无边框薄型化液晶显示技术研究

摘要：液晶显示装置由于具有低耗能及低辐射等优点，已广泛用于现今的显示设备。随着液晶显示技术不断进步，大尺寸及薄型化的显示装置为市场的主流需求，所以液晶显示器窄边框及无边框化，背光模组薄型化也成为一种发展趋势。

关键词：背光模组 无边框 液晶显示

一、概述

液晶显示装置 （LCD）具有机身薄、省电、低辐射等众多优点，得到了广泛应用。液晶显示装置一般包括：后壳、与后壳配合设置的前框、设于后壳内的背光模组、设于背光模组上的胶框及设于胶框上的液晶显示面板，其中，胶框用于承载液晶显示面板，前框用于固定液晶显示面板。液晶显示面板通常包括彩膜基板（CF）、薄膜晶体管阵列基板（TFT）、夹于彩膜基板与薄膜晶体管阵列基板之间的液晶（LC）及密封胶框（Sealant），CF基板与TFT基板的边缘处形成有一断差位置，用于电性连接外部设备，进而驱动液晶显示面板。背光模组结构有直下式以及侧入式，光源发出的光线通过导光板及光学膜片后呈现均一的面光源。随着液晶显示装置生产技术不断发展，液晶显示装置逐步趋向窄边框化，进一步向无边框方向发展。目前，窄/无边框设计的液晶显示设备能够在有限的空间内提供更大的观看视角，是液晶显示设备外观的一大革新。

二、无边框液晶显示技术分析

1 改进胶框连结

传统液晶显示器中由于连结前框、中框、背板胶框的存在，导致液晶显示模组必然具有边框，且边框无法进一步缩窄，因此，改进胶框连结结构是实现无边框显示的重要发展分支。2010年乐金显示有限公司开发了一种显示装置，其上端导承框固定到后置盖内部的上端部，并结合到后置盖；下端导承框固定到后置盖内部的下端部，并结合到后置盖。面板固定到上端导承框和下端导承框。第一粘合部件结合上端导承框和所述面板。第二粘合部件结合下端导承框和所述面板。面板驱动器在后置盖内部，并驱动所述面板。下饰面材料在所述面板的下端部结合到下端导承框，并且支持所述面板。2012年京东方科技集团有限公司开发了一种显示装置，包括液晶面板、设置于液晶面板的背面一侧的背光源，液晶面板的背面与背光源通过搭扣可拆卸的连接在一起。解决了无边框显示装置设计中的高成本、工艺复杂、拆卸维修困难等问题。2012年深圳市华星光电技术有限公司开放了一种无边框液晶显示装置，液晶显示面板上端通过数个真空吸盘与胶框连结，吸盘端吸附液晶显示面板背面非显示区域，柄端通过螺钉锁合固定于胶框上，进而将液晶显示面板上端固定于胶框上，所述液晶显示面板包括CF基板及与CF基板贴合设置的TFT基板，在CF基板与TFT基板下侧形成断差位置，一面饰材料压合于该断差位置，并固定于胶框上，进而将液晶显示面板组装于胶框上。

2 改进边缘电路

传统液晶显示器的边缘控制线路一般设于屏幕表面视窗区域外侧的边框位置，占用了屏幕的可视区域，使屏幕的视窗面积减小，改进边缘电路的结构或位置实现无边框显示。2013年华为终端有限公司开放了一种三维透明基材、触摸板、液晶显示屏及电子设备。该发明通过在三维透明基材侧立面设置电气线路，实现屏类电子设备无边框设计，解决屏类电子设备的电气线路占用屏幕视窗面积的问题。2015年上海中航光电子有限公司、天马微电子股份有限公司开放出一种TFT阵列基板、显示面板及显示装置，通过将栅极驱动电路及其元件集成在显示区中，节省了在边框区域布置栅极驱动电路元件的空间，从而实现窄边框或无边框设计。

3 改进前框结构

传统设计中，液晶显示器的边框越窄，液晶模组的前框压盖固定液晶面板的地方越窄，液晶面板容易从框架中跳脱出来，产品可靠性会大幅度下降，因此，改进前框结构实现无边框显示也是无边框显示技术中的发展分支之一。2012年深圳市华星光电技术有限公司开发出一种液晶模块及其前框构造。该液晶模块通过采用一透明材质的前框构造，可使得所述液晶模块在外观上具有窄边框/无边框的效果，且具有较好的固定强度。

4 附加结构及改进导光板

2014年深圳市中兴移动通信有限公司开发出一种无边框显示装置，其中框形成收容空间，侧板为倒角，显示屏与背光板之间设有遮光板，遮光板覆盖背光板的周缘，并遮住显示区与侧板之间的缝隙。该发明背光板射出的部分光线随透明盖板的圆弧边发生折射，拉大显示区域，中框的上边角顺着圆弧边的方向设有倒边，使透明盖板的延伸方向全是可视区，显示范围一直到达边缘，而遮光板遮住背光板周缘发出的显示光线，避免用户观看时产生眩晕感。2015年深圳华星开发出一种导光板，将其结构做成回折状，省去了边框以及光源的固定构件等，可实现窄边框甚至无边框化。

三、薄型化液晶显示技术分析

为了改善背光模组薄型化的问题，主要从以下五方面着手改进：导光板；光源及其排列方式；光学膜片；混光距离。

对导光板的改进。2011年出现了用导光管代替导光板的技术，又出现了用树脂层和导光片代替导光板的技术，为了降低双显示屏的厚度，出现了两个显示屏使用一个导光板的技术。

对光源及其排列方式的改进。2006年中国出现了使用多个外形尺寸相同的小背光源组成的大屏超薄背光技术以及使用LED 贴片、超薄LED灯棒、发光光纤或激光作为光源的技术。

对光学膜片的改进。2007年，中国提出了一种可同时替代棱镜片与扩散片的均匀化构件的技术。

对縮小混光距离的改进。2009年康佳集团提出使用瓦棱结构的金属背板配合弯曲的反射片以减小扩散片与灯之间的距离的技术，2010年深圳帝光电子提出了扩大光源出射角度以减小混光距离的技术。

四、未来发展趋势

有机发光二级管（OLED）技术是20世纪80年代始于美国柯达公司的新一代显示技术， OLED显示器通过改变发光层发光物质的类型实现不同颜色的发光。该技术被国内外很多公司研发，目前OLED显示器，已经具有分辨率高、响应速度快、超轻薄、色彩丰富、可弯曲及低温条件下能正常工作的性能，被业界认为是最具发展前景的下一代显示器。

参考文献：

[1] 孙士祥，主编.液晶显示技术[M]. 化学工业出版社， 2012

[2] 高鸿锦，董友梅，主编.液晶与平板显示技术[M]. 北京邮电大学出版社， 2007

（作者单位：昆山伟时电子有限公司）