背光模组应用基础知识

,按一下以編輯母片,第二層,第三層,第四層,第五層,*,背,光,光,模,模,組,組,概,概,論,論,大,綱,綱,背,光,光,模,模,組,組,的,的,應,應,用,用,背,光,光,模,模,組,組,的,的,要,要,求,求,背,光,光,模,模,組,組,的,的,組,組,成,成,結,結,構,構,背,光,光,模,模,組,組,的,的,作,作,用,用,原,原,理,理,各,部,部,品,品,介,介,紹,紹,開,發,發,時,時,應,應,有,有,的,的,資,資,訊,訊,背,光,光,模,模,組,組,未,未,來,來,發,發,展,展,趨,趨,勢,勢,1.,背,背,光,光,模,模,組,組,的,的,應,應,用,用,背,光,光,模,模,組,組(BackLightModule),是,是,液,液,晶,晶,顯,顯,示,示,模,模,組,組,(L.C.D.(LiquidCrystalDisplay)Module),中,中,的,的,一,一,個,個,元,元,件,，,，(L.C.D.Module,又,又,簡,簡,稱,稱(L.C.M.),，,，,由,由,於,於,液,液,晶,晶,本,身,身,不,不,發,發,光,光,，,，,背,背,光,光,模,模,組,組,之,之,功,功,能,能,即,即,在,在,於,於,供,供,應,應,充,充,足,足,的,的,亮,度,度,與,與,分,分,佈,佈,均,均,勻,勻,的,的,光,光,源,源,，,，,使,使,其,其,能,能,正,正,常,常,顯,顯,示,示,影,影,像,像,。,。,LCD,用,用,背,背,光,光,模,模,組,組,背,光,光,模,模,組,組,LCM,影,視,視,產,產,品,品,掌,上,上,型,型,電,電,視,視,VCDPlayer,投,影,影,機,機,資,訊,訊,工,工,業,業,產,產,品,品,筆,記,記,型,型,電,電,腦,腦,LCDMonitor,數,位,位,相,相,機,機,PDA,通,訊,訊,產,產,品,品,行,動,動,電,電,話,話,汽,車,車,導,導,航,航,呼,叫,叫,器,器,視,訊,訊,電,電,話,話,消,費,費,電,電,子,子,產,產,品,品,家,電,電,產,產,品,品,電,子,子,錶,錶,計,算,算,機,機,儀,表,表,產,產,品,品,工,業,業,儀,儀,表,表,醫,療,療,儀,儀,表,表,飛,行,行,儀,儀,表,表,L.C.M.,的,的,結,結,構,構,背,光,光,模,模,組,組,之,之,零,零,組,組,件,件,及,及,成,成,本,本,組,組,合,合,2.,背,光,光,模,模,組,組,的,的,要,要,求,求,l,高,輝,輝,度,度,l,高,均,均,勻,勻,性,性,l,寬,視,視,角,角,l,低,耗,耗,電,電,量,量,(N/B),l,重,量,量,輕,輕,(N/B),l,結,構,構,穩,穩,定,定,，,，,安,安,全,全,性,性,高,高,l,價,格,格,低,低,減,減,l,拆,換,換,性,性,佳,佳,(M/N),3.,背,光,光,模,模,組,組,的,的,組,組,成,成,結,結,構,構,背,光,光,源,源,可,可,分,分,兩,兩,類,類,：,：,一、為有機EL板也就,是,是OEL(,只,只要加上電,壓,壓即可均勻,發,發,光，壽命較,短,短約5000hrs 10000hrs,，,，目前多用,於,於音,響設備或是,小,小型的液晶,顯,顯示器)。,二、是利用,冷,冷陰極管或LED當光,源,源並且加上,其,其他機構組,合而成的背,光,光板或稱背,光,光模組。,以下要介紹,兩,兩種不同結,構,構的背光模,組,組：,直下式,燈管放置在,模,模組的下方,讓,讓光線直接,往,往上打，燈,管,管的,數量較多，,當,當然輝度較,高,高，但是厚,度,度較厚，溫,度,度也,會因為燈管,數,數多而高。,依,依結構及性,能,能,一般多運用,在,在,液晶電視上,。,。,直下式構成,側光式,燈管置於導,光,光板側邊，,依,依導光板的,型,型式及光,學上的需求,，,，可選用直,型,型、L型、,型的冷陰,極管或LED燈。燈管,數,數目有限制,，,，所以輝度,運用有限，,但,但是厚度薄,、,、溫度低，,目,目前以此,為主流。,側光式構成,特性比較,薄,型,化,重,量,輝,度,色,度,均,齊,度,消費電力,結構簡化,光利用率,發熱問題,燈管置換,側光式,直下式,4.,背光模組作,用,用原理 (,側,側光式),光路分析：,(,利用史奈爾,定,定律,“Snell Law,”,”),未加印刷點, = 臨,界,界角,1.光線的,入,入射角大於,臨,臨界角時會,發,發生全反射,，,，所以光線,只,只會在壓,克力板裏傳,遞,遞卻不會在,表,表面出光。(但是斜板,於,於入光處約1/3的,地方可出射,於,於壓克力表,面,面),加上印刷點,之,之後, = 臨,界,界角,1.印刷,點,點裏有散射,材,材料，可以,造,造成光的散,射,射，一部份,的,的光線出射,於壓克力表,面,面，一部份,延,延原來全反,射,射角度前進,，,，傳到下一,個,個印,刷點，使成,為,為一個面光,源,源。,加上膜片之,後,後,1.光線在,折,折射出壓克,力,力表面之後,，,，視野角約,集,集中於61 68,度,度，,加上擴散片,之,之後再將視,野,野角變小使,的,的視角約集,中,中於30度,左,左右。,加上稜鏡片,之,之後,稜鏡片以3M的BEFII 90/50為例,，,，因為其頂,角,角為90度,的,的等腰三,角形，底部,的,的角度對於30度角左,右,右的角度有,最,最佳的矯正,效,效果，,所以視野角,會,會改變為幾,乎,乎垂直於表,面,面。,5.,各部品介紹,(1),光源部份(CCFL,、,、LED),(2),導光板 (LightGuide Plate),(3),反射片 (ReflectorFilm),(4),擴散片 (DiffusionFilm),(5),稜鏡片 (PrismSheet),(6),框架 (Mold frame),(1)光源,部,部份,磊晶發光二,極,極體 (LED),冷陰極管(CCFL),磊晶發光二,極,極體 (LED),磊晶發光二,極,極體：簡稱LED，特,性,性為體積小,、,、輝度,高、低耗電,等,等應用於中,小,小尺寸之TFT- LCD,冷陰極管(CCFL),冷陰極管：,簡,簡稱CCFL，特性為,壽,壽命長、輝,度,度高、低耗,電、管細，,應,應用於中大,尺,尺寸之TFT-LCD,(2)導光,板,板 (Light GuidePlate),具光線傳導,之,之功能，其,特,特性要求：,l,高折射率,l,高全光線透,過,過率,l,耐熱變形溫,度,度高,l,表面硬度高,l,吸水率低,l,熱膨脹率低,導光板的製,作,作方式,印刷式導光,板,板,非印刷式導,光,光板,印刷式導光,板,板,使用合成樹,脂,脂加上擴散,材,材料 (SiO2 or TiO2) 再加,上,上稀釋劑所,混,混合,調配的油墨,印,印刷在壓克,力,力上，經過,烘,烘乾之後讓,油,油墨牢固於,壓,壓克力,面上。,缺點：,(a).必,須,須經過烘乾,的,的程序，如,果,果溫度不夠,則,則油墨無法,完,完全乾,燥，而如果,溫,溫度過高則,導,導光板容易,翹,翹曲，兩者,都,都是NG。,(b).油,墨,墨容易受到,環,環境濕度的,影,影響而產生,不,不良。,(c).印,刷,刷的條件受,油,油墨、環境,、,、網版、溫,度,度.等影,響,響，容易發,生再現性不,佳,佳的問題。,非印刷式導,光,光板,(a).,蝕刻 (Etching),導光板反射,面,面作深蝕刻,取代印刷點,導光板出光,面,面作淺蝕刻,取代擴散片,的,的效果,(b).,V型切割(V-cut),導光板反射,面,面作V型切,割,割,取代印刷點,導光板出光,面,面作V型切,割,割,具有稜鏡片,的,的效果,(c).,噴砂 (Spray),導光板出光,面,面作Spray,具有擴散片,的,的效果,(3),反射片 (ReflectorFilm),當光線入射,之,之後，發泡,性,性的,PET,發揮它的微,小,小氣泡效果,將,將光線再,一次的散射,，,，使得光線,的,的利用率再,提,提高，若使,用,用,2,張反射片則,效,效,果可再提高,5% (SHARP,使用,),，而,一般的平面,反,反射片雖然,含,含有,TiO2,散射材料但,是,是效果卻不,及,及,E60-L(RW188),。,(4),擴散片 (DiffusionFilm),功能,1.藉由擴,散,散物質的折,射,射與反射修,正,正光行進方,向,向，將光線,導,導向垂直,導光板的方,向,向,。,2.覆蓋淡,化,化導光板上,亮,亮暗不均現,象,象,。,材質,1.PET: PET是結晶性,熱,熱可塑Polyester的一種,。,。,2.PC: PC是,非,非結晶性熱,可,可塑性材料,的,的一種。,3.非晶質PolyOlefim: 是非,結,結晶性熱可,塑,塑性材料的,新,新材料。,製程,1.PC（PolyCarbonate）壓,研,研一體成型,。,。,2.PC基,板,板加擴散Coating 。,3.PET,基,基板加擴散Coating 。,擴散片結構,它們的組成,大,大致分兩類,：,：,(a).,串珠型,(b).,壓花型,串珠型 (Beads) :,串珠型的表,面,面有許多小,珠,珠子，經過Coating上特殊,材,材料後使其,固,固化在膜片,的,的表面來達,到,到霧化的效,果,果，最多人,使,使用，但是,容,容易出現刮,傷,傷、及不耐,溶,溶劑、容易,潮,潮濕變形的,缺,缺點。,擴散係數由Beads,與,與樹脂決定,Lightout,Lightin,Beads,樹脂,壓花型:,壓花型的表,面,面像是蝕刻,過,過的痕跡，,它,它是在原料,抽,抽出的過,程中由於鋼,筒,筒上的紋路,，,，所以一併,成,成形。缺點,是,是凹洞的深,度太深，異,物,物掉落時不,易,易清除。,擴散係數由Pattern決定,Haze值,高,高，可抑制LGP Pattern的顯現與,不,不規則光學,外,外觀,PC Base,擴散面,擴散片與雲,量,量,(Haze),的關係,上擴散片的,Haze,高則輝度低,，,，視角廣，,缺,缺點不易見,。,。,上擴散片的,Haze,低則輝度高,，,，視角窄，,缺,缺點容易見,。,。,實際情況要,背,背光板廠依,各,各設計機種,和,和技術的不,同,同去取捨。,擴散片之應,用,用,應用環境,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）,下擴散片，上層加Lens,1.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）,4.要防止與Lens吸附產生的光繞射,(5),稜鏡片 (PrismSheet),PrismSheet的材質為PC一體成,型,型和PETFilm+ Acrylic,複,複合而成。,目前的Prism是由3M所開發,的,的BEF系,列,列，有RBEF、BEFII、BEFIII,、,、,DBEF、DBEF-D 等都,是,是對於輝度,提,提高最佳的,膜,膜片，但是,相,相對的它,在背光模組,中,中所佔的成,本,本比例最高,。,。,(a).3M的Prism Sheet 厚,度,度約為150 250m，,頂,頂角角度為90 100度，,頂角間距24 100m。,(b).DBEF及DBEF-D,的,的作用是管,理,理光線的偏,光,光來達到輝,度,度提昇的效,果。其他的BEF系列,則,則是以視角,換,換取輝度所,以,以視角較差,。,。,(6),框架 (Mold frame),框架在於背,光,光模組的角,色,色在於整個,模,模組的支撐,及,及保護作用,，,，可預防不,當,當碰撞、髒,污,污等對功能,的,的損害及影,響,響。,一般使用的,材,材料多為PC+纖、PC高反射,等,等視背光模,組,組的需求而,取,取決。,6. 開發,時,時應有的資,訊,訊,1,、Dimension( total size,lightarea),2、Brightness,3、Uninformity,4、LightSource(LED,CCFL,etc.),5、PowerConsumption,6、Schedule,背光,模,模組,的,的設,計,計理,念,念與,方,方法,1.,利,利用pattern將,光,光線,均,均勻,分,分布,在,在導,光,光板,平,平面,上,上。,2.,使,使用,擴,擴散,片,片/,板,板使,光,光線,分,分布,更,更均,勻,勻並,掩,掩飾,導,導光,板,板瑕,疵,疵。,3.,使,使用,稜,稜鏡,片,片之,折,折射,使,使光,線,線集,中,中以,提,提高,輝,輝度(但,視,視角,變,變窄),。,。,4.,使,使用,偏,偏光,片,片可,提,提高,光,光線,利,利用,率,率進,而,而提,高,高輝,度,度。,5.,以,以BM7,量,量測,輝,輝度,均,均勻,度,度。,6.,以,以CCDCamera,量,量測,光,光學,外,外觀,進,進行,導,導光,板,板pattern,之,之修,改,改。,7.,背,背光,模,模組,未,未來,發,發展,趨,趨勢,1.,尺,尺寸,：,：大,型,型化(直,下,下式),2.,重,重量,：,：輕,量,量化,薄,型,型化,、,、輕,量,量化,材,材質(Zeonor),3.,性,性能,：,：高,輝,輝度,、,、高,均,均齊,度,度,4.,外,外觀,：,：品,質,質提,昇,昇（,減,減少,亮,亮線,、,、亮,點,點、,暗,暗影,、,、干,涉,涉條,紋,紋、,波,波紋,狀,狀）,5.,耗,耗電,：,：低,耗,耗電,6.,成,成本,：,：低,價,價位,、,、減,少,少部,件,件,7.,環,環保,材,材料,8.,非,非印,刷,刷式,技,技術,、,、一,模,模兩,穴,穴、V-cut,