從 LCD 的工作原理得知,LCD器件的顯示是由背光源發射的光通過偏光片和液品盒時通過控制透射強度,即光開關來實現顯示的。因此LCD的亮度取決于通過偏光片,液晶盒(LCD的透過率)和彩色膜(CF 的透過率)的透過率以及背光源本身的亮度來決定的。所以,要提高LCD的亮度應該從三方面著手:
提高LCD 本身的透過率,特別是TFT像素的開口率和液晶的開關比:
提高所有材料的透光率;
提高背光源亮度。
辦法是
增加燈管數量,增加光源功率。但會導致耗電大、體積加大:
從導光板角度想辦法,主要是對導光板的材料、設計提出更高的要求:
從燈管后的反射膜及導光板下面的反射片考慮,提高反射效率,增加反射亮度
增加棱鏡膜和增亮膜。
提高 LCD 本身的透過率
1.提高開關比
開關比是指液晶顯示器件在開態時,透過要好,而關閉時,遮光要好。為了達到這目的,應該從器件的選材,設計,工藝,制造等方面去努力。由于牽涉與液晶顯示應用技術范圍以外的器件工藝,本節將從簡。
選取高透過率的玻璃和偏光片,設計恰到好處的液品材料和盒厚的匹配,高質量的子定向,以及準確一致的制盒工藝等都是保證高開關比的必要條件。
2. 提高開口率
在 TFT型液晶顯示的每個像素中都需制作一個 TFT有源器件,這個器件會占用一定的面積,由于這套有源器件有很強的光電效應,必須將其用遮擋層遮蓋起來。這部分將不再能透光。整個像素的面積和這部分不能透光的TFT部分之比就是開口率。
提高開口率的方法很多。如:提高電子遷移率,將非晶硅改為多品硅、單晶硅。由于電子遷移率提高,器件可以做得更小,提高基材的電導率,可以將引線做得更細,采用納米級微細加工等都可以提高開口率,等等。
3. 提高透過率
選用高透過率的材料是提高透過率的基本方法。
提高背光源的亮度
提高光源亮度,改變光源結構和安裝方式。
液晶的背光源是提高亮度的主角??捎米鞅彻庠吹墓庠粗饕腥N。即EL,LED,CCFL.
(1) 電致發光(EL)背光源體薄量輕。EL提供的面光源均一致。它的功耗很低,求的工作電壓為 AC80~100V,提供工作電壓的逆變器可把5/12/24V DC的輸入電壓變換高壓交流輸出。
由于 EL 背光源的使用壽命有限(平均半亮度壽命為 3000~5000 小時),因此,理想EL用逆變器可以使輸出電壓和頻率隨著EL的老化而增加,從而延長EL的有效使用壽命。
EL背光源對于像手表、數字鐘和單色 PDA 等低亮度背光源照明即可的中小型 LCD 使用是適用的。然而,其低效率、低亮度以及短壽命等缺點不適合諸如筆記本型電腦和桌上型液晶監視器等大型 LCD 的背光源照明。
(2) LED背光源前景看好。LED背光源的使用壽命比EL長(超過50000小時),而且使用直流電壓,過去通常應用于小型的單色液晶顯示器,如移動電話、遙控器、微波爐、立體聲音像設備等小型液晶顯示器上。但是,其亮度不高,容易產生光斑等缺點使其很難用于大型彩色液晶顯示器。
現在,LED 有很大的發展,白光,超高亮度的LED相繼出現,為開辟新的 LED 背光源打開了一條新的途徑。實用新型的 LED 做背光源不僅可以做得很薄,達0.7mm,而且采用直射式的背光源可以達到3000cd/m的亮度,實現90%以上的N制色域。
(3) 冷陰極熒光燈(CCFL)還是目前最理想的背光源燈。CCFL 能夠提供用于大型 LCD 所需的亮度色彩,但是,其最大的缺點是散熱和電磁干擾問題。
目前使用較多的單燈管和雙燈管,隨著產品面積的加大和亮度要求的提高,又開始出現4燈管和6燈管的設計。在4燈管中可以在原有雙燈管的基礎上,在屏幕的左邊和右邊各增加一個燈管,也可以在原有的雙燈管的基礎上,上下各增加一根平行的燈管,構成四根互相平行的燈管。而6燈管的安裝方案大部分是采用底光直射方式。即將三根
燈管都彎成“U”字型,均勻并列放置在液晶顯示屏的下面?;蛘邽槎喙艿坠馐?CCFL 背光源。
從雙燈管發展到4燈管,再到6燈管,其目的在于既可以提高亮度和均勻度,同時還可以提高色彩的表現力。實際上,4燈管和6燈管的亮度差異肉眼已經不易感覺。但是6燈管比4燈管的發熱量要增加不少。隨著液晶電視屏幕的加大,以及電視要求更高的亮度,8燈管,12燈管,16燈管的產品也已經出現,功耗可達幾十瓦,散熱問題將更突出。因此權衡解決亮度,散熱、壽命、功耗等問題是設計者必須注意的。
CCFL 燈管的驅動需要高達幾十千赫,上千伏的高壓。一般通過一個逆變驅動器來解決。這個逆變器會通過連接線和空間電磁波對其他用電器,甚至顯示屏產生干擾。逆變器的設計和制造必須遵循電磁兼容的相關技術進行。
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