液晶屏本身并不發(fā)光,需要背光源來照亮像素,以顯示圖像。沒有背光,液晶屏就像一個沒有燈光的舞臺,無論演員表演得多么出色,觀眾也無法欣賞到精彩的演出。
因此,LED背光源,這個看似不起眼卻至關重要的組件,是液晶顯示器能夠正常顯示圖像和文字的關鍵所在。今天,就讓我們一起深入了解LED背光源及工作原理與背光模組構成的核心元件,揭開它的神秘面紗!
一、什么是背光源
什么是背光源?顧名思義就是提供光源的物體,它就像我們日常生活中使用的手電筒、日光燈一樣,不過它是面光源,而不是點光源或者線光源。
在液晶顯示器件中,由于LCD本身是不發(fā)光的,所以就需要背光源提供光,使模塊上顯示的內容能被外界看見。
一塊液晶顯示模組如果去掉背光源,連接測試程序切換畫面,其內部液晶分子是在正常偏轉的,但外觀只能看到黑色畫面。
此時如果用手電筒在T側打光,也能看到測試畫面,這時候手電筒的光就充當了背光源的功能,當需要分析不良品又沒有匹配的背光時,可以采用這種“簡配”的檢查方式。
二、背光布局的側入式和直下式
背光的種類:按照發(fā)光類型來分,可分為側入式和直下式(底背光式)兩種。
側入式背光成本低、厚度薄、功耗低,但亮度低且不均勻,常用于手機,筆記本屏幕等,主要是因為側入式可以明顯降低整個產(chǎn)品的厚度,使其變得輕薄。
側入式背光模組,光源位于模組的一側,光通過導光板的傳導后再通過光學膜材進入液晶玻璃上。拆解結構如下圖:
而直下式背光則有著更高的亮度和更好的均勻性,同時可以使用分區(qū)背光設計來提高亮度和對比度、緩解漏光現(xiàn)象,因此使用了分區(qū)背光設計的直下式背光常被用于高端
IPS 顯示器。
直下式背光模組,光源位于模組底下,光通過擴散板的擴散后再通過光學膜材進入液晶玻璃。結構如下圖:
三、背光源的工作原理
背光源的工作原理,就是將點光源轉換成面光源,為LCD產(chǎn)品提供顯示所需的外部光源,背光源內部的各層膜材組合,就是為了完成“將點光源轉換成面光源”這一任務而設計的。
四、背光模組的核心元件
背光模組主要由背光光源、導光板、反射膜、擴散膜及增亮膜(棱鏡片)組成,是液晶顯示屏的背面光源組件。
本文主要講述側入式背光,它的組成部分有:燈條/Light Bar(LED+FPC),導光板/LGP,反射片/R,擴散膜/D,增光膜(棱鏡片)/BEF等,結構如下圖;
1.燈條(Light Bar)是由發(fā)光二極管(LED)和FPC組的,具體是將LED燈珠貼裝在FPC上,外面延伸出一段FPC通過金手指壓合與外部電路連接。
不同LED的燈珠具有不同的色度,組合而成的背光源發(fā)出的光就會有色坐標的差異,同樣是白色畫面,有的白色偏紅,有的白色偏綠,有的白色偏黃等等。
尤其雙聯(lián)屏,兩個屏貼在同一片玻璃蓋板上,這種差異就會尤其明顯,所以產(chǎn)品設計之初就需要設定色坐標的范圍,來約束產(chǎn)品的變異。
2.導光板:light guide plate(LGP),主要功能為導引側面進入的光源轉為平面出光。
是一片單側帶網(wǎng)點的透明板,由LED燈條發(fā)出的光從導光板的一側照射進入,光在導光板內部傳導,會照射到導光板的網(wǎng)點上,產(chǎn)生散射,進而使得光從導光板沒有網(wǎng)點的一面輸出,這樣就會將燈條發(fā)出的光轉化為面光源,如果去掉這一層點亮,就會發(fā)現(xiàn)整個產(chǎn)品燈條一側偏亮,而對側則偏暗。
3.反射片(反射膜):Reflector,位于LGP底層,這一層對光的反射效率很高,是為了將LGP底部漏出的光,反射回LGP再利用,以增加光的使用效率,并且增加光亮度的作用。
4.擴散膜:Diffuser,將經(jīng)過擴散膜的光線,通過擴散膜內部的亞克力球,粗糙表面或擴散粒子使其折射,散射,最終將光線均勻化,可有效勻化光,遮蓋不良,使光線均勻分布到液晶屏的整個表面。
5.增光膜:BEF,也叫棱鏡膜,表面具有棱鏡結構,有聚光作用,將分散的光線集中在一定范圍內射出,提高該范圍內光線的亮度。
將其組裝在背光源前面,可以使背光源發(fā)出的光向顯示屏用戶方向聚集,可將正面亮度提高約100[%](兩片正交使用情況下,有模豎BEF)。
并且,視角外未被利用的光,可以根據(jù)光的再反射效應被循環(huán)利用,并以適當?shù)慕嵌染奂蚴褂谜摺?br/>
每一個元件都扮演著至關重要的角色,它們的協(xié)同工作才能呈現(xiàn)出我們所看到的完美畫面。
五、背光技術亮點
?節(jié)能高效?:LED背光源具有能耗低、壽命長的優(yōu)點,可根據(jù)需要進行亮度調節(jié),實現(xiàn)節(jié)能效果。
畫質超群?:背光源的均勻性和亮度確保了屏幕上的圖像和文字清晰可見,帶來極致的視覺體驗。
通過今天的精講,相信你已經(jīng)對背光源的工作原理及核心元件有了深入的了解。背光源作為LCD液晶顯示屏幕的核心組件之一,它的卓越性能和精湛工藝為我們帶來了清晰、亮麗的視覺享受。讓我們一起期待未來顯示技術的更多創(chuàng)新與發(fā)展吧!
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