背光模組及背光原理簡介演示文稿

背光模組及背光原理簡介演示文稿當前1頁，總共81頁。2（優(yōu)選）背光模組及背光原理簡介當前2頁，總共81頁。導光板上游中游下游光學膜塑膠框光源LED背光模組LCD面板制造及模組組裝影視產(chǎn)品咨訊工業(yè)產(chǎn)品通訊產(chǎn)品消費電子產(chǎn)品儀表產(chǎn)品掌上型電視DVDPlayer投影機PDA筆記本電腦LCDMonitor數(shù)位相機視屏電話行動電話汽車導航呼叫器家電產(chǎn)品電子表計算器工業(yè)儀表醫(yī)療儀表飛行儀表BLU在電子行業(yè)架構(gòu)圖當前3頁，總共81頁。背光模組作用背光模組(BacklightModule)即是提供LCD顯示器產(chǎn)品中的一個背面光源組件，一般由背光光源、多層背光材料及支撐框架組成。背光質(zhì)量決定了液晶顯示屏的亮度、出射光均勻度、色階等重要參數(shù)，很大程度上決定了液晶顯示屏的發(fā)光效果。光耗損：根據(jù)研究，從傳統(tǒng)背光光源所發(fā)射出來的光，經(jīng)過反射膜、擴散膜等等的光學薄膜之后，只會有約60％的光通過背光模塊進入到偏光膜，最后經(jīng)過LC、Surface出來只剩下4％的光。所以背光設計和材料的選擇很重要當前4頁，總共81頁。1.背光模組在LCD顯示屏中的位置和結(jié)構(gòu)背光源模組反射片導光板下擴散片上棱鏡片上擴散片黑白膠帶下棱鏡片模組少了光源和框架背光模組結(jié)構(gòu)當前5頁，總共81頁。模組用途BLUType1.5”～

12.3”(LEDtype)ApplicationCP：AV、Mobile、NB、GPS…Car：Before&AfterMarketOthers當前6頁，總共81頁。模組結(jié)構(gòu)圖-上擴散片Lens×2導光板塑膠框反射片燈管組燈座蓋板燈管

Reflector當前7頁，總共81頁。模組結(jié)構(gòu)圖-NotebookReturn當前8頁，總共81頁。模組結(jié)構(gòu)圖-TV當前9頁，總共81頁。背光Notebook用背光Monitor用背光當前10頁，總共81頁。1.提供LCD面板均勻、足夠亮度之光源。2.搭配適當之光源，提供所需之光學特性。3.保護面板、固定迴路基板、增加結(jié)構(gòu)強度。背光的基本功能當前11頁，總共81頁。背光的種類（以光源位置分類）反射片擴散板燈管直下型背光構(gòu)造圖導光板光學膜片燈管燈管反射罩反射片側(cè)光型背光構(gòu)造圖當前12頁，總共81頁。背光的種類（以光源位置分類）側(cè)燈式背光模組直下式背光模組適合中小尺寸LCD使用，較薄適合大尺寸LCD使用當前13頁，總共81頁。背光的基本要求1.高輝度2.高均勻性3.低耗電量4.安全性5.重量輕6.寬視角7.結(jié)構(gòu)穩(wěn)定當前14頁，總共81頁。均勻性5點量測規(guī)格[(Imax/Imin-1)×%]

9點量測規(guī)格[(Imin/Imax)×%]

13點量測規(guī)格[(Imax/Imin-1)×%]

當前15頁，總共81頁。背光的光線路徑當前16頁，總共81頁。背光模組材料項目功能材質(zhì)擴散片光線散射模糊patternPET增光片集中光線至特定方向PET導光板光線散射傳導PMMA反射片導光板下方光線反射PET塑膠框結(jié)構(gòu)支撐與部品收納PC燈管光源產(chǎn)生硬質(zhì)玻璃燈管反射罩反射光源、固定燈管鋁/銅燈管護蓋保護燈管不鏽鋼/鋁當前17頁，總共81頁。項目功能材質(zhì)燈管導線高壓導線矽被覆電線

燈帽固定燈管矽膠連接器(Connector)電源接續(xù)O形環(huán)(O-ring)保護燈管、保持間隙矽膠膠帶膜片固定間隔橡膠面板支撐矽膠+黏著劑螺絲固定燈管護蓋鋼標籤高壓警告、燈管廢棄、產(chǎn)品序號背光模組材料當前18頁，總共81頁。背光模組組裝置放鋁背板及卡燈管燈管點燈檢查膜片及LGP固定嵌入塑膠框正面組立當前19頁，總共81頁。置放導光板及膜片背光盒點燈檢查嵌入塑膠框後翻轉(zhuǎn)擺置反射片後卡燈管反面組立蓋鋁背板背光模組組裝當前20頁，總共81頁。側(cè)光式背光的結(jié)構(gòu)(聚光作用)(光均勻)(導光)(反射光)====將線光源變成面光源====當前21頁，總共81頁。背光模組主要零組件介紹1.光源：LED，冷陰極螢光燈管(ColdCathodeFluorescentLamp,CCFL）2.導光板(LightGuidePanel,LGP)3.反射片(Reflector)4.擴散片(Diffuser)5.增光片(BrightnessEnhancementFilm,BEF)6.塑膠框(MoldFrame)7.遮光片當前22頁，總共81頁。背光光源1.背光光源分類冷陰極管熒光燈（CCFL）發(fā)光二極管（LED）電致發(fā)光（EL）當前23頁，總共81頁。背光光源-CCFL1.1CCFL背光光源及發(fā)光原理CCFL(ColdCathodeFluorescentLamp)簡稱CCFL，中文譯名為冷陰極螢光燈管，具有高功率、高亮度、低能耗等優(yōu)點，廣泛應用于顯示器、照明等領(lǐng)域。由于CCFL燈管具有燈管細小、結(jié)構(gòu)簡單、燈管表面溫度小、燈管表面亮度高、易加工成各種形狀（直管形、L形、U型、環(huán)形等）；使用壽命長、顯色性好、發(fā)光均勻等優(yōu)點；所以也是當前TFT-LCD理想的光源，同時廣泛應用于廣告燈箱、掃描儀和背光源等用途上。當前24頁，總共81頁。背光光源-CCFLCCFL的構(gòu)造電子電極(Ni,W)Glass可視光線熒光劑水銀紫外線惰性氣體CCFL的原理加高壓高頻電場(放出電子)電子和惰性氣體沖撞2次電子和水銀蒸汽沖撞放出紫外線與熒光劑沖撞放出可視光線當前25頁，總共81頁。CCFL（ColdCathodeFluorescentLamp

）

冷陰極螢光燈當前26頁，總共81頁。CCFL模組當前27頁，總共81頁。CCFL與HCFL冷陰極螢光燈（CCFL）發(fā)光原理：冷陰極螢光燈的氣體放電特性是屬於輝光放電，其動作特性為操作電壓較高（約600V），啟動電壓約為操作電壓的2~3倍。熱陰極螢光燈（HCFL）發(fā)光原理：冷陰極螢光燈的氣體放電特性是屬於電弧放電，其作動特性為操作電壓較低（約100V），啟動電壓約為操作電壓的4~5倍。因電極採用電弧放電，故電極溫度會高達1100℃。當前28頁，總共81頁。CCFL的特性當前29頁，總共81頁。影響CCFL的因素玻璃管徑燈管長度燈管形狀（直管、L管、ㄇ管、U管、W管）電極形狀及種類水銀量（水銀蒸氣壓＝6X10-3tor時253.7nm輻射效率最大）惰性氣體充填壓力氣體混和比例(Ne+Ar)周圍環(huán)境溫度（影響管壁及電極溫度）色度螢光劑塗佈當前30頁，總共81頁。背光光源-LED1.2LED背光光源及發(fā)光原理LED（LightingEmittingDiode）即發(fā)光二極管，是一種半導體固體發(fā)光器件。它是利用固體半導體芯片作為發(fā)光材料，在半導體中通過載流子發(fā)生復合放出過剩的能量而引起光子發(fā)射，直接發(fā)出紅、黃、藍、綠、青、橙、紫、白色的光。發(fā)光二極管的核心部分是由P型半導體和N型半導體組成的晶片，在p型半導體和n型半導體之間有一個過渡層，稱為PN結(jié)。在某些半導體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。PN結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。當前31頁，總共81頁。背光光源-LEDLED白光混光結(jié)構(gòu)對比結(jié)構(gòu)原理優(yōu)點缺點藍色LED+黃色熒光粉發(fā)射擬白光結(jié)構(gòu)簡單，發(fā)光效率高紅光成分少，還原性差約65%左右紫外、近紫外LED+RGB熒光粉組和而成白光色彩還原性好紫外線使封裝樹脂和熒光粉加速老化RGB三色LED一體化封裝的白色LED不需外部混光,B/L結(jié)構(gòu)緊湊受電流與散熱影響大,與好性能芯片封裝存在問題單個RGB三色LED經(jīng)混色產(chǎn)生白光單獨散熱設計，高輸出光效需要借助專門混光設計R-LEDG-LEDB-LEDR-LEDG-LEDB-LED當前32頁，總共81頁。背光光源-ELEL（ElectroLuminesence）即電致發(fā)光，是靠熒光粉在交變電場激發(fā)下的本征發(fā)光而發(fā)光的冷光源。其發(fā)光原理是發(fā)光材料中的電子在電場作用下碰撞發(fā)光中心，出現(xiàn)電離并發(fā)生能級躍遷而導致發(fā)光。場致發(fā)光片是將發(fā)光粉（熒光粉）置于兩個平板電極之間而構(gòu)成的，當交流電壓加在兩個電極上時，電場使得發(fā)光片急速地充放電，從而在每一個充放電循環(huán)中發(fā)光。優(yōu)點:薄，可以做到0.2~0.6mm的厚度。缺點:亮度低，壽命短（一般為3000~5000小時），需逆變驅(qū)動，還會受電路的干擾而出現(xiàn)閃爍、噪聲等不良。1.3EL背光光源及發(fā)光原理當前33頁，總共81頁。背光光源ItemCCFLBackLightELBackLightLEDBackLight色彩飽和度（NTSC）72%---〉105%工作壽命2~5萬h50%亮度下3000~5000h10萬h環(huán)保性能輻射+含汞不含重金屬不含重金屬工作電壓500～1000V60～200V3.8～4.5V環(huán)境適應性+10℃～50℃-30℃～+50℃+<70%RH-20℃～70℃價格低低高(前者的3~5倍)散熱好無散熱問題差(需加散熱設備)發(fā)光效率好低一般(CCFL的1/2,約30~35lm/w)響應時間響應速度1s-2s----ns級顏色種類白色EL是低亮度照明光源，發(fā)光顏色僅綠色、藍綠色、橙色。黃、紅、綠、橙、白2.三種光源比較當前34頁，總共81頁。背光材料-反射罩燈反射罩—將燈管的燈光反射到導光板中，以提高燈光的使用率。注意項目：變形,錯位等。漏光就是因為燈罩變形造成的。1.燈反射罩軟板反射率=96.3%絕緣層

(PET)反射層(Ag)遮光層(PET)硬板反射率=94%黏貼層絕緣層(PET)反射層(Ag)基板層

(SUS、黃銅、AL)黏貼層當前35頁，總共81頁。背光材料-導光板LGP(導光板)—接收lamp發(fā)出的光，將線光源通過底部印刷點/注塑點漫反射轉(zhuǎn)化為面光源。光線經(jīng)過導光板射出后角度集中在61~68度之間2.導光板當前36頁，總共81頁。背光材料-導光板點光源————————————》面光源單顆LED發(fā)光LED陣列發(fā)光2.1導光板工作原理如果未加導光板的話表現(xiàn)為光源不均勻，有的地方太亮有的地方較暗當前37頁，總共81頁。背光材料-導光板全反射效應：導光板多是由PMMA或透明PC料制造的，它的折射系數(shù)N1=1.4916，大于空氣的折射系數(shù)N2=1；當光線從導光板射向邊界時,只要入射角Ⅰ1大于某一角度時，光線不再有折射分量，而是全部被反射回導光板中（如圖），根據(jù)折射定理：求臨界角I0

N1sinI0=N2sin90°sinI0=N2/N1=1/1.4916=0.67I0=42.2°結(jié)論:當入射角I1≥42.2°時,光線被全反射當前38頁，總共81頁。背光材料-導光板大部分光線在兩面光滑的導光板中以全反射傳送。如果在底部添加散射點，將會有部份光線散射而折射出導光板當前39頁，總共81頁。背光材料-導光板☆按形狀分

●平板狀導光板

●楔形導光板

2.2導光板分類☆按網(wǎng)點印刷方式●印刷式—導光板完成外形加工后,以印刷方式將網(wǎng)點印射面，又分為IR和UV印刷兩種。

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非印刷式—將網(wǎng)點在導光板成形時直接成形在反射面。又分為化學蝕刻(Etching)、精密機械刻畫法（V-CUT）光微影法（Stamper）、內(nèi)部擴散法

平板狀-厚度均勻，常用于小尺寸的設計，工藝相對更簡單；楔形導光板，厚度成線性變化，主要使用在筆記本等較大尺寸LCD上，成本低、重量輕，有光學調(diào)節(jié)性。當前40頁，總共81頁。背光材料-導光板項目射出成型壓延-裁切平板佳厚度5mm以下可厚度5mm以上佳厚度不限楔形板佳可但不符經(jīng)濟效益印刷式可佳非印刷式佳可技朮較不成熟☆按成型方式

●注塑成型：光學級PMMA粒子經(jīng)注塑后成型

●壓延成型-裁切：光學級PMMA粒子經(jīng)壓延成型一大片材經(jīng)過裁切后為成品

1

項目PMMA顆粒PMMA原板原板制程備注（日）三菱麗陽有有壓延法光學特性最佳、板面較硬、、比較不會彎曲業(yè)界皆認可（日）住友化學有有注塑光學特性佳、板面較軟、業(yè)界皆認可（日）旭化成有有注塑光學特性佳、板面較軟、業(yè)界皆認可（日）庫拉雷有有注塑光學特性佳、板面最軟（臺）奇美化學無有壓出法光學特性較差、目前只有奇美電子使用（韓）世和有有壓延法光學特性佳、板面較軟LG和現(xiàn)代認可當前41頁，總共81頁。背光材料-導光板2.3

導光板生產(chǎn)工藝印刷式導光板：使用合成樹脂加上擴散材料（SiO2/TiO2)再加上稀釋劑所混合調(diào)配的油墨印刷在PMMA板上。缺陷：(a).必須經(jīng)過烘干的程序，如果溫度不夠，油墨無法干燥，而如果溫度過高導光板容易翹曲；(b).油墨容易受到環(huán)境濕度的影響而產(chǎn)生不良。(a).蝕刻(Etching)：導光板反射面作深蝕刻

取代印刷點導光板出光面作淺蝕刻

取代擴散片的效果(b).V型切割(V-cut)：

導光板反射面作V型切割

取代印刷點

導光板出光面作V型切割

具有棱鏡片的效果 (c).噴砂(Spray)：導光板出光面作Spray

具有擴散片的效果(d).Stamper：導光板反射面作Stamper

取代印刷點

(e).在成形中混入不同折射率材料一同注塑非印刷式導光板：衍射(Diffraction)Acrylic/Si當前42頁，總共81頁。導光板的製作當前43頁，總共81頁。導光板的調(diào)光網(wǎng)點當前44頁，總共81頁。導光板的製作當前45頁，總共81頁。1.高透明性：減低光線內(nèi)部損失2.耐熱性3.低溫成型性：薄型大面積之末端具有足夠的流動性。4.良好的金型轉(zhuǎn)寫性5.良好的離型性6.低吸水率導光板的素材選擇當前46頁，總共81頁。導光板的素材種類當前47頁，總共81頁。反射片反射片功能：利用「擴散反射」，增加光線的可利用率。當前48頁，總共81頁。背光材料-反射片3.1金屬反射片工作原理

導體材料中的自由電子并沒有被原子核束縛，當被光波照射時，光波的電場使自由電子吸收光的能量，從而產(chǎn)生與光相同的頻率震震蕩又發(fā)出與原來光線相同頻率的光。當前49頁，總共81頁。背光材料-反射片3.2白色反射片工作原理TiO2的折射率很高（n=2.62），將TiO2

混合PET或聚碳酸酯（polycarbonate）等光學上透明度高的樹脂，經(jīng)過微細發(fā)泡而成反射片。泡的直徑有數(shù)微米左右，泡越微細、密度越高，反射率就越高。泡是折射率約1.00的素材，與透明樹脂之間，形成良好的屈折率界面。從網(wǎng)點折射出來的光，進入反射片后，通過非常復雜的折射動作，使絕大部分的光返回導光板中當前50頁，總共81頁。背光材料-反射片3.2

反射片材料型號材料廠商&品名主要材質(zhì)+結(jié)構(gòu)用途TorayE60L發(fā)泡性PET+TiO2LGP反射板三井化學LU系列：PET+銀+接著層+基板MT系列：PET+銀(Ti處理理)+接著層+基板BR黃銅基板SU不銹鋼基板AM鋁基板LampReflectorAlanod(德國)MIRO系列氧化層(TiO2+SiO2)+Al+Al基板LampReflectorGR38WPET+Al+PET(基材)LampReflector當前51頁，總共81頁。背光材料-反射片E60L：發(fā)泡性PET+TiO2，為Toray專利一般加工結(jié)構(gòu)：E60L接著劑ALorWhitecoating當前52頁，總共81頁。背光材料-反射片代理或加工廠商部品名稱材質(zhì)

&結(jié)構(gòu)KimotoRW188TAC188ML25ME60LE60L+黏著層E60L+接著劑+AL+PETTsujidenRF188RF215GE60LE60L+(Base+隱蔽層)(Whitecoating)KeiwaBR-1白色PET+隱蔽層(總厚210μm)SKCRP10PET+Coating(總厚220μm)當前53頁，總共81頁。背光材料-反射片目前業(yè)界最多使用的反射片材料為TORAY的反射片，它的專利點在“發(fā)泡性的PET”，當光線入射之后，發(fā)泡的PET發(fā)揮它微小氣泡效果將光線再次散射，使得光線利用率再提高(非發(fā)泡性PET，內(nèi)含TiO2)

TORAY發(fā)泡PET3.3

反射片生產(chǎn)工藝當前54頁，總共81頁。背光材料-擴散片擴散片—擴散片內(nèi)有很多顆粒狀的物體，可以將導光板收到的光進行擴散，使光能夠向棱鏡片及panel正面方向傳播，起到拓寬視角，隱蔽形成在導光板上的Pattern的作用.4.擴散片當前55頁，總共81頁。擴散片的功用1.可保護集光片2.可使光源均勻擴散3.可使光源折射一角度4.可遮住導光板Pattern及背光表面之缺點當前56頁，總共81頁。背光材料-擴散片

擴散片按加工工藝分類串珠型(Beads)

壓花型(a).串珠型的表面有許多小珠子，經(jīng)過Coating上特殊材料后使其固化在膜片的表面來達到霧化的效果，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。(b).壓花型的表面像是蝕刻過的痕跡，它是在原料抽出的過程中由于鋼桶上的紋路，所以一并成形。缺點是凹洞的深度深，

異物掉落時不易清除。

當前57頁，總共81頁。背光材料-擴散片擴散片還可以按使用位置分為上擴散片和下擴散片LED棱鏡片I下擴散片導光板反射板燈管反射罩棱鏡片II上擴散片當前58頁，總共81頁。背光材料-擴散片外觀HzTt加工特性上擴散片透明白色中（60%）高（90%）易見到損傷下擴散片白色高（84%）中（60%）加工良率高擴散片的選用下擴散片1.輝度增益—擴散片Hz=80%以上，Tt=90%以上上擴散片1.需增廣視野/視野改善—上擴散片Hz=40%以下及Tt=90%以上；2.高屏蔽性，高的加工良率—中霧度以上；3.改善棱鏡片光不均勻性—HZ=50%，Tt=90%當前59頁，總共81頁。背光材料-擴散片4.2主要擴散片材料型號及廠家制造商代理商常用的產(chǎn)品名稱Tsujiden(日本)積智電D-Series&PC-Series(Down)D117-Series(Up)Kimoto(日本)-100-Series(Down)100TL-Series(Up)Keiwa(日本)華宏BS-Series(Down)PBS-Series(Up)Saehan(韓國)崇皓貿(mào)易RTDA&RTDC(Down)SKC(韓國)強森科技CH-Series(Down)JS-Series(Up)當前60頁，總共81頁。擴散片擴散層PET層抗靜電層(防浮曲劑)當前61頁，總共81頁。擴散片的結(jié)構(gòu)當前62頁，總共81頁。背光材料-棱鏡片棱鏡片—將擴散的光在一定角度內(nèi)聚光的作用，以達到提高

Panel亮度的目的。是增光片中一種，約占背光模組成本的37%，主要作用將分散的光線集中在一定范圍內(nèi)射出，提高該范圍內(nèi)光線亮度；棱鏡表面很脆弱，容易被磨損；5.棱鏡片棱鏡片（prismsheet)擴散片(diffusionsheet)

導光板(lightconductor)反射片（refelector)當前63頁，總共81頁。背光材料-棱鏡片厚度PET厚度PET層

Acrylicresin層棱角角度棱角間距棱角面BEF產(chǎn)品系列構(gòu)造圖(斷面)

棱鏡條放大圖棱鏡片主要參數(shù)為棱角角度（90o—110o）、棱角間距（24—110μm）和鏡片厚度（150—230μm）。小尺寸背光用的增光片厚度一般為0.065~0.072mm當前64頁，總共81頁。BEF的稜鏡結(jié)構(gòu)當前65頁，總共81頁。BEF的稜鏡結(jié)構(gòu)當前66頁，總共81頁。背光材料-棱鏡片散射式回收TIR**TotalInternalReflection散射式照明70°BEF重復反射，大約50％的入射光會被反射回去而被再利用折射－可利用折射光增加40％－70％低比例損失擴散板棱鏡片增光原理當前67頁，總共81頁。BEF增亮原理Diffusely

recycled重複反射-大約50%的入射光會被反射回去而重新再利用折射-可利用的折射光增加40%－70%再反射/再折射低比例損失

重新進入下一個稜鏡TIR：TotalInternalReflection全反射擴散片70°BEFTIR當前68頁，總共81頁。5.1

棱鏡片分類棱鏡片可以分為單面結(jié)構(gòu)棱鏡片和雙面結(jié)構(gòu)棱鏡片。單面結(jié)構(gòu)—正面粗糙，背面光滑；雙面結(jié)構(gòu)—兩面均為粗糙。棱鏡片主要參數(shù)為棱角角度（90o—110o）、棱角間距（24—110μm）和鏡片厚度（150—230μm）。小尺寸背光用的增光片厚度一般為0.065~0.072mm。當前69頁，總共81頁。背光材料-棱鏡片棱鏡片增光原理5.2

棱鏡片材料型號LensBrightnessGainBEFⅡ1.53BEFⅡ(Cross)1.967BEFⅢ-T1.51BEFⅢ-T(Cross)1.91BEFⅢ-M1.5BEFⅢ-M(Cross)1.78BEFⅢ-ToverM1.84DBEF1.579BEFⅡ+DBE