液晶屏本身并不发光,需要背光源来照亮像素,以显示图像。没有背光,液晶屏就像一个没有灯光的舞台,无论演员表演得多么出色,观众也无法欣赏到精彩的演出。
因此,LED背光源,这个看似不起眼却至关重要的组件,是液晶显示器能够正常显示图像和文字的关键所在。今天,就让我们一起深入了解LED背光源及工作原理与背光模组构成的核心元件,揭开它的神秘面纱!
一、什么是背光源
什么是背光源?顾名思义就是提供光源的物体,它就像我们日常生活中使用的手电筒、日光灯一样,不过它是面光源,而不是点光源或者线光源。
在液晶显示器件中,由于LCD本身是不发光的,所以就需要背光源提供光,使模块上显示的内容能被外界看见。
一块液晶显示模组如果去掉背光源,连接测试程序切换画面,其内部液晶分子是在正常偏转的,但外观只能看到黑色画面。
此时如果用手电筒在T侧打光,也能看到测试画面,这时候手电筒的光就充当了背光源的功能,当需要分析不良品又没有匹配的背光时,可以采用这种“简配”的检查方式。
二、背光布局的侧入式和直下式
背光的种类:按照发光类型来分,可分为侧入式和直下式(底背光式)两种。
侧入式背光成本低、厚度薄、功耗低,但亮度低且不均匀,常用于手机,笔记本屏幕等,主要是因为侧入式可以明显降低整个产品的厚度,使其变得轻薄。
侧入式背光模组,光源位于模组的一侧,光通过导光板的传导后再通过光学膜材进入液晶玻璃上。拆解结构如下图:
而直下式背光则有着更高的亮度和更好的均匀性,同时可以使用分区背光设计来提高亮度和对比度、缓解漏光现象,因此使用了分区背光设计的直下式背光常被用于高端IPS 显示器。
直下式背光模组,光源位于模组底下,光通过扩散板的扩散后再通过光学膜材进入液晶玻璃。结构如下图:
三、背光源的工作原理
背光源的工作原理,就是将点光源转换成面光源,为LCD产品提供显示所需的外部光源,背光源内部的各层膜材组合,就是为了完成“将点光源转换成面光源”这一任务而设计的。
四、背光模组的核心元件
背光模组主要由背光光源、导光板、反射膜、扩散膜及增亮膜(棱镜片)组成,是液晶显示屏的背面光源组件。
本文主要讲述侧入式背光,它的组成部分有:灯条/LightBar(LED+FPC),导光板/LGP,反射片/R,扩散膜/D,增光膜(棱镜片)/BEF等,结构如下图;
1.灯条(LightBar)是由发光二极管(LED)和FPC组的,具体是将LED灯珠贴装在FPC上,外面延伸出一段FPC通过金手指压合与外部电路连接。
不同LED的灯珠具有不同的色度,组合而成的背光源发出的光就会有色坐标的差异,同样是白色画面,有的白色偏红,有的白色偏绿,有的白色偏黄等等。
尤其双联屏,两个屏贴在同一片玻璃盖板上,这种差异就会尤其明显,所以产品设计之初就需要设定色坐标的范围,来约束产品的变异。
2.导光板:light guide plate(LGP),主要功能为导引侧面进入的光源转为平面出光。
是一片单侧带网点的透明板,由LED灯条发出的光从导光板的一侧照射进入,光在导光板内部传导,会照射到导光板的网点上,产生散射,进而使得光从导光板没有网点的一面输出,这样就会将灯条发出的光转化为面光源,如果去掉这一层点亮,就会发现整个产品灯条一侧偏亮,而对侧则偏暗。
3.反射片(反射膜):Reflector,位于LGP底层,这一层对光的反射效率很高,是为了将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.扩散膜:Diffuser,将经过扩散膜的光线,通过扩散膜内部的亚克力球,粗糙表面或扩散粒子使其折射,散射,最终将光线均匀化,可有效匀化光,遮盖不良,使光线均匀分布到液晶屏的整个表面。
5.增光膜:BEF,也叫棱镜膜,表面具有棱镜结构,有聚光作用,将分散的光线集中在一定范围内射出,提高该范围内光线的亮度。
将其组装在背光源前面,可以使背光源发出的光向显示屏用户方向聚集,可将正面亮度提高约100[%](两片正交使用情况下,有模竖BEF)。
并且,视角外未被利用的光,可以根据光的再反射效应被循环利用,并以适当的角度聚集向使用者。
每一个元件都扮演着至关重要的角色,它们的协同工作才能呈现出我们所看到的完美画面。
五、背光技术亮点
节能高效:LED背光源具有能耗低、寿命长的优点,可根据需要进行亮度调节,实现节能效果。
画质超群:背光源的均匀性和亮度确保了屏幕上的图像和文字清晰可见,带来极致的视觉体验。
通过今天的精讲,相信你已经对背光源的工作原理及核心元件有了深入的了解。背光源作为LCD液晶显示屏幕的核心组件之一,它的卓越性能和精湛工艺为我们带来了清晰、亮丽的视觉享受。让我们一起期待未来显示技术的更多创新与发展吧!
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