有關(guān)TFT-LCD液晶顯示光線利用效率探索

河源思比電子有限公司 翟俊偉

經(jīng)過多年的發(fā)展與實踐，液晶顯示器憑借其質(zhì)地輕薄、耗能量低、使用壽命長等優(yōu)勢，在各個行業(yè)領(lǐng)域中得以廣泛應(yīng)用，取得的效果較為顯著。針對于此，文章以液晶背光模組部分的光效率作為主要的切入點，具體對TFT-LCD液晶顯示光效率的提升措施進(jìn)行詳細(xì)闡述，旨在提升TFT-LCD液晶顯示光效率的利用水平，并促進(jìn)光效利用率的使用水平，僅供參考。

液晶器件在實際應(yīng)用過程中，屬于被動發(fā)光形式，液晶本體不具備發(fā)光功能，主要利用背光模組的相關(guān)特性發(fā)出光源。一般來說，利用背光模組發(fā)出的光源多具備分布均勻、亮度光感強(qiáng)、顏色充足等特點，應(yīng)用效果較佳。結(jié)合以往的工作經(jīng)驗來看，背光模組由光源、反射板以及擴(kuò)散板等主要器件組成，在上述器件共同協(xié)調(diào)作用的基礎(chǔ)下，以光源為主體，發(fā)出光線，順次由反射板、導(dǎo)光板以及擴(kuò)散板的主導(dǎo)作用下，由背光模組射出光線，最終作用于液晶面板當(dāng)中，形成分布均勻、顏色充足的光線。

1 液晶背光模組部分光效率的利用情況

文章以CCFT測光式背光模組為例，對其背光模組區(qū)內(nèi)部的光利用效率進(jìn)行合理分析，以供參考。一般來說，CCFT測光式背光模組區(qū)域范圍內(nèi)的光線主要由冷陰極熒光管實行出射作業(yè)，通過經(jīng)燈罩的反射作用下，約有80%光線全部射入到導(dǎo)光板之內(nèi)。此時，光線的行進(jìn)方向會根據(jù)反射作用進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。在此過程中，約有60%左右的光線會沿著光板的反射作用進(jìn)行大量反射，且光線會沿著一定的方向進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整[1]。

基本上由下擴(kuò)散板、下棱鏡板、上棱鏡板以及上擴(kuò)散板進(jìn)行反射。其中，擴(kuò)散板可以有效起到加強(qiáng)光線均勻性的效果，使得光線透過率能夠達(dá)到90%左右。棱鏡片可以起到集光處理作用，使得光線透過率能夠達(dá)到89%左右。綜合來看，從上述光學(xué)組件出來后，基本上會剩余38%左右的光線，順序進(jìn)入液晶器件當(dāng)中，實現(xiàn)光效率的有效應(yīng)用。

2 影響液晶面板部分光效率射出的主要因素

2.1 部件穿透率因素

假設(shè)光線可以從背光模組進(jìn)行光線發(fā)射，且作用到液晶面板當(dāng)中。大體上的發(fā)射步驟可以歸納為以下幾點：首先，穿過下偏光板；然后，進(jìn)入TFT玻璃基板、液晶層以及取向?qū)赢?dāng)中；最后，經(jīng)過彩色濾光膜玻璃基板的反復(fù)作用，進(jìn)入上偏光等組件當(dāng)中。嚴(yán)格來講，液晶面板每一層穿透率差異較大，需要相關(guān)人員結(jié)合實際情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。舉個例子來說，下偏光板在對非偏振光進(jìn)行轉(zhuǎn)化、處理時，首先得到的是偏振光。

但是在此過程中，大約一半的光線會被吸收掉，且上下偏光板會受到材質(zhì)吸光的影響，而造成透光比例嚴(yán)重升高，基本上可以達(dá)到95%左右。結(jié)合實際而言，彩色濾光膜層表層會被附著上紅、綠、藍(lán)等三種基色的任何一種，具備三分之一的穿透率。而彩色濾光膜會受到自身材質(zhì)問題的影響，會對部分光纖進(jìn)行吸收、處理，此時單色光穿透率可占據(jù)85%，光線穿透比例低于30%。由此可以看出，綜合考量各項影響因素，背光模組發(fā)射光線中僅有11%的光線可以被穿透、處理[2]。

2.2 開口率因素

彩色濾光膜基板主要的組成結(jié)構(gòu)為彩色濾光膜，由彩色層、保護(hù)層以及黑色矩陣構(gòu)成。當(dāng)液晶層發(fā)射出的光線進(jìn)入彩色濾光膜基板當(dāng)中時，部分光線會被彩色濾光膜基板中的黑色矩陣吸收掉，無法完成穿透作業(yè)。需要注意的是，黑色矩陣不受區(qū)域管線的遮擋作用，主要在液晶顯示器薄膜晶體管電極與掃描電極方面進(jìn)行充分展示，如走線處理。在以上區(qū)域的作用下，無法形成有效的電場區(qū)域。且液晶分子容易脫離電壓的控制，如果不加以遮擋處理，液晶器件透光區(qū)域就很難呈現(xiàn)出正確亮度和對比度。

2.3 面板部分光效率因素

基于文章上述液晶部件對光線穿透率的具體影響以及開口率對光線的具體影響，可以利用背光模組射出的光線進(jìn)行合理運算。根據(jù)以往的經(jīng)驗可得，剩余光線量僅占總體的6%左右。可以說，多數(shù)光線被吸收、處理，光利用效率整體偏低。如果按照一定規(guī)律進(jìn)行排列，基本上就可以得出偏光片為最大影響因素，其次為彩色濾光膜彩色層，最后為開口率數(shù)值大小[3]。

3 有關(guān)TFT-LCD液晶顯示光線利用效率的提升措施

根據(jù)文章上述內(nèi)容的相關(guān)分析，若想切實地提升TFT-LCD液晶顯示光線利用效率，必須確保在降低器件功耗的同時，確保器件的節(jié)能效果。在面板開口率方面，建議相關(guān)人員最好采用增設(shè)背光模組光學(xué)組件的方式進(jìn)行有效提升，或者采取新型彩色實現(xiàn)方案作為主導(dǎo)方案，取代現(xiàn)階段應(yīng)用的彩色濾光膜。從某種程度上來說，開口率的有效提升基本上可以采用對陣列結(jié)構(gòu)設(shè)計方案進(jìn)行合理優(yōu)化，或者利用低溫多晶硅薄膜晶體管取代以往的晶體管結(jié)構(gòu)，確保光線利用效率得以顯著提升。除此之外，相關(guān)人員可以選擇應(yīng)用陣列以及存儲電容微型化方式進(jìn)行合理設(shè)計，確保透光區(qū)域所占面積得以有效提升，盡量降低黑色矩陣面積，目的在于最大限度地提升器件的開口效率。在液晶面板的優(yōu)化方面，建議相關(guān)人員可以在背光模組部分對光學(xué)膜層進(jìn)行適當(dāng)處理，如鋪設(shè)處理，避免下偏光片過度吸收光線而造成嚴(yán)重?fù)p失。

結(jié)論

總而言之，光線由背光模組光源射出，并經(jīng)由導(dǎo)光板、擴(kuò)散板以及棱鏡片等光學(xué)器件的作用下，在背光模組處射出光線。其中，62%左右的光線基本大量損失，僅有38%光線可經(jīng)由背光模組射出。根據(jù)這組數(shù)據(jù)的調(diào)查顯示，大致可以了解到提升光效率儼然成為液晶顯示的主體內(nèi)容。針對于此，本人建議可以從了解光線損失原因著手，利用切實可行的措施提升光效率。希望通過文章的相關(guān)敘述，可以為有關(guān)人員提供一定的借鑒價值。