液晶显示用背光源

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1、北京工业大学_T程硕十学位论文源及显示器、平板荧光灯背光源也取得长足进展，并有望近年内实现商业化生产，但总体来看，冷阴极荧光灯(CCFL)背光源以其大尺寸、长寿命(可长达2万小时)、性能稳、性价比高等优点，仍占据着平板背光源的主导地位。随着液晶显示技术的不断发展，液晶显示器，特别是彩色液晶显示器的应用领域也在不断拓宽。如今背光源已经成为一门独立学科，并逐步成为研究开发的热点。受液晶显示器的市场拉动，背光源产业已经呈现一派繁荣景象。1．2CCFL背光源技术简介及应用早期CCFL背光源为取得足够的亮度，多采用多灯管并列直下式结构(见图卜2)，这种背光源不仅体积大、质量重、电

2、功耗大，而且灯管阴影的处理也是难题。在此基础上发展起来的第二代背光源多采用多灯管平板侧置式结构(见图卜3)，利用平板导光板上印刷的网纹散光，并结合各种薄膜使亮度得以提高。且光分布得更加均匀。目前，这种产品多应用于以台式为代表的液晶显示器、功控触摸板等。CCFL背光源发展到第三代时，常采用单管或双管楔形侧置式(见图卜4)，导光板也采用一次成型的楔形板。这种背光源由于采用楔形板，故较第二代产品质量更轻，更适合于便携式产品。因而在笔记本电脑和PDA等产品上得以广泛应用。现在，正在发展的第四代产品(见图卜5)是丙烯基树脂的导光体内部分布折射率不同的有机材料(聚合物)背光源，它利

3、用聚合物使光多次散射，因而可以不需要导光板背面的网纹图形和表面的扩散板即可得到均匀的平面光。从而达到提高亮度、减轻质量、降低成本的目的。由于应用的领域不同及性能价格比存在很大的差异，目前市场上各种产品都占有一定的比例。表卜1对用于LCD的四代背光源结构及性能进行了对比。r’＆R———，∥芝互ZZ二乙Z二乏=乙彩灯c光*，、乒盆乒己卑矿图卜2多管并列直下式结构背光源图卜3平板侧式结构背光源2第一章绪论'授镜膜匕∑二!=业=!：墅銎：：∑=!，图1—4楔形侧式结构背光源图卜5聚合物导光式结构背光源表卜lLcD用四代cCFL背光源的结构对比及性能比较灯管放置导光板光学膜优点缺

4、点多管并列直扩散板、反光功耗大第一代无高亮度下式板、光帘有灯影现象平板印刷扩散板、反光质量较轻第二代多管两侧式功耗较大工艺板、蒙光板厚度较薄单管(或双扩散板、反光质量和厚度更对于便携产品而第三代楔形管)单侧式板、聚光扳适合便携产品言功耗仍较大单管(或双无背面的反光板高端便携工艺较复杂第四代管)式网纹图形聚光板产品的首选成本较高为了适应液晶显示市场对背光源的需求，加快开发、研究生产商效率、薄型化、长寿命背光源是摆在技术界和产业界一项极其重要的任务。由于发光二极管背光源比较厚，而且发光品质较差；直下式背光源虽然亮度很高，但是很难做的薄，而且能耗比较大。这些都不符合背光源轻薄

5、、节省能源的发展趋势。因此，目前彩色液晶显示器绝大多数使用侧光式冷阴极荧光灯(CCFL)背光源。其主要构成部件为灯管、导光板(底面附有用特殊油墨印刷的散光点)、反射板、扩散板、棱镜膜。为了使侧光式背光源的发光亮度均匀，满足显示器的要求，通常都要采用导光板的结构。导光板是利用注射成型的方法将聚甲基丙烯酸甲酯(P删A)或聚碳酸酯(Pc)压制成表面光滑的板材，然后用具有高反射率且不吸光的材料，在导光板的底面用丝网印刷的方式印上扩散点。冷阴极荧光灯位于导光板长边3北京工业大学工程硕士学位论文侧端，灯管发出的光通过导光板向另一端传输，当光线射到扩散点时，反射光会往各个角度扩散，然

6、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泄露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，印刷式是用具有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注塑成型时，直接形成密布的微小凸点，其作用有如扩散点。本研究采用印刷式的导光板作为背光组件。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，模具开发技术为瓶颈所在。另外，导光板根据形状可分为平板形及楔形，平板形多应用于监视器，楔形板多

7、用于笔记本型计算机。至于反射膜、棱镜膜和扩散膜等光学增强膜则主要是改善和提高背光源的发光效果。反射板目前多采用反光性能较强的有机材料，关键部位(如灯管附近)多采用镀银材料；扩散板类似于毛玻璃的原理，利用漫反射使光充分均匀分布；棱镜板(又称聚光板)由聚脂和聚碳酸脂制成，因其表面有棱形结构而得名，此结构类似于棱形凸透镜，使光线向中部更加集中，从而达到增强亮度的目的。就应用范围而言，LED、EL(电致发光)背光源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。由于显示品质和可靠性好，现TFT液晶显示屏普遍使用ccF