背光板(back light, BL)
在一般的CRT屏幕, 是利用高速的電子槍發(fā)射出電子, 打擊在銀光幕上的熒光粉, 藉以產(chǎn)生亮光, 來顯示出畫面. 然而液晶顯示器本身, 僅能控制光線通過的亮度, 本身并無發(fā)光的功能. 因此,液晶顯示器就必須加上一個背光板, 來提供一個高亮度,而且亮度分布均勻的光源. 我們在圖14中可以看到, 組成背光板的主要零件有燈管(冷陰極管), 反射板, 導(dǎo)光板, prism sheet, 擴(kuò)散板等等. 燈管是主要的發(fā)光零件, 藉由導(dǎo)光板, 將光線分布到各處. 而反射板則將光線限制住都只往TFT LCD的方向前進(jìn). 最后藉由prism sheet及擴(kuò)散板的幫忙, 將光線均勻的分布到各個區(qū)域去, 提供給TFT LCD一個明亮的光源. 而TFT LCD則藉由電壓控制液晶的轉(zhuǎn)動, 控制通過光線的亮度, 藉以形成不同的灰階.
框膠(Sealant)及spacer
在圖14中另外還有框膠與spacer兩種結(jié)構(gòu)成分. 其中框膠的用途,就是要讓液晶面板中的上下兩層玻璃, 能夠緊密黏住, 并且提供面板中的液晶分子與外界的阻隔,所以框膠正如其名,是圍繞于面板四周, 將液晶分子框限于面板之內(nèi). 而spacer主要是提供上下兩層玻璃的支撐, 它必須均勻的分布在玻璃基板上, 不然一但分布不均造成部分spacer聚集在一起, 反而會阻礙光線通過, 也無法維持上下兩片玻璃的適當(dāng)間隙(gap), 會成電場分布不均的現(xiàn)象, 進(jìn)而影響液晶的灰階表現(xiàn).
開口率(Aperture ratio)
液晶顯示器中有一個很重要的規(guī)格就是亮度, 而決定亮度最重要的因素就是開口率. 開口率是什么呢? 簡單的來說就是光線能透過的有效區(qū)域比例. 我們來看看圖17, 圖17的左邊是一個液晶顯示器從正上方或是正下方看過去的結(jié)構(gòu)圖. 當(dāng)光線經(jīng)由背光板發(fā)射出來時, 并不是所有的光線都能穿過面板, 像是給LCD source驅(qū)動芯片及gate驅(qū)動芯片用的信號走線, 以及TFT本身, 還有儲存電壓用的儲存電容等等. 這些地方除了不完全透光外, 也由于經(jīng)過這些地方的光線 并不受到電壓的控制,而無法顯示正確的灰階, 所以都需利用black matrix加以遮蔽, 以免干擾到其它透光區(qū)域的正確亮度. 所以有效的透光區(qū)域, 就只剩下如同圖17右邊所顯示的區(qū)域而已. 這一塊有效的透光區(qū)域, 與全部面積的比例就稱之為開口率.
當(dāng)光線從背光板發(fā)射出來, 會依序穿過偏光板, 玻璃, 液晶, 彩色濾光片等等. 假設(shè)各個零件的穿透率如以下所示:
偏光板: 50%(因?yàn)槠渲粶?zhǔn)許單方向的極化光波通過)
玻璃:95%(需要計算上下兩片)
液晶:95%
開口率:50%(有效透光區(qū)域只有一半)
彩色濾光片:27%(假設(shè)材質(zhì)本身的穿透率為80%,但由于濾光片本身涂有色彩, 只能容許該色彩的光波通過. 以RGB三原色來說, 只能容許三種其中一種通過. 所以僅剩下三分之一的亮度. 所以總共只能通過80%*33%=27%.)
以上述的穿透率來計算, 從背光板出發(fā)的光線只會剩下6%, 實(shí)在是少的可憐. 這也是為什么在TFT LCD的設(shè)計中, 要盡量提高開口率的原因. 只要提高開口率, 便可以增加亮度, 而同時背光板的亮度也不用那么高, 可以節(jié)省耗電及花費(fèi).
