背光模组结构及材料简介

背光模组的介绍

背光模组的介绍 1.什么是背光模组？是用来干什么的？ 背光模组（Back Light Modul）为液晶显示面板（LCD Panel）的关键零组件之一，由于液晶本身不具发光特性，因此，必须在LCD面板底面加上一个发光源，方能达到饱满的色彩显示效果，背光模组之功能即在于供应充足的亮度与分布均匀的平面光源，使LCD能正常显示影像。 目前，背光模组的主要产品种类有：发光二极管（LED）、卤钨灯、电致发光（ELD）、冷阴极荧光灯（CCFL）、阴极发射灯（CLL）、和金属卤化物灯等。其中工艺成熟、性能稳定,在彩色液晶显示器（TFT-LCD）上普遍使用的背光源是冷阴极荧光灯（CCFL）；在面积较小的LCD上普遍使用的是LED背光源，尤其以发光均匀、高效的侧背光为主，LED背光源主要的应用范围：如手机、PDA、游戏机、家用电器、仪表、仪器、数码产品、汽车应用部件等产品的LCD显示面板。 背光模组为液晶显示器面板的关键零组件之一。功能在于供应充足的亮度与分布 均匀的光源，使其能正常显示影像。 2.LCD或LCM背光模组到底是什么？ LCD 液晶显示器是Liquid Crystal Display 的简称，LCD 的构造是在两片平行的玻璃当中放置液态的晶体，两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线，透过通电与否来控制杆状水晶分子改变方向，将光线折射出来产生画面。 LCM液晶显示模块是一种将液晶显示器件、连接件、集成电路、PCB 线路板、背光源、结构件装配在一起的组件．英文名称叫“LCD Module”，简称“LCM”，中文一般称为“液晶显示模块”。实际上它是一种商品化的部件．根据我国有关国家标准的规定：只有不可拆分的一体化部件才称为“模块”，可拆分的叫作“组件”。所以规范的叫法应称为“液晶显示组件”。但是由于长期以来人们都已习惯称其为“模块”。 即可以得出lcd和lcm的区别，那么lcd和lcm有什么不同：lcd是显示屏，lcm是包含了lcd在内以及控制lcd显示方式、内容的芯片、线路板等各种器件的集合。可以说lcd是显示内容的前台，lcm是包含了前台在内整个运作系统。 3.啥是LED背光模组

一、背光模组常用光学原理

一、背光模組常用光學原理 光學原理應用在背光板上，大致有反射(Reflection)、折射(Refraction)、全反射(Total Internal Reflection, TIR)、吸收(Absorption)幾項，均屬於幾何光學的光學領域。 (一)反射(Reflection)---反射片、導光板 反射可分為三種形式，鏡面反射(Specular reflection)、擴散反射(Spread reflection)和漫射反射(Diffuse reflection)，鏡面反射是指光線的入射角度相等於反射的角度，如圖1-1；擴散反射發生當在不平坦的表面且反射的光線超過一個角度，所有的反射光的反射角或多或少會與入射角相同，如圖1-2；漫射型的反射，有時候又稱作 “Lambertian scattering”或“Diffusion”，這種情形發生在粗糙或不光滑的表面，其反射光會有許多不同的角度，如圖1-3。 圖1-1. 鏡面反射 圖1-2. 擴散反射 圖1-3. 漫射反射 當光線照在一個完美的光滑表面會發生鏡面反射，完全遵守「反射定律(Law of reflection)」，入射角（入射光線與垂直表面的法線所夾的角度，Incident angle ）會相

等於反射角（反射光線與垂直表面的法線所夾的角度，Reflected angle ），如圖1-4。 當光線照在一個粗糙的表面，光線將會立刻以許多不同的方向反射或穿透，如圖1-5， 在背光的材料中，擴散板、擴散片屬於穿透擴散(Diffuse transmission)的性質，底反射 板、燈管固定框架屬於反射擴散(Diffuse reflectance)性質。 圖1-4. 反射定律 圖1-5. 穿透及反射擴散 (二)折射(Refraction, Snell ′s law)---導光板、擴散片、稜鏡片 當光線從一種材料行進到另一種材料時，例如從空氣進到玻璃，此時光線會被折 射，也就是光線會彎曲及改變速度。折射取決於二個因子：一個是入射角(Incident angle) 以符號 表示，另一個為材料的折射率(Refractive index)，以字母 表示，折射率等於真 空中的光速(c)比上光在材料中的光速(v)： (1-1) 空氣中的光速幾乎相同於真空中的光速，因此空氣的折射率可視為1，幾乎所有 其他物質的折射率都是大於1，因為光通過這些物質，其速度會降低。如圖1-6，光通

背光模组及V-CUT结构设计

篇名 LED背光模組及V-Cut技術未來導向 作者 張先榮。私立開南商工。電機三年忠班 張浩哲。私立開南商工。電機三年忠班 楊凱閔。私立開南商工。電機三年忠班

壹●前言: 近年來，顯示器的技術研發，已成為眾所關注的市場主流，客戶對於LCD面板的要求愈來愈高，為了提供光源，背光模組的廠商不得不更積極地投入技術上的研發。所謂背光模組（Backlight Module）係提供LCD面板之光源。因液晶本身不發光，為了讓使用者能清楚看到LCD上所顯示的內容，須在LCD背面加上一個可投射出光源的背光模組，使光線透過LCD後，將資訊傳遞到使用者的眼中，因此「背光模組」為LCD面板的關鍵零組件之一。 事實上，背光模組的應用至廣，舉凡行動電話、PDA、數位相機、視訊電話、工業或醫療乃至飛行儀表、掌上型電視、VCD Player、汽車導航、筆記型電腦、LCD Monitor、TFT-LCD TV，背光模組的技術都不可或缺，於生活科技至關重要。 因此，本文擬就V-Cut技術的發展概況略作考察，並進一步對LED背光模組目前在技術上的得失加以分析，藉此探索面板技術在未來發展的導向。 貳●正文 背光模組主要由光源、導光板、光學用膜片、塑膠框等組成。其中，導光板（Light guide plate）的主要功能在於使冷陰極燈管發出的光線，能均勻分佈於整體的背光模組，使用的材料為光學級的壓克力（PMMA）。為了提升光學效率，微溝切削（V-Cut）的技術應運而生。此種逆稜鏡式導光板的生產，可大幅降低生產成本、增加輝度，已成為高亮度低成本的代名詞，正是全球背光模組廠在現階段的研發重點。 目前V-Cut的技術已經成熟，在TFT-LCD面板及液晶產品降價壓力下，上游零組件廠的研發部門，也持續朝簡化結構及精省成本等方向在努力。（註一）而LED 背光模組的開發，更是面板技術研發的長期目標，值得關注。 一、高亮度導光板技術的成熟 在現階段筆記型電腦用面板背光模組上，V-Cut是相當熱門的技術。其結構主要是將稜鏡微加工，直接製作於導光板上，並以一片鋸齒狀朝下的稜鏡片，取代原來兩片朝上的稜鏡片，在局部降低成本的同時，有效的將輝度提升30％左右。 V-cut LGP加上向下Prism結構，較原來兩片朝上的稜鏡片結構，光的利用率高出30%左右，但相對View Angle就被犧牲了，不過，這點對筆記型電腦使用上不但沒有影響，反而具有保護隱私之優點。因此筆記型電腦將加以大幅採用。

背光模组简介

背光模組簡介 壹、前言 背光模組(Back light module)為液晶顯示器面板(LCD panel)的關鍵零組件之一，由於液晶本身不發光，背光模組之功能即在於供應充足的亮度與分佈均勻的光源，使其能正常顯示影像。LCD面板現已廣泛應用於監視器、筆記型電腦、數位相機及投影機等具成長潛力之電子產品，因此帶動背光模組及其相關零組件的需求持續成長，在面板低價化的刺激下，又以筆記型電腦及LCD監視器等大尺寸用面板需求最大，為背光模組需求成長的主要動力來源。全球大型LCD背光模組產值將較2002年成長23%，達26.19億美元，且逐年增加，到2006年產值將達到37.26億美元。在國內LCD面板廠商積極擴產下，國內內需市場持續擴大，由於國內廠商生產的背光模組已與國際大廠的製造水準相當，加上在量產規模及就地供應上之優勢，國內背光模組自給率將可再往上提升。 貳、背光模組簡介 : 一、背光模組為LCD 面板第二大關鍵零組件 LCD面板主要係由彩色濾光片、背光模組、驅動I C、補償膜及偏光板、玻璃基板、I T O膜、配向膜、控制電路等零組件所組成，由於液晶面板本身不具發光特性，必須藉助背光模組來達到顯示的功能，LCD面板製造商在產生玻璃面板之後，須先結合彩色濾光片，兩者封合後灌入液晶，再與背光模組、驅動I C、控制電路板等組件，組合成LCD模組出售給下游的筆記型電腦或LCD監視器製造商。由於背光模組為僅次於彩色濾光片之LCD面板第二大關鍵零組件， 為因應國內面板廠商對關鍵零組件的大量需求及尋求降低成本要求下，如瑞儀、中強、

輔祥、科穚等廠商紛紛投入， 致在LCD上、下游產業之中， 背光模組現已成為本土化速度最快的一項零組件。 二、背光模組亦即顯示器光源提供者 背光模組其主要由光源(包括冷陰極螢光管(CCFL))、熱陰極螢光管、發光二極體(LED)等)、燈罩、反射板(Reflector)、導光板(Light guide plate)、擴散片(Diffusion sheet 1-2片)、增亮膜(Brightness enhancement film 1-2片)及外框等組件組裝而成，其中光學膜片與導光板為最主要之技術和成本所在。液晶顯示器由於其厚度薄、質量輕且攜帶方便，且相較於目前得CRT更有低輻射的優點，近年來需求快速的增加，己能在顯示器的市場佔有一席之地。隨著液晶顯示器製造技術的提昇，在大尺寸及低價格的趨勢下，背光模組在考量輕量化、薄型化、低耗電、高亮度及降低成本的市場要求，為保持在未來市場的競爭力，開發與設計新型的背光模組及射出成型的新製作技術，是努力的方向及重要課題。 三、背光模組類別 : 一般而言，背光模組可分為前光式(Front light )與背光式(Back light)兩種，而背光式可依其規模的要求，以燈管的位置做分類，發展出下列三大結構： (1)側光式(Edge lighting)結構：發光源為擺在側邊之單支光源，導光板採射出 成型無印刷式設計，一般常用於18吋以下中小尺寸的背光模組，其側邊入射的光源設計，擁有輕量、薄型、窄框化、低耗電的特色，亦為手機、個人數位助理(PDA) 、筆記型電腦的光源，目前亦有大尺寸背光模組採用側光式結構。 (2)直下型(Bottom lighting)結構：超大尺寸的背光模組，側光式結構已經無法 在重量、消費電力及亮度上佔有優勢，因此不含導光板且光源放置於正下方的直下型結構便被發展出來。光源由自發性光源(例如燈管、發光二極體

背光模组光学设计

背光模組光學設計 摘要 本文主要介紹邊光式背光模組之設計原理，其中包括所涉及之光學理論及常用於導光板之設計方法，最後並以軟體模擬來說明這些方法之優劣點。這些方法包括狹窄化方法、微結構法及加入擴散點方法用於導光板中，其中在微結構方法中又分為上鋸齒微結構法及下鋸齒微結構。這些方法之所應用之原理在於幾何光學中之全反射原理。在狹窄化方法、上鋸齒微結構及擴散點方法中主要是希望破壞全反射條件而使光線導出，而在下鋸齒微結構中是利用全反射原理將光線由下而上導出。在本文之軟體模擬實例中，我們發現狹窄化、上鋸齒微結構及擴散點三種方法之最大表面透出功率大約在相同之範圍中。雖然，下鋸齒微結構之表面透出功率最高，然而，在均勻度方面之表現非常的差。此外，由於光線之透出率對微結構之角度具有極敏感之特性，如欲以角度來控制透出功率之均勻性是一件不易達成之事，且加工不易。相較於微結構法，擴散點方法在控制均勻度方面及製造加工上就較微結構法來的容易，是一簡單又亦達成均勻度控制之方法。 一、背光模組介紹 無自發光性質的液晶材料已被廣泛應用在如電視、電腦螢幕、行動電話及個人數位助理(Personal Digital Assistant, PDA)等不同尺寸的液晶顯示器（Liquid Crystal Display, LCD）上，而為了達到顯像之目的，必須搭配光源照射液晶。由於光源一般置於液晶面板之後，乃稱為「背光」，而此面板之後包含光源的所有元件總成則稱為「背光模組」。背光模組包括光源和其他職司反射及折射的光學裝置，其中光源主要分為兩種：一為適於較大尺寸LCD的冷陰極燈管，另一為適用於較小尺寸如行動電話螢幕的發光二極體。雖然此兩種光源形式及其所使用之光學裝置有所不同，但整個背光模組的光學原理則相類似。依據光源位置的不同，背光模組一般可分為邊光式(Edge Lighting)及直下式(Bottom Lighting)兩[1,2]。邊光式背光模組一般常用於中小型顯示器，如筆記型電腦螢幕、PDA 及手機螢幕等。顧名思義邊光式模組的光源是置於整個背光模組的邊緣，如圖 1 所示，導光板之功能主要是將側邊的光線導向正面之視線方向，並達到亮度均勻之效果。除了光源之外，邊光式背光模組的主要光學元件包含光源反射罩、導光板、稜鏡片、反射板，如圖1(a)所示[3]，及位於稜鏡片上方之擴散片等光學元件。光源反射罩的主要功能主要是將光線集中投射於導光板中，而位於導光板下方之反射板功能是將投射至此之光線反射至上面，以增加光之利用率。擴散片之功能在於將經由擴散點所散射的光線均勻化，使之無法由正視時察覺導光板下擴散點的形狀與位置。最後，稜鏡片的主要功能是將均勻擴散之光線導正，使之射向視線方向，提高螢幕亮度。導光板為邊光式背光模組的關鍵零組件，其主要之功用是將光線由邊緣導向視線方向，故得其名。為達到高亮度及亮度均勻之要求，

LED背光模组介绍

LED背光模组/背光源未来之预见 背光模组为TFT-LCD面板主要组件，约占面板材料总成本的20％～35％。随着LCD TV面板规模的高速增长，背光模组在面板成本与制造过程中所占的份额与地位将日益凸显。2005～2008年间大型大尺寸背光模组的出货量年增长率预计约达28%，至2008年将大型背光模组约达3.6亿块，市场产值高达约140亿美元。 从背光模组生产厂商来源国或地区来看，台湾、韩国企业均占据全球出货量的40％～45％，全球背光模组大厂主要有台湾的中强光电、瑞仪、科桥、韩国的 Taesan、Heesung及日本的夏普、Stanley等企业。由于中国大陆存在人力成本及下游相关产品制造规模之优势，台湾、韩国背光模组厂商均已在大陆设立分厂， 2005年在中国大陆产出的背光模组已约占全球39％，成为全球第一大生产地区。受外资背光模组企业的进一步投资扩产之势推动，预计06年大陆背光模组出货量的全球份额提高至45％。而国内也已涌现出以京东方茶谷、深圳帝光、普耐光电等为代表、发展迅速的背光模组与背光源企业。 背光源、棱镜片、扩散板及光学膜片等为背光模组的主要上游材料与组件，其中背光源在中小、大尺寸背光模组材料成本中分别约占10％～15％、15％～25％。目前背光源以冷阴极荧光灯（CCFL）为主，新型光源LED、平面光源FFL 正受业界关注并被认为是取代受欧盟RoHS法规限制使用的含汞 CCFL的有力竞争者。特别是LED因具有高达105％～130％色彩饱和度（NTSC）、长寿环保等显著优点，已成为中小尺寸TFT-LCD面板中的主流背光源，而随着LED发光效率的提高、散热难等技术问题的突破，全球面板巨头与LED行业领导者的已纷纷合作推出了LED背光源的大尺寸LCD TV，可以预见，高亮白光LED在大尺寸LCD TV背光源需求即将成为应用热潮。 根据LED光源的技术发展与应用领域的拓展关系可知，LED在成为手机、车载导航面板等中小尺寸LCD面板的主流背光源之后，当前正处于 Notebook、LCD Monitor及LCD TV大中型尺寸LCD面板所需背光源的市场切入与渗透关键时期。可以说，随着发光效率的进一步提高及散热问题的攻克，高亮白光LED有望成为未来大中型尺寸LCD面板的主流背光源。 应3G手机的入市、大屏幕手机的增多及搭配影像手机配备闪光灯的比重提升，持续拉升白光LED的需求，预估2006年度全球手机将成长7.1%达 8.3亿部，预期06年手机白光LED市场出货量增长41%至的43亿颗，其中手机背光源中的白光LED用量以近40％的高速增长达22亿颗；按键所需白光LED增长20％达5亿颗，以及拍照手机所需白光LED闪光灯增长60％达16亿颗。未来四年内，国内手机需求量未来四年内将保持13％的年均复合增长率，从06年的1.37亿部增长到2009年的2亿部；对高亮白光LED背光源需求量预计由06年的3.5 亿颗，以37％的年均复合增长率增加至09年的 9亿颗；而随着3G及拍照手机比重的提高，预计国内手机对高亮白光LED的总需求量保持高达46％的年均复合增长，由06年的7亿颗增长至09年的22亿颗。 2006年全球MP3、PDA、DSC、车载导航、可携式DVD等产品所需中小型尺寸LCD面板等所需白光LED市场规模高达21亿颗有余，受LED 在中小尺寸LCD面板的庞大商机驱动，目前全球已呈现背光模组上中下游厂商展开投资合作趋势，以积极抢攻LED背光源的LCD面板市场份额，如台湾的面板巨头友达光电联合

直下式背光模组简介

TOPIC : 直下式背光模組簡介 Date:2003/04/01 背光源的種類 若依光源相對於panel 的位置來分，可分為直下式與側光式，如圖一、二所示： 圖一，側光式背光模組 圖二，直下式背光模組 直下式與側光式背光模組的比較 直下式背光模組 側光式背光模組 結構 上 ● 較側光式少了導光板的使用 ● 厚度較厚 ● 使用較多燈管 ● 使用擴散板來遮蔽燈管亮帶 ● 較直下式多了導光板的使用 ● 厚度較薄 ● 使用燈管數較少 ● 需使用燈管反射罩 ● 無使用擴散板，使用擴散片來遮蔽反射片板（片）上的pattern 功能上 ● 重量較輕（當面板的尺寸大時） ● 體積較大（與同尺寸產品的側光式背光模組比較，其厚度較厚） ● 重量較重（當面板的尺寸大時）因導光板重量較重 ● 體積較小（與同尺寸產品的直下式背光模組比較，其厚度較薄） 目的上 多使用於大尺寸面板 多使用於小尺寸面板 直下式背光模組各部元件與功用介紹 擴散板（diffuser plate ） 目前使用之擴散板的材質為PMMA 或PC ，其功能為承載 film 材與降低燈管所產生的亮帶功能，以提高均勻性。擴散板厚度較擴散片大，光穿透率在 50%~80% 之間，視設計來選擇。 較低的吸水率及熱膨脹率為其最重要考量因素。擴散板因吸水和受熱膨脹後而可能產生的翹曲現象，擴散板翹曲的方向與製造方式亦有密切關係，殘留應力對翹曲方向的影響很大。 擴散片（diffuser sheet ） 依功能可分為：1.保護用擴散片（上擴散片）：一般選擇穿透率較高，Haze 較低的作為保護prism 的結構。2.下擴散片：以Haze 較高的為考量，置於擴散板上方，覆蓋燈管所產生的亮帶、修正光進行的角度作用，使光分佈更加均勻。材質為：PET 與PC ，厚度較擴散板小。選擇擴散片的種類以光線穿透率及霧面程度（Haze ）為考量。 下圖中的 Optical Shielding Layer 或稱為 Anti-Blocking Layer ，其主要功能為防止靜電所造成的吸附作用。 圖三，擴散片結構示意圖。 菱鏡片（prism sheet ） 稜鏡片是在PET 基材上coating 鋸齒狀或波浪狀的PMMA 微結構，具有相當好的集光效果，但亦會犧牲部分亮度的視角。稜鏡片的功能：將來自擴散片的光往中心角度集中，以提高面板正面的光線輝度。使用一片稜鏡片時可使正面輝度提高約1.5倍 ，但同時會犧牲部分亮度的視角。 擴散片 菱鏡片 擴散板 燈管 反射板 外框