बड़े आकार के प्रत्यक्ष-प्रकाशित बैकलाइट की संरचना और विकास की प्रवृत्ति

लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले एक प्रकार की गैर-स्व-चमकदार डिस्प्ले तकनीक है, जिसे छवियों को प्रदर्शित करने के लिए बैकलाइट का उपयोग करना चाहिए। इसलिए, लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले के प्रदर्शन के लिए बैकलाइट का विकास बहुत महत्वपूर्ण है। हालांकि, जैसे-जैसे बड़े पैमाने पर लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले की मांग बढ़ती जा रही है, पारंपरिक बैकलाइट की लागत का अनुपात भी बढ़ रहा है। बैकलाइट अपने हल्केपन, पतलेपन, कम बिजली की खपत, उच्च चमक और कम लागत को बेहतर बनाने के प्रयास कर रहे हैं।

1 बड़े आकार के एलसीडी पैनल और बैकलाइट का परिचय

लिक्विड क्रिस्टल लिक्विड क्रिस्टल द्वारा प्रकाश के मॉड्यूलेशन के माध्यम से जानकारी प्रदर्शित करता है। विकास के अवसर और तकनीकी नवाचार बैकलाइट के सुधार से निकटता से संबंधित हैं, जिसमें कोल्ड कैथोड फ्लोरोसेंट ट्यूब (सीसीएफएल), बाहरी इलेक्ट्रोड फ्लोरोसेंट लैंप (ईईएफएल) और प्लानर फ्लोरोसेंट लैंप के गतिशील नियंत्रण शामिल हैं। एफएफएल (फ्लैट फ्लोरोसेंट लैंप), लाइट एमिटिंग डायोड (लाइट एमिटिंग डायोड) बैकलाइट्स आदि का विकास।

1.1 एलसीडी पैनल

एलसीडी पैनल मुख्य रूप से कलर फिल्टर (कलरफिल्टर), बैकलाइट मॉड्यूल (बैकलाइट), ड्राइवर चिप (आईसी), मुआवजा फिल्म और पोलराइजर (रिटार्डेशन फिल्म और पोलराइजर), आईटीओ ग्लास सब्सट्रेट (आईटीओ सबस्ट्रेट), ओरिएंटेशन फिल्म (पीआई फिल्म) से बना है। नियंत्रण सर्किट और अन्य घटक।

1.2 बैकलाइट मॉड्यूल

बैकलाइट मॉड्यूल को प्रकाश स्रोत, लैंपशेड, रिफ्लेक्टर, एलजीपी (लाइट गाइडप्लेट), डिफ्यूज़र, बीईएफ (ब्राइटनेस एन्हांसमेंट फिल्म) और बाहरी फ्रेम द्वारा इकट्ठा किया जाता है। उनमें से, प्रकाश स्रोत में कोल्ड कैथोड फ्लोरोसेंट ट्यूब सीसीएफएल, हॉट कैथोड फ्लोरोसेंट ट्यूब, एचसीएफएल (हॉट कैथोड फ्लोरोसेंट लैंप) बाहरी इलेक्ट्रोड फ्लोरोसेंट लैंप ईईएफएल, प्रकाश उत्सर्जक डायोड एलईडी, फ्लैट फ्लोरोसेंट एफएफएल, फील्ड उत्सर्जन बैकलाइट एफई (फील्ड एमिशन बैकलाइट) शामिल हैं। आदि।

बैकलाइट प्रकाश स्रोत प्रकाश उत्सर्जित करता है और प्रकाश गाइड प्लेट में प्रवेश करता है। फैलने के बाद, यह एक निश्चित कोण पर सामने से उत्सर्जित होता है और समान रूप से प्रकाश उत्सर्जक क्षेत्र में वितरित किया जाता है, और फिर डिफ्यूज़र प्लेट और चमक बढ़ाने वाली फिल्म के माध्यम से लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले के व्यूइंग एंगल रेंज के भीतर प्रकाश को इकट्ठा करने के लिए गुजरता है। .

2 बैकलाइट की मुख्य संरचना

एलसीडी एप्लिकेशन अलग-अलग होते हैं, जिससे संबंधित उत्पाद विशेषताओं में अंतर होता है, जैसे आकार, चमक, प्रतिक्रिया गति, रिज़ॉल्यूशन और रंग संतृप्ति। सामान्यतया, दीपक की स्थिति के अनुसार, निम्नलिखित संरचनाएं मोटे तौर पर अपनाई जाती हैं:

२.१ एज बैकलाइट

एलजीपी (लाइट गाइड प्लेट) प्रकाश की दिशा का मार्गदर्शन करता है, पैनल की चमक में सुधार करता है और समान रूप से चमक को नियंत्रित करता है।

एज बैकलाइट का प्रकाश स्रोत आमतौर पर प्रकाश गाइड प्लेट की तरफ होता है। प्रकाश स्रोत में प्रकाश गाइड प्लेट और ऑप्टिकल आवश्यकताओं के अनुसार सीधे, एल-आकार और यू-आकार के सीसीएफएल ट्यूब होते हैं। सीसीएफएल के किनारे पर कोई गर्मी अपव्यय समस्या नहीं है, लेकिन सीसीएफएल द्वारा प्रदान की जाने वाली रोशनी की मात्रा प्रकाश गाइड प्लेट, डिफ्यूज़र फिल्म, ध्रुवीकरण फिल्म, लिक्विड क्रिस्टल परत, रंग फिल्टर और अन्य बहु-परत घटकों से होकर गुजरती है, दक्षता काफी है कम।

२.२ निचला प्रकाश

जब बड़े आकार के डिस्प्ले में उपयोग किया जाता है, तो एज-लाइट संरचना में वजन, बिजली की खपत और चमक में फायदे नहीं हो सकते हैं। इसलिए, एक प्रकाश गाइड प्लेट के बिना एक सीधी रोशनी वाली संरचना और सीधे नीचे एक प्रकाश स्रोत विकसित किया गया है। प्रत्यक्ष प्रकार की बैकलाइट में कम भाग होते हैं और समग्र चमकदार दक्षता किनारे के प्रकार की तुलना में अधिक होती है। इसकी चमक, एकरूपता, रंग संतृप्ति, आदि मूल रूप से आवश्यकताओं को पूरा करते हैं। पैनल जितना बड़ा होगा, ट्यूब जितनी लंबी होगी, और ट्यूब की एकरूपता की आवश्यकताएं उतनी ही अधिक होंगी, हमें डिफ्यूज़र प्लेट को बढ़ाना था, लेकिन चमक अपर्याप्त थी, इसलिए हमने ट्यूब को बढ़ाना जारी रखा। इसलिए, आकार जितना बड़ा होगा, बैकलाइट की लागत उतनी ही अधिक होगी, जो लगभग रैखिक है। हालांकि, लैंप की वृद्धि के साथ, लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले में बिजली की खपत भी 90% तक बढ़ गई है, और गर्मी अपव्यय की समस्या तेजी से गंभीर हो गई है।

3 प्रत्यक्ष बैकलाइट का प्रकाश स्रोत वर्गीकरण

प्रकाश स्रोत प्रणाली प्रदर्शन की चमक और एकरूपता निर्धारित करती है। एलसीडी में उपयोग किए जाने वाले चमकदार स्रोतों में सीसीएफएल, एचसीएफएल, ईईएफएल, एफएफएल, एलईडी, एफई आदि शामिल हैं। उनमें से, सीसीएफएल में उच्च चमक, उच्च दक्षता, लंबे जीवन, उच्च रंग प्रतिपादन आदि की विशेषताएं हैं, और इसकी बेलनाकार संरचना है पतली प्लेट के आकार का प्रकाश उपकरण बनाने के लिए प्रकाश परावर्तक तत्वों के साथ संयोजन करना आसान है, इसलिए सीसीएफएल अभी भी मुख्य धारा है, लेकिन आमतौर पर यह माना जाता है कि सफेद प्रकाश एलईडी अनुप्रयोग प्रवृत्ति होगी।

3.1 सीसीएफएल

प्रकाश स्रोत के रूप में, प्रकाश गाइड प्लेटों के तेजी से विकास के साथ ठंडे कैथोड ट्यूब विकसित हुए हैं। लाइट गाइड प्लेट्स पतली और पतली हो गई हैं, और लगभग 2.6 मिमी व्यास वाले ठंडे कैथोड ट्यूब मुख्यधारा बन गए हैं।

CCFL का उच्च-वोल्टेज इलेक्ट्रोड इलेक्ट्रॉनों को उत्तेजित करता है, इलेक्ट्रॉन Ne और Ar परमाणुओं से टकराते हैं, ऊर्जा को अवशोषित करते हैं, गर्म करते हैं, उच्च-ऊर्जा Ne और Ar रिलीज ऊर्जा, हिट Hg (Xe का भी उपयोग किया जा सकता है) ऊर्जा को अवशोषित करने के लिए, Hg पराबैंगनी जारी करता है प्रकाश λ=2 5 3.7nm, फॉस्फर से टकराता है, और दृश्य प्रकाश उत्सर्जित करता है। इलेक्ट्रोड से इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन थर्मोनिक उत्सर्जन नहीं है, इसलिए इसे कोल्ड कैथोड ट्यूब कहा जाता है। चूंकि इलेक्ट्रोड में फिलामेंट नहीं होता है, इसलिए इलेक्ट्रोड को पतला बनाया जा सकता है, जिसमें उच्च दक्षता, स्थिरता और विश्वसनीयता के फायदे हैं, लेकिन इसका उपयोग परावर्तक, प्रसार फिल्म आदि के साथ किया जाना है, और संरचना जटिल है। ३२ [जीजी] उद्धरण; 12 ट्यूबों का उपयोग करता है। जब यह ३७ [जीजी] तक पहुंच जाता है, तो ट्यूबों की संख्या बढ़कर लगभग २० हो जाती है। लागत बहुत तेजी से बढ़ती है, जो पूरे सिस्टम के ४०% से अधिक के करीब पहुंचती है। इसके अलावा, प्रत्येक ट्यूब को अलग से संचालित करने की आवश्यकता होती है, और प्रतिक्रिया की गति धीमी होती है। संतृप्ति केवल लगभग 72% है, और साथ ही, पारा का उपयोग संभावित पर्यावरणीय समस्याएं लाता है।

३.२ एलईडी

इसके फायदे कम वोल्टेज, हल्कापन, पारा मुक्त, लंबे जीवन, आदि हैं, और इसका प्रकाश स्रोत स्पेक्ट्रम फॉस्फोर द्वारा लुमिनेन्सेंट सामग्री के रूप में उत्पादित प्रकाश की तुलना में शुद्ध है। यह वर्तमान में एकमात्र विकल्प है जो एनटीएससी 100% रंग संतृप्ति तक पहुंचता है और उससे अधिक है। इसकी बिजली खपत की इकाई उच्च चमक प्राप्त कर सकती है, और इसकी प्रतिक्रिया गति सीसीएफएल की तुलना में 3 गुना तेज है, जो लिक्विड क्रिस्टल पैनल को उच्च अतिरिक्त मूल्य दे सकती है। तीन प्रकार के आरजीबी एलईडी का उपयोग प्रकाश स्रोत के रूप में किया जाता है, जिसे स्विच किया जा सकता है और क्रम में जलाया जा सकता है, जो महंगे रंग फिल्टर सीएफ को बदल सकता है। हालांकि, कीमत अपेक्षाकृत महंगी है और बिजली की खपत अपेक्षाकृत बड़ी है।

3.3 हाइब्रिड

एलईडी हाइब्रिड बैकलाइट तकनीक एलसीडी टीवी की प्रदर्शन गुणवत्ता में काफी सुधार कर सकती है। यह AFLC क्षेत्र-केंद्रित ल्यूमिनेंस कंट्रोलेबल तकनीक को अपनाता है, जो स्वयं छवि डेटा का विश्लेषण कर सकती है और चमकीले भागों को उज्जवल और गहरा बनाने के लिए विशिष्ट भागों की चमक को स्वचालित रूप से समायोजित कर सकती है। हिस्सा गहरा है।

हाइब्रिड एलईडी बैकलिट लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले, रंग संतृप्ति 110% तक पहुंच सकती है, इसके विपरीत अनुपात 10000 तक पहुंच सकता है: आईपीएस वाइड व्यूइंग एंगल तकनीक का उपयोग करके 1.8ms से नीचे प्रतिक्रिया गति, ऊपर और नीचे, बाएं और दाएं देखने के कोण 178 डिग्री तक। एलईडी और फ्लोरोसेंट लाइट का उपयोग करके हाइब्रिड बैकलाइट डिस्प्ले 105% रंग संतृप्ति प्राप्त कर सकता है, जो कि फ्लोरोसेंट लाइट बैकलाइट का उपयोग करने वाले डिस्प्ले की तुलना में 45% अधिक है, और लागत एलईडी बैकलाइट की लगभग 60% है।

क्षेत्र उत्सर्जन बैकलाइट एफई एफई बैकलाइट की प्रदर्शन विशेषताओं और लागत लाभों का भी भविष्य में एक स्थान होगा।

ऑर्गेनिक एलईडी OLED यह भविष्य का डिस्प्ले है, लेकिन इसे बैकलाइट के रूप में भी इस्तेमाल किया जा सकता है। यह बैकलाइट की ऑप्टिकल संरचना को सरल करता है और इसमें कम ड्राइविंग वोल्टेज होता है। हालांकि, वर्तमान समस्याएं कम जीवन काल, कम दक्षता, कम तापमान संवेदनशीलता और उच्च कीमत हैं। .

4 बैकलाइट और अन्य घटक

४.१ लाइट गाइड प्लेट (केवल साइड-लाइट टाइप बैकलाइट पर लागू)

प्रकाश गाइड प्लेट का आकार और सामग्री उत्सर्जित प्रकाश स्रोत की चमक और वितरण को निर्धारित करती है।

सबसे आम मुद्रित प्रकाश गाइड प्लेट है, जो प्रकाश स्रोत से दूरी के आधार पर, अत्यधिक परावर्तक प्रकाश स्रोत सामग्री का उपयोग करती है, जैसे कि SiO2 और TiO2 को प्रकाश गाइड प्लेट की निचली सतह पर वितरित किया जाता है, मुद्रण सामग्री की प्रकृति का उपयोग करके अवशोषित और फैलाना, पूर्ण प्रतिबिंब के कारण आंतरिक प्रसार को नष्ट करना। सामने से समान रूप से प्रकाश वितरित करें।

गैर-मुद्रण प्रकार में इंजेक्शन मोल्डिंग लाइट गाइड प्लेट, नक़्क़ाशी का उपयोग, काटने की विधि, पुनर्संसाधन के लिए सैंडब्लास्टिंग विधि और प्रसार प्रकार शामिल हैं।

नक़्क़ाशी प्रकार मोल्ड पर मुद्रण बिंदुओं को डिज़ाइन करता है, और काटने का प्रकार डक्ट प्लेट के सामने लंबे खांचे को काटता है। सैंडब्लास्टिंग भी मोल्ड कोर पर एक खुरदरी सतह वितरण बनाता है। प्रसार विधि सीधे पीएमएमए को डक्ट प्लेट में इंजेक्ट करती है। चमक के मामले में, नक़्क़ाशीदार प्रकाश गाइड प्लेट मुद्रित प्रकाश गाइड प्लेट जितनी अच्छी नहीं है।

४.२ परावर्तक

एज-लिटेड बैकलाइट मॉड्यूल की परावर्तक प्लेट को प्रकाश गाइड प्लेट के नीचे रखा जाता है ताकि प्रकाश के उपयोग की दक्षता बढ़ाने के लिए प्रकाश स्रोत को लीक होने से रोकने के लिए नीचे की सतह से वापस प्रकाश गाइड प्लेट में लीक होने वाले प्रकाश को प्रतिबिंबित किया जा सके। ; जबकि डायरेक्ट टाइप बैकलाइट मॉड्यूल परावर्तक प्लेट को लाइट गाइड प्लेट पर रखता है। प्रकाश बॉक्स की निचली सतह को उस पर चिपकाया जा सकता है, और डिफ्यूज़र प्लेट द्वारा परावर्तित प्रकाश पुंज प्रकाश बॉक्स के नीचे से उपयोग के लिए डिफ्यूज़र प्लेट में वापस परावर्तित होता है।

आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली धातु परावर्तक फिल्म, धातु की चालकता जितनी बेहतर होती है, पैठ की गहराई उतनी ही कम होती है, परावर्तकता उतनी ही अधिक होती है, इसलिए धातु परावर्तक फिल्म उच्च चालकता वाले सोने, चांदी और तांबे से बनी होती है।

4.3 डिफ्यूज़र

आम तौर पर, पारंपरिक प्रसार फिल्म रासायनिक कणों को बिखरने वाले कणों के रूप में प्रसार फिल्म आधार सामग्री में जोड़ना है। मौजूदा प्रसार प्लेट के कण राल परतों के बीच बिखरे हुए हैं, इसलिए प्रसार परत से गुजरते समय प्रकाश दो परतों के बीच अपवर्तित होता रहेगा। विभिन्न दरों के साथ मीडिया से गुजरते समय, प्रकाश भी बहुत अधिक अपवर्तन, परावर्तन और प्रकीर्णन से गुजरेगा, ताकि ऑप्टिकल प्रसार के प्रभाव को प्राप्त किया जा सके। डिफ्यूज़र/शीट एक समान सतह प्रकाश स्रोत प्रदान करता है, जबकि अन्य डायाफ्राम का भी समर्थन करता है।

सामग्री के रासायनिक कणों की प्रकृति के कारण, यह अनिवार्य रूप से प्रकाश अवशोषण और प्रकाश प्रकीर्णन अराजकता का कारण बनेगा। एक निश्चित दूरी के प्रेक्षक के लिए प्रकाश की तीव्रता का कुछ भाग व्यर्थ हो जाएगा। इसके अलावा, रासायनिक प्रक्रिया समय लेने वाली है, और आवश्यक उत्पादन लागत अपेक्षाकृत अधिक है। इसके अलावा, अन्य सामग्रियों और प्रक्रियाओं से बने कई डिफ्यूज़र हैं।

4.4 बीईएफ ब्राइट एन्हांस्ड फिल्म (प्रिज्म फिल्म) ब्राइट एन्हांस्ड फिल्म

विसरण के बाद प्रकाश की दिशा खराब होती है, और प्रकाश की दिशा को सही करने के लिए चमक बढ़ाने वाली फिल्म का उपयोग किया जाना चाहिए। यह प्रकाश के अपवर्तन और परावर्तन के माध्यम से प्रकाश को संघनित करने और सामने की चमक में सुधार करने के उद्देश्य को प्राप्त करता है। पॉलिएस्टर या पॉली कार्बोनेट सामग्री के रूप में प्रयोग किया जाता है, और सतह संरचना सामान्य है। यह एक प्रिज्मीय सिलेंडर या अर्ध-सिलेंडर है, जो प्रकाश के एक बड़े कोण को अधिक सकारात्मक कोण पर मोड़ सकता है, प्रकाश वितरण को कम कर सकता है, सकारात्मक एकाग्रता प्राप्त कर सकता है, और समग्र बैकलाइट मॉड्यूल की चमक को 60% ~ 100% तक बढ़ा सकता है। आमतौर पर एक बैकलाइट दो चमक बढ़ाने वाली फिल्मों का उपयोग करेगी, जो चमक बढ़ाने के लिए एक दूसरे के लंबवत होती हैं।

प्रकाश को बढ़ाने वाली फिल्म में प्रवेश करने के बाद ऊर्ध्वाधर के करीब का प्रकाश पूरी तरह से परिलक्षित होगा, और फिर से नीचे परावर्तक पर वापस आ जाएगा, और फिर वापस आ जाएगा। एक निश्चित पथ के बाद, एक निश्चित मात्रा में क्षीणन होना तय है। इसलिए, एक छोटे कोण के साथ मूल प्रकाश के लिए, यह कोई महत्वपूर्ण मदद नहीं होगी।

4.5 ध्रुवीकरण रूपांतरण फिल्म (पीएस कनवर्टर)

मौजूदा एलसीडी पैनल डिजाइन में, प्रकाश स्रोत मॉड्यूल एस-रे समानांतर प्रकाश को फ़िल्टर करता है, पी-रे प्रकाश स्रोत को पारित करने की अनुमति देता है, और एलसीडी पैनल को चलाने या रोशन करने के लिए एकल ध्रुवीकृत प्रकाश का उपयोग करता है, इसलिए प्रकाश से गुजरता है एलसीडी पैनल में प्रवेश करने से पहले ध्रुवीकृत प्रकाश ध्रुवीकरण प्लेट एक निश्चित ध्रुवीकरण दिशा में ऊर्जा को अवशोषित करेगी, और ठंडे कैथोड ट्यूब द्वारा उत्पन्न प्रकाश गैर-ध्रुवीकृत प्रकाश है। पहली ध्रुवीकरण प्लेट से गुजरते समय, आधे से अधिक प्रकाश ऊर्जा अवशोषित हो जाएगी, जिससे प्रकाश की उपयोग दक्षता बहुत खराब हो जाएगी। ध्रुवीकरण रूपांतरण फिल्म का उपयोग किया जाता है, और इसका कार्य प्रकाश स्रोत की ध्रुवीकरण स्थिति को परिवर्तित करना है। परावर्तक पोलराइज़र का उपयोग उस प्रकाश को अलग करने के लिए किया जाता है जो कि गुजर सकता है और प्रकाश जो एलसीडी पोलराइज़र से नहीं गुजर सकता है, और फिर परावर्तक द्वारा परावर्तित प्रकाश को चमक में सुधार के उद्देश्य को प्राप्त करने के लिए प्रयोग करने योग्य ध्रुवीकृत प्रकाश में परिवर्तित किया जाता है।

एक प्रतिबिंबित ध्रुवीकरण रूपांतरण फिल्म के साथ एक डीबीईएफ (दोहरी बीईएफ), जो प्रकाश संग्रह और ध्रुवीकरण रूपांतरण के कार्यों को एकीकृत करता है। फ्रंट ब्राइटनेस में सुधार के अलावा, बड़े व्यूइंग एंगल की ब्राइटनेस में भी सुधार होता है।

डीबीईएफ का संरचना सिद्धांत उपरोक्त आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले घटक हैं। डायफ्राम की व्यवस्था भी एज टाइप बैकलाइट और डायरेक्ट टाइप बैकलाइट में थोड़ी अलग होती है।

5। उपसंहार

एज-लाइट बैकलाइट मुख्य रूप से डेस्कटॉप कंप्यूटर और नोटबुक कंप्यूटर मॉनीटर में उपयोग किए जाते हैं। एलसीडी टीवी डायरेक्ट-लाइट बैकलाइट का उपयोग करते हैं। वर्तमान में, सीसीएफएल अभी भी मुख्य स्रोत है। हालांकि, पैनलों की वृद्धि के साथ, इसकी लागत और प्रकाश उपयोग दक्षता आदर्श नहीं है। अल्पावधि में एक आसान विकल्प ईईएफएल बैकलाइट है।

एल ई डी की रंग संतृप्ति और चमकदार दक्षता में अभी भी सुधार हो रहा है, और हल होने पर मुख्यधारा बन जाएगी।