在背光源和照明设计中采用光纤技术

发光二极管(LED)正被越来越多地用于平板显示器(FPD)背光源和普通照明应用之中。尽管这并非新闻,但却为工程师提出了一个难题:已有的各种LED背光源技术当中,究竟哪一种最适合他们的设计？

每种技术都被宣称具有最高的亮度、最佳的图像质量和均匀度、最低的功耗和最低的成本,可被高效地应用于当今的LED。毫不奇怪,这个难题的答案取决于具体应用、关键指标,以及背光源与照明技术的固有功能性。对于某些显示应用而言,已经获得认可的光纤技术可能是适应性最强的技术。

实际上,并非所有大尺寸FPD应用都像液晶电视(LCD TV)和数字标牌(digital signage)一样,需要带有全运动视频的全彩色显示器。举例来说,测试仪器和薄膜开关的操作界面通常都会使用较小的无源矩阵单色液晶显示器(LCD)。对于测试仪器、马达控制器和手持式数据采集设备制造商而言,他们关心的是显示器的亮度和均匀度:必须看起来不错!但这些应用常常属于中小批量,不能使用库存模块,其关键指标是低功耗、不发热、没有电磁辐射干扰、外形薄、加工成本低,并且要求所用技术适应性广泛,可针对设计进行定制(没有任何人愿意只为显示器去重新发明轮子)。

如果采用基于塑料光纤制造的光纤背光板或者是安装在背光板上的多排光纤,这样构成的背光源就提供了一种易于导入设计、易于定制的解决方案,使得OEM可将高质量的背光源集成到他们的设备之中,并且不会增加客户的拥有成本。

薄膜开关原始设备制造商(OEM)正越来越多地采用背光源来改进其用户接口,并提高整个设备对客户的价值。当然,功能性仍然相当重要,例如热和ESD防护,以及该开关本身的触感等。用多排光纤制造的光纤面板可以放在覆盖层和开关层之间,它只需一个LED就可提供较大范围的照明,而且触感还很不错。此外,设计人员可以寻求采用非常远见的(非矩形的)几何结构,包括孔型和其它不规则外型等。传统上这是场致发光灯(EL)背光源的领地,但是,光纤技术提供了业界渴望的亮度、均匀度、耐用性和低功耗,并且没有电磁干扰/射频干扰,也没有亮度退化以及与EL相关的逆变器需求等问题,因而备受重视。

除了LCD和薄膜开关背光源应用,光纤技术所具备的广泛适应能力,还使其应用拓展到了照明领域。在高档的温泉和露天泳池等水环境下,通过将一种新一代高功率LED嵌入光纤“光引擎”罩子中,可实现控制面板的背光照明。这种罩子中有一种特殊的准直透镜,可捕获LED发出的光,并将光聚焦到光纤面板上。光的光纤线路还可用在自娱自乐的DVD卡拉OK设备中,能提供明亮的彩色闪烁指示器,以便将客户的注意力引向检索和返回槽,且不需要额外的空间或深度。随着OEM对光纤照明技术的广泛适应能力的了解日趋加深,有关它的更多应用正在不断地被开发出来。

作者:Brian Spahnie

工程经理

Lumitex公司