背光源

背光源的写法

背光源介绍

背光源（BackLight）是位于液晶显示器（LCD）背后的一种光源，它的发光效果将直接影响到液晶显示模块（LCM）视觉效果。液晶显示器本身并不发光，它显示图形或字符是它对光线调制的结果。

分类

背光源目前按光源类型主要有EL、CCFL及LED三种背光源类型，依光源分布位置不同则分为侧光式和直下式（底背光式）。以下是它们的简单介绍。

1、边光式。即将线形或点状光源设置在经过特殊设计的导光板的侧边做成的背光源。根据实际使用的需要，又可做成双边式，甚至三边式。边光式背光一般可做的很薄，但光源的光利用率较小，且越薄利用率越小，约50[[[%]]]。其技术核心是导光板的设计和制作。边光式最常用的有LED灯背光和CCFL背光。随着LCD模组不断向更亮、更轻、更薄方向发展，侧光式CCFL式背光源成为目前背光源发展的主流。

1)、LED灯背光。LED灯又称发光二极管，比起其它光源，单个LED灯的功耗是最小的。从蓝到红，LED灯有很多种颜色，另外还有一种特殊的颜色是白色。在各种颜色里，可大致分为高亮和低亮的两种。由于白色是混合色，无可标识的波长值，因此，以其在色度图上的坐标值来表示。我们自定义为“冷白色”和“暖白色”两种。在各种颜色里，都存在颜色偏差的问题，其中蓝色和白色表现的较为明显，尤其是白色，现在LED的供应商也无法对其进行有效的控制。

2)、CCFL背光。此种背光的优点是亮度高，所以面积较大的黑白负相、蓝模负相和彩色液晶显示器件基本上都采用它。理论上，它可以根据三基色的配色原理做出各种颜色。其缺点是功耗较大，还需逆变电路驱动，而且工作温度较窄，为0~60度之间，而LED等其它的背光源都可达到-20~70之间。

2、底背光式。是一个有一定结构的平板式的面光源，可以是一个连续均匀的面光源，如EL或平板荧光灯；也可以是一个由较多的点光源构成，如点阵LED或白炽灯背光源等。常用的是LED点阵和EL背光。

1)EL背光。即电致发光，是靠荧光粉在交变电场激发下的本征发光而发光的冷光源。其的优点是薄，可以做到0.2~0.6mm的厚度。缺点是亮度低，寿命短（一般为3000~5000小时），需逆变驱动，还会受电路的干扰而出现闪烁、噪声等不良。EL的驱动有逆变器、DriverIC驱动两种。因为目前DriverIC的频率和负载输出电压达不到EL的典型条件（400Hz、AC100V)，所以亮度较逆变器驱动更为低。最近也陆续有白光(全色)EL和LCD背光源出来。但由于亮度较暗其基本上用于４英寸以下小尺寸液晶显示。如:手机、PDA、游戏机等。全色(白光)、大尺寸亮度背光源，现在主流仍然是用CCFL做光源。

2)LED底背光。优点是亮度好，均匀性好。缺点是厚度较大（大于4.0mm），使用的LED数量较多，发热现象明显。一般采用低亮的颜色进行设计，而高亮的颜色由于成本高基本上不考虑。

结构

A.入光光源一、萤光灯冷阴极管：中、大型背光模组。热阴极管：超大尺寸中空型结构背光模组。二、有机EL面状发光源一种能配合背光模组面光源型态的光源型式，由於其辉度低，适用於小型、全彩等使用的背光模组。三、LED光源近年来成功发展出青色光源的LED，经过导光板反射板等作用形成白色光源显示，由於其辉度高，渐成为具有实用性的导光板光源。B.导光板

C.扩散片与棱镜片扩散板：修正光进行的角度，对於破坏全反射面的光学结构亦具有覆盖的作用，扩散板的光学参数包含了透过率及雾面程度，视导光板的外观作有利的选择。棱镜片：棱镜片是提升正面辉度的重要元件,最有效且常用的为BEF系列。BEFII90/501~2枚应用於导光板上可使辉度提升约1.4~1.8倍，DBEF一枚甚至可使辉度提升达1.5倍之多。

D.灯管反射罩作用：包住灯管发出的光源，尽量送入导光板内。反射罩的形状对导光板的入光效率有相当大的影响。中小型尺寸常用包含银烝镀膜及PET的软性材质，约有80[[[[%]]]]的入光效率。大尺寸多以外型特殊及固定的铜材质作为灯管反射罩，以增加入光效率，可达90[[[[%]]]]以上。在机构设计时，需注意漏电流现象。

E.外框架组合外框架组合：固定整个背光模组，防止不当碰撞脏污等对功能的损害及影响。F.反射板反射板：将未被散射的光源反射再进入光传导区内，其本身对光源亦稍有散射的效应。

G.偏光转换由导光板出射的光包含两种极化方向：P偏光和S偏光P偏光能通过LCD，S偏光则否，造成近一半的光源无法被应用。偏光转换的技术为利用多层膜结构将光分成P偏光及S偏光，S偏光经反射後转换成P偏光，即可通过LCD。偏光转换技术提高了LCD的亮度，也降低了棱镜片的使用数量及电力耗费。

H.变换器(Inverter)变换器是驱动灯管点灯的高压脉冲提供者。它将由电源供应器(PowerSupply)的直流电压讯号转换成高频的高压脉冲，　使灯管能持续点灯。背光模组的结构分类侧光式结构：常用於14寸以下的背光模组，其侧边入射的光源设计，拥有注重轻量、薄型、窄框化、低消费电力的特色。直下型结构：超大尺寸的背光模组，不含导光板。光源经反射後，向上经扩散板均匀分散後由正面射出。其优点为轻量化，高辉度，出光角良好。中空型结构：超大尺寸的背光模组，以空气作为光源传递的媒介，导光板的形状为楔型结构，其目的在求均一化的效果。

光源模组

光源模组中最核心技术为导光板的光学技术，目前主要有印刷形和射出成型形二种导光板形式，其它如射出成型加印刷，激光打点，腐蚀等占很少比例，不适合批量生产原则。印刷形因为其成本低在过去较长时间内成为主流技术，但合格品不高一直是其主要缺点，而目前LCD产品要求更精密的导光板结构，射出成型形导光板必然成为背光源发展主流，但相应的模具技术难题只有少数大厂能够克服。

用于光源

在背光源的设计中，所用光源的选用是很重要的。所用的光源决定了背光源的功耗、亮度、颜色等光电参数，也决定了其使用条件和使用寿命等特性。下表为可用于液晶显示器背光源的光源及其特点简单对比介绍:光源形状光源种类颜色功耗(W)（瓦特）寿命(h)（小时）特点

点状光源Lamp(灯泡)2800K左右1.0以上2,000简单、小型、价低体积大、发热严重

LED（发光二极管）蓝~红430~700nm0.038以上100,000寿命长、低发热亮度稍低

线状光源CCFL（冷阴极荧光管）红、绿、蓝及其混合色1.0~10.025,000亮度高、寿命长逆变器驱动电压高

HCFL（热阴极荧光管）4.0~2205~7,000发热严重

面状光源VFD（扁平荧光灯）200mW/cm2以下5,000亮度高、均匀性好双电源驱动

EL（电致发光片）20mW/cm2以下5,000薄、均匀性好寿命短、亮度低

OELD（有机电致发光片）1,000以上薄、均匀性好、亮度高寿命短

FED（平板场发射）10,000以上亮度高开发中

发展趋势

1．尺寸多元化及轻便化

随着国际IT行业迅速发展，使得相关LCD行业不断推陈出新，LCD产品尺寸朝多元化和轻便化方高发展，背光源作为LCD产品的核心组件之一势必配合此发展趋势，致力于产品的多元化和轻便化。

2．射出成型形导光板成为主流

背光源模组中最核心技术为导光板的光学技术，目前主要有印刷形和射出成型形二种导光板形式，其它如射出成型加印刷，激光打点，腐蚀等占很少比例，不适合批量生产原则。印刷形因为其成本低在过去较长时间内成为主流技术，但合格品不高一直是其主要缺点，而目前LCD产品要求更精密的导光板结构，射出成型形导光板必然成为背光源发展主流，但相应的模具技术难题只有日本少数大厂能够克服。

3．产品的高亮度化

LCD一直对背光源的发光亮度要求很高，但高亮度也使得LCD耗电量居高不下，背光源作为LCD模组中最费电的配件，已不适应可携式资讯产品的要求，因此在不增加耗电量情况下提高背光源亮度进而增加L最费电的配件，已不适应便携式产品的要求，因此在不增加耗电的情况下提高背光源亮度进而增加LCD亮度也是主要发展趋势之一。当前的目标是达到500-700cd／平方米亮度，寿命达到10万小时的平板荧光灯。

发展预测

全球LCD及背光源产业以亚洲为生产重心，2000年LCD生产值地区分布比例是：日本（61[%]）、韩国（24[%]）、台湾（9[%]）三地几乎包办全球产能。其次是大陆（3[%]）、欧洲（2％）北美（1[%]）。不同的LCD？产品主要生产地区不相同，但明显看出日本主导整个市场走向，尤其是在高价产品市场上。号称液晶显示器王国的日本，不仅发展历史完整悠久，能够提供各项材料及设备，加上每家厂商拥有下游应用产品品牌、开发、生产能力，产业结构完整是优势。韩国厂商规模够大且集中力量在大尺寸面板，短时间创造TFT-LCD世界前两大厂地位。后起之秀台湾，以世界最重要下游应用产品生产王国，庞大内需市场，加上资金全力支援，快速抢占市场。1999年，台湾LCD销售额约为4.36亿美元；2000年产值则达到25.57美元；预估到2005年，台湾TFT-LCD产值可达116.29亿美元，占全球TFT-LCD市场份额的三分之一。

背光源市场主要根据LCD产品市场的变化而变化，根据台湾资策会统计：全球LCD市场在整体数量上每年将以15％以上的速度成长，消费大众对产品高画质、高解析度及视角的要求，必将使得CCFL背光源发展迅猛。另根据日本富士总研对全球背光源模组市场的统计资料显示：1999年全球背光源模组的销售额已达590亿日元，虽然背光模组的价格会随LCD价格的不断下调会有所降低，预计仍会以12[%]以上的比例快速成长，到2003年销售金额会达到1130亿日元。