背光模組技術(shù)介紹

1、背光模組技術(shù)介紹背光模組技術(shù)介紹 AU Optronics Corp. 背光模組(Back Light Unit)是液晶顯示 器(LCD)光源的提供者，LCD本身並不發(fā)光， 背光模組光源的表現(xiàn)便決定了顯示器表現(xiàn)在 外的視覺感，液晶顯示器由於其厚度薄，質(zhì) 量輕且攜帶方便，近年來需求快速的增加， 已能在CRT的市場佔(zhàn)有一席之地。 隨著液晶顯示器製造技術(shù)的提升，大尺 寸及低價(jià)格的趨勢下，背光模組在考量輕量 化、薄型化、低消費(fèi)電力、高亮度及降低成 本的市場要求，為保持在未來市場的競爭力， 開發(fā)、設(shè)計(jì)新型的背光模組及導(dǎo)光板成型的 新製作技術(shù)，是今後努力的方向及重要課題。 AU Optronics Cor

2、p. 入射光源入射光源(lamp, LED or EL etc.) 導(dǎo)光板導(dǎo)光板 (Light Guide Plate) 反射板反射板(Reflector) 稜鏡片稜鏡片(prism sheet) . 燈管反射罩燈管反射罩(lamp reflector) 外框架外框架 AU Optronics Corp. 楔型結(jié)構(gòu)楔型結(jié)構(gòu)(側(cè)光式側(cè)光式) 冷陰極管 稜鏡片 I 擴(kuò)散板 L 導(dǎo)光板 反射板 燈管反射罩 稜鏡片II 擴(kuò)散板 U AU Optronics Corp. 背光模組發(fā)光原理背光模組發(fā)光原理 上頁圖中光源(冷陰極管)直接或間接(經(jīng)燈管 反射罩反射)進(jìn)入導(dǎo)光板傳播，經(jīng)由導(dǎo)光板下 方的光學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)

3、計(jì)面光學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)面與反射板對全反射現(xiàn)象 的破壞後，光源由導(dǎo)光板的正面以某一角度 擴(kuò)散射出，均勻分布於發(fā)光區(qū)域內(nèi)。 再經(jīng)由擴(kuò)散板及稜鏡片I、II對光源視野角進(jìn) 行調(diào)整，使光線能聚集在液晶顯示器的視野 角選擇內(nèi)，以配合液晶顯示器對光學(xué)的特性 要求。 AU Optronics Corp. 主要元件介紹主要元件介紹-入射光源入射光源(1) 螢光燈螢光燈 冷陰極管冷陰極管 優(yōu)點(diǎn):細(xì)管徑化(管徑現(xiàn)可達(dá)到1.8mm )、壽命長、亮度高 、工作電流低 缺點(diǎn):發(fā)光效率低於20% 、放電電壓高、低溫下放電特性差、 加熱達(dá)到穩(wěn)定輝度時(shí)間長 熱陰極管熱陰極管 優(yōu)點(diǎn): 放電電壓低、加熱達(dá)到穩(wěn)定輝度時(shí)間短、發(fā)光效率高 缺

4、點(diǎn): 細(xì)管化困難、壽命短 AU Optronics Corp. -冷陰極管冷陰極管VS.熱陰極管熱陰極管 螢光燈 項(xiàng)目 冷陰極管冷陰極管 熱陰極管熱陰極管 發(fā)光效率 約 18% 約 25% 工作電壓 6001000 V 300800 V 工作電流 2.010 mA 10 mA 以上 管徑 1.88 mm 4.0 mm以上 壽命 20000 H 以上 50008000 H AU Optronics Corp. 主要元件介紹主要元件介紹-入射光源入射光源(2) LED(發(fā)光二極體發(fā)光二極體) 以往用於小型的單色以往用於小型的單色LCDLCD的顯示器裝置，近年來成功發(fā)展的顯示器裝置，近年來成功發(fā)展

5、出青色光源的出青色光源的LEDLED，經(jīng)過導(dǎo)光板、反射板等作用形成，經(jīng)過導(dǎo)光板、反射板等作用形成白色光源白色光源顯顯 示，由於其輝度高，漸成為具有實(shí)用性的導(dǎo)光板光源示，由於其輝度高，漸成為具有實(shí)用性的導(dǎo)光板光源 。 有機(jī)有機(jī)EL面狀發(fā)光面狀發(fā)光 一種能配合背光模組面光源型態(tài)的光源型式，由於其一種能配合背光模組面光源型態(tài)的光源型式，由於其輝度輝度 低低，適用於小型、全彩等使用的背光模組，現(xiàn)階段正努力於三，適用於小型、全彩等使用的背光模組，現(xiàn)階段正努力於三 原色化，原色化， 為未來市場增加其應(yīng)用性。為未來市場增加其應(yīng)用性。 AU Optronics Corp. 導(dǎo)光板是背光模組光源的傳播煤介，其形

6、狀形狀 及材料組成材料組成決定了出射光源的輝度及分布上 均一性的表現(xiàn)。 一般來說，較細(xì)的燈管配合厚的導(dǎo)光板有較 佳的入光效率，僅有在燈管緊靠在導(dǎo)光板上 有最佳47%的入光效率。在實(shí)際的考量上為避 免燈管電極過熱對導(dǎo)光板造成傷害電極過熱對導(dǎo)光板造成傷害 ，必須要求保持燈管與導(dǎo)光板間的相對距離。 PMMA 熱變形溫度熱變形溫度 : 約約90 AU Optronics Corp. 進(jìn)入導(dǎo)光板內(nèi)部的光源，經(jīng)過散射效應(yīng) 與反射板、擴(kuò)散板及稜鏡片等作用後， 出光效率約佔(zhàn)內(nèi)部光源的75%左右。 現(xiàn)行導(dǎo)光板在薄型化的趨勢下，筆記 型電腦使用的導(dǎo)光板厚度已由4mm (平 板型) 逐漸降低至 1.5mm(楔型)以

7、下， 再配合一體化的射出成型技術(shù)，是未來 幾年內(nèi)的產(chǎn)業(yè)走向。 AU Optronics Corp. 點(diǎn)印刷式導(dǎo)光板 點(diǎn)印刷式導(dǎo)光板： 以往導(dǎo)光板印刷為將光源均一化分布的常用方式， 利用含高發(fā)散光源物質(zhì)(如SiO2 及及 TiOTiO2 2)的印刷材料， 適當(dāng)?shù)姆植检秾?dǎo)光板底面，借由印刷材料對光源吸收 再擴(kuò)散放出的性質(zhì)，破壞全反射效應(yīng)造成的內(nèi)部傳播， 使光由正面射出並均勻分布於發(fā)光區(qū)，但因出光的散 射角較大及印刷點(diǎn)亮度對比較高，必須使用較厚的擴(kuò) 散板(覆蓋)及稜鏡片(集光)達(dá)到其光學(xué)與外觀要求。 印刷方式的導(dǎo)光板常用在中小型的背光模組及設(shè) 計(jì)試作階段，以減少模具費(fèi)的使用。 AU Optronic

8、s Corp. 導(dǎo)光板介紹導(dǎo)光板介紹射出成型一體化導(dǎo)光板(1) 蝕刻方式(模仁咬花) 直接將印刷點(diǎn)的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)移到模具上，取代傳統(tǒng)的 印刷方式，而在輝度的實(shí)際表現(xiàn)上，蝕刻導(dǎo)光板則不 如印刷導(dǎo)光板。(現(xiàn)已發(fā)展至鋼板咬花) 切削方式SC加工 在導(dǎo)光板正面以切削方式製造出一條條長溝型 的結(jié)構(gòu)，與稜鏡片結(jié)構(gòu)類似的鏡面設(shè)計(jì)，更能增加輝 度提高的效果，但在均一性的表現(xiàn)上則不如印刷方式 的導(dǎo)光板結(jié)構(gòu)。 AU Optronics Corp. 導(dǎo)光板介紹導(dǎo)光板介紹射出成型一體化導(dǎo)光板(2) 噴砂方式 利用細(xì)砂材料噴灑於模仁形成粗面分布，在射出 成型下直接轉(zhuǎn)移至導(dǎo)光板上時(shí)，粗面越多的地方，破 壞光源全反射的效果越強(qiáng)，

9、因此可達(dá)到光源面的均勻 分布。 內(nèi)部擴(kuò)散方式 將一些具散射的透明顆粒材料(如MMA)，在射出 成型時(shí)直接注入導(dǎo)光板內(nèi)部，利用其濃度的不同對光 源作有效率的出射調(diào)制，均勻分布在導(dǎo)光板發(fā)光區(qū)間， 並減低光源仍留在導(dǎo)光板內(nèi)耗損的可能。 AU Optronics Corp. 導(dǎo)光板光源出射方向及擴(kuò)散角度並非集中在 導(dǎo)光板正面方向，因此在LCD的視野角上無法 達(dá)成亮度上的要求，必須修正光源的方向及 擴(kuò)散角度，使得光源能盡量集中在要求的方 向，擴(kuò)散板與稜鏡片即是作為角度修正及集擴(kuò)散板與稜鏡片即是作為角度修正及集 光效果的重要元件光效果的重要元件。 AU Optronics Corp. 擴(kuò)散板 擴(kuò)散板的作用

10、除了修正光行進(jìn)的角度外，對於破壞全反射 面的光學(xué)結(jié)構(gòu)亦具有覆蓋的作用，擴(kuò)散板的光學(xué)參數(shù)包含了透 過率及霧面程度，視導(dǎo)光板的外觀做有利的選擇。 稜鏡片 稜鏡片是提升正面輝度的重要元件，最有效且常用的稜鏡 片為BEF 系列，其中頂角90及週期結(jié)構(gòu)50um寬的 BEFII 90/50 12枚應(yīng)用於導(dǎo)光板上可使輝度提升約1.41.8倍，另外1997年 發(fā)行的DBEF 一枚甚至可使輝度提升達(dá)1.5倍之多。 AU Optronics Corp. 燈管反射罩 燈管反射罩作用在包住燈管發(fā)出的光源，盡量 送入導(dǎo)光板內(nèi)，而燈管反射罩的形狀對導(dǎo)光板的入光 效率有相當(dāng)大的影響，一般中小型尺寸的背光模組常 用包含銀蒸鍍

11、膜及PET的軟性材質(zhì)，約有80%的入光效 率，而大尺寸含外框的筆記型電腦系列，對入光效率 要求較高，因此多以外型特殊及固定的銅材質(zhì)作為燈 管反射罩，以增加入光效率，最佳時(shí)可達(dá)90%以上， 另外燈管陰極接觸燈管反射罩常會產(chǎn)生漏電流現(xiàn)象， 在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)必須注意 !。 AU Optronics Corp. 反射板 反射板功能是將未被散射的光源反射再進(jìn)入光 傳導(dǎo)區(qū)內(nèi)，其本身對光源亦稍微有散射的效應(yīng)；在側(cè) 光式大型的背光模組，為降低燈管入光處的輝線效應(yīng)， 常在反射板對應(yīng)燈管入光處做消光設(shè)計(jì)，得到較佳的 外觀效果及均一性。 常用的反射板材質(zhì) : KIMOTO RW188 RF215G AU Optronics Corp. 變換器(Inverter)是驅(qū)動(dòng)燈管點(diǎn)燈的高壓 脈衝(pulse)提供者，它將由電源供應(yīng) 器(Power Supply)的直流電壓訊號轉(zhuǎn)換 成高頻的高壓脈衝，使燈管能持續(xù)點(diǎn)燈， 一般變換器頻率在75KHZ以下的室溫時(shí)， 與發(fā)光強(qiáng)度維持正比關(guān)係，在一般商品 化的規(guī)格