新型LED背光源技术与应用实践探讨论文_尹清海

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摘要:随着我国近几年科技的发展,越来越多的领域使用到新型LED背光源。本文主要是介绍新LED背光源的基本工作原理及在各大行业的应用。首先,对两种常用的新型背光源的基本设计进行分析,再对新型LED背光源在电视、手机、照明等行业的运用,最后对全文进行了总结。

关键词:LED;背光源;特点;工艺;应用实践

引言:自20世纪以来,液晶显示器(LCD)发展可谓是日异月新,在手机和电视行业占绝对主流地位。而背光源作为手机和电视的重要配件之一,手机和电视的均匀性、色亮度、能耗等重要参数取决于背光源的好坏。相比于传统的背光源,LED背光源在均匀性、颜色、寿命、稳定性等更具有优势。在平板显示行业,从小尺寸手机到大尺寸电视,新型LED背光源已经完全取代其它背光源。研发出多功能、低成本的背光源,是未来背光源的主要发展趋势。

1、LED背光源的技术进展

自从20世纪60年代发明红光LED到90年代蓝光LED的出现,背光源行业才有了质的发展,现生产的白光LED绝大部分是通过在蓝光芯片发射出蓝光,再激发黄色荧光粉混合出白光。随着氮化物GaN和InGaN LED的发明,LED二极管的发光效率才有了巨大的发展(从2008年的100 lm/W到2018的150lm/W)。从单色光LED到全可视光(白光),已经满足所有的应用场所。

到21世纪初,全球能源短缺,节能意识加强,LED产品在各大行业的应用受到了大家的关注。作为一种新型的稳定光源,LED也给整个背光源带来了新的发展方向。从2010年开始,白光LED开始在背光源进行研发应用。2013~2014年,可谓是电视年,新型背光源完全应用于电视领域,给人民生活带来了巨大的冲击。同时,新型光学膜片(棱镜片、扩散片、扩散板、导光板、反射片)的发展也为LED背光源提供了稳定可靠的保证,也给光学工程师带来新的设计思路,各种新型高水平的背光源也逐渐出现在大家面前,再加上巨大的市场需求,极大地推进整个LED背光源的发展。从小尺寸的手机到现在的超大屏幕电视,已经广泛使用到新型背光源。液晶显示器的NTSC色域也从普通的55%到现在的120%以上,解决了液晶在颜色饱和度不足的问题,让画面显示的更加真实。

2、LED的背光源的工艺设计

LED背光源的设计理念是将LED点光源如何转换成均匀的面光源。根据光源分布位置的不同,一般分为侧光式光源和直下式光源两种。

2.1 侧光式LED背光源

侧光式LED背光源中的光源分布在背板的侧边,LED白光经过导光板内部均匀分布的光学网点,进行多重反射后,部分光直接从正面射出,其余光线经过背板底部的反射片后发生漫反射,再经过导光板后正面射出。为了使正面射出的光线更加均匀,在导光板上面再加上扩散片和棱镜片,修正光的角度,得到较窄方向的光线,增加正面方向亮度,满足模组的亮度、均匀性要求。

导光板是侧光式背光模组不可缺少的部材之一,具有薄、亮、均匀、不容易泛黄等特点,其材质的好坏会严重影响到光的效率。聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料具有高反射率和较低成本的性质,成为市场上最理想导光板材料。导光板的网点设计也会影响到面光学的好坏,通过电脑对导光点计算,对不同位置的LED分布,设计出不同矩阵分布的导光网点,使得面板均匀发光。

3.2 照明行业的应用

LED面板灯是最近几年出现的一款灯具。光线通过各种光学膜片后,在平面发出高均一性、柔和的光,可以通过控制LED色温来满足不同场所需求。

LED面板灯使用侧光背光源设计,厚度可以做到5~10mm,占用空间较小,而且安装也很方便。LED面板灯发光均匀,有较好的视觉效果。且LED背光源节能,在相同的亮度下,其功耗是常用灯具的一半。维护的成本也低,使用寿命更是普通日光灯的十倍。

4、结束语

新型LED 背光源由于本身的重量比较轻、质感比较薄、适用的寿命比较长,颜色也比较丰富,还具有很强的环保意识,根据本文的分析可以看出,LED背光源目前已经得到了各个领域的广泛应用,且取得了很大的优势。国内外对于LED背光源的应用也比较广,在灯具、面板等方面都有较广泛的应用,同时还要注意将LED背光源技术进行完善,使得LED背光源的运用范围更广。

参考文献:

[1]新型LED光源在刑事科学技术领域中的应用与研究展望[J]. 赵雅彬,郭威,罗亚平. 中国人民公安大学学报(自然科学版). 2015(03)

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[3]新型LED背光源技术及应用[J]. 汪敏,夏咸军. 光电子技术. 2005(04)

[4]液晶显示技术的最新进展[J]. 邵喜斌. 液晶与显示. 2000(03)

[5]显示技术新进展[J]. 黄锡珉. 液晶与显示. 2000(01)

论文作者:尹清海

论文发表刊物:《防护工程》2018年第23期

论文发表时间:2018/12/14

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