CN109188770B - 一种背光源模块及其液晶显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种液晶显示器，其没有荫罩限制，像素点更小，更精细；因此液晶显示在同样大小的显示窗面积内，可以容纳更多的像素和更多的信息，有机高分子合成材料，具有极高的纯度，在极净化的条件下制成，驱动电压需求低，驱动电流更是很微小，降低劣化，寿命很长，显示内容的利用率最高，结构可以作得很小，结构还便于大批量、自动化生产，目前显示器件的生产大都采用自动化半自动化的集成化工艺生产，仅少量工人即可开动一条年生产上千上万片的生产线。

Description

一种背光源模块及其液晶显示器
技术领域
本发明涉及显示设备领域，尤其涉及一种背光源模块及其液晶显示器。
背景技术
显示器是电子计算机最重要的终端输出设备，是人机对话的窗口。显示器有电路部分和显示器件组成，采用何种显示器件，决定了显示器的电路结构，也决定了显示器的性能指标。指示或显示器件主要分为机械式指示装置和电子显示器件。传统的电压或电流表头就是一个典型的指示器件，它广泛用于稳压电源、万用表等仪器上。随着电子仪器的自能化水平提高，电子显示器件的使用日益广泛，主要有发光二极管、数码管、液晶显示器、荧光屏等。
背光源（BackLight）是位于液晶显示器（LCD）背后的一种光源，它的发光效果将直接影响到液晶显示模块（LCM）视觉效果。液晶显示器本身并不发光，它显示图形或是它对光线调制的结果。场发射背光源作为一种新型面状光源，不仅是平面光源而且是自发光组件，应用在背光模组上可省掉如扩散膜及导光板等光学薄膜，降低成本压力；同时，还具有发光效率高、功耗低、寿命长、厚度薄、调节方便等优点，尤其适合于中大尺寸的LCD显示器，对于76cm以上显示屏，更是具有深远意义。此外，场发射背光源还是一种二维光源，易于扫描，并能形成矩阵结构以产生局部变暗，作为LCD的背光源，可提高LCD的动态范围。
目前国内外场发射背光源主要集中在碳纳米管场发射(CNT-FED)背光源，碳纳米管由于是碳基材料，容易和氧气发生反应而被破坏，用其作场发射体对真空度要求很高，制作工艺复杂、成本较高。鉴于此，有必要提供一种基于平面型场致发射背光源的液晶显示器结构，突破现有技术的瓶颈。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种背光源模块及其液晶显示器。
本发明是以如下技术方案实现的：
一种液晶显示器，包括液晶模块、背光源模块及铝框，所述铝框包括基座及压盖，所述液晶模块包括LCD液晶面板、异方向性导电胶、驱动IC、柔性线路板和PCB电路板，利用机台压合而成，所述背光源模块包括阳极基板、阴极基板以及背光源框架。
进一步地，所述阳极基板位于背光源框架的上部，所述阴极基板位于背光源框架的下部，所述阳极基板由导电基板和设置于导电基板内表面的荧光层所组成，所述阴极基板包括玻璃基板、设置于玻璃基板表面的透明阴极、栅极和填充在阴极与栅极的间隙中的掺杂型复合碳纳米管。
进一步地，所述阳极基板和阴极基板由背光源框架两侧的可调节凸台隔离，所述凸台包括凸台本体、调节螺杆、滑动柱、锁紧螺钉。
进一步地，所述调节螺杆设置在所述凸台本体的内部，通过螺纹配合，所述滑动柱位于所述调节螺杆的下端，设置在凸台本体的滑道内，随调节螺杆共同运动，所述锁紧螺钉位于滑动柱的侧面，设置在凸台本体的内部，用于锁紧滑动柱。
进一步地，通过阴极基板的透明阴极及栅极之间施加高压电场，掺杂型复合碳纳米管层中的有效成分在高压电场的激发下，发射出电子，通过掺杂型复合碳纳米管阵列，轰击到荧光层，荧光层发出的光线直接透过透明阴极以及玻璃基板发射出来，在阴极中的掺杂型复合碳纳米管层的作用下，保证了背光源出射光的均匀性。
进一步地，所述背光源包括阳极基板，阴极基板、以及背光源框架，所述阳极基板位于背光源框架的上部，所述阴极基板位于背光源框架的下部，阳极基板和阴极基板由背光源框架两侧的可调节凸台隔离，所述阳极基板由导电基板和设置于导电基板内表面的荧光层所组成；所述阴极基板有一透明的玻璃基板、设置于玻璃基板表面的透明阴极、设置于透明阴极表面的掺杂型复合碳纳米管层。
进一步地，所述背光源中，在阴极基板的透明阴极及阳极基板的导电基板上施加高压电场，掺杂型复合碳纳米管层中的有效成分在高压电场的激发下，发射出电子，通过掺杂型复合碳纳米管阵列，轰击到荧光层，荧光层发出的光线直接透过透明阴极以及玻璃基板发射出来，在阴极中的掺杂型复合碳纳米管层的作用下，保证了背光源出射光的均匀性。
进一步地，所述掺杂型复合碳纳米管的具体制作步骤如下：
步骤31、制备基板，将制备好的基板行划片，清洗基板；
步骤32、通过催化剂化学气相沉积法在基板上制备出碳纳米管；
步骤33、将CuI和SnI溶解于2-甲氧基乙醇中制成金属前体溶液；
步骤34、使用超声波震碎器将所述金属前体溶液混合；
步骤35、使用一步旋转镀膜法将混合后的金属前体溶液涂布于碳纳米管上形成a-CuSnI层，进行退火反应，制成掺杂型复合碳纳米管。
进一步地，所述掺杂型复合碳纳米管的厚度为28-34微米，其中所述碳纳米管层的厚度优选地为16-20微米，所述a-CuSnI层的厚度优选地为8-18微米。
本发明的有益效果是：
本文提供的一种液晶显示器，其采用了一种新型背光源，该背光源为场发射背光源，其具有电流发射更加均匀，发射电流密度和稳定性更高，发光均匀性及稳定性更强等优势，同时，由于本发明所提供的背光源的阳极基板与阴极基板有一定间隔，从阳极反射的光，其照度经过空间平均而得以提高均匀性。结合场发射光源具有的阵列可调制特点，该类型的场发射光源可作为液晶显示的背光源，将使液晶显示器具有低功耗、高亮度、高速响应的特点。
本发明提供的显示器结构简单，省略了导光板、散光板等机构，省略了背光源模块内部隔离柱的使用，大大降低了显示器结构的复杂程度，制作工艺极其简单，降低了制造成本，同时，阴极基板与阳极基板的间距由背光源框架两侧的可调节凸台决定，可适应多种不同应用场景显示器的要求。
本发明提供的液晶显示器没有荫罩限制，像素点更小，更精细；因此液晶显示在同样大小的显示窗面积内，可以容纳更多的像素和更多的信息，有机高分子合成材料，具有极高的纯度，在极净化的条件下制成，驱动电压需求低，驱动电流更是很微小，降低劣化，寿命很长，显示内容的利用率最高，结构可以作得很小，结构还便于大批量、自动化生产，目前显示器件的生产大都采用自动化半自动化的集成化工艺生产，仅少量工人即可开动一条年生产上千上万片的生产线。
附图说明
图1是本发明第一实施例提供的一种液晶显示器示意图；
图2是本发明提供的调节凸台的剖视图；
图3是本发明第二实施例提供的一种液晶显示器示意图；
图4是本发明提供的CuSnI薄膜的SEM形态检测图。
其中：1-液晶模块，11-LCD液晶面板，12-异方向性导电胶，13-驱动IC，14-柔性线路板（FPC），15-PCB电路板，2-背光源模块，21-阳极基板，211-导电基板，212-荧光层，22A-阴极基板，221A-玻璃基板，222A-透明阴极，223A-掺杂型复合碳纳米管，2B-背光源模块，22B-阴极基板，221B-玻璃基板，222B-透明阴极，223B-栅极，224B-掺杂型复合碳纳米管，23-背光源框架，231-凸台本体，232-调节螺杆，233-滑动柱，234-锁紧螺钉，3-铝框。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
实施例1：
一种液晶显示器，如图1所示，包括液晶模块1、背光源模块2及铝框3。
所述铝框3包括基座31及压盖32，使用螺钉紧固。
所述液晶模块1包括LCD液晶面板11、异方向性导电胶12、驱动IC13、柔性线路板（FPC）14和PCB电路板15，利用机台压合而成。
所述背光源模块2包括阳极基板21、阴极基板22B以及背光源框架23。
实施例2：
一种液晶显示器的背光源模块2，如图1所示，包括阳极基板21、阴极基板22B以及背光源框架23。所述阳极基板21位于背光源框架23的上部，所述阴极基板22B位于背光源框架23的下部，阳极基板21和阴极基板22B由背光源框架23两侧的可调节凸台隔离，所述阳极基板21由导电基板211和设置于导电基板211内表面的荧光层212所组成；所述阴极基板22B有一透明的玻璃基板221B、设置于玻璃基板221B表面的透明阴极222B、设置于透明阴极222B表面的掺杂型复合碳纳米管层223B。
所述背光源框架23的可调节凸台，如图2所示，包括凸台本体231、调节螺杆232、滑动柱233、锁紧螺钉234。所述调节螺杆232设置在所述凸台本体231的内部，通过螺纹配合；所述滑动柱233位于所述调节螺杆232的下端，设置在凸台本体231的滑道内，随调节螺杆232共同运动；所述锁紧螺钉234位于滑动柱233的侧面，设置在凸台本体231的内部，用于锁紧滑动柱233。
所述背光源模块2中，在阴极基板22B的透明阴极221B及阳极基板21的导电基板211上施加高压电场，掺杂型复合碳纳米管层223B中的有效成分在高压电场的激发下，发射出电子，通过掺杂型复合碳纳米管阵列，轰击到荧光层212，荧光层212发出的光线直接透过阴极222B以及玻璃基板221B发射出来，在阴极中的掺杂型复合碳纳米管层的作用下，保证了背光源出射光的均匀性。
采用掺杂型复合碳纳米管层的背光模块对真空度要求不高，因此可以省略隔离柱的使用，并通过冲入氩气或氮气保证介质均匀度，大大降低了显示器结构的复杂程度，同时，阴极基板22与阳极基板21的间距由背光源框架23两侧的可调节凸台决定，铝框3的压盖32尺寸由液晶模块1和背光源模块2的总高度订制而成，可适应多种不同应用场景显示器的要求。
实施例3：
一种液晶显示器的背光源模块2B，如图3所示，除阴极基板之外，其余结构与实施例2相同，包括阳极基板，阴极基板22B、以及背光源框架，所述阴极基板22B有一透明的玻璃基板221B、设置于玻璃基板221B表面的透明阴极222B、栅极223B和填充在阴极22B与栅极223B的间隙中的掺杂型复合碳纳米管224B。
所述背光源模块2B中，在阴极基板22B的透明阴极222B及栅极223B之间施加高压电场，掺杂型复合碳纳米管层224B中的有效成分在高压电场的激发下，发射出电子，通过掺杂型复合碳纳米管阵列，轰击到荧光层，荧光层发出的光线直接透过透明阴极222B以及玻璃基板221B发射出来，在阴极中的掺杂型复合碳纳米管层224B的作用下，保证了背光源出射光的均匀性。采用掺杂型复合碳纳米管层的背光模块对真空度要求不高，因此可以省略隔离柱的使用，并通过冲入氩气或氮气保证介质均匀度，大大降低了显示器结构的复杂程度。
实施例4：
本发明所述掺杂型复合碳纳米管的具体制作步骤如下：
步骤41、制备基板，优选地，所述基板选自透明基板、生物融合型基板、玻璃基板或透明玻璃基板，将制备好的基板行划片，清洗基板；
步骤42、通过催化剂化学气相沉积（PECVD）法制备出的碳纳米管，选用金属Ni作为金属催化剂，将制备好催化剂薄膜的基板放置在加热台上，碳源气体由氮气和乙炔组成，反应室抽真空至10-3mbBr或者更低压力除去杂质和水蒸气，加热台升温至650oC，立即施加电压使其能耦合产生等离子气体，生长温度为控制在750℃；通过控制生长的时间来控制碳纳米管的高度；
步骤43、将CuI和SnI溶解于2-甲氧基乙醇中，金属前体溶液的浓度分别为0.52m和0.37m，(Sn/Cu+Sn)的摩尔比为10%，将其pH值控制在8.5；
步骤44、使用超声波震碎器将所述金属前体溶液混合45分钟并用0.40μm过滤膜过滤；
步骤45、以3000rpm的转速搅拌金属前提溶液60s后使用一步旋转镀膜法将混合后的金属前体溶液涂布于碳纳米管上形成B-CuSnI层，在130℃下进行退火反应，并在氩气中放置5小时，制成掺杂型复合碳纳米管，优选地，所述掺杂型复合碳纳米管的厚度为28-34微米，其中碳纳米管层的厚度为16-20微米，B-CuSnI层的厚度为8-18微米。
通过X光X射线光电子能谱分析B-CuSnI层中的Cu，I，Sn化学状态，Cu 2p3/2和I3d5/2的结合能分别为925和607eV，与γ-CuI相一致，B-CuSnI中所有Sn离子的价态为4+，Sn3d5/2的结合能为485.2eV，Sn可以通过抑制γ-CuI相的结晶来稳定B-CuSnI的非晶状态。使用紫外光电子能谱（UPS）测定研究了B-CuSnI的电子结构，如图4所示，(Sn/Cu+Sn)的摩尔比为10%的条件下，CuSnI薄膜的SEM形态能够清楚地检测到其无定形状态，加入外电场后，会使其体系成键的共价性减弱，金属性增强，有利于场发射电子的转移。
实施例5：
本发明所述液晶显示器的具体制作步骤如下：
阴极电极和栅极电极的制作。利用光刻技术在玻璃基底的上表面形成厚膜银浆阴极电极和栅极电极，阴极电极和栅极电极处于同一平面，平行交替排列。
阴极基板的制作。采用实施例4所述的方法，将掺杂型复合碳纳米管设置于阴极电极表面及该阴极电极与栅极电极之间的间隙内，构成场致发射阴极基板。
阳极基板的制作。在洁净的导电基板表面采用印刷或喷涂技术涂覆荧光粉层；背光源模块制作。将阴极基板和阳极基板对准放入背光源框架内，整体放置到高温烘箱，530℃的温度下烧结30min，经排气封离后形成场致发射背光源。
液晶模块制作。将LCD液晶成品面板（Cell）、异方向性导电胶（BCF）、驱动IC、柔性线路板（FPC）和PCB电路板利用机台压合，
显示器制作。最后将液晶模块、背光源模块和铝框一齐组装成品，铝框的基座和压盖使用螺钉紧固。
进一步地，阴极基板与阳极基板的距离由背光源框体两侧的凸台高度决定，凸台高度为1000-10000μm，调节螺杆采用细牙螺纹，螺距为500-1000μm。
进一步地，所述阴极电极和栅极电极平行交替排列设置于同一平面上，且阴极电极和栅极电极之间存在一个间隙，所述间隙的宽度为1-3000μm。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (3)

1.一种新型显示器，其特征在于，包括液晶模块、背光源模块及铝框，所述背光源模块包括阳极基板、阴极基板以及背光源框架，所述阳极基板和阴极基板由背光源框架两侧的可调节凸台隔离，所述阳极基板位于背光源框架的上部，所述阴极基板位于背光源框架的下部，所述阳极基板由导电基板和设置于导电基板内表面的荧光层所组成，所述阴极基板包括玻璃基板、设置于玻璃基板表面的透明阴极、栅极和掺杂型复合碳纳米管，所述阴极电极和栅极电极处于同一平面，平行交替排列，所述掺杂型复合碳纳米管设置于阴极电极表面及该阴极电极与栅极电极之间的间隙内，通过在所述阴极基板的透明阴极及栅极之间施加高压电场，掺杂型复合碳纳米管层中的有效成分在高压电场的激发下，发射出电子，通过掺杂型复合碳纳米管阵列，轰击到荧光层，荧光层发出的光线直接透过透明阴极以及玻璃基板发射出来；所述凸台包括凸台本体、调节螺杆、滑动柱、锁紧螺钉，所述调节螺杆设置在所述凸台本体的内部，通过螺纹配合，所述滑动柱位于所述调节螺杆的下端，设置在凸台本体的滑道内，随调节螺杆共同运动，所述锁紧螺钉位于滑动柱的侧面，设置在凸台本体的内部，用于锁紧滑动柱；所述液晶模块包括LCD液晶面板、异方向性导电胶、驱动IC、柔性线路板和PCB电路板，利用机台压合而成，所述铝框包括基座及压盖，所述铝框的基座和压盖使用螺钉紧固。
2.根据权利要求1所述显示器，其特征在于，所述掺杂型复合碳纳米管的具体制作步骤如下：
步骤1、制备基板，将制备好的基板行划片，清洗基板；
步骤2、通过催化剂化学气相沉积法在基板上制备出碳纳米管；
步骤3、将CuI和SnI溶解于2-甲氧基乙醇中制成金属前体溶液；
步骤4、使用超声波震碎器将所述金属前体溶液混合；
步骤5、使用一步旋转镀膜法将混合后的金属前体溶液涂布于碳纳米管上形成a-CuSnI层，进行退火反应，制成掺杂型复合碳纳米管。
3.根据权利要求2所述显示器，其特征在于，所述掺杂型复合碳纳米管的厚度为28-34微米，其中所述碳纳米管层的厚度优选地为16-20微米，所述a-CuSnI层的厚度优选地为8-18微米。
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