背光模组构造及原理
背光源机构简介
入射光
反射光 入射光 反射光 反射光
反射片
光損失
反射片
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三、BLU重要部材的作用以及原理
廠商 KEIWA KEIWA KIMOTO
MITSUI
MITSUI
MITSUI TORAY TORAY TORAY
TORAY
反射片材料一览表
基材 PET PET PET
PP
PP
PP PET PET PET
PET
玻璃基板
3
二、侧入式&直下式背光模组简介
侧入式依据LGP不同又可分为： 1.平板导光板
用于辉度要求较高者，例如Monitor、车载以及薄型化电脑
Diffuser Reflective Polarizer Sheet (DBEF)
Prismatic Sheet (BEF)
Lamp
Diffuser Light Guide
6
三、BLU重要部材的作用以及原理
1.扩散片
●下扩散片：
➢将导光板大角度之射出光修正为适合棱镜片使用的角度光； ➢具有雾化的效果 ➢使导光板所发出的光线均匀化。
大尺寸背光模组介绍(精选优秀)PPT
扩散板/片：扩散板/片的主要功能就是要让光线透过扩散涂层产生 漫射， 让光的分布均匀化。除了能修正光行进的角度外，对于破 坏全反射面的光学结构亦具有覆盖的作用，扩散板/片的光学参数 包含了透过率及雾面程度，视导光板的外观做有利的选择。
大尺寸背光模组的基本结构组成
入射光源(lamp） 导光板 (PC，PMMA) 扩散板/片(Diffuser ) 棱镜片 (prism sheet) . 反射板/片(reflector sheet)
外框架 （frame ）
大尺寸 反射片
lamp
上扩散板/片 上棱镜片
下棱镜片 下扩散板/片 导光板 反射板/片
大尺寸背光模组结构图（背光式）
TFT LCD Cell
导光板
外框 偏光膜 上扩散板/片 棱镜片 下扩散板/片
反射板/片
Lamp
背光模组发光原理
扩散板/片(Diffuser ) 对于关键材料背光产业来说，日本、韩国、台湾包括中国大陆本土企业,背光模组企业竞争已经到了白热化阶段，最明显的特征就是两 极分化的竞争： 一个是靠技术赢取高利润的企业，则首称日本与韩国的背光业者的TV用BLU；
进入导光板内部的光源，经过散射效应与反射板、扩散板及棱 镜片等作用后，出光效率约占内部光源的75%左右。
现行导光板在薄型化的趋势下，笔记 型计算机使用的导光板厚度已由4mm (平板型) 逐渐降低至 1.5mm(楔型)以下， 再配合一体化的射出成型技术，是未来几年内的产业走向。
背光模组结构及材料简介通用课件
导光板采用光学级PMMA或PC 材料，表面经过特殊处理，具有 高透光率和均匀的光线扩散能力
。
导光板的结构设计对背光模组的 出光质量和效率有很大影响。
反射板结构
反射板的主要作用是提高光线的利用率，将散射和折射的光线反射回导光板，从而 提高出光效果。
反射板一般采用白色PET或PC材料，表面涂有反射涂层，具有高反射率和良好的耐 候性。
详细描述
散射板的主要材料是PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）和PC（聚碳酸酯），这些材料具有良好的透光性 和散射性能。此外，这些材料还具有较高的抗冲击性能和加工性能，能够保证散射板的稳定性和耐用 性。
增亮膜材料
总结词
增亮膜能够提高背光模组的发光亮度和 视角范围，从而提高显示器的整体性能 。
VS
详细描述
增亮膜的主要材料是光学级聚酯薄膜，经 过特殊处理后具有较高的反射率和折射率 。此外，增亮膜材料还能够有效地减小光 线的衰减和散射，从而提高背光模组的亮 度和视角范围。
重量
背光模组的重量决定了显示器的便携性和稳定性。轻量的背光模组能够减轻携带负担，同时也有利于提高显示器 的抗震性能。
05
背光模组的制造工艺
导光板的制造工艺
导光板是背光模组的核心元件，其制造工艺通常采用精密注 塑成型技术，将光学级塑料射入模具中，通过加热和压力成 型，再经过冷却和脱模，得到具有微结构的导光板。
04
背光模组的性能特点
亮度与对比度
亮度
背光模组的亮度决定了显示器在 明亮环境下的可视性。高亮度能 够提供更好的视觉效果，但同时 也会增加能耗。
对比度
对比度决定了图像的清晰度和细 节表现，高对比度能够提供更丰 富的色彩和更深的黑色表现。
背光模组构造说明
直 下 △ ○○○△△○○ △△ 式
9
背光模組之基本構造
■ 光源 ■ 導光板 ■ 燈管反射板 ■ 擴散片 ■ 稜鏡片 ■ 反射片 ■ 上、下外框
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背光模組之基本構造(光源)
■ 冷陰極管CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)
-壽命長/輝度高/細管/工作電流低
■ 熱陰極管
4
背光模組之結構分類
■ 側光式
5
背光模組之結構分類
■ 側光式(側視圖)
6
背光模組之結構分類
■ 直下式
7
背光模組之結構分類
■ 直下式(側視圖)
8
背光模組之結構分類
■ 特性 比較 薄 型
重
輝
色
均 齊
消 費
結 構
光 利
發 熱
燈 管
電簡用問置
化量度度度力化率題換
側 光 ○ △△△○○△△ ○○ 式
背光模組構造說明
1
背光模組構造說明
■ 前言 ■ 背光模組之結構分類
-側光式 -直下式
■ 背光模組之基本構造 -光源
-導光板 -燈管反射板 -擴散片 -稜鏡片 -反射片 -上、下外框
2
前言
■ 何謂背光模組?
背光模組(Back Light Module)為液晶顯示器 (Liquid Crystal Display Module)之光源部份。
■ 射出成形導光板 -蝕刻(輝度不如印刷式) -切削(輝度高/均齊度不如印刷式) -噴砂(輝度及再現性需再加強)
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背光模組之基本構造(導光板)
■ 內部擴散方式 -成形時注入具散射功能之透明顆粒
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背光模組之基本構造(導光板)
背光模组及背光原理简介
背光光源
2. 三种光源比较
Item
CCFL Back Light
色彩饱和度（NTSC）
72%
工作寿命 环保性能
2~5万h 辐射+含汞
工作电压
500～1000V
环境适应性
+10℃～50℃
价格
低
散热
好
发光效率
好
响应时间
响应速度1s-2s
颜色种类
白色
EL Back Light
LED Back Light
---
导光板
反射片
黑白胶带
背光源 模组
模组少了光源和框架
模組用途
Type –1.5”～ 12.3”(LED type)
Application –CP：AV、Mobile、NB、GPS… –Car：Before & After Market –Others
模組結構圖-
燈管組
燈管 Reflector 燈座蓋板
LOGO
背光光源-LED
1.2 LED背光光源 及发光原理
LED（Lighting Emitting Diode）即发光二极管，是一种 半导体固体发光器件。它是利用固体半导体芯片作为发光 材料，在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而 引起光子发射，直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、 白色的光。
单个RGB三色LED经混色 单独散热设计，高输出光 需要借助专门混光设计
产生白光
效
LED白光混光结构对比
32
LOGO
背光光源-EL
1.3 E L背光光源及 发光原理
EL （Electro Luminesence）即电致发光，是靠荧光粉在
交变电场激发下的本征发光而发光的冷光源。其发光原理
背光模组
背光模组背光模组是一种用于液晶显示屏的关键组件，它为显示屏提供了背光照明，使得图像能够在暗环境下清晰可见。
背光模组在广泛的应用领域中发挥着重要的作用，包括电视、计算机显示器、手机、平板电脑等电子产品中。
背光模组的发展与技术的进步紧密相关，不断推动着显示技术的革新与提升。
背光模组的原理是利用光源照射到液晶屏后面，通过液晶屏的控制，调节光的透过程度，从而实现显示效果。
它通常由若干个发光二极管（LED）组成，被均匀地分布在显示屏背面，以提供均匀的照明。
背光模组的设计和制造需要考虑光线的分布均匀性、显示屏的大小与厚度、功耗以及可靠性等因素。
背光模组有多种类型，其中最常见的是直下式背光模组和边缘式背光模组。
直下式背光模组是将LED放置在液晶屏的后面，并通过反射板将光线反射到前面的液晶屏上。
这种模组可以提供较高的亮度和对比度，适用于大尺寸显示屏。
边缘式背光模组则是将LED安装在显示屏的边缘，通过导光板将光线导向全屏。
这种模组适用于较薄的显示屏，如手机和平板电脑。
随着技术的不断发展，背光模组的性能也在不断提高。
近年来，LED背光模组取代了传统的冷阴极荧光灯（CCFL）背光模组，成为主流。
LED背光模组具有高效节能、长寿命、亮度均匀等优点，成为显示屏行业的首选。
此外，LED背光模组可以根据需要调整亮度和颜色，实现更好的图像品质。
背光模组的发展也带动了显示屏技术的进步。
随着液晶屏技术的不断创新，显示屏的分辨率、色彩表现力和视角等方面都有了巨大的提升。
同时，背光模组的照明效果也得到了改善，使得显示屏在各种环境下都能够呈现出更加鲜艳、清晰的图像。
除了在消费电子产品中广泛应用外，背光模组还在其他领域有着重要的应用。
例如，在医疗设备中，高清的显示屏可以提供医生和患者更准确的图像信息，有助于诊断和治疗。
在工业控制领域，背光模组可以用于操作面板和仪表盘的显示。
在交通运输领域，背光模组可以用于车载显示屏，提供导航、娱乐和安全警示等功能。
大尺寸背光模组介绍全套PPT
主要结构件介绍—棱镜片
棱镜片：棱镜片主要起增亮作用，原理是将原先大视角的发散光，聚拢在约70度的 范围内出射，从而增加了正视的亮度，减小了可视视角。对于背光式LCD，标准的 配置是安装两层棱镜方向相互垂直的棱镜片。
随着液晶显示器制造技术的提升，大尺寸及低价格的趋势下，背光模组在考量轻量化、薄型化、低耗能、高亮度、降低成本及环保的时常要求， 为保持在未來市場的竞争力， 开发、设计新型的背光模组及导光板成型的新制作技术，是今后努力的方向及重要课题，也为背光类模切行业带
来了新的发展契常机用。的扩散板/片厂商 :Kimoto、Keiwa、SKC等。
再经由扩散板及上下棱镜片对光源视野角进行调整，使光线 能聚集在液晶显示器的视野角选择内，以配合液晶显示器对 光学的特性要求。
主要结构件介绍--入射光源
冷阴极管（CCFL）
优点:细管径化(管径现可达到1.8mm )、寿命长、亮度高、工作电流低 缺点:发光效率低于20% 、放电电压高、低温下放电特性差、加热达到稳定辉度时间长
对于关键材料背光产业来说，日本、韩国、台湾包括中国大陆本土企业,背光模组企业竞争已 经到了白热化阶段，最明显的特征就是两极分化的竞争： 一个是靠技术赢取高利润的企业，则首称日本与韩国的背光业者的TV用BLU；靠规模赢取利润 的则是台系厂家，背光的价格的激烈竞争也促使台系背光模组厂家
下棱镜片 下扩散板/片
导光板
反射板/片
大尺寸背光模组结构图（背光式）
TFT LCD Cell
导光板
外框 偏光膜
上扩散板/片
棱镜片
下扩散板/片
反射板/片
Lamp
背光模组发光原理
上页图中光源(冷阴极管)直接或间接(经灯管反射罩反 射)进入导光板传播，经由导光板下方的光学结构设计面
背光
1、概述背光模组(Back light module)为液晶显示器面板(LCD panel)的关键组件之一，由于液晶本身不发光，背光模组的功能就在于供应充足的亮度与分布均匀的光源，使液晶显示器面板能正常显示影像。
随着LCD面板已经广泛应用于生活各个领域的电子产品，因此带动背光模组及其相关零组件的需求持续增长。
做为一个LCM厂商，生产高质量、低成本的背光模组，已成为日益迫切的需求2、类别一般而言，背光模组可分为前光式(Front light)与背光式(Back light)两种，而背光式可依其规模的要求，以灯管的位置做分类，发展出下列三大结构。
2.1、侧光式结构(Edge lighting)发光源为摆在侧边之单支光源，导光板采射出成型无印刷式设计，一般常用于18寸以下中小尺寸的背光模组，其侧边入射的光源设计，拥有轻量、薄型、窄框化、低耗电的特色，亦为手机、个人数位助理(PDA)、笔记本电脑的光源，目前亦有大尺寸背光模组采用侧光式结构。
2.2、直下型结构(Bottom lighting)超大尺寸的背光模组，侧光式结构已经无法在重量、耗电量及亮度上占有优势，因此不含导光板且光源放置于正下方的直下型结构便被发展出来。
光源由自发性光源(如冷阴极萤光管、发光二极管等)射出经反射板反射后，向上经扩散板均匀分散后于正面射出，因安置空间变大，灯管可依TFT面板大小使用2至多个光源，但同时也增加了模组的厚度、重量、耗电量、其优点为高辉度、良好的出光视角、光利用效率高、结构简单等，因而适用于对可携性及空间要求较不挑剔的LCD monitor与LCD TV，其高耗电(使用冷阴极管)，均一性不佳及造成LCD发热等问题仍需要求改善。
图1侧光式结构与直下式结构背光模组目前，我司主要进行中小尺寸LCM的设计，采用侧光式结构，为客户提供解决方案。
3、组成结构主要组成为发光源（Light source）、导光板(light guide plate)、反射片(Reflector)、扩散片（Diffuser）、增光片（BEF、棱镜片）、黑白胶（Curtain Tape）等。
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• 导光板制造过程
导光板其最重要也是最原始的材料为光学级PMMA (POLY METHYL METHACRYL ATE)(聚甲基丙烯酸甲） 也就是俗称的亚克力 或有机玻璃，其分类又有PMMA颗粒和 PMMA平板。
PMMA由石油中提炼单体(MMA)再将单体(MMA)经过化学 加工后做出光学级PMMA颗粒，再将光学级PMMA颗粒用压铸 法(Casting:PMMA粒子流入模腔,上面模面压合至所需的高度)或压出法(Injection:制 做方法如上,但压力较大)来制作光学级PMMA平板。
比重 吸水率%
折射率 透光率% 熱雙形溫度 （℃ ）
1.2 ＜0.3
1.49 92 80~90℃
导光板光学性质
压克力的折射率 ：nt＝1.49 压克力临界角 θt=42.15°
• 导光板的功能和要求
导光板故名思义其最主要的的功能在于要将 光线导向设计者所需要的方向，而所有的导光板 的设计都是要配合下游产品LCD和背光模块的需 要，最重要的是要达到辉度和均匀度。
擴散層
三、导光板的构造＆特性
• 何谓导光板
导光板一词来自于英文译音(Light Guide）其产生为应用于LCD所产生的,LCD为一非 自发光性的产品为了要展现LCD的亮度就必需要 有背光模块来显现，在背光模块的发展过成中重 要关键的零组件导光板也随着下游产品的需求进 而开始有不同的改变。
項 目 PMMA
背光模组构造及原理
背光源的种类与应用
• • • • • • • 直下式 v.s 侧光式 单侧入光 v.s 对侧入光 v.s 多侧入光 平板LGP v.s 楔形LGP (Light Guide Panel – 导光板) Monitor / TV ─ 高辉度、广视角、大型化。 Notebook PC ─ 高效率/省电化、轻薄化。 卫星导航/车载装置 ─ 高辉度、坚固性、耐候性。 掌上型装置 ─ 小尺寸、轻薄化、省电化。
背光源的構造
侧光式背光源的构造 直下式背光源的构造
扩散板
CCFL
==== 將線光源變成面光源 ====
光学元件介绍
一、冷阴极灯管的构造
CCFL: Cold Cathode Fluorescent Lamp
工作原理:
1.高电压电极激发电子 2.电子撞击Ne and Ar ，吸收能量(升温) 3.高能量的Ne and Ar 释放能量，撞击Hg 吸收能量 4.Hg释放UV λ=253.7nm，撞击萤光体 5.由萤光体发出可视光(R、G、B)
缺点
印刷过程因为溶剂挥发性强故制程 缺点为辉度较IR低，且是干燥 中油墨稳定不易控制且因为须烘烤 为假性硬化网点,网点易脱落. 干燥故产能受限
•
影像输入装置 ─ 特殊色度、辉度均齐度要求高。
光源反射方向
• Ray Approximation: 假设光波依一直线方向前进。
N
θi θr
•反射定律： θi = θr 入射线、出射线 及 反射面之垂 直法线皆在同一平面。
镜面反射
(λ> 表面粗度)
粗糙表面造成「漫射」 (Diffusion)
所有的背光模组之光源均是漫反射
C.按照入光方式：侧入光(灯管和LED)和直下式。 侧入光式：将发光体(灯管或LED)放置于导光板之侧部。 直下式：将发光体(灯管或LED)放置于导光板之下方。 D.按照成形制作方式：射出成形和裁切成型。 射出成形：应用射出成形机将光学级PMMA颗粒运用高温、 高压射入模具内冷却成形。 裁切成形：将光学级PMMA原板经过裁切工序完成成品。
有
有
有 无
有 有
（韩）世和 Sehwa
有
有
.不同的网点结构
印刷 V-cut
射出
• 导光板制作技术分析：
a、印刷方式：印刷方式因其油墨干燥方式分为IR和UV两种。 IR和UV印刷特性比較：
项目 干燥方式 优点 传统烘烤 为反射性佳辉度高，覆着性佳 IR 紫外线光照射 挥发度低，制程中易控制良率， 用紫外光照射干燥故量产速度 较快 UV
抗拉強度 （kg/cm2)
700
• 导光板的分类
A：按照形状分为：平板和楔形板(斜板) 平板：导光板从入光处来看为长方形。 楔形板：从入光处来看为一边为厚一边为薄成楔形(三角形)状。
平 板
楔 形 板
B.按照网点制作方式：印刷式和非印刷式
印刷式：导光板完成外形加工后,以印刷方式将网点印 在反射面。 非印刷式：将网点在导光板成形时直接成形在反射面。 又分为化学蚀刻(Etching)、精密机械刻画法 (V-cut)、光微影法 (Stamper)。
有
有
压出法 (Injection)
压出法 （Injection) 压出法 （Injection) 压出法 （Injection) 压铸法 （Casting)
光学特性佳 板面较软 业界皆认可
光学特性佳 板面较软 业界皆认可 光学特性佳 板面最软 光学特性较差 目前只有奇美电子使 用 光学特性佳 板面较软 LG和现代认可
目前业界所认同的PMMA制造商，主要如下表：
PMMA制造商
项 目
（日）三菱丽阳 Mitsubishi Rayon
PMMA颗粒 PMMA原板
有 有
原板制程
压铸法 （Casting)
备注
光学特性最佳 板面较硬 比较不会弯曲 业界皆认可
（日）住友化学 Sumitomo
（日）旭化成 Asahicasei （日）库拉雷 Kuraray （台）奇美化学
红、绿、蓝荧光 粉 水银蒸气与 惰性气体
影响 CCFL亮度 的因素
1.
2. 3. 4.
玻璃管径
灯管长度 电极形状及种类 水银量 （水银蒸气压＝6X10-3 tor 时 253.7 nm 辐射效率最大）
5.
6. 7. 8. 9.
惰性气体充填压力
气体混和比例 ( Ne + Ar ) 周围环境温度 （影响管壁及电极温度） 色度 荧光剂涂布
CCFL的优缺点
优点 : 细管径化(管径可达到1.8mm )、寿命长、亮度高、工作电流低 。 缺点 : 发光效率低于20% ，瞬间电压高，低温下放电特性差、 加热达到稳定辉度时间长。
二、反射片的构造
• 反射自灯管所入射的光，且反射片本身对光源亦有散射的效应。
LGP
擴散片 PET PC
• 主要使用 防止靜電 • 基材PET Kimoto-RW188(E60L) 、Tsujiden-RF188 or RF125 • 发泡PC材质 3M-LH202 • 反射率都可达90%以上。