背光模组及不良解析方法.ppt

* * 背光模組原理及不良解析手法 1.液晶顯示器的構造(TFT-LCD): a.LCD玻璃基板 主要用以控制圖樣或文字的顯示 b.彩色濾光片(Color Filter；CF) 主要提供紅籃綠三顏色的配色 C.驅動IC 主要功能在於控制面板上的每個畫素電極導 通與否，使得PC(或TV)影像訊號能正確顯示 在LCD面板上的位置 d.偏光板 主要功能在於將非偏極光轉為偏極光，而液 晶顯示器就是利用此偏極光加上液晶扭轉特 性來達到控制光線的通過與否，形成明暗 e.面光源 因TFT－LCD本身並不發光，因此需要一外加 　面光源，提供均勻高亮度廣視角的顯示效果 1-1.液晶顯示器的種類: a.扭轉向列型(Twisted Nematic；TN) b.超扭轉向列型(Super Twisted Nematic；STN) c.彩色薄膜型(Thin Film Transistors；TFT) 1-2.面光源的種類: a.前光膜組 位於LCD玻璃晶片與彩色濾光片前面，主要用 於反射式與半反射式面板 b.背光膜組 位於LCD玻璃晶片與彩色濾光片後面，主要用 於穿透式面板 2.何謂背光模組(Back Light Module) 由於LCD面板本身不具發光特性，因此，必須在LCD面板上加上一個發光源，方能達到顯示效果，背光模組(Backlight)即是提供LCD顯示器產品中一個背面光源的光學組件，簡單來說，背光模組即為LCD顯示器的一個關鍵零組件，因此，其發展與下游LCD顯示器息息相關。 2-1.台灣背光模組發展現況: 一直以來，台灣的背光源組多數仰賴自日本進口。然而由於面板價格持續滑落，面板廠商另尋零組件廠商協助降低成本的壓力日大。因此，在配合國內面板廠商對關鍵零組件的大量需求及降低成本壓力下，截至2000年底，台灣先後已有20家以上廠商投入與背光源組相關的設計、生產及製造作業中。 廠商名稱 技術來源 廠商名稱 技術來源 輔祥實業 自有技術 和立聯合 日本IMEMS 中強光電 自有技術 大安國際 日本 大億科技 Stanley 奈普光電 日本、工研院機械所 慧炬光電 日本Denyoo 興隆發 日本桐生、工研院機械所 福華電子 茶谷興業 科僑電子 日本Sharp 瑞儀光電 自有技術 元津 日本大津 寰宇光電 富士通化成 茂生光電 美國Luminate 盛美光電 日立ED 　 　 3.背光模組設計模式: a.側光式: 通常僅採用單支燈管做為光源，利用呈楔形的導光板設計（直下式設計多用「平板」）來加強對光線行進方向的控制，難度相對較高；此種設計考量「輕」、「薄」、「省電」 、「岝框化」等使用者需求，故現階段主要用於筆記型電腦用LCD面板(15吋以下背光模組)。 b.直下式: 將燈管置於模組正下方，使用兩支以上的冷陰極燈管來增加光源強度，但相對地也增加了模組的厚度及重量，同時多支燈管也增加耗電量，因而較適用於LCD監視器或LCD電視。為不含導光板的直下型結構，光源由反射板反射後，向上經擴散板均勻分散後於正面射出，但其高消費電力(使用冷陰極管)，均一性不佳及造成LCD發熱等問題仍需要求改善。 c.中空型: 適合超大尺寸LCD，這類超大型的LCD被拿來當作監視器及璧掛式電視，不僅要求大畫面、高亮度及輕量化，在電氣上亦要求高功率下的低熱效應，近年來發展的中空型結構的背光模組 ，使用熱陰極管作為發光源。 4.背光模組原理: 係將常用的點或線形光源，透過簡潔有效光機構轉化成高亮度且均一輝度的面光源產品。一般結構為利用冷陰極管的線形光源經反射罩進入導光板，轉化線光源分佈成均輝的面光源，再經擴散片的均光作用與菱鏡片的集光作用以提高光源的亮度與均齊度。 5.背光模組主要部材與功用: a.鋁框/底部金屬板 b.反射膜(貼在模組底部及側邊) C.燈管組(燈管與燈罩) d.導光板(Light Guide Panel or LGP) e.擴散膜(Diffuser) f.稜鏡片(或稱光學膜、增光片) 5-1.燈管組 : 1.在於提供足過的亮度，必須具備高亮度及壽 命長等特色。 2.光源之種類: a.冷陰極螢光燈(Cold Cathode Fluorescent Lamp;CCFL) b.熱陰極螢光燈 c.LED d.電激發光片(EL) 其中大尺寸TFT LCD仍以CCFL為主流，而LED由於RGB三色透光率較均勻，不像傳統發光源凹凸明顯，因此未來高功率LED也許會是發展重點，不過現採用LED在大尺寸上仍有技術上的困難，目前實驗室產品大尺寸採用LED為發光源則須使用60顆左右，成本高出許多，後續將研發降低使用顆粒數量方具競爭力。 5-1-1.冷陰極管發光原理: 1.電極