大尺寸TFT-LCD的LED背光技术

大尺寸TFT-LCD的LED背光技术

　　该背光单元中， 上下两侧有两列LED（ LEDs A 和LEDs B） ， RGB LED 是按照等间隔排列的。RGB LED发出的光从侧边经过两个导光腔（ light pipe A、B） 传播到LCD 面板的底下， 经过特征提取（ extractionfeatures A 和B） 以及散射膜（ diffusor sheet） 得到均匀白光。

　　同年， 日本Hideyo Ohtsuki 和荷兰LumiledsLighting 公司利用大功率RGB LED 加上高渗透型的彩膜（ color filter） 开发出应用于18.1in XGATFT- LCD的背光单元， 其色彩还原性和亮度分别达到了95% 和400 cd/m2，之后在2003 年， 荷兰的这家公司利用34个大功率的RGB LED 作为光源， 采用PMMA 作为混色导光板的材料---这种材料可以使光在导光板传播过程中的损耗几乎为0， 开发出用在15in 的TFT- LCD 的背光系统， 其效率达到50%， 色坐标稳定在Δu‘v’~0.01， 而且该背光系统很容易改造成适用于10in 以下和18~20in 的TFT- LCD。

　　由于这种侧式的背光系统仅仅放在显示区域的两侧， 为了尽可能的把光引到LCD 的显示区域， 上面这几种代表产品都采用了导光板。尽管这样， 光还是不可能很均匀的分布在LCD 的显示区域。LumiledsLighting 公司一些科学家采用侧式与直下式相结合的方法， 开发出了适用于22in 的16 ∶9 的TFT- LCD- TV的新型背光系统， 其结构如图3 所示。

图3 侧式和直下式相结合的背光

　　该背光尺寸达到503×282mm， 厚度是50mm，总共含有48 个LEDs， 值得一提的是这里的LED 采用了特殊的结构。如图4 所示， 在LED 上面有个漏斗型的光分流器， 其表面都是反射率很高的材料， 主要的作用是将光反射到各个方位， 这样做的目的是不让光线都集中在LED 正上方。另外， 在光腔底面是一层薄的散射反射膜， 主要的作用就是将光线尽可能的向各方向发散和反射到LCD 面板上面， 从而得到均匀的亮度， 而且效率达到了70%.

图4 带有光分流器的LED.

　　但是这种结构的LED 的背光的厚度比较大， 达到了50 mm.三菱公司在2004 年开发出了一种不采用导光板， 用于22inTFT- LCD 的RGB LED 背光系统，其结构如图5 所示。两侧是大功率的RGB LED 光源，光经过反射镜或者直接经过棱镜进入到光学腔里面，这个光学腔的侧面和底面由一系列高反射率的反射镜组成， 光经过这些反射镜被反射到LCD 面板， 在光学腔的上面是一层薄的扩散膜， 其作用是为了使照射到LCD 面板的RGB 光混合均匀， 另外一个作用是它有助于得到亮度均匀的光。该背光系统的厚度仅为30mm， 平均亮度是540cd/m2.亮度均匀性到达72%， 色坐标则稳定在0.005。

图5 新型的侧式RGB LED 背光结构