全球lcd市场现状与发展趋势.docx

全球lcd市场现状与发展趋势 随着计算机化时代的开始，模拟器已成为连接操作员的参考接口。在新世纪的平板显示领域中, 技术成熟、价格低廉, 处在主导地位的当属液晶显示器 (LCD) 。而且, 在未来一段时间之内, LCD仍将是平板显示 (FPD) 中的主流, 其中又以TFT-LCD所占比重最大。根据Display Search公布的数字, 到2006年, 全球LCD市场容量将达到560亿美元, 在全部FPD市场当中占有78%左右的市场份额。 作为LCD标准配置的背光照明系统, 随着LCD市场需求的不断增大而迅速向前发展。背光照明系统约占TFT-LCD面板材料成本的16%, 主要由光源、反射板、导光板、扩散膜、棱镜膜及外框等部分组成。其中, 导光板和光学膜是背光照明系统最主要的技术成本所在。以15口寸背光照明系统为例, 光学膜占成本结构约37%, 导光板占17%。由于背光照明系统主要的光学设计以及亮度、均匀性等光学特性均控制在导光板技术中, 因此, 导光板的设计与制造非常重要。导光板历经四代的发展, 虽然其功能都是把光源 (点光源或线光源) 转换为面光源输出, 但其制作工艺、制作方式和性能结构等均已发生了重大变化。本文就导光板的工作原理与结构、导光板设计、所用材料、导光板检测以及常用导光板的结构形式作深入讨论, 并预测导光板今后可能的发展趋势。 1 导光板的工作原理 传统背光照明系统由光源、反射板、导光板、扩散板、正交棱镜板以及保护膜等结构组成。其工作原理如图1a所示, 冷阴极灯管 (CCFL) 外侧的反射膜片呈抛物线状将CCFL包围, 由光源产生的白光透过该反射膜片反射至由压克力 (PMMA) 制成的导光板内。导光板主要功能是根据光散乱原理将入射的平行光 (点光源或线光源) 转换成平面垂直光, 之后再经过扩散膜片使导光板射出的光线扩散与偏向, 最后再经由两片表面成连续锯齿沟槽状的集光棱镜膜片, 使光线在xy方向集光并调整光线发散角度。 导光板的工作原理如图1b所示, 在背光照明系统的光路中, 光从导光板的端侧射入, 由于灯反射罩的反射作用, 可以把发散的光多次反射再利用, 这样大约有60%的光可自端面进入导光板中, 由于导光板材料与空气层的折射率之差, 光线由于全内反射原理 (Total Internel Reflection, 简称TIR) 在导光板上下两面反复产生镜面反射, 同时向前推进。当光线碰到扩散点图案或高折射率散射点时, 发生随机散射, 这时反射光会往各个角度扩散。根据折射定律, 光线从导光板上表面射出, 成为亮度分布均匀的面光源。 2 强化光路的微反射或微折射功能的光学设计 按照几何光学的反射、全内反射和折射规律, 以及要求导光板形成均匀面光源而且轻量化, 导光板主要采用平板形和楔形两种几何形状。当然, 导光板的几何外形与亮度分布还是由各液晶显示器厂商根据具体的应用环境和应用要求来决定。通常是利用导光板内的光线追迹, 与导光板的形状推测光线射出的强度。导光板内的导光是全反射所造成的, 因此由导光板射出的光线并无法完全满足该条件。以平板状导光板为例, 如果光线完全符合全反射的条件时, 临界角出射光就不存在, 类似这种结构的导光板就必需在它的底部与正面设置微反射结构。设计背光系统表面的光强度分布时, 必须作微反射或微折射结构的光学设计与仿真分析。而进行光学设计时必须导入冷阴极灯管的管径、长度与抛物线外形之灯管反射膜片等各项参数, 有了这些参数便可假设推测背光单元表面的光强度分布。此外亦可利用一些背光系统用光学设计软件, 如ORA公司的LightTools、InfoTec公司的TracePro以及法国OPTIS公司的SPEOS等软件, 可以进行如照度 (1ux) 、强度 (cd) 、亮度 (cd/m2) 、3D照度及光线强度分布等分析, 以及光路的模拟、分析、仿真。设计时还应把压克力的折射率、塑料射出成型的收缩率等诸因素列入考虑, 因此利用光学设计软件获得的结果可直接转用于生产单位, 适用范围最大可达18口寸导光板。 3 用于生产指南光板的方法和类型 导光板制作的关键技术是散射图案的设计和注射材料的选择及注塑成型工艺的控制。按照制作工艺的差别, 可以分为印刷式和非印刷式两类。 3.1 疏密度分布的设计方法 通常导光板是用注塑的方法将材料先压制成表面光滑的矩形板或直接剪裁大块的PMMA板材, 经过表面处理后, 在其底面用油墨印刷上圆形、蜂窝形或方形的白色浓淡扩散点后制成, 其扩散点的尺寸为100μm到1mm。扩散点图形要进行疏密度分布的设计, 必须考虑导光板侧面的聚光和灯管亮度的分布等因素, 目的是获得均一的亮度分布。目前较为先进可靠的设计方法是用计算机进行光路分析模拟, 之后再通过多次试验进行设计验证, 最后确定工业化