背光模組概論知識(shí)

1、背光模組概論大 綱1.背光模組的應(yīng)用2.背光模組的要求3.背光模組的組成結(jié)構(gòu)4.背光模組的作用原理5.各部品介紹6.開(kāi)發(fā)時(shí)應(yīng)有的資訊7.背光模組未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)1.背光模組的應(yīng)用 背光模組(Back Light Module )是液晶顯示模組(L.C.D.(Liquid Crystal Display) Module)中的一個(gè)元件， (L.C.D. Module又簡(jiǎn)稱(chēng) (L.C.M.) ，由於液晶本身不發(fā)光，背光模組之功能即在於供應(yīng)充足的亮度與分佈均勻的光源，使其能正常顯示影像。LCD用背光模組背光模組LCM影視產(chǎn)品掌上型電視VCD Player投影機(jī)資訊工業(yè)產(chǎn)品筆記型電腦LCD Monitor數(shù)

2、位相機(jī)PDA通訊產(chǎn)品行動(dòng)電話(huà)汽車(chē)導(dǎo)航呼叫器視訊電話(huà)消費(fèi)電子產(chǎn)品家電產(chǎn)品電子錶計(jì)算機(jī)儀表產(chǎn)品工業(yè)儀表醫(yī)療儀表飛行儀表L.C.M.的結(jié)構(gòu) 背光模組之零組件及成本組合 2. 背光模組的要求 l 高輝度l 高均勻性l 寬視角l 低耗電量 (N/B)l 重量輕 (N/B)l 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，安全性高l 價(jià)格低減l 拆換性佳 (M/N) 3. 背光模組的組成結(jié)構(gòu) 背光源可分兩類(lèi)：一、為有機(jī)EL板也就是OEL(只要加上電壓即可均勻發(fā) 光，壽命較短約5000hrs 10000hrs，目前多用於音 響設(shè)備或是小型的液晶顯示器)。二、是利用冷陰極管或LED當(dāng)光源並且加上其他機(jī)構(gòu)組 合而成的背光板或稱(chēng)背光模組。以下要介紹

3、兩種不同結(jié)構(gòu)的背光模組： 直下式 n燈管放置在模組的下方讓光線(xiàn)直接往上打，燈管的 數(shù)量較多，當(dāng)然輝度較高，但是厚度較厚，溫度也 會(huì)因?yàn)闊艄軘?shù)多而高。依結(jié)構(gòu)及性能一般多運(yùn)用在 液晶電視上。 直下式構(gòu)成側(cè)光式n燈管置於導(dǎo)光板側(cè)邊，依導(dǎo)光板的型式及光 學(xué)上的需求，可選用直型、L型、型的冷陰 極管或LED燈。燈管數(shù)目有限制，所以輝度 運(yùn)用有限，但是厚度薄、溫度低，目前以此 為主流。 側(cè)光式構(gòu)成特性比較薄型化重量輝度色度均齊度消費(fèi)電力結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化光利用率發(fā)熱問(wèn)題燈管置換側(cè)光式 直下式4. 背光模組作用原理 (側(cè)光式) n光路分析：(利用史奈爾定律 “Snell Law”)未加印刷點(diǎn) = 臨界角 1.光線(xiàn)的入

4、射角大於臨界角時(shí)會(huì)發(fā)生全反射，所以光線(xiàn)只會(huì)在壓 克力板裏傳遞卻不會(huì)在表面出光。(但是斜板於入光處約1/3的 地方可出射於壓克力表面)加上印刷點(diǎn)之後 = 臨界角1. 印刷點(diǎn)裏有散射材料，可以造成光的散射，一部份的光線(xiàn)出射 於壓克力表面，一部份延原來(lái)全反射角度前進(jìn)，傳到下一個(gè)印 刷點(diǎn)，使成為一個(gè)面光源。加上膜片之後 1.光線(xiàn)在折射出壓克力表面之後，視野角約集中於61 68度， 加上擴(kuò)散片之後再將視野角變小使的視角約集中於30度左右。 加上稜鏡片之後 n稜鏡片以3M的BEFII 90/50為例，因?yàn)槠漤斀菫?0度的等腰三 角形，底部的角度對(duì)於30度角左右的角度有最佳的矯正效果， 所以視野角會(huì)改變?yōu)閹?/p>

5、乎垂直於表面。 5. 各部品介紹 (1) 光源部份 (CCFL、LED) (2) 導(dǎo)光板 (Light Guide Plate) (3) 反射片 (Reflector Film) (4) 擴(kuò)散片 (Diffusion Film) (5) 稜鏡片 (Prism Sheet) (6) 框架 (Mold frame) (1)光源部份n磊晶發(fā)光二極體 (LED)n冷陰極管 (CCFL)磊晶發(fā)光二極體 (LED)磊晶發(fā)光二極體：簡(jiǎn)稱(chēng)LED，特性為體積小、輝度 高、低耗電等應(yīng)用於中小尺寸之TFT- LCD 冷陰極管 (CCFL)冷陰極管：簡(jiǎn)稱(chēng)CCFL，特性為壽命長(zhǎng)、輝度高、低耗 電、管細(xì)，應(yīng)用於中大尺寸之

6、TFT-LCD(2)導(dǎo)光板 (Light Guide Plate)具光線(xiàn)傳導(dǎo)之功能，其特性要求： l 高折射率 l 高全光線(xiàn)透過(guò)率 l 耐熱變形溫度高 l 表面硬度高 l 吸水率低 l 熱膨脹率低導(dǎo)光板的製作方式 n印刷式導(dǎo)光板 n非印刷式導(dǎo)光板 印刷式導(dǎo)光板 n使用合成樹(shù)脂加上擴(kuò)散材料 (SiO2 or TiO2) 再加上稀釋劑所混合 調(diào)配的油墨印刷在壓克力上，經(jīng)過(guò)烘乾之後讓油墨牢固於壓克力 面上。 缺點(diǎn)：(a).必須經(jīng)過(guò)烘乾的程序，如果溫度不夠則油墨無(wú)法完全乾 燥，而如果溫度過(guò)高則導(dǎo)光板容易翹曲，兩者都是NG。 (b).油墨容易受到環(huán)境濕度的影響而產(chǎn)生不良。 (c).印刷的條件受油墨、環(huán)境

7、、網(wǎng)版、溫度.等影響，容易發(fā) 生再現(xiàn)性不佳的問(wèn)題。非印刷式導(dǎo)光板 n(a).蝕刻 (Etching) 導(dǎo)光板反射面作深蝕刻 取代印刷點(diǎn) 導(dǎo)光板出光面作淺蝕刻 取代擴(kuò)散片的效果 n(b).V型切割 (V-cut) 導(dǎo)光板反射面作V型切割 取代印刷點(diǎn) 導(dǎo)光板出光面作V型切割 具有稜鏡片的效果 n(c). 噴砂 (Spray) 導(dǎo)光板出光面作Spray 具有擴(kuò)散片的效果 (3)反射片 (Reflector Film)n當(dāng)光線(xiàn)入射之後，發(fā)泡性的PET發(fā)揮它的微小氣泡效果將光線(xiàn)再 一次的散射，使得光線(xiàn)的利用率再提高，若使用2張反射片則效 果可再提高5% (SHARP使用)，而一般的平面反射片雖然含有 T

8、iO2散射材料但是效果卻不及 E60-L (RW188)。 (4) 擴(kuò)散片 (Diffusion Film)n功能 1.藉由擴(kuò)散物質(zhì)的折射與反射修正光行進(jìn)方向，將光線(xiàn)導(dǎo)向垂直 導(dǎo)光板的方向。 2.覆蓋淡化導(dǎo)光板上亮暗不均現(xiàn)象。 n材質(zhì) 1.PET : PET是結(jié)晶性熱可塑Polyester的一種。 2.PC : PC是非結(jié)晶性熱可塑性材料的一種。 3.非晶質(zhì)PolyOlefim : 是非結(jié)晶性熱可塑性材料的新材料。n製程 1.PC（PolyCarbonate）壓研一體成型。 2.PC基板加擴(kuò)散Coating 。 3.PET基板加擴(kuò)散Coating 。擴(kuò)散片結(jié)構(gòu)它們的組成大致分兩類(lèi)：(a).串珠

9、型(b).壓花型串珠型 (Beads) :n串珠型的表面有許多小珠子，經(jīng)過(guò)Coating上特殊材料後使其固化在膜片的表面來(lái)達(dá)到霧化的效果，最多人使用，但是容易出現(xiàn)刮傷、及不耐溶劑、容易潮濕變形的缺點(diǎn)。n擴(kuò)散係數(shù)由Beads與樹(shù)脂決定Light outLight inBeads樹(shù)脂壓花型: 壓花型的表面像是蝕刻過(guò)的痕跡，它是在原料抽出的過(guò) 程中由於鋼筒上的紋路，所以一併成形。缺點(diǎn)是凹洞的深 度太深，異物掉落時(shí)不易清除。 擴(kuò)散係數(shù)由 Pattern決定 Haze值高，可抑制LGP Pattern的顯現(xiàn)與不規(guī)則光學(xué)外觀PC Base擴(kuò)散面擴(kuò)散片與雲(yún)量 (Haze)的關(guān)係n上擴(kuò)散片的Haze高則輝度低

10、，視角廣，缺點(diǎn)不易見(jiàn)。n上擴(kuò)散片的Haze低則輝度高，視角窄，缺點(diǎn)容易見(jiàn)。n實(shí)際情況要背光板廠(chǎng)依各設(shè)計(jì)機(jī)種和技術(shù)的不同去取捨。 擴(kuò)散片之應(yīng)用應(yīng)用環(huán)境特性需求單片使用1.Haze（霧度，濁度）要高2.透過(guò)率要低3.擴(kuò)散率要高4.要防止Waving（與厚度有關(guān)）下擴(kuò)散片，上層加Lens1.擴(kuò)散率要高2.著重與Lens的搭配性上擴(kuò)散片，（保護(hù)膜）1.透過(guò)率要高2. Haze要低3.要防止Waving（與厚度有關(guān)）4.要防止與Lens吸附產(chǎn)生的光繞射(5) 稜鏡片 (Prism Sheet) Prism Sheet的材質(zhì)為PC一體成型和PET Film + Acrylic複合而成。目前的Prism是由

11、3M所開(kāi)發(fā)的BEF系列，有RBEF、BEFII、BEFIII、DBEF、DBEF-D 等都是對(duì)於輝度提高最佳的膜片，但是相對(duì)的它在背光模組中所佔(zhàn)的成本比例最高。 (a).3M的Prism Sheet 厚度約為150 250m，頂角角度為90 100度， 頂角間距24 100m。 (b).DBEF及DBEF-D的作用是管理光線(xiàn)的偏光來(lái)達(dá)到輝度提昇的效 果。其他的BEF系列則是以視角換取輝度所以視角較差。(6) 框架 (Mold frame)框架在於背光模組的角色在於整個(gè)模組的支撐及保護(hù)作用，可預(yù)防不當(dāng)碰撞、髒污等對(duì)功能的損害及影響。一般使用的材料多為PC+纖、PC高反射等視背光模組的需求而取決。

12、 6. 開(kāi)發(fā)時(shí)應(yīng)有的資訊1 1、Dimension ( total size, light area )Dimension ( total size, light area )2 2、BrightnessBrightness3 3、UninformityUninformity4 4、Light Source ( LED, CCFL, etc. )Light Source ( LED, CCFL, etc. )5 5、Power ConsumptionPower Consumption6 6、ScheduleSchedule背光模組的設(shè)計(jì)理念與方法 1.利用pattern將光線(xiàn)均勻分布在導(dǎo)光板平面上。 2.使用擴(kuò)散片/板使光線(xiàn)分布更均勻並掩飾導(dǎo)光板瑕疵。 3.使用稜鏡片之折射使光線(xiàn)集中以提高輝度(但視角變窄) 。 4.使用偏光片可提高光線(xiàn)利用率進(jìn)而提高輝