背光模組技術(shù)介紹

背光模塊(Back Light Unit)是液晶顯示器(LCD)光源的提供者，LCD本身并不發(fā)光，背光模塊光源的表現(xiàn)便決定了顯示器表現(xiàn)在外的視覺感，液晶顯示器由于其厚度薄，質(zhì)量輕且攜帶方便，近年來需求快速的增加，已能在CRT的市場占有一席之地。隨著液晶顯示器制造技術(shù)的提升，大尺寸及低價格的
趨勢下，背光模塊在考慮輕量化、薄型化、低消費電力、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(fā)、設(shè)計新型的背光模塊及導(dǎo)光板成型的新制作技術(shù)，是今后努力的方向及重要課題。

背光模塊的結(jié)構(gòu)
􀂄 入射光源(lamp, LED or EL etc.)
􀂄 導(dǎo)光板(Light Guide Plate)
􀂄 反射板(Reflector)
􀂄 棱鏡片(prism sheet) .
􀂄 燈管反射罩(lamp reflector)
􀂄 外框架

背光模塊背光模塊結(jié)構(gòu)圖
楔型結(jié)構(gòu)(側(cè)光式)

􀂄 上頁圖中光源(冷陰極管)直接或間接(經(jīng)燈管反射罩反射)進入導(dǎo)光板傳播，經(jīng)由導(dǎo)光板下方的光學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計面與反射板對全反射現(xiàn)象的破壞后，光源由導(dǎo)光板的正面以某一角度擴散射出，均勻分布于發(fā)光區(qū)域內(nèi)。
􀂄 再經(jīng)由擴散板及棱鏡片I、II對光源視野角進行調(diào)整，使光線能聚集在液晶顯示器的視野角選擇內(nèi)，以配合液晶顯示器對光學(xué)的特性要求

主要元件介紹--入射光源
熒光燈
􀂄 冷陰極管
優(yōu)點:細管徑化(管徑現(xiàn)可達到1.8mm )、壽命長、亮度
高、工作電流低
缺點:發(fā)光效率低于20% 、放電電壓高、低溫下放電特
性差、加熱達到穩(wěn)定輝度時間長
􀂄 熱陰極管
優(yōu)點: 放電電壓低、加熱達到穩(wěn)定輝度時間短、發(fā)光效
率高
缺點: 細管化困難、壽命短

冷陰極管和熱陰極管的對比及區(qū)別

􀂄 LED(發(fā)光二極管)
以往用于小型的單色LCD的顯示器裝置，近年來成功發(fā)展出青色光源的LED，經(jīng)過導(dǎo)光板、反射板等作用形成白色光源顯示，由于其輝度高，漸成為具有實用性的導(dǎo)光板光源。
􀂄 有機EL面狀發(fā)光
一種能配合背光模塊面光源型態(tài)的光源型式，由于其輝度低，適用于小型、全彩等使用的背光模塊，現(xiàn)階段正努力于三原色化， 為未來市場增加其應(yīng)用性。

主要元件介紹—導(dǎo)光板
􀂄 導(dǎo)光板是背光模塊光源的傳播煤介，其形狀及材料組成決定了出射光源的輝度及分布上均一性的表現(xiàn)。
􀂄 一般來說，較細的燈管配合厚的導(dǎo)光板有較佳的入光效率，僅有在燈管緊靠在導(dǎo)光板上有最佳47%的入光效率。在實際的考慮上為避免燈管電極過熱對導(dǎo)光板造成傷害，必須要求保持燈管與導(dǎo)光板間的相對距離。
􀂄 進入導(dǎo)光板內(nèi)部的光源，經(jīng)過散射效應(yīng)與反射板、擴散板及棱鏡片等作用后，出光效率約占內(nèi)部光源的75%左右。
􀂄 現(xiàn)行導(dǎo)光板在薄型化的趨勢下，筆記型計算機使用的導(dǎo)光板厚度已由4mm (平板型) 逐漸降低至1.5mm(楔型)以下，再配合一體化的射出成型技術(shù)，是未來幾年內(nèi)的
產(chǎn)業(yè)走向
導(dǎo)光板介紹—點印刷式導(dǎo)光板
點印刷式導(dǎo)光板：
以往導(dǎo)光板印刷為將光源均一化分布的常用方式，利用含高發(fā)散光源物質(zhì)(如SiO2 及TiO2)的印刷材料，適當?shù)姆植加趯?dǎo)光板底面，借由印刷材料對光源吸收再擴散放出的性質(zhì)，破壞全反射效應(yīng)造成的內(nèi)部傳播，使光由正面射出并均勻分布于發(fā)光區(qū)，但因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)及棱鏡片(集光)達到其光學(xué)與外觀要求。印刷方式的導(dǎo)光板常用在中小型的背光模塊及設(shè)計試作階段，以減少模具費的使用。

導(dǎo)光板介紹—射出成型一體化導(dǎo)光板
􀂄 蝕刻方式(模仁咬花)
直接將印刷點的設(shè)計轉(zhuǎn)移到模具上，取代傳統(tǒng)的印刷方式，而在輝度的實際表現(xiàn)上，蝕刻導(dǎo)光板則不如印刷導(dǎo)光板。(現(xiàn)已發(fā)展至鋼板咬花)
􀂄 切削方式SC加工
在導(dǎo)光板正面以切削方式制造出一條條長溝型的結(jié)構(gòu)，與棱鏡片結(jié)構(gòu)類似的鏡面設(shè)計，更能增加輝度提高的效果，但在均一性的表現(xiàn)上則不如印刷方式的導(dǎo)光板結(jié)構(gòu)。
􀂄 噴砂方式
利用細砂材料噴灑于模仁形成粗面分布，在射出成型下直接轉(zhuǎn)移至導(dǎo)光板上時，粗面越多的地方，破壞光源全反射的效果越強，因此可達到光源面的均勻分布。
􀂄 內(nèi)部擴散方式
將一些具散射的透明顆粒材料(如MMA)，在射出成型時直接注入導(dǎo)光板內(nèi)部，利用其濃度的不同對光源作有效率的出射調(diào)制，均勻分布在導(dǎo)光板發(fā)光區(qū)間，并減低光源仍留在導(dǎo)光板內(nèi)耗損的可能。

主要主要組件介紹—擴散板與棱鏡片
導(dǎo)光板光源出射方向及擴散角度并非集中在導(dǎo)光板正面方向，因此在LCD的視野角上無法達成亮度上的要求，必須修正光源的方向及擴散角度，使得光源能盡量集中在要求的方向，擴散板與棱鏡片即是作為角度修正及集光效果的重要組件。
􀂄 擴散板
擴散板的作用除了修正光行進的角度外，對于破壞全反射面的光學(xué)結(jié)構(gòu)亦具有覆蓋的作用，擴散板的光學(xué)參數(shù)包含了透過率及霧面程度，視導(dǎo)光板的外觀做有利的選擇。
􀂄 棱鏡片
棱鏡片是提升正面輝度的重要組件，最有效且常用的棱鏡片為BEF系列，其中頂角90°及周期結(jié)構(gòu)50um寬的BEFII 90/50 1~2枚應(yīng)用于導(dǎo)光板上可使輝度提升約1.4~1.8倍，另外1997年發(fā)行的DBEF 一枚甚至可使輝度提升達1.5倍之多。

主要組件介紹—燈管反射罩
􀂄 燈管反射罩
燈管反射罩作用在包住燈管發(fā)出的光源，盡量送入導(dǎo)光板內(nèi)，而燈管反射罩的形狀對導(dǎo)光板的入光效率有相當大的影響，一般中小型尺寸的背光模塊常用包含銀蒸鍍膜及PET的軟性材質(zhì)，約有80%的入光效率，而大尺寸含外框的筆記型計算機系列，對入光效率要求較高，因此多以外型特殊及固定的銅材質(zhì)作為燈管反射罩，以增加入光效率，最佳時可達90%以上，另外燈管陰極接觸燈管反射罩常會產(chǎn)生漏電流現(xiàn)象，在機構(gòu)設(shè)計時必須注意!。

主要元件介紹—反射板
􀂄 反射板
反射板功能是將未被散射的光源反射再進入光傳導(dǎo)區(qū)內(nèi)，其本身對光源亦稍微有散射的效應(yīng)；在側(cè)光式大型的背光模塊，為降低燈管入光處的輝線效應(yīng)，常在反射板對應(yīng)燈管入光處做消光設(shè)計，得到較佳的外觀效果及均一性。

冷陰極管的驅(qū)動元件—(Inverter)
􀂄 逆變器(Inverter)
逆變器是驅(qū)動燈管點燈的高壓脈沖(pulse)提供者，它將由電源供應(yīng)器(Power Supply)的直流電壓訊號轉(zhuǎn)換成高頻的高壓脈沖，使燈管能持續(xù)點燈，一般變換器頻率在75KHZ以下的室溫時，與發(fā)光強度維持正比關(guān)系，在一般商品化的規(guī)格中皆有指定其頻率。