專利名稱：冷陰極燈管及采用冷陰極燈管的液晶顯示裝置背光模組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冷陰極燈管及采用冷陰極燈管的液晶顯示裝置背光模 組，尤其涉及一種冷陰極二極管，以及采用該冷陰極二極管作為背光燈的液 晶顯示裝置背光模組。
背景技術(shù)：
在各種液晶顯示裝置背光模組，尤其是薄膜晶體管液晶顯示器(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display,以下簡稱TFT-LCD)的背光模 組中，背光燈通常采用冷陰極二極管(以下簡稱CCFL) , CCFL是一種線形 燈管，設(shè)置在導(dǎo)光板的兩側(cè)，與導(dǎo)光板的邊緣平行，經(jīng)背光燈反射板把CCFL 射出的光線反射入導(dǎo)光板中，成為液晶顯示裝置的背光源。但是發(fā)明人發(fā) 現(xiàn)CCFL燈管兩側(cè)存在亮度差，這會影響顯示效果。
燈管兩端存在亮度差的原因是普通熒光燈管的結(jié)構(gòu)如圖1所示，通常 包括透明燈管1，涂敷在透明燈管1管壁內(nèi)側(cè)的熒光體，燈管1內(nèi)充有惰 性氣體，例如氖(Ne)和氬(Ar)混合氣體，其中含有微量水^l艮蒸氣，可 以為數(shù)毫克(mg)，為了使熒光體放電發(fā)光，需在透明燈管1兩端設(shè)置正電 極2即第一電極，和負(fù)電極3即第二電極，連接正、負(fù)電極2、 3的端部一般 還會設(shè)有用于安裝背光燈的電極連接裝置4、 5,工作時，通過在正電極2和 負(fù)電極3施加一高壓、高頻電場，則水銀蒸氣在此電場內(nèi)被激發(fā)，即產(chǎn)生釋 能發(fā)光效應(yīng)，放出波長為253. 7納米(nm)的紫外線光，而燈管1內(nèi)壁的熒 光體原子則因紫外線激發(fā)而提升其能階，當(dāng)原子返回原低能階時，放射出可 見光，該可見光的波長由熒光體物質(zhì)的特性決定。但是，正電極2和負(fù)電極3的電壓不同，這導(dǎo)致了燈管l正、負(fù)電極2、 3兩側(cè)熒光體受激能量不等， 因此單位面積的發(fā)光亮度不同，在燈管1兩端的發(fā)光面積相同時，則燈管1 兩端就會出現(xiàn)亮度差。
液晶顯示裝置背光模組的一般結(jié)構(gòu)如圖2A和2B所示，包括設(shè)置在最 下層的反射板10;在反射板10上，將線光源轉(zhuǎn)變?yōu)槊婀庠吹膶?dǎo)光板11; 將從導(dǎo)光板ll射出的光進(jìn)行分散的下擴(kuò)散片12、上擴(kuò)散片15;將從下擴(kuò) 散片12射出的光進(jìn)行聚光的下棱鏡片13、上棱鏡片14;設(shè)置在導(dǎo)光板ll 兩側(cè)，與導(dǎo)光板11邊緣平行的背光燈16,包圍在背光燈16外側(cè)，將背光 燈16光線反射入導(dǎo)光板11的背光燈反射板17。當(dāng)存在上述問題的背光燈 應(yīng)用到液晶顯示裝置背光模組中時，會影響背光源亮度的面均勻性，當(dāng)光線 射入導(dǎo)光板11時，形成的面光源會存在亮度差異，如圖3所示為采用普通 CCFL時，仿真計算液晶面板表面亮度的示意圖，圖中方框內(nèi)數(shù)值為該方框區(qū) 域內(nèi)亮度的平均值，顯然，在背光燈16的正電極2 —側(cè)的亮度要比負(fù)電機(jī)3 一側(cè)的亮度值高。背光燈兩端的亮度差導(dǎo)致液晶面板背光源表面亮度的均勻 性差，這必然會對顯示效果造成影響。
為了解決亮度差的問題，現(xiàn)有技術(shù)的一種技術(shù)方案嘗試將液晶顯示器導(dǎo) 光板一側(cè)的背光燈反射板中，原有設(shè)置的多個背光源燈管的正、負(fù)電極連接， 即將第一管的正電極連接第二管的負(fù)電極，以平均整個背光源的亮度。這樣 做不僅不能完全避免亮度差的問題，而且改變正、負(fù)電極位置的燈管需要設(shè) 置額外的連接線連接其正、負(fù)電極，且在連接線部位往往會頻繁出現(xiàn)電流泄 露的現(xiàn)象。另外，連接線中也有電壓差，為了保證最后一根燈管的正電極電 壓，需要提高第一根燈管的正電極電壓值，即提高其驅(qū)動電壓，驅(qū)動電壓的 增加會導(dǎo)致該燈管電極的消耗速度加快，熒光體的反應(yīng)頻率增加，會降低燈 管的使用壽命，當(dāng)燈管的亮度低于原始亮度的5 0 %時則認(rèn)為燈管的壽命到 期，因此這種解決方案具有一定缺陷。
現(xiàn)有技術(shù)對液晶顯示器背光源(LCD Module)的兩端亮度差異仍沒有有
效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是通過一些實施例提供一種冷陰極燈管，能夠減小該 背光燈兩端的亮度差異。
本發(fā)明的再一目的是通過再一些實施例提供一種采用冷陰極燈管的液晶 顯示裝置背光模組，能夠減小背光燈兩端的亮度差異，提高背光模組入射液 晶面板光源亮度的面均勻性，從而改善液晶顯示裝置的顯示效果。
為實現(xiàn)本發(fā)明的主要目的，本發(fā)明通過一些實施例提供了一種冷陰極燈 管，包括可透射光線的燈管，設(shè)置在燈管內(nèi)的惰性氣體，涂敷在燈管管壁內(nèi) 側(cè)的熒光體，穿設(shè)在燈管第一端的第一電極和穿設(shè)在燈管第二端的第二電極， 其中'.分別距離該燈管兩端部相等距離的兩段燈管中，第一端側(cè)的燈管的發(fā) 光面積小于第二端側(cè)的燈管的發(fā)光面積。
上述技術(shù)方案中的冷陰極燈管，使燈管距離兩端部相等距離的兩段燈管 中，靠近第二電極，即負(fù)電極一側(cè)的那段燈管的發(fā)光面積大于靠近第一電極， 即正電極一側(cè)的那段燈管的發(fā)光面，從而使負(fù)電極一側(cè)的總發(fā)光亮度增加， 進(jìn)而減小燈管兩端的亮度差。
為實現(xiàn)本發(fā)明的再一 目的，本發(fā)明通過再一些實施例提供了 一種采用冷
陰極燈管的液晶顯示裝置背光模組，包括反射板，導(dǎo)光板，下棱鏡片，上 棱#:片，背光燈和背光燈反射板，其中背光燈采用該冷陰^l燈管，且"i殳置 在導(dǎo)光板的側(cè)邊，該背光燈反射板設(shè)置在該背光燈的外面。
上述技術(shù)方案所提供的液晶顯示裝置背光模組，釆用本發(fā)明的冷陰極燈 管作為背光燈，使背光燈兩側(cè)的亮度差減小，從而能夠提高背光源入射液晶 面板光源亮度的面均勻度，進(jìn)而改善液晶顯示裝置的顯示效果。
下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)背光燈的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2A為現(xiàn)有技術(shù)中液晶顯示裝置背光模組的側(cè)視結(jié)構(gòu)剖面圖。 圖2B為現(xiàn)有技術(shù)中液晶顯示裝置背光模組的俯視結(jié)構(gòu)剖面圖。 圖3為現(xiàn)有技術(shù)中液晶顯示裝置背光燈亮度的仿真結(jié)果示意圖。 圖4為本發(fā)明冷陰極燈管具體實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖一。 圖5為本發(fā)明冷陰極燈管具體實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖二。 圖6為本發(fā)明冷陰極燈管具體實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖7A為本發(fā)明采用冷陰極燈管的液晶顯示裝置背光模組具體實施例一 的主^L結(jié)構(gòu)圖。
圖7B為本發(fā)明采用冷陰極燈管的液晶顯示裝置背光模組具體實施例一 的俯視結(jié)構(gòu)圖。
圖8為本發(fā)明采用冷陰極燈管的液晶顯示裝置背光模組具體實施例二的 結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中
1燈管 2正電極 3 負(fù)電才及
4電極連接裝置5電極連接裝置10反射板 11導(dǎo)光板 12下擴(kuò)散片 13下棱鏡片
14上棱鏡片 15上擴(kuò)散片 16背光燈
17背光燈反射板
具體實施例方式
CCFL燈管兩端亮度不同的根本原因是燈管兩端的電極電壓不同，單位面 積受激發(fā)而發(fā)光的熒光體發(fā)出的光線能量不同，即單位發(fā)光面積存在亮度差， 現(xiàn)有CCFL背光燈的燈管兩端發(fā)光面積相同，所以在單位發(fā)光面積亮度不同 時，總的亮度不相同?；谏鲜鲅芯糠治鼋Y(jié)果，本發(fā)明的基本思路是改變燈 光兩端的發(fā)光面積，在電極電壓較低一端采用較大的發(fā)光面積來彌補(bǔ)單位發(fā) 光面積的亮度差。即以燈管的軸向方向為長度方向，令正電極側(cè)的燈管的單
位長度發(fā)光面積小于負(fù)電極側(cè)的燈管的單位長度發(fā)光面積。通過合理設(shè)計燈 管的形狀，較佳的實施方式是使正電極側(cè)燈管單位長度發(fā)光面積是負(fù)電極側(cè)
燈管單位長度發(fā)光面積的3%~20%，換言之，在分別距離燈管兩端部相同 距離的兩段燈管中，使第一端側(cè)的燈管的發(fā)光面積小于第二端側(cè)的燈管發(fā)光 面積，為其3%~20%。在燈管單位長度上，使發(fā)光面積x單位發(fā)光面積亮 度所得值趨于一致，從而減小燈管兩端因電極電壓差而產(chǎn)生的亮度差，提高 背光燈燈管整體亮度的均勻性，就可以進(jìn)一步解決應(yīng)用該背光燈的液晶顯示 裝置背光模組亮度不均勻的問題。 冷陰極燈管實施例一
如圖4所示為本發(fā)明冷陰極燈管具體實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖，包括可透 射光線的燈管1,通常即為專用的玻璃管，設(shè)置在燈管1內(nèi)的惰性氣體，涂 敷在燈管1管壁內(nèi)側(cè)的熒光體，穿設(shè)在燈管1第一端的正電極2即第一電極， 和穿設(shè)在燈管1第二端的負(fù)電極3即第二電極，工作時，正電極2的電壓高 于負(fù)電極3的電壓，其中，該燈光1為直徑相等的圓柱管，在第一端側(cè)，即 正電極2側(cè)的燈管的軸線為直線形，第二端側(cè)，即負(fù)電極3側(cè)的燈管的軸線 為螺旋形，燈管螺旋段的螺紋半徑為L，如圖4所示，則負(fù)電極3側(cè)的燈管1 單位長度發(fā)光面積是正電極2側(cè)的2 7T L倍。
本實施例中，螺旋段燈管的螺紋半徑可以相等，也可以從第二端開始逐 漸減小，其結(jié)構(gòu)形狀如圖5所示。
本實施例的技術(shù)方案，距離燈管1兩端部距離相等的兩段燈管中，正電 極2側(cè)燈管1的發(fā)光面積小于負(fù)電極3側(cè)燈管1的發(fā)光面積，則當(dāng)正、負(fù)電 極2、 3側(cè)燈管l單位發(fā)光面積的亮度不等時，兩端總體亮度差減小，根據(jù)仿 真計算，可以有效的將燈管1兩側(cè)的亮度差降低9. 4%。
在本實施例中，改變燈管長度來增大發(fā)光面積的方法并不限于上述的螺 紋形燈管，還可以采用如蛇紋型或者其他曲線形作為軸線形狀的燈管。
冷陰極燈管實施例二
如圖6所示為本發(fā)明冷陰極燈管具體實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖，本實施例 與實施例一的區(qū)別在于燈管1的形狀，如圖6所示，燈管1的形狀為圓錐體， 第一端，即正電極2側(cè)的燈管1直徑小于第二端，即負(fù)電極3側(cè)的燈管1直 徑，從第一端向第二端，燈管l直徑遞增。
本實施例二的技術(shù)方案，使燈管l從第一端到第二端，在其軸向方向上， 燈管的發(fā)光面積均勻遞增，能夠使燈管在軸向方向上的亮度趨于一致，兩端 亮度差有效減小。
在實施例二中，燈管的橫截面形狀還可以為遞變的橢圓形等形狀，圓錐 體的母線可以為直線，也可以為曲線。在圓錐體的底面邊纟彖還可以進(jìn)一步制 作成圓倒角，以便于加工和安裝。并且，從第一端到第二端之間可以全部設(shè) 計成為圓錐體，或者也可以僅從第二端開始設(shè)置一段圓錐體，而后連接一賴: 圓柱體燈管。
在上述實施例一和二中，從安裝角度考慮，往往在距離負(fù)電極一定距離， 如5mm的位置作為燈管最大單位長度發(fā)光面積的起始位置，這樣方便在負(fù)電 極一端安裝電極連接裝置。
采用冷陰極燈管的液晶顯示裝置背光^t組實施例一
如圖7A和7B所示分別為本發(fā)明采用冷陰極燈管的液晶顯示裝置背光模 組具體實施例一的主視圖和局部俯視圖，本實施例包括設(shè)置在最下層的反 射板10;在反射板10上，將線光源轉(zhuǎn)變?yōu)槊婀庠吹膶?dǎo)光板11;將從導(dǎo)光 板11射出的光進(jìn)行分散的下擴(kuò)散片12、上擴(kuò)散片15;將從下擴(kuò)散片12 射出的光進(jìn)行聚光的下棱鏡片13、上棱鏡片14，在實際應(yīng)用中可根據(jù)需 要增加或減少光學(xué)膜片；設(shè)置在導(dǎo)光板ll兩側(cè)，與導(dǎo)光板ll邊緣平行的 背光燈16，包圍在背光燈16外側(cè)，將背光燈16光線反射入導(dǎo)光板11的 背光燈反射板17,另外還有必要的支撐框架。
在本實施例中，背光燈16采用本發(fā)明冷陰極燈管的任一實施例，無 需改造背光燈反射板17的結(jié)構(gòu)，背光燈16直接安裝在背光燈反射板17
內(nèi)，使其與導(dǎo)光板11之間保持一定間距D,優(yōu)選的實施方式是使背光燈 16與導(dǎo)光板11之間的最小距離大于或等于0.5毫米，且保持背光燈16 的軸線與導(dǎo)光板11的邊緣平行，如圖7B所示為本實施例的俯;f見圖，D-0. 5毫米。
本實施例的技術(shù)方案能夠通過背光燈16兩端較小的亮度差，提高背 光模組入射液晶面板光源亮度的面均勻性，從而改善顯示效果。
采用冷陰極燈管的液晶顯示裝置背光模組實施例二
如圖8所示為本發(fā)明采用冷陰極燈管的液晶顯示裝置背光^^莫組具體實施 例二的局部結(jié)構(gòu)示意圖，本實施例與上述實施例一的區(qū)別在于，在一個背光 燈反射板17內(nèi)設(shè)置的兩個背光燈16的正電極設(shè)置在相同側(cè)，負(fù)電極設(shè)置在 相同側(cè)，兩個背光燈16的燈管之間不相接觸。
本實施例的技術(shù)方案中，可以進(jìn)一步的在一個背光燈反射板17內(nèi)設(shè)置兩 個以上的背光燈16，以適應(yīng)液晶顯示裝置的亮度需要。
通過本發(fā)明冷陰極燈管上述實施例的技術(shù)方案，可以均勻冷陰極燈管左 右側(cè)，即正負(fù)電極側(cè)(HOT, GND)的發(fā)光總量，克服CCFL燈管左右側(cè)的亮度差 異。進(jìn)一步將該冷陰極燈管應(yīng)用到液晶顯示裝置的背光模組實施例中時，能 夠提高液晶顯示裝置背光模組的亮度均勻性，克服現(xiàn)有技術(shù)不能解決液晶顯 示裝置背光模組左右側(cè)亮度差異的缺陷，同時滿足TC003 (The Swedish Confederation of Professional Employees)標(biāo)準(zhǔn)中提出的使在不同角度 檢測得到的液晶顯示裝置背光源亮度值區(qū)域一致，即提高背光源亮度的面均 勻性。
最后應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其 限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或 者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技
術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1、一種冷陰極燈管，包括可透射光線的燈管，設(shè)置在所述燈管內(nèi)的惰性氣體，涂敷在所述燈管管壁內(nèi)側(cè)的熒光體，穿設(shè)在所述燈管第一端的第一電極和穿設(shè)在所述燈管第二端的第二電極，其特征在于分別距離所述燈管兩端部相等距離的兩段燈管中，第一端側(cè)的燈管的發(fā)光面積小于第二端側(cè)的燈管的發(fā)光面積。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的冷陰極燈管，其特征在于在所述燈管從第 一端到第二端的軸向方向上，所述燈管的發(fā)光面積遞增。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷陰極燈管，其特征在于所述燈管的直徑 相等，分別距離所述燈管兩端部相同距離的兩段燈管中，第一端側(cè)的燈管長 度小于第二端側(cè)的燈管長度。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的冷陰極燈管，其特征在于所述第一端側(cè)的 燈管軸線為直線形，所述第二端側(cè)的燈管軸線為螺旋形或曲線形。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的冷陰極燈管，其特征在于在所述螺旋形燈 管從第一端側(cè)到第二端側(cè)的軸向方向上，螺紋直徑逐漸減小。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷陰極燈管，其特征在于所述燈管的軸線 為直線形，所述第一端側(cè)的燈管的直徑小于所述第二端側(cè)的燈管的直徑。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的冷陰極燈管，其特征在于所述燈管為圓錐 體或類圓錐體。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1~7所述的任一冷陰極燈管，其特征在于分別距離 所述燈管兩端部相同距離的兩段燈管中，第一端側(cè)的燈管的發(fā)光面積為第二 端側(cè)的燈管發(fā)光面積的3% ~20%。
9、 一種采用權(quán)利要求1 ~ 8中任一權(quán)利要求所述冷陰極燈管的液晶顯示 裝置背光模組，包括反射板，導(dǎo)光板，背光燈和背光燈反射板，其特征在 于所述背光燈采用所述冷陰極燈管，設(shè)置在所述導(dǎo)光板的側(cè)邊，所述背光 燈反射板設(shè)置在所述背光燈的外面。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種冷陰極燈管和采用冷陰極燈管的液晶顯示裝置背光模組，該燈管包括可透射光線的燈管，設(shè)置在燈管內(nèi)的惰性氣體，涂敷在燈管管壁內(nèi)側(cè)的熒光體，穿設(shè)在燈管第一端的第一電極和穿設(shè)在燈管第二端的第二電極，其中分別距離燈管兩端部相等距離的兩段燈管中，第一端側(cè)的燈管的發(fā)光面積小于第二端側(cè)的燈管的發(fā)光面積。該背光模組包括反射板，導(dǎo)光板，背光燈和背光燈反射板，其中背光燈采用本發(fā)明的冷陰極燈管，設(shè)置在導(dǎo)光板的側(cè)邊，背光燈反射板設(shè)置在該背光燈的外面。本發(fā)明的冷陰極燈管和背光模組能夠減少燈管兩端的亮度差，提高從導(dǎo)光板入射液晶面板光源的面均勻度，從而改善顯示效果。
文檔編號G02F1/13GK101388318SQ200710121550
公開日2009年3月18日 申請日期2007年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月10日
發(fā)明者尹大根, 李相稙, 金哲潤 申請人:北京京東方光電科技有限公司