背光模組簡介

2021-03-04 03:08:51 字數 2146 閱讀 7200

背光模組依照光源與出光面相對位置的同,可區分成邊光式(edge lighting)及直下式(bottom lighting)種。

邊光式背光模組

邊光式背光模組為將光源擺置於背光模組之邊緣,當光線進入導光板後借由底部的印刷網點或微結構將光線導引至出光面。擁有輕、薄型化、窄框化及消耗功低等特色,一般常用於18 吋以下中小型尺寸的背光模組,如筆記型電腦、桌上電腦和手機等產品。

邊光式背光模組依照使用光源的同可區分為led 與ccfl 種型式。使用ccfl 之光源,模組之厚約為使用led 光源的倍,因此使用led 的邊光式背光模組大多是用在小型或是高階的顯示器產品上。

圖邊光式背光模組

圖 ccfl與led光源之邊光式背光模組

直下式背光模組

直下式背光模組設計主要概在於為能因應高的需求,直接將光源放置於液晶面板下方,再經由反射板反射後,光線均勻分散於正面射出。擁有出光效高、元件較少及模組厚較厚等特色。

直下式背光模組依所使用之光源區分為ccfl 和led 種型式。使用led 光源之優點為反應速快、高演色性且符合歐盟環保法規等,但為使出光面出光均勻,必須將led 以幾乎布滿的方式擺放達到其效果,除耗電與熱能增加外,背光模組之成本也因使用的led 增加而提高。

圖 ccfl與led 光源之直下式背光模組

背光模組關鍵之光學元件介紹

背光模組主要由發光源(light source)、導光板(light guide plate)、反射板(reflector)、增膜(brightness enhancement film)及擴散片(diffusion sheet)所組成。背光模組將發光源發出的光轉化成提供給液晶面板且均勻之面光源,首先先經由導光板將光源轉換成面光源,並用導光板底部的反射板將射出導光板之光線反射回導光板內部,以提公升模組效,在導光板出光面處則使用擴散片使透過之光線擴散的為均勻並掩蓋導光板出光之瑕疵,最後使用增膜集中光線以提公升模組。

圖背光模組結構圖

發光源目前lcd 最常用之髮光源為ccfl 和led 種。ccfl發光原與一般日光燈相似,亦是用電場效應激發惰性氣體原子與汞原子碰撞以發布低波長的紫外光,透過塗佈於燈管壁的螢光體後轉化為可光。led 的發光原則利用電和電子相遇而產生復合,電子跌到較低的能階,同時以光子的方式釋放出能而產生光

表 led與ccfl之比較

導光板 導光板主要靠光在內部全反射之效應傳導光線,再借由破壞全反射的方式或用全反射的方式改變光的傳導徑將光導引出導光板。導光板的設計若能有效提公升背光模組的和均勻,能節膜片的使用,低模組成本。

導光板依製程的同可分為印刷式與非印刷式種。利用高散光源物質(sio2&tio2)的印刷材料,適當地分布於導光板底面,藉由印刷材料對光源吸收再擴散的性質,破壞全反射效應造成的內部傳播,使光由正面射出並均勻分布於發光區,因為出光的散射角較大及印刷點亮度對比較高,必須使用較厚的擴散板覆蓋nm,}ns_1'6 。非印刷式又分為成型模仁(stamper)、蝕刻(etching)、微溝削(v-cut)與內部擴散。。

在製程上,印刷式導光板的良率雖然較非印刷式高,但是多了印刷、烘烤的製程,因此日本已開發出非印刷式導光板技術,並開始製作生產,預料兩年後非印刷式導光板將取代印刷式製程。

表非印刷式導光板製程比較

圖非印刷式導光板製程比較圖

反射板反射板一般置於背光模組底部,即邊光式導光板下方、直下式發光源的下方。邊光式中反射片的功用主要是將射出導光板底部之光線反射回導光板內,以減少光線失,增加模組之效。直下式中反射片的功用是將光源發出之光線反射至出光面,並能將被膜片折射回底部之光線再反射回出光面,增加光線的使用。

擴散片光線由導光板出光面匯出之後,首先就必須經過擴散片進均勻分布及模糊網點或燈管影像的工作,擴散片散射的要求則依照放置位置而有同散射(hase)的要求。一般背光模組會用到片擴散片,其中下擴散片貼近導光板或燈管,其散射的要求較高;上擴散片則靠近面板端,主要用以保護並避免增片(bef)與液晶模組接觸而受損,因此散射的要求並如下擴散片高。

ㄧ般常用的擴散片是將散射子密著於高透光性的基板上,光進入擴散層後則斷的在種同折射的介質中穿透,因此發生折射、反射與散射等現象,如此達到擴散之效果。

圖擴散片結構

增膜光源經由擴散片之後使得光強分布呈散射現象,而使得出光面的正向輝變得非常差,因此需要藉由增膜提公升其正向之輝,增加光線的使用效。增膜的增方式是使用鏡修正出光之方向,藉由光的折射與反射現象,使穿過增膜後之光線控制在正向70 的範圍之內,達到提公升正向輝之目的,ㄧ般增膜大約可提公升背光模組的正向輝50 %至100 %。

圖增膜增方式

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