LCD背光高色域顯示原理與氟化物熒光粉解決方案

大件事要分享到：

2016-10-14 作者：董春輝來源：深圳市瑞豐光電子股份公司公司瀏覽量：網友評論： 0 條

摘要： 基于LED高光效、低碳環保、節能的特點，目前市面上大部分LCD電視、手機已采用LED作為背光源。同時，為了滿足LED背光光源高色域覆蓋率的需求，業內正逐步導入一些窄半波寬的新熒光材料，例如氟化物熒光粉、量子點熒光粉。為了更好的了解這些熒光粉材料的特性，下面我們重點將對氟化物熒光粉及其應用做簡要介紹與說明。

　　基于LED高光效、低碳環保、節能的特點，目前市面上大部分LCD電視、手機已采用LED作為背光源。同時，為了滿足LED背光光源高色域覆蓋率的需求，業內正逐步導入一些窄半波寬的新熒光材料，例如氟化物熒光粉、量子點熒光粉。為了更好的了解這些熒光粉材料的特性，下面我們重點將對氟化物熒光粉及其應用做簡要介紹與說明。

　　首先，在了解與認識氟化物熒光粉之前我們先介紹一些LED光源在背光應用中的相關基本知識。

　　1、 LCD的相關知識介紹

　　A、LCD含義

　　LCD： Liquid Crystal Display 的簡稱，液晶顯示屏的全稱，它包括了TFT,UFB,TFD,STN等類型的液晶顯示屏。

　　LCD電視、手機：用液晶顯示屏做顯示器的電視機或者手機;

　　B、LCD的構造

　　以TFT類型的液晶顯示屏為例，其構造中主要包含背光源、導光板、上下偏振片、液晶、彩色濾光片、薄膜晶體管等(構造示意圖見圖1)，主要構造的作用說明如下：

　　1、背光源(Back Light)：LCD的顯像原理是靠液晶阻擋光線的分量達到控制明暗，必須要有光源才可能在屏幕上看到圖像，所以背光源負責為液晶屏顯像提供最基本的光源。

　　2、導光板(Light Guide Plate)：使光線均勻分布在整個屏幕上;

　　3、下偏振片(Up/Down Polarizer)：背光源送出來的光線方向性不一致，呈放射狀，如果這樣的光線通過液晶分子的扭轉，我們在屏幕上還是看不到我們想看到的圖像，此時，下面的偏振片則承擔了將光線的方向規范成一致后再送往液晶層的工作。

　　4、薄膜晶體管(Thin Film Transistor,TFT)：控制液晶分子的扭轉角度

　　5、液晶(Liquid Crystal)：這層液晶分子在TFT控制下發生扭轉，達到將方向一致的光線通亮進行控制，從而在通往后面像素單元的光線明暗度發生了改變。

　　6、彩色濾光片(Color Filter)：白色經過濾光片后，我們可以看到與濾光片對應顏色的光線被傳出，所以在液晶顯示屏中，彩色濾光片的功能是上色。

　　圖1 LCD的構造圖

　　C、LCD的顯像原理

　　LCD的顯像原理是將液晶置于兩片導電玻璃之間，通過控制上下兩層偏振片及上下兩個電極間電場的驅動引起液晶分子扭曲向列的電場效應，以控制背光源的透射或遮蔽，同時結合其他的控制及附屬功能層共同實現還原畫面的功能。

　　D、LCD的背光源介紹

　　由于液晶必須借助額外的光源才能發光， LCD常用的背光源有CCFL(冷陰極熒光燈管，)、LED(發光二極管)、HCFL(熱陰極熒光燈管)、面狀光源VFD(扁平熒光燈)、EL(電致發光片)、OLED(有機電致發光片)等幾種。其中CCFL是目前最常用的LCD背光源，通常也稱傳統背光源;

　　CCFL與LED的對比：

　　CCFL——由硬質玻璃和三基色熒光粉封接制作而成，燈管內有適量的水銀和惰性氣體，管內壁涂有熒光粉，兩端各有一個電極，缺點在于所表現的顏色有限。

　　LED——是一種半導體固體發光器件，利用固體半導體芯片作為發光材料，在半導體中通過載流子發生復合放出過剩的能量而引起光子發射，直接發出紅、黃、藍、綠、青、橙、紫、白色的光。正因為LED發光二極管具有好的色彩表現力，目前已經全面替代傳統冷陰極熒光管的光源。

　　2、色域覆蓋率相關知識介紹

　　A、色域覆蓋率含義

　　色域覆蓋率：在CIE-xy色度圖上用顏色標出的馬蹄形色度三角形就是人眼能夠看到的顏色區域，如果某個系統能夠全部再現這個馬蹄形區域中的顏色就可以說其色域覆蓋率是100%。采用R、G、B三基色再現顏色時，R、G、B三個基色坐標組成的三角形區域就是這三種基色所確定的顏色再現區域，這個區域與馬蹄形區域之比就是色域覆蓋率。所以，色域覆蓋率是某個R、G、B三個基色坐標組成的三角形區域面積與標準R、G、B三個基色坐標組成的三角形區域面積的比值。

　　B、色域覆蓋率評判標準

　　在不同的領域，對標準R、G、B三個基色坐標的要求不相同，這就涉及到不同的色域評判標準。色域的標準一般有NTSC、ITU-R BT.709、sRGB、Adobe RGB、ITU-R BT.1361、xvYCC等，下面就通用的三個標準(sRGB、NTSC和Adobe RGB)進行簡略介紹：

　　1)NTSC標準：1953年，美國國家電視標準委員會(National Television Standards Committee，簡稱NTSC)基于CIE1931色度圖制定的NTSC標準，此標準也是目前國內常用的標準。

　　2)sRGB標準：1996年，國際電工委員會IEC制定的關于數字影像的色域標準，此標準主要應用在數碼圖像采集設備上，在顯示器上沒有全面普及。

　　3)Adobe RGB標準：1998年Adobe公司提出的、擁有比sRGB更為寬廣的色彩空間，一般用于印刷出版、圖片處理等領域。

　　sRGB、NTSC和Adobe RGB的白光位置、色溫以及RGB基色的坐標見表1：

　　表1 sRGB、NTSC和Adobe RGB標準的相關參數

表1.jpg