背光源(Backlight)的起源發(fā)展及分類

1、背光源(Backlight)的起源發(fā)展及分類    中心論題：    · 背光源的發(fā)光效果會直接影響液晶顯示器顯示模塊的視覺效果    · 背光源的光源選擇決定背光源的功耗、亮度、顏色等    · 背光源性能是LCD模塊中相當重要的零組件，它的好壞會直接影響LCD顯像質量。CCFL背光源仍是背光    · 中國液晶顯示器背光源市場潛力巨大，廠家競爭激烈解決方

2、案：    · 利用背光模組把點光源或線光源發(fā)出的光通過漫反射使之成為面光源，用LED代替CCFL    · LED作為背光源可以大幅度的提升畫質同時兼顧    所謂背光源（BackLight）應該是位于液晶顯示器（LCD）背后的一種光源，它的發(fā)光效果將直接影響到液晶顯示模塊（LCM）視覺效果。液晶顯示器本身并不發(fā)光，它顯示圖形或字符是它對光線調制的結果，因此對于它顯示的內容如果不加背光源的話，我們將無法看到它所顯示的內容。實際它只是起一個閥門的作用，稱為

3、光閥。這個閥門可以 用于背光源的光源在背光源的設計中，所用光源的選用是很重要的。所用的光源決定了背光源的功耗、亮度、顏色等光電參數(shù)，也決定了其使用條件和使用壽命等特性。下表為可用于液晶顯示器背光源的光源及其特點簡單對比介紹:光源形狀      光源種類                        顏色

4、60;       功耗(W)（瓦特） 壽命(h)（小時）                 特點 點狀光源                Lamp(燈泡)     

5、60;                  2800K左右       1.0以上            2,000     簡單、小型、價低 體積大、發(fā)熱嚴重   

6、60;          LED發(fā)光二極管）      藍紅430700nm     0.038以上      100,000        壽命長、低發(fā)熱 亮度稍低線狀光源           &#

7、160;CCFL（冷陰極熒光管）紅、綠、藍及其混合色 1.010.0      25,000     亮度高、壽命長逆變器            HCFL （熱陰極熒光管）                    

8、;            4.0220         57,000                     發(fā)熱嚴重面狀光源     &#

9、160;      VFD（扁平熒光燈）      200mW/cm2以下                                5,000  

10、;   亮度高、均勻性好 雙            EL（電致發(fā)光片）           20mW/cm2以下                      &#

11、160;         5,000     薄、均勻性好壽命短、亮度低           OEL（有機電致發(fā)光片）                    &

12、#160;                                 1,000以上  薄、均勻性好、亮度高 壽命短           FED

13、（平板場發(fā)射）                                                 

14、;           10,000以上            亮度高 開發(fā)中背光源的分類LCD為非發(fā)光性的顯示裝置，須要藉助背光源才能達到顯示的功能。背光源性能的好壞除了會直接影響LCD顯像質量外，背光源的成本占LCD模塊的3-5%，所消耗的 LCD面板的光源。主要由光源、導光板、光學用膜片、塑膠框等組成。背光源具有亮度高，壽命長、發(fā)光均勻等特點。目前主要有EL、 CCFL及

15、LED三種背光源類型，依光源分布位置不同則分為側光式和直下式。隨著LCD模組不斷向更亮、更輕、更薄方向發(fā)展，側光式CCFL式背光源成為目前背光源發(fā)展的主流。電致發(fā)光(EL)背光源體薄量輕，提供的光線均勻一致。它的功耗很低，要求的工作電壓為80100Vac，提供工作電壓的逆變器可把5/12/24Vdc的輸入變換為交流輸出。但EL背光源的使用壽命有限(在50%亮度條件下的平均使用壽命為30005000小時，在更高的亮度水平上使用壽命將大為縮短)，因此，理想的EL背面照明用逆變器允許輸出電壓和頻率隨著EL燈泡的老化而增加，從而延長采用EL的背面照明光源的顯示器的有效使用壽命。EL背面照明對于像手表、

16、數(shù)字臺式鐘和單色PDA等需要極度微弱的照明以便在光線朦朧或昏暗條件下使用的小型反射式LCD應用而言是較為適用的。然而，低效率、低亮度以及短壽命使其不適用于諸如膝上型電腦和平板桌上型監(jiān)視器所要求的大型LCD這樣的透射型背面照明用途。LED背光源的使用壽命比EL長(超過5000小時)，且使用直流電壓，通常應用于小型的單色顯示器，比如電話、遙控器、微波爐、空調、儀器儀表、立體聲音頻設備等。但是，其亮度目前也不足以為大型透射式顯示器提供背面光源。LED背光源與CCFL背光源在結構上基本是一致的，其中主要的區(qū)別在于LED是點光源，而CCFL是線光源。小型冷陰極熒光燈(CCFL)提供了用于大型LCD所需的

17、亮度和壽命(以及燈光管制能力)，這就是它至今仍是背光照明最為常用的方法的原因。但是，熱量堆積是一個值得關注的問題。導光板的作用在于引導光的散射方向，用來提高面板的亮度，并確保面板亮度的均勻性，導光板的良優(yōu)對背光板影響甚大，因此，側光式背光板中導光板的設計制作是關鍵技術之一。導光板是利用射出成型的方法將丙烯壓制成表面光滑的板塊，然后用具有高反射且不吸光的材料，在導光板的底面用網(wǎng)版印刷的方式印上擴散點，冷陰極熒光燈位于導光板側邊的厚端，冷陰極管所發(fā)出的光利用反射往薄的一端傳導，當光線射到擴散點時，反射光會往各個角度擴散，然后破壞反射條件由導光板正面射出，利用各種疏密、大小不一的擴散點，可使導光板均

18、勻發(fā)光。反射板的用途在于將底面露出的光反射回導光板中，用來提高光的使用效率。導光板按照工藝流程不同又可分為印刷式及非印刷式，印刷式是在壓克力平板上用具高反射率且不吸光的材料，在導光板底面用網(wǎng)版印刷印上圓形或方形的擴散點。非印刷式則是利用精密模具使導光板在射出成型時，在丙烯材料中加入少量不同折射率的顆粒狀材質，直接形成密布的微小凸點，其作用有如網(wǎng)點。印刷法的效果不如非印刷法。非印刷法效果優(yōu)異，使用人數(shù)少，速度快，效率高，但是技術門檻很高，需要掌握精密射出成型，精密模具，光學等技術才能掌握。目前世界上有三家企業(yè)精于此道，市場基本也有這三家把持，按照2002年臺灣IEK統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，市場份額分別是旭

19、化成(35%)、三菱(25%)、Kuraray(18%)、其余大多是印刷法生產(chǎn)的導光板。同時旭化成也是有機玻璃材料的最大提供商，占據(jù)市場超過50%的份額。而三菱在有機玻璃生產(chǎn)加工技術方面是全世界最優(yōu)秀的。目前國內廠商大多仍采用印刷式的導光板作為導光組件，印刷式的導光板具有開發(fā)成本低及生產(chǎn)快速的優(yōu)點，而非印刷式的技術難度較高，但在亮度上表現(xiàn)優(yōu)異，技術為瓶頸所在，另外，根據(jù)形狀可分為平板及楔形板，平板多應用于監(jiān)視器，楔型板多用于筆記型計算機。至于擴散板及主要用途，在于提高正面的亮度，擴散板的作用在于讓光的分布更加均勻使從正面看不到反射點的影子。由于光自擴散板射出后，其光的指向性非常差，必須利用棱鏡

20、片來修正光的方向，達到聚光的效果，提高正面的亮度。可見，背光模組的作用無非就是把點光源或線光源發(fā)出的光通過漫反射使之成為面光源。但這個背光源大有學問，在搭配不同數(shù)量的燈管時其表面的紋理會有不同的變化，背光板的設計涵蓋了光學設計、精密模具以及蝕刻、印刷等精密科技。LCD-TV的背光模組大約占原材料成本的23%（15英寸）到37%（30英寸），是LCD-TV原材料中比例最大的一部分。背光模組中光學膜最昂貴，占到背光模組成本的44%，導光板占16%，燈管占12%，其它如燈罩，外框等占28%。中國已經(jīng)成為世界最大的TN-LCD生產(chǎn)國。據(jù)統(tǒng)計:2000年中國顯示器產(chǎn)業(yè)銷售額約為407億元。其中液晶顯示器

21、為60億元。到今年底，中國顯示器產(chǎn)業(yè)的工業(yè)總產(chǎn)值約為600億元，其中液晶顯示器約為80100億元。中國是液晶顯示器背光源巨大的潛在市場。背光模組技術門檻和資金門檻很低，又是朝陽產(chǎn)業(yè)，因此初期產(chǎn)業(yè)進入障礙并不高，吸引許多中小型廠商跨入此一領域。然而，由于背光板模塊并不是可以大量產(chǎn)的商品，在LCD面板應用范圍越趨廣泛下，產(chǎn)品尺寸及規(guī)格也就越來越多，其中，導光板的規(guī)格、尺寸及厚薄各家面板廠商皆不相同，背光模塊廠商必須針對各家客戶的需求，以設計各種不同的背光模塊。此外，零組件的供應來源是否齊備，線上人員的訓練和品質，加上后段組立能否達到量產(chǎn)等議題皆值得追蹤，人力培訓至上線均需至少3個月時間，人員制程熟

22、練度影響其制程良率甚大，且訓練初期材料耗損較高，因此廠商如何控制成本為重點。故盡管在初期障礙不大下，小廠林立，惟實際能爭取到客源，穩(wěn)定量產(chǎn)出貨的廠商將僅是少數(shù)。背光板模塊獲利遭LCD模組廠商擠壓、及同業(yè)的競爭壓力下，薄利多銷現(xiàn)已成為業(yè)界普遍的現(xiàn)象。激烈競爭的背光模組市場只有靠規(guī)模出效益，大者恒大。不過由于背光模組上游競爭不充分，加上目前背光模組廠家度日維艱，價格一降再降，因此背光模組的價格不可能下降很多。由于背光模塊認證期間長，一旦獲得LCD面板廠商采用后將不會輕易改變，新競爭者將不易輕易介入，因此，在市場上經(jīng)營較早者，將占有一定優(yōu)勢。值得注意的是，隨著歐美市場上環(huán)保認證的推行，越來越多的背光源要舍棄含鉛汞成份的CCFL光源。加上近二年間LED亮度突破性的提高和生產(chǎn)成本的降低，所以加大力度研發(fā)LED為光源的背光系統(tǒng)作為替代CCFL背光源，是將來各大背光源廠商的重要方向。 背光源工藝簡介導光板的制作導光板如果只是一個平面，沒有導柱和各種擋墻的結構，厚度在2MM以上，一般就可以采用切割壓