Backlights für Displays

Sie sind langlebig, äußerst gerade, hoch UV-geblockt – und darum sehr gefragt: Spezialglasröhren für Backlights von SCHOTT. Der Markt für diese Komponenten ist fast ausschließlich in Asien.
Thomas Gottschau

Rohrglas für ein ungetrübtes Bildschirmleben

Schlüsselfaktor für Flachbildschirme auf Basis von Flüssigkristallen (LCDs) sind hoch UV-geblockte Backlight-Röhren. Diese Komponenten zur Hintergrundbeleuchtung verlängern die Lebensdauer von TFT-LCDs deutlich.

Der Trend ist seit Jahren ungebrochen: Ob als Fernsehgeräte, Laptops, Navigationssysteme oder Handys – flache TFT-LCDs (Thin Film Transistor-Liquid Crystal Displays) sind dank ihrer geringen Bautiefe in nahezu allen visuellen Bereichen der Elektronik auf dem Vormarsch. Anders als Röhrengeräte benötigen solche Flachbildschirme jedoch eine Hintergrundbeleuchtung, um die Anzeige auf dem Display sichtbar zu machen. Diese Aufgabe übernehmen Cold Cathode Fluorescent Lamps (CCFL), so genannte Backlights, die im Prinzip wie miniaturisierte Neonröhren funktionieren – und genau wie ihre großen Varianten eine problematische Eigenschaft aufweisen: sie erzeugen beim Betrieb UVB- und UVC-Strahlung, die auf Dauer wichtige Bauteile in den Flachbildschirmen schädigt. Empfindlich reagiert vor allem das aus Kunststoff bestehende LGP (Light Guide Plate). Dieses Bauteil ist für die gleichmäßige Beleuchtung sowie für Farbbrillanz und Helligkeit verantwortlich. UV-Strahlung lässt die Komponente vergilben und beeinträchtigt so Bildqualität, Helligkeit und Farbwerte.

Durchbruch mit neuen Gläsern

Die neue Generation der Backlight-Glastypen verdreifacht die Lebensdauer von TFT-LCDs.
Während Backlights aus herkömmlichen Gläsern zwar die UVC-Strahlung absorbieren konnten, gab es für die Absorption der UVB-Strahlung lange Zeit keine Lösung. Dieser Aufgabenstellung nahm sich SCHOTT als einer der weltweit führenden Hersteller von Spezialgläsern an. „Im Oktober 2002 starteten unsere Forschungs- und Entwicklungsteams in Deutschland am Fertigungsstandort für Spezialglasröhren in Mitterteich und am Hauptsitz in Mainz die ersten Versuchsreihen zur Entwicklung neuer Glasarten, die neben den UVC-Strahlen auch UVB-Strahlen abblocken“, erklärt Dr. Brigitte Hueber, Leiterin der technisch-wissenschaftlichen Kundenberatung bei SCHOTT-Rohrglas. Die Herausforderungen waren beträchtlich: „In den ersten Versuchen verfärbte sich das Glas oder es trübte sich bei höheren Temperaturen ein“, erinnert sich Dr. Franz Ott, Entwicklungsleiter Schmelz- und Ziehverfahren bei SCHOTT-Rohrglas. Als Ursache der Verfärbungen machte das Forschungsteam schnell Verunreinigungen im Glas aus, die man durch Optimierungen der Glasrezeptur jedoch eliminieren konnte. So gelang es SCHOTT bereits 2003, als Ergebnis der Forschungsarbeiten die neuen Glasarten 8688 (Tungsten type) und 8271 (Kovar type) zu präsentieren. 8688 Tungsten type ist mit Elektroden aus Wolfram verschmelzbar, 8271 Kovar type entsprechend mit metallischen Kovar-Legierungen.

Hinter den nüchternen Kürzeln verbirgt sich der Durchbruch im Bereich der hoch UVB- und UVC-geblockten Backlight-Röhren, mit denen sich die durchschnittliche Lebensdauer von TFT-LCDs auf bis zu zehn Jahre glatt verdreifacht. „Mit diesen Produkten haben wir uns im Weltmarkt eine starke Position gesichert, da außer uns kaum jemand in der Lage ist, Gläser mit derart spezifischen Eigenschaften herzustellen“, betont Dr. Hueber. Denn die Glasröhren von SCHOTT erfüllen auch höchste Anforderungen an Lebensdauer, Maßgenauigkeit, Restspannung und Geradheit. Vor allem Letzteres garantiert dem Kunden eine wirtschaftliche Weiterverarbeitung. „Bei einer Länge von 600 Millimetern beträgt die Krümmung unserer Rohre lediglich 0,2 Millimeter. Das macht eine nachträgliche Begradigung der Gläser überflüssig“, erklärt Produktionsleiter Wolfgang Zettl.
Ihr Ansprechpartner
joerg.doescher@schott.com