背光模組應(yīng)用基礎(chǔ)知識課件

背光模組概論背光模組概論1大綱背光模組的應(yīng)用背光模組的要求背光模組的組成結(jié)構(gòu)背光模組的作用原理各部品介紹開發(fā)時應(yīng)有的資訊背光模組未來發(fā)展趨勢大綱背光模組的應(yīng)用21.背光模組的應(yīng)用

背光模組(BackLightModule)是液晶顯示模組(L.C.D.(LiquidCrystalDisplay)Module)中的一個元件，(L.C.D.Module又簡稱(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。1.背光模組的應(yīng)用背光模組(BackLi3LCD用背光模組背光模組LCM影視產(chǎn)品掌上型電視VCDPlayer投影機資訊工業(yè)產(chǎn)品筆記型電腦LCDMonitor數(shù)位相機PDA通訊產(chǎn)品行動電話汽車導(dǎo)航呼叫器視訊電話消費電子產(chǎn)品家電產(chǎn)品電子錶計算機儀表產(chǎn)品工業(yè)儀表醫(yī)療儀表飛行儀表LCD用背光模組背光模組LCM影視產(chǎn)品掌上型電視資訊工業(yè)產(chǎn)品4L.C.M.的結(jié)構(gòu)

L.C.M.的結(jié)構(gòu)5背光模組之零組件及成本組合

背光模組之零組件及成本組合62.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

價格低減l

拆換性佳(M/N)

2.背光模組的要求l

高輝度73.背光模組的組成結(jié)構(gòu)

背光源可分兩類：一、為有機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構(gòu)組合而成的背光板或稱背光模組。以下要介紹兩種不同結(jié)構(gòu)的背光模組：

3.背光模組的組成結(jié)構(gòu)背光源可分兩類：8直下式

燈管放置在模組的下方讓光線直接往上打，燈管的數(shù)量較多，當(dāng)然輝度較高，但是厚度較厚，溫度也會因為燈管數(shù)多而高。依結(jié)構(gòu)及性能一般多運用在液晶電視上。

直下式燈管放置在模組的下方讓光線直接往上打，燈管的9直下式構(gòu)成直下式構(gòu)成10側(cè)光式燈管置於導(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、ㄇ型的冷陰極管或LED燈。燈管數(shù)目有限制，所以輝度運用有限，但是厚度薄、溫度低，目前以此為主流。側(cè)光式燈管置於導(dǎo)光板側(cè)邊，依導(dǎo)光板的型式及光11側(cè)光式構(gòu)成側(cè)光式構(gòu)成12特性比較薄型化重量輝度色度均齊度消費電力結(jié)構(gòu)簡化光利用率發(fā)熱問題燈管置換側(cè)光式○

△△△○○△△○○直下式△○○○△△○○△△特性比較薄重輝色均消費電力結(jié)構(gòu)簡化光利用率發(fā)熱問題燈管置換側(cè)134.背光模組作用原理(側(cè)光式)

光路分析：(利用史奈爾定律“SnellLaw”)4.背光模組作用原理(側(cè)光式)14未加印刷點θ=臨界角1.光線的入射角大於臨界角時會發(fā)生全反射，所以光線只會在壓克力板裏傳遞卻不會在表面出光。(但是斜板於入光處約1/3的地方可出射於壓克力表面)未加印刷點θ=臨界角15加上印刷點之後

θ=臨界角1.

印刷點裏有散射材料，可以造成光的散射，一部份的光線出射於壓克力表面，一部份延原來全反射角度前進，傳到下一個印刷點，使成為一個面光源。加上印刷點之後θ=臨界角16加上膜片之後

1.光線在折射出壓克力表面之後，視野角約集中於61~68度，加上擴散片之後再將視野角變小使的視角約集中於30度左右。加上膜片之後1.光線在折射出壓克力表面之後，視野角約集中於17加上稜鏡片之後

稜鏡片以3M的BEFII90/50為例，因為其頂角為90度的等腰三角形，底部的角度對於30度角左右的角度有最佳的矯正效果，所以視野角會改變?yōu)閹缀醮怪膘侗砻?。加上稜鏡片之後稜鏡片以3M的BEFII90/50為例，因185.各部品介紹

(1)

光源部份(CCFL、LED)(2)

導(dǎo)光板(LightGuidePlate)(3)

反射片(ReflectorFilm)(4)擴散片(DiffusionFilm)(5)

稜鏡片(PrismSheet)(6)

框架(Moldframe)

5.各部品介紹(1)

光源部份(CCF19(1)光源部份磊晶發(fā)光二極體(LED)冷陰極管(CCFL)(1)光源部份20磊晶發(fā)光二極體(LED)磊晶發(fā)光二極體：簡稱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

磊晶發(fā)光二極體(LED)磊晶發(fā)光二極體：簡稱LED，特性為21冷陰極管(CCFL)冷陰極管：簡稱CCFL，特性為壽命長、輝度高、低耗電、管細，應(yīng)用於中大尺寸之TFT-LCD冷陰極管(CCFL)冷陰極管：簡稱CCFL，特性為壽命長、22(2)導(dǎo)光板(LightGuidePlate)具光線傳導(dǎo)之功能，其特性要求：l

高折射率l

高全光線透過率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(2)導(dǎo)光板(LightGuidePlate)具光線傳23導(dǎo)光板的製作方式

印刷式導(dǎo)光板

非印刷式導(dǎo)光板

導(dǎo)光板的製作方式印刷式導(dǎo)光板24印刷式導(dǎo)光板

使用合成樹脂加上擴散材料(SiO2orTiO2)再加上稀釋劑所混合調(diào)配的油墨印刷在壓克力上，經(jīng)過烘乾之後讓油墨牢固於壓克力面上。缺點： (a).必須經(jīng)過烘乾的程序，如果溫度不夠則油墨無法完全乾燥，而如果溫度過高則導(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、網(wǎng)版、溫度..等影響，容易發(fā)生再現(xiàn)性不佳的問題。印刷式導(dǎo)光板使用合成樹脂加上擴散材料(SiO2orT25非印刷式導(dǎo)光板

(a).蝕刻(Etching)導(dǎo)光板反射面作深蝕刻取代印刷點導(dǎo)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(dǎo)光板反射面作V型切割取代印刷點導(dǎo)光板出光面作V型切割具有稜鏡片的效果(c).噴砂(Spray)導(dǎo)光板出光面作Spray具有擴散片的效果非印刷式導(dǎo)光板(a).蝕刻(Etching)26(3)反射片(ReflectorFilm)當(dāng)光線入射之後，發(fā)泡性的PET發(fā)揮它的微小氣泡效果將光線再一次的散射，使得光線的利用率再提高，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TiO2散射材料但是效果卻不及E60-L(RW188)。

(3)反射片(ReflectorFilm)當(dāng)光線入射之後27(4)擴散片(DiffusionFilm)功能

1.藉由擴散物質(zhì)的折射與反射修正光行進方向，將光線導(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。

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。製程1.PC（PolyCarbonate）壓研一體成型。2.PC基板加擴散Coating。3.PET基板加擴散Coating。(4)擴散片(DiffusionFilm)功能28擴散片結(jié)構(gòu)它們的組成大致分兩類：(a).串珠型(b).壓花型擴散片結(jié)構(gòu)它們的組成大致分兩類：29串珠型(Beads):串珠型的表面有許多小珠子，經(jīng)過Coating上特殊材料後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。擴散係數(shù)由Beads與樹脂決定LightoutLightinBeads樹脂串珠型(Beads):串珠型的表面有許多小珠子，經(jīng)過Co30壓花型: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於鋼筒上的紋路，所以一併成形。缺點是凹洞的深度太深，異物掉落時不易清除。擴散係數(shù)由Pattern決定Haze值高，可抑制LGPPattern的顯現(xiàn)與不規(guī)則光學(xué)外觀PCBase擴散面壓花型:壓花型的表面像是蝕刻過的痕跡，它是在原料抽出的過P31擴散片與雲(yún)量(Haze)的關(guān)係上擴散片的Haze高則輝度低，視角廣，缺點不易見。上擴散片的Haze低則輝度高，視角窄，缺點容易見。實際情況要背光板廠依各設(shè)計機種和技術(shù)的不同去取捨。

擴散片與雲(yún)量(Haze)的關(guān)係上擴散片的Haze高則輝度低32擴散片之應(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.透過率要低3.擴散率要高4.要防止Waving（與厚度有關(guān)）下擴散片，上層加Lens1.擴散率要高2.著重與Lens的搭配性上擴散片，（保護膜）1.透過率要高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)生的光繞射擴散片之應(yīng)用應(yīng)用環(huán)境特性需求單片使用1.Haze（霧度，濁度33(5)

稜鏡片(PrismSheet)PrismSheet的材質(zhì)為PC一體成型和PETFilm+Acrylic複合而成。目前的Prism是由3M所開發(fā)的BEF系列，有RBEF、BEFII、BEFIII、DBEF、DBEF-D…等都是對於輝度提高最佳的膜片，但是相對的它在背光模組中所佔的成本比例最高。(a).3M的PrismSheet厚度約為150~250μm，頂角角度為90~100度，頂角間距24~100μm。(b).DBEF及DBEF-D的作用是管理光線的偏光來達到輝度提昇的效果。其他的BEF系列則是以視角換取輝度所以視角較差。

(5)

稜鏡片(PrismSheet)Pr34(6)

框架(Moldframe)框架在於背光模組的角色在於整個模組的支撐及保護作用，可預(yù)防不當(dāng)碰撞、髒污等對功能的損害及影響。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。

(6)

框架(Moldframe)框架在於背光模組的角色356.開發(fā)時應(yīng)有的資訊1、Dimension(totalsize,lightarea)2、Brightness3、Uninformity4、LightSource(LED,CCFL,etc.)5、PowerConsumption6、Schedule6.開發(fā)時應(yīng)有的資訊1、Dimension(total36背光模組的設(shè)計理念與方法

1.利用pattern將光線均勻分布在導(dǎo)光板平面上。2.使用擴散片/板使光線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集中以提高輝度(但視角變窄)。4.使用偏光片可提高光線利用率進而提高輝度。5.以BM7量測輝度均勻度。6.以CCDCamera量測光學(xué)外觀進行導(dǎo)光板pattern之修改。背光模組的設(shè)計理念與方法1.利用pattern將光線均勻377.背光模組未來發(fā)展趨勢1.尺寸：大型化(直下式)2.重量：輕量化→薄型化、輕量化材質(zhì)(Zeonor)3.性能：高輝度、高均齊度4.外觀：品質(zhì)提昇（減少亮線、亮點、暗影、干涉條紋、波紋狀）5.耗電：低耗電6.成本：低價位、減少部件7.環(huán)保材料8.非印刷式技術(shù)、一模兩穴、V-cut…7.背光模組未來發(fā)展趨勢1.尺寸：大型化(直下式)38背光模組概論背光模組概論39大綱背光模組的應(yīng)用背光模組的要求背光模組的組成結(jié)構(gòu)背光模組的作用原理各部品介紹開發(fā)時應(yīng)有的資訊背光模組未來發(fā)展趨勢大綱背光模組的應(yīng)用401.背光模組的應(yīng)用

背光模組(BackLightModule)是液晶顯示模組(L.C.D.(LiquidCrystalDisplay)Module)中的一個元件，(L.C.D.Module又簡稱(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。1.背光模組的應(yīng)用背光模組(BackLi41LCD用背光模組背光模組LCM影視產(chǎn)品掌上型電視VCDPlayer投影機資訊工業(yè)產(chǎn)品筆記型電腦LCDMonitor數(shù)位相機PDA通訊產(chǎn)品行動電話汽車導(dǎo)航呼叫器視訊電話消費電子產(chǎn)品家電產(chǎn)品電子錶計算機儀表產(chǎn)品工業(yè)儀表醫(yī)療儀表飛行儀表LCD用背光模組背光模組LCM影視產(chǎn)品掌上型電視資訊工業(yè)產(chǎn)品42L.C.M.的結(jié)構(gòu)

L.C.M.的結(jié)構(gòu)43背光模組之零組件及成本組合

背光模組之零組件及成本組合442.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

價格低減l

拆換性佳(M/N)

2.背光模組的要求l

高輝度453.背光模組的組成結(jié)構(gòu)

背光源可分兩類：一、為有機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構(gòu)組合而成的背光板或稱背光模組。以下要介紹兩種不同結(jié)構(gòu)的背光模組：

3.背光模組的組成結(jié)構(gòu)背光源可分兩類：46直下式

燈管放置在模組的下方讓光線直接往上打，燈管的數(shù)量較多，當(dāng)然輝度較高，但是厚度較厚，溫度也會因為燈管數(shù)多而高。依結(jié)構(gòu)及性能一般多運用在液晶電視上。

直下式燈管放置在模組的下方讓光線直接往上打，燈管的47直下式構(gòu)成直下式構(gòu)成48側(cè)光式燈管置於導(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、ㄇ型的冷陰極管或LED燈。燈管數(shù)目有限制，所以輝度運用有限，但是厚度薄、溫度低，目前以此為主流。側(cè)光式燈管置於導(dǎo)光板側(cè)邊，依導(dǎo)光板的型式及光49側(cè)光式構(gòu)成側(cè)光式構(gòu)成50特性比較薄型化重量輝度色度均齊度消費電力結(jié)構(gòu)簡化光利用率發(fā)熱問題燈管置換側(cè)光式○

△△△○○△△○○直下式△○○○△△○○△△特性比較薄重輝色均消費電力結(jié)構(gòu)簡化光利用率發(fā)熱問題燈管置換側(cè)514.背光模組作用原理(側(cè)光式)

光路分析：(利用史奈爾定律“SnellLaw”)4.背光模組作用原理(側(cè)光式)52未加印刷點θ=臨界角1.光線的入射角大於臨界角時會發(fā)生全反射，所以光線只會在壓克力板裏傳遞卻不會在表面出光。(但是斜板於入光處約1/3的地方可出射於壓克力表面)未加印刷點θ=臨界角53加上印刷點之後

θ=臨界角1.

印刷點裏有散射材料，可以造成光的散射，一部份的光線出射於壓克力表面，一部份延原來全反射角度前進，傳到下一個印刷點，使成為一個面光源。加上印刷點之後θ=臨界角54加上膜片之後

1.光線在折射出壓克力表面之後，視野角約集中於61~68度，加上擴散片之後再將視野角變小使的視角約集中於30度左右。加上膜片之後1.光線在折射出壓克力表面之後，視野角約集中於55加上稜鏡片之後

稜鏡片以3M的BEFII90/50為例，因為其頂角為90度的等腰三角形，底部的角度對於30度角左右的角度有最佳的矯正效果，所以視野角會改變?yōu)閹缀醮怪膘侗砻?。加上稜鏡片之後稜鏡片以3M的BEFII90/50為例，因565.各部品介紹

(1)

光源部份(CCFL、LED)(2)

導(dǎo)光板(LightGuidePlate)(3)

反射片(ReflectorFilm)(4)擴散片(DiffusionFilm)(5)

稜鏡片(PrismSheet)(6)

框架(Moldframe)

5.各部品介紹(1)

光源部份(CCF57(1)光源部份磊晶發(fā)光二極體(LED)冷陰極管(CCFL)(1)光源部份58磊晶發(fā)光二極體(LED)磊晶發(fā)光二極體：簡稱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

磊晶發(fā)光二極體(LED)磊晶發(fā)光二極體：簡稱LED，特性為59冷陰極管(CCFL)冷陰極管：簡稱CCFL，特性為壽命長、輝度高、低耗電、管細，應(yīng)用於中大尺寸之TFT-LCD冷陰極管(CCFL)冷陰極管：簡稱CCFL，特性為壽命長、60(2)導(dǎo)光板(LightGuidePlate)具光線傳導(dǎo)之功能，其特性要求：l

高折射率l

高全光線透過率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(2)導(dǎo)光板(LightGuidePlate)具光線傳61導(dǎo)光板的製作方式

印刷式導(dǎo)光板

非印刷式導(dǎo)光板

導(dǎo)光板的製作方式印刷式導(dǎo)光板62印刷式導(dǎo)光板

使用合成樹脂加上擴散材料(SiO2orTiO2)再加上稀釋劑所混合調(diào)配的油墨印刷在壓克力上，經(jīng)過烘乾之後讓油墨牢固於壓克力面上。缺點： (a).必須經(jīng)過烘乾的程序，如果溫度不夠則油墨無法完全乾燥，而如果溫度過高則導(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、網(wǎng)版、溫度..等影響，容易發(fā)生再現(xiàn)性不佳的問題。印刷式導(dǎo)光板使用合成樹脂加上擴散材料(SiO2orT63非印刷式導(dǎo)光板

(a).蝕刻(Etching)導(dǎo)光板反射面作深蝕刻取代印刷點導(dǎo)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(dǎo)光板反射面作V型切割取代印刷點導(dǎo)光板出光面作V型切割具有稜鏡片的效果(c).噴砂(Spray)導(dǎo)光板出光面作Spray具有擴散片的效果非印刷式導(dǎo)光板(a).蝕刻(Etching)64(3)反射片(ReflectorFilm)當(dāng)光線入射之後，發(fā)泡性的PET發(fā)揮它的微小氣泡效果將光線再一次的散射，使得光線的利用率再提高，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TiO2散射材料但是效果卻不及E60-L(RW188)。

(3)反射片(ReflectorFilm)當(dāng)光線入射之後65(4)擴散片(DiffusionFilm)功能

1.藉由擴散物質(zhì)的折射與反射修正光行進方向，將光線導(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。

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。製程1.PC（PolyCarbonate）壓研一體成型。2.PC基板加擴散Coating。3.PET基板加擴散Coating。(4)擴散片(DiffusionFilm)功能66擴散片結(jié)構(gòu)它們的組成大致分兩類：(a).串珠型(b).壓花型擴散片結(jié)構(gòu)它們的組成大致分兩類：67串珠型(Beads):串珠型的表面有許多小珠子，經(jīng)過Coating上特殊材料後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。擴散係數(shù)由Beads與樹脂決定LightoutLightinBeads樹脂串珠型(Beads):串珠型的表面有許多小珠子，經(jīng)過Co68壓花型: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於鋼筒上的紋路，所以一併成形。缺點是凹洞的深度太深，異物掉落時不易清除。擴散係數(shù)由Pattern決定Haze值高，可抑制LGPPattern的顯現(xiàn)與不規(guī)則光學(xué)外觀PCBase擴散面壓花型:壓花型的表面像是蝕刻過的痕跡，它是在原料抽出的過P69擴散片與雲(yún)量(Haze)的關(guān)係上擴散片的Haze高則輝度低，視角廣，缺點不易見。上擴散片的Haze低則輝度高，視角窄，缺點容易見。實際情況要背光板廠依各設(shè)計機種和技術(shù)的不同去取捨。

擴散片與雲(yún)量(Haze)的關(guān)係上擴散片的Haze高則輝度低70擴散片之應(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.透過率要低3.擴散率要高4.要防止Waving（與厚度有關(guān)）下擴散片，上層加Lens1.擴散率要高2.著重與Lens的搭配性上擴散片，（保護膜）1.透過率要高2.Haze要低3.要防止Waving（與厚度有關(guān)）4.要防止