爱华网LCD常识 TN技术原理不加电场的情况下，入射光经过偏光板后通过液晶层，偏光被分子扭转排列的液晶层旋转90度，离开液晶层时，其偏光方向恰与另一偏光板的方向一致，因此光线能顺利通过，整个电极面呈光亮。当加入电场的情况时，每个液晶分子的光轴转向与电场方向一致，液晶层因此失去了旋光的能力，结果来自入射偏光片的偏光，其偏光方向与另一偏光片的偏光方向成垂直的关系，并无法通过，电极面因此呈现黑暗的状态。 其显像原理是将液晶材料置于两片贴附光轴垂直偏光板之透明导电玻璃间，液晶分子会依配向膜的细沟槽方向依序旋转排列，如果电场未形成，光线会顺利的从偏光板射入，依液晶分子旋转其行进方向，然后从另一边射出。如果在两片导电玻璃通电之后，两片玻璃间会造成电场，进而影响其间液晶分子的排列，使其分子棒进行扭转，光线便无法穿透，进而遮住光源。这样所得到光暗对比的现象，叫做扭转式向列场效应，简称TNFE（TwistedNematic FieldEffect）。在电子产品中所用的液晶显示器，几乎都是用扭转式向列场效应原理所制成。 一、 LCD类型 TNLCD（扭曲向列相显示） HTN LCD（高扭曲向列相显示） STN LCD（超扭曲相列向显示） 各种显示器件的对比
二、LCD显示模式
四、 背光灯类型 BACKLIGHT MODE  五、显示效果演示TN
◆ Grey STN with White Backlight orY-G Backlight ◆ FSTN with White Backlight (Positiveand Negative) |
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TFT-LCD背光源产业
什么是背光源？背光源是什么意思？
依据背光源的出现年代，在液晶显示器上的安装位置，发光形态，发光功率以及发光亮度等，将背光源技术划分为四个时代。目前正在朝着亮度5000-7000cd／平方米，寿命可达10万小时的第五代平板荧光灯方向过渡。然而，TFT-LCD背光源的主流产品还是冷阴极荧光灯（CCF）。荧光灯的发光功率很高，其寿命可长达2万小时，这无疑是现阶段TFT-LCD较理想的背光源。
背光源是提供LCD面板的光源。主要由光源、导光板、光学用膜片、塑胶框等组成。背光源具有亮度高，寿命长、发光均匀等特点。目前主要有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。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。
由于直下式的模块较厚，不符合轻薄短小的趋势，因此，目前多以侧光式为主，导光板的作用在于引导光的散射方向，用来提高面板的亮度，并确保面板亮度的均匀性，导光板的良优对背光板影响甚大，因此，侧光式背光板的关键技术之一。导光板是利用射出成型的方法将丙烯压制成表面光滑的板块，然后用具有高反射且不吸光的材料，在导光板的底面用网版印刷的方式印上扩散点，冷阴极荧光灯位于导光板侧边的厚端，冷阴极管所发出的光利用反射往薄的一端传导，当光线射到扩散点时，反射光会往各个角度扩散，然后破坏反射条件由导光板正面射出，利用各种疏密、大小不一的扩散点，可使导光板均匀发光。反射板的用途在于将底面露出的光反射回导光板中，用来提高光的使用效率。导光板按照工艺流程不同又可分为印刷式及非印刷式，印刷式是在压克力平板上用具高反射率且不吸光的材料，在导光板底面用网版印刷印上圆形或方形的扩散点。非印刷式则是利用精密模具使导光板在射出成型时，在丙烯材料中加入少量不同折射率的颗粒状材质，直接形成密布的微小凸点，其作用有如网点。目前国内厂商大多仍采用印刷式的导光板作为导光组件，印刷式的导光板具有开发成本低及生产快速的优点，而非印刷式的技术难度较高，但在亮度上表现优异，模具开发技术为瓶颈所在，另外，根据形状可分为平板及楔形板，平板多应用于监视器，楔型板多用于笔记型计算机。至于扩散板及的主要用途，在于提高正面的亮度，扩散板的作用在于让光的分布更加均匀使从正面看不到反射点的影子。然由于光自扩散板射出后，其光的指向性非常差，必须利用棱镜片来修正光的方向，达到聚光的效果，提高正面的亮度。
就应用范围而言，ＥＬ、ＬＥＤ主要用于小尺寸、单色光（绿色、红色）。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，而且经过多年的开发技术工艺比较成熟，信赖性高，性能稳定。现在大中型尺寸（１９-３英寸）ＴＦＴ液晶显示屏普遍用ＣＣＦＬ。其具体民用产品有：液晶电视（２０″-３０″）；液晶电脑显示器（１４-１０″）；手提电脑显示器（８-１４″）；便携式ＤＶＤ（５-９″）；汽车、火车、飞机载电视、ＧＰＳ显示（３″-５″）；博彩游戏机（３″-５″）；便携电视（３-５″）；儿童学习机、掌上电脑、游戏机（３-５″）；ＯＡ工业仪器显示（５-１０″）；可视电话（５-１０″）。
背光源的分类：
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，最大约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。伟志LED边光式背光源有WU、WH、WN类为单边式，WL、WJ、WK、WB类为双边式。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。WQ类产品为伟志CCFL边光式背光源。
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。此种背光的最大优点是亮度高，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。其最大的优点是薄，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。伟志目前没有开发EL背光源。
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。WA类产品为伟志底背光源。
所谓的LED就是指Light EmittingDiode，也就是我们常说的发光二极管，就其在显示器产品上的应用来说，则还应该算作是一种新兴技术产品。
采用LED为液晶电视的背光源，最主要目的是提升画质，特别是色彩饱和度上，LED背光技术的显示屏可以取得足够宽的色域，弥补液晶显示设备显示色彩数量不足的缺陷。同时因为LED的平面光源特性，实现更加精确的色彩还原性，以适应平面出版和图形设计工作的需要，画面的动态调整可以使得在显示不同画面时，亮度与对比可以动态修正，以达到更好的画质。从长远的趋势来看，LED背光技术作为一种替换型的技术产品存在肯定会慢慢地普及开来。
LED背光光源的另外一个优点是寿命非常长，使用寿命可达10万小时，如果按每天开机5小时计算，一台采用LED背光光源的液晶电视可以使用将近55年。此外，它还不含汞，环保性能更好。目前制约LED背光发展的问题主要是成本，由于价格比冷荧光灯管光源高出许多，LED背光光源只能在高端液晶电视中出现。
产品发展趋势
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5000-7000cd／平方米亮度，寿命达到10万小时的平板荧光灯。
背光源市场及发展预测
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，产业结构完整是最大优势。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。
背光源产业是伴随平板显示器特别是液晶显示器的发展而逐步形成气候的。国内外研究开发商和生产企业主要有：日本的斯坦雷电气、富士通化成；韩国的Wuyoo；我国台湾省的瑞仪、大亿；德国的OSRAM SYLVama以及我国的帝光、伟志等。那么，背光源产业的市场在哪里，究竟有多大？大家知道：世界显示器产业主要集中在东亚的日本、韩国和中国。中国已经成为世界最大的CRT、TN-LCD生产国。据统计：2000年中国显示器产业销售额约为407亿元。其中液晶显示器为60亿元。到2005年，中国显示器产业的工业总产值约为600亿元，其中液晶显示器约为80～100亿元。中国是液晶显示器背光源能量巨大的潜在市场。据日本IDC和夏普提供的资料，2005年全世界液晶显示器（包括TFT）市场约为360亿美元。这是令背光源开发商和生产企业为之心动的数字。
我国的背光源生产仍处在起步阶段，目前尚未形成规模经济，TFT-LCD背光源几乎全部依赖进口。因而，研究开发TFT-LCD背光源并逐步推进产业化进程，具有重要的经济和社会意义。
