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在一般的产品应用中,为了降低成本并提,通常将背光源及其驱动电路、改善光学性能的光学薄膜以及其他附属组件集成为一个能和液晶面板直接配合使用的组件,即背光模组。背光模组是构成液晶显示器的重要元件,也是影响液晶显示器显示质量和性能的重要元件。背光模组的背光源主要有三类:冷阴极荧光灯背光源(Cold Cathode Fluorescent Lamps,CCFL)、电致发光背光源(EL)以及发光二极管背光源(Light Emitting Diode,LED)。2008年以前,CCFL为背光模组的主流光源,CCFL具有亮度高、使用寿命长、成本低等优点。但是CCFL也具有覆盖率低、色重现性差、功耗大等缺点,而且CCFL本身含有,不利于环保,因此在一定程度上制约了LCD的进一步发展。2008年以后,随着白光LED技术的成熟,L ED背光源凭借着高光效、高显色能力、长寿命、广、无铅无、低电压驱动、高响应速度、近似点光源、紧凑不易碎等优点开始崭露头角,并成为了下一代绿色环保显示技术的技术方案。
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以CCFL作为背光源只能有两个状态,只有“开”或者“关”,因此只能工作在背光全亮模式如图1-3-1(a)所示。这样造成两个主要的缺点:(1) LCD显示器因为液晶分子的特性,在显示灰度比较暗的图像时存在漏光现象。因此当液晶显示器显示暗像时,CCFL背光源仍是全亮模式,受LCD显示器漏光现象的影响,造成显示图像对比度下降。(2)由于背光一直在全亮状态,能耗比较大。而以LED作为背光源时,由于LED体积较小,是由LED均匀地分布在整个背光面上构成LED阵列(如图1-3-2所示),各个LED所照射出的光均匀地投射在整个背光膜上。虽然难以单独控制液晶的每一个像素点的亮度,但是可以尽量细分对液晶的照明区域,实现对LED阵列的分区域控制,根据待显示图像的亮度值,控制对应背光区域的LED点阵块的亮度值,实现动态背光,如图1-3-1 (b)所示,从而使得待显示图像中暗的区域更暗,亮的区域更亮,以达到提高图像对比度的目的。同时由于LED背光源不是一直处于全亮状态,在一定程度上也降低了能耗。
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LED背光源在近几年迅速发展,从早期的底面出光方式发展到侧导光方式。侧导光LED背光源比底面出光LED背光源具有成本低、功耗低、厚度薄等优点。尤其随着LED技术的发展,出现了AIInGaP四元系材料和GaN基材料,实现了LED超高亮度和全色化,使得侧导光LED背光源可利用较少的LED个数达到所需的发光亮度和颜色的要求成为可能,发挥出令人满意的效果,LED技术的发展推动了侧导光LED背光源的迅速发展。下面介绍一下这一发展的侧导光LED背光源的原理及设计要点。
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在背光源组件中,导光板是关键的光学元件,它是一块透明的塑料聚甲脂(PMMA)材料,底面涂上白色反射点或注塑成小凸点,边缘涂上白色反射材料或覆盖一张镜面反射金属胶带。散射膜是一张半透明的PC材料,起到降低亮度,提高均匀性的作用。反光纸是一张光滑白色的纸片,起到光反射、减少光线泄漏的作用。
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