背光模组结构及对LED要求
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。
液晶背光模组结构介绍
液晶背光模组结构介绍一、背光源结构液晶背光模组的背光源通常采用冷阴极荧光灯（CCFL）或者LED灯管。
冷阴极荧光灯由玻璃管、电极、荧光粉和汞蒸汽组成，其内部通过电流激发荧光粉透过玻璃管产生可见光。
LED灯管由若干个发光二极管（LED）组成，通过电流驱动LED发光，发出光线。
LED灯管比CCFL更节能、寿命更长，并且能够更准确地控制亮度。
二、光导板结构光导板通常由透明塑料或玻璃制成，其内部有特殊的纹理或反射层，用于引导背光源发出的光线，使光线均匀地照射到液晶面板上。
光导板还可以增强光线的亮度和均匀性，提高整个显示屏的显示效果。
三、扩散片结构扩散片位于光导板和液晶面板之间，扩散片的主要作用是将从光导板射出的光线分散，使其能够在整个液晶面板上均匀地照射。
扩散片通常由光学级塑料或玻璃制成，可以通过厚度、反射层和纳米级微结构等设计，调节和控制光线散射的效果。
四、液晶面板结构液晶面板是液晶背光模组的核心部件，其内部由液晶材料、导电层和滤光器等组成。
液晶材料位于两片平行的玻璃基板之间，玻璃基板上覆盖着导电层和滤光器。
液晶材料的特殊性质使得其能够根据电压的变化改变光线的透射性质。
导电层用来施加电场，控制液晶的取向，从而控制光线的透过和阻挡。
滤光器用来调节透射光的颜色，使得显示器能够显示出不同的颜色。
五、背光模组电路液晶背光模组还包括背光模组电路，用于控制和调节背光源的亮度。
背光模组电路通常由控制芯片、电源模块和驱动电路组成，能够根据输入的信号调整背光源的亮度。
背光模组电路还可以通过PWM（脉冲宽度调制）技术调节背光的亮度和灰度，从而提高显示器的显示质量。
总结：液晶背光模组的结构包括背光源、光导板、扩散片、液晶面板和背光模组电路。
背光源提供背光照明，光导板用于引导和提高背光的亮度和均匀性，扩散片用于散射光线，使其均匀地照射到液晶面板上，液晶面板通过控制液晶的透光性和颜色，实现图像和文字的显示。
背光模组电路用于控制和调节背光源的亮度，提高显示器的显示效果。
背光模组构造说明
直 下 △ ○○○△△○○ △△ 式
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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
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背光模組之結構分類
■ 側光式(側視圖)
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背光模組之結構分類
■ 直下式
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背光模組之結構分類
■ 直下式(側視圖)
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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
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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)
背光模组的构造原理及应用
背光模组的构造原理及应用背光模组（Backlight Module），是一种广泛应用于液晶显示器（LCD）中的光源装置，其主要作用是提供均匀的背景光亮度，以使LCD显示更加清晰和易读。
背光模组的构造原理与应用十分重要，本文将对其进行详细阐述。
一、背光模组的构造原理1. 光源：背光模组的核心部件是光源，常见的光源有冷阴极灯（CCFL，Cold Cathode Fluorescent Lamp）和发光二极管（LED，Light Emitting Diode）。
CCFL是一种成熟的背光技术，其由外界电压激发汞蒸气发出紫外线，再经过荧光粉的转换，发出可见光。
而LED背光模组采用发光二极管作为光源，其工作原理是通过直接电流驱动，使LED产生可见光。
LED背光模组在节能、环保、厚度等方面具有明显优势，因此逐渐取代了CCFL背光模组。
2. 光导板：背光模组的光源辐射出来的光线不是均匀的，为了达到均匀的背光效果，需要光导板来进行光线的引导和分布。
光导板一般由有机玻璃或聚碳酸酯等材料制成，表面通常带有微结构（如棱镜、凹凸等），以增加光线的散射和扩散效果。
光源发出的光线经过光导板的引导和折射，均匀地分布到整个LCD显示区域。
3. 反射板：反射板位于光导板的底部，其主要作用是将光线从导光板底部反射回到导光板中，以提高光线的利用率。
反射板常使用高反射率的材料制成，如铝板或白色增白剂等。
4. 均光膜：均光膜一般位于反射板和液晶面板之间，用于进一步均匀光线。
均光膜通常由多层高透明度材料叠加而成，其表面也经过微结构处理，以增加光线的散射和扩散效果。
5. 目前，除了LED背光模组外，还有一种新型的背光模组技术，即直下式背光模组（BLU，Bottom Light Unit）。
直下式背光模组通过将光源直接放置在液晶显示器的底部，而不是侧面，以提供更加均匀的背光效果。
这种背光模组在大尺寸液晶显示器中得到广泛应用，如电视机、电脑显示器等。
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。
Back Light背光模组结构介绍
QDS Project
色度
(1)Luminous flux 光通量(與亮度對應) (2)Dominant wave length 主波長(與色彩對 應) (3)Purity 純度(與飽和度對應) (2)+(3)=chromaticity (色度)
QDS Project
色度圖 (chromaticity diagram)
QDS Project 直下式結構(42吋TV)
QDS Project
直下式BLU優點
• １．高輝度化的策劃 因ＣＦＬ支數的增加、較容易策劃出高輝度化。
• ２．輕量化的策劃 依体積的比例、因未使用導光板之故、與側面 LIGHT方式比約輕了５０％ 。
• ３．高視野角的策劃 因菱鏡片類未使用的關係、輝度能作高視野角。
5.低耗电 6.低温操作 7.轻薄短小 8.安全且寿命长
QDS Project
背光源的应用
➢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、船载装置 ─ 高辉度、坚固性、
耐候性。 ➢掌上型装置（PDA、Digital Camera、Video
QDS Project
CIE XYZ 表色系統
• CIE： Commission Internationale de l'Eclairage 國際照明委員會
• 1931 年標準：用XYZ三標準色刺激值(色量)來定義 所有可見色，並使所有混色係數為正值。
X = 2.7689 R + 1.7517 G + 1.1302 B Y = 1.0000 R + 4.5907 G + 0.0601 B Z = 0.0000 R + 0.0565 G + 5.5943 B
背光模组结构介绍
上海天马
九.遮光膜介绍-种类
上海天马
九.遮光膜介绍-材料
上海天马
十.铁框介绍
铁框（BZ）： �BZ 即是Bezel 的简称，中文叫铁壳或铁框。其主要作用是增加产品的结构强 度，在液晶显示模组里面，BZ 主要是支撑，保护及装饰LCD 等部件。尤其是目前 数码电子产品越来越轻薄化设计，LCM 液晶显示模组的厚度也相应进行了超薄设 计，这样，设计时就应当使用到BZ 来保护整个显示屏组件，使其超薄化设计但强 度又满足相应信赖性要求。所以，目前电子产品中几乎都会使用到BZ 这种材料。 另外，BZ 还有屏蔽作用，当被接地时，也可以起到GND 放电作用。 BZ 的材料: �BZ 常用的材料有铝合金，不锈钢，铜等。最常用的是SUS 系列不锈钢片。 SUS 不锈钢片：SUS304L，SUS304H, 1/4H，3/4H, 1/2H 等。不生锈，易加工，价 格中等。 铝合金：重量非常轻，加工容易，但价格较高。 白铜：Cupronickel，可焊接，但易被氧化。 BZ常用的厚度为：0.1mm，0.15mm，0.2mm，0.3mm，或者其他尺寸
因熔点最低，易 较脆，但无重融、 放置过久或存放 有重融现象（SMT 氧化疑虑 环境不佳，金手 时需加盖板于手 指部有氧化疑虑 指部） 锡铅比63 / 37 +/- 10﹪（一般 标准） 镍3~9 um 金0.03~0.09um
备注
上海天马
四.LED组件介绍-SMT
SMT为一种表面贴装技术，其工艺流程如下:
3.斜形导光板：此结构一般应用在大尺寸背光源，中小尺寸很少使用
上海天马
五.导光板介绍-材质
导光板原材供应商以日本为主, 目前台湾和韩国也有相应材料。 PC：主要是日本出光株式会社。代表材料LC1700，LC1500，LC1500M 等。 PMMA：主要是日本三菱丽阳（Mitsubishi Rayon），住友（Sumitomo），库拉雷 （Kuraray），台湾奇美化学，韩国世和等。 Zeonor：主要是日本Nippon Zeon。
背光模组简介41331
13-0840013，13-0840016
台光：
13-0650033
蓝普斯：
帝光主要灯管供应商 劲森：
湖北宜昌
技术处机构工程
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高低压导线
整个B/L模组中高压导线比较短，呈红色 低压导线比较长，呈白色
高压导线耐压值一般为3KV AC 低压导线耐压值一般为300V AC
低压导线符合UL3443标准 低压导线符合UL3633标准
材料的燃烧级。半导体行业适用的级别为"V"系列纵向燃烧测试，要求 材料可在指定时间内自动灭火。
耐燃性的标准有： (UL-94 HB) (UL-94 V0,V1,V2) (UL-94 5VA,5VB) (UL-94 VTM-0,1,2) (UL-94 HBF,HF-1,2)
技术处机构工程
28
领导
◆LED发光原理及特点 ◇LED（Light Emitting Diode）,即发光二极管。是一种半导固体发光器件。它是利用固体半导体芯片作为发光材料。
2:LED背面光源的使用寿命比EL长(超过5000小时)，且使用直流电压，通常应用于小型的
单色显示器，比如锋窝电话、遥控器、微波炉、立体声音频设备等。但是，其亮度也不足以 为大型透射式显示器提供背面光源。
3:电致发光(EL)背光源体薄量轻，提供的光线均匀一致。它的功耗很低，要求的工作电压 为80～100V AC，提供工作电压的逆变器可把5/12/24V DC的输入变换为交流输出。
技术处机构工程
22
直管 L型 U型管 O型(环型 ) M管 N型 蝶型管
灯管类型
技术处机构工程
23
灯管实物
技术处机构工程
24
CCFL制造流程
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导光板(LGP)
作用：将侧入光均匀地传导分布到整个背光模组。 光学原理
折射定律：niSinθi=ntSinθt , snell’s law 全反射：光由光密（即光在此介质中的折射率大的）媒质射到光 疏（即光在此介质中折射率小的）媒质的界面时，全部被反射回 原媒质内
ni nt
Θt Θi
TFT-LCD要求 光谱匹配性。提高光利用 率
其它方面要求 色域覆盖率(32%)，色彩饱 和度(NTSC,72%) 色坐标要求，过屏：TV(0.284,0.294)约9300K； Monitor(0.313,0.329)约6500K；
我司背光LED型号介绍
系列 3020 4014 5730 7020 型号 RA20-EE RA20-EE-F RB20 RB14 RB57 RA70 尺寸(mm) 3.0*2.0*1.3 3.0*2.0*1.3 3.0*2.0*0.8 4.0*1.4*0.8 5.7*3.0*0.9 7.0*2.0*0.8 色温(K) 8000-15000 8000-15000 8000-20000 8000-15000 8000-20000 8000-20000 光电参数 6.5lm@20mA 9.5lm@30mA 35lm@120mA 16lm@60mA 34lm@120mA 35lm@120mA
扩散 层 PET基材
Organic Filler
Bind er
抗静电涂布
增光膜(BEF)
BEF（Brightness Enhancement Film）。功能，将光的角度集中，使 其在特定方向上的辉度增加。 构造：PET+PMMA
棱角间距
棱角角度 棱角面
厚 度 PET厚度
Acrylic resin层 PET层
侧光式背光模组结构
• 测光式背光模组，光源位于模组的一侧，光通过导光板的传导后再通 过光学膜材进入液晶玻璃上。
LCD面板
侧光式背光模组拆分图
直下式背光模组结构
• 直下式背光模组，光源位于模组底下，光通过扩散板的扩散后再通过 光学膜材进入液晶玻璃。
直下式背光模组拆分图
侧光式与直下式背光比较
背光结构 优点 缺点
原本被吸收的50%偏振光重 复利用，该膜可允许P1偏振 光通过，而将P2偏振光反射 回来重复利用再变成P1和P2， 如此反复可循环可增加亮度 60%。
光学部件的效率
TFT-LCD介绍
TFT-LCD结构示意图
Polarizer 偏光板 LC cell CF TFT Polarizer 偏光板
PCBA
白色塑胶材料反射
一般为PET+TiO2。TiO2的折射率很高（n=2.62），将TiO2 混合PET或 聚碳酸酯（polycarbonate）等光学上透明度高的树脂，经过细微发 泡而成反射片。泡的直径有数微米左右，泡越微细、密度越高，反射 率就越高。泡是折射率约1.00的素材，与透明树脂之间形成良好的屈 折率界面。从网点折射出来的光，进入反射片后，通过非常复杂的折 射使绝大部分的光返回LG中。
UV
Increase Temperature
e
反射膜(Reflector)
用来将从导光板背面出来的光反射回到导光板上。反射膜 种类有金属反射片和白色塑胶材料反射片
金属反射
导体材料中的最外层电子（自由电子）并没有被原子核束缚，当被光 波照射时，因吸收了光的能量而产生与光相同频率的振荡，此振荡又 放出与原来光线相同频率的光，称为光的反射。金属的导线稀疏越高 ，穿透深度越浅，反射率(Reflectivity)越高。因此金属反射膜材料 大都使用高导电性的金、银、铝与铜等。
Glass Red (BM) Green Blue Black Matrix
Polarizer
照能机上模拟分析的LED过频光谱
图像显示原理，每個像素均由三种顏色红(R) 绿 (G) 蓝(B) 的小光点(dot)构成
Data Line
信号线
Scan Line
扫描线
Data line:数据线，进行资料的传输。 Scan line :扫描线，控制MOS FET的开关。 控 制TFT上的电晶体是on/off。 On时，资料可以传输；off时，资料不能传输。
网点设计实例
Lightbar
其它光学调整。VCUT设计、入光处锯齿设计。
网点+VCUT结 构导光板
VCUT反射面出 光分析
导光板光学模 拟
入光处锯齿设 计
扩散板/扩散膜
作用：将从导光板正面出来的光雾化，提高均匀性，并使侧射光分散 到正面，提高正面亮度 扩散膜构成：PET基材+扩散层。常用的有两种扩散片，一片放在导光 板和增光片之间，均化导光板出射光，称下扩散片；一片放在增光片 之上，起到保护作用及防止水波纹出现，称为上扩散片。
Θr θi
折射Βιβλιοθήκη 反射导光板的材质一般为折射率1.59的聚碳酸酯(PC)(用于多用于 小尺寸背光)和折射率1.49的亚克力(PMMA)(多用于大尺寸背 光。)
光线在导光板中与全反射传播
当光线遇到底部网点(散射点)时，会有部分散 射而折射出导光板
导光板光学调整
网点设计。用来调整背光模组的亮度和均匀性，主要通过调整网 点的分布、密度和大小来实现。
Light Guide
光源
TFT LCD：Thin Film Transistor Liquid Crystal Display。超薄膜晶体管液 晶显示器 CF：Color Filter彩色濾光片。分R、G、B 三种颜色的滤光片。
TFT-LCD结构示意图
彩色滤光片为液晶显示器彩色化的关键元器件，透过彩色滤光片才能是高 灰阶的液晶显示器达到全彩色化，所以彩色滤光片的作用在于利用滤光片 的方式产生RGB三原光，再将三原光以不同的强弱比例混合而呈现各种色 彩，使LCD显示显示出全彩。 Polarizer
侧光式
薄型化、功耗低、成本低、方 亮度低、光利用率低、均匀性调 案成熟 整复杂、不能进行光的局域控制 亮度高、均匀性高、容易进行 光的局域控制
直下式
厚度大、功耗高、成本高
背光模组光学部件介绍
背光模组光学部件包括： • 光源(CCFL、LED） • 反射膜 • 导光板(侧光式) • 扩散板(直下式) • 扩散膜(上下扩散) • 增光膜 • DBEF
窄边发光角度变小，以 提高光的利用率
长边发光角度增大，以减少 LED与LED之间的暗影
直下式背光的要求 成本降低、厚度变薄，要求LED数量减少，要求发光角度增大(由原来的 120度增大到160-170度)
光學材料
擴散板 Optical Gap ：20mm 白反射材 LED基板
目前主流方案为使用二次光学透镜，成本高，光学效率低。 能否直接在LED上封装一次透镜？
背光模组(BLU)结构 及对LED要求
研发中心 FAE 背光 潘学东 2011.09.28
概述
背光模组介绍 TFT-LCD原理 背光对LED的要求 我司背光LED产品介绍
背光模组介绍
• 背光源（BackLight）是位于液晶显示器（ LCD）背后的一种光源，它的发光效果将直 接影响到液晶显示模块（LCM）视觉效果。 液晶显示器本身并不发光，它显示图形或 字符是它对光线调制的结果。 • 根据光源分布的位置，背光模组可以分为 测光式和直下式（底背光式）两种。
增光膜的光学原理
增光膜的增光效果
DBEF
DBEF (Dual Brightness Enhancement Film)。高分子聚合(nm technology)，多层膜结构，非棱镜结构，偏光方向穿透率高，另一 偏光方向高反射率，能提高60%的亮度，与BEFⅡ/BEFⅢ組合能夠提高 170%的亮度 3M独家供应，成本非常高。
冷阴极管结构原理
冷阴极管发光原理
高电压电极激发电子 电子撞击Ne and Ar ，吸收能量(升温) 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，撞击荧光粉 5.由荧光粉发出可视光(R、G、B)
R、G、B
Phosphor
Hg
Ne & Ar
背光对LED的要求
侧光式背光的发展要求
LED数量减少，要求单灯光通量提高，光效提高，功率提高。
薄型化要求、成本要求，导光板厚度下降，要求LED发光面收窄。
4mm
5730/6030
3mm
5720/7020/3020
2.5/2mm
4014/3014
对于导光板变窄，LED数量减少的压力，背光一直希望：