Struktur dan tren pengembangan lampu latar langsung berukuran besar

Layar kristal cair adalah jenis teknologi layar non-self-luminous, yang harus menggunakan lampu latar untuk menampilkan gambar. Oleh karena itu, pengembangan lampu latar sangat penting untuk kinerja layar kristal cair. Namun, karena permintaan layar kristal cair skala besar terus meningkat, proporsi biaya lampu latar tradisional juga meningkat. Lampu latar berupaya meningkatkan ringan, tipis, konsumsi daya rendah, kecerahan tinggi, dan biaya rendah.

1 Pengantar panel LCD dan lampu latar ukuran besar

Tampilan kristal cair menampilkan informasi melalui modulasi cahaya oleh kristal cair. Peluang pengembangan dan inovasi teknologi terkait erat dengan peningkatan lampu latar, termasuk kontrol dinamis tabung fluoresen katoda dingin (CCFL), lampu fluoresen elektroda eksternal (EEFL), dan lampu fluoresen planar. Pengembangan lampu latar FFL (FlatFluorescent Lamp), Light Emitting Diode (Light Emitting Diode), dll.

1.1 panel LCD

Panel LCD terutama terdiri dari filter warna (ColorFilter), modul lampu latar (Backlight), chip driver (IC), film kompensasi dan polarizer (Film Retardasi dan Polarizer), substrat kaca ITO (Substrat ITO), film orientasi (film PI), Sirkuit kontrol dan komponen lainnya.

1.2 Modul lampu latar

Modul lampu latar dirakit oleh sumber cahaya, kap lampu, reflektor, LGP (pelat pemandu cahaya), diffuser, BEF (Brightness Enhancement Film) dan rangka luar. Diantaranya, sumber cahaya termasuk tabung fluorescent katoda dingin CCFL, tabung fluorescent katoda panas, HCFL (HotCathode Fluorescent Lamp) lampu fluorescent elektroda eksternal EEFL, LED dioda pemancar cahaya, FFL fluoresen datar, lampu latar emisi medan FE (Field Emission Backlight), dll.

Sumber cahaya latar memancarkan cahaya dan memasuki pelat pemandu cahaya. Setelah menyebar, itu dipancarkan dari depan pada sudut tertentu dan didistribusikan secara merata di area pemancar cahaya, dan kemudian melewati pelat diffuser dan film peningkatan kecerahan untuk mengumpulkan cahaya dalam rentang sudut pandang layar kristal cair .

2 Struktur utama lampu latar

Aplikasi LCD berbeda, menyebabkan perbedaan karakteristik produk terkait, seperti ukuran, kecerahan, kecepatan respons, resolusi, dan saturasi warna. Secara umum, menurut posisi lampu, struktur berikut secara kasar diadopsi:

2.1 Lampu Latar Tepi

LGP (Light Guide Plate) memandu arah cahaya, meningkatkan kecerahan panel dan mengontrol kecerahan secara merata.

Sumber cahaya Edge Backlight umumnya berada di sisi pelat pemandu cahaya. Sumber cahaya memiliki tabung CCFL lurus, berbentuk L, dan berbentuk U sesuai dengan bentuk pelat pemandu cahaya dan persyaratan optik. CCFL tidak memiliki masalah pembuangan panas di samping, tetapi jumlah cahaya yang diberikan oleh CCFL melewati pelat pemandu cahaya, film diffuser, film polarisasi, lapisan kristal cair, filter warna dan komponen multi-lapisan lainnya, efisiensinya cukup rendah.

2.2 Pencahayaan Bawah

Saat digunakan pada layar berukuran besar, struktur dengan pencahayaan tepi tidak dapat memiliki kelebihan dalam hal bobot, konsumsi daya, dan kecerahan. Oleh karena itu, struktur penerangan langsung tanpa pelat pemandu cahaya dan sumber cahaya yang ditempatkan langsung di bawah telah dikembangkan. Lampu latar tipe langsung memiliki bagian yang lebih sedikit dan efisiensi cahaya keseluruhan lebih tinggi daripada tipe tepi. Kecerahan, keseragaman, saturasi warna, dll. pada dasarnya memenuhi persyaratan. Semakin besar panel, semakin panjang tabung, dan semakin tinggi persyaratan keseragaman tabung itu sendiri, kami harus meningkatkan pelat diffuser, tetapi kecerahannya tidak mencukupi, jadi kami terus menambah tabung. Oleh karena itu, semakin besar ukurannya, semakin tinggi biaya lampu latar, yang hampir linier. Namun, dengan bertambahnya lampu, konsumsi daya juga meningkat hingga 90% dari layar kristal cair, dan masalah pembuangan panas menjadi semakin serius.

3 Klasifikasi sumber cahaya dari lampu latar langsung

Sistem sumber cahaya menentukan kecerahan dan keseragaman tampilan. Sumber cahaya yang digunakan dalam LCD termasuk CCFL, HCFL, EEFL, FFL, LED, FE, dll. Di antara mereka, CCFL memiliki karakteristik kecerahan tinggi, efisiensi tinggi, umur panjang, rendering warna tinggi, dll. , Dan struktur silindernya adalah mudah digabungkan dengan elemen pemantul cahaya untuk membentuk perangkat pencahayaan berbentuk pelat tipis, sehingga CCFL masih menjadi arus utama saat ini, tetapi umumnya diyakini bahwa LED cahaya putih akan menjadi tren aplikasi.

3.1 CCFL

Sebagai sumber cahaya, tabung katoda dingin telah berkembang dengan pesatnya perkembangan pelat pemandu cahaya. Pelat pemandu cahaya menjadi lebih tipis dan lebih tipis, dan tabung katoda dingin dengan diameter sekitar 2,6 mm telah menjadi arus utama.

Elektroda tegangan tinggi CCFL membangkitkan elektron, elektron bertabrakan dengan atom Ne dan Ar, menyerap energi, memanaskan, Ne energi tinggi dan Ar melepaskan energi, memukul Hg (Xe juga dapat digunakan) untuk menyerap energi, H g melepaskan ultraviolet cahaya =2 5 3.7nm, mengenai fosfor, dan memancarkan cahaya tampak. Emisi elektron dari elektroda bukan emisi termionik, sehingga disebut tabung katoda dingin. Karena elektroda tidak memiliki filamen, elektroda dapat dibuat tipis, yang memiliki keunggulan efisiensi, stabilitas dan keandalan yang tinggi, tetapi harus digunakan dengan reflektor, film difusi, dll., dan strukturnya rumit. 32&kutipan; menggunakan 12 tabung. Ketika mencapai 37", jumlah tabung meningkat menjadi sekitar 20. Biaya meningkat terlalu cepat, mendekati lebih dari 40% dari keseluruhan sistem. Selain itu, setiap tabung perlu digerakkan secara terpisah, dan kecepatan responsnya lambat. Kejenuhannya hanya sekitar 72%, dan pada saat yang sama, penggunaan merkuri membawa potensi masalah lingkungan.

3.2 LED

Keuntungannya adalah tegangan rendah, ringan, bebas merkuri, umur panjang, dll., Dan spektrum sumber cahayanya lebih murni daripada cahaya yang dihasilkan oleh fosfor sebagai bahan luminescent. Saat ini satu-satunya pilihan yang mencapai dan melebihi saturasi warna NTSC 100%. Unit konsumsi dayanya dapat memperoleh kecerahan yang lebih tinggi, dan kecepatan responsnya 3 kali lebih cepat daripada CCFL, yang dapat memberikan nilai tambah tinggi pada panel kristal cair. Tiga jenis LED RGB digunakan sebagai sumber cahaya, yang dapat dinyalakan dan dinyalakan secara berurutan, yang dapat menggantikan filter warna CF yang mahal. Namun, harganya relatif mahal dan konsumsi dayanya relatif besar.

3.3 Hibrida

Teknologi lampu latar hibrida LED dapat sangat meningkatkan kualitas tampilan TV LCD. Ini mengadopsi teknologi Luminance Controllable yang berfokus pada area AFLC, yang dapat menganalisis data gambar dengan sendirinya dan secara otomatis menyesuaikan kecerahan bagian tertentu untuk membuat bagian yang terang lebih terang dan lebih gelap. Bagiannya lebih gelap.

Layar kristal cair backlit LED hibrida, saturasi warna dapat mencapai 110%, rasio kontras dapat mencapai 10.000: kecepatan respons di bawah 1,8 ms, menggunakan teknologi sudut pandang lebar IPS, sudut pandang atas dan bawah, kiri dan kanan hingga 178 derajat. Tampilan lampu latar hybrid menggunakan LED dan lampu neon dapat mencapai saturasi warna 105%, yang 45% lebih tinggi daripada layar yang menggunakan lampu latar lampu neon, dan biayanya hanya sekitar 60% dari biaya lampu latar LED.

Karakteristik tampilan dan keunggulan biaya lampu latar emisi medan FE FE backlight juga akan mendapat tempat di masa depan.

OLED LED Organik Ini adalah tampilan masa depan, tetapi juga dapat digunakan sebagai lampu latar. Ini menyederhanakan struktur optik lampu latar dan memiliki tegangan mengemudi yang rendah. Namun, masalah saat ini adalah masa pakai yang pendek, efisiensi rendah, sensitivitas suhu rendah, dan harga tinggi. .

4 Lampu latar dan komponen lainnya

4.1 Pelat pemandu cahaya (hanya berlaku untuk lampu latar tipe lampu samping)

Bentuk dan bahan pelat pemandu cahaya menentukan kecerahan dan distribusi sumber cahaya yang dipancarkan.

Yang paling umum adalah pelat pemandu cahaya yang dicetak, berdasarkan jarak dari sumber cahaya, menggunakan bahan sumber cahaya yang sangat reflektif, seperti SiO2 dan TiO2 yang didistribusikan di permukaan bawah pelat pemandu cahaya, menggunakan sifat bahan cetak untuk menyerap dan menyebar, menghancurkan propagasi internal yang disebabkan oleh refleksi total. Distribusikan cahaya secara merata dari depan.

Jenis non-cetak meliputi pelat pemandu cahaya cetakan injeksi, menggunakan etsa, metode pemotongan, metode sandblasting untuk pemrosesan ulang, dan jenis difusi.

Jenis etsa mendesain titik pencetakan pada cetakan, dan jenis pemotongan memotong alur panjang di bagian depan pelat saluran. Sandblasting juga membentuk distribusi permukaan kasar pada inti cetakan. Metode difusi langsung menyuntikkan PMMA ke pelat saluran. Dalam hal kecerahan, pelat pemandu cahaya yang terukir tidak sebagus pelat pemandu cahaya yang dicetak.

4.2 Reflektor

Pelat reflektif dari modul lampu latar edge-lit ditempatkan di bagian bawah pelat pemandu cahaya untuk memantulkan cahaya yang bocor dari permukaan bawah kembali ke pelat pemandu cahaya untuk mencegah sumber cahaya bocor keluar untuk meningkatkan efisiensi penggunaan cahaya ; sedangkan modul lampu latar tipe langsung menempatkan pelat reflektif pada pelat pemandu cahaya. Permukaan bawah kotak lampu dapat ditempelkan di atasnya, dan berkas cahaya yang dipantulkan oleh pelat diffuser dipantulkan dari bagian bawah kotak lampu kembali ke pelat diffuser untuk digunakan.

Film reflektif logam yang umum digunakan, semakin baik konduktivitas logam, semakin dangkal kedalaman penetrasi, semakin tinggi reflektifitas, sehingga film reflektif logam terbuat dari emas, perak, dan tembaga dengan konduktivitas tinggi.

4.3 Diffuser

Umumnya, film difusi tradisional adalah menambahkan partikel kimia ke bahan dasar film difusi sebagai partikel hamburan. Partikel-partikel pelat difusi yang ada tersebar di antara lapisan resin, sehingga cahaya akan terus dibiaskan antara kedua lapisan ketika melewati lapisan difusi. Ketika melewati media dengan laju yang berbeda, cahaya juga akan mengalami banyak pembiasan, pemantulan, dan hamburan, sehingga mencapai efek difusi optik. Diffuser/sheet menyediakan sumber cahaya permukaan yang seragam, sekaligus mendukung diafragma lainnya.

Karena sifat partikel kimia material, itu pasti akan menyebabkan penyerapan cahaya dan kekacauan hamburan cahaya. Bagi pengamat jarak tetap, sebagian intensitas cahaya akan terbuang percuma. Selain itu, proses kimianya memakan waktu lama, dan biaya produksi yang dibutuhkan relatif tinggi. Selain itu, ada banyak diffuser yang terbuat dari bahan dan proses lain.

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

Arahan cahaya buruk setelah difusi, dan film peningkatan kecerahan harus digunakan untuk mengoreksi arah cahaya. Ini mencapai tujuan kondensasi cahaya dan meningkatkan kecerahan depan melalui pembiasan cahaya dan refleksi. Poliester atau polikarbonat digunakan sebagai bahan, dan struktur permukaannya umum. Ini adalah silinder prismatik atau semi-silinder, yang dapat menekuk sudut besar cahaya ke sudut yang lebih positif, mengurangi distribusi cahaya, mencapai konsentrasi positif, dan meningkatkan kecerahan modul lampu latar keseluruhan sebesar 60% ~ 100%. Biasanya satu Lampu latar akan menggunakan dua film peningkat kecerahan, yang tegak lurus satu sama lain untuk meningkatkan kecerahan.

Cahaya yang dekat dengan vertikal akan dipantulkan seluruhnya setelah memasuki film penambah cahaya, dan kembali ke reflektor bawah lagi, lalu kembali lagi. Setelah jalur tertentu, pasti ada sejumlah redaman. Oleh karena itu, untuk cahaya asli dengan sudut kecil, tidak akan ada bantuan yang berarti.

4.5 Film konversi polarisasi (konverter PS)

Dalam desain panel LCD yang ada, modul sumber cahaya menyaring cahaya paralel S-ray, memungkinkan sumber cahaya P-ray lewat, dan menggunakan cahaya terpolarisasi tunggal untuk menggerakkan atau menerangi panel LCD, sehingga cahaya melewati panel LCD. cahaya terpolarisasi sebelum memasuki panel LCD Pelat polarisasi akan menyerap energi dalam arah polarisasi tertentu, dan cahaya yang dihasilkan oleh tabung katoda dingin adalah cahaya non-terpolarisasi. Saat melewati pelat polarisasi pertama, lebih dari setengah energi cahaya akan diserap, membuat efisiensi penggunaan cahaya sangat buruk. Film konversi polarisasi digunakan, dan fungsinya adalah untuk mengubah keadaan polarisasi sumber cahaya. Polarizer reflektif digunakan untuk memisahkan cahaya yang dapat melewati dan cahaya yang tidak dapat melewati polarizer LCD, dan kemudian cahaya yang dipantulkan oleh reflektor diubah menjadi cahaya terpolarisasi yang dapat digunakan untuk mencapai tujuan meningkatkan kecerahan.

DBEF (Dual BEF) dengan film konversi polarisasi reflektif, yang mengintegrasikan fungsi pengumpulan cahaya dan konversi polarisasi. Selain peningkatan kecerahan depan, kecerahan sudut pandang besar juga ditingkatkan.

Prinsip struktur DBEF Di atas adalah komponen yang umum digunakan. Susunan diafragma juga sedikit berbeda pada backlight tipe edge dan backlight tipe direct.

5. Kesimpulan

Lampu latar edge-lit terutama digunakan di komputer desktop dan monitor komputer notebook. TV LCD menggunakan lampu latar yang menyala langsung. Saat ini, CCFL masih menjadi sumber utama. Namun, dengan bertambahnya panel, efisiensi biaya dan pemanfaatan cahayanya tidak ideal. Alternatif yang lebih mudah dalam jangka pendek adalah lampu latar EEFL.

Saturasi warna dan efisiensi cahaya LED masih meningkat, dan akan menjadi arus utama jika diselesaikan.