Struktura a vývojový trend velkoplošného přímého podsvícení

Displej z tekutých krystalů je druh technologie nesvítícího světla, která musí k zobrazení obrázků využívat podsvícení. Proto je vývoj podsvícení velmi důležitý pro výkon displeje z tekutých krystalů. Protože však poptávka po velkém displeji z tekutých krystalů stále roste, roste i podíl nákladů na tradiční podsvícení. Podsvícení se snaží zlepšit svou lehkost, tenkost, nízkou spotřebu energie, vysoký jas a nízké náklady.

1 Úvod do velkého LCD panelu a podsvícení

Displeje z tekutých krystalů zobrazují informace prostřednictvím modulace světla tekutými krystaly. Možnosti vývoje a technologické inovace úzce souvisí se zlepšením podsvícení, včetně dynamického řízení zářivek se studenou katodou (CCFL), zářivky s externími elektrodami (EEFL) a planárních zářivek. Vývoj podsvícení FFL (FlatFluorescent Lamp), Light Emitting Diode (Light Emitting Diode) atd.

1.1 LCD panel

Panel LCD se skládá převážně z barevného filtru (ColorFilter), modulu podsvícení (podsvícení), čipu ovladače (IC), kompenzační fólie a polarizátoru (retardační fólie a polarizátor), skleněného substrátu ITO (substrát ITO), orientačního filmu (film PI), Řídicí obvod a další součásti.

1.2 Modul podsvícení

Modul podsvícení je sestaven ze světelného zdroje, stínítka, reflektoru, LGP (světlovodná deska), difuzoru, BEF (fólie pro zvýšení jasu) a vnějšího rámu. Mezi ně patří světelný zdroj zářivka CCFL se studenou katodou, zářivka s horkou katodou, zářivka s vnější elektrodou HCFL (HotCathode Fluorescent Lamp) EEFL, dioda emitující světlo, plochá zářivka FFL, podsvícení polní emise FE (podsvícení pole), atd.

Zdroj světla podsvícení vyzařuje světlo a vstupuje do desky světlovodu. Po rozprostření je vyzařován zepředu pod určitým úhlem a je rovnoměrně rozložen v oblasti vyzařující světlo a poté prochází deskou difuzéru a fólií pro zvýšení jasu, aby shromáždil světlo v rozsahu zorného úhlu displeje z tekutých krystalů .

2 Hlavní struktura podsvícení

LCD aplikace jsou různé, což vede k rozdílům v souvisejících vlastnostech produktu, jako je velikost, jas, rychlost odezvy, rozlišení a sytost barev. Obecně řečeno, podle polohy žárovky jsou zhruba přijaty následující struktury:

2.1 Podsvícení okraje

LGP (Light Guide Plate) navádí směr světla, zlepšuje jas panelu a reguluje jas rovnoměrně.

Světelný zdroj Edge Backlight je obecně na straně desky světlovodu. Světelný zdroj má rovné CCFL trubice ve tvaru písmene L a U podle tvaru světlovodné desky a optických požadavků. CCFL nemá na straně problém s odvodem tepla, ale množství světla dodávaného CCFL prochází světlovodnou deskou, difuzorovým filmem, polarizačním filmem, vrstvou tekutých krystalů, barevným filtrem a dalšími vícevrstvými komponentami, účinnost je poměrně vysoká nízký.

2.2 Spodní osvětlení

Při použití na velkoformátových displejích nemůže mít konstrukce s okrajovým osvětlením výhody v hmotnosti, spotřebě energie a jasu. Proto byla vyvinuta přímo osvětlená struktura bez světlovodné desky a světelného zdroje umístěného přímo níže. Přímé podsvícení má méně částí a celková světelná účinnost je vyšší než u okrajového typu. Jeho jas, uniformita, sytost barev atd. V zásadě splňuje požadavky. Čím větší byl panel, čím delší byla trubice a čím vyšší byly požadavky na rovnoměrnost samotné trubice, museli jsme zvýšit difuzorovou desku, ale jas byl nedostatečný, a tak jsme trubku dále zvyšovali. Proto čím větší velikost, tím vyšší náklady na podsvícení, které je téměř lineární. S nárůstem lamp se však také zvýšila spotřeba energie na 90% displeje z tekutých krystalů a problém s odvodem tepla je stále vážnější.

3 Klasifikace zdroje přímého podsvícení

Systém světelného zdroje určuje jas a jednotnost displeje. Mezi světelné zdroje používané na LCD patří CCFL, HCFL, EEFL, FFL, LED, FE atd. Mezi nimi má CCFL vlastnosti vysokého jasu, vysoké účinnosti, dlouhé životnosti, vysokého podání barev atd. A jeho válcová struktura je snadno kombinovatelné s prvky odrážejícími světlo a vytvářející tenké osvětlovací zařízení ve tvaru desky, takže CCFL je v současné době stále hlavním proudem, ale obecně se věří, že trendem aplikace budou LED diody s bílým světlem.

3.1 CCFL

Jako zdroj světla se vyvinuly studené katodové trubice s rychlým vývojem světlovodných desek. Světlovodné desky se staly tenčí a tenčí a trubice studené katody o průměru asi 2,6 mm se staly hlavním proudem.

Vysokonapěťová elektroda CCFL vzrušuje elektrony, elektrony se srážejí s atomy Ne a Ar, absorbují energii, zahřívají se, uvolňují energii s vysokou energií Ne a Ar, zasáhnou Hg (lze také použít Xe), aby absorbovaly energii, H g uvolňuje ultrafialové záření světlo λ=2 5 3,7 nm, dopadá na luminofor a vydává viditelné světlo. Emise elektronů z elektrody není termionická emise, proto se nazývá studená katodová trubice. Protože elektroda nemá vlákno, může být elektroda tenká, což má výhody vysoké účinnosti, stability a spolehlivosti, ale musí být použita s reflektorem, difúzní fólií atd. A struktura je komplikovaná. 32" používá 12 zkumavek. Když dosáhne 37&“, počet trubek se zvýší na přibližně 20. Náklady rostou příliš rychle a blíží se více než 40% celého systému. Kromě toho musí být každá trubka poháněna samostatně a rychlost odezvy je pomalá. Nasycení je jen asi 72%a používání rtuti zároveň přináší potenciální problémy životního prostředí.

3.2 LED

Jeho předností je nízké napětí, lehkost, bez rtuti, dlouhá životnost atd. A spektrum světelného zdroje je čistší než světlo produkované luminoforovými materiály. V současné době je to jediná možnost, která dosahuje a překračuje 100% sytost barev NTSC. Jeho jednotka spotřeby energie může dosáhnout vyššího jasu a rychlost odezvy je 3krát rychlejší než u CCFL, což může panelu s tekutými krystaly poskytnout vysokou přidanou hodnotu. Jako světelný zdroj jsou použity tři druhy RGB LED diod, které lze postupně přepínat a rozsvěcovat, což může nahradit drahý barevný filtr CF. Cena je však poměrně drahá a spotřeba energie je poměrně velká.

3.3 Hybridní

Technologie hybridního podsvícení LED může výrazně zlepšit kvalitu zobrazení LCD televizorů. Přijímá technologii AFLC zaměřenou na oblast Luminance Controllable, která dokáže sama analyzovat obrazová data a automaticky upravovat jas konkrétních částí, aby byly světlé části jasnější a tmavší. Část je tmavší.

Hybridní LED displej s tekutými krystaly s podsvícením, sytost barev může dosáhnout 110%, kontrastní poměr může dosáhnout 10 000: rychlost odezvy pod 1,8 ms, pomocí technologie širokého pozorovacího úhlu IPS, nahoru a dolů, levé a pravé pozorovací úhly až 178 stupňů. Displej s hybridním podsvícením pomocí LED a zářivkového světla může dosáhnout 105% sytosti barev, což je o 45% vyšší než u displeje využívajícího podsvícení zářivkovým světlem, a náklady jsou jen asi 60% nákladů na podsvícení LED.

V budoucnu budou mít své místo také vlastnosti displeje a cenové výhody podsvícení pole FE FE podsvícení.

Organický LED OLED Toto je budoucí displej, ale může být také použit jako podsvícení. Zjednodušuje optickou strukturu podsvícení a má nízké hnací napětí. Současnými problémy jsou však krátká životnost, nízká účinnost, citlivost na nízké teploty a vysoká cena. .

4 Podsvícení a další součásti

4.1 Deska světlovodu (platí pouze pro podsvícení typu boční světlo)

Tvar a materiál světlovodné desky určují jas a rozložení vyzařovaného světelného zdroje.

Nejběžnější je tištěná světlovodná deska, založená na vzdálenosti od světelného zdroje, využívající vysoce reflexní materiály světelného zdroje, jako je SiO2 a TiO2 distribuované na spodním povrchu světlovodné desky, využívající povahu tiskového materiálu k absorbovat a difundovat, ničit vnitřní šíření způsobené úplným odrazem. Rozdělte světlo rovnoměrně zepředu.

Netisknutelný typ zahrnuje světlovodnou desku pro vstřikování, používající lept, metodu řezání, metodu pískování pro přepracování a difúzní typ.

Typ leptání navrhuje tiskové body na formě a řezací typ řeže dlouhé drážky na přední straně desky potrubí. Pískování také vytváří hrubé rozložení povrchu na jádru formy. Difúzní metoda přímo vstřikuje PMMA do potrubí. Pokud jde o jas, leptaná světlovodná deska není tak dobrá jako tištěná světlovodná deska.

4.2 Reflektor

Reflexní deska modulu podsvícení s okrajovým osvětlením je umístěna ve spodní části světlovodné desky, aby odrážela únik světla ze spodního povrchu zpět do světlovodné desky, aby se zabránilo úniku světelného zdroje a zvýšila se účinnost využití světla. ; zatímco modul přímého typu podsvícení umístí odraznou desku na desku světlovodu. Na ni může být nalepen spodní povrch světelného boxu a světelný paprsek odražený difuzorovou deskou se pro použití odráží od spodní části světelné skříňky zpět k difuzorové desce.

Běžně používaný kovový reflexní film, čím lepší je kovová vodivost, tím menší je hloubka průniku, tím vyšší je odrazivost, takže kovová reflexní fólie je vyrobena z vysoce vodivého zlata, stříbra a mědi.

4.3 Difuzor

Obecně je tradiční difúzní fólií přidávání chemických částic do základního materiálu difuzní fólie jako rozptylujících částic. Částice stávající difúzní desky jsou rozptýleny mezi pryskyřičnými vrstvami, takže světlo se bude při průchodu difúzní vrstvou mezi oběma vrstvami dále lámat. Při průchodu médiem s různou rychlostí bude světlo také podrobeno velkému lomu, odrazu a rozptylu, aby se dosáhlo účinku optické difúze. Difuzor/list poskytuje rovnoměrný povrchový zdroj světla a zároveň podporuje další membrány.

Vzhledem k povaze chemických částic materiálu nevyhnutelně způsobí absorpci světla a chaos rozptylu světla. U pozorovatele s pevnou vzdáleností bude část intenzity světla zbytečná. Chemický proces je navíc časově náročný a požadované výrobní náklady jsou relativně vysoké. Kromě toho existuje mnoho difuzorů vyrobených z jiných materiálů a postupů.

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

Směrovost světla je po difúzi špatná a ke korekci směru světla je třeba použít film pro vylepšení jasu. Dosahuje účelu kondenzace světla a zlepšení předního jasu pomocí lomu a odrazu světla. Jako materiál se používá polyester nebo polykarbonát a struktura povrchu je obecná. Jedná se o prizmatický válec nebo půlválec, který dokáže ohnout velký úhel světla do pozitivnějšího úhlu, snížit rozložení světla, dosáhnout pozitivní koncentrace a zvýšit jas celkového modulu podsvícení o 60%~ 100%. Obvykle jeden Podsvícení bude používat dva filmy zvyšující jas, které jsou navzájem kolmé ke zvýšení jasu.

Světlo, které je blízko vertikále, se po vstupu do fólie zvyšující světlo zcela odrazí a vrátí se zpět do spodního reflektoru a poté znovu zpět. Po určité cestě musí dojít k určitému útlumu. Proto pro původní světlo s malým úhlem to bude Nebude existovat žádná podstatná pomoc.

4.5 Konverzní film s polarizací (převodník PS)

Ve stávající konstrukci panelu LCD modul zdroje světla filtruje paralelní světlo S-ray, umožňuje průchod zdroje světla P-ray a používá jediné polarizované světlo k pohonu nebo osvětlení panelu LCD, takže světlo prochází polarizované světlo před vstupem do panelu LCD Polarizační deska absorbuje energii v určitém směru polarizace a světlo generované trubicí se studenou katodou je nepolarizované světlo. Při průchodu první polarizační deskou bude absorbována více než polovina světelné energie, takže světlo Účinnost použití je velmi špatná. Používá se polarizační konverzní film a jeho funkcí je převádět polarizační stav světelného zdroje. Reflexní polarizátor se používá k oddělení světla, které může procházet, a světla, které nemůže projít polarizátorem LCD, a poté se světlo odražené reflektorem přemění na použitelné polarizované světlo, aby se dosáhlo účelu zlepšení jasu.

DBEF (Dual BEF) s reflexní polarizační konverzní fólií, která integruje funkce shromažďování světla a konverze polarizace. Kromě vylepšení předního jasu je vylepšen také jas velkého pozorovacího úhlu.

Princip struktury DBEF Výše ​​uvedené jsou běžně používané komponenty. Uspořádání membrán se také mírně liší v podsvícení typu edge a podsvícení přímého typu.

5 Závěr

Okrajové podsvícení se používá hlavně u stolních počítačů a monitorů notebooků. LCD televizory používají podsvícení s přímým osvětlením. V současné době je stále hlavním zdrojem CCFL. S nárůstem panelů však jeho náklady a účinnost využití světla nejsou ideální. Jednodušší alternativou v krátkodobém horizontu je podsvícení EEFL.

Saturace barev a světelná účinnost LED se stále zlepšují a v případě vyřešení se stanou hlavním proudem.