顯示技術(shù)進(jìn)展-6Lecture6-背光模組光學(xué)系統(tǒng)

顯示技術(shù)進(jìn)展

ProgressinDisplayTechnology主講：劉琳西安郵電學(xué)院光電信息工程教研室Email：liulin@2009～2010學(xué)年第一學(xué)期背光模組光學(xué)系統(tǒng)前言(1)FPD可分為自發(fā)光型無機(jī)二極管顯示器等離子面板顯示器(PDP)有機(jī)電激發(fā)光顯示器(OLED)非自發(fā)光型超扭曲向列型液晶平面顯示器(STN-LCD)薄膜電晶體液晶平面顯示器(TFT-LCD)顯示技術(shù)進(jìn)展3前言(2)非自發(fā)光型的LCD必須借重照明光源的輔助，才能表示出靜態(tài)的數(shù)據(jù)文字和動態(tài)的影像畫面等資訊照明光源的明亮度及其光度分布的設(shè)計(jì)，均隨著不同架構(gòu)而有所變化顯示技術(shù)進(jìn)展4資料來源：瑞儀光電顯示技術(shù)進(jìn)展5資料來源：瑞儀光電顯示技術(shù)進(jìn)展6資料來源：瑞儀光電顯示技術(shù)進(jìn)展7顯示技術(shù)進(jìn)展8顯示技術(shù)進(jìn)展9顯示技術(shù)進(jìn)展10顯示技術(shù)進(jìn)展11資料來源：瑞儀光電顯示技術(shù)進(jìn)展12資料來源：瑞儀光電顯示技術(shù)進(jìn)展13資料來源：瑞儀光電顯示技術(shù)進(jìn)展14背光板材料及其種類背光模組(BacklightModule)可分類為直視型(DirectView)直下式(DirectType)的汽車導(dǎo)航系統(tǒng),全面發(fā)光方式的影像攝影照相機(jī)和數(shù)碼照相機(jī)邊側(cè)式的(EdgeSide)導(dǎo)光板方式的筆記本電腦影像攝影照相機(jī)中空方式的大型監(jiān)視器,投射型(Projection)以液晶投射機(jī)為代表顯示技術(shù)進(jìn)展15背光板光源分類白熱型白熱電燈管鹵素電燈管一般白熱電燈管反射型白熱電燈管特殊用電燈管燃燒型閃光電燈管放電型高壓放電燈管超高壓放電燈管低壓放電燈管其他型發(fā)光二極管雷射光電子光束顯示技術(shù)進(jìn)展16邊側(cè)式背光板在邊側(cè)式的背光板中，主要發(fā)光源有發(fā)光二極管(LightEmittingDiode，LED)電激發(fā)光元件(Electroluminescence，EL)冷陰極熒光燈(ColdCathodeFluorescenceLamp，CCFL)，為市場的主流產(chǎn)品配置于有效發(fā)光面的外側(cè)，經(jīng)導(dǎo)光而正面投射，種類可分為使用導(dǎo)光板(LightGuidePlate)的方式不使用導(dǎo)光板的方式。顯示技術(shù)進(jìn)展17資料來源：帝晶光電顯示技術(shù)進(jìn)展18資料來源：帝晶光電顯示技術(shù)進(jìn)展19資料來源：帝晶光電顯示技術(shù)進(jìn)展20資料來源：鉅虹電子顯示技術(shù)進(jìn)展21資料來源：帝晶光電顯示技術(shù)進(jìn)展22資料來源：帝晶光電顯示技術(shù)進(jìn)展23資料來源：帝晶光電顯示技術(shù)進(jìn)展24資料來源：瑞儀光電顯示技術(shù)進(jìn)展25資料來源：瑞儀光電顯示技術(shù)進(jìn)展2615吋TFT-LCD面板為例冷陰極燈管的管徑(外徑/內(nèi)徑，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等六種燈管內(nèi)的氣體壓力(Pa)有10,000、9,333、8,000、6,600等四種燈管長度(mm)界于300~336之間，其種類約有20種顯示技術(shù)進(jìn)展27資料來源：瑞儀光電顯示技術(shù)進(jìn)展28導(dǎo)光板使用(1)導(dǎo)光板一般為光學(xué)透明度高的壓克力樹脂和聚碳樹脂等作為光源傳送媒介導(dǎo)光板方式可以薄型化且其效率是最高的。優(yōu)點(diǎn)：高均勻性及視野角度的控制較容易顯示技術(shù)進(jìn)展29導(dǎo)光板使用(2)為了使光源側(cè)送出的光線，能在有效發(fā)光面上均勻地散射，在導(dǎo)光板的里面進(jìn)行點(diǎn)狀的印刷工程最近有取代點(diǎn)狀印刷工程的方案，是在導(dǎo)光板成型時，同時執(zhí)行里面加工而省略了印刷的工程，里面加工是將有V槽和凹槽等圖案的加工模具，同時加壓一體成型顯示技術(shù)進(jìn)展30資料來源：帝晶光電顯示技術(shù)進(jìn)展31資料來源：帝晶光電顯示技術(shù)進(jìn)展32資料來源：瑞儀光電顯示技術(shù)進(jìn)展33資料來源：瑞儀光電顯示技術(shù)進(jìn)展34資料來源：瑞儀光電顯示技術(shù)進(jìn)展35資料來源：瑞儀光電顯示技術(shù)進(jìn)展36資料來源：瑞儀光電顯示技術(shù)進(jìn)展37資料來源：瑞儀光電顯示技術(shù)進(jìn)展38資料來源：瑞儀光電顯示技術(shù)進(jìn)展39資料來源：瑞儀光電顯示技術(shù)進(jìn)展40資料來源：瑞儀光電顯示技術(shù)進(jìn)展41資料來源：瑞儀光電顯示技術(shù)進(jìn)展42資料來源：瑞儀光電顯示技術(shù)進(jìn)展43背光板結(jié)構(gòu)及特性導(dǎo)光板方式的背光板直下式的背光板全面發(fā)光管方式的背光板顯示技術(shù)進(jìn)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，將一條或數(shù)條冷陰極管并行地排列成面光源方式的背光板此種方式的特點(diǎn)是熒光燈的發(fā)光量可有效率地充分利用；缺點(diǎn)是直接觀看其形狀時，其輝度將產(chǎn)生不均勻的變化解決之道是在燈管和面板間插入擴(kuò)散板(ExpandSheet)，或鍍有鋁的導(dǎo)光欄柵(GuideCurtain)，以獲得輝度均一化，唯一缺點(diǎn)是背光板的厚度增加顯示技術(shù)進(jìn)展45邊側(cè)式背光板(1)邊側(cè)式的(Edge-Type)背光板是由燈管(Lamp)、反射板(Reflector)所持有燈管承接器(LampHolder)所成之集光部(Collector)光導(dǎo)引的壓克力板底部印刷有白色點(diǎn)狀圖案及其下方設(shè)置反射板在上方設(shè)置有將光擴(kuò)散之薄膜的導(dǎo)光部(GuidePlate)等結(jié)構(gòu)所組成顯示技術(shù)進(jìn)展46邊側(cè)式背光板(2)集光部是將點(diǎn)燈燈管之照射光有效使其由一方輸出導(dǎo)光部是將集光部的光源，全反射于透明導(dǎo)光板的壓克力板，使其成為平面光源顯示技術(shù)進(jìn)展47邊側(cè)式背光板(3)邊側(cè)式背光板是可以使用小口徑的燈管和薄的導(dǎo)光板，因此薄型化和輕量化是有可能的，但其燈管發(fā)光效率的利用性不理想且輝度值也很低的顯示技術(shù)進(jìn)展48背光板性能要求(1)背光板性能要求項(xiàng)目，有亮度(LightOutput)均勻度消耗電能壽命尺寸厚度等顯示技術(shù)進(jìn)展49背光板性能要求(2)對于LCD亮度提升的方法，是有效將LCD面板所射出的光線導(dǎo)引到一定方向上，利用設(shè)置于擴(kuò)散板上具透鏡功能的棱鏡板(PrismSheet)可獲得明亮的畫面，但其視野角度是較狹窄的。目前大部分背光板模組的總厚度設(shè)計(jì)為5mm、導(dǎo)光板的入射端是2mm及反射端的1mm。顯示技術(shù)進(jìn)展50資料來源：帝晶光電顯示技術(shù)進(jìn)展51資料來源：瑞儀光電顯示技術(shù)進(jìn)展52資料來源：鉅虹電子顯示技術(shù)進(jìn)展53資料來源：鉅虹電子顯示技術(shù)進(jìn)展54背光板發(fā)展方向背光板發(fā)展方向，是在亞克力樹脂的導(dǎo)光體內(nèi)，分布著折射率不同的材料，形成光散射高分子導(dǎo)光體方式的背光板利用高分子聚合物的光多重散射作用，達(dá)到均一的平面光射出優(yōu)點(diǎn)是在導(dǎo)光板里面的點(diǎn)狀圖案和其表面擴(kuò)散板將可不需要顯示技術(shù)進(jìn)展55資料來源：瑞儀光電顯示技術(shù)進(jìn)展56專有名詞(1)背光板模組(BackLightModule)：基本結(jié)構(gòu)是由冷陰極燈管導(dǎo)光板反射板擴(kuò)散板等所組成顯示技術(shù)進(jìn)展57專有名詞(2)冷陰極燈管(ColdCathodeFluorescentLight)：發(fā)光現(xiàn)象源自于電熾放電原理背光源模組的熒光燈是歸類于CCFL的熒光燈總電功率消耗，歸因于陽極光柱的損耗及其電極的損耗等陽極光柱的損耗是與其燈管的長度成正比，隨著其電壓值的增加，熒光燈的溫度將會升至某一溫度后，繼續(xù)加大電壓時，其溫度不會上升反而下降顯示技術(shù)進(jìn)展58專有名詞(3)電激發(fā)光背光元件(ElectroLuminescenceBack-LightDevice)：是利用電壓的激發(fā)作用，而自行發(fā)出冷光的一種元件，亦是LCD模組中必要的背光源元件顯示技術(shù)進(jìn)展59專有名詞(4)直下型背光方式(DirectorBottomBack-LightType)：在冷陰極熒光燈管的上層部分裝配擴(kuò)散板，而于其下層部分設(shè)有反射板此一組合方式可以獲得均勻的表面明亮度，有利于光亮度化的設(shè)計(jì)，但是不利于其厚度的減少設(shè)計(jì)顯示技術(shù)進(jìn)展60專有名詞(5)邊緣型背光方式(EdgeBack-LightType)：亦稱側(cè)邊型背光方式一般以壓克力板作為導(dǎo)光板，背面部份為反射板功能，表面貼附擴(kuò)散板，側(cè)邊置入1至2支CCFL組合特點(diǎn)為具有明亮度均一性及薄型化顯示技術(shù)進(jìn)展61專有名詞(6)導(dǎo)光板(GuidingPlate)：主要功能在導(dǎo)引反射光源，使其光