Štruktúra a vývojový trend veľkoplošného priameho podsvietenia

Displej z tekutých kryštálov je druh technológie nesvietivosti displeja, ktorá musí používať podsvietenie na zobrazenie obrázkov. Preto je vývoj podsvietenia veľmi dôležitý pre výkon displeja z tekutých kryštálov. Avšak, ako dopyt po veľkoplošnom displeji z tekutých kryštálov naďalej rastie, podiel nákladov na tradičné podsvietenie Tiež sa zvyšuje. Podsvietenia sa snažia zlepšiť svoju ľahkosť, tenkosť, nízku spotrebu energie, vysoký jas a nízke náklady.

1 Úvod do veľkoplošného LCD panela a podsvietenia

Tekuté kryštály zobrazujú informácie o displeji prostredníctvom modulácie svetla kvapalnými kryštálmi. Možnosti vývoja a technologické inovácie úzko súvisia so zlepšovaním podsvietenia vrátane dynamickej regulácie žiariviek so studenou katódou (CCFL), externých elektródových žiariviek (EEFL) a planárnych žiariviek. Vývoj podsvietení FFL (FlatFluorescent Lamp), diód vyžarujúcich svetlo (dióda vyžarujúca svetlo) atď.

1.1 LCD panel

LCD panel sa skladá hlavne z farebného filtra (ColorFilter), modulu podsvietenia (Podsvietenie), čipu vodiča (IC), kompenzačného filmu a polarizátora (retardačný film a polarizátor), skleneného substrátu ITO (SUBSTRÁT ITO), orientačného filmu (PI film), riadiaceho obvodu a ďalších komponentov.

1.2 Modul podsvietenia

Modul podsvietenia je zostavený svetelným zdrojom, tienidlom, reflektorom, LGP (svetelná vodiaca doska), difúzorom, BEF (Film na zvýšenie jasu) a vonkajším rámom. Medzi nimi zdroj svetla zahŕňa studenú katódovú fluorescenčnú trubicu CCFL, horúcu katódovú fluorescenčnú trubicu, externú elektródovú žiarivku HCFL (HotCathode Fluorescent Lamp) externú elektródovú žiarivku EEFL, diódu vyžarujúcu svetlo LED, plochý fluorescenčný FFL, podsvietenie emisií POĽA FE (Field Emission Backlight) atď.

Zdroj svetla podsvietenia vyžaruje svetlo a vstupuje do svetelnej vodiacej dosky. Po rozložení sa vysiela spredu v určitom uhle a rovnomerne sa distribuuje v oblasti vyžarujúcej svetlo a potom prechádza cez dosku difúzora a film na zvýšenie jasu, aby sa zhromaždilo svetlo v rozsahu pozorovacieho uhla displeja z tekutých kryštálov.

2 Hlavná konštrukcia podsvietenia

LCD aplikácie sú odlišné, čo vedie k rozdielom v súvisiacich charakteristikách produktu, ako je veľkosť, jas, rýchlosť odozvy, rozlíšenie a sýtosť farieb. Všeobecne povedané, podľa polohy svietidla sa zhruba prijímajú tieto konštrukcie:

2.1 Podsvietenie okraja

LGP (Light Guide) vedie smer svetla, zlepšuje jas panela a rovnomerne ovláda jas.

Svetelný zdroj zadného svetla edge backlight je vo všeobecnosti na boku svetelnej vodiacej dosky. Svetelný zdroj má rovné, L tvarované a U-tvarované CCFL trubice podľa formy svetelnej vodiacej dosky a optických požiadaviek. CCFL nemá žiadny problém s rozptyľovaním tepla na boku, ale množstvo svetla poskytovanéHO CCFL prechádza svetelnou vodiacou doskou, difúzorovým filmom, polarizačným filmom, vrstvou tekutých kryštálov, farebným filtrom a inými viacvrstvovými komponentmi, účinnosť je pomerne nízka.

2.2 Spodné osvetlenie

Pri použití vo veľkých displejoch nemôže mať štruktúra osvetlená okrajmi výhody v hmotnosti, spotrebe energie a jase. Preto bola vyvinutá priamo osvetlená konštrukcia bez svetelnej vodiacej dosky a svetelného zdroja umiestneného priamo pod ňou. Priame podsvietenie má menej častí a celková svetelná účinnosť je vyššia ako účinnosť typu okraja. Jeho jas, jednotnosť, sýtosť farieb atď. V podstate spĺňajú požiadavky. Čím väčší bol panel, tým dlhšia bola trubica a čím vyššie boli požiadavky na jednotnosť samotnej trubice, museli sme zvýšiť difúzorovú dosku, ale jas bol nedostatočný, takže sme pokračovali v zvyšovaní trubice. Preto čím väčšia je veľkosť, tým vyššie sú náklady na podsvietenie, ktoré je takmer lineárne. S nárastom lámp sa však spotreba energie zvýšila aj na 90% displeja z tekutých kryštálov a problém s rozplčením tepla sa stal čoraz vážnejším.

3 Klasifikácia zdroja svetla priameho podsvietenia

Systém zdroja svetla určuje jas a jednotnosť displeja. Svetelné zdroje používané v LCD zahŕňajú CCFL, HCFL, EEFL, FFL, LED, FE atď. Medzi nimi má CCFL vlastnosti vysokého jasu, vysokej účinnosti, dlhej životnosti, vysokého vykresľovania farieb atď., A jeho valcová štruktúra sa ľahko kombinuje s prvkami odrážajúcimi svetlo, aby vytvorila tenké osvetľovacie zariadenie v tvare dosky, takže CCFL je v súčasnosti stále hlavným prúdom, ale všeobecne sa verí, že LED diódy s bielym svetlom budú trendom aplikácie.

3.1 CCFL

Ako zdroj svetla sa vyvinuli studené katódové trubice s rýchlym vývojom svetelných vodiacich dosiek. Svetelné vodiace dosky sa stali tenšími a tenšími a studené katódové trubice s priemerom asi 2,6 mm sa stali hlavným prúdom.

Vysokonapäťová elektróda CCFL vzrušuje elektróny, elektróny sa zrážajú s atómami Ne a Ar, absorbujú energiu, zahrievajú sa, vysokoenergetickú energiu Ne a Ar uvoľňovania, zasiahnu Hg (Xe môže byť tiež použitý) na absorbovanie energie, H g uvoľňuje ultrafialové svetlo λ = 2 5 3,7nm, zasiahne fosfor a vyžaruje viditeľné svetlo. Emisie elektrónov z elektródy nie sú teronickou emisiou, takže sa nazýva studená katódová trubica. Keďže elektróda nemá vlákno, elektróda môže byť tenká, čo má výhody vysokej účinnosti, stability a spoľahlivosti, ale musí sa použiť s reflektorom, difúznou fóliou atď. A štruktúra je komplikovaná. 32" používa 12 rúrok. Keď dosiahne 37", počet rúrok sa zvýši na približne 20. Náklady sa zvyšujú príliš rýchlo a približujú sa k viac ako 40% celého systému. Okrem toho musí byť každá trubica poháňaná samostatne a rýchlosť odozvy je pomalá. Nasýtenie je len asi 72% a zároveň použitie ortuti prináša potenciálne environmentálne problémy.

3,2 LED

Jeho výhodou sú nízke napätie, ľahkosť, bez ortuti, dlhá životnosť atď. A jeho spektrum zdroja svetla je čistejšie ako svetlo produkované fosforom ako luminiscenčné materiály. V súčasnosti je to jediná možnosť, ktorá dosahuje a presahuje 100% NTSC sýtosti farieb. Jeho jednotka spotreby energie môže dosiahnuť vyšší jas a jeho rýchlosť odozvy je 3-krát rýchlejšia ako rýchlosť CCFL, čo môže dať vysokú pridanú hodnotu panelu z tekutých kryštálov. Ako zdroj svetla sa používajú tri druhy RGB LED diód, ktoré sa dajú prepínať a rozsvietiť v poradí, čo môže nahradiť drahý farebný filter CF. Cena je však relatívne drahá a spotreba energie je relatívne veľká.

3.3 Hybrid

Technológia hybridného podsvietenia LED môže výrazne zlepšiť kvalitu displeja LCD televízorov. Prijíma technológiu AFLC zameranú na oblasť Luminance Controllable, ktorá dokáže analyzovať obrazové údaje sama o sebe a automaticky upravovať jas konkrétnych častí, aby boli jasné časti jasnejšie a tmavšie. Časť je tmavšia.

Hybridný LED podsvietený displej z tekutých kryštálov, sýtosť farieb môže dosiahnuť 110%, kontrastný pomer môže dosiahnuť 10 000: rýchlosť odozvy pod 1,8 m s použitím technológie širokého pozorovacieho uhla IPS, hore a dole, do ľavého a pravého pozorovacieho uhla až do 178 stupňov. Hybridný podsvietenie s použitím LED a žiarivého svetla môže dosiahnuť 105% sýtosť farieb, čo je o 45% viac ako u displeja pomocou podsvietenia fluorescenčného svetla a náklady sú len asi 60% nákladov na podsvietenie LED.

V budúcnosti budú mať miesto aj vlastnosti displeja a nákladové výhody podsvietenia FE FE.

Organický LED OLED Jedná sa o budúci displej, ale môže byť použitý aj ako podsvietenie. Zjednodušuje optickú štruktúru podsvietenia a má nízke jazdné napätie. Súčasnými problémami sú však krátka životnosť, nízka účinnosť, nízka citlivosť na teplotu a vysoká cena. .

4 Podsvietenie a ďalšie komponenty

4.1 Svetelná vodiacia doska (vzťahuje sa len na podsvietenie bočného svetla)

Tvar a materiál vodiacej dosky svetla určujú jas a rozloženie vyžarovaného zdroja svetla.

Najbežnejšia je tlačená svetelná vodiaca doska založená na vzdialenosti od zdroja svetla s použitím vysoko reflexných materiálov zdroja svetla, ako sú SiO2 a TiO2 distribuované na spodnom povrchu vodiacej dosky svetla, s použitím povahy tlačového materiálu na absorbovanie a rozptýlenie, pričom sa ničí vnútorné šírenie spôsobené celkovým odrazom. Rozdeľte svetlo rovnomerne spredu.

Netlačivý typ zahŕňa vstrekovanie svetelnej vodiacej dosky s použitím leptania, metódy rezania, metódy pieskovania na prepracovanie a typ difúzie.

Typ leptania navrhuje tlačové body na plesni a typ rezania strihá dlhé drážky na prednej strane potrubnej dosky. Pieskovanie tiež tvorí hrubé rozloženie povrchu na jadre formy. Difúzna metóda priamo vstrekne PMMA do potrubnej platničky. Pokiaľ ide o jas, leptená svetelná vodiacia doska nie je taká dobrá ako tlačená svetelná vodiacia doska.

4.2 Reflektor

Reflexná doska modulu podsvietenia osvetleného okrajom je umiestnená v spodnej časti vodiacej dosky svetla, aby odrážala svetlo unikajúce zo spodného povrchu späť do vodiacej dosky svetla, aby sa zabránilo úniku zdroja svetla, aby sa zvýšila účinnosť používania svetla; zatiaľ čo modul priameho typu podsvietenia umiestni reflexnú dosku na vodiacej doske svetla. Spodný povrch svetelného boxu sa na ňu môže prilepiť a svetelný lúč odrazený difúzorovou doskou sa odráža od spodnej časti svetelného boxu späť k doske difúzora na použitie.

Bežne používaný kovový reflexný film, tým lepšia je kovová vodivosť, tým plytšia hĺbka penetrácie, tým vyššia je odrazivosť, takže kovový reflexný film je vyrobený z vysoko vodivého zlata, striebra a medi.

4.3 Difúzor

Všeobecne platí, že tradičný difúzny film má pridať chemické častice do difúznej filmovej bázy materiálu ako rozptylové častice. Častice existujúcej difúznej platničky sú rozptýlené medzi vrstvami živice, takže svetlo bude aj naďalej lámať medzi týmito dvoma vrstvami pri prechode difúznou vrstvou. Pri prechode médiami s rôznymi rýchlosťami bude svetlo tiež prechádzať veľkým refrakciou, odrazom a rozptylom, aby sa dosiahol účinok optickej difúzie. Difúzor/plachta poskytuje jednotný zdroj povrchového svetla a zároveň podporuje iné membrány.

Vzhľadom na povahu chemických častíc materiálu nevyhnutne spôsobí absorpciu svetla a chaos rozptyľujúci svetlo. Pre pozorovateľa na pevnú vzdialenosť sa časť intenzity svetla premrhá. Okrem toho je chemický proces časovo náročný a požadované výrobné náklady sú relatívne vysoké. Okrem toho existuje veľa difúzorov vyrobených z iných materiálov a procesov.

4.4 BEF Bright Enhanced Film (Prism Film) Jasný vylepšený film

Priamočiarosť svetla je po difúzii slabá a film na zvýšenie jasu sa musí použiť na korekciu smeru svetla. Dosahuje účel kondenzácie svetla a zlepšenia predného jasu prostredníctvom refrakcie a odrazu svetla. Ako materiál sa používa polyester alebo polykarbonát a povrchová štruktúra je všeobecná. Je to prizmatický valec alebo návestelie, ktorý môže ohýbať veľký uhol svetla do pozitívnejšieho uhla, znížiť rozloženie svetla, dosiahnuť pozitívnu koncentráciu a zvýšiť jas celkového modulu podsvietenia o 60% ~ 100%. Zvyčajne jeden Podsvietenie bude používať dva filmy zvyšujúce jas, ktoré sú kolmé na seba na zvýšenie jasu.

Svetlo, ktoré sa nachádza v blízkosti vertikály, sa úplne odrazí po vstupe do filmu zlepšujúceho svetlo a vráti sa späť do dolného reflektora a potom znova. Po určitej ceste musí na dôjsť k určitému útlmu. Preto pre pôvodné svetlo s malým uhlom to bude Nebude žiadna podstatná pomoc.

4.5 Polarizačný konverzný film (konvertor P-S)

V existujúcom dizajne LCD panela modul zdroja svetla filtruje paralelné svetlo S-ray, umožňuje prechod P-ray svetelného zdroja a používa jediné polarizované svetlo na pohon alebo osvetlenie LCD panela, takže svetlo prechádza polarizované svetlo pred vstupom do LCD panelu Polarizačná doska absorbuje energiu v určitom polarizačnom smere, a svetlo generované studenou katódou trubice je ne polarizované svetlo. Pri prechode prvou polarizujúcou doskou sa absorbuje viac ako polovica svetelnej energie, čím sa vytvorí svetlo Účinnosť používania je veľmi slabá. Používa sa polarizačný konverzný film a jeho funkciou je konvertovať polarizačný stav svetelného zdroja. Reflexný polarizátor sa používa na oddelenie svetla, ktoré môže prechádzať, a svetla, ktoré nemôže prejsť cez LCD polarizátor, a potom sa svetlo odrazené reflektorom premení na použiteľné polarizované svetlo, aby sa dosiahol účel zlepšenia jasu.

DBEF (Dual BEF) s reflexným polarizačným konverzačným filmom, ktorý integruje funkcie zberu svetla a polarizačnej konverzie. Okrem zlepšenia predného jasu sa zlepšuje aj jas veľkého pozorovacieho uhla.

Princíp štruktúry DBEF Vyššie uvedené sú bežne používané komponenty. Usporiadanie membrán je tiež mierne odlišné v podsvietení typu okraja a priamom podsvietení.

5 Záver

Podsvietenie s okrajovým osvetlením sa používa hlavne v stolových počítačoch a monitoroch notebookov. LCD televízory používajú priamo osvetlené podsvietenie. V súčasnosti je CCFL stále hlavným zdrojom. S nárastom panelov však jeho náklady a účinnosť využitia svetla nie sú ideálne. V krátkodobom horizonte je ľahšou alternatívou podsvietenie EEFL.

Sýtosť farieb a svetelná účinnosť LED diód sa stále zlepšujú a v prípade riešenia sa stanú hlavným prúdom.