2.6/1.8、2.6/2.0等六种灯管內的气体压力(Pa)有10,000、9,333、8,000、6,600等四种灯管长度(mm)界于300~336之间，其种类约有20种显示技术进展27資料來源：瑞儀光电显示技术进展28导光板使用(1)导光板一般为光学透明度高的压克力树脂和聚碳树脂等作为光源传送媒介导光板方式可以薄型化且其效率是最高的。优点：高均勻性及视野角度的控制较容易显示技术进展29导光板使用(2)为了使光源侧送出的光线，能在有效发光面上均勻地散射，在导光板的里面进行点状的印刷工程最近有取代点状印刷工程的方案，是在导光板成型时，同时执行里面加工而省略了印刷的工程，里面加工是将有V槽和凹槽等图案的加工模具，同时加压一体成型显示技术进展30資料來源：帝晶光电显示技术进展31資料來源：帝晶光电显示技术进展32資料來源：瑞儀光电显示技术进展33資料來源：瑞儀光电显示技术进展34資料來源：瑞儀光电显示技术进展35資料來源：瑞儀光电显示技术进展36資料來源：瑞儀光电显示技术进展37資料來源：瑞儀光电显示技术进展38資料來源：瑞儀光电显示技术进展39資料來源：瑞儀光电显示技术进展40資料來源：瑞儀光电显示技术进展41資料來源：瑞儀光电显示技术进展42資料來源：瑞儀光电显示技术进展43背光板结构及特性导光板方式的背光板直下式的背光板全面发光管方式的背光板显示技术进展44直下式背光板直下式的(Botton-type或Direct-Type)背光板是在LCD面板的正下方，将一条或数条冷阴极管并行地排列成面光源方式的背光板此种方式的特点是荧光灯的发光量可有效率地充分利用；缺点是直接观看其形状时，其辉度将产生不均勻的变化解决之道是在灯管和面板间插入扩散板(ExpandSheet)，或镀有铝的导光栏栅(GuideCurtain)，以获得辉度均一化，唯一缺点是背光板的厚度增加显示技术进展45边侧式背光板(1)边侧式的(Edge-Type)背光板是由灯管(Lamp)、反射板(Reflector)所持有灯管承接器(LampHolder)所成之集光部(Collector)光导引的压克力板底部印刷有白色点状图案及其下方设置反射板在上方设置有将光扩散之薄膜的导光部(GuidePlate)等结构所组成显示技术进展46边侧式背光板(2)集光部是将点灯灯管之照射光有效使其由一方输出导光部是将集光部的光源，全反射于透明导光板的压克力板，使其成为平面光源显示技术进展47边侧式背光板(3)边侧式背光板是可以使用小口径的灯管和薄的导光板，因此薄型化和轻量化是有可能的，但其灯管发光效率的利用性不理想且辉度值也很低的显示技术进展48背光板性能要求(1)背光板性能要求項目，有亮度(LightOutput)均勻度消耗电能寿命尺寸厚度等显示技术进展49背光板性能要求(2)对于LCD亮度提升的方法，是有效将LCD面板所射出的光线导引到一定方向上，利用设置于扩散板上具透镜功能的棱镜板(PrismSheet)可获得明亮的画面，但其视野角度是较狭窄的。目前大部分背光板模组的总厚度设计为5mm、导光板的入射端是2mm及反射端的1mm。显示技术进展50資料來源：帝晶光电显示技术进展51資料來源：瑞儀光电显示技术进展52資料來源：鉅虹电子显示技术进展53資料來源：鉅虹电子显示技术进展54背光板发展方向背光板发展方向，是在亚克力树脂的导光体內，分布著折射率不同的材料，形成光散射高分子导光体方式的背光板利用高分子聚合物的光多重散射作用，达到均一的平面光射出优点是在导光板里面的点状图案和其表面扩散板将可不需要显示技术进展55資料來源：瑞儀光电显示技术进展56专有名词(1)背光板模组(BackLightModule)：基本结构是由冷阴极灯管导光板反射板扩散板等所组成显示技术进展57专有名词(2)冷阴极灯管(ColdCathodeFluorescentLight)：发光现象源自于电熾放电原理背光源模组的荧光灯是归类于CCFL的荧光灯总电功率消耗，归因于阳极光柱的损耗及其电极的损耗等阳极光柱的损耗是与其灯管的长度成正比，随着其电压值的增加，荧光灯的温度将会升至某一温度后，继续加大电压时，其温度不会上升反而下降显示技术进展58专有名词(3)电激发光背光元件(ElectroLuminescenceBack-LightDevice)：是利用电压的激发作用，而自行发出冷光的一种元件，亦是LCD模组中必要的背光源元件显示技术进展59专有名词(4)直下型背光方式(DirectorBottomBack-LightType)：在冷阴极荧光灯管的上层部分装配扩散板，而于其下层部分设有反射板此一组合方式可以获得均勻的表面明亮度，有利于光亮度化的设计，但是不利于其厚度的減少设计显示技术进展60专有名词(5)边緣型背光方式(EdgeBack-LightType)：亦称侧边型背光方式一般以压克力板作为导光板，背面部份为反射板功能，表面贴附扩散板，侧边置入1至2支CCFL组合特点为具有明亮度均一性及薄型化显示技术进展61专有名词(6)导光板(GuidingPlate)：主要功能在导引反射光源，使其光